工業(yè)廢渣制造綠色建材的必要性與緊迫性

　　建材行業(yè)一直被認為是消納工業(yè)廢渣的大戶。據(jù)統(tǒng)計，全國建材業(yè)每年消納和利用的各類工業(yè)廢渣數(shù)量在5.4億噸左右，約占全國工業(yè)廢渣利用總量的80％。同時，目前仍有大量的難以資源化的磷石膏、磷渣、電石渣、赤泥等有待建材行業(yè)利用，在貴州省，表現(xiàn)尤為突出。

　　2、貴州的情況

　　改革開放以來，特別是實施西部大開發(fā)以來，貴州經(jīng)濟社會發(fā)展取得了長足的進步。與此同時，貴州工業(yè)污染的排放量也在增加。據(jù)統(tǒng)計，2004年，貴州全省工業(yè)廢渣產(chǎn)生總量約2500萬噸，綜合利用率29.3％。其中，磷化工、鋁業(yè)、煤化工等重點支柱產(chǎn)業(yè)每年產(chǎn)生大量的磷石膏、磷渣、電石渣、赤泥(簡稱“三渣一泥”)，是貴州的典型工業(yè)廢渣(見表1)。

　　(1)產(chǎn)生量大?！叭荒唷蹦昕偭窟_1135萬噸，約占該省工業(yè)廢渣產(chǎn)生總量的40％左右、全國“三渣一泥”的24.7％。

　　(2)利用率低。全國“三渣一泥”的平均利用率只有13.5％，而貴州僅為8.9％。

　　(3)堆存量大。貴州目前“三渣一泥”累計堆存量已達1.58億噸，約占全省工業(yè)廢渣堆存總量的53％，全國同類工業(yè)廢渣堆存總量的27.5％。

　　(4)排放集中。貴州宏福公司、鋁業(yè)公司、水晶集團、開磷集團年排放磷石膏400萬噸、赤泥90萬噸、電石渣10萬噸、磷渣100萬噸，分別占全省磷石膏排放量的53％、赤泥的100％、電石渣的22％、磷渣的40％。

　　3、“三渣一泥”再生利用的技術瓶頸  

　　由于含氟、磷、堿或放射性元素等有害或有毒物質(zhì)，或水含量高，“三渣一泥”的再生利用，特別是磷石膏、赤泥的利用，是全國乃至全世界的難題。

　　目前，全世界磷石膏年產(chǎn)生量約2.95億噸，利用率僅為4.5‰全世界鋁業(yè)每年產(chǎn)生的赤泥約6000萬噸，世界各國大多數(shù)氧化鋁廠將赤泥堆積或傾入深海。

　　在我國，磷石膏利用率約10％，赤泥約5％。“三渣一泥”的大量排放與長期堆存，所造成的資源浪費和環(huán)境污染已成為影響生態(tài)平衡和社會、經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的巨大障礙。

　　國內(nèi)外對磷石膏、赤泥等的利用進行了大量的研究，但目前尚未找到大規(guī)模應用的有效途徑。其技術瓶頸主要表現(xiàn)在：磷石膏含磷、氟及有機物等諸多有害雜質(zhì)，使其不能直接用于生產(chǎn)石膏建材和水泥調(diào)凝劑；赤泥鋁鐵含量高，導致其燒結范圍窄且水硬活性差，苛性堿含量高，使之難以制備燒結磚與免燒磚；電石渣堿度高(pH值=12～13)、比表面積大、保水性強、脫水困難，使之難以取代石灰石燒制水泥，對電石渣碳化磚又缺乏系統(tǒng)研究和相應標準；磷渣含磷、氟有害雜質(zhì)，延緩水泥混凝土凝結硬化，主要用作磷渣礦粉，利用量有限。

　　二、工業(yè)廢渣對環(huán)境、經(jīng)濟、社會的影響

　　工業(yè)廢渣堆放占用了大量土地和農(nóng)田，耗費較多的堆場建設和維護費用。貴州省每年用于“三渣一泥”的排放費用就高達3億元，堆存占地面積已達15800畝?！叭荒唷甭短齑娣?，長期受風吹、日曬、雨淋，其中的有害成分通過大氣、土壤、地表或地下水等介質(zhì)破壞生態(tài)環(huán)境，造成嚴重污染。

　　表1    貴州典型工業(yè)廢渣產(chǎn)生及利用統(tǒng)計情況

　　表2    貴州典型工業(yè)廢渣濾液有害物質(zhì)含量

　　表3    貴州清水江流域(干流)磷、氟污染情況調(diào)查結果

　　表2中可以看到，貴州磷石膏、磷渣濾液中的磷、氟含量均超過了污水II級排放標準(GB8978-1996)，而電石渣、赤泥的堿度也均超標。表3給出了貴州清水江流域(干流)磷、氟污染情況的調(diào)查結果，以Ⅳ類水質(zhì)標準(《地下水質(zhì)量標準》(G B／T 14848-93)，總磷用《地下水環(huán)境質(zhì)量標準》GB3838-2002)為參考，龍井灣附近水井的水中總磷、氟化物、銨氮、p H值等均未超標，而受磷肥廠、磷石膏渣場影響的水各項指標均不同程度的超標。大氣、水系、土壤的污染還降低農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量，直接或間接影響當?shù)鼐用窠】?，造成的損失不可估量。

　　目前貴州省“三渣一泥”排放量大而利用率低的現(xiàn)狀，嚴重制約了工業(yè)、農(nóng)業(yè)與旅游業(yè)等行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，所造成的資源浪費和環(huán)境污染，已經(jīng)成為影響生態(tài)平衡和社會、經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的巨大障礙。

　　據(jù)計算，貴州如果繼續(xù)保持現(xiàn)有的經(jīng)濟發(fā)展模式和污染控制力度，到2020年，在經(jīng)濟增長實現(xiàn)翻兩番的時候，所需的資源投入和污染的排放量也將同步翻兩番，這就可能使經(jīng)濟增長帶來更大的環(huán)境災難，發(fā)展可能中斷，歷史性跨越也難以實現(xiàn)。因此，提高工業(yè)廢渣資源化利用水平已經(jīng)成為貴州省“十一五”的重要工作之一。

　　三、工業(yè)廢渣制造綠色建材是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的重要途徑

　　1、貴州建材產(chǎn)品結構不合理，某些資源缺乏   

　　(1)新型墻體材料發(fā)展滯后，目前其墻體材料仍以燒結磚為主(見圖2)，2004年燒結磚銷量達88.61億標塊，約占全省墻體材料總量的90％。

　　圖2 　貴州墻體材料產(chǎn)品結構

　　(2)天然石膏資源匱乏，幾乎沒有石膏墻體材料；水泥工業(yè)所用石膏目前主要從四川、湖南購進，年需求量100萬噸，均價達150元／噸。

　　(3)建筑陶瓷裝飾磚缺乏，2004年需求量為3000萬m2左右，目前主要從廣東、福建等地購進，均價75元／m2。

　　(4)交通建設規(guī)模大，2005年已突破百億元。

　　高速公路在建規(guī)模突破532公里，二級公路500公里，需求大量路面基層材料。目前貴州主要采用傳統(tǒng)的水泥穩(wěn)定碎石類基層材料，每公里約消耗3萬噸天然土石料和1200噸水泥，對資源消耗大、環(huán)境破壞嚴重。

　　2、發(fā)展趨勢及市場需求

　　工業(yè)廢渣制備綠色建材，是能同時解決工業(yè)廢渣污染和建材資源相對匱乏兩個問題的最好方案。

　　(1)利用磷石膏、赤泥等工業(yè)廢渣開發(fā)新型建筑材料，符合國家和貴州省發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟和建材產(chǎn)業(yè)可續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。

　　礦產(chǎn)資源和環(huán)境容量的有限性，迫使建材產(chǎn)業(yè)必須考慮再生資源的利用，減少污染，開發(fā)環(huán)境友好型建材產(chǎn)品，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，走可持續(xù)發(fā)展之路。開發(fā)“三渣一泥”在新型墻體材料、水泥生產(chǎn)與路面基層中多樣化利用的技術，可實現(xiàn)節(jié)能利廢和廢棄物資源化利用的目的。

　　(2)新型墻體材料在發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟中具有戰(zhàn)略地位。目前我國墻體材料中65％是實心黏土磚，過度依賴能源、資源且污染環(huán)境。為此，國家提出2010年新型墻體材料占墻體材料總量的54％的發(fā)展目標。

　　依據(jù)這個目標，墻體材料“十一五”確定的發(fā)展重點是，科學利用當?shù)刭Y源大力發(fā)展利廢、環(huán)保、綠色墻體材料產(chǎn)品。發(fā)展新型墻體材料是保護土地的必由之路、節(jié)約能源的制勝法寶、保護環(huán)境的有效途徑、拉動地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的政策杠桿。

　　(3)石膏墻體材料發(fā)展前景廣闊。石膏墻材(板材、砌塊等)質(zhì)輕、安全、舒適，具有防火、“暖性”和“呼吸功能”，是室內(nèi)最具人性化的建筑材料、最理想的傳統(tǒng)墻體材料替代品；同時，生產(chǎn)過程中不產(chǎn)生有害氣體，產(chǎn)品使用后能反復循環(huán)利用，是與環(huán)境友好的建筑材料。目前，美國石膏墻材比重為70％，歐洲發(fā)達國家如荷蘭為50％，而我國只為20％，因此石膏墻材在我國具有很大的發(fā)展空間。

　　目前我國石膏年消耗量數(shù)千萬噸，其中約80%作為生產(chǎn)水泥的調(diào)凝劑，且主要應用天然石膏，各類化學石膏應用量很?。欢跉W洲、日本，天然石膏的開采被嚴格控制，石膏建材產(chǎn)品生產(chǎn)基本上全部使用化學石膏。

　　隨著全面建設節(jié)約型社會的推進，我國也必將嚴格控制礦物資源的開采，積極提倡資源的綜合利用，逐步減少天然石膏的開采。我國化學石膏(主要是磷石膏和脫硫石膏)的年產(chǎn)生量達3200萬噸，大量化學石膏的產(chǎn)生，給石膏建材的發(fā)展帶來了機遇。

　　四、結語

　　綜上所述，按照“可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略”和發(fā)展“循環(huán)經(jīng)濟”、建設“節(jié)約型社會”的要求，針對貴州“三渣一泥”的典型性和建材結構的實際情況，系統(tǒng)開展貴州“三渣一泥”再生利用制備綠色建材關鍵技術、工藝與裝備的研究，探索多途徑、科學高效利用工業(yè)廢渣的技術路線和實施方案，以大幅提高工業(yè)廢渣利用水平，建立示范生產(chǎn)線，開展循環(huán)經(jīng)濟試點，為貴州全面推進循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展、轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長方式提供實踐經(jīng)驗，并對全國發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟、建設節(jié)約型社會起到示范和指導作用的意義在于：

　　(1)突破典型工業(yè)廢渣再生利用的技術難題，大幅提高工業(yè)廢渣利用水平，創(chuàng)建我國大規(guī)模集中研究利用多種工業(yè)廢渣的新模式。

　　(2)推進工業(yè)廢渣的消納，解決磷化工、鋁業(yè)等的發(fā)展“瓶頸”，提升貴州支柱產(chǎn)業(yè)的核心競爭力，帶動當?shù)亟ú牡认嚓P行業(yè)的發(fā)展。