化工环境工程概论课后习题及答案

化工环境工程概论

姓名：孙秀莲学号：0904500204 班级：工艺091

1、名词解释：固体废物资源化资源化系统。

答：资源化，指采取各种管理和技术措施，从固体废物中回收具有使用价值的物质和能源，作为新的原料或者能源投入使用。广义的资源化包括物质回收、物质转换和能量转换三个部分。

固体废物资源化指采取管理和工艺措施从固体废弃物中回收有用的物质和能源1A。

2、简述粉煤灰的综合利用途径。

答：粉煤灰的综合利用途径包括以下几个方面。

(1)作建筑材料这是粉煤灰的主要利用途径之一。粉煤灰的成分与黏土相似，可以替代黏土生产粉煤灰烧结砖、粉煤灰蒸养砖、粉煤灰免烧免蒸砖、粉煤灰空心砖等。也可用于配制粉煤灰水泥、粉煤灰混凝土、粉煤灰硅酸盐砌块等。粉煤灰水泥又叫粉煤灰硅酸盐水泥，它是由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰，加入适量石膏磨细而成的水硬胶凝材料，能广泛用于一般民用、工业建筑工程，水工工程和地下工程。粉煤灰硅酸盐砌块是以粉煤灰作原料，再掺人少量石灰、石膏及骨料，经蒸气养护而成的一种新型墙体材料，具有轻质、高强、空心和大块等特点，与砖相比工效高、投资省，但要求其中A120s、SiOz含量高，细度好，含碳量低等。

(2)用于筑路和回填粉煤灰的化学组成与天然土基本相同，但由于其是一种人工火山灰质材料，遇水后具有一定的微胶凝特性。粉煤灰由颗粒组成，相当于粉砂和粉土，气压式的体积密度比土轻，因此粉煤灰适宜做压实地基填方材料。利用粉煤灰做地基回填材料具有较好的施工特性、土工性能，具有较高的抗震液化强度和抗水平推力的刚度。目前我国公路、尤其是高速公路常采用粉煤灰、黏土和石灰掺和作公路路基材料。三门峡、刘家峡、亭下水库等水利工程，秦山核电站、北京亚运工程等，以及国内一些大的地下、水上及铁路的隧道工程均大量掺用了粉煤灰，一般掺用量25％～40％，不仅节约了大量水泥，还提高了工程质量。

(3)作农业肥料和土壤改良剂粉煤灰具有质轻、疏松多孔的物理特性，可用于改造重黏土、生土、酸性土和盐碱土，弥补其酸、瘦、板、黏等缺陷，改善土壤的水、肥、气、热条件。另外，粉煤灰中含有P、K、M9、Mn、Ca、Fe、Si等植物所需的元素，可以根据各种元素的含量不同制成硅钙肥、钙镁肥等各种复合肥。

(4)从粉煤灰中回收工业原料粉煤灰中可回收的物质主要有三种。①煤炭。其回收方法与排灰方式有关。一般用浮选法回收湿排粉煤灰中的煤炭，回收率可达85％～94％；用静电分选法回收干灰中的煤炭，回收率一般在85％～90％，回收煤炭后的灰渣可作建筑原料。②金属物质。主要是Fe 和Al，其他的一些稀有金属和变价元素，如铂、锗、镓、钪、钛、锌等的回收正在研究和开发中。

③空心微珠。它是SiOz、Al203、Fe203及少量Ca0、M90等组成的熔融结晶体，在粉煤灰中的含量最多可达50％"-,70％，可以通过浮选或机械分选回收。空心微珠具有高强、耐磨、隔热、绝缘等多种优异性能，可以作为多功能无机材料应甩于塑料工业、石油化学工业、军工领域等。

(5)作环保材料利用粉煤灰可以制作人造沸石v和分子筛，不但节约原材料,er且工艺简单，产品质量可达到甚至优于化工合成的分子筛；制造絮凝剂，具有强大的凝聚功能和净水效果；作吸附材料，浮选回收的精煤具有活化性能；还可制作活性炭或直接作为吸附剂，用于印染、造纸、电镀等各行各业工业废水和有害废气的净化、脱色、吸附重金属离子，以及航天航空火箭燃料剂的废水处理，吸附饱和后的活化煤不需再生，可直接燃烧。

从硫铁矿烧渣中可以回收哪些物质？举例说明。

硫铁矿烧渣做炼铁原料。硫铁矿烧渣中一般含有30%一50%的铁，可作为炼铁用的含铁原料。由于含铁量较低，含硫及二氧化硅、有色金属较高，特别是近年来，随着硫酸工业的发展，对硫铁矿的需要量亦有增加，一些含硫较低的硫铁矿也被用来作为硫酸生产的原料，所以烧渣中的含铁品位也在相应下降，若直接用于炼铁，就得不到理想的经济效果。因此，在用于炼铁前采取提高其铁品位，降低有害杂质含量的预先处理的措施是很有必要的。这样才能为高炉炼铁提供合格原料。对烧渣预先处理的主要措施是选矿和造块焙烧。

从硫铁矿烧渣中回收有色金属。用高温氯化焙烧法可回收有色金属。其工艺过程是以硫铁矿烧渣为原料，以氯化钙为氯化剂经过均匀混合、造球、干燥后，在竖炉或回转窑1150℃的高空中进行氯化焙烧，烧渣中的铜、锌、铅等有色金属以氯化物挥发，然后从烟尘中捕集回收有色金属。焙烧的球团矿可用于炼铁。此外还可用中温氯化焙烧、硫酸化焙烧—浸出萃取法等工艺回收有色金属。做水泥的配料。硫铁矿烧渣经过磁选和重选后，含铁量在30%左右，可以作为水泥的辅助配料；可以利用硫铁矿烧渣代替铁矿石粉作为水泥烧成的矿化剂(助熔剂)。加入助熔剂的目的是为了降低烧成温度，提高水泥的强度和抗浸蚀性能。

用硫酸溶解磁选后的硫铁矿烧渣，得到Fe2(SO4)3和FeSO4的溶液，在氧化剂的作用下，将FeSO4氧化成Fe2(SO4)3，然后进行水解、聚合等反应，生成粘稠状的红褐色透明液体--聚合硫酸铁。

制造建筑材料。含铁品位低的硫铁矿渣由于回收价值不高，可以直接与石灰按85:15的比例混合碾磨，达到全部通过100目筛，加12%的水，进行消化，压成砖坯，再经24h蒸汽养护科制成75#砖。

3、略述磷石膏的利用途径。

1.磷石膏制琉铵和碳酸钙

利用氨和二氧化碳将磷石膏转化成琉铵与碳酸钙作为成品直接外销，在国外是较为成熟的技术。

该法的优点是部分碳铵产品转化为硫铵易于外销，磷石膏不需要堆场，也不需要外运。缺点是：流程长，设备多，投资较大。并对磷石膏的质量有一定要求。

2.制硫酸联产水泥

因国内的硫资源比较短缺，随着湿法磷酸的发展，又必须耗用大量的硫酸的情况下，将磷石膏制取硫酸并联产水泥无疑是一条既可弥补硫资源不足，又能解决磷石膏出路，使资源得到综合利用的有效途径。目前，我国已在鲁北企业集团等多家企业建成磷石膏制硫酸联产水泥的“三、四、六”工程，通过多年的实践，技术已趋成熟。

该法的优点：增加硫酸产量，使磷酸生产使用的硫酸有85％—90％自身循环，磷石膏不需要堆场，也不需要外运。缺点是：流程长．设备多，投资大，并对磷石膏的质量有一定要求。据对磷石膏生产硫酸联产水泥的“三、四、六”工程测算，工程总投资在1亿元人民币左右，处理磷石膏约100 kt/a。

3.直接施用以改良碱性土壤

磷石膏pH值为1.5—4.5，直接施用可改良碱性土壤，同时磷石膏中还含有少许植物生长所需的磷、硫、钙、硅、锌、镁、铁等成分。

4.制磷石膏增强球作水泥缓凝剂

在国外采用磷石膏作为水泥缓凝剂已成为磷石膏的主要利用途径之一。我们曾进行过磷石膏作硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥缓凝剂的研究，结果其制得的水泥性能和添加天然石膏制得的水泥性能相当，XRD物相分析其水化物完全相同，其掺入量比天然石膏略低，平均为4％。

由于磷石膏的特性(含水率高、表观密度大)，在生产过程中常发生堵料现象，所以不能被水泥生产企业特别是中大型生产企业所接受。

为了适应水泥生产企业以块状天然石膏作水泥缓凝剂的贮存、运输及计量条件，同时使磷石膏质量更稳定，需要对磷石膏加以造粒成型后作为商品缓凝剂供应给水泥生产企业，这种做法在国外较为普遍。通过对水泥生产企业的调查和铜化集团的生产实践证明，水泥缓凝剂石膏增强球由于不影响水泥的性能，并且可降低水泥的生产成本等优点，受到水泥生产企业的普遍欢迎。

该法的特点是流程简单，设备少，投资省。

5.制建筑石膏粉

在制取水泥缓凝剂的基础上，我们进一步开发完成了制建筑石膏粉工艺，生产的建筑石膏粉可制取各种石膏制品，如纸面石膏板、纤维石膏板、石膏砌块、粉刷石膏等。

该法的特点是流程简单，设备少，投资省。

6.其它用途

可作为铺路及低级建材等用途。