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摘要：本文着重介绍了“生态水泥”这一绿色环保型水泥的定义、特征，废弃物在水泥生产中的应用，水泥生产对环境的负荷和绿色治理方法，并简单介绍了生态水泥的发展前景。
关键词：生态水泥；环境负荷；绿色治理；前景
引言
水泥是无机非金属材料中应用量最大的一种建筑材料，素有“建筑工业的粮食”之称。由于其制品适应性强，可与水、砂、石等配制强度高、可塑性好的混凝土，耐久性好，价廉而可靠等优点，在国民建设中发挥不可替代的作用。
然而，传统水泥在其生产过程中不仅消耗了大量的资源和能源，而且给生态环境造成了污染，带来很大的负面影响，水泥产业进行结构性的调整势在必行。不仅从降低能耗和资源消耗上，还要从工艺上不断进行革新，将传统水泥产业建成生态水泥产业。
1生态水泥的含义
1.1生态水泥的定义
生态水泥属“生态建材”大范畴中的一个分支，国际上也称之为绿色水泥、健康水泥和环保水泥。所谓生态水泥，是指利用各种固体废弃物及其焚烧物作为主要原料，经过一定的生产工艺制成的无公害水泥。
生态型水泥工业将资源利用率和二次能源回收率均提高到最高水平，能够循环利用其他工业的废渣、废料，技术装备上更加强化了环境保护的技术措施，最大限度地改善环境。相比于传统的水泥，生态水泥的二氧化碳排放量可降低25%~45%，矿石资源消耗量可降低80%~95%，而生态水泥的刚性可达传统水泥的97%~99%。
1.2生态水泥的基本特征
1、其生产所用原料尽可能地少用天然资源，大量使用尾矿、废渣、垃圾、废液等废弃物。
2、其生产和使用过程中有利于保护和改造自然环境、治理污染。
3、可使废弃物再生资源化并可回收再利用。
4、产品设计以改善生活环境、提高生活质量为宗旨，产品具有多功能化。
5、具有良好的性能基础，满足各种建设工程的需要。
2废弃物在水泥生产中的应用
2.1用做水泥原料
城市垃圾、城市污泥或其焚烧灰、工业废渣、废旧混凝土等都可用作水泥原料。尤其是城市生活垃圾、污泥，化学特性与水泥生产所用的原料基本相似，垃圾焚烧灰的化学成分中，80%以上的矿物质是水泥熟料的基本成分（CaO、SiO2、Al2O3和Fe2O3），具备作为水泥原料的可行性。
2.2用做水泥生产用熟料
水泥行业能耗很大，用可燃性废料作为代用燃料是一条非常有前景的可行之路；且各种可燃性废料作为熟料煅烧过程中的辅助燃料，对各种有毒废弃物有很好的降解作用，从而避免了传统的垃圾污染环境的影响。
2.3用做水泥混合材
利用废弃物特别是工业矿渣作为水泥混合材已有很长的历史，其中，粉煤灰硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥已经是我国六大水泥体系中不可或缺的两大部分。用做水泥混合材的工业矿渣主要有：煤矸石、粉煤灰、炉渣、冶炼废渣、部分金属尾矿等。国家大力推广和发展的高性能混凝土的一个重要标志就是必须掺有辅助性胶凝材料：粉煤灰、矿渣、硅灰等。
3水泥生产对环境的负荷
水泥由于其主要成分是硅酸盐矿物，具有同地球环境和大气圈共融的属性，其本身也是一种生态产品。但是，传统水泥工业由于工艺、设备落后，对天然资源和能源消耗量大，利用率低，排放粉尘及有害气体污染环境。特别是我国水泥工业在产业结构上相对落后，新型干法窑产品仅占不足10%。而我国水泥产量居世界之首，因而生态环境负荷很重。
3.1水泥生产对能源的负荷
主要是标准煤消耗和电力消耗。
全国大中型水泥企业熟料的标准煤耗比国外平均先进水平约高41%，全国大中型水泥企业电耗比国外平均先进水平约高13%~19%。
3.2水泥生产对资源的负荷
绝大部分是不可再生资源，特别是水泥石灰岩。
3.3水泥生产所产生的废弃物
1、废气
主要有CO2、SO2和NOX。CO2的危害主要是温室效应；SO2含量超标会引起酸雨；NOX的危害主要是诱发癌症和呼吸道疾病等，威胁人体的健康。
2、烟尘及粉尘
烟尘和粉尘能成为固体颗粒悬浮于空中，不仅影响人体的健康，而且对附近农作物的生产也有很大副作用，同时增加了设备损耗，浪费资源。
3、固体废物
包括工业固体废物和工业危险物。
4、工业废水排放
4水泥生产污染的绿色化治理
从上述可知，影响水泥工业“环境负荷值”最大的因素首先是资源、能源负荷；其次是废气、粉尘等污染源负荷；其他有固体废物及废水排放负荷等。废弃物在水泥生产中的应用部分已解决其资源能源负荷问题，而水泥生产的绿色化治理着重粉尘和废气的治理。
4.1粉尘治理
1、治理重点
水泥生产过程中以熟料烧成系统的废气排放量为最大，而在烧成系统中又以窑尾粉尘排放最为严重，约占烧成系统总排放量的80%。
2、治理建议
（1）水泥企业必须做到“以防为主、防治结合”，严格按设备的技术操作规程和条件进行操作。
（2）适应形势变化，及时修订、更新水泥排放标准。
（3）科研部门应重点加强对袋收尘器中滤袋材料的研究，提高其性能。
（4）大力发展和推广散装水泥，可以有效降低粉尘排放。
4.2废气治理
以SO2治理为例，它是由含硫较高的煤燃烧产生的，污染程度仅次于粉尘。
从水泥窑型来看，应发展新型干法水泥窑，特别是预分解窑；对现有的湿法回转窑进行技术改造，改造为新型干法回转窑或湿磨干烧窑；上大改小。
从工艺操作来看，应确保燃料的完全燃烧，避免还原气氢，有利于减少SO2的排放。
立窑废气的处理对废气治理也有重要作用。含碱废液的水溶液不仅可除尘，还有脱硫作用，投资也不大，是目前治理水泥窑SO2污染的有效办法之一。
5生态水泥的发展前景
5.1生态水泥在国际上的发展现状
近几十年来，国外主要工业发达国家和地区对生态水泥发展非常重视，1992年联合国召开了环境与发展大会，1994年联合国又增设了“可持续产品开发”工作组。国际标准化机构ISO也讨论制定了环境协调和制品标准，推动着国外生态水泥的发展。目前，一些发达国家，如德国、丹麦、瑞士、日本等已有生态水泥厂，工业废渣的综合利用率达到95%~100%，而大多数发展中国家基本处于粗放型和技术型之间。
5.2生态水泥在我国的发展
我国水泥企业利用固体废弃物生产水泥已有约百年的历史，但与国际先进水平相比仍处于起步阶段。
在我国发展生态水泥，既有自身的有利条件，又面临一些问题：当前，我国正处于工业转型的重要时期，国家近年来大力进行工业结构调整，目前在我国发展生态水泥正是适应了这种大环境的需要，势必得到国家政策的大力扶持和社会各界的合作，另外我国在废弃物资源、生产条件和技术储备等方面也具备发展生态水泥的有利条件；然而，由于各种原因，国内大多数人对生态水泥的认识严重不足，且生态水泥在我国尚处于萌芽时期，相关的政策法规尚未建立，且水泥工厂在处置、利用有毒、有害废弃物时，其运输、储存等过程可能对环境造成二次污染。诸多问题给生态水泥的推广带来一定困难，也为进一步研究发展生态水泥提供了突破口。
在可持续发展已成为人类共识的今天，我国水泥及水泥基材料研究重点为：利用生态水泥工业可有效消化和降解废弃物的独特优势，加大对各种固体废弃物的资源化利用；大力发展替代性能源、资源在水泥产业的综合利用技术；研究开发低能源资源消耗、低环境负荷及具有性能特色的水泥。
参考文献
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[4]关敬东.基于国内外水泥及水泥基材料的发展研究[J].黑龙江纺织，2015（04））.
作者简介
张玉雪（1990-），女，山东泰安人，工学硕士，工程师，从事城市防洪及河道综合整治设计与研究工作。