无机固体废弃物处理技术汇总(硅钙型+硅铝型篇).ppt

****废弃物就本质上来说，都是一种资源，只是因观念问题，或因当时经济价质较差而被暂时搁置。随着资源贫化，价质会提升，原有废弃物可转化为资源；或随关新术的出现，原难于加工的废弃物质可以转变为新兴材料。根据目前国内大宗无机固废的实际情况，大致可分为硅钙型、硅铝型、硫酸钙型、钙镁型及复合型。前言硅钙型固体废物的种类及产生量硅钙型无机固废物种类较多，大都存在于钢铁冶金行业，包括采矿废石、选矿尾矿、冶炼炉渣、粉尘污泥等。生态环境部等五部委于2019年4月28日发布了《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》，对钢铁行业的升级、环境治理、固废处置都作了规范化基本要求。若以钢铁长流程生产企业为例，每产1t钢所产生的固体废弃物的量为600~800kg，2018年中国粗钢产量9.28亿t，按此推算，固体废弃物的量为5.56亿~7.42亿t。中国80%钢渣为转炉渣，其余为平炉钢渣和电炉钢渣。钢渣中硅、铁、钙氧化物占绝大部分，根据7家钢厂的统计资料，钢渣中SiO2质量分数为8.51%~15.99%、FeO质量分数为7.30%~19.22%、CaO质量分数为40.30%~45.37%。中国有色金属固废物也包括选冶尾矿、工业废渣、剥离废石等，大多也属硅钙型固废物，目前综合利用率仅为7%~8%。硅钙型固体废物回收钒和钛钒是一种重要的战略金属，主要应用于国防、能源、冶金及化学工业等部门。攀枝花钢铁公司针对V2O5质量分数为2%~4%的低钒钢渣，将其添加到烧结矿中作为熔剂进入高炉冶炼，钒在铁水中得以富集，然后通过转炉吹钒得到较高品位的钒渣，并以此制取五氧化二钒、金属钒或钒铁合金。攀枝花钢铁研究院还针对含钛高炉渣中的TiO2采取高温还原碳化的方法得到碳化钛，再进行低温氯化得到粗制TiCl4，再精制成高纯二氧化钛产品。攀钢与中南工业大学合作，研究了高炉渣酸解、浸出得到锐钛型TiO2，同时回收渣中的Sc2O3。硅钙型固体废物回收钒和钛四川大学根据美国俄特尔公司提出的盐酸法萃取生产钛白粉的萃取工艺，提出了一种新的盐酸法生产颜料级钛白粉的工艺路线，适用于攀钢高炉渣和钛铁矿。基本过程是用盐酸浸取水淬高炉渣，浸取液经萃取剂萃取分离获得高质量的钛液，将钛液在线连续液相水解，煅烧后得到颜料级钛白，并且采用萃取精馏实现稀盐酸的循环利用。研究中对比了不同类型萃取剂D2EHPA、TOPO、TBP、TOA和N1923对盐酸介质中钛、铁的萃取分离性能。水解产品的粒度约为0.2μm，且分布较窄。与采用喷雾水解的美国俄特尔工艺相比，能耗低得多。硅钙型固体废物回收渣钢和铁精粉钢渣中TFe质量分数约为25%。日本磁力选矿公司每年处理约200万t钢渣，回收18万t铁粉，Fe质量分数可达95%以上。美国每年从钢渣中回收近350万t废钢。中国已有不少厂家建立了钢渣处理生产线，通过破碎、磁选回收渣钢。例如，太钢每回收1t钢渣中的废钢可获利100~300元。包钢钢渣经粒化水淬、磁选回收残钢，回收率可达80%以上；未水淬的钢渣用重锤破碎，手选大块渣钢，然后经湿式球磨、磁选获得渣精粉再回炉冶炼，分选后剩余的尾渣用作建筑材料。硅钙型固体废物回收其他元素金属工业废渣中可回收硫、铅、锌、铜、铊、铋等多种元素。白银有色金属公司尾矿砂以前主要用于井下充填，现选矿厂建立了处理能力为150万t/a的尾矿浮选回收工程，可生产硫品位不低于35%的优质硫精矿。对于铜品位平均在0.2%左右的废石，则采用原地生化浸铜技术，用于低品位废矿石中铜资源的回收。包头钢铁厂采用弱磁—强磁—浮选工艺成功实现了铁、稀土等的综合回收。采用浮选—磁选、磁选—浮选、磁选—重选—浮选等工艺可从矽卡岩铁矿回收共生的铜、硫、钴。上海梅山（集团）有限公司从高、中温热液交代型宁芜式铁矿综合回收硫、磷，并采用磁选—重选—浮选流程成功地提高了硫精矿中的硫品位。硅钙型固体废物作为建材及功能性材料再利用由于冶金固废物中含硅钙很高，是作为建材的极好原料。钢铁及冶金固废可以直接作为建材产品的原料，或经提炼有用元素后的残渣再加工成建材。这类典型的固废物有高炉矿渣、黄磷渣、锰铁矿渣、化铁矿渣、铬铁渣和热电增钙液态渣等。若CaO含量较高，其一般可形成含硅酸三钙（C3S）、硅酸二钙（C2S）和铝酸三钙（C3A）等矿物，具有类似水泥熟料的性质，C3S和C2S型钢渣是典型的水硬性工业固废物。硅钙型固体废物作为水泥原料钢铁工业固废物主要含CaO、SiO2、Al2O3、FeO、MnO等成分，具有水硬活性矿物，可用于水泥原料。高炉水淬渣中玻璃体物相约占80%，水淬渣磨细后，在石灰、石膏等激发剂作用下水化时，玻璃体网络结构解体，生成硅酸钙和水化铝硅酸钙等水化产物，产生胶凝和硬化。与普通硅酸盐水泥相比，在水泥中每