第六章固体废物处置与管理第二节固体废物污染防治与综合利用-固体废弃物的综合利用(课件）《环境学基础》教学同步(化学工业出版社)

第七章 固体废物的资源化 与综合利用 1 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 工业固体废物综合利用 煤矸石 冶金矿山废渣 矿业固体废物综合利用 建筑垃圾 废塑料 废橡胶 废纸 废纤维 城市生活垃圾综合利用 秸秆 农林固体废物综合利用 污泥 污泥综合利用 1 2 3 4 5 高炉渣的分类 及性质 按冶炼生铁的品种 铸造生铁矿渣 炼钢生铁矿渣 按矿渣的碱度分 碱性矿渣 Mo>1 酸性矿渣 Mo<1 中性矿渣 Mo=1 成分 CaO SiO2 Al2O3 MgO MnO Fe2O3 TiO2 V2O5 S F 普通渣 高钛渣 锰钛渣 含氟渣 38~49 23~46 28~47 35~45 62~42 20~35 21~37 22~29 6~17 9~15 11~24 6~8 1~13 2~10 2~8 3~7.8 0.1~1 <1 5~23 0.15~0.19 0.15~2 0.1~1.7 20~29 .1~.6 0.2~1.5 <1 0.3~3 7~8 1.1 工业固体废物综合利用 高炉渣的加工 渣池水淬:节水，易产生渣棉和H2S，淘汰 炉前水淬:分为炉前渣池式、水利输送式、旋转滚筒式及脱水仓式等 热泼法: 炉前热泼（国外薄层多层热泼）及渣场热泼法 渣场堆存开采法 成本低 高炉渣水淬处理工艺 高炉重矿渣碎石工艺 膨珠生产工艺 水量少，环境污染小，可抑制H2S气体的产生；比热泼法占地面积小，处理效率高；投资省，成本低 高炉渣的利用 矿渣硅酸盐水泥 20%~70 % 石膏矿渣水泥 80% 矿渣混凝土 矿渣砖 80%~90% 高炉水淬渣作建筑材料 矿渣碎石作基建材料 膨珠作轻骨料 高炉渣其它利用 矿渣棉 微晶玻璃 热铸矿渣 矿渣铸石 配制碎石混凝土 用于地基工程 修筑道路 用作铁路道渣 质轻、面光、自然级配好、吸音隔热性能强。用作混凝土骨料可节省20%左右的水泥，一般用来制作内墙板、楼板等 钢渣分类 钢渣 15%~20% 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 碱性渣/酸性渣 铁水和废钢中的元素氧化后生成的氧化物、金属炉料带入的杂质、加入的造渣剂和氧化剂、被侵蚀的炉衬及补炉材料等 1.2 钢渣的综合利用 化学及矿物组成 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，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。 钢渣的化学性质 碱度指钢渣中CaO与SiO2和P2O5的含量比 R=wCaO/(wSiO2+wP2O5)。根据碱度的高低，可将钢渣分为低碱度渣(R=0.78~1.8)，中碱度渣(R=1.8~2.5)和高碱度渣(R >2.5) 稳定性 fCaO、MgO、C2S、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% 活性 C3S、C2S等具有水硬胶凝性活性矿物的含量。当钢渣碱度R为1.8~2.5时，其中的C3S和C2S的含量之和为60%~80%；R>2.5时，钢渣中的主要矿物为C3S。活性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 易磨性 钢渣结构致密，含铁量高，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 热泼法 ISC法 水淬法 风淬法 粉化处理 作冶金原料 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 用于农业 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 1.3 钢渣的加工和利用 铁 合 金 渣 的化学成分 成分名称 MnO/% SiO2/% Cr2O3/% CaO/% MgO/% Al2O3/% FeO Fe2O3/% V2O5/% TiO2/% 高炉锰铁渣 5~10 25~30 33~37 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