CN101961674A

CN101961674A - 砂石系统生产弃料分级利用方法

Info

Publication number: CN101961674A
Application number: CN 201010527672
Authority: CN
Inventors: 丁焰章; 朱显山; 郭光文
Original assignee: China Gezhouba Group No 5 Engineering Co Ltd
Current assignee: China Gezhouba Group No 5 Engineering Co Ltd
Priority date: 2010-11-02
Filing date: 2010-11-02
Publication date: 2011-02-02

Abstract

一种砂石系统生产弃料分级利用方法，包括以下步骤：1)筛分、冲洗；2)筛下泥浆经过水力旋流分级装置分离细砂粉和泥浆；3)细砂粉进行高频筛分脱水，泥浆进入沉淀装置进一步分离水和浓泥浆；4)水返回冲洗步骤，浓泥浆压滤或过滤后送至弃料场。本发明提供的一种砂石系统生产弃料分级利用方法，通过在泥砂分级生产过程中增加水力旋流分级装置用以分离细砂粉和泥浆，以及采用高频筛分机脱水的工序，实现了在泥浆中回收细砂粉，采用本发明的方法可实现冲洗泥浆中90%以上的有用料回收利用，废水净化后可以实现70%以上再利用。

Description

砂石系统生产弃料分级利用方法

技术领域

本发明涉及砂石系统生产弃料分级利用领域。

背景技术

砂石是混凝土的主要材料，随着砂石加工技术的不断发展，湿法生产的废水和冲洗产生的大量损耗一直是限制砂石系统生产技术发展的最大障碍，也是最大的环境污染源，目前砂石系统干法生产技术尚不完备，同时受诸多岩性的影响（如石灰岩）也难以采用全干法生产工艺，因此湿法生产仍然普遍存在，传统湿法生产工艺中泥砂处理工艺一般采用一级沉淀处理方式，有用料与泥浆不能有效分离，仅作为弃料处理，且弃料由于含水量大，给运输道路带来极大的污染，堆存场地也要实行防止泥石流专项措施，传统的湿法生产在冲洗环节损耗率一般达到系统规模的25%左右，水资源再利用率不足50%，例如三峡水电站古树岭砂石系统工程，仅有用损耗就达到24%，水再利用率不足10%，由于损耗的增加导致系统规模和用水量也相应增加，供水能力达到5000t/h，系统毛料处理能力达到2650t/h，成品生产能力仅2000t/h，冲洗水处理的用地面积达到1万m²，弃渣堆存总量400万m³。现阶段水电工程基本位于一二类水源地，取水困难、可用场地面积小，湿法生产所带来的泥砂处理问题更加明显，如溪洛渡水电站大戏厂砂石加工系统工程，地处金沙江中下游，位于库区，场地狭窄，如果按传统湿法生产的泥砂处理工艺，将增加石料开采量达到50万m³，取水量500万m³。

对于泥浆的处理，现有技术中有用压滤机进行处理用以回收水资源的，但是由于有用料的分离技术难度大，本领域技术人员也没有意识到可以回收泥浆中的有用料。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种砂石系统生产弃料分级利用方法，可以在泥砂分级的过程中回收有用料，同时进行废水净化再利用。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种砂石系统生产弃料分级利用方法，包括以下步骤：

1）筛分、冲洗；

2）筛下泥浆经过水力旋流分级装置分离细砂粉和泥浆；

3）细砂粉进行高频筛分脱水，泥浆进入沉淀装置进一步分离水和浓泥浆；

4）水返回冲洗步骤，浓泥浆压滤或过滤后送至弃料场。

步骤1）中，筛分网孔直径在0.63~2.5mm。

在步骤2）中，进入水力旋流分级装置的泥砂浆液通过施加压力和旋流装置实现0.075mm以上细砂粉与泥浆分离。

在步骤2）中，进入水力旋流分级装置的泥砂浆液采用渣浆泵输送，或利用高度差形成的自然压力输送。

高频筛分机转动频率不小于3000rpm。

细砂粉根据成品质量指标要求确定进入成品砂堆场的流量，流量控制根据成品砂的细度模数、石粉总量指标确定，多余的细砂粉进入弃料堆场。

所述的流量控制为根据生产试验，确定细砂粉的生产总量，并相对稳定；在该生产量时，通过生产性试验实现细砂粉的分流，使成品砂的石粉含量和细度模数满足设计要求，并记录浆液浓度、压力和流量，供下批次生产时参考；当浆液浓度或成品砂的细度模数变化时，根据生产检测情况，进行浆液压力的调整，若成品砂细度模数偏高，增加浆液压力；反之，则减少。

所述的沉淀装置为辐流沉淀装置。

所述的浓泥浆采用单边或双边刮泥机收集。

本发明提供的一种砂石系统生产弃料分级利用方法，通过在泥砂分级生产过程中增加水力旋流分级装置用以分离细砂粉和泥浆，以及采用高频筛分机脱水的工序，实现了在泥浆中回收细砂粉，

采用本发明的方法资源利用率大大提高，主要表现在：可实现冲洗泥浆中90%以上的有用料回收利用，废水净化后可以实现70%以上再利用。

本发明的方法增加了砂石系统产能，在同等产量下可降低系统处理规模10%，补充水低于原来的30%，同时通过分级回收，降低处理设施后续设备和设施负荷，减少用地规模和设备设施的投入。

废弃泥饼的环保性在于其含水量显著降低，运输环节不会产生道路洒料污染，泥饼可用于复耕用土，实现水土保持。

本发明与常规的后续生产环节相比，不同之处在于工艺目的和效果的区别，一个是生产弃料的分级利用，另一个仅是生产弃料与水分离，其工艺性能的差别在于：

1、工艺性质比较：

传统湿法生产工艺的弃料处理采取废渣与水分离技术，配合加药沉淀净化水回收利用，渣料完全弃除，因此只能称为砂石系统的废水处理辅助工艺。

本发明工艺采用多级控制，根据各级泥砂粒级组成采用不同设施和设备分离，根据颗粒特点分别利用，实现生产弃料的砂、泥土和水最大限度利用，因此包含了传统工艺并实现工艺扩展，属于系统工艺的延伸。

2、资源利用比较：

传统湿法生产工艺的料源开采总量是由生产弃料量和成品生产量共同组成，由于生产弃料全部废弃，料源开采总量超过成品生产量的25%，因此料源资源浪费明显。

传统湿法生产工艺另一种资源浪费大的环节表现在的冲洗水的利用上，传统的废水处理工艺简单采取一次沉淀，由于未采用分级处理，颗粒不均匀性导致生产弃料的含水率达到40%，大量水进入弃料堆场，因此水利用率明显偏低。

传统湿法生产工艺还存在一种资源浪费大的环节表现在场地利用环节，由于全部废弃产生大量弃渣堆存，占用相应的堆存场地，因此，场地浪费大。

本发明工艺采用分级利用：粗砂直接进入成品，细砂粉根据成品的石粉含量和细度模数添加，泥土进行工程开挖场地的复耕，因此原料和场地得到最大限度的利用。以相同的系统规模比较：本工艺的原料节约率提高了15%，水资源利用率在传统工艺基础上提高了20%，场地利用率提高20%。

3、系统规模和成品质量的比较

传统湿法生产工艺的系统规模均为成品量基础上增加25%以上，因此系统整体设备容量相应增加。成品砂石粉含量受冲洗水压力变化容易产生波动和不足，后续无可靠的保证手段，因此成品砂的质量指标难以得到保证。

本发明工艺由于资源利用率大，系统规模可以显著降低，根据成品砂的石粉含量和细度模数补充细砂粉，质量指标控制简单。以相同的系统生产能力比较：本工艺系统规模可降低10%，系统总功率降低20%。

4、投资比较

以一次性投资来说，传统湿法生产弃料处理技术投资明显高于分级利用技术，这是因为砂石系统规模降低后，设备数量和装机功率明显降低。

从土建投资来看，传统湿法生产弃料处理技术的大型沉淀设施土建工程量也明显高于分级利用机械装置的土建工程量。

5、运行成本比较：

因生产弃料分级利用工艺在设备装机减少，因此设备折旧和电费明显低于传统技术。再就是生产弃料分级利用工艺弃渣量减少，减少堆渣运输及渣场防护费用；提高了资源利用率，降低取水费用、料源开采、运输和资源使用费等。同等条件下，二者相比较，采用生产弃料分级利用工艺可节约运行费用30%。

6、运行可靠性：

传统弃料处理脱水时间要求很高，受气候条件（如降雨）影响较大，难以做到；对运行管理的要求严格，必须定期清理堵塞部位，难以实现连续生产;对弃料运输设施采用封闭装置,容易产生泥砂外泄。而分级利用工艺针对不同的粒径采用不同的分级设施和分级脱水，系统环节简单,受外界因素影响小；弃料含水率低,运输方便。二者相比较，分级利用工艺可实现自动控制、连续生产。

本发明的优点在于分级利用效果好，成品产能高，占地面积小，资源利用率高。其中一个优势在于分级效果好，根据生产弃料的颗粒组成，进行灵活分级，将有用料回收利用；根据成品质量控制，将回收的细砂粉掺入，稳定成品砂的石粉含量和细度模数量，提高成品生产能力；泥水分离后，分离后的泥土可用于开挖场地和裸露岩石的复耕。另一优势在于占地面积小，不需要大型沉淀设施，生产弃料回收后，实际弃料量大幅度降低，堆存场地也可减少。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明方法的流程示意图。

图中实线为物料、虚线为水或泥浆。

具体实施方式

一种砂石系统生产弃料分级利用方法，

1、砂石系统采用湿法生产，物料经过筛分机1筛分分级，得粗骨料11，经洗砂机2采用压力水冲洗，筛下混合浆液通过洗砂生产成品砂9，洗砂设备可以是螺旋分级或斗轮式洗砂机，洗砂后的混合液体形成的泥砂浆液最大颗粒小于5mm，完成泥砂分级准备环节。在泥砂准备分级环节既可以用于洗砂环节，也可以用于洗石环节，也可以是上述两种环节同时和多次存在的组合，采用洗石环节必须增设后续洗砂环节，防止大于5mm的粒径进入后续环节，影响分级效果。

2、泥砂首先进行初步分级处理回收利用，采用分级筛3筛分实现粗颗粒与细颗粒分离，筛分机可采用直线振动筛或圆振动筛，筛分网孔直径在0.63~2.5mm，根据筛孔直径选择筛分机转动频率，频率调整范围1500~3500rpm，筛孔越大，频率越低；反之，频率越高。粗粒经过筛分脱水含水率小于14%时直接进入成品砂堆场9,完成粗粒分级利用。筛下泥砂混合浆液进入细砂粉分级利用环节。

3、筛下泥砂混合浆液既可采用第一渣浆泵12输送至水力旋流装置4，也可根据计算利用高差形成的自然压力输送至水力旋流装置4。水力旋流装置4实现0.075mm以上细砂粉与泥浆分离，并提高分离浓度达到50%~70%。分离效果通过浆液流量、浓度、最大颗粒确定旋流器的数量、下料口直径、长度。流量越大，数量越多；浓度越低，长度越长；颗粒直径越大，下料口直径越大。

高浓度细砂粉进入第二筛分机6，即高频筛分机脱水，高频筛分机转动频率不小于3000rpm，使细砂粉的含水率降到14%左右,脱水后的细砂粉根据成品的质量指标进入，也可进行单独堆存后混掺进入成品砂堆场9，筛下物返回第一渣浆泵12实现循环。

脱水后的细砂粉根据成品质量指标要求确定进入成品砂堆场9的流量，流量控制根据成品砂的细度模数（表征天然砂粒径的粗细程度及类别的指标表征天然砂粒径的粗细程度及类别的指标，细度模数越大，表示砂越粗）、石粉总量等指标确定，多余的细砂粉进入弃料场10，具体采用以下工艺措施解决：

1）根据生产试验，确定细砂粉的生产总量，并相对稳定。

2）在该生产量时，通过生产性试验实现细砂粉的分流，使成品砂的石粉含量和细度模数满足设计要求，并记录浆液浓度、压力和流量，供下批次生产时参考。

3）当浆液浓度或成品砂的细度模数变化时，根据生产检测情况，进行浆液压力的调整，若成品砂细度模数偏高，增加浆液压力；反之，则减少。检验方式同1）和2）。

4、分离后的泥浆液体进入沉淀装置5，此处沉淀装置5为辐流沉淀装置，辐流沉淀装置直径根据浆液流量计算，流量越大，直径越大；辐流沉淀装置进行水力旋流沉淀，泥水分离后实现水净化和提高泥浆浓度，水净化后的悬浮物控制在60mg/l以下，沉淀的泥浆浓度65%~75%，并采用机械收集，收集装置根据泥浆总量可采用单边或双边刮泥机。

5、浓泥浆经过第二渣浆泵13泵送进入机械压滤装置7形成泥饼8，使其含水率达到25%方便运输和堆存。机械压滤装置7也可采用真空过滤装置替代。分离后的水返回利用实现上述循环，形成的泥饼8通过汽车运输至弃料场10。

Claims

1.一种砂石系统生产弃料分级利用方法，其特征在于包括以下步骤：

1）筛分、冲洗；

2）筛下泥浆经过水力旋流分级装置分离细砂粉和泥浆；

4）水返回冲洗步骤，浓泥浆压滤或过滤后送至弃料场。

2.根据权利要求1所述的一种砂石系统生产弃料分级利用方法，其特征在于：步骤1）中，筛分网孔直径在0.63~2.5mm。

3.根据权利要求1所述的一种砂石系统生产弃料分级利用方法，其特征在于：在步骤2）中，进入水力旋流分级装置的泥砂浆液通过施加压力和旋流装置实现0.075mm以上细砂粉与泥浆分离。

4.根据权利要求1所述的一种砂石系统生产弃料分级利用方法，其特征在于：在步骤2）中，进入水力旋流分级装置的泥砂浆液采用渣浆泵输送，或利用高度差形成的自然压力输送。

5.根据权利要求1所述的一种砂石系统生产弃料分级利用方法，其特征在于：高频筛分机转动频率不小于3000rpm。

6.根据权利要求1所述的一种砂石系统生产弃料分级利用方法，其特征在于：细砂粉根据成品质量指标要求确定进入成品砂堆场的流量，流量控制根据成品砂的细度模数、石粉总量指标确定，多余的细砂粉进入弃料堆场。

7.根据权利要求6所述的一种砂石系统生产弃料分级利用方法，其特征在于：所述的流量控制为根据生产试验，确定细砂粉的生产总量，并相对稳定；在该生产量时，通过生产性试验实现细砂粉的分流，使成品砂的石粉含量和细度模数满足设计要求，并记录浆液浓度、压力和流量，供下批次生产时参考；当浆液浓度或成品砂的细度模数变化时，根据生产检测情况，进行浆液压力的调整，若成品砂细度模数偏高，增加浆液压力；反之，则减少。

8.根据权利要求1所述的一种砂石系统生产弃料分级利用方法，其特征在于：所述的沉淀装置为辐流沉淀装置。

9.根据权利要求1所述的一种砂石系统生产弃料分级利用方法，其特征在于：所述的浓泥浆采用单边或双边刮泥机收集。