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新科技 让高炉矿渣巧变“绿色水泥”
长期堆积如山的高炉矿渣曾让不少钢铁企业头痛不已,如今,在位于中国西部的西安建筑科技大学粉体工程研究所高新技术的助推下,这些昔日的废弃物变成了市场上低成本、高质量的“绿色水泥”。
在江苏沙钢集团、山西长治钢铁集团、山东莱芜钢铁集团等钢铁企业中,由西安建大粉体所设计建成的各项技术指标居世界领先水平的数十条矿渣水泥生产线,年“吞”高炉矿渣1200万吨,不仅将这些昔日的废品转化成了低成本、高质量的“绿色水泥”,为企业新增经济效益12亿元,而且还创造了年减排二氧化碳1200万吨、节煤1100万吨、节约石灰石资源1700万吨等环保效益和社会效益。
高炉矿渣是炼铁过程中产生的废渣。据有关统计资料显示,2008年中国共产生高炉矿渣近3亿吨,高炉矿渣总产出量按年10%左右的速度在增加。这些矿渣如果常年露天堆放,不仅要占用大量的土地,而且还会因扬尘和其中的重金属离子随雨水等浸出对大气、土壤和地下水系造成严重的污染。
经研究发现,高炉矿渣的化学成分与水泥熟料相似,这就有可能将其转化成水泥。经过艰苦的研究和实践进一步发现,经过一定的物理化学处理后,用高炉矿渣制成的矿渣超细粉具有极高的活性,可直接作为混凝土的掺和料,不仅能等量取代水泥,而且能显着地改善和提高混凝土的综合性能,提高混凝土的抗腐蚀能力、耐久性和后期强度。尽管如此,但由于矿渣研磨的成本、工艺、设备等原因,海内外对高炉矿渣的资源化利用基本都属于低水平处理,远远达不到全面有效、节能减排的目的。因此,应用高新技术处理高炉矿渣势在必行。
从上个世纪80年代开始,作为“教育部生态水泥工程研究中心”的西安建大粉体研究所,在中国工程院院士、西安建筑科技大学校长徐德龙教授带领下,就高炉矿渣等工业废弃物资源化开发进行了大量的研究和实践,摸清了高炉矿渣中高价值金属相与无机非金属相的分离规律,找到了提高高炉矿渣中无机非金属相活性的规律和途径,掌握了高炉矿渣超细粉大比例替代水泥熟料制备高性能混凝土的配比和方法等,研究水平居国际领先水平。
近年来,西安建大粉体所先后共为全国数十家钢铁企业建成了各项技术指标居世界领先水平的矿渣水泥生产线,年处理矿渣1200万吨。现在,这种低成本、高质量的“绿色水泥”成了市场上的抢手货,并被广泛应用于京沪高铁、杭州湾跨海大桥等国家重点工程当中。
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