CN106311436B

CN106311436B - 一种利用山料制作建筑用砂的方法

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Publication number: CN106311436B
Application number: CN201610671836.3A
Authority: CN
Inventors: 孙学高
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-08-16
Filing date: 2016-08-16
Publication date: 2019-02-05
Anticipated expiration: 2036-08-16
Also published as: CN106311436A

Abstract

一种利用山料制作建筑用砂的方法，其特征在于包括以下步骤：采用对山料分级破碎的方式，对较大块的山料进行粗破碎，然后在中细破碎设备中进行中细破碎，筛分后将小颗粒石头转运至球磨机中进行研磨制砂，研磨制砂完成后进行冲洗，采用高效振动筛分机对冲洗后的细砂石进行筛分，根据颗粒的大小筛分为粗砂和细砂，本发明在研磨时加入了助磨剂，极大地提高了研磨效率，同时在研磨中加入高炉矿渣或冶金废渣作为研磨介质，具有优异的耐磨性能，石头颗粒的成砂效果更好，粗砂和细砂没有传统机制砂的菱角，整体圆滑，砂粒质量更好，特备适合于质地较硬的岩石制砂。

Description

一种利用山料制作建筑用砂的方法

技术领域

本发明涉及一种制作建筑用砂的方法，尤其涉及一种利用山料制作建筑用砂的方法，属于建筑材料加工技术领域。

背景技术

传统建筑用砂大多是直接从河道采挖的砂，如果河道过度采砂会影响到河堤的安全，有不少河段禁止采砂。而各种大小建设都会大量使用到砂石，尤其是远离河道、交通不便的地方，例如大坝、桥梁等大型建筑对砂的需求量非常大，如果能够就地利用山料粉碎制成建筑用沙，便会极大地缓解建筑用沙的短缺状况，并节省运输费以及其它成本。但是传统的机制砂加工效率较低，其破碎和研磨难度较大，需要消耗大量的电能，而且研磨加工时间长，总体成本较高，制成的砂细度不理想，很难达到建筑用沙的要求。

例如中国专利授权公开号为：CN102531436A，公告日为：2012年7月4日实用新型专利公开了一种利用花岗岩下脚料石粉、石渣制砂的方法，包括：选择花岗岩下脚料石渣进行破碎；破碎后的砂粉混合物和花岗岩下脚料石粉用风选吹风机除去0.075毫米以下的粉末，留下0.075毫米以上的砂粒，筛出粒径均匀的砂子；经步骤2剩下的大的碎石重复步骤1和步骤2获得粒径均匀的砂子；经步骤2筛网后筛出的粒径很小的石粉加入凝固剂，获得块状物；块状物经过步骤1和步骤2获得粒径均匀的砂子；经步骤5剩下的碎块状物重复步骤1和步骤2获得粒径均匀的砂子；经步骤5剩下粒径很小的微粉重复步骤4和步骤5获得粒径均匀的砂子。但是该砂工艺简单，研磨过程中需要耗费大量时间，对电能的消耗较大，研磨成砂效果不佳。

发明内容

本发明的目的是针对现有机械制砂加工时间较长，研磨过程中需要耗费大量时间，对电能的消耗较大，研磨成砂效果不佳的缺陷和不足，现提供一种加工工艺合理，研磨过程中所耗费的时间大为缩短，节能了电能，研磨成砂效果好，砂粒结实的一种利用山料制作建筑用砂的方法。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种利用山料制作建筑用砂的方法，其特征在于包括以下步骤：

a、利用挖掘机采挖山料，并通过破碎机对较大块的山料进行粗破碎，形成大颗粒石头；

b、将大颗粒石头输送至中细破碎设备中进行中细破碎，形成较小颗粒石头；

c、将较小颗粒石头输送至筛选机中进行筛分，将筛选机筛分出来的小颗粒石头转运至球磨机中，并在研磨时加入助磨剂混合均匀，小颗粒石头在球磨机的作用下研磨成细砂石，助磨剂包括聚丙烯酸、聚合多元醇、载体物质、硅油、乙二醇，按质量比计各组分如下：聚丙烯酸20％-35％，聚合多元醇10％-20％，载体物质18％-30％，硅油4％-10％，其余为乙二醇，载体物质为木质素磺酸钙或六偏磷酸钠；

d、将研磨后的细砂石输送至洗砂机中用水冲洗砂子上的泥土，并将冲洗下来的石头粉末和助磨剂收集起来，沉淀过滤分离后循环使用；

e、采用高效振动筛分机对冲洗后的细砂石进行筛分，根据颗粒的大小筛分为粗砂和细砂，粗砂的直径为9毫米-15毫米，细砂的直径为3毫米-8毫米，并在粗砂和细砂中分别加入水溶性酚醛树脂，水溶性酚醛树脂在粗砂或细砂中所占的质量分数为3％-8％。

所述步骤b完成后将破碎后的较小颗粒石头用筛选机进行筛分，将中细破碎遗漏的颗粒较大的石头筛分出来，并输送回中细破碎设备中进行再次中细破碎。

所述步骤a中的破碎机为鄂式破碎机、旋回式破碎机或反击式破碎机。

所述步骤b中的中细破碎设备为圆锥破碎机、反击式破碎机或者立式冲击破碎机。

所述步骤c中加入高炉矿渣或冶金废渣，高炉矿渣或冶金废渣的颗粒直径小于中细破碎后小颗粒石头的直径，并使得高炉矿渣或冶金废渣与小颗粒石头充分混合，高炉矿渣或冶金废渣与小颗粒石头一起在球磨机中进行研磨。

所述高炉矿渣或冶金废渣与小颗粒石头的比例按照重量份数计为：1/100-1/20。

本发明的有益效果是：

1、本发明采用对山料分级破碎的方式，对较大块的山料进行粗破碎，然后在中细破碎设备中进行中细破碎，筛分后将小颗粒石头转运至球磨机中进行研磨制砂，研磨制砂完成后进行冲洗和筛分。

2、本发明在研磨时加入了助磨剂，极大地提高了研磨效率，同时在研磨中加入高炉矿渣或冶金废渣作为研磨介质，具有优异的耐磨性能，石头颗粒的成砂效果更好，粗砂和细砂没有传统机制砂的菱角，整体圆滑，砂粒质量更好，特备适合于质地较硬的岩石制砂。

具体实施方式

以下结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。

本发明涉及的一种利用山料制作建筑用砂的方法，其特征在于包括以下步骤：

e、采用高效振动筛分机对冲洗后的细砂石进行筛分，根据颗粒的大小筛分为粗砂和细砂，粗砂的直径为9毫米-15毫米，细砂的直径为3毫米-8毫米，粗砂和细砂中分别加入水溶性酚醛树脂，水溶性酚醛树脂在粗砂或细砂中所占的质量分数为3％-8％。

本发明用挖掘机在山上采挖山料，例如花岗岩、玄武岩、大理石等石块，也可以采用钻孔、爆破等方式进行开采，与传统的石材开采方式相同。花岗岩、玄武岩、大理石等这类岩石质地坚硬，含磷较少或不含磷，通过机械制成的细砂质地坚硬，在大坝、桥梁等大型建筑上有着较好的运用。通过破碎机对较大块的山料进行粗破碎，也就是第一次片破碎，形成大颗粒石头，直径大小为200毫米-500毫米。

然后将大颗粒石头输送至中细破碎设备中进行中细破碎，中细破碎设备为圆锥破碎机、反击式破碎机或者立式冲击破碎机，进行第二次破碎后形成小颗粒石头，80毫米-200毫米。随后将破碎后的小颗粒石头用筛选机进行筛分，将中细破碎遗漏的颗粒较大的石头筛分出来，并输送回中细破碎设备中进行再次中细破碎，中细破碎设备输出的破碎后的石头全部为小颗粒石头。

将较小颗粒石头输送至筛选机中进行筛分，再将筛选机筛分出来的小颗粒石头转运至球磨机中，并在研磨时加入助磨剂混合均匀，小颗粒石头在球磨机的作用下研磨成细砂石。本发明的助磨剂包括聚丙烯酸、聚合多元醇、载体物质、硅油、乙二醇，载体物质为木质素磺酸钙或六偏磷酸钠等。按质量比计各组分如下：聚丙烯酸20％-35％，聚合多元醇10％-20％，木质素磺酸钙18％-30％，硅油4％-10％，其余为乙二醇，在使用前将各组分充分混合并放置2-3小时后加入球磨机中的石头颗粒中使用。

聚丙烯酸为主原料，主要用于处理具有不饱和价健和偶极矩表面活性物质，它容易吸附在石头颗粒的未破碎裂缝内，避免石头裂缝在研磨的挤压、碰撞过程中愈合，提高易碎性能。聚合多元醇主要是为了消除石块以及研磨设备在研磨过程中摩擦所产生的电荷，避免大小石头颗粒以及石粉末粘附在研磨设备上，提高流动性。木质素磺酸钙作为聚丙烯酸和聚合多元醇的载体，硅油和乙二醇混合使用具有很好的粘附性能，硅油也可以单独使用，但是硅油单独使用的效果略差。硅油和乙二醇将聚丙烯酸和聚合多元醇附着在木质素磺酸钙的颗粒表面，即使在研磨过程中，部分聚丙烯酸和聚合多元醇会从木质素磺酸钙的表面脱离，但是在硅油和乙二醇能够将聚丙烯酸和聚合多元醇重新粘附到附近的木质素磺酸钙的表面上。

为了进一步提高研磨效率，使石头颗粒的成砂效果更好，本发明在研磨中加入高炉矿渣或冶金废渣，利用高炉矿渣和冶金废渣中所含有的二氧化硅、三氧化二铝以及氧化铁等物质优异的耐磨性能，作为研磨介质，能够极大的提高石头颗粒的细微破碎和研磨效率，比传统石头与石头，石头与设备之间的摩擦和碰撞的研磨效果好。尤其是对于花岗岩、玄武岩、大理石等质地坚硬的石头，研磨成砂的效果更显著，并且研磨时间大为缩短。高炉矿渣或冶金废渣的颗粒直径小于中细破碎后小颗粒石头的直径，并使得高炉矿渣或冶金废渣与小颗粒石头充分混合，高炉矿渣或冶金废渣与小颗粒石头一起在球磨机中进行研磨。加入高炉矿渣或冶金废渣后，石头颗粒的成砂效果更好，粗砂和细砂没有传统机制砂的菱角，整体圆滑，与河道里自然形成的河沙非常接近。在研磨过程加入的高炉矿渣或冶金废渣也会间接提升助磨剂的助磨效果，高炉矿渣或冶金废渣的部分金属氧化物以及金属残留物具有一定的导电性能，还能即使传导研磨过程中产生的静电，避免出现静电粘附。

将研磨后的细砂石输送至洗砂机中用水冲洗砂子上的泥土，并将冲洗下来的石头粉末和助磨剂收集起来，沉淀过滤分离后循环使用，石头粉末收集沉淀后也可以作为建筑材料或工业原料，避免了对环境的污染。另外，作为研磨介质的高炉矿渣或冶金废渣在研磨完成后作为细砂混入到砂产品中也不会对砂作为建筑材料产生不利影响，当然也可以采用工业分离方法对二氧化硅、三氧化二铝以及氧化铁等物质进行分离和回收利用。采用高效振动筛分机对冲洗后的细砂石进行筛分，根据颗粒的大小筛分为粗砂和细砂，粗砂的直径为9毫米-15毫米，细砂的直径为3毫米-8毫米。粗砂和细砂中分别加入水溶性酚醛树脂，水溶性酚醛树脂在粗砂或细砂中所占的质量分数为3％-8％，加入水溶性酚醛树脂后能够将砂粒的裂纹和细小孔洞完全封闭，提高砂粒的整体强度。

实施例一：助磨剂采用的聚丙烯酸20％，聚合多元醇10％，木质素磺酸钙18％，硅油 4％，其余为乙二醇，聚丙烯酸、聚合多元醇、木质素磺酸钙、硅油、乙二醇充分混合后放置2小时，再混合到球磨机中待研磨的小颗粒石头中，研磨过程中稍微出现了石头颗粒与石头颗粒、石头颗粒与设备粘附的情况，研磨所消耗的时间为2小时，研磨成砂的效果一般，砂粒有菱角出现。

实施例二：助磨剂采用的聚丙烯酸25％，聚合多元醇13％，木质素磺酸钙22％，硅油 6％，其余为乙二醇，聚丙烯酸、聚合多元醇、木质素磺酸钙、硅油、乙二醇充分混合后放置2小时，再混合到球磨机中待研磨的小颗粒石头中，研磨过程中没有出现石头颗粒与石头颗粒、石头颗粒与设备粘附的情况，研磨所消耗的时间为1.8小时，研磨成砂的效果较好，砂粒有菱角出现。

实施例三：助磨剂采用的聚丙烯酸30％，聚合多元醇15％，木质素磺酸钙26％，硅油 8％，其余为乙二醇，聚丙烯酸、聚合多元醇、木质素磺酸钙、硅油、乙二醇充分混合后放置2小时，再混合到球磨机中待研磨的小颗粒石头中。在研磨中加入高炉矿渣或冶金废渣，高炉矿渣或冶金废渣与小颗粒石头的比例按照重量份数计为：1/50。研磨过程中没有出现石头颗粒与石头颗粒、石头颗粒与设备粘附的情况，研磨所消耗的时间为1.5 小时，研磨成砂的效果好，砂粒外表面圆滑，与河沙相仿。最后在粗砂和细砂中分别加入水溶性酚醛树脂，水溶性酚醛树脂在粗砂或细砂中所占的质量分数为7％，砂粒的整体性强度得到了极大的提高。

实施例四：助磨剂采用的聚丙烯酸32％，聚合多元醇18％，木质素磺酸钙28％，硅油 9％，其余为乙二醇，聚丙烯酸、聚合多元醇、木质素磺酸钙、硅油、乙二醇充分混合后放置2小时，再混合到球磨机中待研磨的小颗粒石头中。在研磨中加入高炉矿渣或冶金废渣，高炉矿渣或冶金废渣与小颗粒石头的比例按照重量份数计为：1/50。研磨过程中没有出现石头颗粒与石头颗粒、石头颗粒与设备粘附的情况，研磨所消耗的时间为1.6 小时，研磨成砂的效果好，砂粒外表面圆滑，与河沙相仿。最后在粗砂和细砂中分别加入水溶性酚醛树脂，水溶性酚醛树脂在粗砂或细砂中所占的质量分数为8％，砂粒的整体性强度较高。

实施例五：助磨剂采用的聚丙烯酸35％，聚合多元醇20％，木质素磺酸钙30％，硅油 10％，其余为乙二醇，聚丙烯酸、聚合多元醇、木质素磺酸钙、硅油、乙二醇充分混合后放置2小时，再混合到球磨机中待研磨的小颗粒石头中，研磨过程中没有出现石头颗粒与石头颗粒、石头颗粒与设备粘附的情况，研磨所消耗的时间为2.1小时，研磨成砂的效果较好，部分砂粒有菱角出现。

由此可见，实施例三的研磨成砂的效果最好，研磨中加入高炉矿渣或冶金废渣后进一步提高了研磨效率，砂粒外表面圆滑，质量上乘，研磨时间得到了缩短，还节省了电能，整体强度较高，特备适合于质地较硬的岩石制砂。

Claims

1.一种利用山料制作建筑用砂的方法，其特征在于包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种利用山料制作建筑用砂的方法，其特征在于：所述步骤b完成后将破碎后的较小颗粒石头用筛选机进行筛分，将中细破碎遗漏的颗粒较大的石头筛分出来，并输送回中细破碎设备中进行再次中细破碎。

3.根据权利要求1所述的一种利用山料制作建筑用砂的方法，其特征在于：所述步骤a中的破碎机为鄂式破碎机、旋回式破碎机或反击式破碎机。

4.根据权利要求1所述的一种利用山料制作建筑用砂的方法，其特征在于：所述步骤b中的中细破碎设备为圆锥破碎机、反击式破碎机或者立式冲击破碎机。

5.根据权利要求1所述的一种利用山料制作建筑用砂的方法，其特征在于：所述步骤c中加入高炉矿渣或冶金废渣，高炉矿渣或冶金废渣的颗粒直径小于中细破碎后小颗粒石头的直径，并使得高炉矿渣或冶金废渣与小颗粒石头充分混合，高炉矿渣或冶金废渣与小颗粒石头一起在球磨机中进行研磨。

6.根据权利要求5所述的一种利用山料制作建筑用砂的方法，其特征在于：所述高炉矿渣或冶金废渣与小颗粒石头的比例按照重量份数计为：1/100-1/20。