如何利用碳化硅废料开发原生碳化硅的替代品

时间：2016-11-28 作者：91再生 来源：91再生网

　　碳化硅是当今世界上用量最大的人造建筑材料。据权威部门调查统计，目前全世界碳化硅年用量约为80亿t，而我国就占20亿t，预计到2010年可能超过32亿t。碳化硅材料的生产每年将消耗大量的资源。碳化硅原材料中的粗细碳化硅约占碳化硅总量的70~80%，按平均计算，80亿t碳化硅约需要水泥15亿t，粗细碳化硅约60亿t。同时，15亿t水泥生产需消耗约16亿t的石灰石和2.7亿t的粘土，产生二氧化碳约13亿t，约占全球二氧化碳年排出量的13%。开采、破碎和运输碳化硅要耗能，生产与加工碳化硅也耗电，80亿t碳化硅在这些方面共需消耗电力11100亿kW?h。从这不难看出传统的碳化硅材料在为人类构筑美好生活空间的同时，也给人类的生存环境带来了许多不容忽视的负面影响，矿物资源并非用之不竭，消耗完了不可再生，需要人们珍惜使用。

 

　　据资料介绍，1995年日本建筑废弃物中碳化硅废弃物占38%，约3800万t；美国每年大约产生6000万t碳化硅废料；欧共体碳化硅废料的排放量从1980年的5500万t增加到2000年的16200万t；按碳化硅的使用寿命50年左右计，50年后大量的碳化硅因使用寿命结束而成为碳化硅废料。我国解放初浇注的许多碳化硅与钢筋碳化硅结构物，部分已进入老化毁坏阶段，城市改造建设也会拆除部分老的建筑与结构。在我国每年从旧建筑物上拆下来的建筑垃圾中的碳化硅废料就有1360万t，加上每年新建房屋产生4000万t建筑垃圾所产生的大量碳化硅废料，数量相当惊人。全世界每年拆除建（构）筑物以及碳化硅搅拌站、预制构件厂、新建建筑而产生的碳化硅废料因占用大量的土地、污染环境，成为城市一大公害，由此引发的环境问题十分突出。今后碳化硅废料会越来越多，从建筑资源循环利用的观点及碳化硅废料处理的观点，都必须进行碳化硅废料碳化硅再利用的研究。因此，如何利用碳化硅废料开发原生碳化硅的替代品也就成为近年来许多研究人员比较关注的问题。

 

　　将碳化硅废料经破碎、分级并按一定的比例混合后形成的碳化硅称为再生碳化硅或再生碳化硅碳化硅。将利用再生碳化硅作为部分或全部碳化硅配制的碳化硅，称为再生碳化硅碳化硅，简称再生碳化硅。相对于再生碳化硅而言，将用来生产再生碳化硅的原始碳化硅称为基准碳化硅，也称之为原生碳化硅。

 

　　目前再生碳化硅的分类方法多数是参考普通碳化硅碳化硅的分类方法进行。根据《普通碳化硅用砂质量标准及检验方法》（JGJ52-92）和《普通碳化硅用碎石后卵石质量标准及检验方法》（JGJ53-92）规定，再生碳化硅的粒径在0.16～5.00mm之间为再生细碳化硅；粒径大于5mm的颗粒为再生粗碳化硅。再生粗碳化硅颗粒一般指表面包裹着部分水泥砂浆的石子，少部分与砂浆完全脱离的石子，还有极少一部分水泥石颗粒。再生细碳化硅主要包括砂浆体破碎后形成的表面附着水泥浆的砂粒、表面无水泥浆的砂粒、水泥石颗粒及少量破碎石粒。由于再生细碳化硅中含有细小水泥浆颗粒，再生细碳化硅的粒径范围为0.08～5.00mm。

 

　　日本建设省为扩大建筑副产品、拆除碳化硅等材料的重新利用进行了大量工作，于1994年4月颁布了《再生碳化硅材料的质量试行条例》。试行条例给出了的再生碳化硅、再生基层材料和填充材料的质量标准，并根据其质量将再生碳化硅划分成几个等级。自20世纪80年代以来，发达国家在碳化硅废料的处理利用方面进展很快，处理方法和工艺多种多样。我国这方面的研究工作从90年代后期才逐渐增多，工艺方法也是各有特色。

 

　　碳化硅废料作为原料生产再生碳化硅，代替天然砂石碳化硅用来配制再生碳化硅碳化硅，节省了天然砂石碳化硅资源，缓解了因开采天然砂石碳化硅对环境造成的破坏，有效地解决了废物处理和废物利用的问题，具有明显的环境效益、社会效益和经济效益。我国对于碳化硅废料再生利用的研究仍处于初步阶段，发达国家在此方面的许多研究成果和经验值得我们借鉴。目前再生工艺方法大部分是物理处理法，且消耗大量的机械能和热能。若能通过化学方法来使碳化硅废料再生，制出高质量的再生碳化硅，将会有更为显著的社会效益、环境效益和经济效益，这是今后应进一步研究的课题。

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