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工业废渣及其应用

发布日期:2012-07-16  浏览次数:2124

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文章摘要:工业废渣是指工业生产过程中排放的固体废物。中国的工业部门每年排出的废渣达数亿吨,其中以冶金、能源、采矿、化工等部门的排放

 工业废渣是指工业生产过程中排放的固体废物。中国的工业部门每年排出的废渣达数亿吨,其中以冶金、能源、采矿、化工等部门的排放量最多。处置工业废渣,需耗用大量人力、物力和财力;堆存废渣又占用大量土地;如排入水域,则淤塞河道,妨碍航运。工业废渣的处置不仅要防止污染环境,同时要将工业废渣作为二次资源利用,从而达到节约资源和保护自然环境的目的。
近百年来,应用工业废渣制作土木建筑材料,在节约资源、能源,提高产品质量以及增加品种等方面都收到了一定的成效。主要工业废渣的来源和用途见表[主要工业废渣的来源和用途表。
中国工业废渣在土木建筑材料中的应用,其重点是发展冶金渣、粉煤灰和煤矸石三大工业废渣的综合利用。其原因是:①数量上占多数,迫切需要处置。在年产2800多万吨的冶金渣中,高炉矿渣就占2000多万吨,80年代利用率已达70%以上,基本上全部用于建筑材料;钢渣每年排放量为700多万吨,利用率还不到10%,而长期堆积的已达2亿多吨;粉煤灰每年共约收集3000多万吨,根据1983年统计利用量仅为500多万吨,利用率约为18%,其中用于土木建筑材料方面约占总利用量的80%;煤矸石每年近1亿吨,而利用率仅10%。②属价值高的节能型土木建筑材料新资源。例如,按近年全国70~80%水泥掺加不同数量的粒化高炉矿渣计算,可以节约能源20~40%,降低成本10~30%;又如水利工程的混凝土中掺用了粉煤灰,取代部分水泥,既降低水化热,又有很大的经济效益,据统计,在混凝土掺用1吨粉煤灰,最多可取代水泥0.8吨,从而降低生产成本70~80元以及生产水泥所用的煤耗100多公斤。利用煤矸石中含有的可燃物质10~30%,发热量可达6700~8400焦/公斤,用作水泥或制砖等原料,可以节约大量燃料。在缺乏天然资源的工业城市和生产基地,可以就地取材,因地制宜地利用这三类工业废渣。在农村建设中,也可充分利用近处工业废料,对良田和森林等自然环境可起到一定的保护作用。③已经逐渐形成了在建筑材料中的应用技术体系。例如,高炉渣这类CaO-MgO-Al2O3-SiO2系统的玻璃状物质,通过碱性、硫酸盐激发,可以增强胶凝能力;将高炉熔渣制成膨胀矿渣珠,其质量优异,可取代膨胀矿渣,用做优质的人造轻集料。英、美、加拿大、日本等国将粒化高炉矿渣磨制成商品矿渣粉,直接掺加于混凝土中取代部分水泥。
钢渣用做胶凝材料原料和集料,有不少国家正在研究开发,中国已经进入应用阶段。粉煤灰中含有大量的直径为1~300微米含铁的铝硅酸盐玻璃微珠。绝大部分的玻璃微珠,具有轻质、高强度、保温隔热、耐磨耗、耐高温、电绝缘等特性,用途广泛;还有一些能漂浮在水面上的空心玻璃微珠,通常称为漂珠,现已较多地用作保温隔热耐火砖的原料。现在有不少国家生产和供应颗粒较细、质量均匀的商品粉煤灰,在混凝土中应用时,能够显著地节约水泥和改善混凝土性能,配制高强度混凝土、海工混凝土等。此外,粉煤灰的利用,还可为加气混凝土、新型墙体材料、人造轻集料以及用于道路基层的石灰粉煤灰混合料和填方材料等提供大宗的原材料。煤矸石的利用,则是结合矸石中的煤炭回收,发展大规模生产的砖瓦、建筑砌块和人造轻集料等建筑材料工业。除这三类工业废渣以外,80年代还有多种工业废渣在建筑材料中的应用也取得了显著的技术和经济效果,如硅粉、赤泥、磷石膏、脱硫石膏等。各种工业废渣在成分、结构和性能上各有特点,即使是同类废渣,由于来源和形成等条件不同,所呈现的特性也各异。因此,在应用之前必须进行系统研究,以确定其适用性,同时制订相应的标准、规程,作为生产和应用的依据。应用时还应加强原材料和产品的质量控制,以确保均匀性和可靠性。
 
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