[專訪]謝憲中教授：靈活運用濕法機(jī)制砂技術(shù)的設(shè)計要點暨案例分析

眾所周知，水電大壩、壩前電站或壩后電站、大壩多級船閘等重要建、構(gòu)筑物設(shè)施須采用水洗砂、水洗骨料等攪拌制成混凝土進(jìn)行澆筑，而如今禁止濫采河沙后，濕法生產(chǎn)的機(jī)制砂就成了香餑餑；濕法機(jī)制砂生產(chǎn)線的設(shè)計有哪些設(shè)計要點？濕法機(jī)制砂生產(chǎn)線有哪些環(huán)保優(yōu)勢？對于既有的干法生產(chǎn)線，怎樣全面實現(xiàn)需干則干，需濕則濕，以充分適應(yīng)市場的多變性、靈活性？ 帶著這些問題，中國水泥網(wǎng)記者近日采訪了國家注冊礦業(yè)師、資深礦業(yè)工程專家、 天津水泥工業(yè)設(shè)計研究院謝憲中教授級高工。

礦業(yè)工程專家、天津水泥工業(yè)設(shè)計研究院謝憲中教授級高工在現(xiàn)場調(diào)研

一. 濕法機(jī)制砂 生產(chǎn)線的 設(shè)計要點

記者：如今禁止濫采河沙后，濕法生產(chǎn)的機(jī)制砂就成了香餑餑；濕法機(jī)制砂生產(chǎn)線的設(shè)計有哪些設(shè)計要點？濕法機(jī)制砂生產(chǎn)線有哪些環(huán)保優(yōu)勢？對于既有的干法生產(chǎn)線，怎樣全面實現(xiàn)需干則干，需濕則濕，以充分適應(yīng)市場的多變性、靈活性？ 

謝憲中表示：眾所周知，水電大壩、壩前電站、或壩后電站、大壩多級船閘等重要建、構(gòu)筑物設(shè)施須采用水洗砂、水洗骨料等攪拌制成混凝土進(jìn)行澆筑，而如今禁止濫采河沙后，濕法生產(chǎn)的機(jī)制砂就成了香餑餑；濕法機(jī)制砂生產(chǎn)線有以下優(yōu)勢：   

1) 水洗的機(jī)制砂，幾乎不含泥土、石粉暨雜質(zhì)，表面潔凈、品質(zhì)優(yōu)良、品相美觀、觀感光澤;

2) 這種水洗精品砂，優(yōu)質(zhì)優(yōu)價，銷售價格較高，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益；

3) 采用循環(huán)水沖洗,生產(chǎn)環(huán)境無粉塵污染，提高了環(huán)境效益、社會效益。

鑒于上述，在有市場、有條件的地方，宜采用濕法機(jī)制砂生產(chǎn)線；對于既有的干法生產(chǎn)線，在待選砂子進(jìn)入選粉機(jī)之前，設(shè)計可計量的三通分料閥，分出一部分或全部料至干砂混料系統(tǒng)進(jìn)行水洗，進(jìn)行高品質(zhì)升級（以銷定產(chǎn)），可實現(xiàn)干法、濕法按計劃暨訂單同時生產(chǎn)或分別單獨生產(chǎn)；全面實現(xiàn)需干則干，需濕則濕，充分適應(yīng)市場的多變性、靈活性。并實現(xiàn)機(jī)制砂制造業(yè)的高效清潔低碳循環(huán)和可持續(xù)發(fā)展，促進(jìn)工業(yè)文明與生態(tài)文明和諧共融。詳見下圖：

上述設(shè)計的要點如下：

1、應(yīng)采用專業(yè)、專用的洗砂+細(xì)砂回收一體機(jī)      

應(yīng)采用專業(yè)、專用的洗砂+細(xì)砂回收一體機(jī)，因這是針對砂石骨料機(jī)制砂洗砂、細(xì)骨料脫泥等作業(yè)的專業(yè)、專用設(shè)備，主要包括：洗砂輪斗、洗砂槽、旋流器(系統(tǒng))、旋流器進(jìn)料泵、篩下泵池、直線振動脫水篩六部分組成，整個一體機(jī)系統(tǒng)的工藝流程如圖所示。專業(yè)、專用的洗砂+細(xì)砂回收一體機(jī)經(jīng)比選采用了特有的多錐體旋流器技術(shù)，并在洗砂槽結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行了全面優(yōu)化。              

2、應(yīng)采用高效輪斗洗砂機(jī)，確保細(xì)砂回收率>90%，其主要技術(shù)優(yōu)勢：

1)  高效輪斗洗砂機(jī)，巧妙地將傳統(tǒng)洗砂輪斗與槽式水力分級機(jī)相結(jié)合，細(xì)砂回收率高(細(xì)砂回收率>90%)，精品砂產(chǎn)品級配合理，細(xì)度模數(shù)適中，含泥量很少；

2)  優(yōu)化了篩網(wǎng)的網(wǎng)孔尺寸，洗砂潔凈度高；

3)  排水采用特有的下溢流形式，與常規(guī)的上溢流形式相比，一方面杜絕了輪斗運轉(zhuǎn)引起的擾流帶走細(xì)砂（短路流），另一方面延長了細(xì)砂在槽體內(nèi)的停留時間，確保了分級效果。

4）排水部分配置傾斜板組件，穩(wěn)定排水周期性擾動的同時，強(qiáng)化分級性能，提高細(xì)砂回收率。

3、應(yīng)有針對性地選用高效細(xì)砂回收旋流器或高效選砂旋流器

針對砂石行業(yè)不同工況的需要，應(yīng)有針對性地選用高效細(xì)砂回收旋流器或高效選砂旋流器，兩種旋流器適用于不同工況，滿足客戶對產(chǎn)品指標(biāo)的不同需求。旋流器采用個性化配置，根據(jù)來料特性、分級指標(biāo)的不同進(jìn)行調(diào)整，分級粒度在74微米到100微米之間可調(diào)，具備分級效率高，服務(wù)年限長的特點。

高效細(xì)砂回收旋流器采用專利多錐體結(jié)構(gòu)，主要應(yīng)用于骨料產(chǎn)線廢水以及洗砂廢水的細(xì)砂回收和低含泥石粉脫泥等工況。具有分級粒度小、細(xì)砂回收率高，濃縮性能強(qiáng)等特點，所回收的細(xì)砂產(chǎn)品主要用于補(bǔ)充產(chǎn)品砂的細(xì)粒構(gòu)成，提高整體級配性能。

高效選砂旋流器采用專利大錐角結(jié)構(gòu)，主要應(yīng)用于礦山尾礦選砂以及高含泥石粉脫泥等工況。具有分級效率高，底流夾細(xì)少的特點，解決了高含泥/含粉物料回收細(xì)砂含泥/粉量高的問題。

4、脫水篩機(jī)應(yīng)采用負(fù)傾角設(shè)計

直線振動脫水篩主要用于混砂/粗砂脫水、細(xì)砂脫水、尾砂脫水等物料脫水作業(yè)。主體材質(zhì)采用優(yōu)質(zhì)錳鋼，大梁整體型材設(shè)計，高強(qiáng)度虎克螺栓連接，無焊縫設(shè)計，結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，工作噪聲低。

1)直線振動脫水篩機(jī)應(yīng)采用負(fù)傾角設(shè)計，向上設(shè)計的篩面傾角使物料在給料端形成漿液池，其靜壓水頭有助于液漿透篩，進(jìn)料端背板采用45度篩面設(shè)計，增加脫水面積并促使物料盡快脫水形成濾層，對于低濃度物料，預(yù)脫水段可配高位泄流篩板，杜絕篩上跑水的現(xiàn)象。

2)篩板選用耐磨聚酯篩板，開孔率高、服務(wù)年限長。篩板采用模塊式安裝，局部磨損局部更換，替換方便，維護(hù)工作量小，備件費用低

5、應(yīng)選用SS系列淺層沉降器

利用淺層沉降原理加速顆粒的粗細(xì)分層或絮團(tuán)的沉降，縮短分級濃縮時間；

通過將沉降區(qū)劃分為多個斜窄流區(qū)域縮短絮團(tuán)所需沉降聚合距離，提高濃縮效率，降低藥耗；

通過斜板組件降低出流紊流強(qiáng)度，確保層流狀態(tài)進(jìn)行分級，提高分級精度；

在等效分級/濃縮指標(biāo)下，設(shè)備占地面積小。

 6、可采用電伴熱技術(shù)解決水洗砂設(shè)備設(shè)施在北方地區(qū)寒冷冬天使用的問題。

 不管是洗砂、旋流系統(tǒng)，還是濃密、壓濾系統(tǒng)，都和水有關(guān)系，那么在北方寒冷的冬天需要特殊考慮，可采用電伴熱技術(shù)，使水溫保持在5℃左右的恒溫不凍狀態(tài)，所以采用電伴熱技術(shù)是可以解決水洗砂設(shè)備設(shè)施在北方地區(qū)寒冷冬天使用的問題。

二. 靈活運用濕法機(jī)制砂技術(shù)的設(shè)計案例分析

記者：你作為資深權(quán)威礦業(yè)工程專家，請談?wù)勳`活運用濕法機(jī)制砂技術(shù)的設(shè)計案例分析，以實現(xiàn)濕法機(jī)制砂行業(yè)高效清潔低碳循環(huán)和可持續(xù)發(fā)展。

謝憲中表示：                                       

機(jī)制砂因所用原材料的巖性類別、生產(chǎn)設(shè)備、加工工藝等因素影響，會在粒形、級配、堅固性、石粉含量等方面都有很大的差別。機(jī)制砂的顆粒級配、針片狀含量、石粉含量、泥塊含量這些指標(biāo)可以在生產(chǎn)過程中通過改變設(shè)備設(shè)施和工藝參數(shù)來調(diào)整和控制。

鑒于上述，應(yīng)靈活運用濕法機(jī)制砂技術(shù)，做好物料平衡詳細(xì)計算及設(shè)備選型、總體布置，確保工藝系統(tǒng)順暢、低碳環(huán)保；充分利用自然地形的高差，盡量實現(xiàn)廢水自流，減少泵送揚(yáng)程、降低泵送電耗、確保節(jié)能生產(chǎn)，以實現(xiàn)濕法機(jī)制砂行業(yè)高效清潔低碳循環(huán)和可持續(xù)發(fā)展，促進(jìn)工業(yè)文明與生態(tài)文明和諧共融。

對于既有的干法生產(chǎn)線，在待選砂子進(jìn)入選粉機(jī)之前，設(shè)計可計量的三通分料閥，分出一部分或全部料至干砂混料系統(tǒng)進(jìn)行水洗，進(jìn)行高品質(zhì)升級（以銷定產(chǎn)），可實現(xiàn)干法、濕法按計劃暨訂單同時生產(chǎn)或分別單獨生產(chǎn)；全面實現(xiàn)需干則干，需濕則濕，充分適應(yīng)市場的多變性、靈活性。

譬如：對干法機(jī)制砂生產(chǎn)線的0~5mm的砂子進(jìn)行水洗，處理量為2500t/h，含泥量暫按10%計算，最大用水量按1.5m³/（t*h）設(shè)計，則需配套水洗砂系統(tǒng)的具體工藝技術(shù)參數(shù)如下：

1、物料平衡計算及設(shè)備選型

輪斗洗砂機(jī)

細(xì)砂回收旋流器組

脫水篩

生產(chǎn)線進(jìn)料量2500t/h，水量3750m³/h，配置XFS400洗砂細(xì)砂回收一體機(jī)6套，單套洗砂機(jī)進(jìn)料量416.67t/h，配置XS4223輪斗洗砂機(jī)1臺，單套細(xì)砂回收旋流器進(jìn)料量684.27m³/h，濃度18.60%，選用FX350-GX-B×6旋流器組處理，運行壓力0.08-0.15MPa，配渣漿泵Q=700m³/h，H=25m，細(xì)砂脫水篩進(jìn)料量372.92t/h，選用ZKK4361脫水篩1臺。

濃縮罐進(jìn)料量3519.23m³/h，選用SS5000高效斜板濃密機(jī)（淺層沉降器）處理；

壓濾機(jī)處理量375t/h，參考選用800m²隔膜壓濾機(jī)18臺（備用2臺）。

主要設(shè)備明細(xì)

一言以蔽之，應(yīng)從以上幾個方面全面推動機(jī)制砂企業(yè)節(jié)能低碳減排、資源綜合利用、廢土循環(huán)利用、綠色生態(tài)發(fā)展工作；并鼎力推進(jìn)砂石行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，設(shè)計建設(shè)名副其實的節(jié)能、低碳、環(huán)保的機(jī)制砂示范線，全維度促進(jìn)建材工業(yè)文明與自然生態(tài)文明和諧共融。