我國工業(yè)廢渣產(chǎn)生量與日俱增，長期堆存易產(chǎn)生污染隱患，如何有效處置已成為固廢污染防治的重要內容。濟南大學墻體材料研究所所長李國忠教授日前表示，工業(yè)廢渣用于建筑材料優(yōu)勢明顯，市場廣闊，技術推廣潛力很大，對節(jié)約資源、改善環(huán)境、提高綜合效益等具有重要意義。他認為，工業(yè)廢渣在建材資源化利用方面大有可為。
工業(yè)廢渣量大，危害也大
據(jù)李國忠介紹，通常情況下，電廠每吸收一噸二氧化硫約生成脫硫石膏2.7噸，磷化工企業(yè)生產(chǎn)1噸磷酸會產(chǎn)生4.5～5.5噸磷石膏，氟化工企業(yè)制取1噸氫氟酸生成3.6噸氟石膏。據(jù)有關部門估計，到“十二五”末，我國脫硫石膏的年排放量將達4000萬噸，磷石膏的年排放量為7000萬噸，兩者的年排放量約占全部工業(yè)副產(chǎn)石膏總量的85%。
目前，工業(yè)副產(chǎn)品石膏多以堆場堆棄的方式進行簡單處理，既浪費了土地資源，又容易污染環(huán)境。以氟石膏為例，由于其水化活性低等原因，幾乎沒有得到利用，常被當垃圾隨意堆放。一旦受到雨水的沖刷和浸泡，極易造成氟石膏流失，其中殘留的硫酸和可溶性有害物質溶于水中會嚴重污染地表水及地下水。
赤泥是制鋁工業(yè)提取氧化鋁時排出的固體廢渣，平均每生產(chǎn)1噸氧化鋁，附帶產(chǎn)生1.0～2.0噸赤泥。現(xiàn)階段，我國氧化鋁的產(chǎn)量每年都在增長，而鋁土礦的品位卻逐漸降低，使得赤泥的年排放量迅速增加。
目前處置赤泥的方式主要是堆存覆土，國內一般采用筑壩濕法堆存或者將赤泥干燥脫水后干法堆存。與工業(yè)副產(chǎn)品石膏一樣，赤泥占用大面積土地的同時，曬干后也容易隨風起塵污染環(huán)境。
更為嚴重的是，赤泥是一種強堿性固體廢渣，將其稀釋10倍后，pH值仍高達12，滲入土地易造成土壤堿化及沼澤化，污染地表、地下水源。
建材資源化有哪些技術突破？李國忠說，相比用于其他方面，工業(yè)廢渣建材資源化有著顯著的優(yōu)勢。建筑材料是最大宗的材料之一，有能力消耗大量工業(yè)廢渣。從化學成分來看，多數(shù)工業(yè)廢渣適合做建筑材料的原料。此外，利用工業(yè)廢渣生產(chǎn)建筑材料，成本低，附加值高。所以，綜合經(jīng)濟、社會、環(huán)境效益等多方面考慮，工業(yè)廢渣用于建筑材料方面的資源化程度更高。
早在2000年，濟南大學墻體材料研究所就開始對“脫硫（磷）石膏建材資源化利用”展開系統(tǒng)、深入的研究，進行了大量試驗，不斷優(yōu)化技術方案。
目前，已設計了脫硫（磷）石膏預烘干+煅燒的一步煅燒工藝，開發(fā)了以氣流預干燥和分室煅燒為關鍵技術的煅燒生產(chǎn)線，解決了脫硫（磷）石膏含水率高、難以處理、煅燒能耗高、利用率低等技術難題。同時，研發(fā)了適應脫硫（磷）建筑石膏材料的外加劑，如復合緩凝劑、保水劑、減水劑、復合防水劑等，改善了脫硫（磷）建筑石膏的各項性能，拓寬了其利用途徑。在此基礎之上，還確定了用脫硫（磷）石膏制作夾芯輕質墻板、空心條板等墻體材料的原料配比。
為將科研成果轉化為實際生產(chǎn)力，通過校企合作，濟南大學墻體材料研究所完成了脫硫（磷）石膏夾芯輕質墻板、空心條板等的工業(yè)化生產(chǎn)線的設計建設。正式投產(chǎn)后，設備運行正常，產(chǎn)品質量穩(wěn)定。經(jīng)有關部門檢測，其各項性能滿足國家有關標準要求，年可消化工業(yè)廢渣脫硫（磷）石膏60萬噸，生產(chǎn)各類新型建材產(chǎn)品50萬m3，累計實現(xiàn)年新增產(chǎn)值3.3億元，利稅9000余萬元。
圍繞氟石膏建材資源化利用，濟南大學墻體材料研究所完成了“氟石膏抹面材料生產(chǎn)技術”和“氟石膏輕質墻板生產(chǎn)技術”兩個科技項目。其中，“氟石膏輕質墻板生產(chǎn)技術”項目設計了一條機械化連續(xù)生產(chǎn)線，經(jīng)批量試產(chǎn)，生產(chǎn)能力可達30萬m3/年，實際投入生產(chǎn)可實現(xiàn)年新增產(chǎn)品銷售額1800萬元，新增利稅900萬元，凈利潤790余萬元。
此外，濟南大學墻體材料研究所積極拓寬氟石膏建材資源化利用途徑，還研制出氟石膏自流平地面材料，其基本性能滿足JC/T 1023-2007《石膏基自流平砂漿》標準要求，可廣泛應用于大型超市、地下停車場等場所。
赤泥廢渣的處理和綜合利用是個世界性難題，一般都采取海底或陸地堆放，圍繞赤泥建材資源化利用目前做了哪些探索？進展情況如何？李國忠介紹，濟南大學墻體材料研究所實施了“赤泥發(fā)泡輕質保溫材料的研究與開發(fā)”項目，以赤泥為主要原料，以聚苯顆粒和膨脹珍珠巖為成孔劑，通過半干法模壓成型，采用燒結工藝制備了一種赤泥輕質保溫磚。解決了赤泥輕質保溫材料成孔困難的技術性難題。經(jīng)過試驗，赤泥輕質保溫材料燃燒性能達到A1級，具有質輕、保溫、隔熱等特點，應用前景廣闊。
在實驗室研究結果的基礎上，與相關企業(yè)展開合作，對赤泥輕質保溫磚進行中試生產(chǎn)，確定了“物理成孔—高溫燒結”制備赤泥輕質保溫磚的工藝方法，研發(fā)出了中試生產(chǎn)線，生產(chǎn)能力可達1450m3/年。中試生產(chǎn)線的赤泥利用率達到90%以上，制得的赤泥輕質保溫磚干密度為388kg/m3，抗壓強度為2.3MPa，導熱系數(shù)為0.11W/（m·K），其各項性能均已經(jīng)達到國家相關標準，工藝性能滿足實際生產(chǎn)要求。
