化工廢渣處理及資源化

9/29/20231化工廢渣處理及資源化化工廢渣源、分類(lèi)與影響化工廢渣處理技術(shù)化工廢渣資源化利用塑料廢渣化學(xué)石膏廢酸堿9/29/20232化工廢渣源、分類(lèi)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9/29/20233三個(gè)主要特點(diǎn)：（1）產(chǎn)生量及排放量大：年產(chǎn)生量約占固體廢物產(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?、廢催化劑等，農(nóng)藥生產(chǎn)中釜?dú)堃海t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。9/29/20234化工廢渣處理方法物理處理法、物理化學(xué)處理法、化學(xué)處理法、生化處理法等。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(chē)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(lèi)等中等強(qiáng)度物破碎，第三段，金屬、塑料等延性大的物質(zhì)。得到三類(lèi)垃圾分別處置。9/29/202359/29/202369/29/20237（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。9/29/202389/29/20239（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）。9/29/202310（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)酵殺滅細(xì)菌，生產(chǎn)有機(jī)肥。9/29/202311固體廢物處理的基本原則無(wú)害化：焚燒、固化、堆肥等資源化：分選回收、熱解、焚燒發(fā)電、堆肥減量化：壓實(shí)、破碎、焚燒、增稠、脫水9/29/202312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(lèi)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。9/29/2023139/29/2023149/29/202315（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300-350C融化而不碳化是關(guān)鍵。在400C分解。粉碎機(jī)洗凈裝置干燥機(jī)擠出機(jī)切斷機(jī)塑料廢渣成品塑料顆粒oo9/29/2023169/29/202317化學(xué)石膏處理與綜合利用化學(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。磷石膏呈粉末狀，5-150μm，與天然二水石膏相似，CaSO4·2H2O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。其中含有鈾、釷放射性元素和鈰、釩、鈦、鍺等稀有元素。9/29/202318（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（pH≈4）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α、β兩種，前者為高強(qiáng)石膏，后者稱(chēng)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。9/29/202319用磷石膏生產(chǎn)α-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α-半水石膏。重結(jié)晶的條件是關(guān)鍵，一般在高溫下（150C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)β-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α-半水石膏干燥球磨α-半水石膏石膏制品o9/29/202320（3）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1200C?；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SO2轉(zhuǎn)化吸收硫酸O2o9/29/202321（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+CaSO4CaCO3+(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9/29/202322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(lèi)。9/29/202323（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：①減壓濃縮法回收鋼鐵酸洗廢液中的硫酸和硫酸鐵；②熱分解法回收鹽酸和氧化鐵。吸收塔中間洗滌塔焙燒爐水排出氣體回收鹽酸廢鹽酸氧化鐵濃縮鹽酸空氣煤油燃燒室旋風(fēng)管道氧化鐵9/29/202324③廢鹽酸中回收氯化亞鐵，酸洗鋼鐵廢液中含鹽酸、鐵，加入鐵屑使與游離的鹽酸反應(yīng)，生產(chǎn)氯化亞鐵，，再氧化成氯化鐵，作為水處理的絮凝劑、印刷電路腐蝕劑。9/29/2023259/