化工環(huán)境保護(hù)與安全技術(shù)5

1、第三章 化工廢渣(fizh)處理及資源化共二百三十五頁3.1概述(i sh)固體廢物是指生產(chǎn)和生活活動(dòng)中丟棄的固體和泥狀物質(zhì)?！皬U物”具有相對性，一種過程(guchng)的廢物往往可以成為另一種過程(guchng)的原料，所以廢物也有“放在錯(cuò)誤地點(diǎn)的原料”之稱。為了便于環(huán)境管理，國際上也將容器盛裝的易燃、易爆、有毒、腐蝕等具有危險(xiǎn)性的廢液、廢氣，從法律角度上定為固體廢棄物，執(zhí)行固體廢物管理法規(guī)，劃入固體廢物管理范疇。共二百三十五頁固體廢物的分類方法很多。按其性質(zhì)可分為有機(jī)物和無機(jī)物；按其形態(tài)可分為固體的（塊狀、粒狀、粉狀的）和泥狀的；按其來源可分為礦業(yè)的、工業(yè)的、城市(chngsh)生活的、農(nóng)

2、業(yè)的和放射性的等五類。在固體廢物中凡是有毒性、易燃性、腐蝕性、反應(yīng)性、傳染性、放射性的廢物列為有害廢物。共二百三十五頁3.1.1化工廢渣(fizh)的來源化學(xué)工業(yè)是對環(huán)境的各種資源進(jìn)行化學(xué)處理(chl)和轉(zhuǎn)化加工生產(chǎn)的部門?；どa(chǎn)的特點(diǎn)是四多： 原料多； 生產(chǎn)方法多； 產(chǎn)品的品種多； 產(chǎn)生的廢物多。共二百三十五頁根據(jù)化工部門的統(tǒng)計(jì)： 用于化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)(shngchn)的各種原料最終約有三分之二變成了廢物。而這些廢物中固體廢物約占二分之一以上，所以所用的各種原料中，最終有三分之一變成化工廢渣，可見化工廢渣產(chǎn)生量十分巨大，而且廢渣也同樣會對環(huán)境造成污染、危害。共二百三十五頁化工廢渣是指： 化學(xué)工

3、業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的固體和泥漿廢棄物，包括化工生產(chǎn)過程中排出的不合格的產(chǎn)品、副產(chǎn)物、廢催化劑、廢溶劑、蒸餾殘液以及廢水處理產(chǎn)生的污泥等?；U渣的性質(zhì)、數(shù)量、毒性與原料路線、生產(chǎn)工藝和操作(cozu)條件有很大的關(guān)系。共二百三十五頁由化工企業(yè)排放出的固體形式的廢棄物質(zhì)，凡是具有毒性(d xn)、易燃性、腐蝕性、放射性等各種廢棄物都屬于有害廢渣?；U渣除由生產(chǎn)過程中產(chǎn)生之外，還有非生產(chǎn)性的固體廢棄物，如原料及產(chǎn)品的包裝垃圾、工廠的生活垃圾等，這些垃圾中也會有很多有害的物質(zhì)?；瘜W(xué)工業(yè)(huxu gngy)固體廢物的來源及廢物名稱如表5-1所示。共二百三十五頁表5-1化學(xué)工業(yè)(huxu gngy)固

4、體廢物來源及主要污染物共二百三十五頁共二百三十五頁3.1.2化工廢渣(fizh)的分類按照化學(xué)性質(zhì)(huxu xngzh)進(jìn)行分類： 一般將化工廢渣分為無機(jī)廢渣 有機(jī)廢渣共二百三十五頁無機(jī)廢渣(fizh)有些是有毒的廢渣(fizh)，如鉻鹽生產(chǎn)排出的鉻渣，其特點(diǎn)是廢渣排放量大、毒性強(qiáng)，對環(huán)境污染嚴(yán)重。有機(jī)廢渣大多指的是高濃度有機(jī)廢渣，其特點(diǎn)是組成復(fù)雜，有些具有毒性、易燃性和爆炸性，但其排放量一般不大。共二百三十五頁根據(jù)廢渣對人體和環(huán)境的危害性不同，通常又將化工廢渣分為：一般工業(yè)廢渣和危險(xiǎn)廢渣。一般工業(yè)廢渣：常指對人體健康或環(huán)境危害性較小的廢物(fiw)，如硫酸礦燒渣和合成氨造氣爐渣等。危險(xiǎn)廢渣

5、：則指的是具有毒性、腐蝕性、反應(yīng)性、易燃易爆性等特性之一的廢渣；鉻鹽生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的鉻渣、水銀法燒堿生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含汞鹽泥，各種有機(jī)化工生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含氮、硫、磷等有機(jī)物。共二百三十五頁為了便于管理統(tǒng)計(jì)，化學(xué)工業(yè)固體廢棄物一般按廢物(fiw)產(chǎn)生的行業(yè)和生產(chǎn)工藝過程進(jìn)行分類。例如，a硫酸生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的硫鐵礦燒渣；b鉻鹽生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的鉻渣；c電石乙炔法聚氯乙烯等生產(chǎn)中產(chǎn)生的電石渣；d燒堿生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的鹽泥，e化工廢水處理中產(chǎn)生的污泥等。圖5-1為化工廢渣按來源的分類。共二百三十五頁共二百三十五頁3.1.3化工(hugng)廢渣的特點(diǎn)3.1.3.1廢棄物產(chǎn)生和排放量比較(bjio)大 化

6、學(xué)工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生量較大，約占全國固體廢棄物產(chǎn)生量的6.16%；排放量約占全國工業(yè)固體廢棄物總排放量的7.24%(1985年）。共二百三十五頁3.1.3.2化工(hugng)固體廢棄物中危險(xiǎn)廢物種類多，有毒物質(zhì)含量高 化學(xué)工業(yè)固體廢棄物中，有相當(dāng)一部分具有極毒性、反應(yīng)性、腐蝕性等特征，對人體健康和環(huán)境有危害或潛在危害。其中全國化工危險(xiǎn)廢棄物產(chǎn)生量約占化工固體廢棄物產(chǎn)生量的22%(1985年）。共二百三十五頁常見化工危險(xiǎn)(wixin)廢棄物主要有：四氯乙烯、二氯甲烷、丙烯腈、環(huán)氧氯丙烷、苯酚、硝基苯、苯胺等有機(jī)物原料生產(chǎn)中用過的廢溶劑（鹵化或非鹵化）、產(chǎn)生的蒸餾重尾餾分、蒸餾釜?dú)堃骸U催化劑等

7、；三氯酚、四氯酚、氯丹、乙拌磷、毒殺芬等農(nóng)藥及其中間體生產(chǎn)中產(chǎn)生的蒸餾釜?dú)堃?、過濾渣、廢水處理剩余的活性污泥等；鉻黃、鋅黃、氧化鉻綠等無機(jī)顏料、氯化法鈦白粉生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢渣和廢水處理污泥；水銀(shuyn)法燒堿生產(chǎn)中產(chǎn)生的含汞鹽泥，隔膜法燒堿生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢石棉絨；煉焦生產(chǎn)氨蒸餾塔的石灰渣、沉降槽焦油渣等。共二百三十五頁3.1.3.3廢棄物再資源化可能性大 化工(hugng)固體廢棄物組成中有相當(dāng)一部分是未反應(yīng)的原料和反應(yīng)副產(chǎn)物，它們都是很寶貴的資源，如硫鐵礦燒渣、合成氨造氣爐渣、燒堿鹽泥等，可用作制磚、水泥的原料。一部分硫鐵礦燒渣、廢膠片、廢催化劑中還含有金、銀、鉑等貴金屬，有回收利用的價(jià)值

8、。共二百三十五頁3.1.4固體廢棄物的影響(yngxing)固體廢棄物由于產(chǎn)生量大，處理和處置水平與廢氣、廢水處理水平相比要低得多，綜合利用少、占地多、危害(wihi)嚴(yán)重，是我國的主要環(huán)境問題之一。共二百三十五頁目前，化工生產(chǎn)過程(guchng)排出的廢渣，除少部分綜合利用和回收利用外，大部分排出的廢渣采取堆存處理，每萬噸廢渣占地面積約 1.2-1.4畝露天堆放廢渣，不僅占用了大量的土地，而且廢棄物經(jīng)過雨淋濕浸出毒物，使土地毒化、酸化、堿化，其污染面積往往超過所占土地的數(shù)倍，并導(dǎo)致水體的污染。中國很多城市已被垃圾所包圍。廢棄物如堆置不當(dāng)還會造成很大的災(zāi)難，如尾礦或粉煤灰?guī)鞗_決泛濫，淹沒村莊、

9、農(nóng)田；泥石流中斷公路、鐵路、堵塞河道等災(zāi)難。一些工礦企業(yè)因無場地堆放廢渣直接排往江河湖海，1989年排往江河湖海的固體廢棄物達(dá)1250萬t。共二百三十五頁固體廢棄物對大氣的污染也是極為嚴(yán)重的。如固體廢棄物中的尾礦粉煤灰、干污泥和垃圾中的塵粒將隨風(fēng)飛揚(yáng)，進(jìn)而移往遠(yuǎn)處；有些地區(qū)煤矸石含硫量高而自燃，像火焰山一樣散發(fā)出大量的二氧化硫；化工和石油化工中的多種固體廢棄物本身或在焚燒時(shí)能散發(fā)(snf)毒氣和臭味，惡化周圍的環(huán)境。共二百三十五頁固體廢棄物對土壤的污染方面也同樣嚴(yán)重： 廢物堆置或垃圾填埋處理，經(jīng)雨水浸淋，其滲出液及瀝濾液中含有的有害成分會改變土壤和土質(zhì)的結(jié)構(gòu)，影響其中的微生物活動(dòng)，妨礙植物的根

10、系生長(shngzhng)，甚至使所在之處成為不毛之地，或在植物機(jī)體內(nèi)積蓄，危害食用共二百三十五頁在固體廢棄物的危害中，最為嚴(yán)重的是危險(xiǎn)性廢物的污染。易燃、易爆和腐蝕性、劇毒性廢物，易造成突發(fā)性嚴(yán)重災(zāi)難，而且(r qi)有毒性或潛在毒性的廢棄物會造成持續(xù)性的危害。如：美國紐約州的“拉夫”運(yùn)河，20世紀(jì)50年代曾埋進(jìn)80多種化學(xué)(huxu)廢物，十余年后陸續(xù)發(fā)現(xiàn)水井變臭、兒童畸形、成年人患無名奇癥等問題，曾迫使200余戶搬遷，直至該區(qū)成為無人居住的“禁區(qū)”。類似的例子，在世界范圍內(nèi)屢見不鮮，慘痛教訓(xùn)應(yīng)當(dāng)深深吸取。共二百三十五頁 化工廢渣的種類復(fù)雜，成分繁多，性質(zhì)(xngzh)各異，故目前對廢渣的

11、治理還不能像治理廢氣及廢水那樣形成系統(tǒng)。共二百三十五頁3.2化工(hugng)廢棄物處理技術(shù)化工廢棄物的處理與處置包括處理、處置兩個(gè)方面?；U棄物處理是指通過物理、物化、化學(xué)、生物等不同方法，使化工廢棄物轉(zhuǎn)化成為適于運(yùn)輸、儲存、資源化利用(lyng)以及最終處置的一種過程。化工廢棄物的處理方法主要有物理處理、物化處理、化學(xué)處理、生物處理等四種。具體見圖5-2。共二百三十五頁化工廢渣綜合利用及處理(chl)方法物理(wl)處理法物理化學(xué)法化學(xué)法生物化學(xué)法其它圖5-2化工廢渣主要處理方法共二百三十五頁共二百三十五頁共二百三十五頁共二百三十五頁共二百三十五頁廢棄物常用的處理方法(fngf)簡要介紹

12、：A.壓實(shí) 亦稱壓縮，是用物理方法提高固體廢棄物的聚集程度，增大(zn d)其在松散狀態(tài)下的容重，減少固體廢棄物的容積，以便于利用和最終處置。根據(jù)廢棄物的類型和處置目的的不同，壓實(shí)的處理流程不同。共二百三十五頁共二百三十五頁 目前，壓實(shí)處理技術(shù)在部分工業(yè)(gngy)發(fā)達(dá)國家已得到應(yīng)用，并取得一定的經(jīng)濟(jì)效益，在我國還未廣泛使用。 壓實(shí)處理的主要機(jī)械設(shè)備為壓實(shí)器。共二百三十五頁B.破碎指用機(jī)械方法將廢棄物破碎，減小顆粒(kl)尺寸，使之適合于進(jìn)一步加工或能經(jīng)濟(jì)地再處理。所以通常不是最終處理，而往往作為運(yùn)輸、儲存、焚燒、熱分解、熔融、壓縮、磁選等的預(yù)處理過程。這一技術(shù)在固體廢棄物的處理和處置過程中，

13、應(yīng)用已相當(dāng)普及，技術(shù)亦已相當(dāng)成熟。按破碎的機(jī)械方法不同分為剪切破碎、沖擊破碎、低溫破碎、濕式破碎、半濕式破碎等。共二百三十五頁（1）剪切破碎是靠機(jī)械的剪切力（固定刀和可活動(dòng)刀之間的嚙合作用）將固體廢棄物破碎成為適宜尺寸的過程。當(dāng)前這種處理技術(shù)已廣泛使用于金屬、木質(zhì)、塑料、橡膠(xingjio)、紙等許多固體廢棄物的破碎。為了處理不同固體廢棄物而設(shè)計(jì)的剪切破碎機(jī)械有馮羅爾（Von Roll）式往復(fù)剪切破碎機(jī)、林德曼（Lindemann）式剪切破碎機(jī)、旋轉(zhuǎn)剪切破碎機(jī)、托爾馬什（Tollemacshe）式旋轉(zhuǎn)剪切沖擊破碎機(jī)、油壓式剪切破碎機(jī)。共二百三十五頁（2）沖擊破碎是靠打擊錘（或打擊刃）與固定板

14、（或打擊板）之間的強(qiáng)力沖擊作用將固體廢棄物破碎的過程。這種處理技術(shù)主要適用(shyng)于廢玻璃、瓦礫、廢木質(zhì)、塑料及廢家用電器等固體廢棄物的處理。用于固體廢棄物處理的沖擊破碎機(jī)多數(shù)屬旋轉(zhuǎn)式，最常用的是錘式破碎機(jī)。共二百三十五頁（3）低溫破碎是利用固體廢棄物低溫變脆的性質(zhì)(xngzh)而進(jìn)行有效破碎的方法，主要適用于廢汽車輪胎、包覆、電線、廢家用電器等。通常采用液氮作制冷劑。有代表性的廢聚氯乙烯合成材料低溫破碎流程為：廢物切割機(jī)儲料槽液氮室冷卻室粉碎機(jī)粗篩分離器。共二百三十五頁（4） 濕式破碎是為了回收城市垃圾中的大量紙漿而發(fā)展(fzhn)起來的一種破碎技術(shù)。是基于紙漿在水力作用下發(fā)生漿化，因

15、而可將廢物處理與制漿造紙結(jié)合起來。該技術(shù)在部分工業(yè)發(fā)達(dá)國家已開始應(yīng)用，主要通過濕式破碎機(jī)破碎。見圖5-3。共二百三十五頁共二百三十五頁此設(shè)備為一圓形立式轉(zhuǎn)筒裝置，底有許多篩眼，轉(zhuǎn)筒內(nèi)裝有六只破碎刀，垃圾中的廢紙經(jīng)過分選作為處理原料，投入轉(zhuǎn)筒內(nèi)，因受大水量的激流(jli)攪動(dòng)和破碎刀的破碎形成漿狀，漿體由底部篩孔流出，經(jīng)固液分離器把其中的殘?jiān)殖?，紙漿送到纖維回收工段，經(jīng)過洗滌、過篩、將分離出纖維素后的有機(jī)殘?jiān)c城市下水污泥混合脫水至50%，送去焚燒爐焚燒處理，回收廢熱。在破碎機(jī)內(nèi)未能粉碎和未通過篩板的金屬、陶瓷類物質(zhì)從機(jī)器的側(cè)口排出，通過提斗送到傳送帶上，在傳送過程中用磁選器將鐵和非鐵類物質(zhì)分

16、開。共二百三十五頁（5）半濕式選擇破碎該技術(shù)是基于廢棄物中各種( zhn)組分的耐剪切、耐壓縮、耐沖擊性能的差異，采用半濕式（加少量的水）在特制的具有沖擊、剪切作用的裝置中，對廢物作選擇性破碎的一種技術(shù)。半濕式選擇破碎機(jī)結(jié)構(gòu)見圖5-4，物料在半濕式選擇破碎機(jī)中的選擇破碎和分選分三級進(jìn)行。共二百三十五頁共二百三十五頁物料投入后，刮板首先將垃圾組分中的玻璃、陶瓷等性質(zhì)脆而易碎的物質(zhì)破碎成細(xì)粒、碎片，通過第一階段的篩網(wǎng)分離出去。分出的第一組物質(zhì)采用磁力反撥、風(fēng)力分選設(shè)備分別去除廢鐵(fi ti)、玻璃、塑料等得到堆肥原料。剩余垃圾進(jìn)入滾筒第二階段，繼續(xù)受到刮板的沖擊和剪切作用，具有中等強(qiáng)度的紙類物質(zhì)

17、被破碎，從第二階段篩網(wǎng)排出。分出的第二組物質(zhì)采用分選設(shè)備先去除長形物，然后用風(fēng)力分選器將相對密度大一些的廚芥類和相對密度小的紙類分開。殘余的垃圾，在滾筒內(nèi)繼續(xù)受到刮板的沖擊和剪切作用而破碎，從滾筒的末端排出，其主要成分為延形性大的金屬以及塑料、纖維、木材、橡膠、皮革等物質(zhì)。第三組物質(zhì)的分選設(shè)備由磁選機(jī)和剪切機(jī)組成，剪切式破碎機(jī)把原料剪切到合乎熱分解氣化要求的粒度，然后可以利用其相對密度的差異，進(jìn)一步將金屬類和非金屬類分開。共二百三十五頁C.分選主要是依據(jù)各種廢棄物的不同物理性能進(jìn)行分選處理的過程。固體廢棄物的分選有很大的意義。廢棄物在回收(hushu)利用時(shí)，分選是繼破碎以后的重要操作工序，分

18、選效率直接影響到回收(hushu)物質(zhì)的價(jià)值和市場銷路。分選的方法主要有篩分、重力分選、磁力分選、浮力分選等。共二百三十五頁（1）篩分是利用固體廢棄物之間的粒度差，通過一定孔徑的篩網(wǎng)上的振動(dòng)來分離物料的一種操作方法。把可以通過篩孔的和不能通過篩孔的粒子群分開。篩分法通常和其他設(shè)備串聯(lián)使用。該技術(shù)已經(jīng)在固體廢棄物資源回收和利用方面得到廣泛應(yīng)用。影響篩分效率的因素包括入選物料的性質(zhì)、篩子的振動(dòng)方式、振動(dòng)頻率、振幅大小、振動(dòng)方向、篩子角度、粒子反彈(fn dn)差異、篩孔目數(shù)及篩孔大小等。共二百三十五頁（2）重力分選是利用混合固體廢棄物在介質(zhì)中的相對密度差進(jìn)行分選的一種方法(fngf)。分選的介質(zhì)可

19、以是空氣、水，也可以是重液、重懸液等。從而可分為風(fēng)力分選、慣性分選、重液分選等幾種形式。共二百三十五頁風(fēng)力分選是基于固體廢棄物顆粒在風(fēng)力作用下，相對密度大的沉降末速度大，運(yùn)動(dòng)距離比較近，相對密度小的沉降末速度小，運(yùn)動(dòng)距離比較遠(yuǎn)的原理，對不同相對密度的物質(zhì)加以分選。目前，該技術(shù)在城市垃圾處理中已經(jīng)得到廣泛使用，不過影響固體顆粒物沉降末速度的因素很多，以至于在風(fēng)選時(shí)往往不易(b y)達(dá)到預(yù)期的目的。為此，需要經(jīng)過破碎、干燥等預(yù)處理，與風(fēng)選組成一個(gè)聯(lián)合流程。共二百三十五頁慣性分選是基于廢棄物各組分的相對密度和硬度差異而進(jìn)行分離的一種(y zhn)方式。根據(jù)慣性分選原理而設(shè)計(jì)的機(jī)械有彈道分選機(jī)、反彈滾

20、筒分選機(jī)、斜板輸送分選機(jī)等。目前該技術(shù)主要用于回收垃圾中的重金屬、玻璃、陶瓷等相對密度較大的組分。共二百三十五頁重液分選是將兩種密度不同的固體廢棄物放在相對密度介于兩者之間的重介質(zhì)中，使輕的固體顆粒上浮、重固體顆粒下沉從而進(jìn)行分選的一種(y zhn)方法。重介質(zhì)主要有固體懸浮液、氯化鈣水溶液、四溴乙烷水溶水溶液等。該方法在國外用于從廢金屬混合物中回收鋁已達(dá)到實(shí)用化程度。共二百三十五頁（3）磁力分選 是基于固體廢棄物的磁性差異達(dá)到分選效果的一種技術(shù)。它是通過設(shè)置在輸送帶下端的一種磁鼓式裝置來實(shí)現(xiàn)的。被破碎的廢棄物通過皮帶運(yùn)輸機(jī)傳送到另一預(yù)處理裝置時(shí)，下落(xilu)廢棄物中的碎鐵渣被磁分選機(jī)吸在

21、磁鼓裝置上，從而得到優(yōu)質(zhì)的碎鐵渣。它作為固體廢棄物前處理的一種方法已經(jīng)得到較普遍的采用，主要用于城市垃圾中鋼鐵回收、鋼鐵工業(yè)塵泥及廢渣中原料的回收。 共二百三十五頁（4）浮選法是根據(jù)固體廢棄物粒子表面的物理(wl)、化學(xué)性質(zhì)不同，在其中加入浮選藥劑，通人空氣在水中形成氣泡，使其中一種或一部分粒子選擇性地吸附在氣泡上被浮到表面與液相分離的操作。根據(jù)分離對象不同可分為：浮游選礦、離子浮選、分子浮選及膠體浮選等。浮選技術(shù)在工礦企業(yè)固體廢棄物處理方面的應(yīng)用實(shí)例很多，如粉煤灰浮選回收炭、煉油廠堿渣作浮選捕收劑等。共二百三十五頁（5）靜電分離技術(shù)這是利用各種物質(zhì)的電導(dǎo)率、熱電效應(yīng)及帶電作用不同而分離被分選

22、物料的方法。用于各種塑料、橡膠和纖維紙、合成皮革與膠卷等物質(zhì)的分選是有效的。例如給兩種性能不同塑料的混合物加以電壓，使一種塑料荷負(fù)電、另一種荷正電(zhngdin)，就可以使兩者得以分離開。共二百三十五頁（6）渦電流分離技術(shù)將非磁性而導(dǎo)電的金屬（銅、鉛、鋅等）置于不斷變化的磁場中，金屬內(nèi)部會產(chǎn)生渦電流并產(chǎn)生排斥力。由于排斥力隨物質(zhì)的固有電阻、導(dǎo)磁率等特性及磁場密度的變化速度及大小而異，從而能起到分離金屬物料的作用（渦電流分離的原理(yunl)見圖5-5）。但是，排斥力受金屬塊的大小、性質(zhì)、種類及表面狀態(tài)的影響，所以渦電流分離法用于固體廢棄物中回收金屬物質(zhì)是比較困難的。共二百三十五頁共二百三十五

23、頁（7）光電分離技術(shù)它是利用物質(zhì)表面光反射特性的不同而分離物料的方法。先確定一種標(biāo)準(zhǔn)的顏色，讓含有與標(biāo)準(zhǔn)顏色不同的顏色的粒子混合物經(jīng)過光電分離器時(shí)，在下落過程中，當(dāng)照射到和標(biāo)準(zhǔn)顏色不同的物質(zhì)粒子時(shí)，改變了光電放大管的輸出電壓(diny)，經(jīng)電子裝置增幅控制，瞬間地噴射壓縮空氣而改變異色粒子的下落方向。這樣將與標(biāo)準(zhǔn)顏色不同的物質(zhì)被分離出來。操作原理見圖5-6。共二百三十五頁共二百三十五頁D.固化技術(shù)是指通過物理或化學(xué)法，將廢棄物固定或包含在堅(jiān)固的固體中，以降低或消除有害成分的溶出特性。固化法開始于三十多年前，當(dāng)時(shí)日本為解決放射性廢棄物的凝聚沉淀、蒸發(fā)、粒子交換等處理后的二次廢物即污泥及濃縮液的處

24、理問題而提出的，現(xiàn)在這一技術(shù)正在(zhngzi)不斷深化。目前，根據(jù)廢棄物的性質(zhì)、形態(tài)和處理目的可供選擇的固化技術(shù)有以下5種方法，即水泥基固化法、石灰基固化法、熱塑性材料固化法、高分子有機(jī)聚合法和玻璃基固化法，詳見表5-2。共二百三十五頁共二百三十五頁共二百三十五頁E.增稠和脫水在生產(chǎn)工藝本身或化學(xué)工業(yè)廢水處理過程中，常常產(chǎn)生許多沉淀物和漂浮物。比如在污水處理系統(tǒng)中，直接從污水中分離出來的沉砂池的沉渣、初沉池的沉渣、隔油池和浮選池的油渣、廢水通過化學(xué)處理和生物化學(xué)處理產(chǎn)生的活性污泥和生物膜、高爐冶煉過程排出的洗氣灰渣、電解過程排出的電解泥渣等，它們統(tǒng)稱(tngchng)為污泥，污泥的重要特征是

25、含水率高。在污泥處理與利用中，核心問題是水和懸浮物的分離問題，即污泥的增稠和脫水問題。脫水是進(jìn)一步降低污泥中含水率的一種方法，主要有自然干化法和機(jī)械脫水法。自然干化法是利用太陽自然蒸發(fā)污泥中的水分。機(jī)械脫水法主要是利用機(jī)械脫水設(shè)備進(jìn)行脫水的，機(jī)械脫水設(shè)備有真空過濾機(jī)、板框壓濾機(jī)、帶式壓濾機(jī)和離心脫水機(jī)等幾種。共二百三十五頁F.焚燒焚燒是一種高溫處理和深度氧化的綜合工藝，通過焚燒（溫度在800-1000C）使其中的化學(xué)活性成分被充分氧化分解，留下的無機(jī)成分（灰渣）被排出，在此過程中廢棄物的容積減少，毒性降低，同時(shí)(tngsh)可達(dá)到回收熱量及副產(chǎn)品的雙重功效。而今城市垃圾的焚燒已成為城市垃圾處理

26、的三大方法之一，在處理方面的技術(shù)地位僅次于填埋。之所以得到如此廣泛的應(yīng)用，是因?yàn)樗性S多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。共二百三十五頁減容（量）效果好，占地面積小，基本無二次污染，且可以回收熱量；焚燒操作是全天候的，不易受氣候條件所限制；焚燒是一種快速處理方法，使垃圾變成穩(wěn)定狀態(tài)，填埋需幾個(gè)月，在傳統(tǒng)的焚燒爐中，只需在爐中停留1h就可以達(dá)到要求；焚燒的適用面廣，除可處理城市垃圾以外(ywi)，還可處理許多種其他有毒廢棄物。共二百三十五頁當(dāng)然焚燒方法也存在一些問題：基建投資大，占用資金期較長；對固體廢棄物的熱值有一定的要求；要排放一些不能夠從煙氣(yn q)中完全除去的污染氣體；操作和管理要求較高。 焚燒設(shè)備主要有

27、流化床焚燒爐、多段爐、轉(zhuǎn)窯、敞開式焚燒爐、雙室焚燒爐等。共二百三十五頁G.熱解技術(shù)熱解技術(shù)是在氧分壓較低的條件下，利用熱能使可燃性化合物的化合鍵斷裂，由大相對分子質(zhì)量的有機(jī)物轉(zhuǎn)化成小相對分子質(zhì)量的燃料氣體、油、固形碳等。與焚燒不同，焚燒是在氧分壓比較高的條件下使有機(jī)物在高溫下完全氧化，生成(shn chn)穩(wěn)定的CO2和H2O，同時(shí)釋放能量。20世紀(jì)60年代以來，城市垃圾成分發(fā)生了很大的變化，垃圾中可燃成分比例有了較大的提高。據(jù)報(bào)道，歐洲經(jīng)濟(jì)共同體國家垃圾平均熱值達(dá)7500kJ/kg，已相當(dāng)于褐煤的發(fā)生量。實(shí)踐表明這是一種有前途的固體廢棄物處理方法。共二百三十五頁目前，世界各國研究的熱解系統(tǒng)多

28、種多樣，但主要還是以移動(dòng)床系統(tǒng)、 流化床系統(tǒng)及轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)采用的最為廣泛。其中較著名得有Purox法、兩塔循環(huán)法、Landgard法。近幾年又出現(xiàn)了落下床輻射爐、熱載體分解爐等新的工藝方法(fngf)。1981年我國農(nóng)機(jī)科學(xué)研究院，利用低熱值的農(nóng)村廢物進(jìn)行了熱解燃?xì)庋b置的試驗(yàn)并取得成功。共二百三十五頁熱解法和其他方法相比，有以下優(yōu)點(diǎn)。因熱解是在氧分壓較低的還原條件下進(jìn)行，因此發(fā)生的NOx、SOx、HCl等二次污染較少，生成的燃料氣或油能在低空氣比下燃燒，因此廢氣量比較少，對大氣造成的二次污染也不明顯；能夠處理不適于焚燒的難處理固體廢棄物；熱解殘?jiān)?，腐敗性有機(jī)物含量少，能防止填埋廠的公害，排出物密

29、度高、致密，廢物被大大減容，而且(r qi)灰渣被熔融，能防止重金屬類溶出；能量轉(zhuǎn)換成有價(jià)值的、便于儲存和運(yùn)輸?shù)娜剂?。共二百三十五頁H.堆肥技術(shù)堆肥技術(shù)是依靠自然界廣泛分布的細(xì)菌、放線菌、真菌等微生物，人為地促進(jìn)可被生物降解的有機(jī)物向穩(wěn)定的腐殖質(zhì)轉(zhuǎn)化的生物化學(xué)過程。堆肥化的產(chǎn)物稱為堆肥，可作為土壤改良劑和肥料，從而防止有機(jī)肥力減退，維持農(nóng)作物長期的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。這種方法(fngf)越來越受到重視，成為處理城市生活垃圾的一種主要方法(fngf)。共二百三十五頁我國堆肥法歷史悠久，以前人們長期使用露天堆肥法，盡管技術(shù)落后，但對農(nóng)村的生活垃圾和人畜糞便給了必要(byo)的處理和利用。隨著社會的進(jìn)步、人口

30、的增長，各種可以用作堆肥的廢棄物泛濫成災(zāi)，堆肥技術(shù)已轉(zhuǎn)向?yàn)樘幚沓鞘猩罾闹匾侄沃?。我國一些城市已?jīng)開展了這方面的工作，并取得了一定的經(jīng)驗(yàn)。堆肥化按需氧程度區(qū)分，有好氧堆肥和厭氧堆肥；按溫度區(qū)分，有中溫堆肥和高溫堆肥；按技術(shù)區(qū)分，有露天堆肥和機(jī)械密封堆肥。習(xí)慣上以第一種分類方法來區(qū)分。共二百三十五頁3.3主要化工廢渣回收利用(lyng)技術(shù)化工廢渣(fizh)的治理應(yīng)從改革工藝路線入手，盡可能采用無毒、無害或低毒、低害的原料和能源，采用不產(chǎn)生或少產(chǎn)生廢渣(fizh)的新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備，最大限度地提高資源和能源的利用率，把廢渣(fizh)消滅在生產(chǎn)過程中。同時(shí)對產(chǎn)生的固體廢棄物進(jìn)行積

31、極的無害化處理，而且要做到物盡其用，使固體廢棄物進(jìn)行資源化回收和利用，即所謂的固體廢物“從搖籃到墳?zāi)埂钡墓芾砜刂企w系（見圖5-7） 。固體廢物“減量化”的基本途徑見圖5-8。共二百三十五頁共二百三十五頁共二百三十五頁3.3.1塑料廢渣的處理和利用塑料廢渣屬于廢棄的有機(jī)物質(zhì)，主要來源于樹脂生產(chǎn)過程、塑料的制造加工過程以及包裝材料。塑料的物理性質(zhì)之一是在低溫條件下可以軟化成型。另外在有催化劑的作用下，通過適當(dāng)溫度(wnd)和壓力，高分子可以分解為低分子烴類。根據(jù)這些物理、化學(xué)性質(zhì)，可以將塑料廢渣熱解或者可以加熱成型，塑料的另一個(gè)特點(diǎn)是種類繁多，用途廣泛，而廢塑料則是雜品混合，性質(zhì)各異。要想再生利用

32、，對其進(jìn)行預(yù)分選操作是不可避免的一個(gè)環(huán)節(jié)。根據(jù)各種塑料廢渣的不同性質(zhì)，通過預(yù)分選后，廢塑料可進(jìn)行熔融固化或熱分解處理。共二百三十五頁處理和利用塑料廢渣的途徑大致有以下幾個(gè)(j )方面，即再生處理法、熱分解法、焚燒法及濕式氧化法和化學(xué)氧化法等。但很多塑料含有氯（如聚氯乙烯等），當(dāng)用焚燒法處理廢塑料時(shí)，由于產(chǎn)生氯化物排人大氣，會產(chǎn)生二次污染，而且對焚燒設(shè)備腐蝕尤其嚴(yán)重，要消除這些危害需增加多種廢氣凈化措施，從而造成經(jīng)濟(jì)和管理上的負(fù)擔(dān)。從資源的有效利用考慮，廢塑料也不宜采用焚燒法處理，因而焚燒法處理也非上策，是萬不得已的處理方法。共二百三十五頁預(yù)分選一般廢品中的廢塑料均為混合體。廢塑料在以往的使用過

33、程中或是混雜于其他廢物中時(shí)，或多或少附有泥、砂、草、木等，有時(shí)還會與金屬等別種物質(zhì)共同構(gòu)成物件如電線，包覆線等。因此其預(yù)處理工藝是很復(fù)雜的。首先需要對廢塑料進(jìn)行粉碎。塑料具有韌性，經(jīng)低溫處理增加其脆性則有利于粉碎作業(yè)。事前可加以必要的水洗，或者在粉碎后水洗或水選，也可用不同密度的液體進(jìn)行浮選，還可在水洗干燥后再風(fēng)選。這類過程都是利用密度不同而完成分離工作。有時(shí)，為了排除鐵質(zhì)金屬也可采用(ciyng)磁選。為了減少分選的困難，往往在回收廢塑料時(shí)就要注意分類收集。共二百三十五頁例如在塑料工廠回收塑料時(shí)，由于工廠生產(chǎn)常用單一性質(zhì)的塑料生產(chǎn)制品，這樣就可把這種單一的塑料收集在一起，或按生產(chǎn)車間分別回收

34、不同的塑料。若是能要求廢品收購站在回收廢塑料時(shí)按不同的類型加以集中，則對分選工作也帶來方便。如某工廠的某種廢塑料量少時(shí)，也可按地區(qū)由幾處地方(dfng)聯(lián)合回收某一品種的塑料。共二百三十五頁B.熔融固化法從再生制品的質(zhì)量考慮，根據(jù)投加材料區(qū)別分為兩類。一類是在回收(hushu)的廢塑料中按一定比例加入新的塑料原料，從而提高再制品的性能?；蚴菑幕旌蠌U塑料中，按不同密度回收各種塑料，再依其不同密度以一定配比制成再生制品。 全過程如圖5-9所示。共二百三十五頁共二百三十五頁另一類是在廢塑料中加入廉價(jià)的填料。如用廢塑料制造可替代木料的塑料柱，或制成馬路擺設(shè)用的大花盆等粗制品時(shí)，可加入一定量的污泥。如果

35、制成在海洋中使用的魚礁時(shí)，也可在回收的廢塑料中加入一定比例的河砂，這樣(zhyng)還可以增加密度，容易沉入海底。一般采用熱載體熔融固化法進(jìn)行，此法的過程是將熱載體加熱至350-400后與常溫廢塑料混合（后者占比例為40-60%），在200下用槳葉攪拌器混合5-10min后熔融、成型。其工藝如圖5-10所示。制成品的外觀與混凝土制品相似，抗拉強(qiáng)度亦相同，但壓縮強(qiáng)度略低而抗彎強(qiáng)度較高，相對密度在1.3-1.7之間。共二百三十五頁共二百三十五頁 總之，回收的廢塑料由于種類繁多，并夾雜了其他廢物，一般只能做某些較粗糙的制品用于建筑材料，如鋪路用的骨料、枕木、管道(gundo)、坑木、魚礁等，這是由于

36、廢塑料與塑料原料在性質(zhì)上有一定的差異（主要是抗拉強(qiáng)度、伸縮性較差等）。共二百三十五頁C.再生處理法再生處理法須根據(jù)各種廢渣的不同性質(zhì)分別對待。不同類型的塑料廢渣，預(yù)先可以借助外觀及其他特征加以鑒別區(qū)分。混合塑料廢渣鑒別時(shí)通常(tngchng)采用分選技術(shù)。其中以相對密度分選法最為方便，該法是先將廢渣粉碎，用不同密度的液體進(jìn)行浮選，還可以在水洗干燥后進(jìn)行風(fēng)選。對于單一種類熱塑性塑料廢渣的再生稱為單純性再生即熔融再生。整個(gè)再生過程由挑選、粉碎、洗滌、干燥、造?；虺尚偷葞讉€(gè)工序組成。圖5-11為塑料廢渣熔融再生工藝流程。共二百三十五頁共二百三十五頁（1）挑選挑選的目的是要得到單一種類的熱塑性塑料廢渣

37、，而將其他夾雜物分選出去。分選之前經(jīng)常需要先將塑料廢渣進(jìn)行粉碎，粉碎到一定程度之后進(jìn)行分選。（2）粉碎除對塑料廢渣在分選之前需要進(jìn)行粉碎之外，在送經(jīng)擠出機(jī)之前，往往還需要對塑料廢渣作進(jìn)一步粉碎，所以粉碎是很重要(zhngyo)的工序。對不同的塑料廢渣，應(yīng)選用不同的粉碎設(shè)備。對小塊的塑料廢渣一般可采用剪切式粉碎機(jī)，對大塊的廢渣則以采用沖擊式的粉碎機(jī)效果較好。共二百三十五頁（3）洗滌和干燥塑料廢渣常常(chngchng)帶有油、泥沙及污垢等不清潔物質(zhì)，故需進(jìn)行洗滌處理，一般用堿水洗或酸洗，然后再用清水沖洗，洗干凈之后還需進(jìn)行干燥以免有水分殘留而影響再生制品的質(zhì)量。干燥的方法很多，可以由陽光和風(fēng)吹進(jìn)

38、行自然干燥，也可以利用氣流干燥器設(shè)備進(jìn)行干燥。共二百三十五頁（4）擠出造?；虺尚桶呀?jīng)過洗凈、干燥的塑料廢渣，如果不再需要粉碎(fn su)的話，就可以直接送入擠出機(jī)或者直接送入成型機(jī)，經(jīng)加熱使其熔融后便可以造?；虺尚汀Ｔ谠炝；虺尚瓦^程中，通常還需要添加一定數(shù)量的增塑劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、顏料等輔助材料。輔助材料的選擇和配方，應(yīng)根據(jù)廢渣的材料品種和情況來決定共二百三十五頁D.熱分解法熱分解法是通過加熱等方法將塑料高分子化合物的鏈斷裂，使之變成低分子化合物單體、燃燒氣或油類等，再加以有效的利用。熱分解的技術(shù)是希望盡可能在常壓低溫下進(jìn)行，以節(jié)省能源，為此需采用有效的催化劑。不過對塑料熱分解來說，從催化

39、劑性能(xngnng)和使用壽命兩方面要求，還未找到滿意的催化劑，故催化劑尚未推廣，目前主要采用熱分解法。共二百三十五頁被分解物質(zhì)的加熱性能，主要有導(dǎo)熱系數(shù)和熔融熱。聚苯乙烯、聚乙烯的導(dǎo)熱系數(shù)分別為0. 08與0.35W/(m2K)，相當(dāng)于木料的數(shù)值。聚丙烯、聚乙烯的熔融熱分別為58.6和71.1J/kg，塑料熔點(diǎn)一般在100-250之間，雖然較低，但若加熱不均勻局部可超過500，會出現(xiàn)炭化等現(xiàn)象，應(yīng)加以盡量避免。在處理時(shí)均勻有加熱是熱分解過程中一項(xiàng)關(guān)鍵的技術(shù)。聚氯乙烯、維尼綸等可能分解氯化物或重金屬等物質(zhì)，最好在廢塑料處理時(shí)，可以(ky)通過密度分選法進(jìn)行分離操作，將這些有害物排除。共二百三

40、十五頁聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等解酚反應(yīng)型塑料進(jìn)行熱分解可生產(chǎn)該物質(zhì)的單體(dn t)，然后再生用做聚合原料。但聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等不規(guī)則分解型塑料只能分解成為C1-C30的各種飽和烴類化合物和不飽和烴類化合物的混合物。目前尚不能進(jìn)行進(jìn)一步的分離，僅作為燃料使用，因?yàn)椴缓颍梢宰鳛檩^好的重油使用。共二百三十五頁圖5-12是加熱分解法流程(lichng)的示意圖。這種方法需要將塑料廢渣加熱到熔融狀態(tài)，一般要380-400的高溫才能開始熱分解。熱分解產(chǎn)物C1-C4為氣態(tài)烴、 C5-C6為輕質(zhì)油、 C7-C30為重質(zhì)油。塑料熱分解技術(shù)可以分為熔融液槽法、流化床法、螺旋加熱擠壓法、管式加熱法

41、等。目前可供實(shí)際應(yīng)用的是前兩種。 共二百三十五頁共二百三十五頁共二百三十五頁熔融液槽法工藝流程如圖5-13所示。將經(jīng)過破碎、干燥的廢塑料加入熔融液槽中，進(jìn)行有效而均勻的加熱熔化，并緩緩地分解。槽內(nèi)溫度保持在400左右，熔融槽溫度為300-350，而分解溫度為400-500。各槽均靠熱風(fēng)加熱，分解槽有泵進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)，槽的上部設(shè)有回流區(qū)（200左右），以便控制溫度。焦油狀或蠟狀高沸點(diǎn)物質(zhì)在冷凝器凝縮分離后須返回(fnhu)槽內(nèi)再加熱，進(jìn)一步分解成低分子物質(zhì)。低沸點(diǎn)成分的蒸氣，在冷凝器內(nèi)分離成冷凝液和不凝性氣體，冷凝液再經(jīng)過油水分離后，可回收油類。共二百三十五頁該油類粘度低，凝固點(diǎn)在0以下，發(fā)熱量也

42、高，是一種優(yōu)質(zhì)的燃燒油。但沸點(diǎn)范圍廣，著火點(diǎn)極低，最好能除去低沸點(diǎn)成分后再加以利用。不凝性氣態(tài)化合物，經(jīng)吸收塔除去氯化物等氣體后，可作燃料氣使用。回收油和氣體的一部分可用作液槽熱風(fēng)的能源。本工藝的優(yōu)點(diǎn)是可以任意控制溫度(wnd)而不致堵塞管路系統(tǒng)。共二百三十五頁圖5-14為流化床工藝流程圖，此法的特點(diǎn)是可以同時(shí)處理各種廢塑料，床的單位容積處理量高。但其冷凝器體積大，收率較其他方法低些，回收(hushu)單位效果差。共二百三十五頁共二百三十五頁E.焚燒法 焚燒法是一種傳統(tǒng)的處理方法和手段，但目前(mqin)僅在小企業(yè)中對少量廢塑料非法處理中使用，并無推廣價(jià)值。共二百三十五頁主要原因在于(ziy)

43、：隨著塑料工業(yè)的發(fā)展、其種類繁多，加熱特性復(fù)雜。有些塑料受熱不能全熔，造成焚燒困難。塑料與金屬、玻璃等組合制品日益增多，加熱后攪合在一起，影響燃燒效果。塑料與碳酸鈣相混成為鈣塑制品，具不可燃性。以聚氯乙烯、維尼綸為原料的塑料制品占總量相當(dāng)比例（20%），另外還有尿素性塑料品，在焚燒時(shí)它們將產(chǎn)生氯化物、二氧化氮等腐蝕性很強(qiáng)的氣體造成大氣污染，為了保護(hù)環(huán)境，必須增加多種設(shè)備而使過程復(fù)雜化，處理成本高。而小企業(yè)沒有經(jīng)濟(jì)實(shí)力對尾氣進(jìn)行治理。共二百三十五頁塑料焚燒法可分為傳統(tǒng)的一般法和部分燃燒法兩種。前者在一次燃燒室內(nèi)可以達(dá)到高溫，由火焰、爐壁等輻射熱，使廢塑料在一次燃燒室進(jìn)行熱分解。目的是打算在一次燃

44、燒室內(nèi)求得徹底的燃燒，但往往燃燒不完全(wnqun)，因而產(chǎn)生煤煙和未燃?xì)怏w，為此需再經(jīng)二次或三次燃燒室用助燃噴嘴使之燒盡。部分燃燒法在第一燃燒室控制空氣量，在800-900的溫度下，使廢塑料的一部分燃燒，再將熱分解氣體和未燃?xì)?、煤煙等送至第二燃燒室，這里供給充分空氣，使溫度提高到1000-1200完全燃燒。部分燃燒法，燃燒充分，產(chǎn)生煤煙少，但熱分解速度較慢，處理能力較小。其裝置系統(tǒng)如圖5-15所示。共二百三十五頁共二百三十五頁塑料廢渣的焚燒爐一般不能用帶有爐柵的爐子焚燒，以防止廢渣在熔融階段，使?fàn)t柵不能正常工作。目前采用較多的是用固定床焚燒爐、回轉(zhuǎn)爐、旋風(fēng)爐以及(yj)流化床焚燒爐等。圖5-

45、16為使用固定床焚燒爐處理塑料廢渣的流程示意圖。共二百三十五頁共二百三十五頁F.濕式氧化和化學(xué)處理方法濕式氧化法就是在一定的溫度和壓力條件下，使塑料渣在水溶液中進(jìn)行氧化，轉(zhuǎn)化成不會造成污染危害的物質(zhì)，而且也可以回收能源。塑料廢渣(fizh)采用濕式氧化法進(jìn)行處理，其與焚燒法相比較，具有操作溫度低，無火焰生成，不會造成二次污染等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)報(bào)道，一般塑料廢渣在0.4MPa的壓力下和120-370溫度下，均可在水溶液中進(jìn)行氧化反應(yīng)。共二百三十五頁化學(xué)處理法是一種利用塑料廢渣的化學(xué)性質(zhì)將其轉(zhuǎn)化為無害的最終產(chǎn)物的方法。最普遍采用的是酸堿中和、氧化還原和混凝等方法。這是一種很有發(fā)展前途的方法，可以直接變有

46、害物質(zhì)為有用物質(zhì)，例如(lr)將某些塑料廢渣通過加氫反應(yīng)而制得燃料等等。共二百三十五頁3.3.2硫鐵礦渣的處理(chl)和利用3.3.2.1硫鐵礦渣來源、組成及其危害硫鐵礦渣是用硫鐵礦為原料生產(chǎn)硫酸時(shí)產(chǎn)生的廢渣，所以又叫硫酸渣，或稱燒渣。目前，我國硫酸工業(yè)采用的硫鐵礦原料，含硫量多數(shù)在35%以下(yxi)。由于硫鐵礦含硫量低，雜質(zhì)含量高，對充分利用硫鐵礦中的鐵資源帶來了極大的危害。共二百三十五頁硫鐵礦主要成分為FeS2。天然硫鐵礦由礦場開采而得。其中夾有銅、鋅、鉛、銀、砷的硫化物和硒化物，鈣、鎂硫酸鹽和碳酸鹽以及石英和滑石等雜物，含硫量一般在25-52%，含鐵量35-44%。硫鐵礦還以雜質(zhì)形式

47、存在于其他金屬（如銀，鉛，銅，鋅等）礦石中，經(jīng)浮選分離后富集于尾砂中，將尾砂再浮選一次可得到含硫48-50%的浮選硫鐵礦。目前我國生產(chǎn)硫酸所使用的尾砂有三分之二來自(li z)白銀礦。共二百三十五頁 硫鐵礦在焙燒時(shí)硫變成硫酸的中間產(chǎn)品二氧化硫，鐵變成氧化鐵，成為渣的主要(zhyo)成分，反應(yīng)式如下：共二百三十五頁其他金屬硫化物也有類似的變化。鈣、鎂的碳酸鹽在焙燒過程中轉(zhuǎn)變成硫酸鹽與原來礦石中的硫酸鹽、硅酸鹽殘留在渣中。因此，硫鐵礦渣的重要成分是三氧化二鐵、四氧化三鐵以及其他重金屬氧化物、硫酸鹽、硅酸鹽等。表5-3和表5-4列出了典型(dinxng)燒渣的化學(xué)組成和貴重金屬的元素含量分析結(jié)果。燒

48、渣組成隨硫鐵礦的來源以及焙燒的方法不同而略有差別。共二百三十五頁共二百三十五頁共二百三十五頁一般采用沸騰焙燒爐焙燒時(shí)，燃燒充分，燒渣含三氧化二鐵高，殘硫較低，可以達(dá)到0.5%右，燒渣多呈粉狀（5mm)。熔渣(rn zh)爐焙燒得到的燒渣含F(xiàn)eO多（約50%左右），殘硫較低可達(dá)0.5%,最多1%，在生產(chǎn)中為降低燒渣熔點(diǎn)，有時(shí)投加河砂，故燒渣含SiO2較高，燒渣出爐經(jīng)水淬處理呈顆粒狀。機(jī)械焙燒爐燃燒不充分，殘硫較高，約4%左右，燒渣多呈小顆粒狀，這種爐型使用已不多。硫鐵礦渣因含F(xiàn)e2O3而呈褐紅色。共二百三十五頁每生產(chǎn)1t硫酸約排出0.5t硫鐵礦渣，從爐氣凈化收集的粉塵約0.3-0.4t，這些廢渣

49、如消極堆置，占據(jù)土地，其中(qzhng)細(xì)微粉塵隨風(fēng)飛揚(yáng)，污染空氣，在暴風(fēng)雨時(shí)隨水流向河流，形成紅色的色帶，在感官上不舒服，其中(qzhng)可溶性物質(zhì)還會滲入地下，隨水流進(jìn)入地表水或進(jìn)入地下水而污染水源和土壤。共二百三十五頁3.3.2.2硫鐵礦渣的處理和利用硫鐵礦渣的處理和利用已有100多年的歷史，目前(mqin)有些國家硫鐵礦渣已全部得到利用。我國每年約排放300多萬t，已被利用的只有約90t，其余大部分被排入環(huán)境，或鋪筑公路。利用途徑有十多種，其中作為水泥助熔劑，其余作為煉鐵原料，并能從中提取有色金屬和稀貴金屬，或制造還原鐵粉、三氯化鐵、紅鐵等化工產(chǎn)品。因此硫鐵礦渣又是一種很有價(jià)值的原料

50、。硫鐵礦渣綜合利用的最理想途徑是將其含有的有色金屬、稀有貴金屬回收并將殘?jiān)M(jìn)一步冶煉成鐵。但因硫鐵礦渣中有色金屬含量較低，回收工藝和設(shè)備較復(fù)雜，尚有一些問題需要解決，目前主要回收利用的是其所含的鐵。共二百三十五頁A.利用硫鐵礦渣煉鐵硫鐵礦渣煉鐵的主要問題是含硫量較高，現(xiàn)在一般為1-2%，這給煉鐵脫硫工作帶來很大負(fù)擔(dān)，影響生鐵質(zhì)量。其次是含鐵量較低，一般只有45%左右，波動(dòng)(bdng)范圍大，直接用于煉鐵，經(jīng)濟(jì)效益并不理想，所以在用于煉鐵之前，還需采取預(yù)處理措施，以提高含鐵品位。硫鐵礦渣中有銅、鉛、鋅、砷等金屬或非金屬，它們對冶煉過程和鋼鐵產(chǎn)品的質(zhì)量有一定影響。因此，要使煉鐵得到符合質(zhì)量的生鐵，

51、應(yīng)降低硫鐵礦渣中硫的含量，提高鐵含量，降低有害雜質(zhì)的含量，這才能為高爐煉鐵提供合格原料，以提高經(jīng)濟(jì)效益。共二百三十五頁降低硫含量可用水洗法，去除可溶性硫酸鹽。也可用燒結(jié)選塊方法來脫硫。提高硫鐵礦渣鐵品位大致有以下幾種方法。 提高硫鐵礦含鐵量我國硫鐵礦原料含硫量僅為 35-40% ，相應(yīng)的硫鐵礦渣含鐵量就低。而國外浮選硫鐵礦含硫大都在45%以上，相應(yīng)的硫鐵礦渣鐵含量均超過60%。如把現(xiàn)用的原料尾砂再浮選一次，得到精礦生產(chǎn)，非但對硫酸制選有利(yul)，也給硫鐵礦渣的綜合利用帶來方便。共二百三十五頁重力選礦紅色(hngs)燒渣中的鐵礦物絕大多數(shù)是磁性很弱的鐵礦物。對于這種燒渣，最好的處理方法是重力

52、選礦。根據(jù)硫鐵礦渣中的氧化鐵與二氧化硅密度不同進(jìn)行重力選礦，可提高硫鐵礦渣的鐵含量。磁力選礦。黑色燒渣中的鐵礦物，主要是以磁性鐵為主，這種硫鐵礦渣可以采用適當(dāng)?shù)拇艌鰪?qiáng)度進(jìn)行選礦。經(jīng)過脫硫和選礦后的精硫鐵礦渣配以適量的焦炭和石灰進(jìn)入高爐可以得到合格的鐵水。共二百三十五頁共二百三十五頁B.利用硫鐵礦渣生產(chǎn)生鐵和水泥 高爐煉鐵以及其他轉(zhuǎn)爐冶煉都不能利用高硫渣，而應(yīng)用回轉(zhuǎn)爐生鐵-水泥法可以利用高硫燒渣制得含硫合格的生鐵，同時(shí)(tngsh)得到的爐渣又是良好的水泥熟料。用燒渣代替鐵礦粉作為水泥燒成時(shí)的助溶劑時(shí)，即可滿足需要的含鐵量，又可以降低水泥的成本?；剞D(zhuǎn)爐生鐵-水泥法流程參閱圖5-17。共二百三十五

53、頁共二百三十五頁共二百三十五頁共二百三十五頁共二百三十五頁共二百三十五頁共二百三十五頁 由生產(chǎn)實(shí)踐證明，如果燒渣中含鐵量不高，而且含有色金屬量甚微，不值得回收時(shí)，以燒渣代替(dit)鐵礦粉應(yīng)用于水泥工業(yè)是很經(jīng)濟(jì)的，同時(shí)將產(chǎn)生較好的環(huán)境效益。共二百三十五頁C.回收有色金屬 硫鐵礦渣除含鐵外，一般都含有一定量的銅、鉛、鋅、金、銀等有價(jià)值的有色貴重金屬。早在幾十年前就提出用氯氣揮發(fā)（高溫氯化）和氯化焙燒（中溫氯化）的方法回收有色金屬，同時(shí)提高礦渣鐵含量，直接(zhji)作高爐煉鐵的原料。 硫酸燒渣高溫氯化法回收有色金屬的廢渣典型組成如表5-11所示。共二百三十五頁共二百三十五頁氯化揮發(fā)和氯化焙燒(b

54、i sho)的目的都是回收有色金屬提高礦渣的品位，它們的區(qū)別在于溫度不同，預(yù)處理及后處理工藝也有差別。氯化焙燒法是礦渣在最高溫度600左右進(jìn)行氯化反應(yīng)，主要在固相中反應(yīng)，有色金屬轉(zhuǎn)化成可溶于水和酸的氯化物及硫酸鹽，留在燒成的物料中，然后經(jīng)浸漬，過濾使可溶性物與渣分離。溶液回收有色金屬，渣經(jīng)燒結(jié)后作為高爐煉鐵原料。氯化揮發(fā)法是將礦渣造球，然后在最高溫度1250下與氯化劑反應(yīng)，生成的有色金屬氯化物揮發(fā)隨爐氣排出，收集氣體中的氯化物，回收有色金屬。氯化反應(yīng)器排出的渣可直接用于高爐煉鐵。共二百三十五頁具有代表性的工廠是日本光和精礦戶佃工廠和聯(lián)邦德國的都依斯堡煉鋼廠、國內(nèi)大連鋼廠、開封鋼鐵廠、株洲鋼鐵廠

55、高溫氯化試驗(yàn)性生產(chǎn)效果都較好，由于設(shè)備防腐以及煙氣凈化等問題尚未正式投產(chǎn)(tuchn)。南京鋼鐵廠采用中溫氯化焙燒法處理含鈷礦渣，已建成年產(chǎn)鈷50t的車間。 光和精礦法高溫氯化流程見圖5-18。共二百三十五頁圖5-18光和精礦(jn kun)法高溫氯化流程圖共二百三十五頁附圖(f t)說明：共二百三十五頁共二百三十五頁D.制造建筑材料 含鐵品位(pnwi)低的硫鐵礦渣由于回收價(jià)值不高，可以直接與石灰按85：15的比例混合磨細(xì)，達(dá)到全部通過100目篩，加12%的水，進(jìn)行消化，壓成磚坯，再經(jīng)24h蒸汽養(yǎng)護(hù)可制成75號磚。多年來，相關(guān)單位對硫酸廢渣制磚技術(shù)進(jìn)行了試驗(yàn)研究，并取得了工業(yè)化成果，經(jīng)過多年

56、的生產(chǎn)實(shí)踐證明，硫酸廢渣制磚工藝簡單，投資少，不需焙燒，節(jié)省能源、成本低。用硫酸廢渣作為燒渣磚的主要原料。實(shí)現(xiàn)了廢渣資源化，消除了污染，節(jié)省了廢渣堆存占地，是解決硫酸廢渣環(huán)境污染的重要途徑之一。共二百三十五頁3.3.3堿渣及電石渣的處理(chl)和利用化工廢渣實(shí)際上包括(boku)無機(jī)化工廢渣和有機(jī)化工廢渣。除塑料廢渣及硫鐵礦渣兩種廢渣外，還有一些比較重要的廢渣，如堿渣、電石渣、磷石渣、鹽泥、鉻渣及污水處理站多余的污泥等。共二百三十五頁3.3.3.1堿渣堿渣是指用氨堿法制堿的過程中所排出的廢渣。它大致有三個(gè)來源，即蒸氨塔排出的廢液中的沉淀物、精制鹽水時(shí)排出的一次和二次鹽泥以及在苛化制堿時(shí)所排出

57、的廢泥。三者中以蒸氨塔排出的廢液中的沉淀物數(shù)量最多，而且堿渣中還含有(hn yu)一定量的氯化物。氨堿生產(chǎn)廢液、廢渣產(chǎn)生量及組成如表5-12和表5-13所示。共二百三十五頁共二百三十五頁共二百三十五頁共二百三十五頁共二百三十五頁堿渣粉煤灰水泥的特點(diǎn)是：煅燒溫度(wnd)低；抗壓及抗拉強(qiáng)度均比較高；養(yǎng)護(hù)條件要求低，無論在潮濕的空氣或在水中養(yǎng)護(hù)均可以。目前存在的問題是，堿液中的氯化物在經(jīng)高溫煅燒時(shí)轉(zhuǎn)入氣相，以氯化氫氣體排出，尾氣需用堿液進(jìn)行吸收處理，以免造成二次污染。共二百三十五頁3.3.3.2電石渣A.電石渣脫水(tu shu)處理共二百三十五頁共二百三十五頁共二百三十五頁與傳統(tǒng)的電石渣漿處理方

58、法相比，采用大型機(jī)械化澄清桶和壓濾機(jī)處理電石渣漿，具有明顯的社會效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。它提高了電石渣的處理效率(xio l)和機(jī)械化程度，大大減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度；消除了電石渣裝運(yùn)過程中對廠區(qū)以及運(yùn)輸過程對環(huán)境的污染；電石渣含水率降低提高了其應(yīng)用價(jià)值。此外，澄清液回收不僅節(jié)約了乙炔發(fā)生器用水，而且回收了澄清液中的溶解乙炔，降低了乙炔生產(chǎn)的電石消耗。共二百三十五頁共二百三十五頁共二百三十五頁B.生產(chǎn)電石渣水泥 電石渣的主要成分是氫氧化鈣，可以用它代替石灰石作為生產(chǎn)水泥的原料，這也是我國綜合利用(znghlyng)這種廢渣的主要途徑。共二百三十五頁共二百三十五頁共二百三十五頁此法的缺點(diǎn)是物料需

59、要干燥，所需的物料堆放場地也很大，因此生產(chǎn)能力受到一定限制，電石渣水泥的抗壓強(qiáng)度可以達(dá)到400kg/cm2。此外，電石渣水泥的生產(chǎn)也可以采用濕法備料。此法是在電石渣中加入一定量的煤、黃土、礦渣等，經(jīng)過濕法備料、過濾、成球、立窯煅燒和熟料細(xì)磨等加工程序(chngx)后，即可制成電石渣水泥。該法的工藝流程如圖5-21所示。共二百三十五頁共二百三十五頁C.電石渣生產(chǎn)氯酸鉀電石渣的主要組成是氫氧化鈣，在化工生產(chǎn)中可以用電石渣代替石灰參與有關(guān)的反應(yīng)過程，如中和、皂化等生產(chǎn)過程。利用電石渣代替石灰生產(chǎn)氯酸鉀的反應(yīng)過程分兩步，首先電石渣中的氫氧化鈣與氯氣反應(yīng)，生成氯酸鈣，而后(r hu)，氯酸鈣與氯化鉀發(fā)生

60、復(fù)分解反應(yīng)，生成氯酸鉀。電石渣生產(chǎn)氯酸鉀工藝流程如圖5-22所示。共二百三十五頁共二百三十五頁工藝過程： 電石渣漿首先除去大塊雜質(zhì)，而后進(jìn)入吹出塔，用空氣吹除其中的乙炔等雜質(zhì)，進(jìn)入沉淀池，得到濃度為12%的乳液。用泵將電石渣乳液送至氯化塔，氫氧化鈣與氯氣反應(yīng)生成氯酸鉀，經(jīng)去除游離氯后，再用板框壓濾機(jī)除去固體物，將濾液與氯化鉀進(jìn)行(jnxng)復(fù)分解反應(yīng)，生成氯酸鉀，溶液經(jīng)蒸發(fā)、結(jié)晶、脫水、干燥、粉碎、包裝等工序制得成品氯酸鉀。共二百三十五頁 用電石渣代替石灰生產(chǎn)氯酸鉀，技術(shù)成熟，工藝可行，實(shí)現(xiàn)了綜合利用電石渣，不僅減少了電石渣對環(huán)境造成的污染，而且改善了石灰儲運(yùn)和化灰過程(guchng)中造成