科技大會論文 | 移動破碎篩分裝備助力固廢石材資源化利用

原標題：科技大會論文 | 移動破碎篩分裝備助力固廢石材資源化利用

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編者按：

為發揮科學技術對新形勢下砂石產業高質量發展的支撐作用，交流砂石和裝備行業新技術、新成果、新理念、新模式，促進砂石企業交流與合作，把握行業發展態勢和區域市場變化，占領市場發展先機，推動砂石產業綠色低碳安全高質量發展，高效服務國家基礎設施建設，助力國家穩增長穩市場主體保就業保民生工作，中國砂石協會定于2022年8月16日-18日在湖北武漢召開第九屆全國砂石骨料行業科技大會，同期舉辦中國砂石協會第七屆十四次常務理事會、砂石工業“十四五”發展規劃發布會、長江流域砂石骨料產業發展論壇、全國建筑固廢綜合利用與生態修復論壇、砂石骨料標準化建設主題論壇、全國建筑固廢綜合利用與生態修復論壇、全國砂石骨料技術及裝備展示等活動。

今日，中國砂石協會融媒體中心隆重推出科技大會精選論文（二）——《移動破碎篩分裝備助力固廢石材資源化利用》

移動破碎篩分裝備助力固廢石材資源化利用

孫榮耀 1，莊凱群 2

摘要：本文根據固廢石材原料的物理、化學特性，基于理論分析和實踐經驗選用云南凱瑞特重工科技有限公司研發的移動破碎篩分裝備，并對其進行優化調整，確立了符合固廢石材性能的移動破碎篩分裝備選型。試驗研究表明，云南凱瑞特重工科技有限公司研發的新型移動破碎篩分裝備適用于不同場景，工作效率高，其工藝流程能夠有效控制機制砂質量。通過該裝備將固廢石材制備成符合標準要求的機制砂，能夠拓寬固廢石材的應用途徑，提高其綜合利用效率。

關鍵詞：移動破碎篩分裝備；固廢石材；資源化利用；機制砂；物理化學性能

1 引言

當前國內基礎建設對砂等骨料需求量大，礦山生產后的固廢石材大量堆存，資源化利用效率急需提高。若將固廢石材加工成混凝土用機制砂，既解決堆放占用土地的難題，又能夠為砂石骨料行業提供豐富的制材原料。與此同時，機制砂的優劣成為衡量工程質量的重要考量因素，而生產設備構成了機制砂品質評價重要的一環。

國內外許多地方已應用新型破碎裝備來處理固體廢棄物和解決機制砂等骨料制備問題，同時不少專家學者對機制砂的質量控制技術也提出了新的見解。德國采用美卓諾德伯格LT150移動破碎站成功對部分廢棄鋼筋混凝土進行破碎，有效地將鋼筋與混凝土分離開。國內的云南凱瑞特重工科技有限公司等也陸續研制出自己的移動破碎篩分裝備產品。孫軻提出了有效的機制砂品質改良措施，周陳忠發表了有效降低含泥量的機制砂制砂工藝，宋少民研究了機制砂巖性對膠砂和混凝土性能的影響。云南凱瑞特重工科技有限公司針對固廢石材分散且體量不大、不具備建固定破碎設備的環保要求等特點，研制了新型移動式砂石骨料生產裝備，具有移動靈活、占地小、轉場方便的特點，能夠實現砂石骨料的就地取材，就地生產，其機制砂的成品質量也滿足相關標準要求。

本文依托云南花崗巖項目，利用云南凱瑞特重工科技有限公司研發的移動破碎篩分裝備進行工程試驗，對設備的實用性進行了驗證，并針對機制砂質量改進提出解決方案。

2 試驗測試

2.1 設備選型

移動破碎篩分裝備主要有破碎、篩分、制砂等工序。本裝備的工藝流程主要有：

（1）頭破采用顎破將小于560mm的廢石破碎成0-140mm的石料。

（2）二次破碎使用圓錐破使得石料約為0-25mm后進行篩分，并篩分為0-4.75mm，4.75-25mm兩種粒徑范圍。

（3）將大于4.75mm的石料（4.75-25mm）通過立軸沖擊破進行制砂，篩分機篩出來0-4.75mm的砂料以及立軸式制砂機制出來的砂進入洗砂機，將0-0.15mm的粉末洗掉，最后通過脫水篩得到0.15-4.75mm的中砂。圖1為移動砂石生產線的一種選型方式：

圖1一種移動砂石生產線的選型方式

2.2 母巖屬性分析

項目所在地位于云南昆明，所用原料為花崗巖固廢石材，其物理化學性質如表1所示：

表1 花崗巖廢石物理化學性能

根據檢測參數并參照《高性能混凝土用骨料》（T/CBMF 38-2018/T/CAATB 001-2018)規定，該花崗巖固廢石材吸水率小于1.0%，滿足Ⅰ類骨料吸水率要求；花崗巖固廢石材的壓碎指標小于15%，符合Ⅰ級粗骨料要求；堅固性滿足Ⅰ類粗骨料指標≤5%；對花崗巖固廢石材進行了快速堿-硅酸反應，14d 膨脹率均小于0.10%，大多數情況下可以判定為無潛在堿-硅酸鹽反應危害。由破碎功和磨蝕指數可得花崗巖固廢石材屬于硬質巖中的堅硬巖，是較高磨蝕性材料。

2.3 移動產線配置選型

移動破碎篩分裝備根據項目的實際需求配置一層4.75mm的篩網,其余層篩網不裝，同時增加洗砂機，去除0.15mm以下顆粒，滿足項目對于0.15-4.75mm的機制砂需求。根據固廢石材原料特性，移動產線采用顎破+圓錐破+篩分+立軸式制砂機進行試驗測試。試驗地的花崗巖固廢石材屬于硬質巖中的堅硬巖，使用周邊礦山的廢石原料，設備主要參數如表2所示：

表2 移動破碎篩分設備主要參數

總體上，上述設備的喂料能力≥450T/h，這能促進機制砂生產能力的提升，其運輸尺寸占地面積小，作業方式靈活，進一步可提高機制砂的生產效率。

2.4 機制砂質量測試結果與分析

近年來，機制砂日漸成為混凝土原材料的重要組成部分，其中機制砂的級配（分計篩余）、細度模數、密度、壓碎指標等對混凝土質量影響較大，本試驗選取五個具有代表性的機制砂樣品進行試驗，著重分析花崗巖固廢石材制備成機制砂的級配（分計篩余）、細度模數，密度、壓碎指標、片狀含量等物理指標，并由五次試驗分計篩余的平均值最終得到該批次機制砂的分計篩余曲線，結果如表3、4，圖2-5所示。

表3 花崗巖固廢石材機制砂主要性能指標

表4 花崗巖固廢石材機制砂分計篩余百分率

圖 2 機制砂分計篩余曲線

圖 3 機制砂細度模數變化圖

圖 4 機制砂片狀顆粒含量變化圖

根據試驗參數及《高性能混凝土用骨料》（T/CBMF 38-2018/T/CAATB 001-2018)中規定,砂的粗細程度由細度模數和比粒度表示，細度模數應在2.3-3.2，比粒度應在4.5-7.0。機制砂表觀密度和松散堆積密度分別不小于2600kg/m3,1480kg/m3；砂壓碎指標Ⅰ級單級最大壓碎值≤20%。選取五個具有代表性的機制砂樣品進行試驗，該批次機制砂的級配（分計篩余）、細度模數、密度、單級最大壓碎指標、片狀顆粒含量均滿足規范要求，且整體波動性較小，說明利用本公司研制的移動破碎篩分裝備所生產的機制砂，其物理性能穩定，這是因為圓錐式破碎機能夠產生強大的破碎力，對硬質花崗巖進行充分破碎，同時，本裝備的洗砂機能夠對機制砂進行有效除泥除粉處理。

3 機制砂質量改進措施

（1）篩網孔徑在一定程度上影響著機制砂的級配，可以根據要求標準選擇合適的篩網孔徑。同時根據不同石料的特點，標配變頻器，主機轉速，調整適合的拋料線速度，以達到適合的級配。

（2）生產過程中石粉含量超標，導致機制砂質量產生波動，可以像本次試驗所采取的整型制砂加水洗措施或者干濕分離等技術來解決。

（3）本裝備制砂機標配石打石腔型，在破碎機中模擬了自然的撞擊、碾磨、摩擦等運動將砂石加工成適合粒型的機制砂。為解決機制砂粒型問題，也可以調整設備本身，如圓錐破可以通過滿腔給料來解決，除此之外還可以在后端增加整型設備。

4 結論

（1）云南凱瑞特重工科技有限公司研制的移動破碎篩分裝備機動靈活，組合較為多樣化，作業作用直接有效，能夠降低物料運輸費用，占地面積小，適應性強，一般可按需定制。而且移動破碎篩分站能恰到好處地實現砂石料同時制備，機制砂品質有保證，也能夠使整個生產更具有柔性，保證砂石料生產供應和需求保持在同一個節拍。

（2）基于本次試驗，本文對短線生產的機制砂質量把控提出具體有效的改進措施，但根據不同原料對設備進行技術優化以期改善產品性能還需要不斷地實踐和大量的試驗，這也使得移動式破碎篩分裝備的發展前景更加廣闊。

中國砂石協會將于2022年8月16日-18日（16日報到）在湖北武漢召開“第九屆全國砂石骨料行業科技大會” （點擊查看通知）。

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責編| 田萌萌、王焱 · 審核 | 張朋

來源：中國砂石協會

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