通過使用細砂(fS/FSa)和/或圓砂形式的砂作為起始物料的熱處理來生產人工壓碎砂的方法和裝置與流程

2023-06-13 22:14:46 4

本發明涉及一種通過使用細砂(fS/FSa)和/或圓砂形式的砂作為起始物料的熱處理來生產人工破碎砂或壓碎砂的方法和裝置。

背景技術：

根據定義，砂的名稱用於由粒度從0.063mm至2mm的單個礦物顆粒組成的所有非固化巖石沉積物。根據DIN 4022，各種類型的砂根據其粒度、表面和形狀來區分。依據粒度分布，砂被劃歸成細砂(fS/FSa)、中砂(mS/MSa)或粗砂(gS/CSa)。砂的進一步細分由術語「圓砂」和「多角砂」規定。圓砂主要包括圓形組分。它們主要發現在沙漠地區，且主要存在於細砂(fS/FSa)粒度範圍內。多角砂又被細分成天然產生的破碎砂和人工製造的破碎砂，即所謂的壓碎砂。天然破碎砂主要通過抽吸海床和河床而獲得。

對混凝土巨大且不斷增長的需求也導致對砂的需求顯著增加。因此，混凝土包括約70％的巖石顆粒和剩餘30％的水和水泥。混凝土中的巖石顆粒也被稱為骨料，由卵石和粒度範圍從0.025至16或32mm(取決於粒度分布曲線)的砂組成。通常，這些骨料包括約30％的細顆粒成分，即粒度小於2mm。因此，混凝土由約21％的砂製成。混凝土的細顆粒成分隨其使用領域而變化：已經提到的混凝土的粒度分布曲線提供了關於骨料的確切組成的信息。本領域技術人員將巖石顆粒的細顆粒成分稱為所謂的「破碎顆粒」。將破碎的砂用作細顆粒骨料對於混凝土的強度是至關重要的，因為只有這些顆粒才可以相互阻擋，由此從內部支撐混凝土。

已知，原則上，沙漠沙和沿海沙的礦物組成主要在兩點上有所不同。雖然普通的沿海沙粒一般被劃歸到中砂(mS/MSa)至粗砂(gS/CSa)的範圍內，且同時具有鋒利邊緣的形狀和粗糙的表面，沙漠沙粒通常是具有主要為圓形的幾何形狀和光滑表面的細砂(fS/FSa)類別的礦物顆粒。沿海沙和沙漠沙的礦物顆粒的命名差異可以簡單地通過沙漠沙粒明顯更嚴重的風化來解釋，沙漠沙粒通過連續漂移和滾動運動而磨損，使它們不斷地變得更小，更圓和更光滑。

此外，已知這些明顯的非實質性差異主要使建築業面臨重大問題，因為沙漠沙由於其不利的顆粒性質不適合在海中堆積新土地，也不適合在混凝土和水泥的生產中用作細顆粒骨料(請參見Delestrac，D.(導演)(2013)，砂子-新的環境定時炸彈，【紀錄片】法國：ARTE頻道)。迄今為止，最多只有小比例的細顆粒骨料被沙漠沙取代-在技術上無法直接使用沙漠沙替代沿海沙。

因為陸地上天然產生的破碎砂的來源已經大量消耗，同時，廣袤的沙漠中的沙子-其繼續進一步擴大-不適合生產混凝土，所以這隻剩下從海底泵汲砂子。在這種情況下，植被被嚴重破壞。同時，自然災害的風險增加，這主要是對沿海居民的風險。此外，由於過高的鹽含量會極大地加速腐蝕(主要是在鋼筋混凝土中)，含鹽海砂必須在用作用於生產混凝土的骨料之前以昂貴的方式清潔。

將開發一種環保且可大量生產的用於生產壓碎砂的方法，以便彌補天然破碎砂的缺乏，並阻止沿海地區的持續負荷。

以下方法用於現有技術，以彌補破碎砂或壓碎砂，尤其是多角中砂(mS/MSa)的迅速增長的缺乏。目前，正在嘗試使用法律步驟停止沿海沙和海砂的挖掘，使得砂的價格趨於上漲，同時非法挖掘交易日益突出。一個主要部分是壓碎砂的生產，也就是，通過在非常大的破碎機中粉碎礫石和卵石來生產人工破碎砂。事實上，這種方法用於人工生產破碎砂(壓碎砂)，但是在這種情況下，必須把較大的巖石沉積物打碎，因此這個過程促使了沙漠擴張。同時，壓碎砂的價格明顯高於天然破碎砂(沿海沙)的價格，因為必須為昂貴的高性能的粉碎機器提供巨大的能量需求。相比之下，廢玻璃的再循環代表了明顯更有效的途徑，因為通過廢玻璃的粉碎和分解，可以製造人工破碎砂，除此之外，其還適於生產混凝土。但是，由於物流原因，這種方法無法實現所需的砂量，即全世界所需的混凝土生產。此外，研究團隊正在不斷地尋求加速自然風化過程的方法。這些途徑包括用高電壓閃光轟擊巖石碎片以獲得砂的最終產物(Jüngling，T.(2014)，尋求更多的砂子(線上)獲取：http：//www.welt.de/wirtschaft/webwelt/article127216019/Die-lebensnotwendige-Jagd-nach-mehr-Sand.html[01.05.2014])。如果有的話，這種方法只提供一個中期解決方案，因為它也加速了沙漠擴張。有一天，將以這種方式引起用於轟擊的巖石缺乏-正如用礫石和卵石生產壓碎砂的情況。生產高壓閃光所需的大量能量完全排除了這種方法。最後一個重要的研究領域是建築化學，主要是尋找砂和合適的粘合劑的合成替代品。通過改變水泥漿，研究人員正試圖開拓沙漠沙的潛力或尋找其他合成物質來生產混凝土。

所提出的方法都沒有提供滿足對砂的需求的可大量生產且環保的解決方案。沒有一種方法在本發明描述的點上與問題接合。必須開發一種方法，以使沙漠中的大量砂子既可用於生產混凝土，也可用於恢復新土地。

從該現有技術出發，提出了一種通過使用細砂(fS/FSa)和/或圓砂形式的砂作為起始物料的熱處理來生產人工破碎砂或壓碎砂的方法和裝置，以及相應地產生的具有從屬權利要求特徵的破碎砂或壓碎砂。在這種情況下，沙漠沙-由於其被提到的屬性也稱為細砂(fS/FSa)和圓砂-被首先熔融以形成中間產物，然後再打碎得到的聚合物，以獲得破碎砂或壓碎砂，尤其是多角中砂(mS/MSa)，作為最終產物。

從DE 3248537 C2已知一種方法，其中由石英砂製成同時具有低密度和高強度的燒結成型體。根據此方法，石英砂首先被填充到給定的模具中。在優選實施例中，這些模具被實現為導電的，使得在模具內可以施加高壓電場，必須保持高壓電場直到燒結過程。通過電場的作用，燒結模具中的單個砂粒採取具有相對高孔隙率的給定空間排列。這種高孔隙率隨後對於燒結成型體的低密度是決定性的。在最終燒結過程中，在明顯低於熔點的溫度下在模具內燒結石英砂。在DE 19516867 A1中，DE 3248537 C2的用於生產低密度的燒結成型體的方法的參數被再次修改，而且一些錯誤假設已被改正。因此，燒結過程的溫度範圍不設置為最初假定的1400-1650℃，而是明顯更低大約為1250-1350℃。起始物料的組成也被更精確地限定並限於50-75％SiO2與50-25％Al2O3的組成。以這種方式獲得的燒結成型體可以多用途地用作瓷磚、地磚、屋頂瓦、磚和其它建築材料，但是它們不能替代混凝土中的細顆粒骨料。即使將這些燒結成型體粉碎成小於2mm的碎片-這不是兩個專利說明書中任意一個的目標-也不能獲得所需的多角中砂(mS/MSa)。其原因在於燒結過程，因為高達1600℃(DE 3248537 C2中的最大值)的溫度明顯低於砂的熔點(1713℃)。砂粒沒有完全熔融，而只是通過其表面的軟化而結合。這被稱為結塊。結塊意味著沒有形成新的晶界。在隨後粉碎過程中，所需的「破碎顆粒」也因此不能獲得，而只是再次獲得初始產物，因為聚合物會在其粘結點處分裂。沙漠沙的轉化不會在此發生，尤其是在所述溫度下。砂的熔融和新晶界的產生不是任何專利說明書的目標，並且對於成功的最終產物，即低密度且高強度的燒結成型體，必須絕對避免。單個顆粒的熔融以及因此新晶界的產生將破壞與低密度直接相關的空腔，且由此導致高密度的最終產物，因為不能保持由電場以巨大努力產生的孔隙率。另外的缺點是必須使用(昂貴的石墨)模具，這種模具的填充和排空過程在其他自動化過程中表現為不連續的處理步驟。該方法不太適合大規模生產，甚至更不適合用於大規模生產所需的砂量。最後，通過產生和維持高壓電場，連續的隧道爐的操作和普遍複雜的模具設計和製造，這個方法是高成本耗能的方法。用這種方法生產的砂將因此沒有銷售利潤前景。

另一種更經濟的燒結砂粒的方法也從現有技術中已知。在馬庫斯·凱瑟的「太陽能燒結項目」中，砂在太陽能的作用下被燒結以用於美學創造(請參見Kayser，M.(2011)太陽能燒結，(線上)獲取http：//www.markuskayser.com/work/solarsinter/[01.05.2014])。在此背景下，太陽光線被集束在透鏡中並聚焦到砂層上，使得可以用與已知的3D列印方法相應的方式用粉末起始物料創造三維結構。該方法表示權利要求1中所述發明的子過程，其基本區別為在根據權利要求1的本發明中，不產生燒結成型體，而是產生熔融體。燒結成型體具有與上面已經參考DE 3248537 C2描述的相同的缺點。而且，在「太陽能燒結項目」中的方法決不意味著生產多角中砂(mS/MSa)或壓碎砂，而是限於產生燒結成型體，主要用於美學創造。

上述燒結方法中沒有一種提供了一種轉化沙漠沙的方法，即將圓砂或細砂(fS/FSa)轉化成多角中砂(mS/MSa)。

技術實現要素：

本發明提供了對最後資源(即天然破碎砂)的完全替代，以及經濟上可實現的尤其是環保的用於生產合成替代材料的方法。這種替代材料，以下被稱為破碎砂或壓碎砂，尤其是多角中砂(mS/MSa)，特別是在混凝土製造領域，以及作為新土地恢復的堆積物，是對沿海沙和海洋砂(即天然破碎砂)使用的良好替代。

優選地，細砂(fS/FSa)(沙漠沙)的最初圓的光滑的礦物顆粒通過熔融過程改變其聚集狀態，且在液相中進入共鍵合，由此發生新的晶界形成。在將礦物顆粒聚集物粉碎至小於2mm的碎片的過程中，可獲得砂，其礦物顆粒有明顯不同於起始物料的幾何形狀和表面質量。就像從垃圾和廢玻璃回收中已知的，有利的粉碎機器例如可以是粉碎機、錐形碾磨機或旋轉式衝擊破碎機。三維結構的礦物顆粒聚集物任意破裂，因此形成具有鋒利邊緣幾何形狀的碎片。這種多角且鋒利的形狀隨後使得在建材(混凝土以及用於新土地恢復的堆積物)中的顆粒相互阻擋。第二個重要性質，通過熱成型工藝實現增加的表面粗糙度。在熔融過程之後，三維砂粒聚集物的固化可與已知的成型工藝相比。在將顆粒形成為金屬時，已確定由熔體固化後的表面性質通常不滿足高要求(術語：光滑表面)。幾乎沒有例外，後者在磨削過程中必須被再加工。在本發明中，該原理以相反的順序存在。通過天然磨削過程，起始物料具有對在混凝土中的使用過於光滑的表面。這種表面性質是由砂粒不斷的相互磨損產生的，這歸因於漂流和由此產生的滾動運動。起始物料的熱成型使其表面受損。也就是說，表面粗糙度增加。但是，在此恰好有利於要求。增加的粗糙度防止單個顆粒相對彼此滑動，從而也有助建材的穩定。

因此，保證了根據所述製造方法用壓碎砂基本替代傳統的沿海沙和海洋砂。

所述方法的優點首先是由於極其環保的工藝流程，其可以完全依靠可再生能源。因此，在本發明的變型中，甚至不需要光伏收集器，即昂貴的半導體技術。在最大太陽輻射區域中原始產物砂的直接位置確保了起始物料的運輸和儲存的優點以及該過程的高技術效率。通過本發明，可以成功實現沙漠地區的巨大的砂儲藏用於建築業和新土地恢復，且同時保護海洋植物。因此，可以大大減少由於泵汲砂子引起的沿岸地區自然災害風險的增加。同時，減緩沙漠擴張。

有利地，將起始物料至少加熱到形成新的晶界的程度。特別地，可以避免和防止在粉碎過程中分解變回原始產物。已經表明，在正常環境條件(壓力＝1巴，溫度＝23℃)下，至少1700℃的溫度足以產生必要的三維結構並且確保已經形成新的晶界。然而，在一些實驗中，僅在明顯高於熔點(從約1810℃)的溫度下也獲得所需結果。通過太陽光線的集束產生熔融溫度的方法會達到超過2000℃的高溫，此外，不能精確地調節。因此，對所需熔融溫度的調節僅與傳統熔融裝置的使用相關，並且應當根據砂的精確組成及考慮環境參數，在初步的一系列實驗中精確地確定。在這一點上，應該提到的是，隨後的混凝土或新開墾的土地的強度很大程度上取決於在砂子中使用的壓碎顆粒的含量。當然，可能有「破碎」和「未破碎」顆粒的砂混合物，但是應當在生產過程中通過正確的熔融溫度避免這種混合物。

根據該方法的有利實施例，三維結構在熔融過程之後被冷卻，直到在粉碎過程中出現脆性裂紋。已經表明，該結構應優選冷卻到至少600℃，以便包括脆性性能。可以使用劃痕-硬度計(莫氏硬度計)對這種脆性性能進行合適的評估。在正常條件下，作為起始物料的主要成分的石英具有劃痕硬度為7。從值為6開始，在材料破破裂之前不發生塑性變形是可能的。因此，有利的是冷卻中間產物直到達到6或更高的劃痕硬度。從液體(熔體)到固體(玻璃的三維結構)的聚集條件的轉變不會突然發生，而是經過幾個相。在高於1600℃的溫度下，結構是從液體到半液體變動。在溫度高達1200℃時，其具有漿狀稠度，這將導致一些粉碎機器的堵塞。在600℃和1200℃之間，該結構表面上是固體，但在粉碎期間的結果不一定是成功的。主要通過冷卻至低於600℃來取得成功的結果。為了安全起見，建議完全冷卻至環境溫度。

根據優選實施例，通過藉助於至少一個會聚透鏡和/或至少一個鏡的太陽光線的集束而產生熔融溫度。兩個系統遵循類似的原理，根據該原理捕獲和集束太陽光線。在焦點處達到最大溫度，即集束的太陽光線的交點。利用會聚透鏡以及一個或多個鏡，可以在該焦點處毫無困難地產生大於2000℃的溫度。

在優選實施例中，一個或多個鏡被構造為至少一個拋物面鏡或者構造為至少兩個鏡具有不同傾斜角的布置，以便將太陽光聚集到公共點或交叉區域上。有利的是使用許多較小的面鏡，例如100個面積為0.4m2的面鏡，由此將每平方米1000W以上的功率集中到用於起始物料的熱處理的處理區域上。不同程度傾斜的鏡的總和被本領域技術人員稱為為聚光器。

本發明的進一步改進是使用反射平面鏡，其根據太陽的位置特別是自動地定向，並且以這種方式將光成像至一個或多個鏡和/或會聚透鏡。這提高了系統的效率，因為實際的燃燒裝置不需要構造成可移動以跟隨太陽的位置。因此，焦點也不沿處理區域漂移，使得可以有針對性地在固定點處產生高溫。本領域技術人員將這些平面鏡稱為定日鏡場。例如，在法國奧德約的太陽能熔爐「菲利克斯·特朗博太陽灶中心(Centre du Four Solaire Félix Trombe)」中使用了定日鏡場和拋物面鏡的組合。

根據有利的進一步改進，在變型C中通過集束太陽光線，和/或如變型D中所示，通過使用從轉變或存儲太陽能獲得其能量供應的傳統的加熱裝置，將起始物料首先加熱至預熱溫度，其中該預熱溫度設置低於熔融溫度，並且加熱至預熱溫度與加熱至熔融溫度空間分離地進行。通過在實際熔融過程之前將起始物料加熱到預熱溫度，例如1000℃，在起始物料的質量恆定時，過程的持續時間幾乎可以減半。因此有利的是，在第一熱處理中通過隧道爐或用於集束太陽光線的裝置加熱起始物料。此外還建議，在最後的變型中，將起始物料定位在焦點上方是可取的，因為以這種方式在每面積上可以實現更大效果，並且在焦點處可獲得的收集器的最大功率通常在預熱期間是不需要的。由於關於有效區域的更好的分布和重疊可能性，使用聚光鏡可能比使用會聚透鏡更有意義。優選地在朝向用於集束太陽光線的裝置的方向上的焦點上方的區域被理解為有效區域。實際的有效區域越接近用於集束的設備，實際的有效面積將越大並且每單位面積的功率越小。

該實施例就大量生產和能源效率方面得到優化，並且根據初始評估，證明是最經濟實惠的替代方案。提出將起始物料熔融成薄板。

根據一個優選實施例，通過使用雷射器和/或隧道爐以常規方式產生熔融溫度，限制是這些熔融裝置要從光伏場吸收其能量。因此，一個可能的實施例包括至少一個光伏場，以使從太陽能獲得用於常規熔融裝置的能量。該系統完全自主運行，不依賴於其他能源。對常規熔融裝備和光伏場的組合的限制出於兩個原因。一方面，將裝置放置在沙漠中是有技術意義的，因為那裡存儲有起始物料，並且存在大量太陽輻射。此外，以這種方式用廉價的太陽能來滿足設備的能量需求，使得產生的壓碎砂也可以以便宜的價格出售。使用光電系統轉換的太陽能可以有目的地保存在不同的中間存儲器中，直到用於消費者的實際需求。除了例如電池之外，這種中間存儲器也可以是機械飛輪以及液壓和氣動存儲器。

另一個有利的改進是起始物料層疊在支承表面上，特別是傳送帶上，在支承表面上熔融，被冷卻，然後被直接轉移到用於生產碎片的粉碎過程。傳送帶有利於大量生產多角中砂(mS/MSa)或壓碎砂，因為這樣保證了連續的過程。冷卻軌道也可以通過傳送帶而實現，即通過改變傳送帶的速度和/或長度來實現，以便觀察熔融過程和粉碎過程之間的冷卻時間。也容易想到主動冷卻裝置，例如風扇或電冷卻系統，其可以導致過程加快，但是結果是高能耗而且它們也不是絕對必要的。傳送帶的最佳長度和速度應通過實驗分別確定，因為這些主要取決於外部溫度和實際達到的熔融溫度。在這一點上，應當提到，用於操作傳送帶的能量供應也可以由光伏場提供。

由於非常高的熔融溫度，支承表面承受嚴重的熱應力，因此可以使用特殊的耐熱塗層(例如陶瓷合金)。優選地，起始物料被層疊至足夠的高度，使得其僅在上部區域融化，例如，四分之三，三分之二或者二分之一，同時以這種方式下部區域，對應於四分之一，三分之一或者二分之一，表示支承表面和熔融的三維結構之間的隔熱層。也以類似的方式避免在熔融過程之後三維結構粘附在支承表面上。一般來說，細分應該僅以這樣的方式選擇，即防止在支承表面上的開始熔融，並且同時產生儘可能小的隔熱層，因為它必須再次被移除。通常代表由燒結的或部分熔融的砂粒區域的隔熱層在粉碎過程之前，有利地例如通過粗篩過程或簡短的研磨過程與聚合板分離，以避免降低最終產物的純度。

有意義的是，在熔融裝置之前使用粗篩裝置，一方面為了從起始物料中除去粗大的雜質顆粒，此外能夠限制顆粒尺寸範圍。已經表明，對顆粒尺寸範圍的限制會產生更均勻的結構並且保證熔融過程的最小加速。但是，由於節省時間並不重要，所以粗篩過程的主要方面是從起始物料中除去雜質顆粒，例如粗砂礫或有機殘留物。

提出了傳送帶在粗篩過程中被直接啟動，然後被引導穿過熔融裝置並且允許運行直到粉碎過程。以此方式該方法是完全自動化的並且保證了高生產率。

此外，建議在傳送帶上裝備剝離片和/或振動帶，因為通過這些部件，可以獲得薄的，均勻的砂層，特別是通過可調的剝離片，其層高度可以被進一步精細地調節。層高度的調節主要有利於製造所述的隔熱層。

在粉碎過程之後，砂被輸送到例如相應的收集容器中，然後可以準備用於運輸或儲存。

同樣根據本發明有利用沙漠車輛形式的自動化裝置的對所述方法的使用，例如包括本發明中所述的熔融裝置的履帶式車輛，其例如通過車輛的中心切口將太陽光聚焦至位於車輛下方的砂層上。中心熔融裝置可以以塔上層結構的形式實現，並且理想地構造成可樞轉360°。藉助於可移動的定日鏡場，可以捕獲太陽的每個可能的位置並將其反射至可移動的熔融裝置。可選地，可以使用用於集束太陽光線的可移動地構造的裝置，例如可傾斜和可樞轉的菲涅爾透鏡。以這種方式，熔融的中間產物直接形成在車輛下方，該熔融的中間產物例如通過耙子被帶至車輛的後部或者帶至例如後面行進的另一個車輛中來粉碎。再次形成砂粒，其形狀和表面粗糙度已經改善或使其能夠使用在混凝土中。適用於混凝土的多角砂可以直接收集在車輛中或排放到別處，然後單獨收集。

由於山區，建築物和所有其他巖石沉積物(其最終分解成最細的塵粒(撒哈拉沙塵))的持續風化，沙漠的擴張是自然過程，並且目前是不可避免的。在未來，利用我們的方法，通過使用自動化機器，以成本有利的方式來保證沙漠邊緣(文明附近)永久地加固。

附圖說明

現在，根據示例性實施例和所附的示意圖來描述本發明。

附圖顯示：

圖1是根據本發明的用於生產適於混凝土的砂的裝置的第一優選實施例；

圖2是根據本發明的用於生產適於混凝土的砂的裝置的第二優選實施例；

圖3是根據本發明的用於生產適於混凝土的砂的裝置的第三優選實施例；

圖4是根據本發明的用於生產適於混凝土的砂的車輛的優選實施例。

具體實施方式

圖1示出了用於實施根據本發明的方法的優選實施例的可能的設備。在這種情況下，作為起始物料1的沙漠沙通過儲存容器6(例如漏鬥形)放置在粗篩7上，以從起始物料1中除去最粗的雜質。在篩選過程之後，被篩選的起始物料1直接傳遞至作為支承表面的合適的傳送帶8。該傳送帶設置有剝離片9，以產生具有可控層厚度的均勻層。可選地，物質層的平整度可以通過振動帶來提高。均勻的砂層進一步經由傳送帶8進入熱處理的水平，由於其被引導經過用於集束太陽光線的裝置5(例如平-凸的會聚透鏡)的焦點10的緊鄰區域，使起始物料1熔融。用於集束太陽光線的裝置5的面積越大，被捕獲並聚焦到焦點10上的太陽光13就越多，因此，設備的功率越大。優選地，整個層疊的起始物料1在熱處理中不熔融，而是僅在上部區域，例如上部的三分之二處熔融，以便相對於支承表面，即傳送帶8在最低的三分之一處獲得隔熱層11。取決於系統的功率，有利的層厚度設置在5mm到50mm之間。用於熱熔融的必要的作用時間可以通過傳送帶8的速度來調節，使得在不間斷的熔融過程中形成作為中間產物的聚合板2。該聚合板例如具有500×500×20mm(L×B×H)的尺寸，並且在傳送帶8上充分冷卻之後，直接進入粉碎機器4，例如粉粹機，其中聚合板2被粉碎成最終產物3，破碎砂或壓碎砂，特別是多角中砂(mS/MSa)。最終產物3被捕獲並存儲在適當的容器12中用於運輸。

圖2示出了根據本發明的裝置的另一優選實施例。類似於圖1，已經被篩選，弄平和層疊的初始原料14在這一點上經由傳送帶8進入隧道爐15中，隧道爐15例如在約1000℃下被操作，其中熱源16優選地安裝在支承表面，即傳送帶8上方。因此，製備的起始物料14被引導通過熱源16下方。因此，可能將製備的起始物料14加熱到預熱溫度，例如1000℃，從而可以加快整個過程。隧道爐15通過光伏場17被供給必要的能量，從而在此不需要另外的電流源。然後，預熱的起始物料18進入熔融裝置，優選拋物面鏡21，用於聚集被反射的太陽光20。這種光從一個或多個平面鏡19反射到聚光器，即拋物面鏡21。一個或多個平面鏡19被構造成它們可以優選自動地根據太陽的位置定向的方式。預熱的起始物料18在聚光器21的焦點10處熔融，其中有利的是使用層疊物質18的下部三分之一來產生相對於支承表面即傳送帶8的隔熱層11。緊接著將熔融的中間產物2輸送到粉碎機器4中，其中聚合板被粉碎以形成最終產物3，破碎砂或壓碎砂，特別是多角中砂(mS/MSa)。用這種方法生產的壓碎砂3既可以用於填海造地，也可以用於混凝土的生產，因為它由於其目前的多角幾何形狀而相互阻擋，由此確保建材中必要的穩定性。

圖3示出了一種方法，其中起始物料1，例如細砂(fS/FSa)或圓砂，優選沙漠沙，首先被熔融，從而形成新的晶界。然後將所得的作為中間產物2的三維結構冷卻，並在粉碎機器4中破碎成小於2mm的碎片。所得到的最終產物3的砂粒特別對應於中砂類別(mS/MSa)，並且被稱為破碎砂或壓碎砂。如該示意圖所示，可以通過聚光器22，例如鏡的布置中的太陽光線的集束來達到高熔融溫度。在一個優選實施例中，各個鏡23被構造為具有不同的傾斜度，使得被反射的太陽光20聚焦到有效區域10上。為此目的，太陽光13優選地經由被本領域技術人員稱為定日鏡場的平面鏡19成像到聚光器22上。該方法為滿足破碎砂的需求提供了一個長期的解決方案，並為建築業開拓了沙漠沙的潛力。用這種方法生產的壓碎砂(人工破碎砂)可用於生產混凝土和用於填海造地，從而保護主要來自沿海地區，海洋和河流的天然破碎砂的有限資源。

圖4示出了用於實施根據本發明的方法的優選實施例的可能的車輛。構造為履帶式車輛24的車輛在直接的太陽輻射13下沿著起始物料在其上1移動。優選地通過在車輛前部區域中的控制面板27或者通過傳感器電路來控制，該傳感器電路允許參考於地面下和太陽位置而自主駕駛。控制面板27的殼體可以有利地被光伏場17覆蓋，使得車輛的操作不需要另外的能量源。通過用於集束太陽光線的裝置5，例如菲涅爾透鏡，在焦點10處產生必要的熔融溫度，以便將起始物料1轉變成中間產物2，即聚合板。為此目的，菲涅爾透鏡5安裝在車輛上方的塔上層結構中。同時，通過在車輛中間的或直接在菲涅爾透鏡5下方的相應寬度的軸，確保成束的光直至地面下不被中斷。在車輛的後部，中間產物2通過耙子25與地下分離，並且在朝向粉碎機器4的方向上偏轉。類似於上述實施例，在那裡生成最終產物3，即破碎的砂。最終產物3可以通過收集容器26收集，並且被放置於中間儲存例如用於進一步的運輸，該收集容器26像滑架一樣被履帶式車輛24牽引。

附圖標記

1 起始物料(沙漠沙、細砂、圓砂)

2 中間產物(三維結構，聚合板)

3 最終產物(破碎砂、壓碎砂、多角中砂中砂(mS/MSa))

4 粉碎機器(例如粉粹機)

5 用於集束太陽光線的裝置(例如聚集透鏡或菲涅爾透鏡)

6 儲存容器(例如漏鬥)

7 粗篩

8 傳送帶

9 剝離片(例如高度可調節的)

10 焦點(或作用區域)

11 隔熱層(例如包括起始物料)

12 收集容器(例如容器)

13 太陽光

14 層疊的起始物料(被粗篩過和弄平的)

15 隧道爐

16 熱源(例如螺旋加熱器)

17 光伏場(例如具有直流電源)

18 預熱的起始物料(例如1000℃)

19 平面鏡(例如定日鏡場)

20 反射的太陽光(從平面鏡至聚光器)

21 拋物面鏡

22 聚光器(例如多個鏡的布置)

23 鏡(例如都具有不同的傾斜度)

24 履帶式車輛

25 耙子

26 收集容器(例如滑架)

27 控制面板(例如駕駛室)