第44卷第6期2020年12月
中国钮业
CHINA MOLYBDENUM INDUSTRY
Voi.44N o.6
Dec2020金堆城矿山废石综合利用可行性探析
何燕佑，李华星
（陕西金（建设工程有限公司，陕西渭南714100）
摘要：从砂石产业发展趋势看，矿山废石的综合利用为当前国家大力倡导项目；针对金堆城周边停产、在产及新建砂石骨料生产企业及市场进行调研，根据金堆城矿山废石理化指标，提出矿山废石干法生产工艺应用的可能性，并就目前砂石市场行情进行了效益分析&
关键词：废石综合利用；市场调研；生产工艺
DOI：10.13384/j.ckO cmt.1006-2602.2020.06.003
中图分类号:TD982文献标识码:A文章编号：1006-2602(2020)06-0010-04
FEASIBILITY OF COMPREHENSIVE UTILIZATION OF WASTE ROCK IN JINDUICHENG MINE
预算员考试科目HE Yan-jou%LI Hua-xing
(Shanxi Jinduicheng Molybdenum Constmction已口弐匚皿^五口/C o.%Ltd.%Weinan714100,Shanxi,China) Abstract：Fem the perspectiva of the devalopment trend of sand and stone induslry,the comprehensiva utilization of mine waste rock is a projecC viaorousiy advocated by the state.By investioating the sand and£0x1aggreeate pe-duction enma^as and market in the state of prodcution suspension,production and new constaction around Jindj uicheng,according te the physicai and chemicai indexes of the waste rock O Jinduicheng,the pysmility of the apj pyocatoon o[deypeoductoon peoce s o[monewasteeock ospeopod,and thebeneotanayysoso[thecu e entsand and stone market is caraed out.
Key wordt:comprehensiva utilization of waste rock；market rearch；production process
企业经营管理培训班0引言
近年来，随着环保整治力度的不断加大，传统的粗放型砂石骨料企业相继停工、整顿，砂石骨料行业
面临转型升级，天然砂石骨料产能也随之骤减，而砂石骨料作为重要的建筑材料和混凝土原料，广泛应用于房屋、道路工程建设，市场需求量巨大。通过原石破碎后再打磨而成的机制砂替代河砂，在国内外已成为砂石骨料行业可持续发展的一种趋势&随着各类企业对砂石业务的建设布局、产业结构的进一步优化，未来减少甚至彻底告别使用天然砂石骨料，已经成为上下游行业的基本共识&目前无论是对于环境保护，还是从工程质量角度出发，大和布局制产业已&
而矿山废石作为工业废料堆存在废石场，不仅需要占用大量土地，还存在安全隐患，环保压力巨大。对矿山废石进行综合利用能够有效解决我国砂
收稿日期：2020-07-09；修订日期：2020-08-12
作者简介：何燕佑（1984—），男，测绘高级工程师，从事工程项目管理、测绘技术、工程技术及质量管理等方面的工作。
E-mail:0石短缺的问题，节约土地资源，并且能够提高企业经济效益，减少地质灾害，保护环境&
1砂石的主要用途
砂石，也称骨料、集料，广泛用于基础设施、房地产、水利、水电等工程建设领域，是混凝土、砂浆
的重要组成部分。根据相关行业经验，平均每消耗11水泥约匹配4.5t砂石骨料，砂石骨料在混凝土中所占的比例超过70%，其成本约占20%~30%。砂石骨料早期是由江河湖泊人工开采、天然砂石机械开采、机制砂石规模化生产，最终发展成为矿山开采、加工、物料储运高度集成化、自动化、规模化的现代产业&
2砂石发展历程
中国砂石产业的发展可以归纳为3个重要阶段&
起步阶段（1949~1977年）：自新中国成立到改革开放前近30年间，这一阶段的特点是砂石需求量小，供应充足&所用砂石多为天然形成的自然资源，以人工开采为主，设备简单，发展缓慢。
天然砂石实现机械化开采阶段（1978〜2010
第44卷第6期何燕佑等：金堆城矿山废石综合利用可行性探析-11 -
年）：这一阶段的特点是市场需求量大，供应充足, 但自然资源储量已显不足。机制砂石开始发展，市 场供应以天然砂石为主，机制砂石为辅。产业仍是
粗放式的发展&
产业转型升级阶段（2011年至今）：这一阶段的 特点是以机制砂石为主，以天然砂石为辅。市场需 求量大，部分区域自然资源枯竭，供应紧张。机制砂 石快速发展，行业的政策、技术标准规范等逐渐完
善，市场得到了一定的规范。市场逐步细分，面向高 性能、耐久性混凝土骨料的比重不断增加，环境保护 得到了高度重视。
2019年底，十部委联合发布了 0关于推进机制 砂石行业高质量发展的若干意见》，标志着机制砂
石高质量发展已纳入顶层设计范畴&D
金堆城矿山废石综合利用方案研究
D.1废石类型及特性
金堆城（矿床主要赋存于中元古代熊耳群的安
表 1 废
山玲岩中，其次为燕山期花岗斑岩中，少量赋存于熊
耳群与官道口群高山河组的石英岩中，极少量分布
于凝灰质板岩和辉绿岩脉中。
为确定废石是否适用于建材砂石，在南山、西
川、甘江沟选取了部分废石，破碎加工成多个样品, 委托渭南市华州区秦东建设工程质量检测有限公司 进行检测并提交了《石子检验报告》，委托西安建筑
科技大学工程技术有限公司进行检测并提交了《建
设用卵石、碎石检验报告》和《砂石碱活性检验 报告》。相关检测数据见表1和表2 &
由表1检测结果可见，废石样品的抗压强度在
63.9~83.d MPa （烘干状态），压碎指标在7%〜
10%之间，坚固性指标为4% ~5%，表观密度为
2 890 ky/m D ，堆积密度为1 500 ky/m D 左右，硫化物
含量0. 2%，水分和含泥量较低，均为非碱-硅酸反 应活性骨料。通过与《建设用卵石、碎石》标准比
对，其连续级配、针片状比例、压碎指标、坚固性、有 害元素含量等各项指标均符合要求。
检测参数
含泥量（按质量计）/%泥块含量（按质量计）/%针、片状颗粒含量（按质量计）/%
碎石压碎指标/%
松散堆积密度/（ ky - m-D ）
坚固性（质量损失）/%表现密度/（ky - m-D ）ASC-"电子秤、方孔筛、干燥箱、容量筒、溶液、压碎指标测定仪、针、片状现准仪、摇筛机
标准要求
检验结果
I 类
U 类
皿类"0.5"1.0
"1.50.3&0"0.2"0.50"5"10
"157"10" 20"D07%1480
% 1430%1D801500"5
"8"12
4% 2600
2890
《建设用卵石、碎石》GB/T14685—2011
检测设备
检验依据表2废石粒度检测结果
90.0
75.06D.0筛孔
尺 寸/mm
4.75
9.516.019.026.531.5
37.553.02.365-1695 〜10085 〜100
30 〜60
0 -10
05 -2095 〜10090 〜10040-80—
0 -10
特朗普炮轰谷歌05〜25
95 〜10090 〜100—
30 〜70
—
0-5
became05 〜31.595 〜100
90 〜100
70-90—15 〜45
—0-5
05 -40—
95 〜10070-90—
30 〜65
—
0〜5
20 ~40
日语歌曲
5 -1010-16
95 -100 80 -100 0 -15ivan
00 -15
95 -10080 -10010 -2095-10085 -100
0 -15
016 〜2595 -10055 -70
25 -400 -10
16 〜31.5
95-100
85 -1000 -10
95 ~100
80 ~100
连续粒级
单粒粒级
国家标准要求累计筛余(％)
0 ~10 0
实测累计筛余/% 99
99
L 37 L 由表2检测结果可见，所检碎石颗粒级配符合
5-25 mm 连续粒级级配，针、片状符合□类标准要
求，其它项目符合I 类标准要求。
本次选取的废石样品均为蚀变辉绿岩，主要
矿物有斜长石、角闪石、绿泥石、石英、辉石等，其
中绿泥石含量达到10% - 20%。绿泥石具有遇水
0 0/////
软化的特性，为减少其对破碎加工造成不利影响,
原料应选择绿泥石含量较低的废石&D.2产品方案
根据建设用卵石、碎石标准"GB/L14685 - 2011）和建设用砂标准（GB/L14684 -2011）对建筑
骨料和砂的粒度要求，结合市场需求，共设计4种产
・12・中国(业2020年12月
品，分别为：5〜16mm、16〜31.5mm的建筑骨料、0.075〜5mm的机制砂，以及附属产品0〜0.075 mm的石粉。
3.3工艺方案分析
effort可数吗
大型砂石骨料生产工艺根据生产过程中用水量的多少分为干法、湿法两种生产工艺&流程图分别见图1和图2&
I原料|
［WI吟料筛T泥土废料弃去I
rn珈备|
I中咖石
-----------1预筛*设备』------------
<----------1立式”砂机］
,----------1检囲分T分』阀|q
I除血备I(
r__&「选辛机「
I成品砂|成品中小簪科|成品大骨料|
大学英语三级听力图1干法生产工艺图
r>B~i
I
IH咖备h~
E咖备I
I预筛*设备』-----------
［立式”砂机I
—螺旋或斗］洗砂机I応|~~|
商店的英文I细砂”收系统］----►
I废水h收利用|I成山砂］|成品中:、骨料11成也大骨料|
图2湿法生产工艺图
3.3.1干法生产工艺
在加工过程中不加入水作为辅助介质，经过破碎、干式筛分、选粉等工序获得骨料或砂。
3.3.1.1主要优点
(1)成品骨料及人工砂含水率低，一般不咼于2%，可以直接运输或者使用，冬季气温低于零度时不会冻结，可以全年生产。
(2)通过对选粉机风量、风压的调节，可以控制 成品砂中石粉含量，相对于湿法来说产砂率高，还可以直接满足土建施工工程标准以及城市建设相关标准的强制性要求，并且这种成品骨料制作出来的混凝土强度也相对较高。
(3)生产过程中收集起来的副产品细石粉可以用于路基垫层或水泥免烧砖原料，资源利用率高，基本可以实现零排放。
(4)生产过程中基本上不用水，减少了给排水和污水处理设备，系统相对简单，相对投资少，占地小，操作和管理人员少，产能大，生产成本也较低&
(5)加工工艺流程短，设备简单易于集中操控，可以较方便地实现自动化或者无人化生产运行。3.3.1.2主要点
(1)对原料中泥土、有机物等杂质含量比较敏感，应严格控制泥土等杂质含量，否则极易造成堵塞和收尘系统超负荷&
(2)产品骨料表面有一定的石粉残留，洁净度不高，观感差。
(3)骨料破碎、筛分阶段以及人工制砂阶段都会产生较多粉尘，对设备封闭、除尘要求较高，带式输送机等输送设备处也易产生粉尘，按照目前环保排放要求，主要生产设备和输送设备均要求在全封闭厂房内布置&
3.3.2湿法生产工艺
生产过程中作工作介质和施，全程参与砂石骨料的生产，筛分作业均为湿式&
3.3.2.1主要优点
(1)成品砂石骨料外观好。
(2)生产过程中泥土和石粉被水流带走，不产生粉尘，避免空气污染&
3.3.2.2主要点
(1)消耗大量水资源，每吨砂骨料约耗水3〜4U产生的泥粉污水如果直接排放会造成环境污染，回收利用又需要增加大量设备投资和成本&
(2)成品砂产量低，且粒径小于0.16mm的颗粒占比达不到《水工混凝土施工规范》人工砂细度模数和石粉含量要求，另外成品砂含水率高，同样不满足《水工混凝土施工规范》含水率小于6%的要求，需要进行脱水处理。
(3)由于成品几乎不含石粉，直接使用时会造成混凝土水泥用量增加，生产成本提高&
(4)需要增加大量给排水和污水处理设备，投资大，占用大量场地，操作管理困难，成品砂石骨料单位成本高。
(5)对水资源依赖性大，只适用于水资源相对丰富的矿区，另外冬季气温低于零度时不能正常生产。
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3.3.3工艺选择
干法生产工艺自开始推广普及以来，通过设计院、设备厂家和用户各方技术人员的不断努力，长期困扰干法生产的泥土、风化岩、石粉含量过高以及生产时粉尘污染问题已经初步得到了解决，成为目前大型骨料生产线首选生产工艺&
湿法生产工艺一般在水资源较丰富的地区采用，在我国南方水电站配套砂石骨料厂，如长江三峡水电站，白鹤滩水电站等大型、特大型项目配建的砂石骨料线，均采用湿法工艺&
新建砂石骨料生产线项目时，必须首先考虑水资源供应状况和水资源保护治理情况，优选干法工艺；其次从资金投入、工艺复杂程度、占地、单位生产成本等综合因素考虑，也是优先考虑干法生产工艺&据露天矿排土场及相关要求，金堆城矿山废石综合利用加工工艺可选择干法生产工艺&
3.4破碎设备选型及工艺设计
建筑骨料生产线的破碎系统一般采用的配置有：顎式破碎机（或旋回破碎机）+圆锥破碎机+振动筛组成的闭路破碎流程，锤式破碎机（或反击式破碎机）+振动筛组成的闭路破碎流程&
金堆城矿石原料的特性是抗压强度及磨蚀性中等偏高&若直接采用反击式破碎机和锤式破碎机，设备适应性较差，磨损严重，设备维护量大；采用圆锥破碎机磨损较小，但挤压破碎产生的针、片状产品较多，需要增加整形破碎才能获得高品质的产品&根据投资省、见效快的要求，设计选择顎破+反击破的破碎工艺，第一段顎破对粒度大的矿石进行粗碎，降低第二段反击破的负荷，也降低了反击破的磨损&金堆城排土场废大600mm，骨
品最大粒度为31.5m叫最大破碎比为19。破碎系统采用两段破碎，第二段破碎与筛分形成闭路循环，以获得符合粒度的砂石骨料产品&
设计的工艺为：废石经过自卸汽车卸入原矿仓，由棒条给料机给入顎式破碎机进行粗碎后，由皮带输送至细碎车间，经反击式破碎机细碎，然后由圆振动筛进行筛分，大于31.5mm的物料返回反击式破碎机再次破碎，筛分获得0~5mm、5-16mm、16〜31.5mm三种产品，其中0~5mm粒级物料由风选筛将石粉分离，得到高品质的机制砂&3.5经济效益分析
近年来，金堆地区周边小型砂石开采企业相继关闭，本地原有的3~4家小型砂石生产料场，全部停产关闭，致使周边50km范围内，骨料缺口巨大，砂石价格飞速增长，价格从2017年上半年60元L 大幅上涨，目前到场价稳定在100元/1的高位运行，上涨幅度达70%&
按生产规模32万t/a计算，年产量约20万立方米成品砂石料&按照市场价格砂子、石子、石粉出厂平均价约45元/m3，年产值约900万元&lock free
设计生产线处理能力200T/h，设备（包括环保设备）投入约300万元，加工车间（2000m2厂房）及配套设施投入500万元，工程建设其他费用100万元；运营成本综合考虑人工成本150万元/a，水电费成本80万元/r，运输成本320万元//&根据设备及配套设施使用情况，折旧年限暂定为10年，成本为640万元//&
上，年产量20万立米生产线，利润约为160万元/a，投资回收期约5.6年，项目效益可观&
4结语
金堆城（矿是国家级绿色矿山试点单位，也是全国矿产资源综合利用示范基地，是一座规范化生产的大型（矿山企业，有着良好的经济效益和社会影响力。
企业坚持“绿水青山就是金山银山”的发展理念，引智借力，破除自身人力、技术对安全环保的制约，积极响应建设绿色矿山的号召，加大矿山剥离的废石综合利用&矿山废石的综合利用，为当前国家大力倡导项目，政策支持，设计生产线技术成熟，取料成本低，经济效益显著&项目的实施将有效减少企业废石排放量，减少采矿环节中占用的土地资源，利于环境保护及水土保持，成为公司新的利润增长点&
参考文献
[1]吴雄鹰，魏尚信.锦屏电站人工骨料生产系统大理岩
制砂新工艺[J].人民长江2009,40（18）：80-82,
[2]谢文峰，白晶，陈璞.锦屏一级水电站三滩砂石系统
干法制砂工艺浅析[J].人民长江2017,48（2）：60
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