化工废渣处理技术

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化工废渣处理技术范文第1篇

水泥生产常用工业废渣的危害

在水泥生产过程中经常使用的工业废渣无非是主要含钙硅铁铝等化学成分的化工工业废渣，且附含有水泥生产限制的有害成分如氯离子，硫，碱；物料的表观组成各不一致，水分从5%～75%不等，部分有毒有害气体带来了安全隐患，造成了物料的输送存储困难，同时影响了工业废渣的广泛推广应用，电石渣滤渣是生产PVC的一种强碱高钙工业废渣，极易水解，对土壤水质污染严重，既使采用最安全有效的办法进行深埋处理，也要防渗漏和进行覆盖，还会造成资源浪费。粉煤灰，煤矸石，硫酸渣，煤矸石，铜渣，磷石膏，都是工业副产品废渣，相对来讲危害要小一些，但是大量的堆积，会影响环境和堆放场地的增加.造成土壤的盐碱化。工业废渣的主要危害是污染空气，污染环境，污染土壤，污染水源，影响人体健康。导致和破坏生态平衡，本文就3年的应用实践，在使用电石渣，粉煤灰，滤渣，煤矸石，铜渣，磷石膏，炉渣，硫酸渣，钢渣生产水泥过程中的一些体会，和同行一起探讨。

生料的配料组成

在新型干法2500t/d生产线进行3年生产实践，打破传统的配料率值指标范围，对生料控制指标进行了调整。生料原料组成：石灰石，电石渣，煤矸石，铜渣，硫酸渣，砂岩，滤渣；要求燃煤发热量在5150～5400kcal/kg，挥发分大于21%，全硫小于1.8%。

水泥的制成

水泥中的原料组成:熟料，粉煤灰，炉渣，钢渣，天然石膏，磷石膏，采用开路辊压磨进行粉磨。水泥性能见表4。

综述

1质量控制

生料中石灰石的比例控制在60%～65%，氯离子控制在0.04%以下，尽可能的保重生料质量的稳定。由于生料入磨水分较高，只能采用立磨生产，由于电石渣反应温度只有580℃，窑尾温度要适当降低，防止烟室管道结皮堵塞，确保整个窑系统通风良好，熟料中的Fe2O3含量控制保证在3.1%～3.5%，同时熟料要采取急冷才能保证熟料的结粒良好，有了熟料质量的保证，在制成水泥方面关键就是粉磨技术和混合材的质量，一是要满足国家对该品种的混合材含量的限制，二是满足品质要求。三是满足用户对水泥减水剂相容性的要求，大量的工业废渣掺入，就其表观化学组成，对生料质量的影响就是有害成分的增加，适当降低有害成分的直接加入是一个有效的办法，为了全部利用工业废渣，必须保证在窑内不能富集循环，其办法一是加强通风。二是旁路放风，后者投资太大，影响企业效益。化工企业产生的工业废渣特别是含水量高的物料，尽可能采用新鲜水进行反应或者进行洗涤压滤，防止有害成分的循环富集。

化工废渣处理技术范文第2篇

当前，我国的国民经济始终保持着较快的发展速度，需要数量巨大的各种能源作为保持经济持续发展的动力。但是无论是国内市场还是国际市场，各种能源的供求矛盾依然突出，并且这些能源的价格也处于不断地上升之中。氯碱工业所生产的氯气和烧碱等产品是非常重要的基本化工原料，广泛应用于各个工业领域当中，例如：医药企业、石油化工工业、农药生产、冶金工业、纺织工业、印染工业、造纸工业等等。所以，氯碱工业在促进我国经济发展方面做出了卓越的贡献。同时，我们也应该注意到氯碱工业也造成了不可忽视的资源浪费和环境污染问题。在本文中，笔者就氯碱化工企业废水的综合利用技术及其相关问题进行了探讨。

一、氯碱废弃物分离回收技术的发展状况

当前，在分离处理氯碱废弃物方面通常采用压滤回收盐水的方法进行分离和回收。经过分离之后的其他废弃物则一般进行填埋处理或者堆放在河流边、湖泊旁等地方。这些废弃物当中含有大量的各种无机盐，如果像以往一样进行填埋处理或者随意堆放，则不仅非常容易造成大量资源的浪费，还会对周围的水体环境、土壤环境造成严重的危害。并且这种资源浪费和环境污染会随着氯碱工业的不断发展而呈现出不断严重的态势。

利用分离回收技术能够将绿箭废弃物当中的各种有效物质提取出来，提取的这部分物质不仅可以进行重新利用，实现了“变废为宝”的目的；同时，由于废弃物不再填埋处理或者随意堆放，对于土体环境与水体环境的不利影响也就大幅度降低。我国的科研人员在氯碱废弃物分离回收技术研究方面投入了大量的精力和财力，并且已经取得了不俗的成果。我国目前关于氯碱废弃物分离回收技术研究的大体格局是：(1)南昌氯碱企业联合华东师范大学共同研究的基于氯碱废弃物的无机纤维板制造工艺。该工艺的主要内容是，首先对氯碱废弃物进行压滤处理，干燥其废渣之后进行粉碎使之达到特定的粒度；而后，对粉碎后的废渣实施焙烧活化，之后将实现调兑好的其它原料加入其中，最终便可以制成物美价廉、外形美观的无机纤维板。(2)江苏建筑科学研究所研究的基于氯碱废弃物的无机吸附剂生产工艺。该工艺已经被申请了国家专利，其主要内容是：控制保持反应PH值9至10、反应温度80摄氏度至90摄氏度的反应条件下，在未经过处理的盐泥当中逐步加入特定量的工业用硫酸铝溶液，同时进行充分地搅拌；约20分钟之后，水洗反应之后的沉淀物一直到不存在阳离子为止；而后进行过滤处理，并将过滤后剩余物放在105摄氏度的恒温环境当中进行干燥处理；之后在450摄氏度至600摄氏度的环境下进行焙烧活化，持续一个小时。(3)齐鲁石化公司研究院研究的基于氯碱废弃物的橡胶制品塑料制品填料制造工艺。该工艺的主要内容是：对氯碱废弃物进行压滤处理，将其废渣置于100摄氏度至300摄氏度的高温环境下进行烘干处理，保障其含水率不大于1%；而后，将烘干处理之后的废渣进行粉碎处理；随后，风选（力度应该不大于50微米）分级，获得的产品能够用来作为低档橡胶制品与低档塑料制品的填料。

二、氯碱化工企业废水的综合利用技术

1.硫酸钡的分离回收工艺技术

硫酸钡是一种重要的化工原料，用途广泛。在传统氯碱生产工艺中，硫酸钡是在氯碱生产盐水精制过程中盐泥中的一种成分，硫酸钡与氢氧化镁、碳酸钙、碳酸银等在盐泥中处于混合状态。如何在混合态的盐泥中提取硫酸钡，广大工程技术人员和科技工作者做了大量的工作。其工艺是：将脱氯盐水与氯化钡混合后进入一台沉降器专门用于沉降硫酸钡，去除硫酸根后的脱氯盐水再回到配水罐用于化盐，化盐产生的粗盐水进入另一台沉降器用于沉降碳酸钙和氢氧化镁混合盐泥。实现了硫酸钡的单独回收，生产出硫酸钡浆料。

2.氢氧化镁和碳酸钙的转化与回收工艺技术

氢氧化镁是优良的无机添加型阻燃剂，它不仅用于阻燃也用于消烟和减少材料燃烧时腐蚀性的气体的生成量，不仅可以单独使用，也常与其它阻燃剂并用。在环保方面作为烟道气脱硫剂，可代替烧碱和石灰作为含酸废水的中和剂；用作油品添加剂，起到防腐和脱硫作用;用于电子行业、医药、砂糖的精制。碳酸钙是一种重要的无机矿物。碳酸钙是油漆、橡胶、塑料、涂料、造纸等行业生产中重要的填充剂；碳酸钙是橡胶工业中使用量最大大填充剂之一，碳酸钙大量填充在橡胶之中，可增加其制品的容积，并节约昂贵的天然橡胶，从而大大降低成本

工艺内容是：向粗盐水折流槽中只加入适当NaOH溶液，使Mg2+与OH-在前反应池中充分反应，与粗盐水一起用加压泵经气水混合器打入加压溶气罐，保持空气压力0.2-0.3MPa，使空气溶解与粗盐水中，溶有空气的粗盐水进入预处理器，压力释放，气泡大量溢出上浮，使絮状氢氧化镁附着与气泡表面一同上浮，比重较大的沉淀颗粒气泡难以带动则下沉，上浮或下沉的这些沉淀绝大部分是氢氧化镁。该部分沉淀收集到氢氧化镁浆料罐进行回收处理。该工艺可以分别得到氢氧化镁浆料与碳酸钙浆料，可实现两种产品的有效分离回收。由于氢氧化镁颗粒非常细小，形成胶体，使得沉降、洗涤和压滤都非常困难。氢氧化镁胶体絮状沉淀沉降速度慢，沉淀密度小，沉淀容易重新漂浮起来。

三、结束语

当前，如果我们再继续沿袭传统的经济发展模式，即“能源产品废弃物丢弃”的发展模式，即便是再多的能源供应，也很难持久。因此，面对能源供应紧张、能源价格不断攀升的现状，氯碱化工企业需要具备战略眼光，将循环经济和绿色经济作为本企业的发展理念，积极开展技术创新，研发和改造氯碱化工企业废水的综合利用技术，实现企业资源的循环利用，坚持“能源产品能源回收”的发展模式，在创造出更大经济利润的同时，也为创造出更大的社会效果尤其是环境效益。

参考文献：

[1]K.Takegami，N. Nakamaru，M.Morita. Industrial Molten Fractional Crystallization. Industrial Crystallization. 1984，；143-146：114-116.

[2]Smita Mishra，B. khuntia，B.B. Mishra. Preliminary screening and isolation of bacteria from mercury contaminated waste soil of a chlor-alkali factory .Ecology，environment &conservation，2007，13 ( 1)：121-123.03.

[3]赵峰，余章龙，钮因健，潘军青，陈咏梅，万平玉. 膜电解在碱溶碳分法氧化铝生产工艺中的应用[J]. 北京化工大学学报(自然科学版)，2009，(04)：125-126.

化工废渣处理技术范文第3篇

【关键词】电石 废渣废气处理利用

随着全球工业化的高速发展，环境问题日趋严重，环境污染越来越成为世界各个国家的共同课题之一。化工生产的的污染更不能忽视，目前电石水解生产聚氯乙烯仍广泛应用于生产中，由此产生的副产品废渣废气需及时处理否则将会严重影响环境。

电石水解获取乙炔气后的废渣氢氧化钙为主要成分。C2H2是基本有机合成工业的重要原料之一，以电石为原料，加水（湿法）生成乙炔的工艺简单成熟，至今仍广泛用于工业生产中。C2H2是生产聚氯乙烯原料，按生产经验，每生产1 t PVC产品，排出电石渣浆约20t，电石废渣废气不处理会严重污染环境，笔者从几方面分析阐述废渣废气的处理综合利用，变废为宝。

1.废料处理原因分析

电石乙炔法生产聚氯乙烯产品时，电石加水生成乙炔和氢氧化钙，其主要化学反应式：

CaC2+2H2O= C2H2+Ca（OH）2

在电石和水反应同时，电石中杂质也参与反应生成氢氧化钙和其他气体：

CaO+ H2O=Ca（OH）2

CaS+ 2H2O =Ca（OH）2 +H2S

Ca3N2+ 6H2O= 3Ca（OH）2 +2NH3

Ca3P2+6H2O= 3Ca（OH）2 +2PH3

Ca2Si+4H2O= 2Ca（OH）2 + SiH4

Ca3As2+ 6H2O= 3Ca（OH）2 + 2AsH3

Ca（OH）2在水中溶解度小，固体Ca（OH）2微粒逐步从溶液中析出。溶液经过聚结、沉淀、失水最后成电石渣浆。电石中不参加反应的固体杂质如矽铁、焦炭等也混杂在渣浆中。副反应产生的气体部分进入乙炔气体，部分溶解在渣浆中。渣浆干电石废渣中主要含Ca（OH）2 ，可以作消石灰的代用品，但当电石废渣含水量>50%时，在运输途中污染路面而带来极大麻烦。因此电石废渣综合利用的关键是控制含水量。含一定水量的电石废渣及渗滤液亦是强碱性，也含有硫化物、磷化物等有毒有害物质，这些S、P等杂质在水解后产生H2S、PH3、NH3、AsH3等，它们会破坏氯乙烯转化触媒的活性，造成触媒的中毒。另外释放也会造成大气污染，危害生物及人类健康。

2.电石渣浆的废渣处理再利用

回收石灰重作电石原料也只能掺入电石不宜过多，因为回收石灰中含硫、磷杂质多，将影响电石质量。

2.1 电石渣代替熟石灰生产环氧丙烷。环氧丙烷是一种重要的化工原料，以丙烯、氧气和熟石灰为原料的氯醇化法生产环氧丙烷工艺过程中需要大量的熟石灰。丙烯气、氯气和水在反应器中发生化学反应生成氯丙醇，氯丙醇与经过处理后的电石渣（Ca（OH）2）混合发生皂化反应生成环氧丙烷。由于电石渣中Ca（OH）2的质量分数高达90%以上，而国内熟石灰中Ca（OH）2的平均质量分数仅为65%，而且其中未反应的固体杂质处理量比用熟石要少得多。利用电石渣生产环氧丙烷，不仅充分利用电石渣资源，而且生产的环氧丙烷质量稳定，实现了变废为宝的目的。

2.2 电石废渣代替石灰石制水泥。利用电石渣生产水泥，是近年来PVC生产厂为彻底解决电石渣污染问题，所采取的投资最多规模很大的技术措施。

2.3 用电石渣代替石灰生产氯酸钾（KClO3）。用电石渣代替石灰生产氯酸钾，其过程是：先将电石渣浆中的杂质除去后，得到浓度为12%的乳液，将电石渣乳液送至反应器并通入氯气、氧气。在反应器内，Ca（OH）2与Cl2 、O2发生反应生成Ca（ClO3）2 ，去除游离氯后，再除去固体物，将所得溶液与KCl进行复分解反应生成KClO3溶液，制得产品氯酸钾（KClO3）。其反应式是：

Ca（OH）2+Cl2+ O2=Ca（ClO3）2+H2O

Ca（ClO3）2 + KCl=KClO3+CaCl2

反应结果生成了盐类化合物，减少了电石废渣对环境造成的危害，实现了综合利用电石废渣的目的。

3.乙炔气中废气处理

电石清液一般都含有硫、磷、砷等，排放时污染严重，若想再利用或直接排放必须先进行脱硫处理。用活性炭吸附法回收尾气中的氯乙烯，吸附效率较高，操作还算简单是一种较好的方法。采用次氯酸钠溶液做清净剂将杂质除去。在湿法产生乙炔时，产生的H2S大部分被上清液吸收，干法乙炔工艺中没有电石渣浆上清液的产生，粗乙炔气体中H2S含量相对增高，需加大清净剂用量。液体清净剂次氯酸钠溶液浓度和PH值的选择，要考虑到清净效果及安全因素两个面。乙炔生产时以有效氯质量分数为0.085%～0.120%的次氯酸钠溶液做清净剂，以氧化除去乙炔气体中的H2S、PH4等杂质。清净后产生的废次氯酸钠中S、P含量和COD含清净过程中产生的磷酸，硫酸等由以后的碱洗过程予以中和为盐类，同废碱液排出。电石中杂质气体的有效处理能很大程度降低废气对大气污染，减少危害。

结束语 有效利用电石废渣，处理废气，不但能带来良好的经济效益，更重要的是改善环境污染，目前已有一些成功经验，希望继续研究和推广实现变废为宝。但是要真正做到彻底治理综合利用零污染还需要继续作大量的研究开发工作。

参考文献

[1]朱庚申.环境保护基础.第1版，中国环境科学出版社， 2005年

[2] 汪秋安.有机化学实验室技术手册.化学工业出版社，2012年

化工废渣处理技术范文第4篇

【关键字】有机硅废渣浆，处理技术

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

一、前言

通过不断加强对有机硅废渣浆的处理技术和方法的分析，可以找到更加有效的方法对于有机硅废渣浆进行无害化处理，从而防止其对环境造成损害，这对于环境友好型社会的建设具有十分重大的意义。

二、传统的有机硅废渣浆的处理技术分析

1、水解法

有些美国企业对有机硅废浆渣进行水解前处理，在有机硅水解前向浆渣中加入少量的矿物油或混合至少两种物质以使混合物流的 SiCl 官能度大于或等于 2.8，加入物质后使得浆渣水解产物颗粒不黏附，易于处理，以方便对浆渣进一步处理操作。但该方法的缺点在于：渣浆与水解介质接触不充分，水解的速度比较缓慢，得到的水解物为黏稠状态，难以从混合体系中分离；而且在水解过程中加入物质将增加废料处理费用，并增加了新的污染源，不符合环保要求。还有些美国企业和德国企业利用不同的水解介质对有机硅浆渣进行水解处理。该工艺的优点在于：该方法减少了水解液中的重金属浓度，解决了废物处理的难题，水解工艺得到的产品为惰性，高闪点，无气体析出，不黏稠、无尘易流动，易于处理和运输；并且，铜被富集在固体水解物中，可以充分回收。该工艺的主要缺点是把渣浆液相完全水解掉，浪费了资源。

2、高温裂解法

高温裂解法是在300-900℃ 高温条件下，使高沸物中的Si-Si键断裂，得硅烷单体。此法优点是对原料要求宽松，不需要除去高沸物中的一些固体杂质〈这些杂质有可能催化剂中毒)，可以裂解所有的硅烷(不同型式的催化剂只针对不同型式的硅烷效果较好〉。缺点是反应温度较高，积碳严重。德国Wacker公司采用连续高温裂解工艺，在 300-800℃的条件下，将高沸物和氯化氢在有可旋转内件的管式反应器中反应裂解为硅烷单体。这个可旋转内件可将积碳和固体物从反应器壁上除去，防止反应管堵塞。当温度为550℃时，裂解产物中甲基三氯硅烷的质量分数为32%、二甲基二氯硅烷的质量分数为33%。

4、利用高沸物制备硅油

高沸物中有大量含氯有机氯硅烷化合物，可与醇中的烷氧基和水中的羟基进行取代反应，经水解、缩合生成含有烷氧基和羟基的有机硅混合物。醇类为甲醇、乙醇和苯酚等，催化剂为还原钯或过渡金属络合物。由于反应过程中氯原子不能完全被取代，因此最终产品中仍含有氯原子，产品呈酸性。此酸性硅油是制备中性硅油、甲基硅酸钠和乳化硅油等有机硅产品的中间产物。有机硅高沸物经甲醇醇解、中和静置分层和过滤后，制得粘度大于10mm的系列硅油产品。此工艺流程短、反应在常温下进行、易于工业化，其产品收率高、生产成本低，且分子量可随意控制，性能稳定。

5、利用高沸物制备有机硅防水剂利用有机硅产品的憎水特性可以将高沸物水解或醇解制备有机硅防水剂(主要成分甲基硅酸钠)。用其稀释液(一般质量分数为2%-5%)处理建筑材料、保温材料、混凝土制品和石膏制品，可使这些建筑材料、建筑物及其它制品具有良好的疏水性，并可作为灰浆及水溶性漆的添加剂。经高沸物防水剂处理的材料具有良好的透气性，有一定的耐腐蚀性，可防止站污，延长建筑物寿命。在制备过程中，起始水温过低会产生粘稠状物，造成无法洗涤和碱溶；温度过高又会增加盐酸解析，需增加复杂的回收装置。在水解产物的水洗和脱水过程中，酸含量和水分的控制对提高成品质量十分重要。加醇可以使部分用碱不能溶解的硅醇作为溶剂调整甲基硅酸钠含量，因此，应注意水温、水分及加醇的控制。

6、利用高沸物制备消泡剂和脱膜剂

将有机硅高沸物与低沸物一起进行醇解和水解，可制得相对分子质量为6000-10000的烷氧基和羟基聚硅氧烷，然后用非离子型乳化剂进行乳化，使其成为含聚硅氧烷质量分数为33%-40%的稳定乳液。该乳液广泛地用作印染工作液的消泡剂和橡胶及塑料制品工业的脱膜剂。

7、利用高沸物制备陶瓷

碳化硅(SiC)由于具有极好的高温强度、优良的耐热、耐磨性和化学稳定性，成为最有希望的高温结构材料。过去通常采用高温碳热还原法制备SiC原料，虽然产品纯度高，但冶炼温度也高，能耗大，产率低，且一般形成α-SiC。近年来，用化学气相沉积法得到的粉体粒径和形状均 一，微观结构和纯度可通过原料选择和合成条件来控制，但成本较高。采用自蔓延工艺合成SiC，具有节能、工艺简单和产品纯度高的特点，但也以α-SiC为 主，在制备SiC陶瓷时需在2000℃以上才能烧结，限制了碳化硅材料的应用。山东工业陶瓷研究设计院以有机硅高沸物为原料高温热解制备了β-SiC粉体。实验表明，有机硅高沸物在1450℃晶化2h，可得到晶型较好的β-SiC，用Pt和FeS04作复合催化剂可有效提高有机硅高沸物的陶瓷转化率。但采用何种催化剂能使其陶瓷转化率达到50%以上，如何通过改变热解工艺参数调整热解产物中的SiC的含量，则有待进一步研究。

8、利用高沸物制备有机硅树脂

各沸程的高沸物均可作为合成新型有机硅树脂的原料，此种有机硅树脂含有活泼羟基，可进一步与其它化合物反应制备新型高聚物。将某一沸程的高沸物与有机溶剂混合，在搅拌条件下加适量的水进行缩聚反应，硅树脂凝胶化温度约190℃，将反应完毕的有机溶液层用盐水洗至中性，经干燥得到粘稠状树脂，平均收率约为95%，预聚体的相对分子质量为1000-2000。这种硅树脂在200℃时热失重很少，具有优良的耐热性。150- 170℃沸程的高沸物合成的硅树脂，可作为耐高温抗氧剂。

三、新型有机硅废渣浆处理技术分析

1、焚烧法

焚烧法是一种高温热处理技术，即以一定量的过剩空气和燃料与被处理的有机浆渣在焚烧炉内进行氧化燃烧反应，浆渣中的物质在 800 ℃～1 200 ℃的高温下氧化、热解而被破坏，是一种可同时实现废物无害化、减量化和资源化的处理技术。

2、焚烧工艺技术

废渣浆焚烧系统，采用连续运行的回转窑焚烧技术。一次燃烧室采用回转窑结构，柴油通过管路输送到燃烧器，由燃烧器自动点火系统点燃，使炉内温度缓慢升高，当控制柜上的回转窑温度显示仪显示 600 ℃时，常温的助燃空气由补氧风机送入回转窑，废渣浆经过氮气加压，通过管路输送流入回转窑焚烧，回转窑烟气温度在 500 ℃～800 ℃，灰渣由底部出灰机排出，出回转窑烟气在二次燃烧室进一步加温分解，在炉内被加热到1050℃以上进行热分解，达到2s停留时间后，焚毁去除率达到 99.99％后离开炉体，然后进入高温除尘器除灰，烟气进入余热锅炉回收热量，将烟气降低到 200 ℃左右，进入盐酸冷却和吸收系统，烟气再进入降膜吸收器，吸收烟气中剩余的 HCl 气体，回收盐酸后的烟气送入碱喷淋吸收塔，用碱吸收除去剩余的 HCl 和极少量的Cl2，达标排放，工艺吸收水从冷却器补入，在盐酸冷却中补入的水吸收氯化氢后，再进入降膜吸收器进一步吸收烟气中的氯化氢气体，在降膜吸收器中，盐酸质量分数约为 31％时，排出装置，送到工厂盐酸储槽储存。

3、焚烧处理的优点

（1）有机硅浆渣焚烧装置处理量大，可以有效解决制约有机硅单体生产的不利因素。

（2）焚烧技术的应用，可大大改善有机硅企业的生产及生活环境。

（3）该处理技术还可以得到副产盐酸、副产蒸汽。

四、结束语

综上所述，随着我国居民对于环境的要求提高，以及环境质量的恶化，使得我们不得不加强对环境的保护，不得再以牺牲环境为代价来发展经济，因此，对于有机废渣浆的处理就显得十分重要了，可以减少对环境的危害。

参考文献：

[1]陈建 地铁隧道穿越溶洞的施工处理技术探讨大直径隧道与城市轨道交通工程技术——2005上海国际隧道工程研讨会文集2005-10-01国际会议

化工废渣处理技术范文第5篇

关键词：陶瓷废渣；能耗；低温快烧技术；坯体增强剂；绿色陶瓷

1 引 言

传统陶瓷产品虽然创造了人类需要的物质和精神财富，但是未能充分利用资源，且消耗大量能源，产生大量排放物，造成了较为严重的环境污染。绿色陶瓷是指合理利用自然资源，在生产制作过程中无环境污染、能耗低，使用时无害于人类健康的陶瓷产品。其在生产、使用、废弃和再生循环过程中与生态环境相协调，满足最少资源和能源消耗、最小或无环境污染、最佳使用性能、最高循环再利用率，并对人类的生活无毒害[1-3]。笔者所在公司经过三年的研究，完成了高掺量使用陶瓷砖废渣等固废物的课题，不但完全消化了本公司产生的废渣，而且还吸纳了社会上的陶瓷砖废渣，实现了陶瓷废渣全循环利用生产绿色陶瓷产品。

2 研究方法

2.1识别陶瓷工业废渣的特性

目前， 在陶瓷行业中应用的工业固体废弃物主要有各种工业尾矿、废渣、废料，如煤矸石、粉煤灰、赤泥、金矿尾砂、冶金矿渣、化工废渣、玻璃废料、陶瓷废料、耐火材料废料等[4]。陶瓷生产污水处理系统沉淀物，经压滤去水后形成的污水泥，其成分与陶瓷原料非常接近，只是混入了大量杂质，难于利用；坯体废料主要是指陶瓷制品煅烧前所形成的废料，包括上釉坯体废料及无釉坯体废料，此类废料经过分类处理，拣去杂物、除铁后可直接化浆加以循环利用；烧成废料是陶瓷制品经煅烧后生成的废料（通称陶瓷废砖），主要是烧成废品和在抛光、贮存、搬运中损坏的产品，这类废料需要经过粉碎加工，通过调整生产配方，掺入少量废料进行循环利用；瓷质砖及厚釉砖等经刮平定厚、研磨抛光及磨边倒角等一系列深加工，产生大量的抛光砖废渣，由于废渣中含有氯离子，加入配方中容易造成瓷砖针孔起泡，难以利用；废釉料、水洗泥加工、泥浆过筛等二次废渣，喷雾干燥塔燃烧的水煤浆废渣等，此类废渣成分复杂，难于利用；选矿废渣、煤气站废渣，此类废渣成分复杂，也难以循环利用，一直以填埋处理。

2.2 废渣的管理和分类利用

2.2.1废渣按分类堆放、均化、加强检测、调整配料

首先控制废坯、废泥的来源稳定，通过多次抽样检测，发现废坯及废泥的化学成分和瓷质砖料相近，一般带有颜色，将颜色相近的集中堆放与陈腐，提高其可塑性并保证呈色的稳定；将废瓷砖按外观颜色分类堆放；泥浆过筛等二次废渣、水煤浆废渣经过检测，根据成分特性分类，加工成一定细度的粒子用作陶瓷坯体骨料，既降低了原材料成本，又减少因陶瓷工业废渣带来的污染，同时提高了瓷砖本身的艺术装饰效果。

2.2.2充分利用钙、镁特性，节约能耗

废渣中钙、镁含量一般比较高，在生产过程中可以充分利用其助熔特性，促进低温快速烧成，节约能耗；部分废泥陈腐时间较长，可以利用其粘性较好的特性提高坯体强度。

2.3配方研制与工艺技术参数

2.3.1原料的选用

对收集到的陶瓷废渣进行系统分类，具体分析它们的化学成分，一般陶瓷废渣的成分见表1。

配方中由于废渣含量比较多，需要适当增加泥的含量，以提高坯体强度；在烧成低温阶段适当放缓升温速度，以充分燃烧废渣中的有机物。坯料矿物配方组成见表2。

2.3.2粉料制备

对陶瓷废坯与白泥进行球磨，泥浆细度控制在250目筛余1.5%~3.0%，经喷雾干燥塔造粒；对陶瓷废砖粒进行机械粉碎，选择粒度在60~120目的颗粒；对粉煤灰、水洗泥残渣进行筛选，选择60~150目的颗粒；按配方配比计量输送至捞粒机内均匀混合捞粒，在捞粒过程中添加分散剂等添加剂，保证颗粒的均匀性；成形的工作压力控制在20~22MPa，压制周期为6~10次/min，干燥温度为140~170℃，干燥时间控制在15~25min。产品生产的工艺流程见图1。

2.3.3烧成工艺的调整

工业废渣含钙、镁等低温成分较多，对促进烧结有一定帮助，但废渣中有机物含量也相对较高，需要在低温阶段放慢烧成速度，充分排除有机物，否则会对产品质量产生影响。经过几个月的反复实验与结果测试分析，确定了烧成曲线：烧成温度1180℃，烧成周期28~35 min，烧成曲线见图2。

2.4关键技术及要点

2.4.1对难处理的固体废料进行精加工

要尽量多地利用陶瓷工业废渣，就要研究各种废渣的特性。如废坯及废泥的化学组成和瓷质砖料相近，可将其与白泥等粘性原料一起球磨陈腐；废瓷砖、泥浆过筛等二次废渣、水煤浆废渣、选矿尾渣等需加工成一定细度的粒子用作为坯体骨料。通过精加工处理后，陶瓷工业废渣的加入量可超过80%。

2.4.2采用低温快烧技术，实现废水、废渣零排放，废气污染物大幅下降

废砖等熟料废渣的烧失量几乎为零，烧成过程不象生料那样发生各种物理化学变化，热膨胀系数小，可适应快烧，节约能耗，降低产品成本。淘洗泥二次废渣、水煤浆废渣、选矿尾渣等颗粒废渣不需要经过球磨与造粒，只需水选筛选，烧成收缩小；采用捞粒工艺与骨料均匀混合，促进烧结。根据国外相关测试，在高温区降温100℃，节能高达13%，因此采用低温快烧技术节能效果显著。

2.4.3对不同废渣颗粒进行捞料，形成独特的艺术效果

对不同废渣颗粒进行捞料，形成独特的艺术效果，利用废渣颗粒的尺寸配比和颜色搭配，可以将天然的花岗岩、戈壁砂模仿得惟妙惟肖。

3 产品性能

加入80%陶瓷工业废渣的产品，其性能达到GBMT4100－2006标准，优等品率达到96％以上，具体的性能指标见表3。

4 讨 论

（1） 在回收的陶瓷废渣中，有相当一部分为硬质材料，因此提高熟料废渣的细度，是改善坯体烧结性能的重要措施，本项目选用高效率、节能、粉尘污染小的干法粉碎技术和设备，选用粉料颗粒度分选稳定的筛分设备，把陶瓷硬质废渣加工成陶瓷生产用的精制原料。对于一般坯体用的废渣，控制入球磨的粒度是10~60目；对于废渣精制原料，其颗粒度稳定地控制在狭小的范围内，且经处理后杂质和铁质含量低，保证符合工艺要求；

（2） 废砖等熟料废渣的烧失量几乎为零，烧成过程不象原矿那样发生各种物理变化和化学反应，可适应快烧，但由于其为瘠性料，会使生坯强度下降，也影响烧结强度；废砖等熟料经常混合有半熟料，半熟料废渣混有杂质，易产生斑点、熔洞，但对生坯强度有好处，烧成过程参与各种物理变化和化学反应，可弥补熟料废渣产生液相不足的弱点，有利生坯强度和烧结强度的提高。

（3） 不同吸水率的熟料废渣，以及不同成分的半熟料废渣，其烧结性能都要互相适应。因此本项目在对各类废渣均化的基础上，除了考虑化学成分满足陶瓷砖性能的要求外，选择了熟料废渣多于半熟料废渣的互补原则（该原则符合废砖回收的特点）；又考虑到熟料废渣回收种类的比例情况，选用吸水率低的废渣多于吸水率高的废渣；考虑到原矿原料对熟料废渣在烧结过程中生成玻璃相方面的补偿，加入了适量的矿化剂，以满足工业生产的需要。

（4） 废渣中的生料和熟料难于聚合，为了解决以瘠性料为主的坯料粘性和烧结活性差的问题，使尽量多的陶瓷固体废渣得到利用，我们除了采用粘性好的粘土、适当增加粘土的含量以外，还开发了新型坯体增强剂，有效解决了坯料可塑性差的问题，开发的聚丙烯酸钠坯体增强剂具有更好的增强效果。聚丙烯酸钠在干燥后,分子结构仍为长链状，可以在陶瓷颗粒之间架桥，产生交联作用而形成不规则网状结构,将陶瓷颗粒紧紧包裹，起到纤维增加坯体强度的类似作用。同时适当提高瘠性料的球磨细度，增大坯体成形压力来提高烧结活性。下一步计划通过科学调整配方和改善生产工艺，进一步提高废渣的加入量。

（5） 烧成温度与能耗的关系极大。研究表明，当烧成温度从1400℃降至1200℃时，能耗可降低50%～60%。由此可见， 降低陶瓷产品的烧成温度对于节能具有十分重要的意义[7]。本项目采用低温快烧技术，降低烧成温度20℃以上，节约能耗；采用高速烧嘴，提高气体流速，强化气体与制品之间的传热，比传统烧嘴节约燃料10%～20%[6]。生产过程不产生新的污染，实现废水、废渣零排放，废气污染物大幅下降，达到绿色环保生产要求。

由于收集的陶瓷废渣存在烧成温度、吸水率的差异，因此，需要根据陶瓷废渣的特点，寻找他们之间的共性，研制出烧成温度宽的烧成曲线。

（6） 采用新的捞料工艺，为陶瓷外墙的花色开发提供了广阔的空间。在生产中将各种颗粒按配方定量配比输送到自动捞料机里均匀混合，定点定时往机腔内喷雾（含稀释的增强液溶剂），保证混合时颗粒水分含量在7%~8%，避免在成形工序中分层开裂，过程控制比普通斑点瓷质砖以及大颗粒瓷砖的工艺要求更加细致严格，形成的装饰效果更具特色，产品质量更加稳定。

5 结语

通过利用陶瓷生产过程中产生的大量陶瓷废料、水煤浆废渣、生产加工废渣等工业废渣生产绿色环保陶瓷，产品具有独特的装饰效果，有效节约了环境资源，符合我国能源政策。生产过程不产生新的污染，符合清洁生产要求，也为工业废物的污染处理开辟了一条新的途径。

参考文献

[1] 黄宾.陶瓷行业的节能减排与绿色陶瓷的发展[J].佛山陶瓷, 2008,8:1.

[2] 邓明.中国绿色陶瓷的发展现状及其分析[J].中国陶瓷, 2006, 10:42.

[3] 同继锋.绿色建筑卫生陶瓷产品评价体系[J].中国陶瓷工业, 2009,1:30.

[4] 付鹏,刘卫东.工业固体废弃物在陶瓷工业中的应用[J].佛山陶瓷,2006,12:13.

[5] 杨辉,郭兴忠,樊先平,等.我国建筑陶瓷的发展现状及节能减排[J].中国陶瓷工业,2009,16:23

[6] 谭绍祥,谭汉杰.广东陶瓷行业节能和发展循环经济的现状问题与对策[J].陶瓷, 2004, 4: 11.

[7] 冼志勇,刘树,曾令可.陶瓷行业应对节能减排的措施[J].佛山陶瓷,2009,6:13.

Producing Healthy Ceramic Products Using Ceramic Industrial Wastes

LUO Shu-fen

（Foshan Rongzhou NO.2 Building Ceramics Factory Co., Ltd.，Foshan528000,China)