广东欧文莱陶瓷有限公司
摘要：本文主要论述一种人造石英石二次布料技术与陶瓷固废物循环应用技术，为解决陶瓷废料，节约资源、能源，达到循环经济提供技术思路与方法。
关键词：人造石英石、固废物、二次布料、循环利用、节能环保
前言：自2000年开始，中国已经成为全世界最大的陶瓷砖生产国和消费国，全国陶瓷砖生产量已经占全世界总产量的50%以上。但我们也同时意识到，传统的建筑陶瓷生产模式，需要消耗大量的资源、能源，并产生大量的固废物。如何通过废物减排、循环利用解决陶瓷砖生产固废物，是近年来陶瓷行业关注的重大问题。
一、目前人造石英石生产工艺与固废利用的局限性
目前树脂浇铸型的人造石材主要有两大类，第一类是“人造大理石”，一般采用“荒料法工艺”，即将树脂、填料浇铸成大块的“石头”后，再切割片状板材；第二类是“人造石英石”，一般采用“压延法工艺”，即将树脂、填料直接浇铸成片状的板材。
人造石英石一般由天然矿物（石材）作为填料（粉料、骨料）、有机树脂和颜料混合后浇注压制而成，无需喷雾造粒和高温煅烧。装饰多以模仿天然石材的效果为主，例如花岗岩、大理石、砂岩石、玉石等纹理，也有模仿水磨石（水泥制品）的装饰效果，有各种各样的姿色。因此，总体上对原料的要求白度好、颜色浅，外加的颜料才能获得良好的着色效果。
然而，包括陶瓷废渣、废砖在内，多数的工业固废物颜色都比较深沉，而且颜色杂乱、性能不稳定，这正是制约工业固废物在人造石英石应用技术瓶颈。因此，目前人造石英石循环利用工业废物的利用率不足10%。
二、主要技术思路与创新方法
为了获得着色良好的效果，传统的人造石英石对原料的要求都比较高，一般要求白度好、纯度高、颜色浅，才能让外加的颜料获得良好的着色效果。因此，对于颜色深沉、杂乱的工业固废物很难满足要求。另一方面，目前产品从装饰角度上是整体的，即通体的，对优质原料、化工颜料的用量大，不但造成生产成本高，而且也同样造成了固废物循环应用的限制。
本技术吸取了陶瓷砖生产的二次布料技术原理，创新一种人造石英石的二次布料复合装饰技术。产品由两个坯层结合而成，下层为由低品位的原料（主要为循环固废物）组成，面层由相对优质的原料组成，通过技术创新、产品设计，实现了陶瓷固废物的充分利用。
1、次布料技术
传统的人造石英采用“压延法工艺”，通过一次布料完成填充（浇注）。即将预先配比好、调色后的坯料投入模腔内，并且在填料过程中成形有装饰效果的纹理。
本技术在“压延成型工艺”的基础上，吸纳了陶瓷砖生产二次布料的原理，针对树脂混合料的半塑性特性，创新出适合于人造石英石生产的二次布料技术。
首先利用移动的输送带将预先配备好的底坯料布入（浇铸）入模腔中，然后刮平装置刮平，辊轮对底料进行预压，完成第一次布料（底料）。第二步再次利用移动的输送带将配备好的面料布入（浇铸）入模腔的底料上层，并通过栅板（筛板）控制面料的图案纹理和料层的均匀，完成第二次布料。
最终的产品由面料层、底料层构成，其中，面料厚度约占1/3，主要以品位较高的原料组成，以保证着色效果和表面使用性能，具有特定的装饰纹理；底料厚度约占2/3，主要由高比例的陶瓷废料（陶瓷废渣、陶瓷废砖）组成，没有特定的装饰纹理。
根据产品规格的大小，布料采用称重法进行定量，以保证每块产品重量一致性；压延采用定位法进行控制（压力），以保证每块产品厚度、致密度一致性。
2、坯体配方的研发应用
配方的研究，主要有三个方面的技术攻关。第一是上下层之间的结合性，保证固化、使用过程中收缩均匀性，避免收缩应力而造成弯曲变形；第二是表层的装饰性，保证着色效果鲜明，图案发色自然，而且具有良好的硬度和耐磨度；第三是底层的机械强度，在应用陶瓷废料的情况下，保证坯体的抗弯强度、抗裂强度能够达到产品标准要求。
经过复试验和性能测试，确定性能良好的基础配方体系统，为花式品种的研发奠定了良好的基础。与传统人造石英石比较，本项目技术的成功应用能有效消纳陶瓷固废物，包括抛光磨边废渣、陶瓷废砖粒等固废材料，减少了天然矿物原料和颜料的使用量。
3、均化处理技术
陶瓷固废物的预处理是本项目实施的重要基础，根据抛光磨边废渣、陶瓷废砖的特性不同，分别设计不同的处理方法。
（1）陶瓷废砖预处理
在陶瓷砖生产中，抛光磨边所产生的陶瓷废渣从浆料开始收集，经过筛去除杂质后，集中到一个500m3的大型浆池中进行搅拌均化，再经过压滤脱水、烘干脱水制备成粉团，然后装入储料罐中备用，在配料使用前再进行搅碎分散和振动分散。
由于抛光磨边废渣颗粒细小，而且含有一定有机挥发物，烘干后的粉料成结团状，流动性明显差于天然的石英粉，因此，在配料前需要充分的分散处理。
为了让陶瓷废渣粉料获得良好的分散性，本项目通过自主研制的梳式搅拌机和振动筛分散装置，让粉团得以充分分散，也是本项目的创新核心之一。
二、技术产品特点
与目前行业产品比较，着重在两个方面取得了提升。一是产品装饰性获得更广泛的设计空间和丰富的装饰效果；第二是项目产品的物理、化学性能比较目前行业中同类产品，获得更加稳定和可靠性能。
1、具有更丰富的装饰效果
由于采用“二次布料与固废物循环应用技术”，产品由两层构成，其机械强度主要取决于底层性能，底层的配方相对固定，不受装饰效果的影响，因此，为面层的装饰提供了更广泛的设计空间，面料的配方可以更多地从装饰效果角度考虑。
2、物理化学性能更加稳定
产品不但在装饰上获得了重大突破，而且在物理化学性能方面提高和稳定，克服了产品使用过程容易变形的行业共性难题。重点体现在两个方面，第一是抗老化程度的提高（使用变形率）；第二是机械强度的提高。产品的其他技术质量指标完全达到人造石英石的相关标准。
表5 项目产品主要性能指标
三、技术实施产生的环境保护成效
本技术思路方法通过循环经济、清洁生产理念的实施，实现环境保护和节能降耗目的，着重体现在以下三个方面。
第一，与陶瓷砖生产比较，“人造石英石”产品在生产过程中，不需要喷雾造粒（没有喷雾塔），不需要窑炉高温烧成（没有窑炉），因此，在排污和能耗方面有飞跃式的进步。
表6 “人造石英石”与陶瓷砖生产过程排污、能耗比较
第三，本项目在实施过程中，全面引入清洁生产理念，通过推进科学管理和强化执行力度，严格做好废弃物的事前控制，没有工艺废气和废水排放，没有造成新增污染源和增加废物排放，对无法避免的废弃物（边角料）实行企业内部循环。
研究成果同时达到了技术创新、环境保护、节能降耗共赢的目的，解决了陶瓷行业固废物主要依靠填埋的行业难题，为人造石英石行业提供了新的生产工艺途径。
论文作者:黄大泱,石明文
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第12期
论文发表时间:2017/10/13
标签：废物论文; 布料论文; 陶瓷论文; 产品论文; 石英石论文; 废渣论文; 技术论文; 《建筑学研究前沿》2017年第12期论文;