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工业固体废物利用在我国是一项庞大的社会系统工程,是节能环保战略性新兴产业的重要组成部分,是实现工业转型升级的重要举措,是确保我国工业可持续发展的一项长远的战略方针。据统计,2015年我国工业固废总排量达40亿吨,工业固废之所以庞大,是因为它包括尾矿、煤矸石、黑色冶金渣、有色冶金渣、建筑垃圾、报废汽车、拆解家电、废钢铁等方方面面。粉煤灰,是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰,是燃煤电厂排出的主要固体废物。开展粉煤灰综合利用,保护环境,是我国一项长期的技术经济政策。
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	  在当今,“工业固废利用”热潮下,回顾历史发展能够更好总结经验,展望未来,更能对今后工作有所启迪。
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	  几十年来,普通低钙粉煤灰的研究工作始终未停止,上世纪50年代,首先从水泥、砂浆、混凝土中做混合材和掺合料开始研发,以后又发展到建材制品、筑路等领域,随着生产的发展,利用率在不断提高。在一些大中城市,粉煤灰在混凝土中已成为不可缺少的一种材料。在应用过程中,对粉煤灰提出了品质要求,自1979年用于水泥和混凝土的国家标准[GB/1596-1979]出台后,到2005年为止,又陆续出台了[GB/T15321-94]、[GBJ146-90]、[GB/T1596-1991]、[GB/T1596-2005]等数个国家标准及行业标准,有的省市还制订了地方标准,完善了对质量的要求,为生产应用创造了条件。80年代,联合国出资援助中国,派国内技术人员赴国外学习考察(笔者曾赴日本进修近1年),国家为鼓励粉煤灰利用,请国外专家来华技术座谈、交流;国内各地逐步建立学会、协会,不定期进行生产、学术交流,为粉煤灰的利用工作推向高潮。
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	  粉煤灰历史发展的几个阶段
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	  中国的粉煤灰研究和应用技术早在50年代就开始了,当时国家进行大规模经济建设,水泥属国拨物资,供应十分紧张。施工用的墙体材料以烧结粘土砖为主,这就为粉煤灰在砌筑砂浆和抹灰砂浆中的应用打开了局面,后来又发展了蒸养粉煤灰硅酸盐砌块(不用水泥)。现以80年代末为基准点,分前30年和后30年做一简述:
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	  1950~1960年,利用原状粉煤灰以节约水泥为目的在砂浆中应用,可节约水泥20%~30%。
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	  1960~1970年,砂浆、蒸养标砖、蒸养中型砌块(不用水泥)。
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	  1970~1980年,“用于水泥和混凝土中的粉煤灰”GB1596-1979国家标准出台,粉煤灰在混凝土中应用试验、试点。
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	  1980~1990年,混凝土中用粉煤灰,行业规范出台,技术人员走出国门,外国技术人员走进国门,进行专业交流。亚运会混凝土工程大量应用粉煤灰。粉煤灰管理办法、经济政策相继出台。
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	  1990~2000年,混凝土中掺入粉煤灰,GB1596国标二次修定。
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	  2000~2010年,商品混凝土大发展,GB1596三次修定。奥运工程、世博会工程、地铁工程等混凝土中均掺入粉煤灰。
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	  历史演变与分析
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	  1980年前的30年主要是在一些大城市的科研单位对粉煤灰的应用进行研究工作,结合工程作为试点,粉煤灰以原状灰为主,湿排灰品质不好,影响其应用。所生产的粉煤灰砖由于设备不配套、质量不过关。60~70年代京津沪三个直辖市在粉煤灰利用上形成了各自的特点:北京的硅酸盐大板,天津的粉煤灰陶粒,上海的硅酸盐中型砌块均各自发挥了历史作用。但因粉煤灰品质和生产设备不达标,市场发生了变化,影响了粉煤灰的利用。
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	  1980年后的30年,粉煤灰由于品质得到了改善,并出台了国标、部标、行标、地标等一系列标准,无论是在混凝土中应用,还是在建材制品中的应用均有较快的发展。粉煤灰应用的目的,由以节约水泥为主转变为以改善混凝土功能性为主,如泵送混凝土等。
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	  自80年代初开始,中央和地方的相关部门对粉煤灰的研发很重视,出台了相关政策。1991年原国家计委办公厅印发的“中国粉煤灰综合利用技术政策及其实施要点”指出“粉煤灰综合利用技术政策总的原则是:‘认真贯彻、突出重点、因地制宜’和‘巩固完善、推广、提高’的方针,把大批量用灰技术作为重点,把提高粉煤灰综合利用经济效益、社会效益有机的结合作为主攻方向,巩固已有的技术成果,逐步完善比较成熟的利用技术,大力推广成熟的粉煤灰综合利用技术……”
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	  发挥专业学会的作用。中国建筑学会建材委员会下设粉煤灰学组,每年召开专业会议,针对当前国内粉煤灰领域制定主攻方向,解决研发道路上出现的问题,使其健康发展,收获颇丰。每次会议均写出“会议纪要”报请相关部门。
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	  1987年在国家主管部门指导下批准成立了“中国城乡建设粉煤灰利用技术开发中心”,不定期召开专业研讨会。由于坚持不懈地开展学术活动和技术交流,全国粉煤灰利用技术不断创新和提高,各种项目达125项。经过专家论证,筛选出54项技术将这些技术分为:推广应用技术、需要完善的技术和重点开发研究的课题三大类。
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	  到了90年代由于限制烧结粘土砖生产力度加大,粉煤灰的利用达到了高潮,各地均结合自身的特点搞一些粉煤灰利用项目,甚至出现了几十种利用途径。为加强引导,由原国家计委提出并制定了“国标GB/T15321-94(电厂粉煤灰渣排放与综合利用技术通则)。标准中将粉煤灰综合利用范围分成六大类即建材制品、筑路、混凝土及砌筑、回填、农业及养殖业、其他。上述“技术通则”于1995年10月1日开始实施(笔者为“通则”的主要起草人之一),该“通则”的出台对全国的粉煤灰综合利用指明了方向,起到了推动作用和指导作用。该通则中的粉煤灰综合利用从内容上虽不够全面,但从全国层面上看,仍具有指导意义。
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	  国家除制定技术政策外,同时还制定了一系列的减免税等经济政策。国家级、各省市学会、协会与国内同行开展交流、定期出版专业期刊。国内外设备纷纷打入市场。粉煤灰由湿排改为干排,其品质得到了保证,使粉煤灰综合利用工作得到了快速发展。
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	  全国各大、中城市中,粉煤灰在建材制品、商品混凝土、路基、回填均有较大发展。以商品混凝土为例,粉煤灰已成为不可缺少的一种组份,早已被业内人士认同,如三峡工程、奥运工程、世博会工程、地铁工程,这些工程中的混凝土中,均使用了粉煤灰,所产生的技术经济效益不可估量。我国每年生产水泥20亿吨,按每吨水泥可生产2m3混凝土计,每m3混凝土用50kg粉煤灰,40亿m3混凝土需要2亿多吨粉煤灰。
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	  粉煤灰综合利用的发展壮大,与上下各级领导强有力的支持和一大批长期在幕后默默无闻,勤勤恳恳的粉煤灰工作者和工程技术人员的操劳是分不开的。在此不得不提出已故学者上海的沈旦申教授,他是发展粉煤灰在混凝土中应用领域的先驱,形成了粉煤灰混凝土学说,即“粉煤灰资源整回再造说”、“粉煤灰效应说”、“脉博系统说”、“颗粒形态减水说”、“粉煤灰势能说”,“粉煤灰使用效能涨落说”简称“飞灰六说”,对粉煤灰混凝土发展做出了突出贡献。老一辈的科技工作者和工程技术人员对工作精益求精,任劳任怨,一丝不苟的工作精神值得我们学习。
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	  80年代中期适于砌筑、抹灰用的“双灰粉”,由笔者负责研制成功,取得较好经济效益。
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	  综上所述,1980年前的30年粉煤灰利用工作,主要是探索试验、小型工程试点、技术贮备、打基础、属于潜伏期。1980年后30年属于成长、蓬勃发展壮大期。
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	  粉煤灰综合利用中存在的问题
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	  粉煤灰综合利用区域发展不平衡。受地区市场影响,资源贫富差异影响,排放与利用矛盾突出,京津沪和东部沿海地区利用水平较高。综合利用率达95%以上,供需矛盾突出,发达地区粉煤灰供不应求,产灰地区积存量惊人。历年排放粉煤灰总量达25亿吨以上,造成土地和环境污染。
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	  政、产、学、研、用五大层面脱节。某些院校、科研单位立项课题与市场需求脱节,生产企业研发能力较弱。
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	  现有政策体系有待完善。对落后产能、污染环境、资源浪费,缺乏有效的法律法规的监督管理。用灰企业优惠政策得不到落实。
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	  对今后我国粉煤灰综合利用发展的几点思考
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	  确定总方针。在着手执行 “十三五”规划时,尽早考虑粉煤灰利用走向问题,是值得各级主管部门关注的。以笔者一孔之见,从国家层面考虑,粉煤灰综合利用的指导方针应是:结合国情,因地制宜,就地利用、大宗利用、直接利用、加工利用、节能降耗、市场需求。
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	  明确重点。鉴于国家节能、环保形势紧迫,粉煤灰利用又一高潮已经到来,大有“村村点火,处处冒烟”之势。粉煤灰已到梳理的时候了,建议召开以大区范围的座谈会,明确方向,达成共识。当务之急应将重点放在巩固推广已有成熟技术项目上来。主攻方向:一是商品混凝土、水泥、新型墙体材料;二是矿井回填,井下利用;三是复垦,回填造地等;四是优惠政策的落实。切实解决推广、应用中的问题。
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	  以环保为导向。出于环保要求,脱硝粉煤灰和循环流化床粉煤灰日益增多,这些粉煤灰在材性上与普通粉煤灰存在差异,各地在应用时要进行认真检测。
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	  如实总结试点工程。关于利用高铝粉煤灰提取氧化铝问题,笔者认为,应搞好试点,在总结经验和教训的基础上进行,避免形成“一拥而上,一拥而下”避免形成“全民炼铝”的局面。试点有成功也有失败,切忌骑虎难下。要解决好经济效益与利废的关系,遵循研发程序,如实总结经验和教训,既报喜也报忧。
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	  关注研讨会的实效。目前某些研讨会商业气息太浓。研讨会应重视解决实际问题,注重经验交流与沟通。使研讨会切实起到行业交流、技术提升的作用。
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	  观粉煤灰历史演变,思未来发展之前景。群策群力,解决工作中出现的新问题,把粉煤灰综合利用事业推向新的高度。
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