第十章 固體廢物制備建筑材料

1、固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置第十章第十章 固體廢物固體廢物 制備建筑材料制備建筑材料 固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置 固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置典型固體廢物制備建筑材料方法2建筑材料1第十章 固體廢物制備建筑材料固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置10.1 建筑材料10.1.1 10.1.1 無機(jī)建筑材料無機(jī)建筑材料10.1.2 10.1.2 水泥水泥10.1.3 10.1.3 建筑玻璃建筑玻璃 10.1.4 10.1.4 混凝土混凝土10.1.5 10.1.5 建筑陶瓷建筑陶瓷固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置10.1.1 無機(jī)建筑材料 建筑石膏建筑石膏表表10.1

2、 10.1 石膏的礦物成分和結(jié)晶水含量石膏的礦物成分和結(jié)晶水含量等級礦物成分/%結(jié)晶水含量/%主要用途A型B型CaSO42H2O CaSO42H2O+ CaSO419519.88醫(yī)用、食用、藝術(shù)品模型28517.79建筑制品37515.787513.35水泥緩凝組分 農(nóng)用含硫肥料46513.686511.9655511.515510.56固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置10.1.1 無機(jī)建筑材料 建筑石灰建筑石灰生石灰粉消石灰粉石灰膏 水玻璃水玻璃水玻璃是由不同比例的堿金屬氧化物和二氧化硅化合而成的一種可溶于水的硅酸鹽，俗稱泡花堿。固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置10.1.2 水泥 硅

3、酸鹽水泥原料的化學(xué)成分和熟化過程硅酸鹽水泥原料的化學(xué)成分和熟化過程硅酸鹽水泥原料的化學(xué)成分表表10.2 10.2 硅酸鹽水泥原料的化學(xué)組成硅酸鹽水泥原料的化學(xué)組成化學(xué)成分常用縮寫大致含量/%CaOC6267SiO2S2024Al2O3A47Fe2O3F2.56固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置10.1.2 水泥(2)(2)硅酸鹽水泥的熟化過程硅酸鹽水泥的熟化過程蒸發(fā)自由水脫除結(jié)晶水碳酸鹽分解OHSiOOAlOHSiOOAl223222322222固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置10.1.2 水泥 固相反應(yīng)固相反應(yīng)（）約800時(shí)，CaOAl2O3(CA)、CaOFe2O3(CF)、2CaO

4、SiO2(C2S)開始生成；（）800900時(shí)，逐漸形成12CaO7Al2O3（C12A7），2CaOFe2O3(C2F)； 3232OAlCaOCaOOAl3232OFeCaOCaOOFe2222SiOCaOCaOSiO32327125)(7OAlCaOCaOOAlCaO32322OFeCaOCaOOFeCaO固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置10.1.2 水泥（）9001100時(shí)，2CaOAl2O3SiO2(C2AS)形成又分解，開始形成3CaOAl2O3(C3A)和4CaOAl2O3Fe2O3(C4AF)，所有CaCO3均分解，游離CaO達(dá)到最大值；（）11001200時(shí)大量形成C3A

5、和C4AF，C2S含量達(dá)到最大值。 熟料的燒結(jié)反應(yīng)熟料的燒結(jié)反應(yīng)23223222SiOOAlCaOSiOOAlCaO)3(797123232OAlCaOCaOOAlCaO)4(77122)2(732323232OFeOAlCaOOAlCaOCaOOFeCaO固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置10.1.2 水泥 硅酸鹽水泥硅酸鹽水泥硅酸鹽水泥熟料的礦物組成表表10.3 10.3 硅酸鹽水泥熟料的主要礦物硅酸鹽水泥熟料的主要礦物主要熟料礦物名稱（化學(xué)式）簡寫含量/ %性能與作用硅酸三鈣（3CaOSiO2）C3S3660硅酸鹽水泥熟料的最主要的礦物，水化反應(yīng)速度較快，水化熱較高，對水泥早期和后期強(qiáng)

6、度起主要作用硅酸二鈣（2CaOSiO2）C2S1537硅酸鹽水泥的主要成分，水化速度慢，水化熱很低，對水泥后期強(qiáng)度起主要作用鋁酸三鈣（3CaOAl2O3）C715水化速度最快，水化熱最高，對早期強(qiáng)度和凝結(jié)時(shí)間影響較大，耐化學(xué)腐蝕性較差鐵鋁酸四鈣（4CaOAl2O3Fe2O3）C4AF1018含量較少，水化速度較快，水化熱較大，對水泥彎曲強(qiáng)度起重要作用固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置10.1.2 水泥水泥的主要熟料礦物的性質(zhì)比較為：水化速度 C3AC3SC4AFC2S水化熱 C3AC3SC4AFC2S強(qiáng)度 C3SC2SC4AFC3A耐化學(xué)侵蝕 C4AFC2SC3SC3A干縮性 C3AC3SC

7、2SC4AF固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置10.1.2 水泥(2)(2)硅酸鹽水泥的水化硅酸鹽水泥的水化水泥漿溶液中的主要離子有硅酸鈣 Ca2+、OH；鋁酸鈣 Ca2+、 ；硫酸鈣 Ca2+、 ；堿的硫酸鹽 K+、Na+、 。固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置10.1.2 水泥硅酸鹽水泥的水化過程，可概括為如下步驟。鈣釩石形成期 C3S水化期 結(jié)構(gòu)形成期和發(fā)展期硅酸鹽水泥水化產(chǎn)物 固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置10.1.2 水泥表表10.4 10.4 硅酸鹽水泥的主要水化產(chǎn)物硅酸鹽水泥的主要水化產(chǎn)物水化產(chǎn)物名稱化學(xué)組成常用縮寫所占比例/%水化硅酸鈣xCaO2SiO2yH2OC-S

8、-H70氫氧化鈣Ca(OH)2CH20三硫型水化硫鋁酸鈣(鈣釩石)3CaOAl2O3 3CaSO432H2OC S ( )H32(或AFt)7單硫型水化硫鋁酸鈣(單硫鹽)3CaOAl2O3CaSO412H2OC C S ( )H12(或AFm)三硫型水化鐵鋁酸鈣3CaO Al2O3Fe2O3 3CaSO432H2OC3(A,F)S()H32單硫型水化硫鐵鋁酸鈣3CaO Al2O3Fe2O3 CaSO412H2OC3(A,F) CS()H32固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置10.1.2 水泥(3)(3)硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化過程分為四個(gè)階段。在水泥加水拌

9、和初期，水化產(chǎn)物數(shù)量較少，水泥漿還具有良好的可塑性。隨后水化產(chǎn)物的數(shù)量不斷增加，自由水分不斷減少，水化產(chǎn)物顆粒間逐漸接近，部分顆粒黏結(jié)在一起，形成了一定的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，水泥漿體失去可塑性，這一過程稱為凝結(jié)。固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置10.1.3 建筑玻璃 建筑玻璃原料的化學(xué)成分建筑玻璃原料的化學(xué)成分建筑玻璃主要是硅酸鹽玻璃，其主要成分為SiO2、Na2O和CaO，約占95%左右，還有少量Al2O3和MgO等，全稱為鈉鈣硅酸鹽玻璃。建筑用窗玻璃的化學(xué)成分為：固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置10.1.3 建筑玻璃 表表10.5 10.5 玻璃原料礦物及質(zhì)量要求玻璃原料礦物及質(zhì)量要求原料作

10、用原料礦物質(zhì)量要求引入SiO2石英砂巖砂SiO290%、Fe2O30.2%SiO295%、Fe2O30.3%引入Na2O純堿芒硝NaCO398%、NaCl1%、Na2SO40.1%、Fe2O3 0.1%Na2SO485%、NaCl2%、CaSO44%、Fe2O30.3%、H2O5%引入Al2O3長石高嶺土Al2O316%、Fe2O30.3%、R2O12%Al2O325%、Fe2O30.4%引入CaO石灰石、方解石CaO50%、Fe2O30.15%引入MgO白云石MgO20%、CaO32%、Fe2O30.15%固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置10.1.4 混凝土 混凝土的組成混凝土的組成表表

11、10.6 10.6 混凝土組成及各組分材料體積比混凝土組成及各組分材料體積比組成成分水泥水砂石空氣占混凝土總體積/%1015152021333548132235667813固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置10.1.4 混凝土 混凝土的特性混凝土的特性可根據(jù)不同要求配制各種不同性質(zhì)的混凝土；在凝結(jié)前具有良好的塑性，因此可澆制各種形狀和大小的構(gòu)件和預(yù)制件；它與鋼筋有牢固的黏結(jié)力，能制作鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件，大大增強(qiáng)制品的拉伸強(qiáng)度；混凝土制品經(jīng)硬化后抗壓強(qiáng)度高，耐久性好；其組成材料中砂、石等占很大部分，成本低。固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置10.1.5 建筑陶瓷 陶瓷的原料陶瓷的原料陶瓷原

12、料通常包括三大類，即具有可塑性的黏土類原料、具有非可塑性的石英類原料和熔劑原料。 陶瓷的成分和化學(xué)性質(zhì)陶瓷的成分和化學(xué)性質(zhì)建筑陶瓷實(shí)質(zhì)上是一種或多種金屬高價(jià)氧化物，由金屬原子（或準(zhǔn)金屬原子，如硅）與氧原子配位組成配陰離子，其原子間主要以離子鍵結(jié)合，也有一定數(shù)量的共價(jià)鍵。固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置10.2 典型固體廢物制備建筑材料方法10.2.1 10.2.1 黃磷爐渣制取水泥礦化劑和混合材料黃磷爐渣制取水泥礦化劑和混合材料 10.2.2 10.2.2 氨堿廢渣制建筑膠凝材料氨堿廢渣制建筑膠凝材料10.2.3 10.2.3 純堿廢渣燒制水泥純堿廢渣燒制水泥10.2.4 10.2.4 電

13、石渣電石渣10.2.5 10.2.5 鋇渣制取建材磚鋇渣制取建材磚10.2.6 10.2.6 鉻渣鉻渣10.2.7 10.2.7 粉煤灰粉煤灰10.2.8 10.2.8 煤矸石煤矸石10.2.9 10.2.9 高爐渣高爐渣10.2.10 10.2.10 鋼渣鋼渣10.2.11 10.2.11 利用赤泥生產(chǎn)水泥利用赤泥生產(chǎn)水泥固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置10.2.1 黃磷爐渣制取水泥礦化劑和混合材料 廢物來源廢物來源磷礦石、硅石、焦炭在電爐內(nèi)高溫熔融形成磷渣，經(jīng)高壓水冷淬產(chǎn)生粒狀爐渣。 廢物組成及產(chǎn)生量廢物組成及產(chǎn)生量磷渣為灰白色玻璃體，主要化學(xué)組成見表10.7。表表10.7 10.7

14、磷渣的主要化學(xué)組成（磷渣的主要化學(xué)組成（% %，質(zhì)量分?jǐn)?shù)），質(zhì)量分?jǐn)?shù)）SiO2Al2O3CaOMgOFe2O3P2O5F-41.084.1347.601.650.562.112.5固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置10.2.1 黃磷爐渣制取水泥礦化劑和混合材料 廢物處理工藝流程廢物處理工藝流程磷 渣破碎篩分干燥計(jì)量配料粉磨黏 土石灰石焦 炭造粒成球立窯煅燒成品配料粉磨包裝入庫水鼓風(fēng)磷渣石膏圖圖10.1 10.1 黃磷爐渣制水泥礦化劑和混合材料工藝流程黃磷爐渣制水泥礦化劑和混合材料工藝流程固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置10.2.1 黃磷爐渣制取水泥礦化劑和混合材料 工藝控制條件工藝控制條

15、件固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置10.2.1 黃磷爐渣制取水泥礦化劑和混合材料 5. 5. 處理效果處理效果采用黃磷渣作為礦化劑和混合材料制得的硅酸鹽水泥，產(chǎn)品質(zhì)量完全符合國家標(biāo)準(zhǔn)，水泥平均標(biāo)號425#。不僅使水泥企業(yè)因降低原材料消耗，提高產(chǎn)品質(zhì)量而取得較好的經(jīng)濟(jì)效益，而且黃磷廠減少或消除廢渣占地和廢渣對環(huán)境的污染。固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置10.2.2 氨堿廢渣制建筑膠凝材料 工藝流程工藝流程煤 灰煤矸石返 石干燥配料球磨配料煅燒制段細(xì)混粗混堿渣固液分離破碎球磨建筑膠凝材料圖圖10.2 10.2 氨堿廢渣制建筑膠凝材料工藝流程氨堿廢渣制建筑膠凝材料工藝流程固體廢物處理與處置固

16、體廢物處理與處置10.2.2 氨堿廢渣制建筑膠凝材料 堿渣膠凝材料性能堿渣膠凝材料性能建筑膠凝材料化學(xué)組成建筑膠凝材料物理性能表表10.8 10.8 建筑膠凝材料化學(xué)組成（建筑膠凝材料化學(xué)組成（% %，質(zhì)量百分?jǐn)?shù)），質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）CaOSiO2Fe2O3MgOClNa2O燒失量55.749.345.034.061.610.163.70表表10.9 10.9 建筑膠凝材料物理性能建筑膠凝材料物理性能細(xì)度稠度凝結(jié)時(shí)間/min抗折強(qiáng)度/Mpa抗壓強(qiáng)度/kPa安定性4900孔6.8%26.4初凝35終凝803天4.17天5.228天6.63天21.47天32.428天43.8合格固體廢物處理與處置固體廢

17、物處理與處置10.2.2 氨堿廢渣制建筑膠凝材料 工藝控制條件工藝控制條件固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置10.2.2 氨堿廢渣制建筑膠凝材料 處理效果處理效果堿渣膠凝材料具有超過一般水泥指標(biāo)的優(yōu)良性能。它可用于制作新型建材，特別是制作質(zhì)輕、保暖、強(qiáng)度和價(jià)格適中的加氣砌塊制品。同時(shí)，在免燒磚和保溫磚方面也有較大用量，可代替部分水泥作砌筑砂漿和素混凝土制品，具有早凝、快硬、強(qiáng)度高等特性。也可作粘合劑用于各種裝修工程，如黏結(jié)大理石、馬賽克、地板磚等，具有施工方便，固化快和黏著力大的特點(diǎn)。固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置10.2.3 純堿廢渣燒制水泥 堿渣的化學(xué)成分及性質(zhì)堿渣的化學(xué)成分及性質(zhì)

18、堿渣是白色膏狀物質(zhì)，表面有裂縫，穩(wěn)定性差，含水60%63%，主要成分為CaO，還有SiO2、NaCl、CaCl2等物質(zhì)，具有強(qiáng)烈吸水性。表表10.10 10.10 堿渣化學(xué)成分（堿渣化學(xué)成分（% %，質(zhì)量百分?jǐn)?shù)），質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）化學(xué)成分SiO2Fe2O3Al2O3CaOMgOCl燒失量平均10.171.131.7040.834.8611.6930最大24.901.965.0343.987.7519.8731最小6.360.360.3834.972.507.3629固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置10.2.3 純堿廢渣燒制水泥 反應(yīng)原理反應(yīng)原理堿渣的成分接近水泥的原料，因此利用堿渣燒制水泥比較

19、合適，但因含氯化物高，含堿金屬高，水分大。因此，在制備生料時(shí)必須降低有害雜質(zhì)；燒成時(shí)將氯脫除，氯化物在高溫下發(fā)生水解反應(yīng)：在SiO2存在條件下，CaCl2與之反應(yīng)，平衡向生成HCl的方向進(jìn)行，使氯得以脫除，總的反應(yīng)為：固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置10.2.3 純堿廢渣燒制水泥 工藝流程工藝流程混合材料石膏熟料堿渣石灰石硅質(zhì)材料鐵質(zhì)材料球磨機(jī)料漿罐泵機(jī)械脫水成球機(jī)喂料機(jī)水泥窯冷卻機(jī)尾氣處理放空水泥磨成品水泥噴煤機(jī)煤粉空氣圖圖10.3 10.3 純堿廢渣制水泥工藝流程純堿廢渣制水泥工藝流程固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置10.2.3 純堿廢渣燒制水泥 工藝控制指標(biāo)工藝控制指標(biāo)原料配比原

20、料配比 生料堿渣占40%60%（干基），生料中堿渣+石灰石占66%93%，KH、n、p三個(gè)率值按熟料要求調(diào)整。料漿料漿 細(xì)度4900孔/cm3，篩余10%，水分70%。熟料熟料 密度1400g/L，fcao1%，TCl0.5%。固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置10.2.3 純堿廢渣燒制水泥 處理效果處理效果與普通硅酸鹽水泥生產(chǎn)裝置相比，堿渣水泥生產(chǎn)工藝及設(shè)備復(fù)雜，投資費(fèi)高，成本也略高，但只要在大規(guī)模生產(chǎn)中采用先進(jìn)設(shè)備，優(yōu)化設(shè)計(jì)，加強(qiáng)管理，堿渣水泥成本仍有希望接近普通硅酸鹽水泥水平。由于堿渣水泥屬于廢渣綜合利用，按國家規(guī)定投資優(yōu)惠政策，以及產(chǎn)品一定時(shí)期的免稅條件，堿渣水泥仍有一定的競爭能力。

21、固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置10.2.4 電石渣電石渣的主要成分為Ca(OH)2，可用它來代替石灰石作為生產(chǎn)水泥的原料，這就是我國綜合利用電石渣的主要途徑。表表10.11 10.11 電石渣的物理性能電石渣的物理性能原始成分/%相對密度細(xì)度/%顆粒組成/mm0.10.1 0.050.050.010.0185952.222.2638388206580612表表10.12 10.12 電石渣的化學(xué)組成電石渣的化學(xué)組成成分CaOMgOAl2O3Fe2O3SiO2燒失重含量/%63.931.270.500.967.9024.30固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置10.2.4 電石渣 制水泥制

22、水泥工藝過程圖圖10.4 10.4 電石渣生產(chǎn)水泥工藝流程電石渣生產(chǎn)水泥工藝流程固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置10.2.4 電石渣生產(chǎn)工藝控制指標(biāo)表表10.13 10.13 生產(chǎn)工藝控制條件生產(chǎn)工藝控制條件序號工藝項(xiàng)目單位指標(biāo)備注1生料配比根據(jù)5、6、7的率值要求，及生產(chǎn)水泥的品種，可適當(dāng)調(diào)整配料比例電石渣%82黏土%10鐵粉%4硅石%42生 料 漿 含水%50523煅燒溫度137014504爐尾溫度11510固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置10.2.4 電石渣續(xù)上表續(xù)上表5熟 料 游 離CaO%1.06熟 料 飽 和比0.900.02形成硅酸三鈣，硅酸二鈣和鐵鋁酸四鈣時(shí)，氯化鈣與各

23、酸性氧化物質(zhì)量比7熟 料 硅 酸率2.50.1 熟料中氧化鈣含量與氧化鋁、氧化鐵之和的質(zhì)量比8熟 料 鋁 氧率1.200.1熟料中氧化鋁與氧化鐵含量的比值9熟 料 平 均標(biāo)號575固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置10.2.4 電石渣處理效果處理效果不僅解決了電石渣的污染，也充分利用了資源，化害為利，變廢為寶。所生產(chǎn)的電石渣具有優(yōu)良的性能，其標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到425#優(yōu)質(zhì)水泥標(biāo)準(zhǔn)，還具有良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置10.2.4 電石渣 制無機(jī)型外墻涂料制無機(jī)型外墻涂料用電石渣和水玻璃為原料制取外墻涂料，有較好的保光色率，不剝落，不變色，經(jīng)久耐用。電石渣與水玻璃作用可生

24、成硅酸鈣，其反應(yīng)式為：電石渣中的三氧化物（如Al2O3）與氧化鈣作用生成鋁酸三鈣、鋁酸四鈣，是外墻優(yōu)良的養(yǎng)護(hù)素，其反應(yīng)式為：NaOHCaSiOSiONaOHCa2)(3322)(3333232ACOAlCaOCaOOAl)(4443232ACOAlCaOCaOOAl固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置10.2.5 鋇渣制取建材磚 工藝原理工藝原理鋇渣中的主要成分是SiO2，約占60%左右。用鋇渣代替部分黏土燒結(jié)制磚原理與燒制黏土磚基本相同，即利用SiO2的多晶轉(zhuǎn)化，并與鋇渣中的污染成分發(fā)生共熔包覆，形成具有一定強(qiáng)度的固化體。固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置10.2.5 鋇渣制取建材磚 工藝

25、過程工藝過程工業(yè)性試驗(yàn)中，為保證磚的強(qiáng)度，將鋇渣配料比調(diào)整為20%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），其他條件與磚廠的生產(chǎn)操作條件相似，溫度為880950，時(shí)間為6 h。窯為工業(yè)化的生產(chǎn)轉(zhuǎn)盤窯，整個(gè)爐窯有22個(gè)門（窯室）可裝磚坯13萬塊。每個(gè)窯室長5 m，寬2 m，內(nèi)襯耐火磚。鋇渣黏土對滾混合擠泥切割自然干燥焙燒成品圖圖10.5 10.5 鋇渣制建材磚工藝流程鋇渣制建材磚工藝流程固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置10.2.5 鋇渣制取建材磚 經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益利用鋇渣制建材磚，既治理了鋇渣對環(huán)境的污染，又節(jié)約了黏土，還提供了建材。所制磚中的水溶鋇去除率分別達(dá)到87%和75%。采用本法制轉(zhuǎn)，黏土中

26、加入的鋇渣量為20%，可節(jié)省大量的黏土，亦即節(jié)省了大量的土地。鋇渣中含有23.9%的炭，可作為燒磚時(shí)的內(nèi)燃劑。鋇渣制磚可利用一般制磚廠的工藝和設(shè)備，無需增添新的設(shè)備，投資少，易推廣。固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置10.2.6 鉻渣 鉻鹽生產(chǎn)的固體廢物主要是指在重鉻酸鈉生產(chǎn)過程中，鉻鐵礦經(jīng)過焙燒，用水浸取重鉻酸鈉后的殘?jiān)ǚQ鉻渣。鉻渣是屬劇毒、危險(xiǎn)性質(zhì)的廢渣，其外觀有黃、黑等顏色。 表表10.14 10.14 鉻渣的組成鉻渣的組成組成Cr2O3CaOMgOAl2O3SiO2水溶性Cr6+酸溶性Cr6+質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%2.54.02936 2033588110.281.340.91.4固體廢物

27、處理與處置固體廢物處理與處置10.2.6 鉻渣 用鉻渣作水泥礦化劑用鉻渣作水泥礦化劑工藝原理 表表10.15 10.15 鉻渣與硅酸鹽水泥熟料的主要成分和含量鉻渣與硅酸鹽水泥熟料的主要成分和含量成 分CaOSiO2Al2O3Fe2O3MgOCr2O3水溶性Cr6+鉻 渣313568791013 2023350.280.5水泥熟料6276 2024472.56.01.5固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置10.2.6 鉻渣生產(chǎn)控制條件生產(chǎn)控制條件本工藝用鉻渣做水泥礦化劑的控制參數(shù)：鉻渣的摻加量為1.5%3.5%，適宜的摻和量為2.0%產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)品質(zhì)量 用鉻渣作水泥礦化劑在立窯水泥生產(chǎn)過程中可將C

28、r6+還原為Cr3+，還原率96.4%，達(dá)到解毒目的。固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置10.2.6 鉻渣 用鉻渣作水泥早強(qiáng)劑用鉻渣作水泥早強(qiáng)劑絡(luò)合法鉻渣解毒機(jī)理絡(luò)合法鉻渣解毒機(jī)理酸法造紙廢液絡(luò)合解毒機(jī)理。在酸性介質(zhì)中，重鉻酸根發(fā)生如下反應(yīng)，即堿性造紙廢液絡(luò)合解毒機(jī)理。在堿性介質(zhì)中，鉻酸根可發(fā)生如下反應(yīng)，即OHFeCrHFeOr2332272762146COHOHFeOHCrOHFeSOCrO2)(3)(43332424固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置10.2.6 鉻渣工藝流程工藝流程絡(luò)合法工藝流程如下：(鉻渣、造紙廢液FeSO4)混勻粉碎絡(luò)合反應(yīng)噴霧干燥產(chǎn)品固體廢物處理與處置固體廢物處

29、理與處置10.2.6 鉻渣 鉻渣制鑄石鉻渣制鑄石工藝過程鉻渣硅砂粉煤灰計(jì)量計(jì)量計(jì)量管材成品退火離心混料熔化澆注成型板材成品退火結(jié)晶圖圖10.6 10.6 鉻渣制鑄石工藝流程鉻渣制鑄石工藝流程固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置10.2.6 鉻渣工藝控制條件表表10.16 10.16 原料化學(xué)組成（原料化學(xué)組成（% %，質(zhì)量分?jǐn)?shù)），質(zhì)量分?jǐn)?shù)）成分原料SiO2Al2O3CaOMgOFe2O3+FeO鉻渣9.474.8229.2430.198.46粉煤灰55.6026.060.731.6812.98鋁渣13.8643.232.221.060.75砂子84.256.891.080.390.62固體廢物

30、處理與處置固體廢物處理與處置10.2.6 鉻渣表表10.17 10.17 原料配方及化學(xué)組成（原料配方及化學(xué)組成（% %，質(zhì)量分?jǐn)?shù)），質(zhì)量分?jǐn)?shù)）原料配方 SiO2Al2O3CaOMgOFe2O3+FeO 水分干質(zhì)百分比鉻渣29.52.51.27 7.73 7.962.241023.5粉煤灰31.5 13.566.40.17 0.413.1622.524.4鋁渣9.00.62 1.95 0.09 0.040.03504.5砂子3022.7 1.85 0.27 0.110.151027含水爐料成分39.3811.478.28 8.485.4217.6082.40干基爐料成分47.8013.9510

31、.0310.36.59成品計(jì)算成分53.5914.9911.0910.687.53固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置10.2.6 鉻渣工藝控制條件工藝控制條件熔化溫度 15201550 結(jié)晶時(shí)間 30 min澆注溫度 1250 退火起點(diǎn)溫度 700結(jié)晶溫度 880920 成品率 70%80%固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置10.2.6 鉻渣處理效果處理效果鉻渣鑄石產(chǎn)品經(jīng)中國科學(xué)院地質(zhì)研究所的研究及晶格常數(shù)的測試認(rèn)為：鉻渣中可溶性Cr6+在高溫下分解，被還原為Cr3+（Cr2O3），并與鉻漿中的鐵結(jié)合形成鉻鐵礦。鉻渣鑄石的抗擊強(qiáng)度高于一般輝綠巖鑄石，也就是說其質(zhì)量優(yōu)于輝綠巖鑄石。固體廢物處

32、理與處置固體廢物處理與處置10.2.7 粉煤灰粉煤灰是煤粉經(jīng)高溫燃燒后形成的一種似火山灰質(zhì)的混合材料。它是燃燒煤發(fā)電廠將煤磨成100微米以下的煤粉，是從煤燃燒后的煙氣中捕收下來的細(xì)灰。表表10.18 10.18 我國一般低鈣粉煤灰的化學(xué)成分我國一般低鈣粉煤灰的化學(xué)成分成分SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3K2O+Na2O燒失量含量/%40607352151100.520.120.54126固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置10.2.7 粉煤灰 粉煤灰代替黏土原料生產(chǎn)水泥 粉煤灰作水泥混合材料 粉煤灰生產(chǎn)低溫合成水泥 粉煤灰制作無熟料水泥 粉煤灰作砂漿或混合土的摻合料 蒸制粉煤灰磚

33、固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置10.2.8 煤矸石煤矸石是采煤過程和洗煤過程中排出的固體廢物，是在成煤過程中與煤層伴生的一種含碳量較低，比煤堅(jiān)硬的黑灰色巖石。一般每采1t原煤排除矸石0.2t左右。表表10.19 10.19 煤矸石的化學(xué)組成（煤矸石的化學(xué)組成（% %）成分SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOTiO2P2O5K2O+Na2OV2O5含量/%516516362.2814.630.422.320.442.410.9040.0780.241.453.90.0080.01固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置10.2.8 煤矸石 煤矸石制燒結(jié)磚煤矸石顎式破碎機(jī)電磁除鐵錘式破碎機(jī)料

34、倉一次攪拌成型二次攪拌碼坯隧道窯焙燒成品除塵熱水蒸汽余熱鍋爐圖圖10.7 10.7 煤矸石燒結(jié)磚生產(chǎn)工藝流程圖煤矸石燒結(jié)磚生產(chǎn)工藝流程圖固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置10.2.8 煤矸石 煤矸石生產(chǎn)微孔吸音磚煤矸石破碎鋸末曬干稱量運(yùn)輸攪拌罐澆注干燥切割干燥焙燒成品加工鍋爐成品水硫酸圖圖10.8 10.8 微孔吸音磚生產(chǎn)工藝流程微孔吸音磚生產(chǎn)工藝流程固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置10.2.9 高爐渣 高爐渣是冶煉生鐵時(shí)從高爐中排放出的廢渣，煉鐵的主要原料有助熔劑、鐵礦石和焦炭。 高爐渣的化學(xué)成分中的堿性氧化物之和與酸性氧化物之和的比值稱為高爐渣的堿度或堿性率，用R表示，即：固體廢物處

35、理與處置固體廢物處理與處置10.2.9 高爐渣 高爐渣的加工和處理高爐渣的加工和處理水淬處理工藝礦渣碎石處理工藝膨脹礦渣和膨脹礦渣珠生產(chǎn)工藝 生產(chǎn)礦渣水泥生產(chǎn)礦渣水泥 生產(chǎn)礦渣磚生產(chǎn)礦渣磚 固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置10.2.9 高爐渣固體廢物處理與處置固體廢物處理與處置10.2.9 高爐渣表表10.20 10.20 礦渣磚性能礦渣磚性能規(guī)格長寬厚/mm抗壓強(qiáng)度/MPa抗折強(qiáng)度/MPa容重/(kgm-3)吸水率/%導(dǎo)熱系數(shù)/(kJm-1h-1-1)磨損系數(shù)抗凍性適用范圍2401155310202.43.0200021007102.092.5080.94經(jīng)過25次凍融循環(huán)強(qiáng)度合格適用于地下和水下建筑，不適宜用于以上部位