利用尾矿、钢渣生产蒸压砖关键技术开发与应用
简介:
成果简介:
1、所属科学技术领域:三废处理与综合利用。
2、采用的技术手段:本课题针对钢渣安定性差的问题,采用机械激发、湿热改性和化学改性等方法对钢渣进行改性处理后,与尾矿混合,经压制成型、蒸压养护,制备质量合格的大掺量钢渣蒸压建材制品。
3、研究的内容:经过系统的研究,确定了采用机械粉磨和掺加助剂的工艺对钢渣进行改性,解决了钢渣在蒸压建材中应用时存在的安定性问题,提高了水化活性。本技术主要特点是:以钢渣为主要胶凝材料,消纳量高;不使用石灰或氢氧化钙,减少二氧化碳排放。
4、达到的目的:(1)研究开发出了一种钢渣复合消解剂,较好地解决了蒸压条件下大掺量钢渣安定性问题,使钢渣在蒸压砖中的掺量由14%提高到25%;(2)研制成功了一种利用铁尾矿、钢渣制蒸压砖的方法,制备的蒸压砖达到MU15等级。
5、实施效果和取得成效:本课题以尾矿、钢渣为主要原料,经过对钢渣的改性处理,形成了具有自主知识产权的尾矿、钢渣制备蒸压砖的关键技术,取得国家发明专利2项、实用新型专利2项,公开刊物发表学术论文3篇。为尾矿、钢渣等大宗固体废弃物的资源化协同利用提供了技术基础,具有重要的环境效益、社会效益和经济效益。
成果创新性:
课题针对钢渣安定性差的问题,采用机械激发、湿热改性及化学改性等方法对钢渣进行改性处理,解决了钢渣的安定性问题,制备出了质量合格的尾矿钢渣蒸压砖;并形成具有自主知识产权的尾矿、钢渣制备蒸压砖的关键技术,实现了尾矿、钢渣这两种大宗固体废弃物的资源化综合利用。创新性成果主要包括两方面:
1、针对钢渣的安定性问题进行了机械改性、湿热改性和化学改性的研究,在此基础上开发出了钢渣复合消解剂,能明显改善钢渣的安定性,简化生产工艺,提高钢渣在蒸压砖中的掺量;
2、利用课题研究成果进行工业化生产研究,确定了尾矿、钢渣蒸压砖的生产工艺条件为,制得的蒸压砖产品达到MU15等级标准。取得国家发明专利2项、实用新型专利2项,在公开刊物发表学术论文3篇(其中,1篇Ei收录,1篇为中文核心期刊)。
成果独占性:
与尾矿现状极为相近的另一种工业大宗废弃物是钢渣。我国是钢铁消费大国,2012年生产粗钢7.17亿吨,产生钢渣1亿多吨。经过长期的努力, 我国钢渣资源化利用技术取得了一定进展, 钢渣已经成功地应用于水泥、建材、道路工程、农业生产、冶金炉料和污水处理等领域,但是,我国钢渣综合利用率仍然较低,仅为10 %左右,主要原因是钢渣的处理工艺和设备落后,致使钢渣的体积稳定性不良,达不到应用领域的要求;钢渣堆置,占用土地、影响生态环境。
铁尾矿和钢渣是两种难以利用的大宗工业废弃物。前者由于活性较低,加之颗粒较细,其利用率不足30%;后者则由于含有大量游离氧化钙和一定含量的镁,稳定性较差,利用困难。本课题以尾矿、钢渣为主要原料,通过钢渣湿热预处理(添加助剂)技术和活性激发技术,强化水化过程,改善水化产物构成,消除钢渣中游离氧化钙对砖安定性的影响,从而代替石灰或水泥采用蒸压工艺制成承重砖(称为“蒸压砖”),实现两种大宗工业废弃物(钢渣和尾矿)的协同利用。本技术项技术具有自主知识产权。
成果盈利性:
本项消解技术能明显改善钢渣的安定性、简化生产工序,大大缩短改性时间,使钢渣在蒸压砖中的掺量由14%提高到25%以上;制备的蒸压砖达到MU15等级。对钢渣进行物理(作为主要胶凝材料)、化学改性和活性激发,改善其安定性、提高其在蒸压条件下的水化活性。
总之,本课题符合国家的经济发展要求,符合国家的产业政策。目前,由于建筑市场需求量不足,生产线未满负荷生产,经济效益还不能充分显现出来。本项目实施以来,共生产蒸压砖4860万块(折标),销售4730万块,实现销售收入1941万元,利润150多万元,消纳尾矿8.7万吨、钢渣2.2万吨,节省固废占地25亩。但是,利用本课题技术生产的蒸压砖达产2亿块后,年可促民增收400多万元,消纳钢渣13万吨、尾矿30万吨,节约固废占地200多亩,因此而实现的环保效益和社会效益是不可估量的,对保护生态环境、构建环境友好型和资源节约型社会具有深远的意义。
成果持续性:
工业固废的资源化利用问题与生产条件、关键技术、信息资源、市场需求和政策导向等多方面因素密切相关,需要多方力量紧密配合,才能提高工业固废的整体利用水平。通过课题的研究开发,遵化市中环固体废弃物综合利用有限公司和河北科技大学成立了“尾矿、钢渣综合利用联合实验室”,共同开发利用尾矿、钢渣利用技术,形成了建材企业与高校紧密合作的“产-学-研”合作模式,并建成了“唐山市工业固体废弃物利用工程技术研究中心”,为区域工业固废的资源化利用奠定了坚实的基础。培养了一批专业技术人才,其中包括硕士4名,本科生16名,工程技术人员25名。今后,企业需要在产品品种和市场培育方面多做工作,以适应市场对不同品种建材产品的需求、提高企业的适应能力。
成果先进性:
欧美等发达国家很早就开始重视钢渣、尾矿等产生的环境污染问题。国外对钢渣的利用主要通过企业内部循环使用,大部分回收废钢铁后的钢渣用做高炉或烧结熔剂,少部分采用蒸汽陈化处理的方法对钢渣进行安定性处理后使用,未发现利用钢渣生产蒸压砖的文献报道。尾矿经适当分级后,颗粒较大的用作混凝土骨料,颗粒较细的用于生产硅酸盐制品,在生产蒸压砖方面研究较少。国内对钢渣、尾矿等固体废弃物的研究起步较晚,多数仍处于简单堆弃和任意排放状态,对社会环境造成的危害日益严重。目前我国对钢渣的综合利用主要有回收金属,用于制备钢渣水泥、透水砖、土壤肥料、微晶玻璃、道路硬化等,整体利用率较低,不足30%。在尾矿的综合利用方面,主要体现在在水泥、玻璃、无机人造大理石,生产高附加值材料等。目前,由于尾矿颗粒偏细,加上对其科学认识的不足,使其利用范围受到限制,尾矿的综合利用率只有14%左右。承德铜兴矿业有限公司与河北科技大学合作,成功地开发了矿渣-尾矿蒸压砖生产技术。但是,与矿渣相比,钢渣的活性较低,而且存在安定性不良的缺陷,因此利用钢渣生产蒸压砖,其掺量一般不超过10%,否则会发生砖体开裂。
成熟度:08、产品级:批产合格、图纸完备、工艺成熟
市场分析:
河北省作为我国的第一钢铁大省和矿业大省,尾矿的年排放量约2000万吨,钢渣年排放量约3000万吨。全省有尾矿库2543座,库容量已经达到极限,成为国内“重点危库”。 尾矿和钢渣的堆放占用了大量土地,存在极大安全隐患和生态隐患。唐山市是河北省的重要矿产基地和钢铁生产基地,其采矿产业和钢铁冶炼是重要的支柱产业,钢渣和尾矿问题更为突出。
本课题利用尾矿、钢渣生产蒸压砖建材(蒸压砖、多孔砖、路面砖、仿古砖、市政砖等),实现了两种大宗工业废物的协同利用,不仅可以了解决相关企业的减排问题,更重要的是减少了土地资源和能源消耗,减少了废物的排放和储存占地,减轻了区域大气和水体环境污染,有效避免工矿业固废堆积可能引发的地质和环境灾害。我公司生产的蒸压建材产品在遵化地区占有主导地位,广泛用于工商业、民用、市政等建设领域;在唐山市建材市场也占有重要地位。
商业模式分析:
普通建材产品具有一定的地域性,即建材产品在一定的运输半径内进行生产、销售,超过一定范围运输成本就会大大增加,导致销售价格增加。因此,在合理的销售范围内加强与材料供应商和销售商的紧密联系和信息沟通非常重要。及时收集当地潜在的可用的原材料信息,对原材料进行分析、试验,建立原材料数据库,适时选择可用的、成本较低的原材料,以提高产品的市场竞争力。建立健全客户反馈机制,积极跟踪调查产品使用情况,对存在的问题及时解决,根据客户反馈的产品应用状况,及时调整生产状况,克服产品缺陷并提供后续补救措施。进行市场调查,及时了解市场需求,根据供应商及市场的需求安排生产,调整产品品种、产品性能等级等,以满足建筑市场对不同性能产品的需求,占领尽可能大的市场份额。
营销状况:
通过市场调研,分辨出地域的需求的差异和购买行为的差异,调查不同地域的建筑市场的规范化程度,为企业采取正确的营销策略提供依据。对建材生产企业来说,保持适当的宽度,拓展产品的深度,即走专业化生产的道路往往能较快地形成产品的核心竞争能力。
销售渠道企业把产品向消费者转移的过程中所经过的路径,是企业最重要的资产。销售渠道起到物流、资金流、信息流、商流的作用,完成厂家很难完成的任务。根据工程建材市场具有消费集中性、需求的季节性和地域性特点,工程建材的分销宜选用直销与代理商相结合的渠道策略。生产厂家在本地和周边地区可通过建立销售分公司或办事处进行直销,能及时了解市场的变化,信息反馈快,容易根据市场形势的变化而及时采取对策;外地宜采取代理制,通过选择有实力操作的公司作为代理商,利用代理商的营销资源,往往能迅速赢得市场。
将品牌经营作为无形资产进行经营管理的行为,真正把企业的品牌定位战略做好,以便把它作为企业发展战略的有效支撑,利用品牌效应进行市场促销。从经营企业品牌资产的高度,搞好品牌定位。