陶瓷工业固体废弃物的再循环.doc

陶瓷工业固体废弃物的再循环 24 材料导报网刊 2009 年9 月第4 卷第3 期 陶瓷工业固体废弃物的再循环 1 1 12 1 1 1 戴武斌 曾令可 刘艳春 税安泽 王 慧 程小苏 1 华南理工大学材料科学与工程学院广州 5106402 广州锐得森特种陶瓷科技有限公司广州 510435 摘要 陶瓷工业中大量的固体废料不但污染环境而且废料处理给生产厂家增加了成本将陶瓷废料回收利用经一 定加工后用于制造其它产品的原料不仅给陶瓷生产厂家带来效益还使得生态环境得到有效改善一举两得具有良好的 用前景 关键词 陶瓷工业 固体废料 回收 环境保护 recycle of ceramic industry solid rejectamenta 1 1 12 1 1 1 dai wubin zeng lingke liu yanchun shui anze wang hui cheng xiaosu 1 school of materials science and engineering south china university of technology guangzhou 5 10640 2 guangzhou redsun gas ap pliances co ltd guangzhou 510435 abstract in ceramic industry large numbers of ceramic waste not only pollute environment but also increase cost of disposing this waste this ceramic waste can be recycled in order to make it turn into materials of other products this not only increases behalf of ceramic company but also improve environment availably this method will have a good foreground key words ceramic industries solid waste recycle environmental protection 围的环境造成了很大的影响 0 前言 在材料的制备生产使用过程中常消耗大量的资源 和能源并排放大量的气固废污染物造成了环境污染 20 世纪90 年代初世界各国的材料科学工作者开始重视材 料的环境性能从理论上研究和评价材料对环境影响的定量 方 和手段从应用上开发对环境友好的新材料及其制品 经过几年的发展在环境和材料2 大学科之间开创了一门新 a 陶瓷坯体废弃物 b 陶瓷模具废弃物 兴学科 环境材料学其特性首先是节约能源和资源其 图1 陶瓷坯体 a 和 瓷模具 b 废弃物 次是减少环境污染避免温室效应和臭氧层破坏第三是资 fig1 ceramic body a and ceramic mold b reject 源容易回收和循环再利用 随着人们环保意识的增强 及资源缺乏的现状现在国 我国是陶瓷生产大国自1992 年起日用陶瓷和建筑卫 内外对陶瓷废料的再利用已十分关注据英国陶瓷研究协会 生陶瓷的产量就雄居世界首位但我国并不是陶瓷生产强 国这主要反映在产品的质量不高档次较低并在生产过 ceramic research 的报导英国的一些瓷砖工厂一直使用高 达 40 的再循环废瓷料日本许多建陶企业都配备了回转 程中排放大量的固体废弃物当今工业发达的国家对废料的 磨机专门对企业内产生的废料进行再加工与回收利用节 处理和再循环利用十分重视如英国等工业发达国家有很多 约了大量资源在国内也有了专门处理陶瓷废料的企业如 做法值得我们学习我国必须高度重视对陶瓷生产中废料的 某陶瓷研究所就斥资建成了陶瓷废料处理厂它把陶瓷垃圾 再循环和利用把它提升到环境材料学的高度加 研究和利 加工转变成为高质量的瓷泥每年可回收废瓷28t生产瓷 用提高到全民绿色环保的高度加 重视和解决 泥近10 万t 促进了潮州陶瓷产业的可持续发展 1 瓷废料的现状和来源分类 12 陶瓷废弃物的来源 11 陶瓷废料的现状 陶瓷工业废料主要是指在陶瓷制品生产过程中成形 目前我国大部分陶瓷工业固体废弃物的后处理现状很 干燥施釉搬运焙 及贮存等工序中产生的废料通常 不理想对于建筑卫生陶瓷废渣料的处理多数采用填埋 大致分类如下 不仅占用了大量土地也污染了周围的土壤水体大气等 121 陶瓷原材料 对生态环境造成了严重的危害图 1 是某陶瓷厂的陶瓷废 陶瓷原材料开采加工粉碎分筛淘洗过程中产生 料从图1 中可看到其不但占用了大量的土地而且对周 的矿渣粉尘废屑污泥等 武斌男1983 年生博士生主要从事无机非金属材料研究 e-maildwb22280yahoocomcn 曾令可通讯作者 教授 e-maillingkescuteducn 陶瓷工业固体废弃物的再循环戴武斌等 25 122 陶瓷废品 0507mm 甚至高达12mm 的表面层再加上磨边倒角 陶瓷生产各个工序都可能产生废品根据废品产生工段 等一系列深加工成为平滑细腻的抛光砖也会产生大量的砖 的不同可分为生坯废料施釉废品素 废品 成废品 屑同时还包括砂轮磨料中的碳化硅碱金属化合物及可溶 及彩烤废品等图2 为某陶瓷厂的生坯废料 经过粗碎 性盐类 2 瓷固体废料的再循环利用 21 陶瓷废料在陶瓷自身生产中的再利用 当前对陶瓷厂自身产生的工业废料的回收利用研究已 取得突破性进展废料的泥水经回收拣去杂物除铁又 可 添加到如瓷砖等的配料中没有上釉的生坯可 全部化 浆回用图5 为潮州某陶瓷厂把陶瓷生坯体直接倒入搅拌池 图2 陶瓷生坯废料 中搅拌混合回收 fig2 ceramic raw body waste 坯体废料主要是指陶瓷制品 成之前所形成的废料包 括上釉坯体废料及无釉坯体废料废釉料是指在陶瓷制品的 生产过程中施釉和施釉所存缺陷 及施釉过程 抛光砖的 研磨抛光及磨边倒角等深加工工序除外所形成的污水 污水经净化处理后形成的固体废料通常含有重金属元素按 其化学含量多少可分为有毒废釉料和有害废釉料 成废料 a 匣钵废品 b 模具废品 是陶瓷制品经焙 后生成的废料主要是 成废品 及在贮 图4 匣钵废品 a 和模具废品 b 存和搬运等生产工序中损坏而造成的废品 fig4 chest earthen bowl waste a and mold waste b 在佛山地区亦有一些厂家将平时各种坯体废料堆积在 一起到年底进行统一球磨再添加少量粘土原料专门制成 一批型号的产品这样也可 达到节约原材料降低生产成 本的目的图3 是某陶瓷厂的卫生洁具和日用陶瓷废料 图5 生坯回收 fig5 ceramic raw body recycling 对上釉的生坯废品粗陶厂可适当按比例混入泥料重复 使用而大部分日用瓷厂不宜回用否则将影响釉 质量 a 卫生洁具废品 b 日用陶瓷废品 对于废品废匣钵和废窑具之类经高温 成的废料则采用 图3 卫生洁具 a 和日用陶瓷 b 废品 重新粉碎加工方 粉碎后可作硬质料利用将其磨碎成粒 fig3 sanitary ware a and ceramics for daily use b 径在 05mm 下然后按照一定比例添加到瓷砖或其它产 waste product 品的配料中图6 分别是某陶瓷厂的鄂式破碎机 粗碎和 123 废模具匣钵 轮碾机 中碎 日用瓷厂卫生瓷厂的成型车间都大量使用石膏模他 们在重复使用一定次数破损及产品更新换代后就失去了原 有价值而成为废模废匣钵来自有匣 成车间主要是由于 破损粘连等原因失去了原有强度器形等成为废匣钵 棚板作为无匣 成时支撑和隔离坯体的耐火材料在使用过 程中由于各种原因破损成为废弃物图4 分别为潮州某陶瓷 厂的废模具和匣钵 a 鄂式破碎机 b 轮碾机 124 废泥渣废砖屑 图6 鄂式破碎机 a 和轮碾机 b 废泥渣包括废泥和废渣废泥是指废水沉淀物可分为 fig6 jaw crusher a and roll crushers b 含色釉料废泥和不含釉料废泥2 种前者化学成分复杂对 22 陶瓷废料在透水广场砖中的应用 环境影响比较大废渣主要是 地砖抛光磨边产生的其成 生产透水砖通常可 用到陶瓷废料 50 70 陶 分主要是砂轮磨料中的碳化硅碱金属化合物及可溶性盐类 瓷废料5030 的瓷石与滑石等基础物料加入一定比 抛光砖生产中研磨抛光工序通常将从砖坯表面去除 例的粘结剂通常还要加入一些发泡剂如煤粉木屑等 26 材料导报网刊 2009 年9 月第4 卷第3 期 采用干压 成型 成温度在 11501200 采用合适的 成了一种新型多孔地铁吸音材料该吸音材料吸音频率范围 工艺条件调节好颗粒级配基础配料的粒度和配比成型 宽吸音效果明显陶瓷废料陶粒还能用于减震材料蓄水 4 压力 及 成制度等可制得透水系数为 3210 cms 材料中 及作为轻质陶粒混凝土骨料陶瓷废料还可 在水 抗折强度为 184mpa 抗压强度为 197mpa 的环保型渗水 泥混合材混凝土中作为原料也可 从陶瓷废料中提取贵 砖为了获得良好的渗水砖强度通常还要加入玻璃粉或高 重金属等 温砂粒透水砖各相合适的比例为玻璃相 20 30 3 结语 晶相30 40 气孔相30 40 在一般的隧道窑或 辊道窑就可 进行 成非常方便有利于工业化大生产 我国是世界上最大的陶瓷生产国伴随着每年巨大的原 23 陶瓷废料在劈开砖中的应用 料产出和废瓷堆积陶瓷工业固体废弃物就成为引人关注的 劈开砖一般采用天然陶瓷原料为主要原料不使用球磨 一大公害随着自然资源的过度开发和消耗 及全球性 料生产工艺简单成本较低如果能把陶瓷废料作为生产 的环境污染和生态破坏人类认识到保护环境和有效利用资 劈开砖的原料就更能大大降低原料成本使其有更大的市场 源实现社会和经济可持续发展的重要性和迫切性从这个 竞争能力在劈开砖的生产过程中通常将陶瓷废料磨细到 意义上讲对我国废瓷资源的循环再利用具有重大的社会效 一定粒度后作为原料较粗颗粒 830 目 可增加劈开砖表 益和经济效益 面装 效果含量可在15左右筛下物 30 目筛 可直接掺 参考文献 入然后经与其它原料混料炼泥挤压成型干燥 结 1 董峰 等 陶瓷工业固体废弃物的回收再利用j 硅酸 等工序制成劈开砖陶瓷废料还可 用在免 砖和仿古砖等 盐通报 2006 6124 瓷砖工业中根据需要磨细到一定粒度后掺入配方中然 2 俞康泰 陶瓷废料的再循环和环境材料学j 佛山陶瓷 后按照一定工序进行生产效果良好 2003 936 24 陶瓷工业废窑具废模具的回收利用 3 曾令可 利用陶瓷废料制备保温 体材料j 新型建筑 由于辊道窑在陶瓷行业中大量使用辊棒的使用量也很 材料 2008 35 4 5 大经过加工切割之后的边角余料 及断裂损耗量也急剧增 4 戴武斌 等 工艺条件对环保型透水砖基本性能的影响 加这些废料如果无 回收将会带来污染 及浪费资源等 分析j 中国陶瓷工业 2007 126 问题回收利用这些难处理的废料使其变成一种新型材料 5 曾令可 等 抛光砖废料制备吸音材料j 人工晶体学 可 实现资源再利用 报 2007 36 4 898 利用陶瓷辊棒废料 莫来石-刚玉质 为主要原料 用量在 6 侯来广 等陶瓷废料的综合利用现状j 中国陶瓷工业 50 70 高岭土滑石碳酸钙和碳酸钡等为辅料 2005 841 经粉碎配料混料烘干后在cao-mgo-al o -sio 或 7 蔡祖光 陶瓷工业废料废渣的处理j 佛山陶瓷 2002 311 2 3 2 cao-bao-sio -al o 体系中采用等静压成型和低温快 工 8 韩复兴 陶瓷厂废料生产多孔陶瓷的研究j 陶瓷研究 2 2 3 艺能生产出含铝量为 5060性能优异的高档耐磨 2002 124 研磨介质这不但解决了辊棒废料难处理的问题而且节约 9 小塘 等 多层陶瓷电容器废料中回收银钯工艺的研 了矿物资源和能源减少了环境污染还降低了研磨介质的 究j 稀有金属 1998 126 生产成本 10 颜东亮 等 陶瓷辊棒制造高档高耐磨研磨介质研究j 陶瓷生产过程中产生的废石膏模可分2 个途径处理一 非金属矿 2004 614 是现场再生利用二是送至水泥厂作原料使用再生工艺流 11 刘志国 工业废料用于瓷砖坯料j 佛山陶瓷 2003 533 程为首先将废石膏在水中浸泡 溶解模型中所析出的比例 12 尹奇德 陶瓷工业污染综合预防j 陶瓷科学与艺术 配合可制得质量较好的模型这种处理方式的不足之处是 2004 624 只能部分再生利用且不能重复再生成本较高有二次污染 13 于利刚