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        關(guān)于在產(chǎn)業(yè)鏈延伸方向下花崗巖機(jī)制砂制備的可行性研究

        2021-01-21 02:32:16楊百順趙德凱周宏磊
        甘肅科技 2020年22期

        楊百順,甘 露,趙德凱,徐 敏,戴 旭,周宏磊

        (甘肅建投榆中綠色礦業(yè)有限責(zé)任公司,甘肅 蘭州 730123)

        產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)钱a(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)中的一個(gè)重要概念,也是各個(gè)產(chǎn)業(yè)部門之間經(jīng)濟(jì)技術(shù)的關(guān)聯(lián),并依據(jù)特定的邏輯關(guān)系和時(shí)空布局關(guān)系,客觀形成的鏈條式形態(tài)。一般產(chǎn)業(yè)鏈包含空間鏈、企業(yè)鏈、價(jià)值鏈和供需鏈,即四個(gè)維度的概念,它們之間相互對(duì)接并形成了產(chǎn)業(yè)鏈,同時(shí)也反映了一種客觀規(guī)律,其本質(zhì)是用于描述一種內(nèi)在聯(lián)系的企業(yè)群結(jié)構(gòu)。另外產(chǎn)業(yè)群存在兩維屬性:結(jié)構(gòu)屬性和價(jià)值屬性。產(chǎn)業(yè)鏈也存在著相互價(jià)值交換和上下游的關(guān)系,下游環(huán)節(jié)向上游環(huán)節(jié)反饋信息,上游環(huán)節(jié)向下游環(huán)節(jié)輸送產(chǎn)品或服務(wù)。產(chǎn)業(yè)鏈的實(shí)質(zhì)就是不同產(chǎn)業(yè)的企業(yè)之間的關(guān)聯(lián),而這種產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)的實(shí)質(zhì)則是各企業(yè)之間的供需關(guān)系。產(chǎn)業(yè)鏈的內(nèi)涵主要有以下幾點(diǎn):(1)資源加工深度的表達(dá);(2)產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)程度的表達(dá);(3)滿足需求程度的表達(dá);(4)產(chǎn)業(yè)層次的表達(dá)。資源綜合利用率主要是指在礦產(chǎn)資源開采過程中對(duì)共生、伴生礦進(jìn)行綜合開發(fā)與合理利用。對(duì)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣、廢水(液)、廢渣、余熱余壓等進(jìn)行加工處理,回收和二次利用,以此達(dá)到變廢為寶的理念。

        因此,研究面對(duì)榆中生態(tài)創(chuàng)新城以及蘭州城市副中心的建設(shè)機(jī)遇,顯然無法僅靠現(xiàn)有的四種成品石料來搶占市場(chǎng)份額,必須在延伸產(chǎn)業(yè)鏈和提高資源綜合利用率進(jìn)行可行性研究;所以按照這一思路,本試驗(yàn)對(duì)礦區(qū)石料成分進(jìn)行了鑒定,并論證了花崗巖機(jī)制砂制備的實(shí)用價(jià)值和環(huán)保意義。

        1 試驗(yàn)原材料及方案

        1.1 原材料及其性能

        試驗(yàn)所用礦巖源自于巴石溝、柳石岔礦區(qū),具體分別如圖1和圖2所示,經(jīng)X射線衍射物相分析儀、X光粉晶衍射儀、化學(xué)成分分析儀、偏光顯微鏡試驗(yàn)詳細(xì)分析了表觀物理特性和化學(xué)組成成分。各原材料性能指標(biāo)如下詳述:

        1)巴石溝礦山巖石性能

        圖1 巴石溝礦山巖石形貌

        (1)表觀物理特性:巖石呈麻肉灰色,花崗巖結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,硬度較高。

        (2)組成成分:斜長(zhǎng)石 20%~21%,石英 30%~32%,鉀長(zhǎng)石50%~53%,云母1%~2%等。

        鉀長(zhǎng)石:主要為微斜長(zhǎng)石,他型粒狀,粒徑0.6~2.7mm不等,負(fù)低突起,一級(jí)灰干涉色,可見格子狀雙晶,具輕微泥化,部分顆粒內(nèi)可見石英、斜長(zhǎng)石嵌晶。

        石英:他型粒狀,粒徑0.1~2.3mm,正低突起,一級(jí)黃白干涉色,部分具波狀消光,與其他礦物顆粒鑲嵌分布。

        斜長(zhǎng)石:半自形-他型板粒狀,粒徑0.5~2.3mm,正低突起,一級(jí)灰白干涉色,可見聚片雙晶,交代蠕蟲、交代凈邊發(fā)育,具泥化,與其他礦物顆粒鑲嵌分布。

        云母:為黑云母和少量云母,均呈片狀,片徑0.2~1.4mm,解理發(fā)育。

        2)柳石岔礦區(qū)巖石性能

        圖2 柳石岔礦區(qū)巖石形貌

        (1)表觀物理特性:巖石呈麻灰色,花崗結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,硬度較高。

        (2)組成成分:石英 40%~42%,鉀長(zhǎng)石 24%~25%,云母 3%~4%,斜長(zhǎng)石 34%~36%,等。

        鉀長(zhǎng)石:主要為微斜長(zhǎng)石,他型粒狀,粒徑0.5~6.0mm不等,負(fù)低突起,一級(jí)灰干涉色,可見格子狀雙晶,具輕微泥化,部分顆粒內(nèi)可見石英、斜長(zhǎng)石嵌晶。

        石英:無色,他型粒狀,粒徑0.1~3.1mm,正低突起,一級(jí)黃白干涉色,部分具波狀消光,與其他礦物顆粒鑲嵌分布。

        斜長(zhǎng)石:半自形-他型板粒狀,粒徑0.5~3.1mm,正低突起,一級(jí)灰白干涉色,聚片雙晶發(fā)育,具輕微泥化,與其他礦物顆粒鑲嵌分布。

        云母:為黑云母和少量云母,均呈片狀,片徑0.1~1.6mm,解理發(fā)育。

        3)石粉化學(xué)成分鑒定見表1。

        表1 石粉化學(xué)成分鑒定

        基于兩礦區(qū)的巖石鑒定結(jié)果可知,巴石溝和柳石岔礦區(qū)的巖石均為花崗巖,其質(zhì)地堅(jiān)硬致密、強(qiáng)度高、抗風(fēng)化、耐腐蝕、耐磨損、吸水性低,并且有較高的抗強(qiáng)度。

        1.2 試驗(yàn)方案

        試驗(yàn)所用設(shè)備有V7主機(jī)、空氣振動(dòng)篩、除塵器(184m3/min)、巴馬克破碎機(jī)等。依據(jù)《公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程》(JTGE42-2005)進(jìn)行鑒定和篩選巖石,將符合要求的廢棄巖石原料以3.075t/h的投入量(NF)投入到運(yùn)轉(zhuǎn)速率為40m/s的巴馬克破碎機(jī)中進(jìn)行預(yù)處理,處理后進(jìn)入篩網(wǎng)尺寸為2.8mm×7.2mm的空氣振動(dòng)篩中進(jìn)行篩分,為了提高篩分效率,在空氣振動(dòng)篩上加裝鼓風(fēng)機(jī)加大空氣流動(dòng)的速率,經(jīng)過循環(huán)試驗(yàn),將機(jī)制砂篩分為 0.15~0.3,0.3~0.6,0.6~1.18,1.18~2.36,2.36~4.75 五個(gè)粒徑范圍進(jìn)行觀察分析,如圖3所示。

        圖3 試驗(yàn)流程示意圖

        2 試驗(yàn)結(jié)果及分析

        2.1 成品砂粒外形,如圖4所示。

        圖4 試驗(yàn)成品砂粒形

        由圖4可以看出,經(jīng)過試驗(yàn)后的成品砂粒形較為圓滑,并無明顯棱角,受力均勻,符合建筑材料和道路材料行業(yè)規(guī)定,其次也說明了原料所屬的巖礦有著較好的發(fā)育解理 (礦物晶體受力后常沿一定方向破裂并產(chǎn)生光滑平面的性質(zhì)稱為發(fā)育解理)。

        2.2 成品料通過率,如圖5所示。

        圖5 成品料通過率折線圖

        本試驗(yàn)根據(jù)行業(yè)經(jīng)驗(yàn),將不同粒徑的成品料通過率劃分為上限和下限。由圖中可以看出,成品料通過率的數(shù)據(jù)范圍接近通過上限,特別是0.3mm粒徑范圍的成品幾乎與理論上限重合,從成砂效率來計(jì)算,本次試驗(yàn)的效率為88.26%,按此數(shù)據(jù),若每小時(shí)通過率150t,則成品產(chǎn)出率為132.39t。

        2.3 細(xì)度模數(shù)

        細(xì)度模數(shù)是表示砂粒粒徑大小和類別的參數(shù),其模數(shù)越大,表示砂粒越粗。對(duì)于普通混凝土用砂的細(xì)度模數(shù)在1.6~3.7范圍之內(nèi),屬中砂,或用粗砂加少量的細(xì)砂,其比例為4:1調(diào)制。此次試驗(yàn)所使用的兩礦區(qū)巖石,經(jīng)加工成型的砂粒在1.7~3.6之間,屬于中砂,符合建筑行業(yè)用砂。

        2.4 亞甲藍(lán)值

        亞甲藍(lán)值用于判定機(jī)砂中粒徑小于75μm的顆粒含量,主要包含泥土和被加工成母巖石粉等成分。其中含泥量檢測(cè)分為3種試驗(yàn)方法,分別為亞甲藍(lán)值試驗(yàn)、含泥量試驗(yàn)(篩洗法)和砂當(dāng)量試驗(yàn)。亞甲藍(lán)值一般通用范圍為≤1.4,而本試驗(yàn)檢測(cè)鑒定結(jié)果中亞甲藍(lán)值為1.5,說明含泥量略高,在后期制砂設(shè)備選型定型、原料供應(yīng)上還需要提供解決辦法,如加裝預(yù)除泥裝置等。

        5 結(jié)語

        此次花崗巖機(jī)制砂的檢測(cè)鑒定說明了花崗巖可以適用于機(jī)制砂的生產(chǎn),且所產(chǎn)出的機(jī)制砂粒形圓滑,無明顯棱角,有著較強(qiáng)的受力性和抗壓強(qiáng)度。此試驗(yàn)結(jié)果為解決兩礦區(qū)生產(chǎn)中所遺留的石粉尾礦,提供了新思路和新方法,同時(shí)也打通了整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈,有效地利用尾礦生產(chǎn)新的工業(yè)產(chǎn)品,提升了經(jīng)濟(jì)效益和資源綜合利用率,降低了尾礦處理的生產(chǎn)成本。

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