塵土飛揚(yáng)的堆料場(chǎng),堆放著大量廢次陶瓷產(chǎn)品,這是在陶瓷產(chǎn)區(qū)經(jīng)常能看到的場(chǎng)景。在建筑衛(wèi)生陶瓷中,廢瓷產(chǎn)生量占陶瓷總產(chǎn)量的5%~10%。大量的廢瓷排放占據(jù)了大面積的城鎮(zhèn)土地,其中含有的重金屬和所產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺會(huì)對(duì)土壤、水資源和空氣造成嚴(yán)重污染。如何實(shí)現(xiàn)廢瓷的綜合利用,成為政府相關(guān)部門、專家和企業(yè)共同求解的難題。
8月22日在北京召開的建材行業(yè)低碳技術(shù)創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)化示范工程項(xiàng)目啟動(dòng)會(huì)上傳出的信息令人振奮:廣東四通集團(tuán)股份有限公司的衛(wèi)生陶瓷廢料回收利用項(xiàng)目、佛山市溶洲建筑陶瓷二廠有限公司的建筑陶瓷廢料綜合回收利用項(xiàng)目開發(fā)取得重要進(jìn)展,被列入國(guó)家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展項(xiàng)目計(jì)劃及投資計(jì)劃,贏得2500余萬元的國(guó)家補(bǔ)助資金支持。
三個(gè)環(huán)節(jié)產(chǎn)生廢瓷
廢瓷主要在生產(chǎn)制造過程的三個(gè)環(huán)節(jié)中產(chǎn)生。首先是窯爐的性能,其次是操作工人的技能高低問題,最后是原材料,這三個(gè)環(huán)節(jié)一旦出現(xiàn)失誤,就會(huì)導(dǎo)致廢次瓷的產(chǎn)生。特別是衛(wèi)生陶瓷,由于成型方法獨(dú)特,對(duì)技術(shù)要求很高,部分中小型企業(yè)產(chǎn)品的廢次率甚至高達(dá)30%左右。
據(jù)專家介紹,由于廢瓷是經(jīng)歷了1250℃~1350℃高溫煅燒的礦物原料,在燒成過程不會(huì)再分解氣體,可改善釉面質(zhì)量;在坯料中還起到骨架作用,可降低收縮,減少變形,改善泥料透水性,加快注漿速度,因而具有良好的回收利用價(jià)值。但是,大量使用時(shí),會(huì)降低瓷泥的可塑性,造成坯體開裂;同時(shí),由于衛(wèi)生潔具廢瓷的鐵鈦等雜質(zhì)含量較高,且含有色釉成分,會(huì)大大降低瓷泥的白度。處理不好,極易出現(xiàn)質(zhì)量問題,就會(huì)產(chǎn)成更多的廢瓷。雖然國(guó)內(nèi)有部分企業(yè)在陶瓷生產(chǎn)過程中摻入少量廢瓷,當(dāng)作添加劑使用,以改善坯、釉性能,但是一般加入量只有3%~5%,絕大部分的廢瓷還是只能作為工業(yè)垃圾排放。
創(chuàng)新聯(lián)盟整治頑疾
有關(guān)部門曾測(cè)算,僅潮州陶瓷產(chǎn)區(qū)的衛(wèi)生陶瓷企業(yè)產(chǎn)生的工業(yè)垃圾每年就達(dá)5萬噸以上,歷年積存的工業(yè)垃圾則不低于30萬噸,我國(guó)燒成廢品已近百萬噸。而我國(guó)人均擁有礦料資源僅為世界平均水平的1/2,節(jié)約礦產(chǎn)資源、減排陶瓷廢料已是迫在眉睫。
2011年,國(guó)家發(fā)改委高技術(shù)產(chǎn)業(yè)司委托中國(guó)建筑材料聯(lián)合會(huì)開始了“建材行業(yè)低碳技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展政策研究”軟科學(xué)課題研究。從那時(shí)起,國(guó)家和各地方政府相關(guān)部門及中國(guó)建材聯(lián)合會(huì),同科研單位和行業(yè)生產(chǎn)企業(yè)構(gòu)建起技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟,針對(duì)我國(guó)建材工業(yè)節(jié)能降耗現(xiàn)狀及存在問題,研究探尋建材行業(yè)發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)新途徑。
在國(guó)家發(fā)改委啟動(dòng)的2013年建材行業(yè)低碳技術(shù)創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)化示范工程項(xiàng)目中,廢瓷綜合利用成為陶瓷領(lǐng)域低碳技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的新目標(biāo)。廣東四通集團(tuán)股份有限公司和佛山市溶洲建筑陶瓷二廠有限公司代表陶瓷行業(yè)企業(yè),擔(dān)綱建筑和衛(wèi)生陶瓷廢料回收利用項(xiàng)目研究推廣的主角。
廣東四通集團(tuán)股份有限公司的技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì),依托綠環(huán)陶瓷研發(fā)的廢瓷回收利用專利技術(shù),新建陶瓷廢料生產(chǎn)示范線以回收利用建筑衛(wèi)生陶瓷廢料生產(chǎn)瓷泥及陶瓷產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用,減輕環(huán)境污染。他們針對(duì)廢瓷特點(diǎn),從原料選擇、坯釉配方、工藝控制等方面開展技術(shù)攻關(guān),采用加入高塑性、高保水性黏土,提高瓷泥的可塑性;控制泥料顆粒級(jí)配,改善產(chǎn)品成型性能;利用復(fù)合助熔劑,降低燒成溫度;加入微量元素,抑制鐵雜質(zhì)顯色。這些技術(shù)創(chuàng)新措施將有效地解決在瓷泥中大量使用廢瓷帶來的不利影響,使廢瓷利用率達(dá)到30%以上。
據(jù)介紹,廣東四通集團(tuán)項(xiàng)目總投資1.15億元,國(guó)家補(bǔ)助資金1700萬元。項(xiàng)目建成投產(chǎn)后,將形成建筑衛(wèi)生陶瓷瓷泥8.5萬噸的年生產(chǎn)能力,年可生產(chǎn)建筑衛(wèi)生陶瓷產(chǎn)品100萬件。同時(shí),坯料中廢瓷粉摻入量達(dá)到30%~36%,余熱利用率超過35%,綜合節(jié)能10%;SO2排放低于300毫克/立方米(標(biāo)準(zhǔn)),煙塵低于80立方米(標(biāo)準(zhǔn)),減排CO2達(dá)20%,每年可回收建筑衛(wèi)生陶瓷廢料2.8萬噸。
佛山市溶洲建筑陶瓷二廠有限公司生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)部總經(jīng)理林志江告訴記者,公司注重社會(huì)責(zé)任,倡導(dǎo)環(huán)保生產(chǎn)理念,是廣東省民營(yíng)科技企業(yè)和清潔生產(chǎn)企業(yè),還是南莊鎮(zhèn)建陶產(chǎn)區(qū)首批使用天然氣清潔能源的陶瓷生產(chǎn)廠家。溶洲建陶二廠與華南理工大學(xué)、景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院等高校結(jié)成了產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟,從核心、關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)入手,成功突破建筑衛(wèi)生陶瓷廢料回收利用核心關(guān)鍵技術(shù),獲得5項(xiàng)國(guó)家先進(jìn)技術(shù)專利,完全擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),研發(fā)水平也達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。
在溶洲建陶二廠建筑衛(wèi)生陶瓷廢料綜合回收利用技術(shù)創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)化示范工程項(xiàng)目中,攻關(guān)團(tuán)隊(duì)依托企業(yè)現(xiàn)有的兩條墻地磚生產(chǎn)線,研發(fā)原料配方技術(shù)、干法粉碎技術(shù)、新型坯體增強(qiáng)技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù),使坯料中廢瓷的摻入量達(dá)到了60%。項(xiàng)目總投資5856萬元,得到國(guó)家補(bǔ)助資金850萬元。示范線建成后,年可處理陶瓷廢料3.2萬噸、生產(chǎn)各類陶瓷墻地磚400萬平方米。摻入廢瓷粉的坯料制成瓷泥,可塑性指標(biāo)約為3.2~3.6,余熱利用率超過38%,綜合節(jié)能11%以上。項(xiàng)目在廣東省推廣后,按2020年可對(duì)50%廢瓷進(jìn)行回收綜合利用,年可達(dá)162萬噸,實(shí)現(xiàn)銷售收入55億元,節(jié)約綜合能耗6.65萬噸標(biāo)煤,減少CO2排放16.63萬噸,減少SO2和NOX排放分別為565噸、493噸。
應(yīng)用廣泛服務(wù)節(jié)能
由于傳統(tǒng)陶瓷的主要原料是礦物原料,我國(guó)陶瓷產(chǎn)業(yè)每年消耗黏土、長(zhǎng)石、石英等天然礦物總量已達(dá)到1.3億噸以上。因此,減少原料消耗,綜合利用廢料,對(duì)于陶瓷工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展可謂意義重大。目前,我國(guó)行業(yè)專家根據(jù)陶瓷廢料的特性,研發(fā)出六大領(lǐng)域產(chǎn)品與技術(shù):
建筑陶瓷制品。廢棄的泥水經(jīng)回收、除鐵等工序后,又可以添加到瓷磚的配料中。陶瓷廢品、墊板與廢窯具之類經(jīng)過高溫?zé)傻膹U料,采用重新粉碎加工的方法,按照一定的比例添加到瓷磚或西式瓦的配料中;還可以生產(chǎn)瓷磚坯料、仿古磚、內(nèi)墻釉面磚和多孔陶瓷產(chǎn)品等。
日用陶瓷及衛(wèi)生陶瓷。應(yīng)用廢瓷可生產(chǎn)衛(wèi)生潔具的瓷泥、高溫著色瓷泥、中溫炻瓷泥。
工業(yè)陶瓷產(chǎn)品。陶瓷廢料應(yīng)用于制備蜂窩陶瓷、陶瓷的耐磨介質(zhì)——高溫瓷球、陶瓷膠結(jié)再生材料、膠結(jié)地板、阻尼減振材料等,還可制備微晶玻璃。
陶粒及吸聲材料。由于陶瓷容重小、內(nèi)部多孔,形態(tài)、成分較均一,具有一定的強(qiáng)度和堅(jiān)固性,陶瓷廢料可作為輕骨料制備混凝土和墻體保溫板,也可以作為填料填在空心墻或窯的襯層中隔熱保溫。
膠凝材料及其制品。將陶瓷廢料作為廉價(jià)原料用于水泥生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)陶瓷水泥兩大工業(yè)的有機(jī)結(jié)合。
回收重金屬。在電子陶瓷或功能陶瓷中,在其制備過程中需要摻入一些稀有金屬元素,以獲得具有一些特定功能的電子陶瓷或功能陶瓷。由于陶瓷廢料都含有一些很有價(jià)值、可以回收利用的金屬,通過回收處理,減少資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。而我國(guó)稀有金屬礦產(chǎn)資源品位低、儲(chǔ)量少,這對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有重要意義。
創(chuàng)新技術(shù),綜合利用廢瓷,將使傳統(tǒng)的建筑衛(wèi)生陶瓷產(chǎn)業(yè)“蝶變”新生,走上一條高技術(shù)、高效益、低耗能、少污染的新型發(fā)展之路,實(shí)現(xiàn)中國(guó)陶瓷的綠色振興。