总结：这篇文章以一个花岗岩开采项目为例，对花岗岩覆盖物的原材料测试、原始工艺方案和改进工艺方案进行研究，提出了一套用于准备洗砂的完整技术解决方案。

沙石行业这些年来迅速发展，已成为不可或缺的基础建筑材料。在行业过渡到大规模和工业化发展阶段的过程中，矿山覆土的处理始终是一个关键焦点。如何避免覆土的生态影响，如何综合利用覆土以提升矿山盈利能力是每个采矿项目必须考虑的必然且严重的问题。本文以花岗岩采矿项目为例，对花岗岩覆土的原材料测试、原始工艺方案和改进工艺方案进行研究，提出了一套完整的技术解决方案，用于从花岗岩覆土中制备洗沙。

1. 引言

本花岗岩采矿项目有厚厚的覆盖层以及需处理的大量覆盖物。由于在项目地点无法设立大型倾倒场，因此建立了一条从采矿覆盖物中准备洗砂的生产线，以提高项目的整体经济效益并解决覆盖物的处置问题。工艺方案的确定主要基于材料来源的特性、项目特点以及市场状况。目前，行业内尚无成熟且可实施的技术解决方案来将花岗岩覆盖物制成洗砂。因此，本研究对采矿覆盖物的原材料、制砂工艺及废水处理工艺进行研究，对比原始工艺方案与最终改进实施方案，为行业及类似工程应用提供参考。

Process for Producing Washed Sand from Granite Overburden

2. 原材料特性

本项目区域的矿石为中细粒的角闪石黑云母花岗岩二长岩，呈灰色，具有中细颗粒的花岗岩结构和块状结构。矿物成分主要包括斜长石、钾长石、石英、黑云母和角闪石，SiO2含量在68.80%至70.32%之间。矿石坚硬，抗压强度在172至196 MPa之间，平均为187.3 MPa。覆盖物主要由沙质粘土（表土）和完全风化的花岗岩组成，厚度分布不均。其主要成分为粉土和沙粒，同时有一些高度风化的碎片和孤立的花岗岩二长岩。覆盖物厚度范围在2.2至24.40米之间，平均厚度为11.7米。

为了检测覆盖物的砂含量、粘土含量及其他关键数据，从采矿区三个代表性地点取样，并在当地测试中心进行测试。实验数据分析表明，覆盖物中的粘土含量约为35%，细度模数良好，可被归类为中砂。

3. 生产规模与产品

根据采矿规模、采矿计划、服务年限、剥离进度计划以及天然砂销售的目标市场，准备洗砂的生产规模设定为每年600,000吨（t/a）。每年工作280天，每天工作16小时，设计处理能力确定为每小时220吨（t/h）。

主要产品为洗砂，同时副产品包括泥饼和回填砾石/废弃土壤。

4. 原始工艺方案

原始的从覆盖物中制备洗砂的生产线主要包括覆盖物的破碎车间、洗砂车间、洗砂存储棚、废水处理系统和传送带。

经过振动筛喂料后，大于60毫米的材料被破碎机粉碎。颚式破碎机并与小于60毫米的材料混合后，运输到一个圆形振动筛上。筛分设置为三层，筛面上安装了喷水管，以洗涤进料材料，将其分为三类：>40毫米、4.75毫米-40毫米和<4.75毫米。大于40毫米的材料进入矿石生产线或作为回填砂石出售，而4.75毫米到40毫米之间的材料则由细碎机进行破碎。圆锥破碎机并与筛选过程形成闭路循环。小于4.75毫米的材料被冲洗后，运输到洗砂储存棚进行储存和装船。

(1) 覆土破碎车间

采矿覆土由卡车运输到破碎车间的接收料斗，该车间配备有一个条间距为60毫米的重型给料筛。筛选出的材料由细颚式破碎机破碎，然后与小于60毫米的材料混合，通过带式输送机输送到洗砂车间。经过洗砂车间的洗涤和筛分后，4.75毫米到40毫米之间的材料返回到细圆锥破碎机，形成与洗砂车间圆振动筛的闭路循环。

该过程采用细颚式破碎机破碎偶尔出现的巨石和高度风化的块体，方便洗涤和筛分。设备的进料率为220吨/小时，包括：

  • 1台重型筛（4500×1200毫米，220吨/小时产能）
  • 1台细颚式破碎机（45吨/小时产能，<75%负荷率）
  • 1台圆锥破碎机（50吨/小时产能，<80%负荷率）

(2) 洗砂车间

破碎材料通过带式输送机运输到洗砂车间的圆振动筛，该筛分为三层，配有水喷管进行洗涤，将材料分为四类：<4.75毫米，4.75毫米-20毫米，20毫米-40毫米，以及>40毫米。大于40毫米的材料可以送往半成品堆；4.75毫米到40毫米之间的材料与细圆锥破碎机形成闭路循环；小于4.75毫米的材料采用螺旋洗砂机和洗砂细砂回收装置进行洗涤。

测试数据表明，>4.75毫米的材料极少。经过破碎和筛分后，>40毫米的材料被作为回填卵石出售。洗涤厂设备包括：

  • 2台圆振动筛（260吨/小时产能）
  • 2台螺旋洗砂机（140吨/小时产能）
  • 2台组合洗砂/细砂回收单元（每个包含一个斗轮洗砂机、线性脱水筛和水力旋流器）

(3) 废水处理系统

覆土处理线路采用洗涤工艺，水主要用于冲洗筛分设备和洗砂细砂回收装置。配置了一套废水处理设备，通过回收实现生产废水的零排放。废水被收集并泵送到浓缩池进行浓缩。在浓缩过程中，加入化学药剂加速浓缩池内固体颗粒的凝结和沉淀，实现固液分离。浓缩池上层的清水通过池周围的溢流通道流入回水池，并被回收用于生产系统中材料的洗涤；浓缩的泥浆通过刮泥设施汇聚到池底的中央污泥坑，然后被泵送到缓冲混合池。经过均匀混合后，泥浆被泵送到滤压车间进行压滤干燥，过滤后的清水返回水池，泥饼则通过卡车运输出售。

废水处理系统（650吨/小时能力）包括：

  • 1个浓缩池（28米）
  • 4台快速开启的滤压机（800/2000型）

本文比较了从花岗岩表土制备洗砂的原始工艺流程与改进后的实施方案。通过优化和调整破碎设备、筛分设备、洗砂设备和废水处理设备的类型和型号，该项目实现了工程投资的降低、产品质量的改善和生产线的稳定性增强。目前，该项目的表土洗砂生产线运行良好，市场竞争力强，从而提高了整体项目的盈利能力。通过此次研究，旨在探索一种绿色高效的表土洗砂制备工艺，提高产品质量和项目盈利能力，同时实现节能降耗，引导行业向高质量发展迈进。