如何正确选择机制砂生产工艺, 以保证制砂系统的运行可靠、技术先进、经济合理仍然是生产线设计所面临的重要课题。

　　工艺流程结构是整个加工系统的关键, 它直接影响着生产线的投资、生产成本、砂石骨料质量及主体工程的顺利进行。工艺流程结构不仅和给料(石料)性质和粒度, 产品细度、级配和粒形有关, 而且还和所选设备的性能、生产规模等因素相关联。目前生产工艺一般有二段破碎加制砂、三段破碎加制砂, 其中又有二次筛分、三次筛分、四次筛分、骨料洗泥、骨料整形等。

　　一、生产工艺流程确定的主要因素和原则

　　生产工艺流程的确定应充分考虑加工系统的原始条件, 工艺的可靠性、先进性、成熟性、简捷性、经济性及主要破碎设备的先进性、匹配性等。尽量减少物料的破碎段数、运输环节,简化工艺。根据加工系统的处理规模、岩石岩性、混凝土级配、成品骨料质量要求等, 同一工程生产工艺有多种选择，但最终产品必须适合用户需求。

　　1、破碎比。破碎比的定义为入料粒度对产品粒度的比值, 它是确定破碎段数的主要因素, 一般而言, 破碎给料粒度越大, 产品粒度要求越细, 破碎段数越多。虽然破碎比是确定破碎段数的主要因素, 然而生产规模、设备性能和岩石岩性也有重要影响。破碎比一般粗碎选3-5，中碎选4-5，细碎选5-8.

　　2、生产规模。机制砂生产线规模越大, 可供选用的设备型号越多,能够满足生产要求的工艺配置方案也越多。必须通过技术、经济比较后确定最优方案, 不仅可以节省投资, 而且可以降低生产成本。机制砂生产线规模越小, 经济因素比重将降低, 如何简化流程将变成首要考虑的课题。可供选用的设备型号越少, 能够满足生产要求的工艺配置方案也不多。

　　3、产品粒形要求。对于一些对粒形有特殊要求的情况, 即使破碎比已达到要求, 但粒形仍不合符要求, 往往需要进行整形, 从而影响流程结构。不同的破碎机生产的产品粒形是有差别的，一般路面用砂要通过反击式破碎机或制砂机整容。产品粒形不仅和破碎机性能有关, 而且和岩石岩性有关。粒状晶结构的岩石容易生产方状石料, 而层状晶结构的岩石容易生产片状石料。

　　4、破碎设备性能。破碎机结构往往直接影响破碎流程结构和产品粒度组成, 例如旋回破碎机产量大。反击式破碎机有较高的破碎比, 可以减少破碎段数。旋回破碎机、圆锥破碎机和反击式破碎机破碎产品中方圆粒含量较高, 石打石冲击式破碎机产品中方圆粒含量最高。

　　5、岩石岩性。岩石晶形结构和硬度是影响破碎工艺流程结构和设备选型的重要因素之一。 粒状晶结构的岩石容易生产方状石料, 而层状晶结构的岩石容易生产片状石料。硬度较大的岩石不容易破碎, 需要选用圆锥破碎机等破碎力大的破碎设备。 而硬度较小的岩石容易破碎, 可以选用反击式破碎机来破碎。

　　二、主要设备选型

　　1、一次破碎(头破)。生产规模、岩石岩性和给料粒度决定一次破碎的设备选型。一次破碎一般都为开路生产,处理料场来料。常用的一次破碎设备有：旋回破碎机、颚式破碎机、反击式破碎机。

　　旋回破碎机：运行平稳、 给料顺畅、 进料粒径和处理能力都大、适应任何岩石、产品粒形好,但是基础工程量大, 一次性投资较高，并且流程高度较大。但当砂石加工系统的处理规模达到或超过 1500 t/h 时，选用旋回破碎机作一次破碎，可以减少设备安装数量，简化流程。

　　对于处理规模较大的加工系统, 为了保证生产的连续性、可靠性、 成品骨料质量, 一次破碎应该选用旋回破碎机, 并能降低后续破碎的负荷, 减少后续破碎的投资。 加工系统处理规模越大, 越能充分体现旋回破碎机的优越性。

　　颚式破碎机：:适应任何岩石，结构简单，维护方便，但处理能力相对较小，破碎比小，产品粒形差、针片状含量高。但当砂石加工系统的处理规模小于 1500 t/h 时, 选用鄂式破碎机作一次破碎, 可以节省投资。

　　反击式破碎机：基础工程量较小、破碎比大、 产品粒形好、一次性投资低, 但只适合破碎石灰岩、大理岩等中硬物料以下、磨蚀性低的岩石。因作一次破碎使用成本极高，一般极少作为一次破碎。

　　2、二次破碎和三次破碎。二次破碎和三次破碎一般采用闭路工艺。常用的二次和三次破碎设备有反击式破碎机和圆锥破碎机。圆锥破碎机又有弹簧式、CS系列高效弹簧式、单缸液压和多缸液压四种系列。

　　反击式破碎机的破碎比大、产品粒形好, 在破碎石灰岩、大理岩等低抗压强度、低磨蚀性的岩石时, 有其独特的优势。特别是进料粒度较大, 破碎比高的特点, 可以采用二段破碎,简化工艺，减少加工系统的投资。

　　弹簧式圆锥破碎机和CS系列高效弹簧圆锥破碎机是目前比较成熟的产品，并且工艺成熟，配件价格较低。

　　单缸液压圆锥破碎机的特点是陡锥、高摆频、小偏心距，动锥支承球面斗径R较大，破碎力和功率波动少，产品粒度均匀，便于自动控制，但破碎力略显不足，因为油缸在底部，维护较为困难。多缸液压圆锥破碎机的特点是高摆频、大偏心距、缓锥，破碎力、排料调节范围宽。但动锥支承球面斗径R较小，存在动锥晃动、翻倒和飞车等不稳定现象，主轴和衬套接触不良，但处理能力较高。

　　3、制砂。人工砂生产工艺一般有湿法、干法和半干法三大类, 目前常用的是湿法生产工艺。常用立轴冲击式破碎机和棒磨机两种设备来生产成品砂。

　　立轴冲击式破碎机的生产效率高、 砂颗粒形好、 运行成本低、 土建及安装工程量小, 且能对中小石进行整形。但砂的细度模数一般在 3.2 左右 (排料皮带, 成品砂需用筛网来控制) , 砂级配不甚理想, 中间级别偏低, 需闭路生产。利用这一特点, 可实现制砂的同时,从立轴冲击式破碎机产品中分出成品中小石, 中小石的针片状含量远远低于 15%, 从而提高了成品中小石的质量。目前还存在一些立轴反击式细破碎机和可逆锤破等都可以制砂，但只适合中等以下物料，制砂的首选还是立式冲击式破碎机。

　　棒磨机砂的细度模数容易调整 (在实际生产中可做到FM=2.4～ 3.0 的范围内来调节生产)、 砂级配好、生产稳定, 但生产效率低、运行成本高、土建及安装工程量大。对一些成品砂质量要求特别高的工程项目，常采用立式冲击式破碎机和棒磨机联合的制砂工艺，其中棒磨机主要起调节作用。

　　湿法生产存在细砂和石粉流失的问题,流失的砂和成品砂的比例一般为0.3︰1 左右, 甚至还更高, 成品砂中石粉含量偏低。为了保证成品砂的质量, 在工艺中设置了细砂、 石粉回收装置，实际运行效果并不理想, 设备使用条件苛刻、投入费用和运行成本高。国家对环保的要求越来越严格, 系统废水不达标不能排放。为了成品砂的质量和环保要求, 细砂和石粉必需回收, 并且污水必须净化，因此湿法制砂还需进一步研究、探索。

　　干法生产中成品砂中的石粉含量得到了保障, 细度模数能用筛网孔径来控制, 但因立轴冲击式破碎机的破碎机理, 造成其产品砂级配不甚理想,中间级别偏低，并且粉尘污染大。干法制砂工艺的总体投入、运行成本低, 并且与湿法相比, 用水量大大降低(湿法生产: 每生产1 m3成品砂需耗 4 m3左右的水) , 同时废水的处理也大大降低, 不需要石粉回收系统。

　　半干法生产中在骨料中加入一定的水，使骨料含水在3%左右，使在制砂过程中产生最少粉尘，辅以一定除尘设备，可使整个系统符合环保要求。但存在一个砂的模数和级配问题，如何能流畅解决尚待实践。

　　4、筛分设备。为了使成品砂的细度模数、石粉含量合符要求, 并且流程结构合理 ，确保设备负荷率均衡筛分设备的正确选型也是十分重要的。

　　只有破碎机和筛分设备配合使用, 才能有效地按所需要的比例进行砂石料生产。筛分设备有许多型号和规格, 正确选用筛分设备型号和规格, 并和破碎机匹配, 可以提高破碎设备的生产能力, 并节省投资和生产成本。例如, 在大规模砂石料生产系统, 配用大型香蕉筛, 可以减少筛子使用台数, 简化流程。

　　筛网材质的选择, 不仅关系到筛网的使用寿命, 而且还关系到筛网开孔率和筛分效率。钢丝筛网开孔率和筛分效率都较高, 但使用寿命非常短, 而树脂筛网开孔率和筛分效率都较低, 但使用寿命非常长。

　　5、辅助设施和自动控制。破碎设备生产效率的发挥不仅和筛分设备的匹配有关,而且还和料仓大小和给料设备选型密切相关。例如, 料仓设计不够, 很难保证破碎机连续、 稳定和满负荷生产。自动化控制不仅可以使破碎设备处于最佳运行和自我保护状态, 而且还可以和给料设备连锁, 使破碎机总是处于满负荷运行。

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