1.水泥工業(yè)資源耗用概況及其分析
　　據全國第二次經濟普查數據和中國建筑材料聯合會統(tǒng)計，2008年末全國水泥熟料生產能力13億噸，水泥生產能力21億噸。在水泥熟料生產能力中，新型干法熟料生產能力8.1億噸，占62.3%，全年運營的新型干法熟料生產線912條；立窯及其他熟料生產能力4.9億噸，占37.7%。2009年上半年全國又投產新型干法生產線57條，新增生產能力6500萬噸，預計全年投產新型干法生產線120條，新增生產能力1.4億噸，同時，今年將有20多條新型干法生產線因種種原因關閉，減少生產能力1000萬噸，全年實際運營的新型干法生產線將突破1000條，年末新型干法熟料生產能力9.4億噸；預計2009年立窯及其他熟料生產能力將減少9000萬噸，年末全國水泥熟料生產能力13.4億噸，比2008年增加4000萬噸，水泥生產能力22億噸，比2008年增加1億噸。

　　水泥行業(yè)在國民經濟中占有重要的地位，是國家的支柱產業(yè)，它也是近年來發(fā)展迅速的原材料工業(yè)。在我國乃至世界上，水泥是建筑工程中用量最多、用途最廣的建筑材料。另一方面，由于水泥工藝技術和生產方法的特點，它還是天然資源及能源消耗使用最多的行業(yè)之一和消納利用廢渣廢料等工業(yè)廢棄物的最大行業(yè)。水泥行業(yè)是資源綜合利用具有先天優(yōu)勢的行業(yè)，也取得一定的成績，利用工業(yè)廢渣廢物情況見表1。

表1 工業(yè)廢渣廢物利用數量（萬噸）

　　表1的數據說明，我國工業(yè)廢渣廢物利用的絕對數量逐年提高，相對水泥產量利用分為12.5%；17.3%；22.3%和25.3% 4個層次，穩(wěn)定在22%以上。目前，我國噸水泥工業(yè)廢渣廢物利用水平與發(fā)達國家如德國、日本相比（噸水泥消納廢棄物分別為409和430公斤），尚有一定的差距，這也說明還有較大的發(fā)展空間。盡管如此，水泥工業(yè)利用、消納廢渣廢料的好處仍然可以體現在以下幾個方面：降低天然礦物資源的消耗，延長不可再生資源的使用年限；廢渣廢料資源化，減少其對環(huán)境的污染、地下水的污染和對農田土地的占用，成為新型的環(huán)保產業(yè)；降低煅燒水泥熟料和粉磨水泥的能源消耗，降低加工成本，提高競爭力；減少了二氧化碳CO2的排放，改變水泥行業(yè)是資源、能源消耗型行業(yè)的形象，有利于水泥工業(yè)結構調整工作的推進。減少排礦場的建設及已有排礦場的存儲量，降低引發(fā)地質災害的可能性。

　　以上幾點是水泥工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，如何利用好工業(yè)廢渣廢料及礦山廢石尾礦，使其在水泥工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮作用，下面進行必要的具體分析。

　　傳統(tǒng)觀念下的水泥生產消耗大量天然資源。我們知道，對水泥生產工藝和使用的原料可作這樣的簡單敘述。水泥生產過程大體分為三個階段：先是把石灰質、粘土質、鐵鋁質等幾種原料按適當比例配合，在磨機中磨成生料；然后把制得的生料送入窯內煅燒成以硅酸鈣為主要成分的熟料；煅燒熟料的熱源來自磨煤機制備的煤粉；最后將熟料配以適量的石膏和混合材料磨成細粉即得水泥。其工藝概括為兩磨一燒，主要原燃材料為石灰石、粘土、鐵粉、石膏、混合材料和煤炭等。生產一噸通用硅酸鹽水泥約消耗石灰石1.20噸、粘土0.20噸、鐵粉0.02噸、石膏0.05噸、混合材料0.25噸和煤炭0.16噸。有關世界水泥產量和我國水泥及原燃材料 消耗量計算結果列入表2。

表2  世界水泥和我國水泥產量及原燃材料 消耗量計算值（億噸）

　　注1：表中列出世界水泥產量和我國水泥產量，表示我國水泥工業(yè)在世界上的地位。并由此看出我國水泥用礦產資源的消耗量在世界上的水平。
　　注2：水泥中混合材料摻加量的質量百分數為25.：煤炭收到基低位熱值為5700千卡/公斤。

　　從表2的水泥產量和原燃材料的消耗量看出，生產水泥就要消耗大量的材料，其中一些材料是難以再生的資源。水泥行業(yè)是資源、能源消耗型的行業(yè)，并且還是消耗大戶。綜合利用資源，使用替代資源，節(jié)省天然資源、人工資源，降低資源的使用等級或品位等是水泥行業(yè)在使用資源時首先遇到并應及時解決的問題。

　　2007年水泥產量13.5億噸，廢渣利用率25.27%，使用廢渣量為3.4億噸。當年石灰石消耗量為16.2億噸，原材料消耗量為23.22億噸。實際廢渣利用量分別占石灰石消耗量的21.0%、原材料消耗量的14.7%，因此在利用廢渣方面，因此要突破傳統(tǒng)觀念，利用各種資源。資源綜合利用是我國經濟和社會發(fā)展中一項長遠的戰(zhàn)略方針，也是一項重大的技術經濟政策，對提高資源利用效率，發(fā)展循環(huán)經濟，建設節(jié)約型社會具有十分重要的意義。針對水泥行業(yè)是資源、能源消耗型的固有性質，國家發(fā)展和改革委員會在《水泥工業(yè)產業(yè)發(fā)展政策》明確規(guī)定：“國家支持企業(yè)采取措施，減少大氣污染物排放，降低環(huán)境污染，節(jié)能降耗，綜合利用工業(yè)廢渣，積極利用低品位原燃材料，提高資源利用率，鼓勵水泥企業(yè)走資源節(jié)約道路，達到清潔生產技術規(guī)范要求?！逼鋵?，早在10年前的十五規(guī)劃中就做出利用工業(yè)廢渣的要求：從可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護的高度出發(fā)，利用工業(yè)廢渣來生產和發(fā)展新型水泥 。利用工業(yè)廢渣已經提到“水泥工業(yè)可持續(xù)發(fā)展”的高度。而對水泥工業(yè)來說，要踐行可持續(xù)發(fā)展所涵蓋“資源生產力”這項內容，就必須要減少天然礦石性資源和能源的耗費，利用工業(yè)廢渣和廢料替代傳統(tǒng)的原燃材料，即是一百多年來使用的石灰石、粘土、鐵粉和煤炭。傳統(tǒng)的原燃材料因其形成過程中受到物理化學、壓力等地質作用，所形成的巖礦具有分解溫度高、熔融溫度高、粘度高和潛能低的三高一低的特點，而有一些其易磨性也差，給材料的粉磨加工帶來困難，致使粉磨能耗上升。因此，需要分析天然原燃材料的特點，選擇與其性能特點相背的材料作為生產水泥的材料，而工業(yè)廢渣、廢料基本上具有分解溫度低、粘度低、熔融溫度低、潛能高等一系列優(yōu)點。因為它們大多都經過不同高溫的煅燒或熔融，并對其進行水淬快冷，其機構呈玻璃態(tài)，就具有了較高的熱含量或水硬活性。有些在較高的溫度下進行焙燒，失去結晶水，其結構也發(fā)生了變化，具有了一定的水化活性。 

　　水泥工業(yè)資源綜合利用最現實最直接最有效的一項，應是最大限度地使用低品位礦石及巖石。但是多年來，水泥工業(yè)利用低品位礦石等資源的范圍和數量與人們的期望值還有一定的差距，而一直以使用天然礦物原料為主，對天然礦物原料的質量技術指標有著嚴格的要求，其質量指標見表3. 表4，表5。這些質量指標和技術要求對規(guī)范天然原燃材料的使用，保證生產符合水泥產品標準或技術性能更加優(yōu)越的水泥起到非常大的作用，但也排除了低品位資源的使用，隨著水泥工業(yè)的技術進步，現在已經在很大范圍拓展了低品位資源的使用。

表3 水泥用石灰質原料質量要求

表4 粘土質原料質量指標      

表5 校正原料質量指標  

　　自1824年硅酸鹽水泥以工業(yè)生產的形式問世以來，使用石灰石、粘土、鐵礦石等天然原料生產水泥一直傳承下來，到20世紀80年代才有所突破，認為要優(yōu)先選用已天然混合好的合適原料，而不是純的石灰石和粘土。水泥原料應從高質量（確切地講應是高鈣）石灰石（ CaO：54%～56%），泥灰質石灰石（ CaO：50%～54%）, 石灰質泥灰?guī)r（ CaO：42%～50%）到泥灰?guī)r（ CaO：22%～42%），粘土質泥灰?guī)r（ CaO：5.6%～22%）和粘土（ CaO：0～5.6%）。只要搭配合理，都可以作為水泥原料。

　　科學劃分水泥原料石灰石的等級，減少“廢石”排放，就可以加強礦山資源的綜合利用，有效應用低品位礦石，提高“廢石”的利用率，對提高廢渣總的利用率具有更大的作用。在傳統(tǒng)的開采石灰石礦的理念當中，認為礦石中的鈣含量越高越好，其他成分含量越低越好，特別是對二氧化硅、氧化鎂等成分的控制標準特別嚴格。這樣，大量鈣含量較低或氧化鎂含量偏高的礦山資源得不到充分利用。水泥行業(yè)的企業(yè)、設計科研和地礦單位的科技人員，在長期生產科研實踐中已經掌握應用高鈣、低鈣搭配的方法，生產出質量合格的水泥產品。這一生產實踐的意義是，擴大了水泥生產原料的應用范圍，突破了開采使用石灰石的傳統(tǒng)觀念，樹立了科學合理利用礦產資源的全新理念。因此，在礦產資源應用中．企業(yè)科學地應用了高含量硅、游離硅等硅質及氧化鎂含量偏高的原料的使用量。這些原料的氧化硅、氧化鎂含量雖然超過了國家標準，但通過科學選擇配料設計方案，在礦山采取不同臺段、不同爆堆的多點搭配，在生產廠區(qū)采取原料預均化配料或預均化、生料均化及加強入窯生料氧化鈣、氧化鐵（或氧化鈣、氧化硅）控制等質量管理措施，使其達到了合理有效的利用。采取這些措施，綜合利用礦產資源，極大地減少了礦山開采中廢石的排放，有的企業(yè)礦石回采率超過95%、有的企業(yè)幾次擴大開采境界，延長了礦山的使用年限。同時，我們應清醒地認識到，我國礦產資源短缺、經濟高增長、資源高消耗的嚴峻形勢，須全面提高石灰石礦產資源的綜合利用率，尤其是從國家長期發(fā)展的戰(zhàn)略高度來看．石灰石礦產資源的高效綜合利用勢在必行。

　　為此，通過應用先進技術把礦山原料綜合利用，改變礦產資源開發(fā)由“資源一產品一廢棄物”的傳統(tǒng)生產模式，推動資源綜合利用工作的開展。要從根本上轉變石灰石礦山傳統(tǒng)的開采模式，須從我國石灰石礦產資源的特點出發(fā)，結合水泥生產用石灰石原料的品位底線，突破傳統(tǒng)采礦工藝理念，進行創(chuàng)新性基礎理論與應用研究，從而實現礦產資源低成本、低能耗、高效利用，最終實現石灰石礦山開采的零排放或負排放。在我國水泥礦山石灰石的開采及綜合利用實踐中，很多企業(yè)勇于創(chuàng)新，將水泥原料的工藝性能、礦石品位指標的具體要求與礦石的賦存條件、礦石品位、開采條件等結合起來進行分析，改變過去圈礦指標的舊觀念，合理擴大開采境界，在生產中加強生產勘探和礦山質量管理工作，尋求礦石開采的優(yōu)化的方案，達到礦山資源的最大化利用，取得了突破性的進展，成績斐然。