机制砂“走红”砂石料市场，优良的生产工艺、合理的设备选择是高产高质的关键

机制砂“走红”砂石料市场，优良的生产工艺、合理的设备选择是高产高质的关键

当前，河沙禁采，机制砂需求倍增，大型化、规模化的砂石生产线成为新的投资热点。然而一般的生产线往往存在设备选型不合理，生产工艺落后的缺点，这必然导致生产的机制砂质量大打折扣。因此，优良的机制砂生产工艺、合理的设备选择是机制砂行业亟待解决的问题。

一、机制砂生产流程

机制砂的生产工艺流程一般可分为以下几个阶段：块石——粗碎——中碎——细碎——筛分——除尘——机制砂。

即：制砂过程是将块状岩石，经几次破碎后，制成颗粒小于一定粒度的机制砂。常见工艺流程如下图：

图1 机制砂生产工艺
 

机制砂是由碎石破碎而得到的，因此母岩的化学成份和矿物组成决定了机制砂是否含有害物质，以及是否存在碱集料反应活性；母岩的强度决定了机制砂的力学性能压碎值。因此，机制砂生产对母岩的强度有较高要求，一般要求火成岩不宜小于100MPa，变质岩不宜小于80MPa，水成岩不宜小于60MPa。

二、机制砂生产对设备的要求

1、机制砂生产中振动给料机的技术要求

振动给料机位于入料仓和颚式破碎机之间，可把块状、颗粒状物料从贮料仓中均匀、定时、连续地给到受料装置中去，并对物料进行粗筛分。

根据设备性能要求，配置设计时：

1) 尽量减少物料对槽体的压力，一般要求仓料的有效排口不得大于槽宽的1/4，物料的流动速度控制在6~18m/min。

2) 对给料量较大的物料，料仓底部排料处应设置足够高度的拦矿板，但拦矿板不得固定在槽体上。

3) 为使料仓能顺利排出，料仓后壁倾角可以设计为55°~65°。

2、机制砂生产中破碎机选用原则

2.1 破碎方法及原理

自然界的岩石在破碎机中能够粉碎主要克服两种内聚力。虽然目前市场上出现的破碎机械类型繁多，但按施加外力的方法不同，物料的常用破碎方式见表1：

表1 各种破碎方法及原理

2.2 破碎机械的选用原则

在机制砂的生产过程中，一般采用三级破碎工艺，即粗碎、中碎、制砂机破碎。不同破碎阶段选用的破碎机也不尽相同，在粗碎中最常用的是颚式破碎机，中碎一般采用反击式破碎机或圆锥式破碎机，制砂机械一般以冲击式破碎居多。各种常用破碎机性能如表2所示：

表2 常用破碎机性能

2.3 制砂机选用原则

制砂机械一般采用棒磨机、反击式制砂机或冲击式制砂机，三者的性能见表3：

表3 棒磨式制砂机、反击式制砂机和冲击式制砂机对比

由表3可看出，棒磨机生产的机制砂级配良好，反击式破碎机生产的机制砂级配良好但粒型较差，而冲击式破碎机生产的机制砂级配不良但粒型较好。

以往采用棒磨机较多，因为棒磨机生产过程中磨棒对石料粉磨有选择性、逐步粉磨，过磨现象少。但棒磨机存在产量低、运行成本高、人工劳动强度大等缺陷，不建议生产中采用。

在实际生产中，建议采用反击式和冲击式破碎机联合制砂，可获得粒型好、机配好、产量高的机制砂。

3、振动筛对机制砂生产的影响

机制砂产品级配的最主要影响因素就是筛分环节，其中振动筛的筛孔形状、尺寸及筛面倾斜角大小是影响机制砂质量的关键参数。

1) 机制砂生产中有较大含量的石粉颗粒，且对级配要求较高，不宜选用长方形和圆形筛孔，一般采用正方形方孔筛。

2) 筛孔尺寸的选择直接影响机制砂的质量和生产量。研究表明，筛网尺寸越大生产的机制砂细度模数越大，石粉含量越低；筛网尺寸越小生产的机制砂细度模数越小，而石粉含量越大。据相关学者研究，一般制砂工艺中推荐筛孔尺寸为3.5-4.5mm。

3) 为物料达到较好的筛分效率和处理量，根据振动筛厂家的经验筛面的倾角出厂一般为20°左右为宜。

4、机制砂除粉设备选取

机制砂的生产过程中会有10%~20%的石粉(75μm的颗粒)，适量的石粉可以改善机制砂混凝土工作性差的缺陷，增大混凝土抗压、抗折强度，但石粉含量过高会影响机制砂混凝土的性能，所以要对机制砂进行除粉。常用的除粉工艺的设备及其特点见下表：

表4 各种除粉工艺对比

机制砂的除粉工艺是机制砂石粉含量控制的关键，既要机制砂中粉料含量满足不同等级混凝土使用要求，又对级配影响较小，建议采用干法制砂分级机或轮式洗砂机除粉。北方天气寒冷、干旱、水资源缺乏地区，应多采用干法人工砂石料生产工艺。

优良的机制砂生产工艺、合理的设备选择是生产机制砂质量的保证，决定了机制砂混凝土的性能。通过本文分析，为制备出级配优良的机制砂，应选取合格的母岩，根据母岩情况调整振动给料筛尺寸，粗碎宜采用颚式破碎机，中碎宜采用反击式破碎机，制砂机宜采用立式冲击式破碎机，除粉宜采用干法分级机除粉，如采用湿法除粉推荐采用轮式洗砂机。