摘要。

采用滾圓自磨工藝對透閃石與透輝石同時進行卵石與精粉的生産、并用其卵石聚合生态産品；

采用曲折聯動型與多層組合型成型設備，并用電氣石等高能量礦物石粉作為填充料，制作具有淨化環境效應的新型闆材。

還用矽蓬土與沸石等制作輕質裝飾闆：用高聚物底層塊與天然礦物表層塊兩者複合并串聯的組合制品具有養生效應；

在生态建材領域裡人造合成石應占主角的地位，并保持礦物形體并聚合是開物成務的善舉。

關鍵詞

合成石 生傑建材透閃石 透輝石 能量礦物新型闆材輕質闆材穿聯制品淨化環境

引言

生态建材是指有利于保護生态環境，提高居住質量及多功能的建築材料。

在生态與綠色逐漸成為一種時尚的市場形勢下，兩大類人造合成石的技術優勢已顯現出退化的局面。我國地大物博在較珍貴礦物方面，諸如透閃石透輝石和矽質玉等礦物儲藏方面尤為驚人及突出。現時的用其磨粉轉化而作為配料的生産工藝，是采用多級破碎及磨粉設備加工成用于陶瓷、玻璃及微晶玻璃的石粉，再與其他礦物粉配合而繞結成裝飾材料的做法，不論從何種角度看，這種非金屬礦物的轉化利用辦法都是存在嚴重問題的。果用鐘質礦物生産的人造大理石與矽質礦物生産的人造石英石，多年來的技術發展僅僅停留在用顔料變換花色的範疇，就其成型設備及工藝配方等還在意大利模式上轉圈圈。

如何在新型的保健型生态建材産品上體現石材，尤其是人造合成石的固有優勢，應該是石材行業重點研發方向，并盡快拿出生态産品的攻關項目。從現行所謂非金屬礦的深加工技術來看，其幹式分級工藝是對粉碎出的石粉在氣流的挾帶下進行分級處理，濕法生産是用球磨機先進行粉碎，再用單槽浮選機及化工助劑進行粗選、掃選而得到纖維狀的精礦粉，但其非纖維狀的石粉要作為尾礦排出要造成環境污染的問題。

透閃石是角閃石礦物的一種，并且其大多由透輝石在變質熱液觸變中形成，兩者的含矽量均在58%左右，區别是透閃石的鈣低鎂高，透輝石是鈣高鎂低，前者較接近閃石玉（和田玉）、後者較接近翡翠。從這兩類礦物的毛氈狀隐晶結構與其豐富的微量元素及其熒光現象來看，完全具備含有較強電磁能量的條件，其缺陷僅僅是其存在結構不均勻與裂隙較嚴重的問題。如果将現行的磨粉與合成崗石兩者的設備與工藝分别進行改進，既生産纖維粉料又生産玉石建材類的合成闆材，則完全有可能在其滾圓自磨的加工中使兩者分别存在的缺陷有所彌補，也能在礦物塊度較小破壞的前提下發揮其淨化與養生的效應。

1、綜合工精粉與合成闆的方案

采用劈裂開采、滾圓球磨以及生态合成石的配制方法，進行卵石聚合闆的加工，并在其配料攪拌工序前插入浮選分級工序同時進行精粉加工。具體的生産工藝是：劈裂開采工序是用鑿岩機在礦體上垂直鑽出深度為60~120cm沿直線排列的若幹深孔，再用液壓站帶多個劈裂器的組合設備進行同步性的液壓劈裂，将其中荒料體積大于0.2m3的另外進行真空滲膠的闆材加工；破碎篩分工序是用特制的锷式破碎機進行一級破碎，再用小型設備對6cm粒徑以下的碎石進行2~100網目石粒的破碎，其特制的锷式破碎機要将其靜锷闆或動锷闆改制成20cm的鋼齒距，使其形成按設定尺寸有序分裂的條件，并将粒徑較大的石塊送至球賽工序：滾圓球磨工序是用礦石自磨原理而将常規使用的鋼球全部取消，而用粒度（塊度）為6~25cm的礦物加到轉簡式球磨機中，用水流或風力對形成的石粉進行攜帶及傳輸，在其石塊接近于卵石狀時便将粒徑不一的卵石全部排出，而後加入下一批次的礦石塊進行卵石與石粉的綜合加工：浮選工序是用單槽浮選機、化工助劑、經精選、掃選流程得到600~2000網目的精礦粉，其中的尾礦回收工序是将浮選中逐段分離出的方解石與一定量的纖維粉經幹燥處理後，回送至配料攪拌工序作為原料使用。

透閃石或透輝石的6~25cm外徑的石塊經球磨機的自摩擦加工後，其石塊的緻密或是玉化程度較好的部分，能在相互沖擊與摩擦中存在下來，僅是其棱角受到磨損而成光滑的弧形。因此，其卵石體大多具有較好的玉質觀感。這種卵石用小型切機分切成兩半而用其切割面進行粘結的做法，能使牆面或園林路面産生很好的拼接裝飾效果。閃石與輝石礦物碎石經滾圓加工後，确實有部分卵石屬于較低檔次的玉石範疇，用其拼接牆面裝飾圖案可謂适得其所。

2、生态合成石的配制方法

采用蛇紋石、蛇紋石玉、石英岩玉、透閃石、透輝石、珍珠岩、橄榄石、矽卡岩、疊層石、金紅石、電氣石 鍺石 大理石及其上述伴生礦物中選擇四種以上作為基料；所述的輔料是用基料礦物磨制的石粉 而用若幹種配制混合而成，并将矽藻土與蛋白土磨制成的石粉作為輔料使用。整體的工藝方法為：采用質量分為70~90的基料、7~25的輔料和3~23的聚合料，經劈裂加工或破碎加工、砂料攪拌、真空布料、荒料成型或薄闆成型的工序制成荒料或薄闆，再經鋸切研磨工序制成聚合闆材。

采用曲折聯動型碎石聚合成型裝置，對塊度（粒徑）大于25cm的基料礦物進行合成的工藝步驟為：基料劈裂工序是用液壓劈石機将礦物剪切成塊度為6~30cm的近似正方形；砂料攪拌工序是用兩台卧式雙軸攪拌機，其中之一放置基料石塊，另一台放置10cm以下塊度的基料塊，輔料及粘結劑，前者以1~3r/min的低速僅對大塊度石料進行表面黏附樹脂液的拌合，後者則在15~20r/min的高速運轉中将小塊石料、砂料及樹脂攪拌成半黏半散狀混合料：真空布料工序是在接近～01MPa的真空度下，利用位于攪拌機之下兩條傾斜設置的布料器進行曲折形态且同步進行的布料，在兩個卸料門開啟與模筒往複運動中将塊狀材料與黏狀料及時進行排放：荒料成型是用壓制室底面裝設的單台激振電機功率為2×10kW的4台振動器聯合振動，對放置于其上的模箱用4×50Hz的頻率及12~15min進行其促進黏性混合料充分滲透的下部振動；鋸切研磨工序是荒料固化及脫模後，用組合繩鋸進行12~30mm厚度的闆材分切，再用常規的定厚、填補、加溫、精磨設備完成具有密切疊壘效果的聚合闆材的加工過程。

3、生态型輕質面磚的制備方法

目前已在塗料及牆面裝飾等行業使用的矽藻土、沸石、高嶺土、蛇紋石、蛋白土及玻化微珠，以其微孔結構及吸附性能，能夠對居室産生十分有效的淨化環境、保溫與保濕的功效。有關礦物的生态特點是：矽藻土是生物成因的矽質沉積岩，其松散密度為0.3~0.5g/cm3孔隙率80%~90%，SiO2超過70%，其中空的矽藻體在長度上有20~40μm，可形成外形圓整的圓柱體；沸石的籠子狀結構及天然造成的帶負電使其具有生态效應，金屬陽離子位于晶體構造較大并相互貫通的孔道中，陽離子可自由地通過孔道發生交換作用，并由其鋁氧四面體的一個氧原子而産生電荷平衡；高嶺土其黏土粒徑分布在0.2~5μm，在其煅燒至500℃時便将其羟基和氧以水的形式脫出，形成了結晶很差的在堿的激發下具有膠凝活性的偏高嶺土；明礬石是含有氫氧根的鉀、鈉、鋁硫酸鹽礦物，具有強烈的熱電效應、常與石英、蛋白石及黏土礦物共生；蛇紋石類礦物表面有大量的活性鍵，具有高表面能，化學及生物活性，其放射性微量元素産生空氣電離、對水分子産生電離而釋放較多的負離子，并有其偶極矩變化與物相種類增多導緻紅外活性基因增多及遠紅外發射率提高：玻化微珠是用珍珠岩及松脂岩礦石破碎成粒徑在0.5~1mm的礦粒，在電爐加熱方式下膨化、使顆粒表面熔融、氣孔封閉，而生成内部為蜂窩狀的微珠。

輕質面磚的制備方法是：礦物粉碎工序是将上述礦物三種以上礦物破碎成40~200網目的砂粒；配制混合工序是将砂粒、包括玻化微珠的輔料、粘結材料一般按45:35:20的質量比混合，再将混合料與水按1:0.35的質量比共同攪拌，其中的粘結材料是由矽酸鈉水溶液與偏高嶺土按1:1質量比配成，還在其中加入氫氧化鈉助劑及微量顔料；分層布料工序是用邊框可拆卸的模箱并在其中垂直排列20片2~4mm厚度的錳鋼闆制成的模闆的組合成型設備，将攪拌成的兩種色彩的混合料以每層2~10mm厚度交替地分布于模闆之間的空隙中，同時用噴塗液态顔料的器具制作曲線紋理；組合成型工序是用振動台進行2~6min的下部振動，經常溫固化後，采用先吊離邊框再逐片剝離模闆方式進行脫模。其後用研磨設備進行亞光面的處理及方磚切割，制成密度接近1.0g/cm3外觀為紋層砂岩的牆面用裝飾方磚。

4、能量礦物制作串聯制品

透閃石中的陽起石是具有溫腎壯陽功能的中藥材，透輝石接近硬玉的成分也有疏通血氣的功效，但其保健性能隻能在與人體近距離接觸，尤其在加工成生活日用品時才能充分發揮而産生相得益彰的價值。采用高能量礦為作為填充料并與高聚物混合後，對基體小方塊進行周邊與底面塗刷構成的複合層，能夠較徹底解決天然礦石易碎裂與裂隙礦物不能利用的重大缺陷，也使其基體保健性能較低的不足有所改善。

一種玉石與養生礦物制作串聯制品的方法，是将制作生态合成石所用的基料礦物先鋸切成厚度為4~12mm厚度的表層闆，再分切成邊長為1~6cm的表層方形塊：采用電氣石、鍺石、蛇紋石等電磁能量較強

的礦物制成10~60網目的砂粒和200~1000網目的石粉，其中石粉中電氣石的重量不低于30%；按照重量比1:2~4:4~10的比例取高聚物、石粉和石粒攪拌成混合料，并用小型振動設備将其壓合成厚度為6~10mm的底層闆：用高聚物将表層方形塊與底層闆經複合工序制成雙層聚合體，在其複合前先将底層闆鋸成的底層方塊上平行刻出兩個槽口，由此預制出兩個小孔：用直徑為1~2mm的細繩将雙層複合體按設定圖案進行行間錯位的串聯而成坐墊、靠墊等日用品。

5、能量礦物石粉用作崗石填充料的分析

閃石與輝石兩類礦物都是晶粒細小的隐晶結構，在其受高能量電磁波照射或加熱時，礦物内部的晶格及元素會吸收能量而後釋放出來。如果在這些礦物卵石與碎石中，再以填充料形式加入電氣石、明礬石、蛋白石、鍺石、矽膠、海泡石、藍晶石等能量較高礦物磨制的石粉，則能使其合成産品具有一定的淨化環境性能。對于現行的人造石英石與人造大理石，僅将其填充所用的石英粉或鈣粉部分替換為能量礦物粉，也能以其一定的生态效應使其合成産品上升到較高層次。

電氣石在粘結劑中的配加量在5%左右時便能産生紅外法向發射率大于86%與負離子釋放個數大于1500個/cm3的特性，在其顆粒周圍存在靜電場，永久性自發極化效應，其粒徑應該大于0.05μm，這樣才不會破壞電氣石的晶格；鍺是第32号元素，其遠紅外發射量為92.1%，波長8~10μm，其礦石粉具有防止老化，促進細胞再生及激活人體免疫系統的功能；蛋白土是一種非晶質的矽質礦物，具有較發達的納米級微孔，用其作為高聚物的填充料具有獨特的優勢，在起到增韌作用的同時還能産生較高參數的負氧離子，從而産生較顯著的淨化環境性能。

人造大理石與人造石英石不論是采用有機高聚物或是無機材料作為粘結材料，都有配加能量較強礦物細粉作為填充料的條件，在用高嶺土及水玻璃或白水混為無機粘結材料時，可以将其填充料的顆粒直徑适當放大而不影響其合成産品的強度。客觀地說，采用透閃石的纖維粉，或是高能量礦物粉作為填充料，與人造合成石行業相近的陶瓷、塑料及塗料行業要較我們在新材料采用方面更為積極主動，也更為超前。在原有的采用純石英或鈣粉為填充料的成型中，部分或全部用高能量礦物石粉進行替換，是一種既不改變成型設備，又能使其産品進入生态建材領域的可行方案。

6、綜述

中國的地大物博在高能量礦物方面更有所體現諸多閃石、輝石、矽質玉等以萬噸為單位的豐富儲量可謂是天賜尤物，還有大量的電氣石、鍺石及明礬石等适宜作合成崗石填充料的礦物。閃石輝石類礦物的滾圓自磨工藝、卵石聚合闆、無機聚合闆、複合塊地串聯制品和輕質裝飾闆的生産使其能夠形成多種生态産品系列。在能夠進行密疊合成的雙攪拌曲折布料的成型設備，能夠消除複合闆固化中變形應力的多層組合設備以及用彈簧平衡真空拉力的壓闆設備方面已做了大量的前期準備及試驗工作。為提高珍貴礦物的觀賞水平，一種鑽孔注膠及脹裂開采方法在礦山開采與裂隙荒料利用方面也有其實用價值，也因此實現了真正意義上的原構聚合。三種成型設備及四種成型聚合工藝，我們以甘肅敦煌玉為原料進行了相關的試驗研究，七項技術均已取得中國發明專利權。在現有兩類人造合成石的基礎上，利用我國特有的礦産資源優勢迅速向生态與保健産品方面轉變，并以此在合成石領域一舉改變一直是國外公司進行技術壟斷的局面。在新興的生态建材領域設法聚精會神而由人造合成石占主角地位，應該是中國人造合成石領域技術人員的曆史使命，設法保持玉質或接近玉質礦物的形體并聚合成材，應該是一個很好的善舉。

參考文獻

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2.劉建平.生态型牆面裝飾粉料及輕質面磚的制備方法，201305116758，中國專利局.

3.劉建平一種鑽孔注膠式開采加工裂隙石料的方法201310030322中國專利局.

4.劉建平.曲折聯動型碎石聚合成型裝置.2013100963870

5.劉建平.多層組合型真空石材成型裝置.2011103159887，中國專利局.

6.劉建平一種彈簧支撐型石英石成型裝置2012103055755中國專利局.

7.劉建平.一種玉石與養生礦物制作串聯制品的方法。2012102516415，中國專利局

全文完

劉建平 山西省五台縣經貿局 《石材》2016年2期

END

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