工业废渣在水泥工业中的应用研究

在建筑材料之中，水泥属于最具影响力的材料之一，伴随水泥行业结构不断的深入调整，在水泥生产线上，新型水泥的生产比重逐渐增加，水泥生产能力也快速得到提升，水泥行业的市场竞争也日趋激烈，如何使生产成本得到有效降低，并使市场占有率不断提升，是每一个水泥生产企业重点考虑的问题，在水泥生产之中，这些工业废渣能够变废为宝，若能将其应用于水泥工业生产之中，不仅会降低水泥生产企业的生产成本，而且还会使环境污染得以减轻，因此，将工业废渣应用于水泥工业之中具有重要的社会经济效益。

1 工业废渣的一般处理方法

由于工业废渣的种类比较多，且来自不同工业行业，所以工业废渣处理的方法也存在着不同，通过汇总各种工业废渣处理方法得出工业废渣的一般处理方法包含以下几种：

1.1 埋填法

埋填法主要是对有害的工业废弃物进行掩埋处理，此方法基本要求是需要保证填埋的安全性。采取此方法之前应该对目标地的地质条件以及水文特征进行详细调查，并选择合理有效的场地，确保不会因渗漏、滤沥而造成的废弃物淋出或是排入地下水等情况，以免地下水及周边环境受到污染。在对有害物进行处理的过程中，需要严格记录有害废弃物的种类、数量、存放位置等内容，以免出现各类化学成分之间产生反应，同时，还应该对淋出液实施有效监测，针对水溶性物质进行填埋的过程中，还应该事先铺设塑料和沥青，做好防渗漏工作，以免低层出现渗漏。若要保证填埋的安全性，应该对场地进行有效选择，一般应该选择干旱或者说半干旱地区。

1.2 焚化法

工业废渣之中会存在较多的有害物质，其产生的毒性源于该物质分子结构，而并非所含元素所致。所以在对此类工业废渣进行处理的过程中，通常仓应该通过焚化法来对其分子结构进行分解。例如，在对一些有机物废渣进行处理时，可以通过焚化法将有机物转化为水、二氧化碳、灰分和其他少量或微量的氮、硫、卤素以及磷的化合物。

1.3 化学处理法

化学处理法主要是采取化学反应的方式将有毒害的工业废渣转化为少毒或者是无毒的产物。一般采取的处理方法包括氧化还原法、酸碱中和法以及化学沉淀法等，此外，还可以采用沥青、水泥以及硅酸盐的物质和材料实施化学固定法等进行处理。

1.4 生物处理法

生物处理法一般是对有机物废渣进行处理，主要是采用生物降解的方式来实现处理，常见的生物降解方法主要包括滴沥池法、活性污泥法、氧化塘法、气化池法、土地处理法等处理方法。

1.5 海洋投弃

通过适当处理后或者回收利用的工业废渣和垃圾，在不会对海洋生态系统造成负面影响的情况下，可以将工业废渣投弃到大海之中，但对于含镉、汞等一些有毒害物质不可投入到大海之中，此外，塑料制品、原油、放射性物质以及能够在海面上漂浮的物质也不可将其投入到大海之中，以免发生海洋污染。

水泥行业在对工业废渣进行处理所采用的方法即为化学处理法，主要是对工业废渣的化学成分组成以及化学性质进行利用，来达到处理以及再利用的目的。

2 工业废渣在水泥工业之中的具体应用

水泥工业中对工业废渣的应用比较广泛，所使用的常见工业废渣包括钢渣、铜渣、矿渣、磷石膏、粉煤灰以及脱硫石膏等，以下将对这些工业废渣在水泥工业之中的具体应用进行探究。

2.1 钢渣在水泥工业中的应用

钢渣主要是钢铁生产时产生的一种固体状渣体，是由炼钢原料、造渣材料、金属炉料以及脱落炉体等带入的杂质构成。在实际生产过程中，生产出1 吨钢铁便能够排放15%～20%的钢渣。当前国内炼钢厂所排放的钢渣已逾2亿吨，并且其排放量仍在持续增长，因堆积造成的占地面积已逾1 万亩，若钢渣废弃物未能够得到有效利用，不仅会造成严重的资源浪费，而且还会导致环境污染。近年来，有研究人员通过研究表明，钢渣与水泥之中的矿物组分比较相似，在水泥生产中，可将其作为铁质校正原料、混合材料以及矿化剂来进行有效利用。

2.1.1 混合材料方面的应用

水泥成分中包含的硅酸盐矿物C2S 以及C3S 能够对水泥的强度产生重要影响。当钢渣处于中碱度状态下，石灰相通常会以硅酸三钙以及硅酸二钙的形式出现，而钢渣处于高碱度状态下，石灰相则主要以硅酸三钙的形式出现。钢渣出炉之后，其冷却所用时间比较长，并且钢渣之中包含的硅酸二钙会在逐渐冷却时从介稳态（β-C2S）转化成稳态（γ-C2S），在逐渐冷却的过程中，β-C2S 也将转化为γ-C2S。这种冷却方式同水泥生产过程中的冷却方式存在较大不同，水泥熟料产出时应该快速将其冷却，而需要快速冷却的水泥熟料之中包含的C2S 以及C3S 均处于介稳态，所以其水化活性非常高，但钢渣因冷却速度非常慢，所以钢渣的活性非常低，相关研究表明，钢渣在进行48h水化之后，其所释放出的总热量只能够达到水泥的11%。而在对传统水泥进行生产时，水泥熟料以及钢渣均会一同入磨完成粉磨，由于钢渣粉磨比较困难，并且水泥的细度还必须与国家制定的相关标准相符，在这种情况下，如果水泥之中包含的钢渣粒径达到70μm，则粒度比较粗，会造成钢渣的活性作用无法得到有效发挥。如果对钢渣进行粉磨，使其表内面积大于400m2/kg的情况下，钢渣活性将会较大程度的得到提升，在这种情况下，钢渣掺入量能够大于30%。

文章来源：《现代工业经济和信息化》 网址: http://www.xdgyjjhxxh.cn/qikandaodu/2021/0709/731.html