工業(yè)固體廢物的處理與處置

1、.工業(yè)固體廢物工業(yè)固體廢物.第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 工業(yè)固體廢物：是指在工業(yè)、交通等生工業(yè)固體廢物：是指在工業(yè)、交通等生產(chǎn)活動中產(chǎn)生的固體廢物。產(chǎn)活動中產(chǎn)生的固體廢物。 .1、工業(yè)固廢的分布特征、工業(yè)固廢的分布特征 與工業(yè)結構相關與工業(yè)結構相關 行業(yè)影響行業(yè)影響 區(qū)域、地域特征（工業(yè)布局）區(qū)域、地域特征（工業(yè)布局） 技術發(fā)展水平技術發(fā)展水平 相對集中相對集中.2、工業(yè)固廢的組成特征、工業(yè)固廢的組成特征 明顯的行業(yè)特征明顯的行業(yè)特征 與生產(chǎn)原材料密切相關與生產(chǎn)原材料密切相關 與生產(chǎn)工業(yè)技術密切相關與生產(chǎn)工業(yè)技術密切相關 與工藝流程、參數(shù)、技術方法密切相關與工藝流程、參數(shù)、技術方法密切相關 與生產(chǎn)

2、水平密切相關與生產(chǎn)水平密切相關 與產(chǎn)品種類、檔次、質(zhì)量密切相關與產(chǎn)品種類、檔次、質(zhì)量密切相關 .3、工業(yè)固體廢物處理處置的思想方法、工業(yè)固體廢物處理處置的思想方法1）追蹤來源，分析形成機理）追蹤來源，分析形成機理 工業(yè)部門工業(yè)部門 工藝流程工藝流程 技術方法技術方法 原料與產(chǎn)品原料與產(chǎn)品 地理位置地理位置 周邊環(huán)境周邊環(huán)境 工業(yè)分布狀況及相關工業(yè)的發(fā)展狀況與趨勢工業(yè)分布狀況及相關工業(yè)的發(fā)展狀況與趨勢 交通運輸交通運輸.2）調(diào)查分析固體廢物的組成，研）調(diào)查分析固體廢物的組成，研究資源特征。究資源特征。 有用組分分布狀況有用組分分布狀況 有毒有害物質(zhì)的分布狀況有毒有害物質(zhì)的分布狀況. 化學組成化學

3、組成 化學分析化學分析無機物無機物有機物種類有機物種類金屬金屬非金屬非金屬化學元素組成化學元素組成 物質(zhì)組成物質(zhì)組成 顯微鏡鑒定顯微鏡鑒定X射射線衍射、線衍射、電鏡等電鏡等紅外、質(zhì)譜等紅外、質(zhì)譜等 物理化學物理化學特征特征 顯微鏡鑒定顯微鏡鑒定粒度分析粒度分析密度分析密度分析熱分析等熱分析等晶型結構晶型結構粒度及形狀粒度及形狀密度、熔點、密度、熔點、水溶性、電水溶性、電性、磁性、性、磁性、表面特性等表面特性等.3）分析市場需求情況）分析市場需求情況 相關物質(zhì)組分的資源狀況相關物質(zhì)組分的資源狀況 可能應用的方面可能應用的方面 相關產(chǎn)品的市場需求、市場價格、市場相關產(chǎn)品的市場需求、市場價格、市場位

4、置位置.4）分析資源化的技術方法）分析資源化的技術方法 相關技術的完善程度相關技術的完善程度 技術工藝的復雜程度技術工藝的復雜程度 設備規(guī)模、國產(chǎn)化程度設備規(guī)模、國產(chǎn)化程度 實施的可行性實施的可行性.5）經(jīng)濟分析）經(jīng)濟分析 投資規(guī)模投資規(guī)模 盈利分析盈利分析.6）環(huán)境與法規(guī)）環(huán)境與法規(guī) 二次污染二次污染 與現(xiàn)行法規(guī)的符合程度與現(xiàn)行法規(guī)的符合程度 政策的鼓勵與導向政策的鼓勵與導向 減量化程度減量化程度 資源化利用率資源化利用率.第二節(jié)第二節(jié) 高爐渣高爐渣 高爐煉鐵過程，由礦石中的脈石、燃料高爐煉鐵過程，由礦石中的脈石、燃料中的灰分和助熔劑等爐料中的非揮發(fā)性中的灰分和助熔劑等爐料中的非揮發(fā)性組分形

5、成的廢物。組分形成的廢物。 排出率與入爐的礦石品位等有關排出率與入爐的礦石品位等有關 國內(nèi)目前生產(chǎn)一噸生鐵國內(nèi)目前生產(chǎn)一噸生鐵,一般產(chǎn)生一般產(chǎn)生0.60.7噸高爐渣，先進的為噸高爐渣，先進的為0.230.27。.1、高爐渣的形成機理、高爐渣的形成機理鐵礦石鐵礦石焦炭焦炭助熔劑助熔劑13001500生鐵生鐵硅酸鹽、鋁酸鹽等雜硅酸鹽、鋁酸鹽等雜質(zhì)礦物熔融質(zhì)礦物熔融冷卻冷卻高爐渣高爐渣.2、高爐渣的物質(zhì)組成、高爐渣的物質(zhì)組成1）化學成分：）化學成分：15種種 、主要為、主要為4種種CaOMgOSiO2Al2O395% 脈石脈石焦炭中的灰分焦炭中的灰分熔劑礦物熔劑礦物.堿度：堿度： 堿性氧化物與酸性氧

6、化物的含量比。堿性氧化物與酸性氧化物的含量比。 SiO2 、Al2O3 為酸性氧化物為酸性氧化物 CaO、MgO 堿性氧化物堿性氧化物M0 =（CaO + MgO）%nSiO2 + Al2O3）%.礦物組成：礦物組成： 與堿度有關與堿度有關 與冷卻溫度有關與冷卻溫度有關 硅酸鹽類礦物硅酸鹽類礦物. 鐵礦品位影響爐渣的產(chǎn)出量鐵礦品位影響爐渣的產(chǎn)出量 助熔劑影響高爐渣的堿度助熔劑影響高爐渣的堿度 鐵礦的化學組成影響化學元素組成鐵礦的化學組成影響化學元素組成 高爐渣的冷卻方式影響礦物組成高爐渣的冷卻方式影響礦物組成3、影響高爐渣的用途的因素、影響高爐渣的用途的因素.4、高爐渣的冷卻工藝與產(chǎn)品的、高爐

7、渣的冷卻工藝與產(chǎn)品的用途用途水淬工藝：將熱熔的高爐渣至于水中急水淬工藝：將熱熔的高爐渣至于水中急冷，產(chǎn)品為無定形結構（非晶狀）。冷，產(chǎn)品為無定形結構（非晶狀）。水硬膠凝特性水硬膠凝特性礦渣硅酸鹽水泥礦渣硅酸鹽水泥石灰礦渣水泥石灰礦渣水泥石膏礦渣水泥石膏礦渣水泥灰渣磚灰渣磚礦渣混凝土礦渣混凝土.自然冷卻自然冷卻 致密的礦渣致密的礦渣 道路材料道路材料 混凝土骨料混凝土骨料.在適量的水中的急冷膨脹在適量的水中的急冷膨脹 多孔輕質(zhì)礦渣多孔輕質(zhì)礦渣 輕質(zhì)骨料輕質(zhì)骨料 隔音、保溫、防火材料隔音、保溫、防火材料 催化劑載體催化劑載體 吸附材料吸附材料.其他用途其他用途 礦渣棉礦渣棉 鑄石鑄石 微晶玻璃微晶

8、玻璃 .第三節(jié)第三節(jié) 鋼渣鋼渣 煉鋼過程中產(chǎn)生的廢渣煉鋼過程中產(chǎn)生的廢渣 年排放量年排放量1600萬噸萬噸.1、鋼渣的產(chǎn)生機理、鋼渣的產(chǎn)生機理 煉鋼原理：利用空氣或氧氣氧化生鐵中煉鋼原理：利用空氣或氧氣氧化生鐵中的碳、硅、錳、磷等有害雜質(zhì)，在高溫的碳、硅、錳、磷等有害雜質(zhì)，在高溫下與熔劑（石灰石等）反應，形成熔渣下與熔劑（石灰石等）反應，形成熔渣而與鐵水分離。而與鐵水分離。生鐵生鐵石灰石等石灰石等+O2高溫高溫C、Si、P、Mn氧化氧化鋼渣鋼渣固相固相液相液相鋼水鋼水.2、鋼渣的物質(zhì)組成、鋼渣的物質(zhì)組成 化學組成：化學組成：CaO、SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、MgO、MnO、P2

9、O5等等 FeO含量高達含量高達25% 礦物組成：鈣鎂橄欖石、硅酸二鈣等礦物組成：鈣鎂橄欖石、硅酸二鈣等.3、鋼渣的物理化學性質(zhì)、鋼渣的物理化學性質(zhì) 堿度堿度 密度和容重：密度比高爐渣高密度和容重：密度比高爐渣高 耐磨性耐磨性 耐磨系數(shù)為耐磨系數(shù)為1.43 高爐渣高爐渣 1.04 活性：水硬膠凝性活性：水硬膠凝性 活性組分活性組分3CaOSiO2 2CaOSiO2 穩(wěn)定性穩(wěn)定性 游離石灰冷卻過程分解、發(fā)生相游離石灰冷卻過程分解、發(fā)生相變，伴隨體積膨脹變，伴隨體積膨脹R =CaO nSiO2 + P2O5.4、鋼渣的處理工藝、鋼渣的處理工藝1）預處理：熱渣冷卻成常溫渣塊）預處理：熱渣冷卻成常溫渣

10、塊 冷棄法冷棄法 盤潑冷水法盤潑冷水法 熱潑法熱潑法 鋼渣水淬法鋼渣水淬法2）鋼渣加工、陳化）鋼渣加工、陳化.5、鋼渣的綜合利用、鋼渣的綜合利用 作冶金原料作冶金原料 建筑材料建筑材料 農(nóng)肥、酸性土壤改良劑農(nóng)肥、酸性土壤改良劑.Interlocking blockAggregate for pavementConcrete blockBackfillUse of Molten Slag.第四節(jié)、硫鐵礦燒渣第四節(jié)、硫鐵礦燒渣 生產(chǎn)硫酸時硫鐵礦燃燒揮發(fā)出二生產(chǎn)硫酸時硫鐵礦燃燒揮發(fā)出二氧化硫所剩余的殘渣。氧化硫所剩余的殘渣。.1、產(chǎn)生機理、產(chǎn)生機理4FeS2 +11O2 = 2Fe2O3 + 8SO

11、2 3FeS2 +8O2 = Fe3O4 +6SO2 2CuFeS2 + O2 = Cu2S + 2FeS + SO22PbS + 3O2 = 2PbO + 2SO2PbS + 2O2 = PbSO4 2ZnS +3O2 = 2ZnO + 2SO2 .2、物質(zhì)組成、物質(zhì)組成 硫酸渣樣品的多元素分析結果硫酸渣樣品的多元素分析結果元素元素TFePbZnSSiO2含 量含 量%50.720.050.230.5920.79元素元素AL2O3CaO MgOK2O 含 量含 量%4.754.604.102.32 .表表2 主要礦物相對含量主要礦物相對含量礦物礦物赤鐵礦赤鐵礦磁鐵礦磁鐵礦磁黃鐵礦磁黃鐵礦含量

12、含量%68.781.910.90礦物礦物黃鐵礦黃鐵礦黃銅礦黃銅礦脈石脈石含量含量%0.050.0328.33.表表3 樣品的篩分分析結果樣品的篩分分析結果粒級（毫米）粒級（毫米）產(chǎn)率產(chǎn)率%TFe %占有率占有率%+0.805.9138.264.51-0.80+0.2514.7643.6312.85-0.25+0.158.7747.598.33-0.15+0.07423.6852.1224.63-0.074+0.04335.7253.9638.47-0.04311.1650.3411.21合計合計100.0050.11100.00.3、影響燒渣的物理化學特性的因素、影響燒渣的物理化學特性的因素

13、原礦的硫鐵礦含量原礦的硫鐵礦含量 原礦粒度原礦粒度 焙燒溫度焙燒溫度.硫精礦品位與燒渣、硫酸產(chǎn)量的關系0.81.8303540455055硫精礦品位（%）產(chǎn)量（t/硫精礦）燒渣產(chǎn)量硫酸產(chǎn)量.硫精礦品位與價值的關系05001000150020002500300035004000303540455055硫鐵礦品位（%）價值（元/t硫鐵礦）硫酸總價燒渣總價硫酸加燒渣.燒渣單價與硫精礦品位的關系05001000150020002500300035004000303540455055硫精礦品位（%）燒渣單價（元/噸）燒渣單價燒渣總價.硫精礦品位與硫鐵礦礦物量及燒渣鐵

14、含量的關系304050607080901002832364044485256硫精礦品位(S%)含量%硫鐵礦礦物量燒渣的鐵含量.4、資源化方向、資源化方向 直接煉鐵直接煉鐵鐵品位鐵品位硫含量硫含量其他重金屬其他重金屬 鐵紅鐵紅 高純氧化鐵（磁性材料）高純氧化鐵（磁性材料） 貴金屬回收貴金屬回收 水處理劑水處理劑.第五節(jié)、粉煤灰第五節(jié)、粉煤灰 煤粉高溫燃燒后形成的類似于火山繪制煤粉高溫燃燒后形成的類似于火山繪制的混合材料。的混合材料。 來源于燃煤廠、冶煉廠、化工廠來源于燃煤廠、冶煉廠、化工廠.1、形成機理、形成機理 粉碎的煤粉在高溫狀態(tài)下快速燃燒所剩余的不粉碎的煤粉在高溫狀態(tài)下快速燃燒所剩余的不燃

15、物。燃物。 這些不燃物由二氧化硅和三氧化鋁等組成。這些不燃物由二氧化硅和三氧化鋁等組成。 快速燃燒產(chǎn)生的氣體在不燃物內(nèi)膨脹而形成微快速燃燒產(chǎn)生的氣體在不燃物內(nèi)膨脹而形成微孔?？?。 高溫熔融體的表面張力作用使部分不燃物形成高溫熔融體的表面張力作用使部分不燃物形成光滑的的球體，未來得及冷卻的顆粒碰撞形成光滑的的球體，未來得及冷卻的顆粒碰撞形成粗糙的聚合顆粒。粗糙的聚合顆粒。.2、粉煤灰的特性、粉煤灰的特性 化學組成：化學組成：SiO2 、Al2O3、Fe2O3、CaO、C等等 燒失量燒失量 礦物組成礦物組成結晶形結晶形無定形無定形莫來石莫來石石英石英云母云母長石長石磁鐵礦等磁鐵礦等.2、粉煤灰的特

16、性、粉煤灰的特性粒度與粒形粒度與粒形細細球狀、不規(guī)則狀球狀、不規(guī)則狀微孔微孔物理化學特征物理化學特征活性活性密度與鈣含密度與鈣含量相關量相關鈣含量高，密度大鈣含量高，密度大鈣含量低，密度小鈣含量低，密度小.3、用途、用途建材建材磚磚混凝土混凝土增強增強抗裂抗裂減水減水水泥水泥空心微珠空心微珠填料填料吸附劑吸附劑助濾劑助濾劑研磨材料研磨材料耐火材料耐火材料催化劑載體催化劑載體回收碳回收碳改良土壤改良土壤.青島市黃島發(fā)電廠廠長李濟英來說就如同青島市黃島發(fā)電廠廠長李濟英來說就如同“過過關關”許多市人大代表和政協(xié)委員強烈呼許多市人大代表和政協(xié)委員強烈呼吁：該廠的粉煤灰污染問題不能再拖了！如今，吁：該廠

17、的粉煤灰污染問題不能再拖了！如今，李濟英再也不必為此發(fā)愁了：他們花巨資引進李濟英再也不必為此發(fā)愁了：他們花巨資引進的德國全自動混凝土切塊生產(chǎn)線和意大利彩瓦的德國全自動混凝土切塊生產(chǎn)線和意大利彩瓦生產(chǎn)線，使又丑又臟的粉煤灰變成了又亮又貴生產(chǎn)線，使又丑又臟的粉煤灰變成了又亮又貴的新型建筑材料，僅粉煤灰綜合利用項目的新型建筑材料，僅粉煤灰綜合利用項目1年就年就創(chuàng)造利潤創(chuàng)造利潤2000多萬元多萬元.太原鋼鐵廠下屬的東山水泥廠，利用礦渣生產(chǎn)的水泥太原鋼鐵廠下屬的東山水泥廠，利用礦渣生產(chǎn)的水泥每年達每年達3030萬噸，電廠粉煤灰綜合利用項目年產(chǎn)粉煤灰萬噸，電廠粉煤灰綜合利用項目年產(chǎn)粉煤灰磚磚3000300

18、0萬塊、地面磚萬塊、地面磚30003000立方米、空心砌塊磚立方米、空心砌塊磚2 2萬立方萬立方米米太鋼堆積半個多世紀、占地太鋼堆積半個多世紀、占地2 2平方公里、儲量達平方公里、儲量達10001000萬立方米的渣山不見了，曾經(jīng)遠近聞名的污染大萬立方米的渣山不見了，曾經(jīng)遠近聞名的污染大戶被國家環(huán)保總局命名為戶被國家環(huán)?？偩置麨椤碍h(huán)境教育基地環(huán)境教育基地”。在煤矸。在煤矸石利用方面，太原煤氣公司的煤矸石發(fā)電廠年發(fā)電量石利用方面，太原煤氣公司的煤矸石發(fā)電廠年發(fā)電量達到達到1 14 4億千瓦時，山西煤電集團矸石電廠在利用中億千瓦時，山西煤電集團矸石電廠在利用中煤、煤矸石發(fā)電的同時，還新建了年產(chǎn)量煤

19、、煤矸石發(fā)電的同時，還新建了年產(chǎn)量65006500萬塊的萬塊的煤矸石空心磚廠煤矸石空心磚廠如今在太原，利用工業(yè)固廢生產(chǎn)如今在太原，利用工業(yè)固廢生產(chǎn)新型建筑、保溫材料已成熱門產(chǎn)業(yè)，該市的固體廢物新型建筑、保溫材料已成熱門產(chǎn)業(yè)，該市的固體廢物綜合利用率達到綜合利用率達到4040。 .臺灣在每年產(chǎn)生的臺灣在每年產(chǎn)生的1800萬噸工業(yè)固廢中，危險萬噸工業(yè)固廢中，危險固廢大約有固廢大約有147萬噸，占總數(shù)的萬噸，占總數(shù)的8%左右。分析左右。分析其工業(yè)類型，發(fā)現(xiàn)多數(shù)工業(yè)固廢來自三種類型：其工業(yè)類型，發(fā)現(xiàn)多數(shù)工業(yè)固廢來自三種類型：冶金固廢（冶金固廢（32%）、非金屬工業(yè)固廢（）、非金屬工業(yè)固廢（13%）、）、食品加工業(yè)固廢（食品加工業(yè)固廢（11%）。在危險工業(yè)固廢方）。在危險工業(yè)固廢方面，最高的三種是電力電子（面，最高的