镁渣等工业废渣应用现状的研究及前景分析
镁资源、镁质化工材料现状与前景
2019年12月镁资源、镁质化工材料现状与前景刘爽（辽宁省国家新型原材料基地建设工程中心，辽宁沈阳110032）摘要:文章着重介绍了包括菱镁矿水镁石、水菱镁石、白云石斜方云石盐湖卤水和海水制盐工业副产苦卤等在内的中国镁质资源，探究镁质化学制品的生产与应用，并对其发展前景进行展望。
关键词:镁资源；镁质化工材料；轻烧氧化镁；氢氧化镁中国地大物博，镁质资源含量极其丰富，作为一种基础性原料，在发展镁质材料和化工制品的过程中发挥了重要作用，另外对于国民经济、环境保护以及高科技技术领域而言，镁质资源的应用也是非常广泛，因此对该资源的利用与开发受到了密切的关注。
1国内镁资源开发利用现状1.1菱镁矿镁资源利用菱镁矿作为一种原料在生产轻烧氧化镁、重质氧化镁、高纯镁砂及硫镁肥等化工材料上都有着重要用途，如图1、图2、图3、图4所示，是这些化工材料的生产工艺流程。
图1菱镁矿煅烧法生产轻烧氧化镁流程图图2菱镁矿煅烧法生产重烧氧化镁流程图图3菱镁矿煅烧法生产高纯镁砂流程图图4菱镁矿生产硫镁肥流程图作为世界第一的菱镁矿储量国家，我国不但有丰富的菱镁矿，还有着大量的产品，在出口量上也居于世界第一，镁砂产品经出口后在很多国家和地区都得到了应用，之所以我国的菱镁矿产品有着极大的出口优势，是因为我国矿藏丰富，产品的工艺简单，与其他国家的同类产品相比价格低廉，所以在国际市场上优势明显。
1.2白云石镁资源利用如图5、图6、图7所示，是我国白云石在碳化法的生产工艺下进行轻质碳酸镁、碳化法生产轻质氧化镁及“皮江法”炼镁的生产。
图5碳化法制取轻质碳酸镁工艺流程图图6碳化法制取轻质氧化镁工艺流程图图7白云石生产金属镁流程图轻质碳酸镁和氢酯氧化镁的生产过程相对复杂，在这两种化工材料制取的过程中，需要消耗大量的产品能，往往在两者生产过程中会产生大量的含镁碳酸钙，这是整个工艺流程的附加产品。
如果企业在生产规模上相对较小，那么会由于经济效益的不足而采用皮江法进行生产。
我国工业固体废弃物的资源化利用
我国工业固体废弃物的资源化利用随着我国工业化进程的不断加快，工业固体废弃物的产生量也日益增加，给环境带来了巨大压力。
这些固体废弃物中蕴藏着大量的可再利用资源，如何进行有效的资源化利用成为了摆在我们面前的一项重要课题。
本文将从我国工业固体废弃物的现状、资源化利用的意义、困难和挑战以及解决途径等方面进行探讨。
一、工业固体废弃物的现状我国工业固体废弃物产生量庞大，主要来源包括煤矿、石油化工、冶金、建材、电力等行业。
煤矸石、煤矿煤、冶炼矿渣、炉渣、石灰石渣、粉煤灰、石膏、矿渣粉等是主要的工业固体废弃物。
这些废弃物中含有的有机物、重金属、无机盐等对环境造成严重污染，给生态环境和人民健康带来了极大的危害。
二、资源化利用的意义资源化利用工业固体废弃物对于保护环境、节约资源、促进经济发展具有重要意义。
通过资源化利用，可以有效减少固体废弃物对环境的污染，同时减缓原材料的损耗，降低生产成本。
资源化利用还可以创造就业机会，促进循环经济的发展，推动经济可持续发展。
三、困难和挑战我国工业固体废弃物资源化利用仍面临着一系列的困难和挑战。
废弃物的来源复杂多样，其物理化学性质各异，需要针对不同的废弃物制定不同的处理技术。
资源化利用技术尚不成熟，存在着技术难题和成本问题，缺乏规范的利用流程和标准，导致资源化利用效率不高。
政府监管不力，相关法律法规不够健全，导致一些企业在资源化利用上缺乏积极性，环保压力不足。
群众环保意识不强，对废弃物的处理环保意识薄弱，导致一些资源化利用项目难以得到推动。
四、解决途径面对工业固体废弃物资源化利用面临的困难和挑战，需要采取一系列措施加以解决。
加大科研投入，加强资源化利用技术的研发力度，提高技术水平，降低资源化利用成本，制定相应的标准和规范，规范资源化利用行为。
加强政府监管，加大对资源化利用项目的扶持力度，鼓励企业开展资源化利用，同时对于不符合环保标准的企业进行处罚，提高企业对资源化利用的积极性。
加强宣传教育，提高公众对环保的认识，增强大众环保意识，树立绿色生产消费理念，推动环保产业的发展。
2021年中国镁(原镁)行业现状、竞争格局及趋势分析
2021年中国镁（原镁）行业现状、竞争格局及趋势分析一、镁冶炼工艺镁在自然界中以化合态存在，主要分布于白云石矿、盐湖、海水等资源中，镁在地壳表层储量居第8位，占1.9%（质量比），而我国的镁储量更占世界第一，我国已探明的白云石矿资源总量为40亿吨，青海柴达木盆地的33个盐湖镁盐储量为47.5亿吨，而且储存形式为非常有利于开采的高纯度氯化镁。
另外，镁具有可回收性，对废弃镁产品的再生利用也是镁合金生产加工对象的重要来源之一。
镁的冶炼方法主要分为两种，一是硅热还原法，二是电解法。
电解法在国外应用较多，发达国家80%以上的金属镁是通过电解法生产。
皮江法是我国金属镁冶炼应用最广泛的硅热还原工艺。
该工艺可分为4个阶段：白云石煅烧、原料制备、还原和精炼。
二、镁行业相关政策梳理我国炼镁工业主要采取皮江法，生产过程中会产生大量三废。
2011年，发改委在《产业结构调整指导目录》中将镁冶炼列入限制类名单，此后，随着环保监管越来越严和资源规划保护，行业中落后的中小产能由于工艺水平落后，生产成本高、竞争力低等因素，难以负担不断上升的环保成本，被迫陆续退出市场。
此外，规模较小的企业往往盈利能力薄弱，现金流匮乏，在信贷收紧的背景下无力进行环保投资，产能被迫出清。
三、镁行业产业链镁行业产业链主要经过原镁冶炼、镁合金生产、镁合金压铸等环节，最终产品主要应用于汽车制造、3C产品、航空航天等其他领域。
原镁下游需求包括镁合金深加工产品(41%)、铝合金添加剂(34%)、海绵钛(16%)、钢铁脱硫(9%)，其中镁合金产品是原镁消费最具增长潜力的领域，目前约有70%应用于汽车制造，20%应用于3C产品，另外在航空航天及其他领域消费占比10%左右。
汽车领域是原镁及镁合金未来主要增长点。
四、镁行业现状分析1、供需情况从全球镁行业产量情况来看，全球镁锭产量较为稳定每年产量在100万吨左右，而中国是全球镁锭主产国，从2016-2020年中国镁锭产量市占率均保持在85%以上。
金属镁渣的回收利用现状
表 ２ 镁 渣 陶瓷 滤 料 处 理 某 油 田含 油 废 水 的 实 验 结 果
１０ｍｍ空 心砌块均达到 了相关标 准要求 。镁渣胶 结 ９ 材料 的生 产工艺简单 ， 成本低廉 ， 产品性能优 良 ， 为墙 体材料改革提供全新 的思路 。
镁工业 中属 于废 品 ， 且存 在 以下危 害 ：１镁 渣为 粉尘 （） 物 ， 中直径小于 １０ 其 ５ ｍ 的颗粒 超过 ６ ％， 浮在空 ０ 悬 气 中很难沉降 ， 自然环境 中极易形成 粉尘污染 ， 在 吸人
呼 吸道 ， 会造成 呼吸道疾病 ；２ 镁 渣具有很 强 的吸潮 （）
Байду номын сангаас
表 １ 熟料 物理 性 能
分 陈伏 、 添加引气剂 、 加快 出罐冷却速度等方 法来减 轻
镁渣膨胀 带来的危害 。南峰等ｌ 用镁渣及其激发剂 ｌ ２ 噪 配 制混凝土膨胀剂 ， 并按照 混凝 土膨胀剂 标准测试 限 制膨胀率及胶砂试件强度 ， 结果表 明， 单独使 用镁渣 制 备混凝 土膨胀剂 ，水 中养护 ７ ｄ的限制膨胀 率达不 到 Ｊ ４ ６ ２０ 标 准 ０ ２ ％的要求 ，添加激 发剂后可 以 Ｃ ７—０ １ ．５ ０
２ ０１１ Ｖ ｏ ． Ｎ ｏ． １４． ６
金 属镁 渣 的 回 收利 用现 状
经过 多次调整优化 ， 生产 出优质 的硅酸盐水泥熟料 ， 镁
渣 配料后熟料 的易磨性 、 易烧性都有明显改善 ， 强度也 明显提高 ， 并且水化凝结时间缩短 。 镁渣掺加 到水泥生料 中 ， 虽然 能够提 高煅 烧熟 料 的质量以及减少能耗 ， 但是 由于镁 渣在生 料 中或 者替 代部分石灰石和粘土 ， 或者作矿化剂 ， 其掺加量会受到 很大 的限制 ， 消耗的镁渣量很少 。
工业废渣的现状和利用前景
17I ndustry development行业发展工业废渣的现状和利用前景甄国凯1，王艳艳1，吕 焕1，李闻智1，种晓菲2（1.河北建筑工程学院 土木工程学院，河北 张家口 075000；2.河北建筑工程学院 经济管理学院，河北 张家口 075000）摘 要：我国是资源消耗大国，随着我国改革开放的不断深入，我国的工业化进程不断加快，我国工业废渣的污染也日益显著，这一问题不光与环境污染与土地浪费问题有关,同时与岩土工程也有密切的关系。
因此 ,近年来我国很多学者也加入了对工业废渣如何能有效的回收利用的研究工作，他们尝试将工业废渣看作特殊的路基建筑材料。
运用科学的技术手段加以研究和分析。
将工业废渣实际运用到道路建设方面以实现解决废渣污染同时换可以大量综合利用废渣，创造一定的经济效益。
本文主要调查研究张家口地区工业废渣的污染情况以及尾铁矿改良后实际运用到道路路基方面的实际效果，从而为解决废渣运用于建材，同时为实现工业废渣回收利用提供了一个良好的理论依据。
关键词：土凝岩；尾铁矿；回收利用；道路路基中图分类号：TU5 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2018）06-0017-3我国工业废渣产量巨大。
目前，我国工业废渣堆积所浪费的土地面积达到了大约400万亩。
其中尾铁矿是产量最大的主要工业废渣。
目前我国铁尾矿量的产量达高达50亿吨[1]，随着这一问题的不断深入，铁尾矿堆积浪费土地以及环境污染问题日益严重。
而尾铁矿相对于其他的工业废渣例如粉煤灰、煤矸石等，其回收利用的程序更加复杂，回收难度较大。
根据国家相关的发展规划可以了解到2010年我国大宗工业废渣综合利用率不到一半而尾铁矿的利用率更是不到百分之十，很明显我国在工业废渣回收利用方面与发达国家有明显的差距。
1 张家口地区污染现状表1 张家口市工业固体废物产生量分类统计表单位：万吨年度项目20122013201420152016合计危险废物0.250.330.320.580.13 1.61冶炼废渣257.06288.72328.64326.20392.871593.49粉煤灰189.74233.46283.12301.92301.921232.13炉渣48.946.552.0563.2563.25256.25煤矸石33.5454.5632.08130.25130.45307.96尾矿798.431155.821591.011514.811194.866254.93脱硫石膏0.00 1.1720.9344.5647.61114.27其他废物306.23271.69457.17186.051320.722841.86合计1634.152052.252765.322698.973451.8112602.50目前，据统计从2012年到2016年年底这五年期间，张家口的工业废渣总量约为17000万吨，其中最主要的工业废渣为铁尾矿，粉煤灰，以及冶炼的金属废渣。
冶金废渣的利用现状及前景
冶金废渣的利用现状及前景随着工业的发展，冶金废渣不断产生。
如果随意丢弃，不仅会浪费资源，还会对环境造成污染。
因此，对冶金废渣的有效利用就成为重要的问题。
目前，冶金废渣的利用现状及前景如下：1. 填充工程冶金废渣中一部分可作为填充材料。
填充工程是将废渣作为填充材料填埋在污染场地中，以达到修复污染的目的。
填充工程的优点是对废渣的要求较低，施工简便，费用较低，可减少对环境的影响。
但是，填充工程存在一定的潜在环境风险，需特别注意废渣的性质和填充位置等因素。
2. 水泥生产冶金废渣中的一部分可用于水泥生产。
其中，矿渣粉是水泥生产中的重要成份之一。
矿渣是冶金过程中副产生的废渣，利用矿渣粉生产水泥不仅能够减少废渣的污染，还能够节约能源和资源，有利于环保。
但是，利用废渣生产的水泥质量需符合国家标准，否则会影响生产的稳定性和应用效果。
3. 道路铺设冶金废渣中的一部分可以用于道路铺设。
矿渣、钢渣和高炉炉渣等废渣可以用作路基和路面的矿粉或矿渣骨料。
利用废渣铺设道路有利于减少资源浪费和环境污染，还可以提高道路耐久度和质量。
但是，铺设废渣路面也可能存在一些问题，如路面耐久性和环境安全问题。
4. 农业施用部分冶金废渣可直接施用于农业生产。
如高炉灰、矿渣可以作为土壤改良剂使用，可以调节土壤酸碱度，提高土壤肥力。
但是，废渣应用于农业生产需符合国家标准，避免对土壤和农作物产生负面影响。
5. 新材料开发冶金废渣中的一部分可利用于新材料研发。
比如，煤渣、煤灰可用于制造煤矸石灰轻质骨料，矿渣可用于制造态氧硅酸盐水泥等。
利用废渣开发新材料可以节约资源，同时也可以为新材料的研究和应用提供更多的研究方向。
综上所述，冶金废渣的利用已成为当前环保和资源节约的重要问题。
虽然目前已有很多废渣的利用方式，但在应用时仍需要根据不同的废渣性质和应用领域综合考虑。
未来，冶金废渣的利用将越来越多元化，不断开拓新的应用领域。
冶金废渣的利用现状及前景
冶金废渣的利用现状及前景冶金废渣是冶金工业生产过程中产生的一种固体废物，包括了矿石的矿渣、粉尘和废水中的废渣，以及金属冶炼过程中产生的各种废渣。
随着冶金工业的发展，冶金废渣的数量不断增加，给环境带来了巨大压力。
如何有效利用冶金废渣成为了一项重要的研究课题。
本文将对冶金废渣的利用现状及前景进行分析，以期为相关行业的发展提供一些参考。
一、冶金废渣的利用现状冶金废渣的利用一直是一个备受关注的课题，目前已有一些成熟的利用技术。
冶金废渣中含有大量的金属元素，例如铁、铜、铝等，可以通过冶炼、提取等工艺进行回收利用。
这不仅可以减少资源的浪费，还可以满足市场对这些金属的需求。
冶金废渣还可以作为建筑材料进行利用，例如水泥、混凝土、砖块等。
相关研究表明，将冶金废渣与适量的矿物掺和后，可以显著提高这些建筑材料的强度和耐久性。
还有一些利用技术，如研磨、粉碎、压制等，可以将冶金废渣再加工成颗粒物料，用于路面铺设、填埋场覆盖等用途。
目前冶金废渣的利用技术已经不断得到完善和推广，但在实际应用中还存在一些局限。
二、冶金废渣的利用前景冶金废渣的利用前景较为广阔。
随着资源的日益枯竭，对废弃金属资源的综合利用成为了一种趋势。
冶金废渣中含有大量的金属元素，通过有效的回收利用工艺，可以实现这些金属资源的综合利用和再生利用，减少对原生矿石的开采，达到节约资源和环境保护的目的。
冶金废渣的利用可以实现资源化，降低产品生产成本。
目前，国内外有一些企业已经开始将冶金废渣作为主要原料进行水泥、混凝土等建筑材料的生产，这不仅可以大幅降低生产成本，还可以减少原生材料的消耗，对环境起到积极作用。
冶金废渣的利用还可以衍生出一些新的利用途径和新产品。
通过加工冶金废渣可以生产新型的环保建材，这些材料不仅可以满足建筑行业的需求，还可以应用于环境污染治理、城市固废处理等领域。
三、冶金废渣的利用存在的问题及改进方向尽管冶金废渣的利用前景广阔，但目前在实际应用中还面临着一些问题。
冶金废渣的利用现状及前景
冶金废渣的利用现状及前景随着现代工业生产的发展，冶金废渣（即钢铁、铝、铜等金属冶炼过程中所产生的废弃物）逐渐成为环境问题和资源利用问题的焦点。
废渣的处理方式与利用方式直接关系到其对环境和资源的影响，同时也关系到企业的经济效益和社会效益。
本文从利用的角度来探讨冶金废渣的现状及前景。
1、钢铁废渣利用钢铁行业中产生的废渣包括钢渣、铁渣、炉渣等。
其中，钢渣中含有一定量的CaO、MgO等氧化物和SiO₂、Al₂O₃等酸性氧化物，可以用于水泥、路基、港口填埋场等建筑材料的生产。
铁渣则可以提取铁元素，用于制造钢铁、铜、铝等金属。
炉渣中含有一定量的矿物质和有机成分，可以作为土壤改良剂、钙肥等农业材料。
铝行业中产生的废渣主要是铝渣和闪烁渣。
铝渣由于具有高度的蓄热性和保温性能，常被用于高温隔热材料、夜间反射材料、路基材料等方面。
闪烁渣则可以用于生产水泥、硅酸盐等建筑材料。
铜行业中产生的废渣包括铜渣和电子废料。
铜渣中含有铜、金、银等金属元素，经过提炼可以回收这些元素。
电子废料中含有大量的金属元素和有毒化合物，需要进行专业处理，可以回收金属元素并减少对环境的污染。
1、环保需求推动利用在全球环保需求不断升温的背景下，冶金废渣的处理问题受到了更为严格的监管。
加强对废渣的污染物排放、存储和处置的监管力度，促进废渣资源化利用成为必然趋势。
目前，废渣利用还存在着不稳定、不规范和不全面的现象，需要加强相关政策的制定和执行，推动废渣资源化利用工作的长期稳定发展。
2、技术创新提高利用效率目前，废渣利用技术的研究和开发也取得了一定的进展，从单纯地填埋和焚烧到了更为高效的矿物资源化利用和综合能源利用。
目前，新技术和新工艺的不断推广，有望降低废渣的处理成本，提高资源化利用效率，推动废渣资源化利用行业的快速发展。
3、利用需求持续增加随着人们生活水平的提高，各行业对金属材料和有色金属等资源的需求不断增加，促使冶金废渣资源化利用具有广泛的市场前景和应用前景。
国内镁产业发展趋势
国内镁产业发展趋势国内镁产业发展趋势导言：镁是一种轻金属，具有很高的比强度和比刚度，是汽车、航空航天、电子、铁道交通等工业领域的重要材料。
近年来，随着中国制造业的快速发展，对镁材料的需求呈现出快速增长的态势。
本文将从国内镁产业的现状出发，分析镁产业的发展趋势，并探讨未来发展的方向。
一、国内镁产业现状1.国内镁资源丰富：中国是世界上最大的镁矿资源国家，拥有丰富的镁矿资源储量。
截至目前，中国已探明镁矿资源储量超过4000万吨，占全球总储量的约70%。
2.国内镁产业规模快速扩大：随着对镁材料需求的增加，国内镁产业规模不断扩大。
中国已成为全球最大的镁生产国和出口国，年产量超过80万吨，占全球产量的60%以上。
3.国内镁产业技术水平提升：随着科技进步和技术创新的推动，中国镁产业的技术水平不断提高。
在镁矿选冶、镁冶炼和镁合金制造等领域，国内企业已具备了一些核心技术，并取得了一些重要的科研成果。
二、国内镁产业发展趋势1.镁合金的应用将进一步扩大：镁合金具有优良的机械性能和导热性能，逐渐取代部分钢铁和铝合金成为轻量化材料的首选。
随着新能源汽车、航空航天和航空航天等领域的发展，对镁合金的需求将进一步扩大。
2.镁矿资源的开发利用将更加高效：在保证资源可持续利用的前提下，国内将加大对镁矿资源的开发利用，并提高采选工艺和矿石综合利用技术的水平。
同时，国内还将加强镁矿资源的管理和保护，加快推进镁矿资源产业化发展。
3.镁材料制造工艺将更加先进：国内将加大对镁材料制备工艺的研发和应用，提高产品质量和生产效率。
特别是在镁合金的铸造、挤压和锻造等方面，国内将加强工艺改进和设备更新，提高产品的制造工艺水平。
4.镁产业的绿色发展将受到重视：随着环境保护意识的提高和环境法规的加强，国内镁产业将更加注重绿色发展。
国内将加强对镁产业的环境治理，加强废水、废气和固体废弃物的处理和排放标准。
同时，国内还将加大对镁产业清洁生产技术的研发和应用，提高资源利用率和生产效率。
宁夏金属镁前景分析
宁夏金属镁前景分析中国科学院院士和中国工程院院士师昌绪在“中国镁业发展高层论坛”上指出：“镁是包括海洋在内地球表层最为丰富的金属元素，在诸多金属趋于枯竭的今天，大力开发金属镁材料是实现可持续发展的重要保证”。
我区在经济社会“十一五”发展规划中，将金属镁列入新材料工业的重要发展内容之一。
那么我区金属镁的发展前景究竟如何呢？下面做些粗浅分析，以供参考。
一、金属镁的应用前景十分广阔镁是常用金属中最轻的一种，密度为1.74g/cm3，比刚度（刚度与质量之比）接近铝合金和钢。
就目前而言，镁的应用主要集中在铝合金生产、压铸生产、炼钢脱硫三大领域，分别占消费总量的43％、35％和13％。
同时还用在稀土合金、阴极保护材料、金属还原剂和化工行业等广泛领域。
其中镁合金的应用前景最为广阔，由于镁合金具有较好的加工性能、重量轻、韧性大、屏蔽性良好以及较强的抗震减噪性能，被广泛应用于航空航天、汽车零部件、3C产品等军用工业、民用工业的各个领域。
世界镁的消费区域主要集中在北美和欧洲地区，其消费量约占全球总消费量的3/4。
同时，由于镁合金具有极强的可再回收利用特性，以及其生产利用过程具有“一次污染、终身清洁”优点，越来越多的受到人们的青睐，应用范围正在迅速拓展，用量也在急剧增加。
据预测，通用汽车和福特汽车公司预计在今后的20年内每辆汽车的镁合金用量将从目前的3公斤提高到100公斤。
另外镁合金在电器和家电, 尤其是3C （指计算机Computer、通讯Commu－nication和消费电子产品ConsumerElectronic的简称）以及航空航天领域的应用量也将呈现出大幅度增长的势头，具有广阔的市场发展前景。
二、世界金属镁生产及消费概况镁的生产方法有两大类，即氯化熔盐电解法和热还原法（皮江法等）。
当前，西方发达国家已基本不进行对环境影响较大的原镁生产，而进行具有优良特性的镁合金的研究与开发。
世界产量目前50-60万吨，正处于迅速增长阶段。
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第２５卷 第１期 ２００８年３月 吉 林 建 筑 工 程 学 院 学 报
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｊｉｌｉｎ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ ａｎｄ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｖｏ１．２５ Ｎ（］Ｉ
Ｉａｒ．２０（Ｊ８
镁渣等工业废渣应用现状的研究及前景分析＊ 肖力光 王思宇※ 雒 锋※※ （吉林建筑工程学院材料科学与工程学院，长春１３００２１）
摘要：镁渣矿物属于介稳的高温型结构，结构中存在活性的阳离子，所以，镁渣本身具有很高的水化活性，水化后生 成水化硅酸钙凝胶．镁渣作为破胶凝材料是可行的，镁渣中的［ＳｉＯ ］４一更易丢失，链断裂，形成类 于有机一无机 杂化物的结构，在镁渣中掺入一定的硅酸盐水泥或磨细硅酸盐水泥熟料和磨细矿渣，以提高镁渣胶凝材料的耐久 性．镁渣作为砂浆的胶结材料是非常理想的，镁渣不但可以提高砂浆的和易性，而且还可以提高砂浆的强度和耐久 性．镁渣中掺入一定量的轻骨料，可制作轻质保温墙体材料或制成屋面材料． 关键词：工业废渣；镁渣；胶凝材料；墙体材料 中国分类号：ＴＵ ５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—１２８８（２００８）０１—０００１—０７
Ｓｔａｔｕｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｍａｇｎｅｓｉｕｍ Ｓｌａｇ ＸＩＡＯ Ｌｉ—ｇｕａｎｇ，ＷＡＮＧ Ｓｉ—ｙｕ，ＬＵＯ Ｆｅｎｇ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｊｉｌｉｎ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ ａｎｄ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ １３００２１）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ｉｓ ａ ｍｉｎｅｒａｌ ｒｅｓｉｄｕｅ ｉｎ ｔｈｅ ｈｉｇｈ—ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｍｅｔａｓｔａｂｌｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ａｃｔｉｖｉｔｙ ｉｎ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃ— ｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｔｉｏｎ，ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ｓｌａｇ ｉｔｓｅｌｆ ｗｉｔｈ ｖｅｒｙ ｈｉｇｈ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｈｙｄｒａｔｉｏｎ，ｈｙｄｒａｔｉｏｎ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｔｈｅ ｌａｓｔ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｃａｌｃｉｕｍ ｓｉｌｉｃａｔｅ ｇｅ１．Ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ｓｌａｇ ａｓ ａ ｂａｓｅ ｃｅｍｅｎｔｉｔｉｏｕｓ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｉｓ ｆｅａｓｉｂｌｅ，ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ｒｅｓｉｄｕｅ［ＳｉＯ４ ｊ 一 ｍｏｒｅ １ＯＳＳ，ｓｔｒａｎｄ ｂｒｅａｋｓ，ｓｉｍｉｌａｒ ｔｏ ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｏｒｇａｎｉｃ—ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ｈｙｂｒｉｄ ｏｆ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｂｕｔ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｓｌａｇ ｉｎ ｔｈｅ ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ｓｉｌｉｃａｔｅ ｃｅｍｅｎｔ ｏｒ ｃｅｍｅｎｔ ｃｌｉｎｋｅｒ ｔｏ ｅｎｈａｎｃｅ ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ｓｌａｇ Ｃｅｍｅｎｔｉ— ｔｉｏｕｓ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ．Ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ａｓ ａ ｓｌａｇ ｃｅｍｅｎｔ ｍｏｒｔａｒ ｉｓ ｉｄｅａｌ ｍａｔｅｒｉａｌ，ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ｓｌａｇ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｃａｎ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｗｏｒｋａｂｉｌｉｔｙ，ｂｕｔ ａｌｓｏ ｃａｎ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｍｏｒｔａｒ．Ｍａｇｎｅｓｉｕｍ Ｓｌａｇ ｂｒｏｕｇｈｔ ａ ｃｅｒｔａｉｎ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ ａｇｇｒｅｇａｔｅ，ｗａｌｌ ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ ｃａｎ ｂｅ ｍａｄｅ ｏｆ ｌｉｇｈｔ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｏｒ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄ ｒｏｏｆｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｎｄｕｓｔｒｉａ１ ｗａｓｔｅ；ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ｓｌａｇ；ｃｅｍｅｎｔｉｔｉｏｕｓ Ｉｎａｔｅｒｉａ１；ｗａｌ１ ｍａｔｅｒｉａ１
０ 引言 随着工业不断的发展，工业废渣日益增多，据资料报道ｌ１ Ｊ，１９９５年我国各种工业废渣为７４亿吨，累计堆 存量达６５亿吨，占地５万公顷～６万公顷．全世界每年排放工业废渣约２０亿吨，矿业废渣约８０亿吨．由于 能源、资源、环境保护三方面的迫切需要，充分利用工业废渣是当前迫切需要解决的问题，其主要目的是节约 能源，节约资源，变废为宝，变害为利．在展望２１世纪的发展远景时，我们必须从可持续发展的战略目标来探 讨充分利用工业废渣的深远意义．
收稿日期：２００７—１０—１７． 作者简介： 肖力光（１９６２～），男，吉林省长春市人，博士，教授 ※材料学院在读硕士研究生；※※材料学院２００７届毕业生． ＊基金项目：吉林省科技发展重大项目（２００６０４０９—２）
维普资讯 http://www.cqvip.com ２ 吉林建筑工程学 院 学报 第２５卷 １ 工业废渣的主要品种及其成分分析 １．１煤矸石 煤矸石是夹在煤层中的岩石，是采煤和选煤过程中排出的废弃物．我国煤矸石排放量达１亿多吨，煤矸 石的化学成分与粘土相似，主要有Ｓｉｏ２， ２０３，Ｆｅ２０３，ＣａＯ等，其波动范围为Ｓｉｏ２：４０％～６５％；Ａ１２Ｏ３：１５％ －４０％；Ｆｅｚ０３：４％～２０％；ＣａＯ：２％～７％；烧失量：３％～１０％．煤矸石可以用来代替部分粘土，作为煅烧硅 酸盐水泥熟料的原料；也可以直接作为硅酸盐水泥的混合材，应用煤矸石作混合材生产的火山灰质硅酸盐水 泥，适用于大体积水工混凝土和海港工程［ ． １．２固硫渣 …。’ 固硫渣是煤矸石或劣质煤等与固硫剂以一定比例混合在硫化床锅炉内，经８５０＂Ｃ－－９５０＂Ｃ的沸腾炉或循 环流化床中燃煤脱硫的废渣．其外形呈松散状无定形颗粒，由于燃烧充分，含碳量较低，是一种人造火山灰， 具有较高的活性，固硫渣的化学成分主要取决于原煤和固硫剂的化学成分．原煤中除可燃成分外，还含有一 些黏土质矿物，经硫化床锅炉燃烧后，残渣主要有Ｓｉｏ２， ２ｏ３，Ｆｅ２０３，ＣａＯ，ＭｇＯ等成分．固硫渣化学成分中 含有较高的ＳＯ３，与其它燃煤副产品化学成分相比，固硫渣的ＣａＯ和ＳＯ３，Ａ１２Ｏ３的含量较高，而ＳｉＯ２含量要 低一些．循环流化床锅炉炉内燃烧温度低于９００℃灰渣矿物组成中，没有莫来石形成，而是以脱水高岭石变 体偏高岭石或硅尖晶石存在【２ Ｊ． １．３粉煤灰 粉煤灰是火力发电厂燃煤锅炉排出的废渣．表观密度为０．５５ ｇ／ｃｍ３～０．８０ ｇ／ｃｍ３，空隙率为６０％～ ７５％，比表面积为２ ９００ ｃｍ ／ｇ－－４ ０００ ｃｍ ／ｇ．其主要氧化物的含量变化范围很大，见表１ 表１粉煤灰中的主要氧化物
实验研究表明，我国的粉煤灰Ｓｉｏ２＋ ２Ｏ３＋Ｆｅ２Ｏ３含量都大于７０％．烧失量对粉煤灰的颜色及需水量 等有明显地影响，其矿物相态见表２，仅含有少量的ａ，口石英、莫来石、磁铁矿，以及极少量的ＣａＣＯ３矿物相， 并且，以多相聚集状态存在，即玻璃体与结晶相共存于各种颗粒中．从矿物相组成的比例来看，所研究的粉煤 灰均以玻璃体构成的微珠占绝对优势，质量分数普遍高于８５％．国内许多燃煤电厂排放的低钙粉煤灰，其玻 璃微珠的质量分数较低，往往只有５０％左右［３—６＿．
表２粉煤灰的物相组成
１．４高炉矿渣 高炉矿渣是高炉炼铁过程，由矿石中的脉石，燃料中的灰分和助熔剂（石灰石、白云石）等炉料中的非挥 发组分形成的废物．可将高炉矿渣分为碱性矿渣（Ｍｏ＞１）、中性矿渣（Ｍｏ￣１）和酸性矿渣（Ｍ０＜１）；根据冷却 方法、物理性能及外形将高炉矿渣分为缓冷渣（块状、粉状）和急冷渣（粒状、纤维状、多孔状、浮石状） ．粒 化高炉矿渣可分为碱性矿渣和酸性矿渣两种．主要化学成分为：ＣａＯ：３８％～４６％；ＳｉＯ２：２６％～４２％；Ａ１２０３： ７％～２０％；ＭｇＯ：４％～１３％；ＦｅＯ：０．２％～１．０％；ＭｎＯ：０．２％～１．０％；Ｓ：１％～２％．水淬高炉矿渣的活性， 除受化学成分的影响外，还决定于玻璃体的数量和性能．玻璃体的含量越高，矿渣的活性越高．应用粒化高炉 矿渣作为混合材生产的矿渣硅酸盐水泥，其抗蚀性、耐热性较好，水化热低，并且，我国的粒化高炉矿渣全部 得到了综合利用【１．７Ｊ． １．５钢渣 钢渣是炼钢过程中排出的废渣，我国年排放量已达１ ０００多万吨．钢渣基本呈黑灰色，外观像结块的水 泥熟料，其中夹带一些Ｆｅ，硬度大，密度为１ ７００ ｋｇ／ｍ ～２ ０００ ｋｇ／ｍ ．但在不同碱度的钢渣中，均有游离氧 化钙的存在，导致体积膨胀，产生危害，利用时应加以注意［引．钢渣具有胶凝性，其化学成分范围为：ＣａＯ：
维普资讯 http://www.cqvip.com 第１期 肖力光，王思宇，雒锋：镁渣等工业废渣应用现状的研究及前景分析 ３ ４５％～６０％；ＳｉＯ２：１０％～２０％；Ａ１２０３：１％～５％；ＭｇＯ：０％～１２％；Ｆｅ２０３约９％；ＦｅＯ约１５％；Ｐ２Ｏ５约８％． 利用钢渣生产钢渣硅酸盐水泥，可用于建筑、道路等工程 ｊ． １．６化学石膏 化学石膏是指化学工业或其它工业生产过程中产生的以硫酸钙为主要成分的工业废渣．化学石膏包括
磷石膏、氟石膏、脱硫石膏，其它还有钛石膏、盐石膏、芒硝石膏、柠檬酸石膏等．磷石膏主要来自磷酸工业，氟 石膏是用硫酸分解氟化钙制取氟化氢的副产物，脱硫石膏是发电厂等工厂排烟脱硫装置中生产出来的副产 品石膏，脱硫的原理是用水吸收烟气中的８０２，生成亚硫酸，再在催化剂的作用下，在亚硫酸溶液中通人空 气，氧化成硫酸，在稀硫酸中加入石灰石粉，生成脱硫石膏 ． １．７镁渣 生产金属镁时排出的工业废渣，镁渣的产生过程［ｎ 。］：生产金属镁的方法分为电解法、硅热还原法、碳 热还原法、碳化物还原法．硅热还原法又分为意大利的皮江法和法国的半连续硅热法．在我国，主要采用的方 法是硅热还原法中的皮江法，是用硅铁（ｓｉ＞７５％ 还原煅烧的白云石，将料磨细，在一定压强下压制成一定 形状及大小的球团后，加入由耐热钢制成的罐中，抽真空并加热至一定温度则会有镁蒸气析出，在罐的冷端 设有一筒形冷凝器，析出的镁蒸气就会在其中冷凝成一个罐状晶体，再经过精炼即可得到成品镁．为了提高 反应速率，一般在炉料中配人一定量的添加剂，如ＣａＦ２等．在工业生产中，由于受到还原罐材料的限制，反应 温度一般控制在不超过１ ２００℃．反应方程式为：２ＭｇＯ＋２ＣａＯ＋ｓｉ（Ｆｅ）一２Ｍｇ＋２ＣａＯ・Ｓｉ０２＋（Ｆｅ），产生金 属镁，还原后生成的废渣即为镁渣，呈灰色粗细颗粒状和粉状，每生产１ ｔ金属镁约排出９ ｔ左右的镁渣．在我 国，很多镁厂排出的镁渣都是作为废物丢掉，随着镁渣的大量排放堆积，占用了大量的土地资源，对农作物和 周围环境造成了极大的影响，镁渣随着雨水的冲淋汇入江河湖泊会对水体造成极大影响，严重危机到人类的 身体健康及农作物的生长．因此，有效、合理地利用镁渣具有显著的社会效益和环境效益．镁渣可以用来代替 部分原料配料煅烧熟料，镁渣还可以用来生产墙体材料，以及用来作为胶凝材料使用 ．镁渣的成分波动范 围：ＣａＯ：４０％～５０％；Ｓｉ０２：２０％～３０％；Ａ１２Ｏ３：２％～５％；ＭｇＯ：６％～ｌ０％；Ｆｅ２０３约９％．生产实践证明，采 用镁渣配料，可以显著改善生料的易烧性，降低熟料的热耗，提高机立窑的生产质量．