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1利用城市建筑垃圾生產水泥的工業試驗

1．1生產工藝實施水泥廠資源化利用城市建筑垃圾項目，是一個系統工程，包括城市建筑垃圾分選、配料前預處理、配料、性能檢測四個主要步驟.

1．1．1城市建筑垃圾分選1）城市建筑垃圾分選目的.對于轉運到水泥廠的城市建筑垃圾，必須進行初步分選.主要目的：首先對有效資源回收利用，對城市建筑垃圾中的金屬、玻璃、塑料、木材等成分進行分離，能夠回收利用的資源盡可能得到回收和利用；其次城市建筑垃圾減量化，經過分選后的剩余部分，總重量已經下降，且化學成分也相對比較穩定，這些都有利于下一步的配料前預處理、儲存和輸送.2）方法與設備.根據新鄭市的具體情況，城市建筑垃圾在從建筑工地轉運之前已經進行了比較細致的人工分揀.所以，在進入水泥生產線以前，可以采用人工簡單分揀，不需要增添設備即可完成.

1．1．2配料前預處理1）預處理的目的.水泥廠資源化利用城市建筑垃圾就是水泥廠利用現有的破碎、輸送、儲存設施將城市建筑垃圾進行預粉碎處理后，替代部分混合材料作為資源得到利用.分揀后的城市建筑垃圾剩余部分，有可能大塊顆粒較多，或者化學成分均勻性較差，不能直接進入配料工序，必須進行大塊破碎，校正化學成分，保證其穩定性.2）方法與設備.利用水泥生產線現有顎式破碎機、皮帶輸送機、斗式提升機和原料儲存倉即可完成對城市建筑垃圾的粉碎處理和均化，以達到其成分穩定的效果.

1．1．3配料1）配料目的.用經過分揀和預處理的城市建筑垃圾替代部分混合材料，配制符合要求的水泥.2）方法與設備.利用新鄭市某水泥廠水泥生產線現有的庫底配料變頻調速秤和微機配料裝置進行配料，儲存和配料設備精確程度完全能夠滿足本項目配料要求.

1．1．4性能檢測1）檢測目的.對于摻加城市建筑垃圾的水泥產品按照水泥常規的理化指標要求進行檢測，總結各項理化數據的變化規律，確定合適的摻加比例.2）方法與設備.水泥廠具有符合國家標準要求，檢測水泥各項理化指標的實驗室，完全滿足試驗檢測要求.

1．2城市建筑垃圾的組成、性質及利用方式城市建筑垃圾的化學成分與水泥混合材的化學成分有一定的相似性（表1），同時，建筑垃圾中的石灰石成分、水化硅酸鹽水泥成分和廢棄黏土磚成分等都具有一定的潛在活性.所以，建筑垃圾中的無機渣經粉磨后作為水泥混合材是可行的.根據2012年新鄭市某水泥廠城市建筑垃圾生產水泥試驗結果，與未添加城市建筑垃圾的對照組相比，添加10％和20％建筑垃圾減少了相應粉煤灰的用量，各項水泥檢驗指標與對照都比較接近（表2）.結果表明，在摻入20％無機渣作為混合材后比表面積只要達到350m2/kg以上，所生產的硅酸鹽系列水泥，各項理化指標均能達到國家標準.

1．3分析與結論以上試驗結果表明，在水泥生產中用城市建筑垃圾等量代替水泥混合材中的粉煤灰后，所生產的水泥凝結時間有所縮短，其他理化指標均沒有明顯變化，而且所生產的水泥使用性能有所改善.由于城市建筑垃圾作為水泥生產原料，其資源充足、價格低廉，且在處理使用過程中不需增添任何設備，只需支付少量的運輸費用，其成本是粉煤灰的四分之一；況且城市建筑垃圾在拆除和預處理過程中，大部分物理結構已被破壞，所以在作為水泥混合材生產水泥過程中，其易磨性大大增強，從而會使水泥磨單位臺時產量提高10％以上.由此算來，每噸水泥生產成本可降低5～8元，按照新鄭市某水泥廠的100萬t年生產能力，每年可以為新鄭市消化20萬t以上的城市建筑垃圾，同時可增加數百萬元的收入.

2結語

水泥廠一次性資源化利用處理城市建筑垃圾，符合我國目前大力倡導的循環經濟和可持續發展戰略的基本要求；避免了城市建筑垃圾堆放掩埋等處理方式帶來的環境污染和占用寶貴的土地資源，改善城市周邊環境，凈化空氣，減輕和避免城市地下水源污染，不留下任何環境負擔；有效減少由于環境污染、水污染和空氣污染給城市居民帶來的健康損害，具有十分重要的環保意義和環境效益.由此可見，資源化利用城市建筑垃圾生產高品質生態水泥，不但可以為水泥廠帶來直接的經濟效益，同時解決了目前城市建筑垃圾處理難的問題，為國家節能減排、循環經濟的發展做出直接的巨大貢獻，使水泥企業由污染大戶轉化為處理、解決污染、營造碧水藍天的生活家園做出突出貢獻的綠色產業，具有極高的社會效益和經濟效益.

作者：王保順宋建安頓磊單位：河南省科學院質量檢驗與分析測試中心