目前国内典型制砂工艺为南方路机V7制砂技术，黎明重工VU制砂技术。这些技术过于倚重设备，原料为0-5尾矿砂和5-13石屑，存在投资大，生产成本高，系统复杂等问题。因此从工艺角度研发了基于尾矿砂的机制砂生产工艺，即”分离（S)-破碎（C)-混合（M)”制砂工艺。

为解决国内现有的制砂工艺存在的成本高，浪费大，系统复杂等问题，从工艺角度研发了基于尾矿砂的机制砂生产工艺，即SCM制砂工艺。本工艺采用粗粒深加工和多组分混合制砂思路，该工艺现在分组较多时，个别组超量导致浪费问题。如何发掘出最佳组分比例，实现生产可替代天然砂的机制砂，实现无废或少废是研究的重点。

就目前国内研究的现状来看，应用遗传算法来解决机制砂的组分问题还是比较少见的。遗传算法（Genetic Algorithm）是一类借鉴生物界的进化规律（适者生存，优胜劣汰遗传机制）演化而来的随机化搜索方法[7]。它是由美国的J.Holland教授1975年首先提出，其主要特点是直接对结构对象进行操作，不存在求导和函数连续性的限定；具有内在的隐并行性和更好的全局寻优能力；采用概率化的寻优方法，能自动获取和指导优化的搜索空间，自适应地调整搜索方向，不需要确定的规则。遗传算法的这些性质，已被人们广泛地应用于组合优化、机器学习、信号处理、自适应控制和人工生命等领域。它是现代有关智能计算中的关键技术。

在这个课题的研究当中，运用到的就是遗传算法的基本思想[8]，它正是根据生物进化中的”适者生存”的基本思想设计的，它把问题的求解过程模拟成适者生存过程，通过群体的一代代的不断进化出现新群体，相当去找出问题的新解，最终收敛到”最适应环境”的个体，从而球出问题的最优解或满意解。也就可以从中找出最佳组分比例。

本课题研究的是从工艺角度研发基于尾矿砂的机制砂生产工艺，它涉及到了工艺改进，制砂技术的相关知识、理论。

20世纪是全球工业化的世纪，特别是二次世界大战以后世界各国为了弥补战争的损失，都投入了大量资金来新建和重建工业。而工业当中基础设施的建设离不开砂石的运用，砂石已经逐渐成为建筑材料的主要原料，可以说它的发展，直接关系到整个经济社会和工业整体的发展，不管是矿山企业、化工企业、道路建设、房地产开发、等等行业都离不开砂石骨料。现在我们又处于天然矿山资源的过度开发，以致于环境受到严重破坏，砂石也是相当溃泛。据统计目前全国土建行业每年用砂需求量为6亿吨，已经存在一定的缺口，而且，天然砂的生产具有较强的区域性质，过远的运距将大幅地增加工程成本，随着基本建设的日益发展，在我国不少地区出现天然砂资源逐步减少、甚至无天然砂可用的情况，混凝土用砂供需矛盾尤为突出,而河砂的价格越来越高，在有些地区高达100元/吨，用砂高峰时还无砂可用，影响了工程建设的进展和可持续发展。其次是环境保护的需要，由于天然砂资源短缺，价格上涨，在经济利益的驱使下，在我国很多地区都出现了滥采乱挖天然砂的情况，特别在前几年，野蛮采砂的情况比比皆是，不但破坏了河流的自然防护体系、防洪堤坝，并由此引发了不少工程事故[3]。随着我国的环保意识的进一步加强，对天然砂的开采将会有所限制，国务院和各地政府相继出台了禁采或限采天然砂的规定，例如长江中下游地区就已经全面禁止采砂行为。因此天然砂的代用品也就提上了议事日程。目前，购买天然砂已无法讲究质量，控制砂质量全靠商品混凝土搅拌站对进站砂子进行试验与调配，颗粒级配难以达到要求，生产控制非常被动，即浪费水泥，又增大混凝土早期开裂倾向。相比之下，人工砂总是在固定场地生产，生产控制严格，其质量可以一直处于受控状态；可按国标组织生产，产品是稳定的，优良的，完全能够满足高性能混凝土和高强混凝土的配制要求。另外，人工砂可在生产过程中按照要求进行颗粒级配调整，这是天然砂无法比拟的优点。因此，用人工砂生产的混凝土，骨浆比高，水泥用量少，质量要比用天然砂可靠。机制砂是天然砂代用品的主要考虑方向，我国的建筑和水利部门在这方面尝试得比较早。

机制砂的定义：由机械破碎、筛分制成的，粒径小于4.75mm的岩石颗粒，矿山尾矿或工业废渣颗粒，但不包括软质岩、风化岩石的颗粒；

机制砂与河砂相比，规范制造的人工砂有如下特点：

1、级配控制相对稳定。由于天然砂的生产人工可干预性比较小，基本上只能就采就用，规范的地区也只能对其过10mm的筛而已。而规范的人工砂的生产则不同，首先采用了专门的制砂机，其次制砂石料的资源也可以很稳定。从生产加工机制砂的设备和工艺不同，生产出机制砂粒型和级配可能会有很大的区别，但机制砂的粒型和级配都是可以调整和改进的，在这一点上，人工砂于天然砂有着本质的区别。

2、与天然河砂相比，机制砂的棱角性好，空隙率也较大，机制砂的颗粒形状没有河砂圆润，软颗粒较河砂多，由于机制砂的棱角性，同体积的机制砂比河砂有大的表面积。与水泥浆的粘结力较强，流动度较小。工程使用中，同级配比中，使用机制砂比使用河砂需水量稍多，和易性不如河砂拌制的混凝土，也较容易泌水。

3、一般在同一工地上，碎石与人工砂是相同的母岩所制成的，热学性能方面一致，对大体积混凝土技术效果尤其突出。

4、建筑人工砂不仅质地坚硬，并且粗细级配极易控制。