1  概况

宁波某凝灰岩矿项目经济储量约6716.79万t，开采规模1700万t/年，建筑骨料生产规模1390万t/年，服务年限5年（含基建期）。矿石生产加工系统设计生产能力为3400t/h。建筑骨料加工系统分为普通骨料生产线及普通-精品骨料生产线两个相对独立的生产系统^[1]，加工系统主要生产31.5～25mm、25mm~16mm和16～4.75mm三种级配的普通碎石以及<4.75mm机制砂，也可生产25mm~16mm和16～4.75mm精品碎石。

2  原矿性质及用途

矿区内出露地层为第四系、上侏罗统茶湾组(J3c)。组成石料矿体的岩石为火山碎屑岩，矿体岩性为上侏罗茶湾组流纹质晶屑玻屑熔结凝灰岩，暗紫灰色，熔结凝灰结构，块状构造。物质成分主要由塑变玻屑、次为晶屑和少量浆屑、岩屑等组成。矿石的主要化学成份：SiO₂ 71%、Al₂O₃ 12～15%、全碱8～9%(K₂O、Na₂O、CaO)。

根据对矿石品质相关试验、凝灰岩作建筑石料料源的相关指标试验，矿石抗压强度、压碎值、坚固性、放射性及小体重等各物理性能采样测试，矿石平均抗压强度157.5MPa，属坚硬岩类；矿石压碎指标7%；坚固性3%；硫酸盐及硫化物0.10%；经碱活性试验，碱活性(快速法)14天膨胀率0.08%，为非活性建筑石料。矿石品质可满足《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》(JGJ52-2006)质量标准要求^[2]。各项指标均满足《建设用卵石、碎石》（GB/T14685-2022）对矿石的质量指标要求^[3]。

3  生产工艺设计

3.1  设计工作制度

加工系统按年工作日280d，每天2班、每班8h的生产制度计算。矿石加工系统小时生产能力3400t/h。为满足不同市场需求场景，设置两个生产加工系统，单个加工系统设计生产能力1700t/h。

3.2  产品品种及生产能力

产品粒度级配：矿区矿石加工系统生产31.5～25mm、25mm~16mm和16～4.75mm三种级配的建筑碎石以及<4.75mm机制砂。生产的碎石和机制砂要求有较好的粒形，满足《建筑用卵石、碎石》(GB/T14685-2022) 标准和《建筑用砂》(GB/T14684-2022) 标准等质量标准要求。

1^#加工系统为普通骨料生产线，可生产31.5～25mm、25mm~16mm和16～4.75mm三种级配普通碎石及<4.75mm机制砂；2^#加工系统为普通-精品骨料生产线，既可生产31.5～25mm、25mm~16mm和16～4.75mm三种级配的普通碎石以及<4.75mm机制砂，也可生产25mm~16mm和16～4.75mm精品碎石。产品也可根据客户的需要适时调整建筑石料粒度级配。

矿石加工系统主要技术指标见表1~2。

1^#加工系统（普通骨料生产线）产品分布比例表

表1

2^#加工系统（普通-精品骨料生产线）产品分布比例表

表2

为满足市场对机制砂可能增长的需求，设计在2#加工系统（普通-精品骨料生产线）的制砂整形车间预留一台VS1500立轴冲击式破碎机机位，增加设备后制砂率最高可达38%。

4  生产工艺流程

经设计论证，如采用四条独立生产线，所需场地面积较大，且不便于管理。为方便后期运行及生产管理，矿石加工系统分为两条生产线，均采用干法生产工艺。1#加工系统（普通骨料生产线）生产普通碎石骨料，2#加工系统（普通-精品骨料生产线）生产普通骨料和精品骨料。两条生产线均考虑设置选粉车间，剔除机制砂中多余石粉，确保建筑碎石洁净优质、机制砂石粉含量达到I类砂技术标准。系统车间、设施采取除尘及全封闭措施，以满足环保要求。

1^#加工系统（普通骨料生产线）（“下称1#系统”）及2^#加工系统（普通-精品骨料生产线）（下称“2#系统”）破碎筛分车间分别设置，共用一个成品料堆场及成品装车系统。

4.1  1#系统

1^#系统建筑石料生产采用三级破碎、三级筛分，成品砂整形的开、闭路生产相结合的工艺流程，建筑石料的生产采用粗碎车间与第一筛分车间构成开路，中碎车间与第一筛分车间构成开路，细碎车间与第二筛分车间构成闭路，整形车间与第三筛分车间构成开路调整成品砂细度模数。

1^#系统主要由粗碎车间、半成品堆场、第一筛分及中细碎车间、第二筛分车间、第三筛分车间、整形车间、除尘车间、选粉车间、成品骨料仓储系统、成品装车系统以及带式输送机、供水设施、废水处理设施、供配电设施和相关辅助生产设施等组成。

粗碎车间：加工系统配置JC1400型鄂式破碎机4台、HPF1560(S)型棒条给料机4台，开采的矿石经矿用自卸汽车运至粗碎平台，粗碎平台设置一台80t地磅进行计重称量，随后矿石运至粗碎车间破碎后，采用带式输送机运至半成品堆场。

半成品堆场：加工系统配置GZG150-180型电机振动给料机12台，半成品料由给料机给料，经带式输送机运至第一筛分车间。

第一筛分车间：加工系统设计处理能力1900t/h，配置3台2YKR3060型圆振动筛，设有两层筛网，筛孔尺寸分别为80mm、4.75mm，筛分分级后产生≥80mm、80～4.75mm、≤4.75mm三种石料，其中≥80mm石料运至中碎车间进行破碎；80～4.75mm石料运至第二筛分车间进行筛分分级；≤4.75mm物料运至整形车间调节料仓。

中碎车间：加工系统设计处理能力1091t/h，配置MC500型圆锥破碎机3台和GZG150-180型电机振动给料机2台，圆锥破碎机排料口开度设为32mm。≥80mm的石料由第一筛分车间卸料斗送入圆锥破碎机，破碎后的石料经带式输送机运至第二筛分车间进行筛分分级。

细碎车间：加工系统设计处理能力875t/h，配置MC500型圆锥破碎机3台和GZG130-150型电机振动给料机3台，圆锥破碎机排料口开度设为19mm。80～25mm石料经带式输送机送入细碎车间调节料仓，调节料仓下的给料机给料至圆锥破碎机，破碎后的石料经带式输送机运至第二筛分车间调节料仓形成闭路循环。

第二筛分车间：加工系统设计处理能力2711t/h，配置3台2YKR3075型圆振动筛，设有两层筛网，筛孔尺寸分别为31.5mm、25mm，筛分分级后产生≥31.5mm、31.5～25mm、≤25mm三种石料，其中≥31.5mm石料送入细碎车间调节料仓；31.5～25mm石料部分进入细碎车间调节料仓，部分进入成品堆场；≤25mm物料运至第三筛分车间调节料仓。

第三筛分车间：加工系统设计处理能力1562t/h，配置3台3YKR3075型圆振动筛，设有三层筛网，筛孔尺寸分别为16mm、4.75mm、3mm，筛分分级后产生≥16mm、16～4.75mm、4.75～3mm、≤3mm四种石料，其中≥16mm及16～4.75mm石料部分进入制砂车间料仓，部分进入成品堆场；4.75～3mm物料根据需要部分运至成品料仓，部分运至整形车间料仓。≤3.00mm物料运至选粉车间选粉。

整形车间：加工系统设计处理能力112t/h，配置VS1500R型高速立轴破碎机1台。第一筛分车间运来的＜4.75mm物料与第三筛分车间运来的4.75～3.00mm物料经整形车间整形后运至选粉车间选粉。

选粉车间：加工系统设计处理能力364t/h，配置选粉机1台，第三筛分车间和整形车间≤4.75mm物料进选粉机选粉后经带式输送机至≤4.75mm成品砂堆场。

成品料堆场：1^#系统与2#系统共用一个成品料堆场，堆场设有满足两条生产线堆存需求的料堆：31.5～25mm普通骨料堆、25～16mm普通骨料堆、25～16mm精品骨料堆、16～4.75mm普通骨料堆、16～4.75mm精品骨料堆及＜4.75mm成品砂堆各一个。

成品装车系统：1#系统与2#系统共用一个成品装车系统，汽车装车台由12组装车仓和装车位组成，每个装车仓对应一个装车位，共设12个装车位。成品装车系统进口设一台地磅，出口设四台地磅，负责成品料出料的计量。

4.2  2#系统

2^#系统建筑石料生产工艺采用三级破碎、三级筛分，成品碎石及砂整形的开、闭路生产相结合的工艺流程，建筑石料的生产采用粗碎车间与第一筛分车间构成开路，中碎车间与第一筛分车间构成开，细碎车间与第二筛分车间构成闭路，制砂车间与第三筛分车间构成开路对碎石进行整形同时生产成品砂，整形车间与第三筛分车间构成开路调整成品砂细度模数。

2^#系统因生产精品骨料的原因，在1#系统设计基础上增加制砂整形车间以满足功能需求。涉及第三筛分车间、制砂整形车间功能及布局有所不同。

第三筛分车间：加工系统设计处理能力2262t/h，配置6台3YKR3075型圆振动筛，设有三层筛网，筛孔尺寸分别为16mm、4.75mm、3mm。

其中三台圆振筛对第二筛分车间来料进行筛分分级，分级后产生≥16mm、16～4.75mm、4.75～3mm、≤3mm四种石料，其中≥16mm及16～4.75mm石料部分进入制砂车间料仓，部分进入25~16mm、16~4.75mm普通碎石堆场；4.75～3mm物料根据需要部分运至成品料仓，部分运至整形车间料仓。≤3.00mm物料运至选粉车间选粉。

另外三台圆振筛对制砂车间破碎后的物料进行筛分分级，分级后产生≥16mm、16～4.75mm、4.75～3mm、≤3mm四种石料，其中25~16mm、16~4.75mm直接送入精品碎石堆场；4.75～3mm物料根据需要部分运至成品料仓，部分运至整形车间料仓。≤3.00mm物料运至选粉车间选粉。

制砂车间：加工系统设计处理能力700t/h，配置VS1500R型立轴破碎机3台。对第三筛分车间筛分普通料的圆振筛运来的＞4.75mm物料进行破碎，破碎后运至第三筛分车间筛分精品料的圆振筛调节料仓进行分级筛分。

整形车间：加工系统设计处理能力136t/h，配置VS1500R型高速立轴破碎机1台。第一筛分车间运来的≤4.75mm物料与第三筛分车间运来的4.75～3.00mm物料经整形车间整形后运至选粉车间选粉。

选粉车间：加工系统设计处理能力574t/h，配置选粉机1台，第三筛分车间和整形车间≤4.75mm物料进选粉机选粉后经带式输送机至≤4.75mm成品砂堆场。

5  结论

凝灰岩矿石作为东南沿海比较普遍的岩类，在市场上有较多应用。针对现有技术中存在的不足，本项目针对凝灰岩岩石特点，结合项目情况及市场需求，提出一套精品骨料及普通骨料加工工艺方案，生产产品灵活性更大，市场适应性更强。

参考文献：

[1]刘岭楠,徐亮,向阳,等.一种生产普通骨料和精品骨料的凝灰岩人工骨料加工系统[P].浙江省:CN202120838705.6,2022-07-01.

[2]中华人民共和国建设部.普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准：JGJ 52-2006[S].北京：中国建筑工业出版社,2006.

[3]中国标准化委员会.建设用卵石、碎石：GB/T14685—2022[S].北京：中国标准出版社,2022.