目前，我國大宗固廢累計堆存量約600億噸，且每年新增堆存量近30億噸，不僅占用大量土地資源，還存在較大的生態(tài)環(huán)境安全隱患。
 

北京建筑材料科學研究總院副院長陳旭峰
 

在工業(yè)固廢眾多利用方式中，當前很多方法所能利用的固廢量有限，而且有的會產(chǎn)生二次固廢甚至危廢。從目前情況來看，能夠大量利用工業(yè)固廢的非混凝土行業(yè)莫屬，可以說混凝土在固廢綜合利用領(lǐng)域空間巨大，是固廢利用的中流砥柱。近日，圍繞混凝土如何更好地發(fā)揮固廢利用潛力，北京建筑材料科學研究總院副院長陳旭峰接受了記者采訪。

記者：當前，大宗固廢在高性能混凝土的應(yīng)用情況如何？取得了哪些進展？

陳旭峰：目前，年產(chǎn)生量在1億噸以上的大宗固體廢棄物，主要包括煤矸石、粉煤灰、尾礦、工業(yè)副產(chǎn)石膏、冶煉渣、建筑垃圾等，根據(jù)這些固廢不同物理化學特性，經(jīng)過不同工藝的加工制備，有些可以產(chǎn)出符合混凝土原材料標準技術(shù)質(zhì)量要求的初級產(chǎn)品，有些適用于高強、高性能混凝土的生產(chǎn)。如鐵尾礦制備滿足標準要求的混凝土砂石骨料，因其母巖以花崗巖、綠輝巖和片麻巖類為主，母巖強度較高（80～150MPa），其制備的砂石骨料堅固性好、抗壓碎能力強，適用于高強、高性能混凝土的生產(chǎn)。

粉煤灰是現(xiàn)代高流態(tài)、高性能混凝土的必備原材料。近年來，從粉煤灰中精選微珠的技術(shù)日益成熟，微珠在超高程、超長程泵送高強高性能混凝土中也得到了很好的應(yīng)用；熱悶鋼渣制備的微粉也逐步開始在高性能混凝土中應(yīng)用，以彌補混凝土用礦粉資源的不足。隨著東部經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)燃煤電廠煤改氣的推進，粉煤灰供應(yīng)也面臨枯竭，尾礦微粉和建筑垃圾微粉作為低活性礦物摻合料，可部分替代粉煤灰生產(chǎn)混凝土，應(yīng)用前景廣闊。

目前，含碳的原始狀態(tài)煤矸石和雜質(zhì)多的建筑垃圾，因其理化性能的穩(wěn)定性差、品質(zhì)波動大，在混凝土中大規(guī)模、產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用受到制約，對此類固廢的預(yù)處理工藝和經(jīng)濟性的提升是重大的技術(shù)挑戰(zhàn)。

記者：北京建筑材料科學研究總院成立于1959年，隸屬于北京金隅集團，作為集團“1+N+X”科技創(chuàng)新綜合體中的“1”，近年來在混凝土固廢資源化利用方面開展了許多科技創(chuàng)新工作。為了實現(xiàn)混凝土的可持續(xù)發(fā)展，以及工業(yè)固廢的合理消納，近年來，北京建筑材料科學研究總院配合金隅集團做了哪些工作？產(chǎn)生了哪些社會效益？

陳旭峰：近年來，北京建筑材料科學研究總院依靠固廢資源化利用與節(jié)能建材國家重點實驗室創(chuàng)新平臺，針對固廢資源化利用設(shè)立了許多科技項目并開展了大量試驗研究工作。總結(jié)起來，主要有以下幾個方面：

一是尾礦建材資源化利用關(guān)鍵技術(shù)。如尾礦/廢石制備干混砂漿在北京金隅砂漿有限公司產(chǎn)業(yè)化，年利用達70萬噸；尾礦/廢石砂石骨料制備混凝土技術(shù)在京津冀混凝土行業(yè)得到大規(guī)模推廣，初步估算年消耗約1.5億噸。滿足砂石標準質(zhì)量要求的尾礦/廢石骨料制備的混凝土和干混砂漿大量應(yīng)用于中國尊、周大福金融中心、北京冬奧場館、北京大興國際機場等重點工程。

二是脫硫石膏建材資源化利用關(guān)鍵技術(shù)。開發(fā)了脫硫石膏制備α－高強石膏的技術(shù)工藝和專用裝備，建成7000噸中試生產(chǎn)線一條，已連續(xù)穩(wěn)定運行4年；累計實現(xiàn)銷售約6000噸，實現(xiàn)經(jīng)濟效益約625萬元，產(chǎn)品性能得到用戶肯定。部分建材產(chǎn)品先后應(yīng)用于20余個工程項目，其中石膏基自流平砂漿在北京冬奧工程、雄安新區(qū)建設(shè)工程中進行推廣應(yīng)用，并得到用戶好評。

三是鋼渣建材資源化利用關(guān)鍵技術(shù)。開發(fā)了鋼渣用作水泥原料、水泥混合材和混凝土礦物摻合料的技術(shù)。這項研究成果為金隅－首鋼、金隅－河鋼上下游產(chǎn)業(yè)鏈開展戰(zhàn)略合作，特別是冶金固廢在建材領(lǐng)域資源化利用的項目提供了技術(shù)支撐，已在冀東資源綜合利用公司100萬噸/年生產(chǎn)線開展產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。目前已生產(chǎn)鋼渣粉復(fù)合礦物摻和料超過13.3萬噸，綜合成本可降低16.65元/噸，使用性能滿足《用于水泥、混凝土和砂漿中的粒化高爐礦渣粉》（GB/T 18046—2017）、《鋼鐵渣粉》（GB/T 28293—2012）指標要求。
 

混凝土攪拌站一角 北京金隅集團股份有限公司/供圖
 

記者：混凝土可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵是大宗工業(yè)固體廢物利用，且混凝土固廢利用涉及的范圍很廣，當前制約混凝土固廢利用的因素主要有哪些？

陳旭峰：從固廢本身的角度看，我國大宗工業(yè)固廢產(chǎn)生量大，貯存、處置占地多，已對生態(tài)環(huán)境和社會可持續(xù)發(fā)展造成了嚴重影響，固廢成分復(fù)雜、波動大，區(qū)域分布不均衡，利用難度大、利用成本高，利用任務(wù)十分艱巨。

從技術(shù)的角度看，實驗室階段的技術(shù)多，但真正可產(chǎn)業(yè)化的成熟技術(shù)少，大宗固廢主要消納途徑為建材制造業(yè)的原料，低端產(chǎn)業(yè)面臨產(chǎn)能過剩，高端技術(shù)產(chǎn)業(yè)化項目少。科技成果轉(zhuǎn)化體系不完善，工業(yè)固廢綜合利用領(lǐng)域存在信息不對等、原生產(chǎn)業(yè)從事綜合利用跨界較大、與建材產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)合度不足、科技成果轉(zhuǎn)化體系不完備等問題，導(dǎo)致大量優(yōu)質(zhì)的技術(shù)項目很難走出實驗室、中試、實現(xiàn)工業(yè)產(chǎn)業(yè)化，技術(shù)成本優(yōu)勢不明顯，技術(shù)開發(fā)到產(chǎn)業(yè)化周期長。

從產(chǎn)業(yè)的角度看，產(chǎn)業(yè)投資環(huán)境差，產(chǎn)業(yè)支撐能力不足，產(chǎn)業(yè)造血能力差。

從市場角度看，行業(yè)標準與監(jiān)管機制不完善，產(chǎn)品市場空間小、固廢利用建材產(chǎn)品市場占有率低、地域限制特征明顯。

記者：盡管存在眾多制約發(fā)展的因素，但是行業(yè)企業(yè)依然取得了顯著的成績。請您介紹一下金隅集團在固廢處置方面取得了哪些成果。

陳旭峰：金隅集團主營業(yè)務(wù)包含礦山、水泥、混凝土、砂漿、房地產(chǎn)、物業(yè)等多個板塊。

近年來，在固廢利用方面金隅集團做了大量的工作，不僅充分發(fā)揮集團的“固廢資源化利用與節(jié)能建材國家重點實驗室”科技創(chuàng)新平臺的作用，陸續(xù)開發(fā)了水泥窯協(xié)同處置垃圾焚燒飛灰成套技術(shù)和裝備、電石渣生產(chǎn)硅酸鹽水泥熟料工藝技術(shù)、鐵礦采選聯(lián)產(chǎn)混凝土砂石骨料技術(shù)、在線除鐵的鋼渣微粉生產(chǎn)工藝技術(shù)與裝備、脫硫石膏制備α－高強石膏工藝技術(shù)與裝備，還擁有冶金渣和尾礦作為配料生產(chǎn)水泥熟料技術(shù)等科技成果，并實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；瘧?yīng)用，初步統(tǒng)計年利用大宗固廢達到2500萬噸左右。

除此之外，金隅集團還以國家政策為企業(yè)使命，以固廢資源化利用與節(jié)能建材國家重點實驗室為技術(shù)依托，研發(fā)了利用鐵尾礦細砂制備的外墻外保溫用粘結(jié)砂漿、抹面砂漿、修補砂漿、自流平砂漿等特種功能砂漿技術(shù)；針對尾礦砂特征和特種砂漿技術(shù)需求，開發(fā)出鐵尾礦細砂烘干、篩分等關(guān)鍵處理設(shè)備和工藝；針對北京市建筑砂石供應(yīng)存在的生產(chǎn)、運輸、應(yīng)用及再生環(huán)節(jié)“綠色化”程度不高的現(xiàn)狀，提出建設(shè)綠色砂石供應(yīng)鏈的政策建議等，通過項目實施，充分挖掘尾礦屬性，變廢為寶。

這些項目的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化將構(gòu)建典型水環(huán)境高風險型工業(yè)固廢系統(tǒng)性解決方案，對推動國家可持續(xù)發(fā)展示范區(qū)綠色礦山產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展，建設(shè)京津冀水源涵養(yǎng)功能區(qū)、環(huán)京津宜居宜業(yè)典范區(qū)發(fā)揮重要的推動作用，具有明顯的經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)環(huán)境效益。

記者：在固廢利用方面，混凝土扮演著怎樣的角色？下一步，要如何進一步釋放混凝土的“吃廢”潛力？

陳旭峰：我國各類大宗工業(yè)固廢年產(chǎn)出量總計約30多億噸，年綜合利用率約50%，其中建材行業(yè)每年消耗的大宗工業(yè)固廢占工業(yè)固廢利用總量約70%。另外，往年固廢累計堆存量達600億噸，土地占用大，環(huán)境和安全風險高。雖然提出“雙碳”目標后，工業(yè)固廢產(chǎn)量可能會有所降低，但目前的庫存也需要幾十年才能消納利用。如固廢理化特征能滿足生產(chǎn)符合標準的砂石骨料要求，將其制備成混凝土砂石骨料，是固廢利用規(guī)模最大的途徑。目前，混凝土“吃廢”的潛力釋放主要有以下路徑：一是鐵尾礦砂石骨料混凝土制備和工程應(yīng)用技術(shù)在京津冀已經(jīng)成熟并得到大規(guī)模使用，國內(nèi)其他有尾礦資源的區(qū)域可以借鑒和推廣；二是對有色金屬、貴金屬采選也排出的尾礦開展資源化利用的試驗研究，開發(fā)新的預(yù)處理工藝技術(shù)，滿足混凝土對原料的技術(shù)質(zhì)量要求，三是建立用于混凝土的尾礦、鋼渣礦物摻合料的產(chǎn)品標準和使用技術(shù)規(guī)程，打通此類固廢利用混凝土的工程應(yīng)用途徑。

相信在全行業(yè)的共同努力下，混凝土的“吃廢”潛力將會被進一步釋放。