环保生活 | 陶瓷与氟的故事
陶瓷与氟的故事
氟是人体健康的重要元素，但同样也是一种有毒物质，今天小E带大家一起看一看陶瓷生产中氟的控制
氟是重要的微量元素
氟是一个有故事的元素，我们经常用的含氟牙膏，会有助于防止龋齿，因为少量氟可以促进牙齿珐琅质对细菌酸性腐蚀的抵抗力。
氟是人体内重要的微量元素之一，与人体生命活动及牙齿、骨骼组织代谢密切相关。在氟摄取量比较高的地区，老年人患骨质疏松症的比率以及龋齿的发生率都会降低。
氟也是有毒元素
氟是有毒元素，氟过量对人体和生态造成的危害也是非常严重的。摄入过量的氟会破坏体内钙和磷的正常代谢，导致骨质疏松，容易发生骨折；还有氟骨症，会导致残废。
氟对植物的影响也是非常明显的，许多植物叶片吸收氟化物造成急性氟伤害，叶尖、叶缘部分出现坏死斑，大量落叶，作物产量下降。
在国内还发生过氟污染事件。砖瓦厂排放的废气中含有大量氟化物，污染了桑叶，导致了家蚕中毒，有近三万户蚕农，损失了蚕茧322吨。
陶瓷与氟污染
陶瓷是我们日常生活中最常见的材料，几乎无处不在：喝水的杯子、洗脸的台盆、洗澡的浴缸、排泄的洁具，装修材料中的瓷砖（地砖、墙砖等），还有不少工业产品也是用陶瓷做的。
可是陶瓷产品生产过程中，有氟化物排放，你们知道吗？
以瓷砖为例，我们一起来看看氟化物是从哪里产生的。
氟化物的生产
（1）原料搅拌：
将生产原料粘土、其他物料与水进行混合搅拌，调成稀泥浆；
（2）干燥成粉：
将泥浆打入干燥机进行干燥，形成很细粉末；
（3）压制成型：
采用瓷砖模具和强力冲床，将干燥后的粉末原料压制成型；
（4）瓷砖活化：
采用热干燥设备，将瓷砖水分控制在1%以下，并使其活化；
（5）表面上釉：
将瓷砖通过釉料瀑布，上釉既为装饰、也为保护瓷砖；
（6）窑内烧成：
在烧成窑内，通过高温强化，使瓷砖内的粘土与其他物质紧密结合。
（7）瓷砖出炉：
经过1200℃以上高温、7-12个小时烧制后，瓷砖就可出炉，即算完工了。
注意，在第六步窑内烧成，烧成窑的尾气中就含有氟化物。因为瓷砖的主要原料——粘土通常含氟0.02%—0.3%，另外釉料中也会含有一定的氟，上釉后的瓷砖在烧成窑高温烧制过程中，瓷砖内的氟会生成各种氟化物气体（主要是氟化氢），随着烧成窑尾气排入环境。
我国的氟污染控制要求
我国对氟化物排放有严格的要求，与之相关的行业排放标准及排放浓度限值如下表所示：
相关行业标准名称
排放限值mg/m3
《陶瓷工业污染物排放标准》
（GB 25464—2010）
3.0
《平板玻璃工业大气污染物排放标准》
（GB 26453-2011）
5.0
《电子玻璃工业大气污染物排放标准》
(GB 29495-2013)
5.0
《砖瓦工业大气污染物排放标准》
（GB 29620-2013）
3.0
《水泥工业大气污染物排放标准》
(GB 4915-2013)
5.0
目前，西方发达国家陶瓷行业对氟化物的相关排放要求如下表所示：
西方发达国家或地区的相关标准
排放限值
德国 Technical Instructions on Air Quality Control – TA Luft of 24 July 2002) -(Installation of Baking Ceramic Products)
15g/h或5mg/m3
（连续窑）、
30g/h或10mg/m3
（间歇窑）
美国40CRF63 Subpart KKKKK—National Emission Standards for Hazardous Air Pollutants for Clay Ceramics Manufacturing，68 FR 26738, May 16, 2003
去除效率达90%以上，或烧成产品HF的排放负荷小于0.029kg/Mg。
英国Department for Environment Food and Rural Affairs, Secretary of State's Guidance for the Manufacture of Heavy Clay Goods and Refractory Goods |Process Guidance Note 3/2|Issue 1.0|Published June 2004
10.0mg/m3
日本 《大气污染及恶臭关联标准集》，东京都环境局
10.0mg/m3
欧盟EUROPEAN COMMISSION，Reference Document on Best Available Techniques in the Ceramic Manufacturing Industry August 2007
1-10mg/m3
（基准氧含量18%折算）
显然，将我国的排放限值与欧盟标准做一个比较，我们在标准上已经与欧盟接轨了，并且严于美国、日本和英国。
欧盟的BAT
烧成窑尾气的主要污染组分是氟化物，同时含有一定浓度的粉尘，尾气还有二百多度的问题。怎样用最简单的方法去除氟化物，同时又能回用烟气热量？
我们一起来看看欧盟的BAT《Best Available Techniques in the Ceramic Manufacturing Industry》（August 2007）——干法填料床技术（FKA），该技术也被美国环保署认定为陶瓷行业烟气脱氟最大可达控制技术（MACT）。
FKA的主要原理：吸附剂采用石灰石，由料仓自上而下流动，与烟气逆流或错流充分接触，烟气中氟化物与吸附剂发生化学反应而得以去除；吸附剂通过“表面再生”可多次使用；经净化后的高温烟气可直接用于前端烘干设备，进行余热回用。其主要特点：全自动操作、低维护、低运行成本。主要流程如下所示：
FKA在国外已经有几十年的成功应用经验了，近年来在国内也得到了很好的应用。根据国内著名建筑陶瓷制造商的工程应用，氟化物排放浓度可低至2.5mg/m3，满足国内排放限值要求。
更详细的资料信息，请联系Oscar 13916851000
文中Gif 截取自： Discovery《FactoryMade》S02E07
编辑：李凯骐
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