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摘要:随着国家经济的快速发展,城镇化进程不断深入,一方面固体废弃物大量排放和堆存占用宝贵土地,污染环境和危害人体健康;另一方面城乡建设发展对建材产品需求急剧增加,资源环境的约束矛盾日益突出。2011年,国家发展改革委出台的《“十二五”墙体材料革新指导意见》,明确指出了墙体材料革新重点工作:“实施利废新型墙体材料示范工程,推进大宗固体废弃物综合利用示范基地建设,通过技术研发,支持企业利用建筑废弃物、城市污泥、尾矿、磷石膏等固体废弃物生产新型墙体材料,提高综合利用效率”。国家墙改政策提出到2015年,城镇新建建筑执行不低于65%的建筑节能标准,城镇新建建筑95%达到建筑节能强制性标准的要求。毋庸置疑,保护环境与节约资源已成为基本国策,建筑节能是大势所趋,绿色环保型建筑材料的研发及推广应用成为实现建筑节能的关键。
关键词:利用工业固体废弃物;生产蒸压加气;混凝土制品;应注意;问题
利用工业固体废弃物使其资源化、保护环境的出发点是好的,应该大力提倡和积极鼓励,但必须在保证产品使用性能的前提下进行。生产实践和使用结果证明,不是所有的工业固体废弃物都可以用来生产蒸压加气混凝土。花岗岩磨削废料、金矿选矿尾矿粉、陶瓷瓷砖抛光废料瓷粉,都不宜用来生产蒸压加气混凝土制品。
1金属矿选矿尾矿粉利用
我国主要类型金属矿选矿尾矿的化学成分见表1。从表1看出,我国主要类型金属矿选矿尾矿粉的SiO2含量差别较大,普遍较低,能满足蒸压加气混凝土生产要求的不多,只有石英脉型稀有矿达到81%,高于75%的要求。在70%以上的也仅4种,其中花岗岩裂隙填充型金属矿及花岗岩破碎带交代型金属矿尾矿粉的SiO2达到72%~74%,基本可用。对于燃煤电厂粉煤灰而言,虽然SiO2达不到这一要求,但SiO2与Al2O3总量较高,更关键的是它们经过高温煅烧形成部分玻璃态硅、铝酸盐物质,其活性较高,可以给蒸压加气混凝土制品带来较高的抗压强度。
2原材料中的有害组分
原材料中不得含有对制品使用性能产生不利影响的有害组分,例如:Na2O、K2O及Cl离子、Cr离子、淤泥等。以Na2O、K2O为例,在制品生产过程中,原材料中的Na2O、K2O会与原材料中的石膏(CaSO4)特别是蒸压养护过程中反应生成Na2SO4、K2SO4。Na2SO4、K2SO4是可溶性盐,可溶解在水中,制品出釜后在大气中水分会从制品内部迁移到表面蒸发干燥。制品中的Na2O、K2O随水分迁移到制品表面结晶析出,形成带10个结晶水的Na2SO4·10H2O,K2SO4·10H2O结晶于制品表面或积存于表面内侧,即通常所说的长毛,又称“盐析”。
XRD分析证明,结晶物为Na2SO4、K2SO4。Na2SO4·10H2O结晶体积膨胀10倍,会导致制品表面一层一层剥落。在有表面装饰层时(如涂料或贴面层),会造成装饰层脱落破坏。
3花岗岩加工废料利用
花岗岩主要由石英、长石和少量黑云母等暗色矿物组成。其中石英含量为20%~60%。长石是由钾、钠、钙、铝等碱金属或碱金属组成的铝硅酸盐矿物。其主要成分为SiO2、Al2O3、CaO、Na2O、K2O等。
为了防止盐析产生或将盐析控制在允许范围内,对硅质材料中的Na2O、K2O含量之和必须控制在3%之内。从表2看出,中国花岗岩中Na2O、K2O的总量普遍偏高,在7%~9.5%之间,远远高于所允许的范围。这样的原料使蒸压加气混凝土制品产生具有破坏性的盐析是不可避免的。从这一点看,花岗岩加工废料不能用于蒸压加气混凝土产品生产。经对多个厂家考察发现,采用花岗岩加工废料生产蒸压加气混凝土企业的产品都产生不同程度的盐析长毛,这进一步验证了上述的分析。
4黄金矿选矿尾矿利用
我国黄金年产量已居世界前列,黄金矿中黄金含量很低,每吨矿石中仅以克计,因此开采黄金会产生大量尾矿。黄金生成于花岗岩类火成岩中。其选矿尾矿组分见表1中5、6、7。其中6、7两种尾矿中Na2O、K2O的总量达7%-8%。因而用其制造的蒸压加气混凝土制品存在较重盐析现象。
5问题及展望
加气混凝土业界存在着一个难以突破的瓶颈,即原料细度不能低于180目(80μm),这使得大量富硅质废渣微粉难于得以应用。因此,如何充分利用超细粉料无需细磨加工、比表面积大、反应活性高等特点,制备性能优良的轻质保温墙体材料成为亟待解决的难题。原料与制品的关联性研究有待加强,尤其是根据固体废弃物的资源情况,因地制宜,开发新的制备技术方法,提高工业废渣的综合利用水平。在加气混凝土的硅质原料选择方面,一直是以SiO2的含量为标准。实际上,制品的性能取决于水化硅酸钙的形成,而原料中SiO2的有效释放并与CaO发生化学反应是关键。因此,需要强化原料的结构及理化性质等基础研究,针对SiO2的不同赋存状态,开发活性激发技术,以最大限度的利用低硅固体废弃物资源。随着“十二五”时期工业化、城镇化进程加快,大宗固体废弃物产生和堆存占用大量土地,污染环境的问题日趨严重。同时,随着城乡建设的快速发展和现代建筑节能要求的不断提高,迫切需要开发超轻质、高强度、耐久性好,保温性能优良,能够适应外墙自保温一体化工程需要的新型加气混凝土墙体材料。因此,利用固体废弃物制备节能型建筑材料的研发及推广应用将成为重点领域。
6结语
利用工业固体废弃物使其资源化、保护环境的出发点是好的,应该大力提倡和积极鼓励,但必须在保证产品使用性能的前提下进行。生产实践和使用结果证明,不是所有的工业固体废弃物都可以用来生产蒸压加气混凝土。花岗岩磨削废料、金矿选矿尾矿粉、陶瓷瓷砖抛光废料瓷粉,都不宜用来生产蒸压加气混凝土制品。
参考文献:
[1]邵霞,陆文雄.脱硫粉煤灰的综合利用及其资源化[J].洁净煤技术,2017(5):104-106.
[2]吕文杰,李胜荣.热电厂脱硫灰的综合利用[J].热力发电,2018,38(9):7-10.
[3]邵霞.掺脱硫粉煤灰的水泥胶砂试验研究[J].粉煤灰综合利用,2018(2):36-38.
(作者单位:安徽科达机电有限公司)
关键词:利用工业固体废弃物;生产蒸压加气;混凝土制品;应注意;问题
利用工业固体废弃物使其资源化、保护环境的出发点是好的,应该大力提倡和积极鼓励,但必须在保证产品使用性能的前提下进行。生产实践和使用结果证明,不是所有的工业固体废弃物都可以用来生产蒸压加气混凝土。花岗岩磨削废料、金矿选矿尾矿粉、陶瓷瓷砖抛光废料瓷粉,都不宜用来生产蒸压加气混凝土制品。
1金属矿选矿尾矿粉利用
我国主要类型金属矿选矿尾矿的化学成分见表1。从表1看出,我国主要类型金属矿选矿尾矿粉的SiO2含量差别较大,普遍较低,能满足蒸压加气混凝土生产要求的不多,只有石英脉型稀有矿达到81%,高于75%的要求。在70%以上的也仅4种,其中花岗岩裂隙填充型金属矿及花岗岩破碎带交代型金属矿尾矿粉的SiO2达到72%~74%,基本可用。对于燃煤电厂粉煤灰而言,虽然SiO2达不到这一要求,但SiO2与Al2O3总量较高,更关键的是它们经过高温煅烧形成部分玻璃态硅、铝酸盐物质,其活性较高,可以给蒸压加气混凝土制品带来较高的抗压强度。
2原材料中的有害组分
原材料中不得含有对制品使用性能产生不利影响的有害组分,例如:Na2O、K2O及Cl离子、Cr离子、淤泥等。以Na2O、K2O为例,在制品生产过程中,原材料中的Na2O、K2O会与原材料中的石膏(CaSO4)特别是蒸压养护过程中反应生成Na2SO4、K2SO4。Na2SO4、K2SO4是可溶性盐,可溶解在水中,制品出釜后在大气中水分会从制品内部迁移到表面蒸发干燥。制品中的Na2O、K2O随水分迁移到制品表面结晶析出,形成带10个结晶水的Na2SO4·10H2O,K2SO4·10H2O结晶于制品表面或积存于表面内侧,即通常所说的长毛,又称“盐析”。
XRD分析证明,结晶物为Na2SO4、K2SO4。Na2SO4·10H2O结晶体积膨胀10倍,会导致制品表面一层一层剥落。在有表面装饰层时(如涂料或贴面层),会造成装饰层脱落破坏。
3花岗岩加工废料利用
花岗岩主要由石英、长石和少量黑云母等暗色矿物组成。其中石英含量为20%~60%。长石是由钾、钠、钙、铝等碱金属或碱金属组成的铝硅酸盐矿物。其主要成分为SiO2、Al2O3、CaO、Na2O、K2O等。
为了防止盐析产生或将盐析控制在允许范围内,对硅质材料中的Na2O、K2O含量之和必须控制在3%之内。从表2看出,中国花岗岩中Na2O、K2O的总量普遍偏高,在7%~9.5%之间,远远高于所允许的范围。这样的原料使蒸压加气混凝土制品产生具有破坏性的盐析是不可避免的。从这一点看,花岗岩加工废料不能用于蒸压加气混凝土产品生产。经对多个厂家考察发现,采用花岗岩加工废料生产蒸压加气混凝土企业的产品都产生不同程度的盐析长毛,这进一步验证了上述的分析。
4黄金矿选矿尾矿利用
我国黄金年产量已居世界前列,黄金矿中黄金含量很低,每吨矿石中仅以克计,因此开采黄金会产生大量尾矿。黄金生成于花岗岩类火成岩中。其选矿尾矿组分见表1中5、6、7。其中6、7两种尾矿中Na2O、K2O的总量达7%-8%。因而用其制造的蒸压加气混凝土制品存在较重盐析现象。
5问题及展望
加气混凝土业界存在着一个难以突破的瓶颈,即原料细度不能低于180目(80μm),这使得大量富硅质废渣微粉难于得以应用。因此,如何充分利用超细粉料无需细磨加工、比表面积大、反应活性高等特点,制备性能优良的轻质保温墙体材料成为亟待解决的难题。原料与制品的关联性研究有待加强,尤其是根据固体废弃物的资源情况,因地制宜,开发新的制备技术方法,提高工业废渣的综合利用水平。在加气混凝土的硅质原料选择方面,一直是以SiO2的含量为标准。实际上,制品的性能取决于水化硅酸钙的形成,而原料中SiO2的有效释放并与CaO发生化学反应是关键。因此,需要强化原料的结构及理化性质等基础研究,针对SiO2的不同赋存状态,开发活性激发技术,以最大限度的利用低硅固体废弃物资源。随着“十二五”时期工业化、城镇化进程加快,大宗固体废弃物产生和堆存占用大量土地,污染环境的问题日趨严重。同时,随着城乡建设的快速发展和现代建筑节能要求的不断提高,迫切需要开发超轻质、高强度、耐久性好,保温性能优良,能够适应外墙自保温一体化工程需要的新型加气混凝土墙体材料。因此,利用固体废弃物制备节能型建筑材料的研发及推广应用将成为重点领域。
6结语
利用工业固体废弃物使其资源化、保护环境的出发点是好的,应该大力提倡和积极鼓励,但必须在保证产品使用性能的前提下进行。生产实践和使用结果证明,不是所有的工业固体废弃物都可以用来生产蒸压加气混凝土。花岗岩磨削废料、金矿选矿尾矿粉、陶瓷瓷砖抛光废料瓷粉,都不宜用来生产蒸压加气混凝土制品。
参考文献:
[1]邵霞,陆文雄.脱硫粉煤灰的综合利用及其资源化[J].洁净煤技术,2017(5):104-106.
[2]吕文杰,李胜荣.热电厂脱硫灰的综合利用[J].热力发电,2018,38(9):7-10.
[3]邵霞.掺脱硫粉煤灰的水泥胶砂试验研究[J].粉煤灰综合利用,2018(2):36-38.
(作者单位:安徽科达机电有限公司)