[发明专利]一种可替代天然砂的机制砂制备方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种可替代天然砂的机制砂制备方法。

背景技术

砂是混凝土细骨料，在混凝土制品中起到充填作用，可以提高混凝土的致密性，对混凝土性能影响较大。有关资料显示，2012年，我国建筑砂石总产销量约100亿吨，开采总量是2001年的5倍，砂总产量约50亿吨。预计2016年我国砂石总产量将达到160亿吨，砂总产量将达到80亿吨。

砂主要有天然砂和机制砂两类，现阶段我国建设用砂仍以天然砂为主，主要是河砂、江砂、海砂和平原地下卵砂。天然砂开采对河道和土壤生态影响极大，其治理恢复周期长达数百年。大规模天然砂开采也导致各类安全事故、质量事故频发，为此，西方发达国家早在上个世纪就陆续压缩了天然砂的开采规模。近年来我国也逐渐加大了长江、闽江、赣江等内河及沿海天然砂限采和禁采力度。因此，大力开发机制砂以替代天然砂将成为建筑砂石产业发展的趋势。

机制砂原料取材广泛，主要有岩石、尾矿和废弃建筑混凝土，通过特定的制砂工艺可以生产出符合质量标准的砂石料。参考潘圣明主编《矿山又绿——浙江省矿产资源开发与环境保护协调发展的探索实践》（浙江科学技术出版社，2009年12月），2000年前后，浙江省国土资源厅牵头对浙江地区废弃岩石开采区的地质修复实践表明，机制砂开采对环境的破坏修复周期一般不超过5年，因此机制砂生产既可解决当前尾矿、废弃混凝土无法有效利用的问题，又可以替代天然砂，从而达到保护环境的目的。

当前，我国机制砂石生产企业超过1万处，平均产能约60万吨/年，机制砂石生产点分布广、数量大，然而产品质量波动很大。机制砂质量问题主要表现在针片状含量易超标、级配和微级配不符合要求、细度模数大、石粉含量或泥块含量超标。在实际使用时，这些问题严重影响混凝土的和易性、坍落度、抗压强度等性能，为各类建筑物安全埋下隐患。

目前也有一些机制砂生产专利技术的报道，例如，CN101708968A公开了一种天然砂、特细砂、机制砂进行混合，生产出细度模数符合标准的混合砂；CN102173626A公开了利用自然冷却高炉渣和石灰石尾矿配制复合机制砂的工艺；CN202037066U公开了一种级配和细度模数可调的机制砂湿法生产工艺；CN102806133A公开了一种碎石生产工艺，通过筛分和深加工，附带生产各项指标符合标准要求的机制砂生产工艺；CN1648094公开了一种人工砂石系统半干式制砂工艺，该工艺强调在立轴式制砂机生产过程中，随时依据排料细度模数调整给料参数，该工艺同时设计了机制砂细度模数调节工艺；CN1344592公开了一种利用废弃的高炉水渣和电厂粉煤灰，通过烘干、粉碎过筛、分级后按一定的比例混合后生产出级配和细度模数可控的人工砂；CN101134226公开了一种半干式制砂工艺，该工艺由人工砂细度模数的自动控制、石粉含量的自动控制和成品砂含水率的自动控制，并将这几个自动控制技术贯穿于粗碎、中碎和细碎过程。这些工作总体上，要不对原料限制较多；要不生产工艺控制要求较高；要不只注重部分工艺质量指标的控制。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种工艺简单、质量可控、并且可以完全替代天然砂的机制砂制备方法，该方法以岩石、尾矿或建筑垃圾为原料，实现了尾矿、建筑垃圾的循环利用，并解决了建筑砂石料矿山石粉尾矿难以充分利用的难题；利用四种以上半成品机制砂的合理组配，所得机制砂产品严格遵循建设用砂标准，可做到级配、细度模数、泥块含量、石粉含量、亚甲蓝（MB）值等工艺质量指标可调可控。

为实现本发明的目的，针对生产原料，遵循“分离——加工——混合”思路进行机制砂生产，具体采用以下技术方案：

一种用于替代天然砂的机制砂制备方法，包括以下步骤：

（1）选择原料

选用岩石、尾矿或废弃建筑混凝土，通过筛选除去其中杂质，作为机制砂生产原料；

（2）制备半成品机制砂

①0～5mm普通机制砂：

将粒径大于4.75mm的原料依次进行粗碎和中细碎处理，然后将中细碎后的石料经过筛分、筛上水冲洗、捞取和脱水工艺，得到0～5mm普通机制砂；

②0～3mm细砂：

取部分步骤①中的0～5mm普通机制砂，筛分得到0～3mm细砂和3～5mm石屑；

③0～5mm优质机制砂：

将步骤②中分离的3～5mm石屑进入整形破碎工艺以进一步破碎，整形破碎后的石料经过筛分、筛上水冲洗、捞取和脱水工艺，制得颗粒形状好、级配和细度模数得到优化的0～5mm优质机制砂；

④0～1mm细砂：