一、 废料回收与再利用技术
瓷砖生产过程中会产生多种废料，传统处理方式是填埋，不仅占用土地，还可能污染环境。现代环保技术致力于将这些废料“变废为宝”：
生产废坯/废砖回收：
- 技术： 将生产线上产生的次品、破损砖坯/瓷砖收集起来，经过破碎、研磨、筛分等工序，加工成符合要求的粉料。
- 应用： 重新作为原料掺入坯体配方中（通常控制一定比例，如5%-30%，取决于废料成分和产品要求）。这直接减少了原生矿物原料（如粘土、长石、石英）的开采量。
- 挑战与要点： 需要严格控制回收料的成分（尤其是釉面砖的废料可能含有釉料成分）、粒度、含水率等，避免影响坯体性能（如强度、收缩率、烧成颜色）和产品质量。
抛光、磨边废渣（污泥）回收：
- 技术：
- 脱水处理： 使用压滤机、离心机等设备将含水的抛光/磨边污泥进行脱水，形成泥饼。
- 干燥处理： 利用窑炉余热或专用干燥设备将泥饼干燥。
- 破碎与研磨： 将干燥后的泥饼破碎研磨成细粉。
- 应用： 回收粉料可部分替代坯体原料，或用于生产低档砖、广场砖、透水砖等对原料要求相对较低的产品。也可用于生产水泥、混凝土骨料或路基材料。
- 挑战与要点： 抛光污泥成分复杂（含有磨料颗粒如碳化硅、刚玉，以及坯釉成分），处理成本较高（脱水、干燥能耗大），回收利用比例和途径受限于其成分和杂质含量。
喷雾干燥塔废气粉尘回收：
- 技术： 在喷雾干燥塔的废气排放口安装高效的袋式除尘器或电除尘器。
- 应用： 收集的粉尘是成分相对均匀、细度合适的粉料，可以直接返回浆料制备系统或坯料制备系统重新利用，几乎实现“零排放”。
- 挑战与要点： 需要高效的除尘设备和稳定的运行管理。
窑炉烟气脱硫脱硝副产物利用：
- 技术： 部分烟气处理工艺（如湿法脱硫）会产生石膏等副产物。
- 应用： 如果副产物品质达标，可考虑作为建筑石膏原料进行利用，但目前应用比例不高。
二、 清洁能源在烧制过程中的应用
烧制是瓷砖生产能耗最高（约占60-70%）、碳排放最大的环节。用清洁能源替代传统化石燃料（煤、重油、天然气）是减排的关键：
天然气替代：
- 现状： 天然气是目前相对清洁的过渡性能源，燃烧效率高，污染物（SOx, 颗粒物）排放远低于煤和重油，CO2排放也低于煤。
- 应用： 新建或改造的现代化窑炉普遍采用天然气作为燃料。这是当前最成熟、应用最广泛的技术。
- 局限： 仍属于化石能源，产生CO2排放，且受价格和供应稳定性影响。
生物质能：
- 技术： 利用农林废弃物（如木屑、秸秆、果壳等）制成的生物质颗粒或气化产生的生物质燃气作为燃料。
- 应用： 在部分有条件获取稳定生物质资源的地区，已有瓷砖厂尝试在窑炉上掺烧或完全使用生物质燃料。需要专用的燃烧器或对现有燃烧系统进行改造。
- 优势： 理论上碳中和（燃烧释放的CO2等于植物生长吸收的CO2），可再生。
- 挑战： 燃料供应稳定性、收集运输成本、燃料品质（热值、灰分、碱金属含量）波动大，灰分可能影响窑炉运行和产品质量，燃烧产生的污染物（如碱金属蒸气、不完全燃烧产物）需要控制。大规模应用仍需技术突破。
氢能：
- 技术： 使用氢气（通过电解水等绿氢方式生产）作为燃料。
- 应用： 处于研发和示范阶段。氢气燃烧只产生水蒸气，是理想的零碳燃料。
- 优势： 零碳排放（前提是氢气由可再生能源生产）。
- 挑战： 绿氢生产成本高昂；储存、运输和安全使用技术要求高；现有窑炉燃烧系统需要重大改造或重建；大规模应用依赖于整个氢能产业链的发展。是目前最具潜力但也最长远的技术方向。
电能（绿电）：
- 技术：
- 电窑炉： 直接用电加热元件（如硅碳棒、硅钼棒）加热窑炉。技术成熟，但能耗成本极高。
- 微波/等离子体烧成： 新兴技术，利用微波或等离子体直接加热坯体，理论上效率更高，但技术复杂，尚在实验室或小规模试验阶段。
- 应用： 电窑炉主要用于特殊陶瓷或小批量生产。微波/等离子体技术离大规模工业应用还很远。
- 优势： 如果使用可再生能源电力（风电、光伏、水电），则接近零碳排放；窑内气氛控制精确，无燃烧废气。
- 挑战： 电价（尤其是绿电）成本是目前最大的障碍；电窑炉能耗总量可能高于燃气窑；微波/等离子体技术需要解决均匀加热、设备放大、成本控制等问题。
太阳能：
- 技术： 利用聚光太阳能技术产生高温热空气或蒸汽。
- 应用： 目前主要用于为工厂提供中低温热能（如预热助燃空气、干燥坯体、工厂生活热水），或作为窑炉的辅助热源。直接用于提供烧成所需的高温（>1000°C）技术难度大、成本高，尚处于研究阶段。
- 优势： 清洁可再生。
- 挑战： 受天气影响大，需要大规模储热系统；初期投资高；占地面积大；提供稳定高温热源技术不成熟。
三、 关键辅助技术：提高能效与协同减排
窑炉余热回收利用：- 技术： 利用换热器回收窑炉排出的高温烟气余热和窑体散失的热量。
- 应用： 加热助燃空气（提高燃烧效率）、干燥坯体、预热喷雾干燥塔所需热风、工厂供暖、甚至发电。这是目前最经济有效的节能措施之一，显著降低了整体能耗和碳排放。
高效节能窑炉设计：- 技术： 采用宽体窑、优化窑炉结构（如更好的保温材料、密封结构）、智能控制系统（精确控制温度曲线和气氛）。
- 应用： 减少散热损失，提高热效率，缩短烧成周期，降低单位产品能耗。
富氧燃烧/全氧燃烧：- 技术： 用氧气含量高于空气（富氧）或纯氧（全氧）代替空气助燃。
- 应用： 提高火焰温度，加快燃烧速度，减少烟气量（从而减少排烟热损失），提高热效率，并可能降低NOx排放（因氮气量减少）。但制氧能耗需要考量。
碳捕集、利用与封存：- 技术： 从窑炉烟气中分离捕获CO2，然后进行利用（如生产化学品、碳酸盐）或封存到地质结构中。
- 应用： 对于无法完全避免化石燃料使用的工厂，CCUS是深度脱碳的潜在技术路径。但目前成本极高，技术成熟度有待提高，主要处于示范阶段。
总结与展望
- 废料回收： 已成为行业标配，技术相对成熟，重点是提高回收比例、拓宽利用途径（如高值化利用）、降低处理成本。实现生产废料的“厂内闭路循环”是理想目标。
- 清洁能源： 天然气是当前主流过渡方案。生物质能在特定区域有应用潜力但面临燃料挑战；氢能是未来零碳烧制的终极方向，但依赖绿氢成本和产业链成熟；电能（绿电）成本是最大瓶颈；太阳能在辅助供热方面作用显著，直接高温应用尚需突破。
- 综合应用： 最现实的路径是多措并举：最大限度回收利用废料；使用天然气并持续提升窑炉效率（余热回收、智能控制）；在条件允许的区域探索生物质掺烧；为未来氢能或绿电大规模应用做准备；积极部署CCUS示范项目。
- 政策驱动： 碳税、碳排放权交易、环保标准提高、绿色补贴等政策将极大加速这些技术的研发和应用。
瓷砖行业的绿色转型是一个系统工程，废料回收和清洁能源应用是两大核心支柱，需要持续的技术创新、成本优化和政策支持才能实现真正的可持续发展。
