四川省匯玉人造石技術(shù)研究所　石匯玉　王勇

摘要:天然大理石、花崗石在開(kāi)采加工中會(huì)產(chǎn)生}o%以上的廢石料，浪費(fèi)資源污染環(huán)境，現(xiàn)有的荒料法、壓板法生產(chǎn)人造石的工藝投資大、工藝繁瑣、成本高、廢石利用率低，難以推廣。一種人造石制品制備方法的問(wèn)世，可使廢石利用率達(dá)到99%，并能生產(chǎn)出4mm厚的超薄復(fù)合板，花色多、用途廣、投資少，會(huì)產(chǎn)生很大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。??

關(guān)鍵詞:廢石料利用人造石合成石墻地磚??????

據(jù)相關(guān)資料報(bào)道:我國(guó)已成為世界第一的石材生產(chǎn)、銷(xiāo)售和出口大國(guó)，年總產(chǎn)值達(dá)1000多億元人民幣，但我國(guó)礦山開(kāi)采技術(shù)落后，大多數(shù)仍采用原始的爆破炸山方式開(kāi)礦，其荒料成材率(2-3m的立方體)僅占15%?-20%?,開(kāi)采設(shè)備較好的其成材率也不過(guò)30%，其余70%-80%的寶貴資源變成了廢石渣，既便按我國(guó)年開(kāi)采石材30%的成材率計(jì)算，即會(huì)年產(chǎn)生2500萬(wàn)噸的廢石料，也就是說(shuō)開(kāi)三座礦山就會(huì)有兩座以上的礦山資源變成廢石山，寶貴的資源損失觸目驚心。在連綿數(shù)十里的各個(gè)礦區(qū)隨處可見(jiàn)各色的亂石渣塊成山成嶺，填滿(mǎn)山溝，破壞了的環(huán)境還易形成泥石流。石材加工廠(chǎng)在板材加工中又會(huì)產(chǎn)生30%以上的廢料，或占用土地堆放或進(jìn)行填埋，損毀了大量的寶貴土地，使石材資源變成了危害環(huán)境的一大公害。這些廢石料經(jīng)挑選除生產(chǎn)一部分工藝品、彩石砂粒，高白度的大理石廢料生產(chǎn)一些輕重質(zhì)碳酸鈣以外，其他均無(wú)有效有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的方法來(lái)利用它。??????

耐磨型的人造石墻地磚是以天然大理石礦在開(kāi)采中產(chǎn)生的廢石料為主要原料制成，由于大面積鋪裝色差微小、色彩豐富、具有天然石的耐磨性，沾水不滑、裝飾效果美觀(guān)、高檔等優(yōu)點(diǎn)，發(fā)達(dá)國(guó)家已大量應(yīng)用于建筑裝飾等領(lǐng)域。??????

世界石材大國(guó)意大利從1960年代初開(kāi)始研究用有機(jī)高分子樹(shù)脂和天然大理石廢料生產(chǎn)人造石荒料并于1968年獲得成功，1982年完成板材配套生產(chǎn)線(xiàn)。我國(guó)1980年代中期從國(guó)外引進(jìn)5條生產(chǎn)線(xiàn)，每條生產(chǎn)線(xiàn)總投資約5000萬(wàn)元人民幣((20年多前的價(jià)格)，設(shè)備年生產(chǎn)能力為30萬(wàn)m2。目前國(guó)外年產(chǎn)40萬(wàn)m2墻地磚生產(chǎn)線(xiàn)的報(bào)價(jià)高達(dá)1.6億元人民幣，配套設(shè)施上千萬(wàn)元還不包括在內(nèi)。該設(shè)備工藝是將天然廢石渣、塊、粉與不飽和聚醋樹(shù)脂等輔料經(jīng)攪拌混合后置人立體箱式模具中，經(jīng)真空、高壓和強(qiáng)力振動(dòng)、再經(jīng)自然硬化(25℃，養(yǎng)護(hù)7天)成為立方體的塊料，稱(chēng)人造荒料，規(guī)格為2.5m?x?1.25m?x?0.85m等，再用排鋸將人造荒料切割成所需厚度的板材，經(jīng)磨粗、補(bǔ)膠(用樹(shù)脂補(bǔ)氣孔)、加溫處理、磨拋而成。??????

實(shí)踐證明，上述生產(chǎn)方法在現(xiàn)在看來(lái)并不具有先進(jìn)性，主要弊病如下:??????

1原材料損耗大:僅荒料六面石皮及鋸縫就損失35%以上的原材料。鋸10塊荒料其鋸縫就產(chǎn)生15噸的泥石漿，鋸3塊荒料就有1塊變成泥石漿渣，排污處理非常困難，二次污染嚴(yán)重。??????

2.投資大:年折舊維修費(fèi)用高達(dá)300萬(wàn)元以上。設(shè)備龐大笨重，總重量近千噸，總占地面積需50畝以上。??????

3.能耗大:總功率達(dá)2000kW左右(1h耗電即達(dá)千余元)，只能連續(xù)批量化生產(chǎn)，不能間歇式小批量生產(chǎn)。??????

4.生產(chǎn)周期長(zhǎng):荒料需在氣溫25℃以上，養(yǎng)護(hù)7天才能切片、磨拋，低于25℃的秋冬季數(shù)月難出產(chǎn)品或出不了高品質(zhì)產(chǎn)品。??????

5.工藝繁瑣:荒料切片后，還須用樹(shù)脂補(bǔ)板面氣孔，補(bǔ)了氣孔還需專(zhuān)用設(shè)備烘干后再磨拋，設(shè)備操作控制困難，機(jī)體清洗耗工耗料，成品率難達(dá)900!0，生產(chǎn)成本高。??????

6.質(zhì)量不理想:該生產(chǎn)線(xiàn)雖然投資巨大，但產(chǎn)品內(nèi)部2mm以下的氣泡始終排不盡，大花型板材甚至存在5mm-l0mm的大孔洞.所以必須補(bǔ)膠才行，由于有氣孔存在，抗折強(qiáng)度低（僅16MPa），不耐污染，產(chǎn)品花色單調(diào)，缺少石材的仿真性，并且不能生產(chǎn)l0mm以下的薄型板材。??????

國(guó)內(nèi)這樣的生產(chǎn)線(xiàn)除個(gè)別廠(chǎng)家勉強(qiáng)維持生產(chǎn)艱難度日外，其余的早已虧損累累，幾經(jīng)轉(zhuǎn)賣(mài)均處于停產(chǎn)和半停產(chǎn)狀態(tài)，到目前為止，已成廢鐵一堆了。據(jù)了解，國(guó)內(nèi)仍有企業(yè)斥上億元巨資引進(jìn)這種設(shè)備，這種狀況的產(chǎn)生，一是說(shuō)明國(guó)內(nèi)尚無(wú)人造石墻地磚生產(chǎn)的新技術(shù)、新工藝，二是崇洋媚外的行為使然。??????

前幾年，另一種人造石墻地磚的生產(chǎn)方法出現(xiàn)了，它是在采用或不采用真空的條件下，直接混料入鋼制板式模在壓機(jī)內(nèi)高壓片材，并在高溫條件下固化，再經(jīng)定厚粗磨、加溫、干燥、樹(shù)脂補(bǔ)孔、細(xì)磨、拋光、切割制得產(chǎn)品，這種設(shè)備投入也高達(dá)幾百萬(wàn)元人民幣，年產(chǎn)僅50m2左右，成品合格率難達(dá)90%，材料損耗也高達(dá)20%以上，2mm以下小氣泡不易排盡、易變形、開(kāi)裂、抗折強(qiáng)度低、板材規(guī)格小、用途窄、花色單調(diào)(無(wú)法生產(chǎn)大花斑型、大粒子型、云彩型)，不能生產(chǎn)l?0mm以下的薄板，生產(chǎn)廠(chǎng)沒(méi)有經(jīng)濟(jì)效益，目前也大都停產(chǎn)。??

近兩年來(lái)國(guó)內(nèi)又有廠(chǎng)家據(jù)意大利人造荒料生產(chǎn)方式，仿制出人造荒料生產(chǎn)線(xiàn)，造價(jià)仍高達(dá)2000-3000萬(wàn)人民幣，但這種設(shè)備存在的弊病和引進(jìn)設(shè)備基本相同，并不是人造石的最佳生產(chǎn)方式。據(jù)了解目前國(guó)內(nèi)已有十余家企業(yè)正在籌備上這樣的生產(chǎn)線(xiàn)，其前景不容樂(lè)觀(guān)。??????

由于上述幾種生產(chǎn)方式的不先進(jìn)性，國(guó)內(nèi)人造石墻地磚的產(chǎn)量很小，品質(zhì)不高，未形成生產(chǎn)力，大量的礦山廢石仍然沉睡在大山中。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)，市場(chǎng)對(duì)這種產(chǎn)品需求日趨旺盛，而意大利、西班牙、以色列、土耳其、韓國(guó)等國(guó)家的人造石墻地磚趁虛而人(價(jià)格在人民幣400-1000元/m2不等)，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)大行其道。??????

筆者在歷經(jīng)二十年的人造石技術(shù)研究開(kāi)發(fā)中認(rèn)識(shí)到無(wú)論什么生產(chǎn)方式、什么設(shè)備，它的最終產(chǎn)品只不過(guò)是用于建筑裝飾而已，只要有漂亮華麗的外觀(guān)、有天然石材的質(zhì)感和紋理、優(yōu)良的理化性能、不能有變形即可，有什么必要花數(shù)千萬(wàn)元乃至上億元來(lái)制造?所以探索新的生產(chǎn)方式、研發(fā)新設(shè)備十分必要。??????

80年代末筆者就開(kāi)始研究人造石墻地磚工藝及設(shè)備，數(shù)十年來(lái)，綜合國(guó)內(nèi)外多種生產(chǎn)方式的優(yōu)缺點(diǎn)，克服了現(xiàn)有技術(shù)的多種缺陷，研制出人造石墻地磚平面振壓真空生產(chǎn)線(xiàn)，現(xiàn)已授予發(fā)明專(zhuān)利權(quán)，被列人省重點(diǎn)科技攻關(guān)計(jì)劃。??????

該工藝改荒料成型、鋸成板材為平面真空振壓一次成型板材，可徹底排出氣泡，省去了排鋸和補(bǔ)膠生產(chǎn)線(xiàn)，改自然養(yǎng)護(hù)為加溫固化，縮短了生產(chǎn)周期，能生產(chǎn)出4-6mm的薄板，最大板面可達(dá)3m2以上，花色有大花斑塊型、大小粒子型，世界著名的大花綠、大花白、挪威紅、金線(xiàn)米黃、南非紅、印度紅花崗、藍(lán)花崗、白麻花崗均能仿制，產(chǎn)品由于薄而輕既可上高層建筑作墻地面裝飾又可作各種臺(tái)面板和家具裝飾，擴(kuò)大了產(chǎn)品的使用范圍。這條生產(chǎn)線(xiàn)的造價(jià)僅在150400萬(wàn)元人民幣之間，年生產(chǎn)能力可達(dá)1030萬(wàn)m2，大小批量均可生產(chǎn)，24h內(nèi)可出成品，成品率高達(dá)99%以上，并最大限度的利用了所有的廢石料。?????[Page]?

本工藝的關(guān)鍵技術(shù)如下:??????

1石料級(jí)配的嚴(yán)密性，一個(gè)配方中由粗、中、細(xì)、粉末構(gòu)成，粗粒子中的空隙由中粒子來(lái)填、中粒子中的空隙由細(xì)粒子來(lái)填、細(xì)粒子中的空隙由粉末來(lái)填，達(dá)到一個(gè)最合理的密實(shí)度。??????

2.樹(shù)脂及輔料的選用:現(xiàn)樹(shù)脂品種已多達(dá)數(shù)百種，本工藝選用粘接力強(qiáng)、粘度低的樹(shù)脂配以防變形劑和防沉降劑做粘合劑。??????

3.樹(shù)脂的用量根據(jù)不同石材的吸樹(shù)脂量計(jì)算:樹(shù)脂多了板材變型、曲翹，樹(shù)脂少了板材有氣泡、力學(xué)性能低。石料的品質(zhì)不同吸樹(shù)脂量也不同，樹(shù)脂對(duì)它的粘接力也不同，若一味強(qiáng)調(diào)減少樹(shù)脂用量，會(huì)進(jìn)人配方研究的誤區(qū)，只有既降低產(chǎn)品成本又確保產(chǎn)品品質(zhì)的配方才是科學(xué)的。因?yàn)椋夏旧砭哂形⒖资且諛?shù)脂的，配方中大大小小的石份石粒表面均需要一層樹(shù)脂的包裹，石粉石粒間的微小縫隙需要樹(shù)脂的充填其間，達(dá)到飽和，整個(gè)三相立體交聯(lián)的大分子網(wǎng)絡(luò)才能形成，它既充分保證了板材的強(qiáng)度，又保證了板材內(nèi)氣泡的充分排出，同時(shí)還防止了板材的變形。若料內(nèi)樹(shù)脂用量少，縱是千噸高壓和很大的抽氣量的真空均不可能排出料內(nèi)氣泡而生產(chǎn)出抗折抗壓低、吸水率高、不耐污染的脆性大的板材，這是荒料法和壓板法生產(chǎn)線(xiàn)不可能解決的技術(shù)問(wèn)題。??????

4.添加低收縮劑和防沉降劑，生產(chǎn)過(guò)程中始終保證板材在料內(nèi)大小石粒樹(shù)脂分布的均勻性，使之在固化放熱收縮中保持一致性，使板材無(wú)變形。??????

5.本工藝采用通過(guò)配料攪拌、人模真空振動(dòng)、抹平，入真空室脫泡后，存放于固化架上，讓其自然初凝，均勻收縮，平整放置養(yǎng)護(hù)，固化、加溫后固化(即使其達(dá)到反應(yīng)終點(diǎn))，再經(jīng)定厚磨拋、切割、開(kāi)槽、包裝、入庫(kù)。??????

本工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品，吸水率比荒料法低一倍、抗折度高一倍，達(dá)31.2MPa，該工藝由于減少了設(shè)備、能源、場(chǎng)地占用、材料損耗等費(fèi)用，按同等厚度的板材計(jì)算，其綜合成本比荒料法還低6%左右。??????

由于礦山遠(yuǎn)離城市，交通不便，多年來(lái)雖有人士不斷提出多種利用廢石料作建筑砂石、磚瓦、水泥原料等等建議，但均因運(yùn)輸費(fèi)用高、加工成本高、產(chǎn)品市場(chǎng)價(jià)值低而未能有效實(shí)施，凡設(shè)在城市周邊的石材加工廠(chǎng)在荒料的加工過(guò)程中又有30%的廢料產(chǎn)生，在目前廢石料利用得最好的福建省南安市已有企業(yè)用加工廠(chǎng)廢石粉生產(chǎn)蒸壓多孔墻體砌塊，計(jì)劃2008年每年吃掉上百萬(wàn)噸廢石粉，這無(wú)疑是件廢石利用的大好事，但從經(jīng)濟(jì)角度上看用這些廢石料生產(chǎn)人造石墻地磚，其經(jīng)濟(jì)價(jià)值將是做建筑砌塊的數(shù)十倍:??????

礦山廢料可按品種、品質(zhì)、顏色分類(lèi)，如黑色廢石可做黑花...、紅色可做紅花崗、綠色可做綠色石材、黃色可做黃色石材，白色配以其他彩色石子和顏料，各色相互搭配可生產(chǎn)出色彩繽紛絢麗的人造石。其他色澤雜亂，品質(zhì)差的廢石料，可做薄型、復(fù)合型人造石，膠殼型潔具、圓柱、墓碑、雕塑等人造石制品或有機(jī)、無(wú)機(jī)人造文化石。磨拋切割的淤泥物需烘干可直接制作無(wú)機(jī)文化石。??????

荒料法和壓片法生產(chǎn)主要是利用白色天然大理石廢渣作原料，對(duì)數(shù)量最多的花崗石和其他雜亂的廢料尚無(wú)法有效利用，而這項(xiàng)發(fā)明中對(duì)大理石、花崗石及其他硬質(zhì)礦渣粉均能利用，其人造石產(chǎn)生的少量廢邊角和泥漿同樣可再次回收利用，這樣廢石利用率可高達(dá)99%，徹底解決了場(chǎng)地占用和環(huán)境污染，形成良性循環(huán)。??????

我國(guó)已成世界石材生產(chǎn)、開(kāi)采第一大國(guó)，最保守估計(jì)年產(chǎn)廢料達(dá)2500多萬(wàn)噸，加之小、土、散、亂等礦山造成的廢石遠(yuǎn)遠(yuǎn)不只這個(gè)數(shù)，數(shù)十年的開(kāi)采積累在礦山的廢料應(yīng)是數(shù)億噸的不可估量的天文數(shù)字。目前這些廢石料在礦山是不要錢(qián)的，只付點(diǎn)裝運(yùn)費(fèi)即可拉走。每噸廢石料可生產(chǎn)厚12mm的人造石35m2以上，若按目前年產(chǎn)2500萬(wàn)噸廢石料計(jì)算，就能生產(chǎn)人造石8.75億m2，按200元/m2計(jì)算(現(xiàn)最低工程價(jià)為每230元/m2}，年產(chǎn)值在1750億元以上，利潤(rùn)可達(dá)30%。若生產(chǎn)薄型人造石其原料利用率更高，其產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)價(jià)值更大，這就是把現(xiàn)在的廢石山通過(guò)新技術(shù)轉(zhuǎn)化而變成財(cái)寶山的科學(xué)依據(jù)。??????

隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，石材的用量越來(lái)越大，礦產(chǎn)資源越采越少，最終是會(huì)開(kāi)采殆盡的，很多國(guó)家都制定了資源保護(hù)措施，有實(shí)力的大財(cái)團(tuán)己開(kāi)始全球性的資源壟斷，今后石材價(jià)格上升是必然趨勢(shì)。我國(guó)雖號(hào)稱(chēng)石材大國(guó)，但石材業(yè)仍然是低水平開(kāi)于加工?低價(jià)格銷(xiāo)售。環(huán)境破壞、資源浪費(fèi)問(wèn)題仍然十分嚴(yán)重?，F(xiàn)我國(guó)人造石科研人員經(jīng)數(shù)十年不懈努力，終于取得了將礦山廢石料再造高檔石材的發(fā)明專(zhuān)利，已建成的生產(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn)的產(chǎn)品經(jīng)多個(gè)建筑物應(yīng)用，效果良好，驗(yàn)證了該技術(shù)的可靠性和成熟性。??????

現(xiàn)我們已有了自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，若再有政府的國(guó)土、礦產(chǎn)環(huán)保和科技部門(mén)的高度重視，采取有力措施制定相關(guān)法規(guī)，把廢石利用和資源保護(hù)當(dāng)大事來(lái)抓來(lái)管，還要有一批具有戰(zhàn)略眼光、有社會(huì)責(zé)任感、有科技創(chuàng)新意識(shí)、無(wú)崇洋媚外思想的石材企業(yè)家愿意投身參與這項(xiàng)利國(guó)利民的大事業(yè)，那沉睡在礦山數(shù)以?xún)|噸的廢石料通過(guò)這項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利就可把它變成金銀山，財(cái)富山，就可把千瘡百孔，滿(mǎn)目瘡痍的礦山開(kāi)采區(qū)還原為秀美的自然山川。?

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