Руководство по обогащению отсевов дробления и разнопрочных каменных материалов


МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ВСЕСОЮЗНЫЙ ДОРОЖНЫЙ

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ

СОЮЗДОРНИИ

РУКОВОДСТВО

ПО ОБОГАЩЕНИЮ ОТСЕВОВ ДРОБЛЕНИЯ И РАЗНОПРОЧНЫХ КАМЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Предложены технологии и оборудование для "сухого"' и "мокрого" обогащения отсевов дробления и разнопрочных каменных материалов, разработанные Союздорнии, СКВ Главстройпрома, ВНИИнерудом, Союзгипронерудом, ВНИПИИстромсырье, Молдниистромпроектом. Приведены технология и оборудование для организации замкнутой схемы оборотного водоснабжения, с уменьшенным расходом чистой воды. Рассмотрены вопросы охраны окружающей среды и техники безопасности.

Разработанная технология способствует вовлечению в дорожное строительство качественных материалов, полученных из равнопрочных материалов и отходов производства.

ПРЕДИСЛОВИЕ

В настоящем Руководстве рассматриваются вопросы технологии обогащения отсевов дробления и разнопрочных каменных материалов на карьерах дорожно-строительных материалов. Правильная организация процесса обогащения каменных материалов на карьерах оказывает существенное влияние на себестоимость и качество готовой продукции.

Руководство также предусматривает комплексное использование природных ресурсов, вторичного сырья и максимальное устранение производственных потерь.

Работа выполнена на основе анализа отечественного и зарубежного опыта по обогащению отсевов дробления и разнопрочных каменных материалов на предприятиях нерудной промышленности.

Наряду с разработками Союздорнии, в настоящей работе использованы нормативные документы, методические, научно-исследовательские разработки, выполненные Союзгипронерудом, ВНИПИИстромсырье, ВНИИнерудом и другими организациями.

Экономическая эффективность заключается в привлечении для транспортного строительства дополнительных источников нерудных материалов (песка дробленого из отсевов, щебня, гравия), получаемых путем обогащения отсевов дробления и разнопрочных каменных материалов. Это позволяет частично покрыть дефицит качественного щебня, гравия и песка для транспортных сооружений. Кроме того, сокращается дальность транспортирования получаемых материалов от места производства к месту укладки.

"Руководство по обогащению отсевов дробления и разнопрочных каменных материалов" разработано Союздорнии и предназначено для инженерно-технического персонала, занимающегося переработкой и обогащением каменных материалов на предприятиях нерудной промышленности.

Руководство разработали канд. техн. наук М. А. Зимин, инженеры Ф. В. Панфилов, А. А. Матросов, И. А. Афонина.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящее “Руководство по обогащению отсевов дробления и разнопрочных каменных материалов” нормирует требования по обогащению отсевов дробления и разнопрочных каменных материалов, контролю качества продукции, охране окружающей среды и технике безопасности.

1.2. Каменные материалы, применяемые для транспортного строительства, предварительно перерабатывают (дробление до соответствующих размеров, сортировка по крупности) и обогащают (очистка от загрязняющих примесей, разделение по крупности), в результате чего получают материал, отвечающий требованиям технических условий и ГОСТов.

1.3. Под обогащением отсевов дробления и разнопрочных каменных материалов подразумевается комплекс операций, обеспечивающих получение материала необходимого качества. Современный процесс обогащения заключается в отделении слабых разностей и загрязненных примесей, снижающих качество материала, и разделении обогащенного материала на марки по прочности. При разработке схем обогащения необходимо учитывать комплексное улучшение свойств материала.

1.4. Целесообразность использования местных разнопрочных каменных материалов определяют путем их экономического сравнения с привозным камнем.

1.5. Выбор метода обогащения зависит от качества исходного материала, методов его разработки, требований потребителей и других факторов.

Анализ опыта работ по обогащению материалов показывает, что наиболее целесообразным является комплексное обогащение, выполняемое на всех стадиях добычи и переработки каменных материалов.

1.6. Необогащенные отсевы дробления обычно применяются при устройстве земляного полотна, временных объездов и площадок, при рекультивации земель, нарушенных горными и строительными работами; в смесях с малыми дозировками вяжущего и без него для устройства облегченных типов дорожных одежд, подстилающих, морозозащитных и дренирующих слоев.

Проектирование и строительство оснований с применением отсевов дробления, обработанных неорганическими вяжущими, следует проводить в соответствии с требованиями СНиП 2.05.02-85, СНиП III-40-78, СНиП 3.06.03-85, ГОСТ 23558-79.

Проектирование и устройство слоев дорожной одежды из асфальтобетонных смесей с применением отсевов дробления надлежит выполнять согласно вышеупомянутым СНиПам, а также ГОСТ 9128-84 и "Руководству по строительству дорожных асфальтобетонных покрытий" (М.: Транспорт, 1978).

Проектирование и сооружение земляного полотна с применением отсевов дробления следует осуществлять по СНиП 2.05.02-85, СНиП III-40-78 и "Указаниям по проектированию земляного полотна железных и автомобильных дорог" СН 449-72 (М.: Стройиздат, 1978).

Проектирование и устройство морозозащитных и дренирующих слоев из отсевов дробления производят в соответствии с требованиями СНиП 2.05.02-85, СНиП III-40-78, СН 449-72 и "Инструкции по проектированию дорожных одежд нежесткого типа" ВСН 46-83 (М.: Транспорт, 1985).

1.7. Песок из отсевов дробления и песок обогащенный из отсевов дробления применяют в качестве мелкозернистого материала для приготовления асфальто- и цементобетона и т.д., если они удовлетворяют требованиям соответствующих нормативных документов.

Песок из отсевов дробления для асфальтобетонных смесей должен отвечать требованиям ГОСТ 8736-85 и ГОСТ 9128-84.

Дорожные бетоны, в составе которых использованы пески из отсевов дробления, можно использовать при строительстве цементобетонных покрытий и оснований по технологии СНиП 3.06.03-85, СНиП 3.06.06-87, "Инструкции по строительству цементобетонных покрытий и автомобильных дорог” ВСН 139-80 (М., 1980 г ) и "Технических указаний по применению мелкозернистых, (песчаных) цементных бетонов в дорожном строительстве" ВСН 171-70 (Оргтрансстрой. М., 1971).

1.8. Требования по прочности и содержанию зерен слабых пород в каменных материалах определены ГОСТ 8267-82, ГОСТ 8268-82 и ГОСТ 10260-82, а также (в зависимости от назначения каменных материалов) ГОСТ 9128-84, ГОСТ 10268-80, ГОСТ 25607-83, ГОСТ 23558-79.

Проектирование и строительство асфальто- и цементобетонных дорожных покрытий, оснований из материалов, обработанных неорганическими вяжущими, и оснований из щебеночных и гравийных материалов без укрепления вяжущими с применением обогащенных каменных материалов (щебня, щебня из гравия и гравия) следует осуществлять в соответствии с требованиями ГОСТ 9128-84, ГОСТ 10260-82, ГОСТ 23558-79, ГОСТ 25607-83, СНиП 2.05.02-85, СНиП 3.06.03-85, а также "Руководства по строительству дорожных асфальтобетонных покрытий" и ВСН 139-80.

1.9. Отходы обогащения отсевов дробления представляют собой мелкие пески, которые требуют рационального складирования. Наилучшим решением является использование отходов обогащения для нужд народного хозяйства, что, кроме комплексного использования сырья, позволяет высвободить большие земельные участки. Отходы обогащения при соответствующем технико-экономическом обосновании можно использовать в качестве строительного песка, при приготовлении растворов, минерального порошка, а также при изготовлении керамических плиток, кирпича, канализационных труб взамен глины и т.д. Отходы обогащения отсевов в виде каменной пыли служат ценным источником получения микроэлементов минеральных веществ и могут быть использованы в качестве минеральных удобрений и для улучшения структуры почв.

1.10. Отходы обогащения равнопрочных каменных материалов, независимо от их зернового и минералогического состава, следует использовать для отсыпки насыпей и рекультивации отработанных горных выработок, а при ограниченном содержании в отходах глинистых разностей и соответствующем технико-экономическом обосновании - для приготовления известняковой муки. Качество полученных отходов можно существенно повысить обработкой гидрофобизирующими веществами (например, петролатумом). Такой щебень следует использовать для устройства как нижних, так и верхних слоев покрытия на автомобильных дорогах II и III категорий.

При этом в целях уменьшения дробимости щебня и, следовательно, сохранения целостности пленки в период строительства целесообразно укатывать щебень катками на пневматических шинах или легкими катками массой 3 т.

Составы из малопрочных каменных материалов (марки 200-300) и портландцемента с оптимальным количеством воды следует применять для устройства покрытий и оснований автомобильных дорог IV-V категорий во II-V дорожно-климатических зонах методом смешения в установке.

1.11. В процессе обогащения отсевов дробления и разнопрочных каменных материалов следует стремиться к полному их использованию, создавая тем самым благоприятные условия для охраны окружающей среды в районах, прилегающих к предприятиям, производящим каменные строительные материалы.

2. ОБОГАЩЕНИЕ ОТСЕВОВ ДРОБЛЕНИЯ

2.1. Общие требования

2.1.1. Отсевы дробления являются попутным продуктом дробления горных пород и по зерновому составу относятся к песчаному материалу. При переработке отсевов с использованием соответствующего оборудования или технологических приемов получают песок дробленый из отсевов и песок дробленый обогащенный из отсевов, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 8736-85.

2.1.2. Установки по обогащению отсевов дробления, как правило, вводят в технологические схемы действующих дробильно-сортировочных заводов, заводов ЖБК и промышленных баз транспортного строительства.

2.1.3. Установки разделяют по переработке отсевов текущего производства и отсевов, находящихся в отвалах.

2.1.4. Отсевы дробления после первой стадии дробления, по сравнению с отсевами последующих стадий, характеризуются более низкой прочностью и повышенным содержанием загрязняющих примесей, поэтому их, как правило, не подвергают переработке и направляют на склад. Следует предусмотреть раздельное складирование отсевов первой стадии дробления от отсевов второй и последующих стадий.

2.1.5. При проектировании установок по обогащению отсевов дробления необходимо иметь сведения:

о производительности установки и требованиях к обогащенным отсевам дробления;

климатических и гидрологических условиях района;

результатах технологического опробования.

2.1.6. Технологическое опробование включает:

анализ выпускаемых предприятием или находящихся в отвалах отсевов дробления (зерновой состав, содержание загрязняющих примесей и слабых разностей, прочность, влажность, насыпная плотность и т.д.) на всех стадиях дробления отдельно;

определение области применения необогащенных отсевов дробления в транспортном строительстве;

выбор схемы обогащения отсевов дробления и основного технологического оборудования, места отбора отсевов, схемы осветления промывочной воды (при "мокром" способе обогащения) или схемы очистки загрязненного воздуха (при "сухом" способе обогащения) с проведением при необходимости соответствующих промышленных испытаний и технико-экономического обоснования.

2.1.7. Производственное водоснабжение дробильно-сортировочных цехов следует осуществлять преимущественно на основе оборотного водоснабжения. При этом технологическая вода после осветления подается для повторного использования, а вода из источников - на компенсацию потерь, связанных с испарением, фильтрацией, уносом промытым материалом и т.д.

2.1.8. Потребность воды на технологические нужды при обогащении "мокрым" способом следует определять расчетом водошламовой схемы с учетом норм расхода воды.

2.2. Обогащение отсевов дробления "мокрым" способом

2.2.1. При обогащении отсевов дробления "мокрым" (с использованием воды) способом следует исходить из того, что установки для "мокрого" обогащения зимой, как правило, не работают.

2.2.2. Технологическая схема установки (рис. 1) по обогащению отсевов дробления текущего производства "мокрым" способом на дробильно-сортировочных заводах (не осуществляющих промывку щебня) включает следующие операции:

промывку исходных отсевов дробления на виброгрохоте с выделением частиц крупнее 5 мм (при необходимости материал крупнее 5 мм может быть разделен на фракции по граничному зерну 10 (20) мм с получением пульпы из воды и отсевов дробления);

обезвоживание отсевов дробления в ковшовом классификаторе-обезвоживателе, спиральном классификаторе или в другом аппарате аналогичного назначения с по -лучением песка из отсевов дробления или обогащенного песка;

осветление промывочной воды в отстойниках и подачу оборотной воды в технологический процесс промывки;

подачу готовой продукции (щебня и песка) на склад.

Рис. 1. Технологическая схема "мокрого" способа обогащения отсевов дробления.

2.2.3. Для промывки исходных отсевов дробления, выделения из них частиц крупнее 5 мм и пульпообразования следует использовать, как правило, виброгрохоты типа ГИЛ или ГИС. Размер грохота зависит от производительности установки по обогащению и определяется расчетом (прил. 1).

Виброгрохот оборудуется специальным приемным лотком длиной не менее 1 м, имеющим дно вогнутой или уступообразной формы (рис. 2).

Над приемным лотком и ситом виброгрохота для подачи воды устанавливают трубы с форсунками или поперечными щелевыми прорезями. Давление воды в трубах поддерживают не менее 0,2 МПа. Для сбора материала (пульпы), прошедшего нижнее сито, устанавливают пульпосборник в воде пирамидального бункера.