La industria de materiales de pared utiliza más de 0.135 mil millones de toneladas de desechos anualmente para ahorrar energía y 32 millones de toneladas de carbón estándar.

Como materia prima básica indispensable en el desarrollo de la economía nacional, los materiales de construcción han hecho grandes contribuciones al desarrollo económico y social de nuestro país. En la actualidad, la industria de materiales de construcción se ha convertido en la mayor industria de utilización integral de desechos sólidos a granel en China, con una utilización anual de más de 135 millones de toneladas de todo tipo de desechos y un ahorro de 32 millones de toneladas de carbón estándar.

　　Utilización rápida y efectiva de desechos sólidos industriales.

La mayoría de los desechos sólidos industriales contienen silicatos, aluminatos, carbonatos y materiales sulfáticos, y el material de construcción está hecho de materiales minerales compuestos de silicio, aluminio, carbono y materiales sulfáticos. Como "recursos mal ubicados", la mayoría de ellos pueden producir nuevos materiales de construcción con diferentes propiedades a través de métodos y formas científicas. En esta etapa, debido al rápido desarrollo de la tecnología, el capital y el mercado, los desechos sólidos industriales se utilizan rápida y efectivamente en la nueva industria de materiales de construcción.

La aplicación de relaves en el campo de nuevos materiales de construcción es un modo de utilización importante, que está sujeta a la tecnología de desarrollo y la localidad de los materiales de construcción. En la actualidad, la tasa de utilización de relaves en la industria de materiales de construcción no es alta.

Relaves. La utilización integral de relaves en China comenzó en la década de 1980. Los desechos sólidos de relaves producidos por el beneficio de minas tienen un gran stock, que en su mayoría se almacena en el estanque de relaves en forma de acumulación natural. La aplicación de relaves en el campo de nuevos materiales de construcción es un modo de utilización importante, que está sujeta a la tecnología de desarrollo y la localidad de los materiales de construcción. En la actualidad, la tasa de utilización de relaves en la industria de materiales de construcción no es alta. Si esta parte de los desechos sólidos puede ser utilizada efectivamente, no solo puede controlar la degradación ambiental y ahorrar tierras cultivables, sino también crear nuevos productos industriales que sean amigables con el medio ambiente y favorables a los desechos, logrando así una situación de beneficio mutuo para la sociedad y el medio ambiente.

La aplicación de relaves en el campo de nuevos materiales de construcción incluye principalmente ladrillos y bloques sin cocción de relaves, principalmente relaves finos, mezclados con una pequeña cantidad de agregados, materiales cementantes de calcio y aditivos, mezclados con agua de manera uniforme, moldeados en una prensa, desmoldados y curados para formar productos de ladrillos sin cocción. Los ladrillos sinterizados de relaves completos son un uso efectivo de una gran cantidad de materias primas de sinterización de relaves, maquinaria avanzada de ladrillos sinterizados y tecnología de producción, moldeado por extrusión y asado para producir ladrillos sinterizados de relaves completos; los materiales ligeros y ahorradores de energía se fabrican con relaves para hacer materiales ligeros y ahorradores de energía sin curado por vapor, y sus productos tienen excelentes propiedades como bajo peso, alta resistencia, preservación del calor y aislamiento térmico, prevención de incendios y aislamiento acústico, etc. El componente de clínker de cemento es utilizar relaves de beneficio de minas metálicas en lugar de componentes minerales de hierro en el clínker de cemento para producir un buen clínker de cemento, reemplazando efectivamente la fuente de esta parte de mineral de hierro, y así, como componente de material de construcción.

En la actualidad, se han llevado a cabo numerosos estudios experimentales y prácticas de ingeniería sobre la utilización integral de cenizas volantes en China, y se han logrado buenos resultados.

Cenizas volantes. Las cenizas volantes son un tipo de ceniza fina atrapada en los gases de combustión del carbón en plantas de energía térmica, que se compone principalmente de varios óxidos, incluyendo SiO, Al O, FeO, Fe O, CaO, TiO, etc. Debido a que tiene una muy buena actividad puzolánica, después de una adecuada coordinación con sustancias que contienen calcio, bajo ciertas condiciones de curado de temperatura y humedad, ocurrirán reacciones de hidratación entre sí, y luego se obtendrá cierta resistencia y excelente rendimiento de productos silicatados. En la actualidad, se han llevado a cabo numerosos estudios experimentales y prácticas de ingeniería sobre la utilización integral de cenizas volantes en China, y se han logrado buenos resultados.

La aplicación de cenizas volantes en materiales de construcción incluye principalmente materiales de construcción sinterizados, como ladrillos huecos de cenizas volantes, ladrillos sólidos y ladrillos porosos; bloques sinterizados de cenizas volantes, cerámica y vidrio microcristalino, etc. Los materiales de construcción no sinterizados incluyen ladrillos sólidos curados por vapor y autoclave, ladrillos huecos, ladrillos y bloques de concreto porosos, tableros de construcción de cenizas volantes, etc. Como agregado grueso y fino de bloques y placas, la cerámica de cenizas volantes también es una dirección importante para el desarrollo de materiales de construcción de escoria de desecho.

Las propiedades físicas y químicas de la ganga de carbón limitan su aplicación en el campo de los materiales de construcción hasta cierto punto. En términos generales, la dirección de desarrollo de los productos de ganga de carbón es alta tasa de agujeros, alto contenido de escoria, alta resistencia y alto rendimiento de aislamiento térmico.

Ganga de carbón. La ganga de carbón es un desecho sólido descargado en el proceso de excavación, minería y lavado de carbón, que incluye específicamente carbón y roca descargados en el proceso de excavación de caminos de roca y caminos semicarboníferos, ganga blanca no carbonífera acumulada con ganga de carbón, ganga extraída del techo, piso e intercapas, y ganga seleccionada a mano y ganga lavada en el proceso de producción de lavado de carbón. Sus principales componentes químicos incluyen SiO?, Al?O?, además, también contiene Fe?O?, CaO, TiO?, FeO, MgO, Na?O, K?O, SO?, P?O? y elementos traza raros como galio, vanadio, titanio y cobalto. Es una mezcla de una variedad de rocas minerales. Generalmente, tiene un bajo contenido de carbono. Se puede llamar desecho industrial con "tres peligros" de sólido, líquido y gas. La descarga y almacenamiento a lo largo de los años han ocupado una gran cantidad de tierra. Debido a la influencia de la precipitación, las montañas de ganga de carbón son ricas en varias sales dañinas que penetran en las aguas subterráneas y el suelo, resultando en alta dureza, altos iones de sodio, altos sulfatos y alta salinidad, salinización de tierras agrícolas y desarrollo deficiente de cultivos. Además, una gran cantidad de pilas de ganga son propensas a la intemperie y contaminan el aire. Al mismo tiempo, también son propensas a la combustión espontánea y desastres geológicos, lo que causa un gran daño al medio ambiente humano y social.

La aplicación de la ganga de carbón en materiales de construcción debe tener en cuenta su contenido de carbono, composición mineral, contenido de Al?O? y la relación Al?O?/SiO? y otros parámetros. Las propiedades físicas y químicas de la ganga de carbón limitan su aplicación en el campo de los materiales de construcción hasta cierto punto. En términos generales, la dirección de desarrollo de los productos de ganga de carbón es alta tasa de agujeros, alto contenido de escoria, alta resistencia y alto rendimiento de aislamiento térmico.

La aplicación específica de la ganga de carbón en la industria de materiales de construcción incluye materiales de construcción sinterizados de ganga de carbón, como ladrillos sólidos, ladrillos huecos, ladrillos porosos, bloques huecos, ladrillos decorativos, ladrillos de división y ladrillos de pavimentación, etc.; materiales de construcción no sinterizados de ganga de carbón como ladrillos porosos, bloques y ladrillos de carretera. Cabe señalar que solo una parte de la ganga de carbón puede cumplir con la producción de materiales de construcción no sinterizados, y los materiales crudos deben ser probados antes de determinar si pueden ser utilizados. Además, la producción de cerámica de ganga de carbón como material de construcción de agregado grueso y fino tiene un mejor rendimiento de aplicación.

Escoria de fundición. La producción de acero de China se encuentra entre las más altas del mundo, especialmente en la región de Beijing-Tianjin-Hebei, que representa más de 1/3 de la producción de acero del país. Sin embargo, en el proceso de fundición de acero se producirán grandes cantidades de escoria de enfriamiento por agua de alto horno y escoria de acero, además del proceso de fundición y refinación de ferroaleaciones y metales no ferrosos que también producirá grandes cantidades de escoria, cuyos principales componentes son en su mayoría CaO, FeO, MgO, SiO? y p? O? y Fe?O? y Al?O? También contiene una cierta proporción de sulfuros y una pequeña cantidad de metales. La aplicación de escoria de fundición en la industria de materiales de construcción incluye principalmente la producción de cemento de escoria de acero, materiales cementantes de cemento de escoria, también se puede utilizar para hacer ladrillos de escoria de acero, bloques de escoria huecos pequeños, etc.

El yeso industrial como subproducto puede ser utilizado para producir materiales de construcción a base de yeso después de un tratamiento adecuado. Se cree que en un futuro cercano, los nuevos materiales de construcción hechos de yeso industrial como subproducto serán cada vez más populares. En la actualidad, la tasa de utilización integral de lodo rojo en China es inferior al 5%, y es un problema mundial que una gran cantidad de lodo rojo no puede ser utilizada de manera efectiva.

Yeso industrial como subproducto. El yeso industrial como subproducto se refiere al subproducto o residuo de desecho con sulfato de calcio como componente principal generado por reacción química en el proceso de producción industrial, incluyendo principalmente yeso de desulfuración, fosfoyeso, fluo yeso, yeso de titanio, yeso salino, yeso de ácido cítrico, yeso de glutamato monosódico, yeso de cobre, etc. La producción de yeso de desulfuración y fosfoyeso representa aproximadamente el 85% de todo el yeso industrial como subproducto. En la actualidad, la tasa de utilización integral del yeso industrial como subproducto en China es solo del 38%, la tasa de utilización integral del yeso de desulfuración es del 56% y la tasa de utilización integral del fosfoyeso es del 20%. Otros yesos como subproducto tienen una tasa de aproximadamente 40%. Una gran cantidad de yeso industrial como subproducto se acumula, no solo ocupa terreno, sino que también desperdicia recursos. Los ácidos y otras sustancias nocivas que contiene son fáciles de contaminar el entorno circundante, lo que se ha convertido en un factor importante que restringe el desarrollo sostenible de las empresas de desulfuración de gases de combustión y fabricación de fertilizantes fosfatados en las unidades de carbón de China. El yeso industrial como subproducto puede ser utilizado para producir materiales de pared a base de yeso después de un tratamiento adecuado, incluyendo paneles de yeso, paneles de fibra de yeso, paneles huecos de yeso, tableros de yeso, bloques de yeso, ladrillos de yeso, etc. En los últimos años, la industria de la construcción es cada vez más consciente del excelente rendimiento ecológico verde de los productos de yeso, como su bajo peso, alta resistencia al fuego, bajo consumo de energía, buena trabajabilidad, construcción conveniente, capacidad para absorber y liberar humedad, mejorar la comodidad del entorno de vida, etc. Se cree que en un futuro cercano, los nuevos materiales de pared hechos de yeso industrial como subproducto serán cada vez más populares.

Barro rojo. El barro rojo son partículas extremadamente finas de desecho sólido altamente alcalino que se descargan del proceso Bayer de bauxita para producir Al₂O₃, debido a que el contenido de FeO es mayor, el color de su apariencia es similar al del suelo rojo, por lo que se llama barro rojo. La bauxita es un término general para un mineral de alúmina hidratada, como boehmita, diaspore y gibbsita. Las reservas de bauxita de China, la boehmita representa el 98% de las reservas totales. Por cada 1 tonelada de alúmina producida, se producen de 0.8 a 1.5 toneladas de barro rojo. En la actualidad, la tasa de utilización integral del barro rojo en China es inferior al 5%, y es un problema mundial que una gran cantidad de barro rojo no se pueda utilizar de manera efectiva. El barro rojo como materia prima principal puede ser utilizado para producir ladrillos no de vapor, azulejos cerámicos vidriados y azulejos decorativos granulares negros, etc., y también puede ser utilizado para producir ladrillos de agua clara con buenas propiedades de aislamiento acústico, aislamiento térmico, impermeabilidad y otras. Tales ladrillos no necesitan decoración externa al construir paredes. El ladrillo de barro rojo no quemado puede reemplazar completamente al ladrillo de arcilla ordinario. Además, el barro rojo puede hacer tableros de partición ligeros, y todos los índices de rendimiento de los productos pueden cumplir con los requisitos de vida.

En Beijing, Wuhan, Liaoning y otros lugares, se utilizan escorias de calderas y cenizas de combustión como combustible interno para hacer ladrillos, y algunas áreas utilizan escorias de calderas y cenizas de combustión para producir bloques de construcción, lo que ha logrado efectos significativos de ahorro de energía.

Escorias de calderas y cenizas de combustión. Las escorias de calderas y las cenizas de combustión son desechos sólidos producidos en el proceso de combustión de calderas de carbón pulverizado, y su producción ocupa el tercer lugar, solo detrás de los relaves y el gangue de carbón. Su composición química es similar a la de las cenizas volantes, pero su contenido de carbono es generalmente más alto que el de las cenizas volantes, por lo que su valor calorífico es más alto, alcanzando hasta 8000 kJ/kg. Con la transformación técnica de la caldera, se ha mejorado la eficiencia térmica de su combustión, y el valor calorífico del residuo correspondiente se reducirá. La industria de materiales de pared de China utiliza casi toda esta parte de desechos sólidos, la mayoría de los cuales se utilizan como combustible interno para la sinterización de ladrillos, triturándolos a menos de 3 mm, mezclándolos con arcilla para hacer ladrillos, quemando lentamente y liberando calor en el proceso de asado, quemándose completamente en los ladrillos, haciendo que los productos se conviertan en un tipo de material de pared aislante térmico con un rendimiento excelente. En Beijing, Wuhan, Liaoning y otros lugares, se utilizan escorias de calderas y cenizas de combustión como combustible interno para hacer ladrillos, y algunas áreas utilizan escorias de calderas y cenizas de combustión para producir bloques de construcción, lo que ha logrado efectos significativos de ahorro de energía.

Escoria de carburo de calcio. La escoria de carburo es el residuo de desecho con hidróxido de calcio (más del 90%) como componente principal después de que el carburo de calcio se hidroliza para obtener acetileno en el generador de acetileno. Además, sus componentes químicos incluyen Si, Al₂O₃, Fe₂O₃, CaSO₄, etc. Es de color grisáceo debido a trazas de carbono y fósforo y impurezas de azufre, con un ligero olor acre, y también contendrá una pequeña cantidad de carbonato de calcio cuando se acumule durante mucho tiempo. La escoria de carburo de calcio es fuertemente alcalina en agua, y el valor de pH de la escoria está por encima de 12. El simple vertido en vertederos causará una enorme contaminación ambiental, y el tratamiento de la escoria de carburo de calcio se ha convertido en un factor clave que restringe el rápido desarrollo de las empresas. En la actualidad, la principal aplicación de los recursos de desecho sólido de la escoria de carburo en la industria de materiales de pared es la producción de ladrillos sólidos, ladrillos huecos, bloques de construcción y otros productos. Generalmente se utiliza junto con cenizas volantes, escoria, cemento, etc., según una cierta fórmula mezclada uniformemente, la preparación de la masa, moldeo por prensado, curado natural o curado en autoclave para obtener el producto final, la dosis máxima de escoria de carburo puede alcanzar alrededor del 30%. El material de pared preparado tiene un rendimiento excelente, lo que proporciona una forma efectiva para la utilización de los desechos sólidos de escoria de carburo.

　　utilización integral de residuos de construcción

China se encuentra en un período de rápido desarrollo de la construcción económica, las emisiones de desechos de los sitios de construcción son muy grandes, representando casi el 30% al 40% de los desechos totales generados por las actividades de producción humana. Según la encuesta, los desechos de construcción generados por la construcción en nuestro país cada año ascienden a más de 100 millones de toneladas, la mayoría de los cuales no han sido tratados. Algunos se acumulan al aire libre, y otros se entierran en lugares bajos, causando contaminación ambiental y desperdicio de recursos. El reciclaje de residuos de construcción no solo puede resolver la contaminación ambiental, sino que también puede hacer un uso racional de estos recursos, y también puede lograr ciertos beneficios económicos.

Los residuos de construcción como varillas de acero, algunos metales, plásticos y materiales de madera pueden ser reciclados directamente, mientras que el concreto de desecho, la mampostería de desecho y otros materiales en los residuos de construcción son relativamente difíciles de reutilizar. La composición química de los residuos de construcción es una buena materia prima para hacer materiales de pared de residuos de construcción no curados (no quemados). La mayoría de los índices de rendimiento de los ladrillos o bloques hechos de concreto de desecho, ladrillos de desecho y otros residuos de construcción son cercanos a los de los ladrillos sólidos de arcilla tradicionales, el índice de resistencia es mejor que el ladrillo de arcilla, lo que puede reemplazar al ladrillo de arcilla como material de pared portante; el concreto de desecho, ladrillo de desecho y otros residuos de construcción como agregado, utilizando escoria de coque de petróleo de alto azufre, cenizas volantes y otros desechos industriales para preparar ladrillos reciclados. El uso de productos de espuma de poliestireno de desecho (EPS) como agregado de concreto, cemento como aglutinante, y mezclado con cenizas volantes, escoria, aditivos para producir bloques de aislamiento térmico, con baja densidad, baja conductividad térmica, aislamiento acústico, resistencia sísmica, bajo costo y otras ventajas.

　　Eliminación de lodos municipales y residuos mineralizados

En 2020, la producción de lodos en China alcanzará los 72.883 millones de toneladas, y se espera que la producción anual de lodos en China supere los 90 millones de toneladas en 2025. Si una gran cantidad de lodos acumulados no se trata adecuadamente, causará contaminación secundaria al medio ambiente y se convertirá en un gran peligro público que afecta la sanidad ambiental urbana. El tratamiento y la eliminación de lodos han atraído la atención del país y de la industria.

Además, hay cientos de vertederos de residuos sólidos municipales sanitarios y cuasi-sanitarios y patios de almacenamiento general en China, que han llenado o acumulado decenas de millones de toneladas de basura. Después de varios años de degradación, los desechos en el vertedero han alcanzado básicamente un estado estable, por lo que se les llama residuos mineralizados. Con el desarrollo de las ciudades, la cantidad de desechos generados en casi cada ciudad está aumentando, y el área de vertederos requerida está aumentando. Es muy difícil, si no imposible, proporcionar continuamente nuevos vertederos para satisfacer las necesidades. La basura mineralizada formada por la descomposición y degradación de la basura enterrada en el suelo durante mucho tiempo puede considerarse como un tipo de recurso. Es una sustancia estabilizada similar al suelo formada por los efectos físicos, químicos y biológicos a largo plazo de la basura doméstica fresca en el proceso de vertido en el vertedero. Los residuos mineralizados son similares a la arena en términos de estructura física y conductividad hidráulica, mientras que tienen las características de suelo fértil en términos de materia orgánica y contenido microbiano. Su explotación y utilización no solo recupera recursos y energía, lo que puede aliviar la crisis energética actual, sino que también libera espacio que puede ser reutilizado para vertederos y prolonga la vida útil de las plantas de vertederos.

El uso de lodos municipales compuestos de desechos mineralizados para preparar materiales de pared verde es actualmente un programa de eliminación de lodos y utilización de recursos en rápido desarrollo, siendo el lodo y los desechos mineralizados parte de las materias primas para la producción de métodos de eliminación de materiales de construcción, que actualmente se utilizan principalmente en ladrillos, ceramsita, paneles aislantes, etc.

　　Aplicación de la conversión de desechos agrícolas

Los desechos sólidos agrícolas se refieren principalmente a los tallos de arroz o cereales, que se prensan en materiales de pared verde mediante una máquina de ladrillos de hierba. El ladrillo de paja se compara con el ladrillo de arcilla tradicional. El ladrillo de paja tiene características de conservación del calor, aislamiento térmico, bajo costo y buena permeabilidad al aire, y su rango de aplicación también está en expansión.

El tablero de cáscara de arroz tiene como materia prima principal la cáscara de arroz, que se tritura y muele con una trituradora, y se mezcla con adhesivo en el mezclador para agitar uniformemente, luego se mezcla y se prensa en caliente para formar una placa, secándose para hacer una placa, su proceso de fabricación es simple, con poca inversión en equipos. El tablero de cáscara de arroz tiene propiedades de procesamiento como aserrado, perforación y clavado, y se utiliza ampliamente como paneles de pared, techos, paneles de puertas y pisos. Además, la cáscara de arroz también se puede convertir en ladrillos refractarios. Después de que la cáscara de arroz se introduce en un molino de bolas para moler, se mezcla la arcilla refractaria y el disolvente orgánico, se agita, se moldea y se seca para hacer ladrillos refractarios, que se pueden usar para construir almacenes de mercancías inflamables y explosivas. Utilizando paja de trigo y paja como materias primas para la fabricación de tableros artificiales de paja y tableros de paja, con propiedades ligeras, duraderas, no tóxicas y de buena insonorización. (Autor: Instituto de Investigación y Diseño de Materiales de Pared de Xi'an: Tang Yujiao)