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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

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