固体废物处理与资源化——工矿业固废的资源化

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1、工矿业固体废物的资源化主要内容（工业、矿业）一、资源化的概念二、国内外现状三、资源化的原则四、资源化的基本途径五、资源化系统（综合处理系统）第1、2节要点1.掌握高炉渣、硫铁矿烧渣和粉煤灰的来源、分类、组成、加工利用的形式和综合利用的途径。2.了解钢渣、铬渣和碱渣的来源、组成及综合利用途径。第一节工业固体废物的资源化第一节工业固体废物的资源化工业固体废物：在工业、交通等生产活动中产生的固体废物。冶金：高炉渣和钢渣；电力：粉煤灰；化学：硫铁矿烧渣、铬渣和碱渣。一、高炉渣的资源化（一）概述1.来源：冶炼生铁时从高炉中排出的废物。铁矿石、焦炭和助熔剂（1400~1600

2、℃）熔融铁水→生铁脉石、灰分、助熔剂和杂质→高炉渣（硅酸盐和铝酸盐）2.分类（1）按照冶炼生铁的品种分类铸造生铁矿渣；炼钢生铁矿渣；特种生铁矿渣。（2）按照矿渣的碱度分碱性矿渣；中性矿渣；酸性矿渣。高炉渣的碱度或碱性率，M0=(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)碱性氧化物酸性氧化物3.组成主要化学成分：SiO2、Al2O3、CaO、MgO、MnO、FeO和S等。其中，SiO2、Al2O3、CaO占90%以上。我国高炉渣大部分属于中性矿渣，M0=0.99~1.08。属于硅酸盐材料，适于加工制作水泥、碎石、骨料等建筑材料4.目前利用率：85%左右。（二）高炉渣

3、的加工和处理1.高炉渣水淬处理工艺将热熔态的高炉渣置于水中急速冷却。（1）渣池水淬熔渣直接倒入水池（2）炉前水淬利用高压水使高炉渣在炉前冲渣沟内淬冷成粒并输送到沉渣池形成水渣。根据过滤方式分为炉前渣池式、水力输送渣池式、搅拌槽泵送法等。2.矿渣碎石工艺高炉渣在指定的渣坑或渣场自然冷却或淋水冷却形成较为致密的矿渣后，再经过挖掘、破碎、磁选和筛分而得到的一种碎石材料。（1）热泼法将熔渣分层浇泼在坑内或渣场上→喷洒适量水使热渣冷却和破裂→采掘、破碎、磁选、筛分加工。（2）堤式法用渣罐车将热熔矿渣运至堆渣场，沿铁路两侧分层倾倒，待形成渣山后，再进行开采——制成各种粒级的重

4、矿渣。3.膨胀矿渣或膨胀矿渣珠生产工艺膨胀矿渣是用适量冷却水急冷高炉熔渣形成的一种多孔轻质矿渣。（1）喷射法（2）喷雾器堑沟法（3）滚筒法（4）膨珠的生产工艺（三）高炉渣的综合利用1.水渣作建材（1）矿渣硅酸盐水泥（2）石膏矿渣水泥（3）石灰矿渣水泥（4）矿渣砖（5）矿渣混凝土2.矿渣碎石的利用（1）配制矿渣碎石混凝土（2）在地基工程中的应用（3）在道路工程中的应用（4）在铁路道碴上的应用3.膨珠作轻骨料4.其他应用（1）生产矿渣棉（2）生产微晶玻璃二、钢渣的资源化（一）概述1.来源炼钢过程中排出的废渣。铁水与废钢中所含元素氧化→氧化物；金属炉料带入的杂质；加入的

5、造渣剂；氧化剂、脱硫产物和被侵蚀的炉体材料等。2.组成由钙、铁、硅、镁、铝、锰、磷等氧化物组成，其中钙、铁、硅氧化物占绝大部分。主要矿物组成为硅酸三钙、硅酸二钙、钙镁橄榄石、钙镁蔷薇灰石、铁酸二钙、RO（MgO、FeO、MnO形成的固熔体）、游离石灰等。3.性质碱度：R=CaO/(SiO2+P2O5)，低、中、高。活性：具有水硬胶凝性，随碱度而变化。稳定性：只有fCaO、MgO基本消解完后才会稳定。耐磨性：与矿物组成和结构有关。耐磨指数为1.43，比高炉渣耐磨。目前利用率61%以上。1.3~1.81.8~2.5>2.5（二）钢渣的处理工艺1.冷弃法倒入渣罐缓冷后直

6、接运到渣场抛弃。（逐渐被淘汰）2.热泼法熔渣渣罐热泼车间泼至渣床喷水冷却推土机推渣集渣坑破碎机筛分料仓磁选废钢3.盘泼水冷法在钢渣车间设置高架泼渣盘，用吊车将罐内熔渣泼在渣盘内→喷淋适量的水使钢渣急冷碎裂→装车载至池边喷水降温→倒入水池内进一步降温冷却→磁选、破碎、筛分、精加工。4.钢渣水淬法高温液态钢渣在流出、下降过程中，被压力水分割、击碎，再加上高温熔渣遇水急冷收缩产生应力集中而破裂，同时进行了热交换，使熔渣在水幕中进行粒化。（三）钢渣的综合利用1.用作冶金原料（1）作烧结熔剂钢渣含40%~50%CaO，代替部分石灰石。（2）作高炉或化铁炉熔剂含有10%~30

7、%的Fe、40~60%的CaO、MgO和2%±的Mn。（3）作炼钢返回渣（4）回收废钢铁一般含有7~10%的废钢及钢粒。2.用于建筑材料（1）生产水泥含有和水泥相类似的硅酸三钙、硅酸二钙及铁铝酸盐等活性物质，具有水硬胶凝性，∴可成为生产无熟料或少熟料水泥的原料，也可作为水泥掺和料。我国目前生产的钢渣水泥主要有：以石膏作激发剂的无熟料钢渣矿渣水泥以水泥熟料为激发剂的钢渣水泥（2）作筑路与回填工程材料做工程材料有基本要求3.用于农业（1）作钢渣磷肥是一种以钙、硅为主含多种养分的具有速效又有后劲的复合矿质肥料。施用时注意：宜做基肥不做追肥使用；宜与有机肥混拌后再施用；不

8、宜与氮素化