陶瓷生产（共12篇）
陶瓷生产 篇1
近期, 由汾西矿业有限责任公司承担的“十二五”山西省科技重大专项煤矸石资源化综合利用技术示范项目取得突破。该示范项目的实施, 为大规模解决山西省煤矸石环境污染, 提高其经济利用价值, 提出了新的发展思路和方向。
多年来, 煤矸石资源化利用大都以原料组分的利用作为应用技术的出发点, 但由于不同区域、不同矿井、不同地质层的煤矸石, 其组分差异较大, 使大部分技术及工艺因组分变动受到严重制约。该项目以低品位煤矸石为原料, 利用自有专利技术, 规模化生产制备陶瓷聚空心球产品, 避免了煤矸石利用中因组分变动产生的影响。
作为一种新型的空心基础材料, 陶瓷聚空心球可广泛应用于航天、航空、军工、医药、化工、石油、公路、建材、耐火保温及水土保持、沙漠治理等各个领域, 前景巨大。目前, 该项目规模化生产厂区建设已全部完工, 设备全部安装到位, 并进行了单机试运转, 即将进行试生产。
陶瓷生产 篇2
2010年6月11日上课 闫宇20080710920 李达自然科学一班 力学与航空航天学院
高岭土的用途质纯的高岭土具有白度高、质软、易分散悬浮于水中、良好的可塑性和高的粘粘性、优良的电绝缘性能；具有良好的抗酸溶性、很低的阳离子交换量、较好的耐火性等理化性质。
因此高岭土已成为造纸、陶瓷、橡胶、化工、涂料、医药和国防等几十个行业所必需的矿物原料
白度是高岭土工艺性能的主要参数之一，纯度高的高岭土为白色。高岭土白度分自然白度和煅烧后的白度。对陶瓷原料来说，煅烧后的白度更为重要，煅烧白度越高则质量越好。陶瓷工艺规定烘干105℃为自然白度的分级标准，煅烧1300℃为煅烧白度的分级标准。白度可用白度计测定。白度计是测量对3800—7000Å（即埃，1埃=0.1纳米）波长光的反射率的装置。在白度计中，将待测样与标准样(如BaSO4、MgO等)的反射率进行对比，即白度值(如白度90即表示相当于标准样反射率的90%)。
亮度是与白度类似的工艺性质，相当于4570Å（埃）波长光照射下的白度。
高岭土的颜色主要与其所含的金属氧化物或有机质有关。一般含Fe2O3呈玫瑰红、褐黄色；含Fe2+呈淡蓝、淡绿色；含MnO2呈淡褐色；含有机质则呈淡黄、灰、青、黑等色。这些杂质存在，降低了高岭土的自然白度，其中铁、钛矿物还会影响煅烧白度，使瓷器出现色斑或熔疤。
粒度分布是指天然高岭土中的颗粒，在给定的连续的不同粒级(以毫米或微米筛孔的网目表示)范围内所占的比例(以百分含量表示)。高岭土的粒度分布特征对矿石的可选性及工艺应用具有重要意义，其颗粒大小，对其可塑性、泥浆粘度、离子交换量、成型性能、干燥性能、烧成性能均有很大影响。高岭土矿都需要进行技术加工处理，是否易于加工到工艺所要求的细度，已成为评价矿石质量的标准之一。各工业部门对不同用途的高岭土都有具体的粒度和细度要求。如美国对用作涂料的高岭土要求小于2μm的含量占90—95%，造纸填料小于2μm的占78—80%。
高岭土与水结合形成的泥料，在外力作用下能够变形，外力除去后，仍能保持这种形变的性质即为可塑性。可塑性是高岭土在陶瓷坯体中成型工艺的基础，也是主要的工艺技术指标。通常用可塑性指数和可塑性指标来表示可塑性的大小。可塑性指数是指高岭土泥料的液限含水率减去塑限含水率，以百分数表示，即W塑性指数=100(W液性限度-W塑性限度)。可塑性指标代表高岭土泥料的成型性能，用可塑仪直接测定泥球受压破碎时的荷重及变形大小可得，以kg·cm表示，往往可塑性指标越高，其成型性能越好。高岭土的可塑性可分为四级。
结合性指高岭土与非塑性原料相结合形成可塑性泥团并具有一定干燥强度的性能。结合能力的测定，是在高岭土中加入标准石英砂(其质量组成0.25—0.15粒级占70%，0.15—0.09mm粒级占30%)。以其仍能保持可塑泥团时的最高含砂量及干燥后的抗折强度来判断其高低，掺入的砂越多，则说明这种高岭土结合能力就越强。通常凡可塑性强的高岭土结合能力也强。
烧成收缩性是指已干燥的高岭土坯料在烧成过程中，发生一系列物理化学变化(脱水作用、分解作用、生成莫来石，易熔杂质熔化生成玻璃相充填于质点间的空隙等)，而导致制品收缩的性能，也分为线收缩和体收缩两种。同干燥收缩一样，烧成收缩太大，容易导致坯体开裂。另外，焙烧时，坯料中若混有大量的石英，它将发生晶型转化(三方→六方)，使其体积膨胀，也会产生反收缩。
日前陶瓷,橡胶,塑料,人造革,自水泥,耐火材料,化学等工业以及农业毋有广泛应用.随着对高蛉土选矿工艺的进一步提高,高岭土的应用范围将日趋广泛.煤田地质系统备单位,可以从实际情况出发,立足于煤系地层中高蛉土资源及市场需求。高岭土是自然界中普遍存在的一种非金属矿,过去一般用于生产陶瓷,耐火材科以及少量掺入塑料,橡胶中怍填料.随着国民经济各领域的日益发展,人们越来越重视高蛉土的深度加工,因为这样不仅可以获取新的具有特殊性能的材料,而且还可提高经济效益.对高岭土进行深加工舳方法之一,即将巳淘洗和韧步烘干磨耪的高岭土进一步加热,焙烧,脱水,使其变成偏高岭土,用作塑料电缆科的填料,以提高电缆包皮的绝缘性能。常用的鞋类橡胶填充剂主要有有机填充剂和无机填充剂两种,前者包括再生胶和回收料等,后者包括白炭黑、碳酸钙、钛白粉、碳酸镁、氧化镁、炭黑和锌氧粉等。高岭土是近几年开发的一种新型橡胶制品填充剂。
陶瓷是以粘土为主要原料以及各种天然矿物经过粉碎混炼、成型和煅烧制得的材料以及各种制品。陶器和瓷器的总称。陶瓷的传统概念是指所有以粘土等无机非金属矿物为原料的人工工业产品。它包括由粘土或含有粘土的混合物经混炼，成形，煅烧而制成的各种制品。由最粗糙的土器到最精细的精陶和瓷器都属于它的范围。对于它的主要原料是取之于自然界的硅酸盐矿物(如粘土、石英等)，因此与玻璃、水泥、搪瓷、耐火材料等工业，同属于“硅酸盐工业”的范畴。
陶瓷产品的生产过程是指从投入原料开始，一直到把陶瓷产品生产出来为止的全过程。它是劳动者利用一定的劳动工具，按照一定的方法和步骤，直接或间接地作用于劳动对象，使之成为具有使用价值的陶瓷产品的过程。在陶瓷生产过程的一些工序中，如陶瓷坯料的陈腐、坯件的自然干燥过程等。还需要借助自然力的作用。使劳动对象发生物理的或化学的变化，这时，生产过程就是劳动过程和自然过程的结合。
就是由于陶瓷生产的过程和高岭土的一些特定性质，使高岭土成为陶瓷生产的原料之一。
随着瓷胎最初的单料成瓷（使用瓷石一种原料制造瓷器）到后来的二元配方（使用瓷石和高岭土两种原料制造瓷器），我国制瓷工艺也日益优异。以高岭土作为制瓷原料，大大促进了陶瓷工艺水平和制品质量的提高，促进了陶瓷的发展。高岭土的开发和利用，为景德镇制瓷业的快速发展奠定了坚实的基础，景德镇自从采用高岭土配制瓷器后，出产的瓷器洁白无瑕，更为精美。江西景德镇生产的瓷器名扬中外，历来有“白如玉、明如镜、薄如纸、声如罄”的美誉
我国的高岭土资源丰富，江苏的苏州土、湖南的界牌土、江西的星子土、陕西的上店土、山西的大同土等，都是以高岭石为主要矿物的高岭土。属于高岭石类的粘土矿物还有地开石、珍珠陶土和多水高岭石(埃洛石Hallysite，又称永叙石，为我国四川永叙县以盛产这种矿物为主的粘土而得名)等。各地产的高岭土的组成有异。
高岭土在陶瓷制造中起到中流砥柱的作用，使得我国的陶瓷工艺蓬勃发展在世界上有极高的地位。
通过学习这门课程，我了解到许多陶瓷原料方面的知识，陶瓷在中国拥有悠久的历史，世界公认陶瓷是中国发明的，这是每一个炎黄子孙的骄傲，学习陶瓷知识也是每一个中华儿女的本分。尤其在这样一个文化侵略盛行的时代，每一个中国人都有责任捍卫我们的民族文化，五千年的悠久历史需要我们来传承，前人呕心沥血创造的文化瑰宝需要我们珍惜发扬。
宽体窑对生产陶瓷辊棒性能的要求 篇3
关键词：宽体窑；陶瓷辊棒；要求
1 引言
宽体辊道窑炉突破了传统窑炉制造技术，宽体窑具有占地面积小、能耗少、效率高、产量大等特点，它符合了当今陶业节能环保的发展方向。
近两三年来，随着宽体窑炉制造技术的进一步成熟和提高，宽体窑的节能降耗效果显著。同时，随着市场的持续发展，以及市场上大规格产品的广泛需求，因此宽体窑炉得到越来越多陶瓷企业的青睐。
2 宽体窑
2.1 宽体窑的定义
宽体窑主要是指窑炉有效宽度大于2.6m的窑炉。这是从窑炉结构、燃烧、排烟和控制系统等方面来定义的。
但在高温下起到传输和承重作用的窑炉主要配件是陶瓷辊棒，从某种意义上来说，应该以使用辊棒的长径比来加以定义。因为陶瓷辊棒制造的长度极限一般是长径比为100:1，小规格辊棒（外径小于40mm）的长径比也不超过120:1。因此当所选用的辊棒长度接近该规格的极限长度时，就应该考虑选用更大规格的辊棒。
2.2 宽体窑同普通窑的差异
2.2.1结构的差异
宽体窑的窑炉的宽度一般大于2.6m，而普通的窑有效内宽在2.6m以下，即同等条件下宽体窑的产量更大。当窑内宽达3050mm时，在窑长和烧成周期相同的情况下，600mm×600mm砖产量可增加25%、800mm×800mm砖产量可增加33.3%，大大提高了产能和效率。
2.2.2产品类型的差异
由于宽体窑有效内宽为2.6～3.3m，甚至更宽，为烧制大规格的产品（如：800mm、1000mm、1200mm等）提供了有效的空间。
2.2.3产量与能耗的差异
宽体窑窑长已从最初的150m发展到今天的350m，甚至更长，产品烧成周期从60min缩短至38～40min，单窑产量由8000m2/d发展到25000～28000m2/d；由于生产产品、使用燃料的差异，能耗比普通窑炉下降约13%～16%左右。
3 宽体窑对陶瓷辊棒的要求
3.1 对辊棒直线度的要求
因为宽体窑不仅宽，同时也较长，所以对辊棒的直线度要求更为严格。直线度不仅仅针对窑炉内的有效宽度，对棒头和棒尾部等要求也高。因为辊棒加长后，辊棒的头、尾部较少的变形会反映在窑中部较大的传动误差。同时，由于窑炉长度较长，对辊棒的直线度要求也就更高，所以宽体窑厂家检验辊棒的第一个标准就是辊棒的直线度。
3.2 对辊棒长度的要求
就目前行业的发展趋势和预测情况来看，窑炉的长度不断在加长，甚至于超过400m，宽体窑不断在加宽，如2.80m、3.00m、3.10m、3.20m、3.30m等，但宽体窑比加长窑炉更为重要，这已成为行业有识之士的共识。且随着微波、红外线等新的干燥烧成技术的应用，新能源作为传统能源的补充方式，或许将来的窑炉会发展成为更宽的窑炉，但其关键的瓶颈在于陶瓷辊棒长度的制约和燃烧技术的改进。所以辊棒的长度问题成了所有辊棒生产企业所关注的课题之一。
3.3 对辊棒圆度和锥度的要求
通常我们在窑炉运转调试的过程中，把辊棒的正负“偏差”相抵作为前提进行设定。但现实调试过程中，尤其是宽体过长的窑炉，即使我们的假设与实际相吻合，但局部区段内也会产生或大或小的差异。这就要求辊棒有更好的圆度和较小的锥度，才能满足宽体窑的需求。为了保证制品在窑炉内走正，不至于在传动的运动中“偏向”，在烧成带之前引入了“异形棒”，对走砖队形进行调节。
3.4 对辊棒的高温抗折强度和高温蠕变性能的要求
在建陶制品中，“宽体窑”主要是烧制大规格的产品，如仿古砖、玻化砖等高温制品，不仅产品单位面积重量大，且其保温点一般在1200℃以上。所以辊棒的高温抗折强度和高温蠕变性能比普通窑炉要高得多，使用物理检测法测得1350℃高温下，其抗折强度可达到50MPa以上。随着节能降耗运动的深入，陶瓷制品“薄”形化、“低”温化是发展的必然趋势。但这不等于是对辊棒性能的降低，反而因为大规格或超大规格（宽度在1.0～2.2m规格的制品）的产品出现，对辊棒有了更高的要求。
3.5 对辊棒耐急冷急热性的要求
在宽体窑生产过程中，耐急冷急热性能尤为重要。尤其是现在窑炉要求大产量、高速度的运转，窑炉在运行过程中故障率加大。而厂家在事故处理过程中，该性能的优劣更是暴露无遗，这项指标是厂家选择辊棒品牌的直接考虑的成本因素。
3.6 对辊棒加工质量的要求
对辊棒加工质量的要求主要是指辊棒磨头、打孔的加工精度，控制必须严格，否则也会影响传动走砖和窑炉密封。
3.7 对辊棒材质的要求
辊道窑向宽断面、高温度方向发展，因而对陶瓷辊棒也提出了更高的质量要求。然而，目前的辊棒材质虽然具有高温力学性能好、耐火度高、抗热震性能好、使用寿命长等特点。但在窑炉中长期使用，仍会发生晶型转变、玻璃相的形成、结晶、固相反应、分解以及性能变化等问题。因此有必要研究开发适合窑炉不同部位、不同气氛、不同温度等情况下使用的系列化陶瓷辊棒。
3.8 其它的需求
要生产出耐腐性、膨胀系数小的陶瓷产品，依据陶瓷产品不同而有相应的要求。
4 结语
陶瓷生产 篇4
2016年9月14日,中科合创(北京)科技成果评价中心根据科技部《科学技术评价办法》有关规定,按照第三方成果评价标准及程序,本着科学、客观、独立、公正的原则,在中科院物理所组织专家,对淄博成畅建筑陶瓷有限公司的“陶瓷生产固体废物循环利用工艺技术研究与应用”项目进行了科技成果评价。
经过专家评审,认为该项目针对生产过程中产生的抛光废渣,研发固体废弃物回收利用工艺技术,从而解决了废渣利用过程中产品易发泡、易变形的技术难题,生产出符合国家标准的瓷质抛光砖优质产品。项目利用抛光废渣,提高坯体干燥效率,降低烧成温度,缩短球磨和烧成周期,实现低温快烧,节能效果显著。企业的抛光废渣全部得到了回收利用,提高了资源的利用率,减少了固体废弃物的排放和对环境的污染。该项目具有较好的经济、社会效益和推广应用前景,并已获得国家发明专利授权。与会专家一致同意,通过科技成果评价。
摘要：<正>2016年9月14日,中科合创(北京)科技成果评价中心根据科技部《科学技术评价办法》有关规定,按照第三方成果评价标准及程序,本着科学、客观、独立、公正的原则,在中科院物理所组织专家,对淄博成畅建筑陶瓷有限公司的“陶瓷生产固体废物循环利用工艺技术研究与应用”项目进行了科技成果评价。经过专家评审,认为该项目针对生产过程中产生的抛光废渣,研发固体废弃物回收利用工艺技术,从而解决了废
陶瓷生产技术试题及答案 篇5
一、填空(每空1分，共30分)1.陶瓷原料按其在坯体中的作用主要可以分为 粘土类、硅质类、熔剂类、化工原料及电解质用原料。
2.卫生陶瓷就是由粘土和一些其它矿物加上合适的水，混合球磨、注浆成型后经过干燥成干坯，然后再经过施釉、干燥、烧成等处理后制成的吸水率不超过 0.5% 瓷器。3.根据注浆压力的大小，注浆成形工艺可分为微压注浆、低压注浆、中压注浆和高压注浆。4.陶瓷烧成后，进行急冷的目的主要防止釉面的 失透 和 析晶。
5.卫生陶瓷注浆成型的胎膜必须依次按照 原胎、凹胎、凸胎和 工作模的顺序制备。6.坯体中的水分有物理水和化学水两大类，物理水又有 自由水和大气吸附水两种。7.坯体干燥过程中有质交换和 热交换，其中质的交换又可以分为外扩散和 内扩散。
8.陶瓷坯体干燥过程按照坯体干燥的速率的变化可以分为：加热阶段、等速干燥阶段、降速干燥阶段和平衡阶段四个阶段阶段。
9.干燥器按照干燥方法的不同可以分为 自然干燥、对流干燥、真空干燥和复合干燥法 10.陶瓷窑炉按烧成时的火焰是否进入隧道窑可以分为 明焰隧道窑、隔焰隧道窑和 半隔焰隧道窑。
11.微晶玻璃的制备方法： 熔融法、烧结法、溶胶-凝胶法和 强韧化技术等。12.陶瓷烧成制度分为 温度制度、气氛制度和压力制度。13.常用的施釉方法有浸釉法、荡釉法、喷釉法、和 压釉法。
14.气体燃料燃烧的主要方式为 长焰燃烧、短焰燃烧、和 无焰燃烧。
15.彩饰制品釉面图案装饰技术主要有 釉上装施、釉中装施、和釉下装饰。
二、判断题（每小题1分，共10分）
1、空气的相对湿度越大，则空气的干燥能力越强。(×)
2、陶瓷坯体入窑水分应当小于5%。(√)
3、卫生陶瓷的重烧一般采用隧道窑。(√)
4、熔剂类原料可以降低坯体的烧成温度。(√)
5、浇注成型用的泥浆的厚化度越大越好。(×)
6、隧道窑一般分为预热带、烧成带和冷却带。(√)
7、陶瓷的密度和气孔率测定方法的原理是阿基米德定律。(√)
8、球磨机的转速越快，则球磨效率越高。(√)
9、在设计釉的配方时，应使釉的热膨胀系数稍小于坯的热膨胀系数。(√)
10、干燥主要作用是除去坯体内的自由水（×）。
三、名词解释（每题2分，共10分）触变性 2.喷雾干燥 3.实心注浆 4.湿球温度 5.抗菌陶瓷
6.卫生陶瓷 7.可塑性
8.釉的熔融温度范围
1、触变性：粘土泥浆在受到外力震动或搅动时，粘度降低，流动性增加；静置一段时间后，逐渐恢复原状；静置的泥浆在水分不变的情况下，也会变稠和固化，这种性质成为触变性。
2、喷雾干燥：是把干燥的泥浆喷撒成雾状细滴，并立即和热气流接触，使雾滴中的水分能在很短的时间内蒸发，从而得到干燥粉末的方法。
3、实心注浆：将泥浆注入内外两块石膏模之间的空隙内，此空隙就是制品的形状，空隙的宽度就是制品的厚度，空隙内的泥浆有两面与模型接触，同时脱除水分。双面注浆时由于水分的不断脱除，泥浆量减少，需要陆续补充泥浆，直到空隙全部形成坯泥为止，不需倒余泥浆
4、湿球温度：用湿球温度计所测出的空气温度。
5、抗菌陶瓷：是将抗菌剂加入到陶瓷釉料中，经施釉和烧成后，在陶瓷釉层中均匀分布，长期存在，具有良好持久的抗菌性。
6、卫生陶瓷：有粘土和一些其他矿物加上适当的水，混合球磨，注浆成型后，经干燥成干坯，然后再经施釉，干燥，烧成等处理后，吸水率不超过总重量0.5%的瓷器。
7、可塑性：当粘土和适量的水混练后形成的泥团，此泥团在外力作用下，产生变形但不开裂；当外力去掉以后仍能保持其形状不变，粘土的这种性质称为可塑性。
8、釉的熔融温度范围：是指釉的全熔温度（试样变成半球状的温度）和釉的流动温度（试样开始流散，高度相当于原有高度的1/3的温度即扁平二格温度）之间的范围。
四、简答题（每小题5分，共40分）
1.简述长石类原料在陶瓷生产中的作用？（5分）
答：增加液相量，降低烧成温度，促进物料熔融，提高制品机械强度和热稳定性。2.简述实现低温快烧的关键因素？（5分）
答：1，寻求适合于低温快烧的陶瓷坯料和釉料的原料配方和制作工艺2改进传统窑炉使其能够适应快速烧成所需要的条件，一般低温快烧对窑炉的要求是：1）窑内温度、气氛均匀一致，温差一般<10度2）制品最好的单层通过，明焰裸装且不用窑具，但卫生洁具等复杂形状的制品目前还离不开垫板3）要有高的对流传热系数4）预热带由于气体温度低，传热慢，在预热带安装高速调温烧嘴，也是低温快烧窑炉采用的方法5）降低入窑坯的水分含量6)使用洁净的气体原料并采用计算机准确控制燃烧过程及窑炉的运行3低温快烧应满足陶瓷坯体物化反应速度的要求，同时限制其内应力，不致造成坯体开裂或者变形，以提高烧成质量。
3.硬质原料为什么要经过预烧处理？（5分）
答：块状石英原料坚硬致密难以破碎，预烧可以使石英晶型发生转变，使其结构松散，易于粉碎；也可以破坏滑石的片状结构；硬质粘土通过煅烧可使挥发分排除，有利于减小坯体收缩，且易于拣选剔除杂质。
4.选择釉用原料的原则是什么？（5分）
答：1使用可溶性原料，要将它们预先制成块状2使用含有釉所需的两种及多种氧化物的天然原料，以替代直接加入含单一氧化物的天然原料3氧化铝必须大部分从长石或瓷土中引入，生瓷土的用量不得超过配方总量的15%，否则必须将部分瓷土预烧，以降低釉的收缩4配方中的二氧化硅需要加入长石和瓷土等含有二氧化硅成分的各种原料后，余量才以石英来满足。5.注浆成型对泥浆性能有何要求？（5分）
答：1）流动性要好2）悬浮型要好，性能稳定，不沉淀分层，3）在保证流动性的前提下，含水量要尽量少4）形成的坯体要有一定的强度，包括刚脱模的湿坯和干燥后的干坯5）对水的滤过性要好以利于石膏模吸水从而缩短吸浆时间和巩固时间，并可降低由于内外干燥收缩不均匀引起的开裂6）浇注坯层和剩余泥浆之间必须有截然的分界线，剩余泥浆能顺利的从模型中流出来，也即空浆性能好7）泥浆要有适当的触变性，触变性过大，泥浆易稠化；过小则吸浆时间长，而坯体易软塌。
6.陶瓷制品在烧成过程中分为哪四个阶段？对应的温度范围是多少？（5分）
答：1低温阶段；从室温到窑温300℃范围2氧化分解阶段；从窑温300℃到950℃范围3高温及保温阶段；950℃℃到烧成温度4冷却阶段；最高温度到室温。7.简述石英原料在陶瓷生产中的作用？（5分）
答：1注浆成型时能提高吸浆速率和干燥速率，在烧成时二氧化硅发生晶型转变体积增加，能抵消粘土的收缩3高温时熔入玻璃相的石英能提高液相粘度，减小制品变形，残留的游离石英在坯体中起骨架作用，提高制品强度。
8.卫生陶瓷坯和釉的热膨胀系数之间的关系？对实际生产有何指导意义？（5分）
答：关系：若坯釉的热膨胀系数相同，在冷却时坯釉的收缩将是一致的同步的；若坯的热膨胀系数大于釉的热膨胀系数在冷却时，坯的收缩就会比釉大，坯釉之间就会产生一个应力，使釉面受一个压力作用，当这个压力超过限度后，就会导致釉面脱落；若坯的热膨胀系数小于釉的热膨胀系数在冷却时，坯的收缩就会比釉小，使釉层收到拉应力，超过限度后，就会导致釉层开裂。指导意义：在设计釉的配方时，使釉的热膨胀系数稍小于坯的。
五、论述题（10分）
陶瓷生产 篇6
由于原材料价格的持续上涨，不锈钢产品的制造面临很大的成本压力。为了有效解决这一问题，提出对近海罐柜不锈钢罐体的支撑裙座采用不锈钢（0Cr18Ni9）加碳钢(Q345D)的连接方式，并针对该产品焊接结构的特点，提出采用自动熔化极气体保护焊（GMAW）、背面粘贴焊接陶瓷衬垫的方式，在满足焊接质量要求的同时，提高焊接生产效率。
1 原材料的化学成分及力学性能
在这种焊接方式中使用的原材料的化学成分及力学性能见表1—3。
表1 焊丝ER309（AWSSFA5.9）的化学成分及力学性能
注：抗拉强度标准值≥550 MPa，实测值为621 MPa；延伸率标准值≥30%，实测值为37%。
表2 Q345D（GB/T 1591—1994）的化学成分及力学性能
注：抗拉强度和延伸率的标准值分别为516 MPa和28%， 20℃下的冲击功为72J，86J和94J。
表3 0Cr18Ni9（GB/T 4237—1992）的化学成分及力学性能
注：抗拉强度和延伸率的标准值分别为695 MPa和54.5%。
2 焊接工艺
清除待焊试板坡口周围范围内的油污和锈蚀，按要求组对点焊。剥去衬垫两侧的防粘纸条，将其正面或背面的中心线对准焊缝间隙中心，捋压衬垫块两侧的铝箔胶带，使衬垫块紧密地贴在焊件接头的钢板上。装贴衬垫前，应清除待焊接头两侧贴衬垫区域的锈迹、污物和水汽等，确保粘贴牢固。然后进行自动GMAW焊接，焊后清除飞溅物并清理衬垫。
具体焊接参数如下：（1）母材：304不锈钢（0Cr18Ni9）和碳钢（Q345D）， =；（2）焊材：不锈钢焊丝（ER309）， ＝；（3）焊接衬垫：陶瓷（MY211）；（4）焊接电流：160~；（5）焊接电压：20~；（6）极性：DCEP；（7）保护气体：Ar占97.5%，CO2占2.5%；（8）气体流量：15~20 l/min；（9）过渡方式：短路过渡和喷射过渡；（10）焊接位置：水平固定；（11）焊前预热：无；（12）焊后热处理（PWHT）：无；（13）焊接设备：TPS 5000/TS 5000（Fronius数字化MIG/MAG焊机）。
3 检测结果
按照表4所示的检测要求，对焊接接头进行横向拉伸、弯曲和低温冲击试验，试验结果见表5—7。
表4 焊接接头检测要求
表5 焊接接头横向拉伸试验结果（QW-150）
表6 焊接接头弯曲试验结果（QW-160）
表7 焊接接头低温冲击试验结果（QW-170）
从横向拉伸、弯曲和低温冲击试验结果来看，焊接接头的性能完全满足产品要求。
4 工艺分析
（1）GMAW（MAG）焊接工艺特点 加入氧化性气体，可有效提高电弧燃烧和熔滴过渡的稳定性，降低飞溅，减少焊接缺陷，焊接效率高，焊接成本低。
（2）异种钢焊接工艺特点 主要是控制线能量，采用小电流快速焊等措施有效降低焊缝的稀释率。
（3）焊接用陶瓷衬垫的特点 焊接用陶瓷衬垫适用于船舶、石油、化工、机械和桥梁建筑等行业的钢结构焊接建造，可实现单面焊双面成型，从而大大提高生产效率，其优点体现在：焊缝根部省去气刨、打磨、封底焊及焊件翻身等工序，可节约大量熔敷焊接材料；焊缝坡口易于加工；对焊缝装配精度的适应性较好；重量轻，安装方便，柔性较好，可在全位状态下粘贴；可按所需长度折断使用，避免浪费；抗潮湿性能强，为焊缝熔化金属提供低氢环境，焊接熔池清澈，背面成型圆滑饱满；电弧燃烧稳定，飞溅较少，焊缝成型表面光洁，焊脚整齐。
（4）Fronius数字化MIG/MAG焊机 与其他焊接设备不同的是，Fronius数字化MIG/MAG焊机采用添加2.5% CO2气体的专家系统，焊接质量远优于添加2% O2混合气体的焊接设备。
陶瓷生产 篇7
最近, 潮州畅顺陶瓷模具公司与咸阳陶瓷研究设计院正式签订协议, 在潮州市共同组建“国家卫生陶瓷模具中心生产基地及研发中心”, 这标志着又一处“国级”工程研发中心落户潮州, 同时也将为我市卫生陶瓷产业推进材料创新、工艺创新、技术创新和产品创新提供强有力的模具技术支撑。
据介绍, “国家卫生陶瓷模具中心生产基地及研发中心”将设在潮州市畅顺陶瓷模具公司, 该公司是目前全国最大的专业卫生陶瓷模具生产企业之一。中心建成后将实施卫生陶瓷模具公共服务平台建设项目, 项目计划总投资500万元。主要针对卫浴陶瓷生产过程中新产品器型开发、现有产品模具生产、石膏模具老化、废旧模具污染等问题进行科研攻关, 进行新材料应用和产品创新、工艺创新, 研究开发出具有自主知识产权的新产品新技术, 并致力研究废弃模具回收利用技术。
陶瓷生产 篇8
目前陶瓷工业已成为国民经济中的一个重要产业,日用瓷和建筑卫生瓷的产量均居世界第一,年出口量与出口额均居世界前列[1]。但陶瓷生产过程总体上存在能耗高、资源消耗大、能源综合利用率低、生产效率低等问题[2]。针对陶瓷生产企业所具有的高能耗、高排放的特点,有必要对陶瓷的生产过程进行能效评估,为进一步的能效优化与节能减排提供基础。
当前企业能效评估方法的研究主要从数学工具入手,将层次分析法、模糊综合评估法、人工神经网络等引入能效评估中,虽然适用范围更广,评估更加综合,但缺点也很明显,评估过程主观臆断性比较大,传统模糊综合评估的指标权重和单因素模糊关系矩阵的获得比较困难,隶属函数也没有统一的标准,评估过程较为繁琐[3,4]。而对于陶瓷企业的能效评估,大多数都是从陶瓷生产的全生命周期的角度来进行研究[5],但生产前、使用和报废阶段的能耗难以准确的量化。
针对以上问题,本文将企业的物料能源的输入输出分析模型[6]应用到陶瓷生产过程能效评估中来。
1 卫生陶瓷生产工艺特征
一般卫生陶瓷的生产,是将原料与水通过一定的比例调和成符合要求的泥浆和釉浆分别送到成型工序和施釉工序;在成型工序利用石膏模将泥浆转化成符合要求的坯体,坯体经过干燥、施釉后进入窑炉烧制成为成品,最后检验包装。图1为卫生陶瓷的生产工艺,工艺设备及工艺能耗介质图,生产工艺包括浆料制备、注浆成型、干燥、烧成和检验包装等主要工艺,生产过程的能耗介质为电能和天然气。
(1)重点工艺特征
1)浆料制备:浆料制备是将配比好的原材料输送入球磨机内研磨成一定工艺要求粒度的成泥浆料,所用研磨设备为球磨机。球磨机里有大量的铝球石、水和原料,球磨机转动时,筒体旋转产生离心力将研磨体带到一定高度后落下,对物料产生冲击和研磨作用,原料在这种挤压摩擦力下被磨细磨小形成泥浆,浆料制备包括泥浆和釉料的制备。
2)注浆成型:加工好的泥浆输送至注浆线上的石膏模内高压注浆成型成陶瓷坯体。注浆成型环境一般要在一个湿度和温度稳定的密闭房间,室内温度保持在25~35℃,湿度70%左右,成型车间内温度保持的热源是利用窑炉的余热。
3)坯体干燥:注浆成型后的坯体含水率较高,脱模后坯体含水率一般>19%,因此必须放入干燥室干燥至含水率<2%。干燥室干燥的热源来自热风炉燃烧天然气和利用一部分窑炉余热。
4)坯体施釉:施釉是对干燥好的初坯表面喷釉处理。喷釉法可分为手工喷釉、机械手喷釉和静电喷釉。
5)烧成:表面喷好釉的坯体要送入隧道窑烧制,陶瓷产品的烧制都有固定的烧制温度制度,窑炉各带的温度必须保持在温度制度所示的温度附近,不能出现大的偏差。温度控制一般与配方、产量、砖坯规格烧成速度、窑炉长度等有关,一般最高烧成温度是1 200℃左右,烧制时间在50分钟左右。
2 工艺链能效评估模型
2.1 物料能源流分析
卫生陶瓷生产过程表现为物料流、能量流和废物流的实时耦合输入输出。各个工艺生产可以看作是从输入(物料、能源)转向输出(污染物、副产品和中间品)的过程。图2为陶瓷生产工艺链的资源流向图。卫生陶瓷生产中,每个工艺都是只产出一种中间品,例如球磨工艺的输出主产品是泥浆,成型工艺输出的是陶瓷初坯,都是只有一种中间品输出。要对陶瓷生产工艺链进行有效的评价,首先必须理清整个工艺链的物料、能源的具体流向。
2.2 物料能源输入输出模型
根据图2中对整个陶瓷工艺链的物料、能源消耗输入输出进行的分析,可以建立出陶瓷生产工艺链物料能源输入输出模型。
(1)基本假设
1)每个工艺只有一个中间品输出;
2)某工艺产出的中间品不能作为自己的输入来源。
输入输出模型基本结构可以使用以下矩阵定义:
Z=[Zij](i≠j)表示工艺i中间品产出在工艺j的消耗量;X=[Xi]=[Zii]表示工艺i中间品产出的总量;Y=[Yi]表示工艺i中间品产出总量减去用于其他工艺后的存储量;A=[Aij]表示产出中间品的系数矩阵;R=[Rkj]表示第k种原材料在工艺j中的消耗矩阵;B=[Bkj]表示原材料消耗系数矩阵;E=[Enj]表示第n种能源在工艺j中的消耗矩阵;C=[Cnj]表示能源消耗系数矩阵。
根据上述的矩阵,建立表1、表2及表3。
的陶瓷生产工艺原材料、能源及中间品输入输出矩阵。
对上述三个表中的各矩阵之间的关系可表示为以下各式:工艺中间品产出和中间品消耗的平衡方程可表示为:
中间品系数矩阵A可以表示为第i个工艺中间品产出用到第j个工艺的量Zij与第j个工艺中间品产出总量Xj的比,
同理,原材料输入量可以从原材料消耗系数矩阵B中得到表达,Bkj是原材料输入量Rkj与第j个工艺的中间品产出量Xj的比,
使用矩阵形式表达上式,原材料输入平衡方程:
同理,能源输入量可以从能源消耗系数C中得到表达,Cnj是能源输入量Enj与第j个工艺的中间品产出量Xj的比,
使用矩阵形式表达上式,能源输入平衡方程:
2.3 能效评估指标
对陶瓷生产工艺链的能效评估,要从多角度进行分析,依据上面建立的物料能源输入输出模型,可以选取产量能效指标、产值能效指标和增值能效指标来对陶瓷生产工艺链能效进行全面能效评估。
1)产量能效
对于整个陶瓷生产工艺链,其产量能效即某段时间内的最终产品产出量与能源消耗总量的比值,
式(7)中,ηyield表示工艺链的产量能效(件/t标煤)。
2)产值能效
卫生陶瓷生产过程中,工艺链能耗与总产值之间的关系,可用于反映工艺链能耗量随产值的动态变化关系,具体定义为生产的合格品的收入与能耗的比值,
式中,ηvalue为产值能效,P0为单位产品价格(元/t标煤)。
3)增值能效
增值能效定义为产品经过生产系统的增值量与生产过程能耗量的动态关系,用产品总收入减去原材料和能源购入所花的成本之差与能耗量的比值来表示:
式(9)中,Pk为第k种原料的价格,Pn为第n种原料的价格,ηincrement为增值能效(元/t标煤)。
3 案例分析
本文以佛山某陶瓷企业一条马桶生产线为例进行分析,同一生产线生产的产品相同。通过对企业某月的生产数据的分析整理,导入到该模型中,如表4、表5及表6所示。
表7为各类资源在数据统计月份的价格以及产品卖出的价格表。其中的电能取峰平谷的平均电格,原料价格取各原材料的配比加权平均价格。
根据式(8)、(9)、(10)分别计算各能效指标值:
产量能效:
产值能效:
增值能效:
本案例只分析了一个月的能效水平,可以以不同时间段(每月/每年)进行对比分析,比较不同时间的能效水平,指导以后的生产。
4 结论
本文首先分析了卫生陶瓷生产的工艺流程,然后通过对生产工艺链物料能源流的理清,建立了基于工艺的物料能源输入输出模型,选取了产量能效指标、产值能效指标和增值能效指标作为能效评估的指标,运用该输入输出模型对能效指标进行了量化,为陶瓷企业的能效评估计算提供了有力的方法,为进一步的能效优化打下基础,最后以某陶瓷企业的实际生产进行了案例分析,计算了该企业某个月的能效。
摘要：卫生陶瓷生产过程中需要消耗大量能源,为研究卫生陶瓷生产过程能效水平,先对陶瓷生产工艺链进行分析,通过分析陶瓷生产过程的物料能源流,建立了陶瓷生产工艺链输入输出模型。然后选取合理的能效评价指标,建立陶瓷生产工艺链能效评估模型,最后选取某陶瓷企业为案例进行能效分析。
关键词：卫生陶瓷,工艺链,输入输出,能效
参考文献
[1]杨洪儒,苏桂军,曾明锋.我国建筑卫生陶瓷工业能耗现状及节能潜力研究[J].陶瓷,2005(11):9-20.
[2]曾令可,邓伟强,刘艳春.陶瓷工业能耗的现状及节能技术措施[J].陶瓷学报,2006,27(1):109-115.
[3]王志勇,邱泽晶,王振宇,等.高耗能企业能效水平的多级模糊综合评估方法[J].冶金能源,2013(11):12-17.
[4]王俊,颜军,项小伟.模糊综合评价法在能源消耗评估中的应用研究[J].中国能源,2007,29(8):32-34.
[5]汤亮,戴胜利,杨明忠.生命周期评价在建筑陶瓷节能评估中的应用[J].武汉理工大学学报,2010,32(4):149-152.
光敏智洁抗菌陶瓷工业化生产技术 篇9
利用该技术的主导产品是内墙砖。产品服务根据客户不同的情况, 和每个客户一起设计促销方案。每个客户都有不同的情况, 区域的不同、经营策略的差别、销售专业化的程度等等;为了使每一个客户的销售业绩都能够得到稳步的提高, 大客户管理部会协调营销人员、市场营销策划部门根据客户的不同情况与客户共同设计促销方案, 使客户感受到他是被高度重视的。保证与客户之间信息传递的及时、准确, 把握市场脉搏。客户的销售状况是市场营销的“晴雨表”, 我们的客户管理部的很重要的一项工作就是对客户的有关销售数据进行及时、准确地统计、汇总、分析, 上报上级主管, 通报生产、产品开发与研究、运输、市场营销策划等部门, 以便针对市场变化及时进行调整。
市场前景预测:随着科技的发展和人们生活水平的提高和审美意识的加强, 人们的消费观念的改变, 对新型建筑材料的要求不断提高, 健康意识的增强和人们经济收入的不断增长, 追求生活品质, 美化空间的同时更要考虑环境对健康的影响, 因此健康环保型、智洁抗菌型功能陶瓷产品将有很大的需求。
陶瓷生产 篇10
1 煤气脱硫工艺概述
陶瓷工业多采用发生炉煤气作为窑炉热源, 排放的二氧化硫来源于煤气发生炉用煤, 煤气中S主要以H2S形式存在。因此, 煤气脱硫其实质就是脱除煤气中的H2S。
煤气的脱硫方法从总体上来分有两种:热煤气脱硫和冷煤气脱硫。在我国, 热煤气脱硫现在仍处于试验研究阶段, 而冷煤气脱硫是比较成熟的技术, 其脱硫方法也很多。
冷煤气脱硫大体上可分为干法脱硫和湿法脱硫两种方法, 干法脱硫以氧化铁法和活性炭法应用较广, 而湿法脱硫以双碱法、ADA、改良ADA和栲胶法都有广泛的应用。
2 氧化铁法脱硫工艺原理
氧化铁脱硫剂多为条状多孔结构固体, 其主要成分为氧化铁及水和氧化物。氧化铁脱硫剂吸收煤气中的H2S的主反应和脱硫剂再生的反应原理如下:
脱硫反应:
再生反应:
反应的机理为H2S首先溶解于脱硫剂表面的水膜并离解为HS-、S2-离子, 然后与氧化铁发生反应生成硫化铁和硫化亚铁, 从而达到脱硫的目的。
脱硫剂再生一般有三种方案:
2.1 塔外再生法
将废脱硫剂从脱硫塔中取出, 自然晾晒, 与空气中的氧气发生反应, 可实现再生, 但这种方式工作量大, 工作环境差, 现在基本已经不用了。
2.2 塔内连续再生
人为地在煤气进口中添加适量的空气, 使脱硫剂再生和H2S的吸收同时进行, 两个过程中工作中实现动态平衡。这个方法操作难度较大且存在一定的风险, 为大多数厂家所不能接受。
2.3 塔内间歇再生法
将需要再生的脱硫塔停止运行并与系统可靠隔离, 安全置换设备内残余煤气, 鼓入新鲜空气, 使脱硫剂实现再生。此方法较省力, 也易被接受, 应用较多。
最终废脱硫剂上包含的附着物有单质硫、无机硫 (Fe S、Fe S2O4、Fe2S3、Fe2 (S04) 3等) 和有机硫的混合物。
不论采取哪种方式再生, 最终, 脱硫剂将失去吸附H2S的能力, 这是因为, 脱硫剂在脱除H2S的同时, 煤气中含有的其他杂质如焦油, 会粘附在脱硫剂的表明, 使氧化铁丧失脱硫能力。或者, 生产企业从处理成本等因素考虑, 在脱硫剂具备再生后使用可能的时候才用抛弃法处置脱硫剂。国内对抛弃后的脱硫剂常用萃取法、蒸汽吹扫法、制酸法等制得硫或硫酸产品, 综合利用。
虽然各种方案各有优缺点, 作为一种传统的脱硫方法, 氧化铁法脱硫仍不失是一种技术成熟、效果良好脱硫方法。在干法脱硫, 尤其是常温中温脱硫工艺中, 占有重要的地位。具有技术成熟、脱硫效率高, 运行稳定等优点。
3 氧化铁脱硫在陶瓷企业中的应用
豫北某县在承接沿海企业转移的过程中, 接纳了一批陶瓷生产企业, 其中生产建筑陶瓷的企业多数使用煤气发生炉作为窑炉的燃料。
以常用的3.2m两段式煤气发生炉为例, 该炉型设计参数为:炉膛内径3.2m, 耗煤量2200-2600kg/h, 煤气产量3m3/kg。热值为6060-6270大卡/m3。燃煤量按平均值2400kg/h计算, 燃料含硫S=0.6, 80%的S转化为气态H2S, 则H2S产生量为12.24kg, H2S浓度为1700mg/m3。
铁红法对煤气中的脱硫效率高达99%, 正常使用时效率有95%, 经过脱硫后的煤气中H2S浓度为85mg/m3。
煤气送入窑炉燃烧, 每方水煤气燃烧后, 废气产生量约2.3m3, H2S在窑炉中转化为SO2, 则外排的SO2浓度为70mg/m3, 可以满足GB 25464—2010《陶瓷工业污染物排放标准》对油、气燃料排放SO2浓度不高于100mg/m3的要求, 实现达标排放。
4 应用中存在的问题
在园区的陶瓷企业中, 配备了大大小小的煤气发生炉十几座, 多采用氧化铁法进行脱硫, 正常运行状态下, 能达到良好的脱硫效果, 但在日常使用过程中, 也存在以下问题。
4.1 使用煤种中硫份较高
企业为从经济利益考虑, 购置硫份较高的煤, 造成SO2排放超标, 另一方面, 加重了脱硫设施的运行负荷。
窑炉中过高二氧化硫, 同时会使陶瓷的花色变淡, 严重时影响陶瓷的质量。国家标准《常压固定床煤气发生炉用煤技术条件》GB/T9143-2001中规定的干基S, td≤1·0%进行严格控制, 即使企业按1.0%含硫控制燃煤, SO2浓度仍远远超过国家规定的排放标准。
4.2 不及时对脱硫剂进行再生
理论上每kg脱硫剂可去除0.64kg的H2S, 达到硫容的80%, 就需要对脱硫剂进行再生。企业往往最此不够重视, 使得脱硫设备在无效率条件下运行, 造成SO2排放超标。
4.3 现有企业脱硫设施配套不完善
一个完善的脱硫系统, 应该配备脱硫和再生的功能, 现有企业仅仅配备了脱硫塔, 再生依靠外单位协作完成。采用的方式为塔外再生法, 但是在园区内又没有这类企业存在, 长途运输处理势必造成运行成本的增加。
5 对策和建议
5.1 鉴于园区规划发展规模较大, 建议建立统一的煤炭外购和配送单位, 以便从园区层面控制煤炭的质量, 尤其是硫份的含量, 以确保企业SO2达标排放。
5.2 建议在园区推广完善的脱硫再生工艺设施, 实现各个企业自行对脱硫剂进行再生。做为一个专业的陶瓷园区, 应该具有完善的产业链条和配套设施, 引进一条专业的脱硫剂再生线, 是解决园区企业脱硫剂处理问题的根本解决之道。
5.3 建议在园区发展到一定程度后, 建立统一的煤气厂给各个企业供气, 煤气厂建立完善的脱硫除尘设施, 理论上可以实现更稳定、高效的除尘脱硫效果, 进一步降低各个企业各自为政的事故排放。
参考文献
[1]杨艳, 童仕唐.常温氧化铁脱硫剂研究进展[J].煤气与热力, 2002, 22 (4) :326-328.
[2]张家忠, 宁平.干法脱除硫化氢技术.[J].云南环境科学, 2004, 2 (2) :41-44.
陶瓷生产 篇11
关键词：陶瓷；低碳制备；资源循环利用
1 前言
广东建筑陶瓷墙地砖约占全国产量的30%，抛光砖单位煤耗平均约8.2公斤/m2，电耗在8.5度/m2；釉面砖制品约5.9公斤/m2，电耗在2.9度/m2。仅以广东省而言，2011年产量约为26.3亿m2，消耗煤1930万吨，用电14亿度，碳排放总量超过5435万吨，陶瓷产业是广东省重要的传统支柱产业和能源支出行业，随着环保意识的增强，低碳、环保、资源循环利用已成为陶瓷工业发展的趋势。
中国约有13.7亿人口，人民的住房需求市场巨大，房地产开发投资将持续增长。近几年，仅城镇每年房地产开发投资超过3000亿元，住房年竣工面积达1.5亿m2，居民建筑装修花费每年在4000亿元以上。对建筑材料的需求将保持在较高的水平，在今后10年，乃至20年内，国内市场的强大需求，仍将保证中国建陶行业的稳定发展。随着生活水平的日益提高，对环保型建筑材料的需求也越来越多。
2 国内外技术发展现状与趋势
2.1陶瓷低碳制备技术的国内外情况
以低能耗、低污染、低排放为基础的低碳经济其实质为能源高效利用、追求绿色GDP，核心是能源技术和减排技术创新，是实现可持续发展的必然选择。中国已成为世界第二大能源生产国和消费国，第二大碳排放国，对于工业产业中的陶瓷工业这一能源消耗和使用大户而言，发展低碳制备技术就显得尤为重要。目前国家已明确提出把解决能源、水资源和环境保护技术放在科学技术发展的优先位置，并加强节能技术、可再生能源技术以及煤炭清洁高效利用技术等的研发以减缓温室气体排放，但对于陶瓷工业，还未提出明确的量化指标，仅对生产能耗有指导性限定。
2.2陶瓷工业废弃物的循环利用技术的国内外情况
陶瓷砖在生产过程中，在原料加工球磨、喷雾干燥及成形过程中均会因工艺及设备原因产生粉料废弃物，产品在烧成后冷加工过程中因表面切削、抛光所产生的废渣约占砖体重量的10%，是陶瓷工业固体废弃物的主要来源。通常对陶瓷生产过程中产生的抛光砖废料、废泥等均采用堆弃、填埋等方式，对环境造成了很大的影响。如何回收利用陶瓷废料，国内的科研人员开展了一些研究工作，取得了一些初步的结果。国外目前根据实际情况，对废料均已进行适当回收，称之为eco配方。但对冷加工的陶瓷废渣因国外抛光砖产品生产少，目前没有重新利用的研究报道，其主要研究还是在国内。近年来陶瓷废料再利用的有关研究如下。
（1）陶瓷工业废弃物用来生产陶粒
由于陶粒容重小、内部多孔，形态、成分较均一，具有一定的强度和坚固性，因而具有质轻、耐腐蚀、抗冻、抗震和良好的绝热性能，但其机械强度很低，不能用于建筑承重。在建筑业方面，可以作为轻骨料制备混凝土和墙体保温板，也可以作为填料填在空心墙或窑炉的衬层中隔热保温。
（2）陶瓷工业废弃物用于生产多孔陶瓷透水砖
该方法是将陶瓷生产厂的陶瓷废料粉碎至粒径为20mm以下，再加入适量的膨润土作粘结剂，在球磨机中混合均匀，压制成坯，送入窑中烧结成一种多孔陶瓷砖。陶瓷碎粒骨料被膨润土相互粘结，在碎粒之间形成空隙，具有较好的透水性。但其绝热性能有待提高，且使用大量的膨润土，生产能耗高，其工艺过程有待改进。
（3）陶瓷工业废弃物用于生产免烧砖
佛山陶瓷研究所自1999年开始，以陶瓷废料再生利用为突破口，从国外引进相关技术，开发出一些产品，其中原料构成中70%左右是陶瓷废料。但由于该工艺未进行烧结处理（使用高强度粘结剂），其机械强度和绝热性能有待进一步提高。
（4）陶瓷工业废弃物用于开发固体混凝土材料
固体废弃物混凝土材料（简称SWC）是以固体废弃物为主要原料，具有普通混凝土性能的一种环保材料。试验表明，以陶瓷废料为主要原料，辅以水泥和高强粘结剂制备的SWC材料适用于免烧型广场道路砖。但由于该工艺也未进行烧结处理，其机械强度和绝热性能有待进一步提高。
（5）陶瓷工业废弃物用于开发大规模轻质高强建筑陶瓷板材
佛山欧神诺陶瓷股份有限公司自2004年开始，以陶瓷废料再生利用为突破口，研究相关技术，开发出一系列产品，其中原料构成中40%左右是陶瓷废料。产品具有轻质、高强、保温、隔热等优良特性，已进行了市场推广。并起草了行业标准。
3 陶瓷低碳制备及资源循环利用技术路线
3.1陶瓷生产过程的低碳制备
通过对工业节能和环保设备的改造，变频球磨、余热利用等方面实现设备和工艺技术突破，提高能源使用效率，在厂房设计方面考虑建筑节能，照明采用节能灯等，降低整体的碳排放，可实现陶瓷生产的低碳制备。
（1）低电耗球磨设备改造技术
对球磨机等的大功率电机进行变频技术改造。以球磨机为例，根据球磨工艺要求设定不同运行时段的频率（球磨运行稳定后可将运行频率降低，球磨机所受到的冲击力大为减少，球磨皮带、轴、齿轮寿命大大提高），其他风机电机等设备亦根据设备工艺要求，调整运行频率，各技改后机电设备的功率因数明显提高，节电效果明显。
（2）陶瓷余热利用干燥技术
窑炉烟气余热、干燥窑余热利用技术，采用热能分级利用的原理，把烧结工艺、干燥窑干燥坯体过程综合在一起考虑，按生产工艺温度不同分级余热利用，实现能源的梯级利用，辊道窑烧结后排出的烟气余热用于坯体干燥。其主要流程为：辊道窑烧结阶段耗能量最大，而外排的炯气和尾气仍具有较高的温度，会带走大量的热能，造成极大的浪费。外排的烟气、热风的热量足以供给干燥塔工艺过程所需的热量。加设管道将窑炉尾气热风和烟气引入干燥窑，用于干燥砖坯，可取消干燥窑的热风炉。
3.2工业废弃物的资源综合利用
随着抛光砖的大量生产，抛光砖废渣的处理成为棘手的问题。如果采用堆弃、填埋等方式处理，不仅对环境造成很大的影响，而且这种生产和处理方式是以巨大的能源、资源消耗为代价的。如何有效地利用抛光砖废渣，变费为宝，欧神诺公司做了大量的研究工作，利用陶瓷抛光砖废料中的微细有机磨料作为发泡剂及少量的无机触媒在烧成过程中液相发泡致孔技术，研制出了具有保温、隔热、隔音等优良性能的节能、环保型轻质高强建筑节能新型墙材。因为此产品的原材料来源稳定、价格低廉、产品附加值较高，既为公司解决了废渣问题，又为公司创造了较好的经济效益。
本文以年产600万m2的抛光砖为例，每年抛光废渣的产量就近1.8万吨，若是进行填埋及运输，其成本就能超过40万元。如果将全部抛光废渣进行回收利用，不仅起到环保作用，而且还具有明显的社会效益。
建设轻质高强建筑节能新型墙材生产线，可采用湿法制浆、喷雾干燥制粉、大吨位压机成形，以及宽截面辊道窑烧成的一次烧成生产工艺，可获得色泽亮丽、纯正、质量好的产品。使用轻质高强建筑陶瓷板材的建筑除具有吸声功能外，还可以减少能耗5%～10%。
4 结语
陶瓷生产 篇12
己内酰胺生产废水(简称废水)是一种难处理的石油化工废水,主要污染物包括苯、甲苯、有机酸、环己酮、环己烷、环己酮肟、氨氮等,传统的A/O工艺难以达到有效、稳定的处理效果。
本研究将无机陶瓷膜分离装置用于MBR的膜分离工艺,对废水进行处理,探讨了废水经A/O工艺处理后,再经无机陶瓷膜进行泥水分离的效果,以及运行过程中膜通量的衰减情况和污染膜的清洗与恢复情况。
1 实验部分
1.1试剂和实验装置
氢氧化钠、盐酸为工业纯;其他所用试剂均为化学纯。
MF0.4/06-00A型无机陶瓷膜分离装置:湖南恒辉环保实业有限公司,其中膜管表面用于分离的材料为二氧化锆微孔材料,膜管支撑体为氧化铝陶瓷,膜通道37个,通道直径3.6 mm,膜孔径0.2 μm,膜管外径 41 mm,有效膜面积0.428 m2。
1.2实验流程
废水取自某己内酰胺生产厂,废水MBR处理流程见图1。废水在集水池中汇集后由泵打入厌氧池和好氧池中进行A/O生物处理,然后废水流入初沉池中进行初步沉淀以降低废水中的悬浮物质量浓度,初沉池出来的废水中悬浮物质量浓度为15～30 mg/L,COD为200～450 mg/L。将废水引入无机陶瓷膜分离装置进行泥水分离,出水可达标排放,浓缩液通过泵回流入A/O流程继续处理。
无机陶瓷膜运行一段时间后会被污染,需要进行清洗。可将无机陶瓷膜分离装置的出水阀门关闭,用清水或配置的溶液在装置中高速运行,对膜管上的污染物进行清洗,清洗时间为2 h。
1.3 分析方法
采用重铬酸钾法测定COD[9];采用重量法测定悬浮物质量浓度[10] 。
2 结果与讨论
2.1无机陶瓷膜分离装置的分离效果
采用无机陶瓷膜分离装置对初沉池出来的废水进行处理,共运行10 d。在膜压差为0.07 MPa的条件下,无机陶瓷膜分离装置对废水中悬浮物质量浓度和COD的去除效果见图2和图3。
由图2可见:经无机陶瓷膜分离装置处理后废水中悬浮物的质量浓度明显下降,废水中悬浮物的去除率达90%以上;装置运行稳定后,出水中悬浮物质量浓度达1 mg/L以下。由图3可见:实验开始的前2天,无机陶瓷膜没有适应废水中所含污染物分子的大小,废水的COD去除效果不佳;随着累计处理时间的增加,无机陶瓷膜孔隙间逐渐聚集微小颗粒,过滤系统逐渐由微滤向纳滤转化,出水COD趋于稳定,COD小于100 mg/L,COD去除率高于70%。
2.2膜通量的衰减
无机陶瓷膜分离装置的过滤形式为错流式过滤,其过滤原理示意见图4。
废水在膜管内高速流动,在膜管两端压力的驱动下,含小分子组分的澄清渗透液从膜管的侧表面透过膜,含大分子组分的混浊浓缩液被膜截流,回流到A/O流程。无机陶瓷膜分离装置的跨膜压差对废水在膜管内的错流流量和膜通量的影响见表1。由表1可见,膜管两端的跨膜压差越大,废水在膜管中的错流流量越大,而膜管侧表面的膜通量越小。这是因为,废水在高速流动的情况下,流速越大,与流速垂直方向的渗透量越小。
在跨膜压差为0.03 MPa时,悬浮物质量浓度对膜通量的影响见图5。由图5可见:悬浮物质量浓度较高时,膜通量随时间延长而快速下降,并在快速下降一段时间后逐步趋于稳定;悬浮物质量浓度较低时,随时间延长膜通量下降较小。这是因为,悬浮物质量浓度较高时,膜管出水稳定后通量非常低甚至发生堵塞,滤饼层迅速形成,使膜孔堵塞,同时废水的黏度较大,致使膜通量快速下降。在实际的工艺运行中,可通过改善初沉池的沉淀效果,降低悬浮物质量浓度,从而提高膜通量。
在悬浮物质量浓度为25.06 mg/L的条件下,跨膜压差对膜通量的影响见图6。由图6可见:当跨膜压差较小时,错流流量不高,初始膜通量较高,但初期膜通量下降很快,后期膜通量下降趋缓,但仍较难获得稳定的膜通量;当跨膜压差较大时,错流流量较高,虽然初始膜通量较低,但膜通量下降较小,最终膜通量维持在某一定值上下略有波动,比较符合装置长周期运行所需要的条件。
2.3污染膜的清洗和膜通量的恢复
无机陶瓷膜分离装置运行一段时间后,污染膜通量为41.6 L/(m2·h)。在跨膜压差为0.03 MPa的条件下,用清水反冲洗后膜通量上升至65.1 L/(m2·h),膜通量恢复率为27.9%;用HCl溶液(pH为1)清洗后膜通量上升至113.2 L/(m2·h),膜通量恢复率为48.4%;用质量分数为5 %的NaOH溶液清洗后膜通量上升至208.7 L/(m2·h),膜通量恢复率为89.3 %,且随清洗时间延长,膜通量几乎能够完全恢复。这是因为,NaOH溶液主要可清除油脂、蛋白质、藻类等生物污染和胶体污染及大多数的有机物污染[11],而己内酰胺生产废水主要含有较多的生物菌团和有机胶体等物质,故用NaOH溶液清洗污染膜的效果最好。
3 结论
a)采用无机陶瓷膜分离装置对己内酰胺生产废水处理工艺中的初沉池出水进行处理,发现无机陶瓷膜分离装置能有效去除废水中的悬浮物和COD。悬浮物去除率达90%以上,出水悬浮物质量浓度在1 mg/L以下;COD去除率为70%以上,出水COD在100 mg/L以下。
b)无机陶瓷膜分离装置的跨膜压差越大,废水在膜管中的错流流量越大,膜管侧表面的膜通量越小。悬浮物质量浓度较高时,膜通量快速下降;悬浮物质量浓度较低时,膜通量下降幅度较小。
c)采用质量分数为5%的NaOH溶液能对无机陶瓷膜分离装置的污染膜进行有效清洗,膜通量恢复率可达89.3%。
参考文献
[1]叶立,黄卫星,杨平,等.膜生物反应器及其在工业废水处理中的应用[J].化工环保,2003,23(3):142-145.
[2]刘晓东,田爱军,孙秀云,等.膜生物反应器中膜的污染与清洗[J].工业水处理,2003,23(12):37-40.
[3]刘转年,金奇庭,周安宁.无机膜及其在废水处理中的应用研究新进展[J].煤矿环境保护,2002,16(2):23-25.
[4]冯海军,张浩勤.无机陶瓷膜用于焦化废水除油的中试研究[J].中国给水排水,2007,23(21):67-69.
[5]Brian E R,Wei Lin.Treatment of oily wastes usinghighshear rotary ultrafiltration[J].J Environ Eng,1997,123(12):1234-1242.
[6]文会超,舒丽,邢卫红,等.无机陶瓷膜在脱脂液废水处理中的应用[J].水处理技术,2007,33(3):42-44.
[7]Eva F,Jose M B,Carmen P,et al.Ceramic membraneultrafiltration of anionic and nonionic surfactant solutions[J].J Menbr Sci,2005,246:1-6.
[8]郭志涛,任洪强,丁丽丽.改性填料对移动床生物膜反应器性能的影响[J].化工环保,2010,30(6):473-476.
[9]中国环境监测总站.GB11914—89COD测定重铬酸盐法[S].北京:中国标准出版社,1989.
[10]原国家环境保护局.GB11901—89水质悬浮物的测定重量法[S].北京:中国标准出版社,1989.