10冶金工业固体废物的资源化3.pptx
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固体废弃物的资源化与综合利用.ppt
F
性
普通渣 38~49 62~42 6~17 1~13 0.1~1 0.15~2
0.2~1.5
高钛渣 23~46 20~35 9~15 2~10 <1
20~29 .1~.6 <1
质
锰钛渣 28~47 21~37 11~24 2~8 5~23 0.1~1.7 含氟渣 35~45 22~29 6~8 3~7.8 0.15~0.19
4 农林固体废 物综合利用
秸秆
5 污泥综合利
用
污泥
1.1 工业固体废物综合利用
按冶炼生铁的品种
高
按矿渣的碱度分
炉
铸造生铁矿渣
渣
炼钢生铁矿渣
的
分
碱性矿渣 Mo>1
酸性矿渣 Mo<1
中性矿渣 Mo=1
MO
(w CaO
w ) /(w
MgO
Si O 2
w ) Al2O3
类 及
成分 CaO SiO2 Al2O3 MgO MnO Fe2O3 TiO2 V2O5 S
钢渣水泥 含大量C2S、C3S；强度高、耐磨 筑路及回填材料 密度、抗压、稳定、防滑
生产建材制品 砖瓦及砌块
钢渣磷肥 含P2O5>4%,酸性土壤、缺磷碱土 硅肥 SiO2 15%，60目，水稻 改良土壤 钙镁磷及其它微量元素
1.4
铁合金渣的综合利用
铁 合 金 渣
的 化 学 成 分
混凝土骨料 矿渣铸石 可节省20%
矿渣混凝 用作铁路 左右的水泥，
土
道渣
一般用来制
矿渣砖
作内墙板、
80%~90%
楼板等
1.2
钢渣的综合利用
废弃物处理资源化 大学课件 3工业固废利用与处理冶金工业固废
钢渣40~45%，高炉水渣40~45%，石膏8~12%（激发剂）
（激发剂）， 标号325以上。
4、回填工程
5、钢渣代替碎石修沥青路面
严禁将钢渣碎石作为硅酸盐混凝土骨料使用
钢渣中游离 CaO遇水迅速水化，体积膨胀10%
自然停放1年 钢渣陈化 风吹雨淋
工程应用
6、钢渣磷肥、硅肥、酸性土壤改良剂
7、回收废钢
5、高炉渣的其它应用
生产矿渣棉
生产微晶玻璃、陶瓷、铸石 硅钙肥
七、钢渣的产生
Fe 钢
CO2
生铁
空气/氧气 提供氧化气氛 造渣剂
C、Si、Mn、 P、S SiO2
P2O5
石灰石
MnO
钢渣
CaO
C+O2
CO2 2(2CaO· SiO2) +RO
3CaO ·RO ·2SiO2 +CaO
钢渣的产量
1吨转炉钢约产生钢渣130~240kg钢渣。 1988年统计，我国钢渣堆存量1亿多吨，
占地1万多亩。
1990年钢渣利用率约60%。
八、钢渣的组成
不同的炼钢方法（转炉、平炉、电炉）、 不同生产阶段、不同原料、不同钢种的生产， 其钢渣的组成不同。
转炉钢渣占钢渣总量的70%
成 CaO SiO2 Al2O3 MgO MnO FeO Fe2O3 P2O5 fCaO 分 宝 40 13 1~3 4~7 5~6 11 4~10 1~1.4 0.2 钢 ~49 ~17 ~22 ~1.5
85~90%
水淬渣
搅拌
石灰 10~15%
轮碾
成型
蒸养
成品
3、膨珠作混凝土轻骨料
质轻 自然级配好 吸音、隔热
冶金固体废物处理PPT课件
海洋投弃
经过回收利用或适当处理后的废渣，在不破坏海洋生物生态系统 前提下，可以投入大海。投入的废物应做出如下严格规定：
(1) 投入海洋的固体废物主要限于疏浚工程泥土、污水处理场的污 泥、粪便、经过初步处理的工业废物和爆炸物等。
(2) 禁止含汞、镉等有毒物质，塑料制品或其他可以漂浮在海面上 的2物00质0 以及原油等含油废渣和放射性废物投入大海。
一些工业发达国家应用卫生填埋、滤沥循环填地、压缩和破碎垃圾 填地等新的填埋技术处理城市垃圾等固体废物。
12
1 固体2废固物体的3废物基的本4 处最理终方处置方 来源及其危资害源化 法 法
焚化法
废渣中有害物质的毒性如果是由物质的分子结构，而不是由所含元素 造成的，这种废渣一般可采用焚化法分解其分子结构，如有机物经焚化 转化为二氧化碳、水和灰分以及少量含硫、氮、磷和卤素的化合物等。
7
1 固体2废固物体的3废物基的本4 处最理终方处置方 来源及其危资害源化 法 法
提取各 种金属
1 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。 2 煤粉灰和煤矸石中含有铁、钼、锗、钒、铀、铝等金属。 目前从粉煤灰中已工业化提取的有钼、锗、钒。
生产建 筑材料
一般的有色金属冶炼厂附近的土壤里，铅含量为正常 土壤中含量的10-40倍，铜含量为5-200倍，锌含量为5-50 倍。
有毒物质一方面通过土壤进入水体，另一方面在土壤 中积累而被作物吸收，毒害农作物，进而危害人类。
5
2 固体3废物基的本4 处最理终方处置方 资源化 法 法
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。
8
2023/11/20
经过回收利用或适当处理后的废渣，在不破坏海洋生物生态系统 前提下，可以投入大海。投入的废物应做出如下严格规定：
(1) 投入海洋的固体废物主要限于疏浚工程泥土、污水处理场的污 泥、粪便、经过初步处理的工业废物和爆炸物等。
(2) 禁止含汞、镉等有毒物质，塑料制品或其他可以漂浮在海面上 的2物00质0 以及原油等含油废渣和放射性废物投入大海。
一些工业发达国家应用卫生填埋、滤沥循环填地、压缩和破碎垃圾 填地等新的填埋技术处理城市垃圾等固体废物。
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1 固体2废固物体的3废物基的本4 处最理终方处置方 来源及其危资害源化 法 法
焚化法
废渣中有害物质的毒性如果是由物质的分子结构，而不是由所含元素 造成的，这种废渣一般可采用焚化法分解其分子结构，如有机物经焚化 转化为二氧化碳、水和灰分以及少量含硫、氮、磷和卤素的化合物等。
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1 固体2废固物体的3废物基的本4 处最理终方处置方 来源及其危资害源化 法 法
提取各 种金属
1 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。 2 煤粉灰和煤矸石中含有铁、钼、锗、钒、铀、铝等金属。 目前从粉煤灰中已工业化提取的有钼、锗、钒。
生产建 筑材料
一般的有色金属冶炼厂附近的土壤里，铅含量为正常 土壤中含量的10-40倍，铜含量为5-200倍，锌含量为5-50 倍。
有毒物质一方面通过土壤进入水体，另一方面在土壤 中积累而被作物吸收，毒害农作物，进而危害人类。
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2 固体3废物基的本4 处最理终方处置方 资源化 法 法
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。
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钢铁工业固体废弃物处理技术PPT课件
➢ 由于冶金工艺或原料的原因，造成某些高价值元素在渣中 的残留，而在目前还没有较好的分离利用方法时，不应该 盲目发展利用，以免造成资源的巨大浪费。
10
高炉渣资源化
高炉渣水淬处 高炉重矿渣碎 膨珠生产工艺
高
理工艺
石工艺
炉 ➢渣池水淬 节 ➢热泼法 炉前 水量少，环境污
渣
水，艺产生渣棉 热泼（国外薄层 染小，可抑制H2S
Mo=(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)
类
国外发达国家对高炉渣的利用已达到100%，我国高炉渣的利
以
用率为仅为65%。采用水淬工艺处理高炉渣是最为普遍的处理 技术并沿用至今高炉渣的产出量与精矿品位、焦炭和助熔剂的
及
质量以及高炉冶炼工艺有关，一般每吨生铁产渣量为300～
性
900 kg。高炉渣主要化学成分是SiO2，CaO，Al2O3等
2005年产生高炉矿渣1.55×108吨，钢渣 7000万吨，矿山废石、选矿尾矿数倍于此。有的冶 金企业渣场堆高达数十米，不仅占用大量土地，而且 严重污染环境，尾矿库占地更多，管理费用高，约占 矿产品成本10%-30%，且污染风险大，尾矿坝倒 塌事故时有发生如果不能很好的处理好这些固体废弃 物，不仅会污染环境，还会导致资源的浪费。
16.7
15.2
30
20 10.4
10
2.4
0
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
4
2002年我国钢铁工业环保情况与国外先进水平比较
5
钢铁行业固体废弃物
钢铁行业以其资源、能源密集，生产规模大，工 序流程长等特点，产生大量固体废弃物，成为环境污 染大户。
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高炉渣资源化
高炉渣水淬处 高炉重矿渣碎 膨珠生产工艺
高
理工艺
石工艺
炉 ➢渣池水淬 节 ➢热泼法 炉前 水量少，环境污
渣
水，艺产生渣棉 热泼（国外薄层 染小，可抑制H2S
Mo=(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)
类
国外发达国家对高炉渣的利用已达到100%，我国高炉渣的利
以
用率为仅为65%。采用水淬工艺处理高炉渣是最为普遍的处理 技术并沿用至今高炉渣的产出量与精矿品位、焦炭和助熔剂的
及
质量以及高炉冶炼工艺有关，一般每吨生铁产渣量为300～
性
900 kg。高炉渣主要化学成分是SiO2，CaO，Al2O3等
2005年产生高炉矿渣1.55×108吨，钢渣 7000万吨，矿山废石、选矿尾矿数倍于此。有的冶 金企业渣场堆高达数十米，不仅占用大量土地，而且 严重污染环境，尾矿库占地更多，管理费用高，约占 矿产品成本10%-30%，且污染风险大，尾矿坝倒 塌事故时有发生如果不能很好的处理好这些固体废弃 物，不仅会污染环境，还会导致资源的浪费。
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2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
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2002年我国钢铁工业环保情况与国外先进水平比较
5
钢铁行业固体废弃物
钢铁行业以其资源、能源密集，生产规模大，工 序流程长等特点，产生大量固体废弃物，成为环境污 染大户。
【精品】固体废物处理与资源化——工矿业固废的资源化汇总46页PPT
【精品】固体废物处理与资 源化——工矿业固废的资源
化汇总
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
化汇总
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
最新第八章-工业固体废物处理与资源化.PPT课件
3.粉煤灰在环保上的应用
– 在废水处理工程中的应用：粉煤灰本身已具有较强的吸附
性能，经硫铁矿渣、酸、碱、铝盐或铁盐溶液改性后，辅以适 量的助凝剂，可用来处理各类废水；在废水脱色除臭、有机物 和悬浮胶体去除、细菌微生物和杂质净化、以及Hg2+、Pb2+ 、Cu2+、Ni2+、Zn2+等重金属离子去除上，粉煤灰均有显著 的处理效果。
四、煤矸石的处理与资源化
1.粉煤灰在建材工业中的应用
– 小型空心砖块 – 硅钙板 – 粉煤灰陶瓷 – 其它建筑制品：辉石微晶玻璃、石膏制品的填充剂、
做沥青填充料生产防水油毡、制备矿物棉、纤维化灰 绒、陶砂滤料，在砂浆中代替部分水泥、石灰或砂等
四、煤矸石的处理与资源化
二、粉煤灰的综合利用
2.粉煤灰在农业上可用作土壤改良剂、农肥和造地 还田等
一 、工业固体废物的处理原则与技巧
生物处理
– 如适用于有机废物的堆肥法和厌氧发酵法；提炼铜、 铀等金属的细菌冶金法；适用于有机废液的活性污泥 法；该法还可用于生物修复被污染的土壤。
填埋
焚烧
一 、工业固体废物的处理原则与技巧
3）工业固体废物的资源化利用 生产建材 回收或利用其中的有用组分，开发新产品，取代
五、钢铁工业固体废物的处理与资源化
4.钢渣用于路基垫层
– 钢渣具有容重大、表面粗糙不易滑移、抗压强度高、 抗腐蚀和耐久性好的特点，被广泛用于各种路基材料 、工程回填、修砌加固堤坝、填海工程等方面代替天 然磷石。
五、钢铁工业固体废物的处理与资源化
高炉渣主要处理利用途径如下图所示： 水泥混合材
矿渣砖、砌块材料
炉前冲渣法
湿式
水渣
湿碾矿渣混凝土
– 在废水处理工程中的应用：粉煤灰本身已具有较强的吸附
性能，经硫铁矿渣、酸、碱、铝盐或铁盐溶液改性后，辅以适 量的助凝剂，可用来处理各类废水；在废水脱色除臭、有机物 和悬浮胶体去除、细菌微生物和杂质净化、以及Hg2+、Pb2+ 、Cu2+、Ni2+、Zn2+等重金属离子去除上，粉煤灰均有显著 的处理效果。
四、煤矸石的处理与资源化
1.粉煤灰在建材工业中的应用
– 小型空心砖块 – 硅钙板 – 粉煤灰陶瓷 – 其它建筑制品：辉石微晶玻璃、石膏制品的填充剂、
做沥青填充料生产防水油毡、制备矿物棉、纤维化灰 绒、陶砂滤料，在砂浆中代替部分水泥、石灰或砂等
四、煤矸石的处理与资源化
二、粉煤灰的综合利用
2.粉煤灰在农业上可用作土壤改良剂、农肥和造地 还田等
一 、工业固体废物的处理原则与技巧
生物处理
– 如适用于有机废物的堆肥法和厌氧发酵法；提炼铜、 铀等金属的细菌冶金法；适用于有机废液的活性污泥 法；该法还可用于生物修复被污染的土壤。
填埋
焚烧
一 、工业固体废物的处理原则与技巧
3）工业固体废物的资源化利用 生产建材 回收或利用其中的有用组分，开发新产品，取代
五、钢铁工业固体废物的处理与资源化
4.钢渣用于路基垫层
– 钢渣具有容重大、表面粗糙不易滑移、抗压强度高、 抗腐蚀和耐久性好的特点，被广泛用于各种路基材料 、工程回填、修砌加固堤坝、填海工程等方面代替天 然磷石。
五、钢铁工业固体废物的处理与资源化
高炉渣主要处理利用途径如下图所示： 水泥混合材
矿渣砖、砌块材料
炉前冲渣法
湿式
水渣
湿碾矿渣混凝土
固体废物处理与资源化课件10第十章固体废弃物处理
一、钢渣的来源和分类
1．钢渣的来源和分类
• 金属炉料中的Si、MnO、P、和少量铁氧化后生成 的氧化物； • 为了使炉渣具备所需要的性质，向炉内加入的各种 造渣材料如石灰石、白云石、铁矿石、硅石等 ； • 被侵蚀、剥落下来的炉衬材料和补炉炉料如CaO、 MgO等 ； • 金属炉料带入的杂质如泥砂等 。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
矿渣硅酸盐水泥的特点 • 具有较强的抗溶出性和抗硫酸侵蚀性能 • 早期强度低而后期强度增长较高 • 耐热性强 • 析水性强 • 水化热较低
（2）矿渣砖和矿渣混凝土 用小于8mm的水渣加一定量的水泥，经搅拌成型，并 在80～100℃条件下蒸汽养护12hr，即可制成矿渣砖，其 强度可达100左右，可用于建筑
R＝0.78～0.80为低碱度钢渣； R＝1.8～2.5为中碱度钢渣； R＞2.5为高碱度钢渣。
R
CaO% P2 O 5 % SiO 2 %
二、钢渣的处理 （1）冷弃法 （2）热泼法 （3）盘泼水冷法 （4）钢渣水淬法 （5）风淬法
三．钢渣的利用 1．作钢铁冶炼熔剂 （1）作烧结熔剂 （2）作高炉炼铁熔剂 2．生产钢渣水泥
R
CaO% MgO% Al 2 O 3 % SiO 2 %
R＞1为碱性矿渣 R＜1为酸性矿渣 R＝1为中性矿渣。
2、高炉渣的矿物组成 高炉渣的矿物组成与生产原料和冷却方式有关。 高炉渣的矿物组成包括：甲型硅灰石、硅钙石、假硅 灰石、……等。 在碱性高炉渣中，最常见的是硅酸二钙 （2 CaO· 2 ）和黄长石（2 CaO· 2O3· 2 SiO Al SiO ）
• 新的水化物还将发生胶凝和结晶的物理过程
矿渣水泥中的矿渣进行水化，取决于水泥熟料水解 时所析出的Ca(OH)2，对矿渣起碱性激发作用，亦即矿 渣中的活性Al2O3和活性SiO2与Ca(OH)2及水相作用， 生成高碱性的水化铝酸盐和水化硅酸盐。
1．钢渣的来源和分类
• 金属炉料中的Si、MnO、P、和少量铁氧化后生成 的氧化物； • 为了使炉渣具备所需要的性质，向炉内加入的各种 造渣材料如石灰石、白云石、铁矿石、硅石等 ； • 被侵蚀、剥落下来的炉衬材料和补炉炉料如CaO、 MgO等 ； • 金属炉料带入的杂质如泥砂等 。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
矿渣硅酸盐水泥的特点 • 具有较强的抗溶出性和抗硫酸侵蚀性能 • 早期强度低而后期强度增长较高 • 耐热性强 • 析水性强 • 水化热较低
（2）矿渣砖和矿渣混凝土 用小于8mm的水渣加一定量的水泥，经搅拌成型，并 在80～100℃条件下蒸汽养护12hr，即可制成矿渣砖，其 强度可达100左右，可用于建筑
R＝0.78～0.80为低碱度钢渣； R＝1.8～2.5为中碱度钢渣； R＞2.5为高碱度钢渣。
R
CaO% P2 O 5 % SiO 2 %
二、钢渣的处理 （1）冷弃法 （2）热泼法 （3）盘泼水冷法 （4）钢渣水淬法 （5）风淬法
三．钢渣的利用 1．作钢铁冶炼熔剂 （1）作烧结熔剂 （2）作高炉炼铁熔剂 2．生产钢渣水泥
R
CaO% MgO% Al 2 O 3 % SiO 2 %
R＞1为碱性矿渣 R＜1为酸性矿渣 R＝1为中性矿渣。
2、高炉渣的矿物组成 高炉渣的矿物组成与生产原料和冷却方式有关。 高炉渣的矿物组成包括：甲型硅灰石、硅钙石、假硅 灰石、……等。 在碱性高炉渣中，最常见的是硅酸二钙 （2 CaO· 2 ）和黄长石（2 CaO· 2O3· 2 SiO Al SiO ）
• 新的水化物还将发生胶凝和结晶的物理过程
矿渣水泥中的矿渣进行水化，取决于水泥熟料水解 时所析出的Ca(OH)2，对矿渣起碱性激发作用，亦即矿 渣中的活性Al2O3和活性SiO2与Ca(OH)2及水相作用， 生成高碱性的水化铝酸盐和水化硅酸盐。
冶金行业-10煤系固体废物的资源化 精品
2.28
0.54
微
新汶
4.64
47.80 37.65
5.68
0.74 0.80
1.17
0.60
0.18
0.70
株洲
3.51 59.04 20.25 4.37
1.12 1.33
2.13
0.75
南宁
粉煤灰的矿物组成
非晶态矿物 两大类矿物
玻璃体：约占粉煤灰总量的50～ 80% 未燃烬炭
晶态矿物：主要来自原料，如石英、云母、长石、磁 铁矿、30 3C.7aO0 %<20%0.98
1.4
0.42
0.69
杨浦 30% 8.35
46.51 30.31 10.45
1.05
2高.6钙5 灰活性0.>7低6 钙灰 0.87
0.42
0.41
抚顺
1.33
62.26 19.80
7.80
2.42
2.95
2.46
邵武 石家
作为建56材.03使用2时5.9：2
依化学成分，沉珠分
富钙玻璃微珠：CaO含量高，化学活性好
富铁玻璃微珠：氧化铁（Fe3O4、 Fe2O3 ）含量高，由 铝硅酸盐包裹Fe3O4、 Fe2O3而成，具有磁性，叫“磁珠”
多孔炭粒：呈球状或碎屑状、惰性、比重和容重均小、 粒径和比表面积均大，有一定的吸附性。
不规则多孔颗粒 可提取后直接用做为吸附剂或煤质颗粒的活性炭
④空心微珠比电阻高，且随温度升高而升高，是电瓷和轻型电器绝缘材料的 极好原料，利用它可制成绝缘陶瓷和渣绒绝缘物。
漂珠： 480kg/m3 粉煤灰中含有50～80%的空心玻璃微珠
厚壁空心微珠：沉珠： 800 kg/m3
固体废弃物处置与资源化ppt实用资料
到脱氮除磷三级处理也小于2元/t
➢人均有机碳负荷（上海）
人均污水排放量200L/d
0.4% 人均垃圾产生量0.8kg/d
(污水有机碳（TOC）浓度约 100mg/L)
(垃圾中含食品垃圾60%，食品垃圾 含水率70%,食品垃圾干固体含有机 碳47%)
3倍多
人均污水有机碳负荷为20g/(人·d)
人均垃圾有机碳负荷为67g/(人·d)
一些固体废物含有有害物质，污染周➢围环放境射性废物
废 多数固体废物并非集中在某一个地方产生，而是散布在各个地方，在进行处理处置、资源化利用之前，首先需要收集起来，这带来了
物 固体废物处理成本的增加
按化学组成可分为
固体废弃物处置与资源化 绪论
分 类
➢ 有机废物（食品垃圾、农业废弃物、粪便） ➢ 无机废物（渣石、矿渣、粉煤灰）
原始人类 活动
17、18世纪自 19世纪末-20世 然物机械加工 纪初化学工业
20世纪以来 原子能工业
发展到今天 产品多样化
固体废弃物处置与资源化 绪论
1 定义、来源与分类
按来源可分为
固体废弃物处置与资源化 绪论
干燥、热分解、焚烧、热解、焙烧等➢ 工业废物
glass waste
热处理（通过高温来破坏和改变固体➢废物矿组业成和废结物构，同时达到减容、无害化或综合利用的目的）（焚烧、热解、湿式氧化）
1 定义、来源与分类
在生产、生活和其他活动中产生的丧失
固 原有利用价值或者虽未丧失利用价值但
体 被抛弃或者放弃的固态、半固态和置于 废 容器中的气态的物品、物质以及法律、
行政法规规定纳入固体废物管理的物品、
物 物质。———
《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》
工业固体废物处理与资源化技术-PPT演示文稿
钢铁工业固体废物处理与资源化
钢铁工业固体废物的年排放量1.7亿吨
➢ 高炉渣、钢渣、铁合金渣等 ➢高炉渣是冶炼生铁时从高炉中排出的一种废渣 ➢在高炉冶炼中，从炉顶加入铁矿石、焦炭以及助熔剂，当炉内温度达到1400-1600℃时，物料 变成液相，浮在铁水上的熔渣通过排渣口排出，这就是高炉渣 ➢钢渣是炼钢过程中排出的废渣。钢渣形成的温度在1500-1700 ℃之间，在高温下呈液体状态， 缓慢冷却后呈块状或粉状
4 0.0 干法 10.85 19.15 5.48 3.96 51.86 2.99 2.80 2.32 0.29 16.63 0.31 8
半干
0.0
21.41 18.80 5.82 4.02 43.62 1.92 1.92 2.06 0.37 6.99 0.33
法
8
粉煤灰处理与资源化
燃煤电厂将煤磨细成100微米以下的细粉，用预热空气喷入炉内悬浮燃烧，产 生高温烟气，经捕尘装置捕集的粉尘成为粉煤灰，也叫飞灰 粉煤灰的产生量为电厂煤炭用量的25%左右
工业固体废物资源化利用
（1）生产建材 耗渣量大、投资少、见效快、能耗低、节省原材料、不产生二次污染可生产的产 品种类多，性能好 如用作水泥原料与配料、掺合料、缓凝剂、墙体材料、混凝土的混合料与骨料、 加气混凝土、砂浆、砌块、装饰材料、保温材料、矿渣棉、轻质骨料、铸石、微 晶玻璃等
工业固体废物资源化利用
高炉渣应用
矿渣硅酸盐水泥 凡由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为矿 渣硅酸盐水泥（简称矿渣水泥） 水泥中粒化高炉矿渣掺加量按重量百分比计为20%-70% 普通硅酸盐水泥 凡由硅酸盐水泥熟料、少量高炉矿渣、 3-5%石膏共同研磨制成的水硬性胶凝材料 高炉矿渣掺量不超过15%
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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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11.4.2 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
(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；
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。
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
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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。
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。
(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。
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。、
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。
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；
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。