摘 要：我国是陶瓷大国，陶瓷的产量一直雄踞世界首位。随着陶瓷行业的发展，废料也越来越多。据统计：仅佛山陶瓷产区每年将近产生400万吨左右的各种陶瓷废料，而全国陶瓷废料的年产量估计在1000万吨左右，如此大量的陶瓷废料已经不是简单填埋可以解决的问题。本文通過对我国陶瓷工业固体废弃物的处理现状分析，认为可运用现代装饰及陶瓷原料再生技术对陶瓷产品的生命周期进行重新的设计与安排，使资源与能源得到最有效地消耗配置，从而达到陶瓷废料的减量化、资源化、无害化的目的，使陶瓷行业生产走上可持续发展的道路。
关键词：陶瓷废弃物；资源化；回收利用；可持续发展
1背景
近年来我国城市化和工业化进程的不断推进促进了国民经济的增长，随着社会的发展和人们生活水平的提高，陶瓷的使用量越来越大。我国已经是名副其实的产销陶瓷大国，陶瓷的产量一直雄踞世界首位。建筑陶瓷是佛山本地的传统优势产业，佛山更是瓷质抛光砖的主要产区，据统计：仅佛山陶瓷产区每年将近产生400万吨左右的各种陶瓷废料，而全国陶瓷废料的年产量估计在1000万吨左右，如此大量的陶瓷废料已经不是简单填埋可以解决的问题。
目前，生态文明建设已上升为国家战略。党中央、国务院高度重视生态文明建设。习近平总书记多次强调，“绿水青山就是金山银山”，“要坚持节约资源和保护环境的基本国策”，“像保护眼睛一样保护生态环境，像对待生命一样对待生态环境”。
而抛光砖是近几年发展起来的高档建筑装饰材料，并且日益受到广大用户的青睐。但由于采用研磨、抛光工艺生产，必然会带来抛光废渣和半成品废料。抛光废渣长期以来大多采用填埋的方法进行处理，但在清理过程中往往会造成二次污染，如运输过程中因散落、扬尘而造成的空气污染；填埋导致的地下水污染等，严重破坏了生态环境。瓷质抛光砖生产所产生的废渣日益增多，不仅对环境造成巨大的压力，还影响了本地陶瓷工业的可持续发展，因此，陶瓷抛光废渣的处理和利用显得非常的重要。陶瓷抛光废渣是目前陶瓷工业最难回收利用、对环境造成极大污染、也是利用得最少的固体废料。对陶瓷抛光废渣进行回收利用，不仅有效消纳瓷质抛光砖废渣，保护环境，从根本上促进本地建筑陶瓷产业的可持续发展，符合佛山建设国家创新型城市，推动产业和城市升级，增创佛山发展新优势、推动经济社会可持续发展的战略要求。更符合我国政府倡导建立节约型社会与循环经济的要求，具有良好的社会效益和经济效益。
因此，目前陶瓷行业不仅要做好转型升级，也要科学处理好陶瓷废料，变废为宝才能利好经济的发展。
2国内外技术情况和发展趋势
我国建筑陶瓷工业每年消耗的天然矿物资源约2亿吨，而每年排放的陶瓷废料却高达1800万吨，约占原矿资源使用量的10%。在陶瓷废料中，抛光废料占了主要部分。抛光砖的主要产区是广东省，其次是山东、江西等省。据统计，到2011年底，全国拥有瓷砖生产线3l91条，日产量高达3388万平方米，如果以310天为生产周期计算，年产量高达105亿平方米，其中抛光砖生产线1025条，占全国瓷砖总产量的35%，产量最大，稳居陶瓷砖产品之首。在抛光砖的生产工序中，生产l m2的抛光砖约生产2.1 kg的抛光废渣。按此计算，我国每年抛光砖抛光废渣的产出量可达800万吨。在实际生产中，陶瓷抛光废渣以浆状废料的形式排出。按抛光废渣含水率约35%计算，陶瓷行业每年抛光废料（包括抛光废干渣和废水）年排量约为1200万吨。
国外对陶瓷生产产生的废料的综合利用一直很重视，英国一些瓷砖工厂一直使用高达40%的再循环废瓷料。日本许多建陶企业都积极开展清洁生产关键技术应用，专门对本企业内产生的废料进行再加工与回收利用，取得明显的经济效益与社会效益。国际上许多国家已将绿色陶瓷制品定位为在生产线上不形成污染的产品，让陶瓷企业真正形成无废料排放的良性循环的生产机制，成为许多国内外建陶企业追逐的目标。
根据检索查询结果，我国“陶瓷废料的综合利用研究”主要有以下几个方面：
2.1 利用抛光废渣制备陶瓷砖
景德镇陶瓷学院罗浩乐等以建陶抛光砖废渣为主要原料（>50%），在不加入发泡剂或成孔剂条件下，研制了以闭口气孔为主，兼具保温隔热功能的轻质建筑材料。湖南科技大学王功勋等学者在陶瓷厂坯泥料基础配方上添加粉煤灰（6 ～ 10%）、废砖粒和抛光砖废渣（2 ～ 5%），采用挤压法成型生产再生陶瓷墙地砖。华南理工大学税安泽等利用抛光渣、高温砂、低温砂以及各种粘土制备一种以闭口气孔为主兼具保温隔热功能的新型轻质建筑材料，其容重小于1000 kg/m3，导热系数小于0.35 W /mok（200℃），抗折强度大于3MPa。佛山科学技术学院周松青等利用破损陶瓷和陶瓷废料为主要原料，低成本制造高附加值的透水砖。陶瓷破损料和陶瓷废料的加入量最多可占到75%。华南理工大学郑文采取双层布料方式，以含10 wt%抛光废料的原料为基底原料，面层布优质原料的方式制备不发泡、致密的瓷质抛光砖。佛山市东鹏陶瓷有限公司施宇峰以陶瓷工厂抛光砖污泥、黑泥、章丘土、临朐长石、沂水长石以及秦庄长石为原料制备广场砖。结果表明：当抛光砖污泥的含量<30%时，可以用于广场砖的生产。华南理工大学谢代义等以陶瓷抛光废料（40 ～ 60%）为主要原料，研制了以石英和莫来石为主晶相的多孔陶瓷轻质砖。广东宏陶陶瓷有限公司余国明等以陶瓷抛光废渣为主要原料（加入量为16 ～ 22%）生产高档釉面砖。
以抛光废料为主要原料再引入一些陶瓷原料组成配合料，再经成型、烧成（1200℃）、切割等工序生产轻质陶瓷材料。这种轻质陶瓷材料内部的气孔均为封闭气孔，其体积密度为 0.46 ～ 0.75 g/cm3，利用材料的这一特点，可作为轻质保温材料和隔音材料使用，但是，由于低成本加气混凝土免烧材料的存在，使这种高温烧制砖因成本高而无立足之地，导致所有的研究只处于理论阶段，而无实际应用价值。同时，轻质陶瓷材料在机械强度和产品施工性能上存在种种缺陷，市场对其认可度不高，因此，尚难以通过生产轻质陶瓷砖来解决陶瓷抛光废渣的问题。
2.2 利用抛光废料制备装饰用微晶玻璃
华南理工大学钟明峰利用35 wt%抛光砖污泥等，通过烧结法制备CAS（CaO-Al2O3-SiO2）微晶玻璃。开辟了一条抛光废料资源化利用新途径。
利用抛光废料制备微晶玻璃技术上不够成熟，更重要的是對抛光废料的消耗量又相对较小。因此，用抛光废料生产装饰用微晶玻璃技术难以得到推广应用。
2.3 利用抛光废料作水泥混合材料
东北大学王亚琴等采用XRD等测试方法研究陶泥和水泥的性能，并做了用抛光砖粉作为水泥混合材对混凝土试件相关性能的影响。试验表明，抛光砖粉可以作为水泥混合材大量应用于水泥工业生产中，生产合格的较高强度水泥。华南理工大学吴清仁等研究了陶瓷抛光砖废料和磷石膏配料对硅酸盐水泥熟料烧成的影响，并通过 XRD、岩相分析和性能测试等手段探讨了其对熟料岩相结构与性能的影响及其机理。结果表明，通过优化配料方案和工艺条件，陶瓷抛光砖废料和磷石膏代替部分原料配料可烧制出合格的硅酸盐水泥熟料。湖南科技大学王功勋等研究陶瓷抛光砖粉与水泥熟料的相互作用。结果表明，陶瓷抛光砖粉的掺入降低了复合胶凝材料的总水化程度，但促进了复合胶凝材料中水泥熟料的水化。长江水利委员会石正国等利用陶瓷抛光砖粉替代部分水泥，制备了C30混凝土，重点研究了混凝土的强度和耐久性能。结果表明：陶瓷抛光砖粉可改善混凝土的工作性能、提高混凝土各龄期抗压强度，同时混凝土的耐久性也得到显著提高，但陶瓷抛光砖粉的掺量不能超过20%。
陶瓷抛光砖粉能用作水泥混合材，但需控制其氯含量。而且，有些抛光砖废粉里还含有一些有机树脂材料，这些都给抛光废料作为水泥混合材料的应用带来困难。
2.4 利用陶瓷废料制备生态透水砖，海绵城市建设的应用
海绵城市是指城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时通过下沉式绿地等海绵体需要时实现雨水的滞留、渗透、和蓄存，并在缺水时，将蓄存的水“释放”并加以利用，在保证城市排水防涝安全的前提下，最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化，促进雨水资源的利用和生态环境保护。
现今有部分建陶企业开始研究利用陶瓷废料制备生态透水砖，项目主要是国内外的透水混凝土应用实例的材料组成调查研究，评估不同类型材料构成的透水混凝土应用效果，以找出最适合广东地区的透水砖成份构成，以兼顾解决透水砖“透”和“强度”的矛盾性问题。最终以石材和陶瓷企业的废料为主要原材料，通过破碎、分级遴选不同粒径和不同材质的再生粗骨料，利用这些再生粗骨料制备生态透水砖。
2.5 利用抛光废料制备环保型石油压裂支撑剂
在石油和天然气的开采过程中，用来支撑裂缝的并具有一定强度的固体颗粒被称为石油压裂支撑剂。压裂支撑剂是石油、天然气压裂技术的关键材料，高品质的支撑剂可提高油气产出率60%，延长油井服务年限5 ～ 10年。它是具有一定强度的，支撑剂的好坏对最后的压裂效果具有重大影响。天然支撑剂主要是石英砂，而人造支撑剂主要是烧结的陶粒，它们是目前支撑剂的两大类。由于深层低渗透的油气层的埋藏较深，温度和闭合压力都很高，因此不能使用天然石英砂支撑剂，而是采用陶粒支撑剂。
目前国内生产的陶粒支撑剂多是以铝矾土为主要原料制备的产品，消耗了大量陶瓷原料资源。开展陶瓷砖抛光废料制备陶粒支撑剂的资源化循环利用，一方面降低了单位支撑剂产品矿物原料的消耗，在减少天然陶瓷原料开采的同时，也降低了原料开采的费用和原料运输费用，以及相应的能源耗费。另一方面能有效解决陶瓷砖抛光废料的难处理问题，真可谓一举两得。
荷南的普拉德研究与开发有限公司制备出了一种视密度在1.7 ～ 2.75 g/cm3之间的支撑剂。美国Carbo公司以Al2O3颗粒及粘土或铝矾土中的任意一种或两种为主要原料，以部分烧结助剂为辅料所制得的陶粒支撑剂是目前世界上性能最好的陶粒支撑剂。攀枝花环业冶金渣开发有限责任公司的刘云等以工业废弃高铝质耐火砖和熟高岭土为主要原料研制出了一种高强度的陶粒支撑剂。宜兴东方石油支撑剂有限公司的研究人员以铝矾土为主要原料，锰粉和ZrO2作为添加剂研制了一种高强度压裂支撑剂，其在86 MPa下的破碎率小于5%。一种高钛型石油压裂支撑剂被高海利等研制出来，它的主要原料为高钛型高炉渣，铝矾土生料及攀枝花本地的二滩轻烧铝矾土。一种高强度耐酸支撑剂被蔡宝中等研制出来，由于它在强酸性、高闭合应力及高温的恶劣条件下仍能保持较高的导流能力，因此其可满足塔河油田压裂与酸化复合改造的要求。接金利等也制备了适用于深井的陶粒支撑剂。郭强采用喷雾制粒的湿法工艺连续化生产出了能在石油和天然气的开采中所应用的支撑剂。它是通过以铝矾土为主要原料，以复合烧结助剂和外加剂作为辅料所制得的。一种耐酸性能良好的陶粒支撑剂被桂林工学院的田小让等人研制。它是以熟铝矾土或耐火材料废料为主要原料，添加钡的化合物或毒重石为辅料经过盘式造粒成球和在1300 ～ 1400℃烧结l ～ 3 h，冷却后得到的。另外以赤泥为主要原料，钡盐为辅料的耐酸性能良好的支撑剂也被报道过。
近年来国内大量的研究主要集中在提高陶粒支撑剂的强度方面，但却忽视了支撑剂体积密度和视密度的大小。密度大的支撑剂在应用中容易产生较短的支撑带，堆积在裂缝的端口处，对导流极其不利。因此，研制开发低密度中强度或高强度烧结陶粒将是未来重要的发展方向。
3结束语
目前发达国家十分重视陶瓷工业废料的处理和循环利用。英国的一些瓷砖厂的陶瓷废料的再生利用率高达40%。日本由于其资源匮乏，故其对陶瓷工业废料的处理非常重视，且环保意识较强，坚持对陶瓷废料进行再加工与回收利用，对其利用的研究起步比我国早10 到20年，技术成熟。如日本的INAX 株式会社等一些大型的跨国公司都已经开始进行陶瓷废料的大规模回收再利用，其废料的利用率几乎达100%的水平。
而国内近几年陶瓷工业的快速发展，伴随而来的是陶瓷工业废料的增多，它们不但对城市环境造成巨大压力，而且限制了城市社会经济及陶瓷工业的可持续发展，故合理处理和综合利用陶瓷工业废料已成为必要途径。目前，我国对陶瓷工业废料的处理与利用程度比较低，一般选择堆放及填埋处置。不仅导致大量废料挤占耕地、海洋，而且造成水和空气的二次污染。因此，我国必须高度重视对陶瓷生产中废料的再循环和利用，把它提高到环境材料学的高度加以研究和利用，提高到全民绿色环保的高度加以重视并解决。
