Технология переработки гравийно-песчаных пород

По характеру выпускаемой продукции и особенностям технологии предприятия промышленности строительных материалов подразделяют на щебеночные (дробильно-сортировочные), гравийно-песчаные и песчаные (гравийно-сортировочные).
Предприятия, на которых сырье добывают экскаваторами, работают в течение всего года. Предприятия с гидромеханизированным способом добычи гравия и песка работают сезонно. Предприятия, выпускающие щебень, гравий и песок, подразделяют на стационарные, сборно-разборные и передвижные. Их производственная мощность соответственно свыше 400, 200— 400 и до 200 тыс. м3/год.
При переработке прочных однородных изверженных, метаморфических и осадочных пород технологическая схема однопоточная, при переработке неоднородных по прочности карбонатных пород — двухпоточных материалов — двухпоточная с выделением гравийного и щебеночного потоков. На предприятия, вырабатывающих свыше 1000 тыс. м3 щебня в год, предусмотрено несколько параллельных технологических линий с одинаковым набором оборудования.
Технология переработки горных пород всех типов включает операции дробления и грохочения, при содержании в горной массе глины применяют промывку.
В зависимости от выхода (%) готовой продукции различают безотходную (100), малоотходную (> 90), высоко- (70—90), средне- (55—70) и низкопродуктивную (< 55) технологии. При комплексном использовании сырья, кроме выпуска щебня, гравия и песка, производят сырье для приготовления цемента, минеральных удобрений, смеси для асфальтобетона, а также добавки к корму животных и птиц и другую продукцию.
Гравийно-сортировочные заводы с гидромеханизированной добычей сырья (для примера) работают следующим образом.
Горная масса добывается земснарядом (рис. 11.1) и в виде пульпы с T:Ж 1:12—1:20 поступает на сортировочный узел, где в коническом грохоте 2 типа КГТ-5500 разделяется по крупности 5 мм на песчаную и гравийную фракции. Гравийный материал обезвоживается в виброобезвоживателе 4, оборудованном ситами с щелевидными отверстиями, и конвейером 5 транспортируется на промежуточный склад 6. Вместимость склада рассчитана на 30—35 ч работы завода.
Песчаная пульпа (0—5 мм) поступает в гидравлический классификатор 3, где в автоматизированном режиме разделяется в восходящем потоке по крупности 0,14—0,2 мм. Слив гидроклассификатора самотеком поступает в шламоотстойник, а крупные пески выгружаются в спиральный классификатор или виброобезвоживатель 7, где обезвоживаются и радиально-поворотным штабелеукладчиком 8 типа ШУПГМ-3 складируются в штабель 9 вместимостью до 20 тыс. м3. Слив классификатора самотеком поступает в зумпф 12 и землесосом 13 откачивается в шламоотстойник.
С промежуточного склада с помощью вибропитателей 181-ПТ 10 и конвейера 11 гравийный материал крупностью 5—250 мм подается на грохот 14, где разделяется по крупности 40 мм. Подрешетный материал на втором грохоте 15 ГИС-62 промывается и разделяется на гравий (5—20 и 20—40 мм) и песок. Гравий конвейерами 16 и 24 транспортируется на склады 17 и 23, песок обезвоживается в спиральном классификаторе 25 (КСН-20) и конвейером 26 направляется в конусный склад 27.
Гравий и валуны крупнее 40 мм направляют в щековую дробилку 18 СМ-741 на дробление до крупности 20 мм и сборным конвейером 19 транспортируют на грохот 21. Здесь дробленый материал промывается и разделяется по крупности 20 и 5 мм. Надрешетный материал конвейером 22 подают на додрабливание в короткоконусную дробилку КМД-1200Гр 20, работающую в замкнутом цикле. Щебень фракции 5—20 мм конвейером 28 транспортируется на склад 29, а песок самотеком сливается в спиральный классификатор 25.
При дроблении гравия фракции 5—60 мм (до крупности 20 мм) без песка и в смеси с ним было установлено, что в последнем случае содержание отсева в продукте дробления щековой дробилки снижается в 2 раза.

Гранулометрический состав продуктов дробления зависит от содержания в питании гравия.

Bce технологические схемы действующих гидромеханизированных предприятий и существующих типовых проектов можно разделить на две основные группы: поточные и поточноцикличные. Выбор технологических схем зависит в основном от содержания гравия в исходной горной массе и от коэффициента неравномерности подачи материала в исходном питании. Применение поточной технологии считается целесообразным, если коэффициент неравномерности не превышает 2,0. При более высоком значении коэффициента применяются поточноцикличные схемы, когда выделенный гравий после предварительной стадии грохочения направляется в промежуточную емкость (склад) и дальнейшая его переработка осуществляется при подаче с этого склада.
При содержании гравия в исходной горной массе до 20—30 %, как правило, применяются поточные схемы переработки, включающие стадию предварительного грохочения по крупности 5 мм и дальнейшие операции по классификации и обезвоживанию песка и разделение гравия по фракциям 5—10, 10—20 или 5—20 мм, а также 20—40 и +40 мм.
При содержании гравия в исходной горной массе свыше 20— 30 % в состав гидромеханизированного предприятия включаются цеха дробления крупного материала на щебень. В этом случае типичной технологической схемой является поточно-цикличная.
На рис. 11.2, а представлена технологическая схема (поточная), используемая при разработке среднепромывистых смесей с содержанием гравия до 80 %. В качестве сортирующих устройств используются конический грохот 4 и виброгрохот 5, Песчано-гравийная смесь, связанная в забое пылеватыми, илистыми и глинистыми частицами, разрабатывается земснарядом 1, который оборудован механическим рыхлителем 2 (фрезой или роторной головкой). Пульпа по трубопроводу 3 поступает на конический грохот 4, где происходит предварительное разделение исходного сырья по граничному зерну 5 мм. Фракция +5 мм, частично засоренная зернами крупностью менее 5 мм, подается на двухситный вибрационный грохот. На верхнем сите отделяется гравий крупнее 20 мм. Гравий 5—20 мм, скатываясь с нижнего сита виброгрохота, попадает в приемник гидроэлеватора 7 и подается по трубам в штабель готовой продукции. Гравий +20 мм, скатываясь с верхнего сита виброгрохота, сбрасывается по направляющему желобу в штабель гравия +20 мм.

Песок, просеявшийся через оба сита виброгрохота, попадает в бункер J и с помощью гидроэлеватора б подается в пульпопровод мелкого продукта, идущий от конического грохота на склад песка, состоящий из трех-четырех карт намыва. Глинистые, пылеватые и илистые частицы удаляются с карт намыва через шандорные колодцы.
Технологическая схема, изображенная на рис. 11.2, б, применяется при разработке песчано-гравийных месторождений, не имеющих включения валунов, с содержанием среднепромывистых примесей до 20 %. В состав технологического комплекса входят земснаряд 1, оборудованный механическим рыхлителем 2, конический грохот 4, колосниковый грохот 5, усреднительная емкость 6, плавучая насосная станция 8. Исходная горная масса от земснаряда по напорному трубопроводу 3 подается на конический грохот, где под действием остаточного напора грунтового насоса производится разделение песчано-гравийной смеси по заданной крупности. Далее пульпа с мелким продуктом поступает в усреднительную емкость; гравий с оставшимся в нем песком поступает на колосниковый грохот, где на наклонной решетке происходит окончательное разделение песка и гравия. Гравий по решетке и лотку скатывается в штабель +5 мм, а пульпа с песком и загрязняющими компонентами поступает в усреднительную емкость, смешиваясь с пульпой, поступившей из конического грохота. Песок транспортируется на склад, разделенный на четыре карты намыва: три карты — намываемые, одна — отгружаемая. Две из намывных карт поочередно принимают водопесчаную смесь; на третьей карте в это время устраивается обвалование из намытого песка. Все карты сужаются в направлении движения пульпы. На каждой карте — по одному водосбросному колодцу.
На рис. 11.3, а представлена технологическая схема добычи и переработки песчано-гравийной смеси, которая используется, как правило, на небольших карьерах и все оборудование выполнено в передвижном или полустационарном исполнении с целью быстрой передислокации на новый участок работ. Земснаряд 1 подает песчано-гравийную массу на гидроклассификатор 4, в котором производится выделение глинистых и пылеватых частиц и очень мелкой фракции песка -0,14—0,315 мм. Крупный продукт классификатора, частично загрязненный мелкими частицами, не попавшими в слив, поступает на конический грохот, где происходит его разделение по крупности 5 мм. Песок подается на гидроотвал, гравий сбрасывается в штабель.

Эта схема может быть использована при разработке песчано-гравийных месторождений с содержанием в исходной горной массе более 3—10 % пылеватых и глинистых частиц и до 15 % гравия.
Технологическая схема, представленная на рис. 11.3, б, применяется на песчано-гравийных предприятиях производительностью 300—500 м3/ч по горной массе, в которой содержание гравия 30—50 %, при незначительном (до 10 %) содержании гальки и валунов. Здесь на первой стадии используется гидроклассификатор большой производительности, режим работы которого устанавливается на разделение зерен по граничной крупности 2—3 мм. Слив гидроклассификатора поступает на гидроотвал, где происходит сброс глинистых частиц через шандорные колодцы. Крупная фракция подается на механические грохоты, где разделяется на две или более фракции гравия.