墻體材料作為國民經濟發展中不可或缺的重要基礎原材料,為我國的經濟社會發展作出了巨大貢獻。目前,墻體材料行業已成為我國最大的固體廢棄物綜合利用行業
快速有效利用工業固廢
工業固體廢棄物大部分為含硅酸鹽、鋁酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽類的物質,而墻體材料正是由硅、鋁、碳、硫酸鹽物質制成的礦物材料。作為“放錯了地方的資源”,它們大部分可以通過科學的方法和途徑生產出性能各異的新型墻體材料。現階段由于技術、資本和市場的快速發展,工業固體廢棄物正在快速有效利用在新型墻體材料工業中。
尾礦在新型墻材領域的應用是它的一個重要利用模式,受制于墻體材料發展技術及地方性,目前尾礦在墻體材料工業中的利用率并不高。
尾礦。我國尾礦綜合利用工作從20世紀80年代就已開始,礦山選礦產生的尾礦固廢堆存量巨大,多以自然堆積的形式堆存于尾礦庫中。尾礦在新型墻材領域的應用是它的一個重要利用模式,受制于墻體材料發展技術及地方性,目前尾礦在墻體材料工業中的利用率并不高。若能有效利用這部分固廢,不僅可以控制環境惡化、節約耕地,而且還可以制造環保利廢的新型工業產品,實現社會和環境的雙贏。
尾礦在新型墻材領域的應用主要包括尾礦免燒磚、砌塊,主要以細粒尾礦為主,配以少量的骨料、鈣質膠凝材料及外加劑,再加水均勻攪拌后在壓力機上模壓成型,脫模標準養護后即成免燒磚制品;全尾礦燒結磚是有效利用堆存的大量尾礦燒結原材料、先進的燒結磚機械和生產工藝,擠壓成型、焙燒生產全尾礦燒結磚;輕質節能材料是利用尾礦制作免蒸養型輕質節能材料,其產品具有輕質高強、保溫絕熱、防火隔聲等優異性能;水泥熟料組分是利用金屬礦山選礦尾礦替代水泥熟料中鐵質礦物組分燒制出很好的水泥熟料,有效地替代這部分鐵礦的來源,從而進一步作為墻體材料膠凝組分。
目前國內對粉煤灰的綜合利用進行了大量實驗研究和工程實踐,均取得了良好效果。
粉煤灰。粉煤灰是火力發電廠煤燃燒的煙氣中捕集下來的微細飛灰,其主要組成是各類氧化物,包含有SiO?、Al?O?、FeO、Fe?O?、CaO、TiO?等。由于它具有非常好的火山灰活性,與含鈣的物質經過適當配合后,在一定的溫度和濕度的養護條件下,相互之間會發生水化反應,進而獲得一定強度和性能優異的硅酸鹽制品。目前國內對粉煤灰的綜合利用進行了大量實驗研究和工程實踐,均取得了良好效果。
粉煤灰應用在墻體材料中的應用主要包括燒結墻體材料,如粉煤灰空心磚、實心磚和多孔磚;粉煤灰燒結砌塊、陶粒和微晶玻璃等;非燒結墻體材料包括蒸養和蒸壓實心磚、空心磚、混凝土多孔磚和砌塊、粉煤灰建筑板材等。粉煤灰陶粒作為砌塊和板材的粗、細骨料,也是廢渣墻體材料發展的重要方向。
消納城市污泥和礦化垃圾
2020年我國污泥產生量達7288.3萬噸,預計2025年我國污泥年產量將突破9000萬噸。大量積累的污泥如得不到妥善處理,將對環境造成二次污染,成為影響城市環境衛生的一大公害,污泥的處理處置已引起國家和行業的重視。
另外,我國有幾百座衛生和準衛生城市生活垃圾填埋場和一般堆場,已填入或堆放垃圾幾千萬噸。填埋場中的垃圾經若干年降解后,基本上達到了穩定化狀態,因而稱為礦化垃圾。隨著城市的發展,幾乎每個城市的垃圾產生量都在增加,所需的填埋場面積越來越大,要不斷地提供新的填埋場以滿足需要是非常困難的,甚至是不可能的。長期埋藏在地下的垃圾經腐熟降解穩定后形成的礦化垃圾可以看作一種資源,它是新鮮生活垃圾在填埋過程中經過長期的物理、化學及生物作用后,形成的一種穩定化的類土壤物質。礦化垃圾在物理結構和水力傳導性能方面與砂土相似,而在有機物和微生物含量方面具有肥沃土壤的特點。將其開采利用不僅回收了資源和能源,可以緩解當今的能源危機,而且騰出的場地可以重新用于填埋垃圾,延長填埋廠使用壽命。
利用城市污泥復合礦化垃圾制備綠色墻體材料是目前發展較快的一個污泥處置和資源化利用方案,是將污泥與礦化垃圾作為制作建材部分原料的處置方式,目前主要是應用于制磚、陶粒、保溫板材等。
農業廢棄物轉化應用
農業固體廢棄物主要指的是稻或者是谷類的莖稈,經草磚機打壓成型為綠色墻體材料。將草磚與傳統的黏土磚進行對比分析,草磚具有保溫、隔熱、造價低廉和透氣性較好的特點,其應用范圍也在不斷擴大。
稻殼板以稻殼為主要原料,將稻殼用粉碎機粉碎并碾磨后,與膠粘劑在攪拌機中攪拌均勻,經混合熱壓成板狀,晾干制成的一種板材,其制造工藝簡單,設備投資少。稻殼板具有可鋸、鉆、釘等加工性能,廣泛用作墻板、天花板、門板和地板等。除此之外,稻殼還可以制作耐火磚,將稻殼放入球磨機內研磨后,用耐火黏土、有機溶劑混合攪拌、成型、干燥后制成耐火磚,可用于建造易燃、易爆品倉庫。用麥秸和稻草為原料制造的秸稈人造板和稻草板,具有質輕、堅固耐用、無毒和良好的隔聲保溫性能等特點。