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科技大会论文 | 移动破碎筛分装备助力固废石材资源化利用

发布日期：2022-08-08 浏览次数：次

科技大会论文 | 移动破碎筛分装备助力固废石材资源化利用

编者按：

为发挥科学技术对新形势下砂石产业高质量发展的支撑作用，交流砂石和装备行业新技术、新成果、新理念、新模式，促进砂石企业交流与合作，把握行业发展态势和区域市场变化，占领市场发展先机，推动砂石产业绿色低碳安全高质量发展，高效服务国家基础设施建设，助力国家稳增长稳市场主体保就业保民生工作，中国砂石协会定于2022年8月16日-18日在湖北武汉召开第九届全国砂石骨料行业科技大会，同期举办中国砂石协会第七届十四次常务理事会、砂石工业“十四五”发展规划发布会、长江流域砂石骨料产业发展论坛、全国建筑固废综合利用与生态修复论坛、砂石骨料标准化建设主题论坛、全国建筑固废综合利用与生态修复论坛、全国砂石骨料技术及装备展示等活动。

今日，中国砂石协会融媒体中心隆重推出科技大会精选论文（二）——《移动破碎筛分装备助力固废石材资源化利用》

移动破碎筛分装备助力固废石材资源化利用

孙荣耀1，庄凯群2

（1. 云南凯瑞特重工科技有限公司，云南昆明，650000；2. 北京建筑大学，北京，100044）

摘要：本文根据固废石材原料的物理、化学特性，基于理论分析和实践经验选用云南凯瑞特重工科技有限公司研发的移动破碎筛分装备，并对其进行优化调整，确立了符合固废石材性能的移动破碎筛分装备选型。试验研究表明，云南凯瑞特重工科技有限公司研发的新型移动破碎筛分装备适用于不同场景，工作效率高，其工艺流程能够有效控制机制砂质量。通过该装备将固废石材制备成符合标准要求的机制砂，能够拓宽固废石材的应用途径，提高其综合利用效率。

关键词：移动破碎筛分装备；固废石材；资源化利用；机制砂；物理化学性能

1 引言

当前国内基础建设对砂等骨料需求量大，矿山生产后的固废石材大量堆存，资源化利用效率急需提高。若将固废石材加工成混凝土用机制砂，既解决堆放占用土地的难题，又能够为砂石骨料行业提供丰富的制材原料。与此同时，机制砂的优劣成为衡量工程质量的重要考量因素，而生产设备构成了机制砂品质评价重要的一环。

国内外许多地方已应用新型破碎装备来处理固体废弃物和解决机制砂等骨料制备问题，同时不少专家学者对机制砂的质量控制技术也提出了新的见解。德国采用美卓诺德伯格LT150移动破碎站成功对部分废弃钢筋混凝土进行破碎，有效地将钢筋与混凝土分离开。国内的云南凯瑞特重工科技有限公司等也陆续研制出自己的移动破碎筛分装备产品。孙轲提出了有效的机制砂品质改良措施，周陈忠发表了有效降低含泥量的机制砂制砂工艺，宋少民研究了机制砂岩性对胶砂和混凝土性能的影响。云南凯瑞特重工科技有限公司针对固废石材分散且体量不大、不具备建固定破碎设备的环保要求等特点，研制了新型移动式砂石骨料生产装备，具有移动灵活、占地小、转场方便的特点，能够实现砂石骨料的就地取材，就地生产，其机制砂的成品质量也满足相关标准要求。

本文依托云南花岗岩项目，利用云南凯瑞特重工科技有限公司研发的移动破碎筛分装备进行工程试验，对设备的实用性进行了验证，并针对机制砂质量改进提出解决方案。

2 试验测试

2.1 设备选型

移动破碎筛分装备主要有破碎、筛分、制砂等工序。本装备的工艺流程主要有：

（1）头破采用颚破将小于560mm的废石破碎成0-140mm的石料。

（2）二次破碎使用圆锥破使得石料约为0-25mm后进行筛分，并筛分为0-4.75mm，4.75-25mm两种粒径范围。

（3）将大于4.75mm的石料（4.75-25mm）通过立轴冲击破进行制砂，筛分机筛出来0-4.75mm的砂料以及立轴式制砂机制出来的砂进入洗砂机，将0-0.15mm的粉末洗掉，最后通过脱水筛得到0.15-4.75mm的中砂。图1为移动砂石生产线的一种选型方式：

图1一种移动砂石生产线的选型方式

2.2 母岩属性分析

项目所在地位于云南昆明，所用原料为花岗岩固废石材，其物理化学性质如表1所示：

表1 花岗岩废石物理化学性能

根据检测参数并参照《高性能混凝土用骨料》（T/CBMF 38-2018/T/CAATB 001-2018)规定，该花岗岩固废石材吸水率小于1.0%，满足Ⅰ类骨料吸水率要求；花岗岩固废石材的压碎指标小于15%，符合Ⅰ级粗骨料要求；坚固性满足Ⅰ类粗骨料指标≤5%；对花岗岩固废石材进行了快速碱-硅酸反应，14d 膨胀率均小于0.10%，大多数情况下可以判定为无潜在碱-硅酸盐反应危害。由破碎功和磨蚀指数可得花岗岩固废石材属于硬质岩中的坚硬岩，是较高磨蚀性材料。

2.3 移动产线配置选型

移动破碎筛分装备根据项目的实际需求配置一层4.75mm的筛网,其余层筛网不装，同时增加洗砂机，去除0.15mm以下颗粒，满足项目对于0.15-4.75mm的机制砂需求。根据固废石材原料特性，移动产线采用颚破+圆锥破+筛分+立轴式制砂机进行试验测试。试验地的花岗岩固废石材属于硬质岩中的坚硬岩，使用周边矿山的废石原料，设备主要参数如表2所示：

表2 移动破碎筛分设备主要参数

总体上，上述设备的喂料能力≥450T/h，这能促进机制砂生产能力的提升，其运输尺寸占地面积小，作业方式灵活，进一步可提高机制砂的生产效率。

2.4 机制砂质量测试结果与分析

近年来，机制砂日渐成为混凝土原材料的重要组成部分，其中机制砂的级配（分计筛余）、细度模数、密度、压碎指标等对混凝土质量影响较大，本试验选取五个具有代表性的机制砂样品进行试验，着重分析花岗岩固废石材制备成机制砂的级配（分计筛余）、细度模数，密度、压碎指标、片状含量等物理指标，并由五次试验分计筛余的平均值最终得到该批次机制砂的分计筛余曲线，结果如表3、4，图2-5所示。

表3 花岗岩固废石材机制砂主要性能指标

表4 花岗岩固废石材机制砂分计筛余百分率

图 2 机制砂分计筛余曲线

图 3 机制砂细度模数变化图

图 4 机制砂片状颗粒含量变化图

根据试验参数及《高性能混凝土用骨料》（T/CBMF 38-2018/T/CAATB 001-2018)中规定,砂的粗细程度由细度模数和比粒度表示，细度模数应在2.3-3.2，比粒度应在4.5-7.0。机制砂表观密度和松散堆积密度分别不小于2600kg/m³,1480kg/m³；砂压碎指标Ⅰ级单级最大压碎值≤20%。选取五个具有代表性的机制砂样品进行试验，该批次机制砂的级配（分计筛余）、细度模数、密度、单级最大压碎指标、片状颗粒含量均满足规范要求，且整体波动性较小，说明利用本公司研制的移动破碎筛分装备所生产的机制砂，其物理性能稳定，这是因为圆锥式破碎机能够产生强大的破碎力，对硬质花岗岩进行充分破碎，同时，本装备的洗砂机能够对机制砂进行有效除泥除粉处理。

3 机制砂质量改进措施

（1）筛网孔径在一定程度上影响着机制砂的级配，可以根据要求标准选择合适的筛网孔径。同时根据不同石料的特点，标配变频器，主机转速，调整适合的抛料线速度，以达到适合的级配。

（2）生产过程中石粉含量超标，导致机制砂质量产生波动，可以像本次试验所采取的整型制砂加水洗措施或者干湿分离等技术来解决。

（3）本装备制砂机标配石打石腔型，在破碎机中模拟了自然的撞击、碾磨、摩擦等运动将砂石加工成适合粒型的机制砂。为解决机制砂粒型问题，也可以调整设备本身，如圆锥破可以通过满腔给料来解决，除此之外还可以在后端增加整型设备。

4 结论

（1）云南凯瑞特重工科技有限公司研制的移动破碎筛分装备机动灵活，组合较为多样化，作业作用直接有效，能够降低物料运输费用，占地面积小，适应性强，一般可按需定制。而且移动破碎筛分站能恰到好处地实现砂石料同时制备，机制砂品质有保证，也能够使整个生产更具有柔性，保证砂石料生产供应和需求保持在同一个节拍。

（2）基于本次试验，本文对短线生产的机制砂质量把控提出具体有效的改进措施，但根据不同原料对设备进行技术优化以期改善产品性能还需要不断地实践和大量的试验，这也使得移动式破碎筛分装备的发展前景更加广阔。

中国砂石协会将于2022年8月16日-18日（16日报到）在湖北武汉召开“第九届全国砂石骨料行业科技大会”（点击查看通知）。

报名方式

1.小程序：中国砂石协会微信小程序报名参会