2008年我国已经淘汰千余家中小水泥企业。随着国家节能减排步伐的加快，按产业政策的设定目标，到2020年, 约有2000家中小水泥企业将被陆续淘汰出局。如何盘活利用这即将被淘汰的上千亿元的固定资产？如何帮助这成百万水泥产业工人实现再就业？如何引导帮助这些水泥企业摆脱困境、找到出路成为目前我国水泥工业行业一个不可回避的问题，中小水泥企业的发展出路成为社会重点关注的问题之一。

生产水泥需要大量硅酸盐熟料，由于生产熟料需要消耗大量能源，熟料生产成本也高于其他混合材料，所以我们不断地寻求活性高、成本低的混合材料—活化矿渣微粉，借以等量替代部分熟料或水泥用量，提高混凝土的综合性能，达到降低生产成本，节能减排的目的。

矿渣微粉生产线工艺流程不需要立窑系统，其他系统基本完全与水泥企业相同；而转产的立窑企业正是淘汰立窑系统，其原来的粉磨系统、烘干系统、库房等设施均可使用。因此，转产立窑企业最适合建立中、小型规模矿渣微粉生产线。

一、技术原理

经过研究发现，冶炼钢铁的过程中产生的矿渣（俗称水渣）的化学成分与硅酸盐水泥熟料的化学成分十分相似，矿渣是一种具有潜在水硬性的胶凝材料，将矿渣制成超细微粉，具有一定的水化活性，可作为水泥与高性能混凝土的活性混合材料。可大幅度提高其在水泥及混凝土中的掺入量，极大改善水泥与混凝土性能。

掺有大量活化矿渣微粉的矿渣水泥具有水化热低、密实度高、水化产物中氢氧化钙含量低、后期强度能超过纯硅酸盐水泥等优良性能，广泛用于大坝工程、水下工程、道路工程、隧道工程、防腐蚀工程等大型建筑工程。特别是掺有超细矿渣微粉的混凝土与钢筋粘结力强、混凝土后期强度提高较大并且逐年提高、和易性好、防止收缩开裂、混凝土碱度低等优良特点，是制备高性能混凝土的基本材料，并成为高性能混凝土的第六组分，国内外已开始大规模生产和使用。

二、活化矿渣微粉的应用

建立矿渣微粉生产线生产S75级、S95级、S105矿渣微粉，出售给水泥厂、水泥粉磨站节省熟料40%左右；出售给水泥配制站、混凝土公司、水泥制品公司可减少水泥用量40%左右；应用到国家重点建设工程，提高建筑工程质量。

1、应用在水泥厂、水泥粉磨站、水泥配制站

生产水泥平均需要75%左右的熟料，我们研究利用比表面积500㎡/㎏以上的活化矿渣微粉生产水泥，熟料的掺加量可以减少到30%以下，可节省熟料40%左右，水泥质量达到国家标准要求。

新疆某钢铁公司水泥厂利用65%以上的活化矿渣微粉（含活化剂A、B、C）分别掺入自产熟料、普硅水泥、复合水泥中，检测数据如下：见表1

表1  新疆某水泥厂利用65%的活化矿渣微粉掺入熟料、水泥检测数据

利用35%硅酸盐熟料掺入到65%活化矿渣微粉中，可生产符合国家标准的42.5级水泥，后期强度均超过硅酸盐熟料的后期强度；利用25%硅酸盐熟料掺入到75%活化矿渣微粉中或利用35%水泥掺入到65%活化矿渣微粉中，可生产32.5级水泥强度的环保水泥。

2、应用在水泥制品

利用活化矿渣微粉生产水泥制品同样可以降低水泥用量，提高水泥制品的强度。四平市宏桥水泥技术研究所于2007年5月与云南玉溪市新玉建材有限公司合作，利用活化矿渣微粉试生产免烧砖，减少水泥用量80%，经过玉溪市技术监督局检测：7天抗压强度达到15.34Mpa，超过2008年6月1日执行的28天抗压强度达到15Mpa的国家新标准，材料成本比原来的材料成本降低50%左右，得到玉溪市政府经委墙改办、生产单位的认可。强度指标见表2

表2  新玉建材公司砖厂采用活化矿渣微粉生产免烧砖前后强度对比

3、应用在工民建筑

活化矿渣微粉应用在商品混凝土公司（建筑公司），可等量代替各种标号混凝土中的部分水泥用量40%左右，降低生产成本。

活化矿渣微粉填充于水泥混凝土的孔隙中，大幅度提高水泥混凝土的致密度，同时将强度较低的Ca(OH)2晶体转化成为强度较高的水化硅酸钙凝胶，从而使水泥混凝土的一系列性能得到显著改善。混凝土的和易性能好、脱膜快，早期、后期强度高；改善水泥混凝土的抗渗性、抗冻性、增加塌落度，提高混凝土强度。

4、应用在国家重点建筑工程

活化矿渣微粉应用在机场、国防等国家大型建筑工程、应用水坝、水下、隧道工程不仅强度高，而且防渗漏；应用道路、海港、防腐蚀工程，可抑制盐碱腐蚀，减少水泥中C₂S和C₃S与海水盐碱反应，延长工程使用寿命。

三、技术优势

1、活化矿渣微粉活性高

由四平市宏桥水泥技术研究所研究的活化矿渣微粉生产技术获得国家发明专利《矿渣活化微粉生产工艺及设备（申请号：200810050572.5）》，经过（国家）建筑材料工业技术情报研究所对 “矿渣活化微粉”的《科技查新报告》........查新结论：综上所述，国内外有采取用开路球磨机生产矿渣微粉（粉磨过程中加入粉煤灰）且比表面积在500㎡/㎏以上、电耗65kwh/t、7d活性指数90%的文献报道。但未见有采用开路磨机生产矿渣微粉（粉磨过程中不加粉煤灰）且在比表面积达到450㎡/㎏～550㎡/㎏的情况下，电耗控制在50kwh/t～60kwh/t左右，7d活性指数达到100%以上的文献报道。通过科研成果鉴定，科研成果登记号码：2008275。

利用65%活化矿渣微粉掺入35%硅酸盐水泥熟料粉，3d抗压强度可达到15Mpa左右，28d抗压强度可达到50Mpa以上，超过硅酸盐水泥熟料对比样强度；利用75%活化矿渣微粉掺入25%硅酸盐水泥熟料粉或利用65%活化矿渣微粉掺入35%水泥，3d抗压强度可达到12Mpa左右，28d抗压强度可达到45Mpa左右。

2、活化矿渣微粉成本低

相同设备生产矿粉与不同技术的效益对比：以3.2m×13m开路球磨机（装机1600kw）为例，生产比表面积450㎡/㎏矿渣微粉（不掺入粉煤灰），如每吨矿粉利税100元，设备运转率按照92%计算。产量效益—见下表

矿渣微粉吨成本构成与及生产成本的对比（电价0.55元/kwh）——见下表

同比条件，活化矿渣微粉技术比较普通矿渣微粉技术年增产增效794.88万元；每年降低生产成本406.8万元（18.28元/吨×22.2564万吨），每年二项多增加效益1200万元，每吨降低成本53.92元（1200万元/22.2564万吨）。

所以，利用本技术在全国任何一个地区生产活化矿渣微粉，都具有明显的质量优势及生产成本的竞争能力和抗风险能力。

四、良好的社会效益

1、节约能源

水泥产业是消耗能源大户，生产熟料需要大量的优质煤炭和大量的电能。机立窑、干法旋窑生产熟料平均需要电力在20kwh/t左右，每生产1.0公斤硅酸盐水泥熟料，需要燃料平均在900～700大卡热量，相当于每生产1.0吨硅酸盐水泥熟料，需要优质煤炭0.145吨左右。

利用活化矿渣微粉生产水泥可节省40%的熟料，就等于，每生产1.0吨水泥可以节省0.058吨左右的煤炭，节省8.0kwh左右的电能。

我国矿渣资源丰富，年产水泥13亿多吨，如果活化矿渣微粉技术能在全国推广、应用生产3.0亿吨矿渣水泥，每年可节约优质煤炭1740万吨，节约电能24.0亿kwh。

2、保护环境

露天储存的冶炼废渣堆存侵占土地，污染毒化土壤、水体和大气，严重影响生态环境。活化矿渣微粉项目本身无污染，消耗露天储存的冶炼废渣，治理环境污染。

3、保护耕地

本项目可减少因冶炼废渣堆存侵占的土地，利于当地钢铁企业发展；利用活化矿渣微粉生产免烧砖比普通免烧砖技术生产成本低、强度高，替代黏土砖，保护耕地，利于国家墙改政策推广。

五、巨大的经济效益

1、活化矿渣微粉成本

如果采购水分15%的湿矿渣价格按50元/吨计算，烘干后水分挥发及燃料等费用，干矿渣及材料费用合计80元/吨；电价按照0.5元/kwh计算，加工成本费用小于50元/吨（其中包括粉磨系统电费、设备维修费、人工费、活化剂费用），活化矿渣微粉生产成本130元/吨。

2、生产水泥减少熟料用量

如果熟料价格按照280元/吨计算，活化矿渣微粉130元/吨的生产成本，与熟料差价在150元左右。

生产水泥平均需要75%左右的熟料，利用活化矿渣微粉生产水泥可把熟料用量减少到30%以下，比原来熟料用量减少40%以上，每吨水泥生产成本最少可降低50元。

3、应用水泥制品、混凝土减少水泥用量

如果水泥价格按照280元/吨计算，活化矿渣微粉130元/吨的生产成本，与水泥差价150元/吨左右。

水泥制品、混凝土生产平均需要水泥350㎏/吨，利用活化矿渣微粉生产水泥制品、混凝土，水泥用量减少40%左右，每吨混凝土生产成本最低可降低20元左右。

六、结论

生产、应用活化矿渣微粉，不但降低企业的生产成本，提高产品的质量和性能，还节约大量的能源，减少环境污染。活化矿渣微粉是国家科研成果，国家扶持的资源与环境项目领域—发展清洁与循环经济的关键技术—工业固体废物资源化处理技术。利国利民，应大力推广、应用，转化生产。

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