曲連輝 張青松

(中國水利水電第六工程局有限公司,遼寧沈陽 110179)

石粉回收池在篩分系統(tǒng)中的應(yīng)用

曲連輝 張青松

(中國水利水電第六工程局有限公司,遼寧沈陽 110179)

重慶草街航電樞紐工程馬鞍山骨料加工系統(tǒng)采用石粉回收池對(duì)流失的石粉進(jìn)行回收,這樣既能使設(shè)備投入少、資金投入小、運(yùn)行成本低,又能夠有效解決砂料細(xì)度模數(shù)高的問題,同時(shí)滿足了混凝土施工質(zhì)量要求。值得推薦并廣泛應(yīng)用。

石粉回收池 細(xì)度模數(shù) 應(yīng)用 篩分系統(tǒng)

1 工程概況

重慶草街航電樞紐工程位于重慶市合川市境內(nèi)草街鎮(zhèn)附近的嘉陵江干流河段上，是嘉陵江干流自下而上規(guī)劃的第二個(gè)梯級(jí)，為一具有航運(yùn)、發(fā)電、攔沙減淤、灌溉、旅游等效益的綜合利用工程。草街航電樞紐工程等別為一等，水庫總庫容22.12億m3，電站裝機(jī)容量為500MW，航道等級(jí)為Ⅲ級(jí)，草街船閘按Ⅲ級(jí)航道通航建筑物標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，船閘最大工作水頭26.70m，草街船閘是目前嘉陵江上最大的一級(jí)船閘，也是西南地區(qū)最大的船閘工程。

草街航電樞紐工程馬鞍山砂石加工系統(tǒng)承擔(dān)該工程左岸水電站船閘、廠房、5孔沖沙閘等部位混凝土所需骨料的生產(chǎn)任務(wù)，主體工程混凝土量179.339萬m3，需砂石凈料量418.00萬t，其中碎石296.78萬t，砂121.22萬t。并為后期右岸沖砂閘和攔水壩段等部位混凝土施工提供人工砂石骨料。根據(jù)合同工期要求混凝土高峰期月澆筑強(qiáng)度11.22萬m3/月，考慮澆筑損耗，不考慮成品料倉調(diào)節(jié)能力，砂石加工系統(tǒng)需要成品骨料生產(chǎn)能力需要470t/h，砂料生產(chǎn)能力需要197t/h。由此需要系統(tǒng)成品骨料生產(chǎn)能力按700t/h設(shè)計(jì)，考慮加工損耗，系統(tǒng)設(shè)計(jì)處理能力910t/h，砂料生產(chǎn)能力197t/h。

2 存在問題及原因

根據(jù)合川市氣象站1961～1990年資料統(tǒng)計(jì)，該地區(qū)多年平均氣溫為18.0℃，極端最高氣溫41.4℃，極端最低氣溫-3.7℃，多年平均濕度為84%，多年平均蒸發(fā)量802.4mm，多年平均年降水量1124.3mm，降水日數(shù)156.1d。由于當(dāng)?shù)貧夂蛴绊懞铜h(huán)境保護(hù)要求，馬鞍山砂石加工系統(tǒng)只能按濕法生產(chǎn)考慮。

根據(jù)現(xiàn)場取樣的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，砂石骨料加工系統(tǒng)成品砂料堆入倉砂料的細(xì)度模數(shù)為3.12-3.27，拌和系統(tǒng)調(diào)節(jié)料倉的砂料細(xì)度模數(shù)為2.90-3.10，由此可知人工砂料在運(yùn)輸和堆存中細(xì)度模數(shù)基本沒有損失。

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際取樣試驗(yàn)結(jié)果，二篩車間生產(chǎn)的砂料細(xì)度模數(shù)為3.19～3.66，砂料中的石粉含量僅為1.7～2.1%。三篩車間生產(chǎn)的砂料細(xì)度模數(shù)為2.85～3.42，砂料中的石粉含量僅為2.6～7.2%。成品砂料細(xì)度模數(shù)為3.12～3.27，砂料中的石粉含量僅為3.8～6.5%。根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)數(shù)據(jù)砂料中＜0.63的石粉含量太低，造成砂料細(xì)度模數(shù)高的根本原因，無法滿足工程對(duì)砂料質(zhì)量要求。

三級(jí)篩分料源為制砂機(jī)生產(chǎn)出來的半成品原料，取該半成品原料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)，篩除其中粗骨料剩余的砂料，對(duì)其進(jìn)行檢測，其細(xì)度模數(shù)為2.48～2.53，石粉含量為16.8～17.6%，含泥量為7.6～8.4，其細(xì)度模數(shù)滿足混凝土施工質(zhì)量要求，但含泥量超出設(shè)計(jì)要求。為了滿足人工砂料含泥量的要求，采取篩上沖水沖洗半成品原料，造成石粉的大量流失，致使三級(jí)篩分篩出的成品砂細(xì)度模數(shù)相對(duì)較高。經(jīng)檢測三級(jí)篩分沖洗后的成品砂細(xì)度模數(shù)為3.04～3.21，石粉含量為7.0～8.1%，含泥量為2.4%，砂料的細(xì)度模數(shù)超出設(shè)計(jì)，十分含量偏低，含泥量滿足設(shè)計(jì)要求。

由此得出結(jié)論：由于濕法生產(chǎn)洗石機(jī)和洗砂機(jī)生產(chǎn)用水及篩上沖洗水的影響，造成砂成品料中的石粉大量流失，致使人工砂料的細(xì)度模數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)要求的2.4～2.8，無法滿足混凝土施工質(zhì)量要求。

表1 棒磨機(jī)、石粉回收裝置、石粉回收池比較表

3 現(xiàn)場實(shí)際情況分析

三篩車間共安裝三臺(tái)2 YKR2 4 6 0圓振動(dòng)篩，篩下料進(jìn)入WCD1118螺旋分級(jí)機(jī)洗砂，生產(chǎn)廢水由WCD1118的排水口進(jìn)入場地排水溝，三篩車間每臺(tái)圓振動(dòng)篩處理能力為240t/h，實(shí)際可生產(chǎn)成品砂料65t/h，出砂率為27%，砂料的實(shí)際總生產(chǎn)能力為195t/h，基本滿足設(shè)計(jì)要求。三篩車間生產(chǎn)用水量約為200m3/h～250m3/h，通過對(duì)三篩車間三臺(tái)振動(dòng)篩下生產(chǎn)廢水取樣試驗(yàn)，經(jīng)過試驗(yàn)計(jì)算后可知每臺(tái)篩下水樣含石粉(細(xì)砂)約10.68t/h-18.35t/h，烘干后砂料的細(xì)度模數(shù)為0.82～1.78。

根據(jù)試樣試驗(yàn)結(jié)果和計(jì)算數(shù)據(jù)可知，三篩車間排出的生產(chǎn)廢水中石粉含量很高，具有很高的回收價(jià)值，完全可以調(diào)節(jié)現(xiàn)場生產(chǎn)成品砂料的細(xì)度模數(shù)，使其滿足混凝土施工砂料的質(zhì)量要求，同時(shí)可以提高整個(gè)系統(tǒng)砂料的生產(chǎn)能力。

根據(jù)三篩車間生產(chǎn)用水情況和石粉回收池的處理能力，每套篩下的生產(chǎn)廢水都對(duì)用修建一座石粉回收池(石粉回收池結(jié)構(gòu)形式示意見圖)。通過前期無投放高分子絮凝劑(聚丙烯酰胺)運(yùn)行的試驗(yàn)檢測結(jié)果，三座石粉回收池回收細(xì)砂9.20t/h-11.51t/h，回收率約為20.9%-28.7%。其中的微細(xì)顆粒的回收量更小，＜0.075mm的回收率僅占4.65%-18.8%。

根據(jù)取樣試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，石粉回收池所回收的細(xì)砂均為較粗顆粒，而其中微細(xì)顆粒及石粉均隨石粉回收池廢水流失。為提高石粉回收池的細(xì)砂回收量，特別是石粉的回收量，降低成品砂料的細(xì)度模數(shù)，在石粉回收池按0.5mg/l的比例投放高分子絮凝劑，加速了微細(xì)顆粒和石粉的沉淀，有效的凝結(jié)水中的石粉，增大細(xì)砂和石粉的回收量，成品砂料的細(xì)度模數(shù)。

添加高分子絮凝劑后根據(jù)取樣試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算，添加高分子絮凝劑后石粉回收池的產(chǎn)量將達(dá)到18.4t/h-23.02t/h，按正常每天系統(tǒng)工作10個(gè)小時(shí)計(jì)算每天可回收細(xì)砂約200t，細(xì)砂回收量提高一倍，按正常每天生產(chǎn)成品砂總量1950t計(jì)算，成品砂的石粉含量在原有基礎(chǔ)上提高了6%-8%，成品砂料的細(xì)度模數(shù)達(dá)到了2.47-2.83，滿足了混凝土施工質(zhì)量要求。

4 措施比較分析

由于砂料中石粉含量低造成砂料細(xì)度模數(shù)不滿足設(shè)計(jì)要求，分別考慮了棒磨機(jī)、石粉回收裝置、石粉回收池等改進(jìn)細(xì)度模數(shù)的施工方案。

棒磨機(jī)是由受料皮帶機(jī)、棒磨機(jī)(MBZ2136)及輸料皮帶機(jī)構(gòu)成；石粉回收裝置是由石粉回收裝置(2E48-120W-4A)、泥渣提升泵(Q=190m3/h)、泵吸式吸泥桁車(230m3/h)、箱式壓濾機(jī)(CAN3800)、沉淀池污泥泵(Q=160m3/h)及輸料皮帶機(jī)(11kw)構(gòu)成；石粉回收池是由石粉回收池、穩(wěn)流隔板、絞盤式刮泥板(絞盤電機(jī)22kw)和輸料皮帶機(jī)(11kw)構(gòu)成。通過方案經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較最終選定石粉回收池方案解決砂料細(xì)度模數(shù)問題，具體方案比較見棒磨機(jī)、石粉回收裝置、石粉回收池比較表(如表1)。

5 結(jié)語

通過石粉回收池工程實(shí)踐對(duì)比試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析研究，石粉回收池在重慶草街航電樞紐工程馬鞍山骨料加工系統(tǒng)的成功應(yīng)用，證明了石粉回收池在濕法骨料加工系統(tǒng)使用既能滿足工程需要又能有效地降低工程成本，值得推薦并廣泛應(yīng)用。

曲連輝(1970.06.28—),男(漢),本科,工程師,身份證號(hào)：211011197006280578,畢業(yè)院校：中央廣播電視大學(xué)水利工程。

吳憲(1974.10.18—),男(漢),本科,工程師,身份證號(hào)：211202197410181293,畢業(yè)院校：北京工業(yè)大學(xué)。