谷向民 侯京田

（山東魯碧建材有限公司，山東 濟南 271103）

近年來，我國對固體廢棄物開展全面回收和有效運用，推進清潔生產(chǎn)與循環(huán)經(jīng)濟進步。鼓勵、支持使用有利于保護生態(tài)環(huán)境的集中處理固體廢棄物的方式，以利固體廢棄物環(huán)境污染預(yù)防產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

1 工業(yè)廢渣的分類

工礦企業(yè)生產(chǎn)時排放出的固體廢棄物就是工業(yè)廢料，如：采礦廢棄物、冶金廢棄物、化工廢棄物、燃料廢棄物等。我國工礦企業(yè)數(shù)量較多，工業(yè)廢棄物品種、數(shù)目較多，成分復(fù)雜。采集礦石、煤炭時，會出現(xiàn)被剝離的碎石、挖掘碎石、煤矸石、選礦廢石等；冶煉各類金屬時，會排放出礦的廢棄物和鋼、鎂、銅礦、化鐵爐等廢棄物；化工生產(chǎn)企業(yè)會排放出硫酸、電石、煤氣爐、磷、鉻等廢棄物；燃料燃燒后，會產(chǎn)生煙道灰、煤粉等爐內(nèi)廢棄物。

2 工業(yè)廢渣的危害

工業(yè)廢棄物外排對自然生態(tài)環(huán)境以及人類的生存環(huán)境造成極大影響。處理工業(yè)廢棄物極具困難，堆放的數(shù)量越多，侵占土壤資源就越多。廢棄物中有害物質(zhì)會污染土壤，致使草木無法生長。大量工業(yè)固體廢棄物倒入河流、湖泊內(nèi)，導(dǎo)致水污染、水域內(nèi)的生物死亡、堵塞河流、抬高河床、危害水利流域以及航行的安全?？扇芙獾墓I(yè)廢棄物伴隨雨水、地表水向地下滲透，改變地底水質(zhì)酸堿性，甚至出現(xiàn)毒化，影響飲用水的安全以及植物的生長。堆放工業(yè)廢棄物時，若含有細小顆粒料會加大空氣中粉塵濃度，增加大氣粉塵污染。廢棄物在自燃、揮發(fā)以及發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時，產(chǎn)生的有毒、有害氣體也會嚴重污染空氣。

3 工業(yè)廢渣處理方法

3.1 填埋法

填埋主要是掩埋處置有害的工業(yè)廢棄物，重點是要確保填埋的安全性，操作時要細致地對目標地區(qū)地質(zhì)情況、水文特點開展調(diào)研，挑選干旱或半干旱地域，避免因滲透、濾瀝產(chǎn)生的廢棄物淋出或排放到地下水，污染地下水以及四周環(huán)境。處理有害物質(zhì)時，要嚴格登記有害物質(zhì)、廢棄物的種類、數(shù)量、堆放區(qū)域等內(nèi)容，避免各種物質(zhì)間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。同時，對淋出液體開展有效地監(jiān)督檢測，填埋水溶性廢棄物前，鋪設(shè)塑料薄膜以及瀝青，做好防滲漏工作，避免底層發(fā)生滲漏。

3.2 焚化法

工業(yè)廢棄物內(nèi)含很多有毒、有害物質(zhì)，其毒性源于該物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)，與所含元素?zé)o關(guān)。因此，一般處理這類工業(yè)廢棄物時，需要采用焚燒的方式把有機物轉(zhuǎn)化為水、二氧化碳、灰粉、少量或微量的氮、硫、鹵素以及磷的化合物。

3.3 化學(xué)處理法

化學(xué)處理法重點是通過化學(xué)反應(yīng)的形式把有毒、有害的工業(yè)廢棄物轉(zhuǎn)換成少量或微量的無毒物質(zhì)，包括氧化還原、酸堿中和、化學(xué)沉淀等方法。另外，還可以使用瀝青、水泥、含硅酸鹽的物質(zhì)和材料實施化學(xué)固定方式處理。

3.4 生物處理法

生物處理法是采用生物降解的形式來處理有機物廢棄物，一般采取滴瀝池、活性污泥、氧化塘、氣化池、土地處理等方式。

3.5 海洋投棄

在不影響海洋生態(tài)環(huán)境的前提下，可以把不含鎘、汞等有毒、有害物質(zhì)，經(jīng)過處理或回收利用的工業(yè)廢棄物和垃圾投入大海。塑料制品、原油、放射性物質(zhì)以及漂浮物不可投入海洋，避免出現(xiàn)海洋污染。

4 工業(yè)廢渣在水泥工業(yè)中的應(yīng)用

4.1 粉煤灰

粉狀煤灰主要來源于中、大型火力發(fā)電鍋爐，還有一部分源于城市集中供熱的鍋爐。依據(jù)相關(guān)資料不完全統(tǒng)計，我國每年排灰用水量在10 億噸左右，占地面積達33 333m2。截至目前，總堆放量已經(jīng)超過10 億噸，即便每年粉煤的利用量在不斷提高，但年利用率依舊無法達到年排放量的一半。

經(jīng)篩選，符合相關(guān)標準、達到水泥生產(chǎn)標號的粉煤灰能夠當(dāng)做混合料。以摻入粉煤灰多少為依據(jù)，可以生產(chǎn)摻入粉煤灰量在8%以下礦的廢棄物硅酸鹽水泥、低于8%的一般水泥、混合料摻入總量為20%～50%的復(fù)合型水泥。由于粉煤灰結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，內(nèi)比面積小，水熱化、縮減性較低，抗凍能力強，被廣泛應(yīng)用于民用以及工業(yè)用房屋，尤其是水工建筑、大體積混凝土和海港項目。

4.2 脫硫石膏

近年來，我國增強節(jié)能環(huán)保力度，安裝的脫硫機組大致在1.5 億千瓦，石膏年產(chǎn)量在3 000 萬噸左右，若不及時處置任其堆放，會加快環(huán)境污染，反之，就可以變廢為寶。濕法脫硫技術(shù)生產(chǎn)的脫硫石膏，其成分大部分是二水硫酸鈣，還有未反應(yīng)的亞硫酸鈣、石灰石和其他雜質(zhì)。煙氣脫硫石膏作為水泥緩凝劑，在凝結(jié)時長、水泥強度、細度、相關(guān)性能方面有著顯著優(yōu)勢。工業(yè)廢料之一脫硫石膏可以代替二水石膏，節(jié)約很多礦物質(zhì)，降低企業(yè)成本投入，減少廢棄物排放。

4.3 鎂渣

我國是全球最大的鎂的生產(chǎn)及出口國家，原鎂產(chǎn)量占全球整體產(chǎn)量的七成。鎂的廢棄物能優(yōu)化生料自身的易燃性，有利于產(chǎn)生C35、降低液體的對比溫度和CO2的排放量。自上世紀末，山西的部分水泥生產(chǎn)公司利用鎂的廢棄物，生產(chǎn)復(fù)合水泥與一般硅酸鹽水泥，并運用于民用與工業(yè)房屋建造上。鎂渣在水泥生產(chǎn)中主要作為水泥混合料和生產(chǎn)配料，《鎂渣硅酸鹽水泥》GB/T 23933-2009 標準規(guī)定硅酸鹽水泥石膏和熟料之中，可以摻入12%～25%的鎂渣。鎂渣的外部形態(tài)和粉煤灰極為接近，比粉煤灰難以存儲，易污染環(huán)境。

4.4 礦渣

工業(yè)生產(chǎn)過程中，礦渣種類較多，本文主要研究粒化高爐礦渣。利用高爐進行冶煉時，為降低冶煉溫度，會加入適量石灰石和白云石作為溶劑。鐵礦石含有的土質(zhì)和焦炭能夠同溶劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生產(chǎn)出MgO、CaO 等熔融物，經(jīng)冷卻水制冷后生成顆粒物質(zhì)，這種顆粒物被稱為高爐礦渣。我國工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)每年會產(chǎn)生數(shù)量較多的礦渣，礦渣中含有大量玻璃體，屬于活性材料。如果不及時處理，會對環(huán)境產(chǎn)生較大影響。如果礦渣細度較粗，與水混合不發(fā)生反應(yīng)，表明水的硬性較弱。如果礦渣含有水泥熟料或石膏等，與水混合能夠發(fā)生劇烈化學(xué)反應(yīng)，形成水化產(chǎn)物，提高水泥強度。

4.5 磷石膏

磷石膏作為一種副產(chǎn)物，進行脫酸處理后可以替代天然石膏，并可以應(yīng)用于水泥生產(chǎn)過程中起到緩凝劑的作用。磷石膏自身P205含量較大，作為緩凝劑通常會降低水泥強度，易出現(xiàn)凝結(jié)較慢的現(xiàn)象，無法達到天然石膏的效果。但經(jīng)過脫酸處理后，就能有效調(diào)控其凝結(jié)時間。這種材料價格較低，能夠隨時獲取，改良后可以在水泥生產(chǎn)過程中發(fā)揮比天然石膏更好的作用。

5 工業(yè)廢渣應(yīng)用前景分析

水泥產(chǎn)業(yè)不僅耗損能源，還會產(chǎn)生很多粉塵以及有毒、有害氣體，破壞自然環(huán)境，導(dǎo)致水泥生產(chǎn)同保護生態(tài)環(huán)境間的矛盾日益加劇。如今，許多國家正進一步探索水泥的生產(chǎn)償還能力。首先，水泥生產(chǎn)在消化和使用工業(yè)廢棄物上有著極大的潛能，具有極大的經(jīng)濟和社會效益。其次，工業(yè)廢渣被應(yīng)用于水泥生產(chǎn)，可以有效減少粉塵以及有害氣體的排放、避免能源浪費、節(jié)約原材料、降低成本，實現(xiàn)節(jié)能減排的目標。利用工業(yè)廢渣生產(chǎn)水泥，不但能推動我國生態(tài)環(huán)境保護行業(yè)技術(shù)的發(fā)展，還能促進我國經(jīng)濟發(fā)展。因此，在水泥生產(chǎn)領(lǐng)域中，利用工業(yè)廢渣作為生產(chǎn)原材料，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。

6 結(jié)語

隨著我國水泥行業(yè)的發(fā)展，工業(yè)廢渣在水泥生產(chǎn)中的利用率不斷提高，節(jié)約資源、清潔生產(chǎn)與水泥生產(chǎn)緊密相聯(lián)。在保護環(huán)境、節(jié)約資源、可持續(xù)發(fā)展方面，水泥行業(yè)應(yīng)主動承擔(dān)責(zé)任，貫徹落實“金山銀山就是綠水青山”的可持續(xù)發(fā)展理念，為我國可持續(xù)發(fā)展作出貢獻。