Натрошен камък: Неразбраният минерален герой

Съдържание

• Най-основната минерална стока
• Видове скали, използвани за натрошен камък
• варовик
• Доломит и доломитови варовици
• Гранит и трап скала
• Пясъчник и кварцит
• Вулканична пепелянка и скория
• мрамор
• Натрошен камък срещу чакъл
• Транспорт, внос, износ
• Рециклиране
• Натрошен камък: предлагане и търсене
• Съхранение на агрегат

Много видове натрошен камък: Натрошеният камък не е „стандартизирана стока“. Произвежда се чрез добив на един от няколко вида скали като варовик, гранит, капан, скария, базалт, доломит или пясъчник; смачкване на скалата; и след това пресяване на натрошената скала до размери, подходящи за крайната употреба. Предвидената употреба също диктува кой тип (и) скала трябва да се използва.

Натрошен камък: Неразбраният минерален герой: Натрошеният камък често се разглежда като една от най-ниските стоки, но той се използва за толкова голямо разнообразие на цели в толкова много индустрии, че трябва да бъде издигнат до отличителна позиция. Това е геоложката стока, върху която е изградено почти всичко. Слово облакът на Wordle по-горе показва само няколко от многообразието му от приложения.

„Неразбран минерален герой“ е цитат от покойния Дюи Кирщайн, икономически геолог и един от ранните ръководители на авторите.

Най-основната минерална стока

Натрошен камък е най-основната минерална стока в света. Тя е изобилна, широко достъпна и евтина. Това е материал, с който хората са запознати в почти всички части на света.

През 2017 г. САЩ са произвели общо около 1,33 милиарда тона натрошен камък. Това е средно около четири тона натрошен камък за всеки гражданин. Повечето хора трудно си представят как през последната година са използвани четири тона натрошен камък в тяхна полза. Това възлиза на около двадесет килограма натрошен камък на човек на ден за цялата година.

Повечето натрошен камък се използва при строителство на магистрали и строителство. При изграждането на двулентова асфалтова магистрала се използват около 25 000 тона натрошен камък на километър. При изграждането на малко жилищно подразделение се използват около 300 тона натрошен камък на жилище. Много други приложения на натрошен камък могат да се видят в думата облак на тази страница. По-голям списък е включен в таблицата в долната част на страницата.

Видове скали, използвани за направата на натрошен камък: Приблизителното количество различни видове скали, използвани за производството на трошен камък в Съединените щати през календарната 2017 година, когато общото годишно производство е приблизително 1,33 милиарда метрични тона камък. Данни от Геологическото проучване на САЩ (USGS).

Видове скали, използвани за натрошен камък

Много различни видове скали се използват за направата на натрошен камък. Видовете, използвани за направата на натрошен камък в Съединените щати през 2017 г., включват следното: варовик, гранит, капан на пясък, пясъчник, кварцит, доломит, вулканична тръба и скория, мрамор, шисти, дацит, черупка и варовик мергел. Относителното им значение е показано на диаграмата с пай на тази страница. Всеки от тези видове скали е подходящ за редица приложения и неподходящ за други. Кратко описание на по-важните скали за натрошен камък е дадено по-долу.

варовик

Варовик: Натрошен варовик с различни размери на частиците, горе вляво върви по посока на часовниковата стрелка: груб инертен материал, натрошен варовик, минен варовик и фини варовици.

Варовикът е скала, съставена от калциев карбонат (CaCO₃). Това е скалният тип, който най-често се използва за производство на трошен камък в Съединените щати. Той заема тази позиция, тъй като е широко достъпен и подходящ за по-голямо разнообразие от употреби от всеки друг тип скала.

Варовикът може да се използва за приготвяне на цимент. Той е основната съставка на бетона. Използва се като основен материал за магистрали, селски пътища, сгради и железопътно строителство. Използва се за производството на селскостопански вар и за неутрализиране на киселини в химическата промишленост. Има много продукти, произведени от или използващи варовик, които консумират малък обем материал. Те включват птичи песъчинки, теразо, стъкло, сорбенти за замърсяване на въздуха, прах за безопасност от мини, хранителни добавки за животни, козметика, хранителни добавки и поток от доменни пещи, избелване, наред с други.

В допълнение към пригодността си за много приложения варовикът се използва и за направата на натрошен камък, защото се разрушава лесно и е по-мек от стоманата, използвана в оборудване за трошене, класифициране на оборудване и легла за камиони. В сравнение с по-твърдите скали като кварцит, варовикът причинява много по-малко износване на оборудването, с което влиза в контакт.

Като пример, представете камион, натоварен с 10 тона смачкан кварцит. Всяко парче кварцит, което е в контакт с леглото и страните на леглото на камиона, ще има остри точки и ръбове. Той ще има и налягането на цялата скала при натоварването по-горе. Когато шофьорът повдигне леглото, за да свали товара, всяко парче кварцит, който е в контакт с леглото на камиона, ще вкара жлеб в метала, докато изплъзва задната врата на камиона. Леглото на камиона ще стане по-тънко с всяко зареждане на камъни. Собствениците на камиони няма да се зарадват, когато трябва да ремонтират или заменят своите камиони след кратко време на употреба. Подобно износване ще има при трошене на оборудване, екрани и всяко оборудване, което контактува с камъка. Сега знаете защо минните компании биха предпочели кариерата на варовик, отколкото кварцит.

Доломит и доломитови варовици

Доломит (AKA "долостон") и варовик са много подобни скали. Доломитът е калциев магнезиев карбонат (CaMg (CO)₃)₂), докато варовикът е калциев карбонат (CaCO₃). Варовикът е по-ефективен за приготвяне на цимент и за неутрализиране на киселини. Доломитът има Mohs твърдост 4 в сравнение с варовик с Mohs твърдост 3. Тази разлика в твърдостта прави доломита ясно по-издръжлив, когато скалата е подложена на абразия.

Доломитът, доломитният варовик и варовикът имат подобен вид и често се срещат заедно в скалните единици, добивани в една кариера; те обаче рядко се добиват като отделни продукти. Значително количество от материала, посочен като "варовик" в диаграмата на пай по-горе, всъщност е доломитен варовик и доломит.

Повечето кариери продават продукцията си като "варовик", което е приемливо за клиентите в строителната индустрия, ако химичният състав на скалата не е важен. Клиентите, които се интересуват от скала за химическа, киселинна неутрализация, поток от доменни пещи или селскостопански цели, вероятно ще изискват скала, която има химически състав на много чист варовик или много чист доломит.

Гранит и трап скала

Натрошена скала: Раздробени магматични скали от различни видове, отляво вляво по посока на часовниковата стрелка: капан на скалата, бял гранит, лава скала и червен гранит.

Гранитът е наименованието на лайманите, използвано за всяка светлинна магнитна скала, която се използва в строителството. Гранитът, гранодиоритът, диоритът и риолитът са няколко от многобройните магнитни скали от светъл цвят, които в строителната индустрия се наричат ​​„гранит“.

"Капан скала" е наименование на лайманс, използвано за всяка тъмна окраска магматична скала, която се използва в строителството. Базалт, перидотит, диабаз и габро са примери за трап скала.

Гранитът и капанната скала са вторият и третият най-често използвани видове скали за производство на трошен камък. Превъзхождат варовика, когато се използват в кисели води или почви и когато са подложени на абразия. Те могат да заменят варовика като бетонен агрегат и когато е необходим траен агрегат.

Някои геолози не харесват как хората в индустрията за натрошен камък използват думата „гранит“. Тази индустрия продава милиони тонове "гранит" годишно и използва думата "гранит" по този начин в продължение на поколения. Те няма да променят терминологията си, за да задоволят няколко придирчиви геолози.

Пясъчник и кварцит

Пясъчникът и кварцитът са съставени предимно от кварц, много издръжлив минерал, но всеки има своите недостатъци в строителната индустрия, които ограничават неговото използване. Пясъчникът обикновено се състои от пясъчни зърна, циментирани заедно от калцитни, глинени или силикатни минерали, които са се утаили между пясъчните зърна. Циментът обикновено не запълва напълно всички празнини между пясъчните зърна, оставяйки порьозност, която обикновено варира между 5 и 30%. Това порно пространство позволява на скалата да абсорбира вода. Тази вода ще се разширява в обем с до 9% всеки път, когато замръзне. В хода на много цикли на замръзване-размразяване силите на това разширение имат способността да изхвърлят зърна и да разрушат скалата. Ето защо пясъчникът не е популярен за дългосрочна употреба в райони, където се наблюдават температури на замръзване.

Кварцитът е пясъчник, който е метаморфозиран. Процесът на метаморфизъм загрява и компресира скалата и често кара пясъчните зърна да се заваряват заедно. Това може да доведе до изключително издръжлива скала, която обикновено няма проблеми със замръзването и размразяването на пясъчник. Кварцитът всъщност може да бъде толкова издръжлив, че е трудно да се мина, обработва и транспортира до строителни обекти.

Кварцитът има твърдост Mohs от 7. Това го прави по-трудно от челюстите на трошачките, кофите на товарачите, оразмеряването на екраните, леглата за камиони и друго оборудване, използвано за обработка и обработка на камъка. В резултат на това може бързо да се облече изключително скъпо оборудване. Поради тази причина някои от най-издръжливите скали в САЩ се избягват за строителна употреба.

Вулканична пепелянка и скория

Вулканичният пепел и скориите са везикуларни скали, което означава, че съдържат празнини, които се образуват, когато газовите мехурчета бяха заловени в скалата, докато се втвърди от стопилка. Тези празнини намаляват носещата сила и устойчивостта на замръзване-размразяване на материала. Празнините обаче правят скалата по-лека. Грапавостта на повърхността на камъка му помага да се свързва ефективно, когато се използва като бетонен агрегат. Тези свойства често правят вулканичните шлаки и скориите добри скали за получаване на леки инертни материали, лек бетон и покривни гранули.

По-ниската плътност на вулканичните пепелянки и скориите ги улеснява при работа при озеленяване, рендета, газови скари, сауни и други подобни приложения. Голямата повърхност на тези скали ги прави подходящи за филтриращ камък при някои приложения за канализация и отводняване. Тяхната ъглова форма и ниска плътност ги прави подходящи за използване като тягови материали, които се разпространяват по заснежени магистрали.

мрамор

Финозърнестият мрамор и доломитният мрамор могат да бъдат натрошени и използвани за повечето от същите цели като варовика. Когато са грубо кристални, тези скали често се разпадат на парчета поради разцепване, което може да намали тяхната издръжливост.

Някои бели мрамори са достатъчно чисти, че могат да бъдат натрошени, обработени за отстраняване на примеси и използвани като камък с химически клас, бели, пълнители, разширители и дори в козметиката и хранителните добавки за хора и животни. Тези мрамори с висока чистота правят едни от най-ценните натрошен камък.

Чакъл: Тези камъчета със заоблени форми, получени от воден транспорт, са това, което геолозите биха нарекли "чакъл". Въпреки това, повечето хора използват думата "чакъл" взаимозаменяемо за "чакъл" или "натрошен камък."

Натрошен камък срещу чакъл

За геолог „натрошен камък“ и „чакъл“ са два ясно различни материала. „Натрошен камък“ е търговски продукт, направен чрез добив на скала и натрошаване на ъглови парчета. "Чакъл" е естествен материал, който се състои от пренесени с вода частици скала, които са с диаметър по-голям от два милиметра и обикновено имат заоблена форма в резултат на водния си транспорт. Формата на зърната и ролята на човека за производството им са разликите, които отделят натрошения камък от чакъла.

Обикновеният човек в Съединените щати рядко използва термина "натрошен камък." Вместо това думата "чакъл" се използва общо за почти всеки вид скален материал с размер на частиците над няколко милиметра. Техният „чакъл“ включва както натрошения камък, така и чакъла на геолозите.

Производство на натрошен камък в САЩ: Стойност на натрошен камък, произведен през 2015 г., от държавата. Тази карта показва основните производствени обекти като черни точки, а щатите се класират според тяхното производство на натрошен камък на база стойност на долар през календарната 2015 г. Хистограмата в долната част на изображението показва състоянията в ред.

Транспорт, внос, износ

Натрошен камък е насипна стока, която е много тежка и много скъпа за обработка и транспортиране. През 2012 г. средната цена на трошен камък в Съединените щати на мястото на завода е била 9,75 долара за метричен тон. Транспортирането до работната площадка може значително да увеличи цената на камъка. Най-малко 80% от натрошения камък, произведен в САЩ, напуска растението с камион. Автомобилният транспорт добавя допълнителни 12 до 15 цента на тона миля към доставените разходи за камъка. Например, ако заводът е на 20 мили от мястото за работа, разходите за транспорт ще бъдат около 2,40 до 3,00 долара на тон.

Железопътният и баржиран транспорт са намалили разходите на тона мили; все пак, много малко кариери има по железопътни линии или реки. След това по-голямата част от камъка, транспортиран с железопътна линия или шлепа, трябва да бъде натоварен в камион за местен транспорт. Цената на тази обработка може да бъде допълнителни 30 до 50 цента на тон. Поради тази причина натрошеният камък е стока, която обикновено се консумира на местно ниво, стига да са налични материали, отговарящи на спецификациите за работа.

Някои столични райони са много скъпо разстояние от най-близкия източник на натрошен камък. Тези градове често се обслужват от дистрибуторски дворове, които получават натрошен камък по железопътна линия или баржа от далечни кариери. Това може значително да намали разстоянието на превозните средства и да предостави камък на градските потребители на по-ниски доставени разходи.

Много малко натрошен камък се внася или изнася извън Съединените щати. Разходите за транспорт и обработка са толкова високи, че по-малко от 1% от вътрешното потребление на трошен камък в САЩ се покрива от вноса. С изключение на някои крайбрежни райони, подплатени от широка равнина от седимент вместо скала, натрошен камък с подходящо качество е локално достъпен в повечето части на Съединените щати.

Рециклирани заместители: Рециклирани заместители на натрошен камък. Започвайки горе вляво и минавайки по посока на часовниковата стрелка: натрошен бетон, натрошен строителен развалин, натрошена тухла и натрошен чакъл с асфалт.

Рециклиране

В цяла САЩ компаниите рециклират строителни материали и ги използват като заместител на натрошен камък. Геологическото проучване на Съединените щати получи отчети от производителите, че приблизително 30 милиона тона на заменени камъни са били произведени чрез рециклиране през 2012 г. Този годишен брой нараства, но се смята, че е много по-нисък от реалното количество рециклиране, което е извършено, т.е. поради неотчитане и рециклиране, извършвано извън компаниите, включени в годишното им проучване на натрошен камък.

Използваният портланд циментен бетон от местата за събаряне често се отвежда в кариера или в разпределително дворно място, където се раздробява, обработва за отстраняване на метал, пресява се по размер и след това се продава като заместител на натрошен камък. Този материал работи добре като пълнеж, пътна основа и при други приложения, където камъкът не трябва да отговаря на строги спецификации. Рециклирането елиминира необходимостта от място за изхвърляне и продуктът може да се продава за 50 до 80% от цената на кариения камък.

Асфалтобетонът често се рециклира от специализирана техника за павета, която може да съблича пътя на асфалта и да произвежда смачкан продукт, който може да бъде използван директно на работното място. Използваните тухли и смесените отпадъци от тухли / бетон също се натрошават, оразмеряват и се продават като заместител на натрошен камък.

Графика за производство на натрошен камък: Тенденции в производството на натрошен камък за последните 100 години. Данни от USGS. Производството на трошен камък като цяло се увеличава, като повечето от спадовете са причинени от големи или малки икономически рецесии. Драматичният възход започва малко след Втората световна война, когато е разработена ефективна пистова техника.

Натрошен камък: предлагане и търсене

Търсенето на натрошен камък се обуславя от правителствени инфраструктурни проекти, търговско и жилищно строителство и други видове строителство. Линията на графиката по-горе на тази страница показва тенденцията на производство на натрошен камък в Съединените щати между 1915 и 2017 година.

Малко натрошен камък е използван преди Втората световна война, тъй като е бил много труден за производство. Въпреки това, след разработването на трайна пистова техника (едно от малкото предимства на войната), производството на натрошен камък започва бързо да расте. Ръстът е прекъснат от рецесии в общата икономика, показани на диаграмата като спад на производството с различен размер. В момента търсенето все още се възстановява от Голямата рецесия, но отложената поддръжка на инфраструктурата и проектите могат да генерират голямо търсене на натрошен камък, докато икономиката се възстановява.

Обобщена карта: Опростено изобразяване на обобщена карта с ресурси, изготвена от Аризонската геоложка служба за метрополията на Феникс и околните региони. В този район неконсолидираните пясъци и чакъли, свързани с долините на потоците, са източник на лесно изкопаеми и висококачествени строителни материали.

Съхранение на агрегат

Съединените щати и повечето други страни обикновено имат огромен ресурс от натрошен камък, който въз основа на обема си може да се счита за неизчерпаем. Тези значителни ресурси обаче бързо се свиват, тъй като над тях се строят сгради, пътища и общности, а земята се ограничава от минната дейност поради опазването, зонирането и местните забрани.

Някои общности са получили груби събуждания, когато са одобрени големи строителни проекти, които надхвърлят възможностите на местните производители на трошен камък, но следващият най-близък източник на камък със спецификации е на 60 мили. Това може да утрои цената на натрошения камък, да разруши бюджета за текущия проект и да увеличи цената на натрошен камък за всички бъдещи строежи.

За да се избегне това, индустрията за натрошен камък се застъпва за идентифициране на местните ресурси от натрошен камък и заделяне на области за тяхното развитие. Ако това е направено, може да се гарантира местен ресурс от натрошен камък и разходите за всеки бъдещ дом, път и строителен проект могат да бъдат намалени.

Някои държави осъзнават важността на съвкупното опазване и изискват местните власти да включат информация за съвкупните ресурси в своите усилия за планиране. Геологическото проучване в Аризона подготви обобщена оценка на ресурсите за столичния район Финикс и околните райони на Аризона, за да помогне на местните власти да спазват държавното законодателство.

„Разделът за агрегирана защита на законопроекта за правата, SB 1598 от 2011 г. изисква градовете и общините в Аризона да преразгледат общите си планове за идентифициране на съвкупността от тяхната юрисдикция и да прилагат политики за запазване на съвкупните ресурси за бъдещо използване, като избягват несъвместимото използване на земята.“

Те изготвиха обобщена карта, която изобразява геоложките единици, намиращи се на повърхността, които са били или са способни да се използват за съвкупни ресурси. Описанията на тези геоложки единици са включени в тяхната оценка. Оценката е достъпна онлайн, където може да служи като инструмент за планиране на управлението на земята за местните власти и като източник на разузнавателни данни за съвкупните производители.