石粉回收池在篩分系統中的應用

曲連輝 張青松

(中國水利水電第六工程局有限公司,遼寧沈陽 110179)

石粉回收池在篩分系統中的應用

曲連輝 張青松

(中國水利水電第六工程局有限公司,遼寧沈陽 110179)

重慶草街航電樞紐工程馬鞍山骨料加工系統采用石粉回收池對流失的石粉進行回收,這樣既能使設備投入少、資金投入小、運行成本低,又能夠有效解決砂料細度模數高的問題,同時滿足了混凝土施工質量要求。值得推薦并廣泛應用。

石粉回收池 細度模數 應用 篩分系統

1 工程概況

重慶草街航電樞紐工程位于重慶市合川市境內草街鎮附近的嘉陵江干流河段上，是嘉陵江干流自下而上規劃的第二個梯級，為一具有航運、發電、攔沙減淤、灌溉、旅游等效益的綜合利用工程。草街航電樞紐工程等別為一等，水庫總庫容22.12億m3，電站裝機容量為500MW，航道等級為Ⅲ級，草街船閘按Ⅲ級航道通航建筑物標準設計，船閘最大工作水頭26.70m，草街船閘是目前嘉陵江上最大的一級船閘，也是西南地區最大的船閘工程。

草街航電樞紐工程馬鞍山砂石加工系統承擔該工程左岸水電站船閘、廠房、5孔沖沙閘等部位混凝土所需骨料的生產任務，主體工程混凝土量179.339萬m3，需砂石凈料量418.00萬t，其中碎石296.78萬t，砂121.22萬t。并為后期右岸沖砂閘和攔水壩段等部位混凝土施工提供人工砂石骨料。根據合同工期要求混凝土高峰期月澆筑強度11.22萬m3/月，考慮澆筑損耗，不考慮成品料倉調節能力，砂石加工系統需要成品骨料生產能力需要470t/h，砂料生產能力需要197t/h。由此需要系統成品骨料生產能力按700t/h設計，考慮加工損耗，系統設計處理能力910t/h，砂料生產能力197t/h。

2 存在問題及原因

根據合川市氣象站1961～1990年資料統計，該地區多年平均氣溫為18.0℃，極端最高氣溫41.4℃，極端最低氣溫-3.7℃，多年平均濕度為84%，多年平均蒸發量802.4mm，多年平均年降水量1124.3mm，降水日數156.1d。由于當地氣候影響和環境保護要求，馬鞍山砂石加工系統只能按濕法生產考慮。

根據現場取樣的試驗數據，砂石骨料加工系統成品砂料堆入倉砂料的細度模數為3.12-3.27，拌和系統調節料倉的砂料細度模數為2.90-3.10，由此可知人工砂料在運輸和堆存中細度模數基本沒有損失。

根據現場實際取樣試驗結果，二篩車間生產的砂料細度模數為3.19～3.66，砂料中的石粉含量僅為1.7～2.1%。三篩車間生產的砂料細度模數為2.85～3.42，砂料中的石粉含量僅為2.6～7.2%。成品砂料細度模數為3.12～3.27，砂料中的石粉含量僅為3.8～6.5%。根據現場試驗數據砂料中＜0.63的石粉含量太低，造成砂料細度模數高的根本原因，無法滿足工程對砂料質量要求。

三級篩分料源為制砂機生產出來的半成品原料，取該半成品原料進行實驗室試驗，篩除其中粗骨料剩余的砂料，對其進行檢測，其細度模數為2.48～2.53，石粉含量為16.8～17.6%，含泥量為7.6～8.4，其細度模數滿足混凝土施工質量要求，但含泥量超出設計要求。為了滿足人工砂料含泥量的要求，采取篩上沖水沖洗半成品原料，造成石粉的大量流失，致使三級篩分篩出的成品砂細度模數相對較高。經檢測三級篩分沖洗后的成品砂細度模數為3.04～3.21，石粉含量為7.0～8.1%，含泥量為2.4%，砂料的細度模數超出設計，十分含量偏低，含泥量滿足設計要求。

由此得出結論：由于濕法生產洗石機和洗砂機生產用水及篩上沖洗水的影響，造成砂成品料中的石粉大量流失，致使人工砂料的細度模數遠遠高于設計要求的2.4～2.8，無法滿足混凝土施工質量要求。

表1 棒磨機、石粉回收裝置、石粉回收池比較表

3 現場實際情況分析

三篩車間共安裝三臺2 YKR2 4 6 0圓振動篩，篩下料進入WCD1118螺旋分級機洗砂，生產廢水由WCD1118的排水口進入場地排水溝，三篩車間每臺圓振動篩處理能力為240t/h，實際可生產成品砂料65t/h，出砂率為27%，砂料的實際總生產能力為195t/h，基本滿足設計要求。三篩車間生產用水量約為200m3/h～250m3/h，通過對三篩車間三臺振動篩下生產廢水取樣試驗，經過試驗計算后可知每臺篩下水樣含石粉(細砂)約10.68t/h-18.35t/h，烘干后砂料的細度模數為0.82～1.78。

根據試樣試驗結果和計算數據可知，三篩車間排出的生產廢水中石粉含量很高，具有很高的回收價值，完全可以調節現場生產成品砂料的細度模數，使其滿足混凝土施工砂料的質量要求，同時可以提高整個系統砂料的生產能力。

根據三篩車間生產用水情況和石粉回收池的處理能力，每套篩下的生產廢水都對用修建一座石粉回收池(石粉回收池結構形式示意見圖)。通過前期無投放高分子絮凝劑(聚丙烯酰胺)運行的試驗檢測結果，三座石粉回收池回收細砂9.20t/h-11.51t/h，回收率約為20.9%-28.7%。其中的微細顆粒的回收量更小，＜0.075mm的回收率僅占4.65%-18.8%。

根據取樣試驗數據分析，石粉回收池所回收的細砂均為較粗顆粒，而其中微細顆粒及石粉均隨石粉回收池廢水流失。為提高石粉回收池的細砂回收量，特別是石粉的回收量，降低成品砂料的細度模數，在石粉回收池按0.5mg/l的比例投放高分子絮凝劑，加速了微細顆粒和石粉的沉淀，有效的凝結水中的石粉，增大細砂和石粉的回收量，成品砂料的細度模數。

添加高分子絮凝劑后根據取樣試驗數據計算，添加高分子絮凝劑后石粉回收池的產量將達到18.4t/h-23.02t/h，按正常每天系統工作10個小時計算每天可回收細砂約200t，細砂回收量提高一倍，按正常每天生產成品砂總量1950t計算，成品砂的石粉含量在原有基礎上提高了6%-8%，成品砂料的細度模數達到了2.47-2.83，滿足了混凝土施工質量要求。

4 措施比較分析

由于砂料中石粉含量低造成砂料細度模數不滿足設計要求，分別考慮了棒磨機、石粉回收裝置、石粉回收池等改進細度模數的施工方案。

棒磨機是由受料皮帶機、棒磨機(MBZ2136)及輸料皮帶機構成；石粉回收裝置是由石粉回收裝置(2E48-120W-4A)、泥渣提升泵(Q=190m3/h)、泵吸式吸泥桁車(230m3/h)、箱式壓濾機(CAN3800)、沉淀池污泥泵(Q=160m3/h)及輸料皮帶機(11kw)構成；石粉回收池是由石粉回收池、穩流隔板、絞盤式刮泥板(絞盤電機22kw)和輸料皮帶機(11kw)構成。通過方案經濟技術比較最終選定石粉回收池方案解決砂料細度模數問題，具體方案比較見棒磨機、石粉回收裝置、石粉回收池比較表(如表1)。

5 結語

通過石粉回收池工程實踐對比試驗數據的分析研究，石粉回收池在重慶草街航電樞紐工程馬鞍山骨料加工系統的成功應用，證明了石粉回收池在濕法骨料加工系統使用既能滿足工程需要又能有效地降低工程成本，值得推薦并廣泛應用。

曲連輝(1970.06.28—),男(漢),本科,工程師,身份證號：211011197006280578,畢業院校：中央廣播電視大學水利工程。

吳憲(1974.10.18—),男(漢),本科,工程師,身份證號：211202197410181293,畢業院校：北京工業大學。