大宗工業(yè)固廢循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)探索與研究

田軍吉

利用熒光光譜對大宗工業(yè)固廢進行成分分析，利用萬能材料試驗機對大宗工業(yè)產(chǎn)品樣品進行抗折強度分析，支撐了產(chǎn)業(yè)集群構(gòu)想，建立工業(yè)循環(huán)經(jīng)濟園區(qū)，實現(xiàn)大宗工業(yè)固廢制備多品種陶瓷建材，帶動地方產(chǎn)業(yè)、經(jīng)濟、就業(yè)，降低大宗工業(yè)固廢污染。

煤、電、鋼、材等傳統(tǒng)工業(yè)在生產(chǎn)過程中，產(chǎn)生了大量煤矸石、粉煤灰、冶煉廢渣、采礦廢石、選礦尾礦等大宗工業(yè)固體廢棄物，喪失了原有利用價值或者雖未喪失利用價值但被拋棄或者放棄的固體廢物，對環(huán)境造成了不可估算的影響和污染。歷年來，工業(yè)固廢存量超過600億噸，占地超過200萬公頃，不僅占用土地、浪費資源，而且對環(huán)境和安全產(chǎn)生了極大隱患，危害生態(tài)環(huán)境和人體健康。雖在二次資源循環(huán)利用方面開展了處置工作，但因存量基數(shù)太大，新增固廢量減少不太明顯，總體量存依然龐大。對此，對如何進一步提高固廢資源的綜合利用率、提升資源化利用產(chǎn)品的附加值，已經(jīng)成為社會、經(jīng)濟和環(huán)境發(fā)展所急需解決的重要課題。

一、現(xiàn)狀

隨著我國循環(huán)經(jīng)濟、清潔生產(chǎn)、化解過剩產(chǎn)能、供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革等相關(guān)政策的實施，去了部分煤炭、鋼鐵等產(chǎn)能，從源頭實現(xiàn)了固廢減排。從2008年以來，我國工業(yè)固廢產(chǎn)生量呈先增長后下降的趨勢，2017年工業(yè)固廢產(chǎn)生量為29.41億噸；總體來講，近10年的工業(yè)固廢處置量均不理想，最大處置量8.37億噸，據(jù)了解大部分處置方式為垃圾填埋、堆放。2017年11月，國家環(huán)保部發(fā)布的《全國大、中城市固體廢物污染環(huán)境防治年報》統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析，214個大、中城市2016年工業(yè)固廢產(chǎn)生量為14.8億噸，占全國工業(yè)固廢產(chǎn)生量的一半，其中綜合利用量為8.6億噸、處置量為3.8億噸、貯存量5.5為億噸，工業(yè)固廢綜合利用量占利用處理總量的48%，處置、貯存分別占21.2%和30.7%，綜合利用仍是處置工業(yè)固廢的主要途徑。美國、德國、日本、英國、荷蘭、法國等國家的物資循環(huán)利用效率雖不斷提高，但在一個國家尺度上，所有循環(huán)利用的物質(zhì)量都沒有超過原生物的15%。從目前現(xiàn)狀看，大宗工業(yè)固廢并未真正實現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，還處于探索階段。

根據(jù)《2018-2024年海外建筑行業(yè)分析與未來發(fā)展趨勢報告》：近年來，海外建筑收入占總收入比重在80%以上的僅有歐洲的豪赫蒂夫與ACS兩家企業(yè)。而海外收入占總收入比重低于30%的僅有日本的大林組與鹿島建設(shè)兩家企業(yè)，但近年來海外收入占比正在逐年上升。整體來看，除了美國的AECOM及福陸公司海外收入占比在逐年下滑外，其余企業(yè)的海外收入占比呈現(xiàn)逐年上升趨勢。隨著2008年金融危機后投資需求短期回升后，近兩年國內(nèi)投資需求有所下滑，海外市場成為全球工程企業(yè)的重要競爭地。

美國連鎖混凝土路面磚學(xué)會（IGPI）：近期美國聯(lián)邦政府為刺激經(jīng)濟，開始針對建筑行業(yè)下?lián)艽罅抠Y金，多個部門總計下?lián)?00多億美元。

根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2018-2023年中國民用建筑行業(yè)發(fā)展前景與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》，2017年全年全社會建筑業(yè)增加值55689億元，比上年增長4.3%。根據(jù)2017年建筑業(yè)來看，我國建筑蓬勃發(fā)展，對建筑材料無疑需求很大，市場供給關(guān)系緊張，尤其是具有高科技含量的大宗工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)品，充分說明了景觀磚、新型陶瓷透水磚、歐式連鎖瓦、輕質(zhì)陶粒、石墨市場前景好、需求大。

二、產(chǎn)業(yè)探索

（一）產(chǎn)業(yè)集群

結(jié)合國家園區(qū)打造，探索就近建立循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)（工業(yè)）園區(qū)。利用煤矸石、冶煉廢渣、粉煤灰、尾礦等制備海綿城市陶瓷透水磚，支撐地方海綿城市建設(shè)；制備高檔歐式連鎖瓦，支持城鎮(zhèn)和新農(nóng)村建設(shè)及景觀打造；高檔陶瓷外墻清水磚，支持城市綜合體裝飾、寫字樓建設(shè)；協(xié)同利用污泥、垃圾焚燒灰渣等生產(chǎn)高強輕質(zhì)燒結(jié)陶粒，制備高強輕質(zhì)陶瓷，替代天然砂石，用于混凝土、園林、水泥制品等領(lǐng)域；制備高檔景觀磚，用于消防通道等高強度場合和高檔小區(qū)；煉鋼乳化、燒結(jié)原料等。探索實施工業(yè)固廢循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)集群分布如圖2，每條生產(chǎn)線均可獨立，也可聯(lián)合。

圖2的園區(qū)化產(chǎn)業(yè)集群布局，符合國家供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革與產(chǎn)業(yè)調(diào)整、增長方式的轉(zhuǎn)變，與國家大生態(tài)、五大發(fā)展理念、綠色產(chǎn)業(yè)、循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展緊密相結(jié)合，降低工業(yè)固廢污染，變廢為寶，帶動地方新興方產(chǎn)業(yè)、建材行業(yè)發(fā)展，增加地方經(jīng)濟效益和帶動地方市場就業(yè)。同時，可綜合利用摻入粉煤灰、煤矸石、鋼渣等大宗工業(yè)固廢量在70%左右，能夠代替大部分傳統(tǒng)陶瓷原料。

（二）成分分析

對貴州、內(nèi)蒙、山西、江西等省的大宗工業(yè)固廢進行熒光光譜分析，所含成分大同小異，差異性不大，均含有氧化硅、氧化鋁、氧化鐵及部分氧化鈣、氧化鎂、氧化鈦和堿金屬等（如表1，因冶煉廢渣含量可變因素太大，故未列出），這些都是制備陶瓷產(chǎn)品的有益成分，可有效支持產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)集群。

（三）性能分析

利用萬能材料試驗機對貴州、內(nèi)蒙、山西、江西等省的大宗工業(yè)固廢制備高品質(zhì)陶瓷產(chǎn)品進行抗折強度實驗，實驗結(jié)果表明：該產(chǎn)品的抗折強度在80MPa左右，在國家陶瓷磚標(biāo)準(zhǔn)的2倍以上；吸水率可達到0.1%以下，滿足高檔陶瓷產(chǎn)品要求。通過調(diào)整粉煤灰、冶煉鋼渣、煤矸石摻入量，再結(jié)合工藝控制，能夠制備出從白色、灰色、黃色、褐色、黑色的不同陶瓷產(chǎn)品。性能和摻入量分析，各項指標(biāo)均有利于產(chǎn)業(yè)集群。

三、結(jié)語

基于目前對循環(huán)經(jīng)濟的政策支持、產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢和建材行業(yè)的需求，通過對貴州、內(nèi)蒙、山西、江西等省大宗工業(yè)固廢的成分分析、產(chǎn)品樣性能分析，利用工業(yè)固廢制備陶瓷材料可實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，加大產(chǎn)業(yè)聚集，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)集群效應(yīng)。一則可實現(xiàn)大宗工業(yè)固廢綜合利用，降低環(huán)境污染，減少大宗工業(yè)固廢堆存節(jié)約空間；二則可實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)集群，帶動地方新型建材行業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、經(jīng)濟發(fā)展和市場就業(yè)。

為了實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)需求，更深層次創(chuàng)建產(chǎn)業(yè)品牌品種和提高固廢利用，今后的主要研究和產(chǎn)業(yè)方向為：

1.生產(chǎn)與研究相結(jié)合。通過研究，利用大宗工業(yè)固廢向墻體涂料、石墨等高尖端產(chǎn)品進發(fā)，更深層次合理產(chǎn)業(yè)化布局，實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展，使得產(chǎn)業(yè)有效集群，充分發(fā)揮集群效應(yīng)。

2.優(yōu)化生產(chǎn)技術(shù)工藝。由于工業(yè)固廢化學(xué)成分、礦物組成比例比較復(fù)雜，對如何改善成產(chǎn)工藝，有效提取固廢中富含的Ag、V、Co、Hg、Mn、Zn及放射線元素等多種貴重金屬，實現(xiàn)新產(chǎn)品開發(fā)還有待技術(shù)革新。

3.因地域差異，煤質(zhì)煤品、冶煉尾礦組分含量不同，對其研究使用較少，今后應(yīng)加強利用煤矸石向造紙等新型產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)方向研究。

由于利用工業(yè)固廢開發(fā)高附加值產(chǎn)品是實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)發(fā)展、降低環(huán)境污染的一條有效途徑，隨著學(xué)—研—產(chǎn)—銷一體化發(fā)展的不斷深入，必定會極大地促進工業(yè)固廢循環(huán)利用創(chuàng)新發(fā)展。（作者單位為貴州省六盤水市鐘山區(qū)經(jīng)濟和信息化局）