第1章　引言

目前，柳州地区钢铁产能已由原来的400万t钢/年扩大到1000万t钢/年，年产高炉矿渣由150万～200万t增加到400万～500万t，因此需要为新增的200万～300万t/年矿渣寻找出路。柳钢拟建设一条200万t/年的矿渣胶凝材料生产线来解决此问题。该胶凝材料需达到或超过42.5强度等级普通硅酸盐水泥的各项性能，生产成本应低于该标号普通硅酸盐水泥的成本，以补充该地区小水泥厂被关闭后腾出的市场空间。该项目不但能够解决柳钢扩产后循环经济的一个瓶颈问题，还有利于推动当地水泥行业节能减排的进程。

我国是世界上最大的水泥生产国和消费国，2009年我国水泥总产量已达16.3亿t，占世界总产量的60%以上。在我国所有工业领域中，水泥的生产已成为最大的CO2释放源。生产1t硅酸盐水泥熟料要向大气排放将近1t CO2，同时还要排放SO2、NO等有害气体，CO2是造成温室效应并使地球变暖的主要气体之一；而SO2、NO等气体的排放则会引起“酸雨”现象。而矿渣胶凝材料生产的主要原料是高炉矿渣和粉煤灰工业固体废弃物，几乎不使用水泥熟料。只要把上述固体废弃物磨细，经过合理配合，并加入一定量的激发剂就生成了类似水泥的胶凝材料。该胶凝材料生产的能耗只有普通硅酸盐水泥生产能耗的30%～50%，且几乎不产生污染物。

高性能混凝土专用胶凝材料的开发不仅可以大量掺入工业废渣，还能够通过对各种原料在粒级、活性和配比等方面的协同优化，解决水泥生产与混凝土生产之间的脱节问题，进而为不具备商品混凝土生产条件的小城镇和农村的建设使用高性能混凝土创造条件。

我国柳州地区水泥熟料供应不足，随着柳钢产能不断扩张，高炉水淬矿渣产量迅速增加。同时，经济的发展带动了电力工业的迅猛发展，导致粉煤灰排放量逐年增加。

随着钢铁工业和电力工业的迅速发展，产生的大量废渣给环境和生态造成了严重的污染和危害主要表现在以下几个方面：

（1）侵占土地。固体废渣如不加以利用则需占用土地堆放，堆积量越大，占地越多，据估算，每堆积1万t废渣约占地1亩（1亩=666.7m2）。土地是十分宝贵的资源，尤其是耕地，我国虽幅员辽阔，耕地却十分紧张。大量废渣露天堆存，侵占大量土地，势必使我国本来就紧张的土地更加紧缺。

（2）污染土壤。固体废渣露天堆存，长期受风吹、日晒、雨淋，其中的有害成分不断渗出，进入地下并向周围扩散，改变土质和土壤结构，影响土壤中的微生物活动，妨碍周围植物的根系生长和发育。一般地，受污染的土地面积往往大于堆渣占地的1～2倍。

（3）污染大气。固体废渣中原有的细粒、粉尘及其他颗粒物，或在堆存过程中产生的颗粒物，受日晒、风吹而进入大气，造成大气污染。

循环经济概念是20世纪60年代美国经济学家提出来的，以“三化”（减量化、再利用、资源化）为原则，以“低消耗、低排放、高效率”为基本特征的可持续的经济增长模式。循环经济的目的是协调人与自然的关系，实现社会经济的可持续发展。我国正处在工业化和城镇化加速时期，经济增长在很大程度上仍然是依赖资源的高消耗来实现，导致资源过度消耗和生态环境严重破坏。在资源日渐枯竭、环境意识日益增强的今天，解决困扰的根本出路必须依赖二次资源的开发利用。尽管我国在资源综合利用方面取得了很大进展，但和发达国家相比还存在较大差距。大力开展固废综合利用，实现资源开发与节约并举，提高资源利用效率，有着十分重要的经济意义和社会意义。

本书通过对矿渣、粉煤灰进行物理活化，提高废渣的反应活性，以矿渣、粉煤灰为主要原料，添加少量化学激发剂制备矿渣及矿渣粉煤灰胶凝材料。以矿渣、粉煤灰等固体废弃物为原料制备的胶凝材料具有接近于零的污染物排放。利用矿渣胶凝材料的技术特点和优点，来开发柳州矿渣胶凝材料生产线的清洁发展机制（CDM）项目，具有很广阔的发展前景，值得花力气和时间去研究和探讨。