高长明：试论我国水泥工业的利废发展方向

　　现今，水泥工业在发达国家已经走上了循环经济和可持续发展的道路。我国水泥工业在经历了近10年的现代化大发展与大力淘汰落后生产方式以后，也开始走上了这条正确的发展道路。水泥工业实现“四零一负”——对生态环境的零污染，对外界电能的零消耗，对废物废水的零排放，对天然化石燃料的零消耗，以及对全社会部分废物的负增长（消纳利用）——可持续发展的战略目标，已在国内外大量成功地实践中逐步形成了中外业界人士的普遍共识。本文特对我国水泥工业的消纳利用废弃物的现状及其发展方向，即所谓的“一负”潜力，作进一步的探讨。（节选）

　　1水泥工业的利废功能

　　随着国民经济的发展，全社会的三产（农业、工业、服务业）所产生的废弃物数量日益增加，如何综合利用和高效消纳这些废弃物，减少或消除填埋，节省占地，保护环境，促进循环经济，已经成为一项严峻而长期的挑战和必须要妥善解决的使命。

　　鉴于水泥工业的固有特征，使其在利废领域具有显著优势。其利废功能主要表现在三方面。首先是利用各种工业废弃物作为混合材，掺入水泥熟料中一并粉磨成相应品种的水泥。这种方式简便易行，既可以利废又能直接增产水泥，降低生产成本。第二是将有些废物（赤泥、电石渣、有色冶炼渣、铸造砂等）用作水泥原料，替代一部分或全部石灰石、砂页岩、粘土等天然矿石。这种利废方式往往会给原有的水泥生产工艺或水泥性能带来某些难题，需要采用较高的技术和装备，增加一定的投入才能实施。第三是利用各种含可燃质的废物（工农业废料和城市垃圾等）作为水泥窑的燃料，替代一部分或全部的天然化石燃料。这种利废方式不仅对水泥厂的技术装备要求更高，而且更主要的是涉及全社会的政策导向、技术路线、法规、标准、环保等诸多方面，没有政府的引导与扶持，单靠水泥企业的努力是难以实现的。近10年来，德国和我国正反两方面的实践效果与经验教训足以说明这一点。

　　还有一些废弃物，兼含可燃质和水泥原料的成分，例如煤矸石、油页岩、生活垃圾、污泥等，因而可以同时用作替代燃料和替代原料；丹麦史密斯公司的热盘炉，我国海螺集团的CKK炉，以及天津院、合肥院、华新集团等研发的装备均能适应我国水泥厂烧垃圾和污泥的要求。

　　2010年我国水泥工业综合利用社会废弃物的基本数据及其与德国、日本和美国水泥工业的对比情况，如表1所列。应该说明，表中所谓的吨水泥利废量（kg/t.c），并不是一个很科学严谨准确的指标，它只是整体综合地表明，每生产1吨水泥总共利用消纳了多少公斤的社会废弃物。其中用作混合材（含替代石膏）、替代原料和替代燃料的数量分别有多少公斤。显然这里并未考虑到混合材、替代原料，尤其是替代燃料等原始形态及品位差异的因素，只是一个单位水泥利废量的重量概念。该值越大则利废量越多，但并不一定代表其利废中的技术含量最高，难度最大，贡献最大。

表1 2010年我国和德日美水泥工业综合利用消纳社会废弃物基本情况比较

　　2.对水泥工业三种利废方式的分析

　　2.1用作混合材

　　这是一种最简便最粗放的利废方式，实际上就是把矿渣、粉煤灰、石灰石、火山灰、页岩等当作填充料，掺于熟料中一并粉磨直接增加水泥产量的办法，谈不上什么技术难度和技术含量问题。对立窑熟料来说，矿渣或粉煤灰的掺入还有补救其固有缺陷的“救命稻草”之功效。

　　上世纪50年代开始，在我国水泥工业立窑一统天下的畸形发展中，“小水泥”不顾国家水泥标准规定，故意超标滥掺混合材的“积极性”一贯就十分高涨。加之后来国家原意为鼓励水泥企业利废，规定利废率超过30%的才能获得奖励的政策，无形中就把我国水泥中的混合材掺入量提高到了30%左右。否则那些混合材掺不到30%的水泥企业就领不到利废补贴。在行业生态扭曲，某些经营者弃诚逐利的驱使下，市场监管缺失，原本意在鼓励利废的政策却部分地走向了自己的反面，变成了刺激某些人超标滥掺混合材，制造假冒伪劣水泥的动因。笔者赞成多掺混合材，但是必须以诚信为本，必须遵守国家水泥标准规范，加强市场监管，确保水泥品质。

　　2.2用作替代原料

　　因为多数替代原料往往含水分高，易粘堵，难储运，有的还含有若干影响正常生产或水泥性能的少量有害物质（钾、钠、氯、硫、磷、锌……）或影响环境安全的重金属等，可能会提高技术装备的投资和生产成本。全社会对此应该进行技术、经济和环保等各方面的综合考量；水泥企业也要作出相应的协作，在政府激励政策下履行一定的社会责任。

　　显然，这种利废方式是有其技术难点和技术含量的，而且我国还有较大的改进完善的发展空间。这里有必要重申笔者的一个观点，那就是电石渣的问题。我国现在已经成功地在新型干法水泥窑上采用电石渣100%的替代石灰石生产出熟料，这一成果值得称赞。但是从全社会的节能减排环保来考察，我们并不希望再产生更多的电石渣。因为电石渣是由电石（CaC₂）加水（H₂O）生成有机化工所需的原料乙炔气（C₂H₂）后所剩余的残渣氢氧化钙（Ca（OH）₂）。电石则需要用石灰石和焦炭在电炉中高温煅烧而成，在该过程中要消耗大量的电能，排放大量的CO₂ 。这种电石法生产乙炔气的工艺，在30多年前已经开始被由石油裂解直接生成乙炔气的方法所取代。这就是现今发达国家之所以没有电石渣的原因。笔者的体会是，电石法生产乙炔气犹如立窑生产水泥，均属应抓紧淘汰之列。我们的目标就是要把我国尚且还存在的每年产出近2500万吨电石渣及其存量全部消纳干净。今后我国电石渣的产出量应该是渐趋减少的。

　　2.3用作替代燃料

　　发达国家水泥工业采用可燃烧废物作为替代燃料已有30年的历史，在这期间全球有约300台水泥窑燃烧了近3亿吨废物，进行过约7000套次排放废气的环境安全检测和近8000套次的水泥混凝土制品的重金属浸析检测。实践表明，水泥窑协同燃烧废弃物不会影响窑的正常生产和熟料品质，对环境安全也是有充分保障的。

　　现今水泥窑兼烧废弃物的技术与装备已相当成熟，发达国家的相关法规、规章、制度也较完善。我国为此转辗了近10年，如今终于盼到了开始正式启动之势。然而政府的引导协调与扶持尚亟待给力，真正落实。显然这种利废方式是涉及全社会的一项系统工程，政府的作为是不可缺失的，是责无旁贷的；同时也是对政府预见力、判断力、领导力、执行力的现实考验。我国水泥工业在采用替代燃料方面已经延误了好多年的时间，现在该到了总结经验教训、正确决策的时候了。2011年4月国务院批转了建设部、环保部等16部门《关于进一步加强城市生活垃圾处理工作的意见》，对处置不力的省市要追究责任。看来水泥窑烧垃圾等废弃物的潮流即将来到。

　　3.对我国水泥工业利废水平的分析

　　（略）

　　11月26日，由中国水泥网举办的“第三届水泥工业废弃物处置和资源化利用国际会议”将在北京隆重召开。为了使水泥行业交流国内外污泥处理处置技术，了解国内外污泥处理处置技术和产业发展的现状与趋势，本届大会将以“污泥处置：产业政策、技术创新与示范工程”为主题，将就一系列议题展开讨论。届时，各参会企业可以与政府主管部门领导，行业协会，科研开发单位，技术与工程示范企业进行交流，就水泥窑协同处置污泥等废弃物方面的相关技术进行交流。

　　了解更多关于水泥窑协同污泥处置的信息，请点击：第三届水泥工业废弃物处置和资源化利用国际会议暨水泥窑炉协同处置污泥技术交流大会