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石材加工過程中不可避免地要產生大量的石粉類廢棄物。由于其對環境會產生嚴重的污染，石粉類廢棄物的回收利用日益受到關注。石粉作為細骨料在混凝土以及其他低附加值建材方面已經得到了廣泛的應用，但是在高附加值建材方面的應用研究還不多；將石粉廢棄物應用于聚合物改性方面的研究更是少之又少。通過對石粉類廢棄物的綜合回收利用技術的研究現狀進行回顧和分析，作者指出了石粉類廢棄物綜合回收利用中存在的問題，并作出了一定的展望。
關鍵詞：石粉 廢棄物 綜合利用 高附加值

1 引言
石材在開采、加工過程中會產生大量的石粉和碎石。為降低生產成本，部分石材加工企業會將石粉、碎石以及含有石粉的銑、削冷卻液未經沉淀等處理而直接任意排放，給石材企業附近的環境造成污染[1]。亂傾倒的廢棄石粉不僅吞噬了大量良田，加劇了水土流失，造成農產品減產減收，而且石粉最終流入河流，其中沉積下來的一部分會影響河道通暢，而在水中形成了膠體石粉顆粒的那部分則會污染水源。為有效利用廢棄石粉，徹底消除石材加工廢棄物造成的污染，各級政府和科研工作者都在積極地想辦法[2-5]。
目前，廢棄石粉的綜合回收利用研究已經開展了一段時間，同時廢棄石粉在工業生產中的應用也已初見成效。安培卿等人的研究工作表明，廢棄板巖石粉可用作水泥摻和料[6]。黃紅柳則探索了廢棄石粉應用于混凝土的可行性[7]。在更早的研究工作中，鞠麗艷等就曾經將廢石粉應用于商品砂漿中[8]。2007年底，福建省南安市正式建立投產30?50萬噸石粉加氣混凝土項目[9]，且蒸壓石粉加氣混凝土砌塊也早已在高層建筑中得到應用[10]。但是，從總體上來說，廢棄石粉的綜合回收利用技術研究與工業應用范圍仍然不夠廣泛，集中在低附加值的建材領域。對于廢棄石粉在聚合物改性中的作用以及廢棄石粉-聚合物復合材料深加工方面的研究尚未得到充分的認識。
鑒于此，有必要在前人總結的基礎上對廢棄石粉的回收利用技術發展的新動向加以回顧，并展望其在聚合物基復合材料中的應用前景。

2 石粉類廢棄物在污染防治及社會生產中的回收利用及研究
2.1 石粉類廢棄物在污染防治方面的應用與研究
作為除酸劑：土壤中酸性過高，有益于鎂、硼與植物的親和，但會引起鋁、銅、鋅中毒現象。而用堿性的廢棄石粉中和酸性土壤，則可以以較小的代價得到品質優良的土壤[11]。
作為脫硫劑：吳忠標等人[12]通過實驗研究，同時在綜合考慮實驗結果與工業生產的經濟效益的基礎上，發現在pH = 5.5-6.5，液固比為3L/m3，漿液濃度為2%的工藝條件下，在進氣SO2濃度為1000mL/m3時，廢棄大理石粉可以實現脫硫率達60%以上。
2.2 石粉類廢棄物在高附加值建材中的應用研究
用于生產彩色路面磚：朱建新[13,14]曾連續發表文章，指出了利用石粉用于生產彩色路面磚和墻面磚的技術具有很高的可行性，并分析了其經濟效益。由于彩色路面磚制品中若石粉污泥和石材廢料占80％以上，就能享受國家免稅政策，因而生產成本低，同時還能得到政府有關部門的大力支持。
用于制備粉體微晶玻璃的應用研究：吳丹丹等人[15]用石材鋸切粉體制備的微晶玻璃，通過DTA分析、XRD粉晶衍射分析以及SEM分析發現，粉體微晶玻璃的多數配方性能超過天然花崗石，同時接近或超過目前市售的建筑微晶玻璃復合板，表現為硬度高，吸水率低，耐酸堿性好，適合用于飾面板。
用于制備陶瓷釉料：蔣述興、李龍等人[16] 研究了鉀長花崗巖石廢料作為釉料原料的可能性。通過將鉀長花崗巖（80%） 和硅灰石（20%），以及0.2%的羧甲基纖維素鈉混磨制得釉料。結果表明: 釉料粒徑組成為D97 = 34.86μm、燒成溫度在1200?1300℃時，可制得對坯體適應性強、性能穩定的陶瓷釉，其外觀平整光滑、光澤度高、硬度較大。
用于作仿石涂料[17]：石粉廢棄物可占仿石涂料成分的70%?80%，其廢物利用率很高。另外，既可以用天然廢棄石粉生產色調單一、色澤較暗的低成本仿石涂料；又可以將天然石粉進行篩選，生產色澤鮮艷、天然石感強的高檔仿石涂料。
用于制作人造大理石：人造大理石是以不飽和聚酯樹脂為粘合劑，加入無機填料、顏料、固化引發劑及其他輔助試劑，經固化成型所制得的一種復合材料。這種材料類似于天然大理石紋理，有豐富的色彩與光澤，有足夠的強度、硬度，可耐水、耐熱沖擊等特點，因此具有“塑料混凝土”之稱。儲凌等人[18]通過以紅花崗巖廢棄石粉作為無機填充材料研制了聚酯型人造大理石，其石粉填充量可以達到約60%，而此時抗彎強度和沖擊強度仍能達到GB/T 2571-1995的標準要求。此外，研究人員對人造大理石的耐污染性、耐化學腐蝕性、耐加熱性、耐水性進行測試的結果均符合標準JC 908-2002 的要求。

3 石粉類廢棄物在聚合物改性方面的研究與應用
總體來說，石粉廢棄物在聚合物改性方面的研究與應用相對還不多，通過對近十年來國內有關廢棄石粉的研究論文進行檢索僅發現極少量的相關報道。陶冶等人[19]研究了石材加工廢料應用于橡膠改性的可行性，結果表明硅酸鹽石粉和碳酸鈣石粉在橡膠中的性能優越，最高的拉伸強度為17.54MPa。王修昌等[20]用一定量的鈦酸酯偶聯劑對大理石石粉進行改性后，加入到廢舊地膜（主要為低密度聚乙烯）中，發現當鈦酸酯偶聯劑用量達到2%時，CaCO3 -PE塑料的抗彎、抗拉和抗沖擊強度均可達到最佳值。

4 石粉類廢棄物綜合回收利用存在的問題與展望
（1）石粉在初級建材，如混凝土中，有大量的應用，但是附加值不算高，非常有必要加強將石粉應用于高附加值建材領域的研究與推廣應用。從目前的研究情況看，將廢棄石粉應用于人造石的生產還是大有前途的。
（2）石粉類廢棄物在聚合物改性方面的研究還存在較多問題：首先，研究規模太小，近十年來僅有兩篇直接相關報道；其次，石粉類廢棄物大多屬于惰性材料，活性較低，無法較好的進行聚合物復合材料的生產，需要對其進行表面活化處理，且不同粉體所用的表面活化劑不完全相同，而廢棄石粉組成及含量具有不確定性，找到一種適宜的表面活化劑較難；最后，石粉類廢棄物除了用表面活化劑進行活化，另外還可以通過減小粒徑[21]來增加石粉與聚合物的結合，但是將廢棄石粉進行顆粒微細或超微細化的工藝流程復雜，且產品成本較高。
（3）在石材加工聚集區，如福建南安，廢棄石粉的污染問題相對嚴重。而對于其他地區，比如合肥市，由于石材加工企業規模小，集中程度不算高，每日石粉產出量也相對較少，污染不算嚴重。因此企業對于石粉的回收利用技術研究重視程度往往不夠。但是，積少成多，石粉問題總有一天會成為石材加工企業生存發展的桎梏。從長遠來看，早解決、早受益，石材加工企業投入適當的經費和人力來對廢棄石粉的回收利用技術進行進一步的研究十分有必要。此外，這一措施也會樹立企業在行業內的科技排頭兵形象，便于爭取更多的政策優惠與資金支持。

5 結語
近年來，為了達到節能環保的要求，石粉類廢棄物的回收利用技術得到了很大的發展，這也將是一個必然的發展趨勢。目前石粉類廢棄物的回收利用技術研究主要集中在將廢棄石粉制成建筑材料等方面。雖然研究表明將廢棄石粉進行活化處理或進行顆粒微細或超微細化處理后加入到聚合物中可以代替部分添加劑來改善聚合物的力學性能，但目前對廢棄石粉在聚合物改性中的應用研究還存在較多問題。對于中小石材加工企業來說，廢棄石粉的綜合回收利用壓力尚不算大，但是從長遠來看，研制相關回收利用技術仍然十分必要。

來源：石材雜志