科普|破除炉渣废料误区 解锁工业固废生态蜕变路径

    近年来，随着经济高速发展以及生活水平提高，城市生活垃圾清运量与日俱增。如何实现垃圾减量化、资源化与无害化处理，成为公众关注的热点。在此背景下，垃圾焚烧发电技术凭借突出的减量化、资源化及无害化优势，迅速获得社会各界关注并蓬勃发展。该技术能让生活垃圾体积锐减85%-90%，质量降低60%-90%，有机物近乎100% 消除，还能产出绿色电力，有效缓解能源紧张，实现资源高效利用。

    不过，此种处理方式会产生焚烧残余物，主要包括焚烧飞灰和焚烧炉渣。炉渣是生活垃圾在焚烧炉内经高温焚烧后形成的固体残余物，约占垃圾总重量的20%-25%。当垃圾被投入焚烧炉后，其中的可燃物质会充分燃烧，而陶瓷、玻璃、金属等不可燃的固体物质则残留下来形成炉渣。此外，在燃烧过程中，垃圾中的部分物质会发生化学反应，生成的新化合物也会混杂在炉渣中。

    01炉渣资源化

    20世纪末至21世纪初，欧盟国家便通过立法积极推动垃圾焚烧发电底灰（Bottom Ash，也称“炉渣”）的资源化利用。经过多年发展，欧盟整体的炉渣资源化率已普遍超过50%，德国、荷兰等领先国家更是通过成熟的分选、处理和标准体系，将经过适当处理的炉渣广泛应用于道路建设、建材生产等领域，成功将其纳入国家循环经济体系[1,2]。

    反观我国，随着城市化进程加速，生活垃圾产生量持续增长。根据中国住房和城乡建设部发布的《中国城市建设统计年鉴》数据，2022年全国城市生活垃圾清运量已达2.72亿吨。垃圾焚烧处理因其减量化、无害化和资源化优势，已成为主流处理方式。生态环境部发布的《2023中国生态环境状况公报》显示，2023年生活垃圾焚烧处理能力占比达到72.5%。以焚烧量20-25%的常规产渣率计算，我国每年产生的垃圾焚烧炉渣量巨大，保守估计超过2000万吨[3,4]。

    若将如此巨量的炉渣直接填埋处置，不仅浪费资源，还将占用宝贵的土地空间，粗略估算需数百亩的填埋场地。而炉渣资源化利用不仅能显著节省填埋成本、缓解土地压力，更能创造可观的经济价值和环境效益，是实现垃圾处理“变废为宝”和循环经济的关键环节。

    02炉渣变废为宝的路径

    1. 预处理与金属回收 炉渣中通常含有5%-8%的废旧金属（以钡、铁、铜为主）[5-7]。通过破碎、筛分及磁选等工艺可高效回收这些金属，既能防止铜、铅、铬等重金属在环境中迁移累积造成的生态与健康风险，又可显著提升炉渣资源化的经济价值。

    研究表明，因物化特性差异，不同金属回收率存在显著分化：铁磁性物质易被磁选捕获，铁回收率可达85%以上；而非铁金属（如铜、铝）需依赖涡流分选技术，铜、铝回收率分别为52.7%和73.1%。因此，“磁选-涡流协同分选”技术通过分级提取金属组分，即提高其分选效率至传统人工的3倍，又规避了重金属在环境中的溶出风险，实现金属资源绿色可持续利用。

    2、环保砖生产 

    经过预处理后，炉渣含水率可降至2%，其密度与吸水率均满足建材骨料标准。某环保发电公司采用80%的炉渣替代天然骨料，与水泥混合制成环保砖，其产品抗压强度达C30等级。这一工艺不仅使每吨炉渣节约了25元的原料成本，还实现了超过120万元的年经济效益。

    3. 路基填充 

    炉渣的物理特性与天然骨料相似，因此可以作为替代材料使用。在天津梨双路养护工程中，210吨炉渣替代传统材料，这不仅使强度提升了10%，还使每吨材料的成本节省了13-16元。

    无独有偶，上海苗圃路采用炉渣作为路基材料已有10年（参考上海《道路工程生活垃圾焚烧炉渣集料应用技术规程》（DG/TJ 08-2245-2017）），监测结果显示，弯沉值稳定，完全满足长期使用需求。

    随着“无废城市”建设的深入推进，我国炉渣资源化技术正从单一消纳迈向高值利用。以深圳、上海、天津等市为代表的“焚烧-分选-建材”闭环模式，正在全国加速复制。当炉渣从填埋场走向摩天大楼的基座，当重金属从污染源变为再生建材的组分，我们看到的不仅是技术的进步，更是对“垃圾是放错位置的资源”的生动诠释。每一块垃圾焚烧发电衍生的炉渣砖、炉渣路，都在重构人与资源的共生关系，炉渣资源化这把“中国钥匙”，已开启的不只是垃圾困局的解法，更是城市可持续发展范式的全球性探索。

    参考文献[1] Blasenbauer D, Huber F, Lederer J, et al. Legal situation and current practice of waste incineration bottom ash utilisation in Europe %J Waste Management[J], 2020, 102: 868-883.

    [2] Vele A M, Galisteo F C, Atanes-Sánchez E, et al. Sustainable management of municipal solid waste incineration fly ash: A life cycle assessment based review of treatment and valorization pathways[J]. Journal of Hazardous Materials Advances, 2025, 19: 100817.

    [3] 《中国城市建设统计年鉴—2022》编委会和编辑工作人员, 2023: 4-5

    [4] 吴将金. 生活垃圾焚烧发电厂炉渣综合利用智慧平台设计[J], 能源与环境, 2025(03): 26-30.

    [5] Shen H, Forssberg E. An overview of recovery of metals from slags[J]. Waste Management, 2003, 23(10): 933-949.

    [6] 夏溢, 章骅, 邵立明,等. 生活垃圾焚烧炉渣中有价金属的形态与可回收特征[J]，环境科学研究, 2017, 30(04): 586-591.

    [7] 芦会杰, 张旭, 刘欣艳. 北京市生活垃圾焚烧炉渣重金属特性及其来源分析[J], 环境化学, 2018, 37(09): 1971-1977.