生產(chǎn)陶瓷的原料是地球上廣泛存在的泥砂石料,可以說有泥土的地方就有陶瓷。陶瓷制作工藝的進(jìn)步,給資源的合理使用和原料來源的廣泛性提供了重要條件。不同區(qū)域蘊(yùn)藏的各種陶瓷生產(chǎn)原料,造就了地方陶瓷產(chǎn)品的特色,同時(shí)決定了產(chǎn)區(qū)存在的條件與可持續(xù)發(fā)展。多年來,業(yè)界專家就陶瓷生產(chǎn)的資源利用及行業(yè)節(jié)能、減排、降耗等現(xiàn)實(shí)要求,一直呼吁發(fā)展紅坯磚,但受"白坯高檔、紅坯低檔"等導(dǎo)向性錯(cuò)誤的影響,情況仍不盡如人意。事實(shí)上,國內(nèi)黑泥等優(yōu)質(zhì)的陶瓷原料面臨枯竭,相比之下,做紅坯磚的原料要豐富得多。
紅粘土為碳酸鹽巖系出露的巖石經(jīng)紅土化作用形成的棕紅、褐黃等色的高塑性粘土,其裂隙發(fā)育,孔隙比大于1,液限一般大于50,具有明顯的收縮性,但壓縮性低。經(jīng)坡、洪積再搬運(yùn)后仍保留其基本特征,其中,液限大于或等于45、小于50的紅粘土為次生紅粘土。
紅粘土的形成,一般具備氣候和巖性兩個(gè)條件。氣候條件:氣候變化大,年降水量大于蒸發(fā)量。因而氣候潮濕,有利于巖石的機(jī)械風(fēng)化和化學(xué)風(fēng)化,風(fēng)化的結(jié)果便形成紅粘土。巖性條件:為碳酸鹽類巖石。構(gòu)造條件:當(dāng)巖層褶皺、斷層發(fā)育時(shí)、巖體破碎,易于風(fēng)化時(shí),更易形成紅粘土。
紅土是生產(chǎn)釉面磚的理想材料
據(jù)了解,紅色粘土資源在我國的分布非常廣泛,山東、河北、北京、四川、廣東、江蘇等地都有豐富的儲(chǔ)量。這類原料由于含有的雜質(zhì)、腐植質(zhì)不同,呈灰、綠、黃、紅等不同的顏色,但經(jīng)高溫焙燒后,因?yàn)樵现醒趸F含量的增加,顏色由淺粉色過渡到深紫色。這類原料的礦物組成有水云母、高嶺石、少量蒙脫石,并夾有石英、長石等非粘土礦物。按其不同形成過程,呈片狀的稱頁巖,砂粒狀的為砂巖,塊狀的稱粘土,硬度都較低,易于破碎。這類原料在我國分布極廣,俗稱為紅頁巖、黃頁巖、紫砂土、紫砂巖、紅粘土、紅土巖等等。這種帶色的粘土雖不宜作為白色陶瓷制品或無釉;u的原料,但由于它有許多獨(dú)到的特性,且在自身的礦區(qū)里,成分、性能相對穩(wěn)定,又不失為良好的施釉陶瓷磚(墻磚、地磚、仿古磚)和藝術(shù)瓷(各種紫砂壺、陶藝)的原料。
目前,用紅土原料燒制使陶瓷磚具有自身的特點(diǎn)和優(yōu)勢。
首先,紅土原料,易于破碎,節(jié)省能耗。無論是巖類、砂類、泥狀類,還是頁巖類的紅土原料,其硬度都較低,一般不需要粗碎,可直接球磨,并且球磨周期短,可節(jié)省能耗。
第二,燒成溫度低。紅土原料其礦物組成以含伊利石的絹云母類為主,因伊利石比高嶺石能在60℃~80℃的低溫情況下分解并生成莫來石晶相,因此以伊利石礦物為主要成分的原料能在較低的溫度下燒結(jié),從而使制品的顯微結(jié)構(gòu)更趨合理,提高制品的內(nèi)在質(zhì)量。
第三,紅土原料的礦物組成以伊利石為主,本身含有一定量的低熔物質(zhì)(K2O+Na2O為3%~6%),可減少坯體配方中價(jià)格較貴的長石用量。
第四,紅土原料分布廣,儲(chǔ)量豐富,屬于區(qū)域性原料,且礦區(qū)品位較穩(wěn)定,可就地取材,有利于穩(wěn)定生產(chǎn)。
第五,價(jià)格低廉,開采、運(yùn)輸方便。
第六,原料中的揮發(fā)物分解溫度低,利于低溫快燒。
根據(jù)中國建筑材料科學(xué)研究院曾經(jīng)對國內(nèi)紅土的研究、實(shí)驗(yàn)結(jié)果表示:以淄博紫砂、紅粘土為主要原料配制的坯體,在氧化氣氛下900℃、1150℃、1200℃溫度階段,通過X-射線,衍射圖表明,氧化鐵并沒有參與反應(yīng),沒有生成新物質(zhì),而是作為晶體物質(zhì)起著骨架和著色劑的作用。這就是說在氧化氣氛下燒成,該溫度范圍內(nèi),原料含氧化鐵的多少與燒成溫度無關(guān),它僅表現(xiàn)為燒成的呈色狀況。但在還原氣氛下燒成情況就不同了,三價(jià)氧化鐵在還原氣氛下1000℃~1100℃時(shí)就能被還原成二價(jià)氧化亞鐵,而氧化亞鐵的助熔作用與氧化鎂是幾乎等同的,會(huì)明顯降低燒成溫度。紅色粘土原料曾經(jīng)被中國建筑陶瓷廣泛使用,上世紀(jì)80年代末至90年代初,紅粘土是佛山地區(qū)彩釉地磚、外墻條磚及部分釉面磚的主要原料,它具有儲(chǔ)量大、礦源豐富、價(jià)格便宜及燒結(jié)溫度低等優(yōu)點(diǎn)。后來,由于生產(chǎn)廠家較多,產(chǎn)品趨于同質(zhì),部分廠家嘗試將坯體改白,并出于自身的利益,宣稱紅坯是陶質(zhì)產(chǎn)品,白坯是瓷質(zhì)產(chǎn)品,在市場上產(chǎn)生了廣泛的影響,造成市場上紅坯產(chǎn)品滯銷,致使大部分廠家生產(chǎn)白坯產(chǎn)品。
在世界建陶強(qiáng)國的西班牙和意大利,大多數(shù)陶瓷企業(yè)都是利用本地的紅土資源生產(chǎn)釉面磚。現(xiàn)在,世界著名的紅坯陶瓷品牌基本上都是西班牙和意大利兩國企業(yè)所擁有的。南美的巴西、墨西哥,亞洲的泰國等,他們的施釉陶瓷墻地磚很多也是采用紅坯原料。國外消費(fèi)者并不以胚體的顏色作為判斷陶瓷產(chǎn)品好壞的依據(jù)。四川遠(yuǎn)大陶瓷有限公司曾經(jīng)出口到中東、東南亞等地區(qū)的紅坯陶瓷產(chǎn)品價(jià)格,比在國內(nèi)銷售的價(jià)格還高一些。
意大利某陶瓷企業(yè)對遠(yuǎn)大陶瓷送檢的夾江本地頁巖實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,夾江本地的頁巖原料在某些參數(shù)上還優(yōu)于意大利本地的原材料。而且,意大利埃蒙斯企業(yè)在去年參加中國西部瓷都(夾江)第三屆國際陶瓷展期間,展出了用夾江本地頁巖生產(chǎn)的釉面磚。該產(chǎn)品的質(zhì)量得到了與會(huì)行業(yè)協(xié)會(huì)的領(lǐng)導(dǎo)、專家和經(jīng)銷商的好評。這說明,企業(yè)利用國內(nèi)的紅土資源也能生產(chǎn)出好的陶瓷產(chǎn)品。
隨著白坯陶瓷生產(chǎn)所需原材料的枯竭,紅土在陶瓷生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用將逐漸被提上議事日程。
頁巖陶粒契合國家的產(chǎn)業(yè)政策
頁巖與粘土有著相似的化學(xué)成分,硅、鈣、鋁、鐵化合物占總成分的80%以上,由粘土在地殼運(yùn)動(dòng)中擠壓而形成的巖石。它是一種沉積巖,是固結(jié)較弱的粘土經(jīng)過擠壓、脫水、重結(jié)晶和膠結(jié)作用而形成的。由于它層理分明、易剝離而稱為頁巖。頁巖一般為褐色、灰色或黑色,硬度不高,易破碎,容易加工成理想的制磚原料。頁巖以其對硅、鈣、碳的含量不同而分為硅質(zhì)頁巖、鈣質(zhì)頁巖和碳質(zhì)頁巖。其中以硅質(zhì)頁巖變形小、吸濕性小、磚不易風(fēng)化和產(chǎn)品質(zhì)量易保證等優(yōu)點(diǎn)更適于生產(chǎn)頁巖磚使用。頁巖常見的種類主要有黑色頁巖、碳質(zhì)頁巖、硅質(zhì)頁巖、鐵質(zhì)頁巖、鈣質(zhì)頁巖,含有大量K2O、Na2O、CaO的頁巖則不適于作為燒結(jié)頁巖磚的材料。
黑色頁巖含較多的有機(jī)質(zhì)與細(xì)分散狀的硫化鐵,有機(jī)質(zhì)含量達(dá)3%~10%,外觀與碳質(zhì)頁巖相似,區(qū)別在于黑色頁巖不染手。碳質(zhì)頁巖含有大量已碳化的有機(jī)質(zhì),常見于煤系地層的頂?shù)装。硅質(zhì)頁巖含有較多的玉髓、蛋白石等,SiO2含量在85%以上。鐵質(zhì)頁巖含少量鐵的氧化物、氫氧化物等,多呈紅色或灰綠色,常見于紅層和煤系地層中。鈣質(zhì)頁巖含CaCO3,但不超過25%,否則過渡泥灰?guī)r類。
頁巖不僅可以作為釉面磚的生產(chǎn)原料,而且可以作為陶粒的生產(chǎn)原材料,擴(kuò)大了頁巖的應(yīng)用范圍和前景。陶粒是由非金屬礦產(chǎn)燒制成的粒狀陶質(zhì)物,具有質(zhì)輕、隔熱、保溫、耐火、抗震、抗凍、耐腐蝕等優(yōu)良性能,應(yīng)用范圍廣泛,是一種極有發(fā)展前途的產(chǎn)品。它可用于土木工程建筑,配制各種混凝土,屋面隔熱保溫、建筑物地面底層防潮保溫、地下建筑圍墻外和地面下的防滲防潮保溫,無土栽培,污水過濾料等,是目前國家推廣的新型新產(chǎn)品,特別適用于高層節(jié)能建筑體系,也可用于高速公路、地鐵等隔音墻及作為建筑裝飾材料,其應(yīng)用領(lǐng)域逐漸擴(kuò)大。
利用頁巖陶粒做為輕集骨架料,摻入陶砂、礦渣或煤灰等工業(yè)廢渣,采用水泥做為膠凝材料,所生產(chǎn)的產(chǎn)品具有體輕、保溫、節(jié)能等特點(diǎn)。采用該產(chǎn)品做為建筑物墻體材料,可實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能。據(jù)測試,陶粒砌塊墻體厚度40cm傳熱系數(shù)相當(dāng)于1.48m厚度粘土實(shí)心磚墻體,節(jié)能、保溫效果非常顯著。
世界上第一個(gè)研究和生產(chǎn)頁巖的國家是美國,至今已有80多年歷史。世界著名的美國摩天大樓就是全部采用陶粒原料建造而成的。隨后荷蘭、丹麥、比利時(shí)、俄羅斯等國家都在廣泛生產(chǎn)和應(yīng)用陶粒。我國于1956年開始研究原文來源于華夏陶瓷網(wǎng)陶粒,主要研究燒結(jié)型粉煤灰陶粒,60年代形成生產(chǎn)能力。前些年,頁巖陶粒生產(chǎn)在京津地區(qū)、黑龍江、內(nèi)蒙、吉林、云南、新疆等地得到了較快的發(fā)展,其中黑龍江發(fā)展速度尤為突出。
陶;炷疗鰤K作為一種新型墻體材料,其體積是粘土磚的1.7倍,保溫性能是粘土磚的1.2倍,無疑是粘土實(shí)心磚的最佳替代產(chǎn)品,經(jīng)省寒地建筑科學(xué)研究院測試,要達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn),粘土實(shí)心磚墻體厚度要達(dá)到148cm才能滿足要求,而頁巖陶粒砌塊墻體只需40cm即可滿足要求,墻體厚度減少3.7倍,房屋使用面積擴(kuò)大20%,房屋的冬季取暖和夏季降溫能耗降低50%以上。
而且陶粒砌塊采用按設(shè)計(jì)要求方式生產(chǎn),在施工效率上遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于原始建筑方法;在建筑成本和使用壽命上比較:粘土實(shí)心磚需要外掛保溫板進(jìn)行保溫處理,成本有所增加,墻體使用年限縮短,而砌塊具有的保溫性能省去了二次保溫環(huán)節(jié),延長了墻體的使用壽命。
被閑置的紅土資源
陶瓷墻地磚底坯顏色是紅色的瓷磚,被稱為紅坯磚。在瓷磚的生產(chǎn)過種中決定坯體顏色的是構(gòu)成坯體原料中鐵、鈦氧化物的含量,當(dāng)鐵、鈦氧化物在原料中的含量很高時(shí),在高溫下發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)使焙燒后坯體呈現(xiàn)的顏色很深,顯示為紅色,乃有此稱。
在裝修中,陶瓷墻地磚在釉和坯之間加了一層白度較高的底釉做遮蓋,紅色不易透色到釉面,而且可以使墻地磚的釉面裝飾更是豐富多彩,并不會(huì)影響到陶瓷磚的質(zhì)量。因此,陶瓷墻地磚質(zhì)量的優(yōu)劣,必須靠各種檢測手段進(jìn)行測試,不能單從坯體顏色下結(jié)論。
據(jù)夾江金海陶瓷廠負(fù)責(zé)工藝的一位負(fù)責(zé)人介紹,影響陶瓷磚胚體的重要因素之一是瓷磚的燒結(jié)程度,質(zhì)量好的磚是真正"燒透了"的磚。組成坯體的各種原料在焙燒過程中經(jīng)過復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng),生成了穩(wěn)定的相結(jié)構(gòu),這種磚的吸水率較小,機(jī)械強(qiáng)度高,抗凍性好,吸濕膨脹小。目前,夾江生產(chǎn)的紅坯磚還比較低檔。但是,同檔次的白坯磚和紅坯磚在強(qiáng)度方面比較,利用本地頁巖生產(chǎn)的紅坯磚的磚坯強(qiáng)度還要好一些。
目前,在國內(nèi)紅坯陶瓷還不被市場廣泛接受,紅坯陶瓷差不多還是低檔陶瓷的代名詞。這也是和目前國內(nèi)紅坯陶瓷企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)工藝落后、產(chǎn)品檔次較低、配套方面的嚴(yán)重不足等客觀因素密切相關(guān)的。
一個(gè)行業(yè)總是被該行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)所主導(dǎo),領(lǐng)頭企業(yè)的所為很有可能在行業(yè)中產(chǎn)生蝴蝶效應(yīng)。國內(nèi)陶瓷行中最早樹立起來、具有全國影響力的品牌應(yīng)該是拋光磚品牌,而在現(xiàn)在的技術(shù)條件下,紅坯原料還不能作為生產(chǎn)拋光磚的原材料使用。當(dāng)整個(gè)國內(nèi)行業(yè)都將主要的力量用在白坯陶瓷的生產(chǎn)和研發(fā)上時(shí),白坯陶瓷風(fēng)靡了整個(gè)國內(nèi)陶瓷行業(yè),而紅坯陶瓷卻只能在低檔陶瓷的一角苦苦掙扎。
靠生產(chǎn)紅坯陶瓷起家的夾江陶瓷產(chǎn)區(qū),擁有著最豐富的生產(chǎn)紅坯陶瓷所需的頁巖。受到佛山陶瓷的影響,夾江陶瓷企業(yè)基本上都轉(zhuǎn)向了白坯陶瓷的生產(chǎn)。現(xiàn)在夾江沒有一家上規(guī)模的陶瓷企業(yè)在生產(chǎn)紅坯陶瓷。沒有資金、技術(shù)、人才等要素的投入,夾江紅坯陶瓷的開發(fā)基本上還是一個(gè)空白地帶。
作為陶瓷強(qiáng)國的西班牙和意大利,在紅坯陶瓷的開發(fā)方面頗有建樹,也誕生了一些世界級(jí)品牌。這是他們在建陶發(fā)展的初期就明確定位在了紅坯陶瓷,無論是生產(chǎn)企業(yè)還是色釉料、陶瓷機(jī)械等企業(yè)都進(jìn)行了長期和大量的投入,在技術(shù)方面取得了世界領(lǐng)先的地位。對照我國紅坯陶瓷的歷史以及發(fā)展現(xiàn)狀,我們就不難理解同為紅坯陶瓷,為什么國內(nèi)外之間的差距如此懸殊。
當(dāng)然,國內(nèi)也有少數(shù)企業(yè)一直在堅(jiān)持紅坯陶瓷的生產(chǎn),也有將紅坯陶瓷做好、做強(qiáng)的強(qiáng)烈愿望。但是受紅坯陶瓷的市場接受度以及自身實(shí)力的限制,這些企業(yè)在紅坯陶瓷的道路上仍是舉步維艱。目前,國內(nèi)的紅坯陶瓷生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模都比較小,生產(chǎn)設(shè)備和工藝落后,比如印花工藝基本上還是絲網(wǎng)印花,使用的是小噸位壓機(jī),原料配方簡單。
資金是首要制約因素
意大利埃蒙斯公司近年多次到夾江進(jìn)行考察,希望能夠和當(dāng)?shù)仄髽I(yè)進(jìn)行合作,共謀紅坯陶瓷的發(fā)展。少數(shù)夾江陶瓷企業(yè)對意方的先進(jìn)設(shè)備、技術(shù)表現(xiàn)出了濃厚的興趣,夾江政府也表示可以在土地、政策等方面給予優(yōu)惠條件,期望促成雙方的合作。但是高額投資,使得雙方合作變得似乎又遙不可及。夾江某大型陶瓷企業(yè)負(fù)責(zé)人的一席話可能代表了不少企業(yè)的心聲:一方面,市場對紅坯陶瓷的接受度很低;另一方面我們在陶瓷行業(yè)內(nèi)沒有主導(dǎo)能力,F(xiàn)在我們在紅坯陶瓷生產(chǎn)和研發(fā)方面辛辛苦苦進(jìn)行投入和市場培育,等到市場慢慢開始接受了,行業(yè)的一些知名企業(yè)再強(qiáng)勢進(jìn)入,我們依然處于行業(yè)的底端。無論在資本、人才、營銷手段方面,夾江企業(yè)都沒有辦法和他們相提并論。
小企業(yè)沒錢投入,大企業(yè)不愿投入,所以夾江的紅坯陶瓷發(fā)展依然處于原始的階段。不引進(jìn)國外的先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備,依靠自己慢慢積累,中國紅坯陶瓷發(fā)展只是一個(gè)愿望。沒有設(shè)備、沒有技術(shù),企業(yè)可以從外面引進(jìn)。但是,這中間的一個(gè)先決條件就是企業(yè)有錢可用。資本的匱乏,成了制約夾江從外面引進(jìn)技術(shù)、設(shè)備的首要因素。
夾江企業(yè)目前采用的是濕法制粉,意大利企業(yè)大多數(shù)采用的是干法制粉,我們通過兩者在生產(chǎn)過程中的能耗,就可以看出先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)在企業(yè)節(jié)約成本和節(jié)能減排方面的重要作用。
合理利用資源
隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,國內(nèi)對陶瓷產(chǎn)品的消費(fèi)需求量巨大,陶瓷行業(yè)的產(chǎn)能也是急劇擴(kuò)張。陶瓷行業(yè)對原材料的需求龐大,隨著不斷的開采、挖掘,黑泥、高嶺土等優(yōu)質(zhì)原材料資源在近年供應(yīng)緊張的情況日益顯現(xiàn)出來。據(jù)兗礦北海高嶺土四川辦事處總經(jīng)理隗禮錦介紹,優(yōu)質(zhì)高嶺土在國內(nèi)正在逐漸成為一種稀缺資源,高嶺土產(chǎn)品價(jià)格應(yīng)該也將逐步提高。
一方面,國內(nèi)陶瓷行業(yè)面臨生產(chǎn)白坯陶瓷的優(yōu)質(zhì)原材料資源供應(yīng)日益緊張的局面;另一方面,具有豐富蘊(yùn)藏量的紅土資源長期被國內(nèi)的陶瓷行業(yè)所忽視。既是從為了企業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展的角度,也是從環(huán)境資源保護(hù)和節(jié)能減排的角度出發(fā),國內(nèi)陶瓷行業(yè)應(yīng)當(dāng)將紅坯陶瓷的發(fā)展提上議事日程。
意大利費(fèi)奧拉諾市副市長伯德茲尼在接受記者采訪時(shí)曾表示:"人類只有一個(gè)地球,我們每個(gè)人都有責(zé)任來保護(hù)好它。為了發(fā)展低碳陶瓷產(chǎn)品,目前意大利也有一些傳統(tǒng)陶瓷工廠在不斷轉(zhuǎn)型,從傳統(tǒng)的建陶領(lǐng)域向新的產(chǎn)業(yè)延伸。例如開發(fā)適用于光伏電池生產(chǎn)所需的陶瓷產(chǎn)品。我希望夾江在生產(chǎn)紅胚陶瓷的同時(shí),能利用先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)和工藝、節(jié)約型原材料來達(dá)到節(jié)能低碳的目的,意大利也愿意為夾江陶瓷企業(yè)提供一些技術(shù)方面的支持。同時(shí),人們對紅胚陶瓷觀念上的認(rèn)識(shí)誤區(qū)是完全可以消除的,就像中國改革開放初期人們的觀念和現(xiàn)在就完全不同,我們需要用前瞻性的眼光來看待這個(gè)問題。夾江的紅胚資源非常豐富,但是由于生產(chǎn)紅胚陶瓷的設(shè)備、技術(shù)等方面還比較落后,還沒有能夠生產(chǎn)出比較好的紅胚產(chǎn)品出來。如果夾江能改進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)技術(shù),生產(chǎn)出好的紅胚陶瓷產(chǎn)品,我相信夾江的紅胚將會(huì)是以后發(fā)展的一大亮點(diǎn),同時(shí)也有可能帶動(dòng)其他陶瓷產(chǎn)區(qū)共同發(fā)展紅胚陶瓷"。
市場培育是一個(gè)艱難的過程
紅坯陶瓷從合理利用資源、保護(hù)環(huán)境的角度而言,確實(shí)有比較大的發(fā)展前景。當(dāng)生產(chǎn)白坯陶瓷所需的一些關(guān)鍵原材料告罄的時(shí)候,生產(chǎn)企業(yè)將被迫尋找新的替代物。這個(gè)時(shí)間周期究竟需要多長?現(xiàn)在可能誰也沒有一個(gè)明確的答案。
在市場經(jīng)濟(jì)條件下,驅(qū)動(dòng)企業(yè)行為最主要的因素還是利潤。無利可圖,企業(yè)難以長期維系,企業(yè)老板也不會(huì)進(jìn)行相關(guān)投入。目前,在國內(nèi)紅坯陶瓷生產(chǎn)企業(yè)確實(shí)面臨較大的生存危機(jī)。即使利用紅土能生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品,但是,產(chǎn)品在市場上也賣不了相應(yīng)的價(jià)格。
因此,中國紅坯磚發(fā)展不僅僅是面臨資金、技術(shù)、人才等方面的瓶頸,而且還面臨行業(yè)內(nèi)部以及消費(fèi)者意識(shí)的改變。這將是一個(gè)長期的過程。