Tijolos de fogo com Coal Gangue e Fly Ashin na China

Introdução aos perigos e utilização abrangente de dois resíduos sólidos, Ganga de carvão e cinza volante

2.1 Impacto no ambiente ecológico

A ganga de carvão está empilhada como uma montanha, causando sérios danos ao meio ambiente, ecologia, e a segurança da vida das pessoas. Os componentes inorgânicos da ganga do carvão são principalmente óxidos de silício, alumínio, ferro, cálcio, e magnésio, mas também existem vestígios de elementos de metais pesados, como P, Hg, Sn, Cu, Zn, Como, Cr, etc. O armazenamento de uma grande quantidade de ganga de carvão não só ocupa uma grande quantidade de escassos recursos de terra, mas também libera sulfetos para poluir o meio ambiente, terras agrícolas, e águas subterrâneas. O acúmulo de uma grande quantidade de armazenamento ao longo do tempo e o aumento da temperatura devido ao aquecimento interno resultarão em fumaça densa no pátio de ganga de carvão devido à combustão espontânea, liberando uma grande quantidade de gases nocivos, como CO, CO₂, SO ₂, H ₂ S, NÃO Å no ar, sendo o SO ₂ o principal poluente. A emissão massiva de gases nocivos não só põe em perigo o ambiente circundante e a qualidade do ar, afeta a saúde física da área de mineração e dos moradores próximos, mas também afeta o ambiente ecológico circundante, causando crescimento lento de árvores, redução severa do rendimento da colheita, e em casos graves, morte de árvores e colheitas. Além da combustão, metais pesados ​​são água ácida gerada pela erosão da chuva, que deságua nos rios ou se infiltra no solo, causando poluição das águas subterrâneas e contaminação do solo. Outra característica da ganga de carvão armazenada ao ar livre é a sua suscetibilidade ao intemperismo e à fragmentação.. Alguns formam partículas finas de cinza após combustão espontânea, que sofrem uma série de reações complexas, como oxidação, decomposição, desidrogenação, e condensação para formar negro de fumo, cinzas volantes, e sólidos suspensos particulados, formando neblina e afetando diretamente o meio ambiente local e a saúde das pessoas.

Cinzas volantes, como ganga de carvão, está amplamente empilhado em muitos lugares. Enfrentar ventos fortes e cinzas de carvão voadoras é um problema proeminente de poluição ambiental que muitos lugares precisam resolver urgentemente. A China tornou-se um importante país produtor de carvão e o país com o maior consumo de carvão em todo o mundo, bem como o país com o maior uso de carvão para produzir resíduos de cinzas volantes. Devido ao fato de que as cinzas volantes geradas pela geração de energia térmica se tornaram a maior fonte de poluição para resíduos sólidos industriais, a colocação de cinzas volantes também requer o uso de grandes áreas de terreno, resultando em desperdício de recursos terrestres, e pode ter efeitos adversos no ar circundante, qualidade da água, e solo.

2.2 Visão geral da utilização abrangente

Grandes quantidades de aquisição de terras ou descarga de ganga de carvão e cinzas volantes em vales montanhosos se tornarão história, e sua saída é a utilização de recursos. No passado 20 anos, o governo emitiu muitos regulamentos, documentos, e políticas para promover a utilização abrangente da ganga de carvão, fornecendo forte apoio em finanças e tributação, e melhorando continuamente a taxa de utilização abrangente de resíduos sólidos. Em 2019, a taxa de utilização abrangente de grandes resíduos sólidos abrangentes atingirá 55%, 5 pontos percentuais maior do que em 2015, dos quais a taxa de utilização abrangente de ganga de carvão e cinzas volantes atingirá 70% e 78% respectivamente [1]. Embora tenham sido alcançados resultados satisfatórios, ainda há uma lacuna significativa em relação a alguns países desenvolvidos. De acordo com materiais on-line do Instituto de Pesquisa e Planejamento da Indústria de Materiais de Construção da China e do Instituto de Pesquisa da Indústria Huajing, a taxa de utilização de ganga de carvão e cinzas volantes no Japão é muito alta. Tomando cinzas volantes como exemplo, chegou tão alto quanto 98.3% em 2011, e o valor agregado da utilização também é alto, com o cimento sendo o fator dominante, representando 67.13%; A engenharia civil é responsável por 13.58%; Painéis de construção, agregados leves, e outros respondem 17.59%. Em 2016, a taxa de utilização de cinzas volantes na Europa foi 83.4%, que não só tinha uma alta taxa de utilização, mas também canais de utilização diversificados. Por 2016, cinzas volantes na Europa foram basicamente utilizadas, com 40.8% sendo usado como aditivos para concreto; 17.0% substituir cimento em concreto; 16.4% para materiais rodoviários; 5.5% para blocos de concreto; 3.7% para os outros. No início dos anos 1970, Alemanha, França, e outros países alcançaram uma taxa de utilização abrangente de 30% para 50% de ganga de carvão. Na década de 1960, O Japão usou agregados leves sinterizados com ganga de carvão para o campo da construção, reduzindo o peso do edifício em 20%, tornando a sua contribuição para paredes leves particularmente importante.

2.3 Aplicação na indústria de materiais de parede

Nos países desenvolvidos, já no início da década de 1960, Alemanha, França, e o Japão utilizou de forma abrangente ganga de carvão e cinzas volantes para produzir vários materiais de parede, que foram amplamente utilizados em projetos de construção. A China introduziu a tecnologia de ganga de carvão e tijolos de combustão interna de cinzas volantes na década de 1960, com o objetivo de economizar carvão e reduzir custos. Na década de 1970, ganga de carvão e cinzas volantes tornaram-se os principais combustíveis internos, desenvolvendo-se gradualmente em ganga de carvão e cinzas volantes como principal combustão interna, complementado por carvão externo. No processo de desenvolvimento de ganga de carvão e tijolos de combustão interna de cinzas volantes, o Ministério das Matérias-Primas realiza diversas formas de aulas de estudo e atividades de promoção e intercâmbio de conquistas na produção de diversos materiais de parede utilizando ganga de carvão e cinzas volantes. Antes 1980, As empresas de tijolos e telhas de material de parede eram principalmente estatais, e muitas fábricas de tijolos estatais criaram muita experiência técnica e conquistas práticas em ganga de carvão e tijolos de combustão interna de cinzas volantes. Tomando como exemplo a utilização da ganga de carvão, uma linha de produção com capacidade projetada de 15 milhões de peças de tijolos de ganga de carvão foram construídos na fábrica original de tijolos e telhas de Neijiang em 1973.

Se dissermos que a ganga de carvão e as cinzas volantes só foram utilizadas como materiais de combustão interna por volta da década de 1960, e a quantidade de utilização foi muito pequena, então, foi somente a partir da década de 1970 que um grande número de ganga de carvão e cinzas volantes foram usados ​​como principais matérias-primas para produzir produtos de parede. Os produtos eram principalmente tijolos maciços, mas também tijolos porosos, Unidade de alvenaria de concreto e blocos vazados. A primeira produção experimental bem-sucedida de tijolos de ganga de carvão foi realizada pelo Sichuan Yongrong Mining Bureau, e a mina de carvão Shigu na cidade de Gaoming também construíram uma linha de produção anual de 15 milhões de tijolos de ganga de carvão na década de 1970. Nos anos 1980, produtos de materiais de parede de ganga de carvão e cinzas volantes desenvolveram-se rapidamente. Com a melhoria contínua da tecnologia de produtos de materiais de parede sinterizados de ganga de carvão e cinzas volantes e a expansão da escala de produção, o nível do equipamento parece ser incapaz de acompanhar as necessidades de desenvolvimento de ganga de carvão e produtos de tijolos de cinza volante. No final da década de 1980, A China iniciou uma fase de introdução, inovação, e maior desenvolvimento. Shanxi, Shandong, Ningxia, Anhui, Heilongjiang e outras províncias introduziram equipamentos para a produção de materiais de parede usando ganga de carvão e cinzas volantes dos Estados Unidos, Alemanha, Itália, e outros. Com a aprovação da antiga Comissão Económica e Comercial do Estado [2], uma linha de produção com produção anual de 60 milhão de ganga de carvão Unidade de alvenaria de concreto foi introduzida em Shuangyashan, Província de Heilongjiang. Tecnicamente, é necessário fazer tijolos com toda ganga de carvão, e o forno túnel montado é acionado por combustão ultrainterna. A qualidade do produto é unidade de alvenaria de concreto e tijolos de parede de água limpa com capacidade de carga porosa, e realmente alcançar “sem solo para fazer tijolos, sem carvão para queimar tijolos”. O produto é de alta qualidade. Este projecto de introdução recebeu forte apoio e elevado reconhecimento dos ministérios e comissões centrais relevantes., causando fortes reações dentro da indústria. A linha de produção de ganga de carvão adota um processo de sinterização única e um processo de tijolo sinterizado de ganga de carvão de combustão super interna. Seu equipamento, O forno túnel Kaizhuang e a tecnologia de torrefação de combustão super interna foram totalmente digeridos e inovados, e suas realizações em pesquisa e desenvolvimento ganharam o segundo prêmio do Prêmio Nacional de Progresso em Ciência e Tecnologia. Foi amplamente promovido e aplicado na China, fazendo contribuições importantes para a utilização abrangente de ganga de carvão na indústria de materiais de parede na China. Províncias e cidades com ganga de carvão basicamente construíram linhas de produção com sucesso, aumentando rapidamente a produção anual de tijolos de material de parede de ganga de carvão em todo o país para mais de 200 bilhões de tijolos padrão. A produção anual de produtos sinterizados na indústria de materiais de parede da China é superior a 810 bilhões de peças [3], dos quais os resíduos sólidos a granel, como ganga de carvão e cinzas volantes, proteção ambiental e outros novos produtos de materiais de parede desenvolveram-se rapidamente nos últimos anos, com uma produção anual de quase 600 bilhões de peças, tornando-se a maior indústria de utilização abrangente de resíduos sólidos na China. A utilização anual de resíduos sólidos ultrapassou 135 milhões de toneladas, e a economia anual de energia atingiu 32 milhões de toneladas de carvão padrão. O principal combustível usado para produtos de tijolos e telhas sinterizadas são resíduos sólidos a granel, como ganga de carvão e cinzas volantes. Há muito pouco uso externo de energia fóssil, como carvão e gás natural. A energia residual, como ganga de carvão e cinzas volantes, representa mais de 80%, enquanto o carvão e o gás natural representam apenas menos de 80%. Isto contribuiu para a utilização abrangente de resíduos sólidos e para a conservação de energia e redução de carbono em toda a indústria de materiais de construção..