云南省某企业大理石废浆再利用的探索性研究

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摘 要：针对云南地区以及该企业大理石废浆的特点，制定了废浆处理工艺流程，对大理石石粉进行了用作回收电池铅、除酸剂以及土壤改良剂和制作免烧砖的研究。

关键词：大理石；废浆；石粉；利用

An Exploratory Study of Re-use the Waste Slurry in a Company of Yunnan

YANG Lin-lin, , NING Wang-yun, ZHANG Yong-hua , TANG Xiu-ying

（Yunnan Agriculture University , Kunming, Yunnan ,650201,China）

Abstract:Aiming at the marble waste slurry characteristics of the company and Yunnan, developed the process of waste marble, study of the marble powder in recycling of lead batteries and Acid removal agent and Soil improvement agent and making unburned brick.

Keywords:Marble; Waste slurry; Powder; Re-use

云南是闻名遐迩的大理石之乡，优势石材就是大理石，大理石产量占石材总产量的95％以上[1]。大理石在加工过程中会产生大量边角料和废浆。目前，石材边角料已得到充分的再利用，但对于废浆还没有较好的处理方法。根据加工方式不同，废浆量占所加工石材荒料重量的20％～30％。废浆中大约含水50％，剩下的是大理石粉末[2]。近年来随着石材工业的快速发展，废浆的排放量也日益增多，投巨资租用农田，采用填埋堆放或任其流入江河、大海等方法，这势必破坏良田，严重污染水土资源。因而对其综合利用石粉污泥，变废为宝，是唯一切实可行的途径。2010年全省生产大理石板材突破500万m2，在切割板材过程中产生的石粉约有50万m3，处理石粉也颇为耗费财力[3]。以该企业为例，每年运输处置石粉废料的费用就达到30万元。因此，正确处理和利用这些石粉废料，一方面能有效保护水土资源，控制环境污染，另一方面还能变废为宝，创造可观的经济效益。

1 大理石废浆的处理[4-5]

该企业的生产的大理石主要为白色大理石，废浆一般呈白色绸状。该企业大理石废浆的pH为8～9、SS为1000～1500mg /L、COD为10～50mg/L，以往的处理工艺为自然沉降。但是大理石加工废浆主要污染物为SS，包括大颗粒的可沉碎粒和难以沉降的细小颗粒，大颗粒在初沉调节池可以被去除，大理石灰等由于颗粒细小，在水中发生乳化，形成乳浊液，甚至胶体，难以自然沉降去除，所以以往的处理方法处理过程长且不能达到国家的污水排放标准。

按照国家污水处理工程标准和本公司石材加工废浆特点设计的处理流程如下：

为了使大理石废浆加快沉淀，在隔板反应池与平流沉淀池上方增加了加入絮凝剂、助凝剂等的加药装置。为了使处理过后的水达到国家的污水处理标准（GB18918-2002），在双层滤池中安装了真空的膜滤系统，泥浆处理的过程缩短，减少了泥浆的堆积及占地。该废浆处理系统具有以下特点：

(1)该理工艺是对废浆的深度处理，双层滤池具有真空的膜滤系统。可以滤出0.001um-0.3nm的污染物、截留分子量200-1000有机化合物、去除化解多价毒性重金属离子等，出水水质清澈透明，无害无味，处理后的水含COD约10～50mg/L，SS约20～30mg /L，BOD约20～30mg /L，石油类

(2)大大加快了污水处理的时间，使污水处理时间减少到了原来的30%，减少了泥浆的堆积及占地。

(3)建设投资少，是其它常规方法的60―70%，建设周期短、不受气候、地理条件的限制；

(4)维护方便、操作简单、易于管理，整个系统的运转费用低；

(5)精密的过滤系统无需更换，长期使用；

(6)干化污池清理简便，清理周期一般为3-6个月；工艺使用寿命长，使用寿命可达30-50年。

2 大理石石粉的应用

云南省主要生产白色大理石，白色大理石石粉的主要成分是碳酸钙，由于加工石材时不会使用污染性外加剂，所以石粉可看作是一种几乎很纯的化学产品，并且可以在工业中、生态学中使用。因此，为了解决这一问题，国外在利用石材加工废浆方面，开发了各种用途，大体如下：

2.1 大理石粉末代替纯碱用于回收电池铅

多年来，有一些专业厂用纯碱做助溶剂回收电池铅。而意大利一家公司现在已使用大理石粉末来代替纯碱。这样做有两个优点：降低生产成本和使废渣进入新的生产流程。碳酸钙与其他添加剂成分(硅沙、铁屑、碳、电池的铅化合物、硫酸盐和氧化物)混合后能够回收电池铅，同时产生出一种废物，这种废物中含有氧化钙、硅酸盐、氧化铁与金属铁，以及2％～3％的铅。以前采用纯碱回收时产生有毒害的废物送到排泄场地无法利用，现在由于掺有大理石废浆后，其中所含石灰并不妨碍废物与水泥、沙子的凝聚，因而可以得到充分利用。例如可用做洗衣机洗涤筒的稳定压块，因为这种废物中含有50％的铁，比重高。意大利有一家工厂每月用于回收800吨电池铅，消耗150吨大理石粉末，同时每天生产出2000吨这种废物[2]。中国现在80%的铅用于铅酸蓄电池，而铅酸蓄电池，主要应用于内燃机打火和电动自行车动力，铅酸蓄电池的铅污染主要集中于生产和回收环节。金属铅熔点低、高温下易挥发，在铅熔化制备合金、铸造工序中极易造成污染。2010年，中国汽车和电动自行车的销量分别是1800万和3000万辆，这一行业的环保合格率仅为12.4%。现在铅酸蓄电池出现严重供应不足，缺口达40%，价格上升了20%～30%。因此如何安全且有效回收电池铅已经成为一个急需解决的问题。如果将大理石石粉应用于回收电池铅，则既解决了电池的缺口为题，又解决了铅回收的污染问题。

2.2 大理石粉末做除酸剂

全世界都在被酸雨所困扰，有很多机构和个人在研究酸雨问题。酸雨产生的污染源很多，但主要是来自煤炭及其派生物的燃烧。电站燃烧煤排放的烟就是一个不可忽视的污染源。目前，国外已制造出用石灰石干法或湿法除去二氧化硫的设备。意大利的ENEL采用干法把大理石粉末与二氧化硫反应产生硫酸钙即石膏，可用于建筑业。这样不但使大量大理石粉末被用掉，而且也清洁了环境。有的专家打算将很细的碳酸钙粉末放入被污染最厉害的世界大湖之――0RTA湖， 以除去水中的酸[2]。用作除酸剂的碳酸钙的粉末粒度要求小于0.1mm，至少30％的量要低于0.02ram。而大理石厂的废浆非常符合这一要求，因为大理石废浆中包括大理石粉末在内的60％固体物的粒度要低于0.01ram。所以将大理石废浆用作除酸剂是一个可行的和值得研究的课题。

2.3 农业上的应用

土壤中酸性过高，有益于镁、硼与植物的亲和，但会引起铝、铜、锌中毒现象。所以利用石粉中的碳酸钙来中和土壤的酸性是一项可以值得研究的课题。据国外研究，一公顷土地需要100吨大理石粉末才能将微酸值土壤的pH值变成接近中性值。在这方面意大利已有了一些经验。如意大利一家酒场，利用石材加工废浆中的大理石粉末来解决自然环境问题。我国热带、亚热带地区，广泛分布着各种红色或黄色土壤的酸性土壤。当地气温高、雨量大，年降雨多在1500mm以上。这种高温多雨、湿热同季的特点，使土壤的风化和成土作用均甚强烈，生物物质的循环十分迅速。盐基高度不饱和，pH一般在4.5-6。同时铁铝氧化物有明显积聚，土壤酸瘦。所以用废弃的大理石石粉来中和土壤的酸性是一个一举两得的办法。

2.4 制作大理石免烧砖

国内外早有用大理石石粉制作免烧砖的报道，但是在云南省小型的石材加工企业中应用的非常少。制作免烧砖的主要材料是大理石粉末、胶结料和掺合料[6]。胶结料主要为矿渣硅酸盐水泥，掺合料主要为山土。大理石石粉制作免烧砖的流程比较简单，基本过程如下：

(1)原料处理。为满足成型工艺和强度的要求，大理石粉、山土最大粒径小于5mm，含水率小于10％。

(2)由于外加的胶结料和掺合料微量，宜随水加入拌合物料中，湿拌物料以不结块为宜。

(3)成型，采用半干法压制成型。成型压力及加压时间是免烧砖生产的关键参数。如采用小型的YZM一70免烧砖压砖机，成型压力一般约70吨，加压时间一般为0.7秒。

(4)养护，成型砖坯人工养护成本和能耗高，自然养护简便易行，一般选用自然养护，砖成型后覆盖静停l天，l周内适时淋水养护。

我们通过初步试验及调查研究，认为大理石粉免烧砖的材料性能可以满足低层建筑的要求，也可在框架结构中使用。石粉免烧砖与机制粘土烧结砖在墙体工程应用上的主要差别为：免烧砖尺寸准确，表面平整，吸水率小，因此砌筑砂浆和内外墙抹灰砂浆可减少用量20%左右，免烧砖比普通机砖重约15%，使运输费用有所增加。本企业年废弃的大理石粉可满足一条年生产200万块的免烧砖生产线。

3 结论

1）该企业的大理石废浆可以变废为宝，不但可以节省处理废浆的运输费用，减少污染环境，而且处理后的废浆一部分变为清水后可以再循环利用，另一部分变成干化的石粉可以进入新的生产流程。

2）废弃的大理石粉可以被用作回收电池铅以及除酸剂和土壤改良剂。

3）利用大理石粉可以制作免烧砖，该企业的大理石废浆可满足年产量为200万块的生产线的需求。

参考文献

［1］张盛江，杨金明．云南大理石资源特点、开发现状与对策［J］石材,2001,3：58-60

［2］陈国本，陈欣．国外对大理石、花岗石加工废浆的开发利用［J］.石材,2002,12：12-14.

［3］王嘉杰．“十一五”期间云南省大理石产量保持增长态势云南2010年石材产量突破500万m2［J］.石材,2011,3：59-60.

［4］徐微，吕锡武,朱光灿,余亚琴．三级混凝/沉淀工艺处理大理石加工废水［J］.中国给水排水,2007，23（6）；53-54.

［5］李小梅．石板材加工行业的水环境污染特征研究［J］.福建师范大学学报(自然科学版),2006,22(4):67-79.

［6］林辉．高强度石粉免烧砖的研制［J］.福州大学学报(自然科学版),2006，34（4）548-559.

作者简介：杨琳琳（1979-）女，讲师，博士。研究方向：矿山设备。