第七章-固体废物的资源化与综合利用-固体废物处理与处置课件

固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste第七章第七章固体废物的资源化固体废物的资源化与综合利用与综合利用固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste高炉矿渣钢渣铁合金渣粉煤灰有色金属渣铬渣废石膏硫铁矿烧渣工业固废综工业固废综合利用合利用煤矸石冶金矿山废渣矿业固体废矿业固体废物综合利用物综合利用建筑垃圾废塑料废橡胶废纸废纤维城市生活垃城市生活垃圾综合利用圾综合利用秸秆农林固废综农林固废综合利用合利用污泥污泥综合利污泥综合利用用1 12 23 34 45 5固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste高高炉炉渣渣的的利利用用矿渣硅酸盐水泥 20%70%石膏矿渣水泥 80%矿渣混凝土矿渣砖 80%90%高炉水淬渣高炉水淬渣作建筑材料作建筑材料 矿渣碎石做渣碎石做基建材料基建材料膨珠作膨珠作轻骨骨料料高炉渣其它高炉渣其它利用利用矿渣棉微晶玻璃热铸矿渣矿渣铸石配制碎石混凝土用于地基工程修筑道路用作铁路道渣质轻、面光、自然级配好、吸音隔热性能强的特点。用作混凝土骨料可节省20%左右的水泥，一般用来制作内墙板、楼板等 固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste钢钢渣渣渣渣的的分分类类钢渣渣 15%20%转炉炉钢渣渣/平炉平炉钢渣渣/电炉炉钢渣渣电炉渣炉渣氧化渣、氧化渣、还原渣；原渣；平炉渣平炉渣初期渣、后期渣初期渣、后期渣碱性渣碱性渣/酸性渣酸性渣铁水和废钢中铁水和废钢中的元素氧化后的元素氧化后生成的氧化物、生成的氧化物、金属炉料带入金属炉料带入的杂质、加入的杂质、加入的造渣剂和氧的造渣剂和氧化剂、被侵蚀化剂、被侵蚀的炉衬及补炉的炉衬及补炉材料等材料等 1.2钢渣的综合利用钢渣的综合利用固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste化化学学及及矿矿物物组组成成 钢渣的化学成分主要为铁、钙、硅、镁、钢渣的化学成分主要为铁、钙、硅、镁、铝、锰、磷等元素的氧化物，其中钙、铁、硅铝、锰、磷等元素的氧化物，其中钙、铁、硅的氧化物占绝大部分。的氧化物占绝大部分。钢渣呈黑色，外观像水泥熟料，其中夹带钢渣呈黑色，外观像水泥熟料，其中夹带部分铁粒，硬度较大，密度为部分铁粒，硬度较大，密度为1.72t/m3，其成分组成基本稳定。钢渣的主要矿物组成为其成分组成基本稳定。钢渣的主要矿物组成为橄榄石橄榄石(2FeOSiO2)、硅酸二钙、硅酸二钙(2CaOSiO2)硅酸三钙硅酸三钙(3CaOSiO2)、铁酸二钙、铁酸二钙(2CaO Fe2O3)、及、及游离氧化钙游离氧化钙fCaO等。等。固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste钢钢渣渣的的化化学学性性质质碱碱度度指钢渣中CaO与SiO2和P2O5的含量比R=CaO/(SiO2+P2O5)。根据碱度的高低，可将钢渣分为低碱度渣(R=0.781.8)，中碱度渣(R=1.82.5)和高碱度渣(R2.5)稳稳定定性性fCaO、MgO、C2S、C3S等不稳定组分在一定条件下都具有体积不稳定性如fCaO水化消解为Ca(OH)2，体积成倍增大；MgO消解为Mg（OH）2，体积膨胀77%。活活性性C3S、C2S等具有水硬胶凝性活性矿物的含量。当钢渣碱度R为1.82.5时，其中的C3S和C2S的含量之和为60%80%；R2.5时，钢渣中的主要矿物为C3S。活性矿物的水硬性需很长时间才能表现出来;细磨，加剂激发活性易易磨磨性性钢渣结构致密，含铁量高，因此较耐磨。所以宜作路面材料。易磨性可用相对易磨系数表示，将物料与标准砂在相同条件下粉磨，所得比表面积之比即为相对易磨系数固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste热泼法热泼法ISC法法水淬法水淬法风淬法风淬法粉化处理粉化处理做冶金原料做建筑材料作烧结熔剂 40%50%CaO，4%,酸性土壤、缺磷碱土硅肥 SiO2 15%，60目，水稻改良土壤 钙镁磷及其它微量元素1.3钢渣的加工和利用钢渣的加工和利用固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste铁铁合合金金渣渣的化的化学成学成分分成分名称MnO/%SiO2/%Cr2O3/%CaO/%MgO/%Al2O3/%FeO Fe2O3/%V2O5/%TiO2/%高炉锰铁渣51025303337271.41.912碳素锰铁渣81525303042460.710.41.2硅锰合金渣510354020251.56120.22碳素铬铁渣27302432.53.526461.61.80.51.2硅 铁 渣303511161133037钨 铁 渣2025355051651539钼 铁 渣4860672410131315磷 铁 渣3740374421.2钒浸出渣2420280.91.71.52.80.83810 1.11.4钒铁冶炼渣252850555108100.355金属铬浸出渣Na2CO33.5751027233024303.78金属铬冶炼渣 NaO341.52.51114011.52.57278钛 铁 渣0.20.5019.510.50.20.57375011315硼 铁 渣1.134.6317.0965.350.24 1.4铁合金渣的综合利用铁合金渣的综合利用固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste有色有色金属金属渣分渣分类成类成分分熔融矿渣熔融矿渣湿法残渣湿法残渣烟尘烟尘污泥污泥按工艺分按工艺分重金属渣重金属渣轻金属渣轻金属渣稀有金属渣稀有金属渣矿物性质分矿物性质分成分 种类SiO2/%CaO/%MgO/%Al2O3/%Fe/%Cu/%Pb/%Zn/%Ag/%Sb/%As/%Ge/%铜渣3040415 152425380.21223 0.5 0.2铅渣2030142215102420400.3.2.42锌渣1214330.70.520.03 0.0041.5有色金属渣的综合利用有色金属渣的综合利用固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste物物理理及及化化学学性性质质 经高温燃烧后形成的一种类似火山灰质的混合材料，是冶炼、化工、燃煤电厂等企业排出的固体废物，年1.6亿吨，主要成分为二氧化硅（40%60%）、三氧化二铝（17%35%）、三氧化二铁（2%15%）、氧化钙（1%10%）和未燃炭。其余为少量K、P、S、Mg等的化合物和As、Cu、Zn等微量元素。粉煤灰的矿物组成非常复杂，主要有无定形相和结晶相两大类。无定性相主要为玻璃体，约占粉煤灰总量的50%80%，此外，未燃尽的炭粒也属于无定形相。结晶相主要有石英、莫来石、云母、长石、赤铁矿等。1.6粉煤灰的资源化粉煤灰的资源化固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste化化学学及及矿矿物物组组成成 外观灰色或灰白色的粉状物，含炭量大时呈灰黑色。颗外观灰色或灰白色的粉状物，含炭量大时呈灰黑色。颗粒多半呈玻璃状态，部分呈球形，表面光滑，微孔较小。小粒多半呈玻璃状态，部分呈球形，表面光滑，微孔较小。小部分表面粗糙，棱角较多的组合颗粒。低钙灰的密度一般部分表面粗糙，棱角较多的组合颗粒。低钙灰的密度一般1.82.8t/m1.82.8t/m3 3，高钙灰，高钙灰2.52.8t/m2.52.8t/m3 3。空隙率。空隙率60%75%60%75%；粒度；粒度45m45m；比表面积；比表面积0.20.4m0.20.4m2 2/g/g;活性活性指粉煤灰与石灰、水混合后显示的凝结硬化性能。指粉煤灰与石灰、水混合后显示的凝结硬化性能。含有较多的活性氧化物，如含有较多的活性氧化物，如二氧化硅二氧化硅、三氧化二铝三氧化二铝等。与氢等。与氢氧化钙在常温下起化学反应生成较稳定的氧化钙在常温下起化学反应生成较稳定的水化硅铝酸钙水化硅铝酸钙，与，与石灰、水泥熟料等碱性物质混合加水拌合后，能凝结、硬化石灰、水泥熟料等碱性物质混合加水拌合后，能凝结、硬化并具有一定的强度。高温熔融并经过骤冷的粉煤灰，含大量并具有一定的强度。高温熔融并经过骤冷的粉煤灰，含大量的表面光滑的的表面光滑的玻璃微珠玻璃微珠，具有较高的化学内能，是粉煤灰活，具有较高的化学内能，是粉煤灰活性的主要来源。性的主要来源。固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste粉煤粉煤灰综灰综合利合利用方用方法法做建筑材料做建筑材料筑路回填筑路回填农业生产农业生产回收工业原料回收工业原料环保材料环保材料水泥水泥混凝土混凝土砖砖陶粒陶粒筑路筑路回填回填作土壤作土壤改良剂改良剂作农业作农业肥料肥料回收煤回收煤炭炭回收金回收金属属分选空分选空心微珠心微珠吸附剂吸附剂絮凝剂絮凝剂固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste化化学学工工业业废废渣渣种种类类行业和工艺过程分：无机盐工业废物（铬渣、氰渣、磷泥等）氯碱工业废物（盐泥、电石渣等）氮肥工业废物（主要是炉渣）硫酸工业废物（主要是硫铁矿烧渣）纯碱工业废物等。按废物主要组成分：废催化剂、硫铁矿烧渣、铬渣、氰渣、盐泥、炉渣、各类炉渣、碱渣等 1.7化学工业废渣的综合利用化学工业废渣的综合利用固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste化学工业废化学工业废渣的特性渣的特性产生量大产生量大危险废物种危险废物种类多类多资源化潜力资源化潜力大大13t,812t,13t,812t,0.40.4亿吨，亿吨，亿吨，亿吨，6.16%6.16%急毒性、急毒性、急毒性、急毒性、反应性反应性反应性反应性及腐蚀及腐蚀及腐蚀及腐蚀性性性性金、银、金、银、金、银、金、银、铂等铂等铂等铂等固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste铬渣铬渣及综及综合利合利用用化学组成Cr2O3 六价铬SiO2CaOMgOAl2O3Fe2O3质量分数 37 0.31.5 811 2336 2033 58 711铬浸出渣为浅黄绿色的粉状固体，呈碱性。每生产1t重铬酸钠约产生1.83t铬渣，每生产1t金属铬约产生1213t铬渣 n作玻璃着色剂 六价铬转化为六价铬转化为三价铬；氧化镁、三价铬；氧化镁、氧化钙代替玻璃氧化钙代替玻璃配料中白云石和配料中白云石和石灰石原料石灰石原料n制钙镁磷肥 与磷矿石、白云石、焦炭、蛇与磷矿石、白云石、焦炭、蛇纹石等加入电炉或高炉，高温熔纹石等加入电炉或高炉，高温熔融还原，铬六价铬还原成三价铬，融还原，铬六价铬还原成三价铬，Cr2O3形式进入磷肥半成品玻璃体形式进入磷肥半成品玻璃体中固定下来；其余六价铬被还原中固定下来；其余六价铬被还原成金属铬元素进入副产品磷铁中成金属铬元素进入副产品磷铁中n炼铁 代替白云石、代替白云石、石灰石作炼钢添加石灰石作炼钢添加剂、六价铬脱出率剂、六价铬脱出率97%，铁的机械、，铁的机械、耐磨蚀等性能可改耐磨蚀等性能可改善善固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste磷石磷石膏及膏及综合综合利用利用成分可溶P2O5 不溶P2O5 氟化物Al2O3 Fe2O3 SiO2 Na2O 有机碳含量 0.25 0.10.10.40.10.50.050.250.560.0020.010.00040.0025磷酸、磷肥工业、烟气脱硫、用硫酸浸蚀钙盐，1t磷酸要产生5tn纸面石膏板纸面石膏板 提纯的磷石膏提纯的磷石膏+护面纸及护面纸及适量纤维、胶粘剂、促凝适量纤维、胶粘剂、促凝剂、缓凝剂等；剂、缓凝剂等；经过料浆培植、成型、经过料浆培植、成型、切割、烘干等工艺流程即切割、烘干等工艺流程即可制得纸面石膏板可制得纸面石膏板 n水泥水泥 提纯后的磷石膏提纯后的磷石膏+水水泥熟料泥熟料+混合材，经水泥混合材，经水泥磨粉磨磨粉磨n改良土壤改良土壤 pH 14.5,改改良碱性土壤良碱性土壤固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste硫铁硫铁矿烧矿烧渣及渣及利用利用 企 业Fe/%FeO/%Cu/%Pb/%S/%SiO2/%Zn/%大化公司化肥厂350.25铜陵化工总厂5575460.20.350.0150.040.4310.06.043.083吴径化工厂520.240.0540.3115.960.19四川硫酸厂46.736.940.050.5118.50杭州硫酸厂48.830.250.0740.330.72衢州硫酸厂41.990.230.07810.160.0952n n制矿渣砖制矿渣砖制矿渣砖制矿渣砖 石灰粉石灰粉石灰粉石灰粉(或水泥或水泥或水泥或水泥)与与与与硫铁矿烧渣硫铁矿烧渣硫铁矿烧渣硫铁矿烧渣(约占约占约占约占84%)84%)混合，经过成型和养护混合，经过成型和养护混合，经过成型和养护混合，经过成型和养护,可制成矿渣砖。分为蒸可制成矿渣砖。分为蒸可制成矿渣砖。分为蒸可制成矿渣砖。分为蒸养制砖和自然养护制砖养制砖和自然养护制砖养制砖和自然养护制砖养制砖和自然养护制砖两种两种两种两种n n磁选铁精矿磁选铁精矿磁选铁精矿磁选铁精矿 磁选后的成磁选后的成磁选后的成磁选后的成品铁精矿中含铁品铁精矿中含铁品铁精矿中含铁品铁精矿中含铁量约为量约为量约为量约为55%55%60%60%，硫铁矿烧，硫铁矿烧，硫铁矿烧，硫铁矿烧渣铁回收率大于渣铁回收率大于渣铁回收率大于渣铁回收率大于60%60%。n n制作铁系原料制作铁系原料制作铁系原料制作铁系原料 硫铁矿烧渣硫铁矿烧渣硫铁矿烧渣硫铁矿烧渣+硫硫硫硫酸反应、沉淀、过滤，酸反应、沉淀、过滤，酸反应、沉淀、过滤，酸反应、沉淀、过滤，得到硫酸亚铁溶液。得到硫酸亚铁溶液。得到硫酸亚铁溶液。得到硫酸亚铁溶液。FeOOHFeOOH晶种。晶种。晶种。晶种。铁黄颜铁黄颜铁黄颜铁黄颜料。料。料。料。600700600700铁红颜料。铁红颜料。铁红颜料。铁红颜料。固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste2矿业固体废物综合利用矿业固体废物综合利用分分类类及及性性质质按原矿矿床学分按原矿矿床学分基性岩浆岩基性岩浆岩自变质花岗岩自变质花岗岩金伯利岩金伯利岩玄武玄武-安山岩等安山岩等28个基本类型个基本类型按选矿工艺分按选矿工艺分手选、重选、手选、重选、磁选、电选及光磁选、电选及光电选、浮选、化电选、浮选、化学选矿等矿业废学选矿等矿业废渣渣 按主要矿物成分按主要矿物成分石英为主高硅型石英为主高硅型长石及石英为主的长石及石英为主的高硅型高硅型以方解石为主的富以方解石为主的富钙型钙型成分复杂矿业废渣成分复杂矿业废渣主要元素是O、Si、Al、Fe、Mn、Mg、Ca、Na、K、P等。固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste尾矿中回收有价元素 矿山废石的利用 冶冶金金矿矿山山固固废废综综合合利利用用尾矿做建筑材料 其它利用 如从从锡尾矿中回收锡和铜及一些其它伴生元素；从铅锌尾矿中回收铅、锌、钨、银等元素从锡尾矿中回收锡和铜及一些其它伴生元素；从铅锌尾矿中回收铅、锌、钨、银等元素；以石英为主的尾矿：蒸压硅酸盐矿砖 玻璃、碳化硅等的原料玻璃、碳化硅等的原料以方解石石灰石为主：水泥原料以方解石石灰石为主：水泥原料氧化铝为主：做耐火材料氧化铝为主：做耐火材料如铺路、筑尾矿坝、填露天采场、筑挡墙等，每年可消耗废石总量的20%30%覆土造田 矿山生活污水浇灌尾矿库井下回填 直接回填和加工后回填固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste煤煤矸矸石石性性质质及及利利用用煤矸石的产量约占原煤产量的15%，每年至少新增2亿t。历年积存的煤矸石约为30亿t，占地约10万亩 组成SiO2 Al2O3 CaO MgO Fe2O3 R2O 烧失量含量4065 1535 17 14 29 12.5 217粘土类煤矸石一般加热到700900时，结晶相分解破坏，变成无定形非晶体，使煤矸石具有活性。我国煤矸石的发热量多在6300kJ/kg以下。热值/（kJ/kg）合 理 用 途说 明 2095回填、筑路、造地、制骨料制骨料以砂岩类未燃煤矸石为宜20954190烧内燃砖CaO含量CuPbHg。固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid WasteTreatment and Disposal of Solid Waste污泥污泥的综的综合利合利用用 生产复合肥生产复合肥生产复合肥生产复合肥 生产堆肥生产堆肥生产堆肥生产堆肥 调理剂，膨胀剂调理剂，膨胀剂调理剂，膨胀剂调理剂，膨胀剂生产沼气生产沼气生产沼气生产沼气焚烧回收热量焚烧回收热量焚烧回收热量焚烧回收热量低温热解低温热解低温热解低温热解污泥制砖污泥制砖污泥制砖污泥制砖生产水泥生产水泥生产水泥生产水泥制生化纤维板制生化纤维板制生化纤维板制生化纤维板生产陶粒生产陶粒生产陶粒生产陶粒农田林地利用农田林地利用回收能源回收能源建材利用建材利用