典型固體廢物資源化技術(shù)

第九章典型工業(yè)固體廢物資源化技術(shù)

一廢橡膠的回收處理方法二廢汽車的回收與處理電子廢棄物的處理與利用廢塑料的回收利用和處理廢電池的回收與綜合利用主要內(nèi)容一、廢橡膠的回收處理方法一、概述1.廢橡膠的化學(xué)成分廢橡膠的來源主要為廢舊輪胎以及其他工業(yè)用品，占所有廢橡膠比例的90％以上。因此，這里以廢輪胎的處理方法為代表，介紹廢橡膠的處理方法。一、廢橡膠的回收處理方法二、廢輪胎的處理方法1.整新再用或翻新再用廢輪胎可直接用作其他用途，如：船舶的緩沖器、人工礁、防波堤、公路的防護(hù)欄、水土保護(hù)欄，或者用于建筑消音隔板等，也可以用作污水和油泥堆肥過程中的桶裝容器。也可以經(jīng)分解剪切后可制成地板席、鞋底、墊圈；切削制成填充地面的底層或表層的物料等。但這些利用方式所能處理的廢輪胎的量很少

一、廢橡膠的回收處理方法輪胎在使用過程中最普遍的破壞方式是胎面的嚴(yán)重破損。因此輪胎翻新引起了世界各國的普遍重視。所謂輪胎翻修是指用打磨方法除去舊輪胎的胎面膠，然后經(jīng)過局部修補(bǔ)、加工、重新貼覆胎面膠之后，進(jìn)行硫化，恢復(fù)其使用價值的一種工藝流程。輪胎翻修可延長輪胎使用壽命，做到物盡其用，同時因生命周期的延長，還可促使廢胎的減量化。2.生產(chǎn)膠粉膠粉是將廢胎整體粉碎后得到的粒度極小的橡膠粉粒一、廢橡膠的回收處理方法2）橡膠粉的利用一是用于橡膠工業(yè)，直接成型或與新橡膠并用；一是應(yīng)用于非橡膠工業(yè)，如改性瀝青路面、改性瀝青生產(chǎn)防水卷材、建筑工業(yè)中用作涂覆層和保護(hù)層等。3）工業(yè)化生產(chǎn)膠粉的方法粉冷凍碎工藝：低溫冷凍粉碎工藝、低溫和常溫并用粉碎工藝

常溫粉碎法

一、廢橡膠的回收處理方法3.制造再生膠再生膠是指廢舊橡膠經(jīng)過粉碎、加熱、機(jī)械處理等物理化學(xué)過程，使其彈性狀態(tài)變成具有塑性和粘性的，能夠再硫化的橡膠。

再生膠的生產(chǎn)工藝主要有油法（直接蒸汽靜態(tài)法）、水油法（蒸煮法）、高溫動態(tài)脫硫法、壓出法、化學(xué)處理法、微波法等。一、廢橡膠的回收處理方法1）油法流程廢膠----切膠----洗膠----粗碎----細(xì)碎----篩選----纖維分離----拌油----脫硫----捏煉----濾膠----精煉出片----成品該法的特點是工藝簡單，廠房無特殊要求，建廠投資低，生產(chǎn)成本低，無污水污染。但再生效果差，再生膠性能偏低，對膠粉粒度要求小（28～30目），適用于膠鞋和雜膠品種及小規(guī)模生產(chǎn)。一、廢橡膠的回收處理方法2）水油法廢膠----切膠----洗滌----粗碎----細(xì)碎----篩選----纖維分離----稱量配合----脫硫----捏煉----濾膠----精煉出片----成品該法的特點是工藝復(fù)雜，廠房有特殊要求，生產(chǎn)設(shè)備多，建廠投資大，膠粉粒度要求較小，生產(chǎn)成本較高。有污水排放，應(yīng)有污水處理設(shè)施。但再生效果好，再生膠質(zhì)量高且穩(wěn)定，特別對含天然橡膠成分多的廢膠能生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)再生膠。適用于輪胎類、膠鞋類、雜膠類等廢膠品種和中大規(guī)模生產(chǎn)。一、廢橡膠的回收處理方法4.熱解與焚燒熱解：廢輪胎熱裂解就是利用外部加熱打開化學(xué)鏈，有機(jī)物分解成燃料氣、富含芳烴的油以及炭黑等有價值的化學(xué)產(chǎn)品。廢輪胎還可與煤共液化，生產(chǎn)清餾分油。熱解溫度一般在250～500℃范圍內(nèi)。輪胎熱解所得主要成分的組成見下表

一、廢橡膠的回收處理方法焚燒：輪胎具有很高的熱值（2937MJ/kg）。廢輪胎可作為水泥窯的燃料，可用來燃燒發(fā)電。廢輪胎中的橡膠和炭黑燃燒產(chǎn)生的熱可燒制水泥，同時廢輪胎中的硫和鐵作為水泥需要的組分。工藝流程為：廢輪胎剪切破碎后投入水泥窯中，在1500℃左右的高溫下燃燒，廢輪胎中的硫元素氧化為SO3后與水泥原料石灰結(jié)合生成CaSO4，避免了SO2對大氣的污染。輪胎中的金屬絲在高溫條件下氧化為Fe2O3后與水泥原料中的CaO，Al2O3反應(yīng)也轉(zhuǎn)化為水泥的組分。二、廢汽車的回收與處理一、概述1.廢棄車的組成汽車有三大類型：客車、貨車和轎車。汽車的主要材料有金屬材料、塑料、橡膠、玻璃、油漆等。其中鋼鐵和有色金屬約占80％。廢汽車的金屬材料組成見表二、廢汽車的回收與處理二、廢棄車材料的回收工藝1.廢棄車材料回收的工藝流程廢鋼鐵生產(chǎn)線主體是破碎機(jī)，輔助設(shè)備是輸送、分選、清洗裝置。先由破碎機(jī)用錘擊方法將廢鋼鐵破碎成小塊，再經(jīng)分選、清洗，把有色金屬和非金屬、塑料、油漆等雜物分離出去，得到的潔凈廢鋼鐵是優(yōu)質(zhì)煉鋼原料。二、廢汽車的回收與處理二、廢棄車材料的回收工藝從廢棄車中回收金屬材料的萊因哈特法工藝流程二、廢汽車的回收與處理二、廢棄車材料的回收工藝國內(nèi)典型的工藝流程：二、廢汽車的回收與處理2.部分配件的再生當(dāng)零件不能在原車上使用時，在要求較低的車輛上使用或轉(zhuǎn)為它用，發(fā)揮其使用價值。

3.金屬材料回收廢舊汽車經(jīng)拆卸、分類后作為材料回收必須經(jīng)機(jī)械處理，然后將鋼材送鋼廠冶煉，鑄鐵送鑄造廠，有色金屬送相應(yīng)的冶煉爐。當(dāng)前機(jī)械處理的方法有剪切、打包、壓扁和粉碎等。對于金屬材料的機(jī)械處理有三種可供選擇的方案：二、廢汽車的回收與處理方案一：采用廢汽車處理專用生產(chǎn)線整車處理，即送料壓扁剪斷小型粉碎機(jī)粉碎風(fēng)選磁選出料或送料大型粉碎機(jī)粉碎風(fēng)選或水選出料。方案二：汽車殼體和大梁用門式廢鋼剪斷機(jī)預(yù)壓剪斷；變速箱、發(fā)動機(jī)殼體等用鑄鐵件破碎機(jī)破碎。方案三：對汽車殼體采用金屬打包機(jī)打包；汽車大梁采用廢鋼剪斷機(jī)剪斷；變速箱、對發(fā)動機(jī)缸體用鑄鐵破碎機(jī)破碎。二、廢汽車的回收與處理汽車中的有色金屬主要是鋁、銅、鎂合金和少量的鋅、鉛及軸承合金。國際上，汽車回收已經(jīng)取得一些成果，85％～90％的鋁可以回收利用，節(jié)省資源，減少排放，使浪費(fèi)減至最低。1.廢棄車用鋁再生工藝預(yù)處理：拆解、分類、打包再生利用：配料、制備變形鋁合金、再生鑄造鋁合金、煉鋼脫氧用的雜鋁錠的再生、爐渣灰再生成硫酸鋁或堿式氧化鋁二、廢汽車的回收與處理再生制造鋁合金的工藝流程：原材料原生金屬廢舊金屬車間返回料廢鋁錠鋁浮渣濺渣飛灰余塊硅鋼鎂錳鋁鑄件材料及邊角切塊制品鋁屑中間合金秤料（爐料）熔煉再生溶劑取樣爐前分析撈出鐵塊爐渣破碎金屬粒料灰渣澆注鑄錠入庫圖再生鑄造鋁合金的工藝流程二、廢汽車的回收與處理2.廢棄車鎂合金的再生工藝廢舊鎂合金的再生工藝流程與鋁合金類似，首先進(jìn)行重熔，然后進(jìn)行熔體凈化和鑄造。但因為鎂合金極易燃燒，所以廢料的重熔再生工序要復(fù)雜得多。下面介紹兩種有代表性的鎂合金廢料重熔方法。（1）鹽爐熔化法：鹽爐既是熔煉爐又是靜置爐，不采用熔劑保護(hù)，而是在惰性氣體下熔煉和精煉。（2）雙爐法：用雙爐系統(tǒng)重熔再生鎂廢料，一個爐子為熔煉爐，另一個是精煉/鑄造爐，用導(dǎo)管將熔體低壓轉(zhuǎn)注，最終直接將熔體注入壓鑄機(jī)，鑄出鑄件。

二、廢汽車的回收與處理采用人工拆卸方法處理廢汽車，雖然簡單，但勞動強(qiáng)度很大，成本也不低。另外，廢汽車中所含的油漆、塑料、橡膠等制品含有重金屬和有毒有害有機(jī)物。這些廢物大部分與金屬制品粘附在一起，很難分離。因此，可采用焚燒批量處理。四、廢棄車的熱解與焚燒處理三、電子廢棄物的處理與利用一、概述1.電子廢棄物電子廢棄物包括廢棄的電子產(chǎn)品和電子產(chǎn)品生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢物?？煞譃槿悾旱谝活愂怯嬎銠C(jī)、冰箱、電視機(jī)等有相當(dāng)高價值的廢物。第二類是小型電器如無線電通訊設(shè)備、電話機(jī)、燃燒灶、脫排油煙機(jī)等價值稍低的廢物。第三類其它價值很低的廢物。

三、電子廢棄物的處理與利用2.印刷電路板印刷電路板（PCB）是電子產(chǎn)品的重要組成部分，廢印刷電路板的材料組成和結(jié)合方式很復(fù)雜，單體的解離粒度小，不容易實現(xiàn)分離。非金屬成分主要為含特殊添加劑的熱固性塑料，處置相當(dāng)困難。

三、電子廢棄物的處理與利用二、廢舊電路板處理技術(shù)1.電路板的機(jī)械處理方法機(jī)械處理方法是根據(jù)材料物理性質(zhì)的不同進(jìn)行分選的手段，主要利用拆卸、破碎、分選等方法。處理后的產(chǎn)品還須經(jīng)過冶煉、填埋或焚燒等后續(xù)處理。三、電子廢棄物的處理與利用2.廢電路板處理工藝流程廢電路板細(xì)碎重力粗選粗碎拆解元件富銅粉末填料，涂料玻璃纖維、樹脂金屬冶煉靜電分選焊料去除焊料熱＋外力三、電子廢棄物的處理與利用三、電子廢棄物典型處理工藝1.加拿大加拿大的Noranda公司：回收處理過程：稱重；拆解（去除某些特定的物質(zhì)如電池、陰極射線管、汞球管等）；破碎分離出的物料；篩分；搖床分選、磁選分離細(xì)物料和鋼鐵（大約40％的物料得到了有效的分離）；渦電流分選機(jī)從銅和塑料的混合物中分離鋁?；厥障到y(tǒng)將有毒物質(zhì)（包括陰極射線管，含鉛以及鎘和汞等元器件）進(jìn)行有效的分離：塑料管送至熔爐；玻璃作為助熔劑在設(shè)備中重新使用；鉛也被回收加以利用；電池和墨盒被回收；廢塑料作為燃料重新使用。處理過程中產(chǎn)生的廢氣用袋式除塵器、高效微?？諝膺^濾器處理。三、電子廢棄物的處理與利用2.臺灣臺灣菖蒲事業(yè)有限公司的電子廢物處理工藝流程見下圖，分選出的混合金屬再經(jīng)過熔煉、鑄錠、電解后生產(chǎn)銅和貴金屬陽極泥，貴金屬陽極泥再經(jīng)熔煉、鑄錠變成粗金屬，然后精煉，獲得純金屬。電子廢物破碎機(jī)磁選錘磨機(jī)非金屬振動篩選靜電分選小錘磨機(jī)金屬細(xì)粗圖菖蒲事業(yè)有限公司的電子廢物處理工藝三、電子廢棄物的處理與利用3.電子廢棄物的火法冶金技術(shù)破碎焚燒電解熔融通氧加入粗銅料浮渣（排掉）熔融銅合金銅及部分有色金屬貴金屬陽極

電子廢料（經(jīng)預(yù)處理）圖火法冶金提取貴金屬的一般工藝流程三、電子廢棄物的處理與利用3.熱解法熱解法回收電子廢棄物中的有機(jī)組分是一種比較合適的方法。在熱解過程中，大分子有機(jī)組分在高溫下降解為揮發(fā)性組分，如油狀烴化合物和氣體等，可用作燃料或化工原料；而金屬、無機(jī)填料等物質(zhì)通常不會發(fā)生變化。但是，由于電子廢棄物中的塑料多含有溴化阻燃劑等在熱解過程中會產(chǎn)生揮發(fā)性鹵化物的成分，這些揮發(fā)性鹵化物在電子廢棄物熱解后的氣體或油狀產(chǎn)物中是不可忽視的組分，會對環(huán)境產(chǎn)生危害。因此，電子廢棄物的熱解處理法實現(xiàn)商業(yè)化的一個關(guān)鍵問題就是熱解產(chǎn)物的脫鹵。四、廢塑料的回收利用和處理一、廢塑料的種類與來源1.廢塑料基本分類熱塑性塑料是指在特定溫度范圍內(nèi)，能反復(fù)加熱軟化和冷卻硬化的塑料。如聚乙烯（Polyethylene,PE）、聚氯乙烯（PolyvinylChloride,PVC）、聚丙烯（Polypropylene,PP）、聚苯丙烯（Polystyrene,PS）、聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）等。此類塑料是回收利用的重點。

四、廢塑料的回收利用和處理熱固性塑料是指受熱時發(fā)生化學(xué)變化使線形分子結(jié)構(gòu)的樹脂轉(zhuǎn)變?yōu)槿S網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子化合物，再次受熱時就不再具有可塑性的塑料。此類塑料不能通過熱塑而再生利用，如酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、氨基樹脂等。此類塑料一般通過粉碎、研磨為細(xì)粉，以15%~30%的比例，作為填充料摻加到新樹脂中而再生利用。四、廢塑料的回收利用和處理2.通用熱塑性樹脂分類1）聚乙烯（PE）：高密度、低密度、線性低密度、超低密度聚乙烯、和超高分子聚乙烯2）聚丙烯（PP）

3）聚苯乙烯（PS）

4）ABS樹脂

5）聚氯乙烯（PVC）

6）聚對苯二甲酸酯類樹脂四、廢塑料的回收利用和處理3.廢塑料來源（1）塑料生產(chǎn)加工邊角料：一般分類破碎，然后按比例（依據(jù)對制品性能的影響情況決定摻用配比）加到同品種的新料中再加工成型。

（2）使用后廢棄塑料：從塑料制品的消費(fèi)領(lǐng)域來看，以農(nóng)膜為主體的農(nóng)用塑料、包裝用塑料、日用品三大領(lǐng)域是廢塑料的主要來源。四、廢塑料的回收利用和處理二、廢塑料回收利用及處理技術(shù)1.廢塑料的資源化技術(shù)廢塑料的資源化應(yīng)用主要包括物質(zhì)再生和能量再生兩大類

廢塑料RDF衍生燃料物質(zhì)再生物理再生化學(xué)再生能量再生焚燒供熱(發(fā)電)塑料單體CO和H2熔融加工直接成型加工簡單塑料制品塑料板材解聚反應(yīng)氣化化工原料、燃油、燃?xì)鉄岱纸饣ぴ?、燃油、燃?xì)獯呋呀馊加?、燃?xì)鈿浠偕芰先芙庠偕ぴ细男曰旌侠鴪D9-7

廢塑料資源化技術(shù)四、廢塑料的回收利用和處理1.直接成型加工技術(shù)直接成型加工技術(shù)是指含雜質(zhì)的混雜廢塑料不經(jīng)清洗分選，可直接在成型設(shè)備之中與按需要添加的填充料制成所需特性的混合料。

要求是：至少要有50%以上同一種塑料，其濕含量不能大于27%

可以制作電纜溝蓋、電纜管道、污水槽、貨架、包裝箱板等，可以取代使用木材、混凝土、石棉、水泥等材料制作的相應(yīng)制品

四、廢塑料的回收利用和處理2.熔融加工技術(shù)對于含粗雜質(zhì)的物料，可使用連續(xù)熔融過濾器，再通過可更換過濾網(wǎng)普通過濾器熔融過濾；

含有印刷油墨的物料，需選用濾網(wǎng)孔徑足夠細(xì)的過濾網(wǎng)以去除油墨

廢塑料分選、清洗熔融過濾造粒成型制品圖9-8熔融加工工藝流程圖四、廢塑料的回收利用和處理3.解聚技術(shù)化學(xué)解聚技術(shù)是指加入化學(xué)藥劑后，廢塑料反應(yīng)形成單體的技術(shù)

該技術(shù)只能用于縮聚型塑料，如：聚酯PET、聚氨脂PU和聚酰胺PA解聚技術(shù)

解聚反應(yīng)根據(jù)使用的化學(xué)試劑不同可分為：酵解、醇解、水解和氨解。四、廢塑料的回收利用和處理4.氣化技術(shù)當(dāng)廢塑料與氧氣、空氣、蒸汽或上述氣體的混合物反應(yīng)時，可生成一氧化碳和氫氣的混合氣體，這就是廢塑料的氣化技術(shù)

5.溶解再生技術(shù)該技術(shù)用于將廢聚苯乙烯PS的回收。將PS溶解于檸檬烯溶劑中，靜置并將沉淀的雜質(zhì)去除后把溶液送入蒸發(fā)器，揮發(fā)的溶劑經(jīng)過冷凝器冷凝回收后可循環(huán)利用，留下的PS物料經(jīng)造粒而得到回收。四、廢塑料的回收利用和處理6.改性技術(shù)該類技術(shù)主要用于廢聚苯乙烯PS泡沫塑料。PS可通過改性生成多種化工原料，如：阻燃劑、防水涂料、防腐涂料、建筑密封劑、指甲油涂飾劑、各種粘膠劑、鐵板涂料、模型成型劑。7.直接焚燒技術(shù)廢塑料的熱值與燃油相當(dāng)，是垃圾焚燒爐的重要熱能來源。可減容約90%會產(chǎn)生二噁英等有毒有害物質(zhì)四、廢塑料的回收利用和處理8.制備燃料PDF技術(shù)RDF是以廢塑料為主，配合其它可燃垃圾制成的燃料，可用于水泥回轉(zhuǎn)窯和鍋爐

RDF中應(yīng)去除垃圾中的金屬、玻璃和陶瓷不燃物和一切危險品制作工藝有兩類：丁-卡托萊爾方式--將可燃固體廢物破碎并加入5%的石灰使之發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，加壓成型，經(jīng)干燥為燃料；RMJ方式--將可燃固體廢物（含廢塑料、廢紙、木屑、果殼和下水污泥等）破碎、混合、干燥后，加入1%的消石灰固化成型為燃料。四、廢塑料的回收利用和處理9.熱解技術(shù)廢塑料的熱解技術(shù)是在惰性環(huán)境中進(jìn)行的高溫分解反應(yīng)，主要應(yīng)用于聚合型塑料

反應(yīng)產(chǎn)物：烴類氣體（碳分子數(shù)為C1～C5）、油品（汽油碳分子數(shù)為C5～C11，柴油碳分子數(shù)為C12～C20，重油碳分子數(shù)大于C20）、石蠟和焦炭

反應(yīng)溫度是影響反應(yīng)的最關(guān)鍵因素。當(dāng)反應(yīng)溫度高于600℃時，主要產(chǎn)生烯烴以及少量芳香族烴類。當(dāng)升溫速度較快或停留時間較短時，可大量生成乙烯和丙烯。在水蒸氣存在的條件下，烯烴產(chǎn)量也可大幅提高四、廢塑料的回收利用和處理10.催化裂解技術(shù)催化裂解是在催化劑存在下進(jìn)行的熱分解反應(yīng)

催化裂解反應(yīng)的產(chǎn)物是汽油、柴油、燃?xì)夂徒固?，?yīng)用范圍主要是聚烯烴類塑料催化劑是反應(yīng)的關(guān)鍵，常用催化劑包括ZMS-5沸石催化劑、H-Y沸石催化劑、REY沸石催化劑Ni-REY催化劑等

11.其它利用方式：如可利用廢聚苯乙烯泡沫塑料（EPS）制備乳液涂料等

五、廢電池的回收與綜合利用1.電池簡介電池的種類繁多，主要有鋅-二氧化錳酸性電池、鋅-二氧化錳堿性電池、鎳鎘充電電池、鉛酸蓄電池、鋰電池、氧化汞電池、氧化銀電池、鋅-空氣紐扣電池等電池內(nèi)含有大量有害成分，如重金屬、廢酸、廢堿等我國是電池的生產(chǎn)大國，每年都要消耗大量的鋅、錳、鉛、鎘等金屬，如果加以回收利用，在保護(hù)環(huán)境的同時又可以節(jié)省大量的寶貴資源

一、廢電池再生利用技術(shù)五、廢電池的回收與綜合利用2.廢舊電池的綜合處理技術(shù)濕法冶金方法：1）焙燒浸出法圖9-11廢干電池的還原焙燒-浸出法工藝流程五、廢電池的回收與綜合利用2）直接浸出法：直接浸出法是將廢干電池破碎、篩分、洗滌后，直接用酸浸出鋅、錳等金屬物質(zhì)，經(jīng)過濾、濾液凈化后，從中提取金屬或生產(chǎn)化工產(chǎn)品

火法冶金方法：在高溫下使廢干電池中的金屬及其化合物氧化、還原、分解和揮發(fā)及冷凝的過程

常壓冶金法：有兩種，一是在較低的溫度下加熱廢干電池，先使汞揮發(fā)，然后在較高的溫度下回收鋅和其它重金屬；二是將廢干電池在高溫下焙燒，使其中易揮發(fā)的金屬及其氧化物揮發(fā)，殘留物作為冶金中間產(chǎn)物或另行處理五、廢電池的回收與綜合利用真空冶金法