内容简介

　　中国建材工业出版社携同中国硅酸盐学会固废与生态材料分会组织相关领域权威专家学者撰写《大宗工业固体废弃物制备绿色建材技术研究丛书》，丛书第一辑阐述如何利用粉煤灰、煤矸石、尾矿、冶金渣及建筑废弃物等大宗工业固体废弃物制备路基材料、胶凝材料、砂石、墙体及保温材料等建材，变废为宝，节能低碳；第二辑将阐述利用工业副产石膏、冶炼渣、赤泥等工业固体废弃物制备建材的相关技术。丛书第一辑得到了国家出版基金资助，在此表示祝贺。

　　适逢其时，很有价值。本套丛书反映了建筑材料行业引领性研究的技术成果，符合国家绿色发展战略。

目录

１ 绪论

１.１ 铬铁合金行业简介

１.２ 高碳铬铁冶金渣的处置与利用现状

１.３ 主要内容与关键技术问题

２ 高碳铬铁冶金渣集料及混凝土

２.１ 铬铁渣集料的生产与性能

２.２ 铬铁渣集料普通混凝土

２.３ 铬铁渣集料水工混凝土

２.４ 铬铁渣集料混凝土性能调控

２.５ 工程应用案例

２.６ 本章小结

３ 高碳铬铁冶金渣轻集料及混凝土

３.１ 轻集料及混凝土的研究与应用现状

３.２ 高碳铬铁冶金渣普通轻集料的制备与性能

３.３ 核壳结构高碳铬铁冶金渣轻集料的制备与性能

３.４ 高碳铬铁冶金渣轻集料混凝土

３.５ 界面过渡区性能与结构特征

３.６ 本章小结

４ 高碳铬铁冶金渣功能材料

４.１ 耐火浇注料

４.２ 堇青石陶瓷材料

４.３ 本章小结

附录

参考文献

丛书前言

　　中国建材工业出版社联合中国硅酸盐学会固废与生态材料分会组织国内该领域专家撰写《大宗工业固体废弃物制备绿色建材技术研究丛书》，旨在系统总结我国学者在本领域长期的积累和深入的研究，希望行业中人通过阅读这套丛书而对大宗工业固废建立全面的认识，从而促进采用大宗固废制备绿色建材整体化解决方案的形成。

　　固废与建材是两个独立的领域，但是却有着天然的、潜在的联系。首先，在数量级上有对等的关系：我国每年的固废排出量都在百亿吨级，而我国建材的生产消耗量也在百亿吨级；其次，在成分和功能上有对等的性能，其中无机组分可以谋求作替代原料，有机组分可以考虑作替代燃料；第三，制备绿色建筑材料已经被认为是固废特别是大宗工业固废利用最主要的方向和出路。

　　吴中伟院士是混凝土材料科学的开拓者和学术泰斗，被称为“混凝土材料科学一代宗师”。他在二十几年前提出的“水泥混凝土可持续发展”的理论，为我国水泥混凝土行业的发展指明了方向，也得到了国际上的广泛认可。现在的固废资源化利用，也是这一思想的延伸与发展，符合可持续发展理论，是环保、资源、材料的协同解决方案。水泥混凝土可持续发展的主要特点是少用天然材料、多用二次材料（固废材料）；固废资源化利用不能仅仅局限在水泥、混凝土材料行业，还需要着眼于矿井回填、生态修复等领域，它们都是一脉相承、不可分割的。可持续发展是人类社会至关重要的主题，固废资源化利用是功在当代、造福后人的千年大计。

　　2015年后，固废处理越来越受到重视，尤其是在党的十九大报告中，在论述生态文明建设时，特别强调了“加强固体废弃物和垃圾处置”。我国也先后提出“城市矿产” “无废城市” 等概念，着力打造“无废城市”。“无废城市” 并不是没有固体废弃物产生，也不意味着固体废弃物能完全资源化利用，而是一种先进的城市管理理念，旨在最终实现整个城市固体废弃物产生量最小、资源化利用充分、处置安全的目标，需要长期探索与实践。这套丛书特色鲜明，聚焦大宗固废制备绿色建材主题。第一辑涉猎煤矸石、粉煤灰、建筑固废、冶金渣、尾矿等固废及其在水泥和混凝土材料、路基材料、地质聚合物、矿井充填材料等方面的研究与应用。作者们在书中针对煤电固废、冶金渣、建筑固废和矿业固废在制备绿色建材中的原理、配方、技术、生产工艺、应用技术、典型工程案例等方面都进行了详细阐述，对行业中人的教学、科研、生产和应用将具有重要和积极的参考价值。这套丛书的编撰工作得到缪昌文院士、张联盟院士、彭苏萍院士、何满潮院士、欧阳世翕教授和晋占平教授等专家的大力支持。缪昌文院士和张联盟院士还专门为丛书写序推荐，在此向以上专家表示衷心的感谢。丛书的编撰更是得到了国内一线科研工作者的大力支持，也向他们表示感谢。

　　《大宗工业固体废弃物制备绿色建材技术研究丛书》（第一辑）在出版之初即获得了国家出版基金的资助，这是一种荣誉，也是一个鞭策，促进我们的工作再接再厉，严格把关，出好每一本书，为行业服务。

我们的理想和奋斗目标是：让世间无废，让中国更美！

王栋民

中国硅酸盐学会固废与生态材料分会 理事长

中国矿业大学（北京） 教授、博导

前言

　　工业固体废弃物资源化利用研究是面向生态文明建设与保障资源安全供给的国家重大战略需求，以“无害化、减量化、资源化” 为主要原则，依托技术与创新驱动，实现钢铁、煤炭、化工、电力等行业的工业副产物高效再生利用，对促进我国经济社会可持续发展、建设美丽中国具有重要意义。

　　高碳铬铁冶金渣是埋弧电炉还原法生产高碳铬铁合金时产生的熔融矿渣，经渣盘自然冷却、磁选、重选和跳汰等方法选别合金和铬铁矿后剩余的固体废弃物。据现有工艺，每生产1t的铬铁合金，需消耗2.5～2.6t的铬铁矿，并产生1～1.2t的铬铁渣，主要矿物组成为橄榄石、尖晶石和铬铁矿等，化学组成的特点是氧化钙、氧化硅含量较低，而镁质、铬质组分较高。受技术资料不足、技术法规不完善等因素制约，铬铁渣的工程化利用一直存在着诸多阻碍，国内外尚以堆存和填埋为主，存在资源浪费和环境污染风险，已成为铁合金行业亟待解决的问题。

　　本书围绕高碳铬铁冶金渣的无害化处置与资源化利用这一核心问题，开展了高碳铬铁冶金渣来源与物理化学性质、环境风险评价与处置、利用现状以及存在问题等方面的应用基础研究（第一章，主要完成人刘来宝），完成了其作为混凝土普通集料在土木工程材料中的应用研究与工程实践（第二章，主要完成人刘来宝、唐凯靖、李素娥、李勇等），以及作为原材料在制备轻集料与轻集料混凝土（第三章，主要完成人张礼华、刘来宝） 以及耐火材料、陶瓷材料等新产品的研究与开发（第四章，主要完成人刘来宝、张礼华）。在编著本书的过程中，作者得到了东南大学张云升教授的悉心指导和大力帮助；作者带领的研发和技术人员刘川北、张韶华、张登科、朱德全等参与了部分实验、校对或文献资料查阅工作。承蒙众多学者和企业的大力支持，受益颇多，在此一并表示感谢。

　　借此机会，作者团队还特别感谢四川乐山鑫河电力综合开发有限公司、国电大渡河枕头坝水电建设有限公司、中国电建贵阳勘测设计研究院有限公司、四川省交通运输厅公路规划勘察设计研究院道桥试验研究所等单位对本书相关研究工作的支持。作者将多年来对高碳铬铁冶金渣的研究成果以书籍的形式呈现给读者，期待为铬铁冶炼固废利用、无机非金属材料及土木工程材料的研究人员与工程技术人员提供学习和借鉴的资料。希望本书能抛砖引玉，推动铬铁冶金渣更深入、广泛的研究开发与应用技术推广，促进我国固废行业的健康可持续发展。

　　限于作者的知识水平和经验，书中难免存在不妥之处，敬请广大读者和专家批评指正。

编著者

2020年2月21日