固体废物处理与处置固体废物的资源化与综合利用ppt课件.ppt

《固体废物处理与处置固体废物的资源化与综合利用ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《固体废物处理与处置固体废物的资源化与综合利用ppt课件.ppt（187页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、【了解了解】固体废物资源化现固体废物资源化现状；煤矸石的来源和组成；状；煤矸石的来源和组成；高炉渣、钢渣、硫铁矿和碱渣的综合利用。常见几种城市高炉渣、钢渣、硫铁矿和碱渣的综合利用。常见几种城市垃圾的综合利用。垃圾的综合利用。【掌握掌握】 固体废物资源化原则和基本途径；城市垃圾构成的影响因固体废物资源化原则和基本途径；城市垃圾构成的影响因素；城市垃圾处理方式及特点；铬渣的危害与综合利用；素；城市垃圾处理方式及特点；铬渣的危害与综合利用；粉煤灰的综合利用；煤矸石的危害与综合利用。粉煤灰的综合利用；煤矸石的危害与综合利用。本章要点本章要点冶金工业冶金工业高炉矿渣高炉矿渣 钢渣钢渣 铁合金渣铁合金渣电

2、力工业电力工业 粉煤灰粉煤灰 化学工业化学工业 铬渣铬渣 废石膏废石膏 硫铁矿硫铁矿烧渣烧渣工业固废综工业固废综合利用合利用矿山开采矿山开采和矿石冶炼和矿石冶炼废石废石煤矸石煤矸石尾矿尾矿矿业固体废矿业固体废物综合利用物综合利用构成构成特点特点处理方式处理方式建筑垃圾建筑垃圾 废塑料废塑料 废橡胶废橡胶 废纸废纸 废纤维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秸秆畜禽粪便畜禽粪便农业固废综农业固废综合利用合利用污泥污泥污泥综合利污泥综合利用用 在国外，垃圾资源化处理企业常被称作在国外，垃圾资源化处理企业常被称作“静脉产业静脉产业”，即垃圾即垃圾产业就像人体通过静脉回收陈旧血液并再造新

3、鲜血液一样，将固产业就像人体通过静脉回收陈旧血液并再造新鲜血液一样，将固体废物转换为再生资源。体废物转换为再生资源。国际有关专家预测未来国际有关专家预测未来3030年的年的“十大新十大新兴技术兴技术”中，固体废物处理新技术将位居第二，垃圾回收和再利中，固体废物处理新技术将位居第二，垃圾回收和再利用将是用将是2121世纪最有发展前途的产业之一。（世纪最有发展前途的产业之一。（放错了地方的财富放错了地方的财富） “变废为宝变废为宝”的事早就有人做。曾受到联合国有关机构嘉奖的事早就有人做。曾受到联合国有关机构嘉奖的太原炼钢厂工人、冶渣英雄李双良就是其中一员。他率领一班的太原炼钢厂工人、冶渣英雄李双良

4、就是其中一员。他率领一班工人对堆放在厂区内上百年的废渣堆进行处理，将废钢检出回炉工人对堆放在厂区内上百年的废渣堆进行处理，将废钢检出回炉炼钢，将粉煤灰和残渣制砖铺路建房，把原来肮脏的废渣区最终炼钢，将粉煤灰和残渣制砖铺路建房，把原来肮脏的废渣区最终建成了工人们休闲娱乐的美丽花园。建成了工人们休闲娱乐的美丽花园。7.1 资源化概述资源化概述 固体废物蕴藏的财富是惊人的，然而我国固体废物资源化水平却固体废物蕴藏的财富是惊人的，然而我国固体废物资源化水平却远远低于发达国家。据国家经贸委、国家环保总局等权威部门提供的远远低于发达国家。据国家经贸委、国家环保总局等权威部门提供的数据，目前，数据，目前，我

5、国矿产资源总回收率为我国矿产资源总回收率为30%-50%，比世界平均水平，比世界平均水平低低10-20个百分点。不仅如此，由于我们处理方式简单，个百分点。不仅如此，由于我们处理方式简单，全国每年在全国每年在城市垃圾中扔掉的可再生资源价值就高达城市垃圾中扔掉的可再生资源价值就高达250亿元（负面效应：二次亿元（负面效应：二次污染、占用土地等）污染、占用土地等），如果将这些可再生资源利用起来，变废为宝，如果将这些可再生资源利用起来，变废为宝，不仅能取得环境效益和社会效益，还能取得良好的经济效益。不仅能取得环境效益和社会效益，还能取得良好的经济效益。随着世界工业化进程的加快，地球上的资源正在以惊人的

6、速度被开发和消耗，有些资源已濒临枯竭。相对于自然资源而言，固体固体废物属于二次资源废物属于二次资源。尽管其一般不再具有原来的使用价值，但经过回收、处理等途径，往往又可作为其他产品的原料，成为新的可用资源。目前，固体废物资源化利用已成为包括我国在内固体废物资源化利用已成为包括我国在内的世界上很多国家控制固体废物污染、缓解自然资源紧张的重的世界上很多国家控制固体废物污染、缓解自然资源紧张的重要国策之一。要国策之一。根据固体废物的来源不同，固体废物可以分为工矿业固体废物、工矿业固体废物、生活垃圾生活垃圾等，在这些固体废物中量最大的为采选矿过程中产生的矿业固体废物及工业生产过程中产生的部门固体废物。另

7、外，生活垃圾中量较大的为城市生活垃圾及污水处理厂的污泥。固体废物的来源不同，其资源化与综合利用方式也各不相同。一、资源化的概念一、资源化的概念 简单的说简单的说就是采取工艺技术从固体废物中回收有用的物质和就是采取工艺技术从固体废物中回收有用的物质和能源。能源。 是指采取一定的管理措施和工艺技术，从固体废物中分离回收是指采取一定的管理措施和工艺技术，从固体废物中分离回收有用的组分和能源，进行新的加工和利用，开发新的产品。以达有用的组分和能源，进行新的加工和利用，开发新的产品。以达到到减少资源消耗，加速资源循环，保护自然环境减少资源消耗，加速资源循环，保护自然环境的目的。的目的。 广义上讲，资源化

8、表示了资源的循环，即是广义上讲，资源化表示了资源的循环，即是以原料制成成品，以原料制成成品，经消费后变成废物，再将废物引入新的生产而制造新的产品。经消费后变成废物，再将废物引入新的生产而制造新的产品。 广义的资源化广义的资源化途径包括三个方面内容：途径包括三个方面内容：一是物质回收一是物质回收，即从废物中回收二次物质，包括分类收集、分选和，即从废物中回收二次物质，包括分类收集、分选和回收，例如，从废弃物中回收纸张、玻璃、金属等物质回收，例如，从废弃物中回收纸张、玻璃、金属等物质 。二是物质转换二是物质转换，即通过一定的技术，利用废物中某些组分制取新形，即通过一定的技术，利用废物中某些组分制取新

9、形态的物质，如：利用微生物分解垃圾产生有机肥料，用塑料裂解生态的物质，如：利用微生物分解垃圾产生有机肥料，用塑料裂解生产汽油或柴油等。产汽油或柴油等。三是能量转换三是能量转换，即从废物处理过程中回收能量，包括热能或电能。，即从废物处理过程中回收能量，包括热能或电能。例如，通过有机废物的焚烧处理回收热量，进一步发电；利用垃圾例如，通过有机废物的焚烧处理回收热量，进一步发电；利用垃圾厌氧发酵产生沼气，作为能源向居民和企业供热或发电。厌氧发酵产生沼气，作为能源向居民和企业供热或发电。 二、资源化的发展现状：二、资源化的发展现状： 1、始于始于1970年前后年前后，随着各国，随着各国能源危机能源危机的

10、出现，人类对固体废物从的出现，人类对固体废物从消极处理转向资源化。消极处理转向资源化。 2、随着随着工农业的迅速发展工农业的迅速发展，固废数量在以惊人的速度增长；固废数量在以惊人的速度增长；同时随同时随着着科技技术的进步科技技术的进步发展，也发展，也为固废的资源化提供了更多的途径为固废的资源化提供了更多的途径，资源，资源化表现出了巨大的潜力。国外以美国为例，每年仅回收纸、玻璃及金化表现出了巨大的潜力。国外以美国为例，每年仅回收纸、玻璃及金属等，总收益近属等，总收益近13亿美元。亿美元。 3、我国我国1970年以后提出年以后提出“综合利用，变废为宝综合利用，变废为宝”的口号，并开展了的口号，并开

11、展了有关技术的研究和推广工作，已取得了显著成果：据资料载，有关技术的研究和推广工作，已取得了显著成果：据资料载，工业固工业固废综合利用率废综合利用率2002年已达年已达42%，个别行业已超过个别行业已超过60%，部分地区已超，部分地区已超80%；总收益也已十分可观。；总收益也已十分可观。但与国外仍有较大差距但与国外仍有较大差距。三、资源化的原则：三、资源化的原则： 必须遵循以下四个原则必须遵循以下四个原则 1 1、技术可行性原则、技术可行性原则：采用的：采用的资源化技术资源化技术实用可行。实用可行。 2 2、经济合理性原则、经济合理性原则：经济效果比较好：经济效果比较好, ,有较强的生命力，能

12、有较强的生命力，能获得较大的经济效益。获得较大的经济效益。 3 3、就近处理利用原则、就近处理利用原则：为减少贮运投资，应尽可能在固废排：为减少贮运投资，应尽可能在固废排放源地进行处理。放源地进行处理。 4 4、产品质量达标原则、产品质量达标原则：产品质量符合国家标准，具有与原料：产品质量符合国家标准，具有与原料生产之产品市场竞争的能力。生产之产品市场竞争的能力。四、资源化的意义四、资源化的意义 1 1、降低污染，提高环境效益（环境效益）、降低污染，提高环境效益（环境效益） 资源化处理后，从环境中资源化处理后，从环境中去除去除了某些潜在的了某些潜在的有害废物有害废物，减少了废减少了废物量物量，

13、使得固废堆置、贮放场所减少。，使得固废堆置、贮放场所减少。 2 2、补充资源不足，提高资源利用率（经济效益）、补充资源不足，提高资源利用率（经济效益） 资源是人类生存和人类社会发展的基础资源是人类生存和人类社会发展的基础、保证保证，但资源并非取之，但资源并非取之不尽，用之不竭，有的资源属不可再生资源（煤、石油、天然气）不尽，用之不竭，有的资源属不可再生资源（煤、石油、天然气） ，一经用于生产生活，即从生物圈中消失。因此保护资源，节约资源意一经用于生产生活，即从生物圈中消失。因此保护资源，节约资源意义重大。义重大。 3 3、生产成本低、效益高、能耗少（社会效益）、生产成本低、效益高、能耗少（社会

14、效益） 如：如：废铝炼铝是铝土矿炼铝成本的废铝炼铝是铝土矿炼铝成本的4%4%；废铜炼铜比矿石炼铜节废铜炼铜比矿石炼铜节约费用约费用90%90%； 废铁炼钢比用铁矿石炼钢可节约能源废铁炼钢比用铁矿石炼钢可节约能源474770%70%，减小空气污染，减小空气污染85%85%，减少矿山垃圾，减少矿山垃圾97%97%，而从生产效益上看炼，而从生产效益上看炼1 1吨钢用时二者分别吨钢用时二者分别为为2 23 3小时和小时和8 8小时。小时。 回收一吨废纸可再造出回收一吨废纸可再造出800800公斤好纸；回收公斤好纸；回收1 1吨废纸，等于挽救吨废纸，等于挽救了了1717棵大树；棵大树；1 1吨废玻璃回炉

15、再炼可生产出吨废玻璃回炉再炼可生产出2 2万个万个500500克装的酒瓶，克装的酒瓶，比用新原料生产节约成本比用新原料生产节约成本20%20%。五、废物资源化技术五、废物资源化技术1 1物理处理技术物理处理技术 物理处理是通过物理处理是通过浓缩或相变化浓缩或相变化改变固体废物的结构，使之成为便改变固体废物的结构，使之成为便于运输、贮存、利用或处置的形态。物理处理方法包括于运输、贮存、利用或处置的形态。物理处理方法包括压实、破碎、压实、破碎、分选、增稠、吸附、萃取分选、增稠、吸附、萃取等。物理处理也往往作为回收固体废物中有等。物理处理也往往作为回收固体废物中有价物质的重要手段。价物质的重要手段。

16、2 2化学处理技术化学处理技术 采用化学方法使固体废物采用化学方法使固体废物发生化学转换发生化学转换从而回收物质和能源，是从而回收物质和能源，是固体废物资源化处理的有效技术。固体废物资源化处理的有效技术。焚烧、热分解、溶剂浸出焚烧、热分解、溶剂浸出等都属于等都属于化学处理技术。化学处理技术。3 3生物处理技术生物处理技术 生物处理法可分为好氧生物处理法和厌氧生物处理法。生物处理法可分为好氧生物处理法和厌氧生物处理法。生物处生物处理法具有效率高、运行费用低等优点，固体废物处理及资源化中常理法具有效率高、运行费用低等优点，固体废物处理及资源化中常用的生物处理技术有：好氧堆肥、厌氧发酵和用的生物处理

17、技术有：好氧堆肥、厌氧发酵和细菌冶金（细菌冶金（细菌冶金细菌冶金（微生物浸出）是利用某些微生物的生物催化作用，使矿石或固体（微生物浸出）是利用某些微生物的生物催化作用，使矿石或固体废物中的金属溶解出来，从溶液中提取所需要金属）废物中的金属溶解出来，从溶液中提取所需要金属）等。等。六、资源化的基本途径：六、资源化的基本途径： 途径很多，概括有五个方面：途径很多，概括有五个方面： 1 1、提取各种金属、提取各种金属是固体废物资源化一条重要的途径。是固体废物资源化一条重要的途径。 把把最有价值的各种金属最有价值的各种金属提取出来是固体废物资源化重要途径。提取出来是固体废物资源化重要途径。 AuAu、

18、AgAg、CoCo、锑、硒、碲、铵等。（有色金属渣中）、锑、硒、碲、铵等。（有色金属渣中） 粉煤灰、煤矸石粉煤灰、煤矸石铁、钼、钪、钒、铀、铝等。铁、钼、钪、钒、铀、铝等。 2 2、生产建筑材料、生产建筑材料是一条较为广阔的途径是一条较为广阔的途径 利用工业废物生产建筑材料，是一条较为广阔的途径，主要表现利用工业废物生产建筑材料，是一条较为广阔的途径，主要表现在五个方面：在五个方面： 高炉渣、钢渣、铁合金渣等高炉渣、钢渣、铁合金渣等生产碎石，生产碎石，用作混凝土骨料、道路材料、用作混凝土骨料、道路材料、铁路道渣等；铁路道渣等；利用粉煤灰，经水萃的高炉渣、钢渣等利用粉煤灰，经水萃的高炉渣、钢渣等

19、水泥水泥；粉煤灰中加入一定量的炉渣、矿渣等骨料，再加石灰、石膏和水搅粉煤灰中加入一定量的炉渣、矿渣等骨料，再加石灰、石膏和水搅拌可制成各种拌可制成各种硅酸盐制品硅酸盐制品蒸汽养护砖、大型墙体材料；蒸汽养护砖、大型墙体材料；冶金炉渣、高炉渣、铁合金渣冶金炉渣、高炉渣、铁合金渣铸石、微晶玻璃铸石、微晶玻璃；高炉渣、煤矸石、粉煤灰高炉渣、煤矸石、粉煤灰矿渣棉、轻质骨料。矿渣棉、轻质骨料。3 3、生产农用肥料、生产农用肥料有着广阔的前景。有着广阔的前景。堆肥制成有机肥料堆肥制成有机肥料粉煤灰、高炉渣、钢渣、铁合金渣等可作为粉煤灰、高炉渣、钢渣、铁合金渣等可作为硅钙肥硅钙肥（直接用于农田）（直接用于农田

20、）钢渣（含磷较高时）钢渣（含磷较高时）生产钙镁磷肥生产钙镁磷肥。 4 4、回收能源、回收能源（以及各种材料）（以及各种材料）固体废物资源化是固体废物资源化是回收能源回收能源的主要途径的主要途径。有机垃圾、秸秆、畜禽粪便经过厌氧发酵制沼气，垃。有机垃圾、秸秆、畜禽粪便经过厌氧发酵制沼气，垃圾发电等圾发电等 5 5、取代某种工业原料、取代某种工业原料 许多工业固体废物经一定加工后可代替某种工业原料，以节省资许多工业固体废物经一定加工后可代替某种工业原料，以节省资源。源。 如：如：高炉渣高炉渣代替砂、石做滤料、处理废水、或作吸收剂从水面代替砂、石做滤料、处理废水、或作吸收剂从水面回收油制品；回收油制

21、品；粉煤灰粉煤灰经加工可作为塑料制品充填剂；也可作为过滤经加工可作为塑料制品充填剂；也可作为过滤介质，过滤造纸废水，效果好，可以从纸浆中回收木质素等。介质，过滤造纸废水，效果好，可以从纸浆中回收木质素等。七、资源化系统（综合处理系统）七、资源化系统（综合处理系统） 1 1、概念、概念 从原料经加工制成的成品，经人们消费后成为废物，又引入新的从原料经加工制成的成品，经人们消费后成为废物，又引入新的生产生产消费循环系统。就整个社会而言，就是消费循环系统。就整个社会而言，就是生产生产消费消费废物废物再再生产生产这样一个不断循环的系统。这样一个不断循环的系统。 2 2、系统、系统 一般包含前期和后期两

22、个子系统以及一个附属系统。一般包含前期和后期两个子系统以及一个附属系统。 前期系统（预处理）前期系统（预处理）是以破碎、分选等相关处理技术结合。主是以破碎、分选等相关处理技术结合。主要进行加工、原材料分选的过程，进而分离回收可直接利用的原料，要进行加工、原材料分选的过程，进而分离回收可直接利用的原料，并减少固废量。并减少固废量。 前期系统必须根据具体的行业生产特点来决定。前期系统必须根据具体的行业生产特点来决定。 后期系统：后期系统：是将前期经加工、处理后的物质进一步进行化学是将前期经加工、处理后的物质进一步进行化学或生物转化等处理，回收转化产品及能源产品。或生物转化等处理，回收转化产品及能源

23、产品。如：焚烧、热解、如：焚烧、热解、微生物分解等微生物分解等 附属系统：附属系统：有的系统在后期系统中专门附加一能源转化系统，有的系统在后期系统中专门附加一能源转化系统，它是它是将后期系统中的能源产品加以收集，进一步转化为可直接利用将后期系统中的能源产品加以收集，进一步转化为可直接利用的能源的能源。对于那些无任何可利用价值的废物，进行最终处置。对于那些无任何可利用价值的废物，进行最终处置。 总的来说，固体废物一旦产生，就需要千方百计充分加以利用，总的来说，固体废物一旦产生，就需要千方百计充分加以利用，使之资源化，发挥其经济效益。但是由于使之资源化，发挥其经济效益。但是由于受科学技术水平或其他

24、条受科学技术水平或其他条件限制件限制，使得有些固体废物目前尚无法或不可能利用，对这部分固，使得有些固体废物目前尚无法或不可能利用，对这部分固体废物，尤其有害固体废物，体废物，尤其有害固体废物，必须进行无害化处理，以免污染环境必须进行无害化处理，以免污染环境。考虑到我国资源并不充分的国情以及经济迅速发展的趋势，目前对考虑到我国资源并不充分的国情以及经济迅速发展的趋势，目前对固体废物的处理应固体废物的处理应着重于资源化技术的研究和开发着重于资源化技术的研究和开发，并为其研究成，并为其研究成果的工业化铺平道路。果的工业化铺平道路。工业固体废物：工业固体废物：在工业生产活动中产生的固体废物。在工业生产

25、活动中产生的固体废物。1、冶金工业、冶金工业：产生于金属冶炼过程，：产生于金属冶炼过程，高炉渣、高炉渣、钢渣和铁合金钢渣和铁合金渣等；渣等；2、电力工业：、电力工业：产生于燃煤发电、供热过程，产生于燃煤发电、供热过程，粉煤灰、粉煤灰、炉渣；炉渣；3、化学工业：、化学工业：产生于化工生产过程，硫铁矿烧渣（生产产生于化工生产过程，硫铁矿烧渣（生产1t硫酸约产硫酸约产生生0.7-1.5t）、铬渣（年排放量）、铬渣（年排放量10-12万吨，历年积存万吨，历年积存150-200万吨）万吨）和碱渣。和碱渣。4、轻工业：、轻工业：产生于轻工业生产过程，如废纸、塑料、布料等。产生于轻工业生产过程，如废纸、塑料

26、、布料等。5、其他工业、其他工业：产生于机加工工程，如金属碎屑、电镀污泥等。：产生于机加工工程，如金属碎屑、电镀污泥等。第二节第二节 工业固体废物的综合利用工业固体废物的综合利用云南曲靖云南曲靖“铬渣污染铬渣污染” 事件：事件：2011年年6月，云南省曲靖市陆良化工月，云南省曲靖市陆良化工公司将总量公司将总量5000余吨的重毒化工废料铬渣倒入水库，致珠江源头南盘余吨的重毒化工废料铬渣倒入水库，致珠江源头南盘江附近水质遭到铬渣污染；水库致命六价铬超标江附近水质遭到铬渣污染；水库致命六价铬超标2000倍。倍。 （一）概述（一）概述1.来源：来源：冶炼生铁时从高炉中排出的废物。冶炼生铁时从高炉中排出

27、的废物。 产生：产生：炼铁主要原料是铁矿石（炼铁主要原料是铁矿石（铁源铁源）、焦炭（）、焦炭（燃料、还原剂燃料、还原剂）和助熔剂（和助熔剂（石灰石石灰石），当炉温达到），当炉温达到14001600，炉料熔融，矿石中，炉料熔融，矿石中的脉石（指矿石中不能利用的矿物集合体）的脉石（指矿石中不能利用的矿物集合体） 、焦炭中的灰分、助溶剂、焦炭中的灰分、助溶剂以及不能进入生铁中的杂质形成以硅酸盐和铝酸盐为主浮在铁水上面以及不能进入生铁中的杂质形成以硅酸盐和铝酸盐为主浮在铁水上面的熔渣。的熔渣。 高炉渣的产生量，依矿石品位和冶炼生铁方法（冶炼技术）不同而高炉渣的产生量，依矿石品位和冶炼生铁方法（冶炼技术

28、）不同而变化，矿石品位越低变化，矿石品位越低,排渣量越大，采用贫铁矿炼铁时每吨生铁产生排渣量越大，采用贫铁矿炼铁时每吨生铁产生1.0-1.2吨高炉渣，采用富铁矿炼铁时每吨生铁只产生吨高炉渣，采用富铁矿炼铁时每吨生铁只产生0.25吨高炉渣。吨高炉渣。 由于近代选矿和炼铁技术提高，高炉渣量大大下降。由于近代选矿和炼铁技术提高，高炉渣量大大下降。2.分类：分类：由于炼铁原料品种和成分的变化以及操作等工艺因素的影响，由于炼铁原料品种和成分的变化以及操作等工艺因素的影响，高炉渣的组成和性质也不相同。高炉渣的组成和性质也不相同。（1）按照冶炼生铁的品种分类）按照冶炼生铁的品种分类铸造生铁（灰口铁）矿渣：铸

29、造生铁（灰口铁）矿渣：指冶炼铸造生铁时排出的矿渣；铸造生铁含指冶炼铸造生铁时排出的矿渣；铸造生铁含硅量为硅量为1.25-3.6%，碳以石墨状态存在，断口呈灰色，易切削加工。，碳以石墨状态存在，断口呈灰色，易切削加工。炼钢生铁（白口铁）矿渣炼钢生铁（白口铁）矿渣：指冶炼供炼钢用生铁时排出的矿渣；炼钢生：指冶炼供炼钢用生铁时排出的矿渣；炼钢生铁含硅量不大于铁含硅量不大于1.7%，碳以碳化铁状态存在，断口呈白色。，碳以碳化铁状态存在，断口呈白色。特种生铁矿渣：特种生铁矿渣：用含有其他金属铁矿石熔炼生铁时排出的矿渣。用含有其他金属铁矿石熔炼生铁时排出的矿渣。炼铁和炼钢都是利用氧化还原反应进行的，但是两

30、者在反应对象上有很炼铁和炼钢都是利用氧化还原反应进行的，但是两者在反应对象上有很大的区别，炼铁是将铁还原出来，而炼钢则是将生铁中的碳和其他杂质大的区别，炼铁是将铁还原出来，而炼钢则是将生铁中的碳和其他杂质出来。出来。（2）按照矿渣的碱度分按照矿渣的碱度分（最常用的一种分类方法）（最常用的一种分类方法） 碱性矿渣；碱性矿渣； Mo1 中性矿渣；中性矿渣；Mo= 1 酸性矿渣。酸性矿渣。 Mo1高炉渣的碱度或碱性率高炉渣的碱度或碱性率：高炉渣化学成分中，碱性氧化物之和：高炉渣化学成分中，碱性氧化物之和与酸性氧化物之和的比值。与酸性氧化物之和的比值。M0=(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)

31、 碱性氧化物碱性氧化物 酸性氧化物酸性氧化物我国高炉渣大部分属于中性矿渣，我国高炉渣大部分属于中性矿渣， Mo=0.991.08。3.组成组成（1）化学组成：）化学组成：主要化学成分：主要化学成分： SiO2 、 Al2O3 、CaO、MgO、MnO、FeO和和S等。等。其中，其中， SiO2 、 Al2O3 、CaO占占90% 以上。以上。高炉渣化学成分随矿石品位和冶炼生铁的种类不同而变化。高炉渣化学成分随矿石品位和冶炼生铁的种类不同而变化。（2）矿物组成：）矿物组成：与生产原料、冷却方式有关。碱性高炉渣的主要与生产原料、冷却方式有关。碱性高炉渣的主要矿物是黄长石，由钙铝黄长石（矿物是黄长石

32、，由钙铝黄长石（2CaO Al2O3 SiO2 ）和钙镁黄长石）和钙镁黄长石（2CaO MgO SiO2 ） 组成的复杂固熔体。组成的复杂固熔体。酸性高炉渣：快速冷却时，全部形成玻璃体；缓慢冷却时，形成较酸性高炉渣：快速冷却时，全部形成玻璃体；缓慢冷却时，形成较多结晶质，如黄长石、假硅灰石、斜长石等。多结晶质，如黄长石、假硅灰石、斜长石等。高炉渣的各种氧化物成分以各种形式的硅酸盐矿物形式存在。高炉渣的各种氧化物成分以各种形式的硅酸盐矿物形式存在。属于硅酸盐材料，适于加工制作水泥、碎石、骨料等建筑材料。属于硅酸盐材料，适于加工制作水泥、碎石、骨料等建筑材料。4. 利用率利用率：每年约排放每年约排

33、放3000多万吨，历年堆积量达多万吨，历年堆积量达1.5亿吨，占地约亿吨，占地约700公顷。高炉渣弃置不仅会占用土地公顷。高炉渣弃置不仅会占用土地,浪费资源浪费资源,而且污染环境。目前而且污染环境。目前利用率为利用率为85%左右。左右。（二）高炉渣的加工和处理（二）高炉渣的加工和处理在利用高炉渣之前，需要对其进行加工处理，用途不同，加工处在利用高炉渣之前，需要对其进行加工处理，用途不同，加工处理方法不同。我国通常把高炉渣加工成水渣（粒化渣）、矿渣碎理方法不同。我国通常把高炉渣加工成水渣（粒化渣）、矿渣碎石、膨胀矿渣和矿渣珠等形式后加以利用。石、膨胀矿渣和矿渣珠等形式后加以利用。主要工艺有：高炉

34、渣水淬处理工艺、高炉重矿渣碎石工艺、膨胀主要工艺有：高炉渣水淬处理工艺、高炉重矿渣碎石工艺、膨胀矿渣珠（膨珠）生产工艺。矿渣珠（膨珠）生产工艺。1.高炉渣水淬处理工艺高炉渣水淬处理工艺（是处理高炉渣的主要方法）（是处理高炉渣的主要方法） 将热熔态的高炉渣置于水中急速冷却。限制其结晶，并使其粒化将热熔态的高炉渣置于水中急速冷却。限制其结晶，并使其粒化（粒化渣）（粒化渣） 。水淬方法有：。水淬方法有：（1）渣池水淬）渣池水淬 熔渣直接倒入水池中，遇水后急剧冷却成水渣。熔渣直接倒入水池中，遇水后急剧冷却成水渣。（2）炉前水淬）炉前水淬 利用高压水使高炉渣在炉前冲渣沟内淬冷成粒并输送利用高压水使高炉渣

35、在炉前冲渣沟内淬冷成粒并输送到沉渣池形成水渣。根据过滤方式分为炉前渣池式、水力输送渣池式、到沉渣池形成水渣。根据过滤方式分为炉前渣池式、水力输送渣池式、搅拌槽泵送法等。搅拌槽泵送法等。1 1、高炉；、高炉；2 2、渣沟；、渣沟；3 3、粒化器；、粒化器；4 4、搅、搅拌槽；拌槽；5 5、砂泵；、砂泵；6 6、水泵；、水泵；7 7、集水池；、集水池；8 8、脱、脱水槽水槽熔渣经粒化器水淬后，渣和水先一起流入搅拌槽中，由泵打入熔渣经粒化器水淬后，渣和水先一起流入搅拌槽中，由泵打入分配槽内，再由分配槽将渣水混合物装入脱水槽中将渣和水过分配槽内，再由分配槽将渣水混合物装入脱水槽中将渣和水过滤分开，渣由

36、卸料口卸入翻斗机，运至料场。水穿过脱水槽的滤分开，渣由卸料口卸入翻斗机，运至料场。水穿过脱水槽的金属网进入集水管流入集水池。金属网进入集水管流入集水池。搅拌槽泵送法水淬工艺示意图搅拌槽泵送法水淬工艺示意图2.高炉重矿渣碎石工艺高炉重矿渣碎石工艺高炉渣在指定的渣坑或渣场自然冷却或淋水冷却形成较为致密的矿高炉渣在指定的渣坑或渣场自然冷却或淋水冷却形成较为致密的矿渣后，再经过挖掘、破碎、磁选和筛分而得到的一种碎石材料。渣后，再经过挖掘、破碎、磁选和筛分而得到的一种碎石材料。生生产工艺有两种：产工艺有两种：（1）热泼法）热泼法 有有炉前热泼法和渣场热泼法炉前热泼法和渣场热泼法两种形式。将熔渣分层浇两种

37、形式。将熔渣分层浇泼在坑内或渣场上，泼完后，喷洒适量水使热渣冷却和破裂，达到泼在坑内或渣场上，泼完后，喷洒适量水使热渣冷却和破裂，达到一定厚度后，即可用挖掘机等进行采掘，用汽车运到处理车间进行一定厚度后，即可用挖掘机等进行采掘，用汽车运到处理车间进行破碎、磁选、筛分加工，并将产品分级出售。工艺简单。破碎、磁选、筛分加工，并将产品分级出售。工艺简单。（2）堤式法）堤式法 用渣罐车将热熔矿渣运至堆渣场，沿铁路两侧分层倾用渣罐车将热熔矿渣运至堆渣场，沿铁路两侧分层倾倒，待形成渣山后，再进行开采，即可制成各种粒级的重矿渣。倒，待形成渣山后，再进行开采，即可制成各种粒级的重矿渣。3.膨胀矿渣珠（膨珠）生

38、产工艺膨胀矿渣珠（膨珠）生产工艺膨胀矿渣是用适量冷却水急冷高炉熔渣形成的一种多孔轻质矿渣。膨胀矿渣是用适量冷却水急冷高炉熔渣形成的一种多孔轻质矿渣。特点：特点：膨珠生产具有设备简单、冷却迅速、场地周转快、操作方膨珠生产具有设备简单、冷却迅速、场地周转快、操作方便等优点。制膨珠用水较制水淬渣节省，排放的蒸汽和硫化氢数便等优点。制膨珠用水较制水淬渣节省，排放的蒸汽和硫化氢数量少，对环境污染较轻，而且无须进行废水处理量少，对环境污染较轻，而且无须进行废水处理 。主要采用的方法有：主要采用的方法有：（1）喷射法（）喷射法（2）喷雾器堑沟法（）喷雾器堑沟法（3）滚筒法）滚筒法膨珠的生产工艺：膨珠的生产工

39、艺：膨胀渣珠的形成过程是热熔矿渣经渣沟进入流槽后膨胀渣珠的形成过程是热熔矿渣经渣沟进入流槽后经喷水急冷，又经高速旋转的滚筒击碎、抛甩继续冷却，再这一过程经喷水急冷，又经高速旋转的滚筒击碎、抛甩继续冷却，再这一过程中熔渣进行膨胀，并冷却成珠。中熔渣进行膨胀，并冷却成珠。1、渣罐；、渣罐；2、投渣槽；、投渣槽；3、流槽；、流槽；4、水管；、水管；5、滚筒；、滚筒；6、膨珠、膨珠（三）高炉渣的综合利用（三）高炉渣的综合利用1.水淬矿渣作建材水淬矿渣作建材可用于生产水泥和混凝土，可用于生产水泥和混凝土，由于水渣具有潜在的水硬胶凝性能，在由于水渣具有潜在的水硬胶凝性能，在水泥熟料、石灰、石膏等激发剂作用

40、下，可以作为优质的水泥原料，水泥熟料、石灰、石膏等激发剂作用下，可以作为优质的水泥原料，可制成的建材有：可制成的建材有：矿渣硅酸盐水泥石膏矿渣水泥石灰矿渣水泥矿渣砖矿渣矿渣硅酸盐水泥石膏矿渣水泥石灰矿渣水泥矿渣砖矿渣混凝土混凝土中国的高炉熔渣中国的高炉熔渣80以上制成粒化渣以上制成粒化渣,作为水泥混合材料。生产的水作为水泥混合材料。生产的水泥有泥有75左右掺用了不同数量的水渣左右掺用了不同数量的水渣(粒化渣粒化渣)。2.矿渣碎石用作基建材料矿渣碎石用作基建材料未经水淬的矿渣碎石，其物理性能与天然岩石相近，其稳定性、坚固未经水淬的矿渣碎石，其物理性能与天然岩石相近，其稳定性、坚固性、耐磨性及韧性

41、等均满足基建工程的要求。性、耐磨性及韧性等均满足基建工程的要求。矿渣碎石在我国可以代替天然石料用于公路，机场，地基工程，铁路矿渣碎石在我国可以代替天然石料用于公路，机场，地基工程，铁路道渣、混凝土骨料和沥青路面等，可用于道渣、混凝土骨料和沥青路面等，可用于配制矿渣碎石混凝土配制矿渣碎石混凝土在软弱地基中应用在软弱地基中应用用矿渣碎石作基料铺成的沥青路面既明亮且防滑性能好还具有良好用矿渣碎石作基料铺成的沥青路面既明亮且防滑性能好还具有良好的耐磨性能制动距离缩短的耐磨性能制动距离缩短用于铁路道渣可以适当吸收列车行走时产生的振动和噪音。用于铁路道渣可以适当吸收列车行走时产生的振动和噪音。 3.膨珠作

42、轻骨料膨珠作轻骨料由于膨珠具有质轻、面光、吸音、隔热性能好等特点，可用来制作内由于膨珠具有质轻、面光、吸音、隔热性能好等特点，可用来制作内墙板楼板等，也可用于承重结构。墙板楼板等，也可用于承重结构。 4.其他应用其他应用（1）生产矿渣棉：）生产矿渣棉：以高炉渣为主要原料，在溶化炉中熔化后获得熔融以高炉渣为主要原料，在溶化炉中熔化后获得熔融物再加以精制而得到的一种白色棉状矿物纤维物再加以精制而得到的一种白色棉状矿物纤维 。具有质轻、保温、隔具有质轻、保温、隔热、隔音、防震等性能。热、隔音、防震等性能。（2）生产微晶玻璃：）生产微晶玻璃：性能好、耐磨、热稳定性好、电绝缘性能好。性能好、耐磨、热稳定

43、性好、电绝缘性能好。（3）硅钙渣肥、矿渣铸石、热铸矿渣等。）硅钙渣肥、矿渣铸石、热铸矿渣等。 （一）概述（一）概述1.来源来源 炼钢过程中排出的废渣。炼钢过程中排出的废渣。（1）铁水与废钢中所含元素氧化）铁水与废钢中所含元素氧化氧化物；氧化物；（2）金属炉料带入的杂质；）金属炉料带入的杂质；（3）加入的造渣剂；）加入的造渣剂；（4）氧化剂、脱硫产物和被侵蚀的炉体材料等。）氧化剂、脱硫产物和被侵蚀的炉体材料等。钢渣的产量一般约占粗钢产量的钢渣的产量一般约占粗钢产量的1520%。2.组成组成由钙、铁、硅、镁、铝、锰、磷等氧化物组成，其中由钙、铁、硅、镁、铝、锰、磷等氧化物组成，其中钙、铁、钙、铁、

44、硅氧化物占绝大部分。硅氧化物占绝大部分。钢渣呈黑色，外观像水泥孰料，其中夹带部分铁粒，硬度较钢渣呈黑色，外观像水泥孰料，其中夹带部分铁粒，硬度较大，其成分组成基本稳定。大，其成分组成基本稳定。主要矿物组成为主要矿物组成为硅酸三钙、硅酸二钙硅酸三钙、硅酸二钙、钙镁橄榄石、钙镁蔷、钙镁橄榄石、钙镁蔷薇灰石、铁酸二钙、薇灰石、铁酸二钙、RO（MgO、FeO、MnO形成的固熔形成的固熔体）、游离石灰等。体）、游离石灰等。3.性质性质（1）碱度）碱度：R=CaO/(SiO2+P2O5)，低、，低、 中、中、 高。高。（2）活性：）活性：指钢渣中硅酸三钙、硅酸二钙等具有水硬胶凝性活性矿指钢渣中硅酸三钙、硅

45、酸二钙等具有水硬胶凝性活性矿物的含量。随碱度而变化。物的含量。随碱度而变化。（3）稳定性）稳定性：只有：只有fCaO、MgO基本消解完后才会稳定。基本消解完后才会稳定。（4）耐磨性）耐磨性：与矿物组成和结构有关。耐磨指数为：与矿物组成和结构有关。耐磨指数为1.43 ，比高炉渣，比高炉渣耐磨。耐磨。目前利用率目前利用率61%以上。以上。1.31.8 1.82.5 2.5（二）钢渣的处理工艺（二）钢渣的处理工艺钢渣处理工艺主要有下列几种：钢渣处理工艺主要有下列几种：1.冷弃法冷弃法 ：倒入渣罐缓冷后直接运到渣场抛弃。（逐渐被淘汰）：倒入渣罐缓冷后直接运到渣场抛弃。（逐渐被淘汰）2.热泼法热泼法 ：

46、热熔钢渣倒入渣灌后，用车辆运到钢渣热泼车间，利用：热熔钢渣倒入渣灌后，用车辆运到钢渣热泼车间，利用吊车将渣灌的液态渣分层泼到在渣床上，喷淋适量的水，使高温炉吊车将渣灌的液态渣分层泼到在渣床上，喷淋适量的水，使高温炉渣急冷碎裂并加速冷却，然后再运至弃渣场。渣急冷碎裂并加速冷却，然后再运至弃渣场。熔渣熔渣渣罐渣罐热泼车间热泼车间泼至渣床泼至渣床喷水冷却喷水冷却推土机推渣推土机推渣集渣坑集渣坑破碎机破碎机筛分筛分料仓料仓磁选废钢磁选废钢3.盘泼水冷（盘泼水冷（ISC)法法 在钢渣车间设置高架泼渣盘，用吊车将罐内熔在钢渣车间设置高架泼渣盘，用吊车将罐内熔渣泼在渣盘内渣泼在渣盘内喷淋适量的水使钢渣急冷碎

47、裂喷淋适量的水使钢渣急冷碎裂装车载至池边喷水装车载至池边喷水降温降温倒入水池内进一步降温冷却倒入水池内进一步降温冷却磁选、破碎、筛分、精加工。磁选、破碎、筛分、精加工。4.钢渣水淬法钢渣水淬法 高温液态钢渣在流出、下降过程中，被压力水分割、高温液态钢渣在流出、下降过程中，被压力水分割、击碎，再加上高温熔渣遇水急冷收缩产生应力集中而破裂，同时进击碎，再加上高温熔渣遇水急冷收缩产生应力集中而破裂，同时进行了热交换，使熔渣在水幕中进行粒化。行了热交换，使熔渣在水幕中进行粒化。5、风淬法：、风淬法：渣灌接渣后，运到风淬装置处，倾翻渣灌，熔渣经过中渣灌接渣后，运到风淬装置处，倾翻渣灌，熔渣经过中间罐流出

48、，被一种特殊喷嘴喷出空气吹散，破碎成微粒，在罩式锅间罐流出，被一种特殊喷嘴喷出空气吹散，破碎成微粒，在罩式锅炉内回收高温空气和微粒渣中所散发热量并捕集渣粒。炉内回收高温空气和微粒渣中所散发热量并捕集渣粒。经过风淬而经过风淬而成微粒的转炉渣，可用作建筑材料成微粒的转炉渣，可用作建筑材料。6、粉化处理、粉化处理。（三）（三） 钢渣的综合利用钢渣的综合利用1. 用作冶金原料用作冶金原料（1）作烧结熔剂）作烧结熔剂 钢渣含钢渣含40%50%CaO，代替部分石灰石。，代替部分石灰石。（2）作高炉或化铁炉熔剂作高炉或化铁炉熔剂 含有含有10%30% 的的Fe、4060%的的CaO、MgO和和2%的的Mn。

49、（3）作炼钢返回渣作炼钢返回渣（4）回收废钢铁）回收废钢铁 一般含有一般含有710% 的废钢及钢粒。的废钢及钢粒。2.用于建筑材料用于建筑材料（1）生产（钢渣）水泥）生产（钢渣）水泥 含有和水泥相类似的硅酸三钙、硅酸二含有和水泥相类似的硅酸三钙、硅酸二钙及铁铝酸盐等活性物质，具有水硬胶凝性，也可成为生产无熟钙及铁铝酸盐等活性物质，具有水硬胶凝性，也可成为生产无熟料或少熟料水泥的原料，也可作为水泥掺和料。料或少熟料水泥的原料，也可作为水泥掺和料。我国目前生产的钢渣水泥主要有：我国目前生产的钢渣水泥主要有：以石膏作激发剂的以石膏作激发剂的无熟料钢渣矿渣水泥无熟料钢渣矿渣水泥以水泥熟料为激发剂的以水

50、泥熟料为激发剂的钢渣水泥钢渣水泥（2）作筑路与回填工程材料）作筑路与回填工程材料做工程材料有基本要求做工程材料有基本要求（3）生产建材制品：）生产建材制品：把具有活性的钢渣与粉煤灰或炉渣按一定比把具有活性的钢渣与粉煤灰或炉渣按一定比例混合、磨细成型、养护，即可生产出不同规格的砖瓦、砌块等例混合、磨细成型、养护，即可生产出不同规格的砖瓦、砌块等建筑材料。建筑材料。3.用于农业用于农业（1）作钢渣磷肥）作钢渣磷肥 是一种以是一种以钙、硅钙、硅为主含多种养分的具有速效为主含多种养分的具有速效又有后劲的复合矿质肥料。又有后劲的复合矿质肥料。施用时注意：施用时注意：宜做基肥不做追肥使用；宜与有机肥混拌后