[发明专利]一种改性大理石粉低温烧结人造石的制备方法

说明书

本发明公开一种改性大理石粉低温烧结人造石的制备方法，属于建筑装饰材料领域。本发明以大理石粉为原料，经过粉体改性，添加少量无机粘接剂和填料，混料、造粒、压力成型，低温下（500～600℃）烧结，制备出抗弯强度为30‑50 MPa烧结型人造石。本发明具有大理石粉利用率高、工艺简便、性能优异、制品形状可调等特点，可实现大理石粉规模化、高附加值利用，具有显著的经济和环保效益。

技术领域

本发明涉及大理石粉烧结制备人造石的方法，特别是改性大理石粉低温烧结人造石的方法，属于建筑装饰材料领域。

技术背景

随着经济社会发展，作为装饰性的天然石材(主要是大理石和花岗岩)需求量快速增长，年增长率在10％以上，石材工业在全球经济中占据了重要的地位。石材加工过程中产生大量废料，主要分为两类：一是边角碎料，二是废石粉。据统计，每生产2.5吨天然石材产生的石材废料大约为1吨，即天然石材在加工过程中废料率约为20-30％。大量石材废料不仅污染水源和土壤，而且是一种资源浪费，不利于石材行业可持续发展。

石材废料回收利用仍然处于在探索阶段，尺寸较大的石材边角料可以切成不同形状小规格面砖、马赛克或拼花石材(CN 88100494 A)和冰纹大理石(CN 104526887 A)等高附加值装饰板，用于走廊、花台、卫生间等部位装潢装饰；尺寸较小边角料经过破碎后加入粘接剂，也可做成具有不同花纹的水磨石或合成石(CN 101774782 A)。国内外学者研究了石材废料作为水泥和混凝土骨料的应用，如大理石废渣作为混凝土粗骨料，完全可以替代砂、玄武岩、花岗岩或石灰岩(A André et al.Journal of Cleaner Production,2014,65:389-396)。上述应用保留了废石料初始物理化学性状，被作为建筑材料使用。

对于石材加工切割、磨抛过程中产生的废石粉及其水浆料，主要应用于烧结黏土砖瓦以及自密实混凝土的填料(BS Fonseca et al.Civil and Environmental Research,2013；3(9):68-74；DM Sadek et al.Journal of Cleaner Production,2016；121:19-32.)、矿山和工业污水处理剂(I Javed et al.Desalination and Water Treatment,2016；57(22):10422-10431.)、土壤稳定剂(O Sivrikaya et al.Environmental EarthScience,2014；71:4397-4407)。Careddu等分析了大理石加工锯末(粉)的粒径、比表面积、色度以及白度值(N.Careddu et al.Journal of Cleaner Production,2014,84:533-539.)，通过改进大理石加工工艺和废水处理程序，大理石粉有望应用于造纸、橡胶、涂料和制药领域。

人造石与天然石材类似，具有色泽丰富、硬度高、不易损伤、耐腐蚀、耐高温、易清洁等特性。人造石主要以天然大理石或者花岗岩的碎石料为填充料，用水泥/混凝土、石膏、水玻璃、树脂等为粘结剂，经过混料、成型、研磨抛光后制成成品(毕春波等，石材，2008,(5):17-22)。这类人造石也称为水磨石或合成石，由于是在常温或低温下通过物理粘接而成，其机械强度低于天然石。树脂型人造石物理、化学性能稳定，花纹容易设计，但价格相对较高，容易老化变形；水泥型最便宜，但抗腐蚀性能较差，容易出现微裂纹，只适合于作板材。

此外，还有一类烧结型人造石，是将长石、石英、辉石、方解石粉和赤铁矿粉及少量高岭土等混合，用泥浆法制备坯料，用半干压法成型，在窑炉中用1000℃以上高温烧结而成。利用各种工业废渣(如矿渣、钢渣)与化工原料在高温下熔融、成型，低温下退火晶化，制备的微晶玻璃装饰板是一种新型人造石，但其工艺复杂、价格高昂。