固体废弃物在硅酸盐工业中的资源化再利用

2015-11-04熊润林

建材与装饰 2015年30期

关键词：陶瓷工业煤矸石尾矿

熊润林

（柳江县运通预拌混凝土有限责任公司　广西　柳江县　545001）

固体废弃物在硅酸盐工业中的资源化再利用

熊润林

（柳江县运通预拌混凝土有限责任公司广西柳江县545001）

在社会经济的发展过程中，人类产生了大量的固体废弃物，将固体废弃物应用在硅酸盐工业中可以既可以保护生态环境，又可以实现资源化再利用，对于促进我国的可持续发展具有十分重要的意义。本文基于此对固体废弃物在水泥工业、陶瓷工业以及玻璃工业中的资源化再利用进行了深入的分析。

硅酸盐工业；固体废弃物；资源化再利用

随着时代的发展和进步，现代工业在迅速发展的过程中产生了大量的固体废弃物，这些废弃物的存在给人类的生存环境带来了十分恶劣的影响，因此如何加强固体废弃物的资源化再利用以及保护生态环境日益受到世界各个国家的重视。通常情况下而言，固体废弃物主要是指人类在生产和生活过程中取用目的成分以后所遗弃的固体物质以及泥浆状的物质。在大量的固体废弃物中可用于硅酸盐工业的主要有煤矸石、建筑废料、粉煤灰、尾矿和工业废渣等。我们应当采取积极的措施，加强固体废弃物在硅酸盐工业中的资源化再利用，这对于促进我国的可持续发展具有十分重要的意义。

1　固体废弃物在水泥工业中的资源化再利用

水泥工业是硅酸盐工业的一种，它能够实现废弃物的资源化再利用，而且还能够在很大程度上销毁有毒有害的危险废弃物[1]。通常情况下而言，固体废弃物在水泥工业中的资源化再利用主要表现在固体废弃物用作水泥原料和固体废弃物用作水泥燃料两个方面。

1.1固体废弃物用作水泥原料

目前，我国固体废弃物用作水泥原料的项目已经发展成熟，粉煤灰、矿渣以及煤矸石等都能够用作水泥的原料实现资源化的再利用。山东省的某水泥公司将粉煤灰用作水泥混合材料，将煤矸石代替黏土，使用硫酸渣代替铁粉，使得水泥的性能得到了很大幅度的提升，而且还节约成本高达503万元，每段水泥的成本降低6.5元，实现了经济效益恶化生态效益的双赢。另外，广州的某公司充分利用下水道中的污泥以及城市的焚烧垃圾生产出了高强度的水泥，这对于保护脆弱的生态环境具有十分重要的帮助。总而言之，固体废弃物用作水泥原料可以实现固体废弃物的资源化再利用。

1.2固体废弃物用作水泥燃料

通常情况下而言，废油、活性炭污泥、废轮胎、废塑料以及废橡胶等固体废弃物可以用作水泥的燃料来实现资源化再利用[2]。国外的某些公司使用废轮胎、废塑料以及废橡胶作为水泥燃料代替了传统的煤粉。我国国内固体废弃物用作水泥燃料的相关项目还处于起步阶段，但是已经成功开展了利用污泥等废弃物制作水泥燃料的工业性实验，并取得了良好的结果。另外，将固体废弃物用作水泥燃料在节约不可再生能源的同时，还能减少燃煤所产生的二氧化硫以及二氧化氮等有害气体的排放，既提高了经济效益，又保护了生态环境。

2　固体废弃物在陶瓷工业中的资源化再利用

在陶瓷工业中经常实用的固体废弃物主要有煤矸石、粉煤灰以及工业废渣等，通过这些固体废弃物的应用，可以生产出建筑陶瓷、多孔陶瓷以及高性能陶瓷等很多种类的陶瓷。

2.1粉煤灰在陶瓷工业中的资源化再利用

国外的研究人员利用废瓷粉、废玻璃粉、废粘土和粉煤灰等固体废弃物研制出了一种再生陶瓷[3]。我国国内关于粉煤灰在陶瓷工业中的资源化再利用的研究也取得了一定的突破。①我国将粉煤灰作为主要原料，同时采用粘土和低温沙作为辅助原料，研制出了全瓷建筑装饰面砖。②我国利用粉煤灰和珍珠岩等作为主要原料，利用烧结工艺生产出了轻质多孔的陶瓷。为了进一步加强粉煤灰在陶瓷工业中的资源化再利用，国外正在研究一种利用粉煤灰做原料生产而成的粉煤灰泡沫陶瓷，这种陶瓷的研制成功，标志着粉煤灰在陶瓷工业中的资源化再利用进入更高水平。

2.2煤矸石在陶瓷工业中的资源化再利用

煤矸石自身呈现出特殊的层状结构，而且还含有大量的碳。煤矸石几乎不需要添加任何的其他物质便可以在高温的环境中制成陶瓷，而且这种陶瓷的强度很高。我国对煤矸石在陶瓷工业中的资源化再利用的相关研究取得了不小的突破，我国以煤矸石作为主要的原料，并通过碳热还原氮化工艺合成得到了柱状晶陶瓷基复合材料，另外，通过半工业化的实验表明，这种陶瓷的维氏硬度和断裂韧性都非常高。因此，煤矸石在陶瓷工业中的资源化再利用有着非常广阔的应用前景。

3　固体废弃物在玻璃工业中的资源化再利用

固体废弃物在玻璃工业中的资源化再利用主要表现在粉煤灰、煤矸石以及玻璃废渣等在玻璃工业中的资源化再利用。

3.1粉煤灰在玻璃工业中的资源化再利用

由于粉煤灰中的氧化铁含量非常高，因此使用粉煤灰作原料的玻璃一般都有颜色[4]。通常情况下而言，使用粉煤灰可以制成泡沫玻璃以及玻璃饰面材料等。①利用粉煤灰、尾砂以及高岭土等作为原料，可以制作黑色的工艺玻璃制品，这样可以有效取代原有的石英砂以及长石等原料。②使用粉煤灰和碎玻璃可以制成粉煤灰泡沫玻璃，这种玻璃具有良好的保温和防水性能。

3.2煤矸石在玻璃工业中的资源化再利用

煤矸石自身含有不同剂量的可燃成分，因此使用煤矸石进行玻璃生产可以在一定程度上降低能耗。另外，煤矸石的可燃成分在燃烧的过程中会产生一定的气体，因此非常有利于玻璃的发泡，在氧气缺乏的环境里能够裂解出一定量的石墨，从而有效降低玻璃液表面的张力，促进了泡沫的稳定。通常情况下而言，利用煤矸石和啤酒瓶的玻璃粉可以生产出具有吸声功能且不易老化的泡沫玻璃。

3.3璃废渣在玻璃工业中的资源化再利用

璃废渣在玻璃工业中的资源化再利用主要体现在制作微晶玻璃等方面，同时璃废渣在玻璃工业中的资源化再利用也体现在玻璃制品的研究方面。具体来看，高炉渣中含有90%以上的玻璃相，因此高炉渣对于玻璃熔制来说是非常有利的。在高炉渣用于玻璃熔制方面国外的一些发达国家做得非常出色。比如，美国在熔制琥珀色瓶罐玻璃的过程中，加入了11%左右的高炉渣，这些高炉渣都是精制的，结果，产品的合格率从86.5%提升到了93.4%。再比如，美国在浮法平板玻璃的相关材料中加入了一定量的高炉渣以后，使得玻璃的熔化速度大大提升，在此过程中节约能源高达20%左右。相比较而言，我国的高炉渣研究起步比较晚，因此在高炉渣的应用当面取得的突破比较少，但是毫无疑问的是，玻璃废渣在玻璃工业中的资源化再利用有非常广阔的发展前景。

3.4尾矿在玻璃工业中的资源化再利用

尾矿在玻璃工业中的资源化再利用主要体现在利用尾矿来制作饰面玻璃。我国东北大学的相关研究人员使用铁尾矿和钼尾矿制作黑色玻璃材料，并取得了良好的效果。具体来看，使用铁尾矿来制作黑色玻璃材料时具体的掺入量为50%左右，此时即可得到材质较好的黑色玻璃材料。使用钼尾矿来制作黑色玻璃的时候发现，玻璃的具体强度随着钼尾矿使用量的增加而增加，当钼尾矿的含量超过80%的时候，玻璃的粘度最大，非常难于成型，此时制作而成的玻璃是非晶态玻璃。同济大学的相关研究人员通过利用高钡铜尾矿、铁矿尾砂以及高铝铁硫铜矿尾矿等成功制作了饰面玻璃。尾矿制作饰面玻璃的物理性能如表1所示。