陶瓷废弃物资源化利用之浅谈

2011-03-06谭丽余峰陈学文

中国陶瓷工业 2011年3期

谭丽余峰陈学文

（景德镇陶瓷学院国家日用及建筑陶瓷工程技术研究中心，江西景德镇333001）

0引言

在国家大力发展“低碳经济”的社会背景下，高能耗、高污染、高废品率的陶瓷产业也日渐受到人们的广泛关注。随着陶瓷工业的快速发展，陶瓷工业废料日益增多，据测算，我国仅墙地砖生产每年就产生457，630吨生坯废品，烧成废品更多达655，970吨。约占如今陶瓷产量5％～25％的陶瓷废弃品，虽历千年亦难以风化，而破损的废陶瓷回收再利用的成本比重新购买陶土生产的成本大。因此，多数陶瓷企业并不愿意对废陶瓷进行回收再利用。目前，我国陶瓷工业的废弃物依旧以堆积和填埋的简单处理方式为主，造成了土地、矿产资源的巨大浪费和环境污染，阻碍了我国陶瓷行业的可持续发展。但如果把陶瓷废弃物回收加以设计和再造可以使陶瓷企业减少废弃物的排放量，甚至可以实现零排放，具有较高的环保效益和经济效益。因而，研究如何开发利用这些陶瓷废弃物是一项重大的课题。

1 利用废弃陶瓷重新组合成陶瓷装饰品

将残次陶瓷碗、盘及废瓷片相互组合或与建筑物相融合，利用其不规则几何形的自然裂痕、质地、色彩、形状、大小各异组合或铺贴成各种形状、图案，制成生活用瓷或艺术陶瓷装饰品。

1.1 用于制成陶瓷组合灯具

用废弃的瓷杯或瓷盘等组合成灯具的轴及底座，加上特色各异的灯罩，组合成了别具特色并经济实用的陶瓷灯具（见图1）。这种台灯既可以利用盘子装载物品，又具有美观和照明的效果，同时瓷盘在灯光的照射下，晶莹剔透，更有一番独特的美感。

1.2 用于制成陶瓷拼贴装饰画

根据碎瓷片的形状、大小、颜色、纹理不同，经过简单打磨拼贴成壁画和字画等艺术品，不仅新颖别致、永不褪色，而且是绿色环保装饰品（见图2）。

图1 废弃陶瓷搭建的台灯Fig.1 Desk lam p builtw ith waste ceram ic

图2 碎瓷片拼贴出的装饰画Fig.2 Collage painting w ith porcelain shards

图3 用废瓷片制成的陶瓷项链Fig.3 Necklace of ceram ic shards

图4 古埃尔公园内用废瓷片铺贴的座椅Fig.4 Chair in Park Guellwithmosaic from broken ceram ic tiles

1.3 用于制成陶瓷饰品

作为废弃陶瓷，只是因为局部缺陷和瑕疵，使得它在整体上失去了某种实用功能，但是，从美学和艺术的角度来讲，它具有陶瓷自身光滑亮洁的质感美和丰富多彩的色彩美。所以我们将丢弃的瓷片收集起来，制作精美陶瓷首饰（见图3），这不仅是中华民族的瑰宝与文化载体，而且体现其危害低、环保、节能、健康的特性，并深具装饰艺术效果，完全符合现代城市年轻人的购买需求。

1.4 用于城市景观设计

陶瓷碎片形状各异，色彩多变并且耐磨损，运用在城市景观设计中（见图4），不仅有效实现陶瓷废料资源化，而且拓宽了陶瓷装饰美化环境的功能，倡导人们修旧利废，保护环境。

陶瓷碎片色彩丰富、拼贴灵活、质感舒适、抗磨耐久，将之运用于道路路面或公共设施的铺装，易与周边环境调和，能营造轻松愉快、亲切自然的宜人气氛。

2 废瓷粉碎加工成日用陶瓷原料

2.1 代替日益短缺的优质瘠性陶瓷矿物原料

据权威专家科学预测，日用陶瓷优质矿物原料国内储量仅够20～30年的使用，故今后我国应抓紧劣质陶瓷原料的改性提质，以及非传统陶瓷原料的开拓应用研究，以保证日用瓷的可持续性生产和发展。与此同时，更为重要的是：不能眼睁睁看见年产废瓷190多万吨被白白埋掉，且严重破坏土壤结构和污染环境。实际上只要科学攻关，可将其加工成为另一种人造优质瘠性原料。若能全部利用，既可部分增加优质瘠性原料的来源，同时也会产生重大经济效益。

2.2 废瓷粉经特殊工艺处理可代替部分石英而成为日用瓷的

瓷胎骨架

废瓷粉粒径略大于超细石英粉，超细石英粉外加天然或人工可塑料制成稀浆，废瓷粉被包裹超细石英料浆或有机硅溶胶后造粒备用，经特殊制备的废瓷粉粒加入已配好的坯体泥浆不再球磨，而是搅拌均匀，便成为很好的坯体泥浆，经不同工艺即可制成注浆用料，又可做成可塑滚压泥料和等静压坯体粉料。代替部分石英形成瓷胎骨架，一是克服了瓷胎内石英的低温石英晶型转化，故可提高产品的抗热震性；二是不影响废瓷粉粒外包裹的超细石英粉体参与日用瓷烧结过程的液相化和莫来石化，使瓷胎的显微结构和宏观性能指标更合理化和提质优化。

3 利用陶瓷废料再造建筑新材料

目前，工业废弃陶瓷材料堆积不仅造成极大的资源浪费，而且污染环境。将陶瓷废物生产各种陶瓷建材产品不仅节省巨大成本，而且是消除污染、净化环境、变废为宝的重大举措，对可持续发展战略的实施具有重要意义。

3.1 制成陶瓷透水砖

大批量利用陶瓷废料与工业废渣作为原料，研制出具有超强的透水和保水能力的透水陶瓷砖。用此透水砖铺设的路面与传统的石材、水泥等材料硬化的路面相比其优势是：雨水不但可以迅速渗透入地下使大地恢复自然的储水能力，防止地下水枯竭，改善植被的生存环境，而且可以调节大气的温度，改善温度、净化空气，降低周围环境的温度，恢复地表的水循环系统，从而一定程度上解决了“城市热岛效应”的问题。

3.2 制成瓷渣陶粒建筑材料

越来越多企业加入“变废为宝”行动，看中的是废渣利用的成本优势。目前陶瓷原矿价格为70元/吨，而陶瓷废渣的收购价稳定在10元左右，加上精加工费用，废渣转变成生产原料，成本仅为25元左右。

把陶瓷废渣进行重新烧制，把陶瓷废渣生产成陶粒，并因不同的用途生产出多种规格的陶粒。瓷渣陶粒是一种性能稳定、耐酸碱、防火性能好、强度高、耐久性好、密度小、吸水率低的高性能人造轻集料，其广泛应用于轻集料混凝土以及轻集料混凝土建筑结构、桥梁结构和墙体材料等领域。可以大大降低建筑物的自重，建筑物可大大减少钢材的使用。

用陶瓷废渣制成的保温砖的隔热性能是普通瓷砖的四倍，可以为建筑物节省“空调费”。同时，用陶瓷废渣制作的墙体材料阻燃性能好，取代目前市场上最常用的耐火性能差、烟毒性高的建筑保温材料，能提高高层建筑消防安全。

3.3 制成仿古建陶

爱和陶公司是一家主要生产瓷质砖厂家，此前无法利用生产过程中产生的这些陶瓷废料，但是为了不污染周边环境，废料就在公司内堆放，占用了大量场地。经过多次试制和研发，成功利用了这些废坯、废泥作为主要原料生产仿古砖。这无疑是一条变废为宝、降低成本的好途径。

仿古砖颜色古朴，多为石面状、毛边，对吸水率和尺寸的稳定性要求不高。该公司废坯、废泥的来源稳定，通过多次抽样检测及分析，废坯及废泥化学组成和瓷质砖料相近，根据废坯、废泥的化学组成及试烧结果，结合仿古砖的性能要求，确定废坯和废泥均可用作仿古砖坯料的配方。

将废坯、废泥通过干燥、破碎过筛加工后用作仿古砖的坯料，无原材料费用，粉料制造费用极低。结合废坯、废泥的化学成份及特性，还可开发、生产风格不同的艺术砖，既环保又降低陶瓷产品成本。