第七章固体废物的资源化.pptVIP

固体废弃物的处理与处置Treatment Disposal of Solid Wastes 环境工程系杨治广Tel 随着世界工业化进程的加快，地球上的资源正在以惊人的速度被开发和消耗，有些资源已经濒临枯竭。相对于自然资源而言，固体废物属于二次资源，经过回收、处理等途径，可以成为新的可用资源。目前，固体废物的资源化利用已经成为世界各个国家控制固体废物污染、缓解自然资源紧张的重要国策之一。由于各种固体废物的来源不同，其成分也大不相同，其资源化与综合利用方式也就各不相同。 第一节 工业固体废物的综合利用 工业固体废物主要包括：冶金、电力、化学等工业生产部门的固体废物。 冶金及电力：高炉矿渣、钢渣、铁合金渣、赤泥； 电力：粉煤灰、燃煤炉渣； 化学工业废渣：铬渣、氰渣、磷泥、氯碱工业废物、氮肥工业废物、硫铁矿烧渣、纯碱工业废物等。 1、 高炉矿渣 高炉渣是冶炼生铁时从高炉中排出的废物。贫铁矿炼铁，每吨生铁产生1.0～1.2t高炉渣；富铁矿炼铁时，每吨生铁仅产生0.25t高炉渣。我国年产钢1.2亿吨。 高炉渣主要化学成分是SiO2、Al2O3、CaO、MgO、MnO、Fe2O3和S等。其中SiO2、Al2O3、CaO占约90%。 高炉矿渣的碱度（碱性率Mo） 碱性氧化物和酸性氧化物之比： Mo =（CaO+MgO）/（ SiO2+Al2O3）；碱性矿渣：Mo1；酸性矿渣：Mo1；中性矿渣=1。 高炉矿渣的形态（冷却方法不同）： 水冷——水渣－粒度最小 气冷——矿渣－粒度最大 水气混合冷却——膨胀矿渣－粒度中等 水渣??掺和制水泥 ??加激发剂共磨制混凝土 ??加石灰、石膏制矿渣砖 矿渣??破碎代碎石 膨胀渣??轻骨料?? 砌块/浇注 高炉渣可用于生产水泥和混凝土，制砖，代替天然石料用于公路、机场、地基工程、铁路道渣、混凝土集料等配制矿渣碎石混凝土，生产矿渣棉（80～90原料是高炉渣，其余10～20％是白云石、萤石等）。 2、 钢渣 钢渣是炼钢过程中产生的炉渣。约占粗钢产量的15～20％。钢渣呈黑色，外观像水泥熟料，夹带部分铁粒，硬度比较大，密度～1900kg/m3，主要矿物组成为橄榄石（ 2FeO·SiO2）、 2CaO·SiO2、 3CaO·SiO2、 2CaO·Fe2O3等。 钢渣主要成分是CaO、FeO、SiO2、MgO、Al2O3等。 钢渣碱度较大，耐磨。碱度：R= CaO/（ SiO2+P2O5）；R1.8为低碱度渣；1.8-2.5为中碱度渣；2.5为高碱度渣。 钢渣的性质 活性：指2CaO·SiO2和3CaO·SiO2等具有水硬胶凝性活性矿物的含量 。钢渣水泥的活性往往在10多年还能表现出来，为了利用这些活性物质增加强度，一般采用细磨、外加激发剂以充分发挥其作用。 稳定性：指钢渣中CaO、MgO、 2CaO·SiO2和3CaO·SiO2等不稳定组分的含量。例如， 2CaO·SiO2会发生相变，由β转变为γ，体积膨胀10%， CaO、MgO水化消解体积成倍增大。 耐磨性：钢渣结构致密，含铁量大，比较耐磨。因此钢渣宜作路面材料。 钢渣可用作冶金原料（烧结溶剂、高炉或化铁炉溶剂、炼钢返回渣，本厂回用量可达50～90%）、建筑材料（生产水泥、作筑路与回填工程材料）、用于农业（作钢渣磷肥、作硅肥）。 4、有色冶金渣:指冶炼有色金属过程中产生的废渣。主要有铜渣、铅渣、锌渣等。金属回收：铅锌渣金属回收、 镍钴渣湿法回收等。 湿法金属回收工艺： 粉煤灰的化学性质 粉煤灰的化学组成类似于粘土，主要氧化物为：SiO2（～50%）、Al2O3（17-35%）、FeO、Fe2O3（2-15%）、CaO（1-10%）和未燃炭和少量的TiO2、MgO、K2O、Na2O、SO3、MnO、P2O5。 粉煤灰的矿物组成非常复杂，为无定形相和结晶相混合体。无定形相为玻璃体（50-80%）和未燃尽的炭粒，结晶相为石英、莫来石、云母、长石、赤铁矿等。 粉煤灰的物理性质 外观是灰色或灰白色粉状物，多呈玻璃态，球形，粒度～45μm，比表面积达34000cm2/g，密度～2500kg/m3。 粉煤灰的活性是指粉煤灰与石灰、水混合后显示的凝结硬化性能。主要利用粉煤灰中的活性氧化物SiO2、Al2O3与Ca（OH）2反应生成水化硅铝酸钙[Ca（Al2Si5O8）﹒4H2O]，这样与水泥、石灰混合即能凝结、硬化并具有一定的强度。粉煤灰中SiO2、Al2O3含量越高，粉煤灰的活性越强。 粉煤灰的综合利用 我国从二十世纪50年代开始设立专门机构开展粉煤灰综合利用方面的工作。79年利用率不到10%，从80年代开始相继出台了一些鼓励粉煤灰利用在内的资源综合利用法规，95年综合利用率上升到41.7%。 目前粉煤灰利用方向