高品質な玄武岩骨材はどのように製造されるのか？

Summary: この記事は、高品質な玄武岩骨材の全生産工程を取り上げています。原材料の管理、破砕、成形、ふるい分けから清浄度管理まで、各段階が骨材の品質にどのように影響するかを検討し、主要な生産管理ポイントを明らかにしています。玄武岩骨材の生産者にとって体系的な品質管理の参考となる内容です。

玄武岩は、その高い圧縮強度、優れた耐摩耗性、安定した化学特性から、道路、高速鉄道、水力発電プロジェクト、超高強度コンクリートの重要な骨材源となっています。しかし、同じ玄武岩の原鉱石からも、異なる生産ラインによって非常に品質の異なる製品が得られることがあります。高品質の玄武岩骨材に対する市場の需要は引き続き増加していますが、安定的に高品質な玄武岩骨材を供給できる生産ラインは多くありません。その理由は鉱石自体ではなく、各生産段階での管理レベルにあります。では、いかにして高品質な玄武岩骨材が生産されるのでしょうか。

I. 高品質な玄武岩骨材とは何ですか？

Referring to GB/T 14685-2022 Pebble and Crushed Stone for Construction, high-quality basalt aggregate (Class I) should meet the following core indicators:

これらの指標の中で、割れやすく伸長した粒子の含有量と粒子の形状は、製品の品質レベルを区別する上で最も効果的です。高品質な骨材と一般的な品質の骨材の差異は、これら二つの指標に集中しています。

II. 原料管理：高品質の玄武岩骨材は鉱山原料から始まる

多くのオペレーターは総合的な品質問題をクラッシャーのせいにしますが、実際には原材料の品質も最終的な骨材品質を決定する重要な要素です。どれだけ優れたクラッシャーでも、劣化した原材料をクラスIの高品質な骨材に変えることはできません。

爆破設計

爆破結果は、下流の生産工程全体に直接影響します。

爆発破片のサイズが大きすぎると、一次破砕のエネルギー消費が増加し、ライナーの摩耗も激しくなります。逆に、小さすぎると粉塵の含有量が高くなります。過度な爆破は、多量の微粉と石粉塵を発生させ、これらが細粒含有量や生産ラインに入った後の塵埃集集圧力を高めます。

選択採掘

玄武岩堆積物には一般的に表面の風化帯があります。風化帯の玄武岩は圧縮強度が著しく低下し、薄片状の粒子を形成しやすいため、高品質の骨料原料としては適していません。高品質な玄武岩骨料を生産するためには、選択的採掘を実施すべきです：

· 表面の風化した原材料は分別されて取り除かれ、道路の路床材や低品質の骨材として使用されます。

· 深層玄武岩が高品質な骨材生産ラインに入りました。

· 雨季には、土壌が生石の表面に付着しやすいため、給餌段階での事前のふるい分けと洗浄を強化すべきです。

3. 原材料の蓄積

採掘された玄武岩原料は適切に保管すべきです。

· 備蓄地盤は、底部に土壌が混ざるのを防ぐために堅固にする必要があります。

· 異なる品質の原材料は、風化した材料と良質な原材料の混合を避けるために、別々のゾーンに在庫保管するべきです。

· 原材料は先入先出の原則に従います。長期間保管された玄武岩の表面は湿気や気候の影響を受け、骨材の清浄さに影響します。

III. 粉砕段階：玄武岩骨材の品質をどのように管理するか？

安山岩は硬度が高く、研磨性も強いです。高品質な骨材を得るための破砕段階では、通常、一次破砕＋二次／三次破砕の構成を採用します。各破砕工程は、粒子の形状、階級配分（グレーディング）、そして細粒分の含有量に影響を与えます。高品質な安山岩骨材を生産するためには、それぞれの破砕段階が品質に与える影響に注意を払い、目的に応じた管理を実施する必要があります。

1. 原料破砕：高品質な玄武岩骨材の基礎を築く

一次破砕は、爆破された原石を中粒径に破砕し、その後の二次・三次破砕のための供給条件を整え、全ての生産ラインの品質基盤を築きます。

· 安定した粒子サイズ： 一次 crushingからの排出粒子の粒度分布は、二次/三次 crushingの供給条件を決定します。排出が安定し、粒度分布が集中している場合、二次/三次 crushingは安定した状態で運転できます。高品質な骨材を生産するためには、一次 crushingの段階で排出開度の安定性を確保し、排出粒子の粒度を制御する必要があります。

· Control clay content at the source: High-quality basalt aggregate requires clay content ≤0.5%. Once clay enters downstream, it ultimately adheres to the finished product surface, raising clay content indicators, and removal costs increase. Configuring pre-screening equipment at the feeding stage is a low-cost and most direct method for clay content control.

2. 二次/三次破砕：玄武岩骨材の品質形成の核

二次／三次破砕は、安山岩骨材生産の中核段階です。最終製品の粒径分布と粒子の形状の基礎は、この段階に大きく依存しています。高品質な骨材を製造するためには、二次／三次破砕の排出開度を合理的に設定し、給料を安定させ、排出粒子サイズを後段の整形およびふるい工程で処理可能な範囲内に集中させる必要があります。

安山岩の二次・三次破砕には一般的にコーンクリッシャーが使用されます。層状原理の効果は、破砕室内の材料層の厚さに依存します。十分で連続した給料がある場合、粒子間の圧縮が徹底され、粒子の形状は比較的均一になります。そうでない場合、粒子形状の不安定さが生じやすく、ライナーの摩耗も加速します。生産中は、機械の運転状態を適時監視し、パラメータを適切に調整し、摩耗しやすい部品を交換して、二次・三次破砕の排出品質を安定させる必要があります。

IV. 材料成形：高品質な玄武岩骨材への鍵

破砕段階が「適格な材料」の問題を解決するならば、成形段階は「優れた品質」の問題を解決します。高品質な玄武岩骨材プラントは、一般的に成形段階を備えています。

なぜ玄武岩骨材の生産に成形が必要なのですか？

二次・三次コーン破砕からの材料出量は、最終的な高品質骨材基準を完全には満たしていません。粒子のかなりの割合は、薄くて長い形状を示し、コンクリートの密度と強度を低下させる傾向があります。成形の目的は、衝撃破砕を通じて薄くて長い粒子をより立方体に近い形状に再形成し、骨材の薄くて長い粒子含有量を減少させ、高品質な玄武岩骨材の要求をより良く満たすことです。

整形は通常、VSIクラッシャーを使用します。"岩と岩"の破砕原理を利用して、材料は高速ロータによって加速され、吹き飛ばされます。材料は破砕室の壁に衝突し、粒子間の破砕を実現します。この過程では、金属の消耗部品はほとんど直接破砕に関与しないため、摩耗コストが低く、玄武岩のような高摩耗性材料に適しています。

2. 成形段階における重要な制御ポイント

· 粒子サイズ制御 成形段階への大型供給は、ローターの詰まりや投射効率の低下を引き起こす可能性があります。二次・三次破砕の排出物は最初にふるいにかけ、規格内の材料は成形機に送られ、規格外の材料は再破砕のために振動式コーンクラッシャーに戻されるべきです。

· Speed control. 成形の効果はローターの先端速度に依存します。速度が高いほど、素材の投射運動エネルギーが大きくなり、衝撃破砕がより徹底し、成形の結果も良くなります。しかし、過度な速度はエネルギー消費の増加や焼売部品の摩耗を早めることも意味します。実際の運転では、給料条件や目標とする粒子形状に基づいて、速度を適切に柔軟に調整すべきです。

· Throughput control. 材料成形は単に一度通過するだけではありません。過剰な給料速度は破砕室内の材料密度を過度に高め、衝撃の効果を弱め、成形不足を招きます。逆に給料速度が不足すると能力の無駄になります。適切な方法は、設備の処理能力の範囲内で給料速度を制御し、各粒子に十分な衝撃運動エネルギーを与えることです。

高速道路の表層路面、高速鉄道の軌道碎石、高強度コンクリートをターゲットとした玄武岩骨材生産プロジェクトにおいて、成形段階は必要不可欠な構成です。

V. スクリーニング段階：高品質玄武岩骨材の階層化の保護

玄武岩骨材の製造において、ふるい分けの段階が仕上げ品の粒度配合を決定します。

1. スクリーンメッシュ設定

高品質な玄武岩骨材は、一般的に複数の規格を同時に生産する必要があります。そのため、スクリーンメッシュのふるい目は目的の規格に厳密に一致している必要があります。同時に、スクリーンの層数とふるい面積は処理能力に応じて適切に配置しなければなりません。ふるい面積が不十分だと、ふるい効率が低下します。

2. 閉回路スクリーニング

高品質な玄武岩骨材の製造プロジェクトでは、二次/三次破砕後に一般的に閉回路のふるい循環を追加します。振動ふるいは、同時に適格な材料を仕上がり品として振り分け、不適格な材料を破砕機に戻すことで、ふるいの効率と仕上がり品の粒度を完全に確保します。

VI. 安山岩骨材の細粒分含有量を基準に適合させるにはどうすればよいか？

Basalt contains 45%–52% SiO₂, making the fine dust generated during crushing a respirable crystalline silica hazard. The crushing process also produces fine dust that must be controlled to meet specifications. Dust adhering to aggregate surfaces causes fines content to exceed standards. This is a key indicator for evaluating high-quality aggregate. Dust collection processes can be reasonably configured in production stages to reduce aggregate fines content.

乾式ホコリ収集プロセス

粉塵の漏れやすい場所（給餌、破砕、篩分け段階など）において、粉塵収集システムを設置してください。

· 高圧水ミストスプレー ほこり濃度が低いポイントに適しています

· パルスダストコレクション： ほこり濃度が高い点に適しています

2. 濡れ洗い工程

高品質な玄武岩骨材プラントで、細粒分含有量の厳しい要求がある場合、乾式ダストコレクションだけでは安定した適合が難しいことがあり、洗浄段階の追加が必要となります。

· スパイラル砂洗い機またはホイール砂洗い機を使用して、粒状物の表面に付着した微粉を除去します；

· 細砂回収装置は洗浄後に設置し、粒状の小さな骨材の損失を減らす必要があります。

· 湿式生産には、環境の持続可能性のための水のリサイクルを行うための廃水処理システムも必要です。

まとめると、高品質な玄武岩骨材の生産は、どの段階においても単なる突破ではなく、全生産過程を通じた体系的な管理と制御の結果です。原料は基礎であり、破砕は重点、成形は鍵となり、ふるい選別は粒度を守り、骨材の清浄度は品質の基準です。生産のすべての段階を管理することで、鉱石はその最大の価値を発揮し、最終的には高品質骨材の需要市場に応えることができるのです。

高品質な玄武岩骨材製造ソリューションについては、SMBにご相談ください。

SBMは、30年以上にわたり玄武岩骨材の生産分野に深く携わり、豊富なグローバルプロジェクトの経験を持っています。ワンストップのカスタマイズソリューションについては、お問い合わせください。