卫生陶瓷的生产工艺及污染物与废料的解决措施

时间：2020-03-18 05:09:45 来源：千叶帆本文已影响人

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摘要：卫生陶瓷工业如何降低污染、降低能耗，与环境保护协调发展，走可持续发展的道路是本文探讨的主题。笔者结合自身工作，从生产工艺、废料的形成原因、废料的回收利用，以及产品发展的趋势等方面进行了分析和探讨，希望能够帮助企业提供环保意识，使我国的卫生陶瓷工业走可持续发展的道路。

关键词：卫生陶瓷；节能减排；清洁生产；废料回收利用

1 前言

中国的陶瓷在世界上享有崇高的声誉，早在远古时期，人们就已经制出了实用美观的陶器。中国的陶瓷文化在世界上独一无二，发展到今天，我国的陶瓷工业在国民经济中已占据了非常重要的地位。我国是陶瓷生产的大国，各类陶瓷制品的产量约占世界陶瓷总产量的70%。

我国的卫生陶瓷产区主要分布在：广东省（佛山、潮州）、山东（德州）、河北（唐山）、江西（景德镇）。近几年，随着产业结构的调整和转移，广东（清远、江门）、江西（高安）等地区的卫生陶瓷工业开始崛起。同时，也带动了周边地区的经济发展，但在巨大的经济发展的背后，也隐藏着严重的环境污染难题。陶瓷工业在生产过程中的粉尘和烧成过程中的废气、废料污染导致空气质量差、酸雨、晴天路面灰尘满天飞、雨天道路泥泞、河流浑浊淤堵等问题，已影响到人们的生活。

随着温室效应的加剧，全球气候的恶化，环境保护越来越受到世人的关注。卫生陶瓷工业如何降低污染、降低能耗与环境保护协调发展，走可持续发展的道路是本文探讨的主题。笔者结合自身工作，从生产工艺、废料的形成原因、废料的回收利用，以及产品发展的趋势等方面进行了分析和探讨，希望能够帮助企业提供环保意识，使我国的卫生陶瓷工业走可持续发展的道路。

2 卫生陶瓷生产的工艺流程及污染的产生与处理途径

2.1 卫生陶瓷生产的工艺流程

卫生陶瓷的产品是以高岭土（20%～30%）、高塑性粘土（20%～30%）、石英（30%～40%）和钾长石（10%～20%）等为坯体的主要原料；加入水和少量电解质，耐磨陶瓷管经磨细调制成规定性能的泥浆然后成形；以长石、石英、石灰石、白云石、滑石、菱镁石、氧化锌、碳酸钡为基础釉原料；坯体施釉后在1250～1280℃温度条件下一次烧成。其卫生陶瓷生产工艺流程如图1所示。

2.2 污染的产生及处理途径

卫生陶瓷生产过程中使用的燃料主要为重油、水煤浆、柴油。因其生产工艺的限制，在生产过程中会产生大量的废气和粉尘。例如，在生产过程中，注浆成形时会产生固体小颗粒的粉尘；在施釉过程中携带了大量废气、粉尘等污染物；在窑炉烧成过程中产生了大量的SOX、NOX、CO、Pb及粉尘。

注浆成形车间是卫生陶瓷企业产生粉尘污染的主要场所，因为这个工序涉及到对半成品的修补。由于修补是在半成品干燥的情况下进行的，所以会产生大量的尘埃，特别是含游离二氧化硅的粉尘，会对人体造成极大的危害。根据检测，一些企业的生产现场粉尘浓度大大超过了国家规定的10mg/m3最高允许浓度，以及含有10%以上游离二氧化硅的粉尘浓度2mg/m3的规定，对人体和环境都造成了很大的危害。近几年，因为粉尘污染导致员工患上职业病的事件时有发生，就此一些卫生陶瓷企业正在尝试运用在湿坯上对半成品进行修补，大大降低了粉尘的产生，使生产环境有了明显地改善。

采用天然气、液化石油气、轻柴油或电加热等清洁燃料，以减少废气、废渣的产生和排放量。

3 坐便器的节能效果

节能减排是我国乃至世界工业企业追求的目标。随着我国外贸经济的迅速发展，在经历金融危机后，国外客商对其质量更为关注，各种针对中国制造的技术性贸易壁垒逐渐增多。本文以高效节水型坐便器为例进行说明，高效节水型坐便器从字面上可解释为用较低的用水量进行冲洗，并能达到较高效率的冲洗效果的坐便器。所谓坐便器的用水量是指从进水阀打开到排水阀关闭这段时间所产生的水量。国外客户对坐便器的节水性能、以及节水后的冲洗功能有很高的要求。例如，产品在进入美国和加拿大市场前需要做UPC和CUPC认证，如果该产品要得到更广泛的认可，还必须要进行MaP（Maximum performance）、WaterSense（Tank-Type High-efficiency Toilet Specification ）测试。在澳大利亚，产品通过WaterMark测试，只是说明该产品可以进入澳大利亚市场，但并不是官方推荐的产品，如果要得到官方推荐，还要根据产品用水量进行WELS认证，并在澳大利亚官方网站上进行注册，由政府向消费者进行推荐。由此看来，我国卫生陶瓷产品以往的价格低廉的优势已经很难吸引广大消费者的购买欲望。我国也在2011年1月1日发布了标准GB25502-2010（坐便器用水效率限定值及用水效率等级），并在2011年7月1日正式实施，这也促使我国卫生陶瓷向节水型、高效型的产品发展。

进入21世纪以来，世界各国的卫生陶瓷标准将6L用水量作为节水坐便器与普通坐便器的分界线。近几年，随着国外发达国家在节水环保方面的进步和对坐便器冲洗能力提出了更高的要求，因此，将用水量4.5L作为高效节水的基点。表1为部分国家或地区坐便器试验介质，坐便器试验介质实体图如图2所示。

由此看来，高效节水型坐便器不仅节约了用水，而且冲洗功能较好，甚至超过普通节水型坐便器。随着其他国家检测标准的提高，以及消费者对质量要求的提升，我国卫生陶瓷产品以往的价格低廉的优势已不复存在。

4 卫生陶瓷废料的来源及解决方法

众所周知，卫生陶瓷具有坚固耐用、防火防水、耐磨耐腐蚀、易清洁，且不需要太多维护等特点，受到了广大消费者的喜爱，已成为现代建筑工程的主要装修材料。卫生陶瓷生产主要是采用注浆成形法，其中，产品的成形和浆料的含水率；空气的温度、湿度；模具间的配合，以及工人的操作有直接的关系。因此，成形率一般为70%～80%左右。此外，随着人民生活水平的提高，以及房地产业的迅速发展，卫生陶瓷制品越来越多的走进千家万户，同时在运输、安装装饰过程中一般会发生产品损坏，形成废弃卫生陶瓷。因此，要达到节能的效果，除了在产品设计上进行改变外，还应在卫生陶瓷废料的产生上进行改善。

4.1 陶瓷废料的分类

卫生陶瓷生产过程中所产生的废料可为成废坯和废瓷两大类。废坯从原料的处理、混料、球磨到坯料制备、成形、干燥的过程都会产生废料。其中，坯料又可分为可塑泥料、压制用粉料和注浆料。卫生陶瓷的成形主要是通过注浆成形，成形后的半成品还须经过干燥、施釉、烧成等工序，而这些工序都包括中间坯体的运输等，在运输过程中都会产生废坯。这些废坯大部分可以回收利用。废瓷由于都是烧成出来的废品，不易处理，通常会在工厂附近堆积起来集中处理，所以被称为真正的废料。

4.2 形成废料的原因及解决办法

卫生陶瓷的生产对于气候的变化、温度湿度差异、窑炉温度的变化、不同原料的使用等因素要求很高，无论哪个环节发生改变，都会造成产品出现风裂、起泡、针孔等缺陷。本文列举了几种造成产品的缺陷的形成原因及解决办法，如表2所示。

通过对部分卫生陶瓷坯体产生缺陷的原因进行了分析，不难发现人为因素占很大比例。如何减少废坯的产生是我们首要考虑的问题，首先，必须在生产管理上进行改善，各个人员必须严格依照操作规程进行操作；然后，对浆料、窑炉机器相关设备定期进行检查；最后；对半成品、成品堆放区进行严格管理和保护，减少存放和运输过程中对坯体的损坏。

5 卫生陶瓷废料回收利用

对于废坯泥出现无法修补时，可以重新打碎回收，进行二次利用。而烧成得到的废瓷坯，可以通过将部分废瓷渣经过挑选后，粉碎成细颗粒作熟料使用。还可以将废瓷经破碎，添加适当的结合剂、助熔剂加工制备成透水砖、广场砖等。

废瓷由于经过了烧结，所以很难处理。但是，废瓷中含有石英、莫来石、玻璃等，主要以硅酸盐矿物为主，具有一定的活性。经粗碎、表面处理和磨细后，其松散堆积密度在1400～1500kg/m3之间，符合活性混合材料的标准要求，破碎后的颗粒级配用砂调整。粉磨后的陶瓷废料本身不具有水硬性，但具备水泥混合材料使用条件。处理完毕后，根据性能选择合适比例，控制水量和凝结时间，得到良好的使用性能。陶瓷废料的加工成本不高，所以用陶瓷废料作为水泥混合材料，对于水泥工业而言其经济效益显著。

对陶瓷废料进行利用，即节约资源，又符合国家环保的要求，也为企业解决了陶瓷废料囤积的难题，而且还增加了经济效益。

6 结语

综上所述，我国既是陶瓷生产大国，也是最大的消费国。推动我国陶瓷工业的可持续发展，在陶瓷行业中推广节能减排、资源合理利用、保护环境具有十分重要的意义。为了缓解资源短缺，促进经济发展方式转变，建设资源节约型，增强可持续发展能力已被列入《节能减排“十二五”规划》。绿色化发展是我国整个陶瓷工业的转型发展的重要保证，也是我国卫生陶瓷行业可持续发展的方向。

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