一种花岗岩废料综合利用制备人造石的方法

本发明属于建筑装饰材料领域，特别涉及一种花岗岩废料综合利用制备人造石的方法。

背景技术：

1、中国是世界上最有实力的花岗岩资源国，矿产资源遍及全国，出露面积约85万平方公里。花岗岩是一种岩浆在地表以下凝结形成的火成岩，主要成分是长石、云母和石英，具有高硬度、耐磨损、结构致密、装饰性优的特点。

2、花岗岩是一种常见的建筑材料，广泛应用于建筑装饰和结构工程。在花岗岩的开采、生产和加工过程中，会产生大量的废矿石和切割废料等固体废弃物，将荒废约70%的资源，且产生的废料综合利用率低，仅有少部分废料加工成机制砂，其余大部分堆存山沟或异地填埋。这些废料占用大量空间，并可能对环境造成污染。人造石可大量利用花岗岩废料，人造石制备中花岗岩废料最多可占到总质量的92%，实现了资源的高值化利用。另外，利用废料进行生产，不仅节约了原材料采购的费用，还减少了对天然资源的依赖性，也减少了能源的浪费和碳排放，从而有效降低了对环境的负面影响，提高花岗岩矿山的可持续发展能力。

3、因此，如何高效利用急剧增长的花岗岩荒废资源，解决其对环境、生态安全造成巨大的挑战，遏制严重的资源型浪费已迫在眉睫。

技术实现思路

1、针对目前花岗岩资源使用过后，产生的废矿石和切割废料不能得到合理利用的缺陷，本发明提供一种花岗岩废料综合利用制备人造石的方法，利用花岗岩废矿石和切割废料制备人造石，为花岗岩废弃物资源利用提供一种新途径。

2、本发明是通过以下技术方案实现的：

3、一种花岗岩废料综合利用制备人造石的方法，包括以下步骤：

4、（1）按重量份数计，取花岗岩废料60～90份、粘结剂15～35份、水6～11份、载铜壳聚糖0.1～0.5份、减水剂1～2份、黏度调节剂1～2份、增韧剂1～2份、颜料1～2份混合，于500～800rpm下搅拌均匀，得到混合物料；

5、（2）将混合物料转移到模具中，抽真空后振动压制成型，得到未固化的人造石；

6、（3）将未固化的人造石进行养护固化，得到人造石。

7、本发明以花岗岩废料为主原料，以水泥为粘结剂，同时添加载铜壳聚糖，通过花岗岩与载铜壳聚糖、粘结剂发生化学反应，形成坚固的硅酸盐晶体网络结构，减少人造石的收缩变形，从而增加了人造石的强度和耐久性。本发明的人造石可以掺入大理石、石英砂、玻璃、贝壳等装饰性填料或点缀物，只需相应的减小总配比中花岗岩废料的份数即可，不会影响人造石总体强度。

8、优选的，所述的花岗岩废料为块状花岗岩废矿石或花岗岩切割废料中的一种或两种组合；

9、所述的块状花岗岩废矿石经过破碎后粒径为2～5目、25～60目、80～200目三种规格；所述的花岗岩切割废料干燥至含水率小于15%。花岗岩切割废料本身是含水的泥状物质，需要干燥至含水率小于15%的均匀状态，并且减少总配比中水的加入量。

10、优选的，所述的载铜壳聚糖粒度为80～200目。

11、优选的，所述的粘结剂为水泥或不饱和聚酯树脂中的一种。水泥中矿物掺和料占比不超过15%，矿物掺和料为微米级硅灰、比表面积＞200m2/kg的高炉矿渣、偏高岭土或石英粉中的一种或多种。

12、优选的，使用水泥为粘接剂时，花岗岩废料的添加量≤固体总质量的85%；使用不饱和聚酯树脂为粘接剂时，花岗岩废料的添加量≤固体总质量的92%。

13、采用水泥为粘结剂时可制备无机型人造石，使用不饱和聚酯树脂作为粘结剂时可以制备有机型人造石。

14、优选的，所述的养护固化为自然氧护、蒸气养护或微波养护中的一种。

15、所述的自然养护，当使用水泥为粘结剂时，养护温度为15～30℃，养护时间为6～28d；当使用不饱和聚酯树脂为粘结剂时，养护温度为25～40℃，养护时间为3～8d。

16、所述的蒸气养护的养护温度为40～70℃，养护时间为1～3d。

17、所述的热油养护的养护温度为50～100℃，养护时间为0.5～6h。

18、所述的微波养护，当使用水泥为粘结剂时，养护温度为40～80℃，养护时间为0.3～3h。当使用不饱和聚酯树脂为粘结剂时，养护温度为50～100℃，养护时间为0.1～2h。

19、优选的，所述的载铜壳聚糖的制备方法如下：

20、（1）将壳聚糖溶于乙醇溶液中制备成壳聚糖溶液。

21、（2）在1000rpm的搅拌速度下将20～40ml、30mmol/l的硫酸铜溶液缓慢滴加到壳聚糖溶液中，滴加完毕后保持恒温搅拌30min，得到混合液。

22、（3）将混合液在15000rpm下离心4～5h，移除上清液取沉淀，用去离子水反复洗涤至无硫酸根离子存在。

23、（4）将沉淀在超声波下分散与水中，经过喷雾干燥机入口185℃干燥后，得到载铜壳聚糖颗粒。

24、优选的，所述的减水剂为木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、木质素磺酸镁中的一种。

25、优选的，所述的增韧剂为丁腈橡胶、聚乙烯醇缩丁醛、聚醋酸乙烯中的一种。

26、优选的，所述的黏度调节剂为羟乙基纤维素醚、麦芽糊精、有机膨润土、十二烷基缩水甘油醚、环氧丙烷苄基醚中的一种。

27、与现有技术相比较，本发明的有益效果如下：

28、1、本发明以综合利用花岗岩废矿石和切割废料等固体废弃物为基础，将经过破碎处理的块状花岗岩废矿石作为人造石的粗骨料，将经过处理的花岗岩切割废料作为人造石的细骨料，使用粘接剂、载铜壳聚糖、助剂和颜料等制备无机/有机型的人造石，实现了花岗岩废料的资源化加工利用。

29、2、本发明生产的人造石硬度大、耐磨性强、后期易设计花色，更适合制备人造石板材，也可用于生产人造石荒料，再经过切割得到人造石板。

技术特征：

1.一种花岗岩废料综合利用制备人造石的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的花岗岩废料综合利用制备人造石的方法，其特征在于：所述的花岗岩废料为块状花岗岩废矿石或花岗岩切割废料中的一种或两种组合；

3.根据权利要求1所述的花岗岩废料综合利用制备人造石的方法，其特征在于：所述的载铜壳聚糖粒度为80～200目。

4.根据权利要求1所述的花岗岩废料综合利用制备人造石的方法，其特征在于：所述的粘结剂为水泥或不饱和聚酯树脂中的一种；水泥中矿物掺和料占比不超过15%，矿物掺和料为微米级硅灰、比表面积＞200m2/kg的高炉矿渣、偏高岭土或石英粉中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的花岗岩废料综合利用制备人造石的方法，其特征在于：使用水泥为粘接剂时，花岗岩废料的添加量≤固体总质量的85%；

6.根据权利要求1所述的花岗岩废料综合利用制备人造石的方法，其特征在于：所述的养护固化为自然养护、蒸气养护、热油养护或微波养护中的一种；

7.根据权利要求1所述的花岗岩废料综合利用制备人造石的方法，其特征在于，所述的载铜壳聚糖的制备方法如下：

8.根据权利要求1所述的花岗岩废料综合利用制备人造石的方法，其特征在于：所述的减水剂为木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、木质素磺酸镁中的一种。

9.根据权利要求1所述的花岗岩废料综合利用制备人造石的方法，其特征在于：所述的增韧剂为丁腈橡胶、聚乙烯醇缩丁醛、聚醋酸乙烯中的一种。

10.根据权利要求1所述的花岗岩废料综合利用制备人造石的方法，其特征在于：所述的黏度调节剂为羟乙基纤维素醚、麦芽糊精、有机膨润土、十二烷基缩水甘油醚、环氧丙烷苄基醚中的一种。

技术总结本发明提供一种花岗岩废料综合利用制备人造石的方法，将块状花岗岩废矿石作为人造石的粗集料，花岗岩切割废料作为人造石的细集料，与载铜壳聚糖、粘接剂发生化学反应，形成坚固的硅酸盐晶体网络结构，减少人造石的收缩变形，增加人造石的强度和耐久性，提高人造石的性能。本发明利用花岗岩废矿石和切割废料等固体废弃物为原料，制备无机/有机型的人造石，实现了花岗岩废料的资源化加工利用。技术研发人员：徐梦雪,黄志民,赖文钦,黄译锋,周曦,郑益华,莫秋凤受保护的技术使用者：广西科学院技术研发日：技术公布日：2024/6/11