摘 要

当前环境下，天然河砂被开采过度，资源匮乏，所以现在主流采用机制砂替代河砂。现在大规模生产机制砂已成为一种趋势，但传统生产机制砂的方法会产生过多的粉尘，污染环境，也会造成资源的浪费。本项目着重于机制砂，超细石灰石粉和干混砂浆的工艺开发制备。先对乌龙泉的地貌，环境进行考察，采用对主机设备选型的理论计算，物料平衡计算设计一条利用乌龙泉矿排放的采选矿废渣生产建筑新材料的生产示范线。本项目的内容包括厂址选择，主机设备选型、工艺开发，新工艺的设计如梯级给料分料工艺和风力除粉工艺等，以及本项目对环境污染所做的保护措施，不足之处和改进措施。旨在开发一条生产建筑新材料的新型生产工艺流程，并与其他工艺进行对比，分析其优势与不足。

关键字：机制砂；干混砂浆； 超细石灰石粉；制备工艺 ；主机设备

Abstract

Under current circumstances, natural river sand is overmined and resources are scarce, So now mainstream adoption mechanism sand instead of river sand. Large-scale production mechanism sand has become a trend, But the traditional method of producing sand is too much dust, polluting the environment and causing waste of resources. This project focuses on the preparation of process development of mechanism sand, superfine limestone powder and dry mixing mortar. First of wulongquan landscape, environment, USES the theoretical calculation for the host equipment type selection, material balance calculation of wulongquan mine drainage design a use mining mineral processing waste residue in the production of new building materials production demonstration line.Project contents include site choice, the host equipment selection, process development, the design of the new technology such as cascade feeding points process and wind in addition to the powder, etc., and the project to pollution of the environment protection measures, shortcomings and improvement measures, In order to develop a new production process flow of new materials for building new materials, and to compare with other processes, analyze its advantages and disadvantages.

Keyword: mechanism sand；dry-mixed mortar,；Ultra-fine limestone powder；preparation technology；Host devices

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.1.1采选矿废渣 1

1.1.2机制砂 1

1.1.3干混砂浆 1

1.1.4超细石灰石粉 2

1.2国内外发展现状 2

1.2.1机制砂发展 2

1.2.2干混砂浆的发展现状 2

1.2.3超细石灰石粉的发展现状 3

1.3研究的目的与意义 3

1.4研究内容 3

第二章 建设条件与生产线总体方案 4

2.1生产线简介 4

2.2自然条件 4

2.3建设条件 5

2.4设计原则 5

2.5设计指标 5

2.6总平面布置方案 6

2.7总体流程与物料平衡计算 6

第三章 制砂系统的设计开发 7

3.1制砂制备工艺 8

3.2传统制砂制备工艺 8

3.3燃料 9

3.4制备工艺中输送机的选型 9

3.5制备工艺中破碎机的选型 9

3.6制备工艺中筛分机选型 11

3.7制备工艺中烘干设备选型 12

3.8本章小结 12

第四章 制粉系统的设计开发 13

4.1制备工艺 13

4.2普通制粉工艺简介 13

4.3粉磨系统的选型 14

4.4 本章小结 15

第五章 干混砂浆的设计开发 16

5.1制备工艺 16

5.2 干混砂浆制备中设备选型 16

5.3 小结 16

第六章 联合制备工艺中新技术与设备以及缺点和改进措施 17

6.1梯级给料分料工艺 17

6.2风力除粉工艺 17

6.3主机设备的参数介绍 18

6.4污染物处理 19

6.4.1 粉尘污染处理 19

6.4.2噪音污染处理 20

6.4.5污水处理 21

6.4.6固体废物处理 21

6.5小结 21

第七章 结论 22

参考文献 23

致谢 24

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.1.1采选矿废渣

在现阶段开采过程中，存在开采比例过大导致废料利用不充分的现象，大量低品位石灰石被舍弃，没有被二次利用，从而大量资源被浪费。综合利用采选矿废渣制备建筑新材料的新工艺流程则实现了废物再利用，解决了资源浪费的问题。该生产线生产的主要产物是机制砂，干混砂浆以及超细石灰石粉^[1]。本次论文主要设计一条利用尾矿采选矿废渣制备这些建筑新型材料的生产工艺流程路线。

1.1.2机制砂

在当前环境下，天然河砂被开采过度，资源严重匮乏，河砂被机制砂替代已经是大势所趋。在我国20世纪中期的时候，各个部门如水电，建筑等已经开始研究机制砂的性能及其使用，而在偏远山区，有建筑材料难以运入，以及运入成本过高等原因，我国提倡使用当地的原材料制备机制砂，从此揭开了我国生产机制砂的大幕^[2]。之后，我国各地，如云南、贵州、河南诸省都开始大量生产机制砂，机制砂投入生产几十年来，已被证明具有经济适用性以及技术合理性，可进一步大力发展。在2002年2月1日新国标GB/T 14684—2001《建筑用砂》^[3]中一些关于机制砂的内容被添加进入，着重指出我国制备机制砂原材料不能仅限于矿山，还可以取于尾矿废渣，将其加工即可取材。当前我国生产两类机制砂，第一种是级配适当、细度模数良好、粒形优良，石粉含量适中且MB 值较低的机制砂，其产品应用于建筑材料。第二种则是加工尾矿而得到的机制砂，目前这种是机制砂的本体，这种机制砂大颗粒与小颗粒较多，中间颗粒较少，且表面粗糙，棱角尖锐，所以这种质量较差，价格较低，一般用于配置普通混凝土^[4]。这就是两种机制砂的区别。

目前全国范围内砂石企业存在工艺和设备落后,技术不成熟并且规模较小等等问题，但砂石已成为我国必不可少的资源，目前需求量正在逐日增加。现在这种供需不足的情况必须改变，所以目前机制砂生产顺应时代发展。

1.1.3干混砂浆

现在建筑工艺技术发展迅速，建筑砂浆的种类也日新月异。传统的砂浆在技术方面已经相当成熟，但在质量方面已不满足现在的需求，在这种情形下，干混砂浆诞生了，其满足了质量方面的需求，并且响应现在环保的号召，还能方便运输。目前干混砂浆主要由胶凝材料、细骨料、矿物掺合料和外加剂等材料组成，然后经过干燥、称量、搅拌均匀后袋装或散装运至施工现场以及加水后使用。因为其袋装或散装的原因，运输起来极其方便。干混砂浆有三代干混砂浆生产厂。第一代干混砂浆生产厂是在20世纪中期的欧洲，其采用的是水平式工艺生产流程，但其生产设备多，占地面积大，，耗能大，效率低，环保意识差，不久被淘汰。第二代出现在70到80年代，占地面积及生产设备数量大大减少，其使用的是螺旋式加料机配料，生产效率问题依然存在^[5]。最后气动浮化片技术与双蝶阀配料技术的发明，第三代干混砂浆生产厂诞生了，最终解决了生产效率的问题。干混砂浆作为国内新兴领域，虽然国家提倡且支持，但不乏有很多问题的出现，国内的生产与国外相比，大量厂家没有真正的生产线，仅仅是简易混合，在多个方面如建筑工程，供配电等方面均未达标。虽然干混砂浆优点很多，加之我们合理加以利用，各个方面都应该满足国家标准。

1.1.4超细石灰石粉

粉煤灰、磨细矿渣粉等作为混凝土必要的成分，随着我国大规模建筑施工，价格上涨，资源短缺的情形出现了。超细石灰石粉则进入我们的视线，超细石灰石粉在生产机制砂中被大量制造，若不妥善处理，会大规模影响环境^[6]。经过国内外实践检验，混凝土掺加超细石灰石粉需水量明显减少，通过此方法可以增强混凝土的流动性以及和易性。细石灰石粉可以代替粉煤灰和磨细矿渣粉，减轻这些资源短缺的问题，此外还可以运用生产机制砂中石粉废屑，减小了对环境的污染，还能提高混凝土的功能，这是我国重点研究的新兴领域。除此之外，超细石灰石粉有避免混凝土早起开裂的性能，还能降低孔隙率，提高密实度，但其对混凝土强度的加强并不是很大^[7]。所以总的来说，超细石灰石粉替代粉煤灰和磨细矿渣粉的收益很大，应该着重发展。

1.2国内外发展现状

1.2.1机制砂发展

现状国外的机制砂生产体系较为成熟，现已形成一整套“散装水泥 机制砂到预拌混凝土 预拌砂浆再到建筑垃圾破碎制作机制砂”的体系，通过这样的体系，既可以提高经济效益，还保护环境以及节约了资源。而反观国内各方面较西方国家都未成熟，采矿较为随意，认为只要有石头的地方就可以采矿，这样也会对环境造成污染，对资源造成浪费，并且没有规范管理制度等，这些方面都导致国内生产机制砂的混乱，还需要我们去提升以及改进^[8]。使用机制砂作为建筑新型材料，这是大势所趋。即使我国制备体系目前不完善，但仍要大力发展，这一新型领域需要我们着重研究。

1.2.2干混砂浆的发展现状

由于我国发展起步较晚，所以现在大规模建筑群较多，需要的砂浆也较多。而干混砂浆具有满足工程方面的需求，并且对资源浪费，环境污染的影响较轻。所以我国现阶段大力发展干混砂浆。我国干混砂浆研究开始在20世纪八十年代，在九十年代的时候就开始建厂，新世纪以后，国内干混砂浆产业开始飞速发展。现如今，我国干混砂浆技术已趋于成熟。但与国外相比仍然有不少的问题，比如生产力较低，建筑技术较落后，都对干混砂浆的使用以及推广产生约束作用，部分工人，企业，部门对干混砂浆认识不够充分，仍然相信传统现场搅拌砂浆，不肯接受新鲜事物，也会对干混砂浆的使用及推广产生影响，相比于干混砂浆新兴产业，传统砂浆的价格较低，加上干混砂浆许多人不是很了解，所以干混砂浆的应用在国内需要进一步提倡。在未来的几十年里，随着我国经济的发展，相应的我国工业化速度也会加快，干混砂浆会应用的更广泛。但在蓬勃发展的同时也要注意避免问题的出现，所以需要制定有效的政策并且正确的规划蓝图，最好以工业废弃物为原材料制备干混砂浆，这样可以节约资源与保护环境，加大对干混砂浆的宣传，使干混砂浆被更多的人了解以及应用。这样才能为干混砂浆的发展护航。

1.2.3超细石灰石粉的发展现状

石灰石粉被研究人员当做惰性混合材，石灰石粉的特性包括细度、颗粒形貌、粒度等。目前石灰石作为混凝土的掺和料已经普遍得到使用，石灰石粉被发现有其他的作用，如加速效应、活性效应、形态效应和微集料效应，可以改善混凝土的和易性和流变性^[9]。所以可以用石灰石粉代替部分的混合材，解决资源紧缺的问题,石灰石粉制备简单，并且制备工艺还保护了环境，石灰石粉这一新兴领域在我国以及国外都用普遍的应用^[10]。

1.3研究的目的与意义

通过对机制砂、石灰石粉、干混砂浆的研究现状的认识设计一条综合利用采选矿废渣制备建筑材料的工艺流程。这个项目再利用采选矿废渣，节约了资源并且使废物再利用，减少土地占用，生产的机制砂取代河砂，也使资源浪费减少，本项目还降低了石灰石粉的污染，回收粉尘，保护了生态环境^[11]，各种方面都相应国家的保护环境的政策。

1.4研究内容

设计一条综合利用采选矿废渣制备建筑新材料的生产线，对各种主机设备的选型，对物料平衡的计算，对新型工艺进行分析，并研究其优点与缺点。

第二章 建设条件与生产线总体方案

2.1生产线简介

本论文主要研究综合利用采选矿废渣制备建筑材料的工艺流程。以拥有此工艺流程的某公司为例，其占地面积约35亩，每年供武钢溶剂矿石600万吨，排放选矿废渣量约近500万吨，并且每年以30万吨的速度继续排放。此公司主要以采选矿废渣为原材料，制备机制砂，干混砂浆，超细石灰石粉这些建筑新材料，该公司年产量为100万吨，其中机制砂40万吨，超细石灰石粉30万吨，30万吨干混砂浆,生产方法主要采用破碎、烘干、筛分、粉磨、搅拌等工艺。该公司使用成熟的技术和完善的设备，在环保和节约资源方面都以达标，工艺流程等环节均完备健全.经过实际检验,经济效益和环保效益都已超过预期,在后面的论文中会介绍。本论文是设计把采选矿废渣处理加工为年产量100万吨建筑新材料的生产线，其中包括制砂系统、烘干系统、干砂及制粉原料仓、石灰石粉制备、石灰石粉储存及散装、干混砂浆系统。工厂设计还有以下若干个子项目：总图运输、原料卸车及储存、制砂系统、烘干系统、干砂及制粉原料仓、石灰石粉制备、石灰石粉储存及散装、干混砂浆系统、燃气站、空压机战、电力室、地磅站、综合楼、机修及备件库、大门等。

2.2自然条件

（1）气象资料：基本风压0.35KN/m²；基本雪压：0.50 KN/ m²。