抛光废渣回收利用于抛光砖生产的研究

摘 要：现有的抛光砖生产工艺由于在抛光阶段会产生大量的废渣，很难直接回收利用，从而对周边环境造成极大的破坏。其中抛光废渣中含有氯氧镁水泥等杂质是造成抛光废渣直接回收利用时产生坯体膨胀、针孔、变形等缺陷的最重要原因。针对现有的抛光砖在抛光阶段产生大量的废渣难于直接回收再用的难题，本文提出了分类回收、自然沉降、分开使用的最优处理思路，创新性地丰富了抛光废渣回收领域的技术内涵。

关键词：抛光砖；抛光瓷粉；废渣；资源化利用；发泡

1 前言

目前，在全国各地的建筑陶瓷生产基地，每年都有大量的陶瓷废渣产生，当中占最大比例的是抛光废渣。由于抛光废渣含有多种杂质，在常规方法烧成后会产生发泡、膨胀、变形等缺陷，因而回收利用一直是行业的一大难题。目前陶瓷废渣主要含有抛光废渣、原材废料、煤渣、废砖坯、工业垃圾、生活垃圾等的混合物。由于各种废料均有其特殊性质，造成回收利用的难度大，多数陶瓷企业是以堆积和填埋的方式进行处理，从而造成了土地、矿产资源的巨大浪费和环境污染，阻碍了我国陶瓷行业的可持续发展。少数陶瓷企业通过区分出较好的抛光渣用来生产砌墙灰砖、多孔陶粒、轻质外墙砖等[1-3]。此种处理方式在一定程度上实现了变废为宝的目的，但是考虑到其回收利用率和附加值较低，难以实现大范围推广使用。本文立足陶瓷行业节能减排的背景，响应政府和谐发展的经济理念，从难度最大的抛光废渣回收利用上寻找突破口。通过严格而有效的方法将抛光渣区分为发泡及不发泡两部分，其中不发泡部分占70%左右，可以作为底料原料直接应用到抛光砖生产中，发泡部分占30%左右，则可以作为发泡剂用于生产仿洞石抛光砖或轻质外墙砖，从而实现抛光废渣的回收和利用。

抛光砖在原料加工、成形加工、烧成加工、抛光加工等各个环节均会产生或多或少的废渣。这些废渣中有一部分如压机废料、料仓废料等已经实施回收使用，把它统称为回收泥粉。但是在烧成、抛光阶段所产生的废渣、废砖目前仍然无法回收利用。本文通过从抛光砖整体生产工艺流程的角度出发，综合考量抛光砖每个生产流程所产生的废料特性，结合简单的设备技改，实现废料的有效区分，从而在确保不影响产品质量的前提下，顺利实现抛光废渣的自身循环利用。

其中，本试验的重点是将抛光阶段所产生的废渣通过简单的手段，有效地区分成不发泡部分和发泡部分。不发泡部分统称为抛光瓷粉，可以作为瘠性低温料直接引入到抛光砖配方中，发泡部分统称为发泡废渣而作为洞石原料引入到洞石面料配方中。应用发泡废渣开发的至尊洞石系列，技术成熟、成品率高、生产稳定，回收利用技术非常可靠，已申请相关技术和产品专利[4-5]。同时，由于磨边产生的抛光瓷粉粒度较粗（一般≥100目）、白度较差，在一、二级沉淀池中首先沉降，将其应用在底料配方中最合适；另外，通过刮平后产生的抛光瓷粉粒度较细（一般＜100目）、白度较好，在二级沉淀池中才沉降，将其应用在面料配方中价值最大。

2 研究开发内容、方法、技术路线

2.1 主要研究内容

（1） 抛光各阶段所产生的废渣的性质与特征

800mm×800mm抛光砖抛光各阶段产生废渣的性质与特征见表1。

由表1可知，抛光线可分为前磨边、刮平、抛光、后磨边等阶段，通过分析其各阶段料性发泡与否，可将抛光线划分为不发泡部分和发泡部分。通过对抛削量比例的计算，其中不发泡部分占81%，这部分可以直接回收利用，并统称为抛光瓷粉（抛光瓷粉化学组分与生产抛光砖化学组分几乎接近）。由分析颗粒级比数据可知，抛光阶段越到后面颗粒越细。因此，我们可将不发泡部分的抛光瓷粉按细度分为粗瓷粉和细瓷粉。通过对不同阶段废渣的回收利用，并按细度进行分类回收，将有效地缩短后期原料球磨时间、提高球磨效率。

（2） 抛光废渣分类回收方案

将抛光阶段按照是否有树脂、碳化硅、氯氧镁水泥粘结剂等杂质混入区分成两块，对其污水进行严格区分，并对其进行处理。抛光废渣分类回收优选方案工艺见图1。

由图1可知，其每条抛光线两边各配有一条水沟，可以依据分类需要两水沟各设若干闸板；主水沟最少设两条，分为发泡与不发泡料废水沟；设四条主水沟可分三类废料回收，可区分不发泡料中的面料和底料，同时达到最大抛光瓷粉的回收。

其次，各主水沟或分水沟可设压力吹气管防沉淀，从而减少水沟清理工作量。废水池中废渣水可用泵送至水处理系统，也可直接开水沟输送至水处理系统。

2.2 污水处理分析

污水处理试验见表2。

由表2可知，两种不同的处理方法都有各自的优缺点。采用常规多级沉淀的方法处理污水投入金额比较小，成本约半年就可以收回。其优点是通过多级沉淀可以对不同粒度的抛光瓷粉进行分别回收，从而使白度、细度均不同的抛光瓷粉分别应用到底、面料的目的。但是其回收率不高、污水处理后水质浑浊、有细颗粒悬浮于其中，不可以直接应用于抛光生产中。同时由于其设备自动化程度低而导致工人劳动强度大。相比之下，采用地面沉淀罐的方法其最大的优点就是回收率非常高，经处理的水质很清澈，可以直接应用于抛光线生产中，将节约重复处理的成本。同时，降低了工人劳动强度，减少了占地面积。

2.3 抛光瓷粉改性试验

本文将回收的抛光瓷粉和发泡废渣分别回用于抛光砖生产中，通过将发泡废渣直接应用于仿洞石抛光砖和轻质外墙砖中，制品性能均达到国家标准。考虑到抛光瓷粉其化学组分与生产抛光砖相似，笔者将其应用于不同产品的底、面料中。下面就抛光瓷粉回用于某个产品底料的对比改性试验进行介绍。抛光瓷粉改性对比试验见表3，抛光瓷粉回收料化学组成见表4，抛光瓷粉改性实验数据见表5。

由表5数据可知，抛光瓷粉代替部分回收泥粉后，抛光砖坯体强度（包括干坯和湿坯）下降了0.1～0.2MPa,但浆料的悬浮性和稳定性都有所提高，白度提高了5～6度。通过添加少量改性剂后，陶瓷废料成形性能得到改善，增加抛光瓷粉回用于陶瓷生产的比例，坯体强度能完全达到行业内坯体强度的标准。通过表4的化学成分分析可知，回收料与中试回收料的化学组成接近，这就证实了抛光瓷粉作为回收料添加的可行性。使用后表明，抛光瓷粉属于标准瘠性原料、物相稳定、料性均匀、原料性能波动小，用于砖坯中，能减小缩胀率、减少变形、稳定砖形、拓宽烧成温度、减少砖面毛孔等优点，其使用性能非常好。