废渣

摘要:充分回收利用二次资源,才能实现可持续发展。因此,充分利用工业废渣,不仅可以节约能源资源变废为宝,而且可以改善环境,减少二次污染带来的巨大的经济效益。

关键词:废渣精制钢工业玻璃工业

随着现代工业迅猛发展的同时,废渣的排放量也与日俱增,废渣不仅占用大量土地,投入大量的运行和维护费用,更重要的是还能对环境造成极大的危害。但又随着科学技术的发展也使人们逐渐认识到废渣不是完全不可以利用的,通过各种加工处理可以把废渣变为有用的物质或能量。

在采用各种合理方法处理废渣的同时,更有价值的是废渣圾进行回收,这种回收包括材料和能源的回收。其中材料回收主要是根据垃圾的物理性能,研究和发展机械化、自动化分选垃圾技术。如利用磁吸法回收废铁;利用振动弹跳法分选软、硬物质;利用旋风分离方法,分离密度不同的物质等。随着可燃性垃圾不断增加,不少国家把它作为能源的资源。所以积极研究无害化处理,长期受益的良性循环轨道的废渣处理方法具有十分重要的现实意义。

1、废渣的来源及分类

废渣是指人类生产和生活过程中排出或投弃的固体、液体废弃物。

按其来源分有工业废渣、农业废渣和城市生活垃圾等。工业废渣是指工业生产过程排出的采矿废石,选矿尾矿、燃料废渣、冶炼及化工过程废渣等。农业废渣主要是指粪便及植物秸杆类。而城市生活垃圾在国内主要为厨房垃圾,有的城市,炉灰占70%,以厨房增圾为主的有机物约20%,其余为玻璃、塑料、废纸等。按其毒性又可分为有毒与无毒废渣两大类。凡含有氟、汞、砷、铬、镉、铅、氰等及其化合物和酚、放射性物质的,均有有毒废渣。它们可通过皮肤、食物、呼吸等渠道侵犯人体,引起中毒。工业为渣不仅要占用土地堆入,坡坏土壤、危害生物、淤塞河床、污染水质,不少废渣 (特别是有机质的)是恶臭的来源,有些重金属废渣的危害还是潜在性的。

2、废渣的处理与应用

2.1铝业废渣和副产品在精制钢工业中的应用在铝业中,生产1t铝大约产生2-4t的废渣,其中包括来自氧化铝生产的红泥以及铝电解和铸造产生的浮渣。浮渣是有铝的氧化物、合金元素、氮化铝、夹杂的金属、以及少量的合成渣组成。对于铝业界来说,浮渣就代表着大量的铝源,所以处理好浮渣具有十分重要的意义。

(1)使用电能或氧气—燃料加热及无盐工艺过程已被用来处理铝业浮渣。铝回收后的残渣可为钢铁工业制备铝酸钙合成渣,以取代环境有害物质氟化钙。

(2)由于铝和钢两者都是能量集中的、环境敏感的工业。由钢业将铝业产生的废渣和固体1废料以综合利用,可极大的减少废物得排放,提高企业的经济效益,减少对坏境的击。

(3)由铝业生产的浮渣和副产品制备的铝酸钙合成渣表现出高的熔化速率和好的脱硫性能,被建议为高温金属预处理和钢包炼钢的优质脱硫剂。

2.2 高炉炉渣、铬渣在玻璃工业中的应用

(1)高炉炉渣是炼铁过程中产生的一种废渣。在国外,高炉炉渣一般经过粒化—过筛—人工剔除杂质—干燥—磁性分离—粉碎—筛选—磁性分离等一系列的精选加工过程,可制得精选炉渣。将精选的炉渣作为引入玻璃配合料中氧化铝的主要原料,可以制造平板玻璃、器皿玻璃、玻璃纤维、玻璃马赛克等。使用该精选炉渣作为玻璃材料,具有可以加速玻璃的熔制过程,降低融化温度,从而减少能源的消耗;改善玻璃的质量;提高玻璃熔炉的生产率。降低产品成本;改善对环境的污染。

据报道,俄罗斯、瑞典、法国、波兰、美国、日本等国家在玻璃配合料中的加入量大致为:在平板玻璃中,引入6%左右;在无色玻璃和器皿玻璃中,引入3%左右;在琥珀色玻璃中,引入8%-15%左右;在玻璃纤维中引入15%-20%左右;在矿渣微晶玻璃中,引入40%以上。

而我国宗申明等人以高炉炉渣为主要原料,外加必要的熔剂、晶核剂、着色剂,配合料在1490-1500°C下熔制2-3小时,核化温度650-700°C,晶体温度860-890°C,制得了主晶相为辉石的微晶玻璃,该玻璃的耐磨、耐腐蚀、抗冲击强度等都较好,可用作结构材料和建筑市面材料。

(2)铬渣是金属铬和铬盐生产过程中排放的废渣。李有光等人对以铬渣为主要原料制造微晶玻璃建筑装饰板进行了实验研究。铬渣中的三氧化二铬是理想的成核剂,另外在配料中直接加入还原剂,在高温熔融状态下造成还原气氛,使铬渣得到有效利用。

此外,用铬渣代替铬铁矿可作为绿色玻璃的着色剂,达到消除污染的目的,同时铬渣中的氧化镁、氧化钙等组分可代替玻璃配合聊中的白云石和石灰石原料,大大降低了玻璃制品生产的原料消耗和成本。

2.3 石灰废渣在土木工程中的应用石灰废渣是石灰厂石灰窑排放出的工业废渣。由于石灰窑在煅烧时是采用石灰石、燃料煤分层堆码在窑内焙烧的简易工艺,为此成品率不高,未烧透的石灰石、煤渣以及未选净的生石灰被作为工业废渣遗弃。而现在已经利用石灰改良填料作为路基填料,甚至在高速铁路对路基填料严格要求的情况下也能够满足要求。石灰废渣作路基填料的优越性

(1)强度高。石灰废渣用作路基填料强度高,板体性好,能确保工程质量。

(2)造价较低,节省投资。

(3)成型快、养护期短,一般养护7天即可。

(4)施工方便。因经过长期的自然闷料,一般不需专门闷料;颗料尺寸较适宜,不需过筛,因此,在石灰废渣用作路基填料施工时,一般可直接用于路基填筑。

(5)施工工艺简便,易于掌握,便予机械化施工,施工进度快。

(7)易于质量控制。石灰废渣材料单一,施工工艺简便,质量控制易于掌握。

(8)水稳性好。利用石灰废渣作路基填料水稳性好,非常适宜一年四季雨量充沛的山区气候特点,能保证路基水稳定性。

3、存在的问题及今后的研究方向

目前人们对废渣的处理方法主要有压实、破碎、分选、固化、焚烧、生物处理等。但我们也必须认识到不是所有的废渣都可以通过这些方法得到有效的处理,甚至这些处理方法本身存在着成本高,还能对环境造成二次污染等问题。

在使工业废渣资源化、无毒化和开展综合利用研究的同时,切实改革冶炼过程的生产工艺,实现清洁生产和工业废渣的减量化,应是防止环境污染的更直接、更有效的途径!

4、结束语

随着地球矿物资源不断开发与利用,有限的资源日益枯竭。充分回收利用二次资源,才能实现可持续发展。因此,充分利用工业废渣,不仅可以节约能源资源变废为宝,而且可以改善环境,减少二次污染带来的巨大的经济效益。当前国家在大力提倡建设节约型社会,力求节约资源、能源、财力、人力和保护环境,以达到可持续发展的目的。只有采用循环经济的发展模式,搞好资源的综合利用,才能缓解我国资源、能源和环境的压力,确保经济的可持续发展,实现“和谐社会”总体目标。

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