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年产500万吨砂石骨料项目，设备怎么选？如何进行配置？

发布日期：2023-11-20 浏览次数：次

年产500万吨砂石骨料项目，设备怎么选？如何进行配置？

编者按：中国砂石协会定于2023年12月5日—7日，在中国上海召开第八届中国国际砂石骨料大会。本次大会在砂石行业内广泛征集了学术论文，今日，中国砂石协会融媒体中心推出康智明、冯泽平、郭丽莉、穆婷撰写的《山西某年产500万吨精品砂石骨料项目工艺方案设计》一文，以飨读者。

本文针对山西省某年产500万吨高品质砂石骨料项目，对其工艺流程进行了详细的介绍与分析，通过分析、比较及研究，提出了“粗碎颚式破碎机开路生产，中细碎反击式破碎机与第一筛分车间闭路生产，第二筛分车间物料部分进入制砂车间和选粉车间，制砂采用柱碎机”的破碎筛分制砂工艺流程，为此类砂石骨料加工项目提供了重要的参考。

山西某年产500万吨精品砂石骨料项目工艺方案设计

康智明，冯泽平，郭丽莉，穆婷（中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，陕西西安 710065）

【摘要】本文针对山西省某白云岩、灰岩矿山，进行了工艺流程设计相关研究，提出了“粗碎颚式破碎机开路生产，中细碎反击式破碎机与第一筛分车间闭路生产，第二筛分车间物料部分进入制砂车间和选粉车间，制砂采用柱碎机”的破碎筛分制砂工艺流程。为砂石骨料工艺流程设计和主要工艺设备配置提供参考。

【关键词】白云岩；灰岩；工艺流程设计

Process Plan Design for a 5 Million Tons of Fine Sand and Stone Aggregate Project in Shanxi Province(Power China Northwest Engineering Corporation Ltd., Xi’an 710065)

Abstract：This article conducts research on the process design of a certain dolomite and limestone mine in Shanxi Province. A crushing and screening sand production process is proposed, which includes open-circuit production of coarse jaw crushers, closed circuit production of medium and fine impact crushers and the first screening workshop, partial material from the second screening workshop entering the sand making workshop and powder selection workshop, and sand production using column crushers. Provide reference for the design of sand and gravel aggregate process flow and the configuration of main process equipment.

Key words：dolomite；limestone；technological process design

1 引言

砂石是我国基础设施建设用量最大、不可或缺、不可替代的原材料，据北京智研钧略信息咨询有限公司《2020-2026年中国砂石骨料市场竞争格局及未来发展趋势研究报告》，2019年我国砂石骨料年消费量达188亿t，占全球砂石骨料总消费量的45%，2020年中国砂石产量约190亿t。2021年全国砂石产量197亿t。根据“十四五”规划及GDP增长等因素综合分析，到2026年国内砂石骨料消耗量将不少于250亿t。

2015年以来，国家发布多项政策文件，要求优化砂石行业产业结构，推动大型在建、拟建机制砂石项目尽快投产达产，增加优质砂石供给能力。为避免多系统、低水平、无整体规划的粗放性开发，绿色低碳的高品质生产线已成为砂石骨料项目建设的发展趋势[1-3]。

本文针对山西省某白云岩、灰岩矿山，进行了工艺流程设计相关研究，为砂石骨料工艺流程设计和主要工艺设备配置提供参考。

2 矿石特征

2.1 矿石化学成分

（1）建筑用白云岩矿石建筑用白岩矿石中CaO含量23.91-33.44%，平均28.85%，MgO含量16.56-21.89%，平均19.80%，K2O+Na2O含量0.036-6.53%，平均0.565%。

（2）建筑用灰岩矿建筑石料用灰岩矿石中CaO含量29.61-53.79%，平均49.18%，MgO含量1.30-9.23%，平均4.25%，K2O+Na2O含量0.016-4.64%，平均0.25%。

2.2 矿石物理性能

试验结果显示细晶白云岩抗压强度63.4-107MPa，平均81.9MPa；泥晶白云岩抗压强度59.4-108MPa，平均79.7Mpa；鲕粒灰岩矿石抗压强度58.8-119MPa，平均94.7MPa。

2.3 放射性

样品放射性样品测试项目为238U，232Th，226Ra，40K，IRa和Ir。根据勘探报告，测试结果满足《建筑材料放射性核素限量》（GB/6566-2010）规范对于建筑主体材料的要求（放射性比活度同时满足IRa≤1.0和Ir≤1.0）

2.4 碱活性评价

本次按岩石类型采取24件样品进行碱集料反应测试，其中细晶白云岩矿石碱活性（膨胀率）为0.03-0.08%，泥晶白云岩矿石碱活性（膨胀率）为0.05-0.07%，泥晶白云岩碱活性（膨胀率）为0.05-0.07%，鲕粒灰岩矿石碱活性（膨胀率）为0.04-0.07%，满足GB/T14685规定。

3 生产线设计

3.1 项目规模

本项目生产规模结合矿权设置及市场调研情况拟定为500万t/a，年工作250天，每天2班，每班8h，系统处理能力为1250t/h。

3.2 产品方案

根据目标市场对骨料规格的需求，结合矿山原料特性等因素，骨料加工系统主要产品拟定为四种，分别为0~5mm机制砂以及5mm~10mm、10mm~20mm、20mm~31.5mm粗骨料，同时可附产石粉（0~0.075mm）及弃土副产品。各级产品的比例根据市场需求可进行调整。

3.3 产品比例

表1 各级产品比例表

3.4 设备比选

（1）粗碎设备本项目Ⅰ号建筑用白云岩抗压强度63.4~107MPa，平均81.9MPa；Ⅱ号建筑用白云岩抗压强度59.4~108MPa，平均79.7Mpa；灰岩矿石抗压强度58.8~119MPa，平均94.7MPa，硬度中等偏大。针对石灰岩及白云岩岩性特征，粗碎设备可以选用颚式破碎机、锤式破碎机、反击式破碎机等类型。

其中颚式破碎机的优点是构造简单，重量轻，价格低，便于安装和维修，需要厂房高度小，工作可靠，排料口调节方便；缺点是衬板易磨损、破碎产品粒度不均匀，需配置给料设备。锤式破碎机和反击式破碎机的优点是破碎比大，设备处理能力大，缺点是产品粉料多。

结合本项目石灰岩及白云岩原料情况，处理量居中，经综合比较，粗碎设备选用颚式破碎机。

（2）中细碎设备根据原料性能的不同，中细碎一般选择圆锥式破碎机、锤石破碎机或者反击式破碎机。

圆锥式破碎机主要适宜破碎硬度、磨蚀性指数较高的岩石，其优点是破碎腔深度大，生产能力高，单位电耗低，破碎力大，工作较平稳，振动较轻；选择最新腔型的圆锥式破碎机产品粒度均匀、粉状量较少。缺点是设备投资大，破碎比小。

锤式破碎机主要适宜破碎硬度、磨蚀性指数中等或偏低的岩石，其优点是破碎比大，单机设备处理能力大，缺点是作为细碎设备时产品粉状料较多。

反击式破碎机主要适宜破碎硬度、磨蚀性指数中等或偏低的岩石，其优点是投资小，结构简单、体积小、破碎比大、产品粒度均匀且多呈立方体状；缺点是设备电耗高，板锤和衬板磨损较快，石屑和粉料多。

本项目基于简化破碎流程、降低投资、保障产品粒型的需求，经综合比较，中细碎设备选用反击式破碎机。

3.5 工艺流程

根据原料特性、产品比例及质量要求，本工程骨料加工系统拟采用“两段破碎+干法制砂”的干法生产工艺。

主要工艺流程为粗碎颚式破碎机开路生产，中细碎反击式破碎机与第一筛分车间闭路生产，第二筛分车间物料部分进入制砂车间和选粉车间，制砂采用柱碎机。

（1）粗碎车间工艺料场开采的毛料经汽车运输直接卸入粗碎车间受料仓，最大给料粒径控制在1000mm，给料设备为棒条式振动给料机，筛条间隙设为150mm。

棒条筛上≥150mm料进入粗碎设备进行破碎，采用开路生产，棒条筛下＜150mm料通过胶带机输送预筛土车间。给料设备选用2台6000×1600棒条式振动给料机，粗碎设备选用2台1600×1200颚式破碎机。

（2）预筛土车间工艺预筛土车间用来处理毛料中的泥块。棒条筛下＜150mm料通过胶带机输送至预筛土车间。采用双层驰张筛进行土石分离，筛网控制孔径设为10mm、60mm，＞10mm物料与粗碎破碎后物料混合后经胶带机运至半成品堆棚，小于10mm物料通过胶带机可以输送至弃土堆棚。设备选用1台2YKR3060H驰张筛。

（3）中细碎车间工艺中细碎车间前设置缓冲仓，粗碎后的物料全部进入中碎车间连破，来料为半成品料堆＜300mm物料及一筛后返回的＞31.5mm物料，中细碎车间与第一筛分车间闭路生产。设备选用4台PF1500×2300反击式破碎机。

（4）第一筛分车间工艺第一筛分车间筛网尺寸为31.5mm、20mm和10mm，来料为中细碎车间破碎后物料，通过第一筛分车间将来料分级为＞31.5mm、20mm~31.5mm、10mm~20mm和＜10mm四种物料。其中＞31.5mm物料返回中细碎车间；20mm~31.5mm和10mm~20mm物料输送至成品骨料罐储存发运；＜10mm物料输送至第二筛分车间。设备选用4台3YKR3675H圆振筛。

（5）第二筛分车间工艺第二筛分车间筛网尺寸为4.75mm和3.5mm，来料为第一筛分车间筛分后＜10mm物料，通过第二筛分车间将来料分级为4.75mm~10mm、3.5mm~4.75mm、＜3.5mm三种物料。其中4.75mm~10mm物料可输送至成品骨料罐储存发运，也可输送至制砂车间；3.5mm~4.75mm物料可输送至制砂车间，也可输送至选粉车间；＜3.5mm物料全部输送至选粉车间。设备选用4台1800×3600高频筛。

（6）制砂车间工艺制砂车间前设置缓冲仓，来料为第二筛分车间部分3.5mm~10mm物料，制砂后物料全部输送至第二筛分车间。设备选用2台柱碎制砂机。

（7）选粉车间工艺选粉车间来料为第二筛分车间的全部＜3.5mm物料和部分3.5mm~4.75mm物料。选粉后物料全部输送至成品砂料堆储存，进入成品砂料堆前先进拌湿机进行拌湿处理，避免机制砂存储过程汇总离析的问题，石粉输送至石粉罐储存。设备选用2台处理能力为400t/h选粉机。