使用礦山尾料做干混用精品砂的工藝探討
楊萬新 董衛良吳正德
福建南方路面機械有限公司，福建泉州 362021
摘要：通過分析對比礦山尾料的特點及干混用機制砂的技術要求，有針對性的介紹了使用礦山尾料做干混用精品砂的生產工藝：成本低廉的礦山尾料經過V7制砂設備破碎、研磨、篩分、除粉后，得到細度模數穩定、可應用于干混砂漿的精品砂，大大提高礦山尾料的使用價值。
關鍵詞：礦山尾料；V7制砂設備；粒形；級配；細度模數；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
干混砂漿是近些年發展起來的新型建材，其80%以上的成分是砂。早期的干混砂漿主要采用天然砂作為集料，但隨著天然砂資源不斷減少以及國家政策的限制，采用天然砂做砂漿集料的成本日益增高。
與此同時，礦山破碎過程中不可避免的會產生0-5mm的尾料。這部分尾料產量大、粒形級配差，使用價值極低。如能采用合適的工藝改善這部分尾料的粒形和級配，將其作為干混砂漿的集料使用，既是響應國家綠色環保政策的實際行動，也是企業自身降低成本的最佳措施。
1.干混砂漿用機制砂的技術要求
使用機制砂做干混砂漿集料已是大勢所趨。除了滿足國家標準《建筑用砂》GBT 14684-2011的技術要求外[1]，干混砂漿用機制砂還需滿足以下四點：
（1）粒形以圓潤或立方多棱體為宜，針片狀含量少，否則會降低砂漿和易性，影響現場施工；
?。?）級配合理。通常情況下，普通砂漿對0.15-2.36mm部分的砂需求量較大，2.36mm以上及0.15mm以下的砂需求量較少；
?。?）機制砂的細度模數需穩定、方便調整。細度模數穩定是為了避免實驗室人員頻繁調整配方，細度模數方便調整是為了能適應不同種類的干混砂漿需求。結合多個客戶的實際數據，普通砂漿機制砂細度模數一般在2.5-2.7；
?。?）適當含粉。石粉在干混砂漿中具有重要的意義，含量合適時，可以改善砂漿和易性，減少水泥、粉煤灰用量，提高砂漿強度；當石粉含量過多時，又將對砂漿質量起負面影響[2]。結合多個客戶的實際數據，機制砂中石粉含量一般在7%~13%。
２.礦山尾料的特點
2.1產量大
礦山破碎過程中不可避免的會產生大量0-5mm的尾料。以150t/h顎破+圓錐的破碎工藝為例，0-5mm的尾料產能高達40多噸每小時（見圖一），占將近三分之一的比例。當使用反擊破、錘破等代替圓錐破時，0-5mm的產能還將更高。
 圖一 顎破+圓錐破碎的產能級配（mm）
2.2 粒形差
礦山前端破碎主要采用顎破、圓錐，其破碎形式主要為擠壓，導致產生大量針片狀尾料（見圖二）。如成品砂針片狀含量過多，將導致砂漿和易性下降，影響現場施工，甚至給砂漿帶來嚴重的質量問題。
 圖二礦山尾料的粒形
2.3 級配差
圖三為圓錐破碎后0-5mm尾料的級配。
由曲線可見，該尾料中1.18mm以上含量大于50%，且2.36以上的粗砂含量高達25%。這部分粗砂產量大，但在干混砂漿中用量卻很少，實驗室人員很難調整配方去適應這種級配的砂。
 圖三礦山尾料的級配
因為礦山尾料粒形、級配差的特點，導致使用價值極低，而其產量又大，往往只能以低價出售甚至滯銷，長期堆置在礦山里，既占用場地又浪費資源。
?。?將礦山尾料處理成干混用精品砂的工藝
部分企業為了降低粗砂含量、減少針片狀比例、降低成品砂含粉量，通常會使用普通立軸沖擊式破碎機+傾斜篩+選粉機的工藝來處理礦山尾料，但做出來的成品砂很難滿足砂漿站的使用需求。究其原因，主要是因為:
?。?）礦山尾料粒徑小，質量輕，僅靠立軸沖擊式破碎機甩出去的離心力不足以令其充分破碎；
（2）不經研磨，顆粒的針片狀情況很難得到改善；
?。?）成品砂細度模數直接由破碎機的破碎能力及傾斜篩網孔決定，一旦需要更換砂漿品種，就需停機更換振動篩篩網等才能調整細度模數，耗時費力；
?。?）無法確保成品砂細度模數的穩定，實驗室人員需頻繁調整配方以適應細度模數波動的成品砂。
為了解決上述問題，南方路機引進壽技研先進的V7制砂設備，用以改善礦山尾料的粒形、級配，使其變廢為寶，成為能應用于干混砂漿的精品砂；同時，穩定的細度模數及簡便的操作可減少實驗室及現場人員的配備，降低管理成本。
以下主要針對V7制砂設備的破碎、研磨、篩分、除粉以及調整細度模數的工藝進行介紹。
３.１破碎、研磨
針對礦山尾料粒徑小難破碎和針片狀多的特點，V7制砂主機在傳統立軸破的基礎上增加了拋料錘和環形襯板[3]，有效地提高破碎效率以及整形效果（見圖四）：
第一道破碎，與普通立軸破相同，當尾料被轉子高速甩出時，撞擊到物料襯層上，形成石打石的破碎。對設備磨耗小，但對小粒徑的尾料破碎效果有限；
第二道破碎，物料被高速旋轉的拋料錘撞擊。拋料錘由耐磨合金組成，小粒徑的尾料在石打鐵的形式下更容易被破碎；
第三道研磨。尾料滑落至環形襯板與拋料錘的狹小間隙時，受到兩者的研磨作用，細長的片狀被壓碎，尖銳的棱角被磨去，大大改善了尾料的粒形（見圖五），并使成品的中細砂比例增加（見圖六），更符合砂漿站的需求。
 圖四 V7制砂主機的破碎、研磨示意
 圖五 尾料經V7整形后的粒形（mm）
 圖六 中細砂比例增加
３.２篩分、除粉
礦山尾料經過立軸破處理后，含粉量通常會高于20%，遠超干混砂漿所需，需進行除粉處理。
V7制砂設備使用空氣篩來實現篩分、除粉的工藝（見圖七）：
（1）尾料打散。破碎后的礦山尾料落到分散裝置，被充分打散、均勻攤開，為下道工序做準備；
?。?）篩分。在鼓風機的作用下，不同質量（主要體現在粒徑）的尾料，被吹散到空氣篩的不同位置。粒徑較大的尾料被吹離的距離較近，只經少量篩分便進入返回料通道，占用篩網面積??；中小粒徑的尾料被吹離的距離較遠，占用篩分面積大，保證充分篩分，符合粒徑要求的物料通過聚氨酯篩網網孔，落入成品砂倉中；
（3）除粉。細小的石粉被吹到空氣篩抽風口，并由除塵器抽離到石粉罐儲存。要提高成品砂中石粉含量，只需降低鼓風機頻率或除塵器引風機風門；要降低成品砂中石粉含量，只需增大鼓風機頻率或除塵器引風機風門。
 圖七 空氣篩的除粉、篩分過程
3.3細度模數的調控
?。?）V7電控系統通過監測制砂主機電量，統籌控制原料入料量、鼓風機頻率、調整板角度以及除塵器參數，從而達到穩定成品砂細度模數的目的（圖八）：
設備正常運行期間，當系統檢測到主機電量低于設定的目標值時（體現為成品砂細度模數變細），將通過自動增大原料投入量、增大鼓風機頻率、調整板向左偏擺、減小除塵器參數等措施，使成品砂細度模數增大至預期值；當系統檢測到主機電量高于設定的目標值時（體現為成品砂細度模數變粗），將通過自動減少原料投入量、降低鼓風機頻率、調整板向右偏擺、增大除塵器參數等措施，使成品砂細度模數降低至預期值。
整個過程由系統自動控制，無需人工干預，智能化程度高。
?。?）需要調整成品砂細度模數時，只需在系統觸摸屏上點擊選擇相應的生產模式即可，十分方便。
 圖八 細度模數的調控
４.結語
結合多個客戶的實際生產經驗及數據可知，普通制砂生產線很難將礦山尾料處理成標準干混用砂，而南方路機的V7制砂設備在這方面有著十分優越的性能：
?。?） 制砂主機能有效提高小粒徑尾料的破碎效果，改善粒形；
?。?） 空氣篩能有效控制成品砂石粉含量；
（3） 所做出來的成品砂細度模數穩定，且調整十分方便。
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