暨大环境保护概论-固废课件第9章冶金与化工典型固体废物的处理与利用

固体废物处理与处置Treatmeng&Disposal of SoildTreatmeng&Disposal of Soild Waste Waste *第九章第九章 冶金与化工典型固体废冶金与化工典型固体废物的处理与利用物的处理与利用废旧催化剂的回收利用废旧催化剂的回收利用高炉渣高炉渣钢渣钢渣硫铁矿烧硫铁矿烧铬渣铬渣概述：概述：冶金与化工固体废物的种类繁多，数量冶金与化工固体废物的种类繁多，数量冶金与化工固体废物的种类繁多，数量冶金与化工固体废物的种类繁多，数量庞大，性质也千差万别，大部分具有腐蚀性、庞大，性质也千差万别，大部分具有腐蚀性、庞大，性质也千差万别，大部分具有腐蚀性、庞大，性质也千差万别，大部分具有腐蚀性、易燃性、毒性，对环境具有很大的危害。易燃性、毒性，对环境具有很大的危害。易燃性、毒性，对环境具有很大的危害。易燃性、毒性，对环境具有很大的危害。概概述述工业固体废物主要包括v冶金废渣：冶金废渣：高炉矿渣、钢渣、各种有色金属渣、各种粉尘、污泥v采矿废渣：矿山的剥离废石、掘进废石、煤矸石、选矿废石、废渣、各种尾矿v化工废渣：化工废渣：硫酸矿渣、电石渣、碱渣、煤气炉渣、磷渣、汞渣、铬渣、废塑料和橡胶碎屑 v放射性废渣：放射性废渣：v玻璃陶瓷废渣：v造纸、木材、印刷等工业废渣：化学药剂建筑废渣v电力废渣：炉渣、粉煤灰、烟尘v交通、机械、金属结构等工业废材v纺织服装业废物/制药工业废渣/食品加工业废渣v电器、仪器仪表等工业废料概概述述高高炉炉渣渣的的分分类类 及及性性质质按冶炼生铁的品种按冶炼生铁的品种铸造生铁矿渣铸造生铁矿渣铸造生铁矿渣铸造生铁矿渣 炼钢生铁矿渣炼钢生铁矿渣炼钢生铁矿渣炼钢生铁矿渣按矿渣的碱度分按矿渣的碱度分碱性矿渣碱性矿渣碱性矿渣碱性矿渣 Mo1 Mo1 Mo1 Mo1 酸性矿渣酸性矿渣酸性矿渣酸性矿渣 Mo1 Mo1 Mo1 Mo1 中性矿渣中性矿渣中性矿渣中性矿渣 Mo=1Mo=1Mo=1Mo=1Mo=(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)成分成分CaOSiO2Al2O3MgOMnOFe2O3TiO2V2O5SF普通渣普通渣 高钛渣高钛渣 锰钛渣锰钛渣 含氟渣含氟渣3849 2346 2847 35456242 2035 2137 2229617 915 1124 68113 210 28 37.80.11 1 523.15.19.152.11.7 2029.1.6 0.21.5 2.5)稳定性稳定性 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%。活性活性 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，加剂激发活性易磨性易磨性 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高高 炉渣炉渣 的综的综合利合利用用热泼法热泼法ISC法法水淬法水淬法风淬法风淬法粉化处理粉化处理 做冶金做冶金做冶金做冶金原料原料原料原料 做建筑做建筑做建筑做建筑材（水材（水材（水材（水渣）渣）渣）渣）作烧结熔剂作烧结熔剂作烧结熔剂作烧结熔剂 40%50%40%50%CaOCaO，10mm 4%,4%,酸性土壤、缺磷碱土酸性土壤、缺磷碱土酸性土壤、缺磷碱土酸性土壤、缺磷碱土 硅肥硅肥硅肥硅肥 SiOSiO2 2 15%15%，6060目，水稻目，水稻目，水稻目，水稻 改良土壤改良土壤改良土壤改良土壤 钙镁磷及其它微量元素钙镁磷及其它微量元素钙镁磷及其它微量元素钙镁磷及其它微量元素钢渣处理废水：可用于处理某些含重金属离子的废水。钢渣处理废水：可用于处理某些含重金属离子的废水。化学工业废渣化学工业废渣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）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：废催化剂废催化剂、硫铁矿烧渣、铬渣、氰渣、盐泥、炉渣、各类炉渣、碱渣等 化学化学工业工业废渣废渣13t,812t,0.4亿吨，亿吨，6.16%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急毒性、急毒性、反应性反应性及腐蚀及腐蚀性性金、银、金、银、铂等铂等硫铁硫铁矿烧矿烧渣及渣及利用利用 企企 业业Fe Fe/%/%FeOFeO/%/%Cu/%Cu/%PbPb/%/%S/%S/%SiOSiO2 2/%/%Zn/%Zn/%大化公司化肥厂大化公司化肥厂350.25铜陵化工总厂铜陵化工总厂5575460.20.350.0150.040.4310.06.043.083吴径化工厂吴径化工厂520.240.0540.3115.960.19四川硫酸厂四川硫酸厂46.736.940.050.5118.50杭州硫酸厂杭州硫酸厂48.830.250.0740.330.72衢州硫酸厂衢州硫酸厂41.990.230.07810.160.0952硫铁矿烧渣化学组成硫铁矿烧渣化学组成n回收有色金属n生产水泥可用可用氯化焙烧法氯化焙烧法回收回收有色金属，同时提高有色金属，同时提高矿渣含铁晶位，直接矿渣含铁晶位，直接作为炼铁的原料。作为炼铁的原料。硫铁硫铁矿烧矿烧渣及渣及利用利用n磁选铁精矿n制矿渣砖n制作铁系原料 石灰粉石灰粉(或水泥或水泥)与硫铁矿烧渣与硫铁矿烧渣(约占约占84%)混合，经过成混合，经过成型和养护型和养护,可制成矿渣可制成矿渣砖。分为蒸养制砖和砖。分为蒸养制砖和自然养护制砖两种自然养护制砖两种 磁选后的成磁选后的成品铁精矿中含铁品铁精矿中含铁量约为量约为55%60%，硫铁矿，硫铁矿烧渣铁回收率大烧渣铁回收率大于于60%。硫铁矿烧渣硫铁矿烧渣+硫硫酸反应、沉淀、过酸反应、沉淀、过滤，得到硫酸亚铁滤，得到硫酸亚铁溶液。溶液。FeOOH晶种。晶种。铁黄颜料。铁黄颜料。600700 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。每生产铬浸出渣为浅黄绿色的粉状固体，呈碱性。每生产1t1t重铬酸钠约产重铬酸钠约产生生1.83t1.83t铬渣，每生产铬渣，每生产1t1t金属铬约产生金属铬约产生1213t1213t铬渣铬渣 .我国年产铬渣我国年产铬渣2.22.2万万t t，历年堆存铬渣已超过，历年堆存铬渣已超过200200万万t t。铬渣铬渣解毒解毒及综及综合利合利用用 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n作玻璃着色剂 n制钙镁磷肥 n炼铁 与磷矿石、白云石、焦炭、与磷矿石、白云石、焦炭、蛇纹石等加入电炉或高炉，高蛇纹石等加入电炉或高炉，高温熔融还原，铬六价铬还原成温熔融还原，铬六价铬还原成三价铬，三价铬，Cr2O3形式进入磷肥半形式进入磷肥半成品玻璃体中固定下来；其余成品玻璃体中固定下来；其余六价铬被还原成金属铬元素进六价铬被还原成金属铬元素进入副产品磷铁中入副产品磷铁中 六价铬转化为六价铬转化为六价铬转化为六价铬转化为三价铬；氧化镁、三价铬；氧化镁、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配料中白云石和配料中白云石和石灰石原料石灰石原料石灰石原料石灰石原料 布袋除尘布袋除尘密闭料仓密闭料仓炉窖烘干炉窖烘干60800目目粉碎粉碎铬渣铬渣铬渣铬渣作玻璃着色剂解毒作玻璃着色剂解毒工艺流程工艺流程筛分筛分混配混配玻璃窖熔玻璃窖熔急冷固化急冷固化氯色玻璃氯色玻璃15501600 15501600 排空排空玻璃原料玻璃原料本科教材本科教材340340页页铬渣铬渣解毒解毒及综及综合利合利用用工艺流程工艺流程铬渣铬渣+磷矿石磷矿石+白云石白云石+焦炭焦炭+蛇纹石蛇纹石混配混配高炉冶炼高炉冶炼高炉烟气高炉烟气副产的磷铁副产的磷铁水猝水猝脱水脱水烘干烘干球磨球磨钙镁磷肥钙镁磷肥铬渣铬渣解毒解毒及综及综合利合利用用制铬渣铸石制铬渣铸石特特特特点点点点：耐耐耐耐磨磨磨磨、耐耐耐耐腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀、抗抗抗抗压压压压强强强强度度度度高高高高、绝绝绝绝缘缘缘缘性性性性能能能能好好好好，有有有有广广广广泛泛泛泛的应用价值。的应用价值。的应用价值。的应用价值。本本本本法法法法解解解解毒毒毒毒彻彻彻彻底底底底，且且且且产产产产品品品品为为为为有有有有用用用用的的的的铸铸铸铸石石石石制制制制品品品品，但但但但能能能能耗耗耗耗大大大大，成成成成本较高。本较高。本较高。本较高。混合、粉碎混合、粉碎1500池窑中熔融池窑中熔融1300浇铸成型浇铸成型成品成品结晶、退火结晶、退火工艺流程工艺流程30铬渣铬渣+25硅砂硅砂(SiO95)+45烟道灰烟道灰+35氧化铁皮氧化铁皮铬渣铬渣解毒解毒及综及综合利合利用用n铬渣的解毒处理：铬渣的解毒处理：将毒性大的将毒性大的CrCr6+6+还原为毒性小的还原为毒性小的CrCr3+3+，并使其生成不溶性化合物，将并使其生成不溶性化合物，将CrCr6+6+还原为还原为CrCr3+3+的同时进行铬渣的综合利用。的同时进行铬渣的综合利用。铬渣的药剂还原铬渣的药剂还原 ：干式还原处理干式还原处理：高温陪烧：高温陪烧(700(700800)800)。铬渣与。铬渣与粉煤灰等在还原状态下粉煤灰等在还原状态下湿式还原处理湿式还原处理：硫化钠、硫酸亚铁等物质将：硫化钠、硫酸亚铁等物质将CrCr6+6+还原为还原为CrCr3+3+。铬渣铬渣解毒解毒及综及综合利合利用用 煤炭煤炭硫酸亚铁硫酸亚铁水猝水猝无毒渣无毒渣筛选筛选混合混合水水破碎、筛选破碎、筛选硫酸硫酸700800 培烧培烧铬渣铬渣铬渣干法还原工艺流程铬渣干法还原工艺流程铬渣铬渣解毒解毒及综及综合利合利用用 干式还原处理干式还原处理（煤粉还原焙烧法）煤粉还原焙烧法）湿式还原处理湿式还原处理湿式还原处理湿式还原处理 利利利利用用用用碳碳碳碳酸酸酸酸钠钠钠钠溶溶溶溶液液液液处处处处理理理理经经经经过过过过湿湿湿湿磨磨磨磨过过过过筛筛筛筛(100(100(100(100目目目目)后后后后的的的的铬铬铬铬渣渣渣渣，使使使使其其其其中中中中酸酸酸酸溶溶溶溶性性性性铬铬铬铬酸酸酸酸钙钙钙钙与与与与铬铬铬铬铝铝铝铝酸酸酸酸钙钙钙钙转转转转化化化化为为为为水水水水溶溶溶溶性性性性铬铬铬铬酸酸酸酸钠钠钠钠而而而而被被被被浸浸浸浸出出出出，由由由由浸浸浸浸出出出出液液液液中中中中可可可可以以以以回回回回收收收收铬铬铬铬酸酸酸酸钠钠钠钠产产产产品品品品。余余余余渣渣渣渣再再再再用用用用硫硫硫硫化化化化钠钠钠钠溶溶溶溶液液液液处处处处理理理理，CrCrCrCr6+6+6+6+可可可可以以以以还还还还原原原原成成成成CrCrCrCr3+3+3+3+，加加加加硫硫硫硫酸酸酸酸中中中中和和和和，并并并并用用用用硫硫硫硫酸酸酸酸亚亚亚亚铁铁铁铁固固固固定定定定过过过过量量量量S S S S2-2-2-2-。经经经经处处处处理理理理后的铬渣成为无毒渣。后的铬渣成为无毒渣。后的铬渣成为无毒渣。后的铬渣成为无毒渣。铬渣铬渣解毒解毒及综及综合利合利用用滤液综滤液综合利用合利用常压反应常压反应Na2CO3溶液溶液复分解复分解球磨球磨Na2S溶液100目目过滤过滤铬渣铬渣铬渣湿法还原工艺流程铬渣湿法还原工艺流程中和反应中和反应常压反应常压反应除硫除硫过滤过滤解毒后铬渣解毒后铬渣综合利用综合利用或堆放或堆放H2SO4溶液溶液滤渣滤