一、中国砂石骨料行业概况
砂石，是砂、卵（砾）石、碎石、块石、料石等材料的统称。粒径大于5mm的砂石可称为粗骨料，即常说的石子；粒径小于5mm的砂石可称为细骨料，又称为砂。实际应用中，砂石也可称作“砂石骨料”、“骨料”、“集料”，或简称为“砂”。砂石主要用于与水泥、其它添加剂合用以拌制混凝土或砂浆，是在混凝土或砂浆中起骨架或填充作用的粒状松散材料，具有十分良好的硬度和稳定的化学性质。混凝土是工程建设中应用最大量、最广泛的材料，而砂石是混凝土组成材料中重要和用量最多的原材料，占混凝土质量的6/7左右，是混凝土、砂浆的骨架。可以说，哪里有建设，哪里就有砂石，砂石骨料行业为我国经济建设作出了重要贡献。
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由于天然砂石骨料短时期内不可再生，经过几十年的过度、无序开采，我国一半以上的地区都出现了天然砂石骨料资源严重短缺的状况，甚至连原来砂石资源丰富的地区目前的天然砂石砂也大为减少或者接近枯竭，并导致了河流、湖泊生态环境破坏、堤岸桥梁倒塌、破坏航道等等诸多问题和隐患。随着党的十八大首次将“生态文明建设”列入中国特色社会主义事业总体布局、环保法修订，各级政府不断加大对天然砂石开采的监管力度，取得了显著成效。在天然砂石资源相对紧张和开采监管力度越来越严的背景下，机制砂石的生产极大地满足了我国建设对砂石骨料的基本需求。
机制砂与河沙、海砂等天然砂相比，具有资源丰富、受到政策鼓励等优点。具体如下：
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由于机制砂具有资源广泛、受到政策鼓励等诸多优势，机制砂成为砂石的主要品种，并与资源综合利用相结合是行业未来发展的必然趋势。目前，我国砂石骨料产业中机制砂石的产量比例已经超过80%，在大型工程项目中的应用比例更高，机制砂对天然砂形成完全替代趋势。2018年12月，第五届中国国际砂石骨料大会提出机制砂的应用比例将进一步提升到90%以上，届时机制砂石的加工不论在规模产量上还是在技术水平上也都将达到新的高度。
二、砂石骨料消费量情况
2018年国家统计局下发的《战略性新兴产业分类（2018）》将“机制砂”列为战略性新兴产业重点产品和服务。我国砂石骨料年用量超过200亿吨，是目前开采量最大的矿产资源，年直接产值及带动的运输等行业产值合计超过万亿元，是国民经济的重要支柱产业。从主要消费区域来看，砂石骨料区域消费能力差异表现较为明显，东部经济发达省份和中西部快速发展省份对砂石骨料消耗能力强劲，例如年消费量超过10亿吨的省份有江苏、河南、山东、广东及四川；热点区域骨料消费集聚化越来越明显，泛长三角、长江中游集群、成渝集群、中原集群、珠三角、京津冀、关中集群七大板块集聚了我国砂石骨料市场消费量的六成以上。从砂石骨料的来源看，机制砂的消费量逐年快速增长，其占砂石骨料总消费量的比例快速提升，2008年至2018年机制砂的消费量占比从不到四成上升到超过八成以上。
资料来源：中国砂石协会，华经产业研究院整理
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由于我国人口基数大、经济体量大且经济增速仍较高，预计2020-2030年间我国砂石骨料年需求量将达到250亿吨的高位后平稳运行。综上所述，我国砂石骨料市场需求巨大，且在未来较长的一段时间内仍将继续保持，其中机制砂消费量将占据绝对主导。
相关报告：华经产业研究院发布的《2019-2025年中国砂石骨料行业发展趋势预测及投资战略咨询报告》
三、中国砂石矿资源情况
随着砂石矿资源管理和生态环境保护力度的加大，全国砂石矿山供给结构也得到了改善，整体特征表现为“梯度上升一增一减”，即：生产规模等级由小到大逐年保持一定上升趋势，大型乃至年产量千万吨级的超大型砂石矿山数量稳步增加，小型、微型砂石矿山在加速减少。从矿山数量上看，截止2018年底，全国在册砂石矿山总计17,244家，较2013年末减少69.22%，净减少38,788家。根据中国砂石骨料网预计，2019年末砂石矿山净减少将超过1,500家。
资料来源：中国砂石协会，华经产业研究院整理
在近几年环保政策趋严、砂石骨料行业关停并转等政策因素驱动下，砂石矿山规模和集中度有所改善，但超大型、大型和中型砂石矿山的数量仍然较少，与发达国家差距较大。2018年，我国超大型、大型和中型砂石矿山仅占全部砂石矿山的33.69%，而年产100万吨以下的小型、微型砂石矿山多达11,434家，砂石矿山结构优化的工作仍然任重道远。
资料来源：中国砂石协会，华经产业研究院整理
四、大型砂石骨料加工工艺
大型砂石骨料生产工艺根据生产过程中用水量的多少分为干法、湿法、干湿结合3种生产工艺。具体采用何种生产工艺需要根据项目所在地的自然条件、水资源情况综合考虑。通过对国内已建和在建的大型骨料项目调研发现，北方地区，如中联水泥旗下安阳1000万t/a骨料项目、天瑞水泥旗下1000万t/a骨料项目、河南国联2000万t/a骨料项目等均采用干法生产工艺；而在南方等水资源丰富地区，如三峡水电站、白鹤滩水电站项目配建的大型骨料线采用的是湿法生产工艺。
1、干法生产工艺
干法生产工艺流程，原料经过振动给料筛和筛分机组合筛除泥土以后，一般要经过粗碎和中碎两道破碎后再进行检查筛分，通过筛分将矿石分成3个部分：达不到产品粒度要求的最粗一级矿石返回中碎设备重新破碎，这部分返料在中细碎和筛分之间形成一个闭路循环；中等粒度矿石直接作为骨料成品进入产品仓或者堆场；小于一定粒度的原料进入立式整形制砂机进行整形制砂，制砂部分产生的石粉通过选粉机和空气除尘设备收集起来，进入密闭的石粉仓。
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主要优点：
1）成品骨料及人工砂含水率低，一般不高于2%，可以直接运输或者使用，冬季气温低于零度时不会冻结，全年都可以连续生产。
2）通过对选粉机风量、风压的调节，可以控制成品砂中石粉含量，相对于湿法来说产砂率高，还可以直接满足土建施工工程标准以及城市建设相关标准的强制性要求，并且这种成品骨料制作出来的混凝土强度也相对较高。
3）生产过程中收集起来的副产品细石粉可以用于路基垫层或水泥免烧砖原料，资源利用率高，基本可以实现零排放。
4）由于生产过程中基本上不用水，减少了给排水和污水处理设备，系统相对简单，故投资少，占地小，操作和管理人员少，产能大，生产成本也较低。
5）加工工艺流程短，设备简单易于集中操控，可以较方便地实现自动化或者无人化生产运行。
6）通过在矿山开采阶段对泥土、风化岩及有机物含量的控制，各级破碎筛分均采用除尘器收尘，成品砂石骨料基本可以直接满足水利工程、城市建设标准要求，不必增设选粉机。
主要缺点：
1）对原料中泥土、有机物等杂质含量比较敏感，应严格控制泥土等杂质含量，否则极易造成堵塞和收尘系统超负荷。
2）产品骨料表面有一定的石粉残留，洁净度不高，观感差。
3）石料破碎、筛分阶段以及人工制砂阶段都会产生较多粉尘，对设备封闭、除尘要求较严格，带式输送机等输送设备处也易产生粉尘，按照目前环保排放要求，主要生产设备和输送设备均要求在全封闭厂房内布置。
2、湿法生产工艺
生产过程中水作为工作介质和抑尘措施，全程参与砂石骨料的生产，故称为湿法工艺。原料经过振动给料机或振动筛筛去泥土以后，大块原料要经过粗碎和中碎两道破碎后再进行筛分，将原料分成3个部分：达不到产品粒度要求的最粗一级矿石返回中碎设备重新破碎，这部分返料在中碎和筛分之间形成一个闭路循环；中等粒度矿石直接作为骨料成品进入产品仓或者堆场；满足整形制砂机进料粒度要求的原料进入立式整形制砂机进行整形制砂，生产出来的砂石经过检查筛分成砂和各种规格骨料，再经螺旋或斗轮洗砂机冲洗后成为成品砂，骨料可以经洗石机冲洗后成为最终成品。通过分料阀可以调节各种成品骨料的比例。
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主要优点：
1）成品砂石骨料外观好。
2）生产过程中泥土和石粉被水流带走，不产生粉尘，避免空气污染。
主要缺点：
1）消耗大量水资源，吨砂石料约耗水2~3.5t，制砂过程中产生的泥粉污水如果直接排放会造成环境污染，回收利用又需要增加大量设备投资和成本。
2）成品砂产量低，且粒径小于0.16mm的颗粒占比达不到《水工混凝土施工规范》人工砂细度模数和石粉含量要求，另外成品砂含水率高，同样不满足《水工混凝土施工规范》含水率小于6%的要求。
3）由于成品几乎不含石粉，直接使用时会造成混凝土水泥用量增加，生产成本提高。4）需要增加大量给排水和污水处理设备，投资大，占用大量场地，操作管理困难，成品砂石骨料单位成本高。
5）对水资源依赖性大，只适用于水资源相对丰富的矿区，另外冬季气温低于零度时不能正常生产。
3、干湿结合生产工艺
干湿结合生产工艺这种生产工艺用水量介于湿法、干法两种生产工艺之间，在我国南方以石灰石为主要原料的水电工程配建砂石厂中应用较多。其典型工艺流程与湿法工艺流程几乎一样，主要区别就是检查筛分阶段不再加水冲洗，相应地成品砂也部分或全部不进行冲洗。所以相对于湿法来说用水量少了很多，成品砂石粉含量相应也高了很多。
干湿结合工艺兼具干法工艺和湿法工艺的优缺点，其总体投资和生产运行成本也介于两者之间。干湿结合法最明显的缺点就是由于制砂原料中含水率在6%~10%，特别容易引起筛分设备筛孔堵塞造成筛分困难，进而引起成品砂产量降低，单位生产成本增加。
五、砂石骨料设备简析
砂石骨料生产系统加工工艺确定后，就要进行厂区规划布置及主要设备和辅助设备的选型。砂石骨料生产主要分为矿山开采、破碎、筛分及整形制砂几个环节。砂石骨料生产系统一般根据原料特性、系统规模、场地布置条件、系统工艺等进行设备选型，涉及的主要设备有破碎机、振动筛、人工制砂机，辅助设备有带式输送机、给料机、石粉回收设备、供水设备和除尘器等。
1、破碎设备
破碎设备按照工作原理主要分为两类：一类为挤压类破碎设备，如颚式破碎机、旋回破碎机、圆锥破碎机等，适合破碎磨蚀指数比较高的原料，产品中石粉含量低，但一般破碎出来的物料针片状颗粒多，泵送性能差；还有一类是冲击类破碎设备，如反击式破碎机、锤式破碎机及立轴冲击式破碎机，其特点是物料破碎比大，结构形式简单，设备维修方便，产品粒形好，物料抗压强度损失小。
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2、筛分设备
筛分设备分为振动筛、固定筛两大类，骨料生产系统应用较多的是振动筛。固定筛有格筛和条筛两种，一般用于粗碎车间或天然骨料生产系统的采料场隔离超径石，但筛分效率很低，只有50%~70%，而且由于没有振动，物料很容易堵塞筛孔，清理筛板费时费力，影响生产，一般只在天然砂石料开采场储量很大而超径石较多时，需将超径石全部丢弃时采用。
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