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工业废渣在陶瓷行业中的回收利用

作者:user 来源:  日期:2019-10-07 22:22

因工业废渣排放而造成的环境污染,已经构成对人类生存的严重威胁。近年来,陶瓷企业不仅能回收利用自产的废渣,还消化利用了其它行业的废渣,取得了一些成效,但还存在很多急需解决的问题。只要陶瓷企业能够增强社会责任感,政府出台一些行之有效的对策,陶瓷企业、大专院校、科研单位在废渣利用方面不断开拓创新,陶瓷行业是可以为回收利用工业废渣作出更大贡献的。 
   
  1 前 言 
   
   联合国第一次气候大会有170多个国家或政府首脑出席,我国政府也在大会上作出了节能减排的庄严承诺。大会达成共识:由于工业的迅猛发展,造成地下矿产资源的高度开采,环境污染已经构成对人类生存的严重威胁,而作为影响气候的环境保护已经到了非抓不行的时候了。 
   我国实行改革开放三十多年来,国民经济有了较大的发展,但随之而来的环境保护问题已经成为人们关注的焦点。工业废渣的大量排放,严重挤占了农田、耕地和山地,使水和空气受到了污染,而简单的填埋措施既浪费人力、物力,还污染地下水质。从近来各地发生的群体性事件来看,也大多与工业污染和环境保护有关。因此,如何变废为宝,化废料废渣为再生资源,循环利用,已经成为企业、环保和科技部门的一个急需解决的课题。 
   陶瓷行业是工业废渣的排放大户之一,近年来,各瓷区对废渣的回收利用都进行了广泛的研究,取得了较好的经济效益和社会效益。陶瓷行业不仅在回收消化本行业所产的废渣方面积累了经验,而且还有效地把其它行业所产的废渣用来制造陶瓷器,变废为宝,为区域的环境保护和经济发展做出了贡献。 
  2 陶瓷行业自产废渣回收利用情况 
   
  2.1 废瓷的利用 
   废瓷是指陶瓷制品在窑内烧成后,产生诸如坯裂、惊裂、掉把、碰磕、粘疤、严重落渣或严重变形等各种缺陷而没有使用价值的废品。 
   对于日用陶瓷废瓷的利用,有关报道较多。就潮州瓷区而言,这方面的工作做得较好。有的企业把废瓷用于制坯或配釉,做到自产自消;有的企业在坯釉配方中的废瓷加入比例较大,自产的废瓷不够用,还要从别厂调进;有的企业废瓷利用率较低,配比用量较小,略有剩余,可以转让给别厂利用。 
   对于卫生洁具的废瓷,在潮州瓷区以前回收利用得较少。近几年有些单位开展了卫生洁具废瓷回收利用项目的研究,取得了成功。据资料介绍,在卫生洁具坯体中,引入30%的废瓷,可相对减少长石用量,降低烧成温度;与其相匹配的釉料则以钙釉为基础,调整硅铝比,加入超细硅酸锆乳浊剂。 
  2.2废土的回收利用 
   废土是指陶瓷半成品在各个工序经加工而削除的边角料,或产生的粉尘,或因搬运时不慎掉在地上的废坯,或在修坯上釉等工序沉积在盆里的沉淀物,或是清理机台时的废料。这些废土一般带有较多的杂质,有些工厂往往不予利用,而当作废渣倒掉。 
   对于日用陶瓷行业,干净的废土基本得到回收利用;而较脏的废土,因含有较多的杂质(有些是施有颜色釉的废土),有些厂家认为一时难以处理干净而倒掉,造成环境污染。 
   潮州某厂对于这些较脏的废土采用集中存放、集中处理、三次高强磁除铁和三次过振动筛等方法,并与干净的坯泥按比例混合,制成适合出口要求的釉下青花瓷坯和色坯,取得了较好效果。 
  2.3废窑具的回收利用 
   废窑具是指陶瓷制品在窑内烧成时,用于盛装制品的匣钵、棚板、支柱、支架等耐火器具(窑具)发生破裂、损坏或严重弯曲变形等现象造成的废品。 
   随着清洁能源的广泛采用,陶瓷制品基本上实现了裸装烧成。但有时为了增加盘、碟类制品的窑炉装容量,偶尔也采用一些匣钵来装坯。 
   对于废匣钵,大多数企业都能把它作为熟料,按比例加入到新匣钵料中,经处理后又可制成新匣钵(新窑具),用于装烧陶瓷坯体。另外有资料报道,有研究人员作了“用废匣钵料制作多孔渗水砖”的研究,把废匣钵破碎后分别过40目、40~16目、16目和4目筛而得到A、B、C、D四种粒度的骨料,配以长石、石英、白云石、苏州土和石灰石组成的粘结剂约24%,用3MPa/cm2的压力压制成形具有多孔结构的渗水砖,于1170℃下烧成且保温30min。其渗水砖性能良好,渗水速度≥2×10-2cm/s,抗折强度≥18MPa/cm2。 
   对于各种材质的棚板、支架、支柱等废渣,虽然生产陶瓷制品的企业没能直接利用它,但是大多还是被生产窑具的企业所回收利用,用于制造新支架、新支柱,或用于制作隔焰窑炉的马弗板等。 
  2.4高岭土尾砂的回收利用 
   高岭土尾砂是指含砂子较多的高岭土经捣碎加工和水力淘洗后,沉积在沟渠里的没有可塑性的较粗的砂子。 
   有些企业为了提高坯料的可塑性,往往要把某种高岭土原料经机碓捣碎后再用水力淘洗处理,以除去较粗的砂子;大多数的专业化高岭土矿公司也用水力淘洗的方法除去粗砂,再把高岭土的微细粒子经烘干后用袋装销售。 
   对于高岭土尾砂的利用,各地都有一些成熟的经验做法。就潮州瓷区而言,若尾砂中含有较多的长石质,则把它当作长石使用;若石英质较多者,则把它当作石英使用。如潮州某单位在卫生洁具废瓷利用的坯体中掺加5%的高硅尾砂;又如潮州某瓷釉厂在强化瓷釉中加入10%的长石质砂头。 
   高岭土尾砂在其它陶瓷方面也得到了应用。广西某单位做了“利用高岭土尾矿和白云石制备玻璃陶瓷”的研究。在玻璃陶瓷料中,高岭土尾矿用量在50%以上,配以长石、白云石、硼砂、萤石、滑石等原料,经1230~1250℃熔制后水淬,湿磨过100目筛,干燥,再平铺在经素烧过的瓷质砖上,入窑经煅烧、核化和晶化处理,玻璃陶瓷层与基底瓷砖结合牢固,各项性能优良。 
  2.5陶瓷厂废渣的综合利用 
   据资料介绍,有的企业把废瓷、废匣、废耐火砖等废渣分别粉碎后,按比例加入到其它新原料中,制成瓷砖或西式瓦;又有资料介绍,有的企业以废土粉作填充料、废瓷粉作骨料,粉煤灰和釉粉作发泡基础料,以煤粉为发泡剂,以硼酸和硝酸钠为助泡剂,制成容重轻、强度高、适合于作新型墙体材料或作广场透水砖的多孔陶瓷制品。 
   
  3 其它行业废渣在陶瓷行业的回收利用情况 
   
   陶瓷行业是产生废渣的大户,同时又是回收利用、消化废渣的能手。不仅自产的废渣能得到回收利用,而且还消化利用了一部分其它行业产的废渣,变废为宝。 
  3.1利用火力发电厂的废渣粉煤灰制造玻璃陶瓷 
   据资料介绍,某单位采用火力发电厂的废渣废煤灰与工业Al2O3、碱式碳酸镁,配以CMC作粘结剂,硬脂酸为润滑剂,在1300℃下合成堇青石质微晶玻璃。该材料有较多且均匀的气孔,具有良好的抗热震性能,经1200~280℃水循环37次不裂。在该项目中,粉煤灰用量达68%。 
  3.2利用铜尾矿和钽铌尾矿制备玻璃陶瓷 
   有资料介绍,某单位采用铜矿尾砂、钽铌矿尾砂和石英、纯碱、石灰石、萤石等原料配成玻璃陶瓷料,在1400℃下熔制后水淬成玻璃粒,再经900℃核化和1100℃晶化处理,得到性能优良的CaO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃。在该项目中铜矿尾砂用量达40%以上,钽铌矿尾砂用量达20%以上。 
  3.3利用金矿尾砂制备玻璃陶瓷 
   福建某单位经过对福建双旗山金矿尾砂的分析后发现,尾砂中除了Si、Al、K、Na外,还含有Fe2O3 4.07%、CaO 4.72%、MgO 2.86%,是制备玻璃陶瓷的良好原料。该项目完全采用单一的尾砂原料,在1300℃下熔化后水淬成玻璃粒,再经750℃核化和860℃晶化,制成CaO-MgO-Al2O3-SiO2系统的物美价廉的黑色玻璃陶瓷制品。 
3.4利用废建筑玻璃研制玻璃陶瓷 
   据资料报道,福建曾有人以废碎的建筑玻璃为基础原料,以Cr2O3为晶核剂,经粉碎加工后于570℃下核化和720℃下晶化,制成性能优良的玻璃陶瓷制品。该项目所用原料不需高温熔融,产品烧结温度低、能耗低、成本低,经济效益显著。 
  3.5利用废瓷、废玻璃和粉煤灰制备无光乳浊釉 
   据资料介绍,某单位利用日用细瓷废品、普通玻璃废品和发电厂的粉煤灰,配以长石、方解石、滑石、高岭土、硅酸锆、碳酸钡、氧化锌及少量熔块等原料制成适合1170~1190℃氧化气氛烧成的无光乳浊釉。在该项目中,废瓷用量达30%~42%、废玻璃5%~8%、粉煤灰25%~35%。 
  3.6利用粉煤灰和废泥制备黑陶制品 
   据资料介绍,某单位采用20%的热电厂粉煤灰和20%的陶瓷厂废泥,配以紫页岩、紫木节粘土、红砂岩、铁矿石、黄砂等原料,以碳酸钠和三聚磷酸钠作稀释悬浮剂,制成流动性和悬浮性都较好的泥浆,用空心注浆法成形黑陶制品,并在梭式窑中于1100℃烧成。 
  3.7利用粉煤灰制作饰面砖 
   据资料介绍,湖南某单位采用火电厂的粉煤灰制成饰面砖。在该项目中,粉煤灰用量为65%~75%、铜官粘土25%~30%、长石质低温砂5%~10%,混合料经湿磨后过筛、干燥、压制成坯体,在1230℃下煅烧,制成深黄绿色瓷质饰面砖。该制品性能良好,吸水率仅为0.26%,若施以白色乳浊釉则可制成白色饰面砖。 
   
  4 关于对工业废渣利用的几点看法 
   
  4.1 企业应增强社会责任感 
   企业的发展一方面为社会创造了财富,另一方面又为社会带来了某些弊病,给环境造成了污染。改革开放后,民营企业如雨后春笋般迅速发展起来。建厂初期由于缺乏资金,对废渣处理没有全面考虑,但经过若干年发展之后,企业壮大起来了,是系统地全面地进行三废处理的时候了。有的企业做得较好,做到少排放或零排放;有的企业不太重视,废渣照排、废气照放、废水照流。为此,笔者呼吁企业应在发展经济的同时增强社会责任感,重视环境保护,重视三废处理,保护我们的生存空间,将所获利润的一小部分投入到三废治理方面,回报社会。 
  4.2政府要出台一些行之有效的对策 
   工业废渣的回收利用,单从技术层面来讲,有些是很成功的。比如卫生洁具废瓷的回收利用问题,几年前广东某科研单位就进行了研究攻关,在卫生洁具坯体中废瓷的利用率达30%以上,并进行了批量生产。如果每个卫生洁具企业都能按照这个技术路线进行回收处理废瓷,则废瓷完全可以做到自产自消,卫生洁具的废瓷就可以做到零排放。但事实却不然,这项技术至今还没有在卫生洁具企业得到广泛的应用。据了解,主要是产品成本问题。通过粉碎加工废瓷得到的坯料比直接采用高岭土制备的坯料,每吨价格要高出100多元。企业从自身利益考虑,废瓷料自然是难以加以利用。 
  为此,政府应研究出台一些行之有效的对策,鼓励卫生洁具企业主动积极地回收利用废瓷配料。比如,可在一个瓷区设立一个或多个专门从事废瓷回收利用的坯泥制备厂,要求卫生洁具企业把废瓷运来,换回制备好的坯泥,政府则给坯泥厂予适当补贴,等等。 
  4.3提倡坯泥采用原矿全球磨工艺,减少高岭土尾砂排放。 
   对于高岭土尾砂的回收利用,目前各厂做法不一。有的企业把高岭土淘洗后的尾砂全部倒掉,有的企业部分回收利用。根据潮州某厂的经验,陶瓷坯料采用原矿全球磨的细加工工艺,加之较长时间的陈腐并经多次真空练泥,完全可以使坯泥可塑性满足成形工艺要求,使原料利用率达99%以上。至于专业化生产坯泥的企业,也可走坯泥全球磨工艺这条路线,确实需要经淘洗处理的也可把淘洗出来的粗砂单独球磨后再与其它细料混合。至于全球磨工艺可能会造成坯泥含硅量过高的问题,可通过外加工业氧化铝的办法来解决。高岭土公司的尾砂也要妥善处理,除作陶瓷、微晶玻璃用料外,还可开辟其它用途。 
  4.4其它工业废渣也要开辟在陶瓷行业的应用领域 
   陶瓷行业外的其它工业废渣,还可开辟一些新的应用领域。例如:可以利用粉煤灰等废渣、废土制备陶瓷坯泥或生产各种温度等级的陶瓷制品,配以颜色釉、艺术釉装饰或其它装饰手法,并在产品器型上大胆创新,同样也可以变废为宝,生产出质量上乘的陶瓷制品。 
   
  5 结 语 
   
   陶瓷企业属于劳动密集型企业,它一方面解决了大量劳动力就业,具有较好的社会效益;另一方面又是消耗矿产资源的大户,要排放出大量的废渣、废气和废水,对环境造成污染。工业废渣的回收利用,是摆在陶瓷企业面前的一个急需解决的问题。陶瓷企业不仅要回收利用好自产的废渣,还有责任消化回收其它行业产生的废渣。 
   笔者认为,只要陶瓷企业及企业家能够增强社会责任感,增加忧患意识,高度重视废渣利用问题,相信在工业废渣的治理方面肯定会有所作为;地方政府在如何协助企业处理三废等方面,也应拿出具体的行之有效的办法;陶瓷企业、大专院校、科研单位也应在废渣利用方面巩固和完善现有的成果,拓展工业废渣利用空间,开发应用废渣的新品种并在器型设计、外观装饰上不断创新。 

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