田軍吉
利用熒光光譜對(duì)大宗工業(yè)固廢進(jìn)行成分分析,利用萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)對(duì)大宗工業(yè)產(chǎn)品樣品進(jìn)行抗折強(qiáng)度分析,支撐了產(chǎn)業(yè)集群構(gòu)想,建立工業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)園區(qū),實(shí)現(xiàn)大宗工業(yè)固廢制備多品種陶瓷建材,帶動(dòng)地方產(chǎn)業(yè)、經(jīng)濟(jì)、就業(yè),降低大宗工業(yè)固廢污染。
煤、電、鋼、材等傳統(tǒng)工業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中,產(chǎn)生了大量煤矸石、粉煤灰、冶煉廢渣、采礦廢石、選礦尾礦等大宗工業(yè)固體廢棄物,喪失了原有利用價(jià)值或者雖未喪失利用價(jià)值但被拋棄或者放棄的固體廢物,對(duì)環(huán)境造成了不可估算的影響和污染。歷年來(lái),工業(yè)固廢存量超過(guò)600億噸,占地超過(guò)200萬(wàn)公頃,不僅占用土地、浪費(fèi)資源,而且對(duì)環(huán)境和安全產(chǎn)生了極大隱患,危害生態(tài)環(huán)境和人體健康。雖在二次資源循環(huán)利用方面開(kāi)展了處置工作,但因存量基數(shù)太大,新增固廢量減少不太明顯,總體量存依然龐大。對(duì)此,對(duì)如何進(jìn)一步提高固廢資源的綜合利用率、提升資源化利用產(chǎn)品的附加值,已經(jīng)成為社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境發(fā)展所急需解決的重要課題。
一、現(xiàn)狀
隨著我國(guó)循環(huán)經(jīng)濟(jì)、清潔生產(chǎn)、化解過(guò)剩產(chǎn)能、供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革等相關(guān)政策的實(shí)施,去了部分煤炭、鋼鐵等產(chǎn)能,從源頭實(shí)現(xiàn)了固廢減排。從2008年以來(lái),我國(guó)工業(yè)固廢產(chǎn)生量呈先增長(zhǎng)后下降的趨勢(shì),2017年工業(yè)固廢產(chǎn)生量為29.41億噸;總體來(lái)講,近10年的工業(yè)固廢處置量均不理想,最大處置量8.37億噸,據(jù)了解大部分處置方式為垃圾填埋、堆放。2017年11月,國(guó)家環(huán)保部發(fā)布的《全國(guó)大、中城市固體廢物污染環(huán)境防治年報(bào)》統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析,214個(gè)大、中城市2016年工業(yè)固廢產(chǎn)生量為14.8億噸,占全國(guó)工業(yè)固廢產(chǎn)生量的一半,其中綜合利用量為8.6億噸、處置量為3.8億噸、貯存量5.5為億噸,工業(yè)固廢綜合利用量占利用處理總量的48%,處置、貯存分別占21.2%和30.7%,綜合利用仍是處置工業(yè)固廢的主要途徑。美國(guó)、德國(guó)、日本、英國(guó)、荷蘭、法國(guó)等國(guó)家的物資循環(huán)利用效率雖不斷提高,但在一個(gè)國(guó)家尺度上,所有循環(huán)利用的物質(zhì)量都沒(méi)有超過(guò)原生物的15%。從目前現(xiàn)狀看,大宗工業(yè)固廢并未真正實(shí)現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,還處于探索階段。
根據(jù)《2018-2024年海外建筑行業(yè)分析與未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)報(bào)告》:近年來(lái),海外建筑收入占總收入比重在80%以上的僅有歐洲的豪赫蒂夫與ACS兩家企業(yè)。而海外收入占總收入比重低于30%的僅有日本的大林組與鹿島建設(shè)兩家企業(yè),但近年來(lái)海外收入占比正在逐年上升。整體來(lái)看,除了美國(guó)的AECOM及福陸公司海外收入占比在逐年下滑外,其余企業(yè)的海外收入占比呈現(xiàn)逐年上升趨勢(shì)。隨著2008年金融危機(jī)后投資需求短期回升后,近兩年國(guó)內(nèi)投資需求有所下滑,海外市場(chǎng)成為全球工程企業(yè)的重要競(jìng)爭(zhēng)地。
美國(guó)連鎖混凝土路面磚學(xué)會(huì)(IGPI):近期美國(guó)聯(lián)邦政府為刺激經(jīng)濟(jì),開(kāi)始針對(duì)建筑行業(yè)下?lián)艽罅抠Y金,多個(gè)部門總計(jì)下?lián)?00多億美元。
根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2018-2023年中國(guó)民用建筑行業(yè)發(fā)展前景與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》,2017年全年全社會(huì)建筑業(yè)增加值55689億元,比上年增長(zhǎng)4.3%。根據(jù)2017年建筑業(yè)來(lái)看,我國(guó)建筑蓬勃發(fā)展,對(duì)建筑材料無(wú)疑需求很大,市場(chǎng)供給關(guān)系緊張,尤其是具有高科技含量的大宗工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)品,充分說(shuō)明了景觀磚、新型陶瓷透水磚、歐式連鎖瓦、輕質(zhì)陶粒、石墨市場(chǎng)前景好、需求大。
二、產(chǎn)業(yè)探索
(一)產(chǎn)業(yè)集群
結(jié)合國(guó)家園區(qū)打造,探索就近建立循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)(工業(yè))園區(qū)。利用煤矸石、冶煉廢渣、粉煤灰、尾礦等制備海綿城市陶瓷透水磚,支撐地方海綿城市建設(shè);制備高檔歐式連鎖瓦,支持城鎮(zhèn)和新農(nóng)村建設(shè)及景觀打造;高檔陶瓷外墻清水磚,支持城市綜合體裝飾、寫(xiě)字樓建設(shè);協(xié)同利用污泥、垃圾焚燒灰渣等生產(chǎn)高強(qiáng)輕質(zhì)燒結(jié)陶粒,制備高強(qiáng)輕質(zhì)陶瓷,替代天然砂石,用于混凝土、園林、水泥制品等領(lǐng)域;制備高檔景觀磚,用于消防通道等高強(qiáng)度場(chǎng)合和高檔小區(qū);煉鋼乳化、燒結(jié)原料等。探索實(shí)施工業(yè)固廢循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)集群分布如圖2,每條生產(chǎn)線均可獨(dú)立,也可聯(lián)合。
圖2的園區(qū)化產(chǎn)業(yè)集群布局,符合國(guó)家供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革與產(chǎn)業(yè)調(diào)整、增長(zhǎng)方式的轉(zhuǎn)變,與國(guó)家大生態(tài)、五大發(fā)展理念、綠色產(chǎn)業(yè)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展緊密相結(jié)合,降低工業(yè)固廢污染,變廢為寶,帶動(dòng)地方新興方產(chǎn)業(yè)、建材行業(yè)發(fā)展,增加地方經(jīng)濟(jì)效益和帶動(dòng)地方市場(chǎng)就業(yè)。同時(shí),可綜合利用摻入粉煤灰、煤矸石、鋼渣等大宗工業(yè)固廢量在70%左右,能夠代替大部分傳統(tǒng)陶瓷原料。
(二)成分分析
對(duì)貴州、內(nèi)蒙、山西、江西等省的大宗工業(yè)固廢進(jìn)行熒光光譜分析,所含成分大同小異,差異性不大,均含有氧化硅、氧化鋁、氧化鐵及部分氧化鈣、氧化鎂、氧化鈦和堿金屬等(如表1,因冶煉廢渣含量可變因素太大,故未列出),這些都是制備陶瓷產(chǎn)品的有益成分,可有效支持產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)集群。
(三)性能分析
利用萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)對(duì)貴州、內(nèi)蒙、山西、江西等省的大宗工業(yè)固廢制備高品質(zhì)陶瓷產(chǎn)品進(jìn)行抗折強(qiáng)度實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:該產(chǎn)品的抗折強(qiáng)度在80MPa左右,在國(guó)家陶瓷磚標(biāo)準(zhǔn)的2倍以上;吸水率可達(dá)到0.1%以下,滿足高檔陶瓷產(chǎn)品要求。通過(guò)調(diào)整粉煤灰、冶煉鋼渣、煤矸石摻入量,再結(jié)合工藝控制,能夠制備出從白色、灰色、黃色、褐色、黑色的不同陶瓷產(chǎn)品。性能和摻入量分析,各項(xiàng)指標(biāo)均有利于產(chǎn)業(yè)集群。
三、結(jié)語(yǔ)
基于目前對(duì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的政策支持、產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)和建材行業(yè)的需求,通過(guò)對(duì)貴州、內(nèi)蒙、山西、江西等省大宗工業(yè)固廢的成分分析、產(chǎn)品樣性能分析,利用工業(yè)固廢制備陶瓷材料可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn),加大產(chǎn)業(yè)聚集,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)集群效應(yīng)。一則可實(shí)現(xiàn)大宗工業(yè)固廢綜合利用,降低環(huán)境污染,減少大宗工業(yè)固廢堆存節(jié)約空間;二則可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)集群,帶動(dòng)地方新型建材行業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和市場(chǎng)就業(yè)。
為了實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)需求,更深層次創(chuàng)建產(chǎn)業(yè)品牌品種和提高固廢利用,今后的主要研究和產(chǎn)業(yè)方向?yàn)椋?/p>
1.生產(chǎn)與研究相結(jié)合。通過(guò)研究,利用大宗工業(yè)固廢向墻體涂料、石墨等高尖端產(chǎn)品進(jìn)發(fā),更深層次合理產(chǎn)業(yè)化布局,實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,使得產(chǎn)業(yè)有效集群,充分發(fā)揮集群效應(yīng)。
2.優(yōu)化生產(chǎn)技術(shù)工藝。由于工業(yè)固廢化學(xué)成分、礦物組成比例比較復(fù)雜,對(duì)如何改善成產(chǎn)工藝,有效提取固廢中富含的Ag、V、Co、Hg、Mn、Zn及放射線元素等多種貴重金屬,實(shí)現(xiàn)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)還有待技術(shù)革新。
3.因地域差異,煤質(zhì)煤品、冶煉尾礦組分含量不同,對(duì)其研究使用較少,今后應(yīng)加強(qiáng)利用煤矸石向造紙等新型產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)方向研究。
由于利用工業(yè)固廢開(kāi)發(fā)高附加值產(chǎn)品是實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、降低環(huán)境污染的一條有效途徑,隨著學(xué)—研—產(chǎn)—銷一體化發(fā)展的不斷深入,必定會(huì)極大地促進(jìn)工業(yè)固廢循環(huán)利用創(chuàng)新發(fā)展。(作者單位為貴州省六盤水市鐘山區(qū)經(jīng)濟(jì)和信息化局)