典型固体废物的处理与利用高炉渣钢渣和赤泥工业废物的利用
冶金与化工典型固体废物的处理与利用
第九章冶金与化工典型固体废物的处理与利用第一节高炉渣利用工业固体废物生产建筑材料是解决建材资源短缺的一条有效途径，这对保护环境和加速经济建设具有十分重要的意义。
利用工业固体废物生产建材的优点是：①原材料省，②耗能低。
③综合利用产品的品种多，可满足多方面的需要。
④综合利用的产品数量大，可满足市场的部分需要。
⑤环境效益高，可最大限度地减少需处置的固体废物数量，在生产过程中，一般不产生二次污染。
工业废渣作建筑材料是综合利用工业废渣数量最大、种类最多、历史较久的领域。
其中，利用较多的有高炉渣、钢渣、粉煤灰、煤研石和其他废渣等。
生产品种包括水泥、骨料、砖、玻璃、铸石、石棉和陶瓷等。
我国对冶金工业和煤炭工业所产生的固体废物研究较多，如高炉渣的应用已有几十年的历史，在生产建筑材料方面取得了一定的成就，积累了宝贵的经验。
一、高炉渣的分类高炉矿渣是冶炼生铁时从高炉中排出的一种废渣。
在高炉冶炼生铁时，从高炉加入的原料，除了铁矿石和燃料(焦炭)外，还要加入助熔剂。
当炉温达到1400-1600℃时，助熔剂与铁矿石发生高温反应生成生铁和矿渣。
高炉矿渣是由脉石、灰分、助熔剂和其他不能进入生铁中的杂质组成的，是一种易熔混合物。
从化学成分来看，高炉矿渣是属于硅酸盐质材料。
每生产1t生铁，高炉矿渣的排放量随着矿石品位和冶炼方法不同而变化。
例如采用贫铁矿炼铁时，每吨生铁产出1．0-1．2t高炉渣；用富铁矿炼铁时，每t生铁只产出0．25t高炉渣。
由于近代选矿和炼铁技术的提高，每吨生铁产出的高炉矿渣量已经大大下降。
由于炼铁原料品种和成分的变化以及操作工艺因素的影响，矿渣的组成和性质也不同。
按照冶炼生铁的品种，高炉矿渣可分为铸造生铁矿渣、炼钢生铁矿渣和特种生铁矿渣。
按照高炉矿渣化学成分中的碱性氧化物的多少．高炉矿渣又可分为碱性矿渣、中性矿渣和酸性矿渣。
二、高炉矿渣的化学成分高炉渣中主要的化学成分是二氧化硅(Si02)、三氧化二铝(AIA)、氧化钙(CaO)、氧化镁（Mg0）、氧化锰(MnO)、氧化铁(FeO)和硫(S)等。
我国主要工业固体废弃物利用方式
我国主要工业固体废弃物利用方式
随着工业生产的发展，工业废物数量日益增加。
尤其是冶金、火力发电等工业排放量最大。
工业废物数量庞大，种类繁多，成分复杂，处理相当困难。
如今只是有限的几种工业废物得到利用，如美国、瑞典等国利用了钢铁渣，日本、丹麦等国利用了粉煤灰和煤渣。
其他工业废物仍以消极堆存为主，部分有害的工业固体废物采用填埋、焚烧、化学转化、微生物处理等方法进行处置；有的投入海洋。
工业固体废物分为两类，一般工业固体废物和危险固体废物。
工业废物消极堆存不仅占用大量土地，造成人力物力的浪费，而且许多工业废渣含有易溶于水的物质，通过淋溶污染土壤和水体。
粉状的工业废物，随风飞扬，污染大气，有的还散发臭气和毒气。
有的废物甚至淤塞河道，污染水系，影响生物生长，危害人体健康。
目前，我国工业固体废弃物主要包括高炉渣、钢渣、尾矿、赤泥、粉煤灰和炉渣、煤矸石、磷石膏、电石渣等。
下表总结了目前我国主要固体废弃物的处置方法。
冶金工业固体废物处理与利用
列出危险废物的种类、识别标志及相应的管理要求。
《关于进一步加强冶金工业固体废物处理与利用的意见》
提出加强冶金工业固体废物处理与利用的目标、任务、政策措施等。
行业标准规范介绍
《冶金工业固体废物处理与利用技术规范》
规定冶金工业固体废物的收集、运输、贮存、处理、处置及利用等技术要求。
品。
混凝土制备
将冶金固体废物作为骨料或掺合 料，制备混凝土，用于建筑和土
木工程。
砖瓦制造
利用冶金固体废物生产砖瓦等建 筑材料，替代部分黏土资源。
用于农业领域
土壤改良剂
01
将冶金固体废物加工成土壤改良剂，提高土壤肥力和改善土壤
结构。
肥料生产
02
利用冶金固体废物中的有益元素生产肥料，为农作物提供必要
的养分。
稀土尾矿是稀土元素提取后的废弃物，含有一定量的稀土元素和其他有价金属。通过浮选 、重选等选矿方法，可实现稀土元素的进一步回收。同时，尾矿可用于生产陶瓷、玻璃等 建材。
稀土冶炼渣处理与利用
稀土冶炼渣是稀土元素提取过程中的废弃物，含有较高的稀土元素和其他金属元素。通过 酸浸、萃取等工艺，可实现稀土元素的回收。同时，冶炼渣可用于生产水泥、砖等建材。
废水处理污泥处理与利用
稀土元素提取过程中产生的废水经处理后会产生大量污泥。这些污泥含有一定量的稀土元 素和其他金属元素。通过压滤、干燥等工序，污泥可用于生产肥料或作为其他工业原料使 用。
05 政策法规及标准规范解读
国家政策法规要求
《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》
明确固体废物污染环境防治的监督管理、污染防治措施、危险废物管理、法律责任等方面的规定 。
酸碱浸出
典型固体废物的处理与利用高炉渣、钢渣和赤泥工业废物的利用
1.24
5～10 20～25 20～30 5～10
7～15
（2）平炉钢渣
平炉炼钢周期比转炉长，分氧化期、精炼期与出钢期，并且每期终了 都要出渣。氧化期排出的渣称初期渣，精炼期排出的渣称精炼渣，出钢后 排出的渣称出钢渣，精炼渣与出钢渣又合称为末期渣。下表所示为马鞍山 钢铁公司平炉渣化学成分。
表 马鞍山钢铁公司平炉渣化学成分，%
按高炉渣的碱性率 （以Mo表示）
碱性矿渣：碱性率Mo&g的矿渣
碱性率 M O
CaO MgO SiO2 Al 2O3
我国高炉渣大部分接近中性矿渣（Mo=0.99～1.08），高碱性及酸性高 炉渣数量较少。
二、高炉矿渣的化学组成
高炉渣含有15种以上化学成分， 但主要是CaO、MgO、Al2O3、 SiO2四种，它们约占高炉渣总重量的95%。
三赤泥中有价金属的综合回收生铁焦碳石灰石硫酸烧结造块还原熔炼石灰石炉渣过滤滤液萃取萃取剂有机相碳酸钠无机相无机相有机相水解ti灼烧tio蒸发干燥富锆稀有金属综合回收赤泥中有价元素工艺流程水解煅烧tio赤泥石灰石碳酸钠与煤磨细还原焙烧粉碎过滤滤液强磁选磁性部分非磁性部分硫酸浸出还原熔炼生铁钛氧硫酸盐溶液fehcl气体盐酸浸出水解煅烧tio蒸发焙烧硫酸浸出钛氧硫酸盐溶fe浸液盐酸浸出生产tio沉淀硅酸氢氟酸hf硅酸生成冰晶石氯化钠nacl蒸发结晶冰晶石赤泥直接浸出生产冰晶石工艺流程na干燥混合nakco焙烧盐酸浸出过滤浸液离子交换吸附低浓度盐酸解吸溶液萃取sc有机相sc无机相sc产品化学法分离提取各种金属赤泥中稀有稀土元素的提取工艺流程四赤泥生产水泥赤泥浆砂岩铁粉石灰原料磨烧成窑水泥磨普通硅酸盐水泥石膏烘干机矿渣水泥库利用烧结法赤泥生产普通硅酸盐水泥工艺流程赤泥浆经过滤脱水后以赤泥2040砂岩石灰石铁粉四组分配成生料共同磨制成生料浆调整到符合技术指标后用流入法在蒸发机中除去大部分水分后再进入或直接喷入回转窑在温度14001450烧成水泥熟料
10 冶金与化工典型固体废物的处理与利用
第十章冶金与化工典型固体废物的处理与利用第一节高炉渣高炉渣是高炉炼铁时矿石中的脉石、燃料中的灰分和助熔剂（石灰石）等炉料中的非挥发组分形成的废弃物。
高炉渣是冶金工业中数量最多的一种渣，目前我国每年排出量已达2000多万吨（按照我国当前高炉的冶炼水平，一吨铁平均排出700千克渣），发达国家渣铁比比较低，一般为0.27-0.23，。
高炉渣产率与矿石品位有关。
一.成分高炉渣中含有15种以上化学成分，其中占95%的是以下四种：SiO2（30-40%）、 Al2O3 （10%）来自脉石和焦碳的灰分，CaO（40%）、MgO（10%）主要来自熔剂。
高炉渣中含有许多氧化物，把碱性氧化物的重量百分数与酸性氧化物的重量百分数之比叫碱度（Mo），通常用下式表示：Mo=（CaO%+MgO%）/（ SiO2%+ Al2O3%）分子上两个为碱性氧化物，分母上两个为酸性氧化物。
当MgO与含量在炼铁过程中变化不大时：Mo=CaO% / SiO2%二.分类1.按碱度：分为酸性高炉渣（Mo<1）、中性高炉渣（ Mo=1 ）、碱性高炉渣（ Mo>1 ）。
2.按冶炼出的铁的品种：分为铸造生铁渣，其CaO含量高，温度较高；炼钢生铁渣，其温度比铸造生铁渣低；特种生铁渣，是用含其他金属的铁矿石炼铁排出的炉渣。
3.按高温炉渣的处理方法：a.水渣（水淬渣）：是高炉熔渣在大量冷却水的作用下形成的海绵状浮石类物质。
急冷过程中，大部分化合物以玻璃态保留，少数为晶体，活性最好。
b.重矿渣：缓慢冷却形成，晶体结构较好，活性低。
c.膨珠：受半急冷作用，玻璃体达95%。
三.利用1.水渣：用于生产水泥、混凝土∙矿渣硅酸盐水泥：水泥熟料+30-70%水渣+3-5%石膏混合磨碎。
∙矿渣混凝土：水渣+激发剂（水泥熟料、石灰、石膏）+骨料+水拌和。
2.重矿渣：作骨料和路材用重矿渣制成的混凝土具有良好的保温隔热和抗渗性能。
3.膨珠：作骨料配制混凝土膨珠作粗细骨料+水泥+粉煤灰，制成的混凝土强度好、容重轻、保温性能好、弹性好、成本低、可以作内强板、楼板等。
冶金工业固体废物处理与利用
1、 提取各种金属
把最有价值的各种金属，首先提取出来，这是固体废物 再资源化的重要途径。 有色金属渣中往往含有其它金属。在重金属冶炼渣中，
往往可提取金、银、钴、锑、硒、钯、铂等。有的含量甚至
可达到或超过工业矿床的品位，有些回收的稀有贵重金属的 价值甚至超过主金属的价值。
煤粉灰和煤矸石中含有铁、钼、锗、钒、铀、铝等金属，
玷污建筑物、花果树木，危害市容与卫生。
冶金工业固体废物的资化
冶金工业固体废物具有两重性，它虽占用大量土地，污 染环境，但本身又含有多种有用物质，是一种资源。
20世纪70年代以前，世界各国对固体废物的认识还只是
停留在处理和防止污染上。70年代以后，由于能源和资源的 短缺，以及对环境问题认识的逐渐加深，人们已由消极的处 理转向再资源化。 资源化就是采取管理或工艺等措施，从固体废物中回收 有利用价值的物资和能源。
洼地，从而使水体受到严重污染，引起大批水生生物与鱼类中 毒死亡。
4、 对大气的污染
工业废渣在堆放过程中，在温度、水分的作用下，某些有 机物质发生分解，产生有害气体。
(1) 堆积如山的煤矸石自燃经常发生，火势一旦蔓延，
即难以救护，并放出大量SO2，污染环境； (2) 以微粒状态存在的废渣，在大风吹动下，将随风飘 扬，扩散到很远的地方。其中，以粉煤灰的颗粒最微细、遇 有轻风就会灰尘满天，既污染了环境，影响人体健康，又会
也有回收的价值。目前从粉煤灰中已工业化提取的有钼、锗、 钒。
2、 生产建筑材料
利用工业废渣生产建筑材料，一般不会产生二次污染，是
消除污染，使大量废渣资源化的主要方法之一。
生产碎石。高炉渣、铁合金渣、钢渣等冷却后能自然结晶，
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不粉化，其强度和硬度类似天然岩石。可用作混凝土骨料、 道路材料、铁路道渣等。
典型固体废物的处理与利用
由美国开发。它以混合废塑料为主,掺入果壳、木屑、纤维和下水污泥等 可燃垃圾,并加入少量石灰后混合压制为平均发热量为4500—5000ｋｃａ ｌ/ｋｇ和粒度整齐的ＲＤＦ,这样既稀释了燃料中的含氯量,又便于保存、 运输和燃烧,有助于焚烧发电站的规模化,美国垃圾焚烧发电站171处中烧 ＲＤＦ的即达37处,发电效率在30%以上,比直烧垃圾的高50%左右。日 本学习美国经验,1995年后大力发展ＲＤＦ,现用于制ＲＤＦ的废塑料约8 万吨,制品多用于烧锅炉,亦有用于烧水泥的,不仅代替了煤,而且灰分亦变 成水泥的有用组分。
赤泥→还原焙烧(700～800℃)→Fe3O4→磁选→铁精矿→炼铁 ↓
非磁性→加纯碱或石灰烧结→浸出铝酸盐→ (pH＝10)→酸浸 (50％硫酸)→硫酸钛溶液→水解→氧化钛
↓ 酸处理→煅烧→水解→钒、铬、锰等氧化物
典型固体废物的处理与利用
（3）赤泥的防治
脱碱：将赤泥的碱降至1，5％以下，赤泥在水泥中的掺量可从2530％提高到50％。
（1）来源与性质
来源 赤泥是从铝土矿(一种含水铝石A12O3·nH2O的矿石，一般氧化铝 的含量要求大于40％)提炼氧化铝后排弃的泥浆，因其呈红色， 故称为赤泥。每生产1t氧化铝约排出1—2t赤泥(取决于铝土矿的 品位)。利用率较低，属有害固体废物。
性质 主要有两个特点 a. 含水率高，一般固液比为1：3～4; b. 强碱性：pH=lO—12
废塑料的处理与再生已成为当前一大棘手的环境问题。
典型固体废物的处理与利用
（2）国外废塑料的再生利用
作为塑料原料和代木材料 经化工处理后作为能源利用 作为燃料利用
典型固体废物的处理与利用
a. 作为塑料原料和代木材料
典型固体废物的处理与利用高炉渣、钢渣和赤泥工业废物的利用共56页文档
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16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
END
典型固体废物的处理与利用高炉渣、钢 渣和赤泥工业废物的利用
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
我国工业固体废弃物的资源化利用
我国工业固体废弃物的资源化利用1.背景工业固体废弃物是固体废弃物的重要组成部分，其产量大，堆积多，对环境和生态造成很大的危害。
由于我国的工业的迅速发展，固体废弃物的处理问题已经刻不容缓。
在倡导绿色生产和循环可持续化发展的今天，促进工业固体废弃物的资源化利用不失为解决这一问题的优良途径。
2.工业固体废弃物概述2.1定义及分类工业固体废物是指在工业生产活动中产生的各种废渣、粉尘及其他废物。
工业固体废物包括冶金固体废物（如高炉渣、钢渣、赤泥、有色金属渣等）、燃料灰渣（如粉煤灰、煤渣、烟道灰、页岩灰等）、化学工业固体废物（如硫酸渣、废石膏、盐泥废石、化学矿山尾矿渣等）、石油工业固体废物（如碱渣、酸渣等）、粮食、食品工业固体废物等。
而依废弃物的危险性又可分为一般工业废物（如高炉渣、钢渣、赤泥、有色金属渣、粉煤灰、煤渣、硫酸渣、废石膏、脱硫灰、电石渣、盐泥等）和工业有害固体废物，即危险固体废物。
2.2危害2.2.1污染水源工业固体废物在堆积过程中，经雨水的浸溃和固体废物本身的分解，随天然降水和地表径流进入江河湖海，或随风漂流落入水体，或随风渗沥水进入附近土壤渗入地下水。
造成地区和区域性地表水与地下水的污染，危害人体健康和社会经济发展。
2.2.2污染大气一些有机固体废物在适宜的温度和湿度下被微生物分解释放出有毒气体：以细粒状存在的废渣和垃圾，在大风吹动下会随风飘逸，扩散到很远的地方，造成大气的粉尘污染；固体废物在运输和处理过程中，产生有害气体和粉尘。
2.2.3污染和侵占土地工业固体废物堆放或没有适当的防渗措施的垃圾填埋，其中的有害成分很容易经过风化雨淋地表径流的侵蚀渗入到土壤之中，杀灭土壤中的微生物，使土壤丧失腐解能力，导致草木不生。
而且在堆积和填埋固体废弃物的过程中，需要大量的土地，造成土地资源的浪费。
3.我国的工业固体废弃物现状3.1产量我国工业固体废物主要是粉煤灰、尾矿、炉渣、冶炼废渣和煤矸石。
工业固体废物的产生量逐年上升，截止2021年，我国的工业固体废弃物产量已经达到*****万吨。
高炉冶炼废渣的综合利用方式
02 废渣的环保处理方式
废渣的无害化处理
废渣无害化处理是指通过物理、化学或生物方法，将废渣中 的有害物质进行分离、转化或降解，使其达到无害或低害化 的目的。
常见的无害化处理方法包括：高温熔融、化学沉淀、生物处 理等。这些方法能够有效地去除废渣中的重金属、有毒化处理方法包括：源头减量、过程控制和末端 处理。这些方法能够有效地减少废渣的产生量和体积，降 低对土地资源的占用和环境负荷。
03 废渣在建筑材料中的应用
废渣在混凝土中的应用
总结词
提高强度、降低成本
详细描述
高炉冶炼废渣可以作为混凝土的骨料，替代部分天然骨料，不仅可以降低混凝土的生产成本，而且由于废渣的微 孔结构，可以提高混凝土的密实度和强度。
有利于保护环境。
废渣在有机肥料中的应用
总结词
高炉冶炼废渣经过生物处理后，可以制 成有机肥料，提供植物所需的养分，同 时改善土壤质量。
VS
详细描述
通过生物处理技术，将高炉废渣转化为有 机肥料，可以为植物提供养分，促进植物 生长。这种有机肥料不仅具有环保性，而 且可以替代传统的化肥，降低农业生产成 本。
04 废渣在农业领域的应用
废渣在土壤改良中的应用
总结词
高炉冶炼废渣富含矿物质和微量元素，可以作为土壤改良剂，提高土壤肥力和改善土壤 结构。
详细描述
高炉废渣经过适当处理后，可以作为土壤改良剂，改善土壤的通透性和保水性，提高土 壤肥力，促进植物生长。这种应用方式有助于减少化肥的使用，降低农业成本，同时也
其他来源
高炉维修、更换耐火材料等过程中产生的废渣，以及因操作不当等原因产生的 高温熔融态的渣。
废渣的化学组成与物理特性
化学组成
高炉冶炼废渣主要由硅、铝、钙、镁、铁等元素组成，还含有少量其他元素如硫 、磷等。
冶金与化工等典型固体废物的处理与利用
10.2.2 钢渣的性质（Character of steel scoria ）
碱度指钢渣中CaO与SiO2和P2O5的含量 活性是指钢渣的水硬胶凝性能，主要取
比 R=CaO/(SiO2+P2O5)。根据碱度的高 低，可将钢渣分为： 低碱度渣(R=0.78~1.8) 中碱度渣(R=1.8~2.5) 高碱度渣(R >2.5) 决于钢渣的碱度，也就是C3S、C2S等具 有水硬胶凝性矿物的含量。 当钢渣碱度R为1.8~2.5时，其中的 C3S和C2S的含量之和为60%~80%； 当R>2.5时，钢渣中的主要矿物为C3S 。 活性矿物的水硬性需很长时间才能表 现 出来；细磨，加剂激发活性。
1124
2-8
5-23
0.11.7
—
—
0.33
—
含氟渣
3545
2229
6-8
37.8
0.10.8
0.150.19
—
—
7-8
10.1.2 高炉渣的性能（Character of blast furnace slag） 高炉渣的性能依赖于高温熔渣的处理方法。处理方法有三 种：急冷法（水淬法）、慢冷法（热泼法）和半急冷法。 （1）水渣的活性 水渣即水淬渣：是高炉熔渣在大量冷却水的作用下形成的 海绵形浮石类物质。 水渣的主要化学成分和矿物结构，决定其具有良好活性。 水渣活性率（Mc）： Mc＝Al2O3/ SiO2 Mc >0.25为活性矿渣；Mc <0.25为低活性矿渣。 水渣质量系数（K）： K＝（CaO· MgO· Al2O3）/( SiO2+ MnO) K >1.9为高活性矿渣； K＝1.6－1.9为中活性矿渣； K <1.6为低活性矿渣。
赤泥及其他冶炼废渣综合利用方案(一)
赤泥及其他冶炼废渣综合利用方案以下是一个关于赤泥及其他冶炼废渣综合利用方案的概述，该方案旨在通过产业结构改革来实现资源的最大化利用和减少环境污染。
一、实施背景随着全球工业的不断发展，矿产资源的开采和冶炼已成为经济发展的重要支柱。
然而，矿产资源的开采和冶炼过程中产生了大量的废渣，如赤泥和其他冶炼废渣。
这些废渣不仅占用大量土地，而且对环境和人体健康造成了严重影响。
因此，对赤泥和其他冶炼废渣进行综合利用已成为当务之急。
二、工作原理通过将赤泥和其他冶炼废渣进行预处理、配料、混合、烧结等工艺步骤，将其转化为具有高附加值的材料。
预处理主要是去除废渣中的有害物质和杂质，提高废渣的纯度；配料是将废渣与一定比例的添加剂和粘合剂混合；混合是将配料进行充分搅拌和研磨，使其成为均匀的混合物；烧结是将混合物在高温下进行烧结，形成具有一定强度和性能的材料。
三、实施计划步骤1. 收集和分析赤泥和其他冶炼废渣样品，了解其化学成分、物理性质和力学性能等指标；2. 根据市场需求和生产要求，制定综合利用方案，确定生产工艺流程和技术参数；3. 对废渣进行预处理，去除其中的有害物质和杂质，提高废渣的纯度；4. 将废渣与一定比例的添加剂和粘合剂进行配料，混合均匀；5. 将混合物制成一定形状，进行高温烧结，形成材料；6. 对烧结后的材料进行质量检测和性能测试，确保其符合相关标准；7. 将烧结后的材料进行应用试验，了解其在实际工程中的应用效果；8. 根据试验结果对利用方案进行评估和优化，形成完整的综合利用方案。
四、适用范围该综合利用方案适用于各类赤泥和其他冶炼废渣的处理。
例如，赤泥可以用于生产陶瓷、砖瓦、玻璃等材料；其他冶炼废渣可以用于生产混凝土、建筑砌块等建筑材料。
此外，该方案还可以用于生产高附加值的其他材料，如复合材料、功能材料等。
五、创新要点1. 对赤泥和其他冶炼废渣进行预处理，提高了废渣的纯度和材料性能；2. 采用新型配料和混合工艺，提高了废渣的利用率和材料的性能；3. 通过高温烧结工艺，实现了废渣的高温相变和材料性能的优化；4. 制定综合利用方案时，考虑了市场需求和生产成本等因素，提高了方案的可行性和经济性。
冶金工业固体废物处理与利用
如用高炉矿渣或煤矸石生产矿棉，用煤粉灰或煤矸石生 产陶粒，用高炉渣生产膨珠或膨胀矿渣等。
3、 生产农肥
(1) 堆积如山的煤矸石自燃经常发生，火势一旦蔓延，即 难以救护，并放出大量SO2，污染环境；
(2) 以微粒状态存在的废渣，在大风吹动下，将随风飘扬， 扩散到很远的地方。其中，以粉煤灰的颗粒最微细、遇有轻 风就会灰尘满天，既污染了环境，影响人体健康，又会玷污 建筑物、花果树木，危害市容与卫生。
冶金工业固体废物的资源化
有毒的废渣，一般不能用于农业生产上，但 若有可靠的去毒方法，又有较大的利用价值，
可经过严格去毒以后，再进行综合利用。
4、Байду номын сангаас收能源
固体废物再资源化是节约能源的主要渠道。 很多工业固体废物热值高，具有潜在的能量，可以充分利 用 。回收固体废物中能源可用焚烧法、热解法等热处理法以及 甲烷发酵法和水解法等低温方法。一般认为热解法较好。 固体废物作为能源利用的形式可以为：产生蒸汽、沼气， 回收油，发电和直接作为燃料。 粉煤灰中含炭量达10％以上(甚至30％以上)，可以回收后 加以利用。煤矸石发热量为0.8-8MJ/kg，可利用煤矸石发 展坑口电站。
工业废渣在雨水、雪水的作用下，很容易流入江河湖海，造 成水体的严重污染与破坏。有些城镇，将工业废渣直接倒入河 流、湖泊或沿海海域中，造成更大污染。
一些工厂排出的垃圾与废渣不作任何处理，就倒入废坑或洼 地，从而使水体受到严重污染，引起大批水生生物与鱼类中毒 死亡。
4、 对大气的污染
一类工业固废成分
一类工业固废成分
一类工业固废成分是高炉渣、钢渣、赤泥、有色金属渣、粉煤灰、煤渣、硫酸渣、废石膏、脱硫灰、电石渣、盐泥等）和工业有害固体废物，即危险固体废物。
工业废物经过适当的工艺处理，可成为工业原料或能源，较废水、废气容易实现资源化。
一些工业废物已制成多种产品，如制成水泥、混凝土骨料、砖瓦、纤维、铸石等建筑材料；提取铁、铝、铜、铅、锌等金属和钒、铀、锗、钼、钪、钛等稀有金属；制造肥料、土壤改良剂等。
此外，还可用于处理废水、矿山灭火,以及用作化工填料等。
工业废物几乎都可加工成建筑材料，或从中回收能源和工业原料。
工业废物的管理，如今各国大多以工业部门处理为主，即在政府的管理下，由排放的工业部门、工厂自行处理和利用。
随着工业废物排放量的增长，日本等国发展了专业化承包处理，以最终处理为目标。
工业废物受工业生产过程等因素的影响，成分常有变化，给处理和利用造成困难。
工业废物往往要经过一定处理过程方可利用，如高温形成的渣须经冷却，湿法生成的渣须经干燥，粉尘须经收集，因此成本较高。
这段时间许多国家致力于循环利用的研究。
钢铁厂的三废治理与再利用
钢铁厂的三废治理与再利用炼钢厂三废治理与再利用摘要近十年来，钢铁工业得到迅速发展，对环境的污染也越来越严重，冶金工业带来的环境问题也日益引起人们的重视。
冶金企业污染物具有排放量大、成分复杂的特点，治理的技术难度很大。
这不仅需要国家有关环境保护政策的和法规的保证，更需要环境工程技术的支撑。
工业产生的污染物可以分为废气、废水、固体废弃物三类，这三类污染物从不同的角度和程度污染我们周围的环境。
在冶金生产中不同的工艺过程生产出的污染物也是不同的，因此我们在处理冶金工业对环境污染问题时首先要知道各个生产工业过程所产生的废弃物有哪些，再去寻找处理污染物的方法。
现代钢铁冶金基本上是采用火法冶金的方法冶炼钢铁。
在火法冶金中天然矿石或人工精炼矿中的部分或者全部矿物在高温下经过经过一系列物理化学变化，生成另一种新形态的化合物或者单质，分别富集在气体、液体或固体产物中，达到所要提取的金属与脉石级其他杂质分离的目的。
炼钢的步骤可以概述为：首先选矿，然后将铁矿石烧结成适合高炉冶炼的烧结矿，将优质的烧结矿跟焦炭等加入高炉内，在高炉里还原铁矿石得到铁水，然后铁水经过预处理送到炼钢厂，铁水在炼钢厂的转炉内脱碳、磷、硫等有害元素跟杂质，然后将优质的钢水连铸，连轧得到我们需要的钢铁产品。
在这过程中，选矿跟烧结以粉尘为主要污染源；高炉炼铁以高炉煤气的气态污染物为主；连铸跟连轧以冷却水为主要污染物；同时在这过程中还有很多的矿渣、炼铁渣、炼钢渣的固体废弃物以及运输途中的烟尘污染。
这些污染物如果不加以处理而直接排放到环境中，对环境的损害是不可估计的。
同时这些污染物中也有很多有价元素以及一些可回收的资源直接排放也是一种对资源的浪费。
关键词：废气、废水、固体废弃物、回收、治理、再利用废气处理及利用钢铁工业废气主要来源于：①原料、燃料的运输、装卸及加工等过程产生大量的含尘废气；②钢铁厂的各种窑炉再生产的过程中将产生大量的含尘及有害汽体的废气；③生产工艺过程化学反应排放的废气，如冶炼、烧焦、化工产品和钢材酸洗过程中产生的废气。
冶金行业废渣的处理与利用[1]
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冶金行业废渣的处理与利用摘要冶金污染是指冶金工业生产过程中产生的各种固体废弃物。
主要指炼铁炉中产生的高炉渣；钢渣；有色金属冶炼产生的各种有色金属渣，如铜渣、铅渣、锌渣、镍渣等；从铝土矿提炼氧化铝排出的赤泥以及轧钢过程产生的少量氧化铁渣。
每炼1t生铁排出0.3-0.9t钢渣，每炼1t钢排出0.1-0.3t钢渣,每炼1t氧化铝排出0.6-2t赤泥。
关键字：高炉渣、钢渣、赤泥AbstractMetallurgical pollution refers to the metallurgical industry production process of all kinds of solid waste. Refers to the duty forge of blast furnace slag; Steel slag; The various non-ferrous metal smelting non-ferrous metal slag, such as copper slag, lead slag, zinc slag, nickel slag, etc.; Alumina from bauxite from red mud produced by a small amount of ferric oxide slag and steel rolling process. Every 1 t pig iron smelting steel slag from0.3-0.3 t, 0.1-0.3 t per 1 t steel smelting steel slag, 1 t per refined 0.6 2 t red mud from alumina.Key words: blast furnace slag, steel slag, red mud1.1 钢铁生产的环境问题钢铁工业是中国国民经济的基础产业，对国民经济的发展有着举足轻重的作用。
冶金行业废渣的处理与利用
冶金行业废渣的处理与利用重庆科技学院班级：冶金技术11-01摘要：冶金污染是指冶金工业生产过程中产生的各种固体废弃物。
主要指炼铁炉中产生的高炉渣；钢渣；有色金属冶炼产生的各种有色金属渣，如铜渣、铅渣、锌渣、镍渣等；从铝土矿提炼氧化铝排出的赤泥以及轧钢过程产生的少量氧化铁渣。
每炼1t生铁排出0.3-0.9t钢渣，每炼1t钢排出0.1-0.3t钢渣,每炼1t 氧化铝排出0.6-2t赤泥。
关键字：高炉渣钢渣赤泥1.1 钢铁生产的环境问题钢铁工业是中国国民经济的基础产业，对国民经济的发展有着举足轻重的作用。
同时，钢铁工业也是中国的重要污染源。
钢铁冶炼过程中，由于各工程所采用的原材料及制造程序等原因，很有可能在较大范围内产生多种污染物质。
钢铁厂产生的各种污染物有三类：大气污染、污水、固体废弃物。
本文主要探究固体废弃物的污染及处理利用。
1.2 钢铁工艺进步和环境保护钢铁生产工艺过程复杂，在每一工序都会产生粉尘、废气等过程废物排放。
如钢铁冶金过程必然要产生炉渣，燃料燃烧、铁矿石被碳还原、铁水脱碳时要产生气体产物。
半个世纪以来公铁企业的生产、技术和环境问题对策经历了公害治理；节能减排；清洁生产、绿色制造；工业生态链、循环经济。
长期以来，人们一直认为钢铁厂是资源消耗量大、能源消耗量大、排放量大、废弃物多及污染大的企业。
在推进工业生态化和构造循环型经济社会的进程中，应该从新的更广阔的视野去审视钢铁工业的经济和社会角色。
钢铁企业未来的社会、经济角色应当是实现三种主要功能：钢铁产品制造功能、能源转换功能和社会大宗废弃物处理——消纳功能。
2 固体废物的处理及利用冶金行业的生产过程中固体废弃物产生是无法避免的，国际上早在本世纪40年代就已感到解决冶金污染“渣害”的迫切性。
2.1 高炉渣处理及利用高炉渣的产量随冶炼技术及矿石的品位不同而变化。
高炉渣属于硅酸盐材料。
它化学性质稳定，并具有抗磨、吸水等特点，可供广泛应有，国内对高炉渣的应用都很重视，美、英、法、日本等国高炉渣的利用率已达100%，甚至出现了很多专营高炉渣商品的公司和工厂。
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含硅原料 含铁原料
粘土 石灰石
水渣
烘干机
粉磨机
渣粉混合磨Leabharlann 矿渣硅酸盐水泥粉碎机
煅烧窑
熟料
粉磨机
硅酸盐水泥
石膏
（2）生产矿渣砖
水渣、石灰 搅拌
轮碾
成型
蒸养
矿渣砖
一般要求石灰中
氧化钙含量在 60%以上，氧化 镁应少于10%。
矿渣砖具有良好的物理力学性能，但容重较大，一般为 2120～2160kg/ m3。适用于上下水或水中建筑，不适用于 高于250℃的环境中使用。
CaO和MgO主要来自助熔剂，SiO2和Al2O3主要来自铁精矿中的脉 石和焦炭中的灰分。
由于铁精矿品位及冶炼生铁的种类不同，高炉渣的化学成分波动较 大 。 一 般 ， 生 产 过 程 主 要 控 制 分 析 SiO2、Al2O3、CaO、MgO、FeO、 MnO、S七项指标，对一些特殊的高炉渣还需分析TiO2、V2O5、Na2O、 BaO、P2O5、Cr2O3、Ni2O3等。在冶炼炉料固定和冶炼正常时，高炉渣 的化学成分变化不大，对综合利用有利。
二、膨胀矿渣
膨胀矿渣主要是用作混凝土轻骨料，也可作防火隔 热材料。
膨珠可以用于轻混凝土制品及结构，如用于制作砌 块、楼板、预制墙板及其它轻质混凝土制品。
膨珠：高炉熔渣在半急冷作用并通过成珠设备击 碎、抛甩到空气中，再受空气冷却形成的矿渣。
1400～1600℃高温的熔融体 渣罐
接渣槽 高压水管
流渣槽
滚筒
膨珠
按冶炼生铁的种类
铸造生铁矿渣：冶炼铸造生铁时排出的矿渣
炼钢生铁矿渣：冶炼供炼钢用生铁时排出的矿渣 特种生铁矿渣：用含有其他金属的铁矿石熔炼 生铁时排出的矿渣。
一、水渣 水渣具有潜在的水硬胶凝性能，是优良的水泥原
料。因此，它主要用来生产水泥和矿渣砖、瓦等。
（1）生产水泥：我国约有3/4的水泥中掺有粒状高炉渣。 目前我国利用高炉渣生产的水泥
矿渣硅酸盐水泥：水泥熟料+ 20%～70%高炉水渣+ 3%～5% 石膏 普通硅酸盐水泥：水泥熟料+ 不超过15%高炉水渣+ 3%～5% 石膏 石膏矿渣水泥：少量水泥熟料+ 80%高炉水渣+ 15% 石膏 钢渣矿渣水泥：45%左右的钢渣+40%的高炉水渣+适量的石膏
V2O5
0.1～ 0.6
64.2 22 5.5 1.40 1.5
1.34 0.30
2.15 69.92 14.78 0.97 0.13
1.67
0.39
含
P2O50.24
8.91 48.78 15.85 6.05 0.29
6.34
1.39
含 P2O50.47
S
0.2～ 1.5 <1
0.3～ 3 含
F7～ 8
(3)重矿渣 重矿渣是高温熔渣在空气中自然冷却或淋少量水慢速 冷却而形成的致密块渣。 重矿渣的物理性质与天然碎石相近，其块渣容重大多 在1900kg/m3以上，其抗压强度、稳定性、耐磨性、抗冻 性、抗冲击能力（韧性）均符合工程要求，可以代替碎石 用于各种建筑工程中。
五、高炉渣的资源化途径 高炉渣80%冲成水淬矿渣。
典型工业固体废物的处理与利用
铁矿石+焦碳+石灰石
高炉渣
高炉烟气
炼铁高炉
铁水
熔融炉渣
冷却
生铁 高炉渣
采用贫铁矿炼铁时，每吨生铁产出1.0～1.2t高炉矿渣； 用富铁矿炼铁时，每吨生铁只产出0.25t高炉矿渣。
一、高炉渣的组成和性质
1.高炉渣的分类
水渣：高炉熔渣在大量冷却水作用下形成的海 绵状浮石类物质。 按冷却方式的不同 重矿渣：高炉熔渣经慢冷作用形成的类石料矿渣。
按高炉渣的碱性率 （以Mo表示）
碱性矿渣：碱性率Mo>1的矿渣 中性矿渣，碱性率Mo=1的矿渣； 酸性矿渣，碱性率Mo<1的矿渣
碱性率 M O
CaO MgO SiO2 Al 2O3
我国高炉渣大部分接近中性矿渣（Mo=0.99～1.08），高碱性及酸性高 炉渣数量较少。
二、高炉矿渣的化学组成
高炉渣含有15种以上化学成分， 但主要是CaO、MgO、Al2O3、 SiO2四种，它们约占高炉渣总重量的95%。
49
42
17
Mg MnO FeO TiO2 O
1～ 0.1～ 0.07～
13
1
0.89
23～ 20～ 9～ 2～ <1
46
35
15
10
20～ 29
28～ 21～ 11～ 2～ 5～ 0.05～
47 37 24
8
23
0.31
35～ 22～ 6～8 3～ 0.1～ 0.07～
45 29
7.8 0.8
0.08
高炉渣属于硅酸盐材料，它的组成与天然岩石和硅酸盐水泥相似， 下表所示为我国大部分钢铁厂高炉渣的化学成分与天然岩石和硅酸盐水 泥化学成分比较。
名称 普通渣 高钛渣 锰铁渣 含氟渣
硅酸盐 水泥
花岗岩 玄武岩
我国高炉渣与天然岩石、硅酸盐水泥化学成分比较（质量%）
CaO SiO2 Al2 O3
38～ 26～ 6～
三、高炉渣的矿物组成
高炉渣中的各种氧化物成分以各种形式的硅酸盐矿物形 式存在。
碱性高炉渣主要矿物：钙铝黄长石（2CaO·Al2O3·SiO2） 、钙镁黄长石（2CaO·MgO·SiO2）、硅酸二钙（2CaO·SiO2 ） 以 及 假 硅 灰 石 （ CaO·SiO2）、 钙 长 石 （ CaO·Al2O3·2SiO2 ）、 钙 镁 橄 榄 石 （ CaO·MgO·SiO2）、 镁 蔷 薇 辉 石 （ 3CaO·MgO·2SiO2）以及镁方柱石（2CaO·MgO·2SiO2）等。
k
CaO MgO Al2O3 SiO2 MnO
k>1.9为高活性矿渣 k=1.6～1.9是中活性矿渣 k <1.6为低活性矿渣。
（2）膨胀矿渣珠
膨珠系半急冷作用形成。除孔洞外，其它部分是玻璃体。 孔洞：孔径大的350～400μm，小的80～100μm。隔热、保 温、质轻、吸水率低、抗压强度和弹性模量高等优点，因而 是一种很好的建筑用轻骨料，也可作为防火隔热材料。 玻璃体：膨珠呈现由灰白到黑的颜色，颜色越浅，玻璃体 含量越高，灰白色膨珠，玻璃体含量达95%。生产水泥的原 料。
四、高炉渣的性质
（1）水淬渣
急冷过程中，熔渣的绝大部分化合物来不及形成稳定化合物，
而以玻璃体状态将热能转化成化学能封存其内，从而构成了潜在的
化学活性。常用来生产水泥。
用水淬渣活性率（Mc）
Mc
Al2O3 SiO2
水淬渣的化学活性表示
Mc>0.25为活性矿渣 Mc<0.25为低活性矿渣
水淬渣质量系数（k）