石材加工行業環境污染控制研究

華 瑜

（麗水市生態環境局遂昌分局，浙江 麗水 323300）

石材加工行業發展過程中，為實現對環境污染的有效控制，應采取有效的科學技術，實現對廢水、廢料的回收利用，變廢為寶，不僅有利于控制污染，還可以達到減少資源浪費的效果。

1 廢水的處理

1.1 廢水的來源與特點

石材加工過程中的用水量較大，以中型石材加工廠為例，日生產用水量可達到1 500 m3。含有大磨、水磨等工序的拋光生產線，耗水量約為50 m3/h，處理板材時的用水量約為4～8 m3/m2。石材加工生產過程中，原料切割、紅外線切邊、大磨、水磨等工序，均會產生污水。其中，排水量最大的是原料切割環節，約占整個工序總排水量的80%左右。廢水中含有大量雜質，如二氧化硅、碳酸鈣等，濃度約為10～35 g/L。同時，廢水中通常含有石油烴、表面分散劑，導致石粉顆粒表面帶有負電荷，使得石粉顆粒呈膠體、懸浮狀態。

1.2 廢水處理工藝

為實現對廢水的回收利用，關鍵是要對廢水進行有效地處理，使其達到國家規定的水質要求。對石材廢水進行處理時，多采取絮凝工藝，以往通常是將鐵鹽、鋁鹽當作混凝劑，但這種方式存在沉降速度緩慢、出水水質不高以及處理能力有限等問題。因此，應對廢水處理工藝進行改進，改進方案包括：（1）采用改性木薯淀粉、聚胺復合絮凝劑。試驗發現，復合絮凝劑為4 mg/L的情況下，濁度去除率為98.4%，可降低50%左右的投藥成本，還可以顯著提升沉降速度；（2）聚丙烯酰胺（PAM）與粉末活性炭（PAC）聯用。試驗發現，PAM為2.5 mg/ L、PAC為20 mg/L、攪拌轉速為300轉/分鐘、靜置沉降15分鐘的情況下，上清液濁度可降低94.4%，固體懸浮物（SS）去除率為94.3%；(3）鹵水體系預處理。經試驗發現，pH值為10～11、PAM為10 mg/L、鹵水用量為0.15%的情況下，石粉沉降速度可提升至60 cm/min，化學需氧量（COD）去除率可達到88.2%，且無冷卻油殘余。

2 廢料的處理

2.1 廢料的來源與特點

石材加工過程中產生的廢料，主要指的是石粉，即石料切鋸、拋光等工藝中產生的粒徑＜0.16 mm的顆粒。石粉主要包括以硅酸鹽為主要成分的花崗石粉、以碳酸鹽礦物為主要成分的大理石粉兩種。石粉顆粒較細，因此會在大風天氣時隨風飄飛，或者是與雨水混合變成石粉泥，給環境帶來嚴重的污染。

2.2 石粉的控制策略

為有效控制石粉對環境造成的污染，石材加工企業應開展精細化管理，從源頭上開展對粉塵的治理，減少揚塵。

2.2.1 廠區管理

要在廠界周圍設置截流溝，確保山水和廠界外雨水不進入廠區環境；原材料堆場四周設置截流溝；保持廠區潔凈，避免二次揚塵；建設綠化隔離，綠化植物保持干凈，不得積有粉塵。

2.2.2 車間管理

對大切、中切、小切、龍門鋸、組合鋸、打磨機、砍頭機等機器設備進行局部密封改造，防止設備加工時拋灑帶出含塵水滴，產生二次揚塵；火燒機、打磨機加裝布袋除塵設備，并及時清理四周的粉塵、砂石，減少二次污染；異形車間必須配備除塵設備和噴淋系統，在密閉的空間作業，在除塵設備的有效工作范圍內（2米內）操作，并配備霧炮機；實行精細化管理，以每臺機器為單位，水霧、塵一律不得外溢、飄灑，場地每天至少清洗一次；車間內噴淋設備安裝定時裝置，生產期間每小時至少噴淋一次，每次至少15分鐘；每天沖洗滯留在車間、墻體、機械設備上的粉塵，保持車間潔凈，避免二次揚 塵[1]。

2.3 廢料的再利用途徑

針對石料加工中產生的廢料，可進行回收利用，主要途徑有以下幾種。

2.3.1 制作墻體材料

石料加工中，花崗巖廢料約占花崗巖的20%，如果隨意棄置，則會導致環境污染，還浪費了大量的資源。因此，可以對花崗巖廢料進行回收利用，用于制作墻體材料?？蓪⒒◢弾r廢料與膨脹珍珠巖、黏土等進行混合，制作墻體材料。經試驗發現，在膨脹珍珠巖、黏土的摻量為25%，燒結溫度為1 050度的情況下，這種新型墻體材料的表面密度為1.54 g/m3，抗壓強能力為16.6 MPa，與當前普通黏土磚的性能相差不大，符合相關規定的要求。再如，可將水硬性凝膠與磨細的花崗巖廢料混合起來，摻加不含花崗巖的膠結料，在進行加工、干燥、精磨等一系列處理，便可得到人工花崗巖石板材。經試驗發現，將花崗巖廢料的粒度磨細至3目、10目、30目，然后按照1:1:1的比例把3種粒度的顆粒混合起來，加入固化劑、不飽和聚酯樹脂，攪拌均勻，放置在模具中自然固化，最終進行拋光、精磨，便可以得到再生花崗巖石材。這種處理工藝成本較低、環境危害較小、操作簡單，且成品性能較好、不含鉛等有害物質。

2.3.2 制作混凝土磚

制作混凝土磚是花崗巖廢料再利用的一個可行策略。例如，可以用花崗巖廢料代替粉煤灰制作加氣混凝土，經過一系列工序，包括原料儲備、合理設置配合比、攪拌、混凝土澆筑、發氣靜停以及脫模等，便可以制成混凝土磚塊。采取這樣的方式，可以有效降低混凝土磚塊的成本。經試驗發現，花崗巖廢料的摻量為10%時，該類混凝土初期的強度要比普通混凝土高1.1 MPa，同時防滲透性能較高；花崗巖廢料的摻量30%時，混凝土的防滲透性能與普通混凝土基本相同。同時，摻量為25%時，混凝土磚塊的抗壓強度較為理想，超過25%時，摻量越多，混凝土磚塊的抗壓強度越低。

2.2.3 制作微晶玻璃

針對花崗巖廢料再利用的附加值較低的情況，可采取花崗巖粉體燒結鈣長石微晶玻璃的方法。用蒸餾水、甲醇、硅烷偶聯劑按照一定比例混合，制成粉體改性液，然后將其放到聚丙烯塑料瓶中，再摻加花崗巖粉體、鋁溶膠、增韌纖維，經過球磨干燥處理之后，再過篩網，摻加PVA水溶液，研磨成顆粒，過篩網后壓制成型，再經過馬弗爐燒結便可得到微晶玻璃[2]。經試驗發現，隨著纖維添加量的升高，微晶玻璃的抗彎強度、體積密度、斷裂韌度先增大后減少，而維氏硬度持續降低。

2.3.4 制備新材料

可對石料加工中產生的廢料進行回收利用，制作新材料。例如，可以將廢石粉當作泡沫材料，制作新型輕質石膏材料。石粉摻量不同，則輕質石膏材料的物理力學性能也有一定的差異。但經實踐發現，輕質石膏材料在應用范圍、生產成本、生產能耗、原材料循環使用、副產品的開發利用等方面均有一定的優勢。再如，可將廢石粉當作水泥的替代品，用于自密實混凝土、灰漿、砌體的生產，產品減震效果比較理想。同時，還可以應用花崗巖廢料制作環保復合材料。例如，可以將再生花崗巖石材顆粒與丙烯酸-丁二烯-苯乙烯（ABS）當作基料，制備環保復合材料。通過對這種環保復合材料的密度、硬度、導熱系數、斷裂、彎曲強度、拉伸強度等性能進行試驗發現，隨著再生花崗巖石材顆粒摻量的提高，環保復合材料的斷裂性能、抗拉強度會不斷下降，尤其是再生花崗巖石材顆粒摻量＞50%時，這種現象更加明顯；但隨著再生花崗巖石材顆粒摻量的提高，環保復合材料的導熱系數、硬度也會不斷提高。

2.3.5 用于硫化工業廢水處理

石料加工中產生的大理石廢料，可替代石灰粉，用于硫化工業廢水處理中。經試驗發現，將大理石廢料用于廢水綜合處理中的一級流程時，可將一級出水的pH值控制在4.8～5.5的范圍內，二級處理中應用石灰粉，可將硫化工業廢水中的Fe2+離子有效去除，出水水質達標。

2.3.6 制備防火涂料

特殊材料制造領域，石料加工中產生的花崗巖廢料也有著適用性。某企業將磷酸鹽固化劑、堿性金屬硅酸鹽水溶液、抗壓強度＞60 MPa的陶瓷空心粗顆粒與直徑為0.01～5.0 mm的花崗巖廢料混合起來，制備防火涂料。經試驗發現，在1 200攝氏度的高溫下，這種防火涂料形成的、厚度為1.5 mm的薄膜10分鐘內未發生變形。說明，這種防火涂料具有良好的防火功能。

2.3.7 制作人工魚礁

制作人工魚礁也是花崗巖廢料再利用的一個途徑。當前，海洋污染問題日益加劇，受到了越來越多的重視。人工魚礁可以為海洋動、植物提供良好的環境，為游動生物提供生長發育、繁殖、索餌的場所，可達到保護海洋生物、促進增殖、提高漁民漁獲量的作用，對促進海洋環境的改善有著重要的意義。因此，可以對花崗巖廢料進行有效應用，制作人工魚礁。具體來說，先用機械設備將花崗巖廢料磨細，然后將不同細度的花崗巖廢料與凝膠混合起來，達到標準后，再將其放置到海洋中去。經試驗發現，花崗巖廢料的摻量為70%時，制作的人工魚礁抗壓強度可達到75兆帕。不僅實現了對花崗巖廢料的再利用，同時也利于生態環境的改善，促進當地經濟發展。

3 結語

綜上所述，應積極拓寬廢水、廢料的處理工藝、回收再利用途徑，從而降低石材加工行業對生態環境造成的危害，保障石材加工行業的持續穩定發展。