使用電力驅動的熔爐來生產鋼鐵已是成熟的技術，如果將廢舊水泥作為鋼材生產的一部分，就能實現廢水泥的再利用，若用可再生能源提供動力的電弧爐來加熱，那么我們就能得到零排放的水泥。

　　近日，英國劍橋大學研究人員從傳統的煉鐵爐獲得靈感，在世界上首次證明水泥可循環利用，而不會像以前生產合成水泥給環境帶來危害。相關研究成果日前在國際科技期刊《自然》發表。

　　混凝土是使用量很大的材料，它的主要成分除了沙子、礫石外，還有充當黏合劑的水泥。石灰石和其他原材料被粉碎，并在大型窯爐中加熱至約1450℃，這一過程將原材料轉化為水泥。

　　在加熱生產生石灰的過程中，石灰石會釋放大量二氧化碳，約占人為排放總量7.5%。過去10年來，科學家們一直在研究混凝土中的水泥替代品，發現混凝土中大約一半的水泥可以用粉煤灰等材料替代，但完全不用水泥是不現實的。如何采用經濟有效的方法來減少混凝土帶來的碳排放，是世界上最大的減碳挑戰之一。

　　高爐煉鐵過程中，為降低冶煉溫度，還要加適當數量的石灰石和白云石作為助熔劑。這些石灰石和白云石在高爐內分解為氧化鈣、氧化鎂、鐵礦石等物質，與焦炭中的灰粉相熔化，生成以硅酸鹽與硅鋁酸鹽為主要成分的熔融物，浮在鐵水表面，定期從排渣口排出，再經空氣或水冷卻處理形成粒狀顆粒物，這就是礦渣。鋼鐵廠冶煉生鐵時產生的廢渣含有大量的玻璃體和硅酸二鈣、鈣黃長石、硅灰石等礦物，與水泥成分接近。

　　未經水淬的礦渣，其礦物形態呈穩定形的結晶體，大部分不具有活性，如經水淬急冷，形成了玻璃態結構，就使礦渣處于不穩定的狀態，因而具有較大的潛在化學能。出渣溫度愈高，冷卻速度愈快，則玻璃化礦渣的潛在化學能程度愈大，活性也愈高。因此，經水淬急冷的高爐礦渣的潛在活性較好，每生產1噸生鐵要排出0.3-1噸礦渣。

　　爐渣處理是高爐煉鐵正常運行的保證，高質量的爐渣可作為水泥的優質原料，既可降低成本提高經濟效益，又有利于大宗固體廢物利用，發展循環經濟，保護環境。

　　英國劍橋大學研究人員對現有的鋼鐵生產工藝進行調整，發現廢舊水泥的化學成分與石灰石相似，如果用廢舊水泥代替石灰石加入煉鐵爐中，產生的爐渣可以制作新的水泥。如此一來，水泥可以回收利用，不僅不用生產那么多新水泥，還能減少二氧化碳的污染。

　　隨后在生產中，研究人員驗證了這一思路，在世界上首次實現在電弧爐中大規模生產再生水泥。該方法避免了加熱石灰石導致的二氧化碳過度排放，最終可以制造零排放水泥。預計到2050年，這項工藝的應用可以減少數十億噸的碳排放。(任聲權)