通過運(yùn)用發(fā)明專利，廢舊石料變成了金黃的建筑用砂。

“你看我家門前這條河，以前河灘、河底都是細(xì)白如銀的河砂，漂亮極了，現(xiàn)在都被采光了！”

今年11月的一天，大悟縣夏店鎮(zhèn)夏店村一條河邊，68歲的孫學(xué)高彎腰蹲下，努力想從河邊刨出一點(diǎn)砂來，卻幾乎刨不出來，他的表情是滿臉的痛心。

這條河，曾是他兒時(shí)的樂園。

然而，隨著河砂逐漸被過度開采，清澈的江河變了樣，腳踩細(xì)砂水中嬉戲的場(chǎng)景，只能留在記憶中。

多年來，他一直在想一個(gè)問題：“近些年，城鄉(xiāng)各項(xiàng)建設(shè)工程對(duì)河砂的需求日益猛增，導(dǎo)致各大小河流的河砂被大量采挖，因而造成水土流失及河堤損毀。我能不能想出一個(gè)辦法，讓人們既能解決建筑用砂的問題，又不從河里采砂？”

經(jīng)過8年的苦心鉆研，他終于找到了用荒山上的石頭制造出優(yōu)質(zhì)建筑用砂的辦法，取得發(fā)明專利。去年，國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局對(duì)他的發(fā)明“一種利用山料制作建筑用砂的方法”授予專利權(quán)。

有關(guān)專家認(rèn)為，運(yùn)用這一發(fā)明把廢舊石頭制成建筑用砂能替代江河采砂，從而避免江河生態(tài)環(huán)境免遭非法采砂的破壞，生態(tài)效益巨大，同時(shí)，將荒山上的石頭變成建筑用砂，經(jīng)濟(jì)效益也十分可觀。
 

六旬老干部回鄉(xiāng)搗鼓石頭

孫學(xué)高曾是省直機(jī)關(guān)干部。工作之余，他醉心于技術(shù)發(fā)明。

10多年前，他的技術(shù)成果“一種用于混凝土的鋼纖維和鋼纖維機(jī)械及混凝土公路路面設(shè)計(jì)應(yīng)用技術(shù)”被應(yīng)用在三峽大壩工程建設(shè)中，是令他自豪的事情。

2012年，年屆六旬的孫學(xué)高從武漢回到老家大悟，住到了他從小長(zhǎng)大的夏店鎮(zhèn)夏店村那條河邊的自家老房子里。每天，望著門前那條河的河砂被采挖，他心里焦急。

“河砂資源是有限的，過度開采會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成巨大且不可逆的損害。”孫學(xué)高最開始研究山料制砂，就是想保護(hù)環(huán)境。

“而村里有荒山，荒著也是浪費(fèi)。”孫學(xué)高認(rèn)為，家鄉(xiāng)豐富的山石資源是一個(gè)寶庫。他想，山上巖石數(shù)量多、種類多，若能從中找到適合制砂的原料，通過技術(shù)手段改變巖石的物理結(jié)構(gòu)，使之成為成分單一不含有害雜質(zhì)的“純種”建筑用砂，既能減少環(huán)境損害，又能變“廢”為寶，帶動(dòng)村民脫貧致富。

打定主意，孫學(xué)高帶人上了山，一頭扎進(jìn)野山溝中找石頭。他們先后采集了許多種山石材料回來，由于不知道哪種山料適合制砂，只能用最原始方法的“排除法”做實(shí)驗(yàn)，一種一種石頭分別嘗試。

每種山料成分不同，材料特性也不同。有的山料太軟，難以用于建筑工程；有的山料又太硬，即使磨碎也可能會(huì)損害設(shè)備，成本太高。

孫學(xué)高此前對(duì)這些并沒有專門研究，只能“現(xiàn)學(xué)現(xiàn)做”，潛心研究各種石頭。

“試了十幾種山料，最后才發(fā)現(xiàn)花崗巖、玄武巖和石灰?guī)r這三種山料比較適合制砂。”得出合理結(jié)果，孫學(xué)高興奮不已。他發(fā)現(xiàn)，這幾種山料成分較簡(jiǎn)單，適合制造沒有雜質(zhì)的建筑用砂，且其特性也能夠適應(yīng)制造設(shè)備，成本不會(huì)太高。
 

潛心研究終于“點(diǎn)石成砂”

找到了原料，制作工藝流程如何設(shè)計(jì)，成了擺在孫學(xué)高面前的第二道難題。

“傳統(tǒng)機(jī)械制砂的方法，加工時(shí)間長(zhǎng)、耗能大，且成砂效果不佳。”他在建議一些制砂設(shè)備廠家提升制砂工藝的同時(shí)，還想出了一種新的加工工藝，可以減少研磨時(shí)間和能耗，同時(shí)提高成砂品質(zhì)。

按照他的設(shè)想，從石塊到細(xì)砂，要?dú)v經(jīng)破碎、研磨、沖洗、篩分等好幾個(gè)程序。

首先，要對(duì)山料進(jìn)行分級(jí)破碎，對(duì)較大塊的山料進(jìn)行粗破碎，然后再進(jìn)行中細(xì)破碎。

其次，要對(duì)中細(xì)破碎后的小顆粒石頭進(jìn)行研磨。

最后，將研磨后的砂粒進(jìn)行沖洗，采用高效震動(dòng)篩分機(jī)對(duì)沖洗后的細(xì)砂石進(jìn)行篩分，根據(jù)顆粒大小分為粗砂和細(xì)砂。

孫學(xué)高介紹，研磨時(shí)也可以增加使用一種助磨劑，用來提高研磨效率。助磨劑的成分主要包括聚丙烯酸、聚合多元醇、木質(zhì)素磺酸鈣、硅油等物質(zhì)，每種物質(zhì)加入的比例不同，配出的助磨劑效果就不同。

為找出效果最好的助磨劑成分配比值，孫學(xué)高再次開始了一次次嘗試。“愛迪生發(fā)明電燈時(shí)，經(jīng)過一千次實(shí)驗(yàn)才找到了最適合做燈絲的材料，我也是這樣一次次試出來的。”他說。

最終，他找到了最合適的配比值，極大地提高了研磨效率。

研磨的困難解決了，篩分時(shí)又出現(xiàn)了問題。一開始，孫學(xué)高采用現(xiàn)有的方形振動(dòng)篩進(jìn)行篩分。這樣的振動(dòng)篩形似紗窗，對(duì)砂粒進(jìn)行沖洗后，沾了水的砂很容易將振動(dòng)篩上的孔堵住，變成一塊“砂板”。

“平移篩分的方式行不通，我就想到，能不能讓平移篩變成振動(dòng)篩震動(dòng)起來或改為圓筒篩滾動(dòng)起來呢？”孫學(xué)高自己捉摸著畫了兩張示意圖，找來技術(shù)人員，按照他的圖紙邊做邊改良，設(shè)計(jì)出兩款新的篩分工藝即振動(dòng)篩和圓筒篩，能夠讓砂滾動(dòng)碰撞，充分達(dá)到篩分效果。且由于震動(dòng)篩及圓筒篩的篩分效果好，經(jīng)水沖洗后，砂粒也不會(huì)再黏成一塊板。

就這樣，篩分后的砂粒被分為粗砂和細(xì)砂，實(shí)現(xiàn)了利用機(jī)械原理將石塊制成建筑用砂的目標(biāo)。

帶動(dòng)鄰里鄉(xiāng)親一起脫貧致富

制砂工藝初見眉目后，孫學(xué)高開始推廣這一項(xiàng)目。沒想到，四處碰壁。

“大家不了解機(jī)械制砂，加上這么多年開采河砂成了習(xí)慣，以為我在異想天開，甚至說我是騙子。”孫學(xué)高沒有放棄，一邊申請(qǐng)專利，一邊繼續(xù)完善自己的工藝流程。

2016年，他找到中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）的專家教授，對(duì)機(jī)械制砂的技術(shù)及成品砂做了一次專業(yè)鑒定。

經(jīng)專家評(píng)估，通過機(jī)械制成的細(xì)砂質(zhì)地堅(jiān)硬，砂粒表面圓滑、質(zhì)量上乘，在大壩、橋梁等大型建筑上能有較好的運(yùn)用。

拿著這份鑒定結(jié)果，孫學(xué)高感覺背都挺直了些。從那以后，訂單就自己找上了門。

“湖南、河南、江蘇……全國(guó)各地都有廠家來我這兒買砂，也有人來請(qǐng)教機(jī)械制砂技術(shù)。”孫學(xué)高說，現(xiàn)在，武漢每個(gè)大型在建工程，都采用了通過這一機(jī)械制砂技術(shù)造出來的建筑用砂。

由于我國(guó)自古以來建筑工程用的都是天然砂，取自于江河，用山料制砂替代河砂的發(fā)明，能使建筑用砂的市場(chǎng)發(fā)生結(jié)構(gòu)性的改變。

他算了一筆賬：算上人工、機(jī)械、水電、經(jīng)營(yíng)管理等方面，機(jī)械砂制售成本30元/噸，市場(chǎng)基礎(chǔ)售價(jià)80元/噸。如果一家企業(yè)能夠日產(chǎn)8000噸，10個(gè)月就能獲得1.2億元凈利潤(rùn)。若此項(xiàng)技術(shù)在全國(guó)推廣開來，市場(chǎng)前景大為可觀。

看到自己的發(fā)明創(chuàng)造能帶來實(shí)實(shí)在在的經(jīng)濟(jì)效益，孫學(xué)高很高興。但他并沒有忘記，最初埋頭做研究時(shí)的初心。

他計(jì)劃，明年與相關(guān)企業(yè)新建一家制砂廠，請(qǐng)村民提供荒山資源用以開采制砂原材料。每位提供資源的村民，均可獲得制砂廠的股份，年底拿到分紅，真正實(shí)現(xiàn)“資源變股金”。

不僅如此，他還打算，在荒山采盡后的土地上種植經(jīng)科技改良的植物，將原本寸草不生的荒山變成果園。

“我已經(jīng)種了幾十畝地了，將來也會(huì)邀請(qǐng)村里的鄉(xiāng)親們?nèi)サ乩飵兔?，給大家發(fā)工資。”孫學(xué)高說，制砂廠正常運(yùn)轉(zhuǎn)起來后，至少可以解決周邊數(shù)十人的就業(yè)問題，帶動(dòng)大家一起脫貧致富。

孫學(xué)高想學(xué)“愚公”，希望能盡全力“搬走”開采河砂這座破壞環(huán)境的“大山”，將來某一天能看到家門口的河流“養(yǎng)好傷”，再現(xiàn)兒時(shí)河砂鋪底、水流清澈的景象。

“我一直在做自己想做也應(yīng)該做的事情，我很開心。”他說。