清华苏州环境创新研究院_工业固废华丽“转型”,变身更节力省时的建材 | 研究动态

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工业固废华丽“转型”,变身更节力省时的建材 | 研究动态

[2021-11-01 11:04:11]

工业固废指在工业生产活动中产生的固体废物。我国是工业固废产生大国,截止2019年,我国累计堆存工业固废已超过600亿吨,年产生量约35亿吨。与庞大的工业固废产生量相比,我国2019年的工业固废年综合利用量为19.49亿吨,工业固体废物的综合利用率为55.63%,有很大的提升空间。

 

为降低工业固体废物的危害,促进资源循环,自2004年以来国家相继出台几十余项政策法规,致力于减少工业固废产生量及提高工业固废综合利用率。当下伴随国家十四五规划、《关于十四五大宗固体废弃物综合利用的指导意见》等政策的颁布与碳达峰、碳中和计划的施行,提高工业固废减量化率与综合利用率势在必行。

 

谈到工业固废利用与处置,首当其冲的是“大宗工业固废”。大宗工业固废是指我国各工业领域在生产活动中,年产生量在1000万吨以上、对环境和安全影响较大的固体废物,主要包括尾矿、煤矸石、粉煤灰、冶炼渣、工业副产石膏、赤泥等。

 

目前我国针对大宗工业固废典型的综合利用手段主要分为两类:一是回收,比如通过磁选的方式回收尾矿、冶炼渣、赤泥中的铁及铁氧化物,或是通过酸性浸出的方式回收赤泥、冶炼渣中的银、钛、稀土元素等;二是建材化,大部分大宗工业固废都是很好的建材化材料,当下比较热门的技术有混凝土制备、砌砖、水泥制备等。

 

清华苏州环创新研究院携手江苏瑜工环保科技有限公司,联合研发而成的大宗工业固体废物制备可控低强度材料(CLSM)技术就是一种典型的建材化应用方式。

 

该技术依托DMDA黄氏致密理论、火山灰材料应用、双主机搅拌生产线三项理论基础,整合技术优势,通过对工业固体废物粉碎、研磨、配料后进行搅拌,从而生产可控低强度材料。该材料具备自充填性质(自流性高)、强度可控(根据ASTM的定义,其强度范围在0.7~8.3MPa之间)、生产工艺投资较低,是一种理化性质良好的回填物料。

 

相比于传统回填材料,可控低强度材料(CLSM)因其良好的自流性,得以在浇置工法施工中具备优势,操作简单易上手,且施工不受大多数天气影响,在节省人力物力的同时,施工速度能加快近一倍。目前该材料已广泛用于大多数回填工程,包括道路路基浇置、大型管道线沟浇置、地下矿坑回填以及区域整地等。

 

工业固废综合利用的前提是能够大量消纳废物。可控低强度材料(CLSM)配方在设计之初,就以固废掺量大于85%作为研发基础,实验过程中添加量最终能达到95%以上。以每生产10万吨CLSM为例,可消纳煤矸石6万吨、粉煤灰与炉底渣3-4万吨。这种CLSM制备技术可以大量去化工业固废,促进工业固废资源循环。

 

除可控低强度材料外,清华苏州环境创新研究院与江苏瑜工环保科技有限公司还联合研发大宗工业固废混凝土与免烧砖制备技术。未来双方将继续探索工业固废的综合利用之路。

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