通过运用发明专利，废旧石料变成了金黄的建筑用砂。

“你看我家门前这条河，以前河滩、河底都是细白如银的河砂，漂亮极了，现在都被采光了！”

今年11月的一天，大悟县夏店镇夏店村一条河边，68岁的孙学高弯腰蹲下，努力想从河边刨出一点砂来，却几乎刨不出来，他的表情是满脸的痛心。

这条河，曾是他儿时的乐园。

然而，随着河砂逐渐被过度开采，清澈的江河变了样，脚踩细砂水中嬉戏的场景，只能留在记忆中。

多年来，他一直在想一个问题：“近些年，城乡各项建设工程对河砂的需求日益猛增，导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损毁。我能不能想出一个办法，让人们既能解决建筑用砂的问题，又不从河里采砂？”

经过8年的苦心钻研，他终于找到了用荒山上的石头制造出优质建筑用砂的办法，取得发明专利。去年，国家知识产权局对他的发明“一种利用山料制作建筑用砂的方法”授予专利权。

有关专家认为，运用这一发明把废旧石头制成建筑用砂能替代江河采砂，从而避免江河生态环境免遭非法采砂的破坏，生态效益巨大，同时，将荒山上的石头变成建筑用砂，经济效益也十分可观。
 

六旬老干部回乡捣鼓石头

孙学高曾是省直机关干部。工作之余，他醉心于技术发明。

10多年前，他的技术成果“一种用于混凝土的钢纤维和钢纤维机械及混凝土公路路面设计应用技术”被应用在三峡大坝工程建设中，是令他自豪的事情。

2012年，年届六旬的孙学高从武汉回到老家大悟，住到了他从小长大的夏店镇夏店村那条河边的自家老房子里。每天，望着门前那条河的河砂被采挖，他心里焦急。

“河砂资源是有限的，过度开采会对生态环境造成巨大且不可逆的损害。”孙学高最开始研究山料制砂，就是想保护环境。

“而村里有荒山，荒着也是浪费。”孙学高认为，家乡丰富的山石资源是一个宝库。他想，山上岩石数量多、种类多，若能从中找到适合制砂的原料，通过技术手段改变岩石的物理结构，使之成为成分单一不含有害杂质的“纯种”建筑用砂，既能减少环境损害，又能变“废”为宝，带动村民脱贫致富。

打定主意，孙学高带人上了山，一头扎进野山沟中找石头。他们先后采集了许多种山石材料回来，由于不知道哪种山料适合制砂，只能用最原始方法的“排除法”做实验，一种一种石头分别尝试。

每种山料成分不同，材料特性也不同。有的山料太软，难以用于建筑工程；有的山料又太硬，即使磨碎也可能会损害设备，成本太高。

孙学高此前对这些并没有专门研究，只能“现学现做”，潜心研究各种石头。

“试了十几种山料，最后才发现花岗岩、玄武岩和石灰岩这三种山料比较适合制砂。”得出合理结果，孙学高兴奋不已。他发现，这几种山料成分较简单，适合制造没有杂质的建筑用砂，且其特性也能够适应制造设备，成本不会太高。
 

潜心研究终于“点石成砂”

找到了原料，制作工艺流程如何设计，成了摆在孙学高面前的第二道难题。

“传统机械制砂的方法，加工时间长、耗能大，且成砂效果不佳。”他在建议一些制砂设备厂家提升制砂工艺的同时，还想出了一种新的加工工艺，可以减少研磨时间和能耗，同时提高成砂品质。

按照他的设想，从石块到细砂，要历经破碎、研磨、冲洗、筛分等好几个程序。

首先，要对山料进行分级破碎，对较大块的山料进行粗破碎，然后再进行中细破碎。

其次，要对中细破碎后的小颗粒石头进行研磨。

最后，将研磨后的砂粒进行冲洗，采用高效震动筛分机对冲洗后的细砂石进行筛分，根据颗粒大小分为粗砂和细砂。

孙学高介绍，研磨时也可以增加使用一种助磨剂，用来提高研磨效率。助磨剂的成分主要包括聚丙烯酸、聚合多元醇、木质素磺酸钙、硅油等物质，每种物质加入的比例不同，配出的助磨剂效果就不同。

为找出效果最好的助磨剂成分配比值，孙学高再次开始了一次次尝试。“爱迪生发明电灯时，经过一千次实验才找到了最适合做灯丝的材料，我也是这样一次次试出来的。”他说。

最终，他找到了最合适的配比值，极大地提高了研磨效率。

研磨的困难解决了，筛分时又出现了问题。一开始，孙学高采用现有的方形振动筛进行筛分。这样的振动筛形似纱窗，对砂粒进行冲洗后，沾了水的砂很容易将振动筛上的孔堵住，变成一块“砂板”。

“平移筛分的方式行不通，我就想到，能不能让平移筛变成振动筛震动起来或改为圆筒筛滚动起来呢？”孙学高自己捉摸着画了两张示意图，找来技术人员，按照他的图纸边做边改良，设计出两款新的筛分工艺即振动筛和圆筒筛，能够让砂滚动碰撞，充分达到筛分效果。且由于震动筛及圆筒筛的筛分效果好，经水冲洗后，砂粒也不会再黏成一块板。

就这样，筛分后的砂粒被分为粗砂和细砂，实现了利用机械原理将石块制成建筑用砂的目标。

带动邻里乡亲一起脱贫致富

制砂工艺初见眉目后，孙学高开始推广这一项目。没想到，四处碰壁。

“大家不了解机械制砂，加上这么多年开采河砂成了习惯，以为我在异想天开，甚至说我是骗子。”孙学高没有放弃，一边申请专利，一边继续完善自己的工艺流程。

2016年，他找到中国地质大学（武汉）的专家教授，对机械制砂的技术及成品砂做了一次专业鉴定。

经专家评估，通过机械制成的细砂质地坚硬，砂粒表面圆滑、质量上乘，在大坝、桥梁等大型建筑上能有较好的运用。

拿着这份鉴定结果，孙学高感觉背都挺直了些。从那以后，订单就自己找上了门。

“湖南、河南、江苏……全国各地都有厂家来我这儿买砂，也有人来请教机械制砂技术。”孙学高说，现在，武汉每个大型在建工程，都采用了通过这一机械制砂技术造出来的建筑用砂。

由于我国自古以来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发明，能使建筑用砂的市场发生结构性的改变。

他算了一笔账：算上人工、机械、水电、经营管理等方面，机械砂制售成本30元/吨，市场基础售价80元/吨。如果一家企业能够日产8000吨，10个月就能获得1.2亿元净利润。若此项技术在全国推广开来，市场前景大为可观。

看到自己的发明创造能带来实实在在的经济效益，孙学高很高兴。但他并没有忘记，最初埋头做研究时的初心。

他计划，明年与相关企业新建一家制砂厂，请村民提供荒山资源用以开采制砂原材料。每位提供资源的村民，均可获得制砂厂的股份，年底拿到分红，真正实现“资源变股金”。

不仅如此，他还打算，在荒山采尽后的土地上种植经科技改良的植物，将原本寸草不生的荒山变成果园。

“我已经种了几十亩地了，将来也会邀请村里的乡亲们去地里帮忙，给大家发工资。”孙学高说，制砂厂正常运转起来后，至少可以解决周边数十人的就业问题，带动大家一起脱贫致富。

孙学高想学“愚公”，希望能尽全力“搬走”开采河砂这座破坏环境的“大山”，将来某一天能看到家门口的河流“养好伤”，再现儿时河砂铺底、水流清澈的景象。

“我一直在做自己想做也应该做的事情，我很开心。”他说。