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1、第七章第七章 固体废物的固体废物的资源化资源化与与综合利用综合利用 第一节第一节 工业固体废物工业固体废物的综合利用（授课内容）的综合利用（授课内容）第二节第二节 矿业固体废物的综合利用矿业固体废物的综合利用第三节第三节 城市垃圾的综合利用城市垃圾的综合利用第四节第四节 农林固体废物的综合利用农林固体废物的综合利用第五节第五节 城市污泥的综合利用城市污泥的综合利用第一节第一节 工业固体废物的综合利用工业固体废物的综合利用一、一、冶金冶金及及电力工业电力工业废渣的利用废渣的利用(P205)(P205)（一）冶金及电力工业废渣种类及性质（一）冶金及电力工业废渣种类及性质1 1、高炉矿渣高炉矿渣（1
2、 1）分类）分类按冶炼按冶炼生铁生铁品种分类品种分类铸造生铁铸造生铁矿渣、矿渣、炼钢生铁炼钢生铁矿渣。矿渣。按碱度分类按碱度分类式中：式中：W WCaOCaO、W WMgOMgO、W WSiO2SiO2、W WAl2O3Al2O3分别为各成分质量分数。分别为各成分质量分数。MoMo1 1酸性矿渣；酸性矿渣；MoMo1 1碱性矿渣；碱性矿渣；MoMo1 1中性矿渣。中性矿渣。(2)(2)高炉矿渣化学组成高炉矿渣化学组成表表7-1 7-1 我国高炉矿渣化学成分统计（质量分数）我国高炉矿渣化学成分统计（质量分数）/%/%主要化学成分：主要化学成分：CaOCaO、MgOMgO、SiOSiO2 2、Al
3、Al2 2O O3 32 2、钢渣钢渣：指：指炼钢炼钢过程中排出的废渣。过程中排出的废渣。（1 1）分类）分类按炼钢炉型：按炼钢炉型：平炉钢渣平炉钢渣、转炉钢渣转炉钢渣、电炉钢渣电炉钢渣按化学性质：碱性渣、酸性渣。按化学性质：碱性渣、酸性渣。（2 2）化学及矿物组成）化学及矿物组成主要化学成分主要化学成分CaOCaO、SiOSiO2 2、FeFe2 2O O3 3，其次是，其次是MgOMgO、MnOMnO、P P2 2O O5 5，其中，其中CaOCaO和和SiOSiO2 2占占606070%70%。矿物组成：橄榄石矿物组成：橄榄石 、硅酸三钙、硅酸三钙 、硅酸二钙硅酸二钙 、铁酸二钙、铁酸二
4、钙 及及游离氧化钙游离氧化钙（fCaOfCaO)等。等。(3)(3)主要化学性质主要化学性质稳定性：钢渣中稳定性：钢渣中fCaOfCaO、MgOMgO、C C3 3S S、C C2 2S S等等不稳定组分不稳定组分的的含量。含量。活性：指钢渣中活性：指钢渣中C C3 3S S、C C2 2S S等等水硬胶凝性水硬胶凝性矿物含量。矿物含量。易磨性：钢渣结构致密，含铁量高，较耐磨。易磨性：钢渣结构致密，含铁量高，较耐磨。用用相对易磨系数相对易磨系数表示，物料与标准砂在相同条件下粉磨，表示，物料与标准砂在相同条件下粉磨，所得所得比表面积比表面积之比。之比。碱度碱度3 3、铁合金铁合金渣渣（1 1）分
5、类）分类按冶炼工艺：按冶炼工艺：火法火法冶炼渣、浸出渣；冶炼渣、浸出渣；按铁合金品种：锰系铁合金渣、铬铁渣、硅铁渣、钨铁按铁合金品种：锰系铁合金渣、铬铁渣、硅铁渣、钨铁渣、钼铁渣、磷铁渣等。渣、钼铁渣、磷铁渣等。（2 2）铁合金渣化学成分：）铁合金渣化学成分：表表7-37-3（P207)P207)4 4、有色金属有色金属渣渣 （1 1）分类）分类按生产工艺：熔融渣；湿法渣；烟尘和尘泥；按生产工艺：熔融渣；湿法渣；烟尘和尘泥；按金属矿物性质：重金属渣、轻金属渣、稀有金属渣。按金属矿物性质：重金属渣、轻金属渣、稀有金属渣。（2 2）化学成分：国内有色金属渣化学成分见表）化学成分：国内有色金属渣化学
6、成分见表7-47-4。表表7-37-3我国铁合金渣的主要成分我国铁合金渣的主要成分5 5、粉煤灰粉煤灰（1 1）化学及矿物组成）化学及矿物组成化学组成化学组成SiOSiO2 2AlAl2 2O O3 3FeFe2 2O O3 3CaOCaOMgOMgONaNa2 2O+KO+K2 2O OSOSO3 3未燃碳未燃碳4040606017173535 2 21515 1.51.51515 0.60.62.02.0 1.01.02.52.5 0.30.31.51.5 1 11010化学成分与黏土类似，化学成分与黏土类似，主要组成主要组成:SiO:SiO2 2、A1A12 2O O3 3、FeFe2
7、2O O3 3、CaOCaO和和未燃炭未燃炭。次要组成次要组成:MgOMgO、SOSO3 3、NaNa2 2O O及及K K2 2O O等。等。表表7 75 5 典型粉煤灰化学成分典型粉煤灰化学成分(质量分数质量分数/%)/%)矿物组成矿物组成矿物矿物组成组成 无定形相无定形相 玻璃体玻璃体：占总量：占总量505080%80%未燃碳未燃碳 结晶相结晶相：如石英、长石、磁铁矿等。：如石英、长石、磁铁矿等。（2 2）物理性质）物理性质 外观似水泥。颜色灰色或灰白色，外观似水泥。颜色灰色或灰白色，含碳量越高，颜色含碳量越高，颜色越深越深。大部分为。大部分为球形颗粒球形颗粒，小部分为，小部分为不规则多
8、孔颗粒不规则多孔颗粒。密度与化学成分有关密度与化学成分有关。低钙灰密度。低钙灰密度1.81.82.6g/cm2.6g/cm3 3；高；高钙灰钙灰2.52.52.8g/cm2.8g/cm3 3。孔隙率。孔隙率60%60%75%75%；粒度；粒度45m45m；比；比表面积表面积200020004000cm4000cm2 2/g/g；指粉煤灰与石灰、水混合后的指粉煤灰与石灰、水混合后的凝结硬化凝结硬化性能。活性性能。活性与与化学组成化学组成、物相组成物相组成有关，玻璃体中有关，玻璃体中SiOSiO2 2和和AlAl2 2O O3 3含量含量越高，活性越强。越高，活性越强。（3 3）粉煤灰活性）粉煤灰
9、活性（火山灰活性）（火山灰活性）（二）冶金及电力工业废渣的加工和处理（二）冶金及电力工业废渣的加工和处理1 1、高炉矿渣加工处理、高炉矿渣加工处理 （1 1）矿渣）矿渣水淬水淬处理工艺（急冷）处理工艺（急冷）渣池水淬渣池水淬:炉前水淬炉前水淬:用用高压水高压水使熔渣在冲渣沟内淬冷成粒状。使熔渣在冲渣沟内淬冷成粒状。（2 2）重矿渣碎石重矿渣碎石工艺（缓慢冷却）工艺（缓慢冷却）热泼法：热泼法：炉前热泼法炉前热泼法、渣场热泼法渣场热泼法。渣场渣场堆存堆存开采法开采法 （3 3）膨胀矿渣珠（膨珠）生产工艺：半急冷作用形成。）膨胀矿渣珠（膨珠）生产工艺：半急冷作用形成。熔渣槽熔渣槽膨胀槽膨胀槽高压水管
10、高压水管流渣槽流渣槽滚筒滚筒膨珠膨珠14001600熔融体熔融体图图7-17-1高炉渣膨珠生产工艺高炉渣膨珠生产工艺用水量少，环境用水量少，环境污染少；占地面污染少；占地面积小，效率高；积小，效率高；2 2、钢渣的加工处理、钢渣的加工处理 （1 1）热泼法（同高炉矿渣）热泼法（同高炉矿渣）（2 2）盘泼水冷法）盘泼水冷法 （3 3）水淬法：同高炉渣水淬）水淬法：同高炉渣水淬（4 4）风淬法：压缩空气使液态钢渣急冷、粒化。）风淬法：压缩空气使液态钢渣急冷、粒化。（5 5）粉化处理：用压力）粉化处理：用压力0.20.20.3Mpa0.3Mpa，100100蒸汽处理钢蒸汽处理钢渣，消除渣，消除fCa
11、OfCaO，提高钢渣的稳定性。，提高钢渣的稳定性。石膏矿渣水泥石膏矿渣水泥：高炉矿渣（高炉矿渣（80%80%）+石膏（石膏（15%15%）+水泥水泥熟料（熟料（8%8%）混合磨细制成。）混合磨细制成。矿渣混凝土：矿渣混凝土：矿渣砖矿渣砖矿渣硅酸盐矿渣硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料水泥熟料和高炉矿渣、和高炉矿渣、石膏（石膏（3%3%5%5%）磨细制成。磨细制成。（2 2）矿渣碎石矿渣碎石作基建材料作基建材料（3 3）膨珠作轻骨料）膨珠作轻骨料（4 4）其他应用）其他应用（三）冶金及电力工业废渣应用（三）冶金及电力工业废渣应用1 1、高炉矿渣综合应用、高炉矿渣综合应用（1 1）水淬矿渣
12、作建筑材料）水淬矿渣作建筑材料 2 2、钢渣综合利用、钢渣综合利用（1 1）用作）用作冶金原料冶金原料：烧结熔剂烧结熔剂、高炉炼铁熔剂、回收、高炉炼铁熔剂、回收废钢铁；废钢铁；（3 3）用于农业：钢渣磷肥、硅肥、土壤改良剂。）用于农业：钢渣磷肥、硅肥、土壤改良剂。（2 2）用作建筑材料）用作建筑材料生产钢渣水泥、生产钢渣水泥、筑路及回填材料筑路及回填材料、生产建材制品、生产建材制品 3 3、粉煤灰综合利用、粉煤灰综合利用（1 1）用作建筑材料：如）用作建筑材料：如粉煤灰水泥粉煤灰水泥、粉煤灰混凝土粉煤灰混凝土、粉煤灰砖粉煤灰砖、粉煤灰陶粒粉煤灰陶粒等。等。（2 2）筑路、回填）筑路、回填（3
13、3）用于农业生产）用于农业生产（4 4）回收工业原料）回收工业原料浮选法浮选法粉煤灰粉煤灰浮选槽浮选槽捕收剂捕收剂上浮产品：煤炭上浮产品：煤炭不上浮产品：尾灰不上浮产品：尾灰 回收煤炭回收煤炭电选法电选法：用于干排粉煤灰。用于干排粉煤灰。回收金属物质回收金属物质 粉煤灰中粉煤灰中FeFe2 2O O3 35 5时，可回收铁粉。时，可回收铁粉。AlAl2 2O O3 325%25%，可回收氧化铝。可回收氧化铝。分选分选空心微珠空心微珠(5)(5)用于环保用于环保环保材料：制造分子筛、吸附剂等。环保材料：制造分子筛、吸附剂等。废水处理：去除污水中悬浮物、色度、有机物。废水处理：去除污水中悬浮物、色
14、度、有机物。二、化工废渣处理与利用（二、化工废渣处理与利用（P216)P216)（一）种类和特性（一）种类和特性1 1、分类、分类 按行业和工艺过程：按行业和工艺过程：无机盐废物无机盐废物、氯碱工业废物氯碱工业废物、氮氮肥工业废物肥工业废物、硫酸工业废物硫酸工业废物、纯碱工业废物纯碱工业废物等。等。按废物成分：按废物成分：废催化剂废催化剂、硫铁矿烧渣、铬渣、氰渣、硫铁矿烧渣、铬渣、氰渣、盐泥、电石渣、炉渣、碱渣等。盐泥、电石渣、炉渣、碱渣等。2 2、特点、特点（1 1）固废）固废产生量大产生量大。（2 2）危险废物危险废物种类多，有毒物质含量高，危害大。种类多，有毒物质含量高，危害大。（3 3
15、）资源化潜力大。）资源化潜力大。（二）化工废渣处理与回收（二）化工废渣处理与回收 1 1、铬渣综合利用、铬渣综合利用（1 1）来源与组成）来源与组成重铬酸钠生产工艺流程图重铬酸钠生产工艺流程图 浅黄绿色粉状固体，呈碱性，化学组成如表浅黄绿色粉状固体，呈碱性，化学组成如表7-77-7。表表7 77 7 铬渣组成铬渣组成(质量分数质量分数)/)/组成组成SiOSiO2 2CaOCaOMgOMgOA1A12 2O O3 3FeFe2 2O O3 3CrCr2 2O O3 3CrCr6+6+含量含量 8 81111 23233636 20203333 5 58 8 7 71111 3 37 7 0.3
16、0.31.51.5(3(3）铬渣综合利用）铬渣综合利用玻璃玻璃着色剂着色剂 熔融状态下，铬渣中熔融状态下，铬渣中CrCr6+6+还原为还原为CrCr3+3+分散在玻璃体中。分散在玻璃体中。制制钙镁磷肥：钙镁磷肥：铬渣、磷矿石、白云石、焦炭高温铬渣、磷矿石、白云石、焦炭高温熔融熔融CrCr6+6+还原为还原为CrCr3+3+分散在磷肥玻璃体中。分散在磷肥玻璃体中。铬渣炼铁铬渣炼铁2%6%6%：深绿：深绿2 2、废石膏回收利用、废石膏回收利用（1 1）来源及组成）来源及组成 磷酸磷酸、磷肥磷肥工业中工业中磷石膏磷石膏、湿法烟气、湿法烟气脱硫石膏脱硫石膏，其他，其他废石膏。废石膏。成分成分总总P P
17、2 2O O5 5氟化物氟化物A1A12 2O O3 3FeFe2 2O O3 3SiOSiO2 2含量含量 0.350.35 0.10.10.40.4 0.10.10.50.5 0.050.050.250.25 0.50.51010表表7-9 7-9 磷石膏主要杂质磷石膏主要杂质及含量（质量分数及含量（质量分数%）（2 2）磷石膏提纯处理）磷石膏提纯处理（3 3）磷石膏综合利用）磷石膏综合利用生产石膏板；生产水泥；生产石膏板；生产水泥；改良土壤改良土壤。3、硫铁矿烧渣综合利用、硫铁矿烧渣综合利用（1 1）来源及组成）来源及组成 来源：硫酸生产。来源：硫酸生产。组成组成主要成分：主要成分：FeFe2 2O O3 3（20205050）、）、SiOSiO2 2（15156565）、）、AlAl2 2O O3 31010、CaOCaO5 5、MgOMgO5 5；铅、砷、铜、锌、；铅、砷、铜、锌、钴等少量。钴等少量。)（2)综合利用综合利用制矿渣砖、磁选铁精矿等。制矿渣砖、磁选铁精矿等。思考题：思考题：P246P2461 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6、7 7、8 8