中国水利水电工程第二届砂石生产技术交流会银盘砂石系统湿法生产中石粉回收工艺黎正辉中国水利水电第八工程局,湖南长沙、 !!!∀摘要#通过三峡人工砂石系统,、彭水人工砂石系统,龙滩人工砂石系统、银盘人工砂石系统湿法工艺对石粉回收的研究由浓缩池自然沉淀千化,到利用旋流器固液分离再到刮砂机联合旋流器,,固液分离,最后到利用压滤机固液分离随着废水回收工艺研究逐渐深入石粉回收新工艺也逐渐,成熟,已大量使用在废水处理工艺中的压滤机为湿法砂石系统成功回收石粉也成为一种新的工艺而且能实现可控动化工艺生产中自石粉回收。关键词#人工砂石压滤机新工艺在国内,绝大多数水电站混凝土用砂技术参数要求中,,!一 ∃%石粉含量要求在 ∃%。,对碾压混凝土用砂的石粉含量要求大于 &%主要采用两种工艺生产人工砂石料主要优点是成品砂的石粉含量较高,甚至要求大于,目前人工砂石系统中。,,一种是干法生产另一种是湿法生产干法生产的 ∃%的要求,,,能满足石粉含量大于,且不会产生大量的废水其缺点是系统产生的粉尘较多影响运行人员身体健康毛料中含泥主要采取提前抛弃部分细料减少了成品砂产量或增加了成品生产成本粗骨料和细骨料含泥问题不能完全解决湿法生产的主要优点是可以完全去除毛料中的含泥∋,,,系统中不会产生,粉尘,但其缺点是成品砂的石粉含量较低,,一般石粉含量最大能接近 %。离碾压混凝上要求的石粉含量差距较大且产生大量的废水,为了生产合格的骨料,,大型水电站人工砂石系统仍然采用湿法生产工艺但为了提高石粉含量和处理废水。随着对新工艺的不断探索 ,有效提高石粉含量己成为可能石粉回收工艺的不断探索五强溪人工砂石系统五强溪人工砂石系统在吸取乌江渡人工砂石系统经验的基础上,就如何提高石粉含,量和有效调整成品砂细度模数做了大量工作量的石屑,。五强溪从降低生产成本的角度,回收了大即细砂和部分石粉,。生产过程中冲洗主要集中在筛分楼特别是中后期毛料,中基本上不含泥将筛分楼废水和棒磨车间溢流水引入一个大的沉淀池通过表面溢流二届砂石生产技术交流会中国水利水电工程第和自然沉淀作用,细砂和部分石粉积满后切断废水采用装载机装车和汽车转运将,。。,,,细砂和石粉运至石屑回收车间均匀添加到成品砂中但对废水没有作净化或回收处理 )三峡下岸溪砂石系统三峡下岸溪砂石系统前期主要围绕废水处理和废水回收循环利用做了大量工作该。∃平台和 ∗∀平台系统废水系统设半成品部和成品部成品部全部位于下岸溪右侧 !,,主要产生于成品部的筛分楼车间检筛车间和棒磨制砂车间于采场毛料基本上不含泥,。、,+,总废水量为 ∃!!−。由&平台的废所以废水中含泥量较少所有废水全部汇集到 !、水处理车间,该车间设有浓缩池,絮凝沉淀池、清水池及回收水加压站等。。浓缩池设有 个锥斗池底阀孔)每个锥斗阀孔配置电动启闭阀一个。当浓缩池底部浆液浓度达到,!%以上时.,开始开启电动启闭阀排放,浓缩池上部较清的水溢流到絮凝沉淀池。沉淀池上部已澄清的水溢流到清水池清水通过加压站送回系统循环利用沉淀池底部安装。了刮板吸泥析车。,!的浓浆浓缩池和沉淀池排出的浓浆直接向/定期排放底部浓度在.∗,外排放这段时间成品砂的石粉含量在 /)0!, .%左右徘徊。到了系统生产高峰期大。,量碾压混凝土施工即将开始石粉含量偏低成了急切需要解决的问题工程技术人员发,现被排放的浓浆中主要是!.132以下的细颗粒。,&4其中! 1以下的细颗粒占∀!%左右3∀平台做了试验主要对筛分如何回收这部分细颗粒成为当时研究的课题首先利用 ∗,楼流失的大量石粉进行回收采用传统回收方法先建一个近,。,!5,.的大水箱将其浓缩,,上部溢流下部变浓的浆液通过高堰螺旋分级机分离固体颗粒但由于每小时∃!6+的废水无法实现浓缩过程法回收石粉,,最后以失败而告终,。当时的项目管理人员不得不采用最原始的办,就是耗费巨资修建了三个大型的沉淀池,,每个池的容量达到&!!!5,.,在,系统高峰运行时可以每个池实现每巧天循环一次即进水沉淀∀天出渣∗天。断水干化三天池底设有脱水盲沟,,池壁上部设溢流孔。经自然沉淀和干化后的石粉通过装0)!%之间,∗!载机和自卸车直接下池取料此时的石粉含水率在 /,将取出的含水率较高,∗平台经再次脱水到含水率在∗!左右利用装载机转7的石粉堆存在成品砂仓附近的 ∀入成品砂胶带机上的振动卸料斗配合人工按设定比例添加石粉经添加石粉后的成品,。砂石粉含量达到 %&左右可以达到 ∃%。,但添加均匀性不能严格保证,个别时段添加较多石粉含量,,所以该系统石粉回收与添加存在如下问题没有完全解决,,一是随溢流水,流失的!∃4!1以下的较多石粉没有回收二是汽车转运量大管理环节多三是人为操3,作中不能定量控制因素影响较大导致成品砂石粉含量不稳定大量废水排放中固体颗。中国水利水电工程第二届砂石生产技术交流会!粒含量较大废水回收率在. .。%一!%徘徊。彭水砂石系统彭水砂石系统吸取了三峡管理经验在系统设计中就考虑了废水回收和石粉回收工,艺。该系统主要废水来自一筛半成品洗泥废水。、三筛洗砂机溢流水,、棒磨机车间洗砂机溢流水等一筛洗泥机溢流的废水含泥量大其中因洗泥机原因溢流水中夹带大量粗,砂,但可以回收少量粗砂,不能回收石粉废水排放或水回收前必须做固液分离石粉。,。回收主要是对三筛和棒磨车间洗砂机溢流水进行处理在两个车间废水汇合处修建一个!&5.的汇水浓缩池,利用加压泵将较浓浆液加压到石粉回收设备德瑞克旋流器,,通过旋流器上环形布置的几十个小旋流分离装置利用小流量,高速旋流作用轻质水或夹带,,有部分!681以下的微细颗粒废水从小旋流器上部涌流出来而质量较大的固体颗粒通34,过旋流作用在小容器内向下沉淀两者分离后均产生反向推力使固体颗粒和水实现分,离。由于废水中夹带少量大于∗ 颗粒,小旋流器的沉砂孔较小容易堵塞,,,所以在彭水砂石系统中石粉回收不太理想。后期通过改造,,在废水引入旋流器前,,增加刮砂机首先对废水中的粗砂和部分石粉分离完全避免旋流器被堵塞问题但废水浓度急剧下降质量浓度低于,)!%,旋流器回收的石粉量也相应减少,,,于是停止了旋流器运行。同时在一筛废水流入浓缩池前也增加了一台刮砂机能回收413以上粗颗粒和部分细颗2粒,总体上将成品砂的石粉含量提高。)。至.个百分点,成品砂的石粉含量在 %一巧%之间波动 废水回收率在∗!%左右波动龙滩砂石系统龙滩有两个砂石系统,大法坪大砂石系统是大坝的主要供料系统,。生产工艺设计与,彭水设计基本相同。由于岩石稍有差别,筛分楼和棒磨机车间废水中细颗粒含量较多,在旋流器运行不理想的条件下增加了刮砂机后,基本实现成品砂石粉含量大于 9&!:,所以停止了德瑞克旋流器设备运行大量废水全部集中到一个特大型沉淀池通过自然沉淀,基本澄清的废水溢流排放,废渣通过设备转运至渣场麻村小砂石系统没有回收石。。粉但废水处理系统为我们在银盘系统提供了经验工作,,该系统主要围绕达标排放作了大量,经沉淀浓缩的浓浆液通过加压泵送至山东莱芜生产的∗!型板框箱式压滤机中,废水中几乎百分之百的固体颗粒可以分离分离后的固体颗粒被压成含水率 %∗的干饼通过汽车运至渣场,,,过滤后的清水全部回收但大于∗。的粗颗粒对压滤机的滤布损伤二届砂石生产技术交流会中国水利水电工程第%较大麻村砂石系统废水回收大于∀!)。。银盘砂石系统石粉回收工艺的新突破在银盘砂石系统投标设计到系统详图设计充分考虑几个系统的经验取消了旋流,,器回收石粉工艺增加了刮砂机预处理工艺将一筛废水和其他车间废水完全分开沉淀,。、浓缩利用压滤机在城市废水处理中能全部分离废水中固体颗粒或杂物的独特作用,,,,以及在龙滩和彭水污干化取得的成功经验采用刮砂机作为辅助预处理设备压滤机作为主要石粉回收设备打破了湿法生产工艺不能完全回收流失石粉的传统观念为湿法生,,产工艺大幅度提高石粉含量探索出了一条新途径,。在银盘砂石系统运行过程中反复围绕如何提高石粉含量做了大量试验工作仅靠刮砂机回收石粉现,,,石粉含量一直在 %左右徘徊,。经过对三筛与制砂车间废水处理后发,,压滤机分离干化后的渣饼呈灰白色,取样检验渣饼中不含泥,且!!∃12以下的,颗粒占∀!%以上!∃0! &3!4的颗粒占)!1%13其余大于! &4的占 !%。通过分析,刮砂机仅回收了废水中总颗粒量的!%左右。, 1且回收的颗粒主要在!&3以上于是产2生了将压滤机干化的渣料作为石粉的念头这就为压滤机回收石粉提供了有利条件。由于含泥废水与不含泥废水己做分开处理,银盘人工砂石系统石粉回收工艺流程图如图 ,。在石粉回收工艺流程图中可以看出石粉回收与湿法生产的废水处理是同步进行的系统主要产生三股废水第一股废水是从一筛洗泥机溢流的废水废水中主要含泥同时夹带少量颗粒较粗的砂理中发现,,,。,,,总的质量浓度在)!/左右。在龙滩和彭水砂石系统废水处,这股废水直接经浓缩池浓缩后引入箱式压滤机,,由于固体物料中含有较多的,粗砂粒砂粒的尖锐棱角容易刺破滤布,,降低滤布寿命有时砂粒大量集中的干饼,粘结性差干饼脱离滤布时整体性差局部粘性较好的污泥仍然勃附在滤布上,滤布表面豁满泥浆或砂粒造成下一次工作循环时板框与板框之间存在缝隙不能形成密闭的腔室,,再次充填污泥浓浆时,产生泄漏,不能正常工作。经过彭水废水处理优化改造,,,对这股废水预先采用链板式刮砂机对水中的粗砂进行回收一方面减少了砂的流失增加砂的产量另一方面完全分离了废水中的砂粒确保压滤机顺利工作第二股废水是从三筛车间洗砂机中溢流出来以及脱水筛分离出来的第三股废水是从棒磨机制砂车间的洗砂机中溢流出来以及脱水筛分离出来的后两股水经试验检测。,。,,,。基本上不含泥,主中国水利水电工程第二届砂石生产技术交流会图,,银盘砂石系统石粉工艺流程图,!要含有大量细砂和石粉经试验检测总体质量浓度为 %∃0),%,。同样利用两台链板式刮砂机先对水中的细砂和部分石粉进行回收再经浓缩池浓缩上部清水溢流到沉淀池,,下部浓浆被加压引入压滤机干化,,,采用汽车转运至石粉添加斗添加斗的斗壁附有,,震动器斗下安装一台螺旋分级机通过螺旋分级机均匀地添加到成品砂入仓胶带机上使石粉得到均匀混合。回收石粉的工艺方法已经具备余下的工作是如何将压干后的石粉渣饼均匀加入成品砂中我们在棒磨机出砂胶带机上建造了一个添加料斗,。,,用自卸车将压干后的石粉干,饼转运至添加料斗料斗底部安装一个平板阀门和一个振动电机经定量给料到下部的螺旋洗砂机中通过螺旋机叶片连续定量加入胶带机中但在添加过程中∗左右水率在 %,,。,由于干饼含很难自动下落到螺旋机将干饼的含水率调整到,,通过几次不同含水率试验,,只有缩短压滤机,加压干化时间, ∃%0!%使干饼成为可借助振动力流动)。按照一定比例均匀流入螺旋机再均匀加入到成品砂胶带机中这样提高了成品砂的入仓含,水率,∀使成品砂含水率达到 %由于添加的不够均匀性,个别时段甚至超过 %;,造二届砂石生产技术交流会中国水利水电工程第成成品砂脱水时间延长这里主要存在的问题是干化后的石粉干饼不能顺利变成松散状态不能均匀添加到成品砂中也没有实现自动控制作业.. 。,,,。从废水处理中得到新工艺的有益启示%回收的经验改变在银盘砂石生产管理中得出了废水中固体颗粒几乎可以 !!,,了过去只能回收部分粗颗粒.),而主要石粉随废水流失的现象,。由于改善了浓浆中固体物料的组成成分主要是利用链板式刮砂机去除了粗颗粒,,!%时在浆液浓度大于...压滤机单次运行周期大大缩短,,能满足同步回收石粉的要求,。回收大量粗砂和石粉后,增加了成品砂的产量。,也改善了成品砂的组成成分实,现了成品砂连续级配也大大增加了废水回收比例,改变了过去单纯回收废水的观念片面地认为废水回收投入成本较高不愿完全进行固液分离就排放而难以真正实现达标排放的要求.。通过银盘新工艺的研究可以将压滤机通过胶带机与成品砂胶带机联合同步运行。,,将回收的石粉直接均匀加入到成品砂中但在银盘工地比成品砂胶带机布置高程相差较大,,由于废水处理系统布置的高程,而且被三筛车间和成品粗骨料仓分割无法实现闭合所以采用汽车转运.∗,。为了控制石粉含水率,实现石粉同步添加工艺,,必须增加一台破碎设备,将接近成品砂含水率的千饼状石粉打碎成松散状石粉以便顺利地按照设定比例添加到成品砂中。.&在总体布置条件许可时可以增加一个调节仓,,在生产常态混凝土用砂时,,,可以将石粉进行一定量的储存而在生产碾压混凝土用砂时加大添加量可以实现成品砂石粉含量大于 ∃!的要求;.∀,。可以实现 !!/的废水回收或达标排放,。试验分析主要对银盘砂石系统石粉回收环节的废水进行了几个试验,即对废水处理前后分别作了如下试验。中国水利水电工程第二届砂石生产技术交流会序。00、。一芍1袱件都仪取样溶液重量,<= ∗)&.颗粒级配分析湿石粉重,<=∗ 含水率,%.&%.∗%.∗%.∀%.∗%.∗%.∃%∗ %&∀%&.%.∗%))%干石粉重,<=>1! &3111! &0? !!∃5目!!∃5制砂制砂制砂1‘洗砂机)‘);!&) ;!%).洗砂机 ;!∀!∀.)&∀∗)))%.”洗砂机‘ ∃.&)∗).∗&)∗)!&%)!% &.!%∀;∗!%三筛 机洗砂三筛脱水筛 &.&∗&)∃;∃ ∀∀%∗&∀∃; ! ) . ∃∀&;∀∗∗..∀∗. .%刮砂机进水.(刮砂机进水‘刮砂机进水 .∃;∗.;)∀)∗∗)∗∗ ∃%..!%∃;!%∀∃!%∀.∃∗)&! &!∀) ∀% )∗%).∃%&.∀%∗)) ∗.!∀∗)& %);)% ∀%∗; %刮砂机出水刮砂机出水刮砂机出水刮砂机回收石粉干化前浓浆 . ∀.!∃ ..∗∃ ! % % ..%)&%∃;.;))∀!∃.).;.%∀&%&%&!%; ;;)!&∀ ..∗∗ &% &!∀ ).)&;;%)!∃!%))!%.∀!!% ∀)∃&∀.∀%∗&) . .%∗%)!%∀)%干化前浓浆) ;& ∃.&%∀ .∀).&.%从表中数据可以作如下分析 ≅#!棒磨机车间螺旋分级机溢流的废水固体颗粒的质量浓度为),。%,按照表观石粉%换算溢流水的质量浓度为)%三筛螺旋分级机溢流的废水固体颗粒的质量含水率&浓度为∀ %∗,按照表观石粉含水率&%换算溢流水的质量浓度为 ;%,,,。三筛脱水筛废。!%按照表观石粉含水率&水固体颗粒的质量浓度为.%换算溢流水的质量浓度为.%三股废水汇流成刮砂机进水,∃综合浓度达到 %,按照表观石粉含水率&!换算综合:。,废水的质量浓度为)!%)≅。这与其他砂石系统取得的经验值基本相同刮砂机出水Α,经过刮砂机回收全部粗颗粒和少量细颗粒后的废水。银盘采用.两台刮砂机和Α≅联合预处理两个车间的废水,,∗处理总量为.,+−,+。但实际三筛,运行三组,棒磨机三台全部运行!+,−。三筛按每组∀∗,+,−∗棒磨机每台 −,目前实际)!:∀产生废水)由于废水未经浓缩处理。两台刮砂机可以将实际浆液浓度从降低到 )%,仅降低,∃4个百分点所以每小时仅回收Β+石粉&。,)每小时还有.+石粉仍随废水流失.≅即废水中的石粉经刮砂机预处理仅回收!:,&1经刮砂机回收的石粉中大于! Χ:3颗粒占Β12。,!∃0! !&15颗粒占)%Δ,小于!! &413!∃132&4!进压滤机前的浓浆中固体颗粒大于! 7颗粒占.∀5颗粒仅占∗3%,,,!∃一!颗粒占)!%!3∗%所以经刮砂机处理后的废水中主要含有小于!∃4颗粒占∀5。,中国水利水电工程第二届砂石生产技术交流会! &13以下的颗粒,且!!∃3以下的颗粒绝大部分没有回收而21。。!!∃1以下的颗粒是34石粉的主要组成部分≅,如何回收这一部分的颗粒成了必然要求,干化前的浓浆%之间尽量提高压滤前的浓度取样的质量浓度在.!%一.∗,。,有利于提高压滤机工作效率,干化前的浓度越高压滤机进浆时间就越短通过试验。,。,−受设备固有参数平均出水流量为 6+,.!+%浓度的废水∗!当进浆浓度大于.!;时单台单次处理,,板框容积可容纳固体颗粒物 ∗+≅3,压滤机进浆时间最短可以缩短3,Δ到巧53,!5Δ加压干化和卸料时间固定为 3。Δ设备调整准备时间∗5,所以单次。,!5Δ循环总时间可以控制在.这是运行最好的工作状况可以减少压滤机投入的台数,−+,∀%的废水)!按照浓缩池进浆浓度 )&)+的上部清水为 ,−,。出浆浓度./!的废水46∃+,−,,从浓缩池溢流。此时采用一台压滤机可以处理全部浓浆,回收全部石粉当三,)的废水.∗+,−筛车间全部运行浓缩池进浆浓度 %∀浓缩池溢流的上部清水为)!+,−。出浆浓度.!%的废水 .∃+,−,从此时采用 .∃台压滤机可以处理全部浓浆回收全。部石粉,。!%以上浓缩效果计算以上运行是建立在浓缩池按照.,当浓缩池没有发挥任何的进浆时间,,,作用进浆浓度 )!的废水直接进入压滤机时受到出水流量:+也受到出水速度的影响单次充满固体颗粒物 ∗。 !+,−,+需要浓度 %)的废水 )∗+出水 !&)5Δ3。∀平均进浆时间53Δ,Δ其他时间巧53,单次循环总时间为即处理进浆浓度, )%所需时间是处理进浆浓度.!%的两倍。处理进浆浓度 )%的废水)∀!+,−废水需要),台设备运行。当三筛车间全部运行。,处理进浆浓度 )!的废水.∗+,−废水需要)∃台:,。压滤机不间断运行按照设备备用系数考虑必须安装台∗!型压滤机这台压滤))∗+,−机没有考虑一筛废水台才能满足要求∗。和沉淀池刮泥析车所产生的86+,−。所以总台数应达到&新工艺成形为了完全收回流失的石粉在原水处理基础上,,有效实现浓缩池的浓缩过程通过。,刮砂机的预处理,采用板框式压滤机回收其余流失的石粉成为可能一方面没有完全改,,变成熟的湿法制砂生产工艺另一方面可以实现了过去废水回收只有投入,46!:回收废水能做到零排放改变,。没有产出的错误观念。&新的设计理念中国水利水电工程第二届砂石生产技术交流会银盘砂石系统尽管从理论上完善了湿法制砂回收石粉的方法但如何将回收的石粉干饼变成松散的粉末状如何将压滤机车间运行与成品砂生产同步是目前未彻底解决的,,问题在新的系统设计时不能单纯考虑废水排放的高程差还要结合回收的石粉能用。,,胶带机直接转运到成品砂的胶带机上上,,同时增加破碎干饼的设备建议在系统总体布置,,。废水处理车间尽量靠近成品砂胶带机能用胶带机顺利转运经压滤机干化后的石,粉干饼经双辊破碎机加工松散粉末状,以便计量控制尽量提供暂时堆存场堆存场既,。,,可以调节添加量又可以通过自然脱水降低含水率在一定程度上调节成品砂的含水率∀结论综上所述,利用刮砂机作为石粉回收的辅助设备压滤机作为主要设备,,,在原来废,水处理成熟的工艺中添加部分破碎机和胶带机完全能实现湿法制砂石粉回收使成品砂石粉含量控制在 %∗左右利用常态混凝土用砂与碾压混凝土用砂石粉含量的差别,,,可以适当提高碾压混凝土用砂石粉含量能达到高于 ∃%的石粉含量而且能定量控制,,。
