新建砂石骨料生产线的几个问题的探讨.pdf

矿山与机械版 m i n in g in d u s t r y 新建砂石骨料生产线的几个问题的探讨 黄东方，谷万一 ( 天津水泥工业设计研究院有限公司，天津 3 0 0 4 0 0 ；2 吉林亚泰明城水泥有限公司，吉林 1 3 2 3 0 1 ) 中图分类号：t o 1 7 2 4 1 文献标识码：b 文章编号：1 6 7 1 - 8 3 2 1( 2 0 1 4 )0 1 0 0 9 6 - 0 3 随着更加广泛的资本进入 ，我国砂石行业近年来 呈现一种蓬勃发展 的好势头。 “ 十一五”期间，是我 国砂石工业 自建 国以来发展最快的时期之一 ，也是行 业整体进步和经济效益最好的一个五年期 。据统计 ， 2 0 1 0 年全国砂石产量为1 1 2 8 亿t ，砂石企业完成销售 收入产值达3 0 0 0 多亿元。砂石行业不但满足 了经济 发展的需要 ，还拉动其他相关产业的发展 ，仅对运输 产业的产值就拉动了将近2 0 0 0 亿元 ，为 国家及社会的 发展做 出了重要贡献 。现代混 凝土和 高速铁路 等重 点建设工程对砂石 的技术要求越来越高 ，能满足其 要求 的天然砂石数量越来 越少 ，为 了补充砂 石市场 的刚性需求 ，人工砂 石骨料成 了建设用料 的首选 。 近两年市场对砂 石的需求继续热度不减 ，加上 国家 对天然砂 的开采控 制 ，新增产能基本上 以人工砂为 主 。如 此 热 闹 的表象 ，但 难 掩行 业 发展 的一 大尴 尬 ，就是每 年上百亿 吨的产能绝大多数是 中小规模 砂石厂所创 造 ，大规模现代化 的生产线凤 毛麟角 ， 行业 准入无 门槛 ，行业平均 生产效率低下 ，整个行 业给人的印象就是 “ 大而不强”。 随着水泥产业结构调整 ，近几年水泥企业凭着资金 与技术的优势，开始大举进军砂石行业 ，这必将带来砂 石行业的大变革 ，加快产业升级的步伐。随着对资源与 环保问题的持续关注 ，部分地方政府已开始着手有计划 的关停部分小碎石厂 ，为新建大规模现代化的砂石骨料 生产线创造了极好的市场条件。现在水泥企业新建的砂 石生产线一般规模都在年产百万吨级以上，有的甚至达 到了千万吨级 ，项 目建设因为没有一套成熟可套用的技 术 ，导致部分新建项 目建成后并不能完全达到投资方当 初的意图与目的。针对这种情况 ，结合天津院近些年所 设计的骨料生产线的体会，就几个主要的问题进行分析 与探讨 ，并提出一些建议 ，供同行们参考。 1 根据市场需求决定生产 线产 能与品种 国内市场十分庞大 ，各地对于砂石骨料成品的产 能与品种需求各不相同。一般来讲 ，骨料成品粒径区 间大致为0 5 mm、5 1 5 ram、1 5 3 0 mm三种 ；但是有 的地方则需要经过多次破碎 ，分成0 3 mm、3 5 mm、 5 l o m m、1 0 2 0 m m、2 0 3 0 ra m五种成 品 ，更 多的地方 还有别的需求，不一而足。有的地方对成品质量要求较 高，经过整形 的产 品销路较好 ，尽管生产成本有所提 高，但是这部分产 品的利润仍然相当可观。而有的地 区，受矿山矿石的地质特性的限制 ，有些品质的产品是 无法生产出来的，不能硬性去要求。一句话 ，要根据资 源条件与市场要求 ，来决定生产线的产品种类 ，以及各 种产品的年产量。有些地区，对骨料产品的品种要求不 止五种。一般地对于年产量小于1 5 0 万t 的生产线来说 ， 不宜设置过多的品种要求 ，否则生产线工艺过于复杂 ， 会带来一系列问题 ，甚至影响到主要产品的生产 ，选择 市场所需的主流品种即可。 业主不要 自行随意去定生产线 的年产量 ，生产线 的规模要与主要设备的规格能力相匹配，以便将来主机 设备能发挥出最大的效能。现在国内外主要砂石设备厂 家的设备 ，基本都是按系列来制定设备的生产能力的， 不同的厂家规格又不尽相同。l 条生产线中，如果有1 台 设备的能力过小 ，就会成为制约总产能的瓶颈 ；如果过 大 ，又会造成产能的浪费与生产成本的增加。主机设备 的选择不当，可能会造成设计生产线的能力无法达产， 或者某一种或几种成品的产量无法达产，等等。 矿山的问题 ，因为很多的生产线业主没有这方 面 的专业人才 ，都不太重视 ，部分还吃了不小的亏。一 般来说 ，应该根据市场需要来找相应 的矿 山，根据矿 石 的特性来 选择生产线 的工艺 流程与主机设备 。如 果矿山的矿石成为了问题 ，那往往会成为企业的大问 中国水泥 2 0 1 4 1 题 ，所 以项 目前期与设计过程中对于矿 山问题一定不 能忽 视 。 2 产品质量应符合标准 矿山的矿石特性决定了将来砂石成品的很多质量特 性，这些不是靠改变生产线工艺流程能够去改变的，例 如强度指标 ，还有针片状成品含量，也很大程度上与矿 石特性有关 ，另外碱活性物质含量、含泥量等。地球构 成的三大类岩石种类 ，均可用来生产砂石 ，以满足不同 的项 目建设要求。对于选择火成岩来生产砂石的，抗压 强度要求大于8 0 mp a ；变质岩的则要求大于6 0 mp a ；水 成岩要求超过3 0 mp a 。2 0 1 1 if - ，国家出台了两项最新的 关于建设用砂与建设用砂石与碎石的国家标准 ，里面对 于砂石产品的质量有很详尽的规定。按照标准 ，成品粒 径小于4 7 5 mm的砂，大于4 7 5 m m lj 为砂石或碎石。以 碱活性物质为例 ，我国现在大部分企业均是以石灰岩或 白云岩为原料来生产骨料的。据天津院自建院以来的近 3 0 0 个大 中型石灰石矿 山的地质统计数据来看 ，石灰岩 与白云岩里的化学成分含量变化基本上都有个相同的规 律，就是有用矿物组分与有害物质组分的含量大多都呈 现一种负相关的线性关系 ；且从全国范围内看来，碱活 性物质在石灰岩与白云岩里的分布基本上呈现一个较为 明显的地域特性。了解这些情况后，可以有针对性地更 加客观地去制定生产线的成品质量指标，从而选择更加 合理的生产工艺流程与主机设备 ，来达到企业所预定的 目标 。 至于其他的质量指标，例如颗粒级配 、石粉及泥块 含量 、表观密度及含水率等 ，可以通过选择合适的生产 工艺来达到标准 ，因为这些牵涉具体的工艺流程布置的 问题，本文不再详述。 作者本人曾实地考察过几个砂石生产企业，业主都 在抱怨说产品质量难达标 ，从而影响到销路。经对工艺 生产线进行仔细考察 ，对矿山资料进行研究后，发现很 多都与主机设备与矿石特性不匹配，或者是工艺布置不 尽合理等原因有关。 3 设备及工艺流程的选择要慎重 目前我国砂石设备的供应 ，国产设备技术基本上还 处于中低端水平 ，进 口设备则占领了大部分高端市场。 性价 比指标限制了进 口设备对于国内市场的挤压。国 产设备在运转可靠性及对不同矿石的适应性上比国外设 备要差一些 ，但近些年也在进步。现在很多设备厂家都 开始拓展 自己的设备产品范围，从以前的单一设备生产 到现在的全套砂石设备生产，但客观地说，并非是所有 设备的性能都稳定可靠 ，还需经过一段时间的校验与改 进。以筛分机为例 ，在一些项 目上筛分效率不稳定，导 致生产能力下降 ，甚至影响到整条生产线的能力与产品 质量的例子不在少数。 设备型号的选择与工艺流程的选择密切相关 。最好 是先确定工艺流程，再定主机设备，单独计算出各处流 程节点所需的生产能力 ，再去挑选设备，而不是以设备 来定流程。考察设备时 ，可以进行多厂家多设备 比选， 选择最优搭配 ，而不是局限于某一个厂家的所有设备。 如果想从将来维护管理简单的角度出发，全套生产线选 择同一厂家设备的话 ，一定要慎重。 在考察设备使用情况时，一定要同时考察它的矿石 特性 ，不能进行的类 比。同样的设备 ，在一个地方用得 好 ，不代表在另一个地方也能很好的适用 ，因为设备所 处理的对象矿石 ，可能特性发生了很大的改变，这 点往往被很多业主所忽略。 4生产线的建设应注意的几点 现在进行砂石生产线设计的单位五花八 门，既有 设计院，也有施工单位 ，也有设备厂家 ，还有的是建设 方 自行进行简单的规划后 ，交让施工单位去施工。这其 中有的免不了是想到哪就干到哪，最后实际效果如何只 有业主 自己心里清楚。倒不是说以上所有的业主都是在 想去省那点设计费，而是很多人还没有意思到问题的存 在。对于以前生产规模较小的生产线，其设计过程的确 可以简化从事。但是对于新建的年产量超百万吨级的生 产线 ，还 以这样的方式来处理 ，显然会产生很多的问 题。矿点的选择 、工厂总图的布置 、工艺方案的确定 、 设备的比选等 ，牵涉的专业包括矿山、总图、土建 、电 气等 ，想达到比较理想的效果 ，就需要 比较专业的技 术。因此建议最好选择有经验的设计院来进行项目的整 体规划与设计，也可交 由设计院来进行交钥匙总包。天 津院从2 0 0 4 年起就开始进军砂石骨料行业 ，至今完成的 最大生产线的年产量在5 0 0 万t 以上 ，积累了较为丰富的 砂石骨料设计经验，完全可以为国内外业主服好务。近 几年新建的一些砂石生产线不能达到业主的初始预期 ， 就与没有一个 良好的规划设计直接有关。 生产线 的厂址选择应尽量靠近矿山或者供矿点 ，可 2 0 1 4 ， c h i n a c e m e n t | 9 7 _矿山与机械版 min in g in d u s t r y 以有效减少矿石运输成本。 在选择厂址 时，并非一大块空平场地就是最好 ， 利用山坡地形的高差 ，有时能更方便地布置生产线各车 间，既可以让各生产节点有序地分开，也能减少场地整 平时的土石方工程量。这种地形上布置的总图，可以做 到功能分区明确 ，高低错落有致 ，如果加上适 当的绿 化 ，厂区可以达到很美观的效果。 现在我 国的大多数砂石生产线 ，给人的印象就是 灰尘漫天 ，噪声很大。从原料的堆放 ，到成品的储存 ， 基本上都是在露天进行。晴天是灰 ，雨天是泥。很多厂 没有收尘设施 ，厂区 内道路及场地很 多没有硬化处理 ， 而是简单地铺上一层碎石了事。现在新上马的生产线往 往厂区面积较大，应事先进行周到妥善的设计。安全及 环保设施建议应从设计阶段就考虑，作为建厂的必要条 件，一起付诸实施。 5 配套矿山建设应考虑的问题 砂石行业中现在普遍存在的一个问题，就是忽视了 矿山的因素。一般地 ，当生产线的年产能不超过 0 0 万t 的时候 ，可以通过外卖矿石，矿山通过民采民运的方式 来解决，只要是矿山的地形与地质条件不是太复杂，一 般不会出现大的问题 ，建设方也可以节省下一笔可观的 初期矿山投资费用。但是当生产线年产量超过 0 0 万t ， 或者达到1 5 0 万t 以上的时候，此时矿石资源的保证便成 为了一个问题，因为所需矿石量已不是个小数字 了，这 时候一定要对矿石的来源进行系统的规划与开采了，此 时矿山的问题就开始显现。可以说矿山的问题如果解决 的不好，将会直接制约砂石生产线的做强做大。而从作 者多年的实际经验出发，矿山从投资到年经营费用 ，想 达到一个比较理想的结果，一定要经过专业的人士进行 认真的规划与设计。 首先矿山的选点很重要，要根据规划的产品种类来 选取矿点。当然如有矿山剥离下来的废石或选矿之后的 尾矿可以利用的，一定要优先考虑这种可能性。矿点的 选择，应以矿山最好无剥离 、地形及地质条件都要好 、 寻找开采最省钱的矿山为 目的。以石灰岩为例 ，它比石 灰石矿床更加广泛的存在于地壳中，但是地质与地形仍 是选取矿点的两个最重要的因素。一般建议最好聘请专 业地质队进行专门的工作，这种矿山不需要象石灰石矿 山那样进行复杂的地质勘探工作，但是必需的地质工作 还是要完成。例如应进行基本的系统取样化验，基本查 明地质构造，大比例尺的矿区地形测量，矿山可采储量 的估算等等。这些工作所获取的地质资料，既是将来生 产线主机设备选型的依据之一 ，也是进行矿山开采规划 设计的依据。 从不重视配套矿山的建设 ，到建设一个合理有序的 矿山便是一个大的进步 ，而最终的目标应是把矿山建设 成为一个符合相关国家标准的绿色矿山，这是社会对砂 石行业从业者的一个更高的科学要求。 应 当把砂石生产线 的建设作为一个 系统工程来考 虑，而矿山的工作便是这个系统中重要的一个环节。 6 结束语 现在我国的砂石骨料行业正面临产业升级与转型的时 期，正处于规模化大发展的初期 ，现在进行战略布局、愿 意进行大手笔投资的将是具备战略眼光的一种体现。 工业和信息化部组织制定的 建材工业 “ 十二五” 发展 规划 ，以及 中国砂石协会制定 的 砂石工业 “ 十二五”发展规划 ，从实施 “ 资源、环保 、安全、 和谐”发展战略，实现产业转型升级的