引言随着现代建筑与装饰行业的发展，建筑与装饰石材需求量变得越来越大，不可避免地会产生大量的石材废料[1]。根据相关资料，2017年中国石材出口贸易量达到3 433万t，总值68.14亿美元，中国已经成为世界石材市场的重要供应商。2018年我国出口石材2 925万t，花岗岩板材及其制品占出口份额的70％以上，是中国石材出口的重要部分[2]。我国花岗岩产量巨大，建筑装饰用的天然石材以花岗岩为主，现阶段石材开采过程中成材率低，产生了大量的花岗岩废料和粉尘[3]。大量的花岗岩废料被堆积或者被掩埋[4]，得不到有效利用，不仅会占用土地、污染环境，还造成了资源浪费，阻碍花岗岩产业的可持续发展。近年来，花岗岩废料的二次利用受到了国内外研究者的重视[5]，学者们利用花岗岩废料研发新型、环保材料，花岗岩废料的综合利用已取得了显著的成效，为花岗岩废料的再利用和可持续发展指明了新的方向。1花岗岩废料性质花岗岩是岩浆在地表以下冷凝形成的岩浆岩，具有硬度高、耐磨损、外表美观、不易风化等特点。不同地域花岗岩类岩石的化学成分[6-7]如表1所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2023.02.025.T001表1典型花岗岩类岩石的化学成分序号SiO2TiO2Al2O3Fe2O3FeOMnOMgOCaONa2OK2OP2O5H2O174.610.1613.050.760.720.050.280.444.214.610.030.50269.160.5314.761.681.360.071.011.334.614.640.170.46369.060.4415.261.741.430.070.691.794.414.100.110.37466.090.5415.731.382.730.081.743.833.752.730.180.85561.520.7316.481.833.820.082.805.423.632.070.251.04注：1.碱性花岗岩（北京四桥子）；2.正长花岗岩（北京八达岭）；3.二长花岗岩（北京队臼峪）；4.花岗闪长岩；5.英云闪长岩。％从花岗岩废浆的化学成分角度分析，其主要成分为SiO2，平均含量为70％，Fe2O3、FeO、MgO、CaO等成分含量较少，而铝、锌、铬等污染元素含量极低，其对环境的污染性较小。资源化利用的问题是确定资源开采过程中产生的废料和生产过程产生的大量废渣处理方案。石英和长石是花岗岩废料的主要种类，也是制备陶瓷、建筑用砖、玻璃的主要原料。国内外对花岗岩废料再利用的研究较多，如利用花岗岩废料制备新型墙体材料，利用花岗岩碎石边角料制备环保涂料，利用花岗岩废浆或石粉制备免烧耐火砖等。2花岗岩废料的应用2.1在新型墙体材料上的应用近年来，采用花岗岩废料为主要原料制备新型的建筑墙体材料得到了社会的认可[8]。新型墙体材料通常具有防火、保温、吸声、耐水、减震等性能。随着新技术的推广，新型墙体材料——发泡陶瓷隔墙板作为一种新型的绿色环保建材得到了广泛的应用。发泡陶瓷隔墙板[9]主要以花岗岩废料为原料，加入一定剂量高温发泡剂，在高温环境下经过一系列的物理化学反应至熔融状态后发泡而成。发泡陶瓷隔墙板具有良好的防火阻燃性能、极小的导热系数和低体积吸水率。利用花岗岩废料制作发泡陶瓷隔墙板实现了花岗岩废料的资源化利用，减少了环境污染源，进一步拓宽了建筑材料原材料的种类，有效降低了墙体材料的生产成本。詹学武[10]等优化工艺流程，采用高温发泡的原理，选择石材加工厂废弃的花岗岩边角料为主要原料，加入重量百分比为0.8%的SiC发泡剂，在空气环境下高温煅烧制备导热系数小、吸水率低、闭口气孔率达到73%的发泡陶瓷，助力国内环保新型材料的发展，帮助解决花岗岩废料的综合再利用问题。2.2在涂料上的应用意大利某学者利用花岗岩碎石制取涂料[11]。将碎石进行粉碎、筛选、防风化，对其表面进行处理，加入特殊配方的亚克力树脂进行调制得到涂料。花岗岩碎石涂料具有天然石材的质感而且不易褪色，涂刷性好，能够有效防水，具有抗酸碱、附着力强、色彩多样、施工简易且不受造型限制等优点。彭亮[12]优化了材料配比和制备工艺，选择花岗岩废料为主要原料，加入适量的有色粒子，制备具有良好防水抗裂性和抗沾污性色彩鲜艳的环保仿石涂料。赵民[13]等采用花岗岩矿山开采过程中的废料制成粉末（喷涂粉末粒度为0.125~0.106 mm)，采用等离子喷涂技术在金属表面喷涂花岗岩粉末，形成一种新型花岗岩涂层，并采用热力学与粉体理论分析花岗岩粉末特性，采用岩石学和表面分析方法研究了涂层结构。近年来花岗岩废料在涂层上的应用为研究新型涂层材料、降低喷涂成本和解决花岗岩废渣对环境的污染问题指明了方向。2.3在建筑用砖方面的应用为了解决花岗岩废料堆积和粉末污染问题，国内外[14-15]均利用花岗岩废浆或石粉就近在矿山周围生产砌墙砖，利用废料生产的砌墙砖各项指标可达到10级，具有很好的经济效益。以花岗岩废料为主要原料，加入不同的耐火黏土材料（尖晶石、刚玉、红柱石），并与水泥混合均匀，在一定压力下塑模成型并固化后成功制备了免烧耐火砖[16]，这种免烧耐火砖具有良好的耐火性，适用于炉衬的高温区。赵更歧[17]等采用被遗弃在矿山周围的花岗岩废料为原料，人工将材料破碎至毫米级，选取合适粒径的颗粒替代混凝土中的天然粗骨料，并将花岗岩废料破碎后的石粉以“外加剂”[18]的形式加入集料中，制备具有良好抗压和抗冻性能的花岗岩废料混凝土空心砌块。试验运用正交试验进行设计，探究各材料的最佳配比和工艺流程，分析了各因素水平对组成砌块混凝土各性能指标的影响，制备的花岗岩矿石混凝土砌块具有良好的抗压强度和抗冻性，可以应用于建筑施工。厦门某企业循环回收废泥粉制作节能建筑用砖[19]，在添加了絮凝剂的沉淀塔里加入切割和抛光用水、花岗岩石粉的混合物，利用压滤机将泥粉和水进行分离，分离后的水净化后继续循环利用，泥粉作为制备建筑用砖的主要原料。节能建筑用砖的抗压强度达30 MPa，符合我国国家标准，满足可持续发展生产理念。2.4在陶瓷方面的应用花岗岩废料含有可供生产传统陶瓷所需的化学成分，近年来利用花岩石废料生产陶瓷制品备受关注。利用花岗岩废料生产陶瓷制品一方面可以扩大陶瓷原料的来源，解决陶瓷原料供应紧张问题，另一方面有利于企业降低生产成本，实现资源综合利用，减少因开采矿物原料对生态环境的破坏。王修昌[20]利用花岗岩废料制备抗压强度大、吸水率低、耐久耐酸碱性能出色的新型瓷砖，其主要原料是板材加工过程中产生的花岗岩废弃泥浆，在保持瓷砖的生产工艺不变的前提下，通过调节废料泥浆的掺入比例，制备性能优良的新型瓷砖材料。国内利用花岗岩废料取代长石和石英原料制备陶瓷釉也应用到相关领域。将适量的石灰或硅石加入花岗岩粉料中，经过不同的材料配比，可以制备透明釉、青瓷釉、铁釉、金砂釉、硫璃釉。蒋述兴[21]等利用钾长石花岗岩废料为原料，制备对坯体适应性强、性能稳定的陶瓷釉。将制备的陶瓷釉进行耐急冷急热性测试，其釉面的耐急冷急热性良好，符合我国国家相关标准；通过光泽度与显微硬度测试，其外观平整光，滑光泽度(82％~93％)与显微硬度(HV)均达到日用瓷标准。2.5在玻璃方面的应用利用花岗岩、大理石的废料可以成功研制抗水性、透光性能良好的玻璃[22-23]。以花岗岩和大理石废料为主要原料，根据不同工艺流程添加不同的氧化物，采用一定的配方和比例与沙子、碳酸钙混合均匀，通过高温处理和浇铸成型玻璃，其性能接近商用玻璃标准。此举有助于解决了石材切割时产生的粉尘污染和堆积问题，可回收利用切割石材过程中遗留在土壤中的铁屑、钢屑形成的氧化铁，氧化铁可以成为玻璃中的着色剂，生产绿色玻璃，具有很好的应用前景。程金树[24]等以花岗岩尾矿为主要原料，以ZrO2和Fe2O3为晶核剂，并与化合物MgO、CaCO3、Na2CO3、Al2O3混合均匀，在高温环境下熔化处理后快速浇铸成型，成功制备了微晶玻璃，并分析了添加不同晶核剂ZrO2和Fe2O3对其析晶能力的影响。四川某科技公司采用全电熔压延工艺，以废弃花岗岩为主要原料生产出色泽艳丽、硬度高、抗冲击性强的微晶玻璃装饰板材。此项目以花岗岩废料为主要原料，采用生产能耗小的全电熔压延工艺，帮助发展节能、循环经济，为花岗岩废料的综合再利用提供参考。3结语环境保护和循环经济理念越来越受到人们的关注，花岗岩废料回收再利用既解决了自身的堆积和污染问题，保护了环境，又实现资源循环利用，实现可持续发展。花岗岩废料在新型墙体材料、涂料、建筑用砖、陶瓷和玻璃等方面的循环再利用能够为花岗岩废料处理提供参考，也为花岗岩废料的环保、可持续发展提供新的方向。