目前，我国大宗固废累计堆存量约600亿吨，且每年新增堆存量近30亿吨，不仅占用大量土地资源，还存在较大的生态环境安全隐患。
 

北京建筑材料科学研究总院副院长陈旭峰
 

在工业固废众多利用方式中，当前很多方法所能利用的固废量有限，而且有的会产生二次固废甚至危废。从目前情况来看，能够大量利用工业固废的非混凝土行业莫属，可以说混凝土在固废综合利用领域空间巨大，是固废利用的中流砥柱。近日，围绕混凝土如何更好地发挥固废利用潜力，北京建筑材料科学研究总院副院长陈旭峰接受了记者采访。

记者：当前，大宗固废在高性能混凝土的应用情况如何？取得了哪些进展？

陈旭峰：目前，年产生量在1亿吨以上的大宗固体废弃物，主要包括煤矸石、粉煤灰、尾矿、工业副产石膏、冶炼渣、建筑垃圾等，根据这些固废不同物理化学特性，经过不同工艺的加工制备，有些可以产出符合混凝土原材料标准技术质量要求的初级产品，有些适用于高强、高性能混凝土的生产。如铁尾矿制备满足标准要求的混凝土砂石骨料，因其母岩以花岗岩、绿辉岩和片麻岩类为主，母岩强度较高（80～150MPa），其制备的砂石骨料坚固性好、抗压碎能力强，适用于高强、高性能混凝土的生产。

粉煤灰是现代高流态、高性能混凝土的必备原材料。近年来，从粉煤灰中精选微珠的技术日益成熟，微珠在超高程、超长程泵送高强高性能混凝土中也得到了很好的应用；热闷钢渣制备的微粉也逐步开始在高性能混凝土中应用，以弥补混凝土用矿粉资源的不足。随着东部经济发达地区燃煤电厂煤改气的推进，粉煤灰供应也面临枯竭，尾矿微粉和建筑垃圾微粉作为低活性矿物掺合料，可部分替代粉煤灰生产混凝土，应用前景广阔。

目前，含碳的原始状态煤矸石和杂质多的建筑垃圾，因其理化性能的稳定性差、品质波动大，在混凝土中大规模、产业化应用受到制约，对此类固废的预处理工艺和经济性的提升是重大的技术挑战。

记者：北京建筑材料科学研究总院成立于1959年，隶属于北京金隅集团，作为集团“1+N+X”科技创新综合体中的“1”，近年来在混凝土固废资源化利用方面开展了许多科技创新工作。为了实现混凝土的可持续发展，以及工业固废的合理消纳，近年来，北京建筑材料科学研究总院配合金隅集团做了哪些工作？产生了哪些社会效益？

陈旭峰：近年来，北京建筑材料科学研究总院依靠固废资源化利用与节能建材国家重点实验室创新平台，针对固废资源化利用设立了许多科技项目并开展了大量试验研究工作。总结起来，主要有以下几个方面：

一是尾矿建材资源化利用关键技术。如尾矿/废石制备干混砂浆在北京金隅砂浆有限公司产业化，年利用达70万吨；尾矿/废石砂石骨料制备混凝土技术在京津冀混凝土行业得到大规模推广，初步估算年消耗约1.5亿吨。满足砂石标准质量要求的尾矿/废石骨料制备的混凝土和干混砂浆大量应用于中国尊、周大福金融中心、北京冬奥场馆、北京大兴国际机场等重点工程。

二是脱硫石膏建材资源化利用关键技术。开发了脱硫石膏制备α－高强石膏的技术工艺和专用装备，建成7000吨中试生产线一条，已连续稳定运行4年；累计实现销售约6000吨，实现经济效益约625万元，产品性能得到用户肯定。部分建材产品先后应用于20余个工程项目，其中石膏基自流平砂浆在北京冬奥工程、雄安新区建设工程中进行推广应用，并得到用户好评。

三是钢渣建材资源化利用关键技术。开发了钢渣用作水泥原料、水泥混合材和混凝土矿物掺合料的技术。这项研究成果为金隅－首钢、金隅－河钢上下游产业链开展战略合作，特别是冶金固废在建材领域资源化利用的项目提供了技术支撑，已在冀东资源综合利用公司100万吨/年生产线开展产业化应用。目前已生产钢渣粉复合矿物掺和料超过13.3万吨，综合成本可降低16.65元/吨，使用性能满足《用于水泥、混凝土和砂浆中的粒化高炉矿渣粉》（GB/T 18046—2017）、《钢铁渣粉》（GB/T 28293—2012）指标要求。
 

混凝土搅拌站一角 北京金隅集团股份有限公司/供图
 

记者：混凝土可持续发展的关键是大宗工业固体废物利用，且混凝土固废利用涉及的范围很广，当前制约混凝土固废利用的因素主要有哪些？

陈旭峰：从固废本身的角度看，我国大宗工业固废产生量大，贮存、处置占地多，已对生态环境和社会可持续发展造成了严重影响，固废成分复杂、波动大，区域分布不均衡，利用难度大、利用成本高，利用任务十分艰巨。

从技术的角度看，实验室阶段的技术多，但真正可产业化的成熟技术少，大宗固废主要消纳途径为建材制造业的原料，低端产业面临产能过剩，高端技术产业化项目少。科技成果转化体系不完善，工业固废综合利用领域存在信息不对等、原生产业从事综合利用跨界较大、与建材产业链结合度不足、科技成果转化体系不完备等问题，导致大量优质的技术项目很难走出实验室、中试、实现工业产业化，技术成本优势不明显，技术开发到产业化周期长。

从产业的角度看，产业投资环境差，产业支撑能力不足，产业造血能力差。

从市场角度看，行业标准与监管机制不完善，产品市场空间小、固废利用建材产品市场占有率低、地域限制特征明显。

记者：尽管存在众多制约发展的因素，但是行业企业依然取得了显著的成绩。请您介绍一下金隅集团在固废处置方面取得了哪些成果。

陈旭峰：金隅集团主营业务包含矿山、水泥、混凝土、砂浆、房地产、物业等多个板块。

近年来，在固废利用方面金隅集团做了大量的工作，不仅充分发挥集团的“固废资源化利用与节能建材国家重点实验室”科技创新平台的作用，陆续开发了水泥窑协同处置垃圾焚烧飞灰成套技术和装备、电石渣生产硅酸盐水泥熟料工艺技术、铁矿采选联产混凝土砂石骨料技术、在线除铁的钢渣微粉生产工艺技术与装备、脱硫石膏制备α－高强石膏工艺技术与装备，还拥有冶金渣和尾矿作为配料生产水泥熟料技术等科技成果，并实现了产业化、规模化应用，初步统计年利用大宗固废达到2500万吨左右。

除此之外，金隅集团还以国家政策为企业使命，以固废资源化利用与节能建材国家重点实验室为技术依托，研发了利用铁尾矿细砂制备的外墙外保温用粘结砂浆、抹面砂浆、修补砂浆、自流平砂浆等特种功能砂浆技术；针对尾矿砂特征和特种砂浆技术需求，开发出铁尾矿细砂烘干、筛分等关键处理设备和工艺；针对北京市建筑砂石供应存在的生产、运输、应用及再生环节“绿色化”程度不高的现状，提出建设绿色砂石供应链的政策建议等，通过项目实施，充分挖掘尾矿属性，变废为宝。

这些项目的研发和产业化将构建典型水环境高风险型工业固废系统性解决方案，对推动国家可持续发展示范区绿色矿山产业转型发展，建设京津冀水源涵养功能区、环京津宜居宜业典范区发挥重要的推动作用，具有明显的经济效益、社会效益和生态环境效益。

记者：在固废利用方面，混凝土扮演着怎样的角色？下一步，要如何进一步释放混凝土的“吃废”潜力？

陈旭峰：我国各类大宗工业固废年产出量总计约30多亿吨，年综合利用率约50%，其中建材行业每年消耗的大宗工业固废占工业固废利用总量约70%。另外，往年固废累计堆存量达600亿吨，土地占用大，环境和安全风险高。虽然提出“双碳”目标后，工业固废产量可能会有所降低，但目前的库存也需要几十年才能消纳利用。如固废理化特征能满足生产符合标准的砂石骨料要求，将其制备成混凝土砂石骨料，是固废利用规模最大的途径。目前，混凝土“吃废”的潜力释放主要有以下路径：一是铁尾矿砂石骨料混凝土制备和工程应用技术在京津冀已经成熟并得到大规模使用，国内其他有尾矿资源的区域可以借鉴和推广；二是对有色金属、贵金属采选也排出的尾矿开展资源化利用的试验研究，开发新的预处理工艺技术，满足混凝土对原料的技术质量要求，三是建立用于混凝土的尾矿、钢渣矿物掺合料的产品标准和使用技术规程，打通此类固废利用混凝土的工程应用途径。

相信在全行业的共同努力下，混凝土的“吃废”潜力将会被进一步释放。