10冶金工业固体废物的资源化3.pptx
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(5)稀有金属：指在自然界中含量很少、 分布稀散或难以提取的金属，稀有金属又分 为钛、铍、锂、铷、铯等稀有轻金属；钨、 钼、铌、钽、锆、钒等稀有高熔点金属；镓、 铟、铊、锗等稀有分散金属；钪、钇和镧系 元素等稀土金属；镭、锕系元素等稀有放射 性元素。
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11.2 冶金固体废物
冶金固体废物是指在冶金生产过程中所排放的暂时 没有利用价值而被丢弃的固体废物。
所以，当利用块渣，特别是用作混凝土骨料时，必 须认真分析上述物质。
根据国标YBJ205—84规定，将块渣碎石试样置于蒸 养釜中，在2个大气压下进行24小时蒸压，视矿渣块 有无胀裂现象，予以试验评定。
钢过程产生的少量氧化铁渣。
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重点讲述以下四种冶金废渣的资源化
炼铁过程 •高炉渣的资源化 •钢渣的资源化
有色金属渣 •赤泥的资源化 •铜渣的资源化
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11.4 高炉渣的资源化（重点）
11.4.1 来源及成分 高炉渣是冶炼生铁时从高炉中排出的废物，
当炉温达到1400—1600℃时，炉料熔融，矿 石中的脉石、焦炭中的灰分、助溶剂、和其 他不能进入生铁中的杂质形成以硅酸盐和铝 酸盐为主，浮在铁水上面的熔渣。 高炉渣中主要成分为CaO、SiO2、Al2O3。
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块渣的分解
b.硫化物分解
块渣中所含的硫化物主要有铁、锰的硫化物； 硫化物在水的作用下会生成氢氧化物，体积明显增
大； FeS生成Fe(OH)3时体积增大38％； MnS生成Mn(OH)2时体积增大24； 硫化物的分解也会导致重矿渣酥碎粉化。
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块渣的分解
c.石灰分解
块渣中的CaO遇水消解？，产生体积膨胀，导致块 渣碎裂粉化，称为石灰分解。
由于C2S在不同温度下发生晶型转变，导致重矿渣 体积膨胀而自动碎裂粉化，称为硅酸盐分解。
如β-C2S在＜525℃时，转变为γ-C2S，密度减小，由 3.28降低到2.87，而体积约增大10％， 导致已凝固 的重矿渣中产生内应力，当内应力超过重矿渣本身 结合力时,就会导致块渣开裂，酥碎、粉化。
因此，C2S含量较多的块渣，不能用作混凝土骨料 和道路碎石。
CS:CaO·SiO2 硅酸钙 CC23SS::23CCaaOO··SSiiOO22硅硅酸酸二三钙钙
FeS、MnS 是硫化物
块渣的分解
块高渣时中会有导多 致晶矿型渣的结构C2破S、坏硫，化这物种和现石象灰称，为当重其矿含渣量分较 解。
硅酸盐分解
硫化物分解
石灰分解
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块渣的分解
a. 硅酸盐分解
按照《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》， 固体废物分为城市垃圾、工业固体废物和危险废物 三类。（重点）
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冶金固体废物分类
(1)矿业固体废物 (2)钢铁冶金工业固体废物 (3)有色金属工业固体废物
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11.3冶金固体废物分类
(1)矿业固体废物（见上一章）
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(2)有色金属工业固体废物
有色金属工业有害固体废物：则是指具有浸出毒性 、腐蚀性、放射性和急性毒性四种中的一种或一种 以上的固体废物，及列入表3 -24的固体废物。
三种方法处理，便得到了三种性能不同的高炉 矿渣： 水淬渣(granulated blastfurnace slag) 块矿渣(granular ore slag) 膨胀矿渣（expanded slag）
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(1) 水淬渣(granulated blastfurnace slag)
用水、压缩空气或蒸汽对熔渣进行快速冷却处理，通常用 水冷，使矿渣与水激烈混合急冷，形成粒状或海绵状浮石 类物质,故又叫粒化矿渣。在急冷过程中，熔渣中的大部分 组分来不及结晶而呈玻璃态保留下来，只有少部分形成稳 定晶体。
(2)有色重金属：指密度大于 4.5g/cm3的有色金属、有铜、镍、铅、 锌、锡、锑、钴、铋、镉、汞等及其 合金；
(3)贵金属：指矿源少、开采和提 取比较困难、价格比一般金属贵的金 属，如金、银和铂族元素及其合金；
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(4)半金属：指物理化学性质介于金属与 非金属之间的硅、硒、碲、砷、硼等，也有 人将硼、碳、砹、钋划入半金属，所有半金 属元素都呈现金属光泽；
不良影响。
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(2) 块渣(Granular ore slag)
块渣的矿物成分和物理性能 块渣的矿物成分明显地不同于水淬渣，由于缓慢冷 却，化学组分大多已析晶，主要矿物有黄长石(20～ 7M0n％S、)，CaCOS、(玻10璃～体40(％3～)，5％C2S)(，20绝～大50多％数)，不辉具石有、活F性eS。、
第十章 冶金工业固体废物的资源化
目录
冶金工艺概述
冶金固体废物 炼铁过程 •高炉渣的资源化
•钢渣的资源化 有色金属渣 •赤泥的资源化
•铜渣的资源化 2
11.1冶金工艺概述
金属及其分类
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冶金工业分类法 ？
黑色金属 铁、铬、锰三种 有色金属 除铁、铬、锰三种金属以外
的所有金属。
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(1)有色轻金属：指密度小于 4.5g/cm3的有色金属，有铝、镁、钙 等及其合金；
对于碱性水淬渣，主要结晶相为碱性高炉水淬渣，具有良 好的活性。
对于酸性熔渣由于A12O3含量高,粘度大,在水淬急冷时,熔渣 易于形成玻璃态物质，因此，酸性水淬渣也具有良好的活 性。
熔渣中的MgO能降低其粘度，在水淬急冷时易于进入玻璃 体，对水淬渣活性有利。
熔渣中的MnO不利于玻璃体的形成，因此对水淬渣活性有
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(3) 钢铁冶金工业固体废物
主要是炼铁、炼钢冶炼过程中排出的废渣， 这些废渣可以统称冶金渣。
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冶金废渣
冶金废渣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
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11.Βιβλιοθήκη Baidu.2 高炉渣分类
按冶炼生产方法可分为：铸造生铁矿渣、 炼钢生铁矿渣、特种生铁矿渣。
按化学成分可以分为：碱性矿渣 ，中性矿 渣 ，酸性矿渣。
按物理性质及形态可分为：急冷矿渣；粒 状矿渣、浮石状或球状矿渣；慢冷矿渣； 块状矿渣、粉状矿渣。
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高炉矿渣的性能取决于高温熔渣的处理方法。 对高炉熔渣通常用急冷法、慢冷法和半急冷法
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11.2 冶金固体废物
冶金固体废物是指在冶金生产过程中所排放的暂时 没有利用价值而被丢弃的固体废物。
所以，当利用块渣，特别是用作混凝土骨料时，必 须认真分析上述物质。
根据国标YBJ205—84规定，将块渣碎石试样置于蒸 养釜中，在2个大气压下进行24小时蒸压，视矿渣块 有无胀裂现象，予以试验评定。
钢过程产生的少量氧化铁渣。
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重点讲述以下四种冶金废渣的资源化
炼铁过程 •高炉渣的资源化 •钢渣的资源化
有色金属渣 •赤泥的资源化 •铜渣的资源化
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11.4 高炉渣的资源化（重点）
11.4.1 来源及成分 高炉渣是冶炼生铁时从高炉中排出的废物，
当炉温达到1400—1600℃时，炉料熔融，矿 石中的脉石、焦炭中的灰分、助溶剂、和其 他不能进入生铁中的杂质形成以硅酸盐和铝 酸盐为主，浮在铁水上面的熔渣。 高炉渣中主要成分为CaO、SiO2、Al2O3。
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块渣的分解
b.硫化物分解
块渣中所含的硫化物主要有铁、锰的硫化物； 硫化物在水的作用下会生成氢氧化物，体积明显增
大； FeS生成Fe(OH)3时体积增大38％； MnS生成Mn(OH)2时体积增大24； 硫化物的分解也会导致重矿渣酥碎粉化。
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块渣的分解
c.石灰分解
块渣中的CaO遇水消解？，产生体积膨胀，导致块 渣碎裂粉化，称为石灰分解。
由于C2S在不同温度下发生晶型转变，导致重矿渣 体积膨胀而自动碎裂粉化，称为硅酸盐分解。
如β-C2S在＜525℃时，转变为γ-C2S，密度减小，由 3.28降低到2.87，而体积约增大10％， 导致已凝固 的重矿渣中产生内应力，当内应力超过重矿渣本身 结合力时,就会导致块渣开裂，酥碎、粉化。
因此，C2S含量较多的块渣，不能用作混凝土骨料 和道路碎石。
CS:CaO·SiO2 硅酸钙 CC23SS::23CCaaOO··SSiiOO22硅硅酸酸二三钙钙
FeS、MnS 是硫化物
块渣的分解
块高渣时中会有导多 致晶矿型渣的结构C2破S、坏硫，化这物种和现石象灰称，为当重其矿含渣量分较 解。
硅酸盐分解
硫化物分解
石灰分解
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块渣的分解
a. 硅酸盐分解
按照《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》， 固体废物分为城市垃圾、工业固体废物和危险废物 三类。（重点）
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冶金固体废物分类
(1)矿业固体废物 (2)钢铁冶金工业固体废物 (3)有色金属工业固体废物
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11.3冶金固体废物分类
(1)矿业固体废物（见上一章）
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(2)有色金属工业固体废物
有色金属工业有害固体废物：则是指具有浸出毒性 、腐蚀性、放射性和急性毒性四种中的一种或一种 以上的固体废物，及列入表3 -24的固体废物。
三种方法处理，便得到了三种性能不同的高炉 矿渣： 水淬渣(granulated blastfurnace slag) 块矿渣(granular ore slag) 膨胀矿渣（expanded slag）
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(1) 水淬渣(granulated blastfurnace slag)
用水、压缩空气或蒸汽对熔渣进行快速冷却处理，通常用 水冷，使矿渣与水激烈混合急冷，形成粒状或海绵状浮石 类物质,故又叫粒化矿渣。在急冷过程中，熔渣中的大部分 组分来不及结晶而呈玻璃态保留下来，只有少部分形成稳 定晶体。
(2)有色重金属：指密度大于 4.5g/cm3的有色金属、有铜、镍、铅、 锌、锡、锑、钴、铋、镉、汞等及其 合金；
(3)贵金属：指矿源少、开采和提 取比较困难、价格比一般金属贵的金 属，如金、银和铂族元素及其合金；
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(4)半金属：指物理化学性质介于金属与 非金属之间的硅、硒、碲、砷、硼等，也有 人将硼、碳、砹、钋划入半金属，所有半金 属元素都呈现金属光泽；
不良影响。
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(2) 块渣(Granular ore slag)
块渣的矿物成分和物理性能 块渣的矿物成分明显地不同于水淬渣，由于缓慢冷 却，化学组分大多已析晶，主要矿物有黄长石(20～ 7M0n％S、)，CaCOS、(玻10璃～体40(％3～)，5％C2S)(，20绝～大50多％数)，不辉具石有、活F性eS。、
第十章 冶金工业固体废物的资源化
目录
冶金工艺概述
冶金固体废物 炼铁过程 •高炉渣的资源化
•钢渣的资源化 有色金属渣 •赤泥的资源化
•铜渣的资源化 2
11.1冶金工艺概述
金属及其分类
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冶金工业分类法 ？
黑色金属 铁、铬、锰三种 有色金属 除铁、铬、锰三种金属以外
的所有金属。
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(1)有色轻金属：指密度小于 4.5g/cm3的有色金属，有铝、镁、钙 等及其合金；
对于碱性水淬渣，主要结晶相为碱性高炉水淬渣，具有良 好的活性。
对于酸性熔渣由于A12O3含量高,粘度大,在水淬急冷时,熔渣 易于形成玻璃态物质，因此，酸性水淬渣也具有良好的活 性。
熔渣中的MgO能降低其粘度，在水淬急冷时易于进入玻璃 体，对水淬渣活性有利。
熔渣中的MnO不利于玻璃体的形成，因此对水淬渣活性有
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(3) 钢铁冶金工业固体废物
主要是炼铁、炼钢冶炼过程中排出的废渣， 这些废渣可以统称冶金渣。
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冶金废渣
冶金废渣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
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11.Βιβλιοθήκη Baidu.2 高炉渣分类
按冶炼生产方法可分为：铸造生铁矿渣、 炼钢生铁矿渣、特种生铁矿渣。
按化学成分可以分为：碱性矿渣 ，中性矿 渣 ，酸性矿渣。
按物理性质及形态可分为：急冷矿渣；粒 状矿渣、浮石状或球状矿渣；慢冷矿渣； 块状矿渣、粉状矿渣。
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高炉矿渣的性能取决于高温熔渣的处理方法。 对高炉熔渣通常用急冷法、慢冷法和半急冷法