陶瓷廢棄物資源化利用之淺談

譚麗 余峰 陳學(xué)文

（景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院國家日用及建筑陶瓷工程技術(shù)研究中心，江西景德鎮(zhèn)333001）

0引言

在國家大力發(fā)展“低碳經(jīng)濟(jì)”的社會背景下，高能耗、高污染、高廢品率的陶瓷產(chǎn)業(yè)也日漸受到人們的廣泛關(guān)注。隨著陶瓷工業(yè)的快速發(fā)展，陶瓷工業(yè)廢料日益增多，據(jù)測算，我國僅墻地磚生產(chǎn)每年就產(chǎn)生457，630噸生坯廢品，燒成廢品更多達(dá)655，970噸。約占如今陶瓷產(chǎn)量5％～25％的陶瓷廢棄品，雖歷千年亦難以風(fēng)化，而破損的廢陶瓷回收再利用的成本比重新購買陶土生產(chǎn)的成本大。因此，多數(shù)陶瓷企業(yè)并不愿意對廢陶瓷進(jìn)行回收再利用。目前，我國陶瓷工業(yè)的廢棄物依舊以堆積和填埋的簡單處理方式為主，造成了土地、礦產(chǎn)資源的巨大浪費和環(huán)境污染，阻礙了我國陶瓷行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。但如果把陶瓷廢棄物回收加以設(shè)計和再造可以使陶瓷企業(yè)減少廢棄物的排放量，甚至可以實現(xiàn)零排放，具有較高的環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)效益。因而，研究如何開發(fā)利用這些陶瓷廢棄物是一項重大的課題。

1 利用廢棄陶瓷重新組合成陶瓷裝飾品

將殘次陶瓷碗、盤及廢瓷片相互組合或與建筑物相融合，利用其不規(guī)則幾何形的自然裂痕、質(zhì)地、色彩、形狀、大小各異組合或鋪貼成各種形狀、圖案，制成生活用瓷或藝術(shù)陶瓷裝飾品。

1.1 用于制成陶瓷組合燈具

用廢棄的瓷杯或瓷盤等組合成燈具的軸及底座，加上特色各異的燈罩，組合成了別具特色并經(jīng)濟(jì)實用的陶瓷燈具（見圖1）。這種臺燈既可以利用盤子裝載物品，又具有美觀和照明的效果，同時瓷盤在燈光的照射下，晶瑩剔透，更有一番獨特的美感。

1.2 用于制成陶瓷拼貼裝飾畫

根據(jù)碎瓷片的形狀、大小、顏色、紋理不同，經(jīng)過簡單打磨拼貼成壁畫和字畫等藝術(shù)品，不僅新穎別致、永不褪色，而且是綠色環(huán)保裝飾品（見圖2）。

圖1 廢棄陶瓷搭建的臺燈Fig.1 Desk lam p builtw ith waste ceram ic

圖2 碎瓷片拼貼出的裝飾畫Fig.2 Collage painting w ith porcelain shards

圖3 用廢瓷片制成的陶瓷項鏈Fig.3 Necklace of ceram ic shards

圖4 古埃爾公園內(nèi)用廢瓷片鋪貼的座椅Fig.4 Chair in Park Guellwithmosaic from broken ceram ic tiles

1.3 用于制成陶瓷飾品

作為廢棄陶瓷，只是因為局部缺陷和瑕疵，使得它在整體上失去了某種實用功能，但是，從美學(xué)和藝術(shù)的角度來講，它具有陶瓷自身光滑亮潔的質(zhì)感美和豐富多彩的色彩美。所以我們將丟棄的瓷片收集起來，制作精美陶瓷首飾（見圖3），這不僅是中華民族的瑰寶與文化載體，而且體現(xiàn)其危害低、環(huán)保、節(jié)能、健康的特性，并深具裝飾藝術(shù)效果，完全符合現(xiàn)代城市年輕人的購買需求。

1.4 用于城市景觀設(shè)計

陶瓷碎片形狀各異，色彩多變并且耐磨損，運(yùn)用在城市景觀設(shè)計中（見圖4），不僅有效實現(xiàn)陶瓷廢料資源化，而且拓寬了陶瓷裝飾美化環(huán)境的功能，倡導(dǎo)人們修舊利廢，保護(hù)環(huán)境。

陶瓷碎片色彩豐富、拼貼靈活、質(zhì)感舒適、抗磨耐久，將之運(yùn)用于道路路面或公共設(shè)施的鋪裝，易與周邊環(huán)境調(diào)和，能營造輕松愉快、親切自然的宜人氣氛。

2 廢瓷粉碎加工成日用陶瓷原料

2.1 代替日益短缺的優(yōu)質(zhì)瘠性陶瓷礦物原料

據(jù)權(quán)威專家科學(xué)預(yù)測，日用陶瓷優(yōu)質(zhì)礦物原料國內(nèi)儲量僅夠20～30年的使用，故今后我國應(yīng)抓緊劣質(zhì)陶瓷原料的改性提質(zhì)，以及非傳統(tǒng)陶瓷原料的開拓應(yīng)用研究，以保證日用瓷的可持續(xù)性生產(chǎn)和發(fā)展。與此同時，更為重要的是：不能眼睜睜看見年產(chǎn)廢瓷190多萬噸被白白埋掉，且嚴(yán)重破壞土壤結(jié)構(gòu)和污染環(huán)境。實際上只要科學(xué)攻關(guān)，可將其加工成為另一種人造優(yōu)質(zhì)瘠性原料。若能全部利用，既可部分增加優(yōu)質(zhì)瘠性原料的來源，同時也會產(chǎn)生重大經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 廢瓷粉經(jīng)特殊工藝處理可代替部分石英而成為日用瓷的

瓷胎骨架

廢瓷粉粒徑略大于超細(xì)石英粉，超細(xì)石英粉外加天然或人工可塑料制成稀漿，廢瓷粉被包裹超細(xì)石英料漿或有機(jī)硅溶膠后造粒備用，經(jīng)特殊制備的廢瓷粉粒加入已配好的坯體泥漿不再球磨，而是攪拌均勻，便成為很好的坯體泥漿，經(jīng)不同工藝即可制成注漿用料，又可做成可塑滾壓泥料和等靜壓坯體粉料。代替部分石英形成瓷胎骨架，一是克服了瓷胎內(nèi)石英的低溫石英晶型轉(zhuǎn)化，故可提高產(chǎn)品的抗熱震性；二是不影響廢瓷粉粒外包裹的超細(xì)石英粉體參與日用瓷燒結(jié)過程的液相化和莫來石化，使瓷胎的顯微結(jié)構(gòu)和宏觀性能指標(biāo)更合理化和提質(zhì)優(yōu)化。

3 利用陶瓷廢料再造建筑新材料

目前，工業(yè)廢棄陶瓷材料堆積不僅造成極大的資源浪費，而且污染環(huán)境。將陶瓷廢物生產(chǎn)各種陶瓷建材產(chǎn)品不僅節(jié)省巨大成本，而且是消除污染、凈化環(huán)境、變廢為寶的重大舉措，對可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施具有重要意義。

3.1 制成陶瓷透水磚

大批量利用陶瓷廢料與工業(yè)廢渣作為原料，研制出具有超強(qiáng)的透水和保水能力的透水陶瓷磚。用此透水磚鋪設(shè)的路面與傳統(tǒng)的石材、水泥等材料硬化的路面相比其優(yōu)勢是：雨水不但可以迅速滲透入地下使大地恢復(fù)自然的儲水能力，防止地下水枯竭，改善植被的生存環(huán)境，而且可以調(diào)節(jié)大氣的溫度，改善溫度、凈化空氣，降低周圍環(huán)境的溫度，恢復(fù)地表的水循環(huán)系統(tǒng)，從而一定程度上解決了“城市熱島效應(yīng)”的問題。

3.2 制成瓷渣陶粒建筑材料

越來越多企業(yè)加入“變廢為寶”行動，看中的是廢渣利用的成本優(yōu)勢。目前陶瓷原礦價格為70元/噸，而陶瓷廢渣的收購價穩(wěn)定在10元左右，加上精加工費用，廢渣轉(zhuǎn)變成生產(chǎn)原料，成本僅為25元左右。

把陶瓷廢渣進(jìn)行重新燒制，把陶瓷廢渣生產(chǎn)成陶粒，并因不同的用途生產(chǎn)出多種規(guī)格的陶粒。瓷渣陶粒是一種性能穩(wěn)定、耐酸堿、防火性能好、強(qiáng)度高、耐久性好、密度小、吸水率低的高性能人造輕集料，其廣泛應(yīng)用于輕集料混凝土以及輕集料混凝土建筑結(jié)構(gòu)、橋梁結(jié)構(gòu)和墻體材料等領(lǐng)域。可以大大降低建筑物的自重，建筑物可大大減少鋼材的使用。

用陶瓷廢渣制成的保溫磚的隔熱性能是普通瓷磚的四倍，可以為建筑物節(jié)省“空調(diào)費”。同時，用陶瓷廢渣制作的墻體材料阻燃性能好，取代目前市場上最常用的耐火性能差、煙毒性高的建筑保溫材料，能提高高層建筑消防安全。

3.3 制成仿古建陶

愛和陶公司是一家主要生產(chǎn)瓷質(zhì)磚廠家，此前無法利用生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的這些陶瓷廢料，但是為了不污染周邊環(huán)境，廢料就在公司內(nèi)堆放，占用了大量場地。經(jīng)過多次試制和研發(fā)，成功利用了這些廢坯、廢泥作為主要原料生產(chǎn)仿古磚。這無疑是一條變廢為寶、降低成本的好途徑。

仿古磚顏色古樸，多為石面狀、毛邊，對吸水率和尺寸的穩(wěn)定性要求不高。該公司廢坯、廢泥的來源穩(wěn)定，通過多次抽樣檢測及分析，廢坯及廢泥化學(xué)組成和瓷質(zhì)磚料相近，根據(jù)廢坯、廢泥的化學(xué)組成及試燒結(jié)果，結(jié)合仿古磚的性能要求，確定廢坯和廢泥均可用作仿古磚坯料的配方。

將廢坯、廢泥通過干燥、破碎過篩加工后用作仿古磚的坯料，無原材料費用，粉料制造費用極低。結(jié)合廢坯、廢泥的化學(xué)成份及特性，還可開發(fā)、生產(chǎn)風(fēng)格不同的藝術(shù)磚，既環(huán)保又降低陶瓷產(chǎn)品成本。

4 結(jié)語

我國是世界上最大的陶瓷生產(chǎn)國，如果將陶瓷廢料充分利用起來，不但可以解決巨大的環(huán)境危機(jī)，而且可實現(xiàn)社會和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，從這個意義上講，我國廢瓷資源的循環(huán)再利用具有重大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

1黃賓.低碳經(jīng)濟(jì)時代陶瓷行業(yè)的新課題.佛山陶瓷.2010，（5）

2侯來廣，曾令可.陶瓷廢料的綜合利用現(xiàn)狀.中國陶瓷工業(yè).2005，12（4）

3陳學(xué)文，陶瓷組合臺燈.中國專利.ZL200720311854.7

4薛圣言，李穎.論陶瓷碎片在景觀設(shè)計中的運(yùn)用.陶瓷科學(xué)與藝術(shù)，2007（5）