石灰石加黏濕料的混合破碎
當(dāng)前，我國(guó)水泥工業(yè)年采石灰石規(guī)模已逾10億t，隨著經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，裸露地表易于開(kāi)采的礦床日見(jiàn)枯竭，深埋地下難采礦床的能否被利用已成為保證我國(guó)水泥工業(yè)持續(xù)發(fā)展的重要課題。廣州越堡水泥公司6000t／d生產(chǎn)線的建設(shè)就遇到了深埋礦床開(kāi)采的排水和石灰?guī)r上伏第四紀(jì)覆蓋物的加工利用問(wèn)題。本文將對(duì)后者予以介紹。
1 礦區(qū)基本情況和覆蓋物的利用
礦山位于花都區(qū)炭步鎮(zhèn)轄區(qū)，當(dāng)?shù)厝丝诔砻?，土地稀缺。礦床位于洪沖擊平地，地勢(shì)低洼。礦區(qū)地表大部分為魚(yú)塘。石灰?guī)r層的初采標(biāo)高已低于海平面。開(kāi)采境界是在征地范圍內(nèi)圈定的，其上部的第四紀(jì)覆蓋層平均厚15．87m，最厚30．82m，總量達(dá)2800萬(wàn)m3。覆蓋物主要是黏土、淤泥和砂層。當(dāng)?shù)貨](méi)有堆置這些覆蓋物的場(chǎng)地，而它們的化學(xué)成分又符合配料要求。這就需要研究和解決它的加工處理方法．達(dá)到零排放的要求。
根據(jù)深井的揭露，第四紀(jì)覆蓋物除地表腐植層(厚約0．5m)外，其下部共有六層。YJ-1、YJ-4、YJ-6為黏土，層厚分別為2．4m、1．Om、2．8m，主要為淺灰色、質(zhì)軟而有很大塑性，水分大致在15％～20％之間。YJ-3為淤泥層，厚4．9m，含有～7％有機(jī)質(zhì)，色黑、膏狀、塑性大，IM為2．52，水分高達(dá)80．5％～90．4％。YJ-2、YJ-5為細(xì)砂層，層厚分別為1．2m、1．3m，為淺黃～淺灰色，IM分別為13．73和24．67。
由于黏土的IM波動(dòng)大(2．5～4．6)需要根據(jù)不同地段的產(chǎn)出成分，搭配不等的細(xì)砂。因此細(xì)砂單獨(dú)開(kāi)采，且不需破碎。采用單獨(dú)處理方式，分采分運(yùn)，利用長(zhǎng)9km的膠帶輸送機(jī)空閑時(shí)間進(jìn)廠，單獨(dú)存取，按需配入原料中。
黏土和淤泥即使均勻混合，其水分也高達(dá)27％左右，因其很高的水分和塑性，單獨(dú)處理，不僅需要另增一套破碎系統(tǒng)，又因?yàn)檫@種物料不能用膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸，需要專(zhuān)門(mén)的運(yùn)輸車(chē)輛，又因?yàn)楦叩乃趾退苄砸鸬膲簩?shí)性，在廠內(nèi)存放和挖取均甚困難?？梢?jiàn)另搞一套加工系統(tǒng)不僅投資高，經(jīng)營(yíng)費(fèi)高，而且使用中困難重重，工廠無(wú)法正常生產(chǎn)．
將黏土摻入石灰石一并破碎是一種新的加工方法，根據(jù)國(guó)外某些資料介紹，摻入的黏土在破碎過(guò)程中被石粉和碎粒石料拌和，其塑性和黏附性大大減輕，物性發(fā)生改變，因此加工后的這種混合料可用傳統(tǒng)的膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸，同時(shí)后續(xù)的貯取工作也不困難。但是像我們這種性質(zhì)的黏土的混合破碎尚未見(jiàn)有報(bào)導(dǎo)。業(yè)主要求供應(yīng)商提供的原料破碎機(jī)具有適用于對(duì)付這種特別黏的第四紀(jì)物料的自清能力。
常熟仕名重型機(jī)械公司以其對(duì)破碎系統(tǒng)獨(dú)有的配置和對(duì)給料機(jī)、破碎機(jī)的特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)獲得業(yè)主的賞識(shí)，成為該系統(tǒng)主要設(shè)備的供應(yīng)方。
2 混合破碎的工藝介紹
通常石灰石和黏土都各有1臺(tái)給料機(jī)。石灰石用量占總量的80％左右，其卸料坑、給料機(jī)與破碎機(jī)居于同一軸線上(可稱為主軸線，此給料機(jī)也稱主給料機(jī))，黏土用量較少，其卸料坑和給料機(jī)居于側(cè)面，并與主軸線垂直，它將黏土喂到石灰石給料機(jī)的前段。由此，將黏土鋪到主給料機(jī)的石灰石上面，一并送入破碎機(jī)。兩臺(tái)給料機(jī)均由變頻調(diào)速電機(jī)驅(qū)動(dòng)，由在線分析裝置測(cè)出混合料的化學(xué)成分之后，對(duì)兩種原料的配比進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，以確?；旌狭系某煞帧?/FONT>
本系統(tǒng)加工的石灰石入料粒度<1500mm，黏土<800mm，要求出料粒度<80mm占90％，極限最大粒度<lOOmm。設(shè)計(jì)處理能力為l 200t／h。
根據(jù)原料條件和生產(chǎn)規(guī)模我們選用適應(yīng)性最好的機(jī)型，即雙轉(zhuǎn)子錘式破碎機(jī)來(lái)處理這種混合料。破碎機(jī)具有兩個(gè)相向轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子，兩個(gè)轉(zhuǎn)子之間具有承擊砧，由于物料的破碎是發(fā)生在兩個(gè)轉(zhuǎn)子之間，使粘濕物料黏附在固定腔壁的機(jī)會(huì)大大減少。破碎機(jī)的殼體進(jìn)行了專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)，降低了高度，減少了大塊物料對(duì)轉(zhuǎn)子的沖擊，獨(dú)特設(shè)計(jì)的篦子調(diào)整方便，便于黏濕料的通過(guò)。除了錘頭抽取裝置之外，增添了獨(dú)創(chuàng)的液力盤(pán)車(chē)裝置，兩者配合使用，使錘頭的更換工作更輕便更安全。
大泥團(tuán)的墜入破碎機(jī)很易將排料篦縫傾刻間敷住，這種情況的發(fā)展將造成破碎機(jī)的堵塞。為了防止這種現(xiàn)象的產(chǎn)生，在黏土給料機(jī)上添加了切泥機(jī)，經(jīng)切碎的泥料小于300mm。鑒于本礦的覆蓋物中難免有>300mm的石塊存在，它們的出現(xiàn)將給切碎機(jī)工作造成困難。本切碎機(jī)的獨(dú)特結(jié)構(gòu)是旋刀軸裝在懸臂上，一旦遇到石塊可抬升避讓。
石灰石卸料坑端壁傾角達(dá)80°，落差6．5m，采用重型汽車(chē)運(yùn)礦(目前汽車(chē)載重量是45t，今后將改用60t汽車(chē))，卸礦時(shí)對(duì)給料機(jī)的沖擊載荷相當(dāng)大。本給料機(jī)是重型結(jié)構(gòu)，受料段為帶有減震裝置的浮動(dòng)床。槽板底面用自潤(rùn)滑滑道支承，槽板搭接處帶有防漏唇邊，底部用“H”型鋼加強(qiáng)，并用履帶式牽引鏈牽引。驅(qū)動(dòng)的行星齒輪減速器懸掛在軸端，不用另設(shè)基礎(chǔ)。大梁為很結(jié)實(shí)的自承重結(jié)構(gòu)，除后部支承在混凝土基礎(chǔ)上之外，前端托在破碎機(jī)殼體上，中部不用立柱支撐。給料機(jī)傾角為23°。
黏土卸料坑端壁傾角90°，落差4．2m，料坑坑壁均鋪上聚酯板以減輕黏土附著。黏土給料機(jī)與石灰石給料機(jī)具有相同的結(jié)構(gòu)?？紤]到黏土水分高，采用了較緩的傾角(15°)。其下部裝有刮料機(jī)以防止碎料撒落。
破碎機(jī)出料漏斗斗壁是直立的，以減少碎料附著，因此出料膠帶輸送機(jī)帶寬達(dá)2600mm，其后的膠帶輸送機(jī)則為正常帶寬。
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