關于在產業鏈延伸方向下花崗巖機制砂制備的可行性研究

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有限責任公司，甘肅 蘭州 730123）

產業鏈是產業經濟學中的一個重要概念，也是各個產業部門之間經濟技術的關聯，并依據特定的邏輯關系和時空布局關系，客觀形成的鏈條式形態。一般產業鏈包含空間鏈、企業鏈、價值鏈和供需鏈，即四個維度的概念，它們之間相互對接并形成了產業鏈，同時也反映了一種客觀規律，其本質是用于描述一種內在聯系的企業群結構。另外產業群存在兩維屬性：結構屬性和價值屬性。產業鏈也存在著相互價值交換和上下游的關系，下游環節向上游環節反饋信息，上游環節向下游環節輸送產品或服務。產業鏈的實質就是不同產業的企業之間的關聯，而這種產業關聯的實質則是各企業之間的供需關系。產業鏈的內涵主要有以下幾點：（1）資源加工深度的表達；（2）產業關聯程度的表達；（3）滿足需求程度的表達；（4）產業層次的表達。資源綜合利用率主要是指在礦產資源開采過程中對共生、伴生礦進行綜合開發與合理利用。對生產過程中產生的廢氣、廢水（液）、廢渣、余熱余壓等進行加工處理，回收和二次利用，以此達到變廢為寶的理念。

因此，研究面對榆中生態創新城以及蘭州城市副中心的建設機遇，顯然無法僅靠現有的四種成品石料來搶占市場份額，必須在延伸產業鏈和提高資源綜合利用率進行可行性研究；所以按照這一思路，本試驗對礦區石料成分進行了鑒定，并論證了花崗巖機制砂制備的實用價值和環保意義。

1 試驗原材料及方案

1.1 原材料及其性能

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

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，花崗巖結構，塊狀構造，硬度較高。

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

鉀長石：主要為微斜長石，他型粒狀，粒徑0.6～2.7mm不等，負低突起，一級灰干涉色，可見格子狀雙晶，具輕微泥化，部分顆粒內可見石英、斜長石嵌晶。

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

斜長石：半自形-他型板粒狀，粒徑0.5～2.3mm，正低突起，一級灰白干涉色，可見聚片雙晶，交代蠕蟲、交代凈邊發育，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，解理發育。

2）柳石岔礦區巖石性能

圖2 柳石岔礦區巖石形貌

（1）表觀物理特性：巖石呈麻灰色，花崗結構，塊狀構造，硬度較高。

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

鉀長石：主要為微斜長石，他型粒狀，粒徑0.5～6.0mm不等，負低突起，一級灰干涉色，可見格子狀雙晶，具輕微泥化，部分顆粒內可見石英、斜長石嵌晶。

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

斜長石：半自形-他型板粒狀，粒徑0.5～3.1mm，正低突起，一級灰白干涉色，聚片雙晶發育，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，解理發育。

3）石粉化學成分鑒定見表1。

表1 石粉化學成分鑒定

基于兩礦區的巖石鑒定結果可知，巴石溝和柳石岔礦區的巖石均為花崗巖，其質地堅硬致密、強度高、抗風化、耐腐蝕、耐磨損、吸水性低，并且有較高的抗強度。

1.2 試驗方案

試驗所用設備有V7主機、空氣振動篩、除塵器（184m3/min）、巴馬克破碎機等。依據《公路工程集料試驗規程》（JTGE42-2005）進行鑒定和篩選巖石，將符合要求的廢棄巖石原料以3.075t/h的投入量（NF）投入到運轉速率為40m/s的巴馬克破碎機中進行預處理，處理后進入篩網尺寸為2.8mm×7.2mm的空氣振動篩中進行篩分，為了提高篩分效率，在空氣振動篩上加裝鼓風機加大空氣流動的速率，經過循環試驗，將機制砂篩分為 0.15～0.3，0.3～0.6，0.6～1.18，1.18～2.36，2.36～4.75 五個粒徑范圍進行觀察分析，如圖3所示。

圖3 試驗流程示意圖

2 試驗結果及分析

2.1 成品砂粒外形，如圖4所示。

圖4 試驗成品砂粒形

由圖4可以看出，經過試驗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規定，其次也說明了原料所屬的巖礦有著較好的發育解理 （礦物晶體受力后常沿一定方向破裂并產生光滑平面的性質稱為發育解理）。

2.2 成品料通過率，如圖5所示。

圖5 成品料通過率折線圖

本試驗根據行業經驗，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，成品料通過率的數據范圍接近通過上限，特別是0.3mm粒徑范圍的成品幾乎與理論上限重合，從成砂效率來計算，本次試驗的效率為88.26%，按此數據，若每小時通過率150t，則成品產出率為132.39t。

2.3 細度模數

細度模數是表示砂粒粒徑大小和類別的參數，其模數越大，表示砂粒越粗。對于普通混凝土用砂的細度模數在1.6～3.7范圍之內，屬中砂，或用粗砂加少量的細砂，其比例為4:1調制。此次試驗所使用的兩礦區巖石，經加工成型的砂粒在1.7～3.6之間，屬于中砂，符合建筑行業用砂。

2.4 亞甲藍值

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

5 結語

此次花崗巖機制砂的檢測鑒定說明了花崗巖可以適用于機制砂的生產，且所產出的機制砂粒形圓滑，無明顯棱角，有著較強的受力性和抗壓強度。此試驗結果為解決兩礦區生產中所遺留的石粉尾礦，提供了新思路和新方法，同時也打通了整個產業鏈，有效地利用尾礦生產新的工業產品，提升了經濟效益和資源綜合利用率，降低了尾礦處理的生產成本。