陶瓷工業(yè)固體廢料利用

陶瓷工業(yè)固體廢料利用之淺見【摘要】：陶瓷工業(yè)中大量的固體廢料不但污染環(huán)境而且廢料處理給生產廠家增加了成本。如果將陶瓷廢料回收利用，經一定加工后用于制造其他產品的原料不但給陶瓷生產廠家?guī)砝?還使生態(tài)環(huán)境得到有效改善一舉兩得，具有良好的應用前景?！娟P鍵詞】：陶瓷固體廢料;再利用;環(huán)境保護【正文】：在20屆世界陶瓷工業(yè)展覽會上，許多陶瓷專家提出了關于陶瓷行業(yè)怎么才能走可持續(xù)發(fā)展的問題，并認為陶瓷廢棄物的再利用是一種有效解決這個問題的方法。隨著陶瓷工業(yè)的快速發(fā)展，陶瓷工業(yè)廢料日益增多,據測算，我國僅墻地磚生產每年就產生457630t生坯廢品，燒成廢品更多，達655970t。在國外,如意大利年產4~4.5億m2墻地磚，與此同時,產生約3萬t廢泥漿和約5000t的廢石灰。目前我國陶瓷工業(yè)固體廢棄物的后處理現狀很不理想對于建筑衛(wèi)生陶瓷廢渣料的處理多數采用填埋法，不僅占用了大量土地，也污染了周圍的土壤、水體、大氣等，對生態(tài)環(huán)境造成嚴重的危害。隨著人們環(huán)保意識的增強以及資源缺乏的現狀現在國內外對陶瓷廢料的再利用已十分關注，在國外,據英國陶瓷研究協(xié)會(CeramicResearch)的報導，在英國的一些瓷磚工廠一直使用高達40%的再循環(huán)廢瓷料。日本許多建陶企業(yè)都配備了回轉磨機專門對企業(yè)內產生的廢料進行再加工與回收利用，節(jié)約了大量資源。在國內也有了專門處理陶瓷廢料的企業(yè)，如潮州楓溪陶瓷研究所就拆資建成了陶瓷廢料處理廠它把陶瓷垃圾加工后轉變成為高質量的瓷泥，每年可回收廢瓷2.8,t生產瓷泥近10萬,t促進了潮州陶瓷產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。將陶瓷工業(yè)固體廢棄物資源化，運用綠色設計技術對陶瓷產品的生命周期進行重新的設計與安排，要求其符合環(huán)境保護要求，對生態(tài)環(huán)境無害,資源與能源得到最有效地消耗配置。研究綠色設計技術，走可持續(xù)發(fā)展道路是實現中華民族的偉大復興的重要策略。1廢品來源：1.1陶瓷原材料開采、加工、粉碎、分篩、淘洗過程中產生的礦渣、粉塵、廢屑、污泥等。1.2陶瓷廢品陶瓷生產各個工序都可能產生廢品。根據廢品產生工段的不同可分為生坯廢料、施釉廢品、素燒廢品、燒成廢品及彩烤廢品等。1.3廢模具、匣缽日用瓷廠、衛(wèi)生瓷廠成型車間都大量使用石膏模他們在重復使用一定次數、破損及產品更新換代時，就失去了原有價值而成為廢模。廢匣缽來自有匣燒成車間主要是由于破損、粘連等原因，失去了原有強度、器形等成為廢匣缽。棚板作為無匣燒成時支撐和隔離坯體的耐火材料，在使用過程中由于各種原因破損成為廢棄物。1.4廢泥渣、廢磚屑陶瓷廠廢泥渣包括廢泥和廢渣。廢泥是指廢水沉淀物分含色釉料廢泥和不含釉料廢泥兩種,前者化學成分復雜，對環(huán)境影響比較大。廢渣主要是墻地磚拋光磨邊產生的其成分主要是砂輪磨料中的碳化硅、堿金屬化合物及可溶性鹽類。拋光磚生產中，研磨拋光工序通常將從磚坯表面去除0.5~0.7mm表面層，甚至高達1~2mm,再加上磨邊倒角等一系列深加工成為平滑細膩的拋光磚后會產生大量的磚屑，同時還包括砂輪磨料中的碳化硅、堿金屬化合物及可溶性鹽類。2陶瓷固體廢料的再利用2.1陶瓷廢料在陶瓷自身生產中的再利用當前，對陶瓷廠自身產生的工業(yè)廢料的回收利用的研究已取得突破性進展。廢料的泥水經回收、揀去雜物、除鐵外,又可以添加如瓷磚的配料中。沒有上釉的生坯可以全部化漿回用。對上釉的生坯廢品，粗陶廠可適當按比例混入泥料重復使用，而大部分日用瓷廠不宜回用，否則將影響釉燒質量。對于廢品、廢匣與廢窯具之類經高溫燒成的廢*斗則采用重新粉碎加工方法，粉碎后可作硬質料利用。將其磨碎成粒徑在0.5mm以下,然后按照一定的比例添加到瓷磚或其他產品的配料中。2.2陶瓷廢料在透水廣場磚中的應用隨著經濟的發(fā)展，現代城市的地表逐步被建筑物和混凝土等阻水材料所覆蓋形成了人們感官上的桑拿現象?，F大量使用廣場透水磚來取代瀝青或花崗巖來鋪設路面保持了地下水位的提升。而生產透水磚通常要用到陶瓷廢料以50%~70%陶瓷廢料與50%~30%的瓷石、滑石等基礎物料，加入一定比例的粘結劑，通常還要加入一些發(fā)泡劑，如:煤粉、木屑等，采用干壓法成型，燒成溫度在1150~1200e,采用合適的工藝條件，調節(jié)好顆粒級配、基礎配料的粒度和配比，成型壓力以及燒成制度等，可制得透水系數為3.2@10-4cm/s,抗折強度為18.4MPa,抗壓強度為19.7MPa的環(huán)保型滲水磚。為了獲得良好的滲水磚強度通常還要加入玻璃粉或高溫砂粒。透水磚各相合適的比例為:玻璃相20%~30%，晶相30%~40%,氣孔相30%~40%。在一般的隧道窯或輥道窯就可以進行燒結，非常方便,有利于工業(yè)化大生產。2.3陶瓷廢料在劈開磚中的應用劈開磚靠泥料原胎發(fā)色，具有質樸清新的情調，使建筑看起來穩(wěn)重大方而又自然飄逸現在有/買外墻磚只相當于買土地而買劈開磚就等于買品味0的說法，是目前國內外最為流行的外墻磚摻入，然后經與別的原料混料、煉泥、擠壓成型、干燥、燒結等工序制成劈開磚。陶瓷廢料還可以用在免燒磚和仿古磚等瓷磚工業(yè)中，根據需要磨細到一定粒度后摻入里面，然后按照一定工序進行生產，效果良好。2.4陶瓷廢料在水泥混合材和混凝土中的應用由于陶瓷廢料以硅酸鹽礦物為主，具有一定的活性,經粗碎、表面處理和磨細（要求入磨粒徑小于20mm）后其松散堆積密度在1400~1500kg/m3之間，能夠符合作為活性混合材料的標準要求破碎后的顆粒級配用砂調整。粉磨后的陶瓷本身不具有水硬性，但是具有火山灰之混合材料的特性,具備作為水泥混合材料使用條件（如表1所示）2.5在陶瓷廢料中提取貴重金屬多層陶瓷電容器（MLCC）一般為20~30層，由鈦酸鋇、鈦酸鉛及鉛、鈦、鎂、鉍等金屬氧化物及銀、鈀內電極漿料和端電極組成一般金屬含量小于8%。在生產多層陶瓷片電容器過程中產生的不合格產品常作為廢料扔掉，造成資源浪費,MLCC里面少量的銀、鈀等金屬是用途廣闊而又稀缺的材料，從各種貴金屬廢料中回收貴金屬制成高品位的再生資源日益受到人們的關注。它不但能處理掉廢料，還將會有可觀的經濟效益。一種是用液-液萃取法進行回收廢品中的鈀,先把陶瓷電容器廢料用硝酸溶解夕陪陽勺銀易分離回收，然后用萃取法回收鈀，與鈀比較，鈦酸鋇有較大的親水性/使用正丁醇等有機相，從鈀、鈦酸鋇混合細料中分離鈀時鈀進入油相，而鈦酸鋇留在水相從而達到分離回收的目的。如:在PH1-2的范圍內可奪得較高回收率，添加十二烷基醋酸銨作捕收劑能促進萃取把對鈀品位3.55%的陶瓷廢料在溶液PH1.0和捕收劑濃度為200mg/L條件下，用正丁醇進行萃取,萃取產品的產率約為10%,鈀回收率96.8%產品的鈀品位34.4%,其富集比為10。另一種方法就是硝酸溶解-碳酸鈉還原法，把廢料用硝酸溶解，浸出銀和鈀的硝酸鹽，然后在用碳酸鈉等還原熔煉銀鹽得到金屬銀,然后再用丁基黃藥（鈀的選擇性沉淀劑）從浸出渣洗水沉淀鈀。如:將MLCC廢料磨細至200目,用4mol/LHNO3、在液固比3、溫度80e下浸出2h,銀浸出率可達91%,鈀浸出率98%。用鹽酸從浸出液沉淀銀,經碳酸鈉熔煉，銀回收率88%。用丁基黃藥和鐵粉分別從洗水和浸出液中沉淀和置換鈀,所得粗鈀和鈀黑用傳統(tǒng)方法精煉，得到大于99.95%海綿鈀，鈀回收率95%。2.6陶瓷工業(yè)廢窯具、廢模具的回收利用由于輥道窯在陶瓷行業(yè)中大量使用，輥棒的使用量也很大，經過加工切割之后的邊角余料以及斷裂損耗量也急劇增多，這些廢料如果無法回收，將會帶來污染和浪費資源等問題?；厥绽眠@些耐火材料，使這種難處理的廢料變成一種新型材料，可以實現資源再利用。利用陶瓷輥棒廢料（莫來石-剛玉質）為主要原料（用量在50%~70%）,以高嶺土、滑石、碳酸鈣和碳酸鋇等為輔料，經粉碎、配料、混料、烘干后在CaO-MgO-Al2O3-SiO2或CaO-BaO-SiO2-Al2O3體系中，采用等靜壓成型和低溫快燒工藝能生產出含鋁量為50%~60%左右、性能優(yōu)異的高檔耐磨研磨介質這不但解決了輥棒廢料難處理的問題節(jié)約了礦物資源和能源，減少了環(huán)境污染，還降低了研磨介質的生產成本。陶瓷生產過程中產生的廢石膏?？煞謨蓚€途徑處理：一是現場再生利用;二是送至水泥廠作原料使用。再生工藝流程事先將廢石膏在水中浸泡以溶解模型中所析出的比例配合可制出質量較好的模型。這種處理方式的不足之處是只能部分再生利用且不能重復再生成本較高，有二次污染。因此國外大多是送水泥廠作生產水泥的原料。對于廢匣缽本廠可利用15%左右,其余可供給耐火材料廠生產耐火材料用。2.7陶瓷廢料的其它用途陶瓷廢料還可以用來制造陶粒新型建材制品如佛山陶瓷研究所利用陶瓷廠的廢料做成的輕質陶粒為主要原料,輔以造孔劑和防水劑，采用一般的成型方法研制成一種新型多孔地鐵吸音材料，該吸音材料吸音頻率范圍寬,吸音效果明顯。陶瓷廢料陶粒還能用于減震材料、蓄水材料中以及作為輕質陶?；炷凉橇系?。壓電陶瓷廢料還可以摻雜在瀝青、氯化丁基橡膠等阻尼減振材料中用來提高減振材料的減振性能。陶瓷廢料（陶粉）還可以用在陶瓷廢料生物處理資源化利用技術領域中，可以用來制造生物發(fā)酵劑。由于篇幅有限,在此不詳細敘述。隨著科技的發(fā)展和人們環(huán)保意識的增強,我們相信陶瓷廢料將會應用到更廣闊的領域中，會有更多的環(huán)保產品出現并得到利用。3對陶瓷廢料回收再利用的一點建議為實現陶瓷廢料的減量化、資源化、無害化實現陶瓷產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展陶瓷行業(yè)要走新型工業(yè)化道路,要依靠科學技術創(chuàng)新和體制機制的創(chuàng)新。我們建議政府相關部門對陶瓷廢料再利用的廠家實行一定的政策優(yōu)惠鼓勵利用陶瓷產區(qū)的陶瓷廢料進行二次產品開發(fā)立足環(huán)保和資源的再利用，調動全社會對環(huán)境保護以及資源再利用的積極性?，F在廣東省經貿委等4個部門就對佛山石灣美術陶瓷廠有限公司的某品牌高承重環(huán)保地磚實行了5年免稅的優(yōu)惠政策，這對今后陶瓷企業(yè)的持續(xù)發(fā)展提供了一點啟示。同時，相關部門應當采取一定的鼓勵措施鼓勵工程建設部門大量使用環(huán)保產品。在各大陶瓷產區(qū)，建立專門的陶瓷廢料加工處理廠對各大瓷區(qū)來說是非常必要的對各大陶瓷產區(qū)的可持續(xù)性發(fā)展有戰(zhàn)略性意義。