利用工業固體廢棄物生產蒸壓加氣混凝土制品應注意的 問題分析

楊麗

摘要：隨著國家經濟的快速發展，城鎮化進程不斷深入，一方面固體廢棄物大量排放和堆存占用寶貴土地，污染環境和危害人體健康；另一方面城鄉建設發展對建材產品需求急劇增加，資源環境的約束矛盾日益突出。2011年，國家發展改革委出臺的《“十二五”墻體材料革新指導意見》，明確指出了墻體材料革新重點工作：“實施利廢新型墻體材料示范工程，推進大宗固體廢棄物綜合利用示范基地建設，通過技術研發，支持企業利用建筑廢棄物、城市污泥、尾礦、磷石膏等固體廢棄物生產新型墻體材料，提高綜合利用效率”。國家墻改政策提出到2015年，城鎮新建建筑執行不低于65%的建筑節能標準，城鎮新建建筑95%達到建筑節能強制性標準的要求。毋庸置疑，保護環境與節約資源已成為基本國策，建筑節能是大勢所趨，綠色環保型建筑材料的研發及推廣應用成為實現建筑節能的關鍵。

關鍵詞：利用工業固體廢棄物；生產蒸壓加氣；混凝土制品；應注意；問題

利用工業固體廢棄物使其資源化、保護環境的出發點是好的，應該大力提倡和積極鼓勵，但必須在保證產品使用性能的前提下進行。生產實踐和使用結果證明，不是所有的工業固體廢棄物都可以用來生產蒸壓加氣混凝土。花崗巖磨削廢料、金礦選礦尾礦粉、陶瓷瓷磚拋光廢料瓷粉，都不宜用來生產蒸壓加氣混凝土制品。

1金屬礦選礦尾礦粉利用

我國主要類型金屬礦選礦尾礦的化學成分見表1。從表1看出，我國主要類型金屬礦選礦尾礦粉的SiO2含量差別較大，普遍較低，能滿足蒸壓加氣混凝土生產要求的不多，只有石英脈型稀有礦達到81%，高于75%的要求。在70%以上的也僅4種，其中花崗巖裂隙填充型金屬礦及花崗巖破碎帶交代型金屬礦尾礦粉的SiO2達到72%～74%，基本可用。對于燃煤電廠粉煤灰而言，雖然SiO2達不到這一要求，但SiO2與Al2O3總量較高，更關鍵的是它們經過高溫煅燒形成部分玻璃態硅、鋁酸鹽物質，其活性較高，可以給蒸壓加氣混凝土制品帶來較高的抗壓強度。

2原材料中的有害組分

原材料中不得含有對制品使用性能產生不利影響的有害組分，例如：Na2O、K2O及Cl離子、Cr離子、淤泥等。以Na2O、K2O為例，在制品生產過程中，原材料中的Na2O、K2O會與原材料中的石膏（CaSO4）特別是蒸壓養護過程中反應生成Na2SO4、K2SO4。Na2SO4、K2SO4是可溶性鹽，可溶解在水中，制品出釜后在大氣中水分會從制品內部遷移到表面蒸發干燥。制品中的Na2O、K2O隨水分遷移到制品表面結晶析出，形成帶10個結晶水的Na2SO4·10H2O，K2SO4·10H2O結晶于制品表面或積存于表面內側，即通常所說的長毛，又稱“鹽析”。

XRD分析證明，結晶物為Na2SO4、K2SO4。Na2SO4·10H2O結晶體積膨脹10倍，會導致制品表面一層一層剝落。在有表面裝飾層時（如涂料或貼面層），會造成裝飾層脫落破壞。

3花崗巖加工廢料利用

花崗巖主要由石英、長石和少量黑云母等暗色礦物組成。其中石英含量為20%～60%。長石是由鉀、鈉、鈣、鋁等堿金屬或堿金屬組成的鋁硅酸鹽礦物。其主要成分為SiO2、Al2O3、CaO、Na2O、K2O等。

為了防止鹽析產生或將鹽析控制在允許范圍內，對硅質材料中的Na2O、K2O含量之和必須控制在3%之內。從表2看出，中國花崗巖中Na2O、K2O的總量普遍偏高，在7%～9.5%之間，遠遠高于所允許的范圍。這樣的原料使蒸壓加氣混凝土制品產生具有破壞性的鹽析是不可避免的。從這一點看，花崗巖加工廢料不能用于蒸壓加氣混凝土產品生產。經對多個廠家考察發現，采用花崗巖加工廢料生產蒸壓加氣混凝土企業的產品都產生不同程度的鹽析長毛，這進一步驗證了上述的分析。

4黃金礦選礦尾礦利用

我國黃金年產量已居世界前列，黃金礦中黃金含量很低，每噸礦石中僅以克計，因此開采黃金會產生大量尾礦。黃金生成于花崗巖類火成巖中。其選礦尾礦組分見表1中5、6、7。其中6、7兩種尾礦中Na2O、K2O的總量達7%-8%。因而用其制造的蒸壓加氣混凝土制品存在較重鹽析現象。

5問題及展望

加氣混凝土業界存在著一個難以突破的瓶頸，即原料細度不能低于180目（80μm），這使得大量富硅質廢渣微粉難于得以應用。因此，如何充分利用超細粉料無需細磨加工、比表面積大、反應活性高等特點，制備性能優良的輕質保溫墻體材料成為亟待解決的難題。原料與制品的關聯性研究有待加強，尤其是根據固體廢棄物的資源情況，因地制宜，開發新的制備技術方法，提高工業廢渣的綜合利用水平。在加氣混凝土的硅質原料選擇方面，一直是以SiO2的含量為標準。實際上，制品的性能取決于水化硅酸鈣的形成，而原料中SiO2的有效釋放并與CaO發生化學反應是關鍵。因此，需要強化原料的結構及理化性質等基礎研究，針對SiO2的不同賦存狀態，開發活性激發技術，以最大限度的利用低硅固體廢棄物資源。隨著“十二五”時期工業化、城鎮化進程加快，大宗固體廢棄物產生和堆存占用大量土地，污染環境的問題日趨嚴重。同時，隨著城鄉建設的快速發展和現代建筑節能要求的不斷提高，迫切需要開發超輕質、高強度、耐久性好，保溫性能優良，能夠適應外墻自保溫一體化工程需要的新型加氣混凝土墻體材料。因此，利用固體廢棄物制備節能型建筑材料的研發及推廣應用將成為重點領域。

6結語

利用工業固體廢棄物使其資源化、保護環境的出發點是好的，應該大力提倡和積極鼓勵，但必須在保證產品使用性能的前提下進行。生產實踐和使用結果證明，不是所有的工業固體廢棄物都可以用來生產蒸壓加氣混凝土。花崗巖磨削廢料、金礦選礦尾礦粉、陶瓷瓷磚拋光廢料瓷粉，都不宜用來生產蒸壓加氣混凝土制品。

參考文獻：

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（作者單位：安徽科達機電有限公司）