陶瓷生產(chǎn)廢棄物及其利用

陶瓷生產(chǎn)廢棄物及其利用

王同言

(唐山北方瓷都陶瓷集團(tuán)有限責(zé)任公司河北 唐山063020)

摘要筆者介紹了陶瓷生產(chǎn)中廢棄物的種類、來源以及陶瓷廢棄物的利用途徑，對(duì)陶瓷企業(yè)節(jié)能減排以及陶瓷廢棄物的利用具有一定的指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞陶瓷廢棄物種類來源利用途徑

作者簡(jiǎn)介：*王同言(1963-)，本科，高級(jí)工程師，主要從事陶瓷生產(chǎn)技術(shù)管理工作。

中圖分類號(hào)：TQ174文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

前言

三十多年來，我國(guó)陶瓷行業(yè)得到快速發(fā)展，產(chǎn)量不斷增長(zhǎng)，成為世界上最大的陶瓷生產(chǎn)國(guó)和出口國(guó)。但我們應(yīng)清醒地看到，我國(guó)陶瓷行業(yè)的發(fā)展，是以拼產(chǎn)量，拼資金、拼資源、拼設(shè)備，拼人力，行業(yè)擴(kuò)張性發(fā)展的結(jié)果。一方面消耗掉大量的資源、能源；另一方面過度的擴(kuò)張生產(chǎn)又產(chǎn)生了大量的廢棄物，污染了環(huán)境，占用了土地，影響了人們的生活。有關(guān)資料顯示，每年陶瓷行業(yè)產(chǎn)生的陶瓷固體廢棄物就有1300多萬t。有的地方廢瓷堆積如山，亂占土地，污染了環(huán)境；有的地方陶瓷廢泥、廢渣、廢水到處傾倒，污染了農(nóng)田和水源。十八大報(bào)告提出，建設(shè)生態(tài)文明社會(huì)，打造美麗中國(guó)。我們既要金山銀山，更要青山碧水藍(lán)天。為適應(yīng)新形勢(shì)的要求，陶瓷行業(yè)加強(qiáng)廢棄物的研究與利用，變廢為寶，尤為重要。筆者就陶瓷行業(yè)廢棄物的來源、種類以及利用途徑進(jìn)行了分析探討。

1陶瓷廢棄物的種類

1.1固體廢棄物

陶瓷生產(chǎn)中的廢棄物以固體廢棄物為主，產(chǎn)生量很大，有廢泥、廢坯、廢釉、廢石膏模型、廢瓷、廢磚、廢匣缽窯具等。

1.2液體廢棄物

陶瓷生產(chǎn)中的液體廢棄物包括廢水、廢泥漿、廢釉漿等。

1.3氣體廢棄物

陶瓷生產(chǎn)中的氣體廢棄物是指生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢煙氣、廢熱氣等。

2陶瓷廢棄物來源

陶瓷廢棄物是指陶瓷產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，原料、成形、干燥、施釉、搬運(yùn)、燒成、貯存等諸多工序產(chǎn)生的廢料、廢品、廢水等。陶瓷生產(chǎn)是一個(gè)復(fù)雜的過程，是水、火、土的相融的過程。在生產(chǎn)過程中需消耗大量的天然礦物原料和化工原料，消耗大量的水、燃料以及大量的輔助材料。其所使用的原材料多、生產(chǎn)工序多，產(chǎn)品缺陷多，產(chǎn)品缺陷只有在燒成后才能體現(xiàn)出來。而且，其為高溫?zé)桑跓蛇^程中發(fā)生一系列物理化學(xué)變化，生產(chǎn)中產(chǎn)品因開裂等會(huì)產(chǎn)生大量的廢品，即產(chǎn)生大量的廢瓷、廢磚。同時(shí)伴隨著大量廢水、廢氣的產(chǎn)生和排放。

2.1廢水

陶瓷生產(chǎn)過程中消耗大量的新鮮水,如模型制作中刷桶水、成形半成品刷坯水、各工序的沖地、清洗工器具用水、瓷磚生產(chǎn)中拋光用水、坐便器排污功能檢測(cè)用水等，這些水經(jīng)過使用后變成廢水。

2.2廢泥

陶瓷生產(chǎn)過程中由于模型質(zhì)量問題漏漿到地面、地?cái)偹湎骺凇⒆{圈碗余泥、成形當(dāng)日坍活或有質(zhì)量問題的濕坯等。

2.3廢坯

陶瓷生產(chǎn)過程中成形中半成品開裂、干燥后的裂坯、驗(yàn)坯工序等不符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求的半成品，各工序因操作中不慎或搬運(yùn)中的破損等引起的廢干坯(包括上釉的和不帶釉的)。

2.4廢瓷

陶瓷生產(chǎn)過程中由于高溫?zé)桑瑑?nèi)部發(fā)生一系列物理化學(xué)變化，體積明顯收縮，不可避免有一些廢品產(chǎn)生(有一定的廢品率)。成品因驚裂、裂紋、鼓包、大斑點(diǎn)、釉粘掉塊等不符合合格品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求；由于搬運(yùn)或貯存過程中的不慎破損或劃釉等造成的缺陷；或者成品在存放過程中，由于管理不善，后期驚裂損壞所致。衛(wèi)生瓷產(chǎn)品因其體積大、廢品率相對(duì)較高而成為廢瓷的主角。

2.5廢磚

陶瓷磚高溫?zé)蛇^程中，其內(nèi)部發(fā)生一系列物理化學(xué)變化，產(chǎn)生一些變形、驚裂、裂紋、鼓包、釉粘等不符合成品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求的廢品，或者生產(chǎn)中因磕碰、掉角、落地?fù)p壞所導(dǎo)致的廢品。

2.6廢石膏模

衛(wèi)生陶瓷成形生產(chǎn)中由于模型達(dá)到壽命期更換下來的廢模型，模型制作中不符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求的廢模型，搬運(yùn)中磕碰掉塊的模型，干燥中驚裂、走形的模型。還有一些定期更換的廢石膏板、廢模型架托等。

2.7廢釉料

陶瓷噴釉生產(chǎn)過程中，不可避免地有釉料沾掛在廚壁上，或沉積在料斗內(nèi)，清理下來成為廢釉料。

2.8廢匣缽窯具

陶瓷燒成過程中，匣缽、窯具都是輔助耐火材料支撐物。由于高溫?zé)桑鼈円灿惺褂脡勖芷冢a(chǎn)生變形、開裂等缺陷更換下來成為廢品。或者在搬運(yùn)、裝卸過程中由于不慎碰壞等成為廢品。

2.9廢氣

陶瓷生產(chǎn)中窯爐、熱風(fēng)爐、噴霧塔等產(chǎn)生。

3陶瓷廢棄物利用途徑

3.1固體廢棄物利用

3.1.1廢泥、廢坯、廢釉

關(guān)于廢泥、廢坯，雜質(zhì)較少的經(jīng)過嚴(yán)格細(xì)致的揀選、化漿、除鐵、過篩后可直接兌入大生產(chǎn)泥漿中使用。雜質(zhì)較多的可以用于制作燒成用的本坯墊；對(duì)于廢釉料，經(jīng)過嚴(yán)格的揀選、回磨后加入添加劑，然后除鐵、過篩，經(jīng)燒成合格后按比例(不超過20%)兌入大生產(chǎn)釉中使用。對(duì)于含雜質(zhì)較多的廢釉，可作為坐便器管道施釉用釉。

3.1.2廢瓷(片)

廢瓷(片)是陶瓷企業(yè)的主要廢棄物，每天產(chǎn)生量很大。由于各企業(yè)產(chǎn)品合格率的差異，所產(chǎn)生的廢瓷量有所不同。目前企業(yè)自身消化使用廢瓷量有限，配方中加入量也就3%左右。因此企業(yè)廢瓷堆積如山。大多數(shù)廢瓷作為垃圾處理掉，不僅耗費(fèi)大量的人力、物力、財(cái)力，而且會(huì)污染環(huán)境。陶瓷企業(yè)需要做的工作，一方面要立足于企業(yè)內(nèi)部，嚴(yán)細(xì)各道工序的工藝控制和質(zhì)量管理，切實(shí)提高一次產(chǎn)出合格率，減少?gòu)U品的產(chǎn)生；另一方面要加強(qiáng)廢瓷粉在泥料配方、釉料配方中提高加入比例的研究。據(jù)測(cè)算，一個(gè)年產(chǎn)100萬件的衛(wèi)生瓷企業(yè)，泥料配方中廢瓷粉加入量每增加1%，則每年可多消耗掉廢瓷200多t，增加效益25萬元，推廣到整個(gè)行業(yè)，效益可觀。從技術(shù)角度而言，廢瓷在泥漿中加入量增加，可提高泥料的滲透性，縮短吃漿時(shí)間，改善坯釉的結(jié)合性能，降低燒成溫度，降低產(chǎn)品的收縮率。

目前國(guó)內(nèi)一些瓷區(qū)和陶瓷企業(yè)在廢瓷利用方面做了許多工作，取得很好的效果：廣東省潮州市楓溪陶瓷研究所聯(lián)合廣東省四通集團(tuán)公司，成立“潮州綠環(huán)陶瓷資源有限公司”，斥巨資開展了廢瓷回收利用的專項(xiàng)研究。他們把廢瓷磨細(xì)后按比例與粘性料混合生產(chǎn)瓷泥，進(jìn)行瓷泥制成陶瓷制品的試驗(yàn)，廢瓷利用率可高達(dá)30%～40%，這種瓷泥在成形時(shí)收縮率低，成品的熱穩(wěn)定性、硬度比一般的瓷泥要好；佛山市溶洲建筑陶瓷二廠的建筑陶瓷廢料綜合回收利用項(xiàng)目，坯料中廢瓷(片)的摻入量達(dá)到了60%，大幅度降低生產(chǎn)成本。以上企業(yè)對(duì)陶瓷生產(chǎn)垃圾減量化、資源化無害處理，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，有利于陶瓷產(chǎn)業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展。

目前國(guó)內(nèi)有的陶瓷企業(yè)利用廢瓷(片)來生產(chǎn)釉料。方法是將廢瓷片先用輪碾機(jī)粗碎后再入球磨機(jī)，將其粉磨通過150目或200目篩，制成瓷粉再配料。景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院的徐乃平等[1]研究，在日用陶瓷釉料中，廢瓷粉的最佳加入量為40%～50%，最多可到60%，研制出的釉料配方，可改善日用陶瓷釉的性質(zhì)，提高釉面質(zhì)量。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，釉料中引入一定量的廢瓷粉，能取代部分長(zhǎng)石、燒粘土或氧化鋁，不僅能變廢為寶，降低釉料成本，而且還可減少釉面針孔、釉泡等缺陷，提高釉面的光澤度、白度和硬度。廢瓷粉還可以與其他粘結(jié)劑等原料相結(jié)合，用來生產(chǎn)機(jī)制免燒廣場(chǎng)磚、透水磚以及道路用磚等新型建筑材料。

3.1.3廢石膏模型

廢石膏模型是陶瓷生產(chǎn)的另一種主要的垃圾廢棄物，在衛(wèi)生陶瓷和日用陶瓷生產(chǎn)中，產(chǎn)出量很大。目前利用途徑主要是水泥廠作為部分原料使用，但用量有限。擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域是今后要研究的課題。有資料報(bào)道，廢石膏可以再生利用。方法是將廢石膏模在水中浸泡，清除坯泥，溶解模具中所析出的硫酸鹽，加入某種活性劑，經(jīng)過干燥、粉碎、加熱、煅燒等工序，提高其活性，制得再生石膏。將再生石膏與新石膏按7∶3比例配合，可制做質(zhì)量較好的模具。也可以用再生石膏制做陶瓷生產(chǎn)中非吃漿用的小件或輔助件，如石膏架托、石膏板等，達(dá)到物盡其用的目的。

3.1.4廢匣缽與廢窯具

對(duì)于廢匣缽、廢窯具等經(jīng)過高溫?zé)傻膹U棄物，采用重新粉碎加工的方法，將其粉碎成粒徑小于0.5mm顆粒，然后按一定比例與黏土和添加劑配合并壓制成形，高溫?zé)桑瞥尚滦偷母G具等耐火材料或新型建筑材料。

3.1.5廢水的利用

陶瓷行業(yè)是耗水較大的行業(yè)，各道工序都離不開水。從模型制造、泥釉料生產(chǎn)、成形刷坯以及坐便器的排水功能檢測(cè)、產(chǎn)品拋光等都會(huì)消耗使用大量的新鮮水，同時(shí)各工序又會(huì)排出大量的廢水。在當(dāng)前水資源嚴(yán)重短缺，水價(jià)不斷上漲情況下，珍惜水資源，節(jié)約用水，加強(qiáng)廢水的利用顯得尤為重要。應(yīng)加強(qiáng)節(jié)水項(xiàng)目的研究以及廢水的回收及二次循環(huán)利用。對(duì)于各工序產(chǎn)生的廢水，根據(jù)廢水的種類和性質(zhì)分別建造回收系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)以及二次循環(huán)水供水系統(tǒng)，廢水處理后能達(dá)到不同使用和排放要求，能用廢水的地方全部使用上廢水(比如綠化用水、衛(wèi)生沖地用水、刷坯用水等)，這樣可大幅度減少企業(yè)新鮮水的使用和水費(fèi)的支出。 夾江瓷業(yè)將瓷磚拋光線上的廢液先化學(xué)處理沉淀后，將水和淤泥分離。淤泥在壓濾機(jī)中經(jīng)過濾壓，可得到現(xiàn)成的陶瓷坯料或釉料；而濾過的水，再次循環(huán)到拋光線上，做為拋光用水。

3.1.6廢氣的利用

窯爐燒成中產(chǎn)生的廢煙氣、廢熱氣，可直接抽走用于干燥石膏模型，或者經(jīng)換熱器處理后用于成形干燥坯體，還可以經(jīng)水管換熱后作為洗浴用水。

4結(jié)語

陶瓷廢棄物不是廢物，而是一種資源，完全可以回收利用。不能簡(jiǎn)單地將其一埋了之、一排了之，不僅污染環(huán)境，同時(shí)也是對(duì)資源的浪費(fèi)。隨著科技的發(fā)展，陶瓷廢棄物的利用途徑還有很多，今后應(yīng)加強(qiáng)這方面的研究。同時(shí)政府也要在政策、資金等方面給予大力支持。

陶瓷企業(yè)應(yīng)牢固樹立科學(xué)發(fā)展觀，加強(qiáng)創(chuàng)新工作，加強(qiáng)質(zhì)量管理，降低不良品損失，減少?gòu)U棄物的排放，做好節(jié)能減排以及清潔生產(chǎn)工作，使企業(yè)向環(huán)保、綠色、節(jié)能、高效方向發(fā)展；大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，促進(jìn)陶瓷行業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展。保護(hù)資源，保護(hù)環(huán)境，造福于人類，造福于社會(huì)，提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)

1徐乃平，等.廢瓷粉在日用陶瓷釉中的應(yīng)用.中國(guó)陶瓷，1998(8):4～6