编者按：
今日，中国砂石协会推出郑州砼之杰水工机械有限公司施奇撰写的《绿色矿山的干法精品砂脱粉工艺分析》一文，以飨读者。
绿色矿山的干法精品砂脱粉工艺分析
施奇
【摘要 】全社会对环保意识的日益提高，绿色矿山建设已成为矿业发展的必然趋势。精品砂作为重要的建筑材料，在矿山开采与加工过程中，脱粉工艺是关键的环节之一。本文旨在探讨绿色矿山下的精品砂脱粉工艺，以实现资源的有效利用和环境的低影响。通过分析精品砂风选脱粉技术概述、风选脱粉工艺研究、环境影响评估等方面，得出结论并展望未来发展方向。
【关键词 】绿色矿山；干法制砂；精品砂脱粉；脱粉工艺
【Abstract 】With the increasing awareness of environmental protection in the whole society, green mine construction has become an inevitable trend in the development of mining industry. high-performance machine made sand is an important building material, in the process of mining and processing, the de-powder process is one of the key links. The purpose of this paper is to discuss the process of high-performance machine made sand depowder under green mines, in order to realize the effective use of resources and low impact on the environment. Through the analysis of the air separation and dedusting technology of high performance sand, the study of air separation and dedusting technology, environmental impact assessment and other aspects, the conclusion is drawn and the future development direction is prospected.
【Key words 】green mine; Dry sand process; high-performance machine made sand depowder; Powder removal process
0.引言
精品砂作为建筑行业的重要材料，尤其在砂浆行业河沙烘干的环保性难以解决的情况下，对整个砂浆行业至关重要。精品砂生产过程中的脱粉工艺直接影响到产品的质量和应用性能。传统的脱粉技术主要包括筛分、水洗等方法，但随着环保要求的提高，绿色、低耗的风选脱粉技术逐渐成为主流。郑州砼之杰多年的精品砂控粉研究，自研的复合脱粉机、转子自循环脱粉机、空气筛脱粉机是打造精品砂的重要设备。在20年的使用过程中，研究表明，石粉完整的微级配、粗糙的表面在混凝土的界面中起到很好的填充效应和润滑效应。它使浆体密实，孔隙率降低，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灰比，改善了砂浆、混凝土的和易性。 本文将对绿色矿山的精品砂脱粉工艺进行分析，以期为相关企业提供技术参考和借鉴。
1.精品砂风选脱粉技术概述
风选脱粉技术是指通过空气动力选粉的方法，将机制砂中的石粉控制到材料需要的比例，得到高品质的机制砂产品。在精品砂的生产过程中，脱粉技术尤为关键。传统的水洗脱粉技术虽然有效，但存在水资源浪费、环境污染等问题。因此，绿色、低耗的脱粉技术成为研究的重点。脱粉工艺分设置在筛分机前端和后端，在筛分机前端脱粉时可提高筛分效率5-8%，缺点是处理量大；设置在筛分机后端则脱粉机处理量小，但筛分机效率降低。可根据产量和设备选型及能耗调整脱粉工艺位置。
2.风选脱粉工艺研究
2.1 复合脱粉工艺
选粉效率可达85%以上，成品砂中含粉5-15%可无级调整，处理量大，用于大型生产线。运用V型选粉机与平面涡流笼形选粉机复合，大幅度提高系统处理量。由于V型选粉机做为静态选粉机，无转动部件，采用耐磨钢板制造，对大量原砂进行一次分级。原砂中的细粉，随气流进入动态选粉机进行二次分选，小于0.075mm的颗粒进入转子后被旋风除尘器收集，而部分大于0.075mm的颗粒延导向叶片和笼形转子之间的间隙下落进入中粗粉锥收集，另有部分大于0.075mm的颗粒进入动态选粉机后，因截面增大，风速降低，在重力作用下进入粗粉收集锥。分选机内采用涡流整流器，整流器内气流相对于转子只上升不旋转，驱动功率小，系统磨损显著降低。物料在分选区得到反复清洗，分级精度更高。
中粗砂和细砂通过大风叶后，在上升气流作用下，继续上升穿过立式导向叶片进入二级分选区。含砂气流在旋转的笼形转子形成的强烈而稳定的平面涡流作用下，使中粗砂在离心力的作用下被抛向立式导向叶片后失去动能，落到中粗砂收集锥中，通过中粗砂管排出进成品库。细砂穿过笼形转子进入其内部，随循环风进入高效低阻型旋风集尘器中，随后滑落到细砂收集锥内。正是基于这一原理设计，在宝丰大地水泥制砂线2x500t/h生产线、洛阳黄河同力新材料2x400t/h生产线、葛洲坝水泥新材料500t/h生产线，等项目中取得了显著的经济价值。
2.2 转子自循环脱粉机工艺
选粉效率可达90%，成品砂中含粉3-15%可无级调整，多用于单线150t/h以下的生产线。变频电机通过驱动装置带动转子主轴转动，原砂通过设在分选室上部的进料口进入分选室内，通过中心通道落在分料器上，分料器随立式传动轴转动，原砂在惯性离心力的作用下，向四周均匀分散，分散的石料在循环风机进入分选室的高速气流作用下，石料中的粗重颗粒受到惯性离心力的作用被甩向分选室内壁面。碰撞后失去动能沿壁面滑下，落到粗砂收集锥中，其余的砂石颗粒被旋转上升的气流卷起经过旋转大风叶的作用，又有一部分粗砂颗粒被抛到分选室的内壁面，碰撞后失去动能沿壁面滑下，落到粗砂收集器中。
在选粉室内,笼形转子分级圈表面附近的气流及分散于气流中的物料在分级圈的带动下与分级圈一起作高速转运，而使气流中的物料受到较强的离心力，离心力的大小可通过调速电机改变主轴的转速来调节。当转速增大，此时如果保持处理风量一定，切割粒径将减小，产品变细；若转速减低，则产品变粗。因而在工作过程中产品的细度可根据具体的工艺要求而灵活调节控制，并且改善了物料的分级效果，提高了选粉效率。
经笼形转子离心加速后的颗粒随循环风进入外部各个旋风筒内，旋风筒在进风口蜗牛角处加设了导风板，在旋风筒套筒下端增设了调速板，使旋风筒的流体阻力下降，循环风在导风板作用下，以较高的风速进入旋风筒中，由于蜗牛角部分扩大，故风速突然减低,加速颗粒沉降、提高旋风筒的收尘效率。精确的脱粉精度在郑州砼之杰精品砂中应用广泛，在焦作千叶、铜川声威、洛阳黄河同力、曲寨水泥等项目中多台并列使用，经济效益显著。
2.3 空气筛脱粉工艺
选粉效率可达80%以上，成品砂中含粉5-15%可无级调整，多用于单线200t/h以下的生产线。空气筛脱粉技术是利用风力分离原理，通过调整风力大小，将砂石中的石粉与颗粒骨料进行有效分离。该技术具有处理量大、脱粉效率高、运行成本低、对环境友好，工艺简单。相比其它风选脱粉工艺需要的必要设备最少，是较为经济的脱粉工艺，在郑州砼之杰精品砂中大量应用，在武汉创一佳砂浆厂、河北交投新材料、武汉中都砂浆厂、湖北浩新砂浆厂、荆州洪湖砂浆厂等项目中得到大量应用。
3.环境影响评估
在绿色矿山建设中，环境影响评估是极其重要的环节。主要包括能源消耗、废弃物排放、噪音污染等方面。对所选脱粉工艺进行环境影响评估，风选的副产品均有较好的经济价值。验证了脱粉风选工艺的环保性和经济性。
4.结论与展望
通过深入探讨绿色矿山的精品砂脱粉工艺，得出了以下结论：
（1）绿色矿山机制砂风选脱粉技术是实现资源高效利用和环境保护的重要手段。
（2）通过优化工艺流程和设备选型，可以有效提高脱粉效果和产品质量，在工程应用中表现极高的产品质量和稳定性。
（3）实验结果表明，风选脱粉工艺在保证产品质量稳定的同时，具有较好的经济效益环保性能，原材料的有效利用。
展望未来，随着环保要求的不断提高和技术的不断进步，绿色矿山风选脱粉技术将得到更广泛的应用和发展。同时应加强与其他领域的合作与交流，共同推动矿业绿色可持续发展。
责编 | 田萌萌· 校对 | 翟文静· 审核 | 张朋
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