實施循環(huán)經(jīng)濟(jì)走新型工業(yè)化道路

北京現(xiàn)代立窯新技術(shù)研究所 周沛教授 · 2005-05-25 00:00

  我國政府提出要走新型工業(yè)化道路,也就是要走循環(huán)經(jīng)濟(jì)的道路。傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)是單向流動的線性經(jīng)濟(jì),經(jīng)濟(jì)增長是以大量消耗自然界的資源和能源以及破壞人類生存的環(huán)境為代價,是不能持續(xù)發(fā)展的;而循環(huán)經(jīng)濟(jì)是建立在物質(zhì)被循環(huán)利用基礎(chǔ)上的,循環(huán)流動的經(jīng)濟(jì),要求系統(tǒng)內(nèi)以互聯(lián)的方式進(jìn)行物資交換,最大限度地利用進(jìn)入系統(tǒng)的物質(zhì)和能量,并盡可能做到不向或少向環(huán)境排放廢棄物,實現(xiàn)人類經(jīng)濟(jì)與自然生態(tài)及系統(tǒng)和諧發(fā)展。中央經(jīng)濟(jì)工作會議指出:“必須堅決扭轉(zhuǎn)高消耗、高污染、低產(chǎn)出的狀況,全面轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長方式。要堅持開發(fā)與節(jié)約并舉,把節(jié)約放在首位,大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),逐步構(gòu)建節(jié)約型的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和消費(fèi)結(jié)構(gòu),走出一條具有中國特色的節(jié)約型發(fā)展道路?!?/P>

  世界水泥技術(shù)的發(fā)展趨勢是以節(jié)能化、資源化、環(huán)境保護(hù)為中心,實現(xiàn)清潔生產(chǎn)和高效集約化生產(chǎn),在保證高質(zhì)量水泥的同時加強(qiáng)水泥生態(tài)化技術(shù)研究與開發(fā),逐步減少天然資源和天然能源的消耗,提高廢棄物的再循環(huán)利用率,最大程度的減少環(huán)境污染和最大限度的接收消納工業(yè)廢棄物及城市垃圾,達(dá)到與生態(tài)環(huán)境完全相容、和諧共存。雖然我國是一個水泥資源較豐富的國家,各個地質(zhì)年代都有石灰?guī)r沉積,但質(zhì)量好、規(guī)模大的石灰?guī)r礦床往往賦存于一定的層位中,并且高品位石灰石也不能全部供生產(chǎn)水泥使用,化工、冶金均需優(yōu)質(zhì)石灰石,根據(jù)前幾年我國石灰石礦勘查的數(shù)據(jù),理論上分析悲觀的說法只夠水泥工業(yè)幾十年的使用,所以石灰石資源嚴(yán)峻的現(xiàn)實是不容樂觀的。

  我國煤炭資源雖然豐富,但分布并不平均,且低揮發(fā)份煤和含硫量大的煤較多,能夠用于水泥工業(yè)的煤質(zhì)越來越差。水泥工業(yè)是能源、資源消耗大的產(chǎn)業(yè),按照8億噸水泥熟料10億噸水泥產(chǎn)量考慮,則每年我國水泥工業(yè)需要標(biāo)準(zhǔn)煤炭9600萬噸(按每噸熟料熱耗為120㎏標(biāo)準(zhǔn)煤計),電力約1000億kWh(按每噸水泥電耗為100Kwh計),石灰石約11噸(按每噸熟料1.4噸石灰石計),所以按照目前的技術(shù)水平和水泥需求發(fā)展,必然面臨資源、能源和環(huán)境問題的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。因此充分利用工業(yè)廢渣和金屬尾礦,節(jié)約資源、能源,實施循環(huán)經(jīng)濟(jì)是當(dāng)務(wù)之急。

  我國廣大立窯企業(yè)從20世紀(jì)80年代開始就利用工業(yè)廢渣和金屬尾礦作水泥原、燃料,至今應(yīng)用更為廣泛,現(xiàn)舉幾例:
1、磷渣  是工業(yè)生產(chǎn)黃磷時排出的廢渣,在我國許多地方都有,尤其在云南省磷渣較多,云南省建材研究設(shè)計院用磷渣作原料,生產(chǎn)水泥熟料做了大量試驗研究取得很好成績。磷渣含CaO和SiO2較高,因此可代替部分石灰石和黏土。此外,還含有少量氟、硫、磷,是很好的天然復(fù)合礦化劑,所以摻磷渣后能明顯提高熟料強(qiáng)度和產(chǎn)量,降低熱耗,云南省有些企業(yè)在生料中摻入20﹪左右的磷渣(具體摻入多少要根據(jù)黏土可塑性及氟含量多少來確定)時,熟料3天和28天耐壓強(qiáng)度均提高8Mpa左右,產(chǎn)量提高了20﹪左右,熱耗降低
12﹪左右。
2、電石渣  是化工廠電石水解后的產(chǎn)物,電石渣主要成份是Ca(OH)2約占70%左右,因此可代替部分石灰石,Ca(OH)2比石灰石中CaCO3易分解,有的水泥企業(yè)將電石渣制成電石渣漿用來成球,使生料球質(zhì)量提高,因此摻電石渣后水泥熟料強(qiáng)度和產(chǎn)量提高,熱耗降低。
3、銅渣和鉛渣  主要含有FeO和SiO2,因此用它可全部代替鐵粉,同時代替部分黏土,由于鐵是以亞鐵(FeO)存在,F(xiàn)eO的熔點(diǎn)低于Fe2O3,在煅燒時液相早產(chǎn)生,同樣燒成溫度使液相量增加,起礦化劑作用。
4、金礦尾砂;是金礦選礦排出的廢渣,CaO、SiO2、Fe2O3的含量較高,因此可全部代鐵粉,同時代替部分石灰石和粘土,金礦尾砂中還含有少量FeS2和多種微量元素,起礦化劑作用,所以摻金礦尾砂使熟料f-CaO降低,強(qiáng)度和產(chǎn)量提高,熱耗降低,有些立窯水泥廠摻20%左右金礦尾砂其熟料耐壓強(qiáng)度3天達(dá)到34Mpa左右,28天達(dá)60以上Mpa(新標(biāo)準(zhǔn))。
5、鋼渣:煉鋼產(chǎn)生的廢渣,有關(guān)資料報道:我國每年排放鋼渣量高達(dá)2000多萬噸,占用大量土地并污染了環(huán)境。鋼渣鐵含量較高,還含有少量硅酸二鈣和硅酸三鈣,除可全部代鐵粉外,還因硅酸二鈣、硅酸三鈣加水后生成水化物具有膠凝性,使料球強(qiáng)度提高,改善了窯內(nèi)通風(fēng),因此用鋼渣代鐵粉水泥熟料質(zhì)量好,產(chǎn)量高,熱耗降低,有些立窯水泥廠摻鋼渣6%,熟料耐壓強(qiáng)度3天提高5Mpa左右,28天提高3Mpa左右,生料配煤量降低1.5%左右;
6、煤矸石  煤矸石灰分的成分與黏土相近,因此可用它代替黏土,煤矸石礦物以高嶺石類為主,具有一定的可塑性,用其代替黏土,生料球的力學(xué)性基本能滿足生產(chǎn)要求。因此,用煤矸石代替黏土不僅能節(jié)省農(nóng)田,同時還能節(jié)約大量熱能。(除煤矸石本身含有熱量外,煤矸石的水分比黏土少,不需要烘干,又節(jié)約了烘干的熱耗),煤矸石還具有礦化劑的作用,因其含有稀有元素鈦、釩、鈷、鎵等的氧化物,提高了生料的易燒性,因此一些立窯企業(yè)應(yīng)用煤矸石代替黏土生產(chǎn)水泥熟料后,都取得很好的經(jīng)濟(jì)及社會效益。

  筆者編著的《現(xiàn)代化立窯》書里廢渣利用章節(jié)中,立窯水泥企業(yè)目前應(yīng)用成功的工業(yè)廢渣和金屬尾礦已有20多種,實際生產(chǎn)中遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于此數(shù)……這些工業(yè)廢渣和金屬尾礦的利用,使立窯水泥企業(yè)取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益,而更重要的是節(jié)約了資源、能源、農(nóng)田(工業(yè)廢渣堆放要占用大片農(nóng)田)保護(hù)了社會大環(huán)境。所以立窯水泥企業(yè)實施循環(huán)經(jīng)濟(jì)走新型工業(yè)化道路大有可為。

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