回收抛光废渣制备陶瓷砖的研究发展现状

区邦熙

摘 要：随着陶瓷行业的快速发展，抛光废渣的循环利用已经成为国内外学者研究的热点。本文从抛光废渣制备陶瓷砖的角度，分析国内企业和科研院所对抛光废渣制备陶砖的研究與应用现状。重点总结了抛光废料在制备墙内釉面砖、多孔陶瓷砖、陶瓷仿古砖、免烧透水砖以及超薄抛光砖方面的研究和应用情况，以期帮助企业节约陶瓷生产升本和固体废料的污染问题。

关键词：抛光废料;陶瓷砖;制备

1 前 言

随着我国陶瓷行业的快速发展，在国民经济社会中发挥了重要的作用，我国的陶瓷砖产量已经连续多年位居世界产量的第一位。但是在陶瓷行业快速发展的同时，也出现了大量的资源浪费和环境污染等问题[1]。尤其最近几年来陶瓷生产企业的抛光废渣利用得到了政府部门的重视。基于此，高校和科研院所开始进行回收抛光废渣制备陶瓷砖的研究。虽然最近几年抛光废渣的循环利用取得了一些成绩，但是仍然存在回收效率低、陶瓷砖制备不稳定的问题。所以，如何将抛光废渣变废为宝，充分利用抛光渣制备出合格的陶瓷砖，已经成为国内外学者的研究热点。

目前超过90%的抛光废渣处理是采用就地掩埋的方式，不到10%的抛光渣进行循环回收利用。抛光废渣的应用范围主要包括了墙内釉面砖、陶瓷仿古砖、多孔陶瓷、免烧透水砖和制备超薄抛光砖等。表1位最近几年来国内利用抛光废渣制备陶瓷砖的应用企业。可以看出，抛光废渣制备陶瓷砖的技术研究主要集中在国内的陶瓷企业和相关科研院所学校。

2抛光废渣制备陶瓷砖的利用现状

2.1 墙内釉面砖

利用抛光废渣制备墙内釉面砖目前是最简单和最有效的利用方法，在这个领域内，目前广东红陶陶瓷走在最前端。付亚玲（2018）的研究认为当抛光废料的加入量为8%-10%时，墙内釉面砖的性能达到最好。通过采用正交试验，优化调整高、低温砂以及黑泥的含量，从而研制出能够适合墙内釉面砖的原材料[3]。表2为利用抛光废渣生产出来的墙内釉面砖的各项物理性能。广东宏陶陶瓷公司在墙内釉面砖中的抛光渣比例达到了18%，这个使用比例在行业内处于较高的水平。但是从整个陶瓷行业来看，整体的抛光渣利用水平还并不是很高，主要原因就是产品的质量不稳定。谢红波（2019）认为即时18%的抛光废渣利用比例仍然不过，只有抛光废渣的比例超过50%，才能够进行良好的利用，所以配方设计方面还需要进行优化研究[4]。

2.2 陶瓷仿古砖

目前学术界对使用抛光废料制备陶瓷仿古砖的研究已经取得了较大的进步。抛光废料经过去除杂质、干燥和造粒后，作为添加材料用于陶瓷仿古砖的制备，一方面能够实现环保，另一方面也可以降低陶瓷仿古砖的生产成本。图1为佛山某陶瓷公司利用抛光废料生产的仿古陶瓷砖，目前已经在市场上开始应用，但是需要注意的是如果抛光废料中存在一些可以发泡的膨胀物会限制陶瓷砖的应用[6]。

2.3 多孔陶瓷砖

多孔陶瓷砖比较轻质，就是利用抛光废渣在高温发泡的原理，再加入陶瓷原料组成配合料，然后烧结、切割等工序生产出轻质的多孔陶瓷砖。多孔陶瓷砖的气孔均为封闭气孔，可以作为很好的保温材料和隔音材料。华南理工大学夏海斌（2019）认为将抛光废渣、黏土以及低温砂、高温砂按照一定的比例进行混合、球磨、干燥、烧结等工序后，制备出轻质的多孔陶瓷砖，材料密度为0.9g/cm3，抗压强度为6MPa，导热系数只有0.23W/m .K，同时该多孔陶瓷砖的耐火温度可以达到1200℃。虽然利用抛光废料制备的多孔陶瓷砖各项性能比较优异，但是从实际应用角度来说，其抗压强度还是相对较低[7]。孙涛（2018）通过使用抛光废料制备了轻型多孔陶瓷，抗折强度可以达到10-18MPa，导热系数只有0.32 W/m .K[8]。同时侯来广（2017）通过对抛光废料的制备工艺参数进行优化，主要包括了成型压力、烧结温度以及抛光废料添加量等，并且适当在成分中增加了球土的含量，比如增加的莫来石的成分，适当了提升多孔陶瓷砖的抗压强度[9]。

从企业开发多孔陶瓷砖的角度来看，佛山欧神诺陶瓷公司利用抛光渣废料，开发出一种轻型的多孔陶瓷砖，密度为0.95-1.35g/cm3，产品规格可以达到670mm×1800mm，孔径的大小可以利用磨料的分散程度来进行调节，孔径的平均尺寸在2-4mm[10]。广东唯美陶瓷有限公司也进行了轻质多孔陶瓷的研制，研制出不同规格的多孔陶瓷砖。产品的密度可以通过采用不同的制备工艺来实现，从而满足市场上不同客户的需求。广东金意陶瓷有限公司生产的轻质多孔陶瓷砖其断裂强度可以达到14.55MPa，密度只有0.82g/cm3，破坏强度为1279N[11]。

在轻质多孔陶瓷砖的产品应用方面，欧神诺陶瓷公司采用抛光废渣生产的轻质陶瓷砖-晶立方，其具体性能如表3所示。在广东的地铁强木上也使用了轻质陶瓷砖-QQ板，目前也取得了良好的应用效果。该产品中抛光废料的添加量达到了50%，产品的规格可以达到1200mm×1100mm，而且密度较小，真正实现了抛光废料制备轻质陶瓷砖的产业化应用[12]。

2.4 免烧透水砖

国内的企业也开始利用粉煤灰和抛光废料开始制备环保免烧透水砖，在节约陶瓷原材料资源的同时，同时免烧砖透水砖的内部空隙可以让雨水及时的渗透至土壤之中，这对地表生态的环境恢复具有重要的作用，这是一种具有发展前途的陶瓷砖。但是这种免烧透水砖没有经过专门的烧结，其力学强度和绝热性有待进一步提升。目前免烧陶瓷砖已经开始进入小批量的生产阶段，70%都是抛光废料，使得免烧陶瓷砖的生产成本大大降低。佛山市某个固体废弃物处理中心通过对陶瓷原材料的配方优化，使用压砖机将废弃的陶瓷抛光料直接压制成砖体，生产工艺比较简单，目前已经实现了大规模的生产应用。

2.5 制备超薄抛光砖

通过对抛光废渣以及相关配料进行超微细化，将粉体干燥以后，然后进行压制和烧结、抛光成产品。这个工艺流程比较简单，而且对原材料没有特殊的要求，能够实现对抛光废料进行大批量的处理，同时也不会占用过多的土地资源。抛光废料进行超细化处理，所需要的烧结时间减少，进一步降低产品的生产能耗，解决了陶瓷废料的循环利用与生态环境保护协调发展问题。但是粉料的超细化还处于研究阶段，制备超薄陶瓷抛光砖的产业化还需要进一步研究下去。

3总结

陶瓷行业的快速发展产生了很多抛光废料，一方面造成了較大的环境污染，另外一方面还会影响陶瓷行业的可持续发展。所以对于抛光废料的回收利用以及制备陶瓷砖的研究十分重要，抛光废料制备陶瓷砖具有广阔的应用前途。本文通过对国内外相关参考文献进行整理分析，总结了抛光废料在制备墙内釉面砖、多孔陶瓷砖、陶瓷仿古砖、免烧透水砖以及超薄抛光砖方面的研究和应用情况，希望本文的研究能够为回收抛光废渣制备陶瓷砖的发展带来有益的启发。

参考文献

[1] 谢代义， 吴清仁， 吴启坚，等. 陶瓷抛光废料对多孔陶瓷砖气孔形成过程影响的研究[J]. 佛山陶瓷， 2018， 018（008）：5-9.

[2] 胡胜东， 乔木， 李楠楠，等. 陶瓷抛光砖抛光废料的回收与利用[J]. 节能， 2019， 29（8）.

[3] 付亚玲. 利用陶瓷抛光废料制备釉面砖的研究[D]. 华南理工大学， 2018.

[4] 谢红波， 陈哲， 麦俊明，等. 利用陶瓷工业废弃物抛光渣制备陶瓷砖的研究[J]. 非金属矿， 2019， 42（03）：106-109.

[5] 王亚琴， 李丽匣， 韩跃新. 陶瓷抛光废料生产水泥混合材的试验研究[C]// 金属矿产资源高效选冶加工利用和节能减排技术及设备学术研讨会. 2019.

[6] 霍丽鹏. 陶瓷砖抛光废渣回收利用及产品的性能研究[J]. 建材发展导向（下）， 2018， 016（009）：126.

[7] 夏海斌. 利用抛光砖废料制备功能性建筑材料的研究[D]. 华南理工大学，2019.

[8] 孙涛， 李怀超， 郭天荣. 浅谈陶瓷砖抛光微粉在混凝土中的应用[J]. 工程技术（文摘版）， 2018（12）：00256-00257.

[9] 侯来广， 曾令可， 王慧，等. 利用抛光砖废料制备包裹型免烧陶粒的研究[J]. 新型建筑材料， 2017， 000（008）：72-74.

[10] 冼志勇， 吕海涛， 曾令可. 利用抛光砖废料制备吸声材料的研究[C]//  金属矿产资源高效选冶加工利用和节能减排技术及设备学术研讨会. 2019.

[11] 徐一飞. 淄博企业利用陶瓷抛光砖废料制备轻质高强度节能砌块[J]. 新型建筑材料， 2016（4）：5-5.

[12] 郑文. 利用陶瓷抛光废料制备抛光砖的研究[D]. 华南理工大学， 2018.