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硅酸盐通报"##$年第"期综合评述

利用城市垃圾、污泥烧制生态水泥

朱建平1常钧2芦令超2程新2贾立群1
（1山东建筑工程学院土木工程系，济南250014；2济南大学材料学院，济南250022）

摘要综合评述了国内外城市垃圾、污泥等废弃物的处理现状，列举了它们在生态水泥生产中
作为原料的应用情况，分析了水泥厂处理这些废弃物的优势。用城市垃圾和污泥来生产生态水泥既拓
宽了原材料来源，减少了天然资源的消耗，降低了水泥生产的成本，又不需填埋场地，保护了自然环境，
将是一条很有前途的、有利于水泥工业可持续发展的途径。
关键词城市垃圾污泥生态水泥

城市垃圾是指城市居民生活垃圾、商业垃圾、设施，是环境自净能力强的装备。而城市生活垃
［］
市政维护和管理中产生的垃圾1。据统计，1979圾、污泥的化学特性与水泥生产所用的原料基本
［］
年至1996年，我国城市垃圾平均以每年8.89%的相似。如垃圾焚烧灰的化学成分（表1）7中，一
［］
速度增长2，1995年我国城市垃圾总量为1.66亿般有80%以上的矿物质是水泥熟料的基本成分
［］［］
3，目前我国生活垃圾的有效处理率仅2。（，，和）［8］。利用水泥回转窑
I13%CaOSiO2AI2O3Fe2O3
污泥是各种废水处理后的产物，据统计，1990年处理城市垃圾和污泥，不仅具有焚烧法的减容、减
我国已建成的污水处理厂日处理污水能力350余量化特征，且燃烧后的残渣成为水泥熟料的一部
万I，排放干污泥20万I，折湿污泥约500万（I含分，不需要对焚烧灰进行处理（填埋），将是一种两
水96%），2000年污泥产量将是90年代初的7~全其美的水泥生产途径。
倍［4］，但我国已建成的污水处理厂中有污泥处
10表!垃圾焚烧灰的化学成分!/%
理设施的不到1/4，处理工艺和配套设施较为完
化学成分范围平均值
［，］
善的不到1/1015。大量的垃圾和污泥任意排放
SiO
和堆放，不仅污染环境，而且造成资源浪费。我国213.7~29.122.9
AI2O316.4~24.919.7
目前主要用3种方式处理这些废物：卫生填埋、堆
Fe2O34~6.85.6
肥和焚烧。但是这3种方式都会带来一定程度的
二次污染。与此同时，我国的建材工业特别是传CaO24.3~39.830.4
统建材工业却是天然矿物资源和能源消耗高的行MgO2.2~12.14.8
SO
业，每年生产各种建筑材料要消耗50亿I各种资31.4~2.42.1
［］
源，消耗能源2.3亿I标准煤6，给资源和环境带Na2O2.4~3.93.34

来了沉重的负担，水泥企业要求自身生存与发展，K2O2~2.92.55

必须树立为环境保护做贡献的思想，节约资源、节TiO20.87~10.93
0.88~2.31.80
约能源、变废为宝，使单一的水泥生产企业，转变P2O3
［］
成资源综合利用的企业7。ZDO0.55~0.660.60

众所周知，水泥窑炉具有燃烧炉温高和处理CUO0.12~1.200.64

物料量大等特点，且水泥厂均配备有大量的环保CI5.02~10.68.47

山东省科技攻关项目（012120109）.
作者简介：朱建平（1978~），男，硕士.主要从事生态水泥材料的研究.

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硅酸盐通报!""#年第!期综合评述

要矿物与普通水泥的矿物不同，将会生成Alinite，
用垃圾、污泥生产生态水泥的以及·等含的矿物。这些亚
lBeliniteCllA7CaCl2Cl
现状氯酸盐矿物与水混合生成水化物时，凝结硬化虽
以较快的速度开始，但长龄期的强度并不一定能
所谓生态水泥，是指利用城市垃圾焚烧灰和达到足够的高，因此，可通过适当地增加普通水泥
下水道污泥等作为主要原料，经过一定的生产工的主要硅酸盐矿物的含量来改善长龄期硬化体的
艺制成的无公害水泥［9］，生态水泥的化学组成（表强度，或者是通过调整这些矿物所占的比例使硬
［］
2）l0和普通水泥有所不同，从表2可看出生态水化体达到满足其用途的强度。在应用试验研究
泥中的，，的含量比普通水泥高，但中，可最大限度地运用其组成矿物的各种特性来
Al2O3SO3Cl
含量较低。由于含量较高，生态水泥的主进行设计，使满足工程的需要［ll］。
SiO2Cl
表!生态水泥与普通水泥的化学组成

类别
Ig.lossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3Na2OK2OClTotal
生态水泥0.8l5.5l0.2l.958.5l.48.80.60l98.7
普通水泥0.622.25.l3.263.8l.42.00.30.2098.8
世界上发达国家利用水泥窑处理废弃物生产水泥原料之前，该厂还通过重金属回收系统从中
生态水泥已有20余年的历史，拥有成熟的经验，分离和回收铜、铅、锌等金属成分，经