本发明涉及一种利用开挖料生产机制砂的方法，属于制砂领域。
背景技术：
目前，国内水电(包括抽水蓄能电站)、水利、建筑、交通等基建行业对混凝土用砂需求大，工程建设过程中，从技术、经济、环保等角度考虑，采用工程开挖料作为砂石原料是较优方案。我国幅员辽阔，区域地形地质条件复杂多变，料源比选过程中时常遇到工程开挖料等拟规划料源母岩云母含量高、不可避免导致加工后的机制砂中云母含量超标等问题，如何有效解决是摆在诸多工程建设者面前的技术难题，经多方面调研，国内相关单位(包括国家电网公司)对机制砂云母含量超标问题尚未有全面系统的研究及成熟可靠的解决方案，多个工程项目不得不考虑采购天然砂或另选石料场的替代方案，造成工程投资增加。因此，开展机制砂云母含量控制关键技术研究，解决高云母含量岩石加工机制砂的质量问题，达到少用、不用天然砂或另选石料场之目的，实现砂石加工经济环保目标，是今后水电等基建行业砂石加工技术发展的一个重点方向。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种利用开挖料生产机制砂的方法，以获得云母含量低的机制砂。
一种利用开挖料生产机制砂的方法，包括如下步骤：
s1、提供开挖料；
其中，所述开挖料主要由花岗岩组成；
s2、对所述开挖料依次进行破碎、制砂处理，获得机制砂粗品；
其中，所述机制砂粗品的细度模数为2.4-2.6，细度模数尽量控制在中砂下限值，可降低游离云母的含量和水洗后控制机制砂细度模数；
s3、用轮式
洗砂机对所述机制砂粗品进行水洗，获得云母含量为1.8-2.6wt％的机制砂成品。
进一步地，s2中，对开挖料依次进行一次破碎和二次破碎。
进一步地，通过颚式
破碎机进行一次破碎；通过圆锥破碎机进行二次破碎。
进一步地，s2中，采用转子离心式破碎
制砂机进行制砂处理。通过转子离心式破碎制砂机可获得粒度细小而均匀的机制砂粗品，将碎石中大部分云母粒径控制在0.3mm以下。
进一步地，s2和s3之间，还包括对机制砂粗品进行筛分的步骤，筛除粒径≥5mm的颗粒。
进一步地，所述轮式洗砂机具有筛网，所述筛网的网孔孔径为0.28-0.32mm，优选为0.3mm。
进一步地，s3中，每吨机制砂粗品的冲洗水量为0.5-1m3，进一步为0.6-0.8m3。通过冲洗水量的控制，可更好地将机制砂粗品中的石粉和大部分游离云母分选出来，可再对分选出的石粉、云母混合料进行分选，将石粉掺入机制砂粗品中，提高机制砂得率。
可选的，所述机制砂粗品中粒径＞5mm的颗粒的量不超过其总量的11wt％。
可选的，所述机制砂粗品中粒径≤0.315mm的颗粒的量不超过其总量的25wt％，进一步地，为其总量的20-23wt％。
一般的，水电站建设时所用砂量大，砂的骨料料源主要有如下几种：工程开挖花岗岩(存在云母含量超标问题)、工程周边天然砂(存在运距远及环保禁采问题)、远距离灰岩石料场(60km)等多方案比选，各方案优缺点明显。若采用天然砂或灰岩石料场，一方面环境保护和生态建设要求的越来越高，为贯彻执行保护自然环境，保护江堤河坝和生态平衡，大部分河段及洞庭湖区严禁开采天然砂，天然砂的供应量得不到保证，若采用灰岩石料场或另行勘选其他石料场也不可避免对环境和生态带来影响；另一方面是在水电站项目往往在特定的地理位置和区域地质条件下，采用天然砂或灰岩石料场加工骨料均常存在运距远(60km以上)以及工程成本高的问题；采用工程洞挖料生产砂石骨料，既可充分利用了工程开挖料，节省工程投资，同时也符合国家对生态及环境保护的要求，但须解决机制砂云母含量超标问题。
本发明利用开挖料生产云母含量低的机制砂，不仅可避免采用外购天然砂或另行勘选石料场，同时可供类似工程或花岗岩地区解决机制砂云母含量超标问题参考借鉴，填补工程建设领域机制砂云母含量控制的技术空白。
目前，在花岗岩地区修建水电、水利、建筑、交通等项目众多，花岗岩等云母含量高的母岩加工的机制砂普遍存在云母超标的问题。同时，随着环境保护和生态建设要求越来越高，河流及湖区的天然砂的开采并非优选途径。因此，如何降低花岗岩机制砂中云母含量，具有现实意义，通过本发明的方法可以获得云母含量低的机制砂，具有较大的市场需求和推广应用价值。本发明可以解决花岗岩机制砂云母含量超标问题，使工程能充分利用开挖料(洞挖花岗岩料)生产机制砂石。本发明在水电、水利、建筑、交通等行业，以及云母含量较高原岩地区(如花岗岩地区)的商品砂石料行业推广应用，将产生较大的经济效益，同时，有助于实现对开挖料的资源化利用，在环境保护、生态建设等方面间接效益及社会效益显著。
附图说明
图1是本发明的一种利用开挖料生产机制砂的工艺流程图。
图2是本发明的一种利用开挖料生产机制砂设备流程简图。
具体实施方式
以下将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
一种利用开挖料生产机制砂的方法，包括如下步骤：
s1、提供开挖料；
其中，所述开挖料主要由花岗岩组成；
s2、对所述开挖料依次进行破碎、制砂处理，获得机制砂粗品；
其中，所述机制砂粗品的细度模数为2.4-2.6；
s3、用2台直径为4m的轮式洗砂机对所述机制砂粗品进行水洗，水洗后的机制砂粗品进入直线
振动筛脱水，然后进入成品堆场，废水进入细砂回收车间，经回收后的部分细砂进入成品堆场与中粗砂掺和，获得云母含量为1.8-2.6wt％的机制砂成品；
其中，2台轮式洗砂机采用串联方式安装，进行2次洗砂。
s2中，对开挖料依次进行一次破碎和二次破碎。通过1200×1500型颚式破碎机进行一次破碎；通过3072型圆锥破碎机进行二次破碎。
s2中，采用德国bhs公司rsmx转子离心式制砂机(属于立轴破碎机的一种)进行制砂处理，以获得更细小均匀的机制砂粗品，更好地将碎石中大部分云母的粒径控制在0.3mm以下。bhsrsmx转子离心式制砂机是一款立轴冲击式高性能破碎机，主要用于物料破碎/制砂和整形，集破碎、整形、制砂、分级于一体，一台设备即可实现石料破碎整形和制砂的效果；生产能力根据型号从30至400t/h而各异。成砂率高达30％(石灰石)以上，破碎工艺采用“石打石”或“石打铁”的破碎原理。
s2和s3之间，还包括对机制砂粗品进行筛分的步骤，筛除粒径≥5mm的颗粒，将粒径≥5mm的颗粒通过胶带机送回制砂机进行制砂。
所述轮式洗砂机具有筛网，所述筛网的网孔孔径为0.3mm。
s3中，每吨机制砂粗品的冲洗水量为0.5-1m3。
可选的，机制砂加工厂采取整体封闭措施，各生产车间产生的粉尘被封闭在车间内，车间外环境基本无粉尘污染。毛料暂存堆场设置防雨棚。机制砂加工厂设置废水储罐2座，絮凝搅拌罐1座，沉淀罐1座，厢式压滤机4台。
以下通过具体试验，以证实本发明的效果：
5.1试验用砂石原料
本次试验采用湖南某抽水蓄能电站平洞洞挖利用料，进行机制砂生产和水洗去云母试验。通过本次试验，证实水洗法去除机制砂中游离云母的试验效果。
试验用砂石原料为洞挖利用料，样品约100t，以花岗岩为主，含少量花岗伟晶岩和花岗片麻岩。砂石原料由该抽水蓄能电站经自卸汽车运至机制砂加工厂。
试验前一个星期平该抽水蓄能电站所在地为暴雨天气，试验用毛料均为露天堆放，属吸水饱和状态；试验前毛料经过约1.5天脱水，再经自卸汽车运输至机制砂加工厂毛料堆存场堆存1晚(堆存场上部设置雨棚)。
5.2试验设备及器材
机制砂生产线设备：颚式破碎机、圆锥破碎机、bhsrsmx转子离心式制砂机、振动筛、轮式洗砂机、
脱水筛。
取样设备：铲子、编织袋、卷尺、密封塑料、记号笔。
试验
检测仪器：套筛(4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm、0.075mm)、电子称、天平、镊子、放大镜、磅秤等。
其他设备设施：对讲机、安全帽、口罩等。
5.3试验流程
试验步骤：
1)根据安全运行操作规程，开启砂石加工厂内单条生产线中除水洗设备外的所有设备，运行稳定后给料生产；
2)储料仓前所有设备开机运行，在进储料仓前的带式输送机落料位置取约5t机制砂；
3)生产线运行至所有制成的机制砂进入储料仓，随后开启轮式洗砂机及其后续设备，暂时不给料；
4)待轮式洗砂机运行稳定后，按1t骨料用水0.8m3对机制砂进行水洗试验，带料运行稳定后，停机取4～6号点样品(详见图2)，每个点样品不少于3组，单样品质量不小于5kg，取样时对各样品做好标记；
5)按1t骨料0.7m3水对机制砂进行水洗试验，产品稳定后，停机取4～6号点样品，每个点样品不少于3组，单样品质量不小于5kg，取样时对各样品分别进行标记；
6)按1t骨料用水0.6m3对机制砂进行水洗试验，带料运行稳定后，停机取4～6号点样品，每个点样品不少于3组，单样品质量不小于5kg，取样时对各样品分别进行标记；
7)对取出的5t机制砂根据相关试验规程取小样，单个样品质量不小于2kg；
8)3号点及5t样品中的小样分别采用密封袋装，用于检测含水率；
9)所有试验样品运回试验室进行筛分分级、云母含量及含水率试验。
5.4试验成果
采用该抽水蓄能电站洞挖利用料进行机制砂生产和水洗去云母试验。对水洗前的机制砂共取了10组样品进行级配、云母含量及含水率的检测，检测结果见表1。
表1水洗前机制砂试验成果表
由表1可知：
(1)水洗前的机制砂细度模数在2.73-2.88的范围内，平均值为2.79，属于中砂。
(2)水洗前的机制砂游离云母含量约为2.4-4.2wt％。云母含量差异较大，可能与取样点云母分布不均匀有关，样品云母含量均超过2wt％。
在0.6、0.7、0.8m3/t冲洗水量的条件下对机制砂进行了水洗试验。对水洗后的机制砂共取了6组样品进行级配、云母含量及含水率的检测，检测结果见表2。
表2水洗后机制砂试验成果表
由表2可知：
(1)水洗后的机制砂细度模数在2.67-3.06的范围内，平均值为2.89，属于中砂。
(2)水洗后的机制砂游离云母含量约为1.8-2.6wt％，云母含量减少。
上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。
技术特征：
1.一种利用开挖料生产机制砂的方法，其特征在于，包括如下步骤：
s1、提供开挖料；
其中，所述开挖料主要由花岗岩组成；
s2、对所述开挖料依次进行破碎、制砂处理，获得机制砂粗品；
其中，所述机制砂粗品的细度模数为2.4-2.6；
s3、用轮式洗砂机对所述机制砂粗品进行水洗，获得云母含量为1.8-2.6wt%的机制砂成品。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，s2中，对开挖料依次进行一次破碎和二次破碎。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过颚式破碎机进行一次破碎；通过圆锥破碎机进行二次破碎。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，s2中，采用转子离心式破碎制砂机进行制砂处理。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，s2和s3之间，还包括对机制砂粗品进行筛分的步骤，筛除粒径≥5mm的颗粒。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述轮式洗砂机具有筛网，所述筛网的网孔孔径为0.28-0.32mm，优选为0.3mm。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，s3中，每吨机制砂粗品的冲洗水量为0.5-1m3。
技术总结
本发明涉及一种利用开挖料生产机制砂的方法，包括如下步骤：提供开挖料；对所述开挖料依次进行破碎、制砂处理，获得机制砂粗品；所述机制砂粗品的细度模数为2.6?3.0；用轮式洗砂机对所述机制砂粗品进行水洗，获得云母含量为1.8?2.6wt%的机制砂成品。本发明可获得云母含量低的机制砂，工艺简单。
技术研发人员：童慧;唐建国;辛继勇;任鑫;张祥富;田达松;钟聚光;耿必君;岳金文;袁涛
受保护的技术使用者：国家电网有限公司;国网新源控股有限公司;湖南平江抽水蓄能有限公司;中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司
技术研发日：2020.12.23
技术公布日：2021.04.02
声明：
“利用开挖料生产机制砂的方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：国家电网有限公司;国网新源控股有限公司;湖南平江抽水蓄能有限公司;中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司
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2024年07月26日 ~ 28日 
