綠色陶瓷
發(fā)布時(shí)間：2008-09-09
作者：ccy
瀏覽：61
概要：
摘要：本文介紹了綠色陶瓷的含義、評(píng)價(jià)方法，從原料、成型、燒成窯爐以及節(jié)能材料等方面探討了發(fā)展綠色陶瓷的對(duì)策。 一、引言 人口、資源、環(huán)境是當(dāng)今社會(huì)持續(xù)發(fā)展所面臨的三大問(wèn)題，人類(lèi)在創(chuàng)造社會(huì)文明的同時(shí)，也在不斷地破壞賴(lài)以生存的環(huán)境空間。
摘要：本文介紹了綠色陶瓷的含義、評(píng)價(jià)方法，從原料、成型、燒成窯爐以及節(jié)能材料等方面探討了發(fā)展綠色陶瓷的對(duì)策。
一、引言
人口、資源、環(huán)境是當(dāng)今社會(huì)持續(xù)發(fā)展所面臨的三大問(wèn)題，人類(lèi)在創(chuàng)造社會(huì)文明的同時(shí)，也在不斷地破壞賴(lài)以生存的環(huán)境空間。人口膨脹、自然資源生態(tài)的失衡，象干旱、洪水、沙漠化、荒漠化、酸雨、溫室效應(yīng)、地球臭氧層的破壞等等，這一切給人類(lèi)自身的健康和生活質(zhì)量以及人類(lèi)社會(huì)賴(lài)以生存的地球環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重影響，危害到人類(lèi)未來(lái)的生存。實(shí)現(xiàn)人口與經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境、資源的可持續(xù)發(fā)展，已成為世界各國(guó)的基本國(guó)策。各國(guó)強(qiáng)調(diào)以高新技術(shù)為支柱產(chǎn)業(yè)，科學(xué)、綜合、高效地利用現(xiàn)有資源，同時(shí)開(kāi)發(fā)尚未利用的富有自然資源取代已近耗竭的稀缺自然資源，并對(duì)部分傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行改造，生產(chǎn)綠色環(huán)保型產(chǎn)品。
我國(guó)是一個(gè)具有悠久歷史的陶瓷古國(guó)，也是日用陶瓷生產(chǎn)大國(guó)和出口大國(guó)，產(chǎn)量近100億件。目前全國(guó)有一定規(guī)模的日用陶瓷生產(chǎn)企業(yè)已發(fā)展到1000多家，年出口量達(dá)39．6億件，出口到150多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。日用瓷總產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的60％以上，占美國(guó)進(jìn)口日用陶瓷總量的50％以上，其中咖啡杯類(lèi)則占美國(guó)進(jìn)口咖啡杯總量的80％。中國(guó)日用陶瓷行業(yè)的總產(chǎn)量和出口量，均居世界首位。眾所周知，陶瓷工業(yè)是高能耗工業(yè)之一，因其產(chǎn)品燒成溫度高、窯型和其他生產(chǎn)裝備比較落后等原因，能耗很大，在一定程度上造成了各種污染和植被破壞，這種狀況也嚴(yán)重制約著日用陶瓷工業(yè)的健康發(fā)展，也是使許多大中型陶瓷企業(yè)陷入困境的直接原因之一。而從目前我國(guó)陶瓷行業(yè)整體現(xiàn)狀看，存在著能耗大、產(chǎn)品檔次低、質(zhì)量差、工藝技術(shù)裝備落后、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理等問(wèn)題。調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、提高產(chǎn)品檔次、依靠科技進(jìn)步、節(jié)能降耗、走綠色陶瓷之路乃是我國(guó)陶瓷企業(yè)生產(chǎn)改造的當(dāng)務(wù)之急，也是今后發(fā)展的必由之路。因此，研究開(kāi)發(fā)綠色陶瓷具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義和戰(zhàn)略意義。
隨著環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和公眾環(huán)境意識(shí)的不斷增強(qiáng)和積極參與，綠色浪潮席卷全國(guó)，90年代綠色產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)成為各行業(yè)的一個(gè)熱點(diǎn)，綠色陶瓷亦隨之應(yīng)運(yùn)而生。傳統(tǒng)陶瓷雖然創(chuàng)造了人類(lèi)需要的物質(zhì)和精神財(cái)富，但許多場(chǎng)合未能充分利用資源，耗了大量能源，產(chǎn)生了大量排放物，造成了較為嚴(yán)重的環(huán)境污染。而綠色陶瓷產(chǎn)品卻是陶瓷領(lǐng)域的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)品，它的特點(diǎn)表現(xiàn)為充分利用原料和能源，進(jìn)行清潔生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)“零排放”，其產(chǎn)品無(wú)鉛鎘等重金屬危害。綠色陶瓷追求在生產(chǎn)原料、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝技術(shù)、反應(yīng)路線(xiàn)、生產(chǎn)設(shè)備和能源消耗等各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)行全程的污染控制和能源高效利用，在無(wú)毒無(wú)害及低能耗的條件下制造對(duì)人類(lèi)和環(huán)境無(wú)毒無(wú)害的新型陶瓷產(chǎn)品。綠色陶瓷產(chǎn)品將以技術(shù)精、質(zhì)量?jī)?yōu)、低能耗、無(wú)公害等優(yōu)勢(shì)走俏市場(chǎng)，成為陶瓷消費(fèi)的新寵，并創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
二、綠色陶瓷
1、綠色陶瓷的內(nèi)容
綠色陶瓷的概念目前尚不成熟。一些廠(chǎng)家認(rèn)為使用無(wú)鉛的釉下彩產(chǎn)品即為綠色陶瓷，并給消費(fèi)者造成了用釉下彩即是綠色陶瓷的印象。這未免過(guò)于簡(jiǎn)單，通常綠色陶瓷制品應(yīng)指合理利用自然資源，在生產(chǎn)制作過(guò)程中無(wú)環(huán)境污染(即指環(huán)境負(fù)荷最低)，能耗低，在使用時(shí)有益于人類(lèi)健康的產(chǎn)品，大抵包括：一是環(huán)保產(chǎn)品，二是節(jié)能產(chǎn)品，三是健康產(chǎn)品，四是多功能產(chǎn)品，例如無(wú)鉛無(wú)鎘低溫陶瓷制品、抗菌保健陶瓷等。綠色陶瓷的概念應(yīng)源于生態(tài)環(huán)境材料。1992年日本東京大學(xué)生產(chǎn)技術(shù)研究所的山本良一教授首次提出了“環(huán)境協(xié)調(diào)型材料”的概念，即指那些環(huán)境負(fù)荷減至最低，再生產(chǎn)增值最大的材料，是賦予傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)材料、功能材料以特別優(yōu)異的環(huán)境協(xié)調(diào)性的材料，或是指那些直接具有凈化環(huán)境、修復(fù)環(huán)境等功能的材料。其主要特征首先是節(jié)約資源和能源；其次是減少環(huán)境污染，避免溫室效應(yīng)與臭氧的破壞；第三是容易回收和循環(huán)利用。作為生態(tài)環(huán)境材料一個(gè)重要分支，按其含義綠色陶瓷應(yīng)指在陶瓷的生產(chǎn)、使用、廢棄和再生循環(huán)過(guò)程中以與生態(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào)，滿(mǎn)足最少資源和能源消耗，最小或無(wú)環(huán)境污染，最佳使用性能，最高循環(huán)再利用率要求設(shè)計(jì)生產(chǎn)的陶瓷，并對(duì)人類(lèi)的生活無(wú)毒害。顯然這里的環(huán)境協(xié)調(diào)性是一個(gè)相對(duì)和發(fā)展的概念。換句話(huà)說(shuō)綠色陶瓷具有材料壽命全過(guò)程的完整性，即原材料獲取、生產(chǎn)、加工、使用、再生、廢棄整個(gè)過(guò)程都要尋求相對(duì)較低的環(huán)境負(fù)荷值；同時(shí)，綠色陶瓷作為一種資源還應(yīng)充分地循環(huán)再生，以達(dá)到材料資源的綜合循環(huán)利用。資源綜合利用作為綠色陶瓷壽命全過(guò)程的最終環(huán)節(jié)，其配方技術(shù)、成型及燒成技術(shù)設(shè)備的開(kāi)發(fā)研制，對(duì)綠色陶瓷的生產(chǎn)、使用有重要的推動(dòng)作用。同樣，綠色陶瓷產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)研制和推廣使用，將促進(jìn)資源綜合利用率的提高，減少植被的破壞，符合我國(guó)資源短缺、資源消耗大的國(guó)情，對(duì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
2、綠色陶瓷的評(píng)價(jià)
綠色陶瓷是一個(gè)系統(tǒng)工程的概念，不能只看生產(chǎn)或使用過(guò)程中的某一環(huán)節(jié)使用了環(huán)保措施即稱(chēng)綠色陶瓷。目前，國(guó)內(nèi)外正在出現(xiàn)各種各樣稱(chēng)之為綠色陶瓷的新產(chǎn)品。但如果沒(méi)有系統(tǒng)工程的觀(guān)點(diǎn)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)的陶瓷產(chǎn)品有可能在一個(gè)方面反映出“綠色’’面，在其它方面則是“灰色”，甚至是“黑色”，評(píng)價(jià)時(shí)難免失之偏頗甚至誤導(dǎo)。為全面評(píng)價(jià)陶瓷產(chǎn)品的環(huán)境協(xié)調(diào)性能，需要采用生命周期評(píng)價(jià)方法產(chǎn)品生命周期評(píng)估是對(duì)產(chǎn)品整個(gè)生命周期(“從搖籃到墳?zāi)埂?的所有環(huán)境影響進(jìn)行科學(xué)、全面的評(píng)估，據(jù)此來(lái)客觀(guān)地評(píng)價(jià)和有效地改善產(chǎn)品的環(huán)境性能。它是對(duì)產(chǎn)品生命全過(guò)程實(shí)施環(huán)境管理的有力工具，也是推行清潔生產(chǎn)的理論基礎(chǔ)。一個(gè)完整的LCA一般包括4個(gè)步聚，即目標(biāo)界定、清單分析、影響分析和完善化分析。
生命周期評(píng)價(jià)方法是對(duì)材料整個(gè)生命周期中的環(huán)境污染、能源和資源消耗與資源影響大小的一種方法。目前雖然已有一些專(zhuān)著介紹并已進(jìn)入ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)陶瓷產(chǎn)品而言，LCA還是一個(gè)正在研究和發(fā)展中的方法。
關(guān)于綠色陶瓷的發(fā)展方式和對(duì)環(huán)境協(xié)調(diào)的改進(jìn)，日本學(xué)者山本良一教授總結(jié)了四類(lèi)創(chuàng)新的方法和它們各自對(duì)環(huán)境協(xié)調(diào)性貢獻(xiàn)大小的評(píng)價(jià)，即，產(chǎn)品改進(jìn)，重新設(shè)計(jì)，功能創(chuàng)新和系統(tǒng)創(chuàng)新。系統(tǒng)創(chuàng)新對(duì)環(huán)境協(xié)調(diào)性的改進(jìn)最大，花費(fèi)的時(shí)間最長(zhǎng)，不難理解，系統(tǒng)創(chuàng)新的難度也最大，而產(chǎn)品的改進(jìn)相對(duì)簡(jiǎn)單，對(duì)環(huán)境協(xié)調(diào)性的提高也相對(duì)小些。對(duì)某種材料而言，生態(tài)化環(huán)境協(xié)調(diào)化的發(fā)展并不一定要遵循這四種排列順序。
三、綠色陶瓷的對(duì)策及展望
關(guān)于綠色陶瓷的研制與開(kāi)發(fā)以及發(fā)展戰(zhàn)略，有許多問(wèn)題需要解決。如環(huán)境協(xié)調(diào)性與使用性能之間并不總是能協(xié)調(diào)發(fā)展相互促進(jìn)。綠色陶瓷的發(fā)展不能以過(guò)分犧牲使用性能為代價(jià)。但綠色陶瓷使用性能的要求不一定都要高性能，而是指滿(mǎn)足使用要求的優(yōu)異性能或最佳使用性能。性能低的陶瓷產(chǎn)品勢(shì)必影響耐久性和安全使用功能，如采用LCA方法評(píng)價(jià)，在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中為節(jié)能利廢而犧牲性能并不一定能提高材料的環(huán)境協(xié)調(diào)性。 在綠色陶瓷發(fā)展的重點(diǎn)方面，國(guó)內(nèi)外不少研究者關(guān)注按環(huán)保和生態(tài)平衡理論設(shè)計(jì)制造的新型綠色陶瓷產(chǎn)品，如無(wú)毒裝飾材料，無(wú)鉛釉等，以及有益健康和殺菌抗菌的陶瓷產(chǎn)品，低溫綠色陶瓷等。從宏觀(guān)來(lái)看，我國(guó)發(fā)展綠色陶瓷，現(xiàn)階段的重點(diǎn)應(yīng)放在引入資源和環(huán)境意識(shí)，采用高新技術(shù)對(duì)占主導(dǎo)地位的傳統(tǒng)陶瓷產(chǎn)品進(jìn)行環(huán)境協(xié)調(diào)化改造，盡快改善陶瓷工業(yè)對(duì)資源能源的浪費(fèi)和較為嚴(yán)重污染環(huán)境的狀況。提高傳統(tǒng)陶瓷產(chǎn)品的環(huán)境協(xié)調(diào)性并不排斥發(fā)展新型的綠色陶瓷。按環(huán)保和生態(tài)平衡理論的觀(guān)點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)綠色陶瓷，應(yīng)從以下幾方面著手：
1、原料方面：
我國(guó)生產(chǎn)陶瓷的歷史悠久，用傳統(tǒng)原料生產(chǎn)陶瓷的技術(shù)早已成熟，但形勢(shì)的發(fā)展要求我們開(kāi)發(fā)一些新的綠色陶瓷原料資源，一是為了提高我國(guó)陶瓷產(chǎn)品的質(zhì)量，使之上檔次，二是為了綜合利用一些低品位原料及工業(yè)廢渣，降低成本，改善環(huán)境，環(huán)境破壞。原料問(wèn)題一定要將利用、價(jià)值、環(huán)保三者關(guān)系處理好。原料由就地取材、獨(dú)立加工逐步向?qū)I(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、商品化的方向轉(zhuǎn)變。加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)研究、合理開(kāi)采、科學(xué)配礦、提高資源的利用率。提高球磨機(jī)的研磨效率，降低能耗，把原料納入有規(guī)劃的“四化”生產(chǎn)。并擴(kuò)大可用原料范圍，減少對(duì)優(yōu)質(zhì)、稀少或正在枯竭的重要原材料的依賴(lài)，從而將環(huán)境負(fù)荷減至最低，對(duì)植被的破壞降到最
2、從坯釉料配方工藝方面：
(1)研制和推廣1300℃以下燒成的高質(zhì)量、高附加值的新瓷種。開(kāi)發(fā)具有低溫快速燒成的陶瓷產(chǎn)品，大幅度降低燃料消耗。
(2)開(kāi)發(fā)工業(yè)廢棄物再生資源化技術(shù)，利用工業(yè)廢棄物生產(chǎn)優(yōu)異性能的陶瓷產(chǎn)品，如利用礦渣、粉煤灰、硅灰、煤矸石等生產(chǎn)陶瓷產(chǎn)品。
(3)在確保產(chǎn)品高性能的前提下，研究降**品成熟溫度的技術(shù)途徑。
(4)研制無(wú)鉛無(wú)鎘陶瓷顏料及無(wú)鉛低溫釉料，減少生產(chǎn)污染和產(chǎn)品污染。
3、從成型工藝方面：
(1)由傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝技術(shù)向現(xiàn)代化先進(jìn)的工藝技術(shù)方向轉(zhuǎn)變。
(2)研究開(kāi)發(fā)新的成型工藝，例如，干法、半干法和膠態(tài)成型工藝技術(shù)的研究。
4、從窯爐及耐火材料方面：
日用陶瓷工業(yè)的能耗主要集中在制品的燒成部分，此處節(jié)能潛力最大。應(yīng)從下述四個(gè)方面開(kāi)展工作來(lái)降低日用陶瓷工業(yè)的能耗，提高其經(jīng)濟(jì)效益，降低環(huán)境負(fù)荷：
(1)大力開(kāi)發(fā)研制和推廣節(jié)能工業(yè)窯爐。
(2)研制和推廣輕質(zhì)保溫筑窯耐火材料和低熱容窯車(chē)。
(3)重視高性能薄壁輕量窯具的研制和推廣應(yīng)用。
(4)使用低硫排放的清潔燃料，減少大氣污染，并對(duì)窯爐的余熱進(jìn)行充分利用，提高熱效率。
5、其他方面：
(1)建立健全陶瓷產(chǎn)品生命周期(LCA)的理論和方法，為綠色陶瓷的發(fā)展戰(zhàn)略和陶瓷工業(yè)的環(huán)境協(xié)調(diào)性的評(píng)價(jià)提供科學(xué)依據(jù)和方法。
(2)發(fā)展能替代生產(chǎn)能耗高、對(duì)環(huán)境污染大、對(duì)人體有一定毒害的陶瓷產(chǎn)品或輔助制品。
(3)研究三廢回收和再生利用技術(shù)。
(4)以最低資源和能源消耗、最小環(huán)境污染代價(jià)生產(chǎn)傳統(tǒng)陶瓷產(chǎn)品，如研制適合于陶瓷行業(yè)的除塵器、低噪音風(fēng)機(jī)等新裝備。
(5)研制新型抗菌保健陶瓷制品。
(6)發(fā)展能治理工業(yè)污染、凈化修復(fù)環(huán)境或能擴(kuò)大人類(lèi)生存空間的新型陶瓷產(chǎn)品，如用于開(kāi)發(fā)海洋、地下、鹽堿地、沙漠、沼澤地的特種陶瓷產(chǎn)品。
(7)加強(qiáng)對(duì)業(yè)界人員環(huán)保意識(shí)的培養(yǎng)和教育，使之對(duì)生態(tài)設(shè)計(jì)、清潔生產(chǎn)的重要性有深刻的認(rèn)識(shí)和理解，加速綠色陶瓷的發(fā)展。
