楊連威
（清華大學(xué) 材料科學(xué)與工程系 先進材料教育部重點實驗室 北京100084）
摘要：本文簡明闡述了粉體技術(shù)的特點，當(dāng)前粉體技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r和未來發(fā)展前景，論述了粉體技術(shù)在促進清潔生產(chǎn)和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟方面的應(yīng)用狀況，在此基礎(chǔ)上闡明了粉體技術(shù)對發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，促進社會可持續(xù)發(fā)展具有巨大的作用。
關(guān)鍵詞：粉體技術(shù)，清潔生產(chǎn)，循環(huán)經(jīng)濟，可持續(xù)發(fā)展
1粉體技術(shù)概述
粉體技術(shù)是一門以顆粒狀固體物質(zhì)為對象，研究其性質(zhì)、制備、加工和應(yīng)用的綜合性技術(shù)，主要包括破碎、粉磨、均化、分級、干燥、收捕、混合、存儲、裝運以及某些粉體產(chǎn)品的改性造粒等工序，各工序間還有輸送、計量作業(yè)。
粉體技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到超微粉體技術(shù)和納米粉體技術(shù)。超微粉體技術(shù)是傳統(tǒng)粉體技術(shù)的進一步發(fā)展，它是近幾十年來新興的一門科學(xué)技術(shù)，它源自古老的傳統(tǒng)粉碎技術(shù)，而將其粉碎的概念向前大大延伸了。所謂“超微粉體”，國內(nèi)外目前對這一名詞尚無嚴(yán)格的界定。從粉體學(xué)的角度，通常將1250 目（即 10 u m ）以下的粉體，稱之為“超微粉體”。采用傳統(tǒng)的工藝方法，很難將固形物料粉碎到如此的細(xì)度。
固形物質(zhì)經(jīng)過超微粉碎后，使其處于微米甚至納米尺寸時，該粉體的物理、化學(xué)特性都發(fā)生極大的變化。
在化工、塑料、油漆、涂料等行業(yè)中，“超微粉體”可制成高強度、高附著力的高檔新產(chǎn)品。特別是在中醫(yī)藥領(lǐng)域，“超微粉體”技術(shù)可改變傳統(tǒng)的中醫(yī)手段，中藥材經(jīng)“超微粉碎”細(xì)化后，可直接用于口服，從而免除了飲片、煎煮等繁鎖的工藝，這樣就大大方便了病人用藥。不僅如此，經(jīng)研究表明，經(jīng)“超微細(xì)化”后的中藥，只相當(dāng)于原方劑用藥量的十分之一，甚至更少，這就可以大大節(jié)省寶貴的中藥材資源，對提高全民族健康，有效保護環(huán)境，都有深遠(yuǎn)的意義。
國外對粉體技術(shù)非常重視，許多國家先后建立樂粉體研究機構(gòu)。如，英國里茲大學(xué)粉體工程研究所（選礦、環(huán)保，從礦物加工、電子材料）和美國馬州高分子材料研究所（研究范圍涵蓋了從普通塑料到納米復(fù)合材料，從宏觀機械加工，到微結(jié)構(gòu)控制）。我國對粉體技術(shù)也非常重視，先后建立樂粉體研究機構(gòu)，如北京海正粉體技術(shù)有限公司、丹東藍(lán)天粉體材料科技有限公司、清華大學(xué)粉體材料研究室、江蘇省超細(xì)粉體工程研究中心等。
“超微粉體技術(shù)”是一門跨行業(yè)的新興技術(shù)領(lǐng)域，在我國從八、九十年代開始才逐步被越來越多研究部門和行業(yè)所重視。隨著信息、生物和新材料的發(fā)展，粉體技術(shù)相應(yīng)的向更深更廣的方面發(fā)展，當(dāng)前粉體技術(shù)不僅僅是簡單的粉碎、分級的物理過程，而是建立在高新技術(shù)平臺上的并且與材料科學(xué)、化學(xué)、現(xiàn)代物理學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等學(xué)科有密切聯(lián)系的交叉學(xué)科。
粉體技術(shù)主要以固體物料的加工處理對象,隨著世界粉體工業(yè)向精細(xì)化發(fā)展，固體原料深加工技術(shù)在科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中顯示了重要的作用。當(dāng)前粉體技術(shù)不僅在紡織、建材、中藥、食品、保健品、飼料、國防等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，而且在清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟中也具有獨特的優(yōu)勢。
2循環(huán)經(jīng)濟簡介
循環(huán)經(jīng)濟是一種以資源的高效和循環(huán)利用為核心，以“減量化（reduce）、再利用（reuse）、資源化（recyle）”為原則，以低消耗、低排放、高效率為基本特征，符合可持續(xù)發(fā)展理念的經(jīng)濟增長模式，是對“大量生產(chǎn)、大量消費、大量廢棄”的傳統(tǒng)增長模式的根本變革。循環(huán)經(jīng)濟是在現(xiàn)代工業(yè)社會條件下，為解決經(jīng)濟增長與資源緊缺和環(huán)境惡化的矛盾而產(chǎn)生的一種新的經(jīng)濟增長模式，兼顧了經(jīng)濟社會發(fā)展與資源節(jié)約、環(huán)境保護的目標(biāo)，為正確處理可持續(xù)發(fā)展的三大支柱——經(jīng)濟發(fā)展、社會進步和環(huán)境保護之間的關(guān)系指明了方向。
循環(huán)經(jīng)濟是一種可持續(xù)發(fā)展的新模式，將資源利用和環(huán)境影響綜合考慮。在整個產(chǎn)品生命周期中，從產(chǎn)品設(shè)計、制造到使用、報廢、回收，實行面向產(chǎn)品生命周期的綠色設(shè)計，面向環(huán)境的材料選擇，綠色工藝規(guī)劃、綠色包裝，采用回收及再制造技術(shù)、面向環(huán)境和資源的生態(tài)技術(shù)以及全生命周期評價和決策分析管理方法，以實現(xiàn)環(huán)境影響最小、資源利用效率最高、企業(yè)經(jīng)濟效益和社會效益協(xié)調(diào)優(yōu)化的目標(biāo)。
發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟是黨中央、國務(wù)院為貫徹落實科學(xué)發(fā)展觀、實現(xiàn)經(jīng)濟增長方式根本性轉(zhuǎn)變而提出的一項重大戰(zhàn)略任務(wù)。循環(huán)經(jīng)濟本質(zhì)上是一種生態(tài)經(jīng)濟，要求把經(jīng)濟活動組織成一個“資源－產(chǎn)品－再生資源”的反饋式流程，其特征是低開采、高利用、低排放。所有的物質(zhì)和能源能在這個不斷進行的經(jīng)濟循環(huán)中得到合理和持久地利用，以把經(jīng)濟活動對自然環(huán)境的影響降低到盡可能小的程度。循環(huán)經(jīng)濟為工業(yè)化以來的傳統(tǒng)經(jīng)濟轉(zhuǎn)向可持續(xù)發(fā)展的經(jīng)濟提供了戰(zhàn)略性的理論范式，從根本上消解了長期以來環(huán)境與發(fā)展之間的尖銳沖突。“減量化、再利用、再循環(huán)”是循環(huán)經(jīng)濟最重要的實際操作原則。
胡錦濤總書記論述循環(huán)經(jīng)濟指出：要加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長方式，將循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展理念貫穿到區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展、城鄉(xiāng)建設(shè)和產(chǎn)品生產(chǎn)中，使資源得到最有效的利用�！秶鴦�(wù)院關(guān)于加快發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟若干意見》指出到2 0 1 0年發(fā)展目標(biāo)：我國消耗每噸能源、鐵礦石、有色金屬、非金屬礦等十五種重要資源產(chǎn)出的GDP比2003年提高25%左右每萬元GDP能耗下降18%以上。礦產(chǎn)資源總回收率和共伴生礦綜合利用率分別提高5個百分點。工業(yè)固體廢物綜合利用率提高到60%以上再生銅、鋁、鉛占產(chǎn)量的比重分別達到35%、25%、30%，主要再生資源回收利用量提高65%以上。工業(yè)固體廢物堆存和處置量控制在4.5億噸左右城市生活垃圾增長率控制在5%左右。我國“十一五”規(guī)劃中明確指出：積極推進以節(jié)能減排為主要目標(biāo)的設(shè)備更新和技術(shù)改造，引導(dǎo)企業(yè)采用有利于節(jié)能環(huán)保的新設(shè)備、新工藝、新技術(shù)，加強資源綜合利用和清潔生產(chǎn)，大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟和節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)。
3 粉體技術(shù)在循環(huán)經(jīng)濟中的應(yīng)用
隨著社會化大生產(chǎn)和生活水平的提高，我國工業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生了大量的廢氣、廢水和廢渣等廢物。按照清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟的要求，必須對其無害化處理。在此過程中粉體技術(shù)以其獨特的優(yōu)勢發(fā)揮了不可替代的重大的作用。
3.1 減量化（reduce）方面
粉體技術(shù)以其獨特的優(yōu)勢在建材、環(huán)保、固體廢物處理等過程中能夠降低能耗，減少資源消耗。例如
建材工業(yè)領(lǐng)域
水泥、石灰、磚等是常用的建筑材料，在生產(chǎn)過程中都離不開粉體技術(shù)。如，制備水泥時需要對原料和成品進行兩次研磨粉碎。水泥熟料的粉磨，其電能消耗占全部消耗的60％以上（干法生產(chǎn)水泥工藝），因此需要研究開發(fā)新的水泥粉磨工藝以降低能耗。隨著對混凝土制品強度要求的提高，水泥的細(xì)度也在逐漸增加。原料細(xì)度的提高有利于改善原料各組分的混合均勻度，降低游離氧化鈣的含量。水泥熟料的硬度較大，而細(xì)粉含量的高低在一定程度上決定了混凝土早期強度的高低。水泥的粒度分布對混凝土在不同齡期的強度有著決定性的影響。我國水泥的產(chǎn)量已達五億噸，需要粉磨的物料量高達十幾億噸。如此巨大的處理量，粉碎分級過程的節(jié)能降耗是該行業(yè)的突出問題。球磨機是水泥生產(chǎn)中的主力軍，隨著機械工業(yè)的進步，輥壓磨、立式磨、高效選粉機等新設(shè)備不斷涌現(xiàn)，有效地降低了水泥生產(chǎn)中粉磨工藝的電耗。為了改善混凝土強度、降低水化熱和減小收縮，近年來隨著超細(xì)礦渣、超細(xì)粉煤灰等混凝土摻和料的用量逐年增加，水泥的超細(xì)粉碎技術(shù)顯得越發(fā)重要。
冶煉領(lǐng)域
利用粉體技術(shù)對冶金原料在冶金前進行粉碎和分級處理以去除雜質(zhì)，不僅可以最大限度在減少非金屬雜質(zhì)進入冶煉工序，還可以提高精煉、精軋，提高軋鋼成材率。如濟南鋼鐵廠通過粉體技術(shù)實施源頭削減雜質(zhì)的精料方針， 從1995年到2005年，軋鋼成材率提高6.18個百分點，相當(dāng)于同等坯料多產(chǎn)鋼材46.8萬噸，10年累計多產(chǎn)鋼材127.8萬噸。
環(huán)保領(lǐng)域
當(dāng)前，工業(yè)生產(chǎn)中很容易產(chǎn)生“三廢”，按照清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟的要求，在安全排放前必須對其采用有效的處理措施。粉體技術(shù)在“三廢”治理方面具有很大的作用，如廢氣治理方面。目前大氣污染日益加劇，一般采用常規(guī)的TiO2粉體除去空氣中超標(biāo)的CO、NOx，與SO2等嚴(yán)重危害人類健康的有害氣體，具有一定的效果。采用超微粉體技術(shù)制備的TiO2超微粉體用于廢氣處理，研究結(jié)果表明：超微粉體的用量降低到原來的四分之一時具有相同的處理效果。1989年通用汽車公司的Donald Beck 采用納米粉體技術(shù)制備了納米TiO2，并研究了納米TiO2從模擬汽車廢氣（含H2S氣流）中除去硫的能力，研究結(jié)果表明：500℃經(jīng)7小時后從模擬廢氣中除去的總硫量比各種常規(guī)TiO2除去的量大5倍。意味著粉體的用量降低到原來的五分之一時具有相同的處理效果�？梢姺垠w技術(shù)在污染治理和清潔生產(chǎn)方面有很大的潛力。
制藥領(lǐng)域
目前已經(jīng)試驗證明，采用超微粉體技術(shù)，可以節(jié)省中草藥、礦物藥和動物要的原料，提高藥材利用率。采用一般的機械粉碎，某些類型中藥材粉碎成細(xì)粉都非常困難，如纖維類的甘草、黃芪、艾葉等，粉碎得到大量渣料，造成原藥材的浪費。若采用生物粉體技術(shù)（超細(xì)粉碎），纖維類中藥材極易操作，可減少資源浪費。藥材經(jīng)超微粉碎后，用小于原處方的藥量即可獲得原處方的療效。根據(jù)藥材性質(zhì)和粉碎程度的不同，一般可節(jié)省藥材30％-70％。據(jù)初步統(tǒng)計，微粉中藥的丸散藥給藥量可減少到原來的 1/3-1/5，湯藥給藥量為原來的1/5-1/20。而且藥材經(jīng)超微粉碎制成生物粉體后，一般不進行煎煮浸取就可以直接制劑。因此減少生產(chǎn)環(huán)節(jié)中有效成分的損耗，提高藥材的利用率，又可以減少資源的浪費。
3.2 再利用（reuse）方面
粉體技術(shù)在廢物再利用方面也具有較大作用，如廢舊耐火材料可再利用方面。目前，我國耐火材料的年總消耗量超過900萬噸，用后的廢舊耐火材料達到400萬噸，廢舊耐火材料占耐火材料總消耗量的45%.而這些廢舊耐火材料的處理方式，大多數(shù)是被當(dāng)成工業(yè)垃圾填埋。大量廢舊耐火材料的填埋不僅占用了土地，經(jīng)風(fēng)化和雨淋的廢棄耐火材料，易造成土壤土質(zhì)的破壞，而且有些廢舊耐火材料可以致癌（如含鉻耐火材料）、具有放射性（如含鋯耐火材料）。隨著我國對循環(huán)經(jīng)濟、可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的推進，對廢舊耐火材料的研發(fā)再利用力度也需逐漸增大。
廢舊耐火材料再利用的工藝流程如下：廢棄耐火材料→分類堆放→分揀→除去渣層→破碎、粉碎→篩選→規(guī)格→按比例摻入到新產(chǎn)品中→配料、混煉→困料成型→熱處理→制品。
寶鋼在廢舊鎂碳磚的回收利用方面做了大量工作，并取得了很好的成效。從鋼包拆包現(xiàn)場揀選出粒度大于20毫米的廢棄鋁鎂尖晶石質(zhì)鋼包澆注料，除去表面黏附的廢鋼和殘渣等雜質(zhì)，再經(jīng)人工破碎、顎破、錘破及球磨機破碎成粒度為1～5毫米的再生顆粒料和小于0.088毫米的再生細(xì)粉。將這些再生料用在中小型高爐炮泥中，完全可以滿足高爐出鐵口的要求。
陶瓷工業(yè)中大量廢棄的匣缽和硼板經(jīng)揀選、粉碎后，可以按一定比例的再生原料用于生產(chǎn)瓷磚、西式琉璃瓦、墻地磚和滲水磚。以50%～70%的莫來石-剛玉質(zhì)輥道窯陶瓷輥棒廢料為原料，再添加高嶺石、滑石、碳酸鈣和碳酸鋇等粉料，可生產(chǎn)鋁含量為50%～60%的高檔耐磨研磨介質(zhì)。
北京通達耐火技術(shù)有限公司對工業(yè)固體廢棄物的再利用，有近20年的經(jīng)驗和技術(shù)。該公司在新產(chǎn)品開發(fā)與應(yīng)用過程中，使用了廢棄材料生產(chǎn)不定形耐火材料，且應(yīng)用于各種不同的耐火材料領(lǐng)域，取得了很好的效果。對廢棄耐火材料，該公司技術(shù)人員并不是將其簡單地?fù)饺氲叫庐a(chǎn)品中，而是與先進的粉體技術(shù)結(jié)合起來，確保再生產(chǎn)品的理化指標(biāo)和使用壽命達到甚至超過原產(chǎn)品水平。該公司將廢陶瓷、廢硅磚等，經(jīng)過回收粉碎成不同粒度的再生料，開發(fā)出多種再生產(chǎn)品（如高鋁高強澆注料和輕質(zhì)隔熱料等），還將生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的粉塵引用到耐火澆注料中，得到性能優(yōu)良的澆注料新產(chǎn)品。
國內(nèi)外多項試驗研究表明，采用適當(dāng)?shù)姆垠w技術(shù)，以高比例的廢舊耐火材料制成的各種再生耐火材料，其性能完全可以接近、達到，甚至超過原耐火產(chǎn)品水平，能為企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟效益和良好的社會效益。
3.3 資源化（recycle）方面
隨著工業(yè)化進程的加快多，作為二次資源的固體廢物越來越多，如廢舊輪胎、廢舊塑料制品、廢電纜電器、煤矸石等等，已經(jīng)成為國際和國內(nèi)各界十分關(guān)注的重大課題。這些廢物采用粉體技術(shù)經(jīng)深加工后再生利用：首先粉碎，再將其微細(xì)化，以使不同成份的單體解離，最后用磁選或浮選工藝，對物料中的不同組分進行成份分離。粉碎工藝是上述過程不可缺少的重要環(huán)節(jié)。
廢舊輪胎、廢舊塑料資源化
隨著工業(yè)化進程的加快多，廢舊輪胎、廢舊塑料制品、廢電纜電器等的數(shù)量越來越多，需要對其資源化處理。在這方面的資源化技術(shù)中粉碎是不可缺少的過程。一般首先對其粉碎，在此基礎(chǔ)上對其記一步微細(xì)化處理，其目的是使不同的單體解離，最用磁選或浮選工藝，對物料中的不同組分進行成份分離。可見粉體技術(shù)在整個過程中至關(guān)重要。
廢電路板資源化
隨著電器用品的增加，廢舊電路板的存量不斷增加。這類廢物料的特點是熱固性樹脂的基體上附著了大量的貴金屬。傳統(tǒng)的方法是將電路板燒掉，從而達到分離的目的。這種方法對環(huán)境造成極大的污染，而且部分貴金屬也容易氧化。用粉碎分離的方法就解決了這一問題，粉碎的目的是將這些貴金屬與樹脂分離。熱固性樹脂的粉碎特點是在常溫下成脆性，適合于用沖擊式粉碎機來完成這一工作。各類貴金屬的尺寸比較小，如果要做到與樹脂的單體分離必須進行超細(xì)粉碎。在粉碎工作完成后，再分別進行粒度分離和成份的分離。
廢礦渣和鋼渣資源化
鋼鐵廠的固體廢棄物主要是礦渣和鋼渣，兩項物料的總量在數(shù)千萬噸以上。對于這類固體廢棄物的利用，主要是用作建材，粉碎是必須的一道工藝。它的粉碎特點是量大、難磨，產(chǎn)品的容許加工成本有限。物料中常�；煊薪饘傥铮虼嗽谠O(shè)備選型上主要考慮的是球磨機和自磨機。新出現(xiàn)的輥壓磨對礦渣進行預(yù)處理，使顆粒內(nèi)部產(chǎn)生微細(xì)裂紋，然后進行球磨超細(xì)，可以大大降低能耗。礦渣在粉磨過程機械力的作用下微細(xì)化后，表面晶格缺陷增多，活性增大。這種活性有利于礦渣參與混凝土中水泥的水化過程，提高強度、降低水灰比，并有利于混凝土的輸送。
廢粉煤灰資源化
在粉煤灰方面。粉煤灰含有大量的有毒有害物質(zhì)，對環(huán)境危害很大。運用粉體技術(shù)制備技術(shù)能夠?qū)⒎勖夯抑瞥伞皝喖{米級空心微珠”和“硅晶纖維紙漿”二種新技術(shù)產(chǎn)品，他們是工業(yè)上的重要原輔材料。將粉煤灰作為再生資源綜合利用，不僅體現(xiàn)了循環(huán)經(jīng)濟的要求，而且減輕了粉煤灰環(huán)境的危害，還能便廢為寶�！皝喖{米級空心微珠”與“硅晶纖維”復(fù)合增強纖維材料產(chǎn)品將獲得廣泛應(yīng)用，它們將成為二十一世紀(jì)新型復(fù)合材料的主流。
煤矸石資源化
煤矸石是采煤過程和洗煤廠生產(chǎn)過程中排出的矸石。煤礦經(jīng)過多年開采，廢棄的煤矸石堆積如山。我國煤炭系統(tǒng)多年來積存下來的煤矸石達10億t以上，現(xiàn)在每年還要排放出近1億t，其中洗矸約1500多萬t。煤矸石的堆積不但占用大量土地，而且煤矸石中所含的硫化物散發(fā)后會污染大氣和水源，造成嚴(yán)重的后果。煤矸石中所含的黃鐵礦(FeS2)易被空氣氧化，放出的熱量可以促使煤矸石中所含煤炭風(fēng)化以至自燃。煤矸石燃燒時散發(fā)出難聞的氣味和有害的煙霧，使附近居民慢性氣管炎和氣喘病患者增多，周圍樹木落葉，莊稼減產(chǎn)。煤矸石山受雨水沖刷，常使附近河流的河床淤積，河水受到污染。國家對此等非常重視，如國家發(fā)改委和國家環(huán)�？偩值年P(guān)于印發(fā)煤炭工業(yè)節(jié)能減排工作意見（發(fā)改能源[2007] 1456號）的第二十七條到三十二條規(guī)定：煤炭企業(yè)必須按照清潔生產(chǎn)和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的要求，制定資源綜合利用規(guī)劃，煤矸石等必須綜合利用，不得長期排放堆存。
煤矸石可以利用來發(fā)電、生產(chǎn)建筑材料、回收有益礦產(chǎn)品、制取化工產(chǎn)品、改良土壤、生產(chǎn)肥料等。工藝是： 首先采用粉體技術(shù)將煤矸石按產(chǎn)品要求進行粉碎，粉碎后可以利用來發(fā)電、生產(chǎn)建筑材料、回收有益礦產(chǎn)品、制取化工產(chǎn)品、改良土壤、生產(chǎn)肥料等。其中粉體技術(shù)至關(guān)重要，它直接影響產(chǎn)品的性質(zhì)。
鍋爐尾氣脫硫
鍋爐尾氣脫硫是環(huán)保的重要問題，傳統(tǒng)的脫硫方案采用普通細(xì)度的碳酸鈣粉體為固硫載體，經(jīng)受熱分解成氧化鈣后與氧化硫結(jié)合成固體的硫酸鈣或亞硫酸鈣，從而將硫元素固化。這一過程包含兩個氣固相反應(yīng)過程，固相物的高比表面積有利于過程的進行和化學(xué)反應(yīng)過程的深度進行。超微粉體技術(shù)還可以制成非常好的催化劑，其催化效率極高。采用粉體技術(shù)以提高碳酸鈣的細(xì)度，是改善脫硫效果的重要手段之一。傳統(tǒng)的鋼球磨機生產(chǎn)的碳酸鈣粉體顆粒平均直徑為50μm，采用超微粉體技術(shù)能將顆粒的平均直徑降低到6μm以下，顆粒的外表面積將擴大8倍以上。結(jié)果表明：采用超微粉體技術(shù)生產(chǎn)的脫硫用超細(xì)碳酸鈣粉體，能夠大大提高鍋爐尾氣的脫硫效率。由于這種碳酸鈣超細(xì)粉體的用量很大，因此粉體技術(shù)在此方面具有重大的現(xiàn)實意義。
4粉體技術(shù)的前景
進入新世紀(jì)后的信息技術(shù)、生物技術(shù)和新材料技術(shù)的發(fā)展帶動了粉體技術(shù)研究內(nèi)容的深入和應(yīng)用開發(fā)水平的提高。超微粉體技術(shù)不再僅僅是粉碎分級等簡單的物理單元作業(yè)，而是在新的科學(xué)氛圍和新的技術(shù)平臺上與材料科學(xué)、化學(xué)、現(xiàn)代物理學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等學(xué)科的交融。即使是在那些簡單的物理單元作業(yè)中，新材料、計算機和測控技術(shù)的應(yīng)用，也在不斷使這些技術(shù)和設(shè)備推陳出新，更新?lián)Q代。
德國、美國和日本已出現(xiàn)了超微粉體專業(yè)開發(fā)公司。日本是采用粉體技術(shù)研究開發(fā)精細(xì)陶瓷較早的國家，20世紀(jì)90年代日本和西歐生產(chǎn)新型陶瓷用超微粉體的年總產(chǎn)值分別為71.5億美元和15億美元，年平均增長率分別為15.8％和18.9％。我國已建立了一些超微粉體專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)，有的產(chǎn)品如鋁粉已形成了生產(chǎn)規(guī)模，氧化鋯、碳酸鈣、氧化鈦、氧化硅等也有一定的生產(chǎn)規(guī)模。目前超微粉體已廣泛應(yīng)用于環(huán)保、清潔生產(chǎn)、固體廢物的資源化、無害化綜合利用、以及宇航、國防工業(yè)等領(lǐng)域，它不僅在高科技領(lǐng)域有著不可替代的作用，同時，也給傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)帶來生機和活力。除在傳統(tǒng)技術(shù)的逐步改革之外，超微粉體技術(shù)的一個突出的發(fā)展趨勢是納米化。納米技術(shù)的研究領(lǐng)域甚廣，并處在不斷拓展中。
隨著科技的發(fā)展和經(jīng)濟發(fā)展的要求，粉體技術(shù)能在發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟方面能夠得到越來越廣泛地應(yīng)用，因此在長期的發(fā)展戰(zhàn)略中具有不可低估的經(jīng)濟、社會和環(huán)保效益。
5 結(jié)束語
目前，我國正處于工業(yè)化高速發(fā)展階段，一方面是經(jīng)濟的高速增長，另一方面也付出了沉重的環(huán)境代價。能耗高，尤其是重化工業(yè)能源、資源消耗量高，萬元GDP能耗是日本的4.43倍，是世界平均水平的2.2倍，主要工業(yè)產(chǎn)品單位能耗比國際先進水平高20%%—40%。單位GDP有色金屬（銅、鋁、鉛、鋅）資源消耗量約為日本的7.1倍，美國的5.7倍鋼材是世界平均水平的3.6倍，且礦產(chǎn)資源回收率比國外低20%%。隨著經(jīng)濟的快速增長和人口的不斷增加，淡水、土地、能源、礦產(chǎn)等資源不足的矛盾更加突出，環(huán)境壓力日益增大。環(huán)境問題已成為制約我國經(jīng)濟發(fā)展、影響社會和諧的重要因素。
粉體產(chǎn)業(yè)在“減量化、再利用和資源循環(huán)利用”方面具有重大的作用，因此是清潔生產(chǎn)和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟重要技術(shù)支撐產(chǎn)業(yè),是資源高附加值利用工程，是二十一世紀(jì)循環(huán)經(jīng)濟可再生資源充分利用新亮點 。粉體技術(shù)利用與開發(fā)完全符合國家鼓勵循環(huán)經(jīng)濟、鼓勵固體廢物綜合利用的政策符合國家實施資源綜合利用關(guān)鍵技術(shù)國家重大產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)專項符合國家重點鼓勵發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù) 。循環(huán)經(jīng)濟又為粉體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了更大的空間和指明了途徑。發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟對于轉(zhuǎn)變我國經(jīng)濟增長方式的重大意義和對發(fā)展粉體產(chǎn)業(yè)的推進作用。隨著科技的發(fā)展和環(huán)保意識的提高，以及循環(huán)經(jīng)濟理念的深入貫徹，粉體技術(shù)和粉體將在環(huán)保領(lǐng)域和循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮越來越大的作用，粉體技術(shù)對社會的可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。當(dāng)前黨中央、國務(wù)院對清潔生產(chǎn)和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟都非常重視。而粉體技術(shù)在資源和廢氣物的“最小化，再利用和再循環(huán)”方面具有技術(shù)上的重要作用。因此粉體技術(shù)具有巨大的發(fā)展空間和廣闊的應(yīng)用前景。
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（清華大學(xué) 材料科學(xué)與工程系 先進材料教育部重點實驗室 北京100084）
摘要：本文簡明闡述了粉體技術(shù)的特點，當(dāng)前粉體技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r和未來發(fā)展前景，論述了粉體技術(shù)在促進清潔生產(chǎn)和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟方面的應(yīng)用狀況，在此基礎(chǔ)上闡明了粉體技術(shù)對發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，促進社會可持續(xù)發(fā)展具有巨大的作用。
關(guān)鍵詞：粉體技術(shù)，清潔生產(chǎn)，循環(huán)經(jīng)濟，可持續(xù)發(fā)展
1粉體技術(shù)概述
粉體技術(shù)是一門以顆粒狀固體物質(zhì)為對象，研究其性質(zhì)、制備、加工和應(yīng)用的綜合性技術(shù)，主要包括破碎、粉磨、均化、分級、干燥、收捕、混合、存儲、裝運以及某些粉體產(chǎn)品的改性造粒等工序，各工序間還有輸送、計量作業(yè)。
粉體技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到超微粉體技術(shù)和納米粉體技術(shù)。超微粉體技術(shù)是傳統(tǒng)粉體技術(shù)的進一步發(fā)展，它是近幾十年來新興的一門科學(xué)技術(shù)，它源自古老的傳統(tǒng)粉碎技術(shù)，而將其粉碎的概念向前大大延伸了。所謂“超微粉體”，國內(nèi)外目前對這一名詞尚無嚴(yán)格的界定。從粉體學(xué)的角度，通常將1250 目（即 10 u m ）以下的粉體，稱之為“超微粉體”。采用傳統(tǒng)的工藝方法，很難將固形物料粉碎到如此的細(xì)度。
固形物質(zhì)經(jīng)過超微粉碎后，使其處于微米甚至納米尺寸時，該粉體的物理、化學(xué)特性都發(fā)生極大的變化。
在化工、塑料、油漆、涂料等行業(yè)中，“超微粉體”可制成高強度、高附著力的高檔新產(chǎn)品。特別是在中醫(yī)藥領(lǐng)域，“超微粉體”技術(shù)可改變傳統(tǒng)的中醫(yī)手段，中藥材經(jīng)“超微粉碎”細(xì)化后，可直接用于口服，從而免除了飲片、煎煮等繁鎖的工藝，這樣就大大方便了病人用藥。不僅如此，經(jīng)研究表明，經(jīng)“超微細(xì)化”后的中藥，只相當(dāng)于原方劑用藥量的十分之一，甚至更少，這就可以大大節(jié)省寶貴的中藥材資源，對提高全民族健康，有效保護環(huán)境，都有深遠(yuǎn)的意義。
國外對粉體技術(shù)非常重視，許多國家先后建立樂粉體研究機構(gòu)。如，英國里茲大學(xué)粉體工程研究所（選礦、環(huán)保，從礦物加工、電子材料）和美國馬州高分子材料研究所（研究范圍涵蓋了從普通塑料到納米復(fù)合材料，從宏觀機械加工，到微結(jié)構(gòu)控制）。我國對粉體技術(shù)也非常重視，先后建立樂粉體研究機構(gòu)，如北京海正粉體技術(shù)有限公司、丹東藍(lán)天粉體材料科技有限公司、清華大學(xué)粉體材料研究室、江蘇省超細(xì)粉體工程研究中心等。
“超微粉體技術(shù)”是一門跨行業(yè)的新興技術(shù)領(lǐng)域，在我國從八、九十年代開始才逐步被越來越多研究部門和行業(yè)所重視。隨著信息、生物和新材料的發(fā)展，粉體技術(shù)相應(yīng)的向更深更廣的方面發(fā)展，當(dāng)前粉體技術(shù)不僅僅是簡單的粉碎、分級的物理過程，而是建立在高新技術(shù)平臺上的并且與材料科學(xué)、化學(xué)、現(xiàn)代物理學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等學(xué)科有密切聯(lián)系的交叉學(xué)科。
粉體技術(shù)主要以固體物料的加工處理對象,隨著世界粉體工業(yè)向精細(xì)化發(fā)展，固體原料深加工技術(shù)在科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中顯示了重要的作用。當(dāng)前粉體技術(shù)不僅在紡織、建材、中藥、食品、保健品、飼料、國防等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，而且在清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟中也具有獨特的優(yōu)勢。
2循環(huán)經(jīng)濟簡介
循環(huán)經(jīng)濟是一種以資源的高效和循環(huán)利用為核心，以“減量化（reduce）、再利用（reuse）、資源化（recyle）”為原則，以低消耗、低排放、高效率為基本特征，符合可持續(xù)發(fā)展理念的經(jīng)濟增長模式，是對“大量生產(chǎn)、大量消費、大量廢棄”的傳統(tǒng)增長模式的根本變革。循環(huán)經(jīng)濟是在現(xiàn)代工業(yè)社會條件下，為解決經(jīng)濟增長與資源緊缺和環(huán)境惡化的矛盾而產(chǎn)生的一種新的經(jīng)濟增長模式，兼顧了經(jīng)濟社會發(fā)展與資源節(jié)約、環(huán)境保護的目標(biāo)，為正確處理可持續(xù)發(fā)展的三大支柱——經(jīng)濟發(fā)展、社會進步和環(huán)境保護之間的關(guān)系指明了方向。
循環(huán)經(jīng)濟是一種可持續(xù)發(fā)展的新模式，將資源利用和環(huán)境影響綜合考慮。在整個產(chǎn)品生命周期中，從產(chǎn)品設(shè)計、制造到使用、報廢、回收，實行面向產(chǎn)品生命周期的綠色設(shè)計，面向環(huán)境的材料選擇，綠色工藝規(guī)劃、綠色包裝，采用回收及再制造技術(shù)、面向環(huán)境和資源的生態(tài)技術(shù)以及全生命周期評價和決策分析管理方法，以實現(xiàn)環(huán)境影響最小、資源利用效率最高、企業(yè)經(jīng)濟效益和社會效益協(xié)調(diào)優(yōu)化的目標(biāo)。
發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟是黨中央、國務(wù)院為貫徹落實科學(xué)發(fā)展觀、實現(xiàn)經(jīng)濟增長方式根本性轉(zhuǎn)變而提出的一項重大戰(zhàn)略任務(wù)。循環(huán)經(jīng)濟本質(zhì)上是一種生態(tài)經(jīng)濟，要求把經(jīng)濟活動組織成一個“資源－產(chǎn)品－再生資源”的反饋式流程，其特征是低開采、高利用、低排放。所有的物質(zhì)和能源能在這個不斷進行的經(jīng)濟循環(huán)中得到合理和持久地利用，以把經(jīng)濟活動對自然環(huán)境的影響降低到盡可能小的程度。循環(huán)經(jīng)濟為工業(yè)化以來的傳統(tǒng)經(jīng)濟轉(zhuǎn)向可持續(xù)發(fā)展的經(jīng)濟提供了戰(zhàn)略性的理論范式，從根本上消解了長期以來環(huán)境與發(fā)展之間的尖銳沖突。“減量化、再利用、再循環(huán)”是循環(huán)經(jīng)濟最重要的實際操作原則。
胡錦濤總書記論述循環(huán)經(jīng)濟指出：要加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長方式，將循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展理念貫穿到區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展、城鄉(xiāng)建設(shè)和產(chǎn)品生產(chǎn)中，使資源得到最有效的利用�！秶鴦�(wù)院關(guān)于加快發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟若干意見》指出到2 0 1 0年發(fā)展目標(biāo)：我國消耗每噸能源、鐵礦石、有色金屬、非金屬礦等十五種重要資源產(chǎn)出的GDP比2003年提高25%左右每萬元GDP能耗下降18%以上。礦產(chǎn)資源總回收率和共伴生礦綜合利用率分別提高5個百分點。工業(yè)固體廢物綜合利用率提高到60%以上再生銅、鋁、鉛占產(chǎn)量的比重分別達到35%、25%、30%，主要再生資源回收利用量提高65%以上。工業(yè)固體廢物堆存和處置量控制在4.5億噸左右城市生活垃圾增長率控制在5%左右。我國“十一五”規(guī)劃中明確指出：積極推進以節(jié)能減排為主要目標(biāo)的設(shè)備更新和技術(shù)改造，引導(dǎo)企業(yè)采用有利于節(jié)能環(huán)保的新設(shè)備、新工藝、新技術(shù)，加強資源綜合利用和清潔生產(chǎn)，大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟和節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)。
3 粉體技術(shù)在循環(huán)經(jīng)濟中的應(yīng)用
隨著社會化大生產(chǎn)和生活水平的提高，我國工業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生了大量的廢氣、廢水和廢渣等廢物。按照清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟的要求，必須對其無害化處理。在此過程中粉體技術(shù)以其獨特的優(yōu)勢發(fā)揮了不可替代的重大的作用。
3.1 減量化（reduce）方面
粉體技術(shù)以其獨特的優(yōu)勢在建材、環(huán)保、固體廢物處理等過程中能夠降低能耗，減少資源消耗。例如
建材工業(yè)領(lǐng)域
水泥、石灰、磚等是常用的建筑材料，在生產(chǎn)過程中都離不開粉體技術(shù)。如，制備水泥時需要對原料和成品進行兩次研磨粉碎。水泥熟料的粉磨，其電能消耗占全部消耗的60％以上（干法生產(chǎn)水泥工藝），因此需要研究開發(fā)新的水泥粉磨工藝以降低能耗。隨著對混凝土制品強度要求的提高，水泥的細(xì)度也在逐漸增加。原料細(xì)度的提高有利于改善原料各組分的混合均勻度，降低游離氧化鈣的含量。水泥熟料的硬度較大，而細(xì)粉含量的高低在一定程度上決定了混凝土早期強度的高低。水泥的粒度分布對混凝土在不同齡期的強度有著決定性的影響。我國水泥的產(chǎn)量已達五億噸，需要粉磨的物料量高達十幾億噸。如此巨大的處理量，粉碎分級過程的節(jié)能降耗是該行業(yè)的突出問題。球磨機是水泥生產(chǎn)中的主力軍，隨著機械工業(yè)的進步，輥壓磨、立式磨、高效選粉機等新設(shè)備不斷涌現(xiàn)，有效地降低了水泥生產(chǎn)中粉磨工藝的電耗。為了改善混凝土強度、降低水化熱和減小收縮，近年來隨著超細(xì)礦渣、超細(xì)粉煤灰等混凝土摻和料的用量逐年增加，水泥的超細(xì)粉碎技術(shù)顯得越發(fā)重要。
冶煉領(lǐng)域
利用粉體技術(shù)對冶金原料在冶金前進行粉碎和分級處理以去除雜質(zhì)，不僅可以最大限度在減少非金屬雜質(zhì)進入冶煉工序，還可以提高精煉、精軋，提高軋鋼成材率。如濟南鋼鐵廠通過粉體技術(shù)實施源頭削減雜質(zhì)的精料方針， 從1995年到2005年，軋鋼成材率提高6.18個百分點，相當(dāng)于同等坯料多產(chǎn)鋼材46.8萬噸，10年累計多產(chǎn)鋼材127.8萬噸。
環(huán)保領(lǐng)域
當(dāng)前，工業(yè)生產(chǎn)中很容易產(chǎn)生“三廢”，按照清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟的要求，在安全排放前必須對其采用有效的處理措施。粉體技術(shù)在“三廢”治理方面具有很大的作用，如廢氣治理方面。目前大氣污染日益加劇，一般采用常規(guī)的TiO2粉體除去空氣中超標(biāo)的CO、NOx，與SO2等嚴(yán)重危害人類健康的有害氣體，具有一定的效果。采用超微粉體技術(shù)制備的TiO2超微粉體用于廢氣處理，研究結(jié)果表明：超微粉體的用量降低到原來的四分之一時具有相同的處理效果。1989年通用汽車公司的Donald Beck 采用納米粉體技術(shù)制備了納米TiO2，并研究了納米TiO2從模擬汽車廢氣（含H2S氣流）中除去硫的能力，研究結(jié)果表明：500℃經(jīng)7小時后從模擬廢氣中除去的總硫量比各種常規(guī)TiO2除去的量大5倍。意味著粉體的用量降低到原來的五分之一時具有相同的處理效果�？梢姺垠w技術(shù)在污染治理和清潔生產(chǎn)方面有很大的潛力。
制藥領(lǐng)域
目前已經(jīng)試驗證明，采用超微粉體技術(shù)，可以節(jié)省中草藥、礦物藥和動物要的原料，提高藥材利用率。采用一般的機械粉碎，某些類型中藥材粉碎成細(xì)粉都非常困難，如纖維類的甘草、黃芪、艾葉等，粉碎得到大量渣料，造成原藥材的浪費。若采用生物粉體技術(shù)（超細(xì)粉碎），纖維類中藥材極易操作，可減少資源浪費。藥材經(jīng)超微粉碎后，用小于原處方的藥量即可獲得原處方的療效。根據(jù)藥材性質(zhì)和粉碎程度的不同，一般可節(jié)省藥材30％-70％。據(jù)初步統(tǒng)計，微粉中藥的丸散藥給藥量可減少到原來的 1/3-1/5，湯藥給藥量為原來的1/5-1/20。而且藥材經(jīng)超微粉碎制成生物粉體后，一般不進行煎煮浸取就可以直接制劑。因此減少生產(chǎn)環(huán)節(jié)中有效成分的損耗，提高藥材的利用率，又可以減少資源的浪費。
3.2 再利用（reuse）方面
粉體技術(shù)在廢物再利用方面也具有較大作用，如廢舊耐火材料可再利用方面。目前，我國耐火材料的年總消耗量超過900萬噸，用后的廢舊耐火材料達到400萬噸，廢舊耐火材料占耐火材料總消耗量的45%.而這些廢舊耐火材料的處理方式，大多數(shù)是被當(dāng)成工業(yè)垃圾填埋。大量廢舊耐火材料的填埋不僅占用了土地，經(jīng)風(fēng)化和雨淋的廢棄耐火材料，易造成土壤土質(zhì)的破壞，而且有些廢舊耐火材料可以致癌（如含鉻耐火材料）、具有放射性（如含鋯耐火材料）。隨著我國對循環(huán)經(jīng)濟、可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的推進，對廢舊耐火材料的研發(fā)再利用力度也需逐漸增大。
廢舊耐火材料再利用的工藝流程如下：廢棄耐火材料→分類堆放→分揀→除去渣層→破碎、粉碎→篩選→規(guī)格→按比例摻入到新產(chǎn)品中→配料、混煉→困料成型→熱處理→制品。
寶鋼在廢舊鎂碳磚的回收利用方面做了大量工作，并取得了很好的成效。從鋼包拆包現(xiàn)場揀選出粒度大于20毫米的廢棄鋁鎂尖晶石質(zhì)鋼包澆注料，除去表面黏附的廢鋼和殘渣等雜質(zhì)，再經(jīng)人工破碎、顎破、錘破及球磨機破碎成粒度為1～5毫米的再生顆粒料和小于0.088毫米的再生細(xì)粉。將這些再生料用在中小型高爐炮泥中，完全可以滿足高爐出鐵口的要求。
陶瓷工業(yè)中大量廢棄的匣缽和硼板經(jīng)揀選、粉碎后，可以按一定比例的再生原料用于生產(chǎn)瓷磚、西式琉璃瓦、墻地磚和滲水磚。以50%～70%的莫來石-剛玉質(zhì)輥道窯陶瓷輥棒廢料為原料，再添加高嶺石、滑石、碳酸鈣和碳酸鋇等粉料，可生產(chǎn)鋁含量為50%～60%的高檔耐磨研磨介質(zhì)。
北京通達耐火技術(shù)有限公司對工業(yè)固體廢棄物的再利用，有近20年的經(jīng)驗和技術(shù)。該公司在新產(chǎn)品開發(fā)與應(yīng)用過程中，使用了廢棄材料生產(chǎn)不定形耐火材料，且應(yīng)用于各種不同的耐火材料領(lǐng)域，取得了很好的效果。對廢棄耐火材料，該公司技術(shù)人員并不是將其簡單地?fù)饺氲叫庐a(chǎn)品中，而是與先進的粉體技術(shù)結(jié)合起來，確保再生產(chǎn)品的理化指標(biāo)和使用壽命達到甚至超過原產(chǎn)品水平。該公司將廢陶瓷、廢硅磚等，經(jīng)過回收粉碎成不同粒度的再生料，開發(fā)出多種再生產(chǎn)品（如高鋁高強澆注料和輕質(zhì)隔熱料等），還將生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的粉塵引用到耐火澆注料中，得到性能優(yōu)良的澆注料新產(chǎn)品。
國內(nèi)外多項試驗研究表明，采用適當(dāng)?shù)姆垠w技術(shù)，以高比例的廢舊耐火材料制成的各種再生耐火材料，其性能完全可以接近、達到，甚至超過原耐火產(chǎn)品水平，能為企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟效益和良好的社會效益。
3.3 資源化（recycle）方面
隨著工業(yè)化進程的加快多，作為二次資源的固體廢物越來越多，如廢舊輪胎、廢舊塑料制品、廢電纜電器、煤矸石等等，已經(jīng)成為國際和國內(nèi)各界十分關(guān)注的重大課題。這些廢物采用粉體技術(shù)經(jīng)深加工后再生利用：首先粉碎，再將其微細(xì)化，以使不同成份的單體解離，最后用磁選或浮選工藝，對物料中的不同組分進行成份分離。粉碎工藝是上述過程不可缺少的重要環(huán)節(jié)。
廢舊輪胎、廢舊塑料資源化
隨著工業(yè)化進程的加快多，廢舊輪胎、廢舊塑料制品、廢電纜電器等的數(shù)量越來越多，需要對其資源化處理。在這方面的資源化技術(shù)中粉碎是不可缺少的過程。一般首先對其粉碎，在此基礎(chǔ)上對其記一步微細(xì)化處理，其目的是使不同的單體解離，最用磁選或浮選工藝，對物料中的不同組分進行成份分離。可見粉體技術(shù)在整個過程中至關(guān)重要。
廢電路板資源化
隨著電器用品的增加，廢舊電路板的存量不斷增加。這類廢物料的特點是熱固性樹脂的基體上附著了大量的貴金屬。傳統(tǒng)的方法是將電路板燒掉，從而達到分離的目的。這種方法對環(huán)境造成極大的污染，而且部分貴金屬也容易氧化。用粉碎分離的方法就解決了這一問題，粉碎的目的是將這些貴金屬與樹脂分離。熱固性樹脂的粉碎特點是在常溫下成脆性，適合于用沖擊式粉碎機來完成這一工作。各類貴金屬的尺寸比較小，如果要做到與樹脂的單體分離必須進行超細(xì)粉碎。在粉碎工作完成后，再分別進行粒度分離和成份的分離。
廢礦渣和鋼渣資源化
鋼鐵廠的固體廢棄物主要是礦渣和鋼渣，兩項物料的總量在數(shù)千萬噸以上。對于這類固體廢棄物的利用，主要是用作建材，粉碎是必須的一道工藝。它的粉碎特點是量大、難磨，產(chǎn)品的容許加工成本有限。物料中常�；煊薪饘傥铮虼嗽谠O(shè)備選型上主要考慮的是球磨機和自磨機。新出現(xiàn)的輥壓磨對礦渣進行預(yù)處理，使顆粒內(nèi)部產(chǎn)生微細(xì)裂紋，然后進行球磨超細(xì)，可以大大降低能耗。礦渣在粉磨過程機械力的作用下微細(xì)化后，表面晶格缺陷增多，活性增大。這種活性有利于礦渣參與混凝土中水泥的水化過程，提高強度、降低水灰比，并有利于混凝土的輸送。
廢粉煤灰資源化
在粉煤灰方面。粉煤灰含有大量的有毒有害物質(zhì)，對環(huán)境危害很大。運用粉體技術(shù)制備技術(shù)能夠?qū)⒎勖夯抑瞥伞皝喖{米級空心微珠”和“硅晶纖維紙漿”二種新技術(shù)產(chǎn)品，他們是工業(yè)上的重要原輔材料。將粉煤灰作為再生資源綜合利用，不僅體現(xiàn)了循環(huán)經(jīng)濟的要求，而且減輕了粉煤灰環(huán)境的危害，還能便廢為寶�！皝喖{米級空心微珠”與“硅晶纖維”復(fù)合增強纖維材料產(chǎn)品將獲得廣泛應(yīng)用，它們將成為二十一世紀(jì)新型復(fù)合材料的主流。
煤矸石資源化
煤矸石是采煤過程和洗煤廠生產(chǎn)過程中排出的矸石。煤礦經(jīng)過多年開采，廢棄的煤矸石堆積如山。我國煤炭系統(tǒng)多年來積存下來的煤矸石達10億t以上，現(xiàn)在每年還要排放出近1億t，其中洗矸約1500多萬t。煤矸石的堆積不但占用大量土地，而且煤矸石中所含的硫化物散發(fā)后會污染大氣和水源，造成嚴(yán)重的后果。煤矸石中所含的黃鐵礦(FeS2)易被空氣氧化，放出的熱量可以促使煤矸石中所含煤炭風(fēng)化以至自燃。煤矸石燃燒時散發(fā)出難聞的氣味和有害的煙霧，使附近居民慢性氣管炎和氣喘病患者增多，周圍樹木落葉，莊稼減產(chǎn)。煤矸石山受雨水沖刷，常使附近河流的河床淤積，河水受到污染。國家對此等非常重視，如國家發(fā)改委和國家環(huán)�？偩值年P(guān)于印發(fā)煤炭工業(yè)節(jié)能減排工作意見（發(fā)改能源[2007] 1456號）的第二十七條到三十二條規(guī)定：煤炭企業(yè)必須按照清潔生產(chǎn)和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的要求，制定資源綜合利用規(guī)劃，煤矸石等必須綜合利用，不得長期排放堆存。
煤矸石可以利用來發(fā)電、生產(chǎn)建筑材料、回收有益礦產(chǎn)品、制取化工產(chǎn)品、改良土壤、生產(chǎn)肥料等。工藝是： 首先采用粉體技術(shù)將煤矸石按產(chǎn)品要求進行粉碎，粉碎后可以利用來發(fā)電、生產(chǎn)建筑材料、回收有益礦產(chǎn)品、制取化工產(chǎn)品、改良土壤、生產(chǎn)肥料等。其中粉體技術(shù)至關(guān)重要，它直接影響產(chǎn)品的性質(zhì)。
鍋爐尾氣脫硫
鍋爐尾氣脫硫是環(huán)保的重要問題，傳統(tǒng)的脫硫方案采用普通細(xì)度的碳酸鈣粉體為固硫載體，經(jīng)受熱分解成氧化鈣后與氧化硫結(jié)合成固體的硫酸鈣或亞硫酸鈣，從而將硫元素固化。這一過程包含兩個氣固相反應(yīng)過程，固相物的高比表面積有利于過程的進行和化學(xué)反應(yīng)過程的深度進行。超微粉體技術(shù)還可以制成非常好的催化劑，其催化效率極高。采用粉體技術(shù)以提高碳酸鈣的細(xì)度，是改善脫硫效果的重要手段之一。傳統(tǒng)的鋼球磨機生產(chǎn)的碳酸鈣粉體顆粒平均直徑為50μm，采用超微粉體技術(shù)能將顆粒的平均直徑降低到6μm以下，顆粒的外表面積將擴大8倍以上。結(jié)果表明：采用超微粉體技術(shù)生產(chǎn)的脫硫用超細(xì)碳酸鈣粉體，能夠大大提高鍋爐尾氣的脫硫效率。由于這種碳酸鈣超細(xì)粉體的用量很大，因此粉體技術(shù)在此方面具有重大的現(xiàn)實意義。
4粉體技術(shù)的前景
進入新世紀(jì)后的信息技術(shù)、生物技術(shù)和新材料技術(shù)的發(fā)展帶動了粉體技術(shù)研究內(nèi)容的深入和應(yīng)用開發(fā)水平的提高。超微粉體技術(shù)不再僅僅是粉碎分級等簡單的物理單元作業(yè)，而是在新的科學(xué)氛圍和新的技術(shù)平臺上與材料科學(xué)、化學(xué)、現(xiàn)代物理學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等學(xué)科的交融。即使是在那些簡單的物理單元作業(yè)中，新材料、計算機和測控技術(shù)的應(yīng)用，也在不斷使這些技術(shù)和設(shè)備推陳出新，更新?lián)Q代。
德國、美國和日本已出現(xiàn)了超微粉體專業(yè)開發(fā)公司。日本是采用粉體技術(shù)研究開發(fā)精細(xì)陶瓷較早的國家，20世紀(jì)90年代日本和西歐生產(chǎn)新型陶瓷用超微粉體的年總產(chǎn)值分別為71.5億美元和15億美元，年平均增長率分別為15.8％和18.9％。我國已建立了一些超微粉體專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)，有的產(chǎn)品如鋁粉已形成了生產(chǎn)規(guī)模，氧化鋯、碳酸鈣、氧化鈦、氧化硅等也有一定的生產(chǎn)規(guī)模。目前超微粉體已廣泛應(yīng)用于環(huán)保、清潔生產(chǎn)、固體廢物的資源化、無害化綜合利用、以及宇航、國防工業(yè)等領(lǐng)域，它不僅在高科技領(lǐng)域有著不可替代的作用，同時，也給傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)帶來生機和活力。除在傳統(tǒng)技術(shù)的逐步改革之外，超微粉體技術(shù)的一個突出的發(fā)展趨勢是納米化。納米技術(shù)的研究領(lǐng)域甚廣，并處在不斷拓展中。
隨著科技的發(fā)展和經(jīng)濟發(fā)展的要求，粉體技術(shù)能在發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟方面能夠得到越來越廣泛地應(yīng)用，因此在長期的發(fā)展戰(zhàn)略中具有不可低估的經(jīng)濟、社會和環(huán)保效益。
5 結(jié)束語
目前，我國正處于工業(yè)化高速發(fā)展階段，一方面是經(jīng)濟的高速增長，另一方面也付出了沉重的環(huán)境代價。能耗高，尤其是重化工業(yè)能源、資源消耗量高，萬元GDP能耗是日本的4.43倍，是世界平均水平的2.2倍，主要工業(yè)產(chǎn)品單位能耗比國際先進水平高20%%—40%。單位GDP有色金屬（銅、鋁、鉛、鋅）資源消耗量約為日本的7.1倍，美國的5.7倍鋼材是世界平均水平的3.6倍，且礦產(chǎn)資源回收率比國外低20%%。隨著經(jīng)濟的快速增長和人口的不斷增加，淡水、土地、能源、礦產(chǎn)等資源不足的矛盾更加突出，環(huán)境壓力日益增大。環(huán)境問題已成為制約我國經(jīng)濟發(fā)展、影響社會和諧的重要因素。
粉體產(chǎn)業(yè)在“減量化、再利用和資源循環(huán)利用”方面具有重大的作用，因此是清潔生產(chǎn)和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟重要技術(shù)支撐產(chǎn)業(yè),是資源高附加值利用工程，是二十一世紀(jì)循環(huán)經(jīng)濟可再生資源充分利用新亮點 。粉體技術(shù)利用與開發(fā)完全符合國家鼓勵循環(huán)經(jīng)濟、鼓勵固體廢物綜合利用的政策符合國家實施資源綜合利用關(guān)鍵技術(shù)國家重大產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)專項符合國家重點鼓勵發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù) 。循環(huán)經(jīng)濟又為粉體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了更大的空間和指明了途徑。發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟對于轉(zhuǎn)變我國經(jīng)濟增長方式的重大意義和對發(fā)展粉體產(chǎn)業(yè)的推進作用。隨著科技的發(fā)展和環(huán)保意識的提高，以及循環(huán)經(jīng)濟理念的深入貫徹，粉體技術(shù)和粉體將在環(huán)保領(lǐng)域和循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮越來越大的作用，粉體技術(shù)對社會的可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。當(dāng)前黨中央、國務(wù)院對清潔生產(chǎn)和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟都非常重視。而粉體技術(shù)在資源和廢氣物的“最小化，再利用和再循環(huán)”方面具有技術(shù)上的重要作用。因此粉體技術(shù)具有巨大的發(fā)展空間和廣闊的應(yīng)用前景。
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