首页 > 新闻 > 正文

王栋民:无机固废的材料属性及建筑垃圾资源化发展瓶颈与突破

时间:2021-02-07 09:11

来源:中国固废网

作者:丁宁

  在2020年固废战略论坛上,中国矿业大学(北京)王栋民教授对无机固废的材料属性及建筑垃圾资源化发展瓶颈与突破进行了深入浅出的分享。

1612660349996897.png

王栋民教授

  王栋民教授表示,E20环境平台从水做起,发展到以生活垃圾为主的固体废弃物领域,在环境产业界有举足轻重的地位。而固体废弃物实际上是一个非常宽泛的范畴,大部分固废从业人员目前所指的固体废弃物处理,是市政固废领域,而在王栋民教授看来,除了以有机固废为主的市政固废,还有大量的无机固废有待处理。无机固废包括像工业固废、矿业固废还有建筑固废。针对固体废弃物板块,在生活垃圾处置要求得到基本满足以后,建筑固废将是下一个重点。

  王栋民教授表示,人类的文明经历了从原始文明到农业文明、工业文明、现代文明。我们已经建立起美好的家园,在这个过程中,矿产资源的开发是工业文明的一个标志,我们各种矿产,金属矿、非金属矿,有色稀土矿的开发,还有丰富的化石能源。作为中国矿业大学的学术工作者,主要涉及的领域一方面是开矿,一方面是挖煤,包括矿石能源,煤炭,石油,天然气开发。矿产资源被挖掘出来以后,下一步经过开采、冶炼,再往深加工就是材料了,金属材料,混凝土材料,钢筋混凝土结合到一起,就是钢筋混凝土,组成了我们现在的世界。

  王栋民教授在论坛中对不同行业产生的固体废弃物进行了分类:

  1、煤炭行业 :煤矸石、煤化工残渣(液化渣、气化渣)

  2、电力行业:粉煤灰、脱硫石膏

  3、冶金行业:冶金渣(矿渣、钢渣)

  4、化工行业:白泥

  5、有色行业:赤泥

  6、建筑行业:建筑垃圾

  7、矿业行业:尾矿

  8、市政行业:生活垃圾、污泥

  9、医疗垃圾、电子垃圾、危险固废 ………

  其中,煤矸石是煤炭行业大量的固废,一年二十几亿吨煤炭的产出,伴随有五六亿吨的煤矸石。

  王教授介绍到,在鹤壁的一个煤矸石山,产生一千万吨煤矸石待处理。为此设置了一条生产线,把煤矸石加工成砂石骨料,做道路工程的施工,跟地方政府配套,有了一定程度上产业的推动。同理还有电厂出来的粉煤灰,量也非常大,我们中国的研究,从研究到应用,达到60%-70%利润率,西部问题突出,均面临着较大的处理需求。

  建筑垃圾传统模式,从矿山开采,造房子,倒了变成建筑垃圾,我们希望最后让它还变成建筑,这是最经济合理的。传统建筑业发展的基本模式中,在资源的开采、原材料的加工,建筑物的施工,到建筑物的使用和维护,再到建筑物的拆除,最后除很少部分建筑废物回收利用外,其余绝大部分建筑废物均直接排向自然界,整个过程中很少考虑对资源和环境产生的不利影响。而当经济发展和环境保护产生了矛盾,如何平衡就变成我们现在关注的问题。

  楼房、桥梁的拆除所产生的建筑垃圾的量,2015年达到20亿吨,到2023年将达到40亿吨。在如此巨大的产生量面前,我们国家利用率是很低的仅有10%左右,而欧美日本是百分之八九十。

image.png

  无机固废是材料的应用,有机固废是运用能源转化,或者热解,变成大分子,变成小分子去做化工原料。无机固废作为一种材料的原料,它的利用有三个方向和渠道。第一个就是水泥混凝土材料,水泥混凝土是最大宗的人造材料。第二方面是生态修复,第三个是矿井充填,可持续发展跟利用是密切相关的。

  王栋民教授分享了两个观点,一个就是地球,地壳结构基本构成,除了山,石灰石矿山为主,整个地球结构组成,黏土矿物的地壳组成,氧化硅,二氧化硅占到50%,三氧化二铝占25%,起来75%,矿的富集是局部的富集。黏土矿物的应用,工业固废、矿业固废可以作为黏土的替代,土地国家有限制,有保护红线。

  其次是城市建筑垃圾,也就是城市无机固废。有机材料核心的成分是碳,无机材料核心的成分是硅。硅是材料属性,碳是能源属性。我们对无机固废一般关注它的化学组成,矿物组成,还有分布,这个物质或者固废是什么化学组成,什么样的矿物组成,决定它可以干什么用。还有一个问题就是块头的大小,多大的块,工业固废很多是微米级的,而建筑固废一栋楼砸倒以后,块头很大,不同体积相应的可以有不同的应用和处理方法。

image.png

  在材料学视角中,我们从原子、分子、纳米,一直到米的尺度,比如北京到上海一条公路是两千公里,也是混凝土连起来的,这是有尺度的概念,拉近了不同原料间的距离,扩大了应用范围。对于建筑垃圾也是如此。建筑垃圾现在处理,业界认为经历了四个发展阶段。建筑垃圾处理的四个版本:

  1.0版,采用最原始的一些处理方法,显著特征包括:

  规模小 (占地30亩以内,投资500万以内)

  设备简陋(二手设备或者矿山设备)

  环保差/无环保设施/措施

  处置工艺简单落后

  处置企业无正规手续

  再生产品简单、技术含量低、附加值低(再生骨料/免烧砖)

  无国家政策支持

  时间区间:2008年以前

  2.0版,厂房设备围起来了,有了一定发展:

  具备一定规模(占地30-100亩,投资500-2000万)

  设备大为改善(专用设备出现)

  环保设施水平部分达标

  个别企业得到政府授权

  可生产相对附加值较高的透水砖、再生砂浆、再生水稳料等

  未采用分类分离技术及装备

  仍处于粗放式处置模式

  处置企业受政府监管

  时间区间:2008年—2015年

  目前进行的是3.0版本:

  规模(投资0.2-3亿不等,占地80-300亩不等)

  生产线80%以上采用专用设备

  环保设施已经达标,符合国家排放标准

  大部分企业得到政府授权

  清运处置一体化越来越多

  再生产品丰富:仿大理石透水砖、再生砂浆、再生商混、再生水稳料、再生沥青料、RDF等

12

编辑:赵利伟

  • 微信
  • QQ
  • 腾讯微博
  • 新浪微博

相关新闻

网友评论 人参与 | 条评论

版权声明: 凡注明来源为“中国水网/中国固废网/中国大气网“的所有内容,包括但不限于文字、图表、音频视频等,版权均属E20环境平台所有,如有转载,请注明来源和作者。E20环境平台保留责任追究的权利。

010-88480317

news@e20.com.cn

Copyright © 2000-2020 http://www.solidwaste.com.cn All rights reserved.

中国固废网 版权所有