中国水电九局砂石骨料生产线之半干式制砂工艺成长历程

　　2003年，中国水电九局在乌江索风营水电站建成的国内第一座绿色环保型大型人工砂石生产系统。

一个不以绿色经济立国的国家是难以实现可持续发展的
一个不以绿色经济为主导的城市其发展是没有出路的
一个不以绿色理念为导向的经济实体是没有生命力的
一个不以绿色观念为现代意识的人其人生观是不健全的

——绿色中国建设工程（绿盟）宣言

　　1月8日，水电九局有限公司人工制砂研发中心于正式挂牌成立。标志着水电九局有限公司人工制砂技术研发进入集约化、规模化、系统化的崭新阶段。
　　有人说，一个企业就是一种理念。理念是企业的纲领，是企业的灵魂，是企业“高于利润的追求”。世界上最优秀企业的生存，都有这样两个目的:一是经营理念，第二才是赚取利润，因为利润是企业生存的前提，而理念的经营却是企业长久生存的前提。
　　因而，中国水电九局在经营人工砂石产业时，靠的就是经营“绿色环保”这样一个理念。

　　“绿色环保，节能降耗”是当今世界产业发展的永恒主题。我国正在加大水土保持治理力度，提倡开发清洁能源，建设绿色环保水电站。所以，近几年来，中国水电九局在大型人工砂石系统的设计及施工阶段，就从矿山开采、资源利用、能源消耗、粉尘、噪音、废水处理回收利用等多方面、全方位进行绿色建造。
　　他们提出的设计理念是：智能节能、 绿色环保。
　　在人工砂石生产系统设计、建设、运行管理过程中强调的是：循环经济、清洁生产。
　　在发展人工砂石产业中遵循的原则是：走自主创新之路，领先人工砂石生产工艺和技术，建设绿色环保砂石工程，为顾客提供高品质的砂石骨料。

　　一个大胆尝试，开启中国人工制砂的历史
　　追朔中国人工制砂工艺技术的历史渊源，应该可以这样界定：中国人工砂石生产技术，源自于中国水电九局。
早在上世纪五十年代末的1959年，中国水电九局（当时为贵州省猫跳河水电工程指挥部）在猫跳河流域开发中，由于河床天然砂石料严重缺乏，且天然风化砂强度低，达不到筑坝的强度要求。水电九局的工程技术人员大胆提出使用人工砂，却被请来指导我们修建水电站的外国专家当场予以否决，他们认为不可思议，认为九局人异想天开。九局人不迷信权威，大胆实践，自行设计、制造安装了最初的人工砂石系统，利用锤式制砂机、干法制砂工艺生产出合格的成品骨料，并应用于猫跳河流域一级红枫水电站（当时名为姬昌桥水电站）建设中，打破了外国水电专家“不可能使用人工砂石骨料浇筑混凝土”的神话，率先在国内成功地研发出人工砂石骨料加工技术，由此，中国第一代人工制砂技术诞生。
　　1978年，《用白云岩制水工混凝土的人工砂》技术荣获贵州省科学大会奖。
　　上世纪七十年代初，在乌江渡水电站建设中，水电建设者借鉴猫跳河流域开发建设中干法制砂的经验，采用棒磨机制砂，建成当时国内最大的人工砂石生产系统，创立了第二代制砂技术
——湿法制砂技术。
 
　　八十年代，水电九局在天生桥二级、乌江东风、湖北朝阳寺等大型水电站砂石工程施工中，分别对干法制砂和湿法制砂工艺进行了大量的工艺性试验和改进，利用圆锥破和棒磨机联合制砂，使中国的人工制砂技术又有新的发展。九十年代，三峡水利枢纽建成了当时世界上规模最大的(2400t∕h)人工砂石加工系统，采用新型液压圆锥式破碎机和立式冲击破碎机与棒磨机联合制砂,使中国的第二代制砂技术更加趋于成熟。
　　一个理念，创立一个自主品牌
　　大家都知道，21世纪的经济是一个知识的经济，品牌决胜的经济，技术与品牌代表着企业的竞争能力，竞争优势决定着一个施工企业的生存与发展，如何抓住或发展竞争优势是每个企业的当务之急，是影响企业成败的关键因素。而作为行业性特别强且市场竞争十分激烈的大型人工砂石生产行业，仅仅拥有自己的核心技术仍然难以立足市场，因此，中国水电九局在21世纪初就果断地“打出”绿色环保这张“王牌”，在大型人工砂石系统的设计、建设、运行管理过程中，始终贯穿“全方位绿色建造，全系统实现智能节能”的理念，从矿山开采、资源利用、能源消耗、粉尘、噪音、废水处理回收利用等多方面进行不懈的科技攻关，冲破我国几十年来传统制砂工艺的束缚，于2003年在乌江索风营水电站大型人工砂石系统设计建设运行中，创造性的研发了“绿色环保型半干式制砂工艺”（即中国第三代制砂工艺技术），建成国内第一座绿色环保型的人工砂石生产系统，不仅解决了几十年来国内未能很好解决的环境保护问题，还有效解决了人工制砂中三大指标（人工砂细度模数、石粉含量和含水率）难以控制的问题，其科研成果于2005年5月通过国家鉴定，“达到国内领先水平”， 荣获国家、省部级多项科技进步奖，拥有国家发明专利，制定了国家人工砂石行业第一部施工工法，为企业缔造了一个自主品牌。
　　一个自主品牌，为企业赢得广阔市场
　　中国水电九局自2003年在人工砂石生产技术方面创立了拥有知识产权的自主品牌以后，“绿色环保型半干式制砂工艺”备受市场青睐，在水利水电工程、核电站工程、机场、码头、高速公路、市政工程建设领域赢得广泛的市场，在近7年时间里，即承建了近20座大型、特大型人工砂石工程。特别是2008年6月，中国水电九局以其雄厚的实力，独家拥有国内最先进的制砂工艺技术，响亮的“绿色环保砂石”品牌，一举中标承建目前世界上投资规模最大（单标12亿元）、生产能力最大（3300t/h）的金沙江观音岩水电站巨型人工砂石系统工程，同时中标承建广东台山核电站人工砂石系统工程，使中国水电九局的人工砂石产业，从工艺技术到产业规模有了飞跃发展。
　　中国水电九局近几年来承建的部分人工砂石系统工程
序号 项目名称 岩石岩性 系统处理规模（t/h） 砼用途 生产总量万t 投产 备注
1 贵州索风营水电站 石灰岩 850 碾压常态砼 254 2002年  
2 云南云鹏水电站 石灰岩 550 反滤常态砼 110 2003年  
3 湖南皂市水电站 石灰岩 750 碾压常态砼 261 2004年  
4 贵州光照水电站 石灰岩 1250 碾压常态 546 2005年  
5 贵州龙洞堡机场 白云灰岩 250　 机场跑道砼　 42 2005年  
6 山东公路建设 石灰岩 250×2 桥梁砼 300 2005年  
7 山东公路建设 玄武岩 250×2 沥青路面 300 2005年  
8 云南苏家河水电站 花岗岩 660 反滤常态砼 187 2006年  
9 云南松山河水电站 结晶灰岩 375 碾压常态砼 60 2006年 砂
10 贵州沙沱水电站 石灰岩 1500 碾压常态砼 596 2007年  
11 贵州石垭子水电站 石灰岩 750 碾压常态砼 181 2008年  
12 云南石门坎水电站 砂岩 500 常态砼 130 2008年  
13 广东台山核电 花岗岩 440 核岛砼 430 2008年  
14 金沙江观音岩水电站 石灰岩 3300 碾压常态砼 1860 2009年  

　　一项创新技术 为生产高品质人工砂石骨料探索出一条新途径
　　实践证明，骨料中的石粉能够提高碾压混凝土密实性，改善混凝土抗渗性能、变形性能和混凝土和易性。石粉可作水泥掺合料替代部分粉煤灰，还能增大混凝土中浆体材料含量，使振压后层面容易泛浆，改善层面结合质量。
　　2001年1月1日开始实施的《水工碾压混凝土施工规范》，就将成品砂的石粉含量由17%扩大到22%，其最优石粉含量为16％～22%。同时要求砂中小于0.08mm的石粉含量应达到8％～12%，砂粒中粒度小于0.16mm的石粉在碾压混凝土中的作用越来越被重视，甚至成为碾压混凝土不可缺少的组成部分，因此碾压混凝土坝工程，要求石粉含量要高。然而，在机场、高铁、核岛等特殊领域工程建设中，绝大部分为C50—C70高标号混凝土，成品砂的石粉含量要求要低一些。这一高一低，如何得到有效解决？
　　中国水电九局在国内首创的绿色环保型半干式制砂工艺的主要特点是：以破代磨、多破少磨，前湿后干、干湿混合，智能节能，绿色环保。因此，它可以同时解决干法和湿法制砂工艺存在的一些弊端，砂的石粉含量、细度模数、含水率均可以得到有效控制，再辅以粉砂、生产废水回收利用，既能够提高砂的产量和减少用水量，又实现节能降耗，达到绿色环保目标。
　　几年来，这项新工艺在国内多项工程建设应用中取得显著成效。
　　在云南云鹏水电站、苏家河口水电站人工砂石系统，成功地运用“半干式制砂”同一套工艺、同一套设备生产出反滤料，刷新了国内空白。
　　在乌江沙沱水电站大型绿色环保人工砂石系统和金沙江观音岩水电站目前世界上生产能力（处理能力不低于3300t∕h）最大的人工砂石系统运行中，已实现全流程智能化控制，生产出优质的人工砂石骨料，粗骨料针片状含量少于3%，碾压砂石粉含量大于17%，污水处理达到“零排放”。
　　在广东台山核电厂，针对核电对人工砂石品质、标准要求高的特点，结合料源为花岗岩的特性，大胆创新，使半干式制砂工艺技术又有新的突破，建成了一套绿色环保型的人工砂石系统，并生产出高品质的人工砂石骨料。实测粗骨料针片含量<1%；成品砂细度模数FM=2.7—2.9,石粉含量<3.8%，已正式用于核电核岛C50混凝土浇筑。
　　六年多来，水电九局生产出的砂石骨料成品质量，已远远优于行业标准和国家标准，标志着中国水电九局的半干式制砂工艺技术，不仅在石灰岩、花岗岩、沙岩、变质岩等各类料源生产中得到成功应用，而且生产用水循环回收利用率达到90%以上，没有排放一滴生产废水，噪音和粉尘排放完全符合国家标准，实现真正意义上的绿色环保，为建筑领域各种混凝土高品质人工砂石骨料生产、探索出了一条新途径。
一个惊人的效益，助长一个产业的飞速发展
　　绿色环保型半干式制砂工艺最明显的经济效益就是：节能降耗。传统的制砂工艺技术，每生产一吨成品骨料耗电量为7—12度，耗水量为2.50～3.5m3，而应用绿色环保型半干式制砂工艺及智能化控制技术，每生产一吨成品骨料可以节约用电、用水55%以上。由于智能化控制程度高，可以大大减少人力资源投入，因为整个系统布置紧凑，与传统工艺相比，系统平面布置可节省用地35—50%。还有一个最大亮点是节约原材料，砂石骨料加工过程中，只要是满足强度和含量要求的毛料均可全部利用，同时还可以降低混凝土集料中6%的粉煤灰掺量。
　　据不完全统计，中国水电九局运用自主创新的“绿色环保型半干式制砂工艺”，在国内10余座大型环保人工砂石系统生产运行中，为社会累计节约资金５亿多元。
　　更重要的是，2005年3月，中国水电九局成立砂石专业分局时，砂石业务合同储备额仅仅4000万元，短短几年时间，截至2009年底，合同储备额达到22亿元，并逐渐发展成为企业的支柱产业。