花岡石及大理石廢料的資源化利用

花崗石和大理石是兩種分布廣泛、儲量豐富的巖石資源，將其開釆并切割、拋光加工而成的板材被廣泛應用于建筑物的內、外裝修、基礎砌筑工程、制做傢俱面板和藝術品等。在石材的開采、切割和拋光等加工過程，有大量的碎片和鋸切、拋光廢漿產生，其中廢漿中固形物含量約占石材荒料重量的20%?30%。這種碎片、廢漿被當作廢物拋棄，不僅是一種資源浪費，還嚴重污染環境。

花崗石為硅酸鹽類礦物，其加工碎片，鋸切廢漿中固形物的主要成分為二氧化硅和氧化鋁等，其中二氧化硅約60%,氧化鋁約10%，氧化鈣占4%?5%，其它還含有鐵、鎂、鉻、錳等成分。大理石為碳酸鹽類礦物，其加工碎片，鋸切廢漿中固形物主要成分為氧化鈣，約為50-60%，合碳酸鈣90%以上，二氧化硅0.6%-5%，氧化鎂0.6%-2.5%，燒失40%-44%，其它有微量的鐵，鋁等，氧化鈣含量相當于高品位***石灰石中氧化鈣含量。廢大理石粉具備替代***石灰石生產石灰鈣粉及配料煅燒硅酸鹽水泥熟料等潛在價值。

 1．1、生產建筑用水泥制品

花崗石廢漿屬于石灰石含量較低的軟黏土類物料，在建筑行業具有很大應用潛力。將過濾出的廢漿濾餅自然干燥后用篩子篩分。將所得廢漿粉末在震動攪拌器中與水泥、沙子、流變劑、適量防銹劑D和水混合，制得的水泥制品機械強度、外觀和可加工性良好。

1．2、生產燒結磚

    將花崗在廢漿與黏土按不同比例混合后制坯，再控溫燒結，所得磚塊質量符合行業標準。

1．3、生產陶瓷釉料

將花崗石荒料破碎后球磨、篩分、凈化、制漿，將漿料刷涂于陶瓷坯體后干燥、燒成即得釉料。該方法具有制釉成本低、釉料中不含重金屬、對坯體適用性強、釉燒溫度范圍寬、熔融性好、性能穩定等特點。適用于藝術陶瓷和硫璃瓦陶瓷的釉面制做。此外，還可改變技術條件，經粉碎、凈化、配料、磨漿、造粉、成型、壓花干燥、燒成及后處理等制得陶瓷產品。

1．4、生產微晶玻璃

將花崗石荒料粉碎或將花崗石廢漿濾餅除雜凈化后與輔助原料、助熔劑、澄清劑和適量水混合，再送熔窯熔化、均化、澄清得玻璃液。調整溫度后將玻璃液輥壓成型或注模成型得玻璃板/塊。將所得玻璃板/塊于輥道窯中退火、晶化制得微晶玻璃坯體，進一步處理坯體得微晶玻璃成品。本方法所得產品韌性高，耐磨，物化性能優異。產品附加值較高，生產工藝簡單，便于對花崗石廢料及花崗石鋸切廢漿的大宗量利用。

 1．5 、生產墻地磚

將鋸切、拋光、成型過程產生的荒料、鋸泥按花崗石花色分類收集。將石渣細磨，把鋸泥凈化并干燥，再將二者混合。將混合料與助熔劑、高嶺土或鋁灰及水混合，再壓制成型制得坯料。將坯料燒結得高強度低吸水無釉墻地磚。具有成本低，產品質量好，可以大宗量消納花崗石廢料等優勢。

1．6、用于泡沬混凝土

將含二氧化硅較高的花崗石廢漿作為泡沫混凝土的硅質材料，利廢率達到60%,制備的泡沫混凝土產品的各項指標均能達到***標準。試驗證明，花崗石廢漿摻量不宜超過60%,水料比為0.38;以此制備的B06泡沫混凝土，成型較好，氣孔大小和分布較為均勻，可以起到保溫作用并達到A級防火標準。這樣不但解決了建筑廢棄物的環保治理問題，而且有助于資源的再生再利用。

2、大理石廢料的利用

大理石在開采切割和磨拋過程中大約有70%轉變為廢料，由此造成了嚴重的資源浪費和環境污染。白色類大理石產生的廢漿含有碳酸鈣，彩色大理石的廢漿中除含有碳酸鈣外還含有氧化鐵、鎂、錳等。由于加工石材時沒有使用污染性外加劑，所以可將大理石廢料看作是一種很純的化學產品，并且在工業和生態學中使用。

2．1、生產碳酸鈣

將大理石廢料濕法球磨后過抽濾，洗滌，干燥，篩分。然后于水熱反應釜中與氫氧化鈉溶液和晶形控制劑混合，分散后進行水熱處理。水熱處理后粉體經過過濾、洗滌、干燥、篩分得碳酸鈣粉體。

2．2、生產石灰

大理石為碳酸鹽礦物，含氧化鈣高達50-60%，平均按55%計，燒失40-45%，平均按42%計，合碳酸鈣96%以上。高溫焙燒后每處理1000kg干基大理石廢料可制得氧化鈣含量95%以上的***石灰550kg。

2.3、做為集料用于配制自密實混凝土

我們開展了利用大理石碎塊作為混凝土集料取代傳統的碎石灰石集料配制自密實混凝土的研究利用大理石廢（MW）代替石灰石（LS）進行了配制自密實混凝土試驗。試驗結果表明，自密實混凝土的工作性取決于集料的特性，如容重、形狀和表面結構等。然而，隨著水膠比的增加，集料的特性變得越來越不重要。使用LS和MW集料的自密實混凝土均可以得到的通過性和填充性。在低水膠比時，使用MW集料的自密實混凝土的抗壓強度比用LS作集料的自密實混凝土的抗壓強度低6%。低水膠比條件下，在自密實混凝土中使用大理石集料替代石灰石，強度不會有明顯的降低。

2.4、替代石灰石用于煅燒硅酸鹽水泥

廢大理石粉CaO含量高，SiO₂含量低，從化學成份看，廢大理石粉相當于較高品位的石灰石礦。廢大理石粉比表面積高，為超細微粉，這一物理特性顯著增加了大理石粉反應活性，從而抵消了廢大理石粉結晶程度高、結構穩定、反應能力低等足。因此，廢大理石粉是***的煅燒硅酸鹽水泥熟料的石灰質原料。將30%廢大理石粉替代***石灰石配料可以在新型干法水泥旋窯煅燒出品質優良的硅酸鹽水泥熟料。廢大理石粉替代石灰石配制的水泥生料在旋窯內煅燒過程理想，表現為熟料燒失量和f-CaO低、28d抗壓強度高，生料易燒性好，窯內熱工狀況穩定，旋窯系統對30%廢大理石粉替代石灰石配料適應性良好。

將廢大理石粉用于生料配料及生料粉制備過程，可以簡化生產工序，提高生料磨機產量，有利于降低生料生產過程中的電耗。大規模利用廢棄大理石粉替代***石灰石配料，采用新型干法水泥旋窯生產硅酸鹽水泥熟料，能全部消納所在地及周邊石材加工業排放的大理石粉廢渣，有望解決石材加工業廢棄大理石粉嚴重污染當地環境的問題，恢復當地的生態系統，變廢為寶，促進石材加工業的可持續發展，具有十分顯著的社會效益和經濟效益。

2.5、生產人造石

首先將大理石的廢料粉碎，然后對大理石粉體進行濕法球磨改性，使大理石粉體燒結活性得到改善。改性時使用的是硅烷偶聯劑和鈦酸酯偶聯劑。硅烷偶聯劑是一類低分子有機硅化合物，起著連接無機相與有機相的橋梁作用，其通式為RSiX₃，式中R代表與聚合物分子有親和力或反應能力的活性官能團，X代表能夠水解的烷氧基。在進行偶聯時，首先大理石表面的活性基團與偶聯劑中的R基進行吸附反應，然后與硅原子相連的X基水解，生成硅醇鍵（Si-OH），大理石粉體顆粒表面上的Si-OH相互脫水縮合反應，縮合成 M-Si-O-Si-M共價鍵（M 表示大理石粉體顆粒表面），形成網狀結構的薄膜覆蓋在大理石粉體顆粒表面，從而提高了大理石的強度。

經過鈦酸酯偶聯劑表面處理后，鈦酸酯偶聯劑與大理石粉末表面的自由質子形成化學鍵，主要是Ti-O鍵，讓大理石粉末表面覆蓋一層有機分子膜，使其表面性能發生了變化，進而達到改性的作用。改性之后分別加入氫氧化鋁、硅溶膠、玻璃粉等填料，填料在***溫度下融化成液態，具有***的流動性，可以填充顆粒間的空隙，進而提高了人造大理石的致密度。

選用硅烷偶聯劑對大理石粉體進行表面改性，加入3%的氫氧化鋁和2%的玻璃粉作為填料，低溫燒結后可得到致密、高強度的人造石大理石。該工藝對大理石廢料進行了合理的利用，不僅緩解了大理 石從開采到加工過程中造成的資源浪費問題，而且對保護環境也起到了積極作用。

綜上所述，石材加工廢料雖然為工業固廢，但具有***的可利用性。其長期積存不僅占用土地，而且還會對環境造成污染，在環保要求日益提高的今天，己成為影響石材行業可持續發展的重要因素。通過采取技術措施對其進行資源化利用勢在必行。文中所提出的幾種綜合利用方法，為石材廢料的資源化利用提供了一些可行途徑。