在2020年固廢戰(zhàn)略論壇上，中國礦業(yè)大學(xué)(北京)王棟民教授對無機(jī)固廢的材料屬性及建筑垃圾資源化發(fā)展瓶頸與突破進(jìn)行了深入淺出的分享。

王棟民教授

　　王棟民教授表示，E20環(huán)境平臺從水做起，發(fā)展到以生活垃圾為主的固體廢棄物領(lǐng)域，在環(huán)境產(chǎn)業(yè)界有舉足輕重的地位。而固體廢棄物實際上是一個非常寬泛的范疇，大部分固廢從業(yè)人員目前所指的固體廢棄物處理，是市政固廢領(lǐng)域，而在王棟民教授看來，除了以有機(jī)固廢為主的市政固廢，還有大量的無機(jī)固廢有待處理。無機(jī)固廢包括像工業(yè)固廢、礦業(yè)固廢還有建筑固廢。針對固體廢棄物板塊，在生活垃圾處置要求得到基本滿足以后，建筑固廢將是下一個重點。

　　王棟民教授表示，人類的文明經(jīng)歷了從原始文明到農(nóng)業(yè)文明、工業(yè)文明、現(xiàn)代文明。我們已經(jīng)建立起美好的家園，在這個過程中，礦產(chǎn)資源的開發(fā)是工業(yè)文明的一個標(biāo)志，我們各種礦產(chǎn)，金屬礦、非金屬礦，有色稀土礦的開發(fā)，還有豐富的化石能源。作為中國礦業(yè)大學(xué)的學(xué)術(shù)工作者，主要涉及的領(lǐng)域一方面是開礦，一方面是挖煤，包括礦石能源，煤炭，石油，天然氣開發(fā)。礦產(chǎn)資源被挖掘出來以后，下一步經(jīng)過開采、冶煉，再往深加工就是材料了，金屬材料，混凝土材料，鋼筋混凝土結(jié)合到一起，就是鋼筋混凝土，組成了我們現(xiàn)在的世界。

　　王棟民教授在論壇中對不同行業(yè)產(chǎn)生的固體廢棄物進(jìn)行了分類：

　　1、煤炭行業(yè) ：煤矸石、煤化工殘渣(液化渣、氣化渣)

　　2、電力行業(yè)：粉煤灰、脫硫石膏

　　3、冶金行業(yè)：冶金渣(礦渣、鋼渣)

　　4、化工行業(yè)：白泥

　　5、有色行業(yè)：赤泥

　　6、建筑行業(yè)：建筑垃圾

　　7、礦業(yè)行業(yè)：尾礦

　　8、市政行業(yè)：生活垃圾、污泥

　　9、醫(yī)療垃圾、電子垃圾、危險固廢 ………

　　其中，煤矸石是煤炭行業(yè)大量的固廢，一年二十幾億噸煤炭的產(chǎn)出，伴隨有五六億噸的煤矸石。

　　王教授介紹到，在鶴壁的一個煤矸石山，產(chǎn)生一千萬噸煤矸石待處理。為此設(shè)置了一條生產(chǎn)線，把煤矸石加工成砂石骨料，做道路工程的施工，跟地方政府配套，有了一定程度上產(chǎn)業(yè)的推動。同理還有電廠出來的粉煤灰，量也非常大，我們中國的研究，從研究到應(yīng)用，達(dá)到60%-70%利潤率，西部問題突出，均面臨著較大的處理需求。

　　建筑垃圾傳統(tǒng)模式，從礦山開采，造房子，倒了變成建筑垃圾，我們希望最后讓它還變成建筑，這是最經(jīng)濟(jì)合理的。傳統(tǒng)建筑業(yè)發(fā)展的基本模式中，在資源的開采、原材料的加工，建筑物的施工，到建筑物的使用和維護(hù)，再到建筑物的拆除，最后除很少部分建筑廢物回收利用外，其余絕大部分建筑廢物均直接排向自然界，整個過程中很少考慮對資源和環(huán)境產(chǎn)生的不利影響。而當(dāng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)產(chǎn)生了矛盾，如何平衡就變成我們現(xiàn)在關(guān)注的問題。

　　樓房、橋梁的拆除所產(chǎn)生的建筑垃圾的量，2015年達(dá)到20億噸，到2023年將達(dá)到40億噸。在如此巨大的產(chǎn)生量面前，我們國家利用率是很低的僅有10%左右，而歐美日本是百分之八九十。

　　無機(jī)固廢是材料的應(yīng)用，有機(jī)固廢是運用能源轉(zhuǎn)化，或者熱解，變成大分子，變成小分子去做化工原料。無機(jī)固廢作為一種材料的原料，它的利用有三個方向和渠道。第一個就是水泥混凝土材料，水泥混凝土是最大宗的人造材料。第二方面是生態(tài)修復(fù)，第三個是礦井充填，可持續(xù)發(fā)展跟利用是密切相關(guān)的。

　　王棟民教授分享了兩個觀點，一個就是地球，地殼結(jié)構(gòu)基本構(gòu)成，除了山，石灰石礦山為主，整個地球結(jié)構(gòu)組成，黏土礦物的地殼組成，氧化硅，二氧化硅占到50%，三氧化二鋁占25%，起來75%，礦的富集是局部的富集。黏土礦物的應(yīng)用，工業(yè)固廢、礦業(yè)固廢可以作為黏土的替代，土地國家有限制，有保護(hù)紅線。

　　其次是城市建筑垃圾，也就是城市無機(jī)固廢。有機(jī)材料核心的成分是碳，無機(jī)材料核心的成分是硅。硅是材料屬性，碳是能源屬性。我們對無機(jī)固廢一般關(guān)注它的化學(xué)組成，礦物組成，還有分布，這個物質(zhì)或者固廢是什么化學(xué)組成，什么樣的礦物組成，決定它可以干什么用。還有一個問題就是塊頭的大小，多大的塊，工業(yè)固廢很多是微米級的，而建筑固廢一棟樓砸倒以后，塊頭很大，不同體積相應(yīng)的可以有不同的應(yīng)用和處理方法。

　　在材料學(xué)視角中，我們從原子、分子、納米，一直到米的尺度，比如北京到上海一條公路是兩千公里，也是混凝土連起來的，這是有尺度的概念，拉近了不同原料間的距離，擴(kuò)大了應(yīng)用范圍。對于建筑垃圾也是如此。建筑垃圾現(xiàn)在處理，業(yè)界認(rèn)為經(jīng)歷了四個發(fā)展階段。建筑垃圾處理的四個版本：

　　1.0版，采用最原始的一些處理方法，顯著特征包括:

　　規(guī)模小 (占地30畝以內(nèi)，投資500萬以內(nèi))

　　設(shè)備簡陋(二手設(shè)備或者礦山設(shè)備)

　　環(huán)保差/無環(huán)保設(shè)施/措施

　　處置工藝簡單落后

　　處置企業(yè)無正規(guī)手續(xù)

　　再生產(chǎn)品簡單、技術(shù)含量低、附加值低(再生骨料/免燒磚)

　　無國家政策支持

　　時間區(qū)間：2008年以前

　　2.0版，廠房設(shè)備圍起來了，有了一定發(fā)展：

　　具備一定規(guī)模(占地30-100畝，投資500-2000萬)

　　設(shè)備大為改善(專用設(shè)備出現(xiàn))

　　環(huán)保設(shè)施水平部分達(dá)標(biāo)

　　個別企業(yè)得到政府授權(quán)

　　可生產(chǎn)相對附加值較高的透水磚、再生砂漿、再生水穩(wěn)料等

　　未采用分類分離技術(shù)及裝備

　　仍處于粗放式處置模式

　　處置企業(yè)受政府監(jiān)管

　　時間區(qū)間：2008年—2015年

　　目前進(jìn)行的是3.0版本：

　　規(guī)模(投資0.2-3億不等，占地80-300畝不等)

　　生產(chǎn)線80%以上采用專用設(shè)備

　　環(huán)保設(shè)施已經(jīng)達(dá)標(biāo)，符合國家排放標(biāo)準(zhǔn)

　　大部分企業(yè)得到政府授權(quán)

　　清運處置一體化越來越多

　　再生產(chǎn)品豐富：仿大理石透水磚、再生砂漿、再生商混、再生水穩(wěn)料、再生瀝青料、RDF等

編輯：趙利偉