第2章矿业固体二次资源
2 矿业固体二次资源的利用
2.1矿业固体二次资源的组成
矿业固体二次资源主要是指废石和尾矿。矿业固体二次资源通常由多种矿物组成，主要的有自然元素矿物、含氧盐矿物、硫化物及其类似化合物矿物、氧化物和氢氧化物矿物、卤化物矿物等。认识和掌握矿业固体二次资源中的各种矿物及其特性，对于制定合理的综合利用工艺具有重要的指导意义。
2.1.1含氧盐矿物
含氧盐矿物占已知矿物总数的2/3左右，在地壳里的分布极为广泛。含氧盐矿物分为硅酸盐矿物、碳酸盐矿物、硫酸盐矿物和其他含氧盐矿物四类。
2.1.1.1硅酸盐矿物
硅酸盐矿物是组成岩石的最主要成分，已知硅酸盐矿物约800种，占矿物总数的1/4，占地壳总质量的80%。它们是许多非金属矿产和稀有金属矿产的来源，如云母、石棉、长石、滑石、高岭石以及Be、Li、Rb、Cs等。
根据硅酸盐骨架构造类型（络阴离子类型）的不同，可将硅酸盐矿物分为岛状构造硅酸盐矿物、链状构造硅酸盐矿物、层状构造硅酸盐矿物和架状构造硅酸盐矿物四类。
（1）岛状构造硅酸盐矿物
岛状构造硅酸盐矿物是具有络阴离子[SiO4]4-、[Si2O7]6-、[Si3O9]6-、[Si4O12]8-和[Si6O18]12-的硅酸盐矿物。组成矿物的金属阳离子有二价、三价和四价。二价者主要有Mg2+、Fe2+、Ca2+、Mn2+、Zr2+、Be2+，三价者有Al3+、Fe3+、Cr3+、Mn3+，四价者有Ti4+、Zr4+、Th4+，阴离子是O2-、OH-和F-。
根据岛状硅酸盐内部构造的不同特点，又可分为以下三类。
①孤立硅氧四面体[SiO4]4-型。硅氧四面体之间没有共用角顶相连，彼此由阳离子相联系。[SiO4]4-的总电价为-4，必须借助金属阳离子的联系来达到电性中和，如镁橄榄石Mg2(SiO4)。
②孤立双硅氧四面体[Si2O7]6-型。两个四面体由一个共用角顶相连。位于共用角顶上的氧离子因与两个Si相连，电性已中和，其余6个O2-各带一个负电荷，故[Si2O7]6-总电价为-6，由阳离子联系达到电性中和，如异极矿Zn4(Si2O7)(OH)2·2H2O。
③孤立环状四面体[Si n O3n]2n-型。由3个、4个、6个四面体以两个共用角顶连接而形成平面上封闭的孤立硅氧四面体环，其中n为3、4或6。环与环之间由阳离子联系，如绿柱石Be3Al2(Si6O18)。
岛状硅酸盐矿物一般具有离子键和共价键，因此，矿物表面极性较强、硬度较高、物理性质和化学性质均较稳定。
（2）链状构造硅酸盐矿物
链状构造硅酸盐矿物的硅氧四面体彼此以角顶相连，沿一度空间作无限链状延伸。其中又可分为单链[Si2O6]4-型和双链[Si4O11]6-型两种。
无论单链和双链，链间均由阳离子来联系。辉石族矿物为单链构造，角闪石族矿物为双链构造，它们是组成火成岩和变质岩的主要暗色矿物，其络阴离子均为[SiO4]4-，有时为[AlO4]5-。但角闪石族矿物有附加阴离子OH-、F-或Cl-。辉石族矿物的化学式为R2[Si2O6]，R为Mg2+，Fe2+，Ca2+，Mn2+，有时为Na+、Li+、Al3+、Fe3+。角闪石族矿物化学式为R7[Si4O11]2[OH]2，R有时完全由Fe2+、Mg2+组成，有时由Fe2+、Mg2+、Al3+、Fe3+、Ca2+、Na+组成，其中阳离子可形成类质同象。络阴离子中Si4+可部分被Al3+替换。OH-可被F-、Cl-替换。
辉石族和角闪石族矿物颜色较深，玻璃光泽，晶形为一向伸长的柱状或针状，易产生柱面解理，硬度5~6，相对密度3.3左右，含铁者具有弱磁性，为非导体，绝缘性和矿物表面亲水性均较相似。
（3）层状构造硅酸盐矿物
层状构造硅酸盐矿物中包括络阴离子[Si4O10]4-和附加阴离子OH-的云母和类云母矿物。阳离子主要为Mg2+、Al3+，但Mg2+可被Fe2+、Ni2+、Mn2+、Li+替代。Al3+可被Fe3+、Mn3+、Cr3+、V3+替代。
硅氧四面体中的一部分Si4+被Al3+代替，便引入附加阳离子K+、Na+、Rb+、Cs+、Ca2+等使电价平衡。在附加阴离子OH-中，可被一部分F-、Cl-代替。有时在某些层状硅酸盐中还有水分子存在。矿物中各个[SiO4]4-之间以三个公共角顶的O2-相连，组成向二度空间延展的层状结构。
层状构造硅酸盐矿物中各个[SiO4]4-在平面上彼此连接成层，形成六方网状，故硅氧骨架以[Si4O10]4-表示。硅氧四面体中的另一活性氧指向一方，与另一个六方网状层的活性氧彼此相对排列，它们之间由阳离子相连接，故层内为离子键，层间为分子键或较弱的离子键连接。
矿物一般为单斜晶系，假六边形的片状晶体，薄片具挠性或弹性，硬度较低，相对密度较小，非电热导体，不具磁性或磁性微弱，矿物表面极性较差，故有的矿物疏水性较好。而黏土类矿物因硬度很低，晶粒极微细和吸水性强，在水中极易分散。
（4）架状构造硅酸盐矿物
架状构造硅酸盐矿物最主要的是长石族矿物，长石在火成岩中约占60%，变质岩中约占30%，沉积岩中约占10%。架状构造硅酸盐矿物的络阴离子多为[AlSi3O8]-或[Al2Si2O8]2-。在络阴离子中(Al ＋Si)/O比值总是等于1/2，而Al/Si比值则为1/3或1。阳离子主要为K+、Na+、Ca2+及Ba2+，由于晶格骨架中存在很大的空隙，有时可容纳附加阴离子F-、Cl-、OH-等，以补偿构造中过剩的正电荷。每一个硅氧四面体或铝氧四面体四个角顶的O2-均与相邻的四个硅氧四面体共用并相连接，形成沿着三度空间延伸的连续架状构造。
如果构造中均为硅氧四面体，则所有的O2-均被中和，成为[Si n O2n]型。这实际上又成了石英SiO2通式，是一种简单氧化物的化学式。可见只有当其硅氧四面体中的Si4+被部分的Al3+替代时，才会出现多余的负电荷与阳离子结合形成架状构造铝硅酸盐，即一部分[SiO4]4-被铝氧四面体[AlO4]5-代替。此时络阴离子的通式为[(Al x Si n-x)O2n]x-，据研究x＝1或2（不得超过硅离子数目的一半）。如正长石K[AlSi3O8]，络阴离子内部为共价键，络阴离子与阳离子间为离子键结合。
架状构造硅酸盐矿物颜色较浅（没有Fe、Mn等色素离子），玻璃光泽，硬度较高，相对密度较小，无磁性，电热的不良导体，矿物为极性表面，具亲水性。
2.1.1.2碳酸盐矿物
碳酸盐矿物在自然界中分布较广，已知矿物约80种之多，占地壳总质量的1.7%。其中以Ca、Mg碳酸盐矿物最多，其次为Fe、Mn等碳酸盐矿物。
碳酸盐矿物有的是非金属矿产的原料，如白云石等，有的是金属矿产的重要原料，如菱铁矿、菱锰矿等。在金属矿石中，碳酸盐矿物（如方解石）是常见的脉石矿物。
碳酸盐矿物是由络阴离子[CO3]2-与有关金属阳离子结合生成的化合物，如方解石CaCO3、菱铁矿FeCO3等。阳离子主要是Ca2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+、Cu2+、Pb2+、Zn2+、Ba2+等。其中Cu型离子可形成含附加阴离子OH-、Cl-的无水碳酸盐，如孔雀石Cu2[CO3][OH]2。其他在碳酸盐矿物中性质相近的阳离子可形成类质同象现象，如FeCO3-MnCO3，形成完全类质同象系列，因为Mn2+和Fe2+的半径和极化性能均相近；ZnCO3-MgCO3则形成不完全类质同象系列，因为Mg2+、Zn2+的半径虽然相近，但极化性能不同。由于矿物的形成条件不同，还存在同质多象现象。
在碳酸盐矿物中[CO3]2-呈平面三角形排列，碳原子居中央，三个氧离子位子三角形的角顶，内部呈共价键至离子键性质。络阴离子[CO3]2-与阳离子间则呈较弱的离子键结合。
碳酸盐矿物多为无色或浅色（其中含色素离子Fe、Mn者颜色较深），玻璃光泽，透明至半透明，硬度多为中等（3～4），相对密度随阳离子变化而异（2.7～5左右），无磁性，电热的不良导体。矿物表面亲水，化学稳定性较差，溶解度较大。
2.1.1.3硫酸盐矿物
硫酸盐矿物在自然界中产出约有260种，但仅占地壳总质量的0.1%。其中常见和具有工业意义的矿物不多，主要是作为非金属矿物原料（如石膏）。
硫酸盐矿物是络阴离子[SO4]2-与某些金属阳离子结合而成的化合物，如重晶石BaSO4等。由于络阴离子[SO4]2-的半径很大（0.295nm），因此只有与半径大的两价金属阳离子Ba2+、Sr2+、Pb2+结合
才能形成稳定的结晶构造。当与半径较小的两价阳离子Mg2+、Fe2+、Cu2+、Ni2+结合时则形成含水硫酸盐，如胆矾CuSO4·5H2O。因此半径中等的Ca2+与[SO4]2-即可形成无水硫酸盐硬石膏CaSO4，也可形成更稳定的含水硫酸盐石膏CaSO4·2H2O。某些半径较小的三价阳离子Fe3+、A13+，则只有与一价的碱金属K+、Na+同时参加晶格构造，形成含附加阴离子OH-的盐类，如明矾石KAl3(SO4)2(OH)6。
硫酸盐矿物一般颜色较浅，透明至半透明，多数玻璃光泽，硬度较低（3.5～1.5），除Pb、Ba 的硫酸盐外相对密度均较小，不具磁性，电热的非导体，含水硫酸盐溶液具导电性。
2.1.1.4其他含氧盐矿物
其他含氧盐矿物较常见的有磷酸盐、钨酸盐和钼酸盐，不常见的有硼酸盐、砷酸盐、钒酸盐、硝酸盐矿物等。
（1）磷酸盐矿物
磷酸盐矿物是某些金属阳离子与络阴离子[PO4]3-的化合物。[PO4]3-具有较高的电价和较大的离子半径，因而与不同阳离子结合时有不同的特点。若与半径大的三价阳离子（稀土元素）结合，则形成稳定的无水化合物，如独居石（Ce、La…）PO4、磷钇矿YPO4等。若与半径稍小的二价阳离子（Ca2+、Sr2+、Pb2+）化合时，常有附加阴离子OH-、F-、Cl-参与其组成，形成如磷灰石Ca5[PO4]3(F，OH)等化合物。
在磷酸盐矿物中，由于类质同象的替换现象普遍，而使矿物的化学成分相当复杂。类质同象替换不仅发生在阳离子部分，同时也发生在络阴离子部分，形成等价或异价类质同象。在晶格构造中，[PO4]3-内为共价键，[PO4]3-与阳离子间为离子键结合。
磷酸盐矿物一般色浅，硬度4以上，相对密度多为中等，多为非磁性和亲水性矿物。
（2）钨酸盐和钼酸盐矿物
钨酸盐系钨酸根[WO4]2-和Fe2+、Mn2+、Ca2+及Cu2+、Pb2+、Zn2+等二价金属阳离子结合而形成的稳定化合物，如黑钨矿、白钨矿。由于钨的原子量大，所以钨酸盐均具有大的相对密度（6～8）。钨酸盐晶格构造主要为离子键，[WO4]2-与Fe2+、Mn2+结合者具有部分金属键性质。因此钨酸盐矿物硬度中等，颜色随阳离子种类不同而异，具亲水性。钙的钨酸盐无磁性，但Fe2+和Mn2+的钨酸盐则随Fe2+的增加，颜色变深、磁性和金属性增强。
钼酸盐主要是Ca2+、Pb2+与钼酸根组成的盐类，它是辉钼矿的次生氧化产物，在自然界中很少分布。
2.1.2氧化物和氢氧化物矿物
氧化物和氢氧化物是地壳的重要组成矿物，是由金属和非金属的阳离子与阴离子O2-和OH-相结合的化合物，如石英SiO2、氢氧镁石Mg(OH)2等。它们的化合物有200种左右，约为地壳总质量的17%，其中SiO2（石英、石髓、蛋白石）分布最广，约占12.6%，铁的氧化物和氢氧化物占3.9%，其次是Al、Mn、Ti、Cr的氧化物或氢氧化物。
氧化物和氢氧化物是许多金属（Fe、Mn、Cr、Al、Sn等）、稀有金属和放射性金属（Ti、Nb、Ta、Tr、U、Th等）矿石的重要来源；此外，还是非金属原料（如耐火材料）和许多宝石（如玛瑙）的矿物来源。
氧化物和氢氧化物根据组成它们的阴离子和阳离子的特点可分为简单氧化物、复杂氧化物和氢氧化物三类。
（1）简单氧化物
简单氧化物是指化学成分简单，常由一种金属阳离子和氧结合而成的化合物。它有A2X型，如赤铜矿Cu2O；AX型，如黑铜矿CuO；A2X3型，如赤铁矿Fe2O3和AX2型，如金红石TiO2。
（2）复杂氧化物
复杂氧化物指由两种或两种以上的阳离子和氧结合而成的化合物。有ABX3型，如钛铁矿FeTiO3；AB2X4型，如尖晶石MgAl2O4；和AB2X6型，如铌铁矿(Fe，Mn)Nb2O6。
（3）氢氧化物
氢氧化物包括含H2O、OH-、H+和金属的化合物，主要阳离子为Fe3+、Al3+、Mn4+、Mn2+、Fe2+等。其中以Al3+、Fe3+的氢氧化物分布最广，其次为Mn4+或Mn2+的氢氧化物，至于Mg2+、Fe2+的氢氧化物则数量有限。
由于OH-的半径较大，达0.136nm，矿物的结晶构造主要取决于OH-的分布。OH-呈六方最紧密堆积，构成层状格架，层内为离子键，层间为分子键。因此，这类矿物晶体多呈板状、片状和鳞片状，且硬度低。少数呈针状、柱状的氢氧化物（针铁矿），因内部具有链状构造，链内铝-氧为离子键，链间则以弱的氢键连接。因此，硬度比层状构造的稍大些。
2.1.3硫化物及其类似化合物矿物
硫化物及其类似化合物矿物主要为金属硫化物，亦包括金属与硒、碲、砷、锑等的化合物。总数约350种左右，按质量约占地壳总质量的0.15%，其中以铁的硫化物为主，有色金属铜、铅、锌、锑、汞、镍、钴等也以硫化物为主要来源。
按阴离子特点，硫化物及其类似化合物矿物分为简单硫化物、复硫化物、含硫盐三类。
（1）简单硫化物
简单硫化物指阴离子为简单的S2-、Se2-、Te2-、As3-与金属阳离子结合而成的化合物，如方铅矿PbS、黄铜矿CuFeS2、雌黄As2S3等。
（2）复硫化物
复硫化物又称对硫化物或二硫化物，属AX2型化合物。它是对阴离子[S2]2-、[Se2]2-、[As2]2-、[AsS]2-等与金属阳离子结合而成的化合物。它与简单硫化物的主要区别在于阴离子不是简单的S2-、As3-等，而是由两个原子以共价键结合组成的阴离子团，即所谓“偶阴离子团”—[X2]2-。
阳离子A的元素种类比简单硫化物少，为过渡型离子Fe2+、Co2+、Ni2+及铂族元素，而不是铜型离子。A-X之间的作用力主要呈离子键向金属键过渡。因此，本类矿物具有硬度大（＞5.5）、不透明、强金属光泽、性脆、加热易分解等特性。典型矿物有黄铁矿FeS2、毒砂FeAsS等。
（3）含硫盐类
含硫盐类矿物是指S与半金属元素As、Sb、Bi结合形成较复杂的络阴离子团，如[SbS3]3-、[AsS2]3-，再与金属阳离子结合形成的化合物，如黝铜矿Cu12[Sb4S13]。它们可用化学通式A m[B x A p]表示。其中阳离子A为Cu、Ag、Pb、Hg等，B为As、Sb、Bi，X为S或Se。
由于硫化物及其类似化合物矿物阳离子和络阴离子中元素的种类和相互比例的不同，所以含硫盐矿物的种类较多，结晶构造复杂，且具有金属光泽较弱、硬度较低（＜5.5）、熔点较低以及在酸中易分解等性质。
含硫盐矿物虽然种类较多，但在自然界中的含量比简单硫化物和复硫化物少得多，在矿床中多以次要矿物形式出现。
2.1.4其他矿物
固体二次资源中除含以上三类矿物外，有的还含卤化物和单质矿物，但数量较小。
2.1.4.1卤化物矿物
卤化物矿物是卤族元素氟、氯、溴、碘与离子K+、Na+、Ca2+、Mg2+……的化合物。卤族元素也可与Cu2+、Pb2+、Ag+等阳离子形成化合物，但很少见。自然界中最常见和最重要的卤化物矿物为萤石、石盐和钾盐。萤石为冶金工业用的重要熔剂，石盐除人们生活食用外还是化工的重要原料，钾盐则是制造肥料的宝贵原料。
卤化物矿物均为典型的离子键，无色（或浅色）透明，玻璃光泽，硬度不高，相对密度较小，固态不导电，而多数氯化物易溶于水并具有导电性。
2.1.4.2自然元素矿物
自然界中的矿物有三千余种，而自然元素矿物仅有一百多种，约占地壳总质量的0.1%，是数量最少的一类矿物。常见的矿物是自然金、铂族矿物、金刚石和石墨等。
形成自然元素矿物的元素有金属元素和非金属元素，它们是Au、Ag、Cu、Pt、Sb、Bi、As、C、
S等。这些元素之所以能形成单质矿物，有的是由于化学性质的惰性，如Au、Pt等。有的虽然化学性质比较活泼，但它们在一定条件下易于从化合物中还原出来，如Cu、Ag等。
自然元素矿物具有本身独特的晶体化学结构和物理性质，其晶格构造有三种类型：金属晶格、原子晶格和分子晶格。由于它们内部构造和原子半径不同，故矿物的形态、物理性质等也各不相同。
（1）金属晶格矿物
金属晶格矿物质点半径等大，多呈对称程度较高的立方或六方最紧密堆积，属于等轴晶系和六方晶系。又因某些元素的原子半径很相近，如Au的原子半径为0.1439nm，Ag为0.1441nm，铂族元素的原子半径介于0.132～0.138nm。因此，Au和Ag以及铂族元素在自然界中易形成广泛的类质同象。
金属晶格矿物各质点之间是典型的金属键结合，因此这类矿物具有金属性质，如具有金属光泽、金属色、反射率高、不透明、硬度低，且延展传热性和导电性能好。又因元素原子量大，质点排列紧密，因此，矿物相对密度大。
（2）原子晶格矿物
原子晶格矿物主要因内部质点以共价键联系，因此矿物具有光泽、色浅、透明、硬度高、熔点高和不导电等特性。
（3）分子晶格矿物
分子晶格矿物由于分子内的质点以共价键结合，而分子之间以很弱的分子键维系，因此矿物一般具有硬度低、密度小、熔点低以及导电、传热性能差等特性。
化学成分和晶体内部构造的上述特性，导致自然元素矿物在其利用过程中，因物理性质和表面物理化学性质的差异表现出不同的行为。例如分子晶格矿物的表面未饱和键为微弱的分子键，故矿物润湿性差，疏水性较好，金属晶格矿物的表面润湿性次之，而原子晶格矿物的表面则润湿性较好，亲水性较强。
2.2矿业固体二次资源的性质
由于废石是围绕在矿体周围的无价值的岩石，尾矿是与有用矿物伴生的脉石矿物，因此，矿业固体二次资源除粒度不同于天然矿产资源之外，其他性质与天然矿产资源类似，认识和掌握它们的性质对矿业固体二次资源的加工和利用具有重要的指导意义。
2.2.1物理性质
物理性质包括光学性质、力学性质、磁学性质、电学性质和表面性质等，主要取决于矿物的化学成分和内部构造，但与生成环境也有一定的关系。固体二次资源的磁学性质、电学性质和表面性质在第一章1.1中已经论述，本节仅介绍光学性质和力学性质。
2.2.1.1光学性质
矿物的光学性质是矿物对光线的吸收、折射和反射所表现的各种性质，包括颜色、色泽、透明度等，这些性质是相互关联的。
（1）颜色
矿物颜色是矿物对不同波长的光波吸收和反射的结果。如果对各种波长的光波普遍而又平均地吸收，则随吸收程度的不同而呈黑色（几乎全部吸收）、灰色、白色。如果只吸收某些色光，则矿物呈现出反射光的混合色。
矿物的颜色五彩缤纷，单纯色调的很少。为了简明、通俗地描述矿物的颜色，对两种颜色的混合色，常用双重命名法，如黄绿、褐红等。如同种颜色在色调上有深浅浓淡时，则用比较法，如深红、浅绿、淡黄等。有的还可以用比拟法，如乳白、铁黑、樱桃红、橄榄绿、天蓝色等。
为了更好的掌握矿物颜色的描述，经常以一些颜色比较典型的矿物作为比较标准。常用的比色矿物有：红色--辰砂、橙色--雄黄、黄色--雌黄、绿色--孔雀石、蓝色--蓝铜矿、紫色--紫水晶、褐色--多孔状褐铁矿、黑色--黑色电气石、灰色--铝土矿、白色--斜长石、铁黑色--磁铁矿、钢灰色--黝铜矿、铅灰色--方铅矿、锡白色--毒砂、银白色--自然银、铜红色--自然铜、浅铜黄色--黄铁矿、黄褐色
--粉末状褐铁矿、黄铜色--黄铜矿、古铜色--斑铜矿、金黄色--自然金、靛青蓝色--铜蓝。
某些矿物具有鲜明的颜色，极易引人注目，往往成为很好的装饰材料矿物、颜料矿物等。颜色与色调的浓淡，还决定着这些矿物的价值。
（2）透明度
当光线投射于矿物表面时，一部分光线为表面所反射，另一部分光线则直射或折射进入矿物内部。经过吸收后所透过矿物的光线，就使矿物呈现透明的现象。矿物透光的能力，称为矿物的透明度。
自然界绝对不透明的矿物是没有的，但有很多矿物，尤其是金属矿物即使是薄片，透光能力也非常之小，实际上可以认为是不透明的。同样，绝对透明的矿物，也是不存在的。因此，透明度是一个相对的概念。
一般将矿物分为：
①透明矿物，绝大部分光线能通过，能完全或基本上透见另一物体，如无色水晶、冰洲石、云母等；
②半透明矿物，能透过小部分光线，只能模糊透过另一物体，如辰砂、闪锌矿等； ③不透明矿物，光几乎完全不能通过，如石墨、磁铁矿等。
透明度是鉴定矿业固体二次资源能否作为光学材料使用的特征之一，也是能否作为填料使用的特征之一，如石英、CaCO 3常作为无色透明的填料使用。
（3）光泽
矿物表面对于投射光线的反射能力称为光泽。反射能力的强弱也就是光泽的强弱，可用反射率R 表示，计算公式为：
1100
％强度
矿物磨光表面的入射光强度
矿物磨光表面的反射光R
R 越大，光泽越强。按R 的大小，将光泽由弱至强分成表2-1所示四个等级。
表2-1 光泽强弱的4个等级
R 值/% 光泽特点
举例
2～10 玻璃光泽，矿物表面像玻璃一样反光清澈 水晶、冰洲石、正长石等 10～19 金刚光泽，像金刚石的反光一样光辉灿烂 锡石、白钨矿、金刚石等 19～25 半金属光泽，表面像久经使用的金属制品那样的反光
磁铁矿、黑钨矿、赤铁矿等 25以上
金属光泽，像新鲜金属制品的反光一样耀眼
辉锑矿、辉铜矿、自然金等
如果矿物的表面不平，或带有细小孔隙，或者不是单体而是集合体，则其表面所反射出来的光量必然受到一定程度的影响（这是由于经受多次折射、反射而增加了散射的光量），从而造成以下特殊光泽。
丝绢光泽：透明矿物，成纤维状集合体时，表面具有丝绢状光亮，如纤维石膏、石棉等； 珍珠光泽：透明矿物，在极完全的解理面上具有珍珠状光亮，如云母、石膏等；
油脂光泽：透明矿物，解理不发育，在不平坦的断口上具有油脂状光亮，如石英、石榴子石、磷灰石等；
沥青光泽：半透明或不透明的黑色矿物，解理不发育，在不平坦的断口上具有沥青状光亮，如沥青铀矿等；
土状光泽，粉末状或土状集合体的矿物，表面黯淡无光，如高岭石、褐铁矿等。
对于特殊光泽，只是由于某些因素造成的，它们本身不代表某一光泽等级。例如，土状光泽。在金属、半金属及玻璃光泽等级的矿物中均可出现，因此可能出现这种情况：即同一种矿物，有时是按光泽等级描述其光泽，有时则以特殊光泽描述。例如石膏可描述为玻璃光泽，但呈纤维状集合体时可描述为丝绢光泽，在其极完全解理面上则可描述为珍珠光泽。所以特殊光泽不是每一种矿物必定具备，但每一种矿物均可归在某一光泽等级之中。
提取矿业固体二次资源中的有价矿物，可借助于它与脉石矿物光泽、颜色的差异进行光电分选。
2.2.1.2力学性质
矿业固体二次资源在外力作用下所表现的物理机械性能，称为其力学性能，包括硬度、韧性、相对密度等性能。
（1）硬度
硬度是指矿业固体二次资源抵抗某种外来机械作用的能力，可借助测定矿物硬度的方法来测定。测定矿物硬度的方法很多，但在矿物学中一直沿用的是莫氏硬度计法，它是Friedrich Mohs于1822年提出的，后来俄国一位科学家于1963年提出了较为精确的新莫氏硬度计，目前可用专门测硬度的仪器和显微硬度计精确测定矿物的硬度。
二次资源硬度与二次资源粉碎关系密切。二次资源硬度不同，粉碎的难易程度、粉碎所需时间和设备不同。硬度越大，越难粉碎，粉碎时消耗的能量也越大。
另外，硬度不同的二次资源，其应用价值不同。硬度大的二次资源可作为磨料使用，硬度小的二次资源可作为填料使用。
（2）韧性
矿业固体二次资源受压轧、锤击、弯曲或拉引等力作用时所呈现的抵抗能力，叫韧性。例如：①脆性，二次资源容易被打碎或压碎的性质，大多数二次资源具有脆性；②挠性，二次资源在外力作用下趋于弯曲而不发生折断，除去外力后不能恢复原状的性质，如片状石膏、绿泥石等废矿物；
③弹性，二次资源在外力作用下趋于变形，但在外力解除后又恢复原状的性质，如云母、石棉等废矿物。
（3）相对密度
矿物的相对密度是矿物在4℃时的质量与同体积的水的质量之比，其数值与密度完全一致。相对密度在选择二次资源利用方法时具有重要指导意义。
大多数天然轻金属（元素周期表的左上部）的氧化物和盐类，其相对密度在1～3.5的范围内，如石英、方解石等。标准重金属（元素周期表的右下部）的化合物，其相对密度在3.6～9之间，如磁铁矿为4.5～5.2，黑钨矿为6.7～7.5，方铅矿为7.4～7.6。天然重金属的相对密度，一般大于9，如自然铋为9.6、自然银为10～11、自然金为15.6～19.3，暗锇铱矿为17.8～22.5。但绝大多数矿物的相对密度在2.5～4之间。
一般将矿物按相对密度分为三级：
①轻级相对密度矿物，相对密度在2.5以下的矿物，如石墨（2.5）、自然硫（2.05～2.08）、石膏（2.3）等；
②中级相对密度矿物，相对密度在2.5～4之间的矿物，大多数矿物属于此级，如石英（2.65）、萤石（3.18）、金刚石（3.5）等；
③重级相对密度矿物，相对密度在4以上的矿物，如重晶石（4.3～4.7）、磁铁矿（4.6～5.2）、白钨矿（5.8～6.2）、方铅矿（7.4～7.6）、自然金（14.6～18.3）等。
在矿物学上测相对密度的方法很多，常见的有相对密度瓶法、重液法和体积计法三种。
2.2.2化学性质
矿物中的原子、离子、分子，借助于不同的化学键的作用，处于暂时的相对平衡状态。当矿物与空气、水等接触时，将引起不同的物理、化学变化，如氧化、水解及水化等。因此，组成矿物中的质点相互排斥和吸引、化合与分解，必然产生一系列的化学性质，与固体二次资源化有关的性质主要包括矿物的可溶性、氧化性。
2.2.2.1矿物的可溶性
当固体矿物（溶质）放到一定的溶剂（水溶液、酸溶液及各种有机盐溶液）中，在矿物表面的粒子（分子或离子），由于本身的振动及溶剂分子的吸引作用，离开矿物表面，进入或扩散到溶液中，这个过程称为溶解。其实质是溶质和溶剂的质点相互吸引或排斥的过程。矿物的可溶性是矿物中有
价成分浸出的重要依据。
在常温常压下，硫酸盐、碳酸盐以及含有氢氧根和水的矿物易溶，大部分硫化物、氧化物及硅酸盐类矿物难溶，决定矿物水溶性的内在因素主要有四个。
（1）晶格类型及化学键
原子晶格及金属晶格的矿物在纯水中较难溶，如石英、自然铜等。过渡性金属键矿物在纯水中也难溶或极难溶，如方铅矿、辉铜矿等。典型离子晶格的矿物，在水中溶解速度较大，如食盐、钾盐等极易溶解。
（2）电价和离子半径大小
高电价、小半径的阳离子所组成的氧化物类矿物，水溶速度都很小，如锡石SnO 2中的Sn 2+的半径为0.067nm ，金红石TiO 2中Ti 4+的半径为0.064nm ，石英SiO 2中Si 4+的半径为0.039nm ，都属于极难溶的矿物。
与高价阳离子所结合的络阴离子的电价大小顺序为：[NO 3]-＜[SO 4]2-＜[CO 3]2-＜[PO 4]3-＜[SiO 4]4-。由它们所组成的矿物，水溶性大小的顺序为：[NO 3]-＞[SO 4]2-＞[CO 3]2-＞[PO 4]3-＞[SiO 4]4-。如正长石、蓝晶石、石榴石属于极难溶级，石膏、明矾属于极易溶级，方解石属于易溶级，磷灰石属中溶级。
（3）阴、阳离子半径之比
在阴离子半径大大超过阳离子半径的情况下（尤其是含氧盐），其阳离子半径大的矿物水溶速度小。如硬石膏和重晶石，它们的阴、阳离子半径之比，前者为r Ca ＝1.04/2.95，后者为r Ba ＝1.43/2.95，其中r Ba ＞r Ca ，则重晶石属于难溶级，硬石膏属于极易溶级。
（4）OH -及H 2O 的影响
一般，含有OH -及H 2O 的矿物水溶速度都较大，如石膏、胆矾。
影响矿物可溶性因素，除上述之外，温度、压力以及溶剂的成分和pH 值等外因也有一定影响。如硫化物类矿物在水中一般难溶，而在酸中的溶解速度则增大。此外，矿物氧化后可溶性一般会增加。
微生物处理技术就是利用矿石中有用矿物的可溶性，利用细菌浸出有用组分，再经适当处理回收金属的方法。
2.2.2.2矿物的氧化性
物质的氧化作用在自然界是普遍存在的，矿业固体二次资源中的矿物也一样，自形成后就不断遭到氧化。二次资源中的矿物，在暴露或处于地表条件下，由于空气中氧和水的长期作用，促使其中矿物发生变化，形成一系列金属氧化物、氢氧化物以及含氧盐等次生矿物。矿物被氧化后，其成分、结构及矿物表面性质均发生变化，对二次资源的高效利用具有较大影响。
矿物氧化主要与环境中氧化剂的作用、矿物本身的性质、矿物的氧化与矿物的共生组合特征等有关。
（1）环境中氧化剂的作用
水、氧是矿物氧化的重要因素。水中常溶解有各种氧化剂（如氧、CO 2、酸等）对矿物起破坏作用。水本身具有偶极性和解离性，能使很多矿物溶解于水，因此，水是矿物氧化中最活跃的因素。
CO 2在大气中的含量为0.03%，它很容易溶解于水，在地表水中CO 2的含量可比大气中多几百倍到一千倍以上。CO 2溶于水产生游离的碳酸，可溶解某些矿物，加速矿物的氧化进程。
氧是矿物氧化中最强的氧化剂之一。氧的作用可使露天堆存的废矿物中的低价离子变成高价离子，氧化后废矿物的性质也随之改变，如硫化物氧化后，其中的硫首先被氧化成硫酸根，形成硫酸盐类矿物。
42422222272SO H FeSO O H O FeS +→++
44224FeSO CuSO O CuFeS +→+
不溶的硫化物（黄铁矿、黄铜矿），经过氧化以后变成了易溶的硫酸盐。这类现象在硫化矿的浮选中极为普通，当硫化物在磨矿和浮选过程中与矿浆中的水、氧等接触一定时间后，矿物表面即发生化学反应，形成一层硫酸盐的薄膜，覆盖于矿物表面。
因此，氧、CO2以及溶解有氧及CO2的水是有力的氧化剂。它们与某些矿物起作用生成强氧化剂（如硫酸及硫酸铁），这些强氧化剂又能促使矿物进一步氧化。因此，氧化剂的存在是矿物被氧化的重要因素。
（2）矿物本身的性质
有的矿物，如自然金很难被氧化。有的矿物，如方铅矿氧化得很慢。而有的矿物，如铜、锌和银矿物则极易氧化。通常在金属矿物中，那些缺氧的矿物（硫化物等）最易受氧化，而多数金属氧化物则很少受到影响。石英则有抵抗氧化的能力。
一般，含有低价离子的矿物比较容易受到氧化，如含低价铁Fe2+离子的磁铁矿Fe3O4易氧化成含高价铁离子Fe3+的赤铁矿Fe2O3，菱锰矿MnCO3易氧化成硬锰矿mMnO·MnO2·nH2O等。硫化物是最容易氧化的矿物，但不同金属硫化物的氧化速度并不相同，其氧化的快慢次序为：毒砂FeAsS ＞黄铁矿FeS2＞黄铜矿CuFeS2＞闪锌矿ZnS＞方铅矿PbS＞辉铜矿Cu2S。
（3）矿物的氧化与矿物的共生组合特征
一般，凡是种类复杂的矿物共生或伴生，其氧化速度较快，反之则较慢。研究表明，当方铅矿、闪锌矿、蓝铜矿在有黄铁矿存在时，其氧化速度要快8～20倍。若是单一的硫化物，则比较难氧化。当溶液中（尤其是在碱性溶液中）存在着某些金属阳离子时，可以大大加快金属硫化物的氧化速度。因此，在提取金属硫化物时，必须注意这些矿物的共生、伴生特点以及某些金属阳离子的存在对矿石氧化的影响。
2.3尾矿的综合利用
尾矿是矿山企业在一定技术经济条件下排出的“废弃物”，但同时又是潜在的二次资源，当技术、经济条件允许时，可再次进行有效开发。不同时期的选冶技术差距很大，大量有价资源存留于尾矿之中。据预计，金矿尾矿中的含金一般0.2-0.5g/t；铁矿山尾矿的全铁品位8%-12%；铜矿尾矿含铜0.02%-0.1%；铅锌矿尾矿含铅锌0.2%-0.5%。尾矿中赋存的资源可观，利用价值很大。
随着科学技术的进步，尤其随着尾矿在矿物加工、冶金及非金属材料在各个领域广泛应用，为尾矿的利用奠定了坚实的技术基础。尾矿的综合利用主要包括两方面：—是尾矿作为二次资源再选，回收有用矿物；二是尾矿的直接利用，即将金属矿山尾矿视为复合矿物原料，进行整体利用。
2.3.1尾矿中有价组分的提取
2.3.1.1含铁尾矿利用
含铁尾矿中有价组分的回收主要是铁矿物的回收，包括赤铁矿（镜铁矿、针铁矿）、菱铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿、褐铁矿等。尾矿再选的难题在于弱磁性铁矿物和共伴生金属矿物和非金属矿物的回收。弱磁性铁矿物其伴生金属的回收，除少数可用重选方法实现外，多数要靠强磁、浮选及重磁浮组成的联合流程。
（1）铁矿尾矿中磁铁矿的回收
磁铁矿主要以细粒和连生体的形式损失在尾矿中，这类矿物的回收主要采用尾矿弱磁选和尾矿再磨再选的工艺来实现。例如高硅鞍山型铁矿尾矿，一般不含伴生元素，尾矿中的磁铁矿主要是细粒损失和连生体损失，较典型的实例是本钢南芬选矿厂，选矿厂设计年处理原矿石1000万t，尾矿含铁品位一般在7%～9%，排放浓度12%左右。尾矿中铁矿物主要为磁铁矿，其次为黄铁矿、赤铁矿，脉石矿物主要为石英、角闪石、绿长石、云母、方解石等。铁尾矿的物相分析见表2-2。
表2-2 尾矿铁物相分析结果
相态黄铁矿磁铁矿赤铁矿全铁质量分数（%）0.61 7.41 0.58 8.60
分布率（%）7.10 86.16 6.74 100.00
由表2-2可知，南芬选矿厂尾矿中除含SiO 2外，全铁为8.60%，而铁矿物呈磁性铁状态的铁含量为7.41%，占全铁的86.16%，且铁的分布率-0.125mm 占95.16%。
南芬选矿厂尾矿再选工艺于1993年11月投入生产运行。尾矿再选厂利用磁选和再磨再
选加细筛自循环弱磁选流程回收尾矿中的铁矿物。工艺流程见图2-1。生产实践表明，采用该流程可以获得品位为64.53%的低磷、低
硫铁精矿，并使选矿厂铁回收率提高7.56%。
（2）铁矿尾矿中弱磁性铁矿物的回收 铁矿尾矿中的弱磁性铁矿物的回收一般采用磁—浮选联合流程。磁选的目的主要是进行有用矿物的预富集，以提高入选品位，减少
浮选矿量并兼脱除细微矿泥的作用。
太钢峨口铁矿选矿厂，矿山中铁矿物虽然以磁铁矿为主，但含有一定数量的碳酸铁矿物（约占全铁的20%左右）。选矿厂年处理原矿400万t ，采用阶段磨矿—三段弱磁选工艺，
只能回收强磁性铁矿物，因此铁回收率低（60%左右），造成大量资源的浪费。马鞍山矿山研究院针对该尾矿的特点，提出了细筛-强磁-浮选工艺回收尾矿中的碳酸铁，取得较好的效果。
该选矿厂尾矿为现生产流程中的弱磁选综合尾矿，尾矿的多元素化学分析、铁物相分析及粒度组成分析分别见表2-3、表2-4、表2-5。
表2-3 尾矿多元素化学分析结果（%）
TFe SFe FeO SiO 2 Al 2O 3 CaO MgO P S K 2O Na 2O 烧失 14.82
13.15
11.36
60.11
2.22
3.04
2.70
0.078
0.26
0.23
0.38
9.37
表2-4 尾矿铁物相分析结果
铁相名称 碳酸铁 赤（褐）铁矿
磁铁矿 硅酸铁 硫化铁 全铁 含量（%） 5.93 4.96 0.78 2.94 0.19 14.80 占有率（%）
40.07
33.51
5.27
19.81
1.28
100.00
表2-5 尾矿粒度分析结果
粒度（mm ）
产率（%） 品位（%） 金属分布率（%）
+0.15 11.93 10.48 8.40 -0.15+0.076 31.35 9.75 20.50 -0.076+0.010 49.54 17.66 58.80 -0.010 7.18 25.46 12.30 合计
100.00
14.88
100.00
图2-1 尾矿再选工艺流程图
精矿
由于尾矿中铁品位较低，含硅、钙、镁较高，因此碳酸铁回收技术的关键是铁碳酸盐矿物与含
铁硅酸盐矿物的高效分离。现场采用了筛分-强磁选-浮选的工艺流程，其中筛分作业的目的为筛除不
适合浮选的+0.15mm的粗粒，强磁选的磁场强Array度为800KA/m，浮选为一粗二精中矿顺序返回
的工艺，以水玻璃作为分散抑制剂，以石油磺酸
盐为主的混合捕收剂，辅以少量的脂肪酸类捕收
剂，以硫酸作为pH值调整剂进行弱酸性浮选，
详细的工艺流程见图2-2。
用上述流程，得到铁品位35%（烧后52%
以上），SiO2含量小于5%的铁精矿，总铁回收
率可提高15%以上。
此外，在含铁矿物的回收上，也常用螺旋选
矿机、螺旋溜槽等重选工艺以及磁团聚等手段，
组成联合作业来进行。
2.3.1.2含有色金属尾矿的利用
（1）铜尾矿的利用
1）从铜尾矿中回收铜和铁
尾矿中的铜主要是黄铜矿以连生体的形态
损失于尾矿中。尾矿中的铜回收主要是采用尾矿
再磨-浮选，尾矿-强磁选-重选-浮选或采用选冶
联合流程进行尾矿再选。
安庆铜矿由闪长岩型铜矿、矽卡岩型铜矿、磁黄铁矿、黄铁矿组成，经过浮选、磁选回收铜、
铁、硫后，仍有少量未单体解离的黄铜矿进入总尾矿，磁黄铁矿含铁和硫，在磁粗精矿浮选脱硫时，
因其磁性较强，夹带一些细粒磁铁矿进入尾矿。化学分析结果见表2-6。
表2-6 尾矿化学分析结果（%）
产品Cu S Fe 粗尾砂（+20μm）0.143 2.36 9.76
细尾砂（-20μm）0.07 1.67 13.45
总尾砂0.119 2.13 11.0 由表2-6可见，铜矿物主要富集于粗尾砂中，所以主要回收粗尾砂中的铜。回收的主要工艺流
程是尾矿浮选—粗精矿再磨—浮选，详细流程见图2-3。
图2-3 尾矿综合回收铜和铁的工艺流程
由尾矿化学分析结果可知，铁主要集中于细尾砂中，主要矿物是细粒磁铁矿和磁黄铁矿，选矿厂采用CTB718型弱磁选机，采用一粗一精的磁选流程回收铁。
2）从铜矿尾矿中回收铜、铁和贵金属
铜录山铜矿是大型矽卡岩型铜铁共生矿床，铜铁品位高，储量大，并伴生金、银。矿石分为氧化铜铁矿和硫化铜铁矿，分两大系统进行选别，选矿厂采用浮选-弱磁选-强磁选的工艺流程生产铜精矿和铁精矿。强磁尾矿中铜矿物有孔雀石、假孔雀石、黄铜矿、少量自然铜、辉铜矿、极少量蓝铜矿和铜蓝；铁矿物主要有磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿，尾矿的化学分析和物相分析结果见表2-7至表2-10。
表2-7 强磁尾矿化学多分析结果
成分Cu Au(g/t) Ag(g/t) Fe CaO MgO SiO2Al2O3Mn 含量（%）0.83 0.97 11.00 22.59 13.73 2.32 33.99 3.74 0.24
表2-8 铜物相分析
相态游离氧化铜原生硫化铜次生硫化铜结合氧化铜总铜含量（%）0.25 0.10 0.18 0.26 0.79
占有率（%）31.65 12.66 22.78 32.91 100.00
表2-9 铁物相分析
相态磁铁矿菱铁矿赤褐铁矿黄铁矿难溶硅酸铁总铁含量（%）7.38 2.39 11.95 0.10 0.51 22.53
占有率（%）32.76 11.50 53.04 0.44 2.26 100.00
表2-10 金、银物相分析
相态单体金包裹金总金单体硫化银与黄铁矿结合银脉石矿中银总银
含量(g/t) 0.26 0.62 0.88 3.0 7.0 1.0 11.0
占有率(g/t) 29.56 70.43 100.00 27.27 63.64 9.09 100.00 选矿厂建设1000t/d的强磁尾矿综合利用厂，采用常规的浮-重-磁联合流程综合回收铜、金、银和铁，工艺流程见图2-4。
3
）从铜矿尾矿中回收白钨
永平铜矿含铜、硫为主，并伴生由钨、银及其他元素。目前，永平铜矿选矿厂尾矿的WO3平均品位为0.064%，硫的品位为2.28%，钨的品位波动在0.041%～0.093%之间。每年近有超过2000t氧化钨损失于尾矿。
永平铜矿选矿尾矿中的钨主要呈白钨产出，其次为含钨褐铁矿，钨华甚微，白钨矿相含钨占总量的82.5%，褐铁矿物含钨在0.14%～0.18%之间。白钨主要与石榴子石、透辉石、褐（赤）铁矿、石英连生，粒径0.076～0.25mm，石榴石中有小于6μm的白钨，褐铁矿含钨是高度分散相钨。主要脉石矿物是石榴石和石英。矿物量分别占32%和36%。此外，还含有重晶石和磷灰石，这两种矿物的可浮性与白钨相似，增加了浮选分离的难度。白钨矿粒度细，单体分离较晚，呈粗细不均匀分布。尾矿的多元素分析及粒度分析分别见表2-11、表2-12。
表2-11 永平铜矿选矿尾矿多元素分析（%）
成分WO3Cu Mo Be TFe Mu Ca Au Sn Ag
含量0.061 0.15 0.003 0.001 7.71 0.098 6.99 <1g/t 0.082 8g/t
成分S P SiO2Al2O3Mg K2O Na2O 烧失
含量 1.14 0.033 56.88 8.60 0.62 2.0 0.054 3.14
表2-12 永平铜矿选矿尾矿粒度分析
粒度/mm 含量/% 品位（WO3）
/%
占有率
/%
白钨矿单体分离检查
白钨矿单体连生体
连生体体积（D）分布
D≥3/43/4>D>1/4 D≤1/4
+0.076 41.07 0.034 21.67 29.09 70.91 6.91 2.55 61.45 -0.076+0.04 20.86 0.065 21.03 69.33 30.67 3.30 2.02 25.34
图2-4 综合回收铜金银铁的工艺流程
-0.04 38.07 0.097 57.30
合计100.00 0.064 100.00
为综合回收尾矿中的白钨，采用重选-磁选-重选-浮
溜槽作为粗选设备，抛弃91.25%的尾矿，进一步用高效
磁选设备脱除磁性矿物和石榴子石，入选摇床尾矿量降
至4%～5%，最大限度节省摇床台数，通过摇床抛尾只
剩1%左右尾矿进入精选脱硫作业，最终获得WO3含量
66.83%、回收率18.01%的钨精矿，含硫42%、回收率
15%的硫精矿以及石榴子石、重晶石等产品。
国外广泛采用选冶联合流程对铜尾矿进行再选。美
国密执安州将铜尾矿再磨和浮选（或氨浸），处理8200
万t铜尾矿，产出铜33.8万t，美国还采取一种类似炭
浸法提取金的工艺，将浸有萃取剂的炭粒加到铜尾矿矿
浆中回收铜。
目前用浸出法从铜尾矿中回收铜获得很大成功，典
型的浸出流程见图2-5。一般认为，用硫酸浸出铜尾矿
建厂投资少，时间短，污染小，可利用冶金企业副产的
硫酸，成本较低，尾矿数量大时更经济。美国亚利桑那莫伦西铜厂即用硫酸处理堆存的氧化铜尾矿，
俄罗斯、西班牙以及我国德兴铜矿采用细菌浸出工艺从尾矿中回收铜也有良好效果。
（2）铅锌尾矿的再选
我国铅锌多金属矿产资源丰富，矿石常伴生有铜、金、铅、钼、钨、硫、铁及萤石等。
1）从铅锌尾矿中回收银
八家子铅锌矿选矿尾矿堆存量200万t以上，其中银含量较高，达69.9g/t。将尾矿再磨至-0.053mm
占91.6%，用碳酸钠作调整剂，丁铵黑药和丁黄药作捕收剂，2号油作起泡剂，烤胶作抑制剂，浮选
出含银精矿，品位达1193.85g/t，回收率63.74%。
2）从铅锌尾矿中回收非金属矿物
某些铅锌尾矿往往含有重晶石、黄铁矿等矿物，一般采用浮选或重选或浮选—重选联合流程对
这些矿物加以回收。某铅锌尾矿的分支浮选流程见图2-6，回收重晶石的工艺流程见图2-7。
重晶石精矿重晶石尾矿
图2-7 重晶石回收生产流程
（3）钼尾矿的回收利用 1）从钼尾矿中回收铁
金堆城钼业公司日处理原矿2.1万t ，采用优先浮钼，再浮硫，后丢尾，钼粗精矿集中再磨、多次精选，钼精矿尾矿再选铜后再丢尾的原则流程。其中钼硫尾矿占原矿总量的95%，矿浆浓度28%～32%，-0.074mm 含量50%～60%。尾矿含铁品位5.7%～8.3%，硫品位0.4%～0.6%。为综合回收磁铁矿，采用尾矿—磁选—再磨—细筛的选矿工艺，成功地回收了钼硫尾矿中的磁铁矿，生产工艺流程见图2-8。回收的铁精矿品位平均为63.70%，铁回收率为50%～55%，可年产铁精矿4万t 。
2）从钼尾矿中回收钨及其他非金属矿 河南栾川钼矿属斑状花岗岩型，浮选钼后的
尾矿中还含有白钨矿和其他非金属矿物，用磁—重流程再选，获得品位71.25%、回收率98.47%的钨精矿；再选钨后的尾矿中主要含钾长石和石英，它们分别占尾矿量的40%和33%，矿物质地很纯，经脱泥后，在酸性介质中采用优先浮选工艺处理浮选尾矿，选出产率为45%的长石精矿，再分别采用磁选除铁后作为玻璃和陶瓷原料。
美国克莱马克斯钼矿选钼后的尾矿含WO 3 0.03%，用螺旋选矿机预富集，精矿再浮选脱硫，摇床精选，获得WO 3 40%～50%及72%的两种钨精矿。
（4）锡尾矿的回收利用
栗木锡矿用重—浮流程从老尾矿中回收锡。英国巴特莱公司用摇床和横波皮带溜槽再选锡尾矿，从含锡0.75%的尾矿获得含锡分别为30.22%、5.33%和4.49%的精矿、中矿和尾矿。加拿大苏里望选矿厂从浮选锡的尾矿中，用重—磁联合流程选出含锡60%、回收率38%～43%的锡精矿。
（5）钨尾矿的回收利用
钨常与锡、铋、钼等许多金属和萤石、石英、重晶石等非金属尾矿共生，因此钨尾矿再选，可
铁精矿 滤液
图2-8 铁精矿尾矿生产工艺流程
钼硫尾矿
以回收某些金属矿和非金属矿。我国作为主要产钨国，已有较多的钨选矿厂从选钨尾矿中回收钼、铜、铋、钨、铍以及萤石等。
1）从钨尾矿中回收钨、铋、钼
棉土窝尾矿是以钨为主的钨铜铋钼多金属矿床，选钨后所产生的磁选尾矿中含Bi 20%、WO3 10%～20%、Mo 1.45%、SiO2 30%～40%，铋矿物以自然铋、氧化铋、辉铋矿及少量的硫铋铜矿、杂硫铋铜矿存在，其中氧化铋占70%；钨矿物主要是黑钨矿和白钨矿；另外还有黄铜矿、辉钼矿、黄铁矿、褐铁矿以及石英、黄玉等。钨铋矿钨互为连生体较多，钨矿物还与黄铜矿、褐铁矿及脉石连生，也有辉铋矿被包裹在黑钨矿粒中，极难实现单体解离。选矿厂采用重选—浮选—水冶联合流程处理磁选尾矿见图2-9，回收钨、铋、钼。
2）从钨尾矿中回收铜、钼
赣州有色金属冶炼厂尾矿中主要金属矿物有黄铜矿、辉铜矿、黑钨矿、白钨矿、辉钼矿、黄铁矿、毒砂、磁铁矿等，非金属矿物有石英、方解石、云母、萤石等，尾矿含泥较多，矿物表面轻微氧化。各种矿物中铜铋连生且可浮性相近，黑钨和锡石、石英连生，贵金属银伴生在铅铋硫等矿物中。铜矿物以黄铜矿为主，呈致密状，部分解离。尾矿物料松散密度1.8g/cm3，密度2.76g/cm3。尾矿多元素分析结果见表2-13，物料筛析结果见表2-14。
表2-13 尾矿多元素分析结果（%）
成分Cu WO3Sn Ln Bi 白WO3As Ag Fe SiO2S
质量分数 2.02 5.47 1.06 3.67 1.35 2.22 2.15 0.025 8.9 30 24.08
表2-14 物料筛析结果
粒级/mm
产率/% 品位/% 金属分布率/% 个别累积WO3Cu WO3Cu
+0.495 3.89 3.89 3.27 0.74 2.32 1.44 -0.495+0.351 5.54 8.43 3.91 0.81 3.25 1.83
-0.351+0.246 7.46 15.89 3.99 1.28 5.45 4.77
-0.246+0.175 11.34 27.43 3.56 2.04 7.40 11.55
-0.175+0.124 11.02 38.45 3.20 1.78 6.46 9.80
-0.124+0.104 2.92 41.05 3.20 2.01 1.70 2.93
-0.104+0.074 49.92 94.09 6.05 2.25 55.41 56.08
-0.074+0.043 4.86 95.95 9.54 2.15 8.50 5.21 -0.043 4.05 100.00 12.81 3.16 9.51 6.39
合计100.00 5.49 2.01 100.00 100.00 由表2-14可看出矿物粒度特性，细粒级较多，其中-0.104mm+0.074mm占49.92%，且WO3、Cu在该粒级中分别占55.41%、56.08%，物料中砷、铁、硫、铋含量高且和铜矿物可浮性相近，采用浮选铜品位难以富集提高。
在试验的基础上，确定尾矿再选的生产流程（见图2-10）。尾矿进行脱渣脱药后进入分级磨矿，浮选中采用一粗二扫三精得出铜精矿，浮选尾矿经摇床丢弃石英等脉石后经弱磁除铁再送湿式强磁选机选别得出黑钨细泥精矿和白钨锡石中矿，黑钨细泥送本厂钨水冶车间生产APT，铜精矿外销。生产流程中的生产指标见表2-15。
表2-15 生产测定结果（%）
原矿品位精矿品位回收率
Cu Ag WO3
铜精矿钨细泥精矿
Cu Ag WO3 Cu Ag WO3
1.99 0.032 5.57 13.41 0.1479 23.64 83.88 58.23 41.46
（6）金尾矿的回收利用
在我国20世纪70年代前建成的黄金生产矿山，选矿厂大多采用浮选、重选、混汞、混汞—浮选或重选—浮选等传统工艺，技术装备水平低，生产指标差，金的回收率低。尾矿中金的品位多数在1g/t以上，有些矿山甚至达到2～3g/t；少数矿石物质组分较复杂的矿山或高品位矿山，尾矿中的金品位达3g/t以上。随着近年来选冶技术水平的提高，特别是在国内引进并推广了全泥氰化炭浆提金生产工艺后，这部分老尾矿再次成为黄金矿山的重要资源。选矿成本如按照全泥氰化炭浆生产工艺技术，在尾矿输送距离小于1km的条件下，一般盈亏平衡点品位为0.8g/t。因此尾矿金品位大于0.8g/t者，均可再次回收。同时，金尾矿中的伴生组分，如铅、锌、铜、硫等的回收也应得到重视。
1）从金矿尾矿中回收铁
①磁—重联合回收工艺
陕南月河砂金矿选厂处理后所得尾矿中铁矿物以强磁性矿物为主，弱磁性矿物为辅，夹杂有微
量的非磁性矿物，目前可利用的只有4种：磁铁矿（42%）、赤铁矿（18%）、石榴石（17%），其中石榴石以铁铝石榴石为主。以磁铁矿为主
的铁精矿作为强磁性矿物，在砂金尾矿中含量
最多，一般为60%，小于1mm 粒级中含量达90%以上。
月河金矿根据选厂尾矿特性，通过实践，
采用磁选顺次从尾矿中分选磁铁矿、赤铁矿
（合称铁精矿）及钛铁矿与石榴石连生体的两
段干式磁选工艺，见图2-11。在流程末还增加
了两台摇床，用来分选泥砂石中的金。
②磁选—培烧—磁选回收工艺
汉阴金矿依照尾矿性质，选择了场强为135.35KA/m 的湿式磁选机从尾矿中分选铁精矿，分选铁精矿后的尾矿再采用培烧—磁选工
艺分选除钛铁矿和石榴石，生产工艺见图2-12。
2）用炭浆法从金尾矿中回收金银
银洞坡金矿于1981年建成投产了100t/d
的选矿厂，1985年以后选矿工艺为炭浆工艺，生产能力提高到250t/d 。在1992年新尾矿库建成之前，老尾矿库堆存了达90万t 含金较
高的可回收尾矿资源，含金量约1665kg ，含银25t 。
选矿厂于1996年开始利用原有的250t/d 的炭浆厂进行处理尾矿的工业实践，采用全泥氰化炭浆提金工艺回收老尾矿中的金、银。生产工艺流程为：尾矿的开采利用一艘250t/d 生产能力的简易链斗式采砂船，尾矿在船上调浆
后由砂泵输送到250t/d 炭浆厂，给入由Φ1500mm×3000mm 球磨机和螺旋分级机组成的一段闭路磨矿；溢流给入Φ250mm 旋流器，该旋流器与2号（Φ1500mm×3000mm ）球磨机形成二段闭路磨矿，其分级溢流给入Φ18m
浓缩池，经浓缩后浸出吸附，在浸出吸附过程中，为了扩大处理能力，更进一步提高指标，用负氧机代替真空泵供氧，采用边浸边吸工艺，产出的载金炭，送解吸电解后，得成品金。
各主要指标如下：浸液品位：金2.83g/t 、银39 g/t ，金浸出率为86.5%，银浸出率为48%，金选冶总回收率为80.4%，银选冶总收率为38.2%。
2.3.2尾矿生产建筑材料
从尾矿中回收有价组分，尽管有着重要的经济效益和一定的社会环境效益，但尾矿的减量不大，仍不能从根本上解决尾矿压占土地、破坏和影响环境的问题。为此，必须以尾矿整体加以利用。而且尾矿作为一种墙体材料、陶瓷、玻璃工业的复合矿物原料，在应用中已取得明显成效，前景广阔。
尾矿建材，主要是利用尾矿的化学组分和矿物成分，以及由化学组成和矿物组成而体现出来的物理化学性质。
任何尾矿，都不可能仅仅由少数几种元素或矿物所构成，除主要元素和主要矿物外，都或多或少的含有其他次要组分，而在建材生产中，首要利用其主要组分，对于其他组分，可作为杂质看待，只要不超过限量，即可加以利用。
2.3.2.1尾矿制砖
由尾矿制砖，按照制造工艺不同，可将产品分为烧结砖、水热合成砖和胶结砖。在实际开发过程中采用何种工艺制砖，主要视尾矿的矿物组成、颗粒分布、物理化学等性能而定。
（1）尾矿烧结砖瓦
尾矿烧结砖瓦，按其成型方式不同，可分为塑性成型和压制成型。前者是通过配料调节尾矿的可塑性和烧结性能，其生产工艺与普通的粘土砖瓦无异；后者是以尾矿作为主要组成原料，加入适量粘土或其他粘结材料，在压力机上压制成型，然后，经过干燥、焙烧，制得产品。
1）尾矿烧结砖瓦的工艺原理
烧结尾矿建材的形成，基本上是在无液相的条件下，通过固相反应和烧结完成的。
固相反应通常是由若干个简单的物理和化学过程，如化学反应、扩散、结晶、熔融、升华等步骤综合而成。固相反应的结果是，原矿物逐渐消失，界面上形成的新矿物相逐渐扩张，最终形成化学成分与原系统相同，但矿物成分与原系统不同的新的硅酸盐系统，从而赋予烧结体不同于尾矿配合料的物理与化学性质。
烧结，也是该类材料形成的重要机理之一。它是指由固体粉状成型体在低于其熔点温度下，使物质自发地充填颗粒间隙而致密化的过程。
2）尾矿烧结砖瓦的工艺过程
尾矿烧结砖瓦的工艺，一般都要经过如下几个基本阶段：原料处理-配料-坯料制备与成型-干燥-焙烧。
（2）水化合成尾矿建材
无水或贫水的尾矿矿物，在含水（包括蒸汽）的环境中发生水化反应，并生成在使用条件下化学性质稳定、具有一定机械强度的含水矿物结合体的过程称为水化合成。由此所制得的建材产品称为水化合成尾矿建材。又由于这类建材产品的主要组成物相为一些含水的硅酸盐矿物，因此，通常又将其称为硅酸盐建筑制品。
已开发成功的水化合成尾矿建材产品主要有：各种免烧砖、加气混凝土砌块、硅酸盐混凝土空心砌块、铺路砌块、装饰砌块以及硅酸盐微孔保温材料等。
按照尾矿在材料中的作用，可将其分为三种利用形式：
第一种形式是仅当作骨料使用，在制品结构中主要起支撑骨架作用，水化合成反应仅发生于其颗粒表面。
第二种形式是用作胶结料，通常称为磨细尾矿。主要作用是通过化学反应，合成出新的凝胶体或结晶矿物连生体，将骨料胶结成一个整体。
第三种尾矿利用形式是采用自然粒级的尾矿砂，直接与碱性激发剂混合，依靠界面反应实现结合，用以生产尾矿砖类产品。对于这种形式的尾矿，在化学成分上无特殊要求，但为了确保制品满足产品标准，尾矿中石英的含量不宜低于30%，云母、粘土、碳酸盐、有机物等低强度、非活性杂质含量，最好不高于2%-3%。
按照成型混合料的化学活性差别，水化合成尾矿建材的养护可采用自然养护、标准养护、太阳能养护、热（盐）水养护、干热养护、蒸气养护、蒸压养护、浸渍养护、碳化等方法。
其中，蒸压养护是最常用的方法。它的基本原理是：将成型的尾矿建材坯体置于蒸压釜中，通入高压饱和蒸汽，在175-300℃的水热环境条件下，尾矿及校正材料中的组分发生溶解、分解、水解、含水矿物的合成与结晶、凝胶结构和结晶连生结构的形成等一系列物理化学反应，最终形成坚硬的石状制品。
（3）蒸压尾矿砖
以尾矿为主要原料，添加部分校正材料，经配料、坯料制备、成型、蒸压养护而制成的各种砌墙砖、铺地砖、护坡砖、路沿石等建材产品，均属于此类。
1）配比组成
为了使材料既具有较高的强度，又具有良好的耐久性，就要求制品中，尽可能多的形成水化硅酸钙矿物或凝胶，同时又不致含有过多的游离CaO 。
对于不同类型的尾矿，石灰的最佳掺率会有一定差别，最好采用制砖试验获得。以长英岩型选金尾矿为例，该尾矿的化学成分见表2-16，矿物成分见表2-17，粒度分布见表2-18。
表2-16 长英岩型选金尾矿化学成分（%）
表2-17 长英岩型选金尾矿矿物成分（%）
表2-18 长英岩型选金尾矿的颗粒分布（mm ）
尾矿 形式 采样 位置 筛 径/mm +0.09 0.09~0.63 0.63~0.315 0.315~0.16 0.16~0.125 0.125~0.08 -0.08 合计 全尾
排矿口近 2.60 8.25 13.75 31.25 8.00 10.12 27.20 99.57 排矿口远 0.20 1.25 5.34 23.17 13.05 23.10 32.92 100.06 溢流
排矿口近
0 0.31 1.86 11.38 12.86 21.43 52.79 99.75 排矿口远
0.20
2.71
5.75
13.15
78.24
100.08
不同石灰掺率条件下，尾矿砖的抗压强度如图2-13所示。由此可见，随着细度的增加，最佳石灰掺量也相应提高。大体变化于12%-25%之间，相当于CaO 含量8%-18%。
当尾矿中含有Al 2O 3时，加入适量石膏，可以提高制品的强度（如图2-14所示）。石膏掺率应视尾矿Al 2O 3的含量而定，Al 2O 3越高，石膏掺率应高些，一般为3%-5%。
此外，为了提高制品的强度，在SiO 2含量较低的尾矿中，宜再额外掺加一部分石英砂。
图2-13 试件强度与石灰掺率的关系
1-全尾排矿口近；2-全尾排矿口远；3-溢流排矿口近；4-溢流排矿口远
石灰用量/%
抗压强度/M P a
矿业固体废物处理与利用
矿业固体废物处理与利用 摘要：矿业废物是“矿业固体废物”的简称，指开采和选洗矿石过程中产生的废石和尾矿。矿业废物产量大，处理处置困难，对环境造成严重破坏。本文针对煤矿和有色金属矿，从矿业废物的产生和特点，污染和危害，目前采用的处理方法以及研究状况与最新进展等方面，进行了简略介绍。 关键字：煤矸石，尾矿，矸石回填，综合利用。 前言 目前，矿业面临的环境问题是在废弃物的处理和资源化以及矿业废弃地的生态恢复与重建等问题上表现出来。矿山固体废物的主要来源是采矿后产生的废石和矿山选矿产生的尾矿。矿山废石的堆积和尾矿坝的构筑,不仅侵占大量土地和农田,而且大量的矿山废石、尾矿的排放,会严重破坏土地资源的自然生态环境,破坏自然景观,并且因其成分复杂,含有多种有害成分甚至放射性物质,严重污染水源和土壤,污染矿区和周围环境。因此,如何对矿山固体废物进行综合处理,既改善矿山生态环境, 又充分利用矿山固体废物中的有用成分,变废为宝,缓解矿产资源供需紧张矛盾,是人类社会面临的重要课题。 1 矿业固体废物的产生和特点 1.1 矿业固体废物的产生 矿业废物是“矿业固体废物”的简称，指开采和选洗矿石过程中产生的废石和尾矿。矿石开采过程中，需剥离围岩，排出废石，采得的矿石亦需经选洗，提高品位，排出尾矿。 我国是世界采矿大国，现有各类矿山企业约15.3 万个，其中国有矿山7650 个，集体企业6.9 万个，私营及个体企业5.8 万个，余为其他经济类型企业，开采矿产143 种。伴随各类矿产资源的开发利用，产出了大量的固体废弃物。这些固体废弃物的存量既是我国千百年矿业开发的历史积累，也是矿产资源利用不合理的结果，其主要的四种物质来源为：尾矿、废石、煤矸石和粉煤灰，尤以废石为多。我国矿山废弃物的累计数量也相当巨大，且逐年增多，一个省份的矿山尾矿和固废物总量可达几亿至几十亿吨。可以预见的是，随着矿石开采量的上升和品位的下降，每年矿山固废物的排放量还将不断增加。 各种金属和非金属矿石均与围岩共同构成。煤矸石约占煤炭产量的10％－15％，是我
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目录 一、前言---------------------------------------------------------------------------- 二、研究背景--------------------------------------------------------------------- 三、内容概述--------------------------------------------------------------------- ●垃圾分类原则------------------------------------------------------------------ ●垃圾分类意义------------------------------------------------------------------ 主要问题------------------------------------------------------------------------ 国外分类------------------------------------------------------------------------ 国内分类------------------------------------------------------------------------ 产生效果------------------------------------------------------------------------ ●垃圾分类意义------------------------------------------------------------------ ●回收利用意义------------------------------------------------------------------ ●回收方法------------------------------------------------------------------------ ●回收流程------------------------------------------------------------------------ 四、总结------------------------------------------------------------------------------ 五、参考文献------------------------------------------------------------------------
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固体废物处理与资源化复习资料 一、名词解释 1.固体废物:在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固态和置于容器中的气态物品、物质，以及法律、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质。 2.危险废物：指列入国家危险废物名录或者国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法 认定的具有危险特性的废物。 3.压实：又称压缩，指用机械方法增加固体废物聚集程度，增大容重和减少固体废物 表现体积，提高运输和管理效率的一种操作技术。 4.压实比：压实前体积与压实后体积的比值，大于1. 5.压缩倍数：固体废物经压实处理后，体积压实的程度。 6.破碎：利用外力克服固体废物质点间的内聚力而使大块固体废物分裂成小块的过程。 7.分选：将固体废物中各种可回收利用的废物或不利于后续处理工艺要求的废物组分 采用适当技术分离出来的过程。 8.堆肥化：在控制条件下，利用自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物，促 进来源于生物的有机废物发生生物稳定作用，使可被生物降解的有机物转化为稳定的腐殖质的生物化学过程。 9.厌氧发酵：固体废物中的有机成分在厌氧条件下，利用厌氣微生物新陈代谢的功能，转化为无机物质和自身的细胞物质，从而达到消除污染、净化环境的目的。 10.固化：用物理-化学方法将有害废物掺合并包容在密实的惰性基材中，是有害废物 达到稳定化的一种过程。 11．热解：利用有机物的热不稳定性，在无氧或缺氧条件下对之进行加热蒸馏，是有机物产生热裂解，经冷凝后形成各种新的气体、液体、固态，从中提取燃料油、油脂 和燃料气的过程。 二、简答 1.渗滤液的产生、处理及常用的防渗材料。 渗滤液的成分复杂、浓度高、变化大等特性，决定了其处理技术的难度与复杂性，- 般因地制宜，采用多种处理技术：对新近形成的渗滤液，最好的处理方式是好氣和厌 氣生物学的处理方法；对于已稳定填埋场产生的渗滤液或重金届含罡高的渗滤液来说，最好的处理方式为物理-化学处理法；此外，还可选择超滤方式，使渗滤液达标排放，或宣接作为反冲洗水用于填埋场回灌；渗滤液也可用超声波振荡，通过电解法达标排放。常用防渗材料有：压实黏土、柔性膜、人工改性防渗材料和复合材料等。
矿山固体废物处理与利用
矿山固体废弃物处理与再利用 摘要:我国冶金工业快速发展,促使矿山的开发力度加大,随之产生大量矿山固体废弃物。通过浅析我国矿山固体废弃物的现状,以及矿山固体废弃物的危害,我们了解了矿山固体废弃物的处理与再利用所具有重要的意义,并提出了有效治理矿山废物和资源再利用的有效方法。 关键词:矿山;固体废弃物;处理;再利用 1,我国矿山固体废弃物的现状 我国是世界采矿大国,现有各类矿山企业约15.3万个,其中国有矿山7650个,集体企业6.9万个,私营及个体企业5.8万个,余为其他经济类型企业,开采矿产143种。伴随各类矿产资源的开发利用,产出了大量的固体废弃物。这些固体废弃物的存量既是我国千百年矿业开发的历史积累,也是矿产资源利用不合理的结果,其主要的四种物质来源为:尾矿、废石、煤矸石和粉煤灰,尤以废石为多。我国矿山废弃物的累计数量也相当巨大,且逐年增多,一个省份的矿山尾矿和固废物总量可达几亿至几十亿吨。可以预见的是,随着矿石开采量的上升和品位的下降,每年矿山固废物的排放量还将不断增加。矿产是人类生存的重要生产资料之一 ,目前我国已发现矿种171个。可分为能源矿产(如煤、石油、地热)、金属矿产(如铁、锰、铜)、非金属矿产(如金刚石、石灰岩、粘土)和水气矿产(如地下水、矿泉水、二氧化碳气)四大类，开发建立了8000多座矿山,累计尾矿量达5917亿吨,大量尾矿不仅占用了土地和造成了资源的浪费,而且也给人类生活环境带来了严重污
染和危害,恶化了环境。如何把这些沉睡多年、数量惊人的尾矿进行开发利用，真正实现“无尾、无废、无污染”的现代化生产，达到推进矿山环境的综合治理是落实科学发展观、构建社会主义和谐社会的客观要求，也是我国及世界各国共同关心的重要课题 2，矿山固体废弃物的危害 1、固体废弃物直接造成环境污染。固体废弃物对地面环境的污染表现是多方面的：其一，原矿直接携带超标污染物质，如放射性元素及其他有害组分；其二，选矿过程中使用的化学药剂残存于固体废弃物并与其中某些组分反应，产生新的污染源；其三，在地表堆放条件下，固体废弃物发生氧化、水解和风化等表生变化，使原本无污染的组分转变为污染组分，如有色金属矿山普遍存在的某些重硫化物；其四，流经固体废弃物堆放场所的地表水，通过与固体废弃物相互作用，溶解某些有害组分并携带转移，造成大范围污染；其五，由于某些金属矿山固体废弃物颗粒极细，排出的固体废弃物干涸后经风力携带极易扬尘造成污染；其六，某些矿山固体废弃物直接排泄于湖泊、河流，污染水体，堵塞河道，引发大灾害。 2、固体废弃物矿破坏生态环境。据了解，这些固体废弃物包括废石废渣占用大量土地，由于大规模开采锰矿、金矿、钛砂矿、花岗岩、石灰岩、大理石，加快了水土流失，植物破坏，造成大量山塘、水库泥砂淤积，河床抬高，“青山头”变成“白山头”。 3、固体废弃物易安全隐患。固体废弃物堆放易产生流动、塌陷和滑坡，尤其是坝高超过l00米的大型尾矿库．一日发生事故，其造成的
二次资源利用论文
二次资源利用论文 姓名：田川 班级：矿加08-2班 学号：06082480
废橡胶循环再利用 矿加08-2班田川 06082480 摘要：本文主要简述了废橡胶的现状，对废橡胶的再生方法做了详细介绍，从而做好废旧橡胶（含废旧轮胎）的循环利用，落实科学发展观，促进我国环保事业发展，为建设资源节约型、环境友好型社会提供帮助。 关键词：废旧橡胶再生利用 1.废旧橡胶( 包括废旧轮胎)的现状 废橡胶是废弃聚合物一种，是宝贵的资源。随着我国工业的发展，特别是汽车工业的迅速发展，废旧橡胶（含废旧轮胎）的产生量与日俱增，随意丢弃、堆放废旧橡胶的现象在部分地区也比较突出，废旧橡胶的污染问题已不容忽视。越来越多的废旧轮胎形成的“黑色污染”正在威胁着全人类的生存环境。据统计，全世界每年约有15亿条轮胎报废，仅美国每年就产生近三亿条的废旧轮胎，经过几十年的累积美国的废旧轮胎多达三十亿条。中国是世界上的轮胎生产大国，2000年轮胎产量超过1亿条，仅次于美国和日本，每年生成的废旧轮胎达4000万条。在北京、上海等大城市的市郊结合处都能见到绵延上千米、像小山一样的废旧轮胎堆积点。越积越多的废旧轮胎长期露天堆放，不仅占用了大量土地，而且经过日晒雨淋，极易滋生蚊虫、携带急性传染病—登革热的病菌，传染急病，此外还容易引起火灾。可见废旧轮胎是恶化自然环境、破坏植被生长、影响人类健康、危及地球生态环境的最有害垃圾之一，这种“黑色污染”造成的危害远远大于“白色污染”。因此，如何有效地利用这些资源，已经成为一个节省资源、保护环境的重大社会问题。 2.废旧橡胶的分类 废橡胶一般按橡胶制品的品种分类，其种类其所使用的主要橡胶品种有以下几种： ⑴轮胎类 ⑵胶管和胶带类 ⑶胶鞋类 ⑷工业杂品类 3. 废旧橡胶的循环再利用情况 （1）原形改制 通过捆绑、裁剪、冲切等方式，将废旧橡胶（主要是废旧轮胎）改造成有利用价值的物品。最常见的是用作码头和船舶的护舷、沉入海底充当人工鱼礁、公路缓冲带等。该方法消耗的废旧轮胎量不大，只能当作是一种辅助途径。
北科大环境工程专业矿业固体废物资源化总结
矿业固体废物资源化 1.矿业固体废物分类及资源化方法 （1)矿业固体废物分类：尾矿（黑色金属、有色金属、稀贵金属、非金属矿尾 矿）；废石(黑色金属、有色金属、稀贵金属、非金属矿废石） （2）矿业固体废物资源化方法 2.尾矿的资源化 介绍国家863主题项目“典型尾 矿资源清洁高效利用技术及装备研 究与示范” （1）.尾矿生产建筑材料（尾矿的主要组 分是富含SiO2、Al2O3、CaCO3等资源的非金 属矿物） A.尾矿超高强结构材料（尾矿高效分级技术 微磨球效应和活性粉末效应控制技术）、 B.尾矿轻质节能墙体材料(加气混凝土生产技 术,尾矿轻质板材技术) C.高附加值尾矿熔浆 型材料(尾矿微晶玻璃,尾矿装饰板材,尾矿防火保温材料) D.尾矿高速铁路专用材料(低胶比桩体材料,低弹模支承材料) E.尾矿水泥(尾矿作烧制熟料的配料技术尾矿作混合材技术) F.尾矿砌块类材料(尾矿高性能砌块,尾矿透水砖) Eg. 1）磁铁石英岩型尾矿制备超高强混凝土结构材料 A.尾矿综合利用的两个瓶颈问题:产品附加值低、新排出的尾矿越来越细（不适合于建筑用砂混凝土细骨料） B.尾矿超高强混凝土结构材料的组成:尾矿70%、水泥熟料10～13%、矿渣13～16%、脱硫石膏4%，固废总量87% C.技术关键1形成粒级和活性的双重协同优化火山活性反应：nSiO2+mCa(OH)2+qH2O = nSiO2●mCaO● (m+q)H2O( C-S-H 凝胶) 水泥熟料活性最高粒径最大、矿渣微粒活性中等粒径中等、尾矿颗粒活性最低含有大量亚微米-纳米颗粒）技术关键2：控制亚微米-纳米级尾矿的活性粉末效应（微磨球效应使尾矿超细化、复杂流体多组分协同、温度的协同、时间的协同） D. “微磨球效应”使尾矿超细化过程能耗降低50%-70%。 E.实例：铁路轨枕、大跨度桥梁、地铁盾构管片、地基处理用管桩、超大尺寸结构复杂的人工鱼礁等高附加值产品 2）尾矿生产透水砖A.透水砖按胶结方式分类：烧结透水砖（陶瓷结合透水砖）、树脂结合透水砖、免烧无机胶结透水砖 B.关键技术难点：同时实现高透水率、高强度和高抗冻融性,技术路线的第一个核心是尾矿透水砖专用胶凝材料的研制(更强胶结性能和更好耐久性) a.采用梯级混磨的技术,并诱使硅的四配位同构化效应发生(这种由于硅氧四面体的聚合而促使三价或五价离子形成具有四个氧配位的四面体，并能同时使大量活泼的一价或二价离子稳定化的作用成为“硅的四配位同构化效应”，两个硅氧四面体共用的氧叫桥氧)。使尾矿及胶凝体系中的活泼离子进入硅铝网络体而被稳定化。b.大幅度降低胶凝材料中水泥熟料的含量，控制胶凝材料水化后游离Ca(OH)2接近于零。c.大幅度提高胶凝材料本身的强
二次资源利用全手工整理
第一章绪论 1、二次资源的定义：在社会的生产、流通 和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、回收等途径，使其重新获得使用价值的各种废弃物的总称。二次资源的分类：按来源：生产性二次资源和生活性二次资源；按物质属性：有害物质和一般物质；化学成分：有机物和无机物。形态：固体二次资源和非固体二次资源。 2、固体二次资源按来源分为：矿业固体二 次资源、钢铁冶金固体二次资源、有色冶炼固体二次资源、化工固体二次资源、煤系固体二次资源、特殊固体二次资源。 非固体二次资源：二次水资源和二次气资源。第二章基本原理 1、焙烧：在适当气氛和在低于物料熔融温 度下，对物料加热而完成的某种化学反应过程。大多是后续冶炼或提取的主要工序。 焙烧基本原理：焙烧可分为氧化焙烧、硫酸化焙烧、氯化焙烧和还原焙烧等，其共同特征有四个：1反应气体通过向围绕着固体反应物表面的气膜层扩散到固体的外表面，即外扩散。2反应气体进一步通过固体反应产物层的孔隙扩散到固体产物-固体反应物之 间的界面，即内扩散。3反应气体在固-固界面上的吸附并与固体反应物发生化学反应，以及气体反应物从反应界面上的解吸。4气体产物通过固体产物层的孔隙向外表排出。影响因素：孔隙率、比表面积、微孔的大小与分布均匀性等。 2、氯化焙烧：高温下采用氯化剂与二次资 源中某些组分发生作用生成氯化物，再利用各氯化物挥发温度的不同而将其分离的过程。对象有氧化物、碳化物、硫化物及金属或合金。缺点是对设备的腐蚀大；优点是流程简单、处理能力强。 MeO+Cl2=MeCl2+1/2O2 MeS+Cl2= MeCl2+1/2S2 3、超细粉碎技术是采用气流、液流或其他 机械力，在外力场的冲击、挤压、碰撞、剪切、摩擦等作用下，使大颗粒固体二次资源物料破碎成超细微粒的技术。 超细粉碎设备：喷射粉磨机、气流磨、搅拌磨、振动磨、胶体磨。 第三章固体二次资源 1、矿业固体二次资源主要是指废石和尾矿。主要的有自然元素矿物、含氧盐矿物、及类似化合物矿物、氧化物和氢氧化物矿物、卤化物矿物等。 2、氧化物和氢氧化物矿物分类：简单氧化物、复杂氧化物和氢氧化物。 硫化物及其类似化合物矿物分为：简单硫化物、复硫化物和含硫盐。 3性质：(1)物理性质：光学性质、力学性质、磁学性质、电学性质和表面性质等，主要取决于矿物的化学成分和内部构造，但与生成环境也有一定关系。 (2)化学性质：矿物的可溶性和氧化性。 含铁尾矿中有价组分：赤铁矿、菱铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿、褐铁矿等。 第四章钢铁冶金钢铁冶金固体二次资源的 利用 1、钢铁冶金钢铁冶金固体二次资源包括： 高炉渣、钢渣、铁合金渣、含铁尘泥、钢铁冶炼含锌粉尘等。 2、铁合金渣的利用途径：从渣中分选回收 有价金属、用作冶炼铁合金的原料、用作炼钢炼铁的原料、用作建筑材料和生产铸石等。 3、含铁尘泥包括：烧结原料在转运、烧结 过程中除尘器收集下来的粉尘称为烧结尘泥；在高炉煤气净化过程中，重力除尘器收集下来的粉尘称为瓦斯灰，文氏管洗涤产生的粉尘称为瓦斯泥；高炉出铁场收集的粉尘，称高炉出铁场粉尘；炼钢厂的含铁粉尘一般包括转炉污泥、转炉电除尘、转炉蒸发冷却器粉尘、转炉二次布袋除尘、铁水预处理尘、电炉布袋除尘、电炉机力风冷除尘、各种精炼炉粉尘以及烟道、沉降室收尘等；在钢坯压制过程中产生的铁鳞称轧钢铁皮，在轧钢废水循环利用中沉淀池回收的污泥称轧钢 二次污泥或水渣。 含铁尘泥的利用途径：1烧结球团法做炼铁原料，大循环利用路线；2炼钢粉尘作炼钢炼钢化渣剂，小循环利用路线；3直接还原处理；4湿法处理工艺 4、含铁尘泥的组成和性质：冶金尘泥含铁 较高，TFe30%~70%，另外部分粉尘还含有
二次资源开发与利用
1.什么是二次资源？什么是自然资源？ 二次资源：是指在社会的生产、流通、消费等一系列活动中产生的一般不具有原使用价值而被丢弃的以固态和泥状赋存的物质，且人类可采取工艺措施从这些物质中回收有用的成分和能源。自然资源：是物质与动力天然来源，可以分为不可再生资源与可再生资源。 2.二次资源开发应遵循的原则？ 1.技术应是可行的 2.二次资源开发的经济效益应是合理的 3.废物应尽可能在排放源就近利用，以节省废物在贮放、运输等过程的投资 4.二次资源开发出的产品应当符合国家相应产品的质量标准，因为具有与之相竞争的能力。 3.对固体废弃物进行二次资源开发的途径有哪些？ 1.提取各种金属 2.生产建筑材料（生产碎石，生产水泥，生产硅酸盐建筑制品，生产铸石和微晶玻璃，生产矿渣棉和轻质骨料） 3.生产农肥 4.回收能源 5.取代某种工业原料。总之，固体废物的资源化对于减少和消除固体废物的危害，保护环境，节约原材料和能源有重大意义。 摩擦与弹跳分选：是根据固体废物中各组分的摩擦系数和碰撞恢复系数的差异，在斜面上运动或与斜面碰撞弹跳时，产生不同的运动速度和弹跳轨迹而来实现彼此分离的一种新技术。 磁流体：是指某种能够在磁场或者磁场与电场联合作用下磁化，呈现似加重现象，对颗粒具有磁浮力作用的稳定分散液。 浮选：是固体废物资源化技术中的重要工艺方法，主要用于分选出不易被重力分选所分离的细小固体颗粒。 重力分选：是将物料给入活动或流动的介质中，密度的差异导致颗粒运动速度或运动轨迹不同，因为可分选出不同密度产物。 磁力分选：磁力分选分为两种类型，一种是电磁和永磁的磁力分离，该方法是在皮带机端头设置一个电磁或永磁的磁力滚筒，当物料经过磁力滚筒时，可将铁磁性物质分离。另一种是磁流体磁力分离。拣选：是利用物料之间的光性、磁性、电性、放射性等拣选特性的差异，实现分选的一种方法。 5.固体废物的预处理包括哪些工序? 预处理主要包括固体废物的破碎、筛分、粉磨、压缩等工序。 6.二次资源开发的基本方法分几种，各有哪些具体方法，其工作原理？ 基本方法：1.物理方法处理技术：重力分选（概念略），浮选（原理是利用矿物表面物理化学的特性，在一定条件下，加入各种浮选剂，并进行机械搅拌，使悬浮固体附在空气泡或浮选剂上，随着气泡一起浮到水面上，然后再加以回收），磁力分选（概念略），电场分选（是在高压电场中利用入选物料之间电性差异进行分选的方法），拣选（概念略）摩擦和弹跳分选（概念略）2.化学方法处理技术：煅烧（是天然化合物或人造化合物的热离解或晶型转变过程，此时化合物受热离解为一种组成更简单的化合物或发生晶型转变），焙烧（在适宜气氛条件下将物料加热到一定的温度，使矿物原料中的目的矿物发生物理和化学变化的工艺过程），烧结（是将粉末或粒状物质加热到低于主成分熔点的某一温度，使颗粒粘结成块或球团，提高致密度和机械强度的过程），溶剂浸出法（将固体物料加入液体溶剂内，让固体物料中的一种或几种有用金属溶解于液体溶剂中，以便下一步从溶液中提取有用金属。）热分解（是利用热能切断大分子量的有机物，使之转变为含碳量更少的低分子量物质的工艺过程），焚烧（是对固体废物进行有效控制的燃烧方法），辐射处理（用r射线和电子束辐射固体废物，以达到杀菌、消毒目的的一种无毒化处理方法）3.生物方法处理技术:沼气发酵（是有机物质在隔绝空气和保持一定的水分、温度、酸和碱度等条件下，微生物分解有机物的过程），堆肥（是将人畜粪便、垃圾、青草、农作物的秸秆等堆积起来，利用微生物的作用，将堆料中的有机物分解，产生高热，已达到杀灭寄生虫和病原菌的目的），细菌冶金（利用某些微生物的生物催化作用，使矿石或固体废弃物中的金属溶解出来，从而能够较为容易地从溶液中提取所需的金属） 7.用浸出、萃取、电积工艺处理铜的低品位矿、氧化矿的工艺过程是怎么样的，其中浸出的具体方法有多少种方法？各种浸出方法的概念？ 浸出分为：堆浸：将开采的矿石或破碎至一定粒度的矿石堆成堆，在堆得表面喷洒浸出剂，浸出剂渗过矿堆时将铜溶出，浸出液自流到集液池。地浸：生物浸出： 8.细菌在浸矿过程中主要有哪两种作用？ 一是直接作用，即细菌直接与矿石中的金属硫化矿发生作用，使硫化矿中的金属氧化而浸出。这一过程主要是靠细菌内特有的氧化酶能过催化或氧化黄铁矿，黄铜矿等金属硫化物，并使其晶格结构破裂，将有价金属浸出。二是间接作用，即细菌将溶液中的二价铁氧化成三价铁，将s氧化成硫酸后进一步与硫化矿发生化学反应，浸出铜，铁等有价金属，。 9.采取堆浸强化浸出的方式从金的低品位矿，氧化矿，尾矿中提金的具体措施有哪些？ ○1对于细粒或粘土含量高，渗透性差的矿石，采用制粒预处理技术，来提高矿堆得渗透性，加快浸出速度，提高浸出率。○2采用“分段分层筑堆，交叉喷淋，多级逆流浸出|”工艺，同时筑堆过程中向矿堆通入空气，铺设集液管道，提高矿堆得渗透性，提高浸出效果。○3针对不同的情况，采用滴淋和喷淋技术，均匀布液。○4堆浸过程中加入氧化剂，增浸剂，湿润剂等助浸剂，加速金的浸出。 10.从尾矿回收有价成分的方式有哪些？ 1.在现有选厂基础上扩建回收车间，将选厂产生的尾矿直接送到该车间，从尾矿中回收有价成分 2.在堆存多年的老尾矿场附近新建选厂，将老尾矿厂作为二次资源采出，送到选厂中处理，从而选出有价成分即精矿，即建立单独的尾矿再选厂 3.利用可移动的选矿机组，在尾矿库附近就地回收有价成分取得精矿 4.利用化学选矿方法，比如堆浸、槽浸、原地溶浸等技术从尾矿中将有用成分转入液相进行回收等。 11.我国采用尾矿作为建材开发研究主要集中在哪些方面？ 1.利用尾矿生产墙体材料 2.利用尾矿生产水泥 3.利用尾矿生产玻璃及玻璃质制品 4.利用尾矿生产建筑陶瓷制品 5.利用尾矿制作无机人造大理石 6.利用尾矿生产耐火材料 7.用作混凝土粗细骨料和建筑用砂 8.用于铺筑路基、基础垫层材料和路面沥青掺混料。 12.我国尾矿建材和制品主要分为哪几个类型？ 熔制型尾矿建材、烧结型尾矿建材、水合型尾矿建材、胶结型尾矿建材4个基本类型 13.熔制型尾矿建材、烧结型尾矿建材、水合型尾矿建材、胶结型尾矿建材的概念、工艺过程，各包括哪些建材？ 熔制型尾矿建材的工艺过程：1.配料2.混合料制备3.熔化4.澄清与均化5.冷却6.成型7.退火 烧结型尾矿建材的工艺过程：原料处理—配料—坯料制备—成型—干燥—焙烧—后处理 水合型尾矿建材的工艺过程：原料选择与处理—配料—搅拌—消化—成型—静停—蒸压—成品。胶结型尾矿建材工艺过程：配料、搅拌、成型、养护。 14.泡沫玻璃的生产方法有哪些？生产泡沫玻璃的烧结法？ 生产方法有：烧结法和熔体直接发泡法。烧结法是先将熔融的玻璃液，倒入水中，炸裂成粒，然后与发泡剂混合磨细，再在耐热模具中加热烧结和发泡，最后经退火形成制品。
试卷试题 固体废物处理与资源化试题集
洛阳理工学院学年第学期固体废物处理与资源化考试试题卷01 适用班级：考试日期时间： 一、名词解释(每小题4分，共20分) 1．固体废物 2．浮选药剂 3．循环经济 4．破碎比 5．焚烧 二、填空题(每空1分，共30分) 1.危险废物通常具有____、____、____、____、____、____等危害环境和人类健康 的特性，因而需单独进行管理。 2.固体废物的焚烧系统一般包括____、____、____、____、____等子系统，另外， 可能还有焚烧炉的控制和测试系统及废热回收系统等。 3.生活垃圾收集系统主要包括__ _ 和___ 两类。 4.影响筛选效率的因素主要有____、____和____。 5.重力浓缩借助____进行脱水，脱水对象主要为____水，脱水后物料含水量一般在 ____%。 6.焚烧过程中二恶英类物质主要产生于燃烧温度低于度的物料不完全燃烧阶 段。 7.低温破碎主要应用于____、____及废弃电路板等类别的固体废弃物。 8.固废物料的颗粒经摇床分选后，在摇床床面垂向上的分层表现为____的颗粒在最 上层，其次为____的颗粒，再次为____的颗粒，沉于最底层的是____的颗粒 9.填埋场的合理使用年限一般应在年以上，特殊情况下最低不应少于年。 10.固体废物焚烧时释放出来的热量可用和来表示。 三、简答题(每小题6分，共30分) 1.简述固体废弃物的主要特点及特征 2.简述减量化的含义及主要途径 3.简述热解与焚烧的区别及其优缺点 4.浮选效果较好的捕收剂应具备哪些必需的条件 5.简述废橡胶的热解产物及工艺 四、论述题（第1题8分，第2题12分，共20分） 1．论述好氧生物堆肥的原理及主要过程 2．清朝诗人龚自珍曾有“落红不是无情物，化作春泥更护花”的诗句，请结合所学固废相关专业知识，谈谈你对这一自然现象的理解和认识。 洛阳理工学院学年第学期固体废物处理与资源化考试试题卷02 适用班级：考试日期时间：
固体废弃物资源化利用
固体废物 定义：固体废物，一般来说，是指在生产建设、日常生活和其他活动中产生的污染环境的固态、半固态废弃物质。我国《固体废物污染环境防治法》第 88条也对固体废物作了比较详细的定义：“在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固态和置于容器中的气态的物品、物质以及法律、行政法规纳入固废管理的物品、物质。” 来源：固体废弃物按照来源区分，一般区分为三类：①生活垃圾；② 工业固体废弃物；③危险固体废弃物。 1生活垃圾生活垃圾主要指日常生活中人们产生的固体废弃物，此类固体废弃物按照地域区分又可以区分为城市生活垃圾和农村生活垃圾两种，主要包括厨余垃圾、金属属性垃圾、包装废弃物以及废旧电池等等，其数量受生活习惯、生活水平以及气候影响较大。 2工业固体废弃物主要特指工业部门在生产活动中产生的固体废弃物，比较典型的有煤炭行业产生的煤矸石；冶金行业产生的高炉渣、钢渣、赤泥等废弃物；化学工业行业产生的石膏、电石渣、石膏、碱渣等矿渣；金属矿石行业产生的废石以及尾矿等等。由于其对人体危害大，所以对环境污染较为严重，其主要特点是体积大、成分较为复杂且含有有毒成分，主要以废渣、粉尘和其他废弃物为主。 3 危险固体废物危险固体废弃物就是指被国家鉴定为具有危害性的废弃物，比如某些工业废弃物、医疗垃圾、农药残余等等，这些有毒废弃物如果得不到及时处理，将会威胁人的安全并对环境产生重大影响，其主要特点：①具有放射性；②具有有毒性；③具有传染性。 危害： 1 土壤污染，土壤是农业生产的生命，如果在农业生产中持续使用其中含有瓦砾等垃圾肥容易造成土壤渣化，没有进行处理的废弃物会在土壤内逐渐风化，慢慢溶解于土壤中，对土壤内微生物的生存造成很大的影响，降低土壤的分解能力，最终造成肥力与土质的降低。如果将带有病菌或者寄生虫卵的粪便用于农业生产，这类病菌很有可能进入到农作物的果实中，当人们食用时进入体内，危害人体健康和生命安全。 2 水体污染相关数据表明，近年来固体废弃物对水体所造成的污染问题日益严重，甚至影响到整个生态环境。如果固体废弃物不进行科学处理直接倒入水体之内，导致水体遭到非常严重的污染，造成大量水生物的生存受到影响甚至水生物死亡，各种水生植物也受到影响。在人们食用这些受到污染的水生动植物后也会影响到其健康。 3 大气污染很多固体废弃物中都含有毒性，如果不及时处理任其堆积，因为受到长时间的日晒雨淋，必然会在这一过程中产生很多废气或毒气，这些气体随风进入大气，导致空气受到污染，从而对人类和其他动植物的健康带来危害。 4 对城市环境和市容市貌造成影响城市生活和工业生产可以说是固体废弃物的重要来源，很多生活垃圾、建筑垃圾、工业垃圾不进行有效处理必然会带来非常恶劣的后果。特别是生活垃圾非常容易发酵腐化，招来很多的蚊虫鼠蚁，导致各种疾病的传播。随着我国城市化建设进程的不断加快，各种建筑垃圾也越来越多，且在建筑施工中造成的粉尘污染也相对严重，各种固体垃圾不但占用了城市用地，同时影响到整个城市的市容市貌。
第1章固体二次资源利用的基本方法
第1章固体二次资源利用的基本方法
1 二次资源利用的基本方法及原理 1.1固体物料的物理化学性质 固体二次资源包括矿山尾矿、冶金渣尘、化工渣、粉煤灰等，其资源种类纷繁复杂，其物理化学性质各异。 1.1.1物理性质 1.1.1.1几何特征 固体二次资源物料的几何特征主要包括颗粒的大小、外形、表面形态（如表面粗糙度、孔隙度等）及比表面积等。颗粒的形状，将影响到它在介质中的沉降速度、界面化学行为、流变性质、滤渣的孔隙和滤饼的比阻等。单个颗粒的几何特征及颗粒群的粒度组成是固体二次资源利用过程中应充分考虑的关键性因素。 （1）颗粒的大小 固体二次资源通常是碎散物料群体，构成该群体的颗粒大小不一，形状各异，在技术上可引入“粒径”、“粒度”、“粒级”、“粒度组成”及“平均粒度”等概念来描述其粒度特性。 粒径和粒度是用来表示颗粒大小最常用的两个术语。粒径是以单颗粒为对象，表示颗粒的大小；而粒度则是以粒群为对象，表示所有颗粒
大小的总体概念。 在固体二次资源利用中，对粒群大小的描述，常用平均粒度的概念。粒群的平均粒度是表征颗粒体系的重要几何参数，两个平均粒度相同的粒群，完全可能具有差异很大的粒度组成。描述粒度特性最好的方法是查明粒群的粒度组成，它反映了粒群中各种颗粒大小及对应的数量关系。 （2）颗粒的形状 颗粒的轮廓边界或表面上各点的图像，称作颗粒的形状，颗粒的形状是颗粒的大小外又一个重要的几何特征。主要包括球形、针状、不规则体、多角状、枝状、纤维状、多孔状及浑圆状等，也可用形状系数和形状指数等定量方式进行描述。固体二次资源利用中各作业的性质、效率在很大程度上也取决于物料颗粒的形状。 （3）颗粒的比表面积 颗粒单位体积（或单位质量）物体的表面积，称为该物体的比表面积或比表面。 比表面积是衡量物质特性的重要参量，其大小与颗粒的粒径、形状、表面缺陷及孔结构密切相关；同时，比表面积大小对物质其他的许多物
固体废物处理处置与资源化工程基础与实践第二讲
固体废物处理处置与资源化工程基础与实践第二讲 第二章固体废物特性、分析与采样 {大纲要求}熟悉危险废物的特性和鉴别 2.1 固体废物的物理化学特性 固体废物的性质主要包括物理、化学、生物化学及感官性能。感官性能可以直接判断。 2.1.1固体废物的物理特性 （1）物理组成：复杂，受多种因素影响。一般来说，工业发达国家与不发达国家--，我国南方城市与北方城市--。 （2）粒径：决定了使用设备规格与容量，以粒径分布表示，通过筛网的网目代表其大小。 （3）含水率：固体废物在105度温度下烘干一定时间至恒重后所失去的水分量。（4）容积密度：容重。决定运输或储存容积的重要参数。各组分平均值。 2.1.2固体废物的化学特性 三成分；四成分 七项代表指标 （1）挥发分：ASTM法 （2）灰分：三种形态 测定方法：分类—干燥—灼烧—干燥—称重—计算 （3）固定碳：除去水分、挥发性物质及灰分后的可燃烧物 （4）闪火点与燃点：定义、区别 （5）热值：表示燃烧时所放出的热量，用以计算焚烧炉的能量平衡及估算辅助燃料所需量。 HHV-LHV 直接测量或按元素组成计算 （6）热灼减量：检测焚烧后灰渣的品质，与灰分及焚烧炉的燃烧性能有关（7）元素成分：起多方面作用
2.2 固体废物的采样 是从大量废物中取出少量代表性样品，通过测定分析此部分所得到的数据，推测出整体的性质。 代表性样品的定义。 2.2.1 采样的代表性 数理统计中的常用参数7个 2.2.2 固体废物采样方法 1.从群体中取得适当数量的样品 2.取得最大物理量的样品 根据废弃物储存方式和储存容器的不同，采用 （1）单一随机采样型：方法、特性、适用范围 （2）分层随机采样型：方法、特性、适用范围 （3）系统随机采样型：方法、特性、适用范围 （4）阶段式采样型：方法、特性、适用范围 （5）权威性采样型：方法、特性、适用范围 （6）混合采样型：方法、特性、适用范围 综合可得：无任何或很少相关污染物分布的资料时，最好采用单一随机采样型：若有较详细相关资料时，则考虑采用分层随机采样型或系统随机采样型。 2.2.3 不同废物储存形态的采样方法 1.大型容器采样法 基本原则：为了取得容器内每一点的样品 （1）三度空间单一随机采样 （2）二度空间单一随机采样 2.敞开车辆采样法 3.储槽内废物采样法 （1）开放式储槽 （2）开放式储槽，且已知或已假设废物组成的分布