原 野¹，黄俊俊¹，桂成梅²，张宁坤¹，秦广超¹，李奇洪³，李 鹏⁴，张星飞⁵

1. 合肥学院 能源材料与化工学院，安徽 合肥 230601；

2. 巢湖学院 化学与材料工程学院，安徽 合肥 238000；

3. 广西贺州市科隆粉体有限公司，广西 贺州 542808；

4. 贺州学院 材料化工学院，广西 贺州 542899；

5. 广西贺州市隆源新材料有限公司，广西 贺州 542800

DOI:10.13732/j.issn.1008-5548.2021.06.012

收稿日期： 2021-03-30，修回日期：2021-06-25，在线出版时间：2021-10-19 08:52。

基金项目：合肥学院人才基金项目，编号：18-19RC18；广西重点研发计划项目，编号：AB2901。

第一作者简介：原野(1996—)，男(满族)，硕士研究生，研究方向为无机非金属材料制备，E-mail：yuanye2532604@163.com。

通信作者简介：秦广超(1971—)，男，硕士，教授，硕士生导师，研究方向为无机非金属材料制备及工艺设计，E-mail：qingc@hfuu.edu.cn。

摘要：采用盐酸处理人造岗石废渣,借助扫描电镜、X射线衍射仪、红外光谱仪等分析手段,探讨不同反应时间对人造岗石废渣表面结构、组分和形貌的影响规律。结果表明,酸刻蚀过程包括在白云石和方解石晶体中缺陷形成(选择性溶解)和缺陷消失的过程(全部溶解),且随反应时间的增加,反应速率逐渐降低,氢离子首先与方解石(104)晶面上排列的粒子反应,再与白云石反应,然后与方解石(110)晶面上排列的粒子反应,逐渐在岗石废渣表面形成孔洞结构,岗石废渣的总比表面积由4.707 m²/g增加到79.003 m²/g,最大比孔隙体积由1.41 mm³/g增加到9.2 mm³/g。

关键词：岗石废渣；酸处理；碳酸钙；反应机理

Abstract：This paper uses hydrochloric acid to treat artificial granite waste residue. With the help of electron microscopy,X-ray diffractometry,infrared spectrometer and other analytical means,the influence of different reaction time on the surface structure,composition and morphology of artificial granite waste residue was explored. The results show that the process of acid etching includes defect formation(selective dissolution) and defect disappearance(total dissolution) in dolomite and calcite crystals,and the reaction rate decreases gradually with the increase of reaction time. Firstly,H+reacts with the(104) crystal plane of calcite,then with the(110) crystal plane of dolomite and then with the(110) crystal plane of calcite,and gradually forms a pore structure on the surface of the granite residue. The total specific surface area of the granite residue increases from 4. 707 m²/g to 79. 003 m²/g,and the maximum specific pore volume increases from 1. 41 mm^3/g to 9. 2 mm³/g.

Keywords：granite residue; acid treatment; calcium carbonate; reaction mechanism

参考文献（References）：

[1]李桂山, 张金团, 王痛快, 等. 人造岗石产业废粉混凝土抗折强度试验研究[J]. 福建建筑, 2020(6): 82-86.

[2]王建昭, 刘广录, 卢金山, 等. 大理石废料制备人造石的研究[J]. 科技风, 2017(9): 155-157.

[3]钟煜, 曾荣, 陶从喜, 等. 利用岗石污泥替代石灰石的生产实践[J]. 水泥工程, 2021(1): 41-43.

[4]邹雪群. 广西发展石材、碳酸钙千亿元产业的探索和思考[J]. 石材, 2017(9): 5-8.

[5]许胜才, 沈家喜, 张怀阳, 等. 人造岗石废弃石粉对混凝土性能影响研究[J]. 科技创新与应用, 2019(19): 39-43.

[6]李映德, 邹传明, 卢金山, 等. 大理石粉体低温烧结人造石的强韧化研究[J]. 硅酸盐通报, 2018, 37(12): 3971-3976.

[7]刘彦明. 人造岗石切割屑制备石膏板的工艺与机理研究[D]. 北京： 中国地质大学(北京), 2018.

[8]汤泉, 莫福旺, 画莉, 等. 人造岗石废渣合成甲酸钙晶体的工艺研究[J]. 人工晶体学报, 2020, 49(9): 1728-1734.

[9]张晓莹. 改性二水石膏/二氧化硅复合材料在树脂基人造大理石中的应用研究[D]. 武汉： 武汉理工大学, 2008.

[10]张亦凡. 类白云石结构碳酸盐的低温合成及微结构研究[D]. 合肥： 中国科学技术大学, 2020.

[11]WANG Y F,CHEN X P, ZHANG S J, et al. Recycling of spent pot lining first cut from aluminum Smelters by utilizing the two-step decomposition characteristics of dolomite[J]. Materials, 2020, 13(22): 5283-5283.

[12]FILKOSKI R V, PETROSKI I J, GJURCHINOVSKI Z. Energy optimisation of vertical shaft kiln operation in the process of dolomite calcination[J]. Thermal Science, 2018, 22(5): 2123-2135.

[13]MUBAROK M Z, KURNIAWAN C A. Synthesis of magnesia powder from east java dolomite through leaching, Precipitation and Calcination[J]. Advanced Materials Research, 2015, 4041: 550-554.

[14]ZUNINO F, COURJAULTE B, SCRIVENER K. The impact of calcite impurities in clays containing kaolinite on their reactivity in cement after calcination[J]. Materials and Structures, 2020, 53(2): 1244-1256.

[15]YU S H, LI H, YAO Q Z, et al. Preparation of mesoporous calcite with hierarchical architectures[J]. Materials Letters, 2015, 160: 167-170.