陶瓷生产中固体废弃物的处理

陶瓷产业的兴旺为我国经济建设做出了巨大的贡献，但陶瓷是高能耗、高污染产业，其带来的生态环境问题近年来日益显现。陶瓷材料制备和使用过程中会产生大量废弃物，目前大部分废弃物采用露天堆放或填埋处理。因此，了解陶瓷废弃物的来源及其回收利用方法具有重要意义。

陶瓷废料的来源及分类

绿色垃圾

主要指陶瓷制品烧成前产生的废料，一般是由于生产线堵塞、碰撞等原因造成的，包括釉坯废料和未釉坯废料。坯体废料可直接作为原料使用，添加量可达8%。

废釉

主要指因配料不正确或受污染而不能直接使用的釉料或色釉。废釉料由于成本较高，一般不直接丢弃，而是以小比例与其他釉料混合后再利用。色釉料通常含有重金属等有毒有害元素，需要由专门机构回收利用。

焚烧废瓷

是陶瓷制品在烧成过程中，因变形、开裂、碎裂等而产生的废弃物，主要是烧成过程中产生的废弃物和储运过程中破损造成的废弃物。

污泥废弃物

由于坯体破碎、洗地等原因在生产线上沟渠中沉淀的污泥主要是未烧结的陶瓷废弃物，其成分比较复杂，除了坯体和釉料外，还含有一些其它杂质。

边缘打磨废料

为了降低原料品质要求和减少烧成过程的控制难度，建筑陶瓷砖出窑后的尺寸往往比砌筑时的尺寸要大，因此出窑的陶瓷砖需要进行磨边处理，使其尺寸达到使用要求，这一过程会产生大量的磨边废料。

抛光废料

抛光砖、釉面砖需要经过抛光、研磨才能获得亮丽细腻的表面，这一过程会产生大量的抛光废料，又称抛光渣。

陶瓷废弃物的危害

重金属污染

日用陶瓷或展示陶瓷的釉料和装饰颜料中往往含有铅（Pb）、镉（Cd）等重金属元素，建筑陶瓷的沉淀污泥、磨边抛光污泥也往往含有一定量的重金属元素。这些有害元素主要来自于表面装饰所用的颜料和油墨。陶瓷废弃物若处理不当，残留的重金属元素会迁移至土壤和水体中，对排放地周围的生态环境造成严重破坏。

空气污染

有些陶瓷废料如沉淀污泥、抛光废渣等颗粒细小，在露天堆放、风干后，很容易被风吹到空中，形成粉尘，对周围环境造成污染，甚至威胁人们的健康。

水污染

制品出窑后需要经过抛光打蜡处理，使表面光亮细腻、易清洁。这一工序用到各种抛光助剂和打蜡水等添加剂，一般由重金属氧化物、硬脂酸、石蜡、硅溶胶等组成。抛光工序结束后，这些添加剂随污水排出，造成环境污染。

另外抛光废液颗粒较小，为了加速颗粒的沉淀便于收集，在水处理过程中需要加入聚合氯化铝（PAC）等无机絮凝剂或聚丙烯酰胺（PAM）等有机絮凝剂。PAM合成过程中残留的丙烯酰胺（AM）具有毒性，在PAM降解过程中也会产生AM物质。AM对生物的危害很大，可通过职业接触、饮用水等进入人体，引起急性、亚急性和慢性中毒。

占用土地资源

由于缺乏资金和技术支撑，目前我国陶瓷废弃物大多采用露天堆放或浅填埋的方式处理。陶瓷废弃物的随意堆放或填埋不仅浪费巨大的土地资源，而且废弃物中的有害成分还会污染周边的土壤和水体，综合损失难以估算。

陶瓷废弃物的资源化利用

用于制备建筑陶瓷坯料

建筑陶瓷生产中的未烧结废料如青砖、沉淀污泥等，由于数量少、成分波动大，一般以较少比例（0.5-3%）加入到烧成温度较低、产品质量较易控制的仿古砖坯体中。对于此类未烧结废料，陶瓷厂基本可以全量回收利用。部分烧结废料，如烧成或修边阶段的破碎瓷砖，经破碎后也可直接作为坯料原料使用，加入量一般在5%以下。

用于卫生陶瓷坯料的制备

卫生废瓷的利用主要方式是破碎后作为卫生陶瓷原料，利用率可达30-40%。但由于该类废料体积大、硬度高，使用前需经过多次破碎，使粒径小于0.4mm（过40目筛）。因此，如何实现高硬度烧结废料的低成本高效破碎等预处理技术，是卫生废瓷回收利用的关键。

用于制备多孔陶瓷

利用陶瓷废渣制备多孔陶瓷是利用抛光废渣在高温下发泡的原理，使材料内部形成均匀封闭的孔隙，可作为轻质保温材料、隔音材料，也是如何有效利用抛光废渣研究最多的方向。

用于制备新型建筑装饰材料

我国日用陶瓷以高温白瓷为主，烧成后的日用陶瓷废料具有白度高、硬度高的特点。利用日用陶瓷烧结废料硬度高、白度好的特点，在人造石英石中添加15-30%的陶瓷碎片，替代部分价格较昂贵的石英砂原料，成功制备出一种强度高、耐磨性好的新型建筑装饰材料。

用于制作透水砖

透水砖具有透水、保湿、防滑等优点，能有效抑制“城市热岛”现象，是一种新型功能性路面铺装材料。利用陶瓷废渣制备透水砖是其有效的利用途径之一，不仅可以解决陶瓷废渣对环境的污染，而且可以“变废为宝”，获得一定的社会效益和经济效益。

用于制备免烧砖

陶瓷废弃物的回收利用一般需要经过烧成过程，耗能大，成本高。而免烧砖不需要烧成，可通过常温自然养护或高压釜法制备。利用陶瓷废弃物制备免烧砖是一种有效的固体废弃物利用方式，且能耗低。

用于制备水泥基材料

陶瓷废渣主要由SiO2和Al2O3组成，又具有火山灰混合材料的特性，因此可以作为水泥生产的廉价原料。该工艺不仅可消耗大量陶瓷废渣，还可以为水泥行业提供廉价原料，产生巨大的社会效益和经济效益。

用于制备混凝土材料

近年来，利用陶瓷废渣作为混凝土骨料是其资源化利用的主要研究方向之一，即将废陶瓷破碎为粗、细再生骨料制备再生混凝土，并详细研究其基本力学性能、耐久性、微观机理等。

概括

陶瓷废弃物本身主要由硅酸盐材料组成，因此在再生陶瓷制品中具有很大的应用潜力。如果能根据陶瓷废弃物的环境资源属性，制定针对不同类型废弃物的分类处置和资源综合利用方案，将大大提高陶瓷废弃物的利用率。同时，开发一些特殊的利用领域，实现陶瓷废弃物的高值化利用也是未来重要的研究方向。