维普资讯 http://www.cqvip.com ２００８．Ｎｏ．７ 陶瓷 ・ １ １ ・ 陶瓷废料的再循环和环境材料学 余爱民 俞康泰 （１杭州诺贝尔集团有限公司 杭州 ３１１１２２） （２武汉理工大学 武汉４３００７０） 前言 我国是世界陶瓷生产大国，自１９９２年起，日用陶 瓷和建筑卫生陶瓷的产量就雄居世界首位。当今世界 上工业发达国家对废料的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作法值得我们学习。 同时我们国内一些地区一些企业也已经在这方面作出 了初步尝试，并取得了可喜的成绩。如华厦陶瓷网上 报导了座落在佛山地区南庄梧村的先锋环保建材有限 公司。这是一家主要以陶瓷废渣为原料，生产环保型 建筑用砖的企业，该公司已建成了建材生产线两条，每 天可处理陶瓷废料５１０ ｔ，并已顺利通过了佛山市建材 检测中心的检测，这点值得全国各瓷区仿效和推广。 众所周知，在材料的制备、生产、使用及废弃的过 程中，常消耗大量的资源和能源，并排放大量的污染 物，造成环境污染，影响人类健康。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 法和手段，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，在环境和材料两大学科之间开 创了一门新兴学科——环境材料学。其特征首先是节 约能源和资源；其次是减少环境污染，避免温室效应和 臭氧层破坏；第三是资源容易回收和循环再利用。国 内各主要瓷区必须高度重视对陶瓷生产中废料的再循 环利用，把它提高到环境材料学高度加以研究和利用， 把它提高到全民绿色环保高度加以重视和解决。 ｌ 陶瓷生产过程中所产生废料的形式 陶瓷工业生产过程中所产生的废料可分成２大 类，即废泥和废瓷。前者包括原料处理、混料、球磨到 坯料制备、成形、干燥的全过程。其中坯料又可分为可 塑泥料、压制用粉料和注浆料；坯料的制备又可分为压 滤、真空练泥；喷雾干燥；成形又有很多种方法如挤制、 辊压、冷压、热压、组合烧注等，成形后的半成品还须经 过干燥直到入窑前，在这众多加工工序包括中间运输 中都会造成废泥和废坯，统称为废坯泥。由于这些废 坯泥大部分可以在本厂回收再利用，所以统称为回坯 泥。 后者即称为废瓷的那部分，通常被陶瓷厂称为真 正意义上的废料。有些工厂加工成废瓷粉后加人到配 方中，但也是很有限的，大部分作为废料弃之不用，或 运走或在附近堆积起来。久而久之，既侵占空地又污 染环境成为名副其实的公害。以我国这样一个世界上 最大的陶瓷生产国，陶瓷废料的数量之大和对环境的 污染是必须加以高度重视和解决的课题。 ２废瓷的形成、数量及利用 在传统的日用陶瓷工厂、卫生陶瓷工厂和瓷砖厂 用于烧成的窑炉不外乎是隧道窑、梭式窑和辊道窑，只 是不同行业所侧重的窑型有所不同，日用陶瓷厂和卫 生陶瓷厂采用的窑炉以隧道窑为主，梭式窑次之，辊道 窑再次之，而瓷砖厂的主要窑型是辊道窑。制品烧成 的方式有一次烧成和二次烧成２种，而二次烧成又可 分为高温素烧低温釉烧和低温素烧高温釉烧。卫生陶 瓷的二次重烧通常在梭式窑中进行。不合格的制品不 能再回收而要全部打碎成废瓷。 对于上述这些工厂生产中产生的废瓷，有的工厂 通过粉碎打成瓷粉后，在配方中用一部分，但因受多种 因素制约，用量都不大。 在坯体配方中使用的废瓷粉量受产品的尺寸稳 维普资讯 http://www.cqvip.com 陶瓷 ２００８．Ｎｏ．７ 定、烧成温度和烧成周期以及窑型和窑内温差的。 根据英国陶瓷协会提供的资料，在坯体配方中可以引 入的经加工后的废瓷粉量在４％～８％，然而整个烧成 工序包括制品出库前的损耗在６％～１２％，也就是说 本厂不能就地消化的废瓷占到工厂陶瓷总加工量的 ４％～８％，这部分废瓷过去废置不用，现在则有专门工 厂加工成瓷粉后再供应陶瓷制品的生产厂家使用。 瓷砖包括外墙砖、地砖和内墙砖，它们通常在辊道 窑中一次或二次烧成。对于瓷砖来说，要降低生产成 本，其中很重要的是提高烧成的成品合格率，即降低废 瓷率；特别是对于一次烧成的产品，制品生产厂家的不 可回收废瓷率要控制在４％以下。根据英国陶瓷生产 厂家的实践，这点是完全可以作到的。每个厂家还可 以通过改进产品的生产工艺来适当提高配方中废瓷的 加入比例，使生产厂家产生的不可回收废瓷率控制在 ４％以下。同时，在瓷砖配方中采用的废瓷粉可以包括 其它工业部门烧成中所产生的陶瓷废料，如１３用陶瓷、 建筑卫生陶瓷厂家产生的废瓷。 ３ 建立废瓷加工专门处理厂的必要性 这点对于各大瓷区来说非常有必要，这样作有以 下几点好处： １）可以利用各厂家产生而自己又消化不了的废 瓷。 ２）可以利用早期储存而堆积的废瓷，避免占用空 地，有利环保。 ３）可以集中利用一些不使用废瓷粉的陶瓷生产厂 家产生的废瓷，那些厂家出自各种理由如：需添置专门 的碾磨设备，需专人清理等，因而不回收利用废料。 ４）可以控制加工处理后的废瓷粉的规格和成分满 足生产厂家的需要，作为生产厂家的一种原材料，定 点、定量供应。 ５）可以通过有关部门的协调，集中使用各厂 家用来作为废瓷埋填、废瓷运输、环保管理的费用，集 中起来作为废瓷加工的资金之一。 ６）对废瓷的集中加工和回收，可以促使陶瓷业界 的有识之士进一步研究这项倡议，并认可其在经济和 环境保护方面的巨大潜力。 ４ 国外废瓷加工中需注意事项的提示 １）废瓷的固定来源和集中储存。 ２）废瓷的运输方式和运输费用。 ３）加工后废瓷粉的规格和组成。 ４）处理废瓷的专用装备，处理工艺和加工费用。 ５）废瓷粉的均化和品质管理。 ５ 陶瓷废料的再循环利用 根据来自英国陶瓷研究协会（Ｃｅｒａｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ）的 报导，在英国的一些瓷砖工厂一直使用高达４０％的再 循环废瓷料，它们是通过添加陶器、日用陶瓷以及卫生 陶瓷的废瓷到自己的废瓷中，包括素坯、没烧成的釉 料、加工的釉料和装饰产品的废料。当瓷砖是白色的 产品，就不能使用红色和其它深色的废料，在这种情况 下，提供加工好废瓷粉的工厂会和瓷砖工厂随时联系， 废瓷加工要遵循就近的原则设在瓷区中或附近以减少 由长途运输带来的费用。由陶瓷协会和生产厂家的专 家们通力协作，所发明的这项废瓷加工和再循环利用 专利及推广应用吸引了陶瓷专家、环境保护者和 部门的关注，并获得了多项地方奖和国际奖（英女皇环 境成绩奖、欧洲一年一度的环境保护奖和工业奖）。 ６ 结语 我国是世界上最大的陶瓷生产国，年复一年巨大 的废瓷堆积，成为引人瞩目的一大“公害”。众所周知， 随着自然资源的过度开发和消耗及全球性的环境污染 和生态破坏，使人类认识到保护环境和有效利用资源， 实现社会和经济可持续发展的重要性和迫切性，从这 个意义上讲对我国巨大废瓷资源的循环再利用具有重 大的社会效益和经济效益，在这里国外的同行也给我 们提供了可借鉴的经验，值得我们学习。 参考文献 １左铁镛．材料产业可持续发展与环境保护．兰州大学学 报（自然科学版），１９９６，３２：１～９ ２翁端，环境材料学．北京：清华大学出版社，２００１
