固體廢棄物在硅酸鹽工業(yè)中的資源化再利用

熊潤林

（柳江縣運通預(yù)拌混凝土有限責(zé)任公司　廣西　柳江縣　545001）

固體廢棄物在硅酸鹽工業(yè)中的資源化再利用

熊潤林

（柳江縣運通預(yù)拌混凝土有限責(zé)任公司廣西柳江縣545001）

在社會經(jīng)濟的發(fā)展過程中，人類產(chǎn)生了大量的固體廢棄物，將固體廢棄物應(yīng)用在硅酸鹽工業(yè)中可以既可以保護生態(tài)環(huán)境，又可以實現(xiàn)資源化再利用，對于促進我國的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。本文基于此對固體廢棄物在水泥工業(yè)、陶瓷工業(yè)以及玻璃工業(yè)中的資源化再利用進行了深入的分析。

硅酸鹽工業(yè)；固體廢棄物；資源化再利用

隨著時代的發(fā)展和進步，現(xiàn)代工業(yè)在迅速發(fā)展的過程中產(chǎn)生了大量的固體廢棄物，這些廢棄物的存在給人類的生存環(huán)境帶來了十分惡劣的影響，因此如何加強固體廢棄物的資源化再利用以及保護生態(tài)環(huán)境日益受到世界各個國家的重視。通常情況下而言，固體廢棄物主要是指人類在生產(chǎn)和生活過程中取用目的成分以后所遺棄的固體物質(zhì)以及泥漿狀的物質(zhì)。在大量的固體廢棄物中可用于硅酸鹽工業(yè)的主要有煤矸石、建筑廢料、粉煤灰、尾礦和工業(yè)廢渣等。我們應(yīng)當(dāng)采取積極的措施，加強固體廢棄物在硅酸鹽工業(yè)中的資源化再利用，這對于促進我國的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。

1　固體廢棄物在水泥工業(yè)中的資源化再利用

水泥工業(yè)是硅酸鹽工業(yè)的一種，它能夠?qū)崿F(xiàn)廢棄物的資源化再利用，而且還能夠在很大程度上銷毀有毒有害的危險廢棄物[1]。通常情況下而言，固體廢棄物在水泥工業(yè)中的資源化再利用主要表現(xiàn)在固體廢棄物用作水泥原料和固體廢棄物用作水泥燃料兩個方面。

1.1固體廢棄物用作水泥原料

目前，我國固體廢棄物用作水泥原料的項目已經(jīng)發(fā)展成熟，粉煤灰、礦渣以及煤矸石等都能夠用作水泥的原料實現(xiàn)資源化的再利用。山東省的某水泥公司將粉煤灰用作水泥混合材料，將煤矸石代替黏土，使用硫酸渣代替鐵粉，使得水泥的性能得到了很大幅度的提升，而且還節(jié)約成本高達503萬元，每段水泥的成本降低6.5元，實現(xiàn)了經(jīng)濟效益惡化生態(tài)效益的雙贏。另外，廣州的某公司充分利用下水道中的污泥以及城市的焚燒垃圾生產(chǎn)出了高強度的水泥，這對于保護脆弱的生態(tài)環(huán)境具有十分重要的幫助?？偠灾腆w廢棄物用作水泥原料可以實現(xiàn)固體廢棄物的資源化再利用。

1.2固體廢棄物用作水泥燃料

通常情況下而言，廢油、活性炭污泥、廢輪胎、廢塑料以及廢橡膠等固體廢棄物可以用作水泥的燃料來實現(xiàn)資源化再利用[2]。國外的某些公司使用廢輪胎、廢塑料以及廢橡膠作為水泥燃料代替了傳統(tǒng)的煤粉。我國國內(nèi)固體廢棄物用作水泥燃料的相關(guān)項目還處于起步階段，但是已經(jīng)成功開展了利用污泥等廢棄物制作水泥燃料的工業(yè)性實驗，并取得了良好的結(jié)果。另外，將固體廢棄物用作水泥燃料在節(jié)約不可再生能源的同時，還能減少燃煤所產(chǎn)生的二氧化硫以及二氧化氮等有害氣體的排放，既提高了經(jīng)濟效益，又保護了生態(tài)環(huán)境。

2　固體廢棄物在陶瓷工業(yè)中的資源化再利用

在陶瓷工業(yè)中經(jīng)常實用的固體廢棄物主要有煤矸石、粉煤灰以及工業(yè)廢渣等，通過這些固體廢棄物的應(yīng)用，可以生產(chǎn)出建筑陶瓷、多孔陶瓷以及高性能陶瓷等很多種類的陶瓷。

2.1粉煤灰在陶瓷工業(yè)中的資源化再利用

國外的研究人員利用廢瓷粉、廢玻璃粉、廢粘土和粉煤灰等固體廢棄物研制出了一種再生陶瓷[3]。我國國內(nèi)關(guān)于粉煤灰在陶瓷工業(yè)中的資源化再利用的研究也取得了一定的突破。①我國將粉煤灰作為主要原料，同時采用粘土和低溫沙作為輔助原料，研制出了全瓷建筑裝飾面磚。②我國利用粉煤灰和珍珠巖等作為主要原料，利用燒結(jié)工藝生產(chǎn)出了輕質(zhì)多孔的陶瓷。為了進一步加強粉煤灰在陶瓷工業(yè)中的資源化再利用，國外正在研究一種利用粉煤灰做原料生產(chǎn)而成的粉煤灰泡沫陶瓷，這種陶瓷的研制成功，標(biāo)志著粉煤灰在陶瓷工業(yè)中的資源化再利用進入更高水平。

2.2煤矸石在陶瓷工業(yè)中的資源化再利用

煤矸石自身呈現(xiàn)出特殊的層狀結(jié)構(gòu)，而且還含有大量的碳。煤矸石幾乎不需要添加任何的其他物質(zhì)便可以在高溫的環(huán)境中制成陶瓷，而且這種陶瓷的強度很高。我國對煤矸石在陶瓷工業(yè)中的資源化再利用的相關(guān)研究取得了不小的突破，我國以煤矸石作為主要的原料，并通過碳熱還原氮化工藝合成得到了柱狀晶陶瓷基復(fù)合材料，另外，通過半工業(yè)化的實驗表明，這種陶瓷的維氏硬度和斷裂韌性都非常高。因此，煤矸石在陶瓷工業(yè)中的資源化再利用有著非常廣闊的應(yīng)用前景。

3　固體廢棄物在玻璃工業(yè)中的資源化再利用

固體廢棄物在玻璃工業(yè)中的資源化再利用主要表現(xiàn)在粉煤灰、煤矸石以及玻璃廢渣等在玻璃工業(yè)中的資源化再利用。

3.1粉煤灰在玻璃工業(yè)中的資源化再利用

由于粉煤灰中的氧化鐵含量非常高，因此使用粉煤灰作原料的玻璃一般都有顏色[4]。通常情況下而言，使用粉煤灰可以制成泡沫玻璃以及玻璃飾面材料等。①利用粉煤灰、尾砂以及高嶺土等作為原料，可以制作黑色的工藝玻璃制品，這樣可以有效取代原有的石英砂以及長石等原料。②使用粉煤灰和碎玻璃可以制成粉煤灰泡沫玻璃，這種玻璃具有良好的保溫和防水性能。

3.2煤矸石在玻璃工業(yè)中的資源化再利用

煤矸石自身含有不同劑量的可燃成分，因此使用煤矸石進行玻璃生產(chǎn)可以在一定程度上降低能耗。另外，煤矸石的可燃成分在燃燒的過程中會產(chǎn)生一定的氣體，因此非常有利于玻璃的發(fā)泡，在氧氣缺乏的環(huán)境里能夠裂解出一定量的石墨，從而有效降低玻璃液表面的張力，促進了泡沫的穩(wěn)定。通常情況下而言，利用煤矸石和啤酒瓶的玻璃粉可以生產(chǎn)出具有吸聲功能且不易老化的泡沫玻璃。

3.3璃廢渣在玻璃工業(yè)中的資源化再利用

璃廢渣在玻璃工業(yè)中的資源化再利用主要體現(xiàn)在制作微晶玻璃等方面，同時璃廢渣在玻璃工業(yè)中的資源化再利用也體現(xiàn)在玻璃制品的研究方面。具體來看，高爐渣中含有90%以上的玻璃相，因此高爐渣對于玻璃熔制來說是非常有利的。在高爐渣用于玻璃熔制方面國外的一些發(fā)達國家做得非常出色。比如，美國在熔制琥珀色瓶罐玻璃的過程中，加入了11%左右的高爐渣，這些高爐渣都是精制的，結(jié)果，產(chǎn)品的合格率從86.5%提升到了93.4%。再比如，美國在浮法平板玻璃的相關(guān)材料中加入了一定量的高爐渣以后，使得玻璃的熔化速度大大提升，在此過程中節(jié)約能源高達20%左右。相比較而言，我國的高爐渣研究起步比較晚，因此在高爐渣的應(yīng)用當(dāng)面取得的突破比較少，但是毫無疑問的是，玻璃廢渣在玻璃工業(yè)中的資源化再利用有非常廣闊的發(fā)展前景。

3.4尾礦在玻璃工業(yè)中的資源化再利用

尾礦在玻璃工業(yè)中的資源化再利用主要體現(xiàn)在利用尾礦來制作飾面玻璃。我國東北大學(xué)的相關(guān)研究人員使用鐵尾礦和鉬尾礦制作黑色玻璃材料，并取得了良好的效果。具體來看，使用鐵尾礦來制作黑色玻璃材料時具體的摻入量為50%左右，此時即可得到材質(zhì)較好的黑色玻璃材料。使用鉬尾礦來制作黑色玻璃的時候發(fā)現(xiàn)，玻璃的具體強度隨著鉬尾礦使用量的增加而增加，當(dāng)鉬尾礦的含量超過80%的時候，玻璃的粘度最大，非常難于成型，此時制作而成的玻璃是非晶態(tài)玻璃。同濟大學(xué)的相關(guān)研究人員通過利用高鋇銅尾礦、鐵礦尾砂以及高鋁鐵硫銅礦尾礦等成功制作了飾面玻璃。尾礦制作飾面玻璃的物理性能如表1所示。

4　結(jié)束語

綜上所述，隨著時代的發(fā)展和進步，大量的固體廢棄物給人類的生存環(huán)境帶來了十分惡劣的影響。在大量的固體廢棄物中可用于硅酸鹽工業(yè)的主要有煤矸石、建筑廢料、粉煤灰、尾礦和工業(yè)廢渣等。因此，我們應(yīng)當(dāng)采取積極的措施，加強固體廢棄物在硅酸鹽工業(yè)中的資源化再利用，這對于促進我國的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。

表1　尾礦制作飾面玻璃的物理性能

[1]范衛(wèi)國.建筑廢棄物資源化管理：域外經(jīng)驗與中國路徑[J].當(dāng)代經(jīng)濟管理，2014，10：92～97.

[2]黃永珍.固體廢棄物在水泥熟料生產(chǎn)中的資源化利用[J].安徽建筑工業(yè)學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2011，05：61～67.

[3]張波.固體廢棄物在新型墻體材料中的資源化利用[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2012，06：89～90.

[4]盧超，賈鐵昆，王曉峰，黨信，李建偉.固體廢棄物在綠色建筑砂漿中應(yīng)用的研究進展[J].廣州化工，2012，13：8～11.

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2015-5-10