Drobljeni kamen: Neobrađeni mineralni junak

Sadržaj

• Najosnovnija mineralna roba
• Vrste stijena koje se koriste za drobljeni kamen
• Vapnenac
• Dolomit i dolomitski krečnjak
• Granit i trap stijena
• Pješčenjak i kvarcit
• Vulkanski cinder i škorije
• Mramor
• Drobljeni kamen protiv šljunka
• Prijevoz, uvoz, izvoz
• Recikliranje
• Drobljeni kamen: ponuda i potražnja
• Očuvanje očuvanja

Mnoge vrste drobljenog kamena: Drobljeni kamen nije "standardizirana roba". Izrađen je kopanjem jedne od nekoliko vrsta stijena, poput vapnenca, granita, kamiona za zamku, škorije, bazalta, dolomit ili pješčenjaka; drobljenje stijene; a zatim ispitivanje drobljene stijene do veličina koje su prikladne za krajnju namjenu. Namjena uporabe također diktira koje vrste stijena treba koristiti.

Drobljeni kamen: Neobrađeni mineralni heroj: Drobljeni kamen često se smatra jednom od najnižih roba, ali se koristi u tako širokoj raznovrsnosti u tolikoj industriji da bi ga trebalo uzdignuti na posebno mjesto. To je geološka roba na kojoj je izgrađeno gotovo sve. Gornji oblak riječi Wordle pokazuje samo nekoliko njegovih raznolikosti upotrebe.

"Unsung Mineral Hero" je citat pokojnog Deweya Kirsteina, ekonomskog geologa i jednog od ranih supervizora autora.

Najosnovnija mineralna roba

Drobljeni kamen je najosnovnija svjetska roba. Bogata je, široko dostupna i jeftina. To je materijal koji su ljudi upoznati u gotovo svim dijelovima svijeta.

U 2017. godini Sjedinjene Države proizvele su ukupno oko 1,33 milijardi tona drobljenog kamena. To je prosječno oko četiri tone drobljenog kamena za svakog građanina. Većina ljudi teško zamisli kako su u prošloj godini četiri tone drobljenog kamena iskorištene u njihovu korist. To iznosi oko dvadeset kilograma drobljenog kamena po osobi dnevno tijekom cijele godine.

Najviše drobljeni kamen koristi se u gradnji autocesta i izgradnji zgrada. U izgradnji dvotračne asfaltne magistrale koristi se oko 25.000 tona drobljenog kamena po kilometru. U izgradnji male stambene jedinice koristi se oko 300 tona drobljenog kamena po kući. Mnoge druge upotrebe drobljenog kamena mogu se vidjeti u riječi oblak na ovoj stranici. Veći popis nalazi se u tablici pri dnu stranice.

Vrste stijena koje se koriste za pravljenje drobljenog kamena: Približna količina različitih vrsta stijena koja se koristila za pravljenje drobljenog kamena u Sjedinjenim Državama u kalendarskoj 2017. godini, kada je ukupna godišnja proizvodnja iznosila otprilike 1,33 milijardi metričkih tona kamena. Podaci iz američkog Geološkog zavoda (USGS).

Vrste stijena koje se koriste za drobljeni kamen

Za izradu drobljenog kamena koriste se mnoge vrste stijena. Vrste korištene za izradu drobljenog kamena u Sjedinjenim Državama tijekom 2017. godine uključuju sljedeće: vapnenac, granit, zamka stijena, pješčenjak, kvarcit, dolomit, vulkanski šarmer i škorije, mramor, škriljevca, dacit, školjka i vapneni lapor. Njihova relativna važnost prikazana je na grafikonu pita na ovoj stranici. Svaka od ovih vrsta stijena pogodna je za brojne namjene i nije prikladna za druge. U nastavku je dan kratak opis važnijih stijena za drobljeni kamen.

Vapnenac

Vapnenac: Drobljeni vapnenac različitih veličina čestica, odozgo lijevo u smjeru kazaljke na satu: grubi agregat, drobljeni vapnenac, minsko vapnenac i vapnenačke sitnoće.

Vapnenac je stijena sastavljena od kalcijevog karbonata (CaCO₃). To je stijena koja se u Sjedinjenim Državama najčešće koristi za izradu drobljenog kamena. Ova pozicija drži se jer je široko dostupna i pogodna za veću raznolikost upotrebe od bilo koje druge vrste stijena.

Vapnenac se može koristiti za izradu cementa. Primarni je sastojak betona. Koristi se kao osnovni materijal za autoceste, ruralne ceste, zgrade i željezničku izgradnju. Koristi se za proizvodnju vapna u poljoprivredi i za neutralizaciju kiselina u kemijskoj industriji. Mnogo je proizvoda izrađenih od vapnenca ili upotrebe koji troše malu količinu materijala. Tu se ubrajaju peradni mrvi, terrazzo, staklo, sorbenti za zagađivanje zraka, sigurnosna prašina od mina, dodaci prehrani životinjskog porijekla, kozmetika, dodaci prehrani i tok visoke peći, bjeloočnice.

Osim što je pogodan za mnoge namjene, vapnenac se koristi i za izradu drobljenog kamena, jer se lako lomi i mekši je od čelika koji se koristi u opremi za drobljenje, razvrstavanju opreme i ležajevima za kamione. U usporedbi s tvrđim stijenama poput kvarcita, vapnenac uzrokuje znatno manje trošenja opreme s kojom dolazi u dodir.

Kao primjer, zamislite kamion nabijen s 10 tona zdrobljenog kvarcita. Svaki komad kvarca koji je u kontaktu s krevetom i bočnim dijelovima kamiona ima oštre točke i rubove. Također će imati pritisak cijelog stijena u opterećenju iznad koje se na njega primjenjuje. Kad vozač podigne krevet kako bi istovario teret, svaki komad kvarca u kontaktu s krevetom kamiona gurnut će utor u metal dok istječe stražnja vrata kamiona. Kamionski krevet postat će tanji sa svakim opterećenjem stijene. Vlasnici kamiona neće biti zadovoljni kada moraju popraviti ili zamijeniti svoje kamione nakon kraćeg vremena korištenja. Slična habanja pojavit će se na opremi za drobljenje, ekranima i svakom komadu opreme koji dodiruje kamen. Sada znate zašto bi rudarske kompanije radije vadile vapnenac nego kvarcit.

Dolomit i dolomitski krečnjak

Dolomiti (AKA „dolostone“) i vapnenac su vrlo slične stijene. Dolomit je kalcijev magnezijev karbonat (CaMg (CO)₃)₂), dok je vapnenac kalcijev karbonat (CaCO₃). Vapnenac je učinkovitiji za proizvodnju cementa i za neutralizaciju kiselina. Dolomit ima Mohsovu tvrdoću 4 u odnosu na vapnenac s Mohsovom tvrdoćom od 3. Ova razlika tvrdoće čini dolomit posebno izdržljivijim kada je stijena podvrgnuta abraziji.

Dolomit, dolomitni krečnjak i vapnenac imaju slične pojave i često se javljaju zajedno u stijenskim jedinicama miniranim u jednom kamenolomu; međutim, oni se rijetko miniraju kao zasebni proizvodi. Značajna količina materijala koja je na gornjoj tablici pita opisana kao "vapnenac" je zapravo dolomitni vapnenac i dolomit.

Većina kamenoloma svoju proizvodnju prodaje kao "krečnjak", što je prihvatljivo kupcima u građevinskoj industriji ako kemijski sastav stijene nije važan. Kupci zainteresirani za stijenu za kemijsku, neutralizaciju kiseline, tok visoke peći ili poljoprivredne svrhe vjerojatno će zahtijevati stijenu koja ima kemijski sastav vrlo čistog vapnenca ili vrlo čistog dolomit.

Granit i trap stijena

Drobljena stijena: Drobljene magnetske stijene raznih vrsta, od gore lijeve strane u smjeru kazaljke na satu: zamka stijena, bijeli granit, lava stijena i crveni granit.

Granit je naziv laima koji se koristi za bilo koju svjetlosnu stijenu koja se koristi u građevinarstvu. Granit, granodiorit, diorit i riolit su neke od mnogih magnetskih stijena svijetle boje koje se u građevinarstvu nazivaju „granit“.

"Zamka stijena" je naziv laika koji se koristi za bilo koju tamnu boju magnetske stijene koja se koristi u građevinarstvu. Basalt, peridotit, diabase i gabro su primjeri klopki.

Granit i klopna stijena su druga i treća vrsta korištenih stijena za proizvodnju drobljenog kamena. Oni su superiorniji od vapnenca kada se upotrebljavaju u kiselim vodama ili tlima i ako su izloženi abraziji. Oni mogu zamijeniti vapnenac kao betonski agregat i kada je potreban trajni agregat.

Neki geolozi ne vole kako ljudi u industriji drobljenog kamena koriste riječ "granit". Ta industrija godišnje prodaje milijune tona "granita" i već godinama generacijama na ovaj način koristi riječ "granit". Oni neće promijeniti svoju terminologiju da bi zadovoljili nekoliko izbirljivih geologa.

Pješčenjak i kvarcit

Pješčenjak i kvarcit sastoje se prije svega od kvarca, vrlo izdržljivog minerala, ali svaki od njih ima svoje nedostatke u građevinarstvu koji ograničavaju njegovu upotrebu. Pješčenjak se obično sastoji od zrna pijeska, cementiranih zajedno s kalcitom, glinom ili silikatnim mineralima koji se talože između zrna pijeska. Cement obično ne ispunjava u potpunosti sve praznine između zrna pijeska, ostavljajući poroznost koja se obično kreće između 5 i 30%. Ovaj porani prostor omogućava stijeni da upije vodu. Ta će se voda proširiti u količini do 9% svaki put kad se smrzne. Tijekom mnogih ciklusa smrzavanja i odmrzavanja, sile ovog širenja imaju mogućnost odbacivanja zrna i razbijanja stijene. Zbog toga pješčanik nije popularan za dugotrajnu upotrebu u područjima gdje se javljaju temperature smrzavanja.

Kvarcit je pješčenjak koji je metamorfoziran. Proces metamorfizma zagrijava i komprimira stijenu i često uzrokuje zavarivanje zrna pijeska. To može proizvesti izuzetno izdržljivu stijenu koja obično nema problem zamrzavanja i otapanja pješčenjaka. Kvarcit može biti toliko izdržljiv da je teško minirati, rukovati i prevoziti na gradilišta.

Kvarcit ima Mohsovu tvrdoću od 7. To ga čini težim od čeljusti drobilica, kante utovarivača, dimenzijama zaslona, ​​kreveta za kamione i druge opreme koja se koristi za obradu kamena. Kao rezultat toga, brzo se može trošiti vrlo skupo trošenje osnovne opreme. Iz tog razloga, neke od najizdržljivijih stijena u Sjedinjenim Državama izbjegavaju se za potrebe gradnje.

Vulkanski cinder i škorije

Vulkanski žmigavac i škorije su vezikularne stijene, što znači da sadrže praznine koje su nastale kad su plinski mjehurići bili zarobljeni u stijeni dok se očvrsnula iz taline. Ove praznine smanjuju nosivost i trajnost materijala odmrzavanja i odmrzavanja. Međutim, praznine čine stijenu svjetlijom. Površinska hrapavost kamena pomaže da se učinkovito veže kada se koristi kao betonski agregat. Ova svojstva često čine vulkanske šarke i škorpije dobre stijene za proizvodnju laganog agregata, lakog betona i krovnih granula.

Niža gustoća vulkanskog šarkera i škorijera olakšava im rukovanje kad se koriste u uređenju okoliša, plantažama, plinskim roštiljima, saunama i drugim sličnim namjenama. Visoka površina ovih stijena ih čini pogodnim za filtriranje kamena u nekim aplikacijama za odvođenje i odvodnju otpadnih voda. Njihov kutni oblik i niska gustoća čine ih pogodnima za upotrebu kao vučni materijal koji se širi po snježnim autocestama.

Mramor

Finozrnati mramor i dolomitni mramor mogu se drobiti i koristiti za većinu istih svrha kao vapnenac. Kad su grubo kristalne, ove stijene često se raspadaju na komade zbog cijepanja, što može smanjiti njihovu trajnost.

Neki bijeli mramor su dovoljno čisti da se mogu drobiti, obrađivati ​​kako bi se uklonile nečistoće i koristiti kao kamen kemijske klade, bjelanjak, punila, dodaci, pa čak i u kozmetici i dodacima prehrani za ljude i životinje. Ovi mramori visoke čistoće čine neke od najcjenjenijih drobljenog kamena.

Šljunak: Ovi šljunak, zaobljenih oblika proizvedenih vodenim prijevozom, ono su što bi geolozi nazvali "šljunak". Međutim, većina ljudi riječ "šljunak" zamjenjuje za "šljunak" ili "drobljeni kamen".

Drobljeni kamen protiv šljunka

Za geologa, "drobljeni kamen" i "šljunak" dva su različito različita materijala. "Drobljeni kamen" je komercijalni proizvod izrađen rudarskim stijenama i drobljenjem ga u kutne komade. "Šljunak" je prirodni materijal koji se sastoji od čestica stijene koje se prevoze vodom i koje su promjera veće od dva milimetra i obično imaju zaobljeni oblik kao rezultat svog transporta vodom. Oblik zrna i čovjekova uloga u proizvodnji su razlike koje razdvajaju drobljeni kamen od šljunka.

Prosječna osoba u Sjedinjenim Državama rijetko koristi termin "drobljeni kamen". Umjesto toga, riječ "šljunak" općenito se koristi za gotovo bilo koju vrstu kamenog materijala s veličinom čestica nekoliko milimetara. Njihov "šljunak" uključuje i drobljeni kamen i šljunak geologa.

Američka proizvodnja drobljenog kamena: Vrijednost drobljenog kamena proizvedenog u 2015. godini, država. Ova karta prikazuje glavna mjesta proizvodnje kao crne točkice, a države su rangirane prema njihovoj proizvodnji drobljenog kamena na osnovi vrijednosti u dolaru tijekom kalendarske godine 2015. Histogram na dnu slike prikazuje stanja u redoslijedu rangiranja.

Prijevoz, uvoz, izvoz

Drobljeni kamen je rasuta roba koja je vrlo teška i skupa za obradu i transport. U 2012. prosječni trošak drobljenog kamena u SAD-u na mjestu tvornice iznosio je 9,75 USD po metričkoj toni. Prijevoz do mjesta rada može značajno povećati troškove kamena. Najmanje 80% drobljenog kamena proizvedenog u Sjedinjenim Državama napušta postrojenje kamionom. Kamionski prijevoz dodaje dodatnih 12 do 15 centi po toni milje na isporučeni trošak kamena. Na primjer, ako je postrojenje udaljeno 20 kilometara od mjesta rada, troškovi prijevoza iznosit će oko 2,40 do 3,00 USD po toni.

Željeznički i teretni prijevoz smanjili su troškove po toni milje; međutim, vrlo je malo kamenoloma na željezničkim linijama ili rijekama. Većina kamena dopremljenog željeznicom ili barkom mora se tada ukrcati u kamion za lokalni prijevoz. Trošak tog rukovanja može biti dodatnih 30 do 50 centi po toni. Zbog toga je drobljeni kamen roba koja se obično potroši lokalno sve dok je dostupan materijal koji ispunjava specifikacije posla.

Neka gradska područja vrlo su skupa udaljenost od najbližeg izvora drobljenog kamena. Ovi se gradovi često opslužuju distributivnim dvorištima koja primaju drobljeni kamen željeznicom ili barkom iz udaljenih kamenoloma. To može značajno smanjiti udaljenost kamiona i pružiti kamen gradskim potrošačima uz niže troškove isporuke.

Vrlo malo drobljenog kamena se uvozi ili izvozi iz Sjedinjenih Država. Troškovi transporta i rukovanja toliko su visoki da manje od 1% američke domaće potrošnje drobljenog kamena zadovoljava uvoz. S izuzetkom nekih obalnih područja koja su podložena širokom sedimentom umjesto stijena, drobljeni kamen odgovarajuće kvalitete lokalno je dostupan u većini dijelova Sjedinjenih Država.

Reciklirani nadomjesci: Reciklirani nadomjesci drobljenog kamena. Počevši gore lijevo i ide u smjeru kazaljke na satu: drobljeni beton, zdrobljeni građevinski ruševina, drobljena cigla i drobljeni šljunak s asfaltom.

Recikliranje

Širom Sjedinjenih Država tvrtke recikliraju građevinski materijal i koriste ih kao zamjenu za drobljeni kamen. Američki geološki institut primio je izvješća proizvođača da je otprilike 30 milijuna tona drobljenog kamena proizvedeno recikliranjem u 2012. Ovaj godišnji broj raste, ali smatra se da je mnogo niži od stvarne količine recikliranja koja se obavlja, zbog neprijavljivanja i recikliranja izvan tvrtki uključenih u njihovo godišnje istraživanje drobljenog kamena.

Korišteni portland cementni beton s mjesta rušenja često se odvodi u kamenolom ili u distribucijsko dvorište, gdje se drobi, obrađuje radi uklanjanja metala, prosijava na veličinu, a zatim prodaje kao zamjena za drobljeni kamen. Ovaj materijal dobro funkcionira kao ispunjavanje, baza za ceste i u drugim namjenama gdje kamen ne mora zadovoljavati stroge specifikacije. Recikliranjem se eliminira potreba odlagališta, a proizvod se može prodati za 50 do 80% cijene kamenoloma.

Asfaltni beton često se reciklira specijaliziranom opremom za asfaltiranje koja može prekrižiti asfaltni put i proizvesti drobljeni proizvod koji se može izravno koristiti na mjestu rada. Korištene cigle i miješani otpad od opeke / betona također se drobe, veličine i prodaju kao zamjena za drobljeni kamen.

Graf proizvodnje drobljenog kamena: Trendovi proizvodnje od drobljenog kamena u zadnjih 100 godina. Podaci iz USGS-a. Proizvodnja drobljenog kamena općenito je u porastu, a većina kapi uzrokovana je velikim ili manjim ekonomskim recesijama. Dramatični uspon počeo je ubrzo nakon Drugog svjetskog rata kada je razvijena učinkovita oprema za pruge.

Drobljeni kamen: ponuda i potražnja

Potražnja za drobljenim kamenom utječe na vladine infrastrukturne projekte, komercijalnu i stambenu izgradnju te ostale vrste građevina. Crteži gornji na ovoj stranici prikazuje trend proizvodnje drobljenog kamena u Sjedinjenim Državama između 1915. i 2017.

Malo drobljenog kamena korišteno je prije Drugog svjetskog rata jer ga je bilo vrlo teško proizvesti. Međutim, nakon razvoja izdržljive opreme za pruge (jedna od rijetkih prednosti rata), proizvodnja drobljenog kamena počela je naglo rasti. Rast je prekinut recesijama opće ekonomije, prikazanim na grafikonu kao pad proizvodnje različitih veličina. Trenutno se potražnja još oporavlja od velike recesije, ali odloženo održavanje infrastrukture i projekti mogli bi generirati veliku potražnju za drobljenim kamenom, kako se gospodarstvo oporavlja.

Skupna karta: Pojednostavljeni prikaz zbirne karte resursa pripremljene u Arizonskom geološkom istraživanju za gradsko područje Phoenix i okolne regije. Na ovom su području nekonsolidirani pijesci i šljunci povezani s dolinama potoka izvor lako iskopanih i visokokvalitetnih građevinskih materijala.

Očuvanje očuvanja

Sjedinjene Države i većina drugih zemalja općenito imaju ogroman resurs od drobljenog kamena, koji bi se na temelju njegovog volumena mogao smatrati neiscrpnim. Međutim, ti se značajni resursi brzo smanjuju jer se iznad njih grade zgrade, ceste i zajednice, a zemljište se ograničava na rudarske aktivnosti zbog očuvanja, zoniranja i lokalnih zabrana.

Neke su zajednice dobile nepristojna buđenja kada se odobre veliki građevinski projekti koji premašuju mogućnosti lokalnih proizvođača drobljenog kamena, ali sljedeći najbliži izvor kamena specifikacija udaljen je 60 milja. To može utrostručiti cijenu drobljenog kamena, uništiti proračun za trenutni projekt i povećati cijenu drobljenog kamena za sve buduće gradnje.

Da bi se to izbjeglo, industrija lomljenog kamena zalaže se za identificiranje lokalnih resursa od drobljenog kamena i postavljanje područja za njihov razvoj. Ako se to učini, može se osigurati lokalni resurs od drobljenog kamena, a troškovi svakog budućeg doma, ceste i građevinskog projekta mogu se smanjiti.

Neke države shvaćaju važnost očuvanja agregata i zahtijevaju od lokalnih uprava da u svoje aktivnosti planiranja uključe informacije o skupnim resursima. Geološki pregled Arizone pripremio je zbirnu procjenu resursa za gradsko područje Phoenix i okolne regije Arizone kako bi pomogao lokalnim samoupravama da poštuju državni zakon.

"Odjeljak za zaštitu agregata Regulatornog zakona o pravima, SB 1598, iz 2011. zahtijeva da županije i općine Arizona revidiraju svoje opće planove za utvrđivanje agregata u njihovoj nadležnosti i provode politike za očuvanje zbirnih resursa za buduću uporabu izbjegavajući nespojivo korištenje zemljišta."

Izradili su generaliziranu kartu koja prikazuje geološke jedinice prisutne na površini koje su ili se mogu iskoristiti za skupne resurse. Opisi ovih geoloških jedinica uključeni su u njihovu procjenu. Procjena je dostupna na mreži gdje može poslužiti kao alat za planiranje upravljanja zemljištem za lokalne samouprave i kao izvor podataka o izviđanju za proizvođače agregata.