固體廢物處理與源化-第七章-第一節(jié)工業(yè)固體廢物資源化課件

1、第七章 固體廢物的資源化與綜合利用第七章 固體廢物的資源化與綜合利用本章重點高爐渣的分類、性質(zhì)及綜合利用鋼渣的分類和性質(zhì)及綜合利用粉煤灰的性質(zhì)及綜合利用煤矸石的性質(zhì)及綜合利用城市污水處理廠污泥性質(zhì)及綜合利用本章重點高爐渣的分類、性質(zhì)及綜合利用固體廢物處理與源化-第七章-第一節(jié)工業(yè)固體廢物資源化課件第七章 固體廢物的資源化與綜合利用7.1 工業(yè)固體廢物的綜合利用7.2 礦業(yè)固體廢物的綜合利用7.3 城市生活垃圾的綜合利用7.4 電子垃圾的綜合利用7.5 農(nóng)林固體廢物的綜合利用7.6 城市污泥的綜合利用第七章 固體廢物的資源化與綜合利用7.1 工業(yè)固體廢物的綜合7.1 工業(yè)固體廢物的綜合利用7.1

2、.1 冶金及電力工業(yè)廢渣的利用7.1.2 化學(xué)工業(yè)廢渣的處理與利用7.1 工業(yè)固體廢物的綜合利用7.1.1 冶金及電力工業(yè)廢渣7.1.1 冶金及電力工業(yè)廢渣的利用7.1.1.1 高爐礦渣7.1.1.2 鋼渣7.1.1.3 鐵合金渣7.1.1.4 有色金屬渣7.1.1.5 粉煤灰7.1.1 冶金及電力工業(yè)廢渣的利用7.1.1.1 高爐礦渣7.1.1.1高爐礦渣什么是高爐礦渣？是指冶煉生鐵時從高爐排出的廢物。7.1.1.1高爐礦渣什么是高爐礦渣？7.1.1.1高爐礦渣按照冶煉生鐵的品種分鑄造生鐵礦渣煉鋼生鐵礦渣按照堿渣的堿度進行分堿性礦渣酸性礦渣中性礦渣分類按照煉鐵的品種分按照堿渣的堿度分煉鋼生鐵

3、礦渣7.1.1.1高爐礦渣按照冶煉生鐵的品種分鑄造生鐵礦渣煉鋼生7.1.1.1高爐礦渣CaOSiO2Al2O3MgOMnO普通渣384926426171130.11高鈦渣234620359152101錳鈦渣28472137112428523含氟渣354522296837.80.150.19Fe2O3TiO2V2O5SF普通渣0.152-0.21.5-高鈦渣-20290.10.61-錳鈦渣0.11.7-0.33-含氟渣-78化學(xué)成分7.1.1.1高爐礦渣CaOSiO2Al2O3MgOMnO普固體廢物處理與源化-第七章-第一節(jié)工業(yè)固體廢物資源化課件易易7.1.1.1高爐礦渣綜合利用水淬礦渣作建筑材

4、料礦渣碎石用作基建材料膨珠作輕骨料生產(chǎn)水泥、混凝土和礦渣磚作骨料和路材高爐礦渣的其它應(yīng)用礦渣棉、微晶玻璃、熱鑄礦渣、礦渣鑄石7.1.1.1高爐礦渣綜合利用水淬礦渣作建筑材料礦渣碎石用作固體廢物處理與源化-第七章-第一節(jié)工業(yè)固體廢物資源化課件7.1.1.2 鋼渣什么是？是煉鋼過程中排出的廢渣，主要由鐵水和廢鋼中的元素氧化后生成的氧化物、金屬爐料帶入的雜質(zhì)、加入的造渣劑和氧化劑、被侵蝕的爐襯和補爐材料組成。7.1.1.2 鋼渣什么是？固體廢物處理與源化-第七章-第一節(jié)工業(yè)固體廢物資源化課件7.1.1.2 鋼渣主要化學(xué)成分有：CaO，、SiO2、A12O3、FeO、Fe2O3、MgO、MnO、P2O

5、5、Y2O5、TiO2等；不同種類的鋼渣，各組分的含量變化較大鋼渣中FeO和Fe2O3含量(約20)明顯高于高爐礦渣和水泥熟料中的含量(約2.4硅酸三鈣不同堿度的鋼渣礦物相7.1.1.2 鋼渣堿度主體礦物相堿度主體礦物相0.91.固體廢物處理與源化-第七章-第一節(jié)工業(yè)固體廢物資源化課件7.1.1.2 鋼渣綜合利用用作冶金原料用作建筑材料用作燒結(jié)料、高爐煉鐵熔劑、回收廢鋼生產(chǎn)鋼渣水泥、作筑路及回填材料、生產(chǎn)建材制品用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)鋼渣磷肥、硅肥、作為土壤改良劑7.1.1.2 鋼渣綜合利用用作冶金原料用作建筑材料用作 （1）生產(chǎn)鋼渣水泥將鋼渣破碎后與高爐水淬渣、少量水泥熟料、石膏一起混合磨細后即可制得

6、鋼渣水泥，這是鋼渣最主要的用途。用作水泥原料的鋼渣，堿度不得小于1.8，金屬含量應(yīng)小于1%，游離CaO量應(yīng)小于5%，并經(jīng)水浸或蒸汽處理，以降低游離氧化鈣的量。鋼渣水泥具有微膨脹性，因而抗?jié)B性好。它的早期強度低，但后期強度高，耐磨性、抗凍性能好，并具有較好的抗腐蝕性。由于上述特性，鋼渣水泥可用于澆灌大壩等大體積混凝土，也適于海港工程。固體廢物處理與源化-第七章-第一節(jié)工業(yè)固體廢物資源化課件（2）作骨料和路材（3）生產(chǎn)建材制品：制磚、瓦等建筑材料（4）用作農(nóng)肥含磷生鐵煉鋼時產(chǎn)生的鋼渣含有一定量的磷及鈉、鎂、硅、錳等元素，可以直接加工成鋼渣磷肥。例如中國馬鞍山鋼鐵公司的鋼渣含磷可達4%20%（以P2

7、O5計），生產(chǎn)出的磷肥含P2O5 量最高可達16%以上。 （5）用于鋼鐵生產(chǎn)鋼渣可用于作燒結(jié)配料，在燒結(jié)礦原料中加入鋼渣，不僅利用了鋼渣中殘存的鋼粒，氧化鐵、CaO、MgO、MnO等有用成分，而且提高了燒結(jié)礦的強度及產(chǎn)量。（2）作骨料和路材7.1.1.3 鐵合金渣什么是鐵合金渣？是指冶煉鐵合金過程中排出的廢渣。7.1.1.3 鐵合金渣什么是鐵合金渣？固體廢物處理與源化-第七章-第一節(jié)工業(yè)固體廢物資源化課件7.1.1.3 鐵合金渣分類按冶煉工藝分錳系鐵合金渣按鐵合金品種分火法冶煉廢渣浸出渣鉻鐵渣硅鐵渣鎢鐵渣鉬鐵渣磷鐵渣7.1.1.3 鐵合金渣分類按冶煉工藝分錳系鐵合金渣按鐵合金7.1.1.4 有

8、色金屬渣什么是有色金屬渣？是指冶煉有色金屬過程中產(chǎn)生的廢渣。7.1.1.4 有色金屬渣什么是有色金屬渣？7.1.1.4 有色金屬渣分類按生產(chǎn)工藝分冶煉過程排出的煙塵和污泥按金屬礦物的性質(zhì)分火法冶煉形成的熔融礦渣濕法冶煉生成的殘渣重金屬渣輕金屬渣稀有金屬渣7.1.1.4 有色金屬渣分類按生產(chǎn)工藝分冶煉過程排出的煙塵固體廢物處理與源化-第七章-第一節(jié)工業(yè)固體廢物資源化課件7.1.1.5 粉煤灰什么是粉煤灰？粉煤灰是以煤為燃料的火力發(fā)電廠、冶金、化工等企業(yè)排出的廢棄物。電廠煙氣經(jīng)除塵器收集的細灰稱為粉煤灰或飛灰。由爐底排出的廢渣稱為爐渣或熔渣。粉煤灰是一種火山灰質(zhì)材料，具有火山灰活性。7.1.1.5

9、 粉煤灰什么是粉煤灰？7.1.1.5 粉煤灰粉煤灰的化學(xué)成分類似于粘土,主要有SiO2、Fe2O3、Al2O3、CaO和未燃盡炭，以SiO2和A12O3為主要成分。CaO：根據(jù)CaO的含量分為高鈣粉煤灰和低鈣粉煤灰SiO2+A12O3+Fe2O3：粉煤灰中SiO2、Al2O3和Fe2O3的含量直接關(guān)系到它們作為建筑材料原料的優(yōu)劣。用于水泥和混凝土的低鈣粉煤灰，要求SiO2+A12O3+Fe2O370。SO3：粉煤灰中的MgO和SO3對水泥和混凝土是有害成分，必須加以控制。7.1.1.5 粉煤灰粉煤灰的化學(xué)成分類似于粘土,主要有Si7.1.1.5 粉煤灰粉煤灰的礦物成分很復(fù)雜。主要分為無定形相和

10、結(jié)晶相兩大類。無定形相(amorphous phase)：主要是Si-A1質(zhì)玻璃體，約占5080，和少量未燃燼的碳粒。結(jié)晶相(crystallization phase)：主要有石英、莫來石、長石、云母、赤鐵礦、金屬鐵、硅化鐵、磁鐵礦；在高鈣粉煤灰中還含有一些水泥熟料礦物如C2S，鋁酸鈣、鈣長石、方鎂石、石灰等。7.1.1.5 粉煤灰粉煤灰的礦物成分很復(fù)雜。主要分為無定形7.1.1.5 粉煤灰粉煤灰的形貌較復(fù)雜,由大小不同的球粒，多孔顆粒和碎屑顆粒構(gòu)成。玻璃微珠（漂珠、沉珠、復(fù)珠）富鐵微鐵碳粒多孔玻璃體7.1.1.5 粉煤灰粉煤灰的形貌較復(fù)雜,由大小不同的球粒，7.1.1.5 粉煤灰粉煤灰的物

11、理性能，主要包括密度、孔隙率、比表面積等。7.1.1.5 粉煤灰粉煤灰的物理性能，主要包括密度、孔隙率7.1.1.5 粉煤灰粉煤灰的活性是指粉煤灰與石灰、水混合后顯示的凝結(jié)硬化性能。粉煤灰含有較多的活性氧化物（氧化鋁、二氧化硅等），他們分別與Ca(OH)2發(fā)生反應(yīng),生成一系列水化硅酸鈣C-S-H ，鋁酸鈣C-A-H凝膠，在空氣或水中都能產(chǎn)生明顯的強度.。粉煤灰的活性影響因素：化學(xué)成分、礦物相、結(jié)構(gòu)特征、粒度、比表面積。7.1.1.5 粉煤灰粉煤灰的活性是指粉煤灰與石灰、水混合后7.1.1.5 粉煤灰綜合利用用作建筑材料筑路回填粉煤灰水泥、粉煤灰混凝土、粉煤灰制磚、粉煤灰陶粒筑路、回填用于農(nóng)業(yè)生

12、產(chǎn)作為土壤改良劑、農(nóng)業(yè)肥料回收工業(yè)原料回收煤炭、金屬物質(zhì)、分選空心微珠用作環(huán)保材料環(huán)保材料開發(fā)、用物廢水處理7.1.1.5 粉煤灰綜合利用用作建筑材料筑路回填粉煤灰固體廢物處理與源化-第七章-第一節(jié)工業(yè)固體廢物資源化課件7.1.2 化學(xué)工業(yè)廢渣的處理與利用分類按行業(yè)和工藝過程分氮肥工業(yè)廢物按廢物主要組成分無機鹽工業(yè)廢渣氯堿工業(yè)廢物廢催化劑硫鐵礦燒渣鹽泥硫酸工業(yè)廢物純堿工業(yè)廢物鉻渣氰渣各類爐渣堿渣7.1.2 化學(xué)工業(yè)廢渣的處理與利用分類按行業(yè)和氮肥工業(yè)廢物7.1.2 化學(xué)工業(yè)廢渣的處理與利用特性再生資源化潛力大：含有金、銀、鉑等固體廢物產(chǎn)生量大：一般生產(chǎn)1噸產(chǎn)品，產(chǎn)生1-3噸廢物危險廢物種類多：

13、急毒性，反應(yīng)性、腐蝕性7.1.2 化學(xué)工業(yè)廢渣的處理與利用特性再生資源化潛力大：含固體廢物處理與源化-第七章-第一節(jié)工業(yè)固體廢物資源化課件7.1.2 化學(xué)工業(yè)廢渣的處理與利用7.1.2.1 鉻渣7.1.2.2 工業(yè)廢石膏7.1.2.3 硫鐵礦燒渣7.1.2 化學(xué)工業(yè)廢渣的處理與利用7.1.2.1 鉻渣7.1.2.1 鉻渣什么是鉻渣？是指冶金和化工企業(yè)在金屬鉻和鉻鹽生產(chǎn)過程中，由浸濾工序濾出的不溶于水的固體廢棄物。7.1.2.1 鉻渣什么是鉻渣？7.1.2.1 鉻渣鉻渣的主要化學(xué)成分有Cr2O3、CaO、MgO、SiO2 Al2O3、Fe2O3。鉻渣的主要礦物成分有：方鎂石(MgO)，-C2S，

14、C4AF，-亞鉻酸鈣（-Ca(CrO2)2），鉻酸鈣（CaCrO4），鉻尖晶石(MgFe)(CrO2)2，四水鉻酸鈉Na2CrO44H2O，鉻鋁酸鈣，堿式鉻酸鐵Fe(CrO4)(OH)，碳酸鈣，水合鋁酸鈣C3AH6。7.1.2.1 鉻渣鉻渣的主要化學(xué)成分有Cr2O3、CaO、7.1.2.1 鉻渣鉻渣的毒性：六價鉻的毒性最強，需解毒處理解毒方法：煤粉還原法、硫化鈉還原法7.1.2.1 鉻渣鉻渣的毒性：六價鉻的毒性最強，需解毒處理7.1.2.1 鉻渣用還原劑（煤粉、含碳固體廢物，如廢活性炭，紙漿廢液，鋸木屑，谷殼等作為還原劑）和鉻渣按15：100重量比均勻混合后，在回轉(zhuǎn)窯中經(jīng)550650高溫焙燒還

15、原。還原后的鉻渣需放置45天以上，曝曬56.5小時后，檢測Cr6+的含量應(yīng)5mgkg。煤粉還原法7.1.2.1 鉻渣用還原劑（煤粉、含碳固體廢物，如廢活性炭7.1.2.1 鉻渣該法用Na2S、硫氫化鈉、硫酸亞鐵、亞硫酸鈉等作還原劑。解毒工藝是：然后加酸調(diào)節(jié)pH78，再加20FeSO4，最后堆放，處理后得到的料液呈無色透明，含Cr6+0.5PPm，濾渣含Cr6+1.8PPm。硫化鈉還原法7.1.2.1 鉻渣該法用Na2S、硫氫化鈉、硫酸亞鐵、亞硫7.1.2.1 鉻渣綜合利用用于煉鐵用作玻璃著色劑制鈣鎂磷肥7.1.2.1 鉻渣綜合利用用于煉鐵用作玻璃著色劑制鈣鎂磷肥固體廢物處理與源化-第七章-第一

16、節(jié)工業(yè)固體廢物資源化課件鉻渣的處理和綜合利用鉻渣是冶金和化工部門在生產(chǎn)金屬鉻鹽時所排出的廢渣，主要由CaO、MgO、Al2O3、 Fe2O3、SiO2及少量六價鉻的化合物組成。每生產(chǎn)1t 金屬鉻約排出鉻渣1.5t，每生產(chǎn)1t重鉻酸鈉要排出鉻渣3t 。雖然目前中國鉻渣的年排放量并不高（十幾萬噸），但由于鉻渣中所含的六價鉻毒性較大，如長期堆放不加處理就會污染水源和土壤，對人類和其他生物造成嚴重的損害。因此對鉻渣的處理和利用必須將毒性大的六價鉻還原為毒性小的三價鉻，并使其生成不溶性化合物，在此基礎(chǔ)上再加以綜合利用。目前中國對鉻渣的處理和利用主要有以下幾個方面。鉻渣的處理和綜合利用（1）鉻渣作玻璃著色

17、劑在制玻璃的配料中，可用鉻渣代替鉻鐵礦作著色劑制綠色玻璃。在玻璃窯爐高溫還原氣氛下，鉻渣中的Cr6+被還原成Cr3+而進入玻璃熔融體中，急冷固化后即可制得綠色玻璃。同時鉻也被封固在玻璃中，達到了除毒的目的。用鉻渣代替鉻鐵礦作著色劑，可消除污染，而且鉻渣中含有MgO、CaO，可以代替玻璃配料中的白云石和石灰石，降低生產(chǎn)成本。生產(chǎn)出來的玻璃色澤鮮艷，質(zhì)量有所提高。用鉻渣代替鉻礦粉作著色劑時，適宜的加入量為2%6%，加入量過高，則會產(chǎn)生Cr2O3失透現(xiàn)象。目前，天津、沈陽、青島、北京、重慶等地玻璃廠都采用鉻渣作玻璃著色劑，國內(nèi)用于這方面的鉻渣量已達4104ta-1左右。（1）鉻渣作玻璃著色劑 （2）

18、鉻渣作助熔劑制鈣鎂磷肥在鈣鎂磷肥的生產(chǎn)過程中，為了降低磷礦石的熔點，需加入蛇紋石、白云石及硅石作助熔劑。鉻渣與蛇紋石、白云石相比，在主要成分上十分相近，因此可以作助熔劑使用。在爐內(nèi)高溫狀態(tài)下（8001500），煅燒產(chǎn)生的大量CO和H2，以及存在的固定碳，可將鉻渣中的六價鉻還原為三價鉻和金屬鉻，分別進入磷肥及富集在鉻鎳鐵中。用鉻渣作助熔劑生產(chǎn)鈣鎂磷肥可使鉻渣徹底解毒并資源化，每生產(chǎn)1t鈣鎂磷肥可消耗鉻渣150400kg。 （2）鉻渣作助熔劑制鈣鎂磷肥（3）鉻渣作煉鐵燒結(jié)熔劑鉻渣中含有大量的CaO、MgO、Fe2O3（三者之和大于60%），與煉鐵燒結(jié)熔劑料（白云石、石灰石）成分類似，且具有自熔性和

19、半自熔性，其物理特性（粒度、貓度）也適于作燒結(jié)礦熔劑，因此可代替石灰石等作煉鐵輔料。試驗結(jié)果表明，鉻渣作為燒結(jié)煉鐵的熔料使用工藝上完全可行，且使固體燃料消耗下降，燒結(jié)礦質(zhì)量上升，六價鉻還原解毒徹底，燒結(jié)過程中六價鉻還原率達99.98%以上，殘留的微量六價鉻還可在高爐冶煉中進一步被還原。（3）鉻渣作煉鐵燒結(jié)熔劑7.1.2.2 工業(yè)廢石膏來源脫硫石膏磷石膏氟石膏7.1.2.2 工業(yè)廢石膏來源脫硫石膏磷石膏氟石膏7.1.2.2 工業(yè)廢石膏磷石膏：磷礦石與硫酸反應(yīng)制取磷酸的副產(chǎn)品，主要成分為CaSO42H2O，含量在80以上，相當(dāng)于天然石膏，但含有酸性物、色質(zhì)和20左右的水分以及放射性物質(zhì)。每生產(chǎn)lt磷酸約產(chǎn)生5t磷石膏。氟石膏：螢石與硫酸制取氫氟酸的副產(chǎn)品，主要成分為CaSO4，含量也在80以上，相當(dāng)于天然硬石膏，但氟含量較高(3)，且大多為水溶性的。每生產(chǎn)1t氫氟酸約產(chǎn)生3.6t氟石膏。脫硫石膏：燃煤或燃重油過程中排放的