建筑用海砂深度凈化的技術、生產與產品管理

代以誠 戴國勝

（1北京廣度企業顧問公司，北京 102101；2長江航運科學研究所有限公司，湖北 武漢 430011)

我國海域蘊藏著極為豐富的海砂資源，目前遠未得到開發利用。關于海砂，有人誤認為其最簡單的用途就是建筑房屋，并不知我國嚴格規定，只有達到標準[1]的海砂才被允許作為建筑材料用，這種合格的海砂被稱為建筑用海砂。

沿海地方政府既希望開發利用海砂資源發展當地海洋經濟，又苦于私采濫挖猖獗、劣質的淡化海砂屢禁不止[2]。海砂的深度凈化已成為一個社會和技術問題，是海砂綜合開發利用的一個瓶頸。

基于長期關注海砂資源的開發利用，本文將相關研究成果[3]中的海砂深度凈化介紹如下。

1 吸取式海砂凈化技術

該技術是在“船用真空吸取技術”的基礎上，以海砂凈化為切入點，在建筑用海砂中的具體應用。凈化時，只需將專門設計的真空吸頭吊放在運砂船載來的海砂堆上，啟動真空系統，吸頭會自動將海砂吸入，在輸送過程中進行淡化，將海砂中的鹽分（即氯離子）清除溶解掉，海砂可輸送到堆放點，或者凈化設備除去貝殼等有害成分，即完成一次凈化操作。重復此項操作，可作深度凈化。該技術凈化的海砂質量和效果比目前采用的機械旋轉攪拌＋藥劑凈化方式更徹底，是成本低、量大又易連續操作的技術。該技術的海砂凈化程度高，能達到國家海砂凈化標準，是經實踐證實的有效技術。

“船用真空吸取技術”的特點還有：既能把海底的海砂（含遠海和深海）吸取到船上，又能把船上的海砂進行吸送和轉運作業，因而在海砂的開發利用中有著廣泛用途，例如在海灘整治、海濱浴場維護、人工浴場建設以及海底砂礦采選、各種工業和民用砂產品的生產中均有較多的應用。

2 海砂深度凈化必須實施產業化開發利用

海砂是重要的國土資源，是國家和地區長期的重要經濟來源之一，所以沿海地區政府都要對海砂的開發利用實施有效的、規范的開發利用，把這種資源的開發利用交給專業的有能力的產業公司去實施，也就是產業化開發利用。

國際上，海砂開發利用先進的美日澳和歐洲等國早已如此，發展中的東南亞諸國也逐步走上了產業化的開發道路。我國的海砂資源開發利用雖然還未正式起步，但海砂的私采濫用在一些地區已泛濫成災，海砂資源產業化開發利用已刻不容緩。

建筑用海砂深度凈化是海砂綜合開發利用這一大型產業中的首要工程，它既需要成熟的技術支撐，又需要一定量的資金和設備投入以及政府的支持，非民間私人和小公司所能承擔的。況且，海砂的淡化絕不是挖沙賣砂、把砂挖上來用淡水沖一沖便淡化了那樣簡單。它涉及政府、法規、環保、船舶運輸、海事安全、市場等諸多環節，這是專業化大產業公司才能做到的。所以，我國建筑用海砂凈化事業和海砂資源的開發利用只能走產業化發展道路。

3 海砂深度凈化的生產線生產

3.1 海砂深度凈化的生產環節與流程

海砂深度凈化的產業化生產是將深度凈化過程用生產線的方式來組織實施，整個凈化生產線應包括三個生產環節：采砂、處理和淡化，每個環節都由專用的作業船（或平臺）和真空吸頭相配合進行生產。

具體的生產流程是:海底采砂(含遠、深海）——>海上初步處理(脫泥、去貝殼、篩選分級等）——>廢棄物原地回填——>岸邊深度淡化——>建筑用海砂產品檢測及信息溯源追蹤。

3.2 海上生產線建設

生產線宜建在海上，應由如下裝備組成：①作業船：包括采砂船、處理船(或平臺）和運砂船(兼作淡化船）等；②海砂處理設備：貝殼和有害成分的處理設備、篩分分級設備及輔助設備等；③每條船上均需配備專用真空吸頭，在各處理點間輸送海砂。

海上生產線如同陸上生產線，作業船類似于工廠和車間，各處理設備就是加工點，真空吸頭就是輸送設備，它們串聯起來就組成了一條海上生產線。

海上生產線建設并不困難，我國海上閑置著不少大船和海上平臺，加以改造利用，就可當作海上工廠來使用，處理設備根據需要選購，真空吸頭可以自行設計、自己制造。

生產線中各生產環節的功能和設施如下：

采砂船主要用來從海底吸取原料海砂并輸送到處理船上，配備的是既可以在淺水又可以在深水吸取海砂的水下用真空吸頭。

處理船(或平臺）用來對原料海砂進行初步處理，去貝殼和篩選分級等處理設備均設在處理船上，船上配備有陸上輸送用真空吸頭，可在各處理設備之間輸送海砂，完成對原料海砂的初步處理和廢棄物排放作業，生產出待淡化的建筑用海砂半成品。

運砂船只運輸待淡化的半成品海砂至岸邊，配備專用的淡化吸頭和輔助裝置進行海砂淡化作業，清除氯離子。

經送檢后裝箱成件，才是完成了最終產品的生產。送檢是必須的。深度凈化的海砂仍是散狀物料，人們無法確認松散的海砂是否達標。為了使建筑用海砂在市場上能提高可信度，讓用戶買到的建筑用海砂易于查詢，有必要把海砂裝箱成件（即把松散砂粒裝入專用的集裝箱內成一件一件的產品），對產品“包裝”就成了生產線生產的必要的最后一道作業流程。

“包裝”作業也是用真空吸取技術來完成的。凈化后的海砂檢測完成后，把達標的松散海砂用真空吸頭輸送到專門制造的集裝箱內，就成了一件一件“包裝”好的建筑用海砂產品。至此完成了合格海砂產品的全部生產流程，既便于對每件產品建檔，又為產品的信息化管理創造了條件。

3.3 生產線生產是海砂資源綠色開發和綜合利用的有效途徑

海砂資源的綠色開發指包括建筑用海砂深度凈化在內的一切環境友好型海砂開發活動，其綜合利用就是要讓海砂中的有用成分物盡其用，物有所值。

生產線式生產在建筑用海砂開發利用中有以下優勢：

1）能較大降低生產成本

海砂開發利用過程中最大的工作量是海砂的輸送作業，例如，常規的海砂凈化生產是把原料海砂從船上輸送到岸上堆放，再把岸上的原料海砂輸送到凈化設備中凈化以及輸送到去貝殼設備中去除貝殼，最后還要把凈化后的產品海砂輸送到車上運走等，每一道工序都要做一次輸送操作。一直以來，這種輸送作業都是用皮帶輸送機輔以裝載機和人工來完成，只能間歇式輸送，輸送次數愈多，輸送成本愈高。輸送費用高是建筑用海砂成本高、價格高的主因。

采用真空吸送技術可省去大量的皮帶機、裝載機和人工費。只用一個吸頭和管道及少量的配套設備和人工，即可實施輸送操作，且可連續不間斷輸送，因而生產成本大幅下降。除了減少輸送費用，降低生產成本的地方還有很多，比如廠房費、資源費、土地費和環保費等。若在海上建設生產線，這些費用可以較大幅減少。

2）能較大增加產量和質量

常規的海砂淡化設備因處理量有限，產量不高，若進行重復的深度淡化，產量會更低。但采用生產線生產后產量會大大提高，每小時凈化處理幾十到幾百立方米的海砂很容易實現，其生產能力遠比間歇生產能力大。

提高凈化海砂的質量更是真空吸取技術的優勢，多次凈化操作以提高凈化程度很容易實現，這是常規淡化設備達不到的。

4 建筑用海砂產品的信息化管理

目前，建筑用海砂不易進入建筑市場的原因，除了質量問題，就是劣質的淡化海砂破壞了優質的建筑用海砂的聲譽。建筑工程不敢放心使用海砂，使優質的建筑用海砂難以被市場認可，也就是“劣幣驅逐良幣”。杜絕劣質的淡化海砂既要從生產技術入手，提高建筑用海砂質量，還要從產品管理入手，讓劣質海砂在市場上易于被發現而被驅逐。

生產過程中要對砂源進行產前原料檢測，產品出廠前要將淡化后的海砂送至權威檢測機構對每個批次嚴格檢驗，把生產前后所有的檢測資料建檔立案，長久保存，這是必要的信息獲得和保存工作。

深入進行產品的信息化管理工作包括如下方面：

1）對產品進行“包裝”(生產線的最后一道環節），讓松散海砂裝箱成件，為每件產品建立信息檔案，在產品箱上設置數字化芯片或產品條碼等備查信息(建立“出生證”或“身份證”），讓市場能隨時查詢產品的質量信息。

2）進入市場后，借助物聯網技術和衛星定位技術，對每件海砂產品的中途流向和最終用途實施產品聯網和實時跟蹤、存檔，實現對產品的全程追蹤溯源，從而避免劣質海砂流入建筑市場。

周到的產品信息化管理是不良砂石商難以企及的，其很難得到“身份證”，加上生產線生產方式，會讓不良砂石商的經營更困難，劣質的建筑用海砂將逐漸退出市場，合格的建筑用海砂會逐步為市場認可。這樣，當技術、生產線生產和產品信息化管理融合后，建筑用海砂會逐漸讓市場放心、讓用戶放心、讓監管部門放心，海砂資源的綠色開發和綜合利用會得以全面展開。