區(qū)邦熙

摘 要：隨著陶瓷行業(yè)的快速發(fā)展，拋光廢渣的循環(huán)利用已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)。本文從拋光廢渣制備陶瓷磚的角度，分析國(guó)內(nèi)企業(yè)和科研院所對(duì)拋光廢渣制備陶磚的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀。重點(diǎn)總結(jié)了拋光廢料在制備墻內(nèi)釉面磚、多孔陶瓷磚、陶瓷仿古磚、免燒透水磚以及超薄拋光磚方面的研究和應(yīng)用情況，以期幫助企業(yè)節(jié)約陶瓷生產(chǎn)升本和固體廢料的污染問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：拋光廢料;陶瓷磚;制備

1 前 言

隨著我國(guó)陶瓷行業(yè)的快速發(fā)展，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)社會(huì)中發(fā)揮了重要的作用，我國(guó)的陶瓷磚產(chǎn)量已經(jīng)連續(xù)多年位居世界產(chǎn)量的第一位。但是在陶瓷行業(yè)快速發(fā)展的同時(shí)，也出現(xiàn)了大量的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染等問(wèn)題[1]。尤其最近幾年來(lái)陶瓷生產(chǎn)企業(yè)的拋光廢渣利用得到了政府部門的重視。基于此，高校和科研院所開(kāi)始進(jìn)行回收拋光廢渣制備陶瓷磚的研究。雖然最近幾年拋光廢渣的循環(huán)利用取得了一些成績(jī)，但是仍然存在回收效率低、陶瓷磚制備不穩(wěn)定的問(wèn)題。所以，如何將拋光廢渣變廢為寶，充分利用拋光渣制備出合格的陶瓷磚，已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究熱點(diǎn)。

目前超過(guò)90%的拋光廢渣處理是采用就地掩埋的方式，不到10%的拋光渣進(jìn)行循環(huán)回收利用。拋光廢渣的應(yīng)用范圍主要包括了墻內(nèi)釉面磚、陶瓷仿古磚、多孔陶瓷、免燒透水磚和制備超薄拋光磚等。表1位最近幾年來(lái)國(guó)內(nèi)利用拋光廢渣制備陶瓷磚的應(yīng)用企業(yè)。可以看出，拋光廢渣制備陶瓷磚的技術(shù)研究主要集中在國(guó)內(nèi)的陶瓷企業(yè)和相關(guān)科研院所學(xué)校。

2拋光廢渣制備陶瓷磚的利用現(xiàn)狀

2.1 墻內(nèi)釉面磚

利用拋光廢渣制備墻內(nèi)釉面磚目前是最簡(jiǎn)單和最有效的利用方法，在這個(gè)領(lǐng)域內(nèi)，目前廣東紅陶陶瓷走在最前端。付亞玲（2018）的研究認(rèn)為當(dāng)拋光廢料的加入量為8%-10%時(shí)，墻內(nèi)釉面磚的性能達(dá)到最好。通過(guò)采用正交試驗(yàn)，優(yōu)化調(diào)整高、低溫砂以及黑泥的含量，從而研制出能夠適合墻內(nèi)釉面磚的原材料[3]。表2為利用拋光廢渣生產(chǎn)出來(lái)的墻內(nèi)釉面磚的各項(xiàng)物理性能。廣東宏陶陶瓷公司在墻內(nèi)釉面磚中的拋光渣比例達(dá)到了18%，這個(gè)使用比例在行業(yè)內(nèi)處于較高的水平。但是從整個(gè)陶瓷行業(yè)來(lái)看，整體的拋光渣利用水平還并不是很高，主要原因就是產(chǎn)品的質(zhì)量不穩(wěn)定。謝紅波（2019）認(rèn)為即時(shí)18%的拋光廢渣利用比例仍然不過(guò)，只有拋光廢渣的比例超過(guò)50%，才能夠進(jìn)行良好的利用，所以配方設(shè)計(jì)方面還需要進(jìn)行優(yōu)化研究[4]。

2.2 陶瓷仿古磚

目前學(xué)術(shù)界對(duì)使用拋光廢料制備陶瓷仿古磚的研究已經(jīng)取得了較大的進(jìn)步。拋光廢料經(jīng)過(guò)去除雜質(zhì)、干燥和造粒后，作為添加材料用于陶瓷仿古磚的制備，一方面能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)保，另一方面也可以降低陶瓷仿古磚的生產(chǎn)成本。圖1為佛山某陶瓷公司利用拋光廢料生產(chǎn)的仿古陶瓷磚，目前已經(jīng)在市場(chǎng)上開(kāi)始應(yīng)用，但是需要注意的是如果拋光廢料中存在一些可以發(fā)泡的膨脹物會(huì)限制陶瓷磚的應(yīng)用[6]。

2.3 多孔陶瓷磚

多孔陶瓷磚比較輕質(zhì)，就是利用拋光廢渣在高溫發(fā)泡的原理，再加入陶瓷原料組成配合料，然后燒結(jié)、切割等工序生產(chǎn)出輕質(zhì)的多孔陶瓷磚。多孔陶瓷磚的氣孔均為封閉氣孔，可以作為很好的保溫材料和隔音材料。華南理工大學(xué)夏海斌（2019）認(rèn)為將拋光廢渣、黏土以及低溫砂、高溫砂按照一定的比例進(jìn)行混合、球磨、干燥、燒結(jié)等工序后，制備出輕質(zhì)的多孔陶瓷磚，材料密度為0.9g/cm3，抗壓強(qiáng)度為6MPa，導(dǎo)熱系數(shù)只有0.23W/m .K，同時(shí)該多孔陶瓷磚的耐火溫度可以達(dá)到1200℃。雖然利用拋光廢料制備的多孔陶瓷磚各項(xiàng)性能比較優(yōu)異，但是從實(shí)際應(yīng)用角度來(lái)說(shuō)，其抗壓強(qiáng)度還是相對(duì)較低[7]。孫濤（2018）通過(guò)使用拋光廢料制備了輕型多孔陶瓷，抗折強(qiáng)度可以達(dá)到10-18MPa，導(dǎo)熱系數(shù)只有0.32 W/m .K[8]。同時(shí)侯來(lái)廣（2017）通過(guò)對(duì)拋光廢料的制備工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，主要包括了成型壓力、燒結(jié)溫度以及拋光廢料添加量等，并且適當(dāng)在成分中增加了球土的含量，比如增加的莫來(lái)石的成分，適當(dāng)了提升多孔陶瓷磚的抗壓強(qiáng)度[9]。

從企業(yè)開(kāi)發(fā)多孔陶瓷磚的角度來(lái)看，佛山歐神諾陶瓷公司利用拋光渣廢料，開(kāi)發(fā)出一種輕型的多孔陶瓷磚，密度為0.95-1.35g/cm3，產(chǎn)品規(guī)格可以達(dá)到670mm×1800mm，孔徑的大小可以利用磨料的分散程度來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，孔徑的平均尺寸在2-4mm[10]。廣東唯美陶瓷有限公司也進(jìn)行了輕質(zhì)多孔陶瓷的研制，研制出不同規(guī)格的多孔陶瓷磚。產(chǎn)品的密度可以通過(guò)采用不同的制備工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而滿足市場(chǎng)上不同客戶的需求。廣東金意陶瓷有限公司生產(chǎn)的輕質(zhì)多孔陶瓷磚其斷裂強(qiáng)度可以達(dá)到14.55MPa，密度只有0.82g/cm3，破壞強(qiáng)度為1279N[11]。

在輕質(zhì)多孔陶瓷磚的產(chǎn)品應(yīng)用方面，歐神諾陶瓷公司采用拋光廢渣生產(chǎn)的輕質(zhì)陶瓷磚-晶立方，其具體性能如表3所示。在廣東的地鐵強(qiáng)木上也使用了輕質(zhì)陶瓷磚-QQ板，目前也取得了良好的應(yīng)用效果。該產(chǎn)品中拋光廢料的添加量達(dá)到了50%，產(chǎn)品的規(guī)格可以達(dá)到1200mm×1100mm，而且密度較小，真正實(shí)現(xiàn)了拋光廢料制備輕質(zhì)陶瓷磚的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用[12]。

2.4 免燒透水磚

國(guó)內(nèi)的企業(yè)也開(kāi)始利用粉煤灰和拋光廢料開(kāi)始制備環(huán)保免燒透水磚，在節(jié)約陶瓷原材料資源的同時(shí)，同時(shí)免燒磚透水磚的內(nèi)部空隙可以讓雨水及時(shí)的滲透至土壤之中，這對(duì)地表生態(tài)的環(huán)境恢復(fù)具有重要的作用，這是一種具有發(fā)展前途的陶瓷磚。但是這種免燒透水磚沒(méi)有經(jīng)過(guò)專門的燒結(jié)，其力學(xué)強(qiáng)度和絕熱性有待進(jìn)一步提升。目前免燒陶瓷磚已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)入小批量的生產(chǎn)階段，70%都是拋光廢料，使得免燒陶瓷磚的生產(chǎn)成本大大降低。佛山市某個(gè)固體廢棄物處理中心通過(guò)對(duì)陶瓷原材料的配方優(yōu)化，使用壓磚機(jī)將廢棄的陶瓷拋光料直接壓制成磚體，生產(chǎn)工藝比較簡(jiǎn)單，目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模的生產(chǎn)應(yīng)用。

2.5 制備超薄拋光磚

通過(guò)對(duì)拋光廢渣以及相關(guān)配料進(jìn)行超微細(xì)化，將粉體干燥以后，然后進(jìn)行壓制和燒結(jié)、拋光成產(chǎn)品。這個(gè)工藝流程比較簡(jiǎn)單，而且對(duì)原材料沒(méi)有特殊的要求，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)拋光廢料進(jìn)行大批量的處理，同時(shí)也不會(huì)占用過(guò)多的土地資源。拋光廢料進(jìn)行超細(xì)化處理，所需要的燒結(jié)時(shí)間減少，進(jìn)一步降低產(chǎn)品的生產(chǎn)能耗，解決了陶瓷廢料的循環(huán)利用與生態(tài)環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展問(wèn)題。但是粉料的超細(xì)化還處于研究階段，制備超薄陶瓷拋光磚的產(chǎn)業(yè)化還需要進(jìn)一步研究下去。

3總結(jié)

陶瓷行業(yè)的快速發(fā)展產(chǎn)生了很多拋光廢料，一方面造成了較大的環(huán)境污染，另外一方面還會(huì)影響陶瓷行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。所以對(duì)于拋光廢料的回收利用以及制備陶瓷磚的研究十分重要，拋光廢料制備陶瓷磚具有廣闊的應(yīng)用前途。本文通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外相關(guān)參考文獻(xiàn)進(jìn)行整理分析，總結(jié)了拋光廢料在制備墻內(nèi)釉面磚、多孔陶瓷磚、陶瓷仿古磚、免燒透水磚以及超薄拋光磚方面的研究和應(yīng)用情況，希望本文的研究能夠?yàn)榛厥諕伖鈴U渣制備陶瓷磚的發(fā)展帶來(lái)有益的啟發(fā)。

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