趙香玉,王凱華,吳火焰

(河南建筑材料研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司,河南 鄭州 450002)

0 引言

近年來,我國陶瓷產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛,2013年全國陶瓷磚總產(chǎn)量達(dá)到95.81億平方米,其中拋光磚作為陶瓷行業(yè)的主要產(chǎn)品,占比高達(dá)50%；每生產(chǎn)1平方米拋光磚將會(huì)產(chǎn)生2.1kg左右的拋光磚廢渣[1]。這些固體廢棄物嚴(yán)重影響了環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,必須采用有效的方法消納廢渣、變廢為寶。再循環(huán)型綠色建材可盡可能實(shí)現(xiàn)重復(fù)使用和循環(huán)使用建筑材料,有助于減少廢棄物的產(chǎn)生[2]。許多科研院校和陶瓷企業(yè)也致力于綠色建材的研發(fā),通過技術(shù)創(chuàng)新充分利用拋光磚廢渣生產(chǎn)綠色環(huán)保的陶瓷制品。

1 拋光磚廢渣的來源

拋光磚因耐磨、表面光滑平整、色彩豐富等優(yōu)點(diǎn)倍受消費(fèi)者的青睞,成為目前墻地磚裝飾的主流產(chǎn)品。拋光磚廢渣主要來源于產(chǎn)品后期的銑磨、粗磨、細(xì)磨、拋光及磨邊等一系列冷加工過程,通常會(huì)將磚坯的表面層去除0.5～0.7mm。而且,瓷質(zhì)仿古磚、全拋釉等產(chǎn)品的加工過程都會(huì)形成一定量的拋光磚廢渣?？傊?我國上千條拋光磚生產(chǎn)線每年將產(chǎn)生幾百萬噸甚至上千萬噸的拋光磚廢渣。

2 拋光磚廢渣主要成分

拋光磚廢渣的主要成份是磚屑、碎屑及磨粒(一般多為碳化硅、金剛石、堿土金屬離子和可溶性鹽)等,成分復(fù)雜、不穩(wěn)定。此外,在處理生產(chǎn)廢水時(shí),會(huì)加入硫酸鋁、硫酸鐵等無機(jī)絮凝劑和磺化聚丙烯酰胺、聚乙烯吡啶鹽等有機(jī)絮凝劑,這些絮凝劑經(jīng)壓濾處理將留在拋光磚廢渣中,使材料成分更復(fù)雜。并且,不同廠家、不同生產(chǎn)線產(chǎn)生的拋光磚廢渣成分也有所不同,這也加劇了拋光磚廢渣再利用的難度。

3 應(yīng)用現(xiàn)狀

拋光磚廢渣的綜合利用將有助于資源的減量化、資源化和無害化,下面將探討使用陶瓷廢渣制備泡沫類陶瓷、釉面磚等材料的研究進(jìn)展。

3.1 制備泡沫陶瓷

由于拋光磚廢渣中含有碳化硅,碳化硅可在高溫下和氧氣反應(yīng)生成二氧化硅和二氧化碳；二氧化碳的逸出可使產(chǎn)品體積極速增大,所以,碳化硅在陶瓷制備中有發(fā)泡作用。李良龍等人[3]采用小于200目的由適石英和莫來石組成的拋光磚廢渣,碳化硅顆粒作為發(fā)泡劑,通過正交實(shí)驗(yàn)法研究拋光磚廢渣制備泡沫陶瓷材料的影響因素和最優(yōu)配方。結(jié)果表明影響泡沫陶瓷材料體積密度的優(yōu)先次序?yàn)榘l(fā)泡劑添加量>燒成時(shí)升溫速率>保溫時(shí)間>燒成溫度,在最優(yōu)條件下(磨頭廢屑添加量為2wt%、升溫速率為3℃/min、燒成溫度為1170℃、保溫時(shí)間為20min)可制備體積密度為0.35g/cm3的泡沫陶瓷。

3.2 制備釉面磚

目前,廣東宏陶陶瓷有限公司使用16%—18%的拋光磚廢渣制備致密釉面磚,該技術(shù)得到了專家的認(rèn)可,在國內(nèi)處于領(lǐng)先水平。余國明等人[4]采用“特定階段延長燒成時(shí)間、減少素?zé)陀詿郎囟炔?、提高底釉熔融溫度、提高面釉高溫粘度”的生產(chǎn)工藝,將拋光磚廢渣作為高檔釉面磚坯體的主要原料,研制出釉面磚生產(chǎn)的最佳配方(磨邊廢料摻入量為7%～10%、拋光工序廢料摻入量為18%～22%),提高廢渣的摻入量。該方法制備的產(chǎn)品各項(xiàng)主要性能指標(biāo)均達(dá)到或者優(yōu)于國標(biāo)水平,其平均斷裂模數(shù)高達(dá)26.7MPa。該技術(shù)的成功應(yīng)用具有極大的經(jīng)濟(jì)效益,可以很大程度上減少拋光磚廢渣的排放量；但是由于產(chǎn)品質(zhì)量的不穩(wěn)定性,拋光磚廢渣利用率并不高,目前規(guī)模利用拋光廢渣生產(chǎn)釉面磚企業(yè)還很少。

3.3 其它

遼寧省輕工產(chǎn)品質(zhì)量檢測中心[5]以拋光磚廢渣為主要原料,利用拋光廢渣在高溫下發(fā)泡的原理,經(jīng)成形、燒成、切割等工序制備閉孔輕質(zhì)陶瓷材料,可以作為建筑保溫材料和隔音材料使用。羅浩樂等[6]利用拋光磚廢渣研制了兼具保溫隔熱功能的新型輕質(zhì)建筑材料,具有密度低(0.9～1.3g/cm3)、強(qiáng)度高(10～18MPa)、保溫性能好(0.32W/m·K)等優(yōu)點(diǎn)。拋光磚廢渣不僅可以制備隔音保溫材料,還可以用來生產(chǎn)壓蒸纖維水泥板,摻入比例高達(dá)20%仍可以保證水泥板的基本物理性能。廣東新元素板業(yè)有限公司經(jīng)過小規(guī)模的實(shí)驗(yàn),成功實(shí)現(xiàn)了拋光磚廢渣摻入量為20%的壓蒸水泥板的量產(chǎn)。

4 結(jié)論

由于拋光磚廢渣成分復(fù)雜且不穩(wěn)定,目前實(shí)際生產(chǎn)中利用率仍較低。目前拋光磚廢渣的應(yīng)用主要集中在制備多孔陶瓷、釉面磚、輕質(zhì)隔音保溫材料等。但是由于生產(chǎn)上的不穩(wěn)定性,還不能實(shí)現(xiàn)廢渣的大規(guī)模循環(huán)使用。因此在今后的研究工作中,需要加強(qiáng)對(duì)拋光磚廢渣的應(yīng)用進(jìn)行全面研究,通過技術(shù)創(chuàng)新提高對(duì)廢渣的資源利用率,變廢為寶,為企業(yè)提高效益。

[1]侯來廣,曾令可.陶瓷廢料的綜合利用現(xiàn)狀[J].中國陶瓷工業(yè),2005,12(4):41-44．

[2]周淑靈.綠色建筑材料的應(yīng)用評(píng)價(jià)[J].江西建材,2009(3): 45-46．

[3]李良龍,馬夢(mèng)蘭,黎友海,等.利用拋光磚廢渣制備泡沫陶瓷的工藝探索[J].佛山陶瓷,2016,26(8): 4-7．

[4]余國明,李少平,王貴生.陶瓷拋光廢渣循環(huán)利用新技術(shù)[J].佛山陶瓷,2009,19(12):1-5．

[5]喬木,王欣丹,王艷,等.拋光磚拋光廢料的回收利用途徑分析[J].中國陶瓷,2011(1): 25-28．

[6]羅浩樂.利用拋光磚廢渣生產(chǎn)輕質(zhì)外墻磚[D].景德鎮(zhèn):景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院,2009．