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第47章 建立墙体材料生态工业园的设想

墙体材料企业不仅可以通过内部循环减量实现清洁化生产,还可以实现区域和产业层次的资源再生利用,利用其他行业排出的固体废弃物或废渣生产墙体材料。与矿产企业共生,可利用的废弃物主要为采矿、选矿产生的剥离土、硼泥、赤泥、废石、尾矿废料以及选煤废料煤矸石。与工业化生产共生,可利用的工业废渣物有钢渣、高炉水淬渣、炉渣、铸造渣,石油加工中排出的油母页岩等;与电力工业企业共生,可利用粉煤灰、煤渣等;与化学工业共生,可利用产生的废渣如硫渣、磷渣等。与农场共生,可利用农业收获后留下的剩余物,如秸秆、谷壳、稻草等,代替木制纤维生产人造板,它是一种不断再生的自然资源,应用前景十分广阔。还可以利用各种化学石膏生产石膏板和石膏砌块等墙体材料,如用石灰物质治理污染气体脱硫排放出来的石膏或是生产磷肥时排放出的磷石膏,生产氢氟酸过程中排出的氟石膏,生产柠檬酸过程中排放的柠檬石膏。按照这样的模式,可以建立生态工业园,在工业园区采用废物交换、清洁生产等手段把一个企业产生的副产品或废物作为墙体材料企业的原材料,实现物质闭路循环和能量梯级利用。形成相互依存的工业生态系统,充分利用再生资源,实现整个产业体系向外部环境的零排放。真正实现墙体材料产业与环境的协调发展。

粉煤灰是火、热电厂用煤燃烧发电后排出的工业废弃物,我国的电力主要是燃煤火力发电,每年电力工业的排放量达1亿多吨,目前有60%左右没有完全利用,随着我国发电技术的大幅提高,燃烧效率大大提高,排出的粉煤灰的细度大、烧失量小,有很好的水化硬化活性。除了用于其他建材产品以及筑路外,是生产墙体材料的最佳原料,如生产粉煤灰蒸压砖,粉煤灰砌块、粉煤灰加气混凝土或轻质墙板、粉煤灰空心墙板和粉煤灰硅酸钙板、粉煤灰砂浆等。烧失量较大的粉煤灰又是生产粉煤灰烧结砖、烧结粉煤灰陶粒的好原料,不仅能减少资源的消耗,还可以充分利用其所含有的热能。

粉煤灰加气混凝土砌块是所有墙体材料产品中惟一可单独使用不需要采用绝热材料用作外墙就可以达到建筑节能50%指标的墙体材料,它容重小、孔隙率高、导热系数低、保温性能好。生产粉煤灰加气混凝土砌块和建筑板材可以消化大量的粉煤灰,同时还可以利用电厂的剩余蒸汽,满足生产用蒸汽的需要。降低了建厂投资,降低了生产成本。

煤矸石是煤矿生产过程中采煤和洗煤时被分离出来的工业废渣,一般其排放量占原煤产量的15%~20%,由于我国一次能源主要依靠原煤,长期以来煤矸石堆积一直持续增加,已成为我国排放量最大的工业固体废弃物。不仅占用大量的土地,而且长期堆积会发生自燃,严重污染大气环境,软质的泥灰质煤矸石只要发热量控制在3 900kJ以下,是生产全煤矸石烧结砖的好原料,可以实现制砖不用土、烧砖不用煤。煤矸石在墙体材料的应用,除了用于生产烧结砖外,还可以经过一定处理生产蒸压煤矸石砖、煤矸石砌块、建筑空心砌块。

(一)建筑垃圾生产建筑砌块

建筑垃圾是建筑固体废弃物(包括道路、桥梁、过时水利设施等)包括废砖、石块、废混凝土等,每年我国将产生数亿吨的建筑废料,这些建筑废料绝大部分是无机材料或是经高温焙烧制造出来的,在自然条件下很难消解,堆放这些建筑废料不仅占用大量的土地,而且对周围的自然环境造成严重危害。在国外大量回收利用建筑垃圾已有很多成功的经验,在我国综合利用建筑垃圾的工作才刚起步,目前墙体材料产品主要为建筑砌块。其生产工艺为建筑垃圾按类分检、破碎、分级配料,以水泥为胶凝材料经混合、搅拌压制成型、养护制成建筑砌块。

(二)城市生活垃圾制砖

随着我国城镇化建设步伐的加快,城市垃圾越来越多,给生态环境带来了巨大的压力。城市垃圾成分较复杂,综合利用难度大,无害化处理后,仍排出40%左右的无机废料,我国从上世纪80年代就开始对城市生活垃圾制砖进行研究,由于政策、资金等方面的原因,目前仍处于小规模的试验阶段,将垃圾中的无机物资源化用于生产墙体材料是完全消纳生活垃圾的有效途径,未来是大有作为的。

(三)江河淤泥制砖

江河淤泥是疏浚河道、清淤过程中排出的水分含量较高的固体废弃物。一般利用筑堤围塘堆放,占用了大量的土地资源,污染环境。淤泥中大量存在的是黏土泥沙与黏土的化学成分接近,综合利用淤泥生产烧结砖,既有利于保护土地发展农业,又有利于改善环境同时也为制砖原料短缺的地方提供了很好原料来源,我国已经在利用淤泥制砖研究开发方面做了大量的工作,淤泥需要脱水,虽然制砖成本相对较高,但在我国江浙一带已经开始利用淤泥生产烧结砖,大力发展江河淤泥制砖还需要政策的支持和配合。

总之,墙体材料清洁生产、再生资源利用、污染治理构成了墙体材料工业循环发展生态设计的技术支撑体系,即烧结多孔砖、空心砖生产技术,混凝土空心砌块生产技术、轻型板材生产技术、烟气净化技术等。特别是全煤矸石和高掺量粉煤灰烧结空心砖生产技术及成套设备和自动化控制、江河淤泥制砖生产、建筑垃圾生产建筑砌块、城市生活垃圾制砖、工业尾矿、化学石膏、农业废渣等生产墙体材料的综合利用技术。这些技术在减少资源和能源的消耗、改善生态环境、带动整个墙体材料工业技术进步发挥了重要作用,采用这些技术的企业已经成为行业清洁生产的排头兵,为建筑工业提供了性能优良的清洁的墙体材料。同时也解决了或减轻了相关工业的环境污染问题,也是解决社会废物回收和再利用问题的有效途径之一。通过这些技术来改造现有的墙体材料生产企业,改造排放超标的企业;利用这些技术可兴建一批规模大、机械化自动化水平高、清洁化生产的集约经营的企业集团,建立与之相关的工业生态工业园,以实现墙体材料产业结构的战略调整,扭转靠消耗资源、大量浪费能源、破坏生态环境增长的局面,逐渐建立一个“资源—生产—再生资源”的循环增长模式,实现墙体材料工业的可持续发展。

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