化工废渣处理及资源化

蒸发结晶
水
碳酸铵溶液
碳酸钙 制水泥
干燥 硫酸铵产品
反应原理：(NH4)2CO3+CaSO4
CaCO3+(NH4)2SO4
（5）磷石膏作土壤改良剂
磷石膏中含磷、硫、钙、硅、锌、镁、铁等作物养分，用作土壤改良剂， 可增加作物产量。主要是其中的放射性物质要符合要求。
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废酸碱的处理与利用
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（1）作水泥掺合料 磷石膏呈酸性，还含有水溶性五氧化二磷和氟，不能 直接做水泥缓凝剂，需作除杂或改性处理。除杂采用水洗 法，先将磷石膏加水调成5%的固体浆料，经真空过滤除 可溶性磷酸盐；或采用中和法，加石灰与可溶性磷酸盐反 应成不溶性磷酸钙，再干燥，造粒。 上海水泥厂将磷石膏（pH≈4）用水泥生产中过剩的 窑灰搅拌中和，使磷石膏含水率降低至9%左右，水溶性 五氧化二磷转化为磷酸钙，pH达10-11，再经成型为水泥 缓凝剂，用于425#或525#水泥，强度均比天然石膏强， 且价格便宜。 （2）制造半水石膏和石膏板 半水石膏有α、β两种，前者为高强石膏，后者称为熟 石膏。其粉料加水调和成型，不久就硬化成二水石膏，制 造石膏板或建筑材料。
用磷石膏生产β -半水石膏工艺
二水石膏在不饱和水蒸气气氛中生成：将磷石膏悬浮在水中，加石灰 中和，经过过滤除杂（可溶性的），湿磷石膏送入风力干燥器与热燃料 气对流接触干燥，于流化床炉内焙烧而成。
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（3）磷石膏制硫酸联产水泥 磷石膏（二水石膏）转化为无水石膏，经高温煅烧分解为SO2、CaO， SO2氧化成SO3制硫酸，CaO配其他熟料制水泥。
化工废渣处理及资源化

化工废渣源、分类与影响 化工废渣处理技术 化工废渣资源化利用 塑料废渣 化学石膏 废酸碱
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化工废渣源、分类与影响
行业及产品
无机盐行业：重铬酸钾 氰化钠 黄磷
氯碱工业：烧碱 聚氯乙烯 磷肥行业：黄磷 磷酸
主要来源
氧化焙烧法 氨钠法 电炉法
水银法、隔膜法 电石乙炔法 电炉法 湿法
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（4）固化 将有害固废包覆在坚固的固体中，是一种终处置方式。 水泥基固化，将废物与水泥、化学添加剂混合固化。方法简单，部分 可用于建筑材料，但有些可能有浸出（卤化物、放射性废物等）。 石灰基固化，将废物与石灰及其他硅酸盐混合固化。方法简单，对有 机溶剂、油抑制，对氧化物、硫化物、卤化物、重金属、放射性 废物互溶。 热塑性材料固化，将废物与沥青、柏油、石蜡、聚乙烯等混合固化。 固化效果好，但费用较高。适宜处置量少的剧毒物质。对硝酸盐、 次氯化物、高氯化物不适宜。 高分子聚合物固化，脲醛树脂作固化剂，适宜体积小的无机废物。 玻璃基固化，将废物与硅石混合，高温熔融冷却固化。固化体极稳定， 但费用贵，适宜处理有害化学废物和强放射性废物。 （5）增稠和脱水 废水处理过程中产生的污泥等，含水率一般高达90%，必须增稠脱水。 自然干化或机械脱水处理（真空过滤、板块压滤、带式压滤、离 心脱水）。
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（6）焚烧 焚烧减容效果好、占地面积小、回收热量、垃圾稳定； 但投资费用大、产生气体污染、运行管理要求高。目 前是城市垃圾处理的三大技术之一（卫生填埋、高温 堆肥和焚烧 ），仅次于填埋。焚烧设备有流化床焚烧 炉、多段炉、转窑、双室焚烧炉等。 （7）热解 在氧分压较低的条件下，热分解（断裂化学键），使大 分子有机物分解为小分子燃料气体、油、炭等。优点 是温度低，产生NOx、SO2、HCl等二次污染物少， 能量转换成有价值的、便于贮存运输的燃料。 （8）堆肥 处理城市垃圾的主要方法之一，有好氧或厌氧堆肥技术。 利用高温发酵杀灭细菌，生产有机肥。
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（3）再生处理法
塑料废渣
粉碎机
洗净装置
干燥机
挤出机
切断机
成品塑料颗粒
（4）热分解法
通过加热断裂塑料高分子键，使之成为低分子量化合物单体、 燃料气或油。最好是在低温常压下进行。 塑料能否被均匀加热至300-350 oC融化而不碳化是关键。在 400oC分解。
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废硫酸：金属酸洗、二氧化钛生产、硝基化合物生产、颜料 生产、火药生产、农药生产。 废盐酸：金属酸洗、金属钛、硅制造、有机氯化物生产、硝 酸生产、磷酸生产。 废硝酸：照相制版、火药制造、硝基化合物制造、金属酸洗。 废磷酸：金属酸洗、钢铁磷膜、金属表面处理。 废有机酸：发酵工业、氨基酸生产、医药生产。 废无机碱：铝表面处理、纤维工业、植物油制造、离子交换 树脂再生等。含氢氧化钠、氢氧化钾或氨。 废有机碱：含胺类。
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（1）中和处理：一般为放热
反应；注意产生有毒气体 的问题。 （2）含金属离子的废酸处理 可只回收酸、只回收盐或两 者同时回收。 例：①减压浓缩法回收钢铁 酸洗废液中的硫酸和硫酸 铁； ②热分解法回收盐酸和氧化 铁。
水
排出气体 吸收塔 废盐酸 回收盐酸 中间 洗涤塔 旋风管道 浓缩盐酸
氧化铁
燃烧室 空气
焙 烧 炉
煤油
氧化铁
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③废盐酸中回收氯化亚铁，酸洗钢铁废液中含盐酸、铁，加 入铁屑使与游离的盐酸反应，生产氯化亚铁，，再氧化成 氯化铁，作为水处理的絮凝剂、印刷电路腐蚀剂。
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主要污染物
铬渣 氰渣 电炉炉渣、富磷泥
含汞盐泥、盐泥、废石棉隔膜、电石 渣泥；电石渣 同上 磷石膏
氮肥行业：合成氨
硫酸行业：硫酸
煤造气
硫铁矿制酸
炉渣、废催化剂、铜泥、氧化炉灰
硫铁矿烧渣、水洗污泥、废催化剂
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三个主要特点：
（1）产生量及排放量大：年产生量约占固体废物产生量 6%，排放量约占7%； （2）有毒、危险物多：毒性、腐蚀性、危险性大，化工 固废中约22%为危险废物；如四氯乙烯、二氯甲烷、丙烯 腈、环氧氯丙烷、苯酚、硝基苯、苯胺等生产中用过的废 溶剂、蒸馏重尾馏分、釜残夜、废催化剂等，农药生产中 釜残液，铬黄、锌黄、氧化铬绿等无机颜料生产中产生的 废渣、废水处理的污泥，水银法烧碱生产中产生的含汞盐 泥。 （3）可资源化强未反应的原料和副产物， 磨细 高炉炉渣、石膏
回转窑煅烧
O2
熟料
水泥
SO2
转化
吸收
硫酸
工艺要求：原料要均化，磷石膏的SO3含量大于40%，P2O5小于1%， SiO2小于8%，F小于0.35%；磷石膏煅烧用（L/D）较大的回转窑， o 使生料有预分解过程，能完全分解出SO2（94%以上）。温度要达到 1200 C。

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（3）分选 筛分：筛孔大小（目数），振动方式。 重力分选：密度差，以空气、水为介质，分为风力、惯 性、重液分选。 磁力分选：城市垃圾中钢铁回收、钢铁工业废渣中原料 回收。 浮力分选：加入浮选药剂，使粒子浮到液相表面，回收 有用组分。在选矿、炼油厂碱渣应用。 静电分选：利用电导率、热电效应分离物料，塑料、橡 胶、纤维、合成皮革的分选。 光电分选：光电分离器设置待分选出的物质的标准色， 用风力分选。
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固体废物处理的基本原则

无害化：焚烧、固化、堆肥等 资源化：分选回收、热解、焚烧发电、堆肥 减量化：压实、破碎、焚烧、增稠、脱水
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塑料废渣的处理与利用
处理方法大致有：再生处理法、热分解法、焚烧 法、湿式化学氧化法等。其中焚烧法因产生氯 化物，产生二次污染、腐蚀设备已不再使用。 （1）预分选 分类回收、洗涤干燥，对不同材质的塑料可采用 液体浮选、风选等手段分选。 （2）熔融固化 制造再生制品。在废塑料中加入部分新塑料或不 同密度回收塑料混合配料，另在其中加入廉价 填料制成较粗糙的制品。
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化工废渣处理方法
物理处理法、物理化学处理法、化学处理法、生化处理法等。 常用处理(treatment)方法： （1）压实 作用：减少容积，利于处置(dispose)。 金属废物 压实处理 坯块 再生回收 有害垃圾 压实处理 坯块 沥青固化 填埋 城市垃圾 压实处理 坯块 打包 填埋 （2）破碎 剪切破碎，用剪切破碎机（冯罗尔、林德曼旋转式等）。适用于废金属、塑料、 橡胶、纤维等。 冲击破碎，用锤式破碎机（旋转式），适用于废玻璃、瓦砾、木料等。 低温破碎，适用于废汽车轮胎、包覆电线、废家电等 湿式破碎，回收城市垃圾中的纸浆，湿式破碎机用水作悬浮剂，将经切碎的纸纤 维分选出，回收。 半湿式选择破碎，利用各种废物组分的耐剪切、耐压缩、耐冲击性的差异，用半 湿式（加少量水）选择破碎分选机，对废物选择性破碎。分三段分别破碎：第 一段破碎易破碎的玻璃、陶瓷等，第二段，纸类等中等强度物破碎，第三段， 金属、塑料等延性大的物质。得到三类垃圾分别处置。
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化学石膏处理与综合利用


化学石膏是以硫酸钙为主要成分的工业废渣， 包括磷石膏、氟石膏、钛石膏、苏打石膏等。 每生产1吨磷酸约排出5吨磷石膏。 磷石膏呈粉末状，5-150μm，与天然二水石膏 相似，CaSO4· 2H2O含量约70%。外观呈灰白、 灰、灰黄、浅黄、浅绿色。相对密度2.22-2.37。 其中含有铀、钍放射性元素和铈、钒、钛、锗 等稀有元素。