陶瓷固体废弃物的分类收集方法及其在瓷砖生产中的循环利用

摘要

本发明的一种陶瓷固体废弃物的分类收集方法及其在瓷砖生产中的循环利用，在不对现有陶瓷砖的生产工艺做出重大改变的基础上，重点对陶瓷各种废弃物即陶瓷抛光废渣、陶瓷抛光污水泥和釉面砖污水泥进行分类收集处理、优化各类废水处理添加剂的种类及配比、各种废弃物的预混合配方及均化方法、陶瓷固体废弃物在不同陶瓷砖坯料配方中的掺入比例进行优化、使各类陶瓷固体废弃物的特性进行互补，从而使掺加陶瓷固体废弃物的各类陶瓷砖的各项性能指标符合国家标准要求，进而达到在陶瓷砖生产过程中大幅度提高陶瓷固体废弃物的利用率，实现降低陶瓷砖生产成本、清洁生产、循环经济，陶瓷固、液体废物零排放的目的；同时该技术具备较强的普适性，易于在行业内推广。

说明书

技术领域：

本发明涉及本发明涉及陶瓷固体废弃物的分类收集及循环利用技术领 域，尤其是陶瓷固体废弃物的分类收集方法及其在瓷砖生产中的循环利用。

背景技术：

随着陶瓷工业的快速发展，陶瓷固体废弃物即工业废渣日益增多，据不 完全统计，仅广东陶瓷产区，每年排放各种陶瓷固体废弃物已经超过300万 吨，而全国陶瓷固体废弃物的排放量估计在1000万吨以上，而在陶瓷固体 废弃物循环利用方面，国内除个别生产外墙砖的企业在固体废弃物的利用率 方面做得比较好，但由于外墙砖产量小，消耗的陶瓷固体废弃物有限。另外 还有一些企业利用陶瓷固体废弃物生产轻质陶瓷砖，由于陶瓷固体废弃物抛 光废渣中碳化硅等发泡成份的含量以及粒度大小不稳定，很难稳定产品的质 量，至今为止，没有实现大规模的生产，陶瓷固体废弃物仍然是以填埋处理 为主。因此，应当开发针对产量大的大规格墙地砖循环利用陶瓷固体废弃物， 才能达到大幅度提高陶瓷废弃物的循环利用率，在降低陶瓷砖生产成本的同 时，又起到陶瓷清洁生产、循环经济，固液废物零排放的目的。

发明内容：

本发明的目的在于克服上述缺点，提供一种陶瓷固体废弃物的分类收集 方法及其在瓷砖生产中的循环利用，在不对现有陶瓷砖的生产工艺做出重大 改变的基础上，重点对陶瓷各种废弃物即陶瓷抛光废渣、陶瓷抛光污水泥和 釉面砖污水泥进行分类收集处理、优化各类废水处理添加剂的种类及配比、 各种废弃物的预混合配方及均化方法、陶瓷固体废弃物在不同陶瓷砖坯料配 方中的掺入比例进行优化、使各类陶瓷固体废弃物的特性进行互补，从而使 掺加陶瓷固体废弃物的各类陶瓷砖的各项性能指标符合国家标准要求，进而 达到在陶瓷砖生产过程中大幅度提高陶瓷固体废弃物的利用率，实现降低陶 瓷砖生产成本、清洁生产、循环经济，陶瓷固、液体废物零排放的目的；同 时该技术具备较强的普适性，易于在行业内推广。

为解决上述问题，本发明通过以下技术方案实现：

本发明的一种陶瓷固体废弃物的分类收集方法，其包括：

陶瓷抛光废渣的收集：

将陶瓷抛光砖生产过程中抛光工序产生的废水，全部统一集中到废水池 中，按每立方米废水添加0.1kg～0.2kg的聚合氯化铝、0.5kg～1kg的熟石 灰，待废水清澈后，去掉面上的清水后剩下的泥浆经抽浆泵送往压滤机滤成 泥饼，即得陶瓷抛光废渣；

陶瓷抛光污水泥的收集：

将陶瓷抛光砖生产过程中除抛光工序产生的废水外，其余各工序产生的 各种废水，全部统一集中到废水池中，按每立方米废水添加0.3kg～0.5kg 的聚丙烯酰胺、0.2kg～0.3kg的聚合氯化铝、1kg～2kg的熟石灰，待废水 清澈后，去掉面上的清水后剩下的泥浆经抽浆泵送到压滤机滤成泥饼，即得 陶瓷抛光污水泥；

釉面砖污水泥的收集：

将釉面砖生产过程中各工序产生的各种废水，全部统一集中到废水池， 按每立方米废水添加0.3kg～0.5kg的聚丙烯酰胺、0.2kg～0.4kg的聚合氯 化铝、2kg～4kg的熟石灰，待废水清澈后，去掉面上的清水后剩下的泥浆经 抽浆泵送往压滤机滤成泥饼，即得釉面砖污水泥。

本发明还涉及一种陶瓷固体废弃物在抛光砖或广场砖生产中循环利用 的方法，其包括以下步骤：

A、陶瓷固体废弃物的预混合及均化：

将权利要求1中通过分类收集方法收集到的陶瓷固体废弃物按以下重量 份组分配制：

陶瓷抛光废渣10份～70份，陶瓷抛光污水泥10份～50份，釉面砖污 水泥20份～60份，堆放在一起，混合均匀，并陈腐48小时后，再重新均化 储存备用；

B、在抛光砖或广场砖生产中的循环利用：

按重量份取正常生产用的抛光砖粉料或是广场砖粉料100份，外加步骤 A中预混合及均化好的适量的陶瓷固体废弃物，混合均匀并按试制需要压制 成形，经过干燥后，放入正常生产的抛光砖或广场砖窑炉内烧成，烧成温度 范围为1180℃～1230℃，烧后得到成品。预混合及均化好的适量的陶瓷固体 废弃物的适量重量份可以通过常用的参照物与不同梯度的样品在不同阶段 测试得到的参数进行比对方法获得。

优选的，外加适量的陶瓷固体废弃物中的适量重量份为5～20份。

此外，其中适量的陶瓷固体废弃物的确定通过以下步骤：

a.按试制需要取适量正常生产用的抛光砖粉料或是广场砖粉料压制成 形，作为参照物；

b.按重量份取正常生产用的抛光砖粉料或是广场砖粉料100份，外加 步骤A中预混合及均化好的不同重量份的陶瓷固体废弃物，混合均匀并压制 成与参照物一样形状的不同重量份梯度的样品；

c.将不同重量份梯度的样品和参照物同时经过干燥后，分别取样同时 检测参照物和不同重量份梯度的样品强度、干燥收缩率；

d.将参照物和不同重量份梯度的样品同时放入正常生产的同一条抛光 砖窑炉或广场砖窑炉内烧成，烧成温度范围为1180℃～1230℃，烧后得到的 参照物和不同重量份梯度的样品分别按国家标准同时检测各项参数，并根据 各项参数对比的差异确定在抛光砖粉料或是广场砖粉料中添加陶瓷固体废 弃物的配入比例。

本发明还涉及一种陶瓷固体废弃物在釉面砖生产中循环利用的方法，其 包括以下步骤：

A、陶瓷固体废弃物的预混合及均化：

将权利要求1中通过分类收集方法收集到的陶瓷固体废弃物按以下重量 份组分配制：

陶瓷抛光废渣10份～70份，陶瓷抛光污水泥10份～50份，釉面砖污 水泥20份～60份，堆放在一起，混合均匀，并陈腐48小时后，再重新均化 储存备用；

B、在釉面砖生产中的循环利用：

按重量份取正常生产用的釉面砖粉料100份，外加步骤A中预混合及均 化好的适量的陶瓷固体废弃物，混合均匀并按试制需要压制成形，经过干燥 后，放入正常生产的釉面砖素烧窑炉内烧成，烧成温度范围为1080℃～ 1150℃，烧后得到素坯体；素坯体施底釉、面釉后，放入釉烧窑炉内釉烧， 烧成温度范围为1080℃～1130℃，烧后得到成品。预混合及均化好的适量的 陶瓷固体废弃物的适量重量份可以通过常用的参照物与不同梯度的样品在 不同阶段测试得到的参数进行比对方法获得。

优选的，外加适量的陶瓷固体废弃物中的适量重量份为10～100份。

此外，其中适量的陶瓷固体废弃物的确定通过以下步骤：

a.按试制需要取适量正常生产用的釉面砖粉料压制成形，作为参照物；

b.按重量份取正常生产用的釉面砖粉料100份，外加步骤A中预混合 及均化好的不同重量份的陶瓷固体废弃物，混合均匀并压制成与参照物一样 形状的不同重量份梯度的样品；

c.将不同重量份梯度的样品和参照物同时经过干燥后，分别取样同时 检测参照物和不同重量份梯度的样品强度、干燥收缩率；

d.将参照物和不同重量份梯度的样品同时放入正常生产的同一条釉面 砖素烧窑炉内烧成，烧成温度范围为1080℃～1150℃，烧后得到素坯体样品， 分别取样同时检测其断裂模数、抗折强度、吸水率及表面质量；

e.将参照物和不同重量份梯度的素坯体样品一起施相同的底釉、面釉， 施釉量均一致，然后同时放入同一条釉烧窑炉内一起釉烧，烧成温度范围为 1080℃～1130℃，烧后得到的参照物和不同重量份梯度的样品分别按国家标 准同时检测各项参数，并根据各项参数对比的差异确定在釉面砖砖粉料中添 加陶瓷固体废弃物的配入比例。

本发明的陶瓷固体废弃物的分类收集方法及其在瓷砖生产中的循环利 用，对陶瓷固体废弃物收集和循环利用方面进行多项的改进与优化，包括对 陶瓷各种废弃物即陶瓷抛光废渣、陶瓷抛光污水泥和釉面砖污水泥进行分类 收集处理、优化各类废水处理添加剂的种类及配比、优化各种废弃物的预混 合配方及均化方法、优化陶瓷固体废弃物在不同陶瓷砖坯料配方中的掺入比 例等。

由于陶瓷各种废弃物即陶瓷抛光废渣、陶瓷抛光污水泥和釉面砖污水 泥，因为它们的性能存在很大差异，且各类废弃物的每一些性能在陶瓷生产 中对坯料在高温烧结过程中产生的有利及不利因素各不相同，因此将它们分 类收集处理，不但有利于循环利用，还可以根据它们各自的特性进行互补， 以达到大幅度提高其利用率，如陶瓷抛光废渣是陶瓷抛光砖生产过程中抛光 工序产生的废水，经处理后产生的固体废弃物，其主要成分是经过高温煅烧 后的抛光砖坯体成分，白度高、性能稳定，只是在切割、抛光、打磨过程中 带入了部分磨料的成分，而这些磨料所含的物质如氯化镁、碳化硅等在高温 下产生大量的气体而会使陶瓷砖发泡；抛光污水泥是陶瓷抛光砖生产过程中 除抛光工序以外各工序产生的废水经收集处理而产生的固体废弃物，这些废 弃物主要来源于配料时洒落地面的各种泥、砂、石粉等原料，清洗球磨机、 振动筛、除铁槽及浆池等的坯体浆料废料、压机送粉及冲压过程中洒落地面 的粉料等，这些固体废弃物的主要成分为未煅烧过的抛光砖坯体成份，只是 杂质较多，烧成温度较高，在高温煅烧时会影响砖体的白度及针孔、熔洞等； 釉面砖污水泥是釉面砖生产过程中各种废水经处理而得到的固体废弃物，这 些废弃物中不但会有釉面砖坯体的成份还有釉面砖中底、面釉、印花釉成份， 尤其是釉面砖中的底、面釉、印花釉的烧成温度较低，易使陶瓷砖坯体在高 温中产生变形等，因此将它们分类收集处理，可根据它们的特性进行有价值 的循环利用；优化各类废水处理添加剂的种类及配比，不但可以根据各种废 水的性能不同而采用不同的废水处理方法，节约废水处理成本，还可以使处 理后的废水可全部循环用于不同的陶瓷生产中，达到废水零排放；同时残留 在废弃物中的添加剂不会对后续的使用产生不利影响。

优化各种废弃物的预混合配方及均化方法，因为各种废弃物的特性不 同，如单独使用，对陶瓷生产的不利因素会大大提高，造成难以循环利用， 比如陶瓷抛光废渣单独用于陶瓷砖坯体，不但会因高温中大量气体排出使陶 瓷砖发泡；同时由于其可塑性低、烧成活性不高、杂质高、掺加量一多会使 陶瓷砖在成型、干燥和烧成等环节产生各种问题，如粉体流动性、坯体强度 差等，经本发明人研究发现，如将这三大陶瓷固体废弃物预先比例混合，再 加入陶瓷坯体中，则它们的特性可以得到互补，对陶瓷砖的破坏性大大降低， 比如陶瓷抛光污水泥的化学成份与抛光砖的坯体化学组成差异不大，因此在 满足化学成份的同时添加抛光污水泥的量，则可相应减少抛光废渣的量，而 抛光污水泥不会发泡，且烧成温度高，因此在高温中可起到骨架作用，而釉 面砖污水泥中含有釉面砖的釉料成份，这些釉料在加工过程中为了使釉浆的 吸附力良好添加了部分粘接剂及分散剂，这些粘接剂和分散剂可以提高固体 废弃物的可塑性及流动性，因此可以保证陶瓷砖在添加固体废弃物后在成 型、干燥等环节具有良好的粉体流动性和坯体强度等，同时由于这些釉料成 份的烧成温度低，在低温中就会出现熔体，这些熔体具有较好的高温粘接性， 可以及时使坯体在高温中因大量气体排放而产生的结构蔬松得到及时填充， 从而使坯体致密、不易发泡变形。

优化陶瓷固体废弃物在不同陶瓷砖坯料的掺入比例，可以保证不同温度 烧成、不同产品性能要求的陶瓷砖在保证产品品质的前提下，最大量的使用 陶瓷固体废弃物。

本发明提供的陶瓷固体废弃物的分类收集方法及其在瓷砖生产中的循 环利用，具有如下优点：

1、由于优化了陶瓷各种固体废弃物的分类收集方法、各类废水处理添 加剂的种类及配比、各种固体废弃物的预混合配方及均化、陶瓷固体废弃物 在不同陶瓷砖坯料配方中掺入的比例等，从而陶瓷砖生产过程中产生的各种 废水、固体废弃物能够全部循环利用，使得陶瓷砖生产在降低成本的同时又 使固体、液体废弃物达到零排放。

2、不同陶瓷砖产品在大量使用了陶瓷固体废弃物后，其各项性能指标 均达到国家标准。

3、采用现有的陶瓷砖生产工艺，使本发明具有较强的普适性，易于在 行业内推广。

附图说明：

图1是本发明的陶瓷固体废弃物的分类收集方法及其在瓷砖生产中的 循环利用的工艺流程图。

具体实施方式：

下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。

实例1：陶瓷固体废弃物的分类收集方法

陶瓷固体废弃物的分类收集方法，其包括：

陶瓷抛光废渣的收集：

将陶瓷抛光砖生产过程中抛光工序产生的废水，全部统一集中到废水池 中，按每立方米废水添加0.1kg～0.2kg的聚合氯化铝、0.5kg～1kg的熟石 灰，待废水清澈后，去掉面上的清水后剩下的泥浆经抽浆泵送往压滤机滤成 泥饼，即得陶瓷抛光废渣；面上的清水抽到固定的水池循环可用于坯料球磨 用水或其它循环用水。

陶瓷抛光污水泥的收集：

将陶瓷抛光砖生产过程中除抛光工序产生的废水外，其余各工序产生的 各种废水，全部统一集中到废水池中，按每立方米废水添加0.3kg～0.5kg 的聚丙烯酰胺、0.2kg～0.3kg的聚合氯化铝、1kg～2kg的熟石灰，待废水 清澈后，去掉面上的清水后剩下的泥浆经抽浆泵送到压滤机滤成泥饼，即得 陶瓷抛光污水泥；面上的清水抽到固定的水池循环可用于坯料球磨用水或其 它循环用水。

釉面砖污水泥的收集：

将釉面砖生产过程中各工序产生的各种废水，全部统一集中到废水池， 按每立方米废水添加0.3kg～0.5kg的聚丙烯酰胺、0.2kg～0.4kg的聚合氯 化铝、2kg～4kg的熟石灰，待废水清澈后，去掉面上的清水后剩下的泥浆经 抽浆泵送往压滤机滤成泥饼，即得釉面砖污水泥；面上的清水抽到固定的水 池循环可用于坯料球磨用水或成品砖磨边用水。

实例2：陶瓷固体废弃物的预混合及均化

表1、陶瓷固体废弃物的预混合配方组成表(重量份)

组分 陶瓷抛光废渣 陶瓷抛光污水泥 釉面砖污水泥 1# 10 30 60 2# 70 10 20 3# 40 30 30 4# 10 50 40

按上表陶瓷固体废弃物的预混合配方组成分别称取实施例1中收集到的 陶瓷抛光废渣、陶瓷抛光污水泥和釉面砖污水泥堆放在一起，用钩机混合均 匀，并陈腐48小时后，再用钩机重新混合均化储存备用。

实例3：预混合及均化后的陶瓷固体废弃物在各类瓷砖生产中的循环利 用

表2、预混合及均化后的陶瓷固体废弃物在各类陶瓷砖粉料中掺入的配方组 成表(重量份)

组分 抛光砖粉料 广场砖粉料 釉面砖粉料 陶瓷固体废弃物 1# 100 —— —— 5 2# 100 —— —— 20 3# 100 —— —— 12.5 4# —— 100 —— 5 5# —— 100 —— 12.5 6# —— 100 —— 20

7# —— —— 100 10 8# —— —— 100 100 9# —— —— 100 55

按表2预混合及均化后的陶瓷固体废弃物在各类陶瓷砖粉料中掺入的配 方组成分别称取抛光砖粉料、广场砖粉料、釉面砖粉料及实施例2中混合均 化好的陶瓷固体废弃物混合均匀，并按试制需求压制成型(比如规格为300 ×300×8.5mm)的砖坯。

按试制需求压制成型的砖坯经过干燥后，其中抛光砖或广场砖的砖坯放 入正常生产的抛光砖或广场砖窑炉内烧成，烧成温度范围为1180℃～ 1230℃，烧后得到成品。

按试制需求压制成型的砖坯经过干燥后，其中釉面砖的砖坯放入正常生 产的釉面砖素烧窑炉内烧成，烧成温度范围为1080℃～1150℃，烧后得到素 坯体；素坯体施底釉、面釉后，放入釉烧窑炉内釉烧，烧成温度范围为 1080℃～1130℃，烧后得到成品。

实例4：预混合及均化后的陶瓷固体废弃物在抛光砖或广场砖生产中的 循环利用

本实施例与实施例3基本相同，其差别之处在于，其中预混合及均化后 陶瓷固体废弃物的配入比例通过以下步骤确定：

a.按试制需要取适量正常生产用的抛光砖粉料或是广场砖粉料压制成 形，作为参照物；

b.按重量份取正常生产用的抛光砖粉料或是广场砖粉料100份，外加 步骤A中预混合及均化好的不同重量份的陶瓷固体废弃物，混合均匀并压制 成与参照物一样形状的不同重量份梯度的样品；

c.将不同重量份梯度的样品和参照物同时经过干燥后，分别取样同时 检测参照物和不同重量份梯度的样品强度、干燥收缩率；

d.将参照物和不同重量份梯度的样品同时放入正常生产的同一条抛光 砖窑炉或广场砖窑炉内烧成，烧成温度范围为1180℃～1230℃，烧后得到的 参照物和不同重量份梯度的样品分别按国家标准同时检测各项参数，并根据 各项参数对比的差异确定在抛光砖粉料或是广场砖粉料中添加陶瓷固体废 弃物的配入比例。

实例5：预混合及均化后的陶瓷固体废弃物在釉面砖生产中的循环利用

本实施例与实施例3基本相同，其差别之处在于，其中预混合及均化后 陶瓷固体废弃物的配入比例通过以下步骤确定：

a.按试制需要取适量正常生产用的釉面砖砖粉料压制成形，作为参照 物；

b.按重量份取正常生产用的釉面砖砖粉料100份，外加步骤A中预混 合及均化好的不同重量份的陶瓷固体废弃物，混合均匀并压制成与参照物一 样形状的不同重量份梯度的样品；

c.将不同重量份梯度的样品和参照物同时经过干燥后，分别取样同时 检测参照物和不同重量份梯度的样品强度、干燥收缩率；

d.将参照物和不同重量份梯度的样品同时放入正常生产的同一条釉面 砖素烧窑炉内烧成，烧成温度范围为1080℃～1150℃，烧后得到素坯体样品， 分别取样同时检测其断裂模数、抗折强度、吸水率及表面质量；

e.将参照物和不同重量份梯度的素坯体样品一起施相同的底釉、面釉， 施釉量均一致，然后同时放入同一条釉烧窑炉内一起釉烧，烧成温度范围为 1080℃～1130℃，烧后得到的参照物和不同重量份梯度的样品分别按国家标 准同时检测各项参数，并根据各项参数对比的差异确定在釉面砖砖粉料中添 加陶瓷固体废弃物的配入比例。

综上所述，仅为本发明的较佳实例而已，并非对本发明作任何形式上的 限制；凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以所 揭示的技术内容而做出的些许变更、修饰与演变的等同变化，均视为本发明 的等效实例；同时，凡根据本发明的实质技术对以上实施例所作出的任何等 同变化的变更、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。