一种硬岩制备高品质砂石骨料的短流程低能耗系统及方法与流程

本发明涉及硬岩制备低能耗系统，尤其涉及一种硬岩制备高品质砂石骨料的短流程低能耗系统及方法。

背景技术：

1、新建的骨料生产线在规模化、环保化、智能化的发展方向下，因受限于单台设备处理量不足的制约，大型骨料线都采用多级破碎、多台筛机和多台制砂机串联作业，各环节均采用皮带输送机输送物料，皮带机、皮带机长廊和转弯平台数量繁多，导致扬尘点、漏料点增多，需要配套相应的收尘设备和岗位清洁工等，虽然解决了环保问题，但其工艺过于复杂，生产效率和经济效益降低。

2、在传统的硬岩(≥120mpa)制备砂石骨料生产线中，利用多段高速挤压破碎原理，集成粗、中、细多段破碎、筛分、输送和除尘等装备，虽然满足了硬岩制备骨料的可行性与质量问题，生产全过程绿色环保，但工艺流程复杂，占地面积和投资大，设备故障率高，也存在机制砂质量差和生产管理困难的问题：有的生产线直接生产出5-10、10-20和20-31.5mm等多个骨料产品并直接入库待售，5-10和20-31.5mm产品的市场需求量小，容易满库制约生产，常规制砂机生产机制砂的进料粒度一般控制在10mm以下，20-31.5mm骨料直接生产机制砂的效率低，倒回破碎车间比较困难，成本高。

3、常规设备配置或工艺流程设计对矿石的适用性差，如使用薄层岩矿生产骨料，产品品质低下，表现为粗骨料和机制砂的粒型不够圆润，针、片状含量很高，制备的混凝土和易性差，增加生产成本；其次是破碎机对细颗粒(＜10mm)破碎效率低，仅仅起到整形作用，生产的机制砂的级配不合理，细度模数、石粉伴生量大，不仅满足不了商品混凝土的用砂要求，更满足不了更高标准的预拌砂浆用砂的要求，经济效益差。

4、干法制砂虽可以解决骨料高石粉含量问题，但生产过程中产生的大量粉尘对环境污染相当严重，湿法制砂，成品砂的产量低，需要设置较大容积料仓脱水，脱水周期长，石粉流失大，回收难，泥饼再利用难度高，成品砂的石粉含量低，级配不合理，且生产废水对环境污染大，水处理费用高，难以实现资源循环利用；有的生产线生产工艺粗糙落后，自动化程度低，智能化更谈不上，导致产品产量不可控，生产不均衡，能耗高，效率低下。

技术实现思路

1、根据以上存在的技术问题，本发明提供一种硬岩制备高品质砂石骨料的短流程低能耗系统及方法，解决了当前生产工艺流程复杂、单台设备产量低、生产控制不灵活、产品质量差、设备维护费用高等缺点。

2、本发明提供的技术方案如下：

3、一种硬岩制备高品质砂石骨料的短流程低能耗系统，其特征在于包括矿石预破碎单元、除土与湿法制砂单元和精品骨料制备单元，所述矿石预破碎单元分别和除土与湿法制砂单元以及所述精品骨料制备单元连接，

4、所述矿石预破碎单元包括硬岩粗碎设备、板式喂料机、预筛分设备、中碎设备，所述硬岩粗碎设备的出料口与板式喂料机连接，所述板式喂料机通过输送组件与所述预筛分设备的进料口连接，所述预筛分设备上设置有第一出口、第二出口和第三出口，所述预筛分设备的第一出口与所述中碎设备的进料口连接，所述预筛分设备的第二出口经过输送皮带与精品骨料制备单元连接，所述预筛分设备的第三出口经过输送皮带和除土与湿法制砂单元连接，所述中碎设备的出料口与所述筛分设备的第二出口处所连接的输送皮带进行连接，

5、所述除土与湿法制砂单元包括高频除土筛机、碾磨制砂机、振动筛、机制砂水洗机构、水处理机构，所述高频除土筛机上的第一出口与所述碾磨制砂机连接，所述高频除土筛机的底部上设置的第二出口通过传输皮带与弃土堆棚连接，所述碾磨制砂机的出料口处通过传输皮带与振动筛连接，所述振动筛与所述机制砂水洗机构连接，所述机制砂水洗机构连接水处理机构，

6、所述的精品骨料制备单元包括中间堆棚、计量取料称、碾磨砂石机、粗骨料筛分设备、机制砂筛分设备、机制砂粉含量调节机构，所述中间堆棚通过输送设备依次连接所述计量取料称、所述碾磨砂石机、所述粗骨料筛分设备、所述机制砂筛分设备以及所述机制砂粉含量调节机构，所述中间堆棚下方的原料输送组件和循环料输送组件与所述碾磨砂石机连接，所述碾磨砂石机的出料口与粗骨筛分设备的连接，所述粗骨料筛分设备的筛下出口与机制砂筛分设备的筛上入口连接，所述机制砂筛分设备的底部出料口通过输送设备与机制砂粉含量调节机构的入口连接，

7、所述机制砂粉含量调节机构由组合式选粉机、旋风筒收尘器、循环风机、尾排袋收尘器和尾排风机组成，所述组合式选粉机的上部出风口分别与旋风筒收尘器以及尾排袋收尘器连接，所述组合式选粉机与旋风筒收尘器以及尾排袋收尘器连接之间设置有循环风机，所述尾排袋收尘器与尾排风机连接，

8、具体的，所述组合式选粉机的排料口通过成品砂输设备与机制砂成品库连接，所述旋风收尘器与所述尾排袋收尘器的排料口经过石粉输送设备与石粉库连接。

9、具体的，所述组合式选粉机由静态选粉机与动态选粉机组成。

10、具体的，所述粗骨料筛分设备的筛下设有第一出口、第二出口、第三出口和第四出口，所述粗骨料筛分设备的第一出口通过循环料输送皮带机与碾磨砂石机连接，所述粗骨筛分设备的第二出口与三通阀连接，所述粗骨料筛分设备的第二出口经过循环料输送皮带机与碾磨砂石机连接，所述粗骨筛分设备的第二出口通过骨料成品输送皮带机与成品库或成品仓连接，所述粗骨料筛分设备的第三出口经过骨料成品输送皮带机与成品库连接，所述粗骨筛分设备的第四出口通过溜管与机制砂筛分设备的筛上入口连接，所述机制砂筛分设备的筛下设有第五出口、第六出口和第七出口，所述机制砂筛分设备的五出口通过循环料输送皮带机与碾磨砂石机连接，所述机制砂筛分设备的第五出口经过骨料成品输送皮带机与成品库连接，所述机制砂筛分设备的第六出口通过循环料输送皮带机与碾磨砂石机连接，所述机制砂筛分设备的第六出口通过机制砂半成品输送皮带机与机制砂粉量调节机构的入口连接，通过机制砂粉含量调节机构获得成品机制砂和细粉两个产品，所述机制砂筛分设备的第七出口通过成品输送皮带机与成品库连接。

11、具体的，所述硬岩粗碎设备为下述其中一种：旋回式破碎机、颚式破碎机，根据规模情况选择对应机器。

12、具体的，所述中碎设备采用惯性圆锥破碎机。

13、具体的，所述输送设备为以下所述其中一种：皮带输送机、斗式提升机。

14、具体的，所述碾磨砂石机上设有的出料口的数量≥1，每个所述碾磨砂石机的粗料口均与一个粗骨料筛分设备连接，粗骨料筛分设备的数量与碾磨砂石机的出料口的数量一致，每一个出料口连接一组粗骨料筛分设备。

15、具体的，所述碾磨砂石机仅是一台设备，满足粗骨料和机制砂的破碎与整形，上部设计一个进料口，下部设计1个或2个出料口，且每个出料口的料量与级配相差很小，破碎整形对进料粒度和硬度适应性极强，0-80mm的硬岩直接喂料，设备内部有预分级装置和排料装置，控制出料粒度90％＜40mm。

16、具体的，粗骨料筛分设备的筛网层数和孔径可以根据产品要求进行调整，骨料的产量可以通过调节出料口的阀门开度灵活调节。

17、具体的，所述振动筛上设有第一出口、第二出和第三出口，所述振动筛的第一出口经过循环料输送皮带机与碾磨制砂机的进料口连接，所述振动筛的第二出口通过连接三通阀后再通过循环料输送皮带机与碾磨制砂机连接，所述振动筛的第二出口通过机制砂半成品输送皮带机与机制砂水洗机构连接，所述振动筛的第三出口经过机制砂半成品输送皮带机与机制砂水机机构连接。

18、一种硬岩制备高品质砂石骨料的短流程低能耗方法，其具体步骤如下：

19、1.原矿经过运输直接喂入硬岩粗碎设备，硬岩粗碎设备后经过预筛分设备分成-20mm、20-80mm和80+mm三个粒级，-20mm含土料输送至除土与湿法制砂单元，80+mm送入中碎设备，经过中碎设备后的-80mm物料与20-80mm物料一起送入精品骨料制备单元的中间堆棚中；

20、2.经过预筛分设备后的-20mm含土原料经输送喂入高频除土筛机的进料口，筛下-5mm的渣土直接输送至渣土堆棚，筛上5+mm的矿石输送至碾磨制砂机的进料口，碾磨制砂机将矿石破碎与整形后，从其下方的排料口将物料排出，经过皮带机输送至振动筛的进料口，振动筛对物料进行水洗和筛分，振动筛上的第二出口和第三出口输出的机制砂半成品输送至机制砂水洗机构，洗沙产生的污水和需要的清水由水处理机构满足，其中机制砂的细度模数可以通过调节振动筛的第二出口的阀门开度进行灵活调节；

21、3.中间堆棚的原料通过计量取料后输送喂入碾磨砂石机，碾磨砂石机将物料破碎并整形后从其下部出料口排出，碾磨砂石机能够有效控制出料粒度，然后经输送设备送至粗骨料筛分设备进行分级，粗骨料筛分设备上的最上层筛筛分出的大颗粒料直接排到循环料输送皮带机上返回碾磨砂石机继续生产骨料，粗骨料筛分设备上的第二层网筛筛出的颗粒即20-31.5mm骨料，既可以排放到骨料成品输送皮带机后输送入成品库，也可以排放到循环料输送皮带机上返回至碾磨砂石机继续制备更小规格的砂石骨料，粗骨料筛分设备上的第三筛网筛出的颗粒即是10-20mm骨料，该产品最受市场欢迎，直接排放到成品输送皮带机上直接送入库，粗骨料筛分设备的底层筛出的-10mm细料通过溜管送达机制砂筛分设备的筛上入口，其中粗骨料筛分设备的筛网层数和孔径可以根据产品要求进行调整，骨料的产量可以通过调节出料口的阀门开度灵活调节，

22、机制砂分级筛有2层筛网，将物料分成5-10mm、2.5-5mm和＜2.5mm三个粒级，上层筛网上的5-10mm骨料既可以排放到成品输送皮带机上直接入库，又可以排放到循环料输送皮带即返回碾磨砂石机继续生产机制砂，下层筛网下的-2.5mm细颗粒直接作为成品机制砂入库，两层筛网之间的2.5-4.75mm粗颗粒，既可以按照比例与下层筛底的-2.5mm成品混合调节机制砂细度模数，经机制砂半成品输送皮带机送入机制砂粉含量调节机构中调整粉含量，也可以排放到循环料输送皮带即返回碾磨砂石机继续制备机制砂，

23、半成品机制砂喂入机制砂粉含量调节机构的组合式选粉机，经过调节循环风机的转速以及组合式选粉机中的动态选粉机转动频率等参数，即可灵活调控机制砂的粉含量，又可以控制伴生细粉的细度，机制砂产品从组合式选粉机下部的排料口排出，经成品输送设备输送至机制砂成品库，石粉从组合式选粉机上部出风口随空气一起进入旋风收尘器，旋风收尘器降大部分石粉收集后从其下部卸料口排出，未被旋风收尘器捕集到的少量细粉由下游的尾排袋收尘器捕集，旋风收尘器和尾排袋收尘器捕集到的两股石粉经过石粉输送设备送至石粉仓。

24、具体的，所述步骤3中经过粗骨料筛分设备和机制砂筛分设备筛分出20～31.5mm、10～20mm和5～10mm骨料，以及0～5mm普通砂或0～2.5mm预拌砂浆用精品砂，通过调整筛网的孔径生产16～31.5mm、16～25mm、10～16mm等单粒级骨料或其他连续级配骨料，根据各种骨料和机制砂的销售情况及时调整筛机排料口的阀门将过剩的产品排放到循环料输送设备上，返回碾磨砂石机继续生产产品。

25、本发明的有益效果：

26、本发明

27、本发明设计的系统主要包括矿石预破碎单元、除土与湿法制砂单元、精品骨料制备三个单元，解决了当前生产工艺流程复杂、单台设备产量低、生产控制不灵活、产品质量差、设备维护费用高等缺点，单台碾磨砂石机生产砂石骨料可满足300-2500t/h产量，如仅生产机制砂产品，产量可达200-1500t/h，设备耐磨件处理硅质硬岩矿的寿命可达1500-2500h，台时产量和耐磨件寿命均是常规制砂机的10倍以上；

28、本发明改变了传统破碎筛分设备工艺布局，减少了破碎设备数量和皮带输送机架设数量与长度，简化了生产线，降低了相关设备投资及后期维护成本，采用本发明，生产的砂石骨料级配连续可调，并且能充分地调节砂石骨料的产量，满足了市场对不同产品的需求，避免出现因饱库无法生产的尴尬；碾磨砂石机的整形效果很好，提高了砂石骨料的质量；筛分单元可灵活调整各个粗骨料产品的产量和机制砂的细度模数；生产过程控制智能化，绿色环保，保证生产全流程的可控性和灵活性；

29、本发明中的机制砂粉含量调节机构中配用的组合式选粉机的脱粉效率高，机制砂的粉(200目)含量可0-10％范围内灵活调节，石粉的比表面积可达到400m2/kg以上，本系统生产的高品质机制砂可用于高性能混凝土、预拌砂浆、uhpc砂浆和瓷砖胶骨料等高价值领域，石粉可用作混凝土掺合料或水泥混合材等，大大提高了产品竞争力和经济效益。