化工廢渣處理及資源化

1、6/21/20221化工廢渣處理及資源化n化工廢渣源、分類與影響n化工廢渣處理技術(shù)n化工廢渣資源化利用 塑料廢渣 化學(xué)石膏 廢酸堿6/21/20222化工廢渣源、分類與影響行業(yè)及產(chǎn)品主要來(lái)源主要污染物無(wú)機(jī)鹽行業(yè)：重鉻酸鉀 氰化鈉 黃磷氧化焙燒法氨鈉法電爐法鉻渣氰渣電爐爐渣、富磷泥氯堿工業(yè)：燒堿 聚氯乙烯水銀法、隔膜法電石乙炔法含汞鹽泥、鹽泥、廢石棉隔膜、電石渣泥；電石渣磷肥行業(yè)：黃磷 磷酸電爐法濕法同上磷石膏氮肥行業(yè)：合成氨煤造氣爐渣、廢催化劑、銅泥、氧化爐灰硫酸行業(yè)：硫酸硫鐵礦制酸硫鐵礦燒渣、水洗污泥、廢催化劑6/21/20223三個(gè)主要特點(diǎn)：三個(gè)主要特點(diǎn)：（1）產(chǎn)生量及排放量大：年產(chǎn)生量約

2、占固體廢物產(chǎn)生量6%，排放量約占7%；（2）有毒、危險(xiǎn)物多：毒性、腐蝕性、危險(xiǎn)性大，化工固廢中約22%為危險(xiǎn)廢物；如四氯乙烯、二氯甲烷、丙烯腈、環(huán)氧氯丙烷、苯酚、硝基苯、苯胺等生產(chǎn)中用過(guò)的廢溶劑、蒸餾重尾餾分、釜?dú)堃埂U催化劑等，農(nóng)藥生產(chǎn)中釜?dú)堃?，鉻黃、鋅黃、氧化鉻綠等無(wú)機(jī)顏料生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢渣、廢水處理的污泥，水銀法燒堿生產(chǎn)中產(chǎn)生的含汞鹽泥。（3）可資源化強(qiáng)未反應(yīng)的原料和副產(chǎn)物，廢渣中可提取的有用元素等。6/21/20224化工廢渣處理方法n物理處理法、物理化學(xué)處理法、化學(xué)處理法、生化處理法等。n常用處理(treatment)方法：（1）壓實(shí)作用：減少容積，利于處置(dispose)。金屬?gòu)U物

3、 壓實(shí)處理 坯塊 再生回收有害垃圾 壓實(shí)處理 坯塊 瀝青固化 填埋城市垃圾 壓實(shí)處理 坯塊 打包 填埋（2）破碎剪切破碎，用剪切破碎機(jī)（馮羅爾、林德曼旋轉(zhuǎn)式等）。適用于廢金屬、塑料、橡膠、纖維等。沖擊破碎，用錘式破碎機(jī)（旋轉(zhuǎn)式），適用于廢玻璃、瓦礫、木料等。低溫破碎，適用于廢汽車輪胎、包覆電線、廢家電等濕式破碎，回收城市垃圾中的紙漿，濕式破碎機(jī)用水作懸浮劑，將經(jīng)切碎的紙纖維分選出，回收。半濕式選擇破碎，利用各種廢物組分的耐剪切、耐壓縮、耐沖擊性的差異，用半濕式（加少量水）選擇破碎分選機(jī)，對(duì)廢物選擇性破碎。分三段分別破碎：第一段破碎易破碎的玻璃、陶瓷等，第二段，紙類等中等強(qiáng)度物破碎，第三段，金屬

4、、塑料等延性大的物質(zhì)。得到三類垃圾分別處置。6/21/202256/21/202266/21/20227（3）分選篩分：篩孔大?。繑?shù)），振動(dòng)方式。重力分選：密度差，以空氣、水為介質(zhì)，分為風(fēng)力、慣性、重液分選。磁力分選：城市垃圾中鋼鐵回收、鋼鐵工業(yè)廢渣中原料回收。浮力分選：加入浮選藥劑，使粒子浮到液相表面，回收有用組分。在選礦、煉油廠堿渣應(yīng)用。靜電分選：利用電導(dǎo)率、熱電效應(yīng)分離物料，塑料、橡膠、纖維、合成皮革的分選。光電分選：光電分離器設(shè)置待分選出的物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)色，用風(fēng)力分選。6/21/202286/21/20229（4）固化將有害固廢包覆在堅(jiān)固的固體中，是一種終處置方式。水泥基固化，將廢物與水

5、泥、化學(xué)添加劑混合固化。方法簡(jiǎn)單，部分可用于建筑材料，但有些可能有浸出（鹵化物、放射性廢物等）。石灰基固化，將廢物與石灰及其他硅酸鹽混合固化。方法簡(jiǎn)單，對(duì)有機(jī)溶劑、油抑制，對(duì)氧化物、硫化物、鹵化物、重金屬、放射性廢物互溶。熱塑性材料固化，將廢物與瀝青、柏油、石蠟、聚乙烯等混合固化。固化效果好，但費(fèi)用較高。適宜處置量少的劇毒物質(zhì)。對(duì)硝酸鹽、次氯化物、高氯化物不適宜。高分子聚合物固化，脲醛樹(shù)脂作固化劑，適宜體積小的無(wú)機(jī)廢物。玻璃基固化，將廢物與硅石混合，高溫熔融冷卻固化。固化體極穩(wěn)定，但費(fèi)用貴，適宜處理有害化學(xué)廢物和強(qiáng)放射性廢物。（5）增稠和脫水廢水處理過(guò)程中產(chǎn)生的污泥等，含水率一般高達(dá)90%，必

6、須增稠脫水。自然干化或機(jī)械脫水處理（真空過(guò)濾、板塊壓濾、帶式壓濾、離心脫水）。6/21/202210（6）焚燒焚燒減容效果好、占地面積小、回收熱量、垃圾穩(wěn)定；但投資費(fèi)用大、產(chǎn)生氣體污染、運(yùn)行管理要求高。目前是城市垃圾處理的三大技術(shù)之一（衛(wèi)生填埋、高溫堆肥和焚燒 ），僅次于填埋。焚燒設(shè)備有流化床焚燒爐、多段爐、轉(zhuǎn)窯、雙室焚燒爐等。（7）熱解在氧分壓較低的條件下，熱分解（斷裂化學(xué)鍵），使大分子有機(jī)物分解為小分子燃料氣體、油、炭等。優(yōu)點(diǎn)是溫度低，產(chǎn)生NOx、SO2、HCl等二次污染物少，能量轉(zhuǎn)換成有價(jià)值的、便于貯存運(yùn)輸?shù)娜剂?。?）堆肥處理城市垃圾的主要方法之一，有好氧或厭氧堆肥技術(shù)。利用高溫發(fā)酵殺

7、滅細(xì)菌，生產(chǎn)有機(jī)肥。6/21/202211固體廢物處理的基本原則n無(wú)害化：焚燒、固化、堆肥等n資源化：分選回收、熱解、焚燒發(fā)電、堆肥n減量化：壓實(shí)、破碎、焚燒、增稠、脫水6/21/202212塑料廢渣的處理與利用處理方法大致有：再生處理法、熱分解法、焚燒法、濕式化學(xué)氧化法等。其中焚燒法因產(chǎn)生氯化物，產(chǎn)生二次污染、腐蝕設(shè)備已不再使用。（1）預(yù)分選分類回收、洗滌干燥，對(duì)不同材質(zhì)的塑料可采用液體浮選、風(fēng)選等手段分選。（2）熔融固化制造再生制品。在廢塑料中加入部分新塑料或不同密度回收塑料混合配料，另在其中加入廉價(jià)填料制成較粗糙的制品。6/21/2022136/21/2022146/21/202215（

8、3）再生處理法（4）熱分解法通過(guò)加熱斷裂塑料高分子鍵，使之成為低分子量化合物單體、燃料氣或油。最好是在低溫常壓下進(jìn)行。塑料能否被均勻加熱至300-350 C融化而不碳化是關(guān)鍵。在400 C分解。粉碎機(jī)洗凈裝置干燥機(jī)擠出機(jī)切斷機(jī)塑料廢渣塑料廢渣成品塑料顆粒成品塑料顆粒oo6/21/2022166/21/202217化學(xué)石膏處理與綜合利用n化學(xué)石膏是以硫酸鈣為主要成分的工業(yè)廢渣，包括磷石膏、氟石膏、鈦石膏、蘇打石膏等。每生產(chǎn)1噸磷酸約排出5噸磷石膏。n磷石膏呈粉末狀，5-150m，與天然二水石膏相似，CaSO42H2O含量約70%。外觀呈灰白、灰、灰黃、淺黃、淺綠色。相對(duì)密度2.22-2.37。其

9、中含有鈾、釷放射性元素和鈰、釩、鈦、鍺等稀有元素。6/21/202218（1）作水泥摻合料 磷石膏呈酸性，還含有水溶性五氧化二磷和氟，不能直接做水泥緩凝劑，需作除雜或改性處理。除雜采用水洗法，先將磷石膏加水調(diào)成5%的固體漿料，經(jīng)真空過(guò)濾除可溶性磷酸鹽；或采用中和法，加石灰與可溶性磷酸鹽反應(yīng)成不溶性磷酸鈣，再干燥，造粒。 上海水泥廠將磷石膏（pH4）用水泥生產(chǎn)中過(guò)剩的窯灰攪拌中和，使磷石膏含水率降低至9%左右，水溶性五氧化二磷轉(zhuǎn)化為磷酸鈣，pH達(dá)10-11，再經(jīng)成型為水泥緩凝劑，用于425#或525#水泥，強(qiáng)度均比天然石膏強(qiáng)，且價(jià)格便宜。（2）制造半水石膏和石膏板 半水石膏有、兩種，前者為高強(qiáng)石

10、膏，后者稱為熟石膏。其粉料加水調(diào)和成型，不久就硬化成二水石膏，制造石膏板或建筑材料。6/21/202219用磷石膏生產(chǎn)-半水石膏工藝 磷石膏經(jīng)過(guò)預(yù)處理后，在溶液中加熱轉(zhuǎn)化，重結(jié)晶形成-半水石膏。重結(jié)晶的條件是關(guān)鍵，一般在高溫下（150 C左右）重結(jié)晶，其中晶種、pH值、雜質(zhì)、時(shí)間都是影響因素。用磷石膏生產(chǎn) -半水石膏工藝 二水石膏在不飽和水蒸氣氣氛中生成：將磷石膏懸浮在水中，加石灰中和，經(jīng)過(guò)過(guò)濾除雜（可溶性的），濕磷石膏送入風(fēng)力干燥器與熱燃料氣對(duì)流接觸干燥，于流化床爐內(nèi)焙燒而成。漿料洗滌轉(zhuǎn)化結(jié)晶過(guò)濾污水處理澆注成型磷石膏水-半水石膏半水石膏干燥球磨-半水石膏石膏制品o6/21/202220（3

11、）磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥 磷石膏（二水石膏）轉(zhuǎn)化為無(wú)水石膏，經(jīng)高溫煅燒分解為SO2、CaO， SO2氧化成SO3制硫酸，CaO配其他熟料制水泥。工藝要求：原料要均化，磷石膏的SO3含量大于40%，P2O5小于1%，SiO2小于8%，F(xiàn)小于0.35%；磷石膏煅燒用（L/D）較大的回轉(zhuǎn)窯，使生料有預(yù)分解過(guò)程，能完全分解出SO2（94%以上）。溫度要達(dá)到1200 C?；剞D(zhuǎn)窯煅燒二水石膏脫水無(wú)水石膏焦炭等輔料磨細(xì)熟料高爐爐渣、石膏水泥水泥SO2轉(zhuǎn)化吸收硫酸硫酸O2o6/21/202221（4）磷石膏制硫胺和碳酸鈣磷石膏經(jīng)洗滌、真空過(guò)濾除雜后，打漿與氨和二氧化碳的混合氣反應(yīng)，或與碳酸銨水溶液反應(yīng)，制得硫酸

12、銨與碳酸鈣的料漿，用轉(zhuǎn)筒式真空過(guò)濾機(jī)濾去碳酸鈣，得到含硫酸銨41%的溶液，蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，離心分離，得到硫酸銨晶體產(chǎn)品。反應(yīng)原理：(NH4)2CO3+CaSO4 CaCO3+(NH4)2SO4（5）磷石膏作土壤改良劑磷石膏中含磷、硫、鈣、硅、鋅、鎂、鐵等作物養(yǎng)分，用作土壤改良劑，可增加作物產(chǎn)量。主要是其中的放射性物質(zhì)要符合要求。過(guò)濾蒸發(fā)結(jié)晶洗滌過(guò)濾轉(zhuǎn)化槽干燥磷石膏水碳酸銨溶液碳酸鈣硫酸銨產(chǎn)品制水泥6/21/202222廢酸堿的處理與利用廢硫酸：金屬酸洗、二氧化鈦生產(chǎn)、硝基化合物生產(chǎn)、顏料生產(chǎn)、火藥生產(chǎn)、農(nóng)藥生產(chǎn)。廢鹽酸：金屬酸洗、金屬鈦、硅制造、有機(jī)氯化物生產(chǎn)、硝酸生產(chǎn)、磷酸生產(chǎn)。廢硝酸：照相制版、火藥制造、硝基化合物制造、金屬酸洗。廢磷酸：金屬酸洗、鋼鐵磷膜、金屬表面處理。廢有機(jī)酸：發(fā)酵工業(yè)、氨基酸生產(chǎn)、醫(yī)藥生產(chǎn)。廢無(wú)機(jī)堿：鋁表面處理、纖維工業(yè)、植物油制造、離子交換樹(shù)脂再生等。含氫氧化鈉、氫氧化鉀或氨。廢有機(jī)堿：含胺類。6/21/202223（1）中和處理：一般為放熱反應(yīng)；注意產(chǎn)生有毒氣體的問(wèn)題。（2）含金屬離子的廢酸處理可只回收酸、只回收鹽或兩者同時(shí)回收。例：減壓濃縮法回收鋼鐵酸洗廢液中的硫酸和硫酸鐵；熱分解法回收鹽酸和