推動廢棄物資源化技術(shù)的發(fā)展,實現(xiàn)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級

西安建筑科技大學(xué)教授徐德龍院士
國家發(fā)改委《中國資源綜合利用年度報告(2012)》指出,加上化工廢渣、工業(yè)副產(chǎn)石膏、有色冶煉渣等廢棄物,我國主要工業(yè)廢棄物年排放量超過34億噸。其中粉煤灰主要為火力發(fā)電廠燃煤鍋爐排出的廢渣,每年5.4億噸,目前利用率為<70%,大部分在灰場堆放,一小部分倒入江河湖海。據(jù)1985年統(tǒng)計,堆放25億噸,占地8000公頃。僅2007~2011年,堆放4.86億噸。這成為我國包括鋼鐵行業(yè)在內(nèi)的工業(yè)企業(yè)發(fā)展過程中沉重的負(fù)擔(dān)。推動廢棄物資源化技術(shù)的發(fā)展,實現(xiàn)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級對推動社會綠色發(fā)展、循環(huán)發(fā)展、低碳發(fā)展,建立資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會意義重大。
鋼渣(礦渣)轉(zhuǎn)變成水泥不可比擬的優(yōu)點在于:鋼渣經(jīng)合適的急冷工業(yè)處理后,可使其中硅酸鹽礦物以玻璃態(tài)或微晶態(tài)的形式保持高度活性。急冷后的鋼渣在粉碎過程中,可根據(jù)金屬所固有的延展性、金屬氧化物和硅酸鹽礦物磨易性的差異,將其中6%~14%的鐵選出,而鋼渣中硅酸三鈣為主的硅酸鹽相進(jìn)一步細(xì)磨后可作為水泥熟料粉使用。水淬高爐礦渣可經(jīng)細(xì)磨后制成表面積為每平方米500~800公斤的超細(xì)粉,成為一種具有很高潛在活性的玻璃態(tài)膠凝材料。用這些方法制得的超細(xì)鋼渣粉、礦渣粉均勻混合,并配以少量的石膏粉和其它外加劑就可制成品質(zhì)優(yōu)良的各種標(biāo)號的水泥,而正是鋼渣-礦渣水泥作膠凝材料制作的水泥混凝土更具有早期水化熱低、致密性高、耐久性好的優(yōu)點,使得我國在青藏鐵路建設(shè)中明確提出應(yīng)用這種水泥比例不得低于全部水泥用量20%的規(guī)定。
粉煤灰的資源化技術(shù)起步于上世紀(jì)50年代。美國1965年出現(xiàn)6家細(xì)灰公司,到2002年有50家大規(guī)模公司。至今連續(xù)召開幾十次國際灰渣利用會議。1974年將其列為國家最豐富的第七位礦產(chǎn)資源。英、澳、加1980年起作為水泥的孿生工業(yè)進(jìn)行經(jīng)營。中國1950年起研究;1979年利用率為10%;1995年后開始多方面應(yīng)用:墻體材料、膠凝材料、路基材料,現(xiàn)利用率尚<70%。粉煤灰是一種粘土類火山灰質(zhì)材料,具有很高的潛在水硬活性,可作為水泥摻合料,但其8%左右的多孔碳粒導(dǎo)致混凝土的需水量增加,強度和耐久性受到影響。用電選的方法脫去粉煤灰中大部分碳粒,就可大量地?fù)饺胨嘀?,替代水泥熟料,制造出低熱高耐久性的水泥。煤矸石中含金屬氧化物較少的部分,可通過細(xì)磨—懸浮態(tài)快速煅燒—再細(xì)磨的工藝生產(chǎn)出附加值很高的煤系高嶺土,以取代大量進(jìn)口的高嶺土。金屬雜質(zhì)含量較多的煤矸石可通過粉磨—低溫懸浮態(tài)煅燒—再細(xì)磨的工藝,生產(chǎn)出具有潛在活性的水泥混合材料或者用來制造低質(zhì)聚合物的水泥。
工業(yè)轉(zhuǎn)型升級的途徑:主要廢棄物的資源化可實現(xiàn)鋼鐵、能源、建材、化工等工業(yè)的聯(lián)產(chǎn);物理和化學(xué)的有效激發(fā)使廢棄物正在成為膠凝材料的主要組分。將其全部用來替代水泥熟料,可年減排CO27.5億噸、SO260多萬噸,少開采石灰石7.2億噸。今天的廢棄物必將成為明天可貴的礦產(chǎn)資源而受到人類的器重,各種工業(yè)實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)是提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),實現(xiàn)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵所在。
責(zé)編/李清
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