人工砂石系统中石粉生产工艺简介.pdf

第 4 1卷 第 2 2期 2 0 1 0年 1 1月 人 民 长 江 Ya n g t z e Riv e r Vo 1 41 No 2 2 No v ， 2 01 0 文 章 编 号 ： 1 0 0 141 7 9 ( 2 01 0 J 2 20 0 6 20 2 人工砂石系统中石粉生产工艺简介 孔 繁 忠， 张 雄 ， 宁 梅 珍 ( 长江勘测规划设计研 究院 施工设计处， 湖北 武汉 4 3 0 0 1 0 ) 摘要 ： 用最优石粉含量拌制 的混凝土 ， 不仅 可以提 高常态混凝土、 碾压 混凝 土拌和物 的和 易性或碾压 工作 性、 抗分 离性， 降低水泥用量， 降低水化热， 改善碾压混凝土的泛浆 弹塑性和 可压性 ， 还 可提 高混凝土 2 8 d抗压强 度和抗渗 能力。 目前人工砂石加工 系统主要采 用湿法 生产 工艺 ， 致使成 品砂的石粉含量较低 ， 不能 满足 生产 高质量 混凝 土的要求。 因此 ， 如何从大量的生产废 水中收 集、 回收石粉 ， 以提 高湿法生产工艺成 品砂 的石粉含 量， 是广大水利科技 工作者仍在不断探 索的问题。介 绍和比较 了构皮滩水 电站、 三峡 工程和亭子 口水电站的 人 工砂 石 系统 石 粉 生 产 工 艺 。 关 键 词 ： 石 粉 生产 ；人 工砂 石 系统 ；生 产 工 艺 ；应 用 中图 法 分 类 号 ：T V 4 3 文 献 标 志 码 ：A 随着碾压 混凝 土筑 坝 技术 的迅 速 发展 ， 对 碾 压 混 凝 土人工 砂质 量的要 求 越来 越 高 ， 要 求 碾压 混 凝 土 人 工砂具有高含粉量 ( 1 6 2 2 ) 、 稳 定的低含水 率 ( 6 以下 ) 。石粉 含量 的高 低是 碾 压混 凝 土用 砂 的重 要技 术指 标 ， 对碾 压 混 凝 土性 能 有 较 大 的影 响 。人 工 砂 的石粉 主要是 指粒径 小 于 0 1 5 m m 的细砂 微 颗粒 。 在最优石粉含量下， 不仅可以提高常态混凝土 、 碾压混 凝土拌和物的和易性或碾压工作性 、 抗分离性 ； 降低水 泥用 量 ， 从 而降低 水化热 ； 改善 碾压混 凝土 的泛 浆弹塑 性和 可碾压 性 ； 还 可提 高混凝 土 2 8 d抗压 强度 和 抗渗 能力 。 石 粉 的产生和 生产 回收工 艺与人 工砂石 加工 方式 密切 相关 。 目前 ， 人 工 砂 石加 工 方 式 主要 有 干 法 和湿 法两种。干法生产虽然成品砂的石粉含量较高 ， 不产 生大量的废水 ， 但产生的粉尘多 ， 影响工作人员的身体 健 康 ， 物料除 泥时抛 弃 部 分细 料 ， 减 少 了成 品砂 产 量 ， 生 产成本 增加 ， 粗 、 细 骨料含 泥 问题 不 能完全解 决 。湿 法生产可以完全去除粗、 细骨料中的含泥， 但成品砂的 石粉含量较低 ， 石粉含量最大接近 1 3 。为保证生产 合格的? 昆 凝土骨料， 目前大型水 电站( 三峡水利枢纽 、 构皮滩水电站、 光照水 电站 、 彭水水电站 、 官地水电站 等) 人工砂石 系统主要采用湿法生产工艺。因此， 如 何从 大量 的生产废 水 中收集 、 回收石 粉 ， 以提高成 品砂 的石粉 含量 的石粉 生 产工 艺 ， 在 生 产 过程 中仍在 不 断 改进提 高 。在构皮 滩 水 电站 烂 泥 沟人 工 砂 石 系统 中 ， 石粉 回收工艺 改变 了传统 的 回收方式 ， 使石 粉 回收 、 生 产效率大大提高。 1 石粉生产工艺的探索及应 用 1 1 三峡水利枢 纽下岸 溪人工砂石加工 系统 三峡 水利 枢纽下 岸溪人 工砂 石加工 系统 毛料处理 能力 为 2 4 0 0 t h ， 总废 水量 为 1 8 0 0 t h 。该 系统 围绕 石 粉 回收和废 水处理做 了大 量的生 产性 试验 和技术 总 结工作。最后选择采用传统的回收石粉工艺 ， 修建了 3个大的沉淀池 ， 单池容量 6 0 0 0 m ， 每个池每 1 5 d循 环 1次 ， 即 ： 进 水沉 淀 7 d ， 断 水干 化 3 d ， 出渣 5 d 。池 底设有脱水盲沟 ， 池壁上部设溢流孔 。经 自然沉淀和 干化后的石粉通过装载机和 自卸车直接下池取料。此 时的石粉含水率在 1 5 2 0 之间， 经再次脱水到含 水率 达5 左右 ， 配合人 工按设定 比例添 加石粉 。 经 收 稿 日期 ： 2 0 1 00 83 O 作者简介 ： 孔繁 忠， 男， 工程师 ， 主要从事水电工程混凝土骨料 生产 系统的设计与施工工作 。Em a i l： k o n g f z 6 6 6 s i n a c o m 第 2 2期 孔繁忠 ， 等 ： 人工砂石系统 中石粉生产工艺简介 6 3 添加石粉 后 的成品砂 的石 粉含 量达 到 1 6 左 右 。 1 2构皮滩水电站烂泥沟砂石加 工系统 构皮滩 水 电站 烂 泥 沟 砂 石 加 工 系 统 主 要 承 担 大 坝 、 地下厂房等工程约 3 8 8 1 l 万 m 混凝土所需粗细 骨料 的生产 任务 。碾 压 混 凝 土所 用 的砂 ， 要 求 石粉 含 量 1 4 1 9 。根据 系统 生产 工 艺 ， 由立 轴 破 及棒 磨 机 生产 的机制 砂 ， 石 粉 含 量 达 8 3 1 0 0 0 ， 尚缺 5 7 9 0 的石 粉 。经综 合 分 析 ， 最 后 选 择 了旋 流 器浓缩 + 高 频脱水 筛脱 水 的石粉 回收生 产工艺 。该 工 艺在国内水电工程中属较早运用。将三筛、 四筛 、 制砂 车 间排 放 的废 水集 入排浆 沟槽 ， 引入 浓缩 池 ， 用 渣浆 泵 将 浓缩 池 中的浆液 泵 入石 粉 回收 装置 旋 流 器 ， 处 理后 集 散 到脱 水 筛脱水 ， 产生 的石 粉经 与砂混合 后 ， 用胶带 机 输送 到成 品砂仓 。 回收工艺 如 图 1所示 。 图 1石粉回收 生产 工艺 按 R C C混 凝 土 浇 筑 月 高 峰 强 度 6 5万 m 计 ， R C C浇筑 日高 峰 强 度 为 2 6 0 0 m ( 按 每 月 正 常 浇 筑 2 5 d 计 ， 日供应 碾压 砂 的 强度 为 1 9 9 1 6 t ) ， 需增 加 的 石粉 回收 量为 8 1 1 2 8 t h ( 按 日生产 1 4 h计 ) 。根 据需 增加 的石粉 量 ， 考 虑新 设备 、 新 工 艺首次 运用 的生 产 可靠性及 机制 砂 石 粉 的 波 动 ， 设计 选 用 2台 2 S G 4 8 1 2 0 W 一 4 A型水 力 旋 流器 组 ， 每 组 旋 流器 组 配 置 1 台德瑞克 ( D E R R I C K) 高频 直线脱水筛。单 台设备铭 牌处理 能力 6 0 0 m h ， 石 粉 浆料 、 回收 石粉 能 力 2 5 3 0 t h ， 脱 水筛排 料能 力 3 5 4 0 t h 。 1 3 亭子 口水 电站左岸砂石加工 系统 亭 子 口水 电站 左岸砂 石加 工系 统主要 承担 大坝 主 体工程 混 凝 土 约 5 0 0 0万 m 所 需 骨 料 的生 产 任 务 。 碾 压混凝 土高 峰月 强 度 2 0 0万 m ， 碾 压 砂石 粉 含 量 要 求为 1 4 2 0 。 由于 系统 加 工 的 毛料 为 天 然 砂 砾石料， 石粉含量较少 ， 考虑用刮砂机从棒磨机的废水 中回收部分 石粉 外 ， 尚缺石 粉 2 1 8 3 9 3 9 t h 。结 合 骨料加 工工 艺 ， 选 择 了用 梯 形 磨磨 制 石 粉 的生 产 新 工 艺 。该 工艺 是将 52 0 m m 的 石 料 送进 梯 形 磨 ， 通 过 磨机磨制成石粉 ， 用气力输送至石粉罐储存 ， 添加入成 品砂后 进入 成品砂 堆场 堆存 。 2 生产总结 ( 1 )下岸溪人工砂石加工系统 ： 随溢流水流失 的0 0 8 mm以下的较多石粉没有 回收。 难 以保证 与人工砂同步生产、 掺人， 不能定量控制掺人 ， 导致成 品砂石粉含量不稳定。 占地面积较大。 ( 2 )烂泥沟砂石加工系统 ： 德瑞克小时回收石 粉及细砂 1 21 5 t ， 回收产量取决于浆液浓度， 浓度达 到 4 3 时 ， 小 时产量 可 以提高 5 t 左右 。但 浆液 太浓 ， 渣浆泵也容易烧坏。 大于5 mm的颗粒进入会立即 堵 塞 旋流 器 ， 导致 滤嘴 损坏 。之后 ， 设备 工作原理 相 同 的黑旋风在光照水 电站 、 彭水水电站、 官地水电站使用 时， 在烂 泥 沟 的基 础 上 ， 增 加 了 1层 过 滤筛 网 ( 3 mm) ， 减少了旋流器的堵塞。 从设备价格来看 ， 进 口德 瑞 克 设 备 1台 ( 套 ) 1 0 0万 元 ， 而 黑 旋 风 约 2 5万 元 。 ( 3 )亭子 口左岸砂石加工系统 ： 实际生产中梯 形磨石粉产量 91 1 t h ， 石粉的磨制可连续生产。 进料含水率对石粉产量有影响 ， 当含水率小于 3 时， 生产效率较高 ， 大于 3 时生产效率降低。 3 结 语 ( 1 )石 粉含量 作 为碾压 混凝 土用砂 的重要 技术指 标 ， 要求今后的石粉生产 向着生产工艺简单高效的方 向发展 。 ( 2 )烂 泥沟砂 石加 工系统 德瑞 克旋 流器石 粉 回收 生 产工艺 ， 对从 湿法 生产 产生 的废水 中 回收石粉 ， 做 了 有 益 的尝 试 和探索 。 ( 3 )水力 旋流器 石粉 回收 生产工 艺经 过构皮 滩水 电站、 光照水电站、 彭水水 电站、 官地水 电站等工地的 实 际使用 ， 积 累了一定 的工 程实践 经验 。 ( 4 )梯形磨磨制石粉在水 电工地的首次使用， 为 石 粉 生产提 供 了一条 新 的途 径 和 思 路 ， 该 生产 工 艺 还 有 待后 续工 程 的继 续验 证和 改进 。 ( 编 辑 ： 徐 诗 银 ) ( 下转第 6 6 ) 人 民 长 江 2 0 1 0生 排水 ， 并能 回收利 用 石 粉 。而且 新 工 艺 能够 更 好 地做 到排 水达标 ， 土建 费用 小 ， 弃 渣转 运强 度 低 ， 适 用规 模 大 ， 占地 面积 小 。但 新 工 艺 单 价 费用 高 ， 且 运 行 费用 高 。 2 0 0 2年 8月 ， 有 关部 门 曾对 三 峡 工程 1 5 0 1T I 混 凝 土系统废水处理系统进行过传统工艺和新工艺的 比 较， 新工艺土建费用仅为传统处理工艺的 1 4 ， 且不需 专 门设 置进池道 路 ， 不 影响场 内交通 ， 年 运行 费基本 相 当 3 结 语 目前 国 内水 电项 目砂 石 系 统 的废 水 处 理 ， 大多 都 是 在泥渣 分级处理 、 混 凝 浓缩 与 机 械脱 水 干 化 法联 合 运行基 础上进 行演绎 和完善 ， 如乌 江彭 水 、 银 盘水 电站 采取 刮砂机 +黑旋 风 +竖 流浓缩 池 +斜管沉 淀池 +厢 式压滤机处理工艺 ； 金沙江溪落渡水电站马家河坝砂 石 加工 系统采 用美 国 K r e b s 公 司旋 流器 +辐流沉 淀 池 +厢式 压滤机 处理 工艺 ， 向家 坝 高程 3 0 0 m 混凝 土 系 统采 用螺旋 分级 机 + 浓 缩池 +泥水 净化 装置 +真空 带 式压滤机处理工艺 ， 彻底取消了9 O年代以前传统 的沉 淀池。经过处理的废水都能满足国家地表水一级排放 标准 ， 7 0 的废水可回收使用。 参考 文献 ： 1 张博 ， 关薇 砂 石加 工 系统 废水 处理新 工艺探讨 J 西北 水电， 2 0 0 9， ( 6)： 5 05 6 2 殷彤 ， 殷 萍 水利水电工程施 工废 水处理工 艺与实践 J 四川水 力发 电， 2 0 0 6 ， ( 3 ) ： 7 98 4 3 陈雯 皂 市工程天 然砂 石加 工 系统供 水及废渣 处理 J 人 民长 江 ， 2 0 0 0， 3 1( 9)： 1 3一l4 ( 编 辑 ： 李 慧 ) S t ud y o f n e w t e c hn o lo g y o f wa s t e wa t e r t r e a t m e nt in a g g r e g a t e p r o c e s s ing o f Go up it a n Hy dr o p o we r S t a t io n CHEN W e n，W ANG Li h o n g，W ANG Ga n g ( C o n s t r u c t i o n a n d D e s i g n De p a r t me n t ，C h a n g j t a n g I n s t i t u t e o f S u r v e y，P l a n n i n g，De s i g n a n d Re s e a r c h，Wu h a n 4 3 0 0 1 0，C h in a) Abs t r a c t ： Aimin g a t t he pr o b le ms o f hig h c o s t a n d e n v ir o n me n t p o llu t io n in t r a dit io n a l wa s t e wa t e r t r e a t me nt in a g g r e g a t e p r o c e s s ing，t he Go up it a n Hy d r o p o we r St a t io n is t a k e n a s a n e x a mp le，a n d we int r o d u c e n e w t e c h n o lo g y o f wa s t e wa t e r t r ea t me n t in a g g r e g a t e p r o c e s s in g T h e n e w t e c h n o l o g y fir s t a d o p t e d j o in t o p e r a t i o n o f s lu d g e g r a d in g t r e a t me n t ，c o a g u l a t i o n c o n c e n t r a t i o n a n d me c h a nic a l de hy d r a t io n d e s ic c a t io n me t ho d，a n d u s e d a dv a nc e d e qu ip me n t p r o du c e d b y De r r ic k c o mp a n y t o r e c y c le s t o n e p o wde r a n d int r o d u c e t h e p r e s s ur e f ilt r a t io n，wh ic h h a s b e e n a pp lie d in me t a llur g y a n d wa s t e wa t e r t r e a t me n t ，t o h y d r o po we r ind u s t t o d eh y dr a t e s lu d g e me c ha nic a lly Co mp a r in g wit h t r a dit io n a l t e c h n o lo g y，t h e ne w t e c h n o lo gy is s up e r io r in wa s t e wa t e r t r e a t me n t e f f e c t ，c o n s t r u c t io n C o s t a n d r e c y c le o f t r e a t e d was t e wa t e r a n d p r e c ipit a t e d s t o n e p o wde r K e y wor d s： a g g r e g a t e p r o e e s s in g；wa s t e wa t e r t r e a t me n t ；t e c hn o lo g y inn o v a t io n；s c h e mes c o mp a r is o n 】 ， 一， 一l】 c 、 t 上接第 6 3页 ) Pr o d uc t io n p r o c e s s o f s t o n e p o wde r in a r t if ic ia l a g g r e g a t e s y s t e m KONG Fa n z h o n g，ZHANG Xio n g，NI NG Me iz h e n ( C o n s t r u c t i o n D e s i g n D e p a r t me n t ，Ch a n g j i a n g I n s t i t u t e o fS u r v e y，P l a n n i n g，De s n a n d Re s e a r c h，Wu h a n 4 3 0 0 1 0，C h in a ) Abs t r ac t： Mix ing t h e o pt ima l c o n t en t o f s t o n ep o wd e r in t o c o nc r e t e o r r o lle r c o mp a c t e d c o nc r e t e c a n impr o v e t h e p e r f o r m a n t e s o f c o n c r e t e s u c h a s wo r ka b ilit y，r o llin g p e r f o r ma nc e，a n t is e pa r a t io n，a nd it c a n lo we r t he c e me n t c o n t e n t a n d h y d r a t io n he a t ，a n d c a n