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1、0 绪 论0.1二次资源的定义及分类0.1.1二次资源的定义自然界中的“自然资源”（或“一次资源”）是指在一定经济技术条件下，对人类有用的一切物质和非物质的总称。联合国文献对其含义解释为：“人在自然环境中发现的各种成分，只要它能以任何方式为人类提供福利的，都属于自然资源。”从广义上说，自然资源包括全球范围内的一切要素，既包括地质进化过程中无生命的物理成分，如矿物等，又包括地球演变中的产物，如植物、动物、景观要素、地形、水、空气、土壤和化石资源等。自然界中的一切自然资源，通常可分为不可再生资源（如矿产资源）和可再生资源（如水资源和生物资源等）两类，但两者的划分并不绝对，如果利用合理，保护得当，不
2、可再生资源也可以转化为可再生资源，也可以持续发展。相反，如果开发与保护的关系得不到妥善解决，不仅不可再生资源难以持续，而且可再生资源也难以为可持续发展所用。二次资源，通常是相对于自然资源亦或“一次资源”而言的。二次资源有时也称再生资源，即一般意义上的废弃物资源。其基本定义为：在社会的生产、流通、消费过程中产生的不再具有原使用价值并以各种形态存在，但可以通过某些综合利用加工、回收等途径，使其重新获得使用价值的各种废弃物的总称。它包括：工业生产中的废渣、粉尘、矿山尾矿、废水、废气、废旧金属等，农业生产中的农作物秸秆、家畜粪便等副产品，以及生产生活中的废橡胶、废纸、废塑料、电子废物等废弃物。所谓再生
3、，实际上是指二次资源的再生利用。废弃物资源在物质性能上的可再生性，是其可二次利用的根本。循环利用二次原料是人类科学技术进步的结果，是保证自然资源合理开发利用，保持资源循环的必要手段，也是当今循环经济发展的重要内容。0.1.2二次资源的分类二次资源，按其来源可分为生产性二次资源和生活性二次资源；按其物质属性，二次资源又可分为有害物质和一般物质；按其化学成分则可分为有机物和无机物。而通常情况下，人们习惯按形状将其分为：固体二次资源和非固体二次资源。0.1.2.1固体二次资源按来源不同，固体二次资源主要包括以下六个类别。（1）矿业固体二次资源矿业固体二次资源主要是指矿山尾矿和废石。矿山尾矿为原矿石经
4、选矿后所产生的废渣，废石是矿山开采过程中剥离和掘进产生的无工业价值的围岩和岩石。（2）钢铁冶金固体二次资源钢铁冶金固体二次资源主要是指在炼铁、炼钢以及其它特殊钢铁冶金中产生的各类渣尘，如：高炉渣、钢渣、铁合金渣、含铁尘泥及金属压延过程中产生的渣皮、铁屑等。（3）有色冶炼固体二次资源有色冶炼固体二次资源主要包括火法冶炼中形成的熔渣，如：铜渣、赤泥、铅锌渣以及有色尘泥，另外还有其它有色冶炼渣，如：镍渣、锡渣、锑渣、钼渣、钨渣等。（4）化工固体二次资源化工固体二次资源是指化工生产过程产生的固体、半固体或胶体状物质，也包括化工生产过程中的不合格产品、中间产品、副产品及相应的工艺废物等。典型的有：硫酸渣
5、、铬渣、磷渣、电石渣以及废催化剂、硼泥、硫酸钼废渣等。（5）煤系固体二次资源煤系固体二次资源主要是指煤炭开采、加工和利用中产生的各种废弃物，如煤矸石、粉煤灰、锅炉渣等，这类废弃物占有全部工业固体废弃物的很大比例。精选文档（6）特殊固体二次资源特殊固体二次资源，泛指人类生活活动中产生的各类垃圾，如废金属、废纸、废塑料、废旧电池、电子废物等。0.1.2.2非固体二次资源非固体二次资源包括二次水资源和二次气资源。（1）二次水资源二次水资源主要是指工业活动和居民生活所产生的各类废水，如矿山废水、钢铁工业废水、有色冶金废水、化工及轻工业废水、其他工业废水及生活废水等。这些废水中存在各种重金属离子、有机物
6、、无机物、微生物等成分，可通过有效处理，从中获取有用资源。（2）二次气资源二次气资源主要是指各类工业热工过程如冶金、化工炉窑，以及日常生活过程产生的各类废气，包括含无机化合物和含有机化合物的各类废气。对其处理或回收利用（如回收SO2、CO2等）不仅对环境有利，而且可获取某些重要有价气体资源。0.2二次资源利用现状与发展自然资源是人类赖以生存的基础。解决复杂资源和挑战新的资源领域，实现二次资源的资源化，是摆在我们面前刻不容缓的历史重任，也是缓解资源衰竭速度，提升资源承载能力的重要途径。0.2.1矿业固体二次资源0.2.1.1矿业固体二次资源利用现状我国对矿产二次资源的回收利用和无害化处理起步较晚
7、，据不完全统计，截止“十五”末，全国矿山产生的各类废石达162.3亿t，其中煤矸石35.6亿t，铁矿废石94亿t，有色金属矿废石25亿t，金矿废石4.6亿t，化工废石3亿t。全国矿山累计堆存尾矿50亿t，并以每年排放3亿多吨的速度递增。其中铁矿尾矿26亿t，有色金属矿尾矿21亿t，金矿尾矿2.7亿t，化工尾矿0.3亿t。大量有用资源进入尾矿、废石中，使其成为可进一步综合开发利用的二次矿产资源。目前的利用现状是，全国二次矿产资源综合开发平均利用率仅为8.2%，约有30%的大中型矿山开展了综合利用，部分综合利用的二次矿产资源约为25%，完全没有综合利用的二次矿产资源占45%，全国20多万个集体、民
8、营矿山基本无综合利用措施。许多尾矿中有用组分含量很高，却得不到有效利用。如：我国铜矿山尾矿中平均含铜0.126%，有的可达0.69%；我国某些矿山锡尾矿中锡的平均品位高达0.58%，甚至高于某些矿山的原矿品位。全国重点铁矿选矿厂的技术经济指标显示，铁矿尾矿中平均铁品位为10%（其中，磁性矿为7.93%，弱磁性矿为21.05%，多金属铁矿为15.76%），在已堆存的铁矿尾矿中，至少含有2.6亿t铁，若按全国铁精矿平均品位63.25%折算，相当于4.1亿t的铁精矿。而在已有的金矿尾矿中，其金量可达116.1t，相当于5座储量20t的大型金矿。近年来，我国矿产资源综合利用取得了一定成绩，但矿产资源的
9、综合利用率仍然很低，与发达国家相比平均约低20%。0.2.1.2矿业固体二次资源利用的发展我国矿业固体二次资源前景可观，发展潜力巨大。对其综合利用不仅可获得巨大的经济利益，而且还将大大减少环境污染负荷和次生灾害的发生。近年来在国家的大力倡导下，我国在矿业固体二次资源开发利用方面取得了显著技术进步。（1）难处理低品位金矿及尾矿综合利用针对难处理低品位金矿及尾矿，提出了破碎筛分洗矿、粗粒级堆浸、细粒级重选炭浸的联合提金工艺。矿石经破碎后增设关键的筛分洗矿工艺，粗粒级矿石直接堆浸，细粒级矿浆经溜槽重选分级后进入炭浸工艺。解决了氧化矿石含泥高不宜直接堆浸的问题，缩短了浸出周期，提高了浸出率。精选文档（
10、2）钒钛磁铁矿尾矿综合利用根据钒钛磁铁矿尾矿中，钛铁矿石与脉石矿物的磁性以及表面性质的差异，利用磁选浮选工艺流程，将矿石与脉石矿物进行有效分离，提取高品位钛精矿。生产中采用新型无毒浮选捕收剂，避免了电选的粉尘污染，在生产过程中不会产生有毒物质。（3）低品位硫化铜矿石或含铜废石生物提取技术及工程化首先将矿石或含铜废石形成生物矿堆，经细菌反应氧化，产生物随浸出液带出矿堆进入溶液形成萃取原液，通过两级萃取，一级反萃，一级洗涤工艺，使Cu2+和其它金属杂质分离，并使Cu2+富集，反萃液再经电积得到标准高纯阴极铜。0.2.2钢铁冶金固体二次资源0.2.2.1钢铁冶金固体二次资源利用现状钢铁冶金过程固体废
11、物一般在生产过程中直接产生，有的则是在废气、废水处理过程中形成的次生物质。这些固体废物在堆集存放过程中发生物理、化学变化而污染环境，加之占据土地、损伤地表、污染水质等，给社会带来危害。钢铁工业固体二次资源的综合利用，既可通过回收和处理后返回钢铁主流程，又可以此为原料开发新的产品。钢铁工业固体二次资源主要有高炉渣、钢渣及各类含铁尘泥等。我国目前的利用现状是，包括国有大型企业在内的几乎所有钢铁企业，对二次渣尘的利用仍停留在传统的二次转移处理上，在线循环利用仅在个别新建项目中出现。现有的综合利用特点是，所开发的产品附加值普遍较低，如钢渣除了部分作为冶金溶剂、炼钢粉尘经加工作为化渣剂使用外，冶金渣基本
12、还是用于代替部分砂石使用，多数用作水泥掺合料或建筑材料使用。钢渣虽然作为农用肥料和土壤改良剂进行了相当的研究和开发，但主要还是简单地利用其中的一些有效成分，如CaO、MgO、SiO2和P2O5，其肥效低，应用范围较小。另外，冶金渣虽己经被用于水泥生产，但冶金渣的活性远不及硅酸盐水泥的活性，其许多内在关系和机理尚未查清。当前，我国高炉渣的回收利用率为80%左右，同比德国回收利用率为99%，日本为97%。我国利用率相对较低。上世纪70年代后，工业发达国家，如英、美等国家几乎将高炉渣100%全部利用，而我国至目前仍不能充分利用，尤其是不能高效利用。0.2.2.2钢铁冶金固体二次资源利用的发展在钢铁冶
13、金固体二次资源利用过程中存在诸多问题，在广大科技工作者不断努力下，有力推动了该领域的科技进步，形成了多项具有代表性的成果。（1）含铁渣尘在线循环高效利用关键技术与工业应用针对炼钢渣尘特点，采用特殊介质对转炉LT干式粉尘及AOD、EAF粉尘实行快速表面处理。其产品冷压球团强度高、水分低、长期存放不粉化，超出目前国外同类产品的存放时限。冷压球团可在线循环于冶炼主流程，实现循环利用和改善环境的双重目的。（2）钢渣综合开发利用将钢渣进行破碎、筛分、磁选、烘干、粉磨、分选后获得用作水泥和混凝土使用的高活性掺合料细磨钢渣粉。钢渣粉等量取代水泥（可替代10%-40%）配置的混凝土不但具有很高的后期强度，且具
14、有耐磨性好、抗碳化性好、韧性好、抗渗性能好和提高混凝土后期强度、降低混凝土水化热等突出优点。（3）钢渣熔剂技术将钢渣经破碎、磁选、筛分等工序，回收部分金属铁，并使钢渣达到一定的粒度后，利用钢渣中的钙、镁、铁等有益成分，替代石灰用作炼铁烧结矿的熔剂，可有效降低烧结矿生产运行成本。0.2.3有色冶炼固体二次资源0.2.3.1有色冶炼固体二次资源利用现状精选文档我国铜、铅、锌资源保有年限约为10年，铝土矿铝硅比在7以上的储量，其保有年限也仅为10年左右，只有大力开发有色冶炼固体二次资源才能保证我国有色工业的可持续发展。我国目前有色金属加工业每年产生的各种废渣达3175万t，这类炉渣主要是铜渣、铅锌渣
15、和镍渣，大多数作水淬处理，主要成分为SiO2。目前75%的铜渣和50%的铅锌渣用作水泥原料，60%镍渣作填埋，亟待提升其综合利用率。有色金属冶炼废渣品种多，成分复杂，有价元素含量高，其蕴藏的经济效益巨大。锌是目前世界上循环利用较好的金属之一。在我国随着镀锌钢材及其它锌铅防腐钢材消费量的增加以及钢铁厂废钢消耗量的不断提高，钢铁企业含锌粉尘的产量和其中的锌含量也不断增加，高锌尘泥主要来源于高炉瓦斯泥（或灰）、转炉二次除尘灰、电炉粉尘等，其回收利用价值很高。目前对锌含量小于1%的冶金尘泥，主要用于烧结配料，实现内部循环。而高锌的含铁尘泥（Zn1%）一般以露天堆放为主。在铅锌冶炼中，有毒固体废弃物数量
16、约占2%左右，如铅冶炼含砷烟尘及砷钙渣、湿法炼锌浸出渣、中和净化渣等。另有8%左右的低毒性固体废弃物，无毒固体废料约占总固体废料的90%左右，如铅水淬渣、锌蒸馏罐渣和湿法炼锌挥发窑渣等，这部分废料常用于水泥配料和路基用料等。围绕上述各类含锌废渣和尘泥的资源化，目前已形成许多如：磁选法、回转窑法、转底炉法及其他综合利用处理技术。在再生铝技术装备方面与发达国家相比差距较大，发达国家的回收企业采用先进的预处理技术，对废铝进行有效分选和分类，对含油、水、铁等杂质的废铝进行切屑、干燥、净化除杂和分检处理，在资源的最佳配置上获取最大化利益，我国目前尚无此类处理厂家。0.2.3.2有色冶炼固体二次资源利用的发展有色冶金废渣中有价金属的回收利用越来越受到普遍重视。一些低污染、低能耗、技术及经济可行的有色冶炼固体二次资源新工
