中国砂石行业入选《先进适用技术目录（2022年版）》先进技术⑱——机制砂石细粉回收与废水循环利用技术

中国砂石行业入选《先进适用技术目录（2022年版）》先进技术⑱——机制砂石细粉回收与废水循环利用技术

为深入贯彻落实党中央国务院关于加快推进生态文明建设的战略决策部署，加快矿产资源节约和综合利用先进适用技术推广应用，切实发挥技术政策的引导作用，自然资源部决定开展新一轮矿产资源节约和综合利用先进适用技术目录评选更新工作。2021年12月27日，自然资源部发布《自然资源部办公厅关于开展矿产资源节约和综合利用先进适用技术目录更新工作的通知》（自然资办函〔2021〕2451号）。受自然资源部有关司局委托，中国砂石协会为砂石行业推荐单位，开展新一轮矿产资源节约和综合利用适用技术目录评选更新工作。2022年9月5日，自然资源部官网发布《矿产资源节约和综合利用先进适用技术目录（2022版）》公告，本次共有317项技术入选，其中砂石行业入选的先进适用技术有20余项，经中国砂石协会推荐入选的有12项。

为鼓励我国砂石行业科技创新、宣传砂石行业优秀成果的同时，进一步激发砂石行业科技创新活力，中国砂石协会组织开设“中国砂石行业入选《矿产资源节约和综合利用先进适用技术目录（2022年版）》先进技术系列报道”，并在中国砂石协会官网和公众号等行业主流媒体上对入选技术进行有针对性地报道，以飨读者。

中国砂石行业入选先进技术⑱

技术名称：机制砂石细粉回收与废水循环利用技术

申报单位：湖州新开元碎石有限公司

推荐单位：浙江省自然资源厅

矿山全景图

台阶式开采区

一、公司简介

湖州新开元碎石有限公司隶属于上海建工集团股份有限公司，成立于1995年，企业注册资金1.52亿元人民币，年生产规模400万吨，是华东地区设备技术先进、生产工艺环保的大型建筑石料矿山企业，同时也是国家级高新技术企业、首批国家级绿色矿山、浙江省和上海市文明单位。公司产品主要有高速铁路用特级道砟、高标号管桩用优质机制碎石、高性能混凝土专用精品机制碎石和高品质机制砂四大类，曾获全国砂石骨料大赛一等奖，获得“浙江制造”认证证书，入选湖州市名牌产品，为长三角地区重点工程提供优质骨料。

二、技术内容

1.基本原理

公司洗砂系统溢流泥砂悬浮液的平均质量百分浓度为16%。其中，需回收利用的+0.045mm细砂占近48%（30万吨/年）；-0.045mm细泥占52%。为此提出了“回收砂、分离泥、循环水”的技术路线和“泥砂分离、泥水分离”两阶段处理：

1、 使用高效高耐磨性旋流分离技术实现了砂、泥的高效机械分离，分离效率不小于80%，充分回收+0.045mm的细砂；

2、 基于小循环工艺强化料层截留筛分技术实现了砂、水的高效分离，脱水后细砂含水率<25%；

3、 采用稳态沉降和机械压滤两段排泥工艺，实现了泥、水的高效分离，泥饼含水率<25%，回收中水全部循环利用。

最终产物：低水分细砂、低浓度循环水、低水分泥饼。

2.关键技术与设备

● 石矿泥砂高效旋流分级技术

针对建材石矿泥砂分离的需求，行业内率先引进Φ350和Φ250型短径长锥型水力旋流分离设备，揭示了水力选旋流器分级和浓缩效应的规律，0.045mm高效分级分级效率稳定到约82%。基于颗粒的形貌特性及磨损机理研究，提出了建材石矿用水力旋流器耐磨衬里材料的选择的科学依据，引进了高耐磨陶瓷耐磨内衬，解决了旋流器试用寿命短的问题。基于干扰沉降的机理以及旋流分离设备分级与浓缩规律的研究，提出了石矿用水力旋流设备的操控策略。

● 细砂料层截留回收脱水技术

针对常规微细物料工业筛分设备开孔率低、寿命短、单位负荷小的不足，结合石矿细砂高效回收脱水的需求，研究并实现了针对微细物料的料层截留振动脱水技术。通过旋流分离设备结构及工艺参数优化，保证了脱水筛的入料浓度的稳定性；通过流程结构优化、建立并合理控制小循环，增加了脱水筛入料中的阻碍粒含量，改善了入料粒度级配，有效强化了初始料层的形成，实现了利用颗粒层的细粒截留效应。工业实践表明，利用工业可靠性高的0.25mm孔径的筛网的高频筛分技术，有效实现了+0.045mm细砂的充分回收和脱水，筛上物中的限下率>70%，筛上回收的细砂水分低于25%。

● 废水两段机械排泥净化循环技术。

基于管流混合理论，通过优化混凝药剂的施加工艺和管道强化混凝，改善了造粒效果，优化了沉降分离条件。通过稳态沉降有效降低了溢流循环水的浓度，提升了循环水的质量，浓缩机溢流浓度<2g/L。通过机械压滤技术，实现了-0.045mm细泥的机械回收与脱水，保证滤饼水分低于25%，滤液直接作为循环水利用。稳态沉降和压滤排泥，彻底分离了系统中的-0.045mm细泥，水循环利用率>95%。研究并确定了石矿细泥滤饼的过滤特性及参数，采用6台隔膜型压滤机满足了360万方/年生产废水的处理能力要求。

三、研究成果与创新点

（一）设计确定了泥砂分级旋流器的结构和运行参数，0.045mm泥砂分级效率达到80%以上；

（二）研发了细砂回收脱水的料层截留技术，实现了+0.045mm细砂的回收和高效脱水，限下率达到70%，细砂含水率<25%；

（三）研发出两段机械排泥工艺，实现了-0.045mm细泥机械脱水和回收，泥饼含水率小于25%；

（四）设计了旋流器入料泵的虹吸式进料装置，有利于渣浆泵的启动作业，降低了劳动强度。

（五）建成了360万方/年生产废水的处理线，获得发明专利8项、论文41篇，多项科技奖励。

四、效益评价

资源环境效益

项目建设前，公司已经实现生活用水、雨水、船舶压舱废水的处理回用水，年回用量为79.22万吨，同时需向开采宕口外排泥砂固体废弃物约95t/h，年固废外排量56.4万吨，细砂资源流失严重导致机制砂产品级配不合理、细度模数偏高。

项目建成后，实际水回收利用总量从79.22万吨提升至439.22万吨，水循环利用率从17.5%提升至96.8%，同时约有49.2t/h的细砂资源被回收利用，回收细砂混合到机制砂产品后，改善了机制砂级配和细度模数，剩余45.8t/h的细泥物料通过压滤形成尾矿泥，用于修复废弃采区环境治理。

通过生产废水的循环利用和副产品泥砂的资源回收，系统能够有效缩减现有规模的沉淀池面积。经统计，仅废除山上废弃塘口的沉淀池功能，就能减少土地占用120亩。沉淀池组的缩小，也能消除沉淀池组潜在的溢流、渗漏、溃坝等地质灾害隐患，有效保护自然环境。

因此，项目达到了减少尾矿排放的目标，提高资源综合利用率，改善机制砂品质，起到节材的效果。

社会经济效益

经本系统处理后，系统每年回收细砂资源约30万吨，可为企业增加营业收入900万元；新系统生产用水的循环率达95.3%，新增循环用水量360万吨，每年节约取水量330万吨，节约用水费171万元。项目建设附加的经济效益良好。

本项目响应了国家对绿色矿山建设的新要求、实现矿区的良性运营，缓解了因固废、污水等因素造成的企业与周边居民的矛盾，提升了新开元公司的企业形象，具有较好的经济和环境效益，同时为行业内湿法生产水冲洗工艺产生的废水处理和治污的难题提出了一条解决新路，具有在本地区乃至全国的建筑石料矿山行业较好的示范效应和推广价值。项目的资源、环境效益的提升，也相应地改善了矿区和周边社区的社会关系。

四、获得荣誉

五、小结

《砂石工业“十四五”发展实施意见》中明确指出：坚持把科技创新作为第一动力，深入实施创新驱动发展战略，加大科技研发的投入，加快科技成果转移转化，强化创新平台载体支撑。提出“激发内生动力，加强重大科技攻关，对标国际一流，着力突破发展瓶颈问题，使科技创新成果更多走进生产一线，多项技术工艺装备入选相关国家级目录，具有中国特色的砂石科技创新体系加快形成”目标。

在自然资源部《先进适用技术目录（2022年版）》中多项砂石行业技术的入选，是我国砂石行业科技创新实现跨越式发展取得历史性突破的生动体现，将对加速推进砂石行业矿产资源节约和综合利用，为绿色矿山、绿色工厂、绿色砂石基地建设等提供重要技术装备支撑，对砂石行业的高质量健康有序发展具有重要意义。

来源：中国砂石协会