中國粉體網訊 陶瓷的生產量和消費量逐年增加,隨之而來的是數以千萬噸計的陶瓷廢料。與此同時,陶瓷廢料帶來的危害也廣為詬病。隨著綠色發展、可持續發展等理念的廣泛傳播,如何將陶瓷廢料轉化為可回收利用的資源顯得尤為重要。
一、陶瓷廢料的來源
陶瓷廢料是指在陶瓷生產過程中產生的廢棄物,大致可以分為四類:一是陶瓷在焙燒前所形成的施釉廢料和空體廢料;二是生產過程中形成的污水和污水凈化處理后形成的固體廢料,稱為廢釉料;三是焚燒廢物,是指陶瓷制品在焙燒階段中產生的廢料;四是平面、研磨拋光和邊倒角的產品深加工過程中產生的陶瓷碎渣。
二、陶瓷廢料的危害
目前,陶瓷生產企業對廢料的主要處理方法以堆積和填埋為主,主要原因在于陶瓷廢料回收再利用所需的成本要高于陶瓷原材料生產所需成本。然而,這種處理方式不僅占用了大量的土地資源,也對水和土壤帶來嚴重的污染,對城市環境和自然生態造成極大危害。
(一)土壤污染
直接填埋的處理方式,致使大量廢渣擠占耕地資源,同時也對土壤造成嚴重污染。一方面,廢渣在短時間內無法降解;另一方面,廢渣中含有重金屬等有毒有害的化學物質。除此之外,陶瓷生產還需要消耗大量的不可再生資源,加速了自然資源的枯竭。
(二)大氣污染
陶瓷在煅燒過程中,會釋放出大量的煙氣粉塵和有害氣體,其中包含一氧化碳、硫的氧化物、氮氧化物和氟化物等,這些有害氣體的直接排放會造成大氣污染,引起酸雨、溫室效應等后果。
(三)水污染
在陶瓷生產過程中,淋釉、清洗工具等會產生大量廢水。其中含有鉛、焦油酚水、固體懸浮物等重金屬和有害物質,導致水源發黑發臭,同時也會污染地下水資源,給生物的生存帶來巨大的威脅。
三、陶瓷廢料的主要應用
目前,陶瓷廢料資源化再利用的方式主要有兩種,一是直接加工,將各種廢棄陶瓷材料重新組合成裝飾品;二是作為原料回爐生產,制作不同產品。具體應用如下:
(一)再造工藝品
利用陶瓷廢料及生產過程中產生的其他廢料作為主要原料,通過個性設計、重新組合,制備出各種陶瓷裝飾藝術品。陶瓷本身的質地、花紋、顏色以及陶瓷碎裂后產生的不規則圖形,本身就具有獨特的審美價值,將這些陶瓷廢品通過美學設計進行組合加工,制作而成的工藝品既可以保護環境,又有獨特的美感,是一種很好的綠色裝飾材料。這種回收方式,利用成本相對較低,生產工藝較為簡單,還能進行滿足人們個性化需求的設計,具有廣泛的推廣價值。
圖1:工藝品 (圖源:祎設計)
(二)作為加工原料
1.建筑材料
陶瓷固體廢棄物的成分以硅酸鹽為主,因此陶瓷廢料具有一定的活性,經過處理之后,其性能可以達到活性的混合材料的要求,可以作為水泥的混合材料來使用。此外,陶瓷固體廢料還可以作為骨料摻加在混凝土的材料中。利用陶瓷廢渣不僅可以節省水泥和降低成本,還可以降低混凝土內部溫度,增強后期強度,提高抗腐蝕性能,陶瓷廢料已經成為高性能混凝土生產不可或缺的重要成分之一。
2.回收重金屬
陶瓷廢棄物中含有多種貴金屬,尤其是銀和鈀的含量,極具有回收利用價值。目前,從陶瓷廢料中提取貴重金屬的方法主要有液液萃取法、硝酸溶解-碳酸鈉還原法等。從廢料中回收貴金屬制成高品位的再生資源,不但能夠處理掉廢料,還會產生可觀的經濟效益。
3.再生陶瓷磚
陶瓷廢料也可以在陶瓷自身的生產中實現再利用。如廢料的泥水經過回收、除鐵等處理后,可以添加到瓷磚的配料中。沒有上釉的生坯也可以化漿回用,對上釉的生坯廢品 ,在不影響釉燒質量的前提下,可混入泥料重復使用。經高溫燒成的廢料 ,可粉碎后再重新利用,再造陶瓷。目前,陶瓷廢料再生陶瓷主要用于生產陶瓷磚、透水磚、仿古磚、多孔陶瓷板材等。
圖2 透水磚 (圖源:祎設計)
4.其他用途
陶瓷廢料可以用作防火、隔熱材料的制作,還可以用作制造陶粒新型建材制品,如吸音材料、減震材料、蓄水材料等。壓電陶瓷廢料可以摻雜在瀝青、橡膠等阻尼減振材料中,提高材料的減振性能。
在雙碳戰略背景下,陶瓷廢料的利用途徑會不斷拓展,必將產生巨大的經濟效益、環境效益和社會效益,實現陶瓷產業的新型閉環綠色發展之路。
參考來源:
[1]董峰等,陶瓷工業固體廢棄物的回收再利用
[2]孫曉偉等,淺談廢陶瓷的資源化再利用研究
[3]賈嘉豪等,廢陶瓷回收再利用現狀分析
(中國粉體網編輯整理/梧桐)
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