2行业概况 21我国固体废物产生及生产建材状况 我国工业固体废物产生量增长迅速,从2001年至2010年,其产生量增加了近16亿吨 综合利用量和综合利用率也不断增加(图1)1。据统计,我国2010年工业固体废物总产生 量约为24094亿吨,其中综合利用量为16.177亿吨,综合利用率达到67.4%。 281区产生量(亿吨)区综合利用量(亿吨) 0.7 综合利用率(%) 0.6 12 0.3 0.2 0.1 0.0 2001200220032004200520062007200820092010 图12000年至2010年工业固体废物产生量及利用情况 建材行业是我国工业固体废物利用大户。“十五”时期建材工业固体废物累计利用量 1441亿吨,年平均增长率1849%。2006年建材工业固体废物利用量已达到4.81亿吨,比 上年增长226%,而在2010年,建材工业利用固体废物量已达到6亿吨,比2006年增长 247%2。2010年建材工业利用各类工业固体废弃物中,煤矸石量占全国50%以上,综合利 用粉煤灰量占全国30%以上。建材工业利用的固体废物主要是废渣、粉煤灰、煤矸石及工 业建筑垃圾,占建材工业利用固体废物总量的99% 数据来源:中国统计年鉴(2002~2011);中国环境状况公报(2011) 数据来源:中国水泥年鉴2011
2 2 行业概况 2.1 我国固体废物产生及生产建材状况 我国工业固体废物产生量增长迅速，从 2001 年至 2010 年，其产生量增加了近 16 亿吨， 综合利用量和综合利用率也不断增加（图 1）1 。据统计，我国 2010 年工业固体废物总产生 量约为 24.094 亿吨，其中综合利用量为 16.177 亿吨，综合利用率达到 67.14%。 图 1 2000 年至 2010 年工业固体废物产生量及利用情况 建材行业是我国工业固体废物利用大户。“十五”时期建材工业固体废物累计利用量 14.41 亿吨，年平均增长率 18.49%。2006 年建材工业固体废物利用量已达到 4.81 亿吨，比 上年增长 22.6%，而在 2010 年，建材工业利用固体废物量已达到 6 亿吨，比 2006 年增长 24.7%2 。2010 年建材工业利用各类工业固体废弃物中，煤矸石量占全国 50%以上，综合利 用粉煤灰量占全国 30%以上。建材工业利用的固体废物主要是废渣、粉煤灰、煤矸石及工 业建筑垃圾，占建材工业利用固体废物总量的 99%。 1 数据来源：中国统计年鉴（2002~2011）；中国环境状况公报（2011） 2 数据来源：中国水泥年鉴 2011
22水泥行业利用固体废物情况 2010年产生工业固体废物量最大的七个行业分别是电力、热力的生产和供应业 (239%)、黑色金属冶炼及压延加工业(16.9%)、有色金属矿采选业(13.0%)、黑色金属 矿采选业(142%)、煤炭开采和洗选业(12.1%)、化学原料及化学制品制造业(6.37%)以 及有色金属冶炼及压延加工业(3.90%)。这7个行业产生的工业固体废物占工业固体废物 产生总量的86.5%。这7个行业产生的固体废物的主要利用方式是用于水泥生产(表1), 如化学石膏与天然石膏的化学成分相似,可替代生产石膏用品或用为水泥调凝。硫铁矿烧渣 可用作水泥配料的铁质原料:粉煤灰、煤矸石可用作水泥硅质原料,或作为水泥和混凝土的 混合材料。高炉水渣、钢渣、赤泥等化学成分为水泥所需,另外还可以与粉煤灰、煤矸石等 合用生产微晶玻璃。窑灰可作为水泥生料配料使用或直接作为水泥混合材 表1我国主要工业固体废物的利用率和主要利用方式3 固体废 物种类 目前主要利用方式 1粒化高炉渣作水泥混合材料:2.粒化高炉渣粉作水泥、混凝土掺和料;3.粒 高炉渣化高炉渣作砖;4.高炉渣作硅肥:5.慢冷渣作混凝士骨料、道路材料:6.膨 胀矿渣珠作混凝土轻骨料;7.作矿渣棉、铸石、微晶玻璃原料 1作炼铁烧结矿原料;2.作炼铁熔剂;3.生产钢渣水泥;4.钢渣配烧水泥熟 钢渣料:5.钢渣粉作水泥、混凝土掺和料;6.作道路工程材料;7.作工程回填料 8.作地面砖、墙体材料 尾矿1作井下充填料:2.尾矿免烧砖:3.生产快硬水泥:4.代替砂、石作混凝土 骨料:;5.作微晶玻璃花岗岩、陶瓷、建材 赤泥1.生产水泥:2生产免蒸烧砖;3.直接还原炼铁:4.磁选回收铁:5.回收碱 粉煤灰 1.作水泥混合材料;2.作混凝土掺合料:3.作工程建筑材料:4.作烧结砖 和炉渣 5.作粉煤灰陶料:6.分选漂珠作耐火、保温材料:η.作公路路基材料;8.作 复合磁化材料 煤矸石1作为燃料:2.制砖:3.生产水泥;4.生产轻骨料:5.制陶瓷制品:6,提 取化工原料;7.矿井回填 磷石膏「1.制硫酸联产水泥:2水泥缓凝剂:3.新型石膏建材:4筑路材料:5.土壤改良剂 电石渣|1.制水泥;2.替代石灰生产氯酸钾;3生产漂白液 可见,固体废物在水泥行业的利用是建材行业利用固体废物的主要方式。 来源:《中国环境宏观战略研究固体废物专题研究报告》
3 2.2 水泥行业利用固体废物情况 2010 年产生工业固体废物量最大的七个行业分别是电力、热力的生产和供应业 （23.9%）、黑色金属冶炼及压延加工业（16.9%）、有色金属矿采选业（13.0%）、黑色金属 矿采选业（14.2%）、煤炭开采和洗选业（12.1%）、化学原料及化学制品制造业（6.37%）以 及有色金属冶炼及压延加工业（3.90%）。这 7 个行业产生的工业固体废物占工业固体废物 产生总量的 86.5%。这 7 个行业产生的固体废物的主要利用方式是用于水泥生产（表 1）， 如化学石膏与天然石膏的化学成分相似，可替代生产石膏用品或用为水泥调凝。硫铁矿烧渣 可用作水泥配料的铁质原料；粉煤灰、煤矸石可用作水泥硅质原料，或作为水泥和混凝土的 混合材料。高炉水渣、钢渣、赤泥等化学成分为水泥所需，另外还可以与粉煤灰、煤矸石等 合用生产微晶玻璃。窑灰可作为水泥生料配料使用或直接作为水泥混合材。 表 1 我国主要工业固体废物的利用率和主要利用方式3 固体废 物种类 目前主要利用方式 高炉渣 1.粒化高炉渣作水泥混合材料；2．粒化高炉渣粉作水泥、混凝土掺和料；3．粒 化高炉渣作砖；4．高炉渣作硅肥；5．慢冷渣作混凝土骨料、道路材料；6．膨 胀矿渣珠作混凝土轻骨料；7．作矿渣棉、铸石、微晶玻璃原料 钢渣 1.作炼铁烧结矿原料；2．作炼铁熔剂；3．生产钢渣水泥；4．钢渣配烧水泥熟 料；5．钢渣粉作水泥、混凝土掺和料；6．作道路工程材料；7．作工程回填料； 8．作地面砖、墙体材料 尾矿 1.作井下充填料；2．尾矿免烧砖；3．生产快硬水泥；4．代替砂、石作混凝土 骨料；5．作微晶玻璃花岗岩、陶瓷、建材 赤泥 1. 生产水泥；2.生产免蒸烧砖；3．直接还原炼铁；4．磁选回收铁；5．回收碱 粉煤灰 和炉渣 1．作水泥混合材料；2．作混凝土掺合料；3．作工程建筑材料；4．作烧结砖； 5．作粉煤灰陶料；6．分选漂珠作耐火、保温材料；7．作公路路基材料；8．作 复合磁化材料 煤矸石 1.作为燃料；2．制砖；3．生产水泥；4．生产轻骨料；5．制陶瓷制品；6．提 取化工原料；7．矿井回填 磷石膏 1.制硫酸联产水泥；2.水泥缓凝剂；3.新型石膏建材；4.筑路材料；5.土壤改良剂。 电石渣 1.制水泥；2.替代石灰生产氯酸钾；3.生产漂白液 可见，固体废物在水泥行业的利用是建材行业利用固体废物的主要方式。 来源：《中国环境宏观战略研究-固体废物专题研究报告》
3标准制订必要性分析 3.1国家及环保主管部门的相关要求 为贯彻《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》和《工业转型升 级规划(2011-2015年)》的总体部署,落实国务院发展节能环保战略性新兴产业的具体要求, 全面推进我国大宗工业固体废物综合利用工作,提高综合利用技术水平,环保部制定了《大 宗工业固体废物综合利用“十二五”规划》。大宗工业固体废物综合利用是节能环保战略性 新兴产业的重要组成部分,是为工业又好又快发展提供资源保障的重要途径,也是解决大宗 工业固体废物不当处置与堆存所带来的环境污染和安全隐患的治本之策。大宗工业固体废物 综合利用是当前实现工业转型升级的重要举措,更是确保我国工业可持续发展的一项长远的 战略方针。“十一五”以来,在党中央、国务院的正确领导下,在各部门的积极支持下,通 过全系统上下的共同努力,我国大宗工业固体废物综合利用取得了长足发展,综合利用量逐 年增加,综合利用技术水平不断提高,综合利用产品产值、利润均得到较大提升,取得了较 好的经济效益、环境效益和社会效益,为节约资源、保护环境、保障安全、促进工业经济发 展方式转变做出了重要贡献。对此,环保部又提出了新的发展目标:到2015年,大宗工业 固体废物综合利用量达到16亿吨,综合利用率达到50%,年产值5,000亿元,提供就业岗 位250万个。“十二五”期间,大宗工业固体废物综合利用量达到70亿吨;减少土地占用 35万亩,有效缓解生态环境的恶化趋势。可见,固体废物资源化已成为防治固体废物污染 和节约能源、资源的重要途径。而生产建材,尤其是在水泥行业中的利用是固体废物资源化 的主要途径之一。利用固体废物生产水泥,废物中的污染物质会进入水泥熟料,而且水泥生 产的原材料中的重金属也最终会进入水泥熟料,这些污染物质在水泥产品的使用过程中可能 会被释放出来,进而对生态环境以及人体健康产生不利影响。因此,水泥产品可能带来的 环境问题及对人体健康的危害不容忽视,通过制订水泥产品环境保护控制标准来规范行业发 展是目前迫切需要解决的问题。 3.2现行环保标准存在的主要问题 固体废物生产建材的污染问题在国外一些国家(荷兰、德国等)已经得到重视,并出台 了相应的建材污染控制标准和导则。《荷兰建筑材料指令》中规定了建筑材料在使用期限内 (100年),允许进入环境保护目标(土壤、地表水)中重金属质量浓度限值,而有机污染 物则以建筑材料中的总量作为限值。德国《建筑产品对地下水和土壤影响评价导则》中规定
4 3 标准制订必要性分析 3.1 国家及环保主管部门的相关要求 为贯彻《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》和《工业转型升 级规划（2011-2015 年）》的总体部署，落实国务院发展节能环保战略性新兴产业的具体要求， 全面推进我国大宗工业固体废物综合利用工作，提高综合利用技术水平，环保部制定了《大 宗工业固体废物综合利用“十二五”规划》。大宗工业固体废物综合利用是节能环保战略性 新兴产业的重要组成部分，是为工业又好又快发展提供资源保障的重要途径，也是解决大宗 工业固体废物不当处置与堆存所带来的环境污染和安全隐患的治本之策。大宗工业固体废物 综合利用是当前实现工业转型升级的重要举措，更是确保我国工业可持续发展的一项长远的 战略方针。“十一五”以来，在党中央、国务院的正确领导下，在各部门的积极支持下，通 过全系统上下的共同努力，我国大宗工业固体废物综合利用取得了长足发展，综合利用量逐 年增加，综合利用技术水平不断提高，综合利用产品产值、利润均得到较大提升，取得了较 好的经济效益、环境效益和社会效益，为节约资源、保护环境、保障安全、促进工业经济发 展方式转变做出了重要贡献。 对此，环保部又提出了新的发展目标：到 2015 年，大宗工业 固体废物综合利用量达到 16 亿吨，综合利用率达到 50%，年产值 5,000 亿元，提供就业岗 位 250 万个。“十二五”期间，大宗工业固体废物综合利用量达到 70 亿吨；减少土地占用 35 万亩，有效缓解生态环境的恶化趋势。可见，固体废物资源化已成为防治固体废物污染 和节约能源、资源的重要途径。而生产建材，尤其是在水泥行业中的利用是固体废物资源化 的主要途径之一。利用固体废物生产水泥，废物中的污染物质会进入水泥熟料，而且水泥生 产的原材料中的重金属也最终会进入水泥熟料，这些污染物质在水泥产品的使用过程中可能 会被释放出来，进而 对生态环境以及人体健康产生不利影响。因此，水泥产品可能带来的 环境问题及对人体健康的危害不容忽视，通过制订水泥产品环境保护控制标准来规范行业发 展是目前迫切需要解决的问题。 3.2 现行环保标准存在的主要问题 固体废物生产建材的污染问题在国外一些国家（荷兰、德国等）已经得到重视，并出台 了相应的建材污染控制标准和导则。《荷兰建筑材料指令》中规定了建筑材料在使用期限内 （100 年），允许进入环境保护目标（土壤、地表水）中重金属质量浓度限值，而有机污染 物则以建筑材料中的总量作为限值。德国《建筑产品对地下水和土壤影响评价导则》中规定
在使用水泥产品过程中,验证点处地下水中污染物浓度不应超过德国地下水标准值。欧盟建 筑产品指令(89/106/EC)中提出,建筑产品应满足卫生、健康和环境方面的要求,并已开 展建材中污染物浸出的方法标准化研究 我国现行的水泥产品标准中对环境污染的限制要求几乎是空白,如《通用硅酸盐水泥标 准》(GB-175-207)、《混凝土质量控制标准》(GB50164-92)等均未对建材中重金属的含量 做出限定。现行的《铬渣污染治理环境保护技术规范-暂行》(HJ/301-2007)虽然对产品中 的重金属浸出含量做了限制,但涉及范围过窄(只有铬和钡)。 可见,我国现行的建材标准,包括水泥产品标准中对环境污染的限制要求几乎是空白 因此,为既能大力推动固体废物资源化技术的发展,又能较好地保护环境和人体健康,制订 水泥产品环境包括控制标准十分必要。 4行业产排污情况及污染控制技术分析 水泥窑中的高温氧化气氛,能使有机物几乎完全被分解,重金属是主要的污染物。重金 属等污染物主要来源于原料、燃料和替代原料和替代燃料,这些重金属在水泥窑的高温条件 下,部分进入烟气,部分进入熟料,从而导致水泥产品中存在一定量的重金属 41原料中重金属 不同地点开采的水泥原材料中的重金属元素的浓度会在一个较大的范围内波动,有的元 素其浓度甚至相差上万倍:不同时间内开采的原材料中重金属元素的浓度也会有很大的差 异。表2~4为国内外生料、煤和熟料中各种重金属的大致含量范围 表2德国生料、煤、熟料和水泥中微量元素含量4 微量元素含量范围/平均值(mg/kg) 元素 生料 无烟煤 褐煤 熟料 水泥 A 2-28/9 1-200/9 0.1-120.8 2-87/9 2-117/8 Be0.1-2.5/1 0-8/14 0.040.6/0.2 0.2-2/14 0.2-1.6/1 4.7-18.9 0.2-1.5/0.9 /0.04 Cd0.03-1.1/0.30.01-10 0.06-24/0.2 0.014/1 0.03-6/0.6 Cl 40-290 1000-1300 <10-1100 a kilR: Heavy metals in cement and concrete resulting from the co-incineration of wastes in cement kilns with regard to the legitimacy of waste utilization. 2003, Institute of technology and systemanalyses of Germany
5 在使用水泥产品过程中，验证点处地下水中污染物浓度不应超过德国地下水标准值。欧盟建 筑产品指令（89/106/EEC）中提出，建筑产品应满足卫生、健康和环境方面的要求，并已开 展建材中污染物浸出的方法标准化研究。 我国现行的水泥产品标准中对环境污染的限制要求几乎是空白，如《通用硅酸盐水泥标 准》（GB-175-2007）、《混凝土质量控制标准》（GB50164-92）等均未对建材中重金属的含量 做出限定。现行的《铬渣污染治理环境保护技术规范-暂行》(HJ/T 301-2007）虽然对产品中 的重金属浸出含量做了限制，但涉及范围过窄（只有铬和钡）。 可见，我国现行的建材标准，包括水泥产品标准中对环境污染的限制要求几乎是空白。 因此，为既能大力推动固体废物资源化技术的发展，又能较好地保护环境和人体健康，制订 水泥产品环境包括控制标准十分必要。 4 行业产排污情况及污染控制技术分析 水泥窑中的高温氧化气氛，能使有机物几乎完全被分解，重金属是主要的污染物。重金 属等污染物主要来源于原料、燃料和替代原料和替代燃料，这些重金属在水泥窑的高温条件 下，部分进入烟气，部分进入熟料，从而导致水泥产品中存在一定量的重金属。 4.1 原料中重金属 不同地点开采的水泥原材料中的重金属元素的浓度会在一个较大的范围内波动，有的元 素其浓度甚至相差上万倍；不同时间内开采的原材料中重金属元素的浓度也会有很大的差 异。表 2~4 为国内外生料、煤和熟料中各种重金属的大致含量范围。 表 2 德国生料、煤、熟料和水泥中微量元素含量4 元素 微量元素含量范围/平均值（mg/kg） 生料 无烟煤 褐煤 熟料 水泥 As 2-28/9 1-200/9 0.1-12/0.8 2-87/9 2-117/8 Be 0.1-2.5/1 0-8/1.4 0.04-0.6/0.2 0.2-2/1.4 0.2-1.6/1 Br 4.7-18.9 0.2-1.5/0.9 /0.04 — — Cd 0.03-1.1/0.3 0.01-10/1 0.06-2.4/0.2 0.01-4/1 0.03-6/0.6 Cl 40-290 1000-1300 <10-1100 — — 4 数据来源：Heavy metals in cement and concrete resulting from the co-incineration of wastes in cement kilns with regard to the legitimacy of waste utilization. 2003, Institute of technology and systemanalyses of Germany
微量元素含量范围/平均值(mg/kg) 元素 生料 无烟煤 褐煤 熟料 水泥 C 23-59/30 1-260/14 0.9-20/3.6 10-422/66 5-712/68 F 300-950 50-370 Hg0.008-1/0.06001-3/03 0.010.7/0.2 0.001-120.1 0.02-0.50.3 0.24-1.1 0.8-112 12-38/20 1-110/23 0.6-29/3 10-397/38 14-9745 7-98/14 70/27 0.7-34/3 1-105/24 5-254/27 0.1-12/0.5 0.1-5/1 0.05-04/0.1001-100.50.02-410.6 6-120/37 10-250/39 0.184/10 10-136/57 15-144/74 10-108/34 4.5-450/63 1-70/10 29-600/113 21679/164 3-14/7 0.5-43/9 0.5-4.2/1 6-48/13 3-21/1 5-19/14 0.3-60/18 0.4-15/1.8 5-136/38 14-98/38 Mn50-500236 5-356/58 50-160/77 218-526/400 107-3901/606 0.1-2/1 0.05-5/1 0.04-2.5/0.8 0.1-17/5 0.5-18/5 2-10/3 1.3-7.8/4 0.5-15/4 1-36/13 1-14/3 0.7-30/13 0-6/2 0.4-25/2.6 0.2-20/4 n Te 0.1-10/1 0.25/2 0.1-10/3 0.2-1/0.6 nd 表3国内A厂生料、煤、熟料中重金属含量(mg/kg)5 煤 生料 熟料 重金属 样品1样品2样品1样品2样品1样品2 0.2 0.16 0.19 0.23 <0.01 <0.01 0.1 0.3 14.3 23.3 2 2.4 1.32 0.52 0.2 0.49 0.44 6.4 106 14.3 N 15.8 159 Pb 13.8 142 6.9 6.9 5表1-4,1-5数据来自水泥样品分析
6 元素 微量元素含量范围/平均值（mg/kg） 生料 无烟煤 褐煤 熟料 水泥 Cr 23-59/30 1-260/14 0.9-20/3.6 10-422/66 25-712/68 F 300-950 50-370 — — — Hg 0.008-1/0.06 0.01-3/0.3 0.01-0.7/0.2 0.001-1.2/0.1 0.02-0.5/0.3 I 0.24-1.1 0.8-11.2 — — — Ni 12-38/20 1-110/23 0.6-29/3 10-397/38 14-97/45 Pb 1.7-98/14 5-270/27 0.7-34/3 1-105/24 5-254/27 Tl 0.1-12/0.5 0.1-5/1 0.05-0.4/0.1 0.01-10/0.5 0.02-4.1/0.6 V 6-120/37 10-250/39 0.1-84/10 10-136/57 15-144/74 Zn 10-108/34 4.5-450/63 1-70/10 29-600/113 21-679/164 Co 3-14/7 0.5-43/9 0.5-4.2/1 6-48/13 3-21/11 Cu 5-19/14 0.3-60/18 0.4-15/1.8 5-136/38 14-98/38 Mn 50-500/236 5-356/58 50-160/77 218-526/400 107-3901/606 Sb 0.1-2/1 0.05-5/1 0.04-2.5/0.8 0.1-17/5 0.5-18/5 Sn 2-10/3 1.3-7.8/4 0.5-15/4 1-36/13 1-14/3 Se 0.7-30/1.3 0-6/2 0.4-25/2.6 0.2-20/4 n.d. Te 0.1-10/1 0.2-5/2 0.1-10/3 0.2-1/0.6 n.d. 表 3 国内 A 厂生料、煤、熟料中重金属含量（mg/kg）5 重金属 煤 生料 熟料 样品 1 样品 2 样品 1 样品 2 样品 1 样品 2 Hg 0.2 0.16 0.19 0.23 <0.01 <0.01 Tl 0.1 0.3 14.3 23.3 2 2.4 Cd 1.32 0.52 0.2 0.3 0.49 0.44 As 6 6.4 9.3 10.6 12.5 14.3 Ni 15 12.1 13.5 9.7 15.8 15.9 Pb 13.8 14.2 6.9 6.9 14 13 5 表 1-4，1-5 数据来自水泥样品分析