每一瓶啤酒都會有一個玻璃瓶,那些玻璃瓶去了哪裡?美國人竟然用它們做沙子!隨處可見的沙子竟有如此高價!
在疫情之前的2019年,我國啤酒產量3765萬千升!大洋彼岸的美國也不遑多讓,僅僅玻璃瓶每年就能產生1230噸。面對如此龐大的產量,美國人竟然研發出一套廢玻璃瓶處理方案——制砂!
先從收集回來的垃圾中進行分類,通過滾輪將玻璃摔成碎片提取出來。然後通過87攝氏度的恆溫乾燥機消毒,去除標籤、紙屑、細菌等雜物。再通過光學分揀機分類,分成無色、綠色、棕色三類。然後再反覆捶打,製作成最小600微米的顆粒。此時的玻璃砂已經沒有了稜角,可以用在不同場合:
顆粒稍大的砂子可以做成水磨石、或者夾在瀝青里鋪路,這樣的道路可以減少車輛側翻的幾率。還可以減少積雪。還可以做成混凝土,還可以做成玻璃纖維重新做成玻璃,還有的做成人工土壤,用於養花種草。只有想不到,沒有做不到。這些玻璃製成的砂子功能還很多。
但為何美國人要花費這麼大力氣把玻璃製成砂子呢?深究起來無非就四個字「利益驅使」。
你我眼中遍地的沙子,其實背後深藏玄機,隱藏着一個龐大的產業:全球砂石業!
沙土是地球上常見的資源,同時也是人類使用非常廣泛的材料。從建築用料,到芯片製造,很多產業都要用到這一材料,是在人類工業生產中,僅次於水資源的第二大資源消耗。
在龐大的砂石產業鏈條上,上游由砂石礦、制砂設備、爆破材料等組成;中游則是各類砂石生產供應商,下游則直接對應基建、房屋建築、鐵路、公路施工等領域。
2021年,美國有五千五百多家公司服務於砂石產業,同年,我國砂石產業達到兩萬億規模。經市場研究結構BMR報告,預計2026年全球砂石產業總規模將超過六千億美元!
砂石的稀缺性
地球上百分之七十都是海洋,但這種鹽水無法直接利用,人們需要使用淡水。地球上大部分的淡水資源都在南北極的冰川,人們也很難利用。真正能夠被人們使用的,只有陸地上的淡水河流等水資源。比起總量來,可利用的水資源非常有限。
同樣的情況也發生在沙石產業中。廣袤的沙漠中遍布黃沙。但這些沙子鹼性高、過於圓滑,不利於工程建築;綿延的海岸線上到處都是沙子,但海沙含鹽量過高,會逐漸腐蝕鋼筋,用於搭建房屋容易發生事故。真正適合使用的,是淡水河流的河沙。而這種資源已經變得越來越少。目前全球對砂的消耗量大約是每年四百億噸,已經大大超過了自然生產的速度。
面對如此有限的資源,人類就束手無策了嗎?
其實不然,大量的技術手段可以人工製造砂石。譬如開篇提到的利用回收玻璃制砂,或者乾脆把石頭碾碎來制砂。這就是對應於天然砂的機制砂。
人工制砂方法
機制砂主要是使用制砂機將各種大塊的石料進行粉碎、研磨、篩選、清洗等步驟,進行機械制砂。
河沙等天然砂由於受到河水長期沖刷,砂石比較圓潤。而機制砂是通過粉碎石頭獲得砂礫,砂石具有稜角、比較尖銳、針片狀相對較多。在於水泥等結構粘黏時,這種結構具有更好的粘合度,有更高的抗壓性,使用壽命也相對較長。
機制砂是通過人為選定材料,材質相對比較統一,性質穩定。相對天然砂,機制砂沒那麼複雜。
而且,機制砂在顆粒度、細度上有較強的人為操控性,可以根據客戶的需求來進行生產。這些是天然砂做不到的。
不過,機制砂的耐久性和堅固性比自然河沙要差,如果經常收到摩擦衝擊,則需要摻入外加劑,並人為控制灰砂比等指標。
隨着河沙等天然砂的自然產出量受限,天然砂石的比重隨之減少。目前機制砂在我國市場上已經佔據了八成以上的供給量。
為何自然生產的河沙會受限呢?
這就要從三個方面進行理解:其一,河沙的開採會影響周邊建築的穩定性。比如把堤壩根基的沙石挖走了,水流會直接衝擊堤壩根基,產生重大危害。如果是在遠離堤壩的地方挖河沙可以嗎?也不一定!采砂在河底形成的坑,會在水流的作用下不斷移動,尤其是向上游移動。在這種作用下,即便是在堤壩下游很遠的地方采砂,經過長時間的衝擊,這個坑也會抵達堤壩,並造成安全隱患。
其二,河道中的航運對水流速度有要求,如果超過每秒四米的流速,很多河道都無法安全行船。采砂會形成上下遊河床的高度差,水流隨之變快。影響航行安全。
其三,采砂會產生大量的泥水,造成河道生態的嚴重破壞。
根據以上三點可以看出自然河沙的開採存在巨大隱患,因此我國不允許隨意開採河沙。
礦石產業的發展方向
自然采砂有諸多限制,那人工制砂應該前途光明了吧?
答案並不盡如人意。人類利用砂石還有一個限制性因素,那就是成本!雖然目前人類的技術已經發展到用較為低廉的成本就可以制砂,但是在龐大的用量面前,哪怕是成本的微升,也會造成最終成本的大幅上漲。因此,在強大的利益驅使下,人們還是在傾向於使用自然砂石。
就像石油開採一樣,在人類文明存在的時期,石油是無法再生的。很早之前人們就已經測算出,根據已探測出的產量,石油只夠人類開採幾十年。但是,隨着技術的發展和石油價格的攀升,各種各樣的開採技術不斷升級,從有限的資源中能夠開採更多的石油了。石油枯竭的年限也就被一再延長。
隨着自然砂石資源的逐步縮減,成本也會隨之增高。當成本高到一定地步,人工制砂會很快填補這部分的市場份額。同時,人工制砂的工藝也會不斷精進,制砂成本也會逐步降低。
砂石產業的發展已經從原來單一的砂石礦的競爭,擴展到制砂機技術競爭、產業人才競爭、上下游產業鏈整合之爭等等諸多領域,但歸根結底,都是要提升效率,提高質量、降低成本,才能搶佔市場。在這方面,這將是一場永無止境的競爭。
通過美國的玻璃制砂這一技術,我們了解到龐大的全球砂石產業。任何產業的發展都有其自身規律,我們只要探尋出發展趨勢,就可以把握機會,不斷壯大提升自身能力,在未來的競爭中立於不敗之地。
作者:方驥 校稿:川川