工業固廢清潔生產技術應用與展望

曾石 黃賁

隨著中國經濟發展取得了舉世矚目的成就，其中工業生產帶來的巨大的社會利益和發展動力不言而喻，與此同時，其主要衍生物——工業固廢的排放也貫穿了工業生產的整個過程。我們既面臨前所未有的發展機遇，也面臨環境問題的嚴峻挑戰，工業固廢清潔生產技術的發展，即工業固廢資源化迫在眉睫。工業固廢是工業生產和加工過程中排入環境的各種廢渣、建筑垃圾、污泥和粉塵的總稱，其中以廢渣為主。大量的工業固廢對環境構成巨大威脅。同時作為“放錯了地方的資源”，對其簡單處理也是一種資源浪費。

1、工業固廢的綜合利用現狀

據初步統計，我國工業固廢累計堆存量超過67億噸，由于綜合利用水平還不高，綜合利用率僅64%，造成資源消耗高、浪費大、利用率低，不僅使企業成本上升、經濟效益低下，而且由于廢棄物排放量大，對環境造成嚴重污染。由于我國對工業固廢污染控制起步較晚.雖然在工業固廢的處理利用方面已取得一定進展，并出現了一些適合我國目前經濟技術發展水平的工業固廢處理技術，但與發達國家相比，總體水平還偏低，技術和服務能力良莠不齊。從清潔生產和綜合利用的技術現狀來看，大都停留在筑路、回填、農用和生產建材等較低層次上，而且由于長期缺乏科學的管理體系和配套的處理處置技術，大部分廢物未經處理而直接排入環境，造成嚴重的環境污染。目前，我國對工業固廢的治理一般采用處理、處置和開展綜合利用相結合的治理策略，即能綜合利用的，盡量進行利用;暫時不能進行綜合利用的，則采取必要的處置和堆存措施。

2、幾種典型的工業固廢清潔生產技術應用

2.1赤泥中有價金屬的提取

氧化鋁、氧化鐵和氧化鈉是拜耳法赤泥的主要組成。雖然各種成分含量不高，但是由于赤泥產生量大，綜合考慮多種有價成分，其中的資源總量還是很可觀的。張校申、朱靜等人提出的拜耳法赤泥利用方案，首先對赤泥進行預處理，降低后續處理的難度;對于鐵鋁鈉富集的部分采用堿石灰燒結，實現氧化鐵的還原磁化和鋁酸鈉的燒結，熟料進行溶出，回收鋁酸鈉，溶出渣經磁選同收鐵精礦。殘渣脫堿后應用于建材行業，從而實現拜耳法赤泥零排放。

2.2鋼渣微晶玻璃技術

鋼渣微晶玻璃技術是采用水淬工藝將1400℃左右的高溫熔融態鋼渣然后直接成熔制微晶玻璃，用于生產水泥或回收鐵。這樣的既充分利用鋼渣自身攜帶的熱能，出爐的鋼渣直接和輔料混合均勻后成型，有效利用了熔融鋼渣的熱量，同時得到高附加值的產品。研究表明：得到鋼渣微晶玻璃樣品主晶相為鈣鐵透輝石Ca（Fe，Mg）Si206，晶體生長充分，排列致密，其顯微硬度達到791.8MPa，抗折強度為150MPa，耐堿腐蝕性強于耐酸腐蝕性，該種鋼渣微晶玻璃的鋼渣摻量達到47.5%。

2.3新型墻材技術

1980年后，原建材工業部提出消滅粘土實心磚，發展新型建筑材料。國家提出全國170個城市于2003年6月30日前限時禁止使用粘土實心磚，利用工業廢渣制備非燒結磚取代粘土實心磚已是工業廢棄物資源化利用的主要途徑之一。華中科技大學研究的改性磷石膏復合磚專利技術便實現了工業廢渣在新型墻材中的應用，磷石膏制備墻材成功地進行了中試實驗，得到的成品抗折強度為3.86MPa，抗壓強度為17.51MPa，抗凍性合格，符合承重墻體材料的要求。磷石膏制備墻材項目不僅具有較好的環境和社會效益，還具有較好的經濟效益，應用前景廣闊。

3、國外工業固廢清潔生產技術應用

3.1等離子氣化技術

等離子氣化技術是指利用等離子炬作為氣化爐的熱源，而不是傳統的點火和熔爐。等離子炬有著能產生高強度熱源的優勢（5500℃），而且操作相對簡單，氣化爐內的等離子體是一種高度電離或者充電的氣體。與焚燒完全不同的等離子技術是一種氣化技術，由于其高溫和高熱密度，等離子技術幾乎能將碳基廢物中的有機物完全轉化成合成氣（主要為CO和H），而無機物則可變成無害灰渣（玻璃體）。對于固體廢物中的工業垃圾和有害廢物，等離子氣化技術在國外已被證明是一種可靠的處理措施。美國西屋公司的等離子體與等離子氣化已有30多年的應用經驗 20世紀90年代初.該公司在美國設置了一個處理固體廢物并帶有發電的試驗裝置。到20世紀90年代末，該公司又在日本建造了一個中試規模的等離子氣化裝置，主要將生活垃圾、污水污泥、廢舊汽車粉碎后的殘留物等進行處理。2000年以來，擁有和掌握這項技術的加拿大阿爾特公司也在全球范圍內積極推進建設商業化規模的等離子體垃圾處理項目，并且已有4個成功業績和正在運作多個類似項目（除發電外，還有一個項目是用合成氣生產乙醇）。

4、輻射技術

輻射技術是指利用原子輻射和原子核輻射對物體進行加工的技術。輻射對被輻照物體的結構分子產生多種作用。包括交聯、裂解、固化以及接枝改性等。利用射線加工方式簡單、功能多樣。這使得它具有很多優點：安全可靠，對環境無污染，低成本，高效益。輻射技術能處理各種污染物，只要調節輻射劑量就行。輻射處理時不需另加化學品，不會引起二次污染。有些污染物最終分解為二氧化碳和水，不留污染痕跡。

美國的CYCLEAN公司采用輻射技術可以100%回收利用建筑垃圾，再生舊瀝青路面料，其質量與新拌瀝青路面料相同，而成本可減低l/3，同時節約了垃圾清運和處理等費用，大大減輕了城市的環境污染。合成高分子材料的輻射裂解技術也已經逐步產業化，市場上已有產品銷售。如聚四氟乙烯（PTFE）的輻射裂解，目前全球氟樹脂的消費量約為12萬t，其中70%左右為PTFE。PTFE極其穩定，在環境中幾十年都不會降解，給環境帶來不利的影響。經過輻照的PTFE可以獲得納米級的粉末，它是一種耐高溫的有機潤滑劑，加入潤滑油、潤滑脂中，可大大提高這些產品的質量。另外，對廢棄的聚四氟乙烯粉末進行輻照以制造墨水、衣服以及潤滑劑的主要成分現在也成為工業界的一個熱點。

5、總結

綜上所述，這些國內外新的應用技術不但可以緩解對自然資源的消耗和保護自然資源，而且還可以提高工業固廢的利用價值，減少環境污染，實現社會與工業的可持續發展?？梢婋S著研究的不斷發展，工業固廢資源化利用會越來越廣泛，應用技術也會越來越成熟。

我國的再生資源回收利用產業存在巨大的資源優勢，并蘊含著不可估量的市場潛力。而我國固體廢物處理技術缺少具有自主知識產權的技術集成，創新能力較弱，固體廢物處理技術研發還停留在學習、消化國外先進工藝技術的階段，重復、模仿是主要的研發方式，缺乏原創性開發。我們應該加快固體廢物行業科技創新，提升行業技術水平，結合重大環境保護項目，支持發展具有自主知識產權的環保技術。加大投入力度，創建多元化的產業投資環境，從而實現變廢為寶，無廢生產的最終目的。

參考文獻

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