骨料行業(yè)濕法生產(chǎn)中的給排水設(shè)計研究

文/夏端雪 日昌升建筑新材料設(shè)計研究院有限公司 浙江杭州 310002

骨料是用于拌制混凝土或砂漿的砂、碎石或礫石的總稱。骨料是混凝土砂漿中的重要組成部分，是混凝土的“骨架”。混凝土的骨料體積占混凝土體積的60%～70%，對混凝土的質(zhì)量和性能有重要的影響[1]。隨著我國建筑、道路、橋梁和基礎(chǔ)建設(shè)骨料用量的增加，以及天然砂石資源的減少和保護(hù)環(huán)境限制開采等因素，近年來礦山作為骨料的主要來源。目前我國的骨料行業(yè)大多規(guī)模小,露天生產(chǎn)，加工現(xiàn)場臟、揚(yáng)塵大，與國家提倡的綠水青山的理念相悖。綠色化生產(chǎn)是未來發(fā)展的方向，推進(jìn)現(xiàn)代化綠色礦山建設(shè)也將是政府規(guī)范管理骨料行業(yè)的核心目標(biāo)之一[2]。在保證骨料質(zhì)量的前提下，減少骨料生產(chǎn)造成的污染，是很重要的研究。濕法生產(chǎn)可以從源頭上抑制粉塵污染，在骨料行業(yè)清潔生產(chǎn)中具有重要意義。

1、骨料濕法生產(chǎn)的優(yōu)缺點(diǎn)

骨料生產(chǎn)過程中的主要污染物是粉塵，噪音。噪音污染可通過加蓋廠房，選擇隔音材料，增加減震墊等減少污染。粉塵污染是本篇重點(diǎn)研究的對象。礦山骨料生產(chǎn)的流程是爆破，破碎，篩分，存儲，輸送。在爆破，破碎，篩分的過程中易產(chǎn)生粉塵污染。

骨料濕法生產(chǎn)工藝就是各篩分車間均采用高壓水沖淋篩面物料進(jìn)行篩分，制砂車間采用濕法生產(chǎn)，制砂設(shè)備排出料含水率一般大于15%[3]。濕法生產(chǎn)優(yōu)點(diǎn)是從源頭上抑制粉塵，減少空氣污染，改善工人的工作環(huán)境，缺點(diǎn)是噴水時容易濺出，地面泥水混合，需要大量的沖洗水沖洗地面，耗水量多，在干旱缺水地區(qū)有很大的生產(chǎn)難度。

2、骨料濕法生產(chǎn)的給排水設(shè)計要點(diǎn)

2.1 破碎系統(tǒng)的給排水設(shè)計要點(diǎn)

礦山爆破后的母巖運(yùn)送到破碎機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步的破碎。不同種類的母巖礦石強(qiáng)度存在較大差異，通常情況下，巖漿巖強(qiáng)度較高、變質(zhì)巖次之、沉積巖較低[3]。不同強(qiáng)度的母巖產(chǎn)生粉塵的情況不一樣，強(qiáng)度大的母巖不易破碎產(chǎn)生粉塵少，強(qiáng)度小的母巖易破碎產(chǎn)生粉塵大。母巖落入破碎車間進(jìn)料洞時會產(chǎn)生大量的粉塵，根據(jù)大量現(xiàn)場生產(chǎn)情況，可觀測得出母巖落入進(jìn)料洞的過程中，粉塵的運(yùn)動軌跡是從洞口沿四周擴(kuò)散，其中大部分粉塵是集中在沿著卸料方向擴(kuò)散。將進(jìn)料口做四面密封，一面敞開，可以有效地減少粉塵擴(kuò)散，密封后的粉塵只能沿著敞開的一面擴(kuò)散。在敞開面做除塵噴水，水霧面可以減少粉塵的四溢。除塵噴水設(shè)計要結(jié)合噴水量、噴水壓力、噴水時間、噴頭型號及噴頭布置等因素考慮。除塵用水量不能過大，易在卸料口形成泥水混合路面，需加大沖洗地面水量，浪費(fèi)水資源。除塵水量也不能過小，過小的水量，無法形成水霧面，達(dá)不到除塵的目的。噴頭可以選擇礦用除塵噴頭，噴頭可以多排布置，用電動閥控制開啟排數(shù)，適應(yīng)不同來料的除塵用水量。

2.2 篩分系統(tǒng)的給排水設(shè)計要點(diǎn)

破碎后的骨料經(jīng)過振動篩進(jìn)行分級，按粒徑大小分別存儲。按照母巖含泥性質(zhì)的不同，洗石方法可分為篩面沖洗和洗砂機(jī)清洗。篩面沖洗是指在距離振動篩篩網(wǎng)一定距離安裝噴頭對篩面上物料進(jìn)行沖洗。對于含有泥塊在振動篩上壓力水沖洗無法質(zhì)量要求的，采用洗砂機(jī)清洗[3]。

篩面沖洗清潔程度與沖洗水量、沖洗水的壓力、沖洗噴頭的型號及布置的位置有關(guān)。沖洗水量和水壓過大，骨料清洗干凈，但水易濺出篩面，加大后續(xù)脫水篩工作量；同時排水量加大，造成后續(xù)水處理設(shè)施規(guī)模過大，不經(jīng)濟(jì)。沖洗水量和水壓過小，骨料清洗不干凈，粗細(xì)骨料易夾雜泥，影響骨料質(zhì)量。

洗砂機(jī)清洗主要是將砂和泥進(jìn)行分離，最大量回收砂。洗砂機(jī)清洗的效果與進(jìn)水量、洗砂機(jī)的效率、旋流分流器的效率、洗砂水系統(tǒng)配置的合理程度等因素有影響。洗砂機(jī)和旋流分流器的選型要考慮與振動篩匹配，要考慮來料的不穩(wěn)定性，有富余量。洗砂水系統(tǒng)的設(shè)計要進(jìn)行物料平衡性計算，同時考慮溢流，保證洗砂水系統(tǒng)事故時，含泥廢水能越過洗砂水系統(tǒng)進(jìn)入下一步循環(huán)，不影響骨料生產(chǎn)線運(yùn)行。

2.3 廢水處理系統(tǒng)設(shè)計要點(diǎn)

骨料生產(chǎn)線排出的含泥廢水，要進(jìn)行沉淀、脫水處理后回用于生產(chǎn)線。廢水處理系統(tǒng)的核心是沉淀池，壓濾機(jī)。沉淀池的選型決定了沉淀效果的好壞，沉淀效果好，可減少后續(xù)壓濾機(jī)的進(jìn)料時間，增加壓濾批次，減少壓濾機(jī)的臺數(shù)。一般根據(jù)含泥廢水的處理量決定選擇豎流式沉淀池還是平流式沉淀池。處理量小可以選擇豎流式沉淀池，處理量大可以選擇平流式沉淀池。

壓濾機(jī)的選型應(yīng)考慮進(jìn)料污泥濃度、壓濾周期、泥餅含水率等因素。根據(jù)壓濾機(jī)廠家提供的現(xiàn)場運(yùn)行的經(jīng)驗數(shù)值，濃縮后的泥漿水的重量濃度45%～50%時，壓濾周期可以達(dá)到40～50min，壓濾后泥餅的含水率20～30%。

結(jié)語：

國家大力發(fā)展綠色礦山建設(shè)，關(guān)停了污染重、生產(chǎn)不規(guī)范的采礦企業(yè)。未來新建、改建骨料生產(chǎn)線必定遵循以綠色、可持續(xù)發(fā)展為核心的設(shè)計理念。關(guān)于骨料濕法生產(chǎn)中給排水的研究還不多，還有很多給排水設(shè)計點(diǎn)可以創(chuàng)新、完善，實現(xiàn)綠色礦山建設(shè)。