工業(yè)固體廢棄物的資源化處理

工業(yè)固體廢棄物的資源化處理——1.什么是工業(yè)固體廢棄物？工業(yè)固體廢棄物是指工業(yè)生產(chǎn)、加工過程中產(chǎn)生的廢渣、粉塵、碎屑、污泥等廢物。

按行業(yè)主要包括：冶金廢渣（如鋼渣、高爐渣、赤泥）、礦業(yè)廢物（如煤矸石、尾礦）、能源灰渣（如粉煤灰、爐渣、煙道灰）、化工廢物（如酸堿渣、廢催化劑、廢溶劑），以及輕工業(yè)排出的下腳料、污泥、渣糟等廢物。一、概述化學(xué)處理——主要用于處理無機(jī)廢物，如酸、堿、重金屬廢液、氰化物、乳化油等，處理方法有溶劑浸出、化學(xué)中和、氧化還原。物理處理——包括重選、磁選、浮選、揀選、摩擦和彈跳分選等各種相分離及固話技術(shù)。生物處理——如適用于有機(jī)廢物的堆肥法和厭氧發(fā)酵法；提煉銅、鈾等金屬的細(xì)菌冶金法；適用于有機(jī)廢液的活性污泥法；該法還可用于生物修復(fù)被污染的土壤。填埋焚燒2.工業(yè)固體廢物的處理與處置方法生產(chǎn)建材

——煤矸石、粉煤灰、爐渣等化學(xué)成分和黏土較接近，常開發(fā)用于筑路、生產(chǎn)燒結(jié)磚、生產(chǎn)混凝土制品、砌筑砂漿材料。回收或利用其中的有用組分，開發(fā)新產(chǎn)品，取代某些工業(yè)原料筑路、筑壩與回填生產(chǎn)農(nóng)肥和土壤改良3.工業(yè)固體廢物的資源化利用1.概況

粉煤灰是冶金廠、化工廠和燃煤電廠排放的費(fèi)揮發(fā)行煤殘渣，是從煤燃燒后的煙氣中收捕下來的細(xì)灰，包括飄灰、飛灰和爐底灰三部分。粉煤灰是高溫下高硅鋁質(zhì)的玻璃態(tài)物質(zhì)經(jīng)快速冷卻后形成的蜂窩多孔固體集合物，外觀類似水泥。主要組成為：SiO2、AI2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2等二、粉煤灰的處理與資源化由表可知，粉煤灰屬硅鋁酸鹽，其中SiO2、Al2O3和Fe2O3的含量約占總量的80%，由于富集有多種堿金屬、堿土金屬元素，其pH值較高；同時，粉煤灰具有粒細(xì)、多孔、質(zhì)輕、容重小、粘結(jié)性好、結(jié)構(gòu)松散、比表面積較大、吸附能力較強(qiáng)等特性。1.粉煤灰在建材工業(yè)中的應(yīng)用水泥、混凝土摻料：粉煤灰與粘土成分類似，并具有火山灰活性，在堿性激發(fā)劑下，能與CaO等堿性礦物在一定溫度下發(fā)生“凝硬反應(yīng)”，生成水泥質(zhì)水化膠凝物質(zhì)；粉煤灰磚：如蒸養(yǎng)粉煤灰磚、泡沫磚、輕質(zhì)粘土磚、承重型多孔磚、非承重型空心磚，以及碳化粉煤灰磚、彩色步道板、地板磚等新型墻體材料。小型空心磚塊硅鈣板粉煤灰陶瓷其它建筑制品：輝石微晶玻璃、石膏制品的填充劑、做瀝青填充料生產(chǎn)防水油氈、制備礦物棉、纖維化灰絨、陶砂濾料，在砂漿中代替部分水泥、石灰或砂等二、粉煤灰的綜合利用途徑

2.粉煤灰在農(nóng)業(yè)上可用作土壤改良劑、農(nóng)肥和造地還田等3.粉煤灰在環(huán)保上的應(yīng)用在廢水處理工程中的應(yīng)用：粉煤灰本身已具有較強(qiáng)的吸附性能，經(jīng)硫鐵礦渣、酸、堿、鋁鹽或鐵鹽溶液改性后，輔以適量的助凝劑，可用來處理各類廢水；在廢水脫色除臭、有機(jī)物和懸浮膠體去除、細(xì)菌微生物和雜質(zhì)凈化、以及Hg2+、Pb2+、Cu2+、Ni2+、Zn2+等重金屬離子去除上，粉煤灰均有顯著的處理效果。在煙氣脫硫工程中的應(yīng)用：電廠煙氣脫硫的主要方法是石灰-石灰石法，此法原料消耗大、廢渣產(chǎn)量多，但在消石灰中加入粉煤灰，則脫硫效率可提高5～7倍。

在噪聲防治工程中的應(yīng)用：制作保溫吸音材料、制作GRC雙扣隔聲墻板。4.粉煤灰的工程填筑應(yīng)用粉煤灰的成分及結(jié)構(gòu)與粘土相似，可代替砂石，應(yīng)用在工程填筑上，如筑路筑壩、圍海造田、礦井回填等5.從粉煤灰中回收有用物質(zhì)分選空心微珠、提取工業(yè)原料、回收稀有金屬6.生產(chǎn)功能性新型材料粉煤灰可作為生產(chǎn)吸附劑、混凝劑、沸石分子篩與填料載體等功能性新型材料的原料，廣泛用于水處理、化工、冶金、輕工與環(huán)保等方面。如粉煤灰在作為污水的調(diào)理劑時有顯著的除磷酸鹽能力；作為吸附劑時可從溶液中脫除部分重金屬離子或陰離子；作為混凝劑時，COD與色度去除率均高于其它常用的無機(jī)混凝劑；而利用粉煤灰制成的分子篩，質(zhì)量與性能指標(biāo)已達(dá)到或超過由化工原料合成的分子篩。1.煤矸石的來源

煤矸石是煤炭開采、洗選及加工過程中排放的固體廢物，是一種在成煤過程中與煤層伴生的一種含碳量較低、比煤堅硬的黑灰色巖石，約占煤炭產(chǎn)量的15%左右。2.煤矸石的組成

煤矸石是煤礦中夾在煤層間的脈石(又稱夾矸石)。大部分煤矸石結(jié)構(gòu)較為致密，呈黑色，自燃后呈淺紅色，結(jié)構(gòu)較疏松。其主要成分是Al2O3、SiO2，另外還含有數(shù)量不等的Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、P2O5、SO3和微量稀有元素（鎵、釩、鈦、鈷）。三、煤矸石的資源化處理2.煤矸石的組成

煤矸石是煤礦中夾在煤層間的脈石(又稱夾矸石)。大部分煤矸石結(jié)構(gòu)較為致密，呈黑色，自燃后呈淺紅色，結(jié)構(gòu)較疏松。其主要成分是Al2O3、SiO2，另外還含有數(shù)量不等的Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、P2O5、SO3和微量稀有元素（鎵、釩、鈦、鈷）。成分SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO2K2O+Na2O含量%53~6516~362.3~14.60.4~2.30.4~2.40.9~4.01.5~3.93.煤矸石的危害露天堆積的矸石山侵占良田、阻塞河道、造成水災(zāi)；煤矸石自燃釋放大量有害氣體，如CO、CO2、SO2、H2S及NOx、CmHn等，甚至引起火災(zāi)；煤矸石含有微量重金屬元素，Pb、Sn、Cr、As等，酸性淋溶水損傷臨近土壤、農(nóng)作物及水環(huán)境；煤矸石細(xì)粒隨風(fēng)飄散，造成降塵污染；矸石中天然放射性元素對人體與環(huán)境產(chǎn)生危害；矸石山崩塌時，危及人畜安全。4.煤矸石的綜合利用煤矸石發(fā)電煤矸石的主要特點(diǎn)是灰分高（40%~70%）,發(fā)熱量低，是一種低熱值燃料，利用其熱值發(fā)電和采暖供熱，化害為利，可以提高資源利用率，緩解能源緊張局面，具有相當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)效益和社會效益。由于煤矸石發(fā)熱值低，一般鍋爐無法單獨(dú)將煤矸石座位燃料利用，可將煤摻入煤矸石或采用流化床鍋爐燃燒。燃燒后生成的灰渣，化學(xué)活性較高，也可作為建筑材料、化工及農(nóng)業(yè)原料加以利用。煤矸石制磚和水泥利用黏土成分相近的煤矸石燒制磚，可實(shí)現(xiàn)燒磚不用或少用土，不用或少用煤，能夠大量節(jié)約黏土原料，減少對環(huán)境的破壞。制磚煤矸石的SiO2含量應(yīng)為55%~70%，Al2O3含量應(yīng)為15%~25%，F(xiàn)e2O3含量應(yīng)小于5%，CaO含量應(yīng)小于2.5%，MgO含量應(yīng)小于1%，S含量應(yīng)小于1%；塑性指數(shù)為7~17，粒度小于3mm，收縮率小于4%。煤矸石磚的量完全能滿足建筑行業(yè)要求，其強(qiáng)度、耐酸堿和抗凍性均優(yōu)于普通黏土磚。我國已禁止使用黏土燒磚，故在這種環(huán)境下，煤矸石制磚前景廣闊。煤矸石生產(chǎn)復(fù)合肥料煤矸石中含有炭質(zhì)頁巖和含碳粉砂巖，有機(jī)質(zhì)含量在15%左右，并含有植物生長所需的Cu、Co、Mo、Mn等微量元素。近年來我國開始大力發(fā)展以煤矸石為載體生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、高效、營養(yǎng)全面、對環(huán)境無污染的無機(jī)復(fù)合肥和微生物肥料。煤矸石復(fù)合微生物肥料具有克服施用化肥導(dǎo)致的環(huán)境污染、肥效不長、農(nóng)作物品質(zhì)下降等功效，具有無毒、無害、無污染、光譜、優(yōu)質(zhì)、高效等特點(diǎn)。煤矸石的工程應(yīng)用煤矸石在工程方面主要應(yīng)用于鐵路和公路路基、土地復(fù)墾、礦區(qū)回填。煤矸石中含有一定的活性物質(zhì)，具有較好的路用性能和強(qiáng)度，同時具有很好的抗風(fēng)雨侵蝕能力，因此可用作一般鐵路和公路的底基層或路基填料。對于沒有工業(yè)利用價值的煤矸石，可充填塌陷區(qū)、溝谷和復(fù)墾造地，這樣既可使采煤破壞的土地得到恢復(fù)，又可減少矸石占地，減少煤矸石造成的生態(tài)問題。一般用于復(fù)墾的煤矸石以砂巖、石灰?guī)r為主，采用推土機(jī)回填、壓實(shí)，根據(jù)復(fù)墾地耕作、建房、修路等不同的用途進(jìn)行處理。

煤矸石除了上述用途外，還有很多用途，如采用洗選的方法回收其中的精礦，可用作化工產(chǎn)品的原料，人行道地磚、下水道等建筑材料，硅酸鋁耐火纖維系列產(chǎn)品的原料等。1.磷石膏的組成隨著高濃度磷復(fù)肥、磷酸和洗滌劑工業(yè)的迅速發(fā)展，磷石膏廢渣急劇增加（每生產(chǎn)1t磷酸約排放5t磷石膏）

磷石膏一般為黃白、淺黃、淺灰或黑灰色的細(xì)粉狀固體，含水率20%～30%、容重0.733～0.880g/cm3、粘性較大、呈酸性、略有異味；其主要成分為二水石膏(CaSO4·2H2O)，并含有少量的SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、P2O5及F等雜質(zhì)，以及微量的鎘、砷、鉛等重金屬離子，鈰、釩、鈦等稀有元素和鐳、鈾等放射性元素。

四、磷石膏的資源化處理

2.磷石膏的資源化途徑水泥緩凝劑：由于磷石膏含有P2O5、氟等雜質(zhì)影響著水泥的物理性能，使其初凝時間后延、強(qiáng)度下降，故在使用前，應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)改性。用磷石膏聯(lián)產(chǎn)水泥和硫酸：原理是將磷石膏高溫分解，所得SO3用于生產(chǎn)硫酸，CaO用于生產(chǎn)水泥。生產(chǎn)低堿型硫鋁酸鹽水泥：以石灰石、礬土和磷石膏為原料在立窯中燒制的硫鋁酸鹽水泥熟料，熟