工业废渣制造绿色建材的必要性与紧迫性

　　建材行业一直被认为是消纳工业废渣的大户。据统计，全国建材业每年消纳和利用的各类工业废渣数量在5.4亿吨左右，约占全国工业废渣利用总量的80％。同时，目前仍有大量的难以资源化的磷石膏、磷渣、电石渣、赤泥等有待建材行业利用，在贵州省，表现尤为突出。

　　2、贵州的情况

　　改革开放以来，特别是实施西部大开发以来，贵州经济社会发展取得了长足的进步。与此同时，贵州工业污染的排放量也在增加。据统计，2004年，贵州全省工业废渣产生总量约2500万吨，综合利用率29.3％。其中，磷化工、铝业、煤化工等重点支柱产业每年产生大量的磷石膏、磷渣、电石渣、赤泥(简称“三渣一泥”)，是贵州的典型工业废渣(见表1)。

　　(1)产生量大。“三渣一泥”年总量达1135万吨，约占该省工业废渣产生总量的40％左右、全国“三渣一泥”的24.7％。

　　(2)利用率低。全国“三渣一泥”的平均利用率只有13.5％，而贵州仅为8.9％。

　　(3)堆存量大。贵州目前“三渣一泥”累计堆存量已达1.58亿吨，约占全省工业废渣堆存总量的53％，全国同类工业废渣堆存总量的27.5％。

　　(4)排放集中。贵州宏福公司、铝业公司、水晶集团、开磷集团年排放磷石膏400万吨、赤泥90万吨、电石渣10万吨、磷渣100万吨，分别占全省磷石膏排放量的53％、赤泥的100％、电石渣的22％、磷渣的40％。

　　3、“三渣一泥”再生利用的技术瓶颈  

　　由于含氟、磷、碱或放射性元素等有害或有毒物质，或水含量高，“三渣一泥”的再生利用，特别是磷石膏、赤泥的利用，是全国乃至全世界的难题。

　　目前，全世界磷石膏年产生量约2.95亿吨，利用率仅为4.5‰全世界铝业每年产生的赤泥约6000万吨，世界各国大多数氧化铝厂将赤泥堆积或倾入深海。

　　在我国，磷石膏利用率约10％，赤泥约5％。“三渣一泥”的大量排放与长期堆存，所造成的资源浪费和环境污染已成为影响生态平衡和社会、经济可持续发展的巨大障碍。

　　国内外对磷石膏、赤泥等的利用进行了大量的研究，但目前尚未找到大规模应用的有效途径。其技术瓶颈主要表现在：磷石膏含磷、氟及有机物等诸多有害杂质，使其不能直接用于生产石膏建材和水泥调凝剂；赤泥铝铁含量高，导致其烧结范围窄且水硬活性差，苛性碱含量高，使之难以制备烧结砖与免烧砖；电石渣碱度高(pH值=12～13)、比表面积大、保水性强、脱水困难，使之难以取代石灰石烧制水泥，对电石渣碳化砖又缺乏系统研究和相应标准；磷渣含磷、氟有害杂质，延缓水泥混凝土凝结硬化，主要用作磷渣矿粉，利用量有限。

　　二、工业废渣对环境、经济、社会的影响

　　工业废渣堆放占用了大量土地和农田，耗费较多的堆场建设和维护费用。贵州省每年用于“三渣一泥”的排放费用就高达3亿元，堆存占地面积已达15800亩。“三渣一泥”露天存放，长期受风吹、日晒、雨淋，其中的有害成分通过大气、土壤、地表或地下水等介质破坏生态环境，造成严重污染。

　　表1    贵州典型工业废渣产生及利用统计情况

　　表2    贵州典型工业废渣滤液有害物质含量

　　表3    贵州清水江流域(干流)磷、氟污染情况调查结果

　　表2中可以看到，贵州磷石膏、磷渣滤液中的磷、氟含量均超过了污水II级排放标准(GB8978-1996)，而电石渣、赤泥的碱度也均超标。表3给出了贵州清水江流域(干流)磷、氟污染情况的调查结果，以Ⅳ类水质标准(《地下水质量标准》(G B／T 14848-93)，总磷用《地下水环境质量标准》GB3838-2002)为参考，龙井湾附近水井的水中总磷、氟化物、铵氮、p H值等均未超标，而受磷肥厂、磷石膏渣场影响的水各项指标均不同程度的超标。大气、水系、土壤的污染还降低农作物产量和质量，直接或间接影响当地居民健康，造成的损失不可估量。

　　目前贵州省“三渣一泥”排放量大而利用率低的现状，严重制约了工业、农业与旅游业等行业的可持续发展，所造成的资源浪费和环境污染，已经成为影响生态平衡和社会、经济可持续发展的巨大障碍。

　　据计算，贵州如果继续保持现有的经济发展模式和污染控制力度，到2020年，在经济增长实现翻两番的时候，所需的资源投入和污染的排放量也将同步翻两番，这就可能使经济增长带来更大的环境灾难，发展可能中断，历史性跨越也难以实现。因此，提高工业废渣资源化利用水平已经成为贵州省“十一五”的重要工作之一。

　　三、工业废渣制造绿色建材是发展循环经济的重要途径

　　1、贵州建材产品结构不合理，某些资源缺乏   

　　(1)新型墙体材料发展滞后，目前其墙体材料仍以烧结砖为主(见图2)，2004年烧结砖销量达88.61亿标块，约占全省墙体材料总量的90％。

　　图2 　贵州墙体材料产品结构

　　(2)天然石膏资源匮乏，几乎没有石膏墙体材料；水泥工业所用石膏目前主要从四川、湖南购进，年需求量100万吨，均价达150元／吨。

　　(3)建筑陶瓷装饰砖缺乏，2004年需求量为3000万m2左右，目前主要从广东、福建等地购进，均价75元／m2。

　　(4)交通建设规模大，2005年已突破百亿元。

　　高速公路在建规模突破532公里，二级公路500公里，需求大量路面基层材料。目前贵州主要采用传统的水泥稳定碎石类基层材料，每公里约消耗3万吨天然土石料和1200吨水泥，对资源消耗大、环境破坏严重。

　　2、发展趋势及市场需求

　　工业废渣制备绿色建材，是能同时解决工业废渣污染和建材资源相对匮乏两个问题的最好方案。

　　(1)利用磷石膏、赤泥等工业废渣开发新型建筑材料，符合国家和贵州省发展循环经济和建材产业可续发展的战略。

　　矿产资源和环境容量的有限性，迫使建材产业必须考虑再生资源的利用，减少污染，开发环境友好型建材产品，发展循环经济，走可持续发展之路。开发“三渣一泥”在新型墙体材料、水泥生产与路面基层中多样化利用的技术，可实现节能利废和废弃物资源化利用的目的。

　　(2)新型墙体材料在发展循环经济中具有战略地位。目前我国墙体材料中65％是实心黏土砖，过度依赖能源、资源且污染环境。为此，国家提出2010年新型墙体材料占墙体材料总量的54％的发展目标。

　　依据这个目标，墙体材料“十一五”确定的发展重点是，科学利用当地资源大力发展利废、环保、绿色墙体材料产品。发展新型墙体材料是保护土地的必由之路、节约能源的制胜法宝、保护环境的有效途径、拉动地区经济发展的政策杠杆。

　　(3)石膏墙体材料发展前景广阔。石膏墙材(板材、砌块等)质轻、安全、舒适，具有防火、“暖性”和“呼吸功能”，是室内最具人性化的建筑材料、最理想的传统墙体材料替代品；同时，生产过程中不产生有害气体，产品使用后能反复循环利用，是与环境友好的建筑材料。目前，美国石膏墙材比重为70％，欧洲发达国家如荷兰为50％，而我国只为20％，因此石膏墙材在我国具有很大的发展空间。

　　目前我国石膏年消耗量数千万吨，其中约80%作为生产水泥的调凝剂，且主要应用天然石膏，各类化学石膏应用量很小；而在欧洲、日本，天然石膏的开采被严格控制，石膏建材产品生产基本上全部使用化学石膏。

　　随着全面建设节约型社会的推进，我国也必将严格控制矿物资源的开采，积极提倡资源的综合利用，逐步减少天然石膏的开采。我国化学石膏(主要是磷石膏和脱硫石膏)的年产生量达3200万吨，大量化学石膏的产生，给石膏建材的发展带来了机遇。

　　四、结语

　　综上所述，按照“可持续发展战略”和发展“循环经济”、建设“节约型社会”的要求，针对贵州“三渣一泥”的典型性和建材结构的实际情况，系统开展贵州“三渣一泥”再生利用制备绿色建材关键技术、工艺与装备的研究，探索多途径、科学高效利用工业废渣的技术路线和实施方案，以大幅提高工业废渣利用水平，建立示范生产线，开展循环经济试点，为贵州全面推进循环经济发展、转变经济增长方式提供实践经验，并对全国发展循环经济、建设节约型社会起到示范和指导作用的意义在于：

　　(1)突破典型工业废渣再生利用的技术难题，大幅提高工业废渣利用水平，创建我国大规模集中研究利用多种工业废渣的新模式。

　　(2)推进工业废渣的消纳，解决磷化工、铝业等的发展“瓶颈”，提升贵州支柱产业的核心竞争力，带动当地建材等相关行业的发展。