大理石在廢料中的資源化利用

大理石在開采切割和磨拋過程中大約有70%轉變?yōu)閺U料，由此造成了嚴重的資源浪費和環(huán)境污染。白色類大理石產(chǎn)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(chǎn)品，并且在工業(yè)和生態(tài)學中使用。

1、生產(chǎn)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(jīng)過過濾、洗滌、干燥、篩分得碳酸鈣粉體。

2、生產(chǎn)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%以上的優(yōu)質(zhì)石灰550kg。

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(tǒng)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極大地取決于集料的特性，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最大的通過性和填充性。在最低水膠比時，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。

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(wěn)定、反應能力低等足。因此，廢大理石粉是優(yōu)質(zhì)的煅燒硅酸鹽水泥熟料的石灰質(zhì)原料。將30%廢大理石粉替代天然石灰石配料可以在新型干法水泥旋窯煅燒出品質(zhì)優(yōu)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(nèi)煅燒過程理想，表現(xiàn)為熟料燒失量和f-CaO低、28d抗壓強度高，生料易燒性好，窯內(nèi)熱工狀況穩(wěn)定，旋窯系統(tǒng)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(chǎn)工序，提高生料磨機產(chǎn)量，有利于降低生料生產(chǎn)過程中的電耗。大規(guī)模利用廢棄大理石粉替代天然石灰石配料，采用新型干法水泥旋窯生產(chǎn)硅酸鹽水泥熟料，能全部消納所在地及周邊石材加工業(yè)排放的大理石粉廢渣，有望徹底解決石材加工業(yè)廢棄大理石粉嚴重污染當?shù)丨h(huán)境的問題，恢復當?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)，變廢為寶，促進石材加工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，具有十分顯著的社會效益和經(jīng)濟效益。

5、生產(chǎn)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(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑。硅烷偶聯(lián)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(lián)時，首先大理石表面的活性基團與偶聯(lián)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(wǎng)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(jīng)過鈦酸酯偶聯(lián)劑表面處理后，鈦酸酯偶聯(lián)劑與大理石粉末表面的自由質(zhì)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(fā)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，填料在一定溫度下融化成液態(tài)，具有一定的流動性，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(lián)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(huán)境也起到了積極作用。