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天然花岗岩的可锯性表征机制及其与环境影响指标的关联建模研究

天然花岗岩的可锯性表征机制及其与环境影响指标的关联建模研究

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作者：刘成青岛大学

学位级别：硕士

随着我国经济的飞速发展和城市化进程的不断加快,社会对饰面石材的需求量与日俱增。饰面石材产业在得到长足发展的同时,也引发了一系列的环境问题,诸如高能耗、大量产生污水及固体废弃物等。在饰面石材中,花岗岩的加工难度较之大理石更... 详细信息

随着我国经济的飞速发展和城市化进程的不断加快,社会对饰面石材的需求量与日俱增。饰面石材产业在得到长足发展的同时,也引发了一系列的环境问题,诸如高能耗、大量产生污水及固体废弃物等。在饰面石材中,花岗岩的加工难度较之大理石更高,其加工过程产生的环境负面影响也更大。为处理花岗岩加工过程产生的环境影响问题,花岗岩加工领域先后出现了一系列清洁生产技术,如超薄圆锯片技术、污水处理及循环利用技术和固体废物再利用技术等。合理的清洁技术规划是花岗岩加工企业实施清洁生产模式的关键。然而,由于缺少环境影响指标预测方法作为清洁生产技术引进和规划的依据,企业决策者往往难以科学地确定清洁生产技术及设备的规格、数量及运行参数。本研究旨在建立花岗岩的可锯性表征机制,将可锯性以一个标准、统一的度量值表征,并研究可锯性与环境影响指标的关联。关联模型可实现基于花岗岩的可锯性对环境影响指标进行预测,为石材加工企业开展清洁技术规划奠定科学基础。首先,构建了花岗岩可锯性的评价指标体系。基于对以往研究采用的可锯性评价参数的收集、整理和聚类,提炼出了反映花岗岩自身特性的可锯性评价指标,构建了可锯性评价指标体系。其次,构建了基于多准则决策理论(Multi-Attribute Decision-Making,MADM)的可锯性表征机制。该机制包含评价指标赋权模型和可锯性量化系统。可锯性表征机制可通过指标赋权模型确定各评价指标的权重,并利用可锯性的量化系统将花岗岩的可锯性以标准、统一的度量“SG值”表征。再次,提出了花岗岩可锯性函数的概念。结合试验设计(Desgin of Experiment,DOE)理论与花岗岩的可锯性表征机制,研究了花岗岩可锯性函数的构建方法。利用花岗岩的可锯性函数,仅需某品类花岗岩的若干可锯性评价指标值,即可得到该花岗岩的可锯性“SG值”。最后,运用数值拟合方法构建了花岗岩可锯性“SG值”与环境影响指标值间的关联模型。研究了面向数值拟合过程的不确定性分析方法,实现了对关联模型可靠性的判定。以上方法已经在山东某石材产业园区进行了实际应用:运用关联模型实现了对某花岗岩加工企业的能耗、水耗和固体废弃物产生量的预测,并基于决策结果确定了企业清洁生产技术及设备的引进数量、规格及性能(产能)参数等。实际应用表明,环境影响关联模型可为花岗岩加工企业及产业园区的清洁生产技术规划提供科学依据。

关键词：花岗岩可锯性可锯性表征机制可锯性函数环境影响指标清洁生产技术规划

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