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       大宗固廢煤矸石和粉煤灰在我國(guó)墻體材料中的應(yīng)用現(xiàn)狀及研究創(chuàng)新進(jìn)展（轉(zhuǎn)載）
                              閆開放1，林永淳2，張軍倉3

　　[轉(zhuǎn)載自《磚瓦世界》2023.1](1.中國(guó)磚瓦工業(yè)協(xié)會(huì)專家委員會(huì)，陜西西安710061；2.陜西寶深機(jī)械（集團(tuán)）有限公司，陜西眉縣722300)
摘要：煤矸石大宗固廢累計(jì)堆存約50億噸，利用后年新增2億多噸；粉煤灰大宗固廢累計(jì)堆存約30億噸，年排量6億多噸。不僅占用大量土地資源,而且存在較大的生態(tài)環(huán)境安全隱患。為了推進(jìn)煤矸石和粉煤灰固廢減量化、資源化、無害化處理,國(guó)家發(fā)改委等十部委于2021年以發(fā)改環(huán)資(202138號(hào)聯(lián)合發(fā)文,提出了《關(guān)于“十四五”大宗固體廢棄物綜合利用指導(dǎo)意見》。由于作者水平和掌握資料有限，本文僅就六大固廢之首煤矸石和粉煤灰在我國(guó)墻體材料中的應(yīng)用現(xiàn)狀及未來研究創(chuàng)新發(fā)展方面進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析討論。

關(guān)鍵詞：大宗固廢；墻材應(yīng)用；發(fā)展思考

　　固體廢渣是破壞生態(tài)環(huán)境、影響人民生命健康的主要因素之一。目前，各種大宗固體廢棄物累計(jì)堆存約600億噸，年新增堆存近30億噸，其中，赤泥、磷石膏、鋼渣等固廢利用率仍較低。大宗固體廢棄物不僅占用大量土地資源，而且存在較大的生態(tài)環(huán)境安全隱患。國(guó)家早在1995年發(fā)布了《中華人民共和國(guó)固體廢物污染環(huán)境防治法》。為了加快固廢綜合利用，大力推進(jìn)固廢減量化、資源化、無害化處理，國(guó)家發(fā)改委等十部委于2021年以發(fā)改環(huán)資(2021)381號(hào)聯(lián)合發(fā)文，提出了《關(guān)于“十四五”大宗固體廢棄物綜合利用指導(dǎo)意見》，中共中央、國(guó)務(wù)院又于2021年11月發(fā)布了《關(guān)于深入打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)的意見》，要求到2025年生態(tài)環(huán)境持續(xù)改善，固體廢棄物和新污染物治理能力明顯增強(qiáng)，到2035年，碳排放達(dá)峰后穩(wěn)中有降，生態(tài)環(huán)境根本好轉(zhuǎn)，美麗中國(guó)建設(shè)目標(biāo)基本實(shí)現(xiàn)。墻體材料是固廢利用的重要行業(yè)，但由于固廢原料性能相差甚大，對(duì)墻體材料產(chǎn)品質(zhì)量影響較大。文件列舉的六大類固廢，就是同類固廢原料性能也完全不同。本文就大宗固廢煤矸石和粉煤灰在我國(guó)墻體材料中的應(yīng)用現(xiàn)狀及未來研究創(chuàng)新發(fā)展方面進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，與行業(yè)同仁一起探討。
　　1 煤矸石和粉煤灰兩大固體廢渣排放概況

　　煤矸石和粉煤灰是與煤炭有關(guān)的兩大固體廢渣。煤矸石是采礦過程中和洗煤過程中排放的固體廢物，是一種在成煤過程中與煤層伴生的一種含碳量較低、比煤堅(jiān)硬的黑色礦石。煤矸石主要礦物含量為黏土巖類、砂石巖類、碳酸巖類、鋁質(zhì)巖類。按來源狀態(tài)分為掘進(jìn)、選洗和自然煤矸石。依據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，我國(guó)煤炭產(chǎn)量2021年40.7億t，2020年39億t。在“十四五”末期控制在40億t。我國(guó)是世界上最早發(fā)現(xiàn)煤炭的國(guó)家，也是煤矸石排放量最大的國(guó)家之一，儲(chǔ)存量超過50億t。煤矸石占原煤產(chǎn)量12%~18%，隨著煤炭開采、洗選，綜合利用后每年還要增加2億多噸。

　　粉煤灰是燃煤火力發(fā)電廠發(fā)電過程中，細(xì)磨的煤矸石和細(xì)磨的煤粉，在1200~1700℃燃燒后產(chǎn)生的主要燃燒殘留物。它是由于原煤和煤矸石中存在的各種無機(jī)物和有機(jī)物成分而產(chǎn)生的固體廢棄物。我國(guó)是富煤、缺油、少氣的國(guó)家，資源現(xiàn)狀導(dǎo)致煤電長(zhǎng)期以來一直占我國(guó)電力來源的主導(dǎo)地位。據(jù)統(tǒng)計(jì),2020年全國(guó)發(fā)電量7.42萬億kWh。其中,火力發(fā)電5.28萬億kWh，占總發(fā)電量的75%。煤燃火力發(fā)電，在滿足國(guó)家建設(shè)和人們生活需要的同時(shí)，也產(chǎn)生了大量固體廢棄物粉煤灰。據(jù)環(huán)保微世界網(wǎng)2021年12月17日發(fā)布：2021年粉煤灰年排量約為6.0億噸，歷年堆存30億噸。

　　煤矸石和粉煤灰兩種大宗固體廢物年排量約為12億噸以上，高質(zhì)量綜合利用煤矸石和粉煤灰的任務(wù)十分繁重，國(guó)家發(fā)改委將其列為六大類固廢綜合利用之首。

2 煤矸石和粉煤灰兩大固體廢棄物的危害及綜合利用簡(jiǎn)況

2.1 對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響
    煤矸石堆積如山，對(duì)環(huán)境生態(tài)及人民生命安全造成嚴(yán)重危害。煤矸石的無機(jī)成分生要是硅、鋁、鐵、鈣、鎂的氧化物，但還有微量的重金屬元素，如P、Hg、Sn、Cu、Zn、As、Cr等。大量煤矸石的堆存、不但占用大量的緊缺土地資源，而且會(huì)逸出硫化物污染環(huán)境、農(nóng)田、地下水。日積月累的的大量堆存、其內(nèi)部發(fā)熱而溫度升高，煤矸石堆場(chǎng)就會(huì)因自燃而出現(xiàn)濃煙密布，空氣中放出大量的CO、CO?、SO?、H?S、NO?等有害氣體，其中以SO?為主。有害氣體的大量排放，不僅危害周圍環(huán)境和空氣質(zhì)量，影向礦區(qū)及附近民眾的身體健康，而且會(huì)影響周邊生態(tài)環(huán)境，造成樹木生長(zhǎng)緩慢，農(nóng)作物嚴(yán)重減產(chǎn)，嚴(yán)重時(shí)樹木和農(nóng)作物死亡。除燃燒外，重金屬元屬經(jīng)雨水淋蝕后而產(chǎn)生酸性水，流入河流或滲入土壤，造成地下水及土地污染。露天堆存的煤矸石還有一個(gè)特點(diǎn)是易風(fēng)化碎裂。有的自燃后成灰分細(xì)顆粒，這種細(xì)顆粒經(jīng)氧化、分解、脫氫、縮聚等一系列復(fù)雜反應(yīng)而形成炭黑、飛灰與粒狀懸浮物，形成霧霾，對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境和人們的健康造成直接影響。

　　粉煤灰和煤矸石一樣，在許多地方大量堆存、也比較普遍。遇到大風(fēng)，煤灰滿天飛，是許多地方迫切需要解決的突出環(huán)境污染問題。我國(guó)已經(jīng)變?yōu)槿蚍秶鷥?nèi)產(chǎn)煤大國(guó)和最多煤炭消費(fèi)的國(guó)家、也是使用煤炭產(chǎn)生廢料粉煤灰最大的國(guó)家。由于火力發(fā)電產(chǎn)生的粉煤灰已變成工業(yè)固體廢料的最大污染根源，放置粉煤灰也同樣要使用大面積的土地、形成土地資源浪費(fèi)，而且會(huì)對(duì)四周的空氣和水質(zhì)及土壤產(chǎn)生惡劣的影響。

2.2 綜合利用簡(jiǎn)況
    煤矸石和粉煤灰大量堆積產(chǎn)生的危害，引起了歷屆黨和國(guó)家及各級(jí)政府部門的高度重視，特別是習(xí)近平主席“綠水青山就是金山銀山”理念，成為國(guó)人的共識(shí)。大量征地或在山溝排放煤矸石和粉煤灰將會(huì)成為歷史，它的出路就是資源化利用。近20多年來，國(guó)家為推動(dòng)煤矸石的綜合利用，發(fā)布了不少法規(guī)、文件和政策，在財(cái)稅等方面給予強(qiáng)有力的支持，固廢綜合利用率不斷提高。2019年大綜固廢綜合利用率達(dá)到55%，比2015年提高了5個(gè)百分點(diǎn)，其中煤矸石和粉煤灰綜合利用率分別達(dá)到70%和78%[1]。雖然取得了令人滿意的結(jié)果，但與一些發(fā)達(dá)國(guó)家相比，仍存在較大差距。據(jù)中國(guó)建材工業(yè)規(guī)劃研究院、華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院網(wǎng)上資料介紹：日本煤矸石和粉煤灰利用率非常高。以粉煤灰為例，2011年就高達(dá)98.3%，利用的附加值也較高，其中水泥為主導(dǎo),占67.13%;土木工程占13.58%;建筑板材、輕骨料及其他占17.59%。2016年，歐洲粉煤灰利用率83.4%，不但利用率高，而且利用途徑多元化。到2016年，歐洲粉煤灰基本上得到利用，其中40.8%用于混凝土摻合料；17.0%代替混凝土中的水泥；16.4%用于道路材料；5.5%用于混凝土砌塊；3.7%用于其他。70年代初，德國(guó)、法國(guó)等綜合利用煤矸石率達(dá)30%~50%。60年代，日本就利用煤矸石燒結(jié)輕骨料用于建筑領(lǐng)域，建筑重量降低20%，對(duì)輕質(zhì)墻體的貢獻(xiàn)顯得尤為重要。

2.3 墻體材料行業(yè)中的應(yīng)用

　　從發(fā)達(dá)國(guó)家講，早在60年代初，德國(guó)、法國(guó)和日本等，綜合利用煤矸石和粉煤灰制作各種墻體材料，并大量用于建筑工程。我國(guó)從60年代引入煤矸石和粉煤灰內(nèi)燃燒磚技術(shù)，當(dāng)時(shí)的目的就是為了節(jié)煤和降低成本。進(jìn)入70年代，煤矸石和粉煤灰已成為主要內(nèi)燃料，逐步發(fā)展到以煤矸石和粉煤灰內(nèi)燃為主，外投煤為輔。在發(fā)展煤矸石和粉煤灰內(nèi)燃燒磚過程中，原建材部舉辦各種形式的煤矸石和粉煤灰制作各種墻體材料的學(xué)習(xí)班和成果推廣交流活動(dòng)。1980年前，墻材磚瓦企業(yè)以國(guó)有為主，眾多國(guó)營(yíng)磚廠創(chuàng)造了許多煤矸石和粉煤灰內(nèi)燃燒磚的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)用成果。以煤矸石利用為例，在1973年原四川內(nèi)江市機(jī)制磚瓦廠建成了一座設(shè)計(jì)能力為1500萬塊煤矸石磚生產(chǎn)線。

　　如果說20世紀(jì)60年代前后煤矸石和粉煤灰僅做為內(nèi)燃原料，利用量很少的話，那么70年代后才真正開始了大量利用煤矸石和粉煤灰為主要原料生產(chǎn)墻材制品，產(chǎn)品以實(shí)心磚為主，也有多孔磚和空心磚及空心砌塊。最早試制成功煤矸石磚的是四川永榮礦務(wù)局，高明市石鼓煤礦也在70年代建成了年產(chǎn)1500萬塊煤矸石磚生產(chǎn)線。進(jìn)入80年代，煤矸石和粉煤灰墻材制品得到了較快發(fā)展。隨著煤矸石和粉煤灰燒結(jié)墻材制品技術(shù)上的不斷完善，生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，裝備水平就顯得跟不上煤矸石和粉煤灰磚產(chǎn)品發(fā)展需要。80年代后期，我國(guó)開始了引進(jìn)、創(chuàng)新、再提高發(fā)展階段。山西、山東、寧夏、安徽、黑龍江等省從美國(guó)、德國(guó)、意大利等引進(jìn)了煤矸石和粉煤灰制作墻材制品設(shè)備。經(jīng)原國(guó)家經(jīng)貿(mào)委批準(zhǔn)[2]，在黑龍江省雙鴨山市引進(jìn)了一條年產(chǎn)6000萬塊煤矸石空心磚生產(chǎn)線，技術(shù)上要求全煤矸石制磚，組裝式隧道窯超內(nèi)燃焙燒，產(chǎn)品質(zhì)量為空心磚和多孔承重清水墻磚，真正做到“制磚不用土，燒磚不用煤”，產(chǎn)品上檔次。這一引進(jìn)項(xiàng)目得到了相關(guān)中央部委的大力支持和高度認(rèn)同，在行業(yè)內(nèi)引起強(qiáng)烈反響。該煤矸石生產(chǎn)線為一次碼燒工藝，超內(nèi)燃煤矸石燒結(jié)磚工藝。其裝備和凱裝式隧道窯及超內(nèi)燃焙燒技術(shù)得到了充分消化再創(chuàng)新，研究開發(fā)成果獲得國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，并在國(guó)內(nèi)得到普遍推廣應(yīng)用，為我國(guó)煤矸石在墻材行業(yè)的綜合利用做出了重要貢獻(xiàn)。有煤矸石的省市，基本上成功建成了生產(chǎn)線，使全國(guó)煤矸石墻體材料磚年產(chǎn)量迅速達(dá)到2000億塊標(biāo)磚以上。我國(guó)墻材行業(yè)燒結(jié)制品年產(chǎn)量8100多億塊[3]，其中煤矸石和粉煤灰等大宗固廢、環(huán)保等新型墻材產(chǎn)品近年來快速發(fā)展，年產(chǎn)量近6000億塊，成為我國(guó)最大的固體廢棄物綜合利用行業(yè)，年利用固體廢棄物已超過1.35億t以上，年節(jié)約能源3200萬t標(biāo)煤。燒結(jié)磚瓦產(chǎn)品用的主要燃料為煤矸石和粉煤灰等大宗固體廢棄物，外用化石能源煤和天然氣很少，廢棄的煤矸石和粉煤灰等能源占80%以上，而燃煤和天然氣僅占80%以下，對(duì)整個(gè)建材工業(yè)固體廢棄物綜合利用和節(jié)能降碳做出了貢獻(xiàn)。
    根據(jù)煤燃燒后產(chǎn)生粉煤灰統(tǒng)計(jì)計(jì)算[4]，每燃燒1t煤,將產(chǎn)生250-300kg左右粉煤灰,每發(fā)1度電, 耗煤315-325g,將產(chǎn)生100g左右粉煤灰,每千瓦裝機(jī)量年產(chǎn)生近1t的粉煤灰，推廣使用節(jié)電設(shè)備，也是減少煤耗和粉煤灰排量的有效途徑之一。以蒸壓加氣混凝土為例，據(jù)介紹：蒸壓加氣混凝土配比通常為:粉煤灰65%-75%,石灰18%-25%,水泥6%-15%,石膏2%-5%。就配比而言,粉煤灰成為加氣混凝土生產(chǎn)的主要原料，每生產(chǎn)1萬m3蒸壓粉煤灰加氣混凝土，就可以消納4500t粉煤灰[5]，減少粉煤灰堆放場(chǎng)地2.4畝，減少CO?排放1244t，減少SO?排放9.28t。由此可見，發(fā)展蒸壓粉煤灰加氣混凝土產(chǎn)品，不僅實(shí)現(xiàn)固體廢棄物綜合利用，大量消納粉煤灰的重要的途徑之一，也是墻體材料行業(yè)減少環(huán)境污染和降低碳排放的重要方面。

　　發(fā)展粉煤灰加氣混凝土產(chǎn)品，歷年來受到了各級(jí)主管政府部門的高度重視，經(jīng)眾多科研人員和企業(yè)不斷努力，取得了令人滿意的業(yè)績(jī)。早在20世紀(jì)50年代就開始了燃煤電廠粉煤灰加氣混凝土的研究試驗(yàn)，1964年在上海建設(shè)了一條小型試驗(yàn)線。進(jìn)入70年代，哈爾濱硅酸鹽制品廠、武漢第五磚廠、北京加氣混凝土廠、湖北建筑工程學(xué)院、北京市建筑材料研究所等單位，研究試制了蒸壓加氣混凝土。為了借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，發(fā)展我國(guó)加氣混凝土工業(yè)，引進(jìn)了重多的先進(jìn)工藝技術(shù)和裝備，促進(jìn)和加快了我國(guó)粉煤灰加氣墻材的發(fā)展。粉煤灰加氣混凝土產(chǎn)品經(jīng)歷了開創(chuàng)、推廣、大發(fā)展三個(gè)主要階段[4]。迄今為止，我國(guó)先后建成了不同規(guī)模的粉煤灰加氣混凝土砌塊和板材生產(chǎn)線，使我國(guó)成為世界利用粉煤灰等材料生產(chǎn)加氣混凝土企業(yè)最多、規(guī)模最大、應(yīng)用面最廣、普及程度最高的國(guó)家，其生產(chǎn)規(guī)模已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過世界上所有加氣混凝土的總和。2021年,加氣混凝土企業(yè)2070家[5],生產(chǎn)能力3.05億m3,總產(chǎn)量達(dá)1.92億m3。

　　煤矸石綜合利用除了生產(chǎn)燒結(jié)實(shí)心磚、空心磚、保溫砌塊外，也擴(kuò)展到耐火材料、裝飾外墻、透水磚、道路廣場(chǎng)磚、輕骨料等。由于采煤過程中產(chǎn)生的煤矸石性能相差甚遠(yuǎn)，各地應(yīng)對(duì)當(dāng)?shù)氐拿喉肥M(jìn)行系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)和分析研究，結(jié)合市場(chǎng)需求，確定最終綜合利用煤矸石的產(chǎn)品發(fā)展方向。初體燃燒后的低碳灰，與煤矸石比，具有有機(jī)物少、含硫量低等特點(diǎn)，廣泛用于各種硅酸鹽墻材制品中。粉煤灰不僅生產(chǎn)加氣混凝土，也可以用來生產(chǎn)粉煤灰磚、砌塊、陶粒、耐火材料等。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，粉煤灰雖然具有火山灰性質(zhì)，活性好但塑性差，用于燒結(jié)產(chǎn)品擠出成型，高摻配受到限制。近幾年，發(fā)展高科技含量和高附加值的墻材制品受到關(guān)注。如發(fā)泡陶瓷墻體材料，不僅具有輕質(zhì)、保溫、隔熱、不燃、防水性能好，而且具有防潮、防腐蝕等功能，市場(chǎng)前景看好。有的企業(yè)使用35%的煤矸石和40%的粉煤灰，并添加發(fā)泡劑，在1180℃高溫下，得到性能優(yōu)異的發(fā)泡陶瓷。其體積密度為503kg/m3，抗壓強(qiáng)度為8.35MPa,孔隙率為65.3%。個(gè)別企業(yè)以煤矸石、鋁礬土為原料，添加石灰石、長(zhǎng)石氣泡劑，成型后在1200℃燒結(jié)，制得泡沫陶瓷板。完全滿足了JG/T511—2017《建筑用發(fā)泡陶瓷保溫板》中的技術(shù)指標(biāo)要求。

3 煤矸石和粉煤灰墻體材料綜合利用研究創(chuàng)新的進(jìn)展

　　雖然在煤矸石和粉煤灰墻體材料綜合利用中取得了不少成績(jī)，但在高摻配率、高質(zhì)量、高附加值、產(chǎn)品多樣化、節(jié)能減排、綠色低碳、煤矸石和粉煤灰改性等方面還有進(jìn)一步研究創(chuàng)新發(fā)展的空間?，F(xiàn)簡(jiǎn)要整理闡述如下。

3.1 燒結(jié)磚墻體材料

　　(1)淄博市墻改辦、武漢理工大學(xué)硅酸鹽建筑材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室兩單位發(fā)表了蘇雷、邵偉、馬保國(guó)“基于污泥-煤矸石-頁巖三元體系制備燒結(jié)磚性能分析”(山東省住房城鄉(xiāng)建設(shè)科技項(xiàng)目計(jì)劃，2016-041-B)的論文，利用山東淄博某污水處理廠的污泥，將煤矸石與頁巖粉磨后過0.84mm篩，然后與污泥按比例混合，加水10%反復(fù)攪拌，充分混合均勻化，在經(jīng)過24h陳化后壓制成型?；旌狭纤苄灾笖?shù)為:①頁巖100%時(shí),液限20.6%,塑限14.8%,塑性指為5.8;②30%頁巖+70%煤矸石混合料,液限10.5%,塑限7.3%,塑性指數(shù)為3.2;③30%頁巖+60%煤矸石+13%污泥混合料,液限18.2%,塑限11.9%,塑性指數(shù)為6.3;④30%頁巖+55%煤矸石+

18%污泥混合料,液限24.8%,塑限15.3%,塑性指數(shù)為9.5;⑤30%頁巖+45%煤矸石+23%污泥混合料,液限31.4%,塑限118.9%,塑性指數(shù)為12.5。

　　從塑性指數(shù)分析，單一原料頁巖塑性指數(shù)僅為5.8，屬于低塑性原料，在加強(qiáng)原料細(xì)碎和均化處理的前提下，可以采用高壓力和高真空度擠出成型。摻入70%煤矸石和30%頁巖后，混合料測(cè)得塑性指數(shù)僅為3.2，無法擠出成型。但分別外加入了13%、18%和23%的污泥后,塑性指數(shù)分別為6.3、9.5和12.5，滿足了擠出成型的要求。這一研究結(jié)果給我們的啟示，當(dāng)煤矸石塑性指數(shù)過小時(shí)，不能實(shí)現(xiàn)高摻量，可以通過加入高塑性的污泥來提高塑性指數(shù)，從而滿足混合料真空擠出成型的要求，使不可用的煤矸石也得到很好的綜合利用。

　　污泥雖然有高塑性，但往往受到重金屬可能超標(biāo)的影響。該研究項(xiàng)目還進(jìn)行了重金屬固化試驗(yàn)，試驗(yàn)選用Cu、Cr、Pb三種重金屬，采用外摻的方法研究污泥燒結(jié)制品的重金屬環(huán)境特性，外摻重金屬源分別為:CuSO?、K?CrO?、Pb(NO?)?。 根據(jù)國(guó)家行業(yè)標(biāo)椎HJ/T299-2007《固體廢物浸出毒性浸出方法一硫酸硝酸法》，在污泥摻量為18%情況下，分別測(cè)定燒結(jié)溫度在1050℃、保溫6h后浸出液中重金屬離子含量。證明燒結(jié)過程對(duì)重金屬起到了較好的固化作用。其中樣品Cu離子由燒結(jié)前的0.57mg減少到0.12mg,Cr離子由0.41mg減少到0.01mg;Pb離子由0.1mg減少到0.01mg。燒結(jié)后浸出濃度遠(yuǎn)低于《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)—浸出毒性鑒別》(GB5085.3-2007)中Cu離子濃度100mg、Cr離子濃度5mg和Pb離子濃度5mg的濃度要求。燒成溫度超過1050℃時(shí)，固化重金屬浸出濃度遠(yuǎn)低于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，可以放心使用。

　　(2)濟(jì)南大學(xué)材料學(xué)院、巨野縣科技中心的趙訓(xùn)等4人進(jìn)行了生活垃圾、煤矸石燒結(jié)磚的工藝與性能研究，提出了最佳配比：煤矸石為主要原料外，生活垃圾20%、頁巖5%、界面增強(qiáng)劑0.6%。煤矸石和生活垃圾燒結(jié)磚的密度為1123kg/m3，抗壓強(qiáng)度為13.4MPa,導(dǎo)熱系數(shù)為0.43W/(m·K)。該產(chǎn)品密度小、強(qiáng)度高，保溫、隔熱性能明顯高于普通燒結(jié)磚，并能滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB5101《燒結(jié)普通磚》中

的技術(shù)性能指標(biāo)。導(dǎo)熱系數(shù)比普通黏土磚減少了43%，密度下降了69.7%，具有質(zhì)輕、墻體熱工性能好等特點(diǎn)。所用原料為某村生活垃圾，經(jīng)收集、分類、干燥、粉碎等處理，使其粒徑小于3mm。得出結(jié)論是：一是坯體強(qiáng)度隨擠出壓力增大而增大，抗變形能力也同樣隨擠出壓力增大而增強(qiáng)，燒結(jié)磚強(qiáng)度隨真空度增大而提高，最佳擠出壓力為2.5MPa，真空度-0.080MPa。二是燒結(jié)磚吸水率隨燒結(jié)溫度升高而降低，強(qiáng)度隨溫度升高而升高。從實(shí)驗(yàn)得出的SEM圖看：1050℃下用生活垃圾和煤矸石焙燒的磚試樣，微觀結(jié)構(gòu)孔隙變小，孔洞分布均勻，結(jié)構(gòu)變得致密，產(chǎn)品性能最好。

　　(3)郭忠和在“影響廢渣燒結(jié)磚產(chǎn)品質(zhì)量的因素探討[6]”一文中經(jīng)實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論值得參考。實(shí)驗(yàn)采用的主要原料松散密度、塑性指數(shù)、干燥敏感性系數(shù)分別為：①煤矸石松散密度1360kg/m3，塑性指數(shù)7.34，干燥敏感性系數(shù)0.61；②粉煤灰松散密度850kg/m3,③綠頁巖松散密度1450kg/m3,塑性指數(shù)12.3，干燥敏感性系數(shù)1.44；④油頁巖渣松散密度900kg/m3,塑性指數(shù)6.8;⑤混合料塑性指數(shù)8.7，干燥敏感性系數(shù)0.88。摻入粉煤灰后成品質(zhì)量強(qiáng)度明顯提高。當(dāng)摻入粉煤灰10%時(shí)，強(qiáng)度提高了20%~36%；摻入粉煤灰20%時(shí)，強(qiáng)度提高了50%%~82%。文章分析認(rèn)為，加入粉煤灰后，混合料化學(xué)成分中SiO?和Al?O?含量提高，從而大幅提高了制品強(qiáng)度。

　　(4)廈門市建筑科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司和廈門天潤(rùn)錦龍建材有限公司在“市政污泥在煤矸石燒結(jié)磚中的應(yīng)用研究”中認(rèn)為，市政污泥摻入量大小對(duì)煤矸石磚強(qiáng)度影響較大。試驗(yàn)采用廈門市某污水處理廠經(jīng)脫水后的污泥餅，含水量約為45%，烘干破碎后配料，并混合攪拌均勻后壓制成φ77mm×50mm的圓柱體，然后烘干焙燒。污泥和煤矸石配比分別為5%和95%、10%和90%、15%和85%、20%和80%,產(chǎn)品抗壓強(qiáng)度分別為18.5MPa、14.4MPa、13.1MPa、9.9MPa。這一結(jié)果可以看出, 市政污泥摻入量從5%提高到20%，煤矸石磚強(qiáng)度降低了46.5%，說明在煤矸石磚生產(chǎn)線上大量摻入市政污泥是不可行的。對(duì)污泥和煤矸石固體廢渣原料燒制的磚產(chǎn)品，也進(jìn)行了浸出液重金屬含量檢測(cè)，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，浸出液重金屬物質(zhì)濃度遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求，安全可靠。再次說明經(jīng)高溫焙燒后，有機(jī)物揮發(fā)，硅鋁酸鹽礦物玻璃化、晶體化，含有的重金屬物質(zhì)將被固化于結(jié)構(gòu)中，降低了污泥煤矸石磚的浸出毒性，這是其一；其二：污泥在焙燒過程中重金屬元素會(huì)發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)，內(nèi)部的重金屬轉(zhuǎn)化成化學(xué)性質(zhì)不活躍的形態(tài)，其顆粒表面被新形成的晶體、玻璃質(zhì)和聚合物所包裹，可以阻止重金屬的遷移、擴(kuò)散，從而大大降低了重金屬的毒害程度；其三是煤矸石與污泥配比為8:2，焙燒溫度1050℃，可以制備出抗壓強(qiáng)度達(dá)到MU10等級(jí)的燒結(jié)普通磚，但原料隨污泥摻量升高而抗壓強(qiáng)度降低。

表1 浸出液重金屬實(shí)驗(yàn)結(jié)果

　　(5)全煤矸石燒磚技術(shù)經(jīng)多年總結(jié)完善已基本成熟，推廣應(yīng)用也比較普遍。過去幾年里，主要在東北三省、山西、安徽等地建有全煤矸石磚和砌塊生產(chǎn)線，基本上實(shí)現(xiàn)了煤矸石自身具有的發(fā)熱量全利用。山西某煤矸石磚生產(chǎn)線，由于發(fā)熱量過高，將多余的熱量用來發(fā)電，解決了高熱量煤矸石超熱焙燒問題，制磚發(fā)電兩不誤。陜西近幾年煤矸石燒結(jié)磚也得到了較快發(fā)展，特別是咸陽市一些采煤企業(yè)，近年來竣工投產(chǎn)了多條不同規(guī)模和不同規(guī)格產(chǎn)品的煤矸石墻材生產(chǎn)線。投資額最大的是咸陽某煤礦，利用100%煤矸石，建成了陜西省規(guī)模最大、產(chǎn)品質(zhì)量最好、機(jī)械自動(dòng)化水平最高的一次碼燒生產(chǎn)線，設(shè)計(jì)年產(chǎn)量為1.5億塊。投資上億元，脫硫除塵投資也在三千萬以上。項(xiàng)目由寶深集團(tuán)承包建成了省內(nèi)最大的雙條內(nèi)寬7.3m的組裝式隧道窯，日產(chǎn)量折標(biāo)磚可達(dá)50萬塊，產(chǎn)品不僅有實(shí)心磚，而且可根據(jù)市場(chǎng)需求生產(chǎn)多孔磚、空心砌塊。礦區(qū)采煤和洗選后的矸石已全部利用，產(chǎn)品質(zhì)量好。生產(chǎn)線大氣污染物排放不僅達(dá)標(biāo)，而且實(shí)現(xiàn)了超低排放，其產(chǎn)品通過了綠色評(píng)定，產(chǎn)品銷售市場(chǎng)穩(wěn)定，為采煤生產(chǎn)解決了煤矸石排放的后顧之憂。

3.2 燒結(jié)墻地磚制品

　　(1)高摻量粉煤灰和爐渣燒結(jié)鋪地磚在周忠華實(shí)驗(yàn)研究得到證明，用粉煤灰研制無黑心存在的透水保水鋪路磚，是一項(xiàng)高摻量利用粉煤灰廢渣的好途經(jīng)。原料配比試驗(yàn)為(質(zhì)量比)：粉煤灰細(xì)粉：爐渣：黏土:礦渣水泥=45~55:30~40:10:5,物理性能測(cè)定結(jié)果為:體積密度為1480~1500kg/m3;吸水率為16.5%~18.3%;吸水飽和度為91%~92%;抗彎強(qiáng)度為11.5~13.5MPa;透水系數(shù)為?6～13.5×10?3cm/s;?體積含水率為40.0%~40.5%。試件尺寸為300×300×30mm,成型水分為8%,成型壓力為200kg/cm2,輥道窯燒成溫度為1150℃,常溫至1000℃升溫速度為15℃/min,1000~1150℃之間升溫速度為5℃/min。該燒成機(jī)理屬一種全新燒結(jié)反應(yīng)機(jī)理，粉煤灰和爐渣灰使用量高達(dá)85%，燒結(jié)的粉煤灰磚具有透水保水性和高強(qiáng)度。

　　(2)利用粉煤灰生產(chǎn)多色性燒結(jié)磚[7]，通過不斷試驗(yàn)，調(diào)整原料種類及其配比和焙燒條件，燒制出色調(diào)變化豐富的多色性能和強(qiáng)度高、抗凍性能好、吸水率低的墻地磚。要求粉煤灰平均粒徑為50μm，但最佳為20μm以下。原料配比：粉煤灰:低質(zhì)瓷石:黏土=33~55:25~50:10~40(質(zhì)量比)。均勻混合后加入水分，采用濕法擠出或半干壓成型，擠出拌和成型水分為15%~30%，半干壓成型含水率為5%~10%。擠出成型的樣品尺寸：45mm×100mm×50mm試塊。樣品室內(nèi)干燥一晝夜,焙燒爐以10℃/min升溫到1200℃,焙燒2h,焙燒溫度1100~1300℃,致密高強(qiáng)磚要求1200℃左右,多孔磚、空心磚1100℃左右。多色性燒結(jié)磚，抗壓強(qiáng)度39MPa,抗彎強(qiáng)度4.5MPa。表色系Lab(L-亮度；a-紅色至綠色的范圍；b-籃色至黃色的)和吸水率結(jié)果：隨原料配方和燒成溫度不同而不同，L值最大值為71.14，其配方為粉煤灰40%，低質(zhì)瓷粉為60%,燒成溫度為1200℃;a值最大為15.79,其配比為粉煤灰35%，黏土為17%，石粉為48%，燒成溫度為1100℃;b值最大為18.94,其配比為粉煤灰35%,低質(zhì)瓷粉為30%,石粉為35%,燒成溫度為1100℃。吸水率是反映產(chǎn)品耐久性能和抗凍性能的主要指標(biāo)，從試驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)看，燒成溫度高時(shí)吸水率低。在燒成允許變形范圍內(nèi)，盡可能提高燒成溫度，對(duì)提高產(chǎn)品性能有利。而地磚顏色范圍、亮度可通過調(diào)整原料配方和燒成制度來實(shí)現(xiàn)。

　　(3)利用粉煤灰和赤泥等[8]工業(yè)廢棄物制備高性能的清水裝飾磚，其氣孔率為40%-50%，抗折強(qiáng)度可達(dá)到50-80MPa,燒成溫度范圍在1110-1140℃,樣品的性能和結(jié)果均可達(dá)標(biāo)。不但節(jié)能、利廢，還具又質(zhì)輕、保溫、隔音等特點(diǎn)。

　　(4)利用70%以上的煤矸石、粉煤灰、石墨尾礦、垃圾焚燒灰[9]等工業(yè)廢渣制造出環(huán)境生態(tài)磚，其工藝為：黏土、長(zhǎng)石等原料細(xì)磨→加入工業(yè)廢渣→混合→造?！鷫褐瞥尚汀稍铩鸁桑渲破沸阅苓_(dá)到了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.4 非燒結(jié)墻地磚制品

　　(1)丁小龍、劉品德[10]在研究利用魯麗鋼廠鋼渣制備蒸壓磚時(shí)，粉煤灰摻到了48%，成功試制出了蒸壓粉煤灰磚。山東魯麗鋼廠鋼渣化學(xué)成分：CaO為42.44%、Fe2O3為20.30%、Al2O?為3.51%、SiO?為3.51%、MgO為6.02%,水泥為32.5復(fù)合硅酸鹽水泥，石子最大粒徑為5mm。配方試驗(yàn)：粉煤灰50%~10%,鋼渣10%~50%,水泥和石子分別為15%和25%。原料混合后加9%水拌和均勻，用壓力機(jī)壓制成標(biāo)磚試塊，先放入70℃養(yǎng)護(hù)箱中靜置4h,再放入蒸壓釜,按照升溫4h到180℃,恒溫4h 后自然冷卻養(yǎng)護(hù),并按照J(rèn)C/T239—2014《蒸壓粉煤灰磚》標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行抗壓強(qiáng)度測(cè)試。在鋼渣為12%、粉煤灰為48%、水泥和石子不變的情況下，同等養(yǎng)護(hù)制度下其抗壓強(qiáng)度為12.32MPa。還有一點(diǎn)是提高鋼渣細(xì)度，可大大提高粉煤灰和鋼渣摻量。

　　(2)東北石油大學(xué)土木建筑工程學(xué)院的祝庭，沙東，在“再生混凝士抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)研究”時(shí)，分別摻入水泥用量為20%的粉煤灰和聚丙烯纖維(摻入量為1.2kg/m3)，均提高了再生混凝士的抗壓強(qiáng)度，而且效果明顯。其配比及性能為：廢棄的混疑土再生骨料粗和細(xì)料各為1194kg/m3和643kg/m3。配比試

驗(yàn)為三組,水膠比分別為0.5、0.55、0.6。在試驗(yàn)中分別摻入了水泥、粉煤灰、聚丙烯纖維，并對(duì)15組150mm×150mm×150mm立方體試件進(jìn)行了抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。摻粉煤灰和摻聚丙烯纖維比無外摻A組中的2組和3組分別提高1.2MPa和2.1MPa,B組中的2組和3組分別提高了0.3MPa和1.2MPa,C組中的2組和3組分別提高了8.9MPa和14.9MPa。增加水會(huì)大大減小試塊抗壓強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)認(rèn)為：C30再生混凝土的合理水膠比在0.5~0.55之間，立方體抗壓強(qiáng)度達(dá)到35MPa，滿足規(guī)范要求。

3.5 蒸壓粉煤灰墻體制品

　　福建龍凈環(huán)保股份有限公司的邱振中，在利用干法脫硫灰制備加氣混凝土砌塊的試驗(yàn)研究中，除大量摻入粉煤灰外，而且添加了20%干脫硫灰。干法脫硫工藝最先起源于歐美地區(qū)，尤其是德國(guó)和美國(guó)。在霧霾日益嚴(yán)重的形勢(shì)下，干法脫硫已成為煙氣脫硫的主要工藝之一，具有一次性投資低、節(jié)水、節(jié)能、占地面積少、沒有廢水排放等優(yōu)點(diǎn)，近年來在國(guó)內(nèi)外迅速發(fā)展并廣泛應(yīng)用。干法脫硫國(guó)內(nèi)應(yīng)用主要包括火力發(fā)電廠、鋼鐵廠燒結(jié)機(jī)、循環(huán)硫化床鍋爐及工業(yè)窯爐，產(chǎn)生的脫硫灰量逐年增加。充分利用脫硫灰的有效成分，最大程度發(fā)揮脫硫灰在蒸壓加氣混凝土生產(chǎn)中的作用，顯得迫切和有意義。研究脫硫灰蒸壓加氣混凝土的原料為南京某鋼廠燒結(jié)機(jī)煙氣干法脫硫灰，其他原料為粉煤灰、生石灰、水泥、添加劑、鋁粉等。水料比在0.55-0.65之間，通過調(diào)整配比和生產(chǎn)工藝技術(shù)參數(shù)，可以生產(chǎn)符合標(biāo)準(zhǔn)密度等級(jí)為06、強(qiáng)度為A3.5加氣混凝土砌塊，產(chǎn)品符合標(biāo)準(zhǔn)GB/T11968《蒸壓加氣混凝土砌塊》，重金屬浸出低于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

3.6 陶粒和泡沫陶瓷

　　(1)粉煤灰陶粒應(yīng)用廣泛，是制作各種墻材制品，特別是陶粒保溫輕質(zhì)砌塊和陶粒墻板等產(chǎn)品的重要原材料。粉煤灰陶粒是以粉煤灰為主要原料，外摻一定量的粘結(jié)劑，如黏土、江河湖淤泥、城市污泥等，有較高的塑性指數(shù)。和固體燃料以及其他外加劑，經(jīng)制粒后焙燒而成，其粒徑一般在3-15mm。它滿足陶?；炷了刑卣鳎攸c(diǎn)是輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐火、耐高溫，化學(xué)性能穩(wěn)定，耐久性和保溫隔熱性好，尤其抗壓強(qiáng)度較高。具有良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。粉煤灰陶粒的配比及工藝[11]：燒結(jié)機(jī)工藝粉煤灰摻量可達(dá)到80%-90%，陶粒堆積密度630-750kg/m3,筒壓強(qiáng)度4-6MPa,熱耗低于回轉(zhuǎn)窯，電耗高于回轉(zhuǎn)窯?；剞D(zhuǎn)窯工藝粉煤灰摻量最高可達(dá)到80%，既可生產(chǎn)超輕陶粒，也可生產(chǎn)高強(qiáng)陶粒，設(shè)備投資較大，要求粉煤灰中SiO?含量在45%-60%、Al?O?含量<24%等,生產(chǎn)能耗較高,國(guó)內(nèi)熱耗850kcal/kg。

　　(2)天津市建筑材料科學(xué)研究院、天津市發(fā)展散裝水泥管理辦公室、天津市彤泰成科技有限公司，合作完成了“污水廠污泥與河道淤泥聯(lián)合燒制陶粒的技術(shù)研究”課題(住房城鄉(xiāng)建設(shè)部2016年科學(xué)技術(shù)項(xiàng)目計(jì)劃,編號(hào):2016-K1-036,天津市企業(yè)博士后創(chuàng)新項(xiàng)目資助)，利用污泥、淤泥、粉煤灰三種固體廢渣，混合均勻后造粒，經(jīng)高溫焙燒、分揀制得各種規(guī)格的陶粒。原料配比為：污泥30%、淤泥50%和粉煤灰20%混合，燒制升溫速度10℃/min，燒制溫度1225℃，保溫時(shí)間5min。燒制的陶粒密度、筒壓強(qiáng)度和1h吸水率達(dá)到了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB17431.1-2010《輕集料及其試驗(yàn)方法第一部分：輕集料》標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)工業(yè)廢渣輕得料的要求。

　　(3)泡沫陶瓷板的優(yōu)異性能受到了墻材行業(yè)高度關(guān)注。耿震崗等在研究泡沫陶瓷外墻外保溫系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)的同時(shí)，開展了利用陶土尾礦、煤矸石、粉煤灰、陶瓷碎片、廢玻璃及其他添加劑制備泡沫陶瓷板的試驗(yàn)，其工藝流程：多種固廢計(jì)量混合→粉碎→球磨→噴霧干燥→材料入缽→高溫焙燒發(fā)泡→冷卻定型→切割→成品等工藝過程，制成高氣孔率的閉孔發(fā)泡陶瓷制品。其中的泡沫陶瓷板制品可廣泛用于組裝式建筑，其主要特點(diǎn)：一是利用各種固體廢渣制成的發(fā)泡陶瓷板附加值較高，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，適應(yīng)內(nèi)外隔墻板、各種組裝式墻體、建筑節(jié)能效果顯著，用于外墻具有良好的隔熱保溫性能；二是經(jīng)1200℃燒成后不燃防火，燃燒性能為A1級(jí)；三是無機(jī)保溫材料與水泥砂漿黏結(jié)可靠，熱膨脹冷縮下不開裂、不變形、無質(zhì)量通病，不老化、耐久性好、與建筑同壽命；四是熱傳導(dǎo)低，導(dǎo)熱系數(shù)為0.05-0.06W/(m·K),絕熱性能好,與普通墻體材料比，不但建筑節(jié)能效果好，而且顯著降低了墻體自重；五是吸水率小于3%，砌筑裝好后不空鼓，外貼面磚牢固安全，在陽光暴曬、冷熱劇變、風(fēng)雪雨淋等惡劣氣候條件下，不變形、不老化、不開裂、性能穩(wěn)定；六是可以定型切割成多種規(guī)格尺寸用于組裝式建筑墻板、吊頂板、屋面板等；七是泡沫陶瓷板應(yīng)用的國(guó)家住建部標(biāo)準(zhǔn)JG/T511-2017《建筑用泡沫陶瓷保溫板》、工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)GECS480-2017《發(fā)泡陶瓷保溫板工程技術(shù)規(guī)程》等標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)程完整配套，推廣應(yīng)用無障礙，發(fā)展前景看好。

3.7 其他方面

　　發(fā)展高科技含量高附加值產(chǎn)品。低鐵含量的煤矸石，只要其他礦物含量沒問題，深加工后可以生產(chǎn)煤系高嶺土材料，制作高檔墻地磚裝飾產(chǎn)品；高鐵含量的煤矸石(含鐵量超過10%以上)，可以制作鐵紅材料用于原材料調(diào)色來生產(chǎn)各種墻材制品；高鋁含量的煤矸石和粉煤灰可以制作耐火材料或深加工成耐高溫耐火保溫材料；一些煤矸石和粉煤灰可用于[12]內(nèi)墻釉面磚、外墻裝飾劈開磚，也可用于陶瓷坯釉料；粉煤灰內(nèi)部具有硅氧和鋁氧四面體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，顆粒細(xì)、活性高，有利于在恒溫熔融結(jié)晶的特點(diǎn)，可以用于生產(chǎn)微晶玻璃，將硅酸鹽粉煤灰廢料轉(zhuǎn)換為有用的微晶玻璃產(chǎn)品，可以成功實(shí)現(xiàn)社會(huì)效益和企業(yè)經(jīng)濟(jì)利益雙豐收。粉煤灰還具有火山灰活性，但由于煤質(zhì)地不同，收集到地粉煤灰性質(zhì)差異較大，分析研究后作為混凝土加工中礦物添加劑，能達(dá)到改善混凝土變形性、耐久性，提高強(qiáng)度，降低干燥收縮等目的，用于輕質(zhì)墻板或混凝土砌塊的生產(chǎn)技術(shù)上沒有問題。

4 煤矸石和粉煤灰廢渣墻材制品技術(shù)推廣應(yīng)注意的問題

　　前面介紹了煤矸石和粉煤灰在墻體材料行業(yè)中研究應(yīng)用的情況。應(yīng)該說，成果不少，創(chuàng)新點(diǎn)多，但實(shí)際應(yīng)用滯后。一些研究項(xiàng)目推向市場(chǎng)應(yīng)用效果好，但有個(gè)別項(xiàng)目往往研究結(jié)束，成果就多年無人問津。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的主要原因是：其一，項(xiàng)目研究的深度還不夠，推廣應(yīng)用前技術(shù)上還需要進(jìn)一步完善；其二，產(chǎn)品的市場(chǎng)不穩(wěn)定，認(rèn)可度不高，造成人們心里障礙，不愿接受新事物；其三，利用煤矸石和粉煤灰項(xiàng)目，同一產(chǎn)品往往投資大于傳統(tǒng)工藝項(xiàng)目，擔(dān)心效益受到影響。除此之外，鼓勵(lì)使用大宗固廢的政策落實(shí)不到位。項(xiàng)目剛開始，政府重視，廢渣給予少量補(bǔ)貼或免費(fèi)使用。當(dāng)綜合利用變?yōu)樵腺Y料后，雖然不明著收費(fèi)，但采取了變相收費(fèi)，如幫裝車、運(yùn)送等方式加價(jià)收費(fèi)，造成企業(yè)經(jīng)營(yíng)困難，難以生存。個(gè)別環(huán)保部門看不到企業(yè)利用煤矸石和粉煤灰工業(yè)廢渣保護(hù)環(huán)境的大勢(shì)，而是抓住企業(yè)某個(gè)排放缺陷而限制企業(yè)正常生產(chǎn)。只會(huì)看到企業(yè)生產(chǎn)影響環(huán)保的小問題，看不到不用廢渣而堆積污染的大問題。所以說，創(chuàng)新研究的墻材新項(xiàng)目，推廣應(yīng)用還是要加大支持力度，完善項(xiàng)目技術(shù)條件和推廣應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，綜合利用的政策不打折扣。否則，科研項(xiàng)目會(huì)長(zhǎng)期停留在原有的小試驗(yàn)和理論研究成果中。

　　煤矸石和粉煤灰要發(fā)展哪種墻材產(chǎn)品？個(gè)人認(rèn)為，應(yīng)該做好認(rèn)真的分析研究后再?zèng)Q策，首先要做好以下三項(xiàng)試驗(yàn)分析工作。一是煤矸石和粉煤灰或爐渣灰，要做好發(fā)熱量的測(cè)試，確定發(fā)展燒結(jié)墻材產(chǎn)品還是非燒結(jié)產(chǎn)品。高熱值煤矸石和粉煤灰，不宜發(fā)展非燒結(jié)制品，應(yīng)首先選擇發(fā)展燒結(jié)制品，生產(chǎn)過程不用煤或少用煤。低熱值或相對(duì)無發(fā)熱量，可用于非燒結(jié)制品。高熱量煤矸石和粉煤灰直接用于非燒結(jié)墻材產(chǎn)品，由于炭的存在，不但浪費(fèi)了熱量，而且產(chǎn)品強(qiáng)度、抗凍性能和耐久性受到較大影響。二是化學(xué)成分試驗(yàn)，特別關(guān)注二氧化硅(SiO?)、三氧化二鋁( (Al2O?)、 三氧化二鐵(Fe2O?)、氧化鈣(CaO)和三氧化硫SO?含量。二氧化硅過高或過低最終會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量；三氧化二鐵含量高可考慮用于調(diào)整產(chǎn)品顏色，低于1%可用于陶瓷墻地磚的生產(chǎn)配料；氧化鈣含量超標(biāo)容易引起燒結(jié)墻材產(chǎn)品石灰爆裂，用于建筑存在墻體爆裂而酥解的安全隱患，需要調(diào)整煤矸石和粉煤灰原料處理和燒成工藝技術(shù)參數(shù)。但生產(chǎn)非燒結(jié)加氣混凝土墻材制品，氧化鈣適當(dāng)含量高一些卻是有益的；氧化硫過高，會(huì)增加燒結(jié)制品大氣污染物硫氣體的排放，增加脫硫材料消耗，企業(yè)生產(chǎn)成本明顯上升。三是塑性指數(shù)，過低無法擠出成型，過高會(huì)增大干燥收縮，產(chǎn)品易出現(xiàn)應(yīng)力裂紋。粉煤灰無塑性，但通過物理化學(xué)和生物改性，改善它的使用功能，這對(duì)非燒結(jié)制品顯得尤為重要。發(fā)展哪種產(chǎn)品，原料是基礎(chǔ)，不能為了固廢利用而放棄產(chǎn)品質(zhì)量，也不能因?yàn)檫^高追求不現(xiàn)實(shí)的高質(zhì)量和高附加值，從而影響大宗固廢煤矸石和粉煤灰利用的進(jìn)程和效率。

5 總結(jié)與建議

　　煤矸石和粉煤灰兩大宗固廢用來制造墻體材料是最好的綜合利用途徑，應(yīng)放在優(yōu)先發(fā)展的主要位置。有較大發(fā)熱量的煤矸石，應(yīng)發(fā)展全煤矸石或大摻量(超過70%以上)內(nèi)燃和超內(nèi)燃燒結(jié)制品。優(yōu)質(zhì)的煤矸石應(yīng)探討發(fā)展裝飾用的陶瓷墻地磚、道路廣場(chǎng)磚、陶瓷泡沫制品、煤系高嶺土等高品質(zhì)的產(chǎn)品，既節(jié)約了好煤，又改善了環(huán)境生態(tài)，降低了碳排放，煤矸石和粉煤灰各自的特性得到了充分利用。相對(duì)來說，對(duì)于沒有發(fā)熱量或很低發(fā)熱量的粉煤灰或爐渣來說，用于生產(chǎn)墻體材料產(chǎn)品發(fā)展方向可以重點(diǎn)放在蒸壓制品上，特別是加氣混凝土砌塊和板材及蒸壓磚等產(chǎn)品。應(yīng)用和開發(fā)研究的重點(diǎn)也應(yīng)放在這些產(chǎn)品。只追求高大上的理論研究，與市場(chǎng)應(yīng)用和產(chǎn)品發(fā)展方向脫節(jié)，很難實(shí)現(xiàn)研究成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。兩大廢渣應(yīng)突出應(yīng)用技術(shù)的集成創(chuàng)新和研究開發(fā)，才能更好地推動(dòng)行業(yè)煤矸石和粉煤灰固廢的利用技術(shù)不斷進(jìn)步，體現(xiàn)利用技術(shù)的價(jià)值，為社會(huì)和企業(yè)創(chuàng)造更高的利潤(rùn)。建議應(yīng)做好以下幾點(diǎn)：

　　(1)煤炭開采和火力發(fā)電企業(yè)要充分認(rèn)識(shí)到煤矸石和粉煤灰固廢對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境生態(tài)和對(duì)人們健康的影響，各地主管政府部門應(yīng)切實(shí)采取有效措施，對(duì)任意亂排、亂倒違規(guī)企業(yè)，加重區(qū)域環(huán)境的惡化的企業(yè)單位或個(gè)人應(yīng)加大打擊處罰力度。要認(rèn)真制定兩大固廢的利用途徑，落實(shí)利用固廢的財(cái)政補(bǔ)貼政策和排放企業(yè)補(bǔ)償辦法，或自行綜合利用措施，把利用的目標(biāo)落到實(shí)處，不斷推進(jìn)煤矸石和粉煤灰的利用深度，擴(kuò)大利用范圍，消納存量，控制增量，最終基本實(shí)現(xiàn)兩大固廢的全部利用。

　　(2)加強(qiáng)現(xiàn)有墻材企業(yè)的技術(shù)改造，減少非固體廢渣的生產(chǎn)量。特別是墻材產(chǎn)品，有煤矸石和粉煤灰存在的區(qū)域，應(yīng)逐步禁止非固廢墻材產(chǎn)品。煤矸石和粉煤灰兩大固廢生產(chǎn)墻材產(chǎn)品，對(duì)原料處理要求高，工藝技術(shù)難度大，生產(chǎn)成本大，政府應(yīng)在核定企業(yè)成本的基礎(chǔ)上，給予合理的補(bǔ)貼，使企業(yè)有適當(dāng)合理的利潤(rùn)空間，保障綜合利用煤矸石和粉煤灰生產(chǎn)墻材產(chǎn)品的企業(yè)持續(xù)、健康、穩(wěn)定發(fā)展，從而實(shí)現(xiàn)煤矸石和粉煤灰減量化、資源化、無害化處理及綜合利用的最大化。

　(3)墻材企業(yè)和科研單位，要不斷開發(fā)新技術(shù)、新產(chǎn)品、新工藝、新裝備，不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量，為市場(chǎng)提供放心的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。不能用了煤矸石和粉煤灰廢渣，生產(chǎn)難度大而降低了產(chǎn)品質(zhì)量，這對(duì)利廢墻材企業(yè)來說是一票否決的硬指標(biāo)。

　(4)創(chuàng)新大宗固廢綜合利用的關(guān)鍵技術(shù)，加大現(xiàn)有煤矸石和粉煤灰墻材生產(chǎn)技術(shù)的總結(jié)和多年科研成果的集成創(chuàng)新，按照不同產(chǎn)品，組織制定系統(tǒng)的利用技術(shù)方案加以推廣，從而實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的快速發(fā)展。要繼續(xù)完善標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范應(yīng)用體系，發(fā)揮示范企業(yè)引領(lǐng)作用和財(cái)政經(jīng)濟(jì)政策支持力度，從而調(diào)動(dòng)全社會(huì)利用固廢和保護(hù)環(huán)境的積極性。

　　(5)加強(qiáng)煤矸石和粉煤灰排放企業(yè)、墻材利用企業(yè)、行業(yè)協(xié)會(huì)、政府主管和環(huán)保部門的協(xié)調(diào)，對(duì)原有企業(yè)技術(shù)改造和新建企業(yè)用地和投資貸款等方面，積極主動(dòng)給予協(xié)調(diào)和落實(shí)好相關(guān)的優(yōu)惠政策，并在項(xiàng)目審批上給予更多的便利。

　　煤矸石和粉煤灰是大宗固廢的重要組成部分。為了提升磚瓦行業(yè)低碳無害化大宗固體廢棄物綜合利用水平，推進(jìn)“無廢城市”建設(shè)，推動(dòng)資源綜合利用產(chǎn)業(yè)節(jié)能降碳，實(shí)現(xiàn)行業(yè)的碳達(dá)峰碳中和，中國(guó)磚瓦工業(yè)協(xié)會(huì)于2022年10月20日發(fā)出文件，決定“十四五”期間在全行業(yè)全面開展低碳無害化大宗固體廢棄物綜合利用示范產(chǎn)業(yè)園區(qū)建設(shè)和培育低碳無害化綜合利用骨干企業(yè)工作。只要我們遵循文件指導(dǎo)思想，按照生態(tài)文明建設(shè)的總體要求，以集聚化、產(chǎn)業(yè)化、市場(chǎng)化、生態(tài)化、無害化為導(dǎo)向，以提高資源利用效率為核心，著力技術(shù)創(chuàng)新和制度創(chuàng)新，推動(dòng)行業(yè)大宗固體廢棄物由“低效、分散利用”向“高效、規(guī)模利用”轉(zhuǎn)變，帶動(dòng)行業(yè)資源綜合利用水平的全面提升，推動(dòng)行業(yè)資源綜合利用的高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展。過去的墻材企業(yè)在煤矸石和粉煤灰固廢的減量化、資源化利用上做了大量的工作，只要我們繼續(xù)按照相關(guān)文件的總體要求，堅(jiān)定不移的貫徹新發(fā)展理念，不斷促進(jìn)煤矸石和粉煤灰大宗固廢向綠色、高效、高質(zhì)量、高附加值、規(guī)?；盟椒较虬l(fā)展，墻體材料行業(yè)一定能為環(huán)境生態(tài)文明做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

　　
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