利用拋光磚廢渣生產(chǎn)陶瓷輕質(zhì)板材的研究及其優(yōu)勢(shì)

李展華 鐘路生 黃停停

摘 要：隨著十八大報(bào)告“推出生態(tài)文明建設(shè)”方針的提出，大批污染企業(yè)又將面臨洗牌，新一輪的陶瓷產(chǎn)業(yè)革新必將來(lái)臨。筆者采用濕法擠出成形的方式，以?huà)伖獯u廢渣為主要原料，研發(fā)出規(guī)格為2440mm×1220mm×8mm的陶瓷輕質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)板材，以期在建筑板材領(lǐng)域上發(fā)揮作用，希望能開(kāi)辟一條新的拋光磚廢渣處理途徑。

關(guān)鍵詞：拋光磚廢渣；濕法擠出；建筑板材

1 前言

隨著十八大報(bào)告“推出生態(tài)文明建設(shè)”方針的提出，大批污染企業(yè)又將面臨洗牌，新一輪的陶瓷產(chǎn)業(yè)革新必將來(lái)臨?！皟H拋光磚廢渣，全國(guó)就約達(dá)900萬(wàn)噸/年”[1]，這對(duì)拋光磚廠來(lái)講無(wú)疑是個(gè)沉重的數(shù)據(jù)！因此，由廣東佛山歐神諾陶瓷股份有限公司主持起草的《輕質(zhì)陶瓷磚》（JC/T 1095—2009）行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)正式頒布，已于2010年6月1日實(shí)施，給行業(yè)提供了一個(gè)方向。

筆者在此基礎(chǔ)上，通過(guò)濕法擠出成形的方式，以?huà)伖獯u廢渣為主要原料，研發(fā)出規(guī)格為2440mm×1220mm×8mm的陶瓷輕質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)板材，以期在建筑板材領(lǐng)域上發(fā)揮作用，希望能開(kāi)辟出一條新的拋光磚廢渣處理途徑。

2 板材的簡(jiǎn)介

2.1 板材的定義及應(yīng)用范圍

板，全國(guó)科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì)的定義為“厚度遠(yuǎn)小于平面尺度的平面構(gòu)件”。在應(yīng)用學(xué)科里，建筑材料作為主要的對(duì)象，板材的定義又為“寬度尺寸為厚度尺寸的2倍以上的鋸材。”[2]由此可見(jiàn)，板材的形狀是以扁平，寬大并可裁鋸為特征，方便建筑施工。

如今，最普遍的新型建筑板材已廣泛用于大型工業(yè)廠房、民用建筑、冷庫(kù)、移動(dòng)房屋、展館、體育館、購(gòu)物中心、機(jī)場(chǎng)、電廠、別墅、醫(yī)院、低層及高層辦公樓、家具裝飾等領(lǐng)域，是建筑行業(yè)不可或缺的材料。

2.2 陶瓷輕質(zhì)板材與普通板材的性能對(duì)比

新型建筑模板的性能和功用各不相同，生產(chǎn)建筑板材產(chǎn)品的原材料及工藝方法也各不相同。就其發(fā)展情況而言，有的品種重在花色，花色品種層出不窮，如：裝飾裝修材料；有的品種重在功能，如：保溫材料；有的則通過(guò)深加工衍生出多個(gè)品種，如：新型建筑板材等。本文以常見(jiàn)的石膏板材、硅酸鈣板材為例，與陶瓷輕質(zhì)板材性能進(jìn)行對(duì)比。其幾種板材的性能參數(shù)對(duì)比如表1所示。

從表1中可以看出，硅酸鈣板的強(qiáng)度、使用壽命、防火、耐潮等性能都明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的石膏板，這些性能使得硅酸鈣板是當(dāng)前建筑用的理想板材。而陶瓷輕質(zhì)板的抗折強(qiáng)度更高、耐潮性能更好，且運(yùn)用60%以上的拋光廢料，充分的地利用了拋光磚的廢料，真正實(shí)現(xiàn)陶瓷廠固體廢料循環(huán)的綜合利用，是一種符合可持續(xù)發(fā)展政策的新型環(huán)保輕質(zhì)板材。

3 擠出成形陶瓷輕質(zhì)板材的研究

3.1 國(guó)內(nèi)部分企業(yè)利用拋光廢渣生產(chǎn)瓷磚[3]

國(guó)內(nèi)部分企業(yè)運(yùn)用拋光廢渣生產(chǎn)瓷磚的研究現(xiàn)狀如表2所示。

近幾年，拋光廢渣在陶瓷磚生產(chǎn)中的運(yùn)用得到了廣泛的研究，上述企業(yè)在研究中，得到了可喜的成績(jī)，獲得業(yè)界的公認(rèn)。然而，拋光廢料以每年900萬(wàn)噸的產(chǎn)量，依然難以消化。采用濕法擠出成形法生產(chǎn)輕質(zhì)大規(guī)格板材（2440mm×1220mm×8mm），在國(guó)內(nèi)還沒(méi)有相關(guān)報(bào)導(dǎo)，這種新型的陶瓷輕質(zhì)板材用于建筑，因?yàn)槠渚哂袃?yōu)越的性能，完全可以替代石膏板、硅酸鈣板。因此，也為消化拋光廢料提供一條全新的路徑。

3.2 擠出成形陶瓷輕質(zhì)板材的生產(chǎn)工藝流程

本文主要闡述了兩種擠出陶瓷輕質(zhì)板材的生產(chǎn)工藝流程，其詳情如下。

（1） 適用于新工廠生產(chǎn)的工藝流程

適用于新工廠的陶瓷輕質(zhì)板材的工藝流程示意圖如圖1所示。

（2） 適用于老工廠生產(chǎn)的工藝流程

適用于老工廠的陶瓷輕質(zhì)板材的生產(chǎn)工藝流程圖如圖2所示。

3.3 陶瓷輕質(zhì)板材生產(chǎn)的技術(shù)突破

（1） 原料的處理

由于每個(gè)拋光磚廠使用的拋光介質(zhì)不一定相同，拋光磚本身選用的原料也不同，導(dǎo)致拋光磚渣的比重、顏色相差較大。有的白度達(dá)到65度以上，有的只有25度。因此，輕質(zhì)板材的最終處理方法為：白度高的可以用來(lái)做表面裝飾材料，加上雕刻、飾面，附加值顯著提升；白度低的只能做隔墻、底板，價(jià)格低廉。

因此，在生產(chǎn)中，需要將原料分級(jí)堆放、同級(jí)均化，以做到物盡其用，用有所值。

（2） 降低產(chǎn)品的容重及導(dǎo)熱系數(shù)的問(wèn)題

如何降低產(chǎn)品的容重及導(dǎo)熱系數(shù)，這就涉及到工藝配方問(wèn)題，包括原料的選擇、工藝處理、配方結(jié)構(gòu)和燒成工藝等，需要長(zhǎng)時(shí)間的摸索和調(diào)整，才能達(dá)到理想的要求。一般容重為0.3g/mm3、導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)到<0.8 W/m2·K。

（3） 防止產(chǎn)品變形的問(wèn)題

要防止產(chǎn)品變形，需要把握兩點(diǎn)關(guān)鍵技術(shù)：配方結(jié)構(gòu)和燒成方式。

（4） 輕質(zhì)板材中的發(fā)泡氣孔的均勻問(wèn)題

發(fā)泡氣孔的穩(wěn)定和均勻的問(wèn)題，可以總結(jié)為兩點(diǎn)：一是原料要穩(wěn)定；二是燒成溫度要均勻。

（5） 泥料塑性的問(wèn)題

眾所周知，拋光磚渣是拋光磚與磨頭之間相互研磨產(chǎn)生的粉體，主要含拋光磚熟料、碳化硅、水泥，這些原料幾乎沒(méi)有塑性，加入60%～80%后，會(huì)導(dǎo)致坯體的塑性較差。因此，要求要求添加粘土原料，以提高其塑性。陶瓷輕質(zhì)板材對(duì)塑性要求較高，并且需要加入一定量的坯體增強(qiáng)劑，以增強(qiáng)泥料的塑性和強(qiáng)度。

3.4 陶瓷輕質(zhì)板材的優(yōu)勢(shì)

3.4.1生產(chǎn)成本低

石膏板材、硅酸鈣板材與陶瓷輕質(zhì)板材的成本對(duì)比如表3所示。

由表3可以看出，陶瓷輕質(zhì)板材的生產(chǎn)成本在8～10元/m2間，比硅酸鈣板材低很多，且原材料價(jià)格波動(dòng)較小。

3.4.2企業(yè)轉(zhuǎn)產(chǎn)容易

90億m2/年的陶瓷生產(chǎn)能力，給銷(xiāo)售帶來(lái)巨大的壓力，許多陶瓷廠將面臨去留的選擇，但幾千萬(wàn)元的固定資產(chǎn)不是隨意就能放棄的。因此，利用現(xiàn)有的生產(chǎn)線，通過(guò)簡(jiǎn)單的設(shè)備技改，就可以進(jìn)行產(chǎn)品的升級(jí)換代，無(wú)疑給了企業(yè)廣闊的生存空間。而全國(guó)拋光磚廢渣約達(dá)900萬(wàn)噸/年，全部免費(fèi)使用，每個(gè)陶瓷廠都方便取料。

3.4.3市場(chǎng)前景較好

據(jù)統(tǒng)計(jì)，在建筑能耗中，圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料保溫性能差、保溫技術(shù)落后，傳熱耗能高達(dá)73%～77%。根據(jù)國(guó)家住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部規(guī)劃，中國(guó)將實(shí)施強(qiáng)制節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。到2020年，全國(guó)的建筑總能耗要達(dá)到節(jié)能的65%的總目標(biāo)。如按這個(gè)目標(biāo)計(jì)算，則每年就建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能需新增投資約為2700億人民幣，市場(chǎng)機(jī)會(huì)巨大。

到2012年，全國(guó)保障性住房和棚戶(hù)區(qū)改造住房約600～800萬(wàn)套，建筑板材將從公建市場(chǎng)成功突破到住宅市場(chǎng)，在國(guó)家“節(jié)能減排”政策的影響下，建筑板材產(chǎn)品將更多的替代實(shí)心粘土磚用作住宅隔墻?！敖ú南锣l(xiāng)”試點(diǎn)范圍有望在2013年后繼續(xù)擴(kuò)大，推動(dòng)新興輕質(zhì)建材在未來(lái)幾年的需求持續(xù)提升。

4 結(jié)語(yǔ)

陶瓷輕質(zhì)板材具有優(yōu)異的性能，如：容重低、導(dǎo)熱系數(shù)低、安裝成本低等，在許多發(fā)達(dá)國(guó)家中被爭(zhēng)相研制和推廣。另外，陶瓷輕質(zhì)板材由于其輕質(zhì)、環(huán)保、（下轉(zhuǎn)第34頁(yè)）可回收利用，且安裝施工和表面裝飾十分便利。同時(shí)，其在強(qiáng)度、使用壽命、防火、耐潮等性能方面都明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的石膏板和硅酸鋯板材。如這一項(xiàng)目的成功啟動(dòng)，陶瓷輕質(zhì)板將會(huì)成為重要建筑的理想板材。陶瓷輕質(zhì)板的量化生產(chǎn)，既消化了大量的拋光廢料，又響應(yīng)了國(guó)家的“節(jié)能降耗”和“推行生態(tài)文明建設(shè)”的號(hào)召，必將具有十分重要的社會(huì)意義！

參考文獻(xiàn)

[1] 霍敏儀，安康.拋光磚廢料再生記[R].陶城報(bào)，2012，11，30，A15.

[2] 蒙政強(qiáng).薄板與薄板標(biāo)準(zhǔn)的匹配與協(xié)調(diào)[R].陶城報(bào)，2012，11，30，A30.

[3] 黃惠寧，柯善軍，張國(guó)濤等.拋光廢渣在陶瓷磚中的應(yīng)用及現(xiàn)狀

[J].佛山陶瓷，2012，7.