石材加工行业环境污染控制研究

华 瑜

（丽水市生态环境局遂昌分局，浙江 丽水 323300）

石材加工行业发展过程中，为实现对环境污染的有效控制，应采取有效的科学技术，实现对废水、废料的回收利用，变废为宝，不仅有利于控制污染，还可以达到减少资源浪费的效果。

1 废水的处理

1.1 废水的来源与特点

石材加工过程中的用水量较大，以中型石材加工厂为例，日生产用水量可达到1 500 m3。含有大磨、水磨等工序的抛光生产线，耗水量约为50 m3/h，处理板材时的用水量约为4～8 m3/m2。石材加工生产过程中，原料切割、红外线切边、大磨、水磨等工序，均会产生污水。其中，排水量最大的是原料切割环节，约占整个工序总排水量的80%左右。废水中含有大量杂质，如二氧化硅、碳酸钙等，浓度约为10～35 g/L。同时，废水中通常含有石油烃、表面分散剂，导致石粉颗粒表面带有负电荷，使得石粉颗粒呈胶体、悬浮状态。

1.2 废水处理工艺

为实现对废水的回收利用，关键是要对废水进行有效地处理，使其达到国家规定的水质要求。对石材废水进行处理时，多采取絮凝工艺，以往通常是将铁盐、铝盐当作混凝剂，但这种方式存在沉降速度缓慢、出水水质不高以及处理能力有限等问题。因此，应对废水处理工艺进行改进，改进方案包括：（1）采用改性木薯淀粉、聚胺复合絮凝剂。试验发现，复合絮凝剂为4 mg/L的情况下，浊度去除率为98.4%，可降低50%左右的投药成本，还可以显著提升沉降速度；（2）聚丙烯酰胺（PAM）与粉末活性炭（PAC）联用。试验发现，PAM为2.5 mg/ L、PAC为20 mg/L、搅拌转速为300转/分钟、静置沉降15分钟的情况下，上清液浊度可降低94.4%，固体悬浮物（SS）去除率为94.3%；(3）卤水体系预处理。经试验发现，pH值为10～11、PAM为10 mg/L、卤水用量为0.15%的情况下，石粉沉降速度可提升至60 cm/min，化学需氧量（COD）去除率可达到88.2%，且无冷却油残余。

2 废料的处理

2.1 废料的来源与特点

石材加工过程中产生的废料，主要指的是石粉，即石料切锯、抛光等工艺中产生的粒径＜0.16 mm的颗粒。石粉主要包括以硅酸盐为主要成分的花岗石粉、以碳酸盐矿物为主要成分的大理石粉两种。石粉颗粒较细，因此会在大风天气时随风飘飞，或者是与雨水混合变成石粉泥，给环境带来严重的污染。

2.2 石粉的控制策略

为有效控制石粉对环境造成的污染，石材加工企业应开展精细化管理，从源头上开展对粉尘的治理，减少扬尘。

2.2.1 厂区管理

要在厂界周围设置截流沟，确保山水和厂界外雨水不进入厂区环境；原材料堆场四周设置截流沟；保持厂区洁净，避免二次扬尘；建设绿化隔离，绿化植物保持干净，不得积有粉尘。

2.2.2 车间管理

对大切、中切、小切、龙门锯、组合锯、打磨机、砍头机等机器设备进行局部密封改造，防止设备加工时抛洒带出含尘水滴，产生二次扬尘；火烧机、打磨机加装布袋除尘设备，并及时清理四周的粉尘、砂石，减少二次污染；异形车间必须配备除尘设备和喷淋系统，在密闭的空间作业，在除尘设备的有效工作范围内（2米内）操作，并配备雾炮机；实行精细化管理，以每台机器为单位，水雾、尘一律不得外溢、飘洒，场地每天至少清洗一次；车间内喷淋设备安装定时装置，生产期间每小时至少喷淋一次，每次至少15分钟；每天冲洗滞留在车间、墙体、机械设备上的粉尘，保持车间洁净，避免二次扬 尘[1]。

2.3 废料的再利用途径

针对石料加工中产生的废料，可进行回收利用，主要途径有以下几种。

2.3.1 制作墙体材料

石料加工中，花岗岩废料约占花岗岩的20%，如果随意弃置，则会导致环境污染，还浪费了大量的资源。因此，可以对花岗岩废料进行回收利用，用于制作墙体材料。可将花岗岩废料与膨胀珍珠岩、黏土等进行混合，制作墙体材料。经试验发现，在膨胀珍珠岩、黏土的掺量为25%，烧结温度为1 050度的情况下，这种新型墙体材料的表面密度为1.54 g/m3，抗压强能力为16.6 MPa，与当前普通黏土砖的性能相差不大，符合相关规定的要求。再如，可将水硬性凝胶与磨细的花岗岩废料混合起来，掺加不含花岗岩的胶结料，在进行加工、干燥、精磨等一系列处理，便可得到人工花岗岩石板材。经试验发现，将花岗岩废料的粒度磨细至3目、10目、30目，然后按照1:1:1的比例把3种粒度的颗粒混合起来，加入固化剂、不饱和聚酯树脂，搅拌均匀，放置在模具中自然固化，最终进行抛光、精磨，便可以得到再生花岗岩石材。这种处理工艺成本较低、环境危害较小、操作简单，且成品性能较好、不含铅等有害物质。

2.3.2 制作混凝土砖

制作混凝土砖是花岗岩废料再利用的一个可行策略。例如，可以用花岗岩废料代替粉煤灰制作加气混凝土，经过一系列工序，包括原料储备、合理设置配合比、搅拌、混凝土浇筑、发气静停以及脱模等，便可以制成混凝土砖块。采取这样的方式，可以有效降低混凝土砖块的成本。经试验发现，花岗岩废料的掺量为10%时，该类混凝土初期的强度要比普通混凝土高1.1 MPa，同时防渗透性能较高；花岗岩废料的掺量30%时，混凝土的防渗透性能与普通混凝土基本相同。同时，掺量为25%时，混凝土砖块的抗压强度较为理想，超过25%时，掺量越多，混凝土砖块的抗压强度越低。

2.2.3 制作微晶玻璃

针对花岗岩废料再利用的附加值较低的情况，可采取花岗岩粉体烧结钙长石微晶玻璃的方法。用蒸馏水、甲醇、硅烷偶联剂按照一定比例混合，制成粉体改性液，然后将其放到聚丙烯塑料瓶中，再掺加花岗岩粉体、铝溶胶、增韧纤维，经过球磨干燥处理之后，再过筛网，掺加PVA水溶液，研磨成颗粒，过筛网后压制成型，再经过马弗炉烧结便可得到微晶玻璃[2]。经试验发现，随着纤维添加量的升高，微晶玻璃的抗弯强度、体积密度、断裂韧度先增大后减少，而维氏硬度持续降低。

2.3.4 制备新材料

可对石料加工中产生的废料进行回收利用，制作新材料。例如，可以将废石粉当作泡沫材料，制作新型轻质石膏材料。石粉掺量不同，则轻质石膏材料的物理力学性能也有一定的差异。但经实践发现，轻质石膏材料在应用范围、生产成本、生产能耗、原材料循环使用、副产品的开发利用等方面均有一定的优势。再如，可将废石粉当作水泥的替代品，用于自密实混凝土、灰浆、砌体的生产，产品减震效果比较理想。同时，还可以应用花岗岩废料制作环保复合材料。例如，可以将再生花岗岩石材颗粒与丙烯酸-丁二烯-苯乙烯（ABS）当作基料，制备环保复合材料。通过对这种环保复合材料的密度、硬度、导热系数、断裂、弯曲强度、拉伸强度等性能进行试验发现，随着再生花岗岩石材颗粒掺量的提高，环保复合材料的断裂性能、抗拉强度会不断下降，尤其是再生花岗岩石材颗粒掺量＞50%时，这种现象更加明显；但随着再生花岗岩石材颗粒掺量的提高，环保复合材料的导热系数、硬度也会不断提高。

2.3.5 用于硫化工业废水处理

石料加工中产生的大理石废料，可替代石灰粉，用于硫化工业废水处理中。经试验发现，将大理石废料用于废水综合处理中的一级流程时，可将一级出水的pH值控制在4.8～5.5的范围内，二级处理中应用石灰粉，可将硫化工业废水中的Fe2+离子有效去除，出水水质达标。

2.3.6 制备防火涂料

特殊材料制造领域，石料加工中产生的花岗岩废料也有着适用性。某企业将磷酸盐固化剂、碱性金属硅酸盐水溶液、抗压强度＞60 MPa的陶瓷空心粗颗粒与直径为0.01～5.0 mm的花岗岩废料混合起来，制备防火涂料。经试验发现，在1 200摄氏度的高温下，这种防火涂料形成的、厚度为1.5 mm的薄膜10分钟内未发生变形。说明，这种防火涂料具有良好的防火功能。

2.3.7 制作人工鱼礁

制作人工鱼礁也是花岗岩废料再利用的一个途径。当前，海洋污染问题日益加剧，受到了越来越多的重视。人工鱼礁可以为海洋动、植物提供良好的环境，为游动生物提供生长发育、繁殖、索饵的场所，可达到保护海洋生物、促进增殖、提高渔民渔获量的作用，对促进海洋环境的改善有着重要的意义。因此，可以对花岗岩废料进行有效应用，制作人工鱼礁。具体来说，先用机械设备将花岗岩废料磨细，然后将不同细度的花岗岩废料与凝胶混合起来，达到标准后，再将其放置到海洋中去。经试验发现，花岗岩废料的掺量为70%时，制作的人工鱼礁抗压强度可达到75兆帕。不仅实现了对花岗岩废料的再利用，同时也利于生态环境的改善，促进当地经济发展。

3 结语

综上所述，应积极拓宽废水、废料的处理工艺、回收再利用途径，从而降低石材加工行业对生态环境造成的危害，保障石材加工行业的持续稳定发展。