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使用矿山尾料做干混用精品砂的工艺探讨

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-07-12  浏览次数:375
 使用矿山尾料做干混用精品砂的工艺探讨
 
杨万新 董卫良吴正德 
福建南方路面机械有限公司,福建泉州 362021
 
摘要:通过分析对比矿山尾料的特点及干混用机制砂的技术要求,有针对性的介绍了使用矿山尾料做干混用精品砂的生产工艺:成本低廉的矿山尾料经过V7制砂设备破碎、研磨、筛分、除粉后,得到细度模数稳定、可应用于干混砂浆的精品砂,大大提高矿山尾料的使用价值。
关键词:矿山尾料;V7制砂设备;粒形;级配;细度模数;干混用精品砂
 
Discussion on Technology of Preparing Fine Sand forDry-mixed Mortar Using Mine Tailings
 
YangWanxin, Dong Weiliang, Wu Zhengde 
FujianSouth Highway Machinery Co., Ltd. , Quanzhou, Fujian 362021
 
Abstract:This paper specifically introduces the productiontechnology of preparing fine sand for dry-mixed mortar using mine tailingsthrough analysis and comparison of the features of the mine tailings and thetechnical requirements of manufactured sand for dry-mixed mortar; low-cost minetailings are crushed, ground and screened via V7 sand-making equipment andpowder is removed, so that fine sand applicable for dry-mixed mortar withstable fineness modulus is obtained, and the use value of the mine tailings isimproved greatly.
Keywords:Mine tailing; V7 sand-making equipment; grainform; gradation; fineness modulus; fine sand for dry-mixed mortar
 
  干混砂浆是近些年发展起来的新型建材,其80%以上的成分是砂。早期的干混砂浆主要采用天然砂作为集料,但随着天然砂资源不断减少以及国家政策的限制,采用天然砂做砂浆集料的成本日益增高。
  与此同时,矿山破碎过程中不可避免的会产生0-5mm的尾料。这部分尾料产量大、粒形级配差,使用价值极低。如能采用合适的工艺改善这部分尾料的粒形和级配,将其作为干混砂浆的集料使用,既是响应国家绿色环保政策的实际行动,也是企业自身降低成本的最佳措施。
  1.干混砂浆用机制砂的技术要求
  使用机制砂做干混砂浆集料已是大势所趋。除了满足国家标准《建筑用砂》GBT 14684-2011的技术要求外[1],干混砂浆用机制砂还需满足以下四点:
  (1)粒形以圆润或立方多棱体为宜,针片状含量少,否则会降低砂浆和易性,影响现场施工;
  (2)级配合理。通常情况下,普通砂浆对0.15-2.36mm部分的砂需求量较大,2.36mm以上及0.15mm以下的砂需求量较少;
  (3)机制砂的细度模数需稳定、方便调整。细度模数稳定是为了避免实验室人员频繁调整配方,细度模数方便调整是为了能适应不同种类的干混砂浆需求。结合多个客户的实际数据,普通砂浆机制砂细度模数一般在2.5-2.7;
  (4)适当含粉。石粉在干混砂浆中具有重要的意义,含量合适时,可以改善砂浆和易性,减少水泥、粉煤灰用量,提高砂浆强度;当石粉含量过多时,又将对砂浆质量起负面影响[2]。结合多个客户的实际数据,机制砂中石粉含量一般在7%~13%。
 
  2.矿山尾料的特点
  2.1产量大
  矿山破碎过程中不可避免的会产生大量0-5mm的尾料。以150t/h颚破+圆锥的破碎工艺为例,0-5mm的尾料产能高达40多吨每小时(见图一),占将近三分之一的比例。当使用反击破、锤破等代替圆锥破时,0-5mm的产能还将更高。
图一 颚破+圆锥破碎的产能级配(mm)
 
  2.2 粒形差
  矿山前端破碎主要采用颚破、圆锥,其破碎形式主要为挤压,导致产生大量针片状尾料(见图二)。如成品砂针片状含量过多,将导致砂浆和易性下降,影响现场施工,甚至给砂浆带来严重的质量问题。
图二矿山尾料的粒形
 
  2.3 级配差
  图三为圆锥破碎后0-5mm尾料的级配。
  由曲线可见,该尾料中1.18mm以上含量大于50%,且2.36以上的粗砂含量高达25%。这部分粗砂产量大,但在干混砂浆中用量却很少,实验室人员很难调整配方去适应这种级配的砂。
图三矿山尾料的级配
 
  因为矿山尾料粒形、级配差的特点,导致使用价值极低,而其产量又大,往往只能以低价出售甚至滞销,长期堆置在矿山里,既占用场地又浪费资源。
 
  3.将矿山尾料处理成干混用精品砂的工艺
  部分企业为了降低粗砂含量、减少针片状比例、降低成品砂含粉量,通常会使用普通立轴冲击式破碎机+倾斜筛+选粉机的工艺来处理矿山尾料,但做出来的成品砂很难满足砂浆站的使用需求。究其原因,主要是因为:
  (1)矿山尾料粒径小,质量轻,仅靠立轴冲击式破碎机甩出去的离心力不足以令其充分破碎;
  (2)不经研磨,颗粒的针片状情况很难得到改善;
  (3)成品砂细度模数直接由破碎机的破碎能力及倾斜筛网孔决定,一旦需要更换砂浆品种,就需停机更换振动筛筛网等才能调整细度模数,耗时费力;
  (4)无法确保成品砂细度模数的稳定,实验室人员需频繁调整配方以适应细度模数波动的成品砂。
  为了解决上述问题,南方路机引进寿技研先进的V7制砂设备,用以改善矿山尾料的粒形、级配,使其变废为宝,成为能应用于干混砂浆的精品砂;同时,稳定的细度模数及简便的操作可减少实验室及现场人员的配备,降低管理成本。
以下主要针对V7制砂设备的破碎、研磨、筛分、除粉以及调整细度模数的工艺进行介绍。
  3.1破碎、研磨
  针对矿山尾料粒径小难破碎和针片状多的特点,V7制砂主机在传统立轴破的基础上增加了抛料锤和环形衬板[3],有效地提高破碎效率以及整形效果(见图四):
  第一道破碎,与普通立轴破相同,当尾料被转子高速甩出时,撞击到物料衬层上,形成石打石的破碎。对设备磨耗小,但对小粒径的尾料破碎效果有限;
  第二道破碎,物料被高速旋转的抛料锤撞击。抛料锤由耐磨合金组成,小粒径的尾料在石打铁的形式下更容易被破碎;
  第三道研磨。尾料滑落至环形衬板与抛料锤的狭小间隙时,受到两者的研磨作用,细长的片状被压碎,尖锐的棱角被磨去,大大改善了尾料的粒形(见图五),并使成品的中细砂比例增加(见图六),更符合砂浆站的需求。
图四 V7制砂主机的破碎、研磨示意
图五 尾料经V7整形后的粒形(mm)
图六 中细砂比例增加
3.2筛分、除粉
  矿山尾料经过立轴破处理后,含粉量通常会高于20%,远超干混砂浆所需,需进行除粉处理。
  V7制砂设备使用空气筛来实现筛分、除粉的工艺(见图七):
  (1)尾料打散。破碎后的矿山尾料落到分散装置,被充分打散、均匀摊开,为下道工序做准备;
  (2)筛分。在鼓风机的作用下,不同质量(主要体现在粒径)的尾料,被吹散到空气筛的不同位置。粒径较大的尾料被吹离的距离较近,只经少量筛分便进入返回料通道,占用筛网面积小;中小粒径的尾料被吹离的距离较远,占用筛分面积大,保证充分筛分,符合粒径要求的物料通过聚氨酯筛网网孔,落入成品砂仓中;
  (3)除粉。细小的石粉被吹到空气筛抽风口,并由除尘器抽离到石粉罐储存。要提高成品砂中石粉含量,只需降低鼓风机频率或除尘器引风机风门;要降低成品砂中石粉含量,只需增大鼓风机频率或除尘器引风机风门。
图七 空气筛的除粉、筛分过程
 
  3.3细度模数的调控
  (1)V7电控系统通过监测制砂主机电量,统筹控制原料入料量、鼓风机频率、调整板角度以及除尘器参数,从而达到稳定成品砂细度模数的目的(图八):
设备正常运行期间,当系统检测到主机电量低于设定的目标值时(体现为成品砂细度模数变细),将通过自动增大原料投入量、增大鼓风机频率、调整板向左偏摆、减小除尘器参数等措施,使成品砂细度模数增大至预期值;当系统检测到主机电量高于设定的目标值时(体现为成品砂细度模数变粗),将通过自动减少原料投入量、降低鼓风机频率、调整板向右偏摆、增大除尘器参数等措施,使成品砂细度模数降低至预期值。
  整个过程由系统自动控制,无需人工干预,智能化程度高。
  (2)需要调整成品砂细度模数时,只需在系统触摸屏上点击选择相应的生产模式即可,十分方便。
图八 细度模数的调控
 
  4.结语
  结合多个客户的实际生产经验及数据可知,普通制砂生产线很难将矿山尾料处理成标准干混用砂,而南方路机的V7制砂设备在这方面有着十分优越的性能:
  (1)   制砂主机能有效提高小粒径尾料的破碎效果,改善粒形;
  (2)   空气筛能有效控制成品砂石粉含量;
  (3)   所做出来的成品砂细度模数稳定,且调整十分方便。
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