骨料行業濕法生產中的給排水設計研究

文/夏端雪 日昌升建筑新材料設計研究院有限公司 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%，對混凝土的質量和性能有重要的影響[1]。隨著我國建筑、道路、橋梁和基礎建設骨料用量的增加，以及天然砂石資源的減少和保護環境限制開采等因素，近年來礦山作為骨料的主要來源。目前我國的骨料行業大多規模小,露天生產，加工現場臟、揚塵大，與國家提倡的綠水青山的理念相悖。綠色化生產是未來發展的方向，推進現代化綠色礦山建設也將是政府規范管理骨料行業的核心目標之一[2]。在保證骨料質量的前提下，減少骨料生產造成的污染，是很重要的研究。濕法生產可以從源頭上抑制粉塵污染，在骨料行業清潔生產中具有重要意義。

1、骨料濕法生產的優缺點

骨料生產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研究的對象。礦山骨料生產的流程是爆破，破碎，篩分，存儲，輸送。在爆破，破碎，篩分的過程中易產生粉塵污染。

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

2、骨料濕法生產的給排水設計要點

2.1 破碎系統的給排水設計要點

礦山爆破后的母巖運送到破碎機進行進一步的破碎。不同種類的母巖礦石強度存在較大差異，通常情況下，巖漿巖強度較高、變質巖次之、沉積巖較低[3]。不同強度的母巖產生粉塵的情況不一樣，強度大的母巖不易破碎產生粉塵少，強度小的母巖易破碎產生粉塵大。母巖落入破碎車間進料洞時會產生大量的粉塵，根據大量現場生產情況，可觀測得出母巖落入進料洞的過程中，粉塵的運動軌跡是從洞口沿四周擴散，其中大部分粉塵是集中在沿著卸料方向擴散。將進料口做四面密封，一面敞開，可以有效地減少粉塵擴散，密封后的粉塵只能沿著敞開的一面擴散。在敞開面做除塵噴水，水霧面可以減少粉塵的四溢。除塵噴水設計要結合噴水量、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，適應不同來料的除塵用水量。

2.2 篩分系統的給排水設計要點

破碎后的骨料經過振動篩進行分級，按粒徑大小分別存儲。按照母巖含泥性質的不同，洗石方法可分為篩面沖洗和洗砂機清洗。篩面沖洗是指在距離振動篩篩網一定距離安裝噴頭對篩面上物料進行沖洗。對于含有泥塊在振動篩上壓力水沖洗無法質量要求的，采用洗砂機清洗[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。沖洗水量和水壓過大，骨料清洗干凈，但水易濺出篩面，加大后續脫水篩工作量；同時排水量加大，造成后續水處理設施規模過大，不經濟。沖洗水量和水壓過小，骨料清洗不干凈，粗細骨料易夾雜泥，影響骨料質量。

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

2.3 廢水處理系統設計要點

骨料生產線排出的含泥廢水，要進行沉淀、脫水處理后回用于生產線。廢水處理系統的核心是沉淀池，壓濾機。沉淀池的選型決定了沉淀效果的好壞，沉淀效果好，可減少后續壓濾機的進料時間，增加壓濾批次，減少壓濾機的臺數。一般根據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。

壓濾機的選型應考慮進料污泥濃度、壓濾周期、泥餅含水率等因素。根據壓濾機廠家提供的現場運行的經驗數值，濃縮后的泥漿水的重量濃度45%～50%時，壓濾周期可以達到40～50min，壓濾后泥餅的含水率20～30%。

結語：

國家大力發展綠色礦山建設，關停了污染重、生產不規范的采礦企業。未來新建、改建骨料生產線必定遵循以綠色、可持續發展為核心的設計理念。關于骨料濕法生產中給排水的研究還不多，還有很多給排水設計點可以創新、完善，實現綠色礦山建設。