石屑和废弃石粉深加工制备人工砂的研究与实践.pdf

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1、石屑和废弃石粉深加工制备人工砂的研究与实践（姚绍武湖州新开元碎石有限公司，浙江湖州313022）摘要：适应天然砂的限采政策，实现露天碎石矿绿色生产，提高矿产资料综合利用水平和经济效益。本文围绕石屑和石粉深加工制备人工砂问题，以湖州新开元碎石公司为例，重点分析了人工砂的相关参数，并引用JGJ52-2006标准，说明了人工砂的宜用性；基于湿法破碎工艺和无尘无尾矿技术，给出了人工砂的生产工艺。研究和实践结果表明石屑制备人工砂能够创造良好的社会和经济效益。关键字：可行性；制备工艺；应用效果前言我国建筑用矿石资源储量大

2、、分布广，非常适合露天开采，但和国际先进水平相比，由于技术限制，中国露天矿石资源综合利用水平尤其是石粉利用上整体上仍然存在一定的差距[1][2]。随着我国对露天开采过程环保政策的完善以及矿产资源综合利用技术的推广，露天碎石矿必须对矿石资源绿色加工和综合利用进行深入研究，实现低能耗的无尘无尾矿生产工艺体系[3]。作为国内碎石行业有一定影响力的企业，湖州新开元碎石有限公司（简称新开元）适应国家天然砂限采政策，对石屑完全回收工艺和制备人工砂工艺进行研究和实践，取得良好的业绩。湿法洗选后沉淀细石屑干法生产细石粉溢出情

3、况图1干法和湿法矿石破碎工艺石屑、石粉情况1．问题分析碎石生产工艺主要有两类，即干法还是湿法，这两类工艺均会产生大量石屑和微细石粉（<0.075mm），新开元采用湿法工艺，长期生产统计结果表明：年产0.075-5mm石屑110余万吨，其单吨利润（2010年，售价平均30元/吨，单吨毛利润约7.5元）较普通石料（2010年平均售价38元/吨，单吨毛利润约15元）低50%，同时由于产量大而滞销，进一步影响企业产能发挥；粒径小于150微米尤其是小于0.075mm的石粉年流失量约1.5万吨（注：我矿原矿石和成品发售环

4、节均建立了完善的电子计量系统），进一步造成资源浪费和环境污染。2．石粉、石屑制备人工砂研究（1）基本参数表1人工砂中石粉、泥块含量分类及与混凝土强度关系项目MB＜1.4或合格MB≥1.4或不合格类别石粉含量（%）泥块含量（%）石粉含量（%）泥块含量（%）Ⅰ＜3.00＜1.00Ⅱ＜5.0＜1.0＜3.0＜1.0Ⅲ＜7.0＜2.0＜5.0＜2.0混凝土中人≥C60≤5.0≤2.0工砂的石粉C55～C30≤7.0≤3.0含量（%）≤C25≤10.0≤5.0注：（1）以上资料参考普通混凝土用砂石标准(JGJ52-20

5、06)；（2）石粉和泥块含量均按质量百分比计量；（3）石粉含量控制在8%-10%时，对各种强度要求的混凝土都能起好的作用，不是混凝土强度等级高就必须减少石粉用量，对水泥含量低的普通混凝土，石粉含量可以用到15%或更多些，关键在于控制好亚甲蓝MB值，使用亚甲蓝MB值小于0.5的石粉，效果最好；（4）石粉完整的微级配、粗糙的表面、较高的表面能和亲水性在混凝土的界面起到很好的填充效应、晶核效应、活性效应、保水效应和润滑效应。它使浆体密实，孔隙率减小；使水化物结晶颗粒尺寸变小，取向程度下降；降低了骨料周围浆体的实际水

6、灰比；改善了混凝土的和易性。新开元主要为安山岩，是优质的高规格混凝土砂石料生产原料，对石屑制备人工砂的采样检测主要参数：①石粉含量≤7%；②亚甲蓝MB值≤1.0；③粒形优秀，针片状颗粒含量≤5%；④粒径范围0.0003-6mm，连续级配。对照表1标准，新开元制备人工砂可以替代天然砂作为不同强度混凝土原料。表2为替代天然砂和粉煤灰进行混凝土砌块试样的实验参数。表2人工砂替代天然砂和粉煤灰的混凝土砌块抗压强度砌块用量(kg/m3)抗压强度（MPa）实验序号人工砂外加剂3天7天28天C206503.757.713.

7、725.8C306505.2212.020.335.1C356505.4612.222.940.7因此，新开元制备人工砂完全可以替代天然砂制备高规格混凝土产品[4][5]。（2）石粉回收和石屑制备人工砂工艺采场钻爆基于湿法生产[6][7][8]，主要工艺改造如下：原矿石装运①对破碎系统进行封闭，并在主要粉尘溢出点进行雾化除尘；②石屑在破碎整形机上深加雾化头破封闭工，改善粒形，并进行分级，形成3-6mm和雾化二破0.075-3mm两个规格产品；③对湿法筛分水冲石屑工艺所产生的含石粉污水，进行水砂分离，并水冲筛分

8、水道砟通过压滤去水回收<0.075mm的细石粉。以上砂工艺改造完全回收石粉，以最低的能耗实现了分雾化三破普料离破碎系统无尘化，同时，将石屑加工成符合标和水冲筛分准的人工砂。压滤以上工艺所形成的无尘破碎及石屑制备雾化精品破碎人工砂的湿法工艺图如图2所示。水冲筛分3．应用效果为实现无尘无尾矿生产工艺，从2010年<0.075mm3-6mm0.075-3mm初起，湖州新开元碎石有限公司累计投入了石料流循环