1、日用陶瓷相关环境问题,主要内容,1.环境与环境问题2.日用陶瓷产业中的环境问题3.日用陶瓷产业的环境治理与防护4.变废为宝，循环利用5.绿色、健康、环保日用陶瓷,1. 环境与环境问题,环境是以人类为主体的外部世界的总称。是指人类赖以生存与发展的全部条件的总和。环境问题是指全球环境或区域环境中出现的不利于人类生存和发展的各种现象。 可分为两类：原生环境问题和次生环境问题。由自然力引起的为原生环境问题，也称第一环境问题，由于人类的生产和生活活动引起生态系统破坏和环境污染，反过来又危及人类自身生存和发展的现象，为次生环境问题，也叫第二环境问题。,环境保护的方法和手段有工程技术性的、行政管理性的，也有
2、法律的、经济的、宣传教育等。保护自然环境和自然资源，防治环境污染和生态破坏，提高环境质量，创造生态健全的工作和生活环境是每个公民的责任。,环境保护 势在必行,我国是世界日用陶瓷生产第一大国，年产量、出口量都位居世界首位。然而目前存在严重的问题是：我国的日用陶瓷产业设备、工艺落后；资源、能源耗费大，环境污染严重！这显然不利于我国陶瓷产业的可持续发展。,2. 日用陶瓷产业中的环境问题,2.1 日用陶瓷产业的大气污染,日用陶瓷产业中的大气污染物主要是高温湿烟气和生产性粉尘。 各类燃煤、燃重油陶瓷窑炉燃烧产生的煤气污染物包括气相（SO2、NOx、CO、CO2等）和固相（烟尘）两类,日用陶瓷的生产过程中
3、还普遍存在着粉尘污染问题，特别是在原材料粉碎和半成品的成型和修坯过程中，会产生很多游离的SiO2等无机物粉尘，由于陶瓷生产工艺的要求，原料磨得很细，一般都小于10个微米，故粉尘分散度很高。,釉是覆盖在陶瓷坯体表面上的玻璃态薄层，在釉料配方中常加入一些具有毒性的化工原料，如铅丹、氧化锌、氟硅酸钠等。因此在生产过程中就会产生相应的有毒金属和相应的非金属粉尘。特别是在施釉和烧成过程中，会排出粉尘和释放有毒气体。,（一）大气污染对人体的影响,首先是感觉上不舒服，随后生理上出现可逆性反应，再进一步就出现急性危害症状。 大气污染对人的危害大致可分为急性中毒、慢性中毒、致癌三种。 1、急性中毒 大气中的污染
4、物浓度较低时，通常不会造成人体急性中毒，但在某些特殊条件下，如工厂在生产过程中出现特殊事故，大量有害气体泄露外排，外界气象条件突变等，便会引起起人群的急性中毒。如印度帕博尔农药厂甲基异氰酸酯泄露，直接危害人体，发生了2500人丧生，十多万人受害的惨剧。,2、慢性中毒 大气污染对人体健康慢性毒害作用，主要表现为污染物质在低浓度、长时间连续作用于人体后，出现的患病率升高等现象。，近年来我国城市居民肺癌发病率很高，其中最高的是上海市，城市居民呼吸系统疾病明显高于郊区 。,3、致癌作用 这是长期影响的结果，是由于污染物长时间作用于肌体，损害体内遗传物质，引起突变，如果生殖细胞发生突变，使后代机体出现各
5、种异常，称致畸作用；如果引起生物体细胞遗传物质和遗传信息发生突然改变作用，又称致突变作用；如果诱发成肿瘤的作用称致癌作用。,大气污染对工农业生产的危害十分严重，这些危害可影响经济发展，造成大量人力物力和财力的损失：大气中的酸性污染物和二氧化硫、二氧化氮等，对工业材料、设备和建筑设施的腐蚀；飘尘增多给精密仪器、设备的生产、安装调试和实用带来不利的影响。酸雨直接影响植物的正常生长，又通过渗入土壤及进入水体，引起土壤和水体酸化、有毒成分溶出，对动植物和水生生物产生毒害，严重的酸雨会使森林衰亡和鱼类绝迹。,（二）对工农业生产的危害,（二）对工农业生产的危害,大气污染物质还影响天气和气候。颗粒物使大气能
6、见度降低，减少到达地面的太阳光辐射量。尤其是在大工业城市中，在烟雾不散的情况下，日光比正常情况减少40% 。 高层大气中的氮氧化物、碳氢化合物和氟氯烃类等污染物使臭氧分解，引发“臭氧洞”问题，成为了全球关注的焦点。 大气中二氧化碳浓度升高引发的温室效应，是对全球气候的最主要影响。地球气候变暖会给人类的生态环境带来许多不利影响。,（三）对大气和气候的影响,2.2 日用陶瓷产业中的水污染,传统的日用陶瓷工业废水主要来自浆料与釉料的制备和地面冲洗等。这些废水除含有大量难以自然沉淀的固体悬浮物以外，更含有一定量的铅、镉、汞等生物毒性显著的重金属。,一个中小型日用陶瓷厂一天产生5001000吨废水,2.
7、 3日用陶瓷产业中的固体废弃物,来源: 1. 陶瓷原材料开采、加工、粉碎、分筛、淘洗过程中产生的矿渣、粉尘、废屑、污泥等。 2. 陶瓷废品 陶瓷生产各个工序都可能产生废品。根据废品产生工段的不同,可分为生坯废料、施釉废品、素烧废品、烧成废品及彩烤废品等。 3. 废模具、匣钵 日用瓷厂成型车间都大量使用石膏模,他们在重复使用一定次数、破损及产品更新换代时,就失去了原有价值而成为废模。废匣钵来自有匣烧成车间,主要是由于破损、粘连等原因,失去了原有强度、器形等成为废匣钵。棚板作为无匣烧成时支撑和隔离坯体的耐火材料,在使用过程中由于各种原因破损成为废弃物。,4. 废泥渣 废泥是指废水沉淀物,分含色釉料
8、废泥和不含釉料废泥两种,前者化学成分复杂,对环境影响比较大。废渣主要是研磨抛光工序通常将从砖坯表面去除0. 50. 7mm表面层,甚至高达12mm,再加上磨边倒角等一系列深加工成为平滑细腻的抛光砖后,会产生大量的砖屑,同时还包括砂轮磨料中的碳化硅、碱金属化合物及可溶性盐类。,国家环保总局于1994 年12 月31 日成立了“国家清洁生产中心”,并于1996 年12 月20 日成立了全国清洁生产网络; 九届全国人大常委会第28 次会议通过了中华人民共和国清洁生产促进法,这部法律于2003 年1 月1 日起实施,标志着我国进入依法全面推行清洁生产的新阶段,也标志着我国推行和实施清洁生产走上法制化和
9、规范化的轨道; 我国日用陶瓷企业分布在大、中、小城市郊区,污染点多、面广,大多数企业生产工艺落后,生产设计陈旧,既是能源、原材料的消耗大户,又是排放污染物的源头,严重影响日用陶瓷行业的整体形象,进而影响到我国陶瓷企业参与国际竞争的能力。,3. 日用陶瓷产业的环境治理与保护,日用陶瓷的洁净化生产,清洁生产是指以节能、降耗、减污为目标,以管理技术为手段,实施工业生产全过程控制污染,使污染物的生产量、排放量最小化的一种综合措施。 它不仅强调生产工艺的改进, 同时强调对企业内部的统筹管理; 不仅考虑原材料的充分利用,也考虑工业“三废”的有效处理。,无废矿山开采 日用陶瓷工业使用的陶瓷原料主要是无机非金
10、属矿资源,而无机非金属矿资源在地球上存在的方式粗略区分主要有两大方式：一是作为有色金属矿资源的伴生物;二是作为独立的非金属矿资源存在,其中可以是单矿也可以是复合矿。矿产资源是不可再生的,尽量少用或充分利用; 以往在开采时,只将需要的原料部分保留,其他的一概放弃,利用率极为低下,造成严重的浪费,同时又破坏了生态平衡。用一句通俗的语言可以表达开采的现状,即挖掉一座山,又堆起一座山。 实现矿山开采的清洁生产,对资源进行综合利用,实现无废开采矿山, 是从源头上实现清洁生产的第一步。,3.1原材料的洁净化生产,矿山的无废开采强调的是综合利用或称之为充分利用。在综合利用方面日本做得较为突出。以叶蜡石开采为
11、例,日本采用分级利用法,即将含铁量低、白度高、比较纯的叶腊石用于造纸填料和涂料;将低铁、低碱的叶腊石,以其铝含量的高低用作高铝耐火材料、玻璃原料和低铝高硅耐火材料;碱质叶腊石、绢云母用作特殊耐火材料;中等质量的叶腊石用作陶瓷原料,而一般叶腊石用作农药载体等。这样既充分利用了叶腊石资源,又可形成叶腊石系列产品,更为主要的是弥补了该国滑石资源的不足,适当减少了进口滑石量。西德的粘土矿也是按不同质量开拓各种用途, 用高铝粘土作耐火材料,将低铁粘土生产浅色瓷、建筑瓷砖;用铁、钛含量高的粘土生产彩色贴面砖、地板砖、墙地砖等,将劣质土加上适量的锯末或泡沫塑料制作空心砖。充分体现了“优质优用,劣质低用”的原
12、则。江西德兴市的铜矿开采,其含铜率为45 % ,其他少量含有金、铌、银等金属,绝大多数为无机非金属矿, 为了实现无废矿产开采,德兴铜矿邀请高等院校和科研院所对开采形成的尾矿进行综合治理研究,先后利用尾矿开发生产出了艺术玻璃、建筑陶瓷、日用陶瓷、微晶玻璃砖、玻璃马塞克、电焊条辅料等,目前已形成规模生产，基本实现了少废生产.,清洁化坯料制备, 就是原料制备的标准化,使用符合“清洁化”要求的陶瓷机械设备、生产工艺,加强生产设备、工艺的清洁化改造。按成分和性能的差异程度分档次混合堆放,一些高档次的原料还可以在进一步的精选、淘洗过程中混合均匀化。 湿法制备坯料时, 将各种原料分别球磨,其目的是根据不同的
13、原料制定不同的球磨制度,以求每种原料均达到最佳的球磨效果,然后可根据浆料的比重进行配料,对浆料进行混合后再行均化,最后送去制粉。在大型产瓷区可以集中力量,建成大型的原料制备企业,逐步向生产企业提供规范化、系列化、专业化、标准化的陶瓷坯料与釉料。 改革湿法生产工艺,努力向干法生产工艺过渡,从而节约大量能源,减少有害气体和废水的排放,减少生产设备和废物处理设备的投资,是陶瓷清洁生产的重要措施。目前干法制粉工艺在川渝地区的陶瓷厂应用已比较成熟,300余家陶瓷企业大多数采用干法生产工艺 清洁化坯料制备是困扰我国日用陶瓷行业发展的又一难题。目前虽有企业在进行清洁化坯料制备的尝试,但尚未取得突破性的进展。
14、 。,3.2 坯料制备清洁化,陶瓷工业废水主要来自脱水设备和地面冲洗等。因废水污染程度差别较大,根据清污分流的原则,将色釉料工段的废水与坯料和其他工段产生的废水分开处理,以便回收利用,减轻处理负荷. 色釉料废水因化学成分复杂,废水经通常的沉淀、压滤等处理后,还应采用离子交换法去除金属离子,这样处理后的水才可以回用。色釉料废渣的利用则要视工艺及产品而定:对于墙地砖生产厂,废渣可按比例混入泥料,因为釉料中的重金属被包裹在烧成坯体的玻璃基体中惰化,对产品质量不会造成较大影响;对于日用瓷厂,特别是高档日用瓷厂,废渣的混入将对烧成质量造成较大影响, 不能利用废渣,可供粗陶生产或卫生填埋。 坯料泥水是一个
15、胶体分散体系,胶粒表面带负电,所以在处理这类废水时,须向废水中投加混凝剂,压缩双电层,降低电位,破坏胶体的稳定性,从而达到泥水分离的目的。,3.3 废水处理与循环利用,具体工艺流程如下:废水经格栅去除粗大悬浮物后流入初沉池,水由泵抽送并与吸入段投加的微量PAC 混凝剂混合后进入平流式沉淀池。水中的悬浮物与混凝剂经过数分钟的反应,形成水解聚合物,产生双电层压缩、吸附架桥和网捕作用而聚结沉淀,上面清水则流入清水池回用。在初沉池和反应沉淀池沉积的泥浆泵入浓缩池浓缩,上清液返回初沉池。浓浆则通过泵按比例混入球磨浆池回收利用,也可经压榨脱水后形成泥饼备用。,日用陶瓷企业的废气主要有两类,一类是含有粉尘的
16、气;另一类是来源于窑炉、热风炉及干燥器产生的烟气。含有粉尘的气体主要产生于制粉工序与成型工序。改善的有效办法是将开放式生产为封闭式生产,即凡是会产生粉尘的工序,尽可能实现封闭式生产,若不能实现封闭式生产,可以加装脉动微震除尘器进行除尘,对于局部粉尘浓度高的区域可以选用水膜、水浴或电除尘器等进行除尘。传输过程,可变敞开体系为封闭体系,杜绝粉尘飞扬。既可以改善工人工作条件,又可以提高产品质量。,3.4 净化废气,窑炉在烧成过程中产生的烟气既含有固体微尘,又含有有害气体;不同的燃料与不同的燃烧方式以及不同的产品,产生的烟气中的有毒气体是不相同的。 从燃料含有的有害成分从高到低分别是：煤、重油、热煤汽
17、、洗涤冷煤汽、液化石油气和天然气。有条件的陶瓷企业可以尽可能选择使用天然气或液化石油气。 使用旋风除尘器与袋式除尘器除去烟气中的固体微尘。对于粒径很小的(10m 以下) 微尘需用淋水法与吸附法。为了强化除尘效果,需在吸附液中加入少量的活性剂,用于改善碳粒等微尘的疏水法,才能较好地被吸附。,烟气中所含的SO2 等有关酸性气体,可用钠钙双碱法除去。在启动时以纯碱液吸收SO2 ,在净化装置内,当烟气和吸收液发生复杂的传质过程时,SO2 、NOx 与吸收液中的碱性物质发生酸碱中和反应,生成无害化的盐和水,从而把有害气体去除。吸收液用石灰再生。纯碱溶液在启动后,其中的CO3 -2 基本被去除,吸收液再生
18、后,循环使用。循环过程中的主要化学反应过程如下。脱疏过程: Na2CO3 + SO2 Na2SO3 + CO2 2NaOH + SO2 Na2SO3 + H2O Na2SO3 + SO2 + H2O 2NaHSO3 此反应在净化装置内完成。,生成废液流入循环沉淀池进行再生过程: 2NaHSO3 + Ca (OH) 2 Na2SO3 + CaSO3 + 2H2O Na2SO3 + Ca (OH) 2 2NaOH + CaSO3 此反应在循环沉淀池中完成,生成的CaSO3 与灰渣共沉在池中。再生水的pH 值由加入的石灰乳控制,经精确计算和测试控制在9 左右,适时补充一定量的活化液和Na2CO3 溶
19、液以维持再生洗涤吸收液中的Na + 、活化剂的浓度,确保消烟脱硫率。 脱硫消烟后的废液从装置底部的溢流池排出,流入循环沉淀池和石灰乳进行再生反应,经浮渣和沉淀后,流入集水池。清液由循环水泵从装置的喷嘴喷入装置内,这样吸收液就处在“除尘消烟脱硫再生、浮渣、沉淀除尘消烟脱硫”的循环使用过程,燃煤的窑炉还可以采用直接在燃煤中添加烧石灰和水的方法来脱硫,其基本原理是利用在燃烧过程中,水在高温下形成水蒸汽,与燃料中可燃硫燃烧产生的SO2 形成亚硫酸和硫酸雾,促使其与烧石灰发生反应,形成高温下难分解的硫酸钙,成为燃煤的灰渣,达到固定可燃硫的目的。一般对于含硫量为2%的燃煤,一吨煤可加入30kg 的石灰与5
20、0kg 的水,混合均匀后,就可较好地固定燃煤中可燃硫。以重油为燃料的厂家,可采用乳化重油燃烧系统,它具有节油、燃烧充分,能降低黑烟等污染物的排放,等优势。其主要机理如下: 1) 燃烧时,由于水珠汽化爆炸而使外围油膜分裂成更小的颗粒,形成二次雾化,油和空气混合更加均匀,燃烧充分且迅速,避免了因雾化不良造成的不完全燃烧现象。 2) 乳化油燃烧后产生的过热水蒸气可与高温时燃油不对称裂解生成的悬浮碳粒发生下列反应:C + H2O CO + H2 Q从而减少了黑烟的排放。 3) 乳化重油燃烧时,由于油滴中的水要先行汽化,吸收热量,一定程度上降低了烧嘴附近温度,使不对称裂化而产生难以燃烧的重碳氢化合物以及
21、游离碳粒大大减少,冒黑烟现象也得到控制。另外,由于烧嘴出口附近温度降低, NOx 的生成也会减少。在日用陶瓷常用的釉料中,大多数企业在配方中加入了一定数量的铅,在熔制过程中会排放出有毒气体,对此可以利用化学吸附法去除铅蒸汽,即用0. 25 %0. 3 %稀醋酸进行化学吸收。,3.5 固体废物处理-循环利用,据测算,我国日用陶瓷企业每年产生近百万吨的生坯废品；烧成废品更多，达上千万吨。与此同时，产生约大量的废泥浆废石灰。常用的填埋法，不仅占用了大量土地，也污染了周围的土壤、水体、大气等，对生态环境造成严重的危害。将陶瓷工业固体废弃物资源化，运用绿色设计技术对陶瓷产品的生命周期进行重新设计与安排，
22、要求其符合环境保护要求，对生态环境无害，资源与能源得到最有效地消耗配置。据英国陶瓷研究协会(Ceramic Research)的报导,在英国的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配备了回转磨机，专门对企业内产生的废料进行再加工与回收利用，节约了大量资源。在国内也有了专门处理陶瓷废料的企业，如潮州枫溪陶瓷研究所就斥资建成了陶瓷废料处理厂,它把陶瓷垃圾加工后转变成为高质量的瓷泥，每年可回收废瓷2. 8 t，生产瓷泥近10万t。,陶瓷固体废料在自身生产中的再利用 废料的泥水经回收、拣去杂物、除铁外，又可以添加如瓷砖的配料中。没有上釉的生坯可以全部化浆回用。 对上釉的生坯废
23、品，粗陶厂可适当按比例混入泥料重复使用，而大部分日用瓷厂不宜回用，否则将影响釉烧质量。 对于废品、废匣与废窑具之类经高温烧成的废料，则采用重新粉碎加工方法，粉碎后可作硬质料利用。将其磨碎成粒径在0. 5mm以下,然后按照一定的比例添加到瓷砖或其他产品的配料中。,利用陶瓷废料生产透水广场砖 现代城市的地表逐步被建筑物和混凝土等阻水材料所覆盖,形成了人们感官上的“桑拿”现象。现大量使用广场透水砖来取代沥青或花岗岩来铺设路面,保持了地下水位的提升。 生产透水砖通常要用到陶瓷废料,以50%70%陶瓷废料与50%30%的瓷石、滑石等基础物料，加入一定比例的粘结剂，通常还要加入一些发泡剂，如:煤粉、木屑等
24、，采用干压法成型，烧成温度在11501200，采用合适的工艺条件，调节好颗粒级配、基础配料的粒度和配比，成型压力以及烧成制度等，可制得透水系数为3. 2 10- 4 cm / s，抗折强度为18. 4MPa,抗压强度为19. 7MPa的环保型渗水砖。为了获得良好的渗水砖强度,通常还要加入玻璃粉或高温砂粒。透水砖各相合适的比例为：玻璃相20%30%，晶相30%40% ，气孔相30%40%。在一般的隧道窑或辊道窑就可以进行烧结，非常方便,有利于工业化大生产。,利用陶瓷废料生产劈开砖 劈开砖一般采用天然陶瓷原料为主要原料，不使用球磨料,生产工艺简单，成本较低，靠泥料原胎发色，具有质朴清新的情调，使建
25、筑看起来稳重大方而又自然飘逸，现在有“买外墙砖只相当于买土地，而买劈开砖就等于买品味”的说法，是目前国内外最为流行的外墙砖. 在劈开砖的生产过程中，通常把陶瓷废料磨细到一定粒度后作为生产劈开砖的原料，较粗颗粒(830目)用作生产劈开砖的原料，可增加劈开砖表面装饰效果,含量可在15%左右,筛下物(30目筛) 与其他原料混料、炼泥、挤压成型、干燥、烧结等工序制成劈开砖。 陶瓷废料还可以用在免烧砖和仿古砖等瓷砖工业中,根据需要磨细到一定粒度后掺入里面,然后按照一定工序进行生产，效果良好。,陶瓷废料在水泥混合材料和混凝土中的应用陶瓷废料以硅酸盐矿物为主,具有一定的活性，经粗碎、表面处理和磨细(要求入磨
26、粒径小于20mm)后其松散堆积密度在14001500kg/m3 之间，符合作为活性混合材料的标准要求，破碎后的颗粒级配用砂调整。 ,根据熟料的性能选择合适的配比,注意控制需水量和凝结时间,以获得良好的使用性能。 用陶瓷废料作为水泥混合料，不仅处理了陶瓷厂的废料,而且节约资源,对水泥企业的经济效益非常显著，是一种有发展前途的绿色建材产品。 陶瓷废料还可以用在固体废弃物混凝土材料( SWC)中作为骨料,粗骨料的粒径在515mm之间,细骨料的粒径在15mm之间。由于陶瓷废料在破碎中产生大量的粉末,这些粉末可以直接充当SWC的添加物。再辅以水泥和高强粘结剂制备出符合标准的免烧型广场道路砖。各原料的合理
27、范围如下:胶凝材料:10%20%;陶瓷废料50%70%;辅助材料: 20%30%;水灰比小于0. 70 。,利用陶瓷废料生产陶粒 陶粒是在一定温度（一般是高温）下处理，使原料发生化学反应释放气体，产生气孔和膨胀，冷却后形成轻质多孔、有一定强度的球形或类球形硅酸盐产品。其粒径一般为一个毫米到几十个毫米。陶粒按原料分为：粘土陶粒，粉煤灰陶粒，页岩陶粒等；廉价的陶粒可以象活性炭、沸石等多微孔和高比表面积的物质一样用于废水的吸附处理。含有CaO、Al2O3、Fe2O3等的陶粒，Ca对P有沉淀作用，Al2O3和Fe2O3对P有吸收的能力,因而Ca-Al-Fe复合氧化物是重要的P吸收剂，有人用烧成的球状陶
28、粒做了吸收P的实验，发现最高吸收率可达3465mg/Kg。这种新型轻质多孔陶粒还可用做地铁吸音材料，该吸音材料吸音频率范围宽，吸音效果明显。陶瓷废料陶粒还能用于减震材料、蓄水材料中以及作为轻质陶粒混凝土骨料等。,用于生产矿渣微晶玻璃 建筑微晶玻璃作为新型绿色装饰材料，在世界上成为最具有发展前景的建筑装饰材料。广泛应用于大型建筑和知名重点工程，其装饰效果和理化性能均优于玻璃、瓷砖、花岗石和大理石板材； 莫氏硬度6 57 0，抗弯强度5060MPa，抗压强度500MPa，体积密度265270,吸水率0，耐酸耐碱性、抗冻性耐污染性能优异，无放射性污染，镜面效果良好。 微晶玻璃具有高的强度，封闭气孔，
29、低的吸水性和热导性，质轻可作为结构材料、热绝缘材料。,利用废渣制备微晶玻璃的工艺主要有两种:熔融法和烧结法。 熔融法：将配合料在高温下熔制为玻璃后直接成型为所需形状的产品,经退火后在一定温度下进行核化和晶化,以获得晶粒细小且结构均匀致密的微晶玻璃制品。熔融法的最大特点是可以沿用任何一种玻璃的成型方法,如压延、压制、吹制、拉制、浇注等,适合自动化操作和制备形状复杂的制品。烧结法：是将配合料经高温熔制为玻璃后倒入水中淬冷,经水淬后的玻璃易于粉碎为细小颗粒,再装入特殊模具中,采用与陶瓷烧结类似的方法,让玻璃粉在半熔融状态下致密化并成核析晶。烧结法适合于熔制温度高的玻璃和难于形成玻璃的微晶玻璃的制备,
30、同时,因颗粒细小,表面积增加,比熔融法制得的玻璃更易于晶化,可不加或少加晶核剂。用烧结法制备的废渣微晶玻璃板材可获得与天然大理石与花岗岩十分相似的花纹,装饰效果好。以陶瓷废渣为主要原料，外加一种含钠废弃物，研制出了以钙铁辉石为主晶相，颜色为蓝黑，光泽度好的微晶玻璃。由于该类微晶玻璃全部采用废弃物，因此其废料的利用率可达100%。,鉴于我国陶瓷工业目前的生产现状和工艺特点,完全实行清洁生产尚有一定的难度,而实施以物耗最少化、废物减量化和效益最大化的清洁生产为主,末端控制为辅的综合污染防治方式是最理想的选择。只有这样,我国陶瓷工业才能由大变强、实现持续稳定的发展。,小 结,我们日常吃饭用的瓷盘、瓷
31、碗都是安全的吗？由于日用陶瓷饮食器具产品质量与广大消费者身体健康密切相关，国家质检总局已连续4次跟踪抽查了该产品，； 此次共抽查了北京、河北、山西、上海、江苏、安徽、福建、江西、山东、湖南、广东、广西等，12个省、自治区、直辖市，43家企业的44种产品，合格33种，产品抽样合格率75%。从抽查结果可以看出：企业自身在不断提高质量的控制水平和改进产品的加工工艺，尤其是严格了对铅、镉等重金属溶出物限量的控制，日用陶瓷饮食器具产品质量总体水平在逐渐提高，但仍有严重不合格产品的存在，如此次抽查中铅溶出量超标最严重的产品，铅溶出量高达99.5mg/l，超过国家标准近15倍。,4. 绿色、健康、环保日用陶
32、瓷,铅和镉是对人体健康,尤其是少年儿童成长发育有害的物质，人如果长期吃用铅、镉含量过高的产品盛装的食物，就会造成铅在血液中沉积，导致大脑中枢神经以及肾脏等器官损伤。 大多数消费者对铅、镉溶出量对人身安全的影响并不了解，当然在购买日用陶瓷饮食器具产品时，很少有人向经销商询问铅、镉溶出量是否达标等问题； 许多小企业和经销单位反映： 他们对铅、镉溶出量对人身的危害程度不清楚，一些陶瓷厂的厂长甚至表示他们根本不知道标准中还有铅、镉溶出量指标的要求。,对不放心的产品可用食醋浸泡几小时, 若发现颜色有明显变化的应弃之不用， 而我们消费者中有多少人会这么做呢!,陶瓷制品表面釉彩烧成结构是指陶瓷在烧成温度下，
33、由表面施加的釉和颜料经过相互熔合、沉入、渗透、扩散，冷却、熔结等过程而形成的表面层结构。 如果釉与颜料在熔融或接近熔融状态烧烤而成，在陶瓷制品表面就会形成一层致密、光滑的玻璃状结构层，该致密性的玻璃层结构就象油漆保护木板一样保护着颜料中的铅不被4 %体积浓度乙酸溶出。 若釉和颜料在烧成温度下不能形成一层致密的玻璃状保护层，颜料虽与釉面有一定的烧结、熔合，颜料仍只是依附在釉的表面上或形成的玻璃状保护层不够完全，则颜料中的铅在4 %乙酸浸泡液中处于“裸露”或“半裸露”状态，铅易溶出，这样的产品则不合格。,鉴于全世界千百万消费者终端的“绿色呼唤”，现行国家标准对陶瓷铅镉溶出量的限量要求已接近发达国家
34、的要求，推出“绿色陶瓷” 标志和首批“绿色陶瓷”标志挂牌企业及产品； “绿色陶瓷”是指严格按照国家标准生产，产品符合有关标准要求，尤其是对人体有害的物质被控制在规定范围内的陶瓷产品。真正的“绿色陶瓷”不仅指产品本身无污染，还包括其生产过程无污染物排放，绿色环保，是产品的绿色化和生产过程的绿色化；日用陶瓷生产过程的绿色化重点为：陶瓷矿产资源的合理开发综合利用保护优质矿产资源，开发利用红土类等铁钛含量高的低质原料，如生产铁炻器餐具。推行清洁生产与管理，陶瓷废次品、废料的回收、分类处理与综合利用。洁净燃料的使用与废气治理，废水的净化和循环利用，粉尘噪声的控制与治理，淘汰落后，开发推广节能节约原料，高
35、效生产的工艺技术及设备等。日用陶瓷产品绿色化的重点为：无铅无镉，低放射性，使用寿命长的高性能产品(超薄及具有抗菌、易洁等新功能产品利于使用，洗碗机、微波炉实用不易碰裂的产品等）。,粉彩颜料的无公害化世界各国及地区对陶瓷制品的铅、镉溶出量的限制也越来越苛刻。欧盟要求从2007 年5 月20 日后禁止生产和进口铅镉超标的陶瓷制品, 美国加州标准65- 1993规定, 对于扁平制品铅的溶出量极限浓度为0.226mg/L。采用 常规降低铅溶出的方法已经不可能达到要求, 陶瓷制品必须无铅、镉, 并向无公害方向发展。 无公害陶瓷装饰材料又称环境友好( 或绿色) 陶瓷装饰材料, 是运用现代科学技术的原理和方
36、法来减少或消除其设计、生产和应用中有害物质的使用与生产的陶瓷装饰材料。 铅是人类最早熔炼出来的几种金属之一, 在陶瓷生产中具有重要作用,尤其是在低温釉上颜料或釉中使用更多, 使陶瓷制品具有很多优良的性能。因此如何解决铅的替代一直是困扰陶瓷界的老大难问题。目前中高温陶瓷已经基本可以实现无铅化生产, 难度较大的是低温釉上装饰陶瓷。尤其是像粉彩这样堆积很厚的釉上装饰材料的无铅化, 难度最大。,无公害日用陶瓷的研制,研究工作主要从以下两个方面展开: 一是从颜料配方考虑, 认为降低铅溶出量关键是提高粉彩颜料本身的化学稳定性。通过寻找最佳的K2O- PbO- SiO2配比, 形成稳定的化合物; 或添加适量
37、的耐酸性氧化物( 如TiO2、ZrO2 等中间体氧化物) 来形成四面体进入玻璃质网络,增强硅氧四面体连接的稳定性, 使铅等不易溶出。 二是从工艺的角度考虑, 认为适当的工艺条件能较好地降低铅的溶出量。主要采用以下措施: 提高彩烤温度, 延长彩烤时间; 采用通风较好的辊道窑, 彩烤时注入少量的水蒸汽; 彩绘时用色厚度均匀, 色料用量和面积要恒定; 采用无铅涂层; 采用化学处理方法, 溶出制品表面部分铅以达到标准等。当时粉彩瓷中铅溶出量高达几十到几百ppm, 以上措施大幅度地降低了陶瓷制品中铅溶出的检测含量, 具有明显的效果, 但不能得到彻底根治。,在粉彩颜料中, 起熔剂作用的组分约占7095%
38、, 所以粉彩颜料无公害化首先要解决基础熔剂组分无公害的问题。 目前低温无铅熔剂主要有以下几种系统: 含铋系统、锌- 锶系统、新型氧化物系统、碱- 硼硅系统等。由于碱- 硼硅系统原料便宜, 更适合实际生产需求, 为多数陶瓷工作者和研究人员所采用。 但碱- 硼硅系统普遍存在光泽度低和耐久性差等难题, 作为釉上彩颜料用熔剂还有开裂与呈色差等问题。另外为了使粉彩具有粉润的效果, 还需要加入乳浊剂。传统粉彩颜料是利用信石( 氧化砷, 俗称砒霜) 做为乳浊剂的, 氧化砷有剧毒, 在人体内积蓄0.06 克就能制人死亡, 必须禁止使用。 目前关于碱- 硼硅系统, 较好的成果是: 引入复合碱( K、Na、Li、
39、Sr 等) 和硼来取代原粉彩颜料用熔剂中铅化合物的组成, 重点探讨各组分的作用效果和合适组成范围; 寻找原粉彩颜料用熔剂中砷的替代元素, 采用钛、锡、锆、锌等取代, 重点研究取代量、是单一取代还是复合取代、取代后熔剂性能变化规律等。 在研制过程中, 同时还要注意解决三个关键问题:( 1) 膨胀系数与瓷釉的适应, 而且要在厚度大的情况下不开裂( 因粉彩要堆、填出立体感和层次感) ;( 2) 在保证粉彩颜料呈色纯正的前提下有较好的光泽;( 3) 要准确找到不同系列颜料的助熔助色成分,使粉彩颜料呈色艳而雅、粉而柔。,用化学药品制成的抗菌餐具， 由于药品的化学变化产生的副作用大，往往引起中毒症状; 天
40、然陶瓷中，有把银离子包封在沸石中发挥其抗菌作用的产品， 但其效果差，有效时间短， 未能实际应用; 在98年中国国际陶瓷工业展览会上，广东佛陶集团研制成功的抗菌保洁陶瓷产品就引起各界人士和国内外陶瓷界的广泛关注和浓厚兴趣，这种陶瓷产品具有独特的杀菌保洁、 防污，而且能起到日常保健、营养和治疗疾病的功效， 在国际上处于领先水平，被誉为中国陶瓷业的一次革命性突破; 所谓抗菌保洁陶瓷主要是引进无机抗菌保洁剂，以其良好的耐热性， 安全性等特点， 来实现陶瓷产品的保洁杀菌，防污等功效。,5. 健康新陶瓷-抗菌陶瓷,麦饭石和远红外材料抗菌保洁剂：优质麦饭石为中偏碱性火山岩，其化学成分有SiO2、Al2O3、
41、金碱等， 此外， 人体所需的矿物质和微量元素含量丰富，且无毒副作用， 它是一种具有一定生物活性的矿物质保健药石，明代李时珍在本草纲目中记载此药，甘、 温、无毒、主治一切病疽发背。 经麦饭石矿化的水，水质接近和超过饮用水标准，且对人体有害的Pb、Hg 等重金属及苯酸、 氰化物、亚硝酸基等有害成分有较强的吸附能力，对生鱼、生肉的异味有明显的抑制作用。抗菌陶瓷以麦饭石、Fe2O3、Al2O3等作为主要原料，一种是添加石英、粘土等原料制成麦饭石炻器保健水具， 它除了具有一般日用器的功能外还可大量溶出人体所必须的各种微量元素， 并且吸附水中有害元素离子，具有日常保健、 营养和治疗的功效， 它的制造工艺与
42、一般的日用炻器相同，易于推广生产。另一种抗菌陶瓷是将麦饭石与远红外材料按一定比例配制， 煅烧后，经超细粉碎引入到各种材料中，制成的产品在常温下由于可见光的激发能发射出远红外线，它有促进人体微循环的作用，称为远红外线高能量生化陶瓷。,银系抗菌剂 银系抗菌剂陶瓷中引进银系抗菌剂，主要用于釉料中，将其喷涂到日用瓷的釉面上，也可用膜液镀于陶瓷制品上，经烧成固化后，而具有抗菌性能，它的抗菌原理主要是： 银离子进入细菌内部，直接杀死细菌； 银离子的催化作用可将氧气或水中的溶解氧变成活性氧，从而达到了抗菌的作用。,光触媒系抗菌剂光触媒系抗菌剂抗菌陶瓷釉料中引进的光触媒剂是TiO2、ZnO等，它的抗菌原理是：抗菌剂经紫外线照射发生光化学反应后生成的氧化氢和氢氧根可将有机物分解成CO2和水， 因此具有杀菌、自洁等功能，并可长期发挥作用。 但目前制备陶瓷时需要专用设备，控制难度大，产品成本高，且如果光照不足难以达到理论上的抗菌目的 抗菌陶瓷的不足和待解决的问题抗菌材料涉及细菌微生物学，催化、 光化学、物理化学、材料科学等多个学科领域，技术难度较大。,谢 谢 ！,
