高爐礦渣變廢為寶打造“綠色水泥”
長期堆積如山的高爐礦渣曾讓不少鋼鐵企業(yè)頭痛不已，如今，在位于中國西部的西安建筑科技大學(xué)粉體工程研究所高新技術(shù)的助推下，這些昔日的廢棄物變成了市場(chǎng)上低成本、高質(zhì)量的“綠色水泥”。
在江蘇沙鋼集團(tuán)、山西長治鋼鐵集團(tuán)、山東萊蕪鋼鐵集團(tuán)等鋼鐵企業(yè)中，由西安建大粉體所設(shè)計(jì)建成的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)居世界領(lǐng)先水平的數(shù)十條礦渣水泥生產(chǎn)線，年“吞”高爐礦渣１２００萬噸，不僅將這些昔日的廢品轉(zhuǎn)化成了低成本、高質(zhì)量的“綠色水泥”，為企業(yè)新增經(jīng)濟(jì)效益１２億元，而且還創(chuàng)造了年減排二氧化碳１２００萬噸、節(jié)煤１１００萬噸、節(jié)約石灰石資源１７００萬噸等環(huán)保效益和社會(huì)效益。
高爐礦渣是煉鐵過程中產(chǎn)生的廢渣。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)資料顯示，２００８年中國共產(chǎn)生高爐礦渣近３億噸，高爐礦渣總產(chǎn)出量按年１０％左右的速度在增加。這些礦渣如果常年露天堆放，不僅要占用大量的土地，而且還會(huì)因揚(yáng)塵和其中的重金屬離子隨雨水等浸出對(duì)大氣、土壤和地下水系造成嚴(yán)重的污染。
經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，高爐礦渣的化學(xué)成分與水泥熟料相似，這就有可能將其轉(zhuǎn)化成水泥。經(jīng)過艱苦的研究和實(shí)踐進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過一定的物理化學(xué)處理后，用高爐礦渣制成的礦渣超細(xì)粉具有極高的活性，可直接作為混凝土的摻和料，不僅能等量取代水泥，而且能顯著地改善和提高混凝土的綜合性能，提高混凝土的抗腐蝕能力、耐久性和后期強(qiáng)度。盡管如此，但由于礦渣研磨的成本、工藝、設(shè)備等原因，海內(nèi)外對(duì)高爐礦渣的資源化利用基本都屬于低水平處理，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到全面有效、節(jié)能減排的目的。因此，應(yīng)用高新技術(shù)處理高爐礦渣勢(shì)在必行。
從上個(gè)世紀(jì)８０年代開始，作為“教育部生態(tài)水泥工程研究中心”的西安建大粉體研究所，在中國工程院院士、西安建筑科技大學(xué)校長徐德龍教授帶領(lǐng)下，就高爐礦渣等工業(yè)廢棄物資源化開發(fā)進(jìn)行了大量的研究和實(shí)踐，摸清了高爐礦渣中高價(jià)值金屬相與無機(jī)非金屬相的分離規(guī)律，找到了提高高爐礦渣中無機(jī)非金屬相活性的規(guī)律和途徑，掌握了高爐礦渣超細(xì)粉大比例替代水泥熟料制備高性能混凝土的配比和方法等，研究水平居國際領(lǐng)先水平。
近年來，西安建大粉體所先后共為全國數(shù)十家鋼鐵企業(yè)建成了各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)居世界領(lǐng)先水平的礦渣水泥生產(chǎn)線，年處理礦渣１２００萬噸?，F(xiàn)在，這種低成本、高質(zhì)量的“綠色水泥”成了市場(chǎng)上的搶手貨，并被廣泛應(yīng)用于京滬高鐵、杭州灣跨海大橋等國家重點(diǎn)工程當(dāng)中。
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