固体废物的资源化与综合利用.docx

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1、固体废物作者:日期：第七章固体废物的资源化与综合利用根据固体废物的来源不同,固体废物可以分为工矿业固体废物、生活垃圾等。在这些固体废物中量最大的为采选矿过程中产生的矿业固体废物及工业生产过程中产生的部门固体废物。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、化学、机械等工业生产部门的固体废物。一、冶金及电力工业废渣的利用(一)冶金及电力工业废渣种类及其性质冶金及电力工业废渣是指在冶金和火力发电过程中产生的固体废弃物。冶金工业废渣主要包括高炉矿渣、钢渣、铁合金渣、赤泥等固体废物；电力工业废渣主要包括粉煤灰及燃煤炉渣等。1.高炉矿渣高炉矿渣是指冶炼生铁时从高炉中排放出

2、来的废物。(1)高炉矿渣的分类①按照冶炼生铁的品种分:A铸造生铁矿渣；B炼钢生铁矿渣②按照矿渣的碱度进行分类：高炉矿渣的成分中，碱性氧化物与酸性氧化物的质量分数(%)比值，称之为高炉矿渣的碱度或碱性率，一般用Mo表示，即：MO=(wCaOWMgO)/(WSiO2WAl2O3)(2)高炉矿渣的化学组成高炉矿渣的化学组成包括SiO2、A12O3、CaO、MgO、MnO、Fe2O3等15种以上的化学成分，其中CaO、Si02、A12O3便占到了大约90%以上02.钢渣钢渣是炼钢过程中排出的废渣，主要由铁水和废钢中的元素氧化后生成的氧化物、金属炉料带入的杂质、加入的造渣剂、被侵蚀

3、的炉衬及补炉材料等组成。(1)钢渣的分类①按炼钢炉分:可分为转炉钢渣、平炉钢渣、电炉钢渣。②按生产阶段分：可分为电炉渣一一氧化渣、还原渣；平炉渣一一初期渣、后期渣。③按化学TIe质分:可分为碱性渣和酸性渣。(2)钢渣的化学及矿物组成钢渣的化学组成主要为铁、钙、硅、镁、铝、镒、磷等元素的氧化物，其中钙、铁、硅的氧化物占绝大部分。钢渣的主要矿物组成主要为橄榄石(2FeO•SiO2)、硅酸二钙、硅酸三钙、、铁酸二钙及游离氧化钙等。(3)钢渣的主要化学性质①碱度：氧化钙与二氧化硅和五氧化二磷的质量分数之比，即R=wCaO/(WsiO2+wP2O5)o根据碱度的局低，可将钢渣分为低

4、碱度(R=0.78~1.8)，中碱度(R=1.8~2.5)和高碱度渣(R>2.5)。②活性:指钢渣中3CaO•SiO2(C3S)、2CaO•SiO2(C2S)等具有水硬胶凝性活性的矿物的含量。当钢渣碱度为1.8~2.5时，其中的C3s和C2s的含量之和为60%〜80%;R>2.5时,钢渣中的主要矿物为C3s。①稳定性：指钢丫^中fCaO(游离氧化钙)、MgO、C2S、C3s等不稳定组分的含量。②易磨性：钢渣比矿渣耐磨，所以宜作路面材料。3.铁合金渣(1)铁合金渣的分类①按冶炼工艺分:可分为火法冶炼废渣、浸出渣。②按铁合金品种分：可分为镒系铁合金渣、铭铁渣、硅铁渣、鸨铁渣、

5、铝铁渣、磷铁渣(2)铁合金化学成分见表7-3(教材P207~208)4.有色金属渣(1)有色金属渣的分类①按生产工艺分：可分为火法冶炼形成的熔融矿渣；湿法冶炼生成的残渣；冶炼过程中排出的烟尘和污泥。②按金属矿物的性质分:可分为重金属渣、轻金属渣和稀有金属渣。(2)有色金属渣的化学成分见表7-4(教材P208)5.粉煤灰粉煤灰是粉煤经高温燃烧后形成的一种类似火山灰质的混合材料，是冶炼、化工、燃煤电厂等企业排出的固体废物。(1)粉煤灰的化学及矿物组成粉煤灰的化学组成与黏土相似，主要成分为二氧化硅(质量分数为40%~60%)、氧化铝(17%~35%)、氧化铁(2%~15%)、氧

6、化钙(1%~10%)和未燃炭。粉煤灰矿物组成非常复杂，主要有无定形相和结晶相两大类。无定形相主要为玻璃体，约占粉煤灰总量的50%~80%，此外,未燃尽的炭粒也属于无定形相。结晶相主要有石处莫来石、云母、长石、赤铁矿等。(2)物理性质粉煤灰外观灰色或灰白色粉状物，含碳量大的呈灰黑色。33低钙灰的皆度一般为1800〜2800kg/m，局钙灰一般为2500〜2800kg/m.孔隙率一般为60%~75%;粒度一般为45m。比表面积为2000〜2400cm2/g。(3)活性粉煤灰活性是指其与石灰、水混合后显示的凝结硬化性能。粉煤灰中的二氧化硅、氧化铝与氢氧化钙在常温下化学反应生成较

7、稳定的水化硅铝酸钙[Ca(Al2Si5O8)•4H20]。(二)冶金及电力工业废渣的加工与处理1.高炉矿渣的加工处理我国通常把高炉矿渣加工成水渣、矿渣碎石等形式后加以利用。(1)高炉矿渣的水淬处理工艺将熔融状态的高炉矿渣至于水中急速冷却，限制其结晶，使其粒化。目前常用有渣池水淬渣池水淬是用渣罐将熔渣拉到离高炉较远的地方，直接倒入水池中，炉渣遇水积聚冷却成水渣。此法优点节省水，缺点是易产生大量渣棉和硫化氢气体。属逐渐淘汰工艺。和炉前水淬。①炉前水淬是利用高压水使高炉渣在炉前冲渣沟内淬冷成粒状，并送至沉渣池。根据过滤方式不同,可分