回收拋光廢渣制備陶瓷磚的研究發展現狀

區邦熙

摘 要：隨著陶瓷行業的快速發展，拋光廢渣的循環利用已經成為國內外學者研究的熱點。本文從拋光廢渣制備陶瓷磚的角度，分析國內企業和科研院所對拋光廢渣制備陶磚的研究與應用現狀。重點總結了拋光廢料在制備墻內釉面磚、多孔陶瓷磚、陶瓷仿古磚、免燒透水磚以及超薄拋光磚方面的研究和應用情況，以期幫助企業節約陶瓷生產升本和固體廢料的污染問題。

關鍵詞：拋光廢料;陶瓷磚;制備

1 前 言

隨著我國陶瓷行業的快速發展，在國民經濟社會中發揮了重要的作用，我國的陶瓷磚產量已經連續多年位居世界產量的第一位。但是在陶瓷行業快速發展的同時，也出現了大量的資源浪費和環境污染等問題[1]。尤其最近幾年來陶瓷生產企業的拋光廢渣利用得到了政府部門的重視。基于此，高校和科研院所開始進行回收拋光廢渣制備陶瓷磚的研究。雖然最近幾年拋光廢渣的循環利用取得了一些成績，但是仍然存在回收效率低、陶瓷磚制備不穩定的問題。所以，如何將拋光廢渣變廢為寶，充分利用拋光渣制備出合格的陶瓷磚，已經成為國內外學者的研究熱點。

目前超過90%的拋光廢渣處理是采用就地掩埋的方式，不到10%的拋光渣進行循環回收利用。拋光廢渣的應用范圍主要包括了墻內釉面磚、陶瓷仿古磚、多孔陶瓷、免燒透水磚和制備超薄拋光磚等。表1位最近幾年來國內利用拋光廢渣制備陶瓷磚的應用企業。可以看出，拋光廢渣制備陶瓷磚的技術研究主要集中在國內的陶瓷企業和相關科研院所學校。

2拋光廢渣制備陶瓷磚的利用現狀

2.1 墻內釉面磚

利用拋光廢渣制備墻內釉面磚目前是最簡單和最有效的利用方法，在這個領域內，目前廣東紅陶陶瓷走在最前端。付亞玲（2018）的研究認為當拋光廢料的加入量為8%-10%時，墻內釉面磚的性能達到最好。通過采用正交試驗，優化調整高、低溫砂以及黑泥的含量，從而研制出能夠適合墻內釉面磚的原材料[3]。表2為利用拋光廢渣生產出來的墻內釉面磚的各項物理性能。廣東宏陶陶瓷公司在墻內釉面磚中的拋光渣比例達到了18%，這個使用比例在行業內處于較高的水平。但是從整個陶瓷行業來看，整體的拋光渣利用水平還并不是很高，主要原因就是產品的質量不穩定。謝紅波（2019）認為即時18%的拋光廢渣利用比例仍然不過，只有拋光廢渣的比例超過50%，才能夠進行良好的利用，所以配方設計方面還需要進行優化研究[4]。

2.2 陶瓷仿古磚

目前學術界對使用拋光廢料制備陶瓷仿古磚的研究已經取得了較大的進步。拋光廢料經過去除雜質、干燥和造粒后，作為添加材料用于陶瓷仿古磚的制備，一方面能夠實現環保，另一方面也可以降低陶瓷仿古磚的生產成本。圖1為佛山某陶瓷公司利用拋光廢料生產的仿古陶瓷磚，目前已經在市場上開始應用，但是需要注意的是如果拋光廢料中存在一些可以發泡的膨脹物會限制陶瓷磚的應用[6]。

2.3 多孔陶瓷磚

多孔陶瓷磚比較輕質，就是利用拋光廢渣在高溫發泡的原理，再加入陶瓷原料組成配合料，然后燒結、切割等工序生產出輕質的多孔陶瓷磚。多孔陶瓷磚的氣孔均為封閉氣孔，可以作為很好的保溫材料和隔音材料。華南理工大學夏海斌（2019）認為將拋光廢渣、黏土以及低溫砂、高溫砂按照一定的比例進行混合、球磨、干燥、燒結等工序后，制備出輕質的多孔陶瓷磚，材料密度為0.9g/cm3，抗壓強度為6MPa，導熱系數只有0.23W/m .K，同時該多孔陶瓷磚的耐火溫度可以達到1200℃。雖然利用拋光廢料制備的多孔陶瓷磚各項性能比較優異，但是從實際應用角度來說，其抗壓強度還是相對較低[7]。孫濤（2018）通過使用拋光廢料制備了輕型多孔陶瓷，抗折強度可以達到10-18MPa，導熱系數只有0.32 W/m .K[8]。同時侯來廣（2017）通過對拋光廢料的制備工藝參數進行優化，主要包括了成型壓力、燒結溫度以及拋光廢料添加量等，并且適當在成分中增加了球土的含量，比如增加的莫來石的成分，適當了提升多孔陶瓷磚的抗壓強度[9]。

從企業開發多孔陶瓷磚的角度來看，佛山歐神諾陶瓷公司利用拋光渣廢料，開發出一種輕型的多孔陶瓷磚，密度為0.95-1.35g/cm3，產品規格可以達到670mm×1800mm，孔徑的大小可以利用磨料的分散程度來進行調節，孔徑的平均尺寸在2-4mm[10]。廣東唯美陶瓷有限公司也進行了輕質多孔陶瓷的研制，研制出不同規格的多孔陶瓷磚。產品的密度可以通過采用不同的制備工藝來實現，從而滿足市場上不同客戶的需求。廣東金意陶瓷有限公司生產的輕質多孔陶瓷磚其斷裂強度可以達到14.55MPa，密度只有0.82g/cm3，破壞強度為1279N[11]。

在輕質多孔陶瓷磚的產品應用方面，歐神諾陶瓷公司采用拋光廢渣生產的輕質陶瓷磚-晶立方，其具體性能如表3所示。在廣東的地鐵強木上也使用了輕質陶瓷磚-QQ板，目前也取得了良好的應用效果。該產品中拋光廢料的添加量達到了50%，產品的規格可以達到1200mm×1100mm，而且密度較小，真正實現了拋光廢料制備輕質陶瓷磚的產業化應用[12]。

2.4 免燒透水磚

國內的企業也開始利用粉煤灰和拋光廢料開始制備環保免燒透水磚，在節約陶瓷原材料資源的同時，同時免燒磚透水磚的內部空隙可以讓雨水及時的滲透至土壤之中，這對地表生態的環境恢復具有重要的作用，這是一種具有發展前途的陶瓷磚。但是這種免燒透水磚沒有經過專門的燒結，其力學強度和絕熱性有待進一步提升。目前免燒陶瓷磚已經開始進入小批量的生產階段，70%都是拋光廢料，使得免燒陶瓷磚的生產成本大大降低。佛山市某個固體廢棄物處理中心通過對陶瓷原材料的配方優化，使用壓磚機將廢棄的陶瓷拋光料直接壓制成磚體，生產工藝比較簡單，目前已經實現了大規模的生產應用。

2.5 制備超薄拋光磚

通過對拋光廢渣以及相關配料進行超微細化，將粉體干燥以后，然后進行壓制和燒結、拋光成產品。這個工藝流程比較簡單，而且對原材料沒有特殊的要求，能夠實現對拋光廢料進行大批量的處理，同時也不會占用過多的土地資源。拋光廢料進行超細化處理，所需要的燒結時間減少，進一步降低產品的生產能耗，解決了陶瓷廢料的循環利用與生態環境保護協調發展問題。但是粉料的超細化還處于研究階段，制備超薄陶瓷拋光磚的產業化還需要進一步研究下去。

3總結

陶瓷行業的快速發展產生了很多拋光廢料，一方面造成了較大的環境污染，另外一方面還會影響陶瓷行業的可持續發展。所以對于拋光廢料的回收利用以及制備陶瓷磚的研究十分重要，拋光廢料制備陶瓷磚具有廣闊的應用前途。本文通過對國內外相關參考文獻進行整理分析，總結了拋光廢料在制備墻內釉面磚、多孔陶瓷磚、陶瓷仿古磚、免燒透水磚以及超薄拋光磚方面的研究和應用情況，希望本文的研究能夠為回收拋光廢渣制備陶瓷磚的發展帶來有益的啟發。

參考文獻

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[3] 付亞玲. 利用陶瓷拋光廢料制備釉面磚的研究[D]. 華南理工大學， 2018.

[4] 謝紅波， 陳哲， 麥俊明，等. 利用陶瓷工業廢棄物拋光渣制備陶瓷磚的研究[J]. 非金屬礦， 2019， 42（03）：106-109.

[5] 王亞琴， 李麗匣， 韓躍新. 陶瓷拋光廢料生產水泥混合材的試驗研究[C]// 金屬礦產資源高效選冶加工利用和節能減排技術及設備學術研討會. 2019.

[6] 霍麗鵬. 陶瓷磚拋光廢渣回收利用及產品的性能研究[J]. 建材發展導向（下）， 2018， 016（009）：126.

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[11] 徐一飛. 淄博企業利用陶瓷拋光磚廢料制備輕質高強度節能砌塊[J]. 新型建筑材料， 2016（4）：5-5.

[12] 鄭文. 利用陶瓷拋光廢料制備拋光磚的研究[D]. 華南理工大學， 2018.