Mattoni refrattari con ganga di carbone e cenere volante in porcellana

Introduzione ai pericoli e utilizzo completo di due rifiuti solidi, Ganga di carbone e ceneri volanti

2.1 Impatto sull'ambiente ecologico

La ganga di carbone è ammucchiata come una montagna, provocando gravi danni all’ambiente, ecologia, e la sicurezza della vita delle persone. I componenti inorganici della ganga di carbone sono principalmente ossidi di silicio, alluminio, ferro, calcio, e magnesio, ma sono presenti anche tracce di metalli pesanti come P, Hg, Sn, Cu, Zn, COME, Cr, eccetera. Lo stoccaggio di una grande quantità di ganga di carbone non solo occupa una grande quantità di scarse risorse di terra, ma rilascia anche solfuri per inquinare l'ambiente, terreni agricoli, e acque sotterranee. L'accumulo di una grande quantità di stoccaggio nel tempo e l'aumento della temperatura dovuto al riscaldamento interno si tradurrà in fumo denso nel deposito di ganga di carbone a causa della combustione spontanea, rilasciando una grande quantità di gas nocivi come CO, CO₂, COSÌ ₂, H₂S, NO Å nell'aria, con SO ₂ come principale inquinante. La massiccia emissione di gas nocivi non mette in pericolo solo l’ambiente circostante e la qualità dell’aria, influisce sulla salute fisica dell’area mineraria e dei residenti vicini, ma colpisce anche l’ambiente ecologico circostante, causando una crescita lenta degli alberi, grave riduzione della resa agricola, e nei casi più gravi, morte di alberi e raccolti. Oltre alla combustione, i metalli pesanti sono acqua acida generata dall’erosione della pioggia, che scorre nei fiumi o si infiltra nel suolo, causando inquinamento delle falde acquifere e della contaminazione del suolo. Un'altra caratteristica della ganga di carbone immagazzinata all'aria aperta è la sua suscettibilità agli agenti atmosferici e alla frammentazione. Alcuni formano particelle fini di cenere dopo la combustione spontanea, che subiscono una serie di reazioni complesse come l'ossidazione, decomposizione, deidrogenazione, e condensazione per formare nerofumo, cenere volante, e solidi sospesi particolati, formando foschia e influenzando direttamente l’ambiente locale e la salute delle persone.

Cenere volante, come la ganga di carbone, è ampiamente ammucchiato in molti luoghi. Incontrare forti venti e ceneri di carbone volanti è un importante problema di inquinamento ambientale che molti luoghi devono risolvere con urgenza. La Cina è diventata uno dei principali paesi produttori di carbone e il paese con il più alto consumo di carbone al mondo, nonché il paese con il maggior utilizzo di carbone per produrre ceneri volanti di scarto. A causa del fatto che le ceneri volanti generate dalla produzione di energia termica sono diventate la principale fonte di inquinamento per i rifiuti solidi industriali, la collocazione delle ceneri volanti richiede inoltre l'utilizzo di ampie superfici di terreno, con conseguente spreco di risorse territoriali, e può avere effetti negativi sull’aria circostante, qualità dell'acqua, e suolo.

2.2 Panoramica dell'utilizzo completo

Grandi quantità di acquisizioni di terreni o lo scarico di ganga di carbone e ceneri volanti nelle valli montane diventeranno storia, e la via d'uscita è l'utilizzo delle risorse. Nel passato 20 anni, il governo ha emanato numerose norme, documenti, e politiche per promuovere l’utilizzo completo della ganga di carbone, fornendo un forte sostegno in ambito finanziario e fiscale, e migliorare continuamente il tasso di utilizzo complessivo dei rifiuti solidi. In 2019, raggiungerà il tasso di utilizzo globale dei rifiuti solidi globali di grandi dimensioni 55%, 5 punti percentuali in più rispetto a quello in 2015, di cui raggiungerà il tasso di utilizzo completo della ganga di carbone e delle ceneri volanti 70% e 78% rispettivamente [1]. Sebbene siano stati raggiunti risultati soddisfacenti, esiste ancora un divario significativo rispetto ad alcuni paesi sviluppati. Secondo i materiali online dell’Istituto cinese di pianificazione e ricerca dell’industria dei materiali da costruzione e dell’Istituto di ricerca industriale di Huajing, il tasso di utilizzo della ganga di carbone e delle ceneri volanti in Giappone è molto elevato. Prendiamo come esempio le ceneri volanti, ha raggiunto il livello di 98.3% In 2011, e anche il valore aggiunto dell'utilizzo è elevato, dove il cemento è il fattore dominante, contabilità 67.13%; Conti di ingegneria civile 13.58%; Pannelli da costruzione, aggregati leggeri, e altri rappresentano 17.59%. In 2016, il tasso di utilizzo delle ceneri volanti in Europa è stato 83.4%, che non solo aveva un tasso di utilizzo elevato ma anche canali di utilizzo diversificati. Di 2016, le ceneri volanti in Europa erano state sostanzialmente utilizzate, insieme a 40.8% utilizzati come additivi per calcestruzzo; 17.0% sostituire il cemento nel calcestruzzo; 16.4% per i materiali stradali; 5.5% per blocchi di cemento; 3.7% per gli altri. All'inizio degli anni '70, Germania, Francia, e altri paesi hanno raggiunto un tasso di utilizzo complessivo di 30% a 50% della ganga di carbone. Negli anni '60, Il Giappone ha utilizzato aggregati leggeri sinterizzati di ganga di carbone per il settore edile, riducendo il peso dell'edificio di 20%, rendendo particolarmente importante il suo contributo alle pareti leggere.

2.3 Applicazione nel settore dei materiali per pareti

Nei paesi sviluppati, già all'inizio degli anni '60, Germania, Francia, e il Giappone hanno utilizzato in modo completo la ganga di carbone e le ceneri volanti per produrre vari materiali per pareti, che sono stati ampiamente utilizzati nei progetti di costruzione. La Cina ha introdotto la tecnologia della ganga di carbone e dei mattoni a combustione interna di ceneri volanti negli anni ’60, con l’obiettivo di risparmiare carbone e ridurre i costi. Negli anni '70, la ganga di carbone e le ceneri volanti sono diventati i principali combustibili interni, sviluppandosi gradualmente in ganga di carbone e ceneri volanti come principale combustione interna, integrato da carbone esterno. Nel processo di sviluppo di ganga di carbone e mattoni a combustione interna di ceneri volanti, il Ministero delle Materie Prime organizza varie forme di corsi di studio e attività di promozione e scambio di risultati sulla produzione di vari materiali per pareti utilizzando ganga di carbone e ceneri volanti. Prima 1980, le imprese di materiali per pareti, mattoni e piastrelle erano principalmente di proprietà statale, e molte fabbriche di mattoni di proprietà statale hanno creato molta esperienza tecnica e risultati pratici nella ganga di carbone e nei mattoni a combustione interna di ceneri volanti. Prendiamo come esempio l’utilizzo della ganga del carbone, una linea di produzione con una capacità progettuale di 15 milioni di pezzi di mattoni di ganga di carbone furono costruiti nell'originale fabbrica di mattoni e piastrelle di Neijiang 1973.

Se diciamo che la ganga di carbone e le ceneri volanti furono usate come materiali di combustione interna solo intorno agli anni '60, e la quantità di utilizzo era molto piccola, poi fu solo dopo gli anni '70 che un gran numero di ganga di carbone e ceneri volanti furono utilizzate come principali materie prime per produrre prodotti per pareti. I prodotti erano principalmente mattoni pieni, ma anche mattoni porosi, Elemento di muratura in calcestruzzo e blocchi forati. La prima produzione di prova di successo di mattoni di ganga di carbone è stata effettuata dal Sichuan Yongrong Mining Bureau, e anche la miniera di carbone Shigu nella città di Gaoming ha costruito una linea di produzione annuale di 15 milioni di mattoni di ganga di carbone negli anni ’70. Negli anni '80, I prodotti con materiali per pareti in ganga di carbone e ceneri volanti si sono sviluppati rapidamente. Con il continuo miglioramento della tecnologia dei prodotti in materiali per pareti sinterizzati della ganga di carbone e delle ceneri volanti e l'espansione della scala di produzione, il livello delle attrezzature sembra non essere in grado di tenere il passo con le esigenze di sviluppo dei prodotti in mattoni di ganga di carbone e ceneri volanti. Alla fine degli anni '80, La Cina ha iniziato una fase di introduzione, innovazione, e ulteriore sviluppo. Shanxi, Shandong, Ningxia, Anhui, Heilongjiang e altre province hanno introdotto attrezzature per la produzione di materiali per pareti utilizzando ganga di carbone e ceneri volanti provenienti dagli Stati Uniti, Germania, Italia, e altri. Con il benestare dell'ex Commissione statale per l'economia e il commercio [2], una linea di produzione con una produzione annua di 60 milioni di ganga di carbone A Shuangyashan è stata introdotta un'unità di muratura in calcestruzzo, Provincia di Heilongjiang. Tecnicamente, è necessario produrre mattoni da tutta la ganga di carbone, e il forno a tunnel assemblato viene alimentato mediante combustione ultra interna. La qualità del prodotto è l'unità di muratura in calcestruzzo e i mattoni porosi portanti per pareti con acqua pulita, e raggiungere davvero “nessun terreno per la produzione di mattoni, niente carbone per bruciare i mattoni”. Il prodotto è di alta qualità. Questo progetto di introduzione ha ricevuto un forte sostegno e un alto riconoscimento da parte dei ministeri e delle commissioni centrali competenti, provocando forti reazioni all’interno del settore. La linea di produzione della ganga di carbone adotta un processo di sinterizzazione una tantum e un processo di mattoni sinterizzati della ganga di carbone super a combustione interna. La sua attrezzatura, Il forno a tunnel Kaizhuang e la tecnologia di tostatura a combustione interna super sono stati completamente digeriti e innovati, e i suoi risultati in ricerca e sviluppo hanno vinto il secondo premio del Premio Nazionale per il Progresso della Scienza e della Tecnologia. È stato ampiamente promosso e applicato in Cina, apportando importanti contributi all'utilizzo completo della ganga di carbone nell'industria dei materiali per pareti in Cina. Le province e le città con ganga di carbone hanno sostanzialmente costruito con successo linee di produzione, aumentando rapidamente la produzione annuale di mattoni in materiale per pareti di ganga di carbone a livello nazionale fino a oltre 200 miliardi di mattoni standard. La produzione annuale di prodotti sinterizzati nell’industria cinese dei materiali per pareti è superiore a 810 miliardi di pezzi [3], di cui la maggior parte dei rifiuti solidi come ganga di carbone e ceneri volanti, la protezione dell'ambiente e altri nuovi prodotti in materiali per pareti si sono sviluppati rapidamente negli ultimi anni, con una produzione annua di quasi 600 miliardi di pezzi, diventando la più grande industria di utilizzo completo dei rifiuti solidi in Cina. L'utilizzo annuale dei rifiuti solidi è stato superato 135 milioni di tonnellate, e il risparmio energetico annuale è stato raggiunto 32 milioni di tonnellate di carbone standard. Il principale combustibile utilizzato per i prodotti in mattoni e piastrelle sinterizzati sono i rifiuti solidi sfusi come la ganga di carbone e le ceneri volanti. L’uso esterno di energia fossile come carbone e gas naturale è molto limitato. L'energia di scarto, come la ganga di carbone e le ceneri volanti, rappresenta oltre 80%, mentre carbone e gas naturale rappresentano solo meno 80%. Ciò ha contribuito all’utilizzo completo dei rifiuti solidi, al risparmio energetico e alla riduzione del carbonio nell’intero settore dei materiali da costruzione.