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建筑用海砂深度净化的技术、生产与产品管理

发布日期:2021-03-11 ??浏览次数:

建筑用海砂深度净化的技术、生产与产品管理

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(1北京广度企业顾问公司,北京 102101;2长江航运科学研究所有限公司,湖北 武汉 430011)

 

摘要:经深度净化、达到国家标准的合格建筑用海砂才可用于建筑。本文探讨了海砂深度净化的船用真空吸取技术以及生产线生产和产品信息化管理。实践表明,该技术对海砂深度净化有成效;采用该技术可对建筑用海砂进行生产线式生产,并在生产流程中均使用该技术;该技术以及生产线生产和产品信息化管理相结合,将在海砂资源产业化开发利用,特别是海砂深度净化中有着广泛应用前景。

关键词:建筑用海砂;船用真空吸取技术;真空吸头;产品跟踪溯源

我国海域蕴藏着极为丰富的海砂资源,目前远未得到开发利用。关于海砂,有人误认为其最简单的用途就是建筑房屋,并不知我国严格规定,只有达到标准[1]的海砂才被允许作为建筑材料用,这种合格的海砂被称为建筑用海砂。

沿海地方政府既希望开发利用海砂资源发展当地海洋经济,又苦于私采滥挖猖獗、劣质的淡化海砂屡禁不止[2]。海砂的深度净化已成为一个社会和技术问题,是海砂综合开发利用的一个瓶颈。

基于长期关注海砂资源的开发利用,本文将相关研究成果[3]中的海砂深度净化介绍如下。

1 吸取式海砂净化技术

该技术是在“船用真空吸取技术”的基础上,以海砂净化为切入点,在建筑用海砂中的具体应用。净化时,只需将专门设计的真空吸头吊放在运砂船载来的海砂堆上,启动真空系统,吸头会自动将海砂吸入,在输送过程中进行淡化,将海砂中的盐分(即氯离子)清除溶解掉,海砂可输送到堆放点,或者净化设备除去贝壳等有害成分,即完成一次净化操作。重复此项操作,可作深度净化。该技术净化的海砂质量和效果比目前采用的机械旋转搅拌+药剂净化方式更彻底,是成本低、量大又易连续操作的技术。该技术的海砂净化程度高,能达到国家海砂净化标准,是经实践证实的有效技术。

“船用真空吸取技术”的特点还有:既能把海底的海砂(含远海和深海)吸取到船上,又能把船上的海砂进行吸送和转运作业,因而在海砂的开发利用中有着广泛用途,例如在海滩整治、海滨浴场维护、人工浴场建设以及海底砂矿采选、各种工业和民用砂产品的生产中均有较多的应用。

2 海砂深度净化必须实施产业化开发利用

海砂是重要的国土资源,是国家和地区长期的重要经济来源之一,所以沿海地区政府都要对海砂的开发利用实施有效的、规范的开发利用,把这种资源的开发利用交给专业的有能力的产业公司去实施,也就是产业化开发利用。

国际上,海砂开发利用先进的美日澳和欧洲等国早已如此,发展中的东南亚诸国也逐步走上了产业化的开发道路。我国的海砂资源开发利用虽然还未正式起步,但海砂的私采滥用在一些地区已泛滥成灾,海砂资源产业化开发利用已刻不容缓。

建筑用海砂深度净化是海砂综合开发利用这一大型产业中的首要工程,它既需要成熟的技术支撑,又需要一定量的资金和设备投入以及政府的支持,非民间私人和小公司所能承担的。况且,海砂的淡化绝不是挖沙卖砂、把砂挖上来用淡水冲一冲便淡化了那样简单。它涉及政府、法规、环保、船舶运输、海事安全、市场等诸多环节,这是专业化大产业公司才能做到的。所以,我国建筑用海砂净化事业和海砂资源的开发利用只能走产业化发展道路。

3 海砂深度净化的生产线生产

3.1 海砂深度净化的生产环节与流程

海砂深度净化的产业化生产是将深度净化过程用生产线的方式来组织实施,整个净化生产线应包括三个生产环节:采砂、处理和淡化,每个环节都由专用的作业船(或平台)和真空吸头相配合进行生产。

具体的生产流程是:海底采砂(含远、深海)——>海上初步处理(脱泥、去贝壳、筛选分级等)——>废弃物原地回填——>岸边深度淡化——>建筑用海砂产品检测及信息溯源追踪。

3.2 海上生产线建设生产线宜建在海上

应由如下装备组成:①作业船:包括采砂船、处理船(或平台)和运砂船(兼作淡化船)等;②海砂处理设备:贝壳和有害成分的处理设备、筛分分级设备及辅助设备等;③每条船上均需配备专用真空吸头,在各处理点间输送海砂

海上生产线如同陆上生产线,作业船类似于工厂和车间,各处理设备就是加工点,真空吸头就是输送设备,它们串联起来就组成了一条海上生产线。

海上生产线建设并不困难,我国海上闲置着不少大船和海上平台,加以改造利用,就可当作海上工厂来使用,处理设备根据需要选购,真空吸头可以自行设计、自己制造。

生产线中各生产环节的功能和设施如下:

采砂船主要用来从海底吸取原料海砂并输送到处理船上,配备的是既可以在浅水又可以在深水吸取海砂的水下用真空吸头。

处理船(或平台)用来对原料海砂进行初步处理,去贝壳和筛选分级等处理设备均设在处理船上,船上配备有陆上输送用真空吸头,可在各处理设备之间输送海砂,完成对原料海砂的初步处理和废弃物排放作业,生产出待淡化的建筑用海砂半成品。

运砂船只运输待淡化的半成品海砂至岸边,配备专用的淡化吸头和辅助装置进行海砂淡化作业,清除氯离子。

经送检后装箱成件,才是完成了最终产品的生产。送检是必须的。深度净化的海砂仍是散状物料,人们无法确认松散的海砂是否达标。为了使建筑用海砂在市场上能提高可信度,让用户买到的建筑用海砂易于查询,有必要把海砂装箱成件(即把松散砂粒装入专用的集装箱内成一件一件的产品),对产品“包装”就成了生产线生产的必要的最后一道作业流程。

“包装”作业也是用真空吸取技术来完成的。净化后的海砂检测完成后,把达标的松散海砂用真空吸头输送到专门制造的集装箱内,就成了一件一件“包装”好的建筑用海砂产品。至此完成了合格海砂产品的全部生产流程,既便于对每件产品建档,又为产品的信息化管理创造了条件。

3.3 生产线生产是海砂资源绿色开发和综合利用的有效途径

海砂资源的绿色开发指包括建筑用海砂深度净化在内的一切环境友好型海砂开发活动,其综合利用就是要让海砂中的有用成分物尽其用,物有所值。

生产线式生产在建筑用海砂开发利用中有以下优势:

1)能较大降低生产成本

海砂开发利用过程中最大的工作量是海砂的输送作业,例如,常规的海砂净化生产是把原料海砂从船上输送到岸上堆放,再把岸上的原料海砂输送到净化设备中净化以及输送到去贝壳设备中去除贝壳,最后还要把净化后的产品海砂输送到车上运走等,每一道工序都要做一次输送操作。一直以来,这种输送作业都是用皮带输送机辅以装载机和人工来完成,只能间歇式输送,输送次数愈多,输送成本愈高。输送费用高是建筑用海砂成本高、价格高的主因。

采用真空吸送技术可省去大量的皮带机、装载机和人工费。只用一个吸头和管道及少量的配套设备和人工,即可实施输送操作,且可连续不间断输送,因而生产成本大幅下降。除了减少输送费用,降低生产成本的地方还有很多,比如厂房费、资源费、土地费和环保费等。若在海上建设生产线,这些费用可以较大幅减少。

2)能较大增加产量和质量

常规的海砂淡化设备因处理量有限,产量不高,若进行重复的深度淡化,产量会更低。但采用生产线生产后产量会大大提高,每小时净化处理几十到几百立方米的海砂很容易实现,其生产能力远比间歇生产能力大。

提高净化海砂的质量更是真空吸取技术的优势,多次净化操作以提高净化程度很容易实现,这是常规淡化设备达不到的。

4 建筑用海砂产品的信息化管理

目前,建筑用海砂不易进入建筑市场的原因,除了质量问题,就是劣质的淡化海砂破坏了优质的建筑用海砂的声誉。建筑工程不敢放心使用海砂,使优质的建筑用海砂难以被市场认可,也就是“劣币驱逐良币”。杜绝劣质的淡化海砂既要从生产技术入手,提高建筑用海砂质量,还要从产品管理入手,让劣质海砂在市场上易于被发现而被驱逐。

生产过程中要对砂源进行产前原料检测,产品出厂前要将淡化后的海砂送至权威检测机构对每个批次严格检验,把生产前后所有的检测资料建档立案,长久保存,这是必要的信息获得和保存工作。

深入进行产品的信息化管理工作包括如下方面:

1)对产品进行“包装”(生产线的最后一道环节),让松散海砂装箱成件,为每件产品建立信息档案,在产品箱上设置数字化芯片或产品条码等备查信息(建立“出生证”或“身份证”),让市场能随时查询产品的质量信息。

2)进入市场后,借助物联网技术和卫星定位技术,对每件海砂产品的中途流向和最终用途实施产品联网和实时跟踪、存档,实现对产品的全程追踪溯源,从而避免劣质海砂流入建筑市场。

周到的产品信息化管理是不良砂石商难以企及的,其很难得到“身份证”,加上生产线生产方式,会让不良砂石商的经营更困难,劣质的建筑用海砂将逐渐退出市场,合格的建筑用海砂会逐步为市场认可。这样,当技术、生产线生产和产品信息化管理融合后,建筑用海砂会逐渐让市场放心、让用户放心、让监管部门放心,海砂资源的绿色开发和综合利用会得以全面展开。

来源:中国建材科技

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2021年03月11日

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