固体废物处理与处置 (4)

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用于农 业
➢ 作烧结熔剂 40%~50%CaO,<10mm ➢ 作高炉炼铁熔剂 10%~30%铁,2%锰, 助熔剂 ➢ 回收废钢铁 7%~10%的废钢铁
➢ 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
80%~90%
固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste
1.2
钢渣的综合利用
铁水和废钢中
钢 的元素氧化后 生成的氧化物、
渣 分
金属炉料带入 的杂质、加入
钢渣
的造渣剂和氧 15%~20%
类 化剂、被侵蚀
的炉衬及补炉
材料等
转炉钢渣/平炉钢渣/电炉钢渣 电炉渣——氧化渣、还原渣; 平炉渣——初期渣、后期渣
其成分组成基本稳定。钢渣的主要矿物组成为 橄榄石(2FeO·SiO2)、硅酸二钙(2CaO·SiO2) 硅酸三钙(3CaO·SiO2)、铁酸二钙

(2CaO ·Fe2O3)及游离氧化钙fCaO等。
固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste
碱度指钢渣中CaO与SiO2和P2O5 活性 C3S、C2S等具有水硬胶凝
7~8
固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste
高炉渣水淬处 高炉重矿渣碎 膨珠生产工艺
理工艺
石工艺
高 ➢渣池水淬:节水, ➢热泼法: 炉前热 水量少,环境污
炉 易产生渣棉和H2S,泼(国外薄层多 染小,可抑制H2S
渣 淘汰
层热泼)及渣场 气体的产生;比
1.1 工业固体废物综合利用

按冶炼生铁的品种
按矿渣的碱度分

➢铸造生铁矿渣

➢炼钢生铁矿渣


➢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

成分 CaO SiO2 Al2O3 MgO MnO Fe2O3 TiO2 V2O5 S
碱性渣/酸性渣
固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste

钢渣的化学成分主要为铁、钙、硅、镁、

铝、锰、磷等元素的氧化物,其中钙、铁、硅

的氧化物占绝大部分。 钢渣呈黑色,外观像水泥熟料,其中夹带

部分铁粒,硬度较大,密度为1.7~2t/m3,
物 组
类 类炉渣、碱渣等。
固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste
急毒性、 反应性 及腐蚀

产生量大
1~3t,8~12t, 0.4×108t,
6.16%
金、银、 铂等
化学工业废
危险废物种 渣的特性 资源化潜力
类多

固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste
的含量比 R=wCaO/(wSiO2+wP2O5)。 性活性矿物的含量。当钢渣碱度R
钢 根据碱度的高低,可将钢渣分为 为1.8~2.5时,其中的C3S和C2S的 低碱度渣(R=0.78~1.8),中碱度 含量之和为60%~80%;R>2.5时
渣 渣(R=1.8~2.5)和高碱度渣(R
,钢渣中的主要矿物为C3S。活性
类 铅渣 20~3014~221~5 10~24 20~400.3 0.2~0.42

分 锌渣 12~14
33 0.7 0.5 2
0.03 0.004
固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste
1.6
粉煤灰的资源化
经高温燃烧后形成的一种类似火山灰质的混合材料,是冶
F
及 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
锰钛渣 28~47 21~37 11~24 2~8 5~23 0.1~1.7
0.3~3
质 含氟渣 35~45 22~29 6~8 3~7.8 0.15~0.19
固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste
第七章 固体废物的资源化
与综合利用
固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste
1 工业固体废 物综合利用
2 矿业固体废 物综合利用
3 城市生活垃 圾综合利用
1.5 有色金属渣的综合利用

按工艺分 熔融矿渣 湿法残渣
烟尘
污泥
色 矿物性质分 重金属渣 轻金属渣 稀有金属渣 金
属 渣
成分 SiO2/ CaO/ MgO/Al2O3/Fe/% Cu/%Pb/% Zn/ Ag/ Sb/ As/ Ge/%
种类 % % % %
%%%%
分 铜渣 30~404~15 1~5 2~4 25~380.2~1<2 2~3 0.5 0.2
1.7 化学工业废渣的综合利用

按行业和工艺过程分 :

➢无机盐工业废物(铬渣、氰渣、磷泥等); ➢氯碱工业废物(盐泥、电石渣等);

➢氮肥工业废物(主要是炉渣);

➢硫酸工业废物(主要是硫铁矿烧渣); ➢纯碱工业废物等。

渣 按废物主要组成分: 种 废催化剂、硫铁矿烧渣、铬渣、氰渣、盐泥、炉渣、各
学 大类。无定性相主要为玻璃体,约占粉煤灰总量的50%~80%, 性 此外,未燃尽的炭粒也属于无定形相。结晶相主要有石英、莫 质 来石、云母、长石、赤铁矿等。
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外观为灰色或灰白色的粉状物,含炭量大时呈灰黑色。颗
13~30 3~7
钨铁渣
20~25 35~50
5~16
5~15 3~9
钼铁渣
48~60
6~7
2~4 10~13 13~15
磷铁渣
37~40
37~44
2
1.2
钒浸出渣
2~4
20~28
0.9~1.7 1.5~2.8 0.8~3 8~10
钒铁冶炼渣
25~28
50~55 5~10 8~10
金属铬浸出渣 N3.a52~C7O3 5~10 2~7 23~30 金属铬冶炼渣 NaO3~4 1.5~2.5 11~14 0~1
粉 作建筑材料 筑路回填
煤 灰 ➢ 水泥 综 ➢ 混凝土 合 ➢砖 利 ➢ 陶粒
➢ 筑路 ➢ 回填



农业生产 回收工业原料 环保材料
➢ 作土壤 ➢ 回收煤炭
改良剂 ➢ 回收金属
➢ 作农业 ➢ 分选空心
肥料
微珠
➢ 吸附剂 ➢ 絮凝剂
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成金属铬元素进入副产品磷铁中 善
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磷酸、磷肥工业、烟气脱硫、用硫酸浸蚀钙盐,1t磷酸要产生5t
磷 石 膏
成分
可溶 P2O5
不溶 P2O5
氟化 物
Al2O3
Fe2O3
SiO2
Na2O
有机碳
含量 < 0.25
< 0.1
铬浸出渣为浅黄绿色的粉状固体,呈碱性。每生产1t重铬酸钠
铬 约产生1.8~3t铬渣,每生产1t金属铬约产生12~13t铬渣

化学组成 Cr2O3 六价铬 SiO2 CaO MgO Al2O3 Fe2O3 质量分数/% 3~7 0.3~1.5 8~11 23~36 20~33 5~8 7~11

综 合
2~7 1.4~1.9 1~2
碳素锰铁渣 8~15 25~30
30~42 4~6 0.7~1 0.4~1.2
硅锰合金渣 5~10 35~40
20~25 1.5~6 1~2 0.2~2
碳素铬铁渣
27~30 24~3 2.5~3.5 26~46 1.6~1.8 0.5~1.2
硅铁渣
30~35
11~16 1
炼、化工、燃煤电厂等企业排出的固体废物 ,年1.6×108 t ,
物 主要成分为二氧化硅(40%~60%)、三氧化二铝(17%~ 理 35%)、三氧化二铁(2%~15%)、氧化钙(1%~ 10%)和 及 未燃炭。其余为少量K、P、S、Mg等的化合物和As、Cu、Zn 化 等微量元素。
粉煤灰的矿物组成非常复杂,主要有无定形相和结晶相两
0.1~0. 4
0.1~0. 5
0.055~0.20.5~6
0.002~0. 01
0.0004~0.0 025
作玻璃着色剂 制钙镁磷肥
炼铁
六价铬转化为
与磷矿石、白云石、焦炭、蛇
代替白云石、
三价铬;氧化镁、 纹石等加入电炉或高炉,高温熔 石灰石作炼钢添加
利 用
氧化钙代替玻璃 配料中白云石和 石灰石原料
融还原,铬六价铬还原成三价铬, 剂、六价铬脱出率 Cr2O3形式进入磷肥半成品玻璃体 97%,铁的机械、 中固定下来;其余六价铬被还原 耐磨蚀等性能可改
24~30 3.7~8 1.5~2.5 72~78
钛铁渣
0.2~0.5 0~1
9.5~10.5 0.2~0.5 73~75 0~1
硼铁渣
1.13
4.63 17.09 65.35 0.24
V2O5/% T%iO2/
1.1~1.4 0.35~5
13~15
固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste
固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste
1.4
铁合金渣的综合利用
铁 合 金 渣
的 化 学 成 分
成分名称 高炉锰铁渣
MnO/% SiO2/% C%r2O3/ CaO/%
5~10 25~30
33~37
MgO/%
Al2O3/%
FeO Fe2O3/%
矿 有较多的活性氧化物,如二氧化硅、三氧化二铝等。与氢氧化 物 钙在常温下起化学反应生成较稳定的水化硅铝酸钙,与石灰、
水泥熟料等碱性物质混合加水拌合后,能凝结、硬化并具有一
组 定的强度。高温熔融并经过骤冷的粉煤灰,含大量的表面光滑 成 的玻璃微珠,具有较高的化学内能,是粉煤灰活性的主要来源

固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste
化 粒多半呈玻璃状态,部分呈球形,表面光滑,微孔较小,小部 分表面粗糙,棱角较多的组合颗粒。低钙灰的密度一般1.8~2.8t/m3
学 ,高钙灰2.5 ~ 2.8t/m3。空隙率60% ~ 75%;粒度45μm;比表 及 面积0.2 ~ 0.4m2/g;
活性指粉煤灰与石灰、水混合后显示的凝结硬化性能。含
4 农林固体废 物综合利用
5 污泥综合利

➢ 高炉矿渣 ➢ 钢渣 ➢ 铁合金渣 ➢ 粉煤灰 ➢ 有色金属渣 ➢ 铬渣 ➢ 废石膏 ➢ 硫铁矿烧渣
➢ 煤矸石
➢ 冶金矿 山废渣
➢ 建筑垃圾 ➢ 废塑料 ➢ 废橡胶 ➢ 废纸 ➢ 废纤维
➢ 秸秆
➢ 污泥
固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste

利用
高 ➢矿渣硅酸盐 ➢配制碎石混 质轻、面光、 矿渣棉
炉 渣 的
水泥 20%~ 凝土
自然级配好、
70% ➢石膏矿渣水
➢用于地基工 程
吸音隔热性能 பைடு நூலகம்。用作混凝 土骨料可节省
泥 80%
➢修筑道路 20%左右的水
微晶玻璃 热铸矿渣 矿渣铸石
利 ➢矿渣混凝土 ➢用作铁路道 泥,一般用来
用 ➢矿渣砖

制作内墙板、 楼板等
的 加
➢炉前水淬:分为 炉前渣池式、水 利输送式、旋转
热泼法
热泼法占地面积
➢渣场堆存开采法 小,处理效率高;
成本低
投资省,成本低
工 滚筒式及脱水仓
式等
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高炉水淬渣 矿渣碎石作 膨珠作轻骨 高炉渣其它
作建筑材料 基建材料
高,因此较耐磨。所以宜作路面 材料。易磨性可用相对易磨系数 表示,将物料与标准砂在相同条 件下粉磨,所得比表面积之比即 为相对易磨系数
固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste
1.3
钢渣的加工和利用
热泼法
ISC法
水淬法
风淬法 粉化处理
作冶金 原料
的 >2.5)
矿物的水硬性需很长时间才能表 现出来;细磨,用添加剂激发活性
化 稳定性 fCaO、MgO、C2S、 易磨性 钢渣结构致密,含铁量
学 性 质
C3S等不稳定组分在一定条件下都 具有体积不稳定性 如fCaO水化消解为Ca(OH)2,体 积成倍增大;MgO消解为 Mg(OH)2,体积膨胀77%
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