攪拌站廢料回收利用新工藝

林宗浩，石從黎，高艷彬

（1. 重慶建工建材物流有限公司，重慶 401122；2. 重慶市建筑材料與制品工程技術(shù)研究中心，重慶 401122）

攪拌站廢料回收利用新工藝

林宗浩1,2，石從黎1,2，高艷彬1

（1. 重慶建工建材物流有限公司，重慶 401122；2. 重慶市建筑材料與制品工程技術(shù)研究中心，重慶 401122）

本文通過對攪拌站廢料來源及主要成分分析，本著廢料從哪兒產(chǎn)生，就讓其回到哪兒去的總體設(shè)計思路。采用了三級分離技術(shù)，高效分離出砂石以及得到質(zhì)量可控的廢漿，將廢漿用于廢料處置源頭的沖洗和混凝土生產(chǎn)，形成一個閉合的循環(huán)過程，實現(xiàn)廢料回收利用。

廢料；三級分離；廢漿；回收利用

0 引言

預(yù)拌混凝土行業(yè)屬于高能耗、低門檻、污染相對較嚴(yán)重的行業(yè)，隨著環(huán)境保護(hù)部門對環(huán)境保護(hù)的日益重視及人們對環(huán)保意識的深入，混凝土攪拌站面臨著節(jié)能減排的問題。混凝土攪拌站廢水泥漿的回收利用最早始于上世紀(jì) 80 年代德國等西方國家[1]。混凝土攪拌站中廢棄物的排放主要來源于清洗混凝土運輸車、攪拌主機(jī)、沖洗生產(chǎn)場地而產(chǎn)生的廢水、廢漿，以及混凝土出廠檢測取樣剩余、不可抗拒因素產(chǎn)生的剩退、報廢混凝土。廢水、廢漿的外排嚴(yán)重污染周邊環(huán)境；剩退、報廢混凝土需要拉出去做填埋處理，處理費用不可小覷，同時與提倡的環(huán)保理念相違背。

目前攪拌站對廢料的常見處理方式為：（1）先利用砂石分離裝置將砂石分離出來進(jìn)行循環(huán)使用，產(chǎn)生的廢漿沉淀運往攪拌站外傾倒處理，這種方式只對砂石進(jìn)行了回收利用，外排廢漿沉淀不利于環(huán)保；（2）經(jīng)砂石分離裝置處理后的廢漿用于混凝土生產(chǎn)使用，但存在濃度波動大的問題，難以控制，造成混凝土質(zhì)量不可控；（3）將產(chǎn)生的廢漿利用壓濾機(jī)進(jìn)行脫水處理，形成含水量較低的餅狀物，然后運輸在站外傾倒，此方法同樣存在難以找到傾倒地點的問題。這些傳統(tǒng)方法均無法完全實現(xiàn)廢料的回收利用，無法完成大批量的未硬化混凝土的回收利用。

面對攪拌站廢料排放的諸多難題，作為攪拌站的技術(shù)工作者解決廢料排放問題，特別是對于一些生產(chǎn)方量大的攪拌站廢料的處置，實現(xiàn)攪拌站的綠色生產(chǎn)更是迫在眉睫。

1 回收工藝

混凝土攪拌站產(chǎn)生的廢料中主要包含了石子、砂、水泥漿，這些成分也都是混凝土的主要成分。其中水泥漿主要成分是水泥、水泥水化產(chǎn)物、礦物摻合料，均為膠材體系。有大量的文獻(xiàn)研究結(jié)果[2-5]表明水泥漿經(jīng)過試驗可以用于混凝土生產(chǎn)，因此可將廢料進(jìn)行“漿化”處理使用，實現(xiàn)攪拌站的廢棄物“零排放”。本文對此解決的一個總的中心思想是：廢料從哪里來，就讓它回到哪里去，形成一個大的閉合循環(huán)系統(tǒng)，實現(xiàn)回收再利用。這就需要將廢料中的三大主要部分——石子、砂和水泥廢漿，分別分離出來。砂石直接回料場做混凝土生產(chǎn)骨料；廢漿循環(huán)使用于運輸車輛罐體和未凝固混凝土的沖洗分離，同時將廢漿經(jīng)專門的濃度調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行濃度調(diào)節(jié)后，成為已知且固定濃度的廢漿，用于混凝土的生產(chǎn)，從而實現(xiàn)攪拌站料的回收使用。

根據(jù)上述討論分析的思路，本文設(shè)計了一套全新理念的回收利用工藝，用以實現(xiàn)攪拌站廢棄物的的回收利用。此新工藝的工藝流程如圖 1 所示，其效果圖如圖 2所示。

圖 1 回收利用新工藝流程圖

圖 2 回收利用新工藝效果圖

此新回收利用新工藝主要步驟為：（1）將未凝固的混凝土在石子振動分離篩上進(jìn)行沖洗分離出粗骨料；（2）產(chǎn)生的漿水通過粗砂分離機(jī)將大部分粒徑較大的砂進(jìn)行分離；（3）剩下含有粒徑較小細(xì)砂的漿水利用細(xì)砂分離器進(jìn)行分離，最后得到只含有水泥、摻合料及其水化產(chǎn)物的廢漿；（4）將產(chǎn)生的廢漿用于混凝土的生產(chǎn)和振動分離篩分離混凝土?xí)r的沖洗使用。

2 新工藝分析

2.1 強力振動、高效分離

大生產(chǎn)量的攪拌站會有大批量的未硬化混凝土，無法快速、高效地進(jìn)行分離回收利用，傳統(tǒng)洗料槽沖洗的時容易堵塞需要人工進(jìn)行疏導(dǎo)，增加了工人的勞動量，這導(dǎo)致混凝土出廠取樣剩余、拌臺樓撒、報廢、剩退回站的未硬化混凝土只能堆放渣場，統(tǒng)一運出去傾倒。

對此上述情況本工藝引入振動水洗分離機(jī)，強力振動、高壓水洗、高效分離，每小時處理能力達(dá) 30 噸，可以使用鏟車一次性大批量的上料，能使未硬化的混凝土高效分離，首先解決了粗骨料的分離回收，將分離出的粗骨料鏟回料場用于混凝土生產(chǎn)。分離機(jī)設(shè)計效果圖如圖 3 所示，實際使用情況如圖 4 所示。振動水洗分離機(jī)的使用特別是對大批量未凝固混凝土中粗骨料的分離優(yōu)勢尤其明顯，產(chǎn)生的水泥砂漿進(jìn)入下一個處理環(huán)節(jié)。

圖 3 振動水洗分離機(jī)效果圖

圖 4 大批量未硬化混凝土的高效分離

2.2 細(xì)骨料兩級分離

傳統(tǒng)的砂石分離機(jī)不易將重慶地區(qū)混凝土中使用的天然砂分離出來，特別是天然砂中大量粒徑小于 600μm的細(xì)顆粒部分，這部分細(xì)顆粒嚴(yán)重影響了回收廢漿的品質(zhì)，只能進(jìn)行沉淀或者壓濾，用于混凝土生產(chǎn)這將極其不利于混凝土生產(chǎn)的質(zhì)量控制。

增設(shè)細(xì)砂分離器，對振動水洗分離機(jī)產(chǎn)生的水泥砂漿中的砂進(jìn)行兩級分離，首先經(jīng)過粗砂分離機(jī)將粒徑較大的砂分離出來，再將混有粒徑較小的顆粒廢漿引入細(xì)砂分離器中，針對性地將細(xì)砂分離出來，可使廢漿中的細(xì)砂含量極少，此時廢漿中的主要成分為膠材及膠材水化產(chǎn)物和水。如圖 5 所示為砂兩級分離系統(tǒng)的設(shè)計效果圖和實物圖。

圖 5 砂的兩級分離系統(tǒng)效果圖和實物圖

通過烘干試驗，經(jīng)細(xì)砂分離器處理前后的廢漿中的固含量由 15% 降低為 7%，烘干后的固體經(jīng)過 0.08mm負(fù)壓篩后篩余量由 21%～40% 降低為 6%～12%，由此可見細(xì)砂分離器的使用不僅大大減少了廢漿中的固體含量，而且減少了固體含中的含砂量，使得廢漿主要為膠材與水的混合液，即回收廢漿。

將回收廢漿儲存于攪拌池中，開啟攪拌器保持廢漿處于均化狀態(tài)，將均化的廢漿循環(huán)使用于振動水洗分離機(jī)處的混凝土沖洗和運輸車輛的洗罐，由此實現(xiàn)廢漿的循環(huán)使用。同時將廢漿泵入濃度調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行固含量的調(diào)整，以備用于混凝土的生產(chǎn)。

2.3 廢漿濃度調(diào)節(jié)

廢漿應(yīng)用于混凝土生產(chǎn)，其固含量（濃度）是影響混凝土質(zhì)量的最主要因素，控制其固含量的穩(wěn)定尤為重要。由于廢漿的回收高峰期與混凝土的生產(chǎn)高峰期出現(xiàn)錯峰情況，導(dǎo)致每天不同時間段廢漿的固含量不盡相同，這嚴(yán)重影響了混凝土生產(chǎn)對廢漿的使用。

針對此問題，本工藝增設(shè)了一套專門的廢漿濃度調(diào)整裝置。給廢漿濃度設(shè)定一個固定的值（一般建議在15% 以內(nèi)），當(dāng)濃度高于設(shè)定值時自動進(jìn)行清水補給，以降低其濃度值至設(shè)定值。固定濃度的廢漿用于混凝土生產(chǎn)前進(jìn)行試配試驗，確定其最佳摻量。這將大大減小了廢漿的使用難度，并且使用廢漿拌制的混凝土質(zhì)量得到了有效的控制。

3 新工藝使用效果分析

本工藝投入使用后徹底解決了攪拌站中廢料的最大來源部分——未硬化混凝土。將產(chǎn)生的全部未硬化混凝土轉(zhuǎn)化為骨料和回收廢漿進(jìn)行混凝土生產(chǎn)的再利用。以月生產(chǎn)量為 5 萬方的攪拌站為例，一個月產(chǎn)生的未硬化混凝土 800 噸，經(jīng)過回收新工藝處理后產(chǎn)生骨料 600 噸左右，固含量 15% 的廢漿 1300 噸左右，平均每方混凝土中只需使用 26 公斤左右的廢漿，就可以消耗掉所有廢漿，不需要外排處理，同時實現(xiàn)了骨料的回收利用，減少資源浪費。

4 結(jié)語

本文通對大產(chǎn)量攪拌站廢棄物回收利用的難點針對性地采取措施，通過三級分離的方式得到石子、砂、回收廢漿，砂石運回料場用于混凝土生產(chǎn)。將高品質(zhì)廢漿的產(chǎn)生與使用形成以閉合循環(huán)體系，通過濃度調(diào)節(jié)裝置最終完美的將其用于混凝土生產(chǎn)，實現(xiàn)了攪拌站廢棄物的回收利用，達(dá)到真正意義的零排放。該系統(tǒng)的投入使用，使攪拌站告別了漿水橫流、遍地廢渣的生產(chǎn)狀況，不但擺脫了令人頭疼的環(huán)保問題，同時實現(xiàn)了良好的社會效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

[1] 余和友，徐亮．混凝土攪拌站廢水廢渣的試回收再利用[J]．中國城市經(jīng)濟(jì)，2010(08)∶ 136．

[2] 趙海紅，石從黎，高艷彬，等．?dāng)嚢枵緩U漿回收利用新探索[J]．混凝土，2016(12)∶ 56-59．

[3] 何廷樹，李小玲，王福川，等．?dāng)嚢枵緩U水對不同摻合料配制的 C80 高強混凝土強度的影響[J]．硅酸鹽通報，2011,30(2)∶ 384-388．

[4] 楊志偉，石從黎 ，張克．?dāng)嚢枵緩U棄泥漿的回收利用方法[J]．商品混凝土，2012(3)∶ 55-57．

[5] 周其家，趙勁松，羅鑫．預(yù)拌混凝土主要廢棄物的再利用[J]．江西建材，2015(12)∶ 20-22．

The new recycle and reuse system of flotsam for concrete mixing station

Lin Zonghao1,2,Shi Congli1,2, Gao Yanbin1
(1.Chongqing construction materials logistics Co., Ltd, Chongqing 401122;2.Chongqing Engineering Research Center for building materials and products,Chongqing 401122)

By analyzing the source and main composition of flotsam, then the total design ideas is where to come from where to go. Using a three-stage separation technology separate sand and gravel, and get the stable waste slurry. The waste slurry is used for waste rinsing and concrete production. The whole system is cycle process, so it have realized recycle and re-use of flotsam.

flotsam；three-stage separation； waste slurry ；recycle and re-use

林宗浩（1988－），男，碩士，工程師，研究方向：新型建筑材料技術(shù)研究與應(yīng)用。

［通訊地址］重慶市沙坪壩區(qū)小楊公橋 108 號金悅城 6棟（400030）