典型固體廢物的處理與利用高爐渣鋼渣和赤泥工業(yè)廢物的利用

1、高爐渣采用貧鐵礦煉鐵時，每噸生鐵產(chǎn)出1.01.2t高爐礦渣；用富鐵礦煉鐵時，每噸生鐵只產(chǎn)出0.25t高爐礦渣。煉鐵高爐鐵礦石+焦碳+石灰石鐵水生鐵熔融爐渣高爐煙氣冷卻高爐渣典型工業(yè)固體廢物的處理與利用第一頁，共五十四頁。一、高爐渣的組成和性質(zhì)1.高爐渣的分類 按冷卻方式的不同水渣：高爐熔渣在大量冷卻水作用下形成的海綿狀浮石類物質(zhì)。膨珠：高爐熔渣在半急冷作用并通過成珠設(shè)備擊碎、拋甩到空氣中，再受空氣冷卻形成的礦渣。重礦渣：高爐熔渣經(jīng)慢冷作用形成的類石料礦渣。渣罐接渣槽高壓水管流渣槽滾筒膨珠14001600高溫的熔融體第二頁，共五十四頁。我國高爐渣大部分接近中性礦渣（Mo=0.991.08），高堿

2、性及酸性高爐渣數(shù)量較少。按高爐渣的堿性率（以Mo表示）堿性礦渣：堿性率Mo1的礦渣中性礦渣，堿性率Mo=1的礦渣；酸性礦渣，堿性率Mo1的礦渣按冶煉生鐵的種類鑄造生鐵礦渣：冶煉鑄造生鐵時排出的礦渣煉鋼生鐵礦渣：冶煉供煉鋼用生鐵時排出的礦渣特種生鐵礦渣：用含有其他金屬的鐵礦石熔煉生鐵時排出的礦渣。第三頁，共五十四頁。二、高爐礦渣的化學(xué)組成高爐渣含有15種以上化學(xué)成分，但主要是CaO、MgO、Al2O3、SiO2四種，它們約占高爐渣總重量的95%。 CaO和MgO主要來自助熔劑，SiO2和Al2O3主要來自鐵精礦中的脈石和焦炭中的灰分。由于鐵精礦品位及冶煉生鐵的種類不同，高爐渣的化學(xué)成分波動較大。

3、一般，生產(chǎn)過程主要控制分析SiO2、Al2O3、CaO、MgO、FeO、MnO、S七項指標，對一些特殊的高爐渣還需分析TiO2、V2O5、Na2O、BaO、P2O5、Cr2O3、Ni2O3等。在冶煉爐料固定和冶煉正常時，高爐渣的化學(xué)成分變化不大，對綜合利用有利。高爐渣屬于硅酸鹽材料，它的組成與天然巖石和硅酸鹽水泥相似，下表所示為我國大部分鋼鐵廠高爐渣的化學(xué)成分與天然巖石和硅酸鹽水泥化學(xué)成分比較。第四頁，共五十四頁。我國高爐渣與天然巖石、硅酸鹽水泥化學(xué)成分比較（質(zhì)量%）名稱CaOSiO2Al2O3MgOMnOFeOTiO2V2O5S普通渣384926426171130.110.070.890.2

4、1.5高鈦渣23462035915210120290.10.61.9為高活性礦渣k=1.61.9是中活性礦渣k 0.25為活性礦渣Mc0.25為低活性礦渣第七頁，共五十四頁。（2）膨脹礦渣珠膨珠系半急冷作用形成。除孔洞外，其它部分是玻璃體。孔洞：孔徑大的350400m，小的80100m。隔熱、保溫、質(zhì)輕、吸水率低、抗壓強度和彈性模量高等優(yōu)點，因而是一種很好的建筑用輕骨料，也可作為防火隔熱材料。 玻璃體：膨珠呈現(xiàn)由灰白到黑的顏色，顏色越淺，玻璃體含量越高，灰白色膨珠，玻璃體含量達95%。生產(chǎn)水泥的原料。第八頁，共五十四頁。(3)重礦渣重礦渣是高溫熔渣在空氣中自然冷卻或淋少量水慢速冷卻而形成的致密

5、塊渣。重礦渣的物理性質(zhì)與天然碎石相近，其塊渣容重大多在1900kg/m3以上，其抗壓強度、穩(wěn)定性、耐磨性、抗凍性、抗沖擊能力（韌性）均符合工程要求，可以代替碎石用于各種建筑工程中。 第九頁，共五十四頁。五、高爐渣的資源化途徑 高爐渣80%沖成水淬礦渣。一、水渣 水渣具有潛在的水硬膠凝性能，是優(yōu)良的水泥原料。因此，它主要用來生產(chǎn)水泥和礦渣磚、瓦等。 第十頁，共五十四頁。水渣烘干機粉磨機渣粉粉碎機含硅原料含鐵原料粘 土石 灰 石煅燒窯熟料粉磨機石膏硅酸鹽水泥混合磨礦渣硅酸鹽水泥（1）生產(chǎn)水泥：我國約有3/4的水泥中摻有粒狀高爐渣。目前我國利用高爐渣生產(chǎn)的水泥礦渣硅酸鹽水泥：水泥熟料+ 20%70%

6、高爐水渣+ 3%5% 石膏普通硅酸鹽水泥：水泥熟料+ 不超過15%高爐水渣+ 3%5% 石膏 石膏礦渣水泥：少量水泥熟料+ 80%高爐水渣+ 15% 石膏 鋼渣礦渣水泥：45%左右的鋼渣+40%的高爐水渣+適量的石膏第十一頁，共五十四頁。（2）生產(chǎn)礦渣磚水渣、石灰攪拌礦渣磚輪碾成型蒸養(yǎng)一般要求石灰中氧化鈣含量在60%以上，氧化鎂應(yīng)少于10%。 礦渣磚具有良好的物理力學(xué)性能，但容重較大，一般為21202160kg/ m3。適用于上下水或水中建筑，不適用于高于250的環(huán)境中使用。 第十二頁，共五十四頁。二、膨脹礦渣膨脹礦渣主要是用作混凝土輕骨料，也可作防火隔熱材料。膨珠可以用于輕混凝土制品及結(jié)構(gòu)，

7、如用于制作砌塊、樓板、預(yù)制墻板及其它輕質(zhì)混凝土制品。直徑小于3mm的膨珠與水渣的用途相同，可供水泥廠作礦渣水泥的摻合料用，也可以作為公路路基材料和混凝土細骨料使用。第十三頁，共五十四頁。三、重礦渣 礦渣碎石的用途很廣，用量也很大，主要用于公路、機場、地基工程、鐵路道碴、混凝土骨料和瀝青路面等代替天然碎石。 （1）配制礦渣碎石混凝土 （2）重礦渣在地基工程中的應(yīng)用 （3）礦渣碎石在道路工程中的應(yīng)用 礦渣碎石還比普通碎石具有更高的耐熱性能，更適用于噴氣式飛機的跑道上。 （4）礦渣碎石在鐵路道碴上的應(yīng)用 用礦渣碎石作鐵路道碴稱為礦渣道碴。我國鐵道線上采用礦渣道碴的歷史較久。 第十四頁，共五十四頁。鋼

8、渣的資源化 鋼渣是煉鋼過程排出的廢渣。鋼渣是煉鋼過程中的必然副產(chǎn)物，其排出量約為粗鋼產(chǎn)量的15%20%。一、鋼渣的分類按煉鋼所用爐型轉(zhuǎn)爐渣：平爐渣：初期渣、精煉渣、出鋼渣和澆鋼余渣電爐渣：氧化渣和還原渣按熔渣性質(zhì)堿性渣：酸性渣第十五頁，共五十四頁。按堿度（R）低堿度鋼渣（R2.5）按鋼渣的形態(tài)水淬粒狀鋼渣塊狀鋼渣粉狀鋼渣第十六頁，共五十四頁。二、鋼渣的組成不同的原料、不同的煉鋼方法、不同的生產(chǎn)階段、不同的鋼種生產(chǎn)以及不同的爐次等，所排出的鋼種的組成與產(chǎn)生量是不同的。（1）轉(zhuǎn)爐鋼渣轉(zhuǎn)爐鋼渣是鋼渣的主要部分，在我國，約占鋼渣總量的65%。目前，生產(chǎn)1噸轉(zhuǎn)爐鋼約產(chǎn)生130240kg鋼渣。表所示為我國

9、幾個大型鋼鐵企業(yè)轉(zhuǎn)爐鋼渣的化學(xué)成分。表 我國幾個大型鋼鐵企業(yè)轉(zhuǎn)爐鋼渣的化學(xué)成分，%煉鋼廠CaOMgOSiO2A12O3FeOFe2O3MnOP2O5f-CaO寶鋼馬鋼上鋼邯鋼404945504551425447455123813171011810122013140.6126112210185204184107105102.513560.52.51.52.51211.435230.21.329.5511410210第十七頁，共五十四頁。轉(zhuǎn)爐鋼渣的礦物組成取決于它的化學(xué)成分。當鋼渣的堿度R為0.781.8時，主要礦物為CMS（鎂橄欖石）、C3MS2（鎂薔薇輝石）。堿度為1.82.5時，主要礦物為C

10、2S（硅酸二鈣）及RO相（二價金屬氧化物固熔體）。堿度為2.5以上時，主要礦物為C3S（硅酸三鈣）、C2S及RO相。不同堿度轉(zhuǎn)爐鋼渣的礦物組成如表所示。表 不同堿度轉(zhuǎn)爐鋼渣的礦物組成，%堿度C3SC2SCMSC3MS2C2ASCaCO3RO4.243.072.732.622.562.111.2450603545303520301525少量155102030102020252030510202520305105101520152035152040501520715第十八頁，共五十四頁。（2）平爐鋼渣 平爐煉鋼周期比轉(zhuǎn)爐長，分氧化期、精煉期與出鋼期，并且每期終了都要出渣。氧化期排出的渣稱初期渣，精

11、煉期排出的渣稱精煉渣，出鋼后排出的渣稱出鋼渣，精煉渣與出鋼渣又合稱為末期渣。下表所示為馬鞍山鋼鐵公司平爐渣化學(xué)成分。表 馬鞍山鋼鐵公司平爐渣化學(xué)成分，%渣種CaOMgOSiO2FeOFe3O4MnOA12O3P2O5初期渣精煉渣出鋼渣1830425550605861247934102010182731102061045511462312121225236113837目前，每生產(chǎn)1噸平爐鋼約產(chǎn)生鋼渣170210kg，其中初期渣約占60%，精煉渣占10%，出鋼渣占30%。平爐鋼渣礦物組成與轉(zhuǎn)爐鋼渣組成規(guī)律基本相似，CaO含量低、堿度小的初期鋼渣，礦物組成以橄欖石、薔薇輝石為主；CaO含量高、堿度大

12、的末期渣，礦物組成主要是C3S、C2S及RO相。第十九頁，共五十四頁。（3）電爐鋼渣電爐煉鋼是以廢鋼為原料，主要生產(chǎn)特殊鋼。電爐生產(chǎn)周期也長，分氧化期和還原期，并分期出渣，所出渣分別稱氧化渣和還原渣。下表為成都鋼鐵廠和上鋼電爐渣的化學(xué)成分，其特征是氧化渣中氧化鈣含量低，氧化亞鐵含量高，而還原渣則相反。電爐鋼渣礦物組成規(guī)律與平爐渣相似。目前，每生產(chǎn)1噸電爐鋼約產(chǎn)生150200kg的鋼渣，其中氧化渣約占55%。表 電爐鋼渣化學(xué)成分，%單位渣種CaOMgOSiO2FeOA12O3MnOP成鋼上鋼氧化渣還原渣2933445512148131517112019220.51.5341018450.20.4

13、第二十頁，共五十四頁。三、鋼渣的性質(zhì)鋼渣是一種由多種礦物組成的固熔體，其性質(zhì)與其化學(xué)成分有密切的關(guān)系。（1）密度 由于鋼渣含鐵較高，因此比高爐渣密度高，一般在3.13.6g/cm3。（2）容重 鋼渣容重不僅受其密度影響，還與粒度有關(guān)。通過80目標準篩的渣粉，平爐渣為2.172.20g/cm3，電爐渣為1.62 g/cm3左右，轉(zhuǎn)爐渣為1.74 g/cm3左右。（3）易磨性 由于鋼渣致密，因此較耐磨。易磨指數(shù)：標準砂為1，鋼渣為0.96，而高爐渣僅為0.7，鋼渣比高爐渣要耐磨。 （4）活性 C3S、C2S等為活性礦物，具有水硬膠凝性。當鋼渣中成分比值（堿度）R大于1.8時，便含有60%80%的C

14、3S和C2S，并且堿度值的提高，C3S含量也增加，當堿度達到2.5以上時，鋼渣的主要礦物為C3S。用堿度高于2.5的鋼渣加10%的石膏研磨制成的水泥，強度可達325號。因此，C3S和C2S含量高的高堿度鋼渣，可作水泥生產(chǎn)原料和制造建材制品。第二十一頁，共五十四頁。（5）穩(wěn)定性 鋼渣含游離氧化鈣(f-CaO)、MgO、C3S、C2S等，這些組分在一定條件下都具有不穩(wěn)定性。堿度高的熔渣在緩冷時，C3S會在1250到1100時緩慢分解為C2S和f-CaO；C2S在675時-C2S要相變?yōu)?C2S，并且發(fā)生體積膨脹，膨脹率達10。 另外，鋼渣吸水后，f-CaO要消解為Ca(OH)2，體積將膨脹1003

15、00，MgO會變成氫氧化鎂，體積也要膨脹77。因此，含f-CaO、MgO的常溫鋼渣是不穩(wěn)定的，只有f-CaO、MgO消解完或含量很少時，才會穩(wěn)定。鋼渣的不穩(wěn)定性，使在處理和應(yīng)用鋼渣時必須注意以下幾點：用作生產(chǎn)水泥的鋼渣C3S含量要高，因此在處理時最好不采用緩冷技術(shù)含f-CaO高的鋼渣不宜用作水泥和建筑制品生產(chǎn)及工程回填材料；利用f-CaO消解膨脹的特點，可對含f-CaO高的鋼渣采用余熱自解的處理技術(shù)。 第二十二頁，共五十四頁。四、鋼渣的資源化途徑鋼渣的性質(zhì)不同，利用途徑不同。如含磷高的鋼渣適宜作磷肥、含磷低的鋼渣可作鋼鐵冶煉的熔劑、堿度高的鋼渣適宜作水泥原料等。目前經(jīng)濟效果較好的是將鋼渣作高爐

16、、轉(zhuǎn)爐爐料，在鋼鐵廠內(nèi)循環(huán)使用。1.鋼渣中選渣鋼 鋼渣經(jīng)破碎、磁選、篩分等分選技術(shù)可回收其中90%以上的廢鋼。磁選出的渣鋼，一般含鐵在55%以上。鋼渣機械破碎回收渣鋼鋼渣中選渣鋼鋼渣自磨分選回收渣鋼第二十三頁，共五十四頁。100mm300mm鋼渣格篩雙層振動篩 磁選機破碎機磁選機雙層振動篩 規(guī)格渣擊碎機20mm磁選機破碎機20mm渣鋼 粗破碎常用顎式破碎機，細破碎用圓錐式破碎機。磁選機和振篩的使用，主要視加工條件和要求而定。 鋼渣機械破碎回收渣鋼工藝流程 第二十四頁，共五十四頁。規(guī)格渣鋼渣格篩磁選機渣鋼磁選機自磨機雙層振動篩 廢鋼振動篩 鋼渣自磨分選工藝流程圖 鋼渣自磨分選工藝是利用鋼渣在旋轉(zhuǎn)

17、的自磨機內(nèi)互相碰撞而破碎 .粒度小于自磨機周邊出料孔徑的鋼渣自行漏出。未能磨小漏出的渣鋼，達到一定量時卸出。其特點是工藝簡單，而且自磨機出來的渣鋼含鐵量高達80%以上，規(guī)格渣棱角少，更適合作級配渣用。 第二十五頁，共五十四頁。實例1：寶山鋼鐵廠鋼渣粒鐵回收工藝 精礦粉磁選機活用渣：1330mm、313mm、100mm300mm落錘來料ISC來料噴濺爐下渣300mm孔篩100/30mm孔篩返回落錘磁選機2號破碎機磁選機磁選機1號破碎機棒磨機15mm孔篩13/3mm孔篩10mm孔篩2mm孔篩NJS粒鐵2mm孔篩磁選機殘渣殘渣特點：在每次破碎后，篩分前或后都要進行磁選，以便把鐵盡量選出來。 第二十六

18、頁，共五十四頁。實例2：唐山鋼鐵公司鋼渣粒鐵回收工藝 60mm經(jīng)預(yù)處理300mm熱潑炸與陳渣鋼渣磁選機渣鋼磁選機自磨機規(guī)格渣一次篩分二次篩分采用自磨工藝回收渣鋼，工藝簡單、占地面積小，一臺自磨機可以代替幾臺機械破碎機。對鋼渣適應(yīng)性強，不會有大塊廢鋼損壞破碎機，操作安全。破碎的規(guī)格渣無棱角，更適于作級配料使用。自磨機破碎鋼渣的過程，也是渣鋼提純的過程。從自磨機取出的渣鋼，含鐵90%以上，為轉(zhuǎn)爐使用精料提供了條件。 第二十七頁，共五十四頁。2.鋼渣作冶煉熔劑（1）鋼渣部分替代石灰石作燒結(jié)熔劑由鐵礦石制備燒結(jié)礦時，一般需加石灰石等作為助熔劑，利用顆粒小于10mm的分級鋼渣可部分替代燒結(jié)熔劑。鋼渣中含

19、有40%50%CaO，1噸鋼渣相當于700750kg的石灰石。而且鋼渣具有軟化溫度低、物相均勻的優(yōu)點，能促進燒結(jié)過程中燒結(jié)礦的液相生成，增加粘結(jié)相，有利于燒結(jié)成球、提高燒結(jié)速度等，從而得到較高轉(zhuǎn)鼓指數(shù)和粒度組成均勻的優(yōu)質(zhì)燒結(jié)礦，同時還可提高燒結(jié)機的利用系數(shù)，降低煤耗，再利用鋼渣中Fe、Ca、Mn等有用元素。鋼渣作燒結(jié)礦熔劑，主要是利用鋼渣的CaO、MgO、MnO、噸Fe等有益成分，降低燃料消耗和燒結(jié)礦的生產(chǎn)成本。以鋼渣含噸Fe15%計，每利用1噸鋼渣，可代替60%的鐵精礦250kg。另外由于鋼渣中含有大量的CaO和SiO2，在生產(chǎn)一定堿度的燒結(jié)礦時，可節(jié)約部分石灰石。第二十八頁，共五十四頁。（

20、2）鋼渣部分替代石灰石作高爐熔劑 高爐中使用鋼渣作熔劑，利用加工分選出1040mm粒徑鋼渣返回高爐，回收鋼渣中的Fe、Ca、Mn元素，不但可減少高爐煉鐵熔劑（石灰石、白云石、螢石）消耗，而且對改善高爐運行狀況有一定的益處，同時也能達到節(jié)能的目的。鋼渣中的MnO和MgO也有利于改善高爐渣的流動性。分選鋼渣還可部分替代作為化鐵爐熔劑和轉(zhuǎn)爐煉鋼熔劑，均有助于加快成渣速度，提高爐齡，降低耐火材料和熔劑的消耗。3.富集和提取鋼渣中的稀有元素平爐鋼渣磁選機焙燒球磨機混合配料廢鋼浸出過濾殘渣加酸沉淀V2O5產(chǎn)品食鹽、鐵磷、蘇打、硝酸鈉圖 某廠化學(xué)浸取提釩工藝流程第二十九頁，共五十四頁。4.鋼渣作建筑材料 （

21、1）鋼渣磚鋼渣磚是以粉狀鋼渣或水淬鋼渣為主要原料，摻入部分高爐水渣或粉煤灰和激發(fā)劑（石灰、石膏粉），加水攪拌，經(jīng)輪碾、壓制成型、蒸養(yǎng)而制成的建筑用磚。鋼渣磚參考配比如表所示。表 鋼渣磚參考配比原材料配比，%抗壓強度Mpa抗折強度MPa鋼渣磚標號鋼渣高爐水渣粉煤灰石灰石膏6067633020300-0-105103522.022.623.92.252.503.2175100150 生產(chǎn)鋼渣磚的主要設(shè)備有磁選機、球磨機、攪拌機、輪碾機、壓磚機。設(shè)備的選用主要根據(jù)磚廠的生產(chǎn)規(guī)模確定。鋼渣磚可用于民用建筑中砌筑墻體、柱子、溝道等。第三十頁，共五十四頁。（2）鋼渣礦渣水泥儲庫鋼渣一級破碎磁選料倉鋼渣預(yù)磨

22、二級破碎磁選計量配料粉磨水渣烘干儲庫計量配料熟料破碎儲庫計量配料石膏破碎儲庫計量配料水泥庫包裝成品圖 鋼渣礦渣水泥生產(chǎn)工藝流程鋼渣的最少摻入量（以質(zhì)量計）不少于30%，鋼渣和高爐礦渣的總摻入量不少于60%。第三十一頁，共五十四頁。(3）鋼渣白水泥鋼渣白水泥，是以電爐還原渣為主要原料，摻入適量經(jīng)700800煅燒的石膏，經(jīng)混合磨細制成的一種新型膠凝材料。電爐還原渣具有堿度高，在空氣中緩慢冷卻后能自行粉化成白色的粉末，渣色白、活性高的特點。鋼渣白水泥配合比，是以水泥中SO3含量為810%來控制的。當SO3含量少于8%時，強度不足400#。當SO3含量大于10%時，出現(xiàn)石膏膨脹現(xiàn)象，導(dǎo)致水泥不安定。

23、鋼渣白水泥的生產(chǎn)工藝，按照流程大體可分為三個工序，即鋼渣的分選（包括磁選）、石膏的煅燒和粉碎、配料、粉磨和包裝。 還原鋼渣篩分配料磁選磨機水泥庫料倉包裝出廠外加劑料倉破碎煅燒石膏 鋼渣白水泥主要用作建筑物外墻裝飾材料和用于生產(chǎn)彩色水磨石制品，還可生產(chǎn)人造大理石。 第三十二頁，共五十四頁。（4）路基墊層 鋼渣具有容重大、表面粗糙不易滑移、抗壓強度高、抗腐蝕和耐久性好的特點，被廣泛用于各種路基材料、工程回填、修砌加固堤壩、填海工程等方面代替天然碎石。鋼渣具有一定活性，能板結(jié)成大塊，適于沼澤地筑路。鋼渣疏水性好，是電的不良導(dǎo)體而不會干擾鐵路系統(tǒng)電訊工作，所筑路床不生雜草，干凈整潔，不易被雨水沖刷而產(chǎn)

24、生滑移，是鐵路道渣的理想材料。 鋼渣在路基上能否得到廣泛使用，決定于鋼渣是否符合道路工程的各項使用要求。鋼渣在路基墊層中應(yīng)用，其粒度應(yīng)控制在60mm以下，自然堆放或稍加噴淋3個月以上其粒度基本符合要求。鋼渣中游離CaO隨著鋼渣齡期的增長而明顯減少，3個月后基本穩(wěn)定在5.5%的水平，其粉化率亦不斷下降，穩(wěn)定性提高。第三十三頁，共五十四頁。5.作農(nóng)肥和酸性土壤改良劑 鋼渣中的P、Si、Ca、Mg等有利用價值元素，其P、Si雖不溶于水，但具有較好的拘溶性，可根據(jù)鋼渣中有效元素含量作不同的利用。中、高磷鐵水煉鋼時，在不加螢石造渣條件下所得鋼渣可用于制備鋼渣磷肥。鋼渣中的F可降低渣中P2O5的拘溶率，因

25、此要求鋼渣中F含量應(yīng)4%，細磨后可作為低磷肥使用，相當于等量磷的效果，而超過鈣鎂磷肥的增產(chǎn)效果。除用作農(nóng)肥外，鋼渣還可用作酸性土壤改良劑。含Ca、Mg高的鋼渣細磨后可用作土壤改良劑，同時也達到利用鋼渣中P、Si等有益元素的目的。鋼渣中微量重金屬等以固熔體形式存在，不易被浸出，因此普遍認為鋼渣是無毒的。但相關(guān)的長期性對地下水的污染以及對生物毒理學(xué)的研究不多，目前還缺少鋼渣對環(huán)境影響的基礎(chǔ)性定量研究。因此鋼渣產(chǎn)品作為農(nóng)用肥應(yīng)慎重考慮，至于鋼渣作為非農(nóng)用土壤改良劑則可另當別論了。第三十四頁，共五十四頁。赤泥的資源化赤泥鋁土礦煉鋁氧化鋁每生產(chǎn)1 t氧化鋁，約排出12t赤泥。 第三十五頁，共五十四頁。一

26、、赤泥的組成 表 赤泥的化學(xué)組成，名稱Al2O3SiO2CaOFe2O3Na2OTiO2K2O赤泥（堿石灰燒結(jié)法）赤泥（聯(lián)合法）赤泥（拜爾法）575.47.5132519222020.55104448444715318126.17.5213722.52.83 0.63.722.567.70.50.73 礦物組成 ：主要包括硅酸二鈣，約占5060%，還有Fe2O3、石英、霞石、鈉硅石、含水鋁酸三鈣、方解石、鈣鈦礦和部分附著堿等。如山東鋁廠所排赤泥的各主要礦物組分的含量是-硅酸二鈣（-2CaOSiO2）5060%、鈣鋁榴石（3CaOA12O3xSiO2yH2O）510%、氧化鐵（Fe2O3xH2O

27、）47%、方解石（CaCO3）210%、鈉硅渣（Na2OA12O31.7xSiO22H2O）510%、鈣鈦礦（CaOTiO2）25%。 第三十六頁，共五十四頁。二、赤泥的性質(zhì) 赤泥漿呈紅色，具有觸變性。其固液比一般為1：34，所含液相稱為附液，具有較高的堿性，pH值為1012，顆粒直徑為0.080.25mm，其中-200目占94%，最高98%。因此，赤泥屬于強堿性高分散的廢渣。粉狀赤泥比重為2.32.7，容重為0.731.0g/cm3，熔點為12001250，比表面積0.5 m2 /g左右。三、赤泥中有價金屬的綜合回收第三十七頁，共五十四頁。赤泥干燥酸浸生鐵焦碳、石灰石硫酸燒結(jié)造塊還原熔煉石灰

28、石爐渣過濾濾渣濾液萃取萃取劑有機相反萃碳酸鈉無機相無機相有機相水解Ti（OH）4灼燒TiO2蒸發(fā)干燥富鋯稀有金屬 綜合回收赤泥中有價元素工藝流程 第三十八頁，共五十四頁。水解煅燒TiO2濾渣赤泥、石灰石、碳酸鈉與煤磨細還原焙燒粉碎水浸過濾濾液強磁選磁性部分非磁性部分硫酸浸出還原熔煉生鐵鈦氧硫酸鹽溶液Fe 2O3、Al2O3混合物HCl氣體富Ti浸渣赤泥過濾富Al、Fe浸液鹽酸浸出水解煅燒TiO2蒸發(fā)焙燒硫酸浸出鈦氧硫酸鹽溶液圖 赤泥直接浸出工藝流程 圖 赤泥的焙燒還原-磁選-浸出工藝流程 第三十九頁，共五十四頁。富Ti浸渣赤泥過濾富Al、Fe浸液鹽酸浸出生產(chǎn)TiO2沉淀硅酸氫氟酸HF硅酸生成冰

29、晶石氯化鈉NaCl蒸發(fā)結(jié)晶冰晶石圖 赤泥直接浸出生產(chǎn)冰晶石工藝流程Na3AlF6赤泥干燥混合NaKCO3、Na2B4O7焙燒鹽酸浸出過濾浸渣浸液離子交換吸附低濃度鹽酸解吸含F(xiàn)e、Al、Ca、Si、Ti、Na溶液高濃度鹽酸解吸含Sc、Y溶液萃取含Sc有機相反萃含Sc無機相Sc2O3產(chǎn)品含Y無機相含Y產(chǎn)品化學(xué)法分離提取各種金屬圖 赤泥中稀有、稀土元素的提取工藝流程 第四十頁，共五十四頁。四、赤泥生產(chǎn)水泥赤泥漿、砂巖、鐵粉、石灰原料磨料漿庫燒成窯水泥磨普通硅酸鹽水泥煤磨煤石膏烘干機礦渣水泥庫圖 利用燒結(jié)法赤泥生產(chǎn)普通硅酸鹽水泥工藝流程 赤泥漿經(jīng)過濾、脫水后，以赤泥（2040%）、砂巖、石灰石、鐵粉四

30、組分配成生料，共同磨制成生料漿，調(diào)整到符合技術(shù)指標后，用流入法在蒸發(fā)機中除去大部分水分后，再進入（或直接噴入）回轉(zhuǎn)窯在溫度14001450燒成水泥熟料。熟料與高爐水渣、石膏共同在水泥磨中混合碾磨到一定細度即得到水泥產(chǎn)品。 用水泥熟料、赤泥、石膏按50：42：8的配比生產(chǎn)的赤泥硅酸鹽水泥，與礦渣硅酸鹽水泥一樣成為水泥工業(yè)的一種重要產(chǎn)品，廣泛地用于工農(nóng)業(yè)建筑工程中。第四十一頁，共五十四頁。五、生產(chǎn)高效混凝劑聚硅酸鐵鋁赤泥漿通氧篩選硫酸浸出過濾聚硅酸鐵鋁混凝劑聚硅酸濾液混合圖 赤泥制備出聚硅酸鐵鋁混凝劑工藝流程 赤泥篩選，得到粒度0.1mm的赤泥細粒，與35%硫酸攪拌浸出。浸出過程升溫至90并通入氧

31、氣，并在90恒溫2h，冷卻、過濾，得到Al2(SO4)3和Fe2(SO4)3混合液。將硅酸鈉稀釋到一定濃度，并加入一定濃度的硫酸將稀釋液pH調(diào)到12，并放置一定時間，使聚硅酸分子量達到3040萬道爾頓，再加入赤泥酸浸混合液，陳化2h，即得到聚硅酸鐵鋁混凝劑。其分子量為43.5萬道爾頓，密度為1.273g/cm3。第四十二頁，共五十四頁。鉻渣（一）概述1.來源與組成鉻渣是冶金和化工行業(yè)在生產(chǎn)重鉻酸鈉、金屬鉻過程中排出的廢渣。黃、黑、赭?；瘜W(xué)成分：Cr2O3、CaO、MgO、Al2O3、Fe2O3、SiO2、水溶性Cr6+、酸溶性Cr6+。物相組成：方鎂石、硅酸二鈣、鐵鋁酸鈣、亞鉻酸鈣和鉻尖晶石、

32、鉻酸鈣、四水鉻酸鈉、鉻鋁酸鈣、堿式鉻酸鐵、碳酸鈣、水合鋁酸鈣、氫氧化鋁。對鉻渣解毒處理與綜合利用有決定性的影響。第四十三頁，共五十四頁。2.危害有害成分主要是可溶性鉻酸鈉、酸溶性鉻酸鈣等六價鉻離子。鉻渣揚塵和含鉻粉塵污染大氣；鉻渣堆場對土壤和水影響；對農(nóng)作物的影響；對人身體健康的毒害很大，對人體的消化道、呼吸道、皮膚、黏膜、內(nèi)臟都有危害。有致癌作用。第四十四頁，共五十四頁。鉻渣綜合利用1.作玻璃著色劑代替鉻鐵礦作綠色玻璃的著色劑。Cr6+與酸性氧化物、二氧化硅作用Cr3+分散在玻璃體中。鉻渣中的氧化鎂、氧化鈣代替玻璃配料中的白云石和石灰石原料。2.制鈣鎂磷肥鉻渣與磷礦石、硅石、焦粉或無煙煤在高溫下熔融鈣鎂磷肥。鉻渣代替蛇紋石作熔劑。第四十五頁，共五十四頁。3.干法解毒將鉻渣與無煙煤按適當比例混合，在800900焙燒，使六價鉻還原成三價鉻。4. 鉻渣煉鐵鉻渣代替白云石、石灰石作為生鐵冶煉過程的添加劑，在高爐冶煉過程中，六價鉻可完全還原，脫除率達97%以上，還原后的金屬進入生鐵中，使鐵中鉻含量增加，