硅酸盐通报ｖ０１．２６№．６第２６卷第６期
地球仪制作方法简单
兰！堕生！圣旦里旦垦！墨旦堕Ｑ！！旦垦ｇ旦！堕垦墨垦垦垦旦垒坠！堡曼Ｑ垦！堡！兰旦！！！堡垒！！：兰塑固体废弃物在硅酸盐工业中的资源化再利用 孙媛媛
（常州工程职业技术学院，常州２１３１６４）
摘要：可用于硅酸盐工业（水泥工业、玻璃工业、陶瓷工业）领域中的固体废弃物种类多，用量大，有着广阔的前景，加大硅酸盐工业再利用废弃物的研究，对保护环境，促进经济的可持续性发展具有重要意义。 关键词：固体废弃物；水泥工业；玻璃工业；陶瓷工业
中图分类号：１Ｑ１７文献标识码：Ａ文章编号：１００ｌ一１６２５（２００７）０６一１１７０Ｊ舛
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＿ｓ洲ｌ，沈ｎ—ｙ眦儿
下水井盖（Ｃｈ卸ｇｚｈｏｕＩＩｌｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｎ西ｎｅｅｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌ０盱，Ｃｈ粕铲ｈｏｕ２１３１６４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍａｎｙｋｉｎｄｓｏｆｓｏｌｉｄｗ鹊ｔｅｃａｎｂｅｕｓｅｄｉｎｓｉｌｉｃａｔｅｉｎｄｕｓｔｒｙ—ｃｅｍｅｎｔｉｎｄｕｓｔｒｙ，ｇｌａｓｓｉｎｄｕｓｔｒｙａｎｄｃｅｒａｍｉｃｉｎｄｕｓｔＩｙ，ｂｕｔｔｈｅｓｉｌｉｃａｔｅｉｎｄｕｓｔｒｙｃａｎｃｏｎｓｕｍｅａｇｒｅａｔｄｅａｌｏｆｓｏｌｉｄｗａ８ｔｅ．Ｔｈｅ印ｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｓｏｌｉｄｗａｓｔｅｈａＳｂｒｏａｄｐｒｏｓｐｅｅｔｓｉｎｓｉｌｉｃａｔｅｉｎｄｕｓｔｒｙ．Ｓｔｒｅｎ昏ｈｅｎｉｎｇｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｓｏｌｉｄｗａｓｔｅｉｎｓｉｌｉｃａｔｅｉｎｄｕ锄，ｈ鹊伊ｅａｔｓｉｇｎｉｆｉｃ肌ｃｅｔｏｐｒｏｔｅｃｔｔｈｅｅｎＶｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄｐｒｏｍｏｔｅｓｕｓｔａｉｎａ：ｂｌｅｅｃｏｎｏｍｉｃｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．１姆、—ｒｏｒｔｌｓ：ｓｏｌｉｄｗａｓｔｅ；ｃｅｍｅｎｔｉｎｄｕｓｔｒｙ；ｇｌａｓｓｉｎｄｕｓｔｒｙ；ｃｅｒａｍｉｃｉｎｄｕｓｔｒｙ
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１引言
随着科技水平的不断提高，人类产生的固体废弃物也在逐年增加，对我们的生存环境造成很大的威胁，当前，资源和环境问题已经成为经济社会发展的瓶颈，成为国际关注的焦点，综合利用废弃物，
势在必行。固体废物一般指人类在生产、加工、流通、消费及生活等过程中取用目的成分后弃去的固体物质和泥浆状物质。按管理需要可分为３类：即工业固体废物、有毒有害固体废物和城市垃圾…。硅酸盐工业除了可以大量再回收利用自身的废弃物如废陶瓷、废玻璃等外，还可大量利用粉煤灰、煤矸石、建筑垃圾、矿渣、尾矿等多种废弃物，重视固体废弃物在硅酸盐工业中的综合利用，对我国循环经济的发展具有重要意义。
２固体废弃物与水泥工业
水泥工业是公认的利用废弃物量大、范围宽及效果好的行业，不仅能利用废弃物，还能代替焚烧炉销毁一些有毒有害的危险废弃物，固体废弃物的资源化再利用也将是２１世纪水泥工业发展的重要方向之一。水泥厂处置各种废弃物的方法可分为两大类，即废弃物的水泥原料化和废弃物的水泥燃料化。 ２．１固体废弃物作水泥原料
现今，国内外绝大多数的粉煤灰、煤矸石、矿渣和铁渣等废弃物都是由水泥厂作为原料加以利用的，发展较早，技术也相对比较成熟。广州石井水泥公司¨１利用粉煤灰作水泥混合材，利用煤矸石替代黏土、利用硫作者简介：孙媛媛（１９８０一），女，硕士．主要从事无机非金属材料的研究．Ｅ－ｎｌａｉｌ：ｙｙｓｕｎ＠ｅｍａｉｌ．ｃｚｉｅ．ｎｅｔ
第６期孙媛媛：固体废弃物在硅酸盐工业中的资源化再利用１１７１
酸渣替代铁粉，改善了生料易烧性、降低水泥的水化热等性能，２００５年节约成本４５５．３７万元，每吨水泥降低成本５．８２元，兼顾了经济效益和社会效益。日本秩父小野田公司∞ｏ利用下水道污泥及城市垃圾焚烧灰为原料生产出高强度水泥，这种水泥的原料中废弃物达６０％，燃料用量与排放量都比生产普通水泥少得多，对保护生态体系、维护环境协调具有重要意义。作原料用的固体废弃物还有废玻璃【４ｊ、废陶瓷∞Ｊ、电石渣Ｍｏ以及氟化钙污泥、硅藻土、造纸焚烧灰、河道污泥、废石膏等＂Ｊ。
２．２固体废弃物作水泥燃料
作燃料用的固体废弃物有废轮胎、废橡胶、塑料、废油、活性炭污泥、造纸污泥等。瑞典Ｎｏｒｄｉｃ公司加工各种废油和化学溶剂用作水泥窑二次燃料，Ｎｏｒｄｉｃ公司已经在它的ｓｌｉｔｅ水泥厂采用了废橡胶、废塑料为二次燃料，替代部分煤粉”ｏ。国内利用水泥回转窑焚烧废物尚属起步阶段，同济大学和上海建材集团合作，己在下属几个水泥厂成功地进行过利用污泥等废弃物锻烧水泥熟料的工业性试验。北京水泥厂利用树脂渣、废漆渣、有机废溶液、油墨渣等４种有代表性的工业有机废弃物在本厂２０００∥ｄ熟料新型干法窑上进行了焚烧试验，测定结果表明，排放废气中的有机废物和重金属的浓度和排放量均未达到北京市允许的最高排放标准。利用废弃物作为水泥窑的二次燃料，不仅节约不可再生燃料，还可减少由于煤燃烧所产生的ＣＯ：、ＳＯ小ＮＯ。和甲烷等的排放，减少了废弃物的处置费用，提高了经济效益旧Ｊ。
３固体废弃物与玻璃工业
应用在玻璃工业中的固体废弃物主要有粉煤灰、煤矸石、废渣和尾矿，主要应用方向为装饰玻璃、微晶玻璃、玻璃纤维和泡沫玻璃。
３．１粉煤灰
粉煤灰作为原料大都用来生产建材玻璃制品，粉煤灰中氧化铁含量较高往往造成玻璃产生一定的颜。缪松兰【９ｏ利用粉煤灰、高岭土尾砂和瓷石尾砂作主要原料，加入一些通用的辅助原料，制作了黑的、透明的和其它颜的工艺玻璃制品。粉煤灰制泡沫玻璃近年来研究较多，主要原料为粉煤灰和碎玻璃，成分要满足形成玻璃的要求，较典型的泡沫玻璃成分（质量百分含量）为：ｓｉＯ：，７０一７５；越：Ｏ。，８～１５；ｃａｏ，０．５～１．８；Ｍ９０，０．３～０．８；Ｆｅ：０３，１～２；Ｒ２０，４—１３；Ｂ２０３，２～１０ｕ引。日本新兴化学工业公司与东电环境工程公司共同研制利用粉煤灰生产耐水耐碱的长玻璃纤维获得成功，由于所用粉煤灰含有大量舢。Ｏ，，其耐碱和耐水性显著优于普通玻纤¨１｜。
３．２煤矸石
煤矸石中含有一定量的可燃成分，可以降低生产能耗，燃烧产生的气体，有利于发泡，在缺氧条件下
裂解出的石墨，能降低玻璃液的表面张力，有利于泡沫的稳定。肖秋国等ｕ２ｏ用煤矸石、翠绿啤酒瓶玻璃粉为主要原料，研制了吸声泡沫玻璃，研究表明，合理的升温速度是制备的关键。
３．３废渣
高炉渣内部含有９０％的玻璃相，对玻璃熔制非常有利，美国在熔化面积为６５ｍ２的塔炉中熔制琥珀瓶罐玻璃时，在配合料中引入１０％的精制高炉渣，产品的合格率由８７．４％提高为９２．８％，玻璃成型机机速每分钟增加２．２个；在配合料中引入４％的精制高炉渣，则池炉每昼夜的产量由１４５～１４８ｔ增加到１６２ｔ，最高温度由１６００℃降至１５００℃，气体燃料消耗量减少１．５％，电能消耗减少６５％，在玻璃产量增加的同时，其质量并不降低；在浮法平板玻璃的配合料中引入高炉渣后，加速了熔化速度，节能率达１０％左右ｕ３｜。但我国高炉渣的研究起步较晚，之所以没有顺利推广的主要原因是由于高炉渣的化学组成不稳定。肖汉宁等Ｈ４１以高炉矿渣为主要原料，利用熔融法制备了ＣａＯ（ＭｇＯ）一Ａｌ：Ｏ，－ｓｉＯ：系矿渣微晶玻璃；又以ｃａＯ—Ａｌ：Ｏ，一ｓｉＯ：系统为基础玻璃成分，钢铁工业废渣为主要原料，ｃａＦ：，Ｆｅ：Ｏ，，Ｃｒ２０，，ｚ抑：作为复合晶核剂，采用熔融法制备了钢铁工业矿渣玻璃陶瓷¨引。
３．４尾矿尾砂
东北大学的李彬等分别用铁尾矿ｕ６＿、钼尾矿【１７１制得了黑玻璃材料。同济大学的张先禹等
分别利用
１１７２综合评述硅酸盐通报第２６卷
高钡铜矿尾矿¨８｝、铁矿尾砂¨９｜、高铝铁硫铜矿尾矿Ⅲ３制备了饰面玻璃。江勤等口¨以钢渣、粉煤灰、铜尾矿及砂岩为主要原料采用熔融法制备出了性能优良的复合尾矿微晶玻璃。利用尾矿制备微晶玻璃，尾矿用量大，性能优于天然花岗岩和大理石以及瓷砖，有望用作高档地板装饰及耐磨、耐腐蚀材料。
４固体废弃物与陶瓷工业
应用在陶瓷工业中的固体废弃物主要有粉煤灰、煤矸石和工业废渣，主要应用方向为建筑陶瓷，泡沫、多孔陶瓷和高性能陶瓷。
４．１粉煤灰
廖红卫等瞄３以粉煤灰为主要原料，铜官粘土和低温砂为辅助原料，成功研制出了烧成温度仅为１２３０℃、吸水率为０．２６％、深黄绿的全瓷建筑饰面砖。国外的研究人员利用回收的废瓷粉、废玻璃粉、燃烧灰烬、废粘土、废赤泥（氧化铝工业废料）和粉煤灰等工业废渣，研制出了一种再生陶瓷的可行性坯料配方：８％一２０％废瓷粉，２０％一８０％燃烧灰烬，３０％废玻璃粉，坯料干压
成型，经１１００℃烧成旧引。粉煤灰还可用做原料用碳热还原法制备高性能的ｓｉＣ／Ａｌ：０，复相陶瓷、ｓｉ，Ｎ。／Ａｌ：Ｏ，复相陶瓷或Ｓｉａｌｏｎ陶瓷，Ｋｕｄｙｂａ—Ｊａｎｓｅｎ等Ⅲ。以粉煤灰做原料，通过碳热还原和氮化，在１４５０—１４７５℃进行无压烧结，获得了ａ－Ｓｉａｌｏｎ和ｃａ・邢一ｓｉａｌｏｎ复
合陶瓷。陈冀渝汹３用粉煤灰和发泡玻璃质空心球状粗粒（如珍珠岩）等作主要原料，采用烧结工艺可生产孔隙率高的轻质多孔粉煤灰质陶瓷。国外科学家最近研制成功一种粉煤灰泡沫陶瓷。这种泡沫陶瓷是以亲合性很强的火山灰、粉煤灰和无定型结晶碳粉如石墨为原料，采用粉磨制料、压坯后再烧结的生产工艺制成的‘蚓。
太阳能安全帽４．２煤矸石
煤矸石灿：Ｏ，含量较低，呈特殊的层状结构，由于自身含有较多的碳，且与ｓｉＯ：形成良好的分散分布，几乎不需要添加其他任何物质即可在高温反应而合成ｓｉＣ，在１４００℃保温２ｈ后，可制成以口一ｓｉｃ为主晶相的陶瓷，强度达到１３８ＭＰａ［２７］。徐斌等汹１以煤矸石为原料，采用胶态成型工艺成型坯体，通过碳热还原氮化工艺原位合成得到了柱状晶届一ｓｉａｌｏｎ陶瓷基复合材料，半工业化中试实验表明，其维氏硬度和断裂韧性分别为粘土转型制品的１．０５倍和１．５６倍。
４．３废渣
磷矿渣与天然硅灰石相似，可以为瓷砖坯料提供氧化钙，且不含挥发成分，是快速烧成面砖的理想原料。王金峰［２９３以磷矿渣为原料适当配合其它原料，再配以高强乳浊釉对有坯体进行有效遮盖，生产出性能良好的釉面砖制品。近年来，英国、日本、德国、美国等国家已经开始直接利用磷矿渣作为生产建筑卫生陶瓷的原料。叶昌等旧刨通过在铬渣中加入一定量的添加原料，在适当的温度下煅烧，制得陶瓷高温料，然后将料加入陶瓷坯料，经高温锻烧致密化，达到铬渣的解毒和综合利用的目的。
５建议
随着我国可持续发展战略的实施，对环境保护提出了更高的要求，最大程度地利用废弃物，降低成本，兼顾社会效益、环境效益和经济效益，对发展硅酸盐工业的循环经济，构建和谐社会具有重要意义。
５．１积极进行技术改造，提高产品质量
新型模板支撑由于处理的废弃物种类很多，即使同一种类型废弃物的成分和性质也有很大差别，使得硅酸盐产品质量不够稳定，工艺对原料条件的适应性差，虽然产品在技术质量可行，但是产品不能形成规模，废弃
物利用率不高。为了保证生产的稳定和连续，需对废弃物进行预处理，有关生产设备和工艺过程进行相应的技术改造。同时，面向市场有针对性地开发高强、高档、低成本的建筑、装饰材料如微晶玻璃、高档陶瓷、建筑玻璃及釉料配用原料等，积极进行技术推广，扩大宣传力度促进产品的销售，尽量实现工业化生产。
５．２开发高附加值产品。促进硅酸盐工业的可持续性发展
利用固体废弃物生产建筑材料等传统工艺的附加值比较低，通过产业化的道路，开发高附加值的产品，
氧化镁板
