石英砂主要是由石英巖加工而成，我國石英巖資源豐富，探明儲量約32億噸。石英砂是一種堅硬、耐磨、化學性能穩定的硅酸鹽礦物，其主要礦物成分是 SiO2 高達99%，石英砂的顏色為乳白色帶紅色或無色半透明狀，莫氏硬度7，性脆無解理，貝殼狀斷口，油脂光澤，相對密度為2.65，其化學、熱學和 機械性能具 有明顯的異向性，不溶于酸，微溶于KOH溶液，熔點1750℃。石英砂是重要的工業礦物原料，石英石可制造玻璃，耐火材料，冶煉硅鐵，冶金熔 劑，陶瓷，研 磨材料，鑄造，石英石在建筑中利用其有很強的抗酸性介質浸蝕能力，用來制取耐酸混凝土及耐酸砂漿。
 
   長興縣范灣石英砂廠石英砂礦石硬度為7，屬于極硬物質，因此石英石的破碎，選擇合適的破碎機對于提率，節約消耗至關重要。
1 原礦特性
表1 　試樣( c m : 5 × 5 × 5) 單軸抗壓強度( M Pa )

     
     原礦為石英砂礫巖 , 石英礫巖 ; 膠結物為泥質和硅質 , 泥質膠結物礦石遇水極易碎散 , 硅質膠結物礦石有一定的強度 。 石英砂礫巖 、 石英 礫巖中的石英砂礫表面光滑 , 大部分直徑為 10 ～ 13 mm , 有的甚至> 100 mm 。大塊礫石在外力沖擊下 , 極易沿裂隙碎散 成不規則狀的角礫 , 其粒度為 3～10mm。
     取試樣測其單軸抗壓強度 , 結果見表1。
     原礦的顏色由黃到白不等 , 礦物成份較簡單 , 由石英角礫和膠結物組成 。礦石密度約為 2. 6。原礦中角礫的主要成份為 SiO2 , 鐵礦物主要分布在膠結物中 。原礦多元素化學分析結果 , 見表2 。
 

表2 原礦多元素化學分析結果( % )

 
     2 破碎流程
     原可行性研究 , 采用三段破碎工藝破碎原礦, 即粗碎采用 PE500×750 顎式破碎機 , 中碎采用 PF1214反擊式破碎機和細碎 采用2PG700×400對輥破。以上工藝普遍存在以下缺點：1、單位產品投資規模很大；2、單位產品金屬耗量驚人；3、副產品（<0.1mm）比 例過高；4、濕法生產需要大量的水且寒冷地區冬季無法生產。我們從zui終成品的粒度和生產的效率的角度出發, 認為采用PCL立軸沖擊式破碎機較為適用,, 因而提出了顎式破碎機-圓錐破碎機-立軸沖擊式破碎機三段破碎礦石流程 。
 
      PCL立軸沖擊式破碎機是利用沖擊能, 對中等硬度的脆性物料進行破碎的設備。目前, 在我國水泥、電力、建材、化工、煤炭及冶金等行業廣為 應用。 該機除具有破碎比大 、 產品粒度均勻且過粉碎現象少、能耗低、設備制造容易、維修方便等優點外, 還具有產品粒度調整范圍大、能選擇性破碎等優 點。目前, 國產該機技術性能指標已接近*水平。
 
      PCL立軸沖擊式破碎機的工作原理 , 物料由進料斗進人破碎機, 經分料器將物料分成兩部分, 一部分由分料器中間進人高速旋轉的葉輪 中, 在葉輪內被迅速加速, 其加速度可達數百倍重力加速度, 然后以60一75 m / S 的速度從葉輪三個均布的流道內拋射出去, 首先同由分料器 四周自由落體的一部分物料沖擊破碎, 然后一起沖擊到渦動腔內物料床層上, 被物料床層反彈, 斜向上沖擊到渦動腔的頂部, 又改變其運動方向, 偏轉向 下運動, 從葉輪流道發射出來的物料形成連續的物料幕。這樣, 一塊物料在渦動破碎腔內受到兩次以至多次機率破碎作用。被破碎的物料由下部排料口排出。經 循環篩分系統形成閉路, 一般循環三次即可將物料成為20 目以下。在整個破碎過程中, 物料相互自行沖擊破碎, 不與金屬元件直接接觸, 而是與物料襯 層發生沖擊, 磨擦而粉碎, 從而避免了傳統的沖擊式破碎機(錘式、反擊式破碎機等) 磨損特別嚴重的缺點。

圖 1 　 PCL立軸沖擊式破碎機工作原理示意圖

圖 2 　 PCL立軸沖擊式破碎機加工石英砂礫巖

 
      該破碎機的破碎比大, 產量高, 產品粒度均勻。根據破碎機的處理量、原礦zui大塊度, 建議范灣石英砂廠采用PCL-7011立軸沖擊式破碎機完成破碎。
     3 破碎試驗
     為了可靠地確定破碎工藝, 上海巍立路橋設備有限公司進行了碎礦工業試驗。試驗所用機型為PCL-7011立軸沖擊式破碎機, 其裝機容量 為 110k W 。原礦取自范灣礦區硬度較大的礦石, 并經晾曬風干, 粒度小于40 mm , 且較均勻。由于此前沒有砂礫巖用于生產玻璃用砂的生產 實例, 故只能用石灰巖作對比。通過試驗, 在相同處理量下, 破碎樂平砂礫巖時, 破碎機負荷較小(電流為50A、5) , 要較船山灰巖和溧陽灰 巖易碎得多, 其產量為 80 t / h。經篩析, 破碎產品中-0.71mm 級已占 55 %; -0 . 125mm 14. 85 %, 占 -0. 71mm 級產品的27 %, 其中-0. 1mm 級占16. 20 %。 而破 碎船山灰巖時, 該機的破碎能力為60t/h,且破碎產品中粗粒 含量較破碎樂平砂礫 巖要多得多, zui大顆粒大于50mm, 10～30 mm 級 為 30 %～40 % (表3) 。
 
表 3 　砂礫巖破碎產品篩析結果

 
    破碎產品 - 0. 71m m 部分與連續性試驗磨礦產品之比較 , 見表 5 。
表 5 　 破碎產品與磨礦產品之比較

 
    試驗結果表明 , 使用PCL立軸沖擊破碎機進行技術改造后，產品針片狀含量降為4.8%，與單獨用反擊式破碎機作為zui終破碎工序的工藝線相比， 產量提高 30-35%;由于增加了破碎整形工序，增加了破碎比和加工能力， 使產量大幅提升。與直接用反擊式破碎機作為zui終破碎工序加工碎石相比， 各 設備易損件磨 損降低25%;由于把反擊式破碎機作為二級破碎使用，而立軸沖擊破碎機金 屬消耗量很少，因此，整個工藝過程中，易損件消耗量有大幅度 的降低。
   
    新工藝線產品細粉含量符合浮法玻璃生 產工藝要求，新工藝線可用于砂巖、石英巖、硅石、長石的破碎，在碎玻璃的再破碎上也取得了很理想的效果。上海巍立PCL立軸沖擊破碎機能用于中硬和極硬物 料的破碎、整形，被廣泛適用于礦石、水泥、耐火材料、鋁凡土熟料、金剛砂等筑砂，建筑骨料，在工程領域里 制砂機是機制砂石、墊層料、瀝青混凝土的主要產 出設備。而在礦業領域，制砂設備是應用廣泛的機械設備，能產生大量的粉礦，是礦業投資者的很好選擇。