石材資源高效利用與節(jié)能減排

　　建國初期，我國石材工業(yè)開始起步，改革開放后中國石材產(chǎn)業(yè)得到迅速發(fā)展，到20 世紀90 年代我國石材的出口量、產(chǎn)量和消費量已經(jīng)達到世界第一位。近年來，在國民經(jīng)濟快速發(fā)展的帶動下，石材產(chǎn)業(yè)努力克服國際金融危機的影響，進出口量持續(xù)增長，2010 年全國石材進出口總額、數(shù)量均比2009年有較大增長，分別為63.95 億美元、3386 萬t，比2009 年分別增長26.26%和15.41%。2011 年，中國石材進出口累計3 720 萬t，同比增長9.5%；進出口額累計76 億美元，同比增長18.0%。石材進出口量的持續(xù)增長，說明了我國有著巨大的石材消費市場和強大的石材加工能力，中國已成為真正意義上的世界石材大國。

　　但是, 隨著石材工業(yè)的快速發(fā)展, 石材加工中的一些問題也逐漸顯露出來，在石材礦石加工過程中資源浪費嚴重，石材廢料的任意排放造成環(huán)境污染和生態(tài)破壞等問題嚴重制約著石材產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

　　1 石材加工中存在的問題

　　我國有著豐富的石材資源，但是在石材資源的開采和加工過程中仍普遍采用傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，加工技術、設備落后，不但影響了石材生產(chǎn)效率，造成石材荒料成材率低、產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，而且在鋸切和研磨的過程中產(chǎn)生大量邊角料、鋸屑和磨屑等廢料，直接導致了石材資源的嚴重浪費。

　　此外，許多石材加工企業(yè)沒有充分利用加工過程中產(chǎn)生的廢料,造成資源浪費嚴重，石材加工廢水的排放給周邊水體造成了嚴重的污染，生產(chǎn)過程中粉塵的任意排放對工作人員、周邊群眾的身體產(chǎn)生了極大的傷害。

　　總體而言，目前我國石材業(yè)對資源的控制力還不夠強，石材的加工生產(chǎn)對環(huán)境的保護較差。走資源節(jié)約、環(huán)境友好、可持續(xù)發(fā)展之路是石材行業(yè)發(fā)展的必然，也是時代提出的最基本的要求。高效利用石材資源，提升創(chuàng)新石材加工工藝，減少石材加工污染對資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的建設具有十分重要的意義。

　　2 石材資源高效利用及節(jié)能減排措施

　　2.1 提高石材加工技術水平在加工過程中降低石材資源消耗的措施在于減少石材廢料的產(chǎn)生。石材廢料大多來源于石材鋸切和拋磨的過程，除去人的因素外，主要是由加工設備及工藝決定的。改善鋸切方法和采用鋸縫窄的鋸切工具、加工精度高的拋磨設備是石材企業(yè)有效降低荒料損耗率、提高生產(chǎn)率和增加經(jīng)濟效益的途徑。隨著新技術的出現(xiàn)，石材加工設備已不斷得到改進，加工工藝也不斷得到提高。砂鋸、拉鋸、組合鋸的出現(xiàn)更使板材的加工技術向前推進了一大步，生產(chǎn)效率顯著提高， 資源浪費現(xiàn)象也得到有效控制。如近年來超薄高效組合圓鋸片的研制成功、全自動連續(xù)拋磨機的應用等都使得生產(chǎn)效率得到大幅提升，加工過程中產(chǎn)生的廢料也大量減少。

　　降低石材消耗的另一主要措施在于節(jié)約使用石材用料。隨著加工技術水平的提高，石材產(chǎn)品也越來越向薄型化發(fā)展，相對于傳統(tǒng)裝飾石材板，薄型、超薄型石材節(jié)約石材資源、節(jié)能環(huán)保、在實際應用中能夠大大減輕主體負荷、降低工程造價。隨著超薄對剖與定厚技術、板面自動拋光及磨邊等關鍵技術的日趨成熟，目前大理石板材最薄可達2 mm，規(guī)格最大可做到1 200 mm×2 400 mm， 花崗巖板材厚度最薄可達3 mm，規(guī)格可大至1 200 mm×1 200 mm。由超薄石材和基板復合而成的一種新型石材裝飾材料———超薄石材復合板。 經(jīng)過近幾年的快速發(fā)展，加工技術水平不斷提升，逐漸呈現(xiàn)出重量輕、強度高、利廢環(huán)保、節(jié)約礦產(chǎn)資源等非復合天然石材產(chǎn)品難以媲美的顯著優(yōu)點。如南京工業(yè)大學和廣東云浮市金瑞石材有限公司聯(lián)合開展研發(fā)，利用石材廢料為主要原料研制出一種可作石材復合板基材的低成本免燒板，為石材復合板的生產(chǎn)提供了一種成本低廉、性能較好的基板。同時利用改進的新型生產(chǎn)設備、新型粘結技術對超薄石材的對破、定厚以及復合技術等進行了研究開發(fā)，最終研制出一種資源節(jié)約型超薄石材復合板，其成品的石材面板厚度僅為2～3 mm。

　　2.2 綜合利用石材廢料為減少石材資源在加工過程中的損失，除了采用新設備、提高加工技術水平以外，最重要的就是研究開發(fā)石材廢料的綜合利用技術，使石材廢料資源化、高值化。目前廢棄石料綜合利用的主要途徑有：利用石材邊角料生產(chǎn)石材馬賽克，利用廢石料、廢石粉生產(chǎn)人造合成石和人造異型石材。近年來，南京工業(yè)大學和廣東云浮市相關企業(yè)開展了緊密的產(chǎn)學研合作， 針對當?shù)孛磕戤a(chǎn)生的約40 萬t 的廢石粉、廢石料進行了一系列綜合利用的研發(fā)工作。如利用廢石料作為無機填料，不飽和聚酯樹脂為粘合劑，加入適量的顏料、固化引發(fā)劑及其他輔助試劑，經(jīng)固化成型制得聚酯型人造大理石。這一技術的實施可消耗大量的廢石料，不僅為石材企業(yè)解決石材廢料問題提供了一個較好的途徑，同時也實現(xiàn)了石材資源的高效利用。周忠華等發(fā)表的關于利用廢石料生產(chǎn)水泥基人造石的工藝流程，利用廢石料替代顏料生產(chǎn)水泥基人造石，既解決了原來的色彩不均的問題， 同時也使廢石料得到了有效利用。

　　石材廢渣、廢石粉等還可用于生產(chǎn)鑄造用砂、化工產(chǎn)品填充劑、建筑粉刷涂料和防水材料等。如曾余姚等介紹的以廢石粉為主要原料，加入粘接劑及助劑研制成仿石涂料，該生產(chǎn)工藝簡單, 生產(chǎn)設備投資小, 石材廢料利用率高。此外，在石粉、石渣中加入適當?shù)乃�泥、固化劑�?jīng)攪拌壓胚，可制成新型材料，如前述利用廢石料、廢石粉制備石材復合板的免燒基板。

　　此外，廢石料、廢石粉用于生活用煤中，不但能夠減少用煤量， 還可以起到助燃和脫硫的作用，降低SO2有害氣體逸出量， 改善室內(nèi)外的空氣質(zhì)量；在電焊條的制造中加入適量的石粉， 可起造渣作用，防止焊接熔池及空氣進入到電弧中。石材加工中產(chǎn)生的廢石漿，經(jīng)過固液分離、干燥后可用作水泥原料，也可以作為生產(chǎn)涂料、塑料、橡膠等的填充原料。

　　2.3 石材粉塵、廢水的污染防治在石材加工過程中往往伴隨著大量粉塵、廢水的產(chǎn)生，隨著社會的發(fā)展，對石材加工業(yè)的環(huán)境保護呼聲不斷提高, 改善石材工廠環(huán)境、減少粉塵及廢水污染越來越受到石材加工企業(yè)的重視。在防治粉塵污染的措施上，一些石材企業(yè)在使用先進防塵加工設備，配備相應的吸塵裝置的同時，也組織技術人員研究改進生產(chǎn)技術，創(chuàng)新加工工藝，從根本上減少污染物的排放。如在人造石粒狀材料輸送過程中，開放式輸送環(huán)境容易造成大量粉塵。廣東云浮市百里通新型建筑材料有限公司通過技術創(chuàng)新，使用能夠保證石材粒料在密閉狀態(tài)下輸送、技術比較成熟的氣送技術和設備來輸送石材粒料，技術人員在幾大關鍵技術上對氣送系統(tǒng)進行了創(chuàng)新改造， 最終解決了石材粒料輸送方式存在的污染環(huán)境和浪費資源問題，同時降低了生產(chǎn)能耗，提高了生產(chǎn)效率。

　　絕大多數(shù)石材加工企業(yè)均采用切割機加工石板材, 在加工過程中清水冷卻刀具(磨具)、排除磨屑和清洗表面,產(chǎn)生大量工業(yè)廢水。由于石材加工廢水的主要污染物為固體懸浮物， 在處理加工廢水的技術中，采取絮凝、沉淀等處理工藝，可實現(xiàn)石材加工廢水的達標排放和廠區(qū)回用。如張云峰等報道采用絮凝沉淀及過濾工藝對石材加工廢水進行處理。上海飛宙公司引進意大利BM 技術, 建立了石材加工廠污水集中處理系統(tǒng),應用于國內(nèi)石材加工企業(yè), 減少了粉塵的污染, 同時提高了加工廢水的循環(huán)利用。