油页岩渣制备建筑材料的研究综述
2021-11-18刘富杰于佳成李永吉姚世龙孙旭彤孙欣然李永涛郭应杰王汉赢黄德馨
刘富杰,于佳成,李永吉,姚世龙,孙旭彤,孙欣然,李永涛,郭应杰,王汉赢,黄德馨
(吉林建筑大学,吉林 长春 130118)
0 引言
油页岩作为一种新兴能源,被称为“人造石油”,应用十分广泛[1-2]。油页岩渣是油页岩经干馏或燃烧后所剩的产物,一座年加工500 万t 油页岩的干馏厂,每年能产生近300 万t 的油页岩渣[3]。目前,超过世界总量一半以上的油页岩矿分布在美国、中国、俄罗斯、爱沙尼亚、约旦、阿根廷、伊朗、摩洛哥、澳大利亚、阿尔及利亚、加拿大和墨西哥等国[2,4-5]。油页岩的提炼技术主要采用循环化流化床燃烧(CFB)和粉状燃烧(PF)。前者是一种低温燃烧方式技术,通常燃烧温度是700℃~850℃,后者是一种高温燃烧技术,燃烧温度达到1 400℃~1 500℃[6-7]。油页岩燃烧会直接或者间接影响环境,如产生灰尘、油泥、油页岩渣、废气和废水等[8-9]。在这些污染物中,占原料重量40%~70% 的固体废物被国内外学者的广泛关注和研究[10-11]。
我国油页岩储量十分丰富,位居世界第二,油页岩利用过程中伴随产生的副产品油泥和油页岩渣等废物达到100 万t[12-13]。目前,全球对油页岩渣的开发利用十分有限,大部分油页岩渣处于露天堆放状态或者填埋,不仅造成了资源浪费,更污染了当地生态环境和土地,甚至危害人们的生命健康[14]。因此,对油页岩渣开发利用研究已成为当下的重点。
由于油页岩渣的成分组成和普通水泥的原料—黏土的成分组成十分相似,因此在理论上完全可以利用油页岩渣代替黏土做普通水泥的原料[15]。到目前为止,已经有多个国家利用油页岩渣代替黏土取得突破性进展,我国作为人口大国,每年水泥的用量极大,仅2020 年1 月—10 月份全国规模以上水泥产量19.2 亿t[16]。……
