摘要：本文介紹了綠色陶瓷的含義、評價方法，從原料、成型、燒成窯爐以及節(jié)能材料等方面探討了發(fā)展綠色陶瓷的對策。
一、引言
人口、資源、環(huán)境是當(dāng)今社會持續(xù)發(fā)展所面臨的三大問題，人類在創(chuàng)造社會文明的同時，也在不斷地破壞賴以生存的環(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，這一切給人類自身的健康和生活質(zhì)量以及人類社會賴以生存的地球環(huán)境帶來嚴(yán)重影響，危害到人類未來的生存。實現(xiàn)人口與經(jīng)濟、社會、環(huán)境、資源的可持續(xù)發(fā)展，已成為世界各國的基本國策。各國強調(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，同時開發(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，并對部分傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進行改造，生產(chǎn)綠色環(huán)保型產(chǎn)品。
我國是一個具有悠久歷史的陶瓷古國，也是日用陶瓷生產(chǎn)大國和出口大國，產(chǎn)量近100億件。目前全國有一定規(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多個國家和地區(qū)。日用瓷總產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的60％以上，占美國進口日用陶瓷總量的50％以上，其中咖啡杯類則占美國進口咖啡杯總量的80％。中國日用陶瓷行業(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)不合理等問題。調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、提高產(chǎn)品檔次、依靠科技進步、節(jié)能降耗、走綠色陶瓷之路乃是我國陶瓷企業(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，研究開發(fā)綠色陶瓷具有非常重要的現(xiàn)實意義和戰(zhàn)略意義。
隨著環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和公眾環(huán)境意識的不斷增強和積極參與，綠色浪潮席卷全國，90年代綠色產(chǎn)品的開發(fā)成為各行業(yè)的一個熱點，綠色陶瓷亦隨之應(yīng)運而生。傳統(tǒng)陶瓷雖然創(chuàng)造了人類需要的物質(zhì)和精神財富，但許多場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，它的特點表現(xiàn)為充分利用原料和能源，進行清潔生產(chǎn)，實現(xiàn)“零排放”，其產(chǎn)品無鉛鎘等重金屬危害。綠色陶瓷追求在生產(chǎn)原料、產(chǎn)品設(shè)計、工藝技術(shù)、反應(yīng)路線、生產(chǎn)設(shè)備和能源消耗等各個環(huán)節(jié)實行全程的污染控制和能源高效利用，在無毒無害及低能耗的條件下制造對人類和環(huán)境無毒無害的新型陶瓷產(chǎn)品。綠色陶瓷產(chǎn)品將以技術(shù)精、質(zhì)量優(yōu)、低能耗、無公害等優(yōu)勢走俏市場，成為陶瓷消費的新寵，并創(chuàng)造良好的經(jīng)濟效益和社會效益。
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。一些廠家認(rèn)為使用無鉛的釉下彩產(chǎn)品即為綠色陶瓷，并給消費者造成了用釉下彩即是綠色陶瓷的印象。這未免過于簡單，通常綠色陶瓷制品應(yīng)指合理利用自然資源，在生產(chǎn)制作過程中無環(huán)境污染(即指環(huán)境負(fù)荷最低)，能耗低，在使用時有益于人類健康的產(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，例如無鉛無鎘低溫陶瓷制品、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)過程中以與生態(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào)，滿足最少資源和能源
消耗，最小或無環(huán)境污染，最佳使用性能，最高循環(huán)再利用率要求設(shè)計生產(chǎn)的陶瓷，并對人類的生活無毒害。顯然這里的環(huán)境協(xié)調(diào)性是一個相對和發(fā)展的概念。換句話說綠色陶瓷具有材料壽命全過程的完整性，即原材料獲取、生產(chǎn)、加工、使用、再生、廢棄整個過程都要尋求相對較低的環(huán)境負(fù)荷值；同時，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)備的開發(fā)研制，對綠色陶瓷的生產(chǎn)、使用有重要的推動作用。同樣，綠色陶瓷產(chǎn)品的開發(fā)研制和推廣使用，將促進資源綜合利用率的提高，減少植被的破壞，符合我國資源短缺、資源消耗大的國情，對實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
2、綠色陶瓷的評價
綠色陶瓷是一個系統(tǒng)工程的概念，不能只看生產(chǎn)或使用過程中的某一環(huán)節(jié)使用了環(huán)保措施即稱綠色陶瓷。目前，國內(nèi)外正在出現(xiàn)各種各樣稱之為綠色陶瓷的新產(chǎn)品。但如果沒有系統(tǒng)工程的觀點，設(shè)計生產(chǎn)的陶瓷產(chǎn)品有可能在一個方面反映出“綠色’’面，在其它方面則是“灰色”，甚至是“黑色”，評價時難免失之偏頗甚至誤導(dǎo)。為全面評價陶瓷產(chǎn)品的環(huán)境協(xié)調(diào)性能，需要采用生命周期評價方法(Life Cvcle Assesment，簡稱LCA)。產(chǎn)品生命周期評估是對產(chǎn)品整個生命周期(“從搖籃到墳?zāi)?rdquo;)的所有環(huán)境影響進行科學(xué)、全面的評估，據(jù)此來客觀地評價和有效地改善產(chǎn)品的環(huán)境性能。它是對產(chǎn)品生命全過程實施環(huán)境管理的有力工具，也是推行清潔生產(chǎn)的理論基礎(chǔ)。一個完整的LCA一般包括4個步聚，即目標(biāo)界定、清單分析、影響分析和完善化分析。
生命周期評價方法是對材料整個生命周期中的環(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著介紹并已進入ISO國際標(biāo)準(zhǔn)，對陶瓷產(chǎn)品而言，LCA還是一個正在研究和發(fā)展中的方法。
關(guān)于綠色陶瓷的發(fā)展方式和對環(huán)境協(xié)調(diào)的改進，日本學(xué)者山本良一教授總結(jié)了四類創(chuàng)新的方法和它們各自對環(huán)境協(xié)調(diào)性貢獻(xiàn)大小的評價，即，產(chǎn)品改進，重新設(shè)計，功能創(chuàng)新和系統(tǒng)創(chuàng)新。系統(tǒng)創(chuàng)新對環(huán)境協(xié)調(diào)性的改進最大，花費的時間最長，不難理解，系統(tǒng)創(chuàng)新的難度也最大，而產(chǎn)品的改進相對簡單，對環(huán)境協(xié)調(diào)性的提高也相對小些。對某種材料而言，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、綠色陶瓷的對策及展望
關(guān)于綠色陶瓷的研制與開發(fā)以及發(fā)展戰(zhàn)略，有許多問題需要解決。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。綠色陶瓷的發(fā)展不能以過分犧牲使用性能為代價。但綠色陶瓷使用性能的要求不一定都要高性能，而是指滿足使用要求的優(yōu)異性能或最佳使用性能。性能低的陶瓷產(chǎn)品勢必影響耐久性和安全使用功能，如采用LCA方法評價，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)展的重點方面，國內(nèi)外不少研究者關(guān)注按環(huán)保和生態(tài)平衡理論設(shè)計制造的新型綠色陶瓷產(chǎn)品，如無毒裝飾材料，無鉛釉等，以及有益健康和殺菌抗菌的陶瓷產(chǎn)品，低溫綠色陶瓷等。從宏觀來看，我國發(fā)展綠色陶瓷，現(xiàn)階段的重點應(yīng)放在引入資源和環(huán)境意識，采用高新技術(shù)對占主導(dǎo)地位的傳統(tǒng)陶瓷產(chǎn)品進行環(huán)境協(xié)調(diào)化改造，盡快改善陶瓷工業(yè)對資源能源的浪費和較為嚴(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)平衡理論的觀點來設(shè)計開發(fā)綠色陶瓷，應(yīng)從以下幾方面著手：
1、原料方面：
我國生產(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，但形勢的發(fā)展要求我們開發(fā)一些新的綠色陶瓷原料資源，一是為了提高我國陶瓷產(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。原料問題一定要將利用、價值、環(huán)保三者關(guān)系處理好。原料由就地取材、獨立加工逐步向?qū)I(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、商品化的方向轉(zhuǎn)變。加強實驗研究、合理開采、科學(xué)配礦、提高資源的利用率。提高球磨機的研磨效率，降低能耗，把原料納入有規(guī)劃的“四化”生產(chǎn)。并擴大可用原料范圍，減少對優(yōu)質(zhì)、稀少或正在枯竭的重要原材料的依賴，從而將環(huán)境負(fù)荷減至最低，對植被的破壞降到最
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，研究降低制品成熟溫度的技術(shù)途徑。
(4)研制無鉛無鎘陶瓷顏料及無鉛低溫釉料，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)代化先進的工藝技術(shù)方向轉(zhuǎn)變。
(2)研究開發(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)從下述四個方面開展工作來降低日用陶瓷工業(yè)的能耗，提高其經(jīng)濟效益，降低環(huán)境負(fù)荷：
(1)大力開發(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。
(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，并對窯爐的余熱進行充分利用，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)性的評價提供科學(xué)依據(jù)和方法。
(2)發(fā)展能替代生產(chǎn)能耗高、對環(huán)境污染大、對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)境或能擴大人類生存空間的新型陶瓷產(chǎn)品，如用于開發(fā)海洋、地下、鹽堿地、沙漠、沼澤地的特種陶瓷產(chǎn)品。
(7)加強對業(yè)界人員環(huán)保意識的培養(yǎng)和教育，使之對生態(tài)設(shè)計、清潔生產(chǎn)的重要性有深刻的認(rèn)識和理解，加速綠色陶瓷的發(fā)展 信息來源：實用陶瓷生產(chǎn)技術(shù)匯編
