金安桥水电站工程混凝土骨料需求量约1180 万t，其中碎石730 万t、碾压混凝土用砂230 万t、常态混凝土用砂220万t。
采用玄武岩生产人工砂石骨料在技术方面还存在很多空白，如如何获取高石粉的碾压砂等。为提前获取玄武岩轧制骨料的各项技术参数，以指导尚未建成的金安桥砂 石系统， 于2006 年1 月从金安桥水电站玄武岩料场选取毛料运往在工艺流程和设备配置与之相似的三峡下岸溪砂石系统进行生产性试验，并形成试验成果。从试验成果反映，玄武岩制砂 成砂率低、产粉率低，同时也给正在施工的金安桥砂石加工系统提了醒：如果按原设计继续施工行不通，必须进行优化和改造，方能达到设计和标准要求。
如何优化改造？ 针对此，项目部专门成立了《玄武岩制砂技术攻关qc 小组》，并拟定了详细、周密的实施计划，进行摸索式攻关。
2 玄武岩岩性
玄武岩一般由斑晶矿物和基质两部分组成， 斑晶主要是斜长石、辉石、橄榄石，玄武岩十分坚硬，很难加工。
3 成品细骨料（砂）的质量技术要求成品细骨料（砂）的质量技术要求具体详见表1。
4 系统工艺流程设计
投标阶段，根据投标设计，砂石加工系统由金安桥玄武岩石料场、粗碎车间、半成品运输竖井和平洞、半成品料堆、中、细碎车间、超细碎车间、一筛分车间、二筛分车间、三筛分车间、四筛分车间、棒磨车间、成品料仓、供排水系统、石粉回收、水处理系统等组成。
系统工艺流程设计综合考虑了金安桥水电站工程混凝土施工所需人工砂石料的各种级配要求， 既要满足高峰生产强度的需要，又要考虑低峰时段生产运行的经济性，既要适用于碾压混凝土骨料的生产，又要适用于常态混凝土骨料的生产，并重点对系统运行的 可靠性、经济性在工艺设计和设备选用配置上给予了充分的考虑。
5 优化与改造
系统试运行阶段，本项目成立了qc 专项小组，通过反复试验，并针对玄武岩制砂成砂率低、产粉少进行了分析，存在的问题主要有：
（1）岩性十分坚硬，呈现硬、脆、碎特性，难以达到设计破碎比；
（2）物料磁性重，筛分效率低；
（3）粗骨料裹粉率高；
（4）石粉流失大。
针对以上问题，经过认真分析，着手从以下几个方面进行优化与改造：
（1）超细碎设备选型及工况改进
玄武岩制砂石粉含量和产砂率低是其本身固有的特性，三峡下岸溪砂石系统玄武岩轧制骨料生产性试验情况表明，超细碎设备选用的是b9000 立轴冲击式破碎机，功率220kw，转子线速度60m/s，产砂率9.27%，细度模数3.85，含粉率仅5.07%。
从厂家提供的破碎曲线图可以发现： ①提高转速可以增加颗粒动能和提高破碎率；②转子直径的增大，颗粒在转子内的研磨路径得到延长，能生产出更多细料。为此，在金安桥砂石加工系统对超细碎设备的选型和运行工况进行了改进，选用s-12型立轴冲击式破碎机，将功率提高到250kw，并将转子线速度改为65m/s。试验结果为：产砂率达到28%，细度模数2.81，含粉率15.66%。解决了石粉含量和产砂率的问题。
（2）三筛工艺优化
①进料方向及位置改进
现场发现，进料胶带机下料抛物线直接冲击筛面，造成筛面分料不均，下料点筛网堵孔严重，并且物料磁性重、“粘”性大，导致筛分效率低、用水量增大。同时， 由于玄武岩破碎的物料棱角锋利，下料点筛网割裂。为此，在进料胶带机机头增设反向三通裤衩漏斗，在筛面尾端加一块耐磨分料板，让物料在
筛分机尾端呈线状均匀下料，并布满筛面。一定程度上解决了筛分效率低、用水量大等问题，并延长了筛网使用寿命。
②等厚筛的应用
要想彻底解决筛份效率低这个问题， 仅凭加分料板还不够。因此，本系统选用了wzd 直线等厚筛。wzd 型直线等厚筛运动轨迹为直线。可为煤炭、焦炭、矿石、砂砾、或其他物料进行干、湿式分级，对中、细颗粒的分级效果更佳。筛面选用不同倾角的数段筛板首尾相 接，筛面纵向呈折线形式，入料端采用33°的大角度，可令更多物料通过筛面时具有较高的筛分速度和快速的物料分层，使大颗粒能较快的穿过陡坡。让物料快速 分层能够使细颗粒更快地接触筛面，增加物料的透筛机率，随着物料在筛面上继续运行，大块物料运行速度低，小颗粒接触筛面的机会增大能保证筛面上的物料层厚 度基本保持不变，从而使处理能力和筛分效率显著提高。通过比较，与同规格园振动筛相比，处理能力提高15%，筛分效率提高12%。
（3）干湿两用脱水工艺改造
考虑到玄武岩本身成粉率低， 如果经过过多的筛分、洗泥、脱水环节，将会造成更多砂子石粉流失，为此，本系统采用干湿两用工艺。粗、中、细破碎车间产生的小于5mm 的砂子经一筛、二筛干筛后，含泥量在标准范围内的免冲洗直接进入成品砂仓，减少石粉流失，保证碾压混凝土用砂石粉含量；含泥量超标的进入三筛车间进行筛洗 后，再进入成品砂仓。当料源干净时，三筛车间可采用干法生产，脱水筛具有双重功能，干法生产时，作给料机使用，湿法生产时，作为脱水筛使用。两者相接合能 够保证碾压混凝土用砂质量要求。
（4）石粉回收工艺改造
根据多个砂石系统的运行经验和对不同岩石制砂的实验总结， 通过筛分冲洗及螺旋分级机分级后成品砂石粉含量在8～10%之间，不能满足碾压混凝土要求。为保证成品砂的石粉含量， 本系统采用了石粉回收装置和压滤机两级回收。石粉回收装置主要回收三筛、四筛、棒磨机车间生产流失的砂子和石粉， 压滤车间主要回收浓缩池的溢流水和石粉回收装置返回水中的细砂和石粉。三筛、四筛、棒磨机车间流失的砂子和石粉进入1# 浓缩池经过加药、沉淀、浓缩后用砂泵集流，再通过zx-250b 旋流器脱水回收，回收的石粉与棒磨机、一、二、三筛生产的砂子均匀掺和后进入成品砂仓。试验表明，每台设备小时回收产量达到8.05t/h，成品砂均匀混 合后石粉含量到18.69％， 成品砂细度模数为2.61，可以满足碾压混凝土用砂要求。1# 浓缩池溢流水和石粉回收装置返回水进入到2# 浓缩池沉淀、浓缩后用砂泵集流，再通过xmk500/1500-u 压滤机处理。试验表明，回收水的水质情况良好，回收的石粉进入成品砂仓，可以最大限度的提高石粉含量。
6 试验结果
系统经过改造和消残补缺后，进行了全面综合性试验，并提出了最优开机组合方案。具体如下：
6.1 单台生产能力及级配
单台巴马克生产能力达385t/h 时，产砂率达28%，细度模数为2.81，石粉含量到15.66％。三筛单机生产能力达350t/h 时，细度模数为2.89，石粉含量9.3％。单台棒磨机生产能力达30t/h 时， 砂细度模数为2.13，石粉含量16.31％；单台棒磨机生产能力达50t/h 时，砂细度模数为2.85，石粉含量13.57％。
6.2 开机组合
当系统小时处理能力为2000t/h 时， 三筛需六组同时生产，巴马克需三台同时生产，棒磨机需四台同时生产，石粉回收装置需两台同时生产。各种砂均匀掺和后，成品砂细度模数为2.61，石粉含量达到18.69％或更高。
通过对金安桥电站左岸砂石加工系统的工艺设计和技术改进，玄武岩制砂技术得到了很大提高，在同一个系统内即满足常态混凝土用砂质量标准要求又满足碾压混凝土用砂质量标准要求，同时为石粉“零流失”探索了一条新路子，具有显著的技术、经济推广价值。
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