工业固体废物处理与资源化技术-PPT演示文稿
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固体废弃物的资源化与综合利用.ppt
F
性
普通渣 38~49 62~42 6~17 1~13 0.1~1 0.15~2
0.2~1.5
高钛渣 23~46 20~35 9~15 2~10 <1
20~29 .1~.6 <1
质
锰钛渣 28~47 21~37 11~24 2~8 5~23 0.1~1.7 含氟渣 35~45 22~29 6~8 3~7.8 0.15~0.19
4 农林固体废 物综合利用
秸秆
5 污泥综合利
用
污泥
1.1 工业固体废物综合利用
按冶炼生铁的品种
高
按矿渣的碱度分
炉
铸造生铁矿渣
渣
炼钢生铁矿渣
的
分
碱性矿渣 Mo>1
酸性矿渣 Mo<1
中性矿渣 Mo=1
MO
(w CaO
w ) /(w
MgO
Si O 2
w ) Al2O3
类 及
成分 CaO SiO2 Al2O3 MgO MnO Fe2O3 TiO2 V2O5 S
钢渣水泥 含大量C2S、C3S；强度高、耐磨 筑路及回填材料 密度、抗压、稳定、防滑
生产建材制品 砖瓦及砌块
钢渣磷肥 含P2O5>4%,酸性土壤、缺磷碱土 硅肥 SiO2 15%，60目，水稻 改良土壤 钙镁磷及其它微量元素
1.4
铁合金渣的综合利用
铁 合 金 渣
的 化 学 成 分
混凝土骨料 矿渣铸石 可节省20%
矿渣混凝 用作铁路 左右的水泥，
土
道渣
一般用来制
矿渣砖
作内墙板、
80%~90%
楼板等
1.2
钢渣的综合利用
固体废弃物处理与资源化利用PPT
它们含有大量有机物质和植物需要的养分，是重要的有机肥资 源。
1.固体废物对自然环境的影响 ①侵占土地影响景观 ②污染土壤降低肥力 ③污染水体 ④污染大气
处理 层次（cm） 碴砾（%） 粘粒（%） 粉砂（%） 失水率（%） 折每亩失水（Kg） 阳离子代换量（me/100g） 保氮率下降（%）
对照 0-20 15.5 11.8 71.9 16.9 — 17.4 —
0.415
1.061
英国与中东及亚洲城市垃圾组成比较（质量分数/%）
占垃圾产生量的%
国内城市生活垃圾的组成
灰瓦
40 35 30 25 20 15 10
5 0
1996 1997 1998 年份
1999
2001
占垃圾总量的%
塑料
30 25 20 15 10
5 0
1996 1997 1998 1999 2001 年份
占垃圾产生量的%
食品
80 70 60 50 40 30 20 10
0 1996 1997 1998 1999 2001
年份
占垃圾产生量的%
纸类
40 35 30 25 20 15 10
5 0
1996 1997 1998 1999 2001 年份
占垃圾产生量的%
木竹
20
织物
9 8
占垃圾产生量的%
7
15
6
固体废物处理与资源化工程
姓名：李鹏飞
第一章 绪 论
本章主要内容：
本章重点介绍固体废物的来源、分类、危害及控制固体废物污染 环境的技术政策，了解固体废物的控制途径及我国固体废物处理和处 置的特点。
第一节 固体废物概念
固体废物（简称废物）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再具有原使用价值 而被丢弃的以固态和泥状赋存的物质，或者是提取目 的组分后弃之不用的剩余物质。主要包括工业废物和 生活废物。
1.固体废物对自然环境的影响 ①侵占土地影响景观 ②污染土壤降低肥力 ③污染水体 ④污染大气
处理 层次（cm） 碴砾（%） 粘粒（%） 粉砂（%） 失水率（%） 折每亩失水（Kg） 阳离子代换量（me/100g） 保氮率下降（%）
对照 0-20 15.5 11.8 71.9 16.9 — 17.4 —
0.415
1.061
英国与中东及亚洲城市垃圾组成比较（质量分数/%）
占垃圾产生量的%
国内城市生活垃圾的组成
灰瓦
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塑料
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占垃圾产生量的%
食品
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纸类
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占垃圾产生量的%
木竹
20
织物
9 8
占垃圾产生量的%
7
15
6
固体废物处理与资源化工程
姓名：李鹏飞
第一章 绪 论
本章主要内容：
本章重点介绍固体废物的来源、分类、危害及控制固体废物污染 环境的技术政策，了解固体废物的控制途径及我国固体废物处理和处 置的特点。
第一节 固体废物概念
固体废物（简称废物）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再具有原使用价值 而被丢弃的以固态和泥状赋存的物质，或者是提取目 的组分后弃之不用的剩余物质。主要包括工业废物和 生活废物。
第五章固体废物处理与资源化ppt课件
二、固体废物的减量化
（3）实现无废生产的主要途径 原料的综合利用； 改革原有工艺或开发全新流程； 实现物料的闭路循环； 工业废料转化成二次资源； 改进产品的设计，加强皮品的回收利用。
二、固体废物的资源化
（一）资源化 1、资源化的含义 资源化即为废物的再循环利用，回收能源和资 源。 大规模地建立资源回收系统，必将减少原材料 的采用，减少废物的排放量、运输量和处理量。 废物的资源回收可以提高社会经济效益，而且 做到物尽其用，取得一定的经济效益。
商业、机关
市政维护、管理部门 农业 废物 放射性 废物 农林 水产 核工业、核电站、放 射性医疗单位、科 研单位
碎砖瓦、树叶、死禽畜、金属锅炉、灰渣、污泥、脏 土等 稻草、秸秆、蔬菜、水果、果树枝条、糠秕、落叶、 废塑料、人畜粪便、禽类、农药
腥臭死禽畜、腐烂鱼虾贝壳、水产加工污水、污泥 金属、含放射性废渣、粉尘、污泥、器具、劳保用品、 建筑材料
2、危险废物的概念与类别
（1）危险废物的概念
危险废物又称为有毒有害废物，这类废物泛指 除放射性废物以外，具 有毒性、易燃性、反应性、腐蚀性、爆炸性、传染性因而可能对人 类 的生活环境产生危害的废物。 美国的定义：能引起或助长死亡率的上升或严重不可恢复的疾病；可 造成严重残 疾；在操作、储存、运输、处理或其他管理不当时，会对 人体健康或环境带来重大威胁的废 物称为危险废物 世界卫生组织的定义：根据其物理或化学性质、要求必须对其进 行持 殊处理和处置的废物，以免对人体健康或环境造成影响的废物。
3、危险废物的危害
（2）危险废物对人体健康的危害： • 短期危害： 通过摄入、吸入和皮肤吸收、眼接触引起毒害； 引起燃烧、爆炸、腐蚀等危险性事件。 • 长期危害：
固体废物处理处置与资源化第五章 ppt-PPT文档资料
第五章 城市垃圾的资源化利用
第四节 废电池的资源化
废电池中五种主要金属的熔点和沸点
金属
熔点
沸点
汞
-38
357
镉
321
765
锌
420
907
镍
1453
2732
铁
1535
2750
第五章 城市垃圾的资源化利用
第四节 废电池的资源化
瑞士 Recytec 公司利用火法和湿法结合的方法，处理 不分拣的混合废电池，并分别回收其中的各种重金属。
电子教案模版配色（1）
第五章 城市垃圾的资源化利用
第一节 城市垃圾的资源化概述
我国城市垃圾分类收集现状—混合收集
城市垃圾分类收集在我国没有全面推行的主要原因是： ①垃圾分类过细，使操作成本增加； ②垃圾处理处于低级的清运、填埋阶段； ③我国的废品回收处于无序状态。
电子教案模版配色（1）
第五章 城市垃圾的资源化利用
液化分离装置具有很高的热分解效率高温去除附着在铝制车身上的有机涂料温度必须在450以上第五章城市垃圾的资源化利用电子教案模版配色1第七节报废汽车的回收利用76未来铝合金回收工艺与装置铝合金液化分离装置这种情况下得到的产品是气体焦油类和炭类成分气体蒸发后剩下的焦炭和焦油层通过分离器内部的氧化装置去在液化分离装置中废料通过旋转鼓搅拌液化仓中残渣停留时间为215min在液化仓内部废料与仓中的溶解液混合沙石等杂质被分离到沙石分离区第五章城市垃圾的资源化利用电子教案模版配色1第七节报废汽车的回收利用76未来铝合金回收工艺与装置铝合金液化分离装置被废料带出的溶解液通过溶解用回收螺旋桨送回液化仓氧化区与排气导管相连接氧化游离的碳氧化合物并防止液化仓底部物质损失
简单再生利用是指回收的废旧塑料制品经过分类、清洗、
固体废弃物处置与资源化ppt实用资料
到脱氮除磷三级处理也小于2元/t
➢人均有机碳负荷（上海）
人均污水排放量200L/d
0.4% 人均垃圾产生量0.8kg/d
(污水有机碳（TOC）浓度约 100mg/L)
(垃圾中含食品垃圾60%，食品垃圾 含水率70%,食品垃圾干固体含有机 碳47%)
3倍多
人均污水有机碳负荷为20g/(人·d)
人均垃圾有机碳负荷为67g/(人·d)
一些固体废物含有有害物质，污染周➢围环放境射性废物
废 多数固体废物并非集中在某一个地方产生，而是散布在各个地方，在进行处理处置、资源化利用之前，首先需要收集起来，这带来了
物 固体废物处理成本的增加
按化学组成可分为
固体废弃物处置与资源化 绪论
分 类
➢ 有机废物（食品垃圾、农业废弃物、粪便） ➢ 无机废物（渣石、矿渣、粉煤灰）
原始人类 活动
17、18世纪自 19世纪末-20世 然物机械加工 纪初化学工业
20世纪以来 原子能工业
发展到今天 产品多样化
固体废弃物处置与资源化 绪论
1 定义、来源与分类
按来源可分为
固体废弃物处置与资源化 绪论
干燥、热分解、焚烧、热解、焙烧等➢ 工业废物
glass waste
热处理（通过高温来破坏和改变固体➢废物矿组业成和废结物构，同时达到减容、无害化或综合利用的目的）（焚烧、热解、湿式氧化）
1 定义、来源与分类
在生产、生活和其他活动中产生的丧失
固 原有利用价值或者虽未丧失利用价值但
体 被抛弃或者放弃的固态、半固态和置于 废 容器中的气态的物品、物质以及法律、
行政法规规定纳入固体废物管理的物品、
物 物质。———
《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》
工业固体废物处理与资源化技术-PPT演示文稿
钢铁工业固体废物处理与资源化
钢铁工业固体废物的年排放量1.7亿吨
➢ 高炉渣、钢渣、铁合金渣等 ➢高炉渣是冶炼生铁时从高炉中排出的一种废渣 ➢在高炉冶炼中，从炉顶加入铁矿石、焦炭以及助熔剂，当炉内温度达到1400-1600℃时，物料 变成液相，浮在铁水上的熔渣通过排渣口排出，这就是高炉渣 ➢钢渣是炼钢过程中排出的废渣。钢渣形成的温度在1500-1700 ℃之间，在高温下呈液体状态， 缓慢冷却后呈块状或粉状
4 0.0 干法 10.85 19.15 5.48 3.96 51.86 2.99 2.80 2.32 0.29 16.63 0.31 8
半干
0.0
21.41 18.80 5.82 4.02 43.62 1.92 1.92 2.06 0.37 6.99 0.33
法
8
粉煤灰处理与资源化
燃煤电厂将煤磨细成100微米以下的细粉，用预热空气喷入炉内悬浮燃烧，产 生高温烟气，经捕尘装置捕集的粉尘成为粉煤灰，也叫飞灰 粉煤灰的产生量为电厂煤炭用量的25%左右
工业固体废物资源化利用
（1）生产建材 耗渣量大、投资少、见效快、能耗低、节省原材料、不产生二次污染可生产的产 品种类多，性能好 如用作水泥原料与配料、掺合料、缓凝剂、墙体材料、混凝土的混合料与骨料、 加气混凝土、砂浆、砌块、装饰材料、保温材料、矿渣棉、轻质骨料、铸石、微 晶玻璃等
工业固体废物资源化利用
高炉渣应用
矿渣硅酸盐水泥 凡由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为矿 渣硅酸盐水泥（简称矿渣水泥） 水泥中粒化高炉矿渣掺加量按重量百分比计为20%-70% 普通硅酸盐水泥 凡由硅酸盐水泥熟料、少量高炉矿渣、 3-5%石膏共同研磨制成的水硬性胶凝材料 高炉矿渣掺量不超过15%
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细度
➢粉煤灰的粒径范围0.5-300微米 ➢我国规定45微米筛余百分数为细度指标
颗粒组成 ➢球形颗粒 4-25% ➢不规则多孔颗粒 约70%
需水量比
➢一般水泥和混凝土中掺入粉煤灰，可降 低其用水量
粉煤灰应用
➢ 用作建筑原料
水泥或混凝土掺料、制砖、空心砌砖
➢ 用作工程填筑
路基、低洼地填充、废矿井或塌陷区填充
高炉渣应用
石膏矿渣水泥 将干燥的矿渣、石膏、硅酸盐水泥熟料或石灰按照一定比例混合
磨细得到的水硬性胶凝材料 高炉渣配入量高达80% 石膏为硫酸盐激发剂
化工渣资源化 化学生产行业多，产品杂 化肥、农药、橡胶、染料、无机盐及有机化工原料等众多行业 固废来源：废品、副产品、失效催化剂、废添加剂，未反应的 原料及原料中夹带的杂质，精制、分离、洗涤时由相应装置排 出的工艺废物，净化装置排出的粉尘，废水处理产生的污泥， 化学品容器和工业垃圾 每吨产品产生的化工固体废物量较大，一般产生1—3吨固废， 有的可高达8—12吨
成分 Fe Cu Pb Zn Co Au(g/t) Ag(g/t) S As SiO2 A12O3 MgO CaO
表
南京 54.80~55.60
0.26~0.35 0.015~0.018
0.77~1.54 0.012~0.032
0.33~0.90 12.00~40.00
1.02~4.80
11.42 1.43 <1 2.17
➢ 用于农业
复合肥、土壤改良剂等
➢ 用于环境保护
废水处理、脱硫、吸声等
➢ 生产功能性新型材料 复合混凝剂、沸石分子筛、填料载体等
➢ 回收有用物质
稀有金属、工业原料等
粉煤灰水泥 由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰，在加入适量石膏磨细
制成的水硬性胶凝材料，称为粉煤灰硅酸盐水泥 此种水泥中粉煤灰的掺量按质量分数为20%-40%
硫酸渣 铬渣 磷石膏 电石渣
硫酸渣资源化
硫酸渣是硫铁矿制酸时在沸腾炉中高温熔烧后的产物 硫酸工业每年约排出一千万吨废渣,除少量供水泥厂作添加 剂外,大部分堆存
硫铁矿
沸腾炉氧化焙烧 烟气 净化
干燥
转化
吸收
硫酸
硫酸渣（烧渣）
尘渣
图 硫酸生产工艺流程
当硫铁矿含硫25～35%时，生产每吨硫酸约产生0.7～1吨硫酸渣
成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰 色岩石
煤矸石产生量约为煤炭生产量的10%左右
煤矸石性质 煤矸石和粘土的化学成分相似，能够代替粘 土提供硅质组成，成为生产水泥的原料
煤矸石能释放一定的热量，可代替部分燃料
煤矸石分类
一类：含碳量≤4% 二类：含碳量4-6%
一二类煤矸石热值低（ ≤ 2090kJ/kg），可用作路基材料， 塌陷区复垦、采空区回填 三类：含碳量6-20% 三类煤矸石（热值2090-6270kJ/kg），可用作生产水泥、 砖瓦、轻骨料 四类：含碳量＞20% 四类煤矸石（热值较高 6270-12550kJ/kg），可用回收煤 炭或用作工业用燃料
（2）回收或利用其中有用组分 煤矸石沸腾炉发电、洗矸泥炼焦作工业或民用燃料 钢渣作冶炼溶剂、硫铁矿烧渣炼铁 新型聚合物基、陶瓷基与金属基的废物复合材料 从烟尘和赤泥中中提取镓、钪等贵金属
（3）筑路、筑坝与回填 投资少、用量大、技术成熟、易推广 修筑1km公路可消耗粉煤灰上万吨 回填后覆土，可作为耕地、林地或建设用地 （4）生产农肥和土壤改良 含硅、钙、磷以及各种微量元素的工业废物，改性后，可作为农 肥使用 利用粉煤灰、炉渣、钢渣、黄磷渣和赤泥及铁合金渣等制作硅钙 肥、钙镁磷肥
采暖 发电
制取煤气
煤矸石生产烧结砖
煤矸石烧结砖是以煤矸石为原料，替代部分或全部粘土，
采用适当的工艺烧制而成
粉煤灰化学成分/%
SiO2
Al2O3
CaO
MgO
Fe2O3
SO3
K2O和Na2O
烧失量
43-56 20-32 1.5-5.5 0.6-2.0 4-10
0.5-2 1.0-2.5 3-20
化学组成类似于粘土的化学组成，包括SiO2、Al2O3、Fe2O3、 CaO和未燃尽的碳 由于煤的品种不同，粉煤灰分为高钙粉煤灰和低钙粉煤灰
或网络结构，具有较高的潜在活性
高炉渣种类
水渣/粒化渣 大量冷却水作用下急冷形成的海绵状浮石类玻璃体物质 具有潜在水泥胶凝性能，是优质水泥原料 气冷渣/重矿渣 高温熔渣在空气中自然冷却或少量淋水慢速冷却而形成的致密快渣 性质与天然碎石相近，其抗压强度、稳定性、耐磨性等均符合工程要求， 可代替碎石用于建筑工程中 膨珠 在半急冷作用并通过成珠设备击碎、抛甩到空气中，再受空气冷却形成 的矿渣 多呈球形，黑色，高孔隙度和低密度 具有一定的化学活性，适于作建筑用轻骨料和生产水泥
典型工业固体废物处理与资源化
赤泥 典型化学组成 (％)
从赤泥中回收铁
• 铁是赤泥的主要成分，10%～45%，含量较低 • 预焙烧后入沸腾炉内，700～800℃还原，Fe2O3转 变为Fe3O4 • 还原物冷却、粉碎后，湿式或干式磁选机分选，
得到含铁63%～81%磁性产品，铁回收率为83%～
93% • 一种高品位的炼铁精料
高炉渣化学组成
氧化钙、氧化铝、氧化镁、二氧化硅四种占高炉渣90%以上
组成%
CaO
SiO2
普通矿渣 31-50 31-44
Al2O3 MgO 6-18 1-16
MnO 0.05-2.6
Fe2O3 0.2-1.5
S
TiO2 V2O5
0.2-2
锰铁矿渣 28-47 22-35 7-2-1.7 0.17-2
半干 21.41 18.80 5.82 4.02 43.62 1.92 1.92 2.06 0.37 6.99 0.33 0.08
法
粉煤灰处理与资源化
燃煤电厂将煤磨细成100微米以下的细粉，用预热空气喷入 炉内悬浮燃烧，产生高温烟气，经捕尘装置捕集的粉尘成为 粉煤灰，也叫飞灰
粉煤灰的产生量为电厂煤炭用量的25%左右
工业固体废物资源化利用
（1）生产建材 耗渣量大、投资少、见效快、能耗低、节省原材料、不产生二 次污染可生产的产品种类多，性能好 如用作水泥原料与配料、掺合料、缓凝剂、墙体材料、混凝土 的混合料与骨料、加气混凝土、砂浆、砌块、装饰材料、保温 材料、矿渣棉、轻质骨料、铸石、微晶玻璃等
工业固体废物资源化利用
硫铁矿烧渣的化学组成，%
吴泾 山东乳山 安徽铜陵 日本户钿
52 0.24 0.054
21.2 0.067 0.03
52~55 0.2~0.4 0.03~0.05
62.58 0.39 0.29
0.19
0.03
0.01
0.14
0.31 15.96
4.38 10 0.53 0.05 39.9 5.39
0.3~0.4 13
Al2O3
CaO
MgO Fe2O3
R2O 烧失量
40-65 15-35 1-7
1-4
2-9
1-2.5 2-17
高岭土（68.7%）、蒙脱石、石英砂、硅酸盐矿物、碳酸盐矿物、铁钛矿、 炭质等
化学元素以Si、Al为主（SiO2 40-65%, Al2O3 15-30%）
煤矸石处理与资源化
采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物
38家大中型水泥厂窑灰化学成分（%）
生产 方式 烧失量 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 K2O Na2O f-CaO TiO2 S
湿法 24.02 15.05 4.75 3.30 43.92 1.67 4.36 2.18 0.28 4.91 0.30 0.54 干法 10.85 19.15 5.48 3.96 51.86 2.99 2.80 2.32 0.29 16.63 0.31 0.08
工业固体废物 处理与资源化
工业固体废物处理原则
• 避免产生(Clean) • 综合利用(Cycle) • 妥善处理(Control)
工业固体废物对生态环境的危害
➢ 露天堆积，侵占土地，阻塞河道，造成水灾 ➢ 自燃产生大量有害气体，如CO, CO2, SO2, H2S, NOx等，诱 发火灾 ➢ 酸性淋溶水损伤土壤、农作物及地下地表水环境 ➢ 细颗粒随风飘散，造成降尘污染 ➢ 其中的天然放射性元素对人体与环境产生危害 ➢ 崩塌时，危及人畜安全
• 预焙烧，二次污染严重
回收其他金属
• 回收铝、钛、钒、铬、锰等多种金属 • 回收稀有金属，但难度很大，成本很高，
二次污染严重 • 必须开发高效的分离方法
赤泥用作建材
• 水泥 •砖 • 陶粒
煤矸石 粘土
水
赤泥
粉碎
混配
成球
活化
干燥
焙烧
陶粒
粉煤灰 添加剂
赤泥陶粒的制备过程
煤矸石化学成分/%
SiO2
高炉渣应用
矿渣硅酸盐水泥 凡由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬 性胶凝材料称为矿渣硅酸盐水泥（简称矿渣水泥） 水泥中粒化高炉矿渣掺加量按重量百分比计为20%-70% 普通硅酸盐水泥 凡由硅酸盐水泥熟料、少量高炉矿渣、 3-5%石膏共同研磨制成 的水硬性胶凝材料 高炉矿渣掺量不超过15%
钒钛矿渣 20-31 19-32 13-17 7-9
0.3-1.2
0.2-1.9 0.2-0.9 6-31 0.06-1
高炉渣化学组成
高炉渣矿物组成
高炉渣的性质取决于冷却条件 慢速冷却的高炉渣具有相对均衡的结晶结构，其主要矿物为
钙铝黄长石、镁黄长石、钙黄长石、硫化钙、硅酸二钙等 水淬急冷阻止了矿物结晶，因而形成大量无定形玻璃体结构
0.4~0.7
8~13
0.65 31.69 0.46 0.05
➢粉煤灰的粒径范围0.5-300微米 ➢我国规定45微米筛余百分数为细度指标
颗粒组成 ➢球形颗粒 4-25% ➢不规则多孔颗粒 约70%
需水量比
➢一般水泥和混凝土中掺入粉煤灰，可降 低其用水量
粉煤灰应用
➢ 用作建筑原料
水泥或混凝土掺料、制砖、空心砌砖
➢ 用作工程填筑
路基、低洼地填充、废矿井或塌陷区填充
高炉渣应用
石膏矿渣水泥 将干燥的矿渣、石膏、硅酸盐水泥熟料或石灰按照一定比例混合
磨细得到的水硬性胶凝材料 高炉渣配入量高达80% 石膏为硫酸盐激发剂
化工渣资源化 化学生产行业多，产品杂 化肥、农药、橡胶、染料、无机盐及有机化工原料等众多行业 固废来源：废品、副产品、失效催化剂、废添加剂，未反应的 原料及原料中夹带的杂质，精制、分离、洗涤时由相应装置排 出的工艺废物，净化装置排出的粉尘，废水处理产生的污泥， 化学品容器和工业垃圾 每吨产品产生的化工固体废物量较大，一般产生1—3吨固废， 有的可高达8—12吨
成分 Fe Cu Pb Zn Co Au(g/t) Ag(g/t) S As SiO2 A12O3 MgO CaO
表
南京 54.80~55.60
0.26~0.35 0.015~0.018
0.77~1.54 0.012~0.032
0.33~0.90 12.00~40.00
1.02~4.80
11.42 1.43 <1 2.17
➢ 用于农业
复合肥、土壤改良剂等
➢ 用于环境保护
废水处理、脱硫、吸声等
➢ 生产功能性新型材料 复合混凝剂、沸石分子筛、填料载体等
➢ 回收有用物质
稀有金属、工业原料等
粉煤灰水泥 由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰，在加入适量石膏磨细
制成的水硬性胶凝材料，称为粉煤灰硅酸盐水泥 此种水泥中粉煤灰的掺量按质量分数为20%-40%
硫酸渣 铬渣 磷石膏 电石渣
硫酸渣资源化
硫酸渣是硫铁矿制酸时在沸腾炉中高温熔烧后的产物 硫酸工业每年约排出一千万吨废渣,除少量供水泥厂作添加 剂外,大部分堆存
硫铁矿
沸腾炉氧化焙烧 烟气 净化
干燥
转化
吸收
硫酸
硫酸渣（烧渣）
尘渣
图 硫酸生产工艺流程
当硫铁矿含硫25～35%时，生产每吨硫酸约产生0.7～1吨硫酸渣
成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰 色岩石
煤矸石产生量约为煤炭生产量的10%左右
煤矸石性质 煤矸石和粘土的化学成分相似，能够代替粘 土提供硅质组成，成为生产水泥的原料
煤矸石能释放一定的热量，可代替部分燃料
煤矸石分类
一类：含碳量≤4% 二类：含碳量4-6%
一二类煤矸石热值低（ ≤ 2090kJ/kg），可用作路基材料， 塌陷区复垦、采空区回填 三类：含碳量6-20% 三类煤矸石（热值2090-6270kJ/kg），可用作生产水泥、 砖瓦、轻骨料 四类：含碳量＞20% 四类煤矸石（热值较高 6270-12550kJ/kg），可用回收煤 炭或用作工业用燃料
（2）回收或利用其中有用组分 煤矸石沸腾炉发电、洗矸泥炼焦作工业或民用燃料 钢渣作冶炼溶剂、硫铁矿烧渣炼铁 新型聚合物基、陶瓷基与金属基的废物复合材料 从烟尘和赤泥中中提取镓、钪等贵金属
（3）筑路、筑坝与回填 投资少、用量大、技术成熟、易推广 修筑1km公路可消耗粉煤灰上万吨 回填后覆土，可作为耕地、林地或建设用地 （4）生产农肥和土壤改良 含硅、钙、磷以及各种微量元素的工业废物，改性后，可作为农 肥使用 利用粉煤灰、炉渣、钢渣、黄磷渣和赤泥及铁合金渣等制作硅钙 肥、钙镁磷肥
采暖 发电
制取煤气
煤矸石生产烧结砖
煤矸石烧结砖是以煤矸石为原料，替代部分或全部粘土，
采用适当的工艺烧制而成
粉煤灰化学成分/%
SiO2
Al2O3
CaO
MgO
Fe2O3
SO3
K2O和Na2O
烧失量
43-56 20-32 1.5-5.5 0.6-2.0 4-10
0.5-2 1.0-2.5 3-20
化学组成类似于粘土的化学组成，包括SiO2、Al2O3、Fe2O3、 CaO和未燃尽的碳 由于煤的品种不同，粉煤灰分为高钙粉煤灰和低钙粉煤灰
或网络结构，具有较高的潜在活性
高炉渣种类
水渣/粒化渣 大量冷却水作用下急冷形成的海绵状浮石类玻璃体物质 具有潜在水泥胶凝性能，是优质水泥原料 气冷渣/重矿渣 高温熔渣在空气中自然冷却或少量淋水慢速冷却而形成的致密快渣 性质与天然碎石相近，其抗压强度、稳定性、耐磨性等均符合工程要求， 可代替碎石用于建筑工程中 膨珠 在半急冷作用并通过成珠设备击碎、抛甩到空气中，再受空气冷却形成 的矿渣 多呈球形，黑色，高孔隙度和低密度 具有一定的化学活性，适于作建筑用轻骨料和生产水泥
典型工业固体废物处理与资源化
赤泥 典型化学组成 (％)
从赤泥中回收铁
• 铁是赤泥的主要成分，10%～45%，含量较低 • 预焙烧后入沸腾炉内，700～800℃还原，Fe2O3转 变为Fe3O4 • 还原物冷却、粉碎后，湿式或干式磁选机分选，
得到含铁63%～81%磁性产品，铁回收率为83%～
93% • 一种高品位的炼铁精料
高炉渣化学组成
氧化钙、氧化铝、氧化镁、二氧化硅四种占高炉渣90%以上
组成%
CaO
SiO2
普通矿渣 31-50 31-44
Al2O3 MgO 6-18 1-16
MnO 0.05-2.6
Fe2O3 0.2-1.5
S
TiO2 V2O5
0.2-2
锰铁矿渣 28-47 22-35 7-2-1.7 0.17-2
半干 21.41 18.80 5.82 4.02 43.62 1.92 1.92 2.06 0.37 6.99 0.33 0.08
法
粉煤灰处理与资源化
燃煤电厂将煤磨细成100微米以下的细粉，用预热空气喷入 炉内悬浮燃烧，产生高温烟气，经捕尘装置捕集的粉尘成为 粉煤灰，也叫飞灰
粉煤灰的产生量为电厂煤炭用量的25%左右
工业固体废物资源化利用
（1）生产建材 耗渣量大、投资少、见效快、能耗低、节省原材料、不产生二 次污染可生产的产品种类多，性能好 如用作水泥原料与配料、掺合料、缓凝剂、墙体材料、混凝土 的混合料与骨料、加气混凝土、砂浆、砌块、装饰材料、保温 材料、矿渣棉、轻质骨料、铸石、微晶玻璃等
工业固体废物资源化利用
硫铁矿烧渣的化学组成，%
吴泾 山东乳山 安徽铜陵 日本户钿
52 0.24 0.054
21.2 0.067 0.03
52~55 0.2~0.4 0.03~0.05
62.58 0.39 0.29
0.19
0.03
0.01
0.14
0.31 15.96
4.38 10 0.53 0.05 39.9 5.39
0.3~0.4 13
Al2O3
CaO
MgO Fe2O3
R2O 烧失量
40-65 15-35 1-7
1-4
2-9
1-2.5 2-17
高岭土（68.7%）、蒙脱石、石英砂、硅酸盐矿物、碳酸盐矿物、铁钛矿、 炭质等
化学元素以Si、Al为主（SiO2 40-65%, Al2O3 15-30%）
煤矸石处理与资源化
采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物
38家大中型水泥厂窑灰化学成分（%）
生产 方式 烧失量 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 K2O Na2O f-CaO TiO2 S
湿法 24.02 15.05 4.75 3.30 43.92 1.67 4.36 2.18 0.28 4.91 0.30 0.54 干法 10.85 19.15 5.48 3.96 51.86 2.99 2.80 2.32 0.29 16.63 0.31 0.08
工业固体废物 处理与资源化
工业固体废物处理原则
• 避免产生(Clean) • 综合利用(Cycle) • 妥善处理(Control)
工业固体废物对生态环境的危害
➢ 露天堆积，侵占土地，阻塞河道，造成水灾 ➢ 自燃产生大量有害气体，如CO, CO2, SO2, H2S, NOx等，诱 发火灾 ➢ 酸性淋溶水损伤土壤、农作物及地下地表水环境 ➢ 细颗粒随风飘散，造成降尘污染 ➢ 其中的天然放射性元素对人体与环境产生危害 ➢ 崩塌时，危及人畜安全
• 预焙烧，二次污染严重
回收其他金属
• 回收铝、钛、钒、铬、锰等多种金属 • 回收稀有金属，但难度很大，成本很高，
二次污染严重 • 必须开发高效的分离方法
赤泥用作建材
• 水泥 •砖 • 陶粒
煤矸石 粘土
水
赤泥
粉碎
混配
成球
活化
干燥
焙烧
陶粒
粉煤灰 添加剂
赤泥陶粒的制备过程
煤矸石化学成分/%
SiO2
高炉渣应用
矿渣硅酸盐水泥 凡由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬 性胶凝材料称为矿渣硅酸盐水泥（简称矿渣水泥） 水泥中粒化高炉矿渣掺加量按重量百分比计为20%-70% 普通硅酸盐水泥 凡由硅酸盐水泥熟料、少量高炉矿渣、 3-5%石膏共同研磨制成 的水硬性胶凝材料 高炉矿渣掺量不超过15%
钒钛矿渣 20-31 19-32 13-17 7-9
0.3-1.2
0.2-1.9 0.2-0.9 6-31 0.06-1
高炉渣化学组成
高炉渣矿物组成
高炉渣的性质取决于冷却条件 慢速冷却的高炉渣具有相对均衡的结晶结构，其主要矿物为
钙铝黄长石、镁黄长石、钙黄长石、硫化钙、硅酸二钙等 水淬急冷阻止了矿物结晶，因而形成大量无定形玻璃体结构
0.4~0.7
8~13
0.65 31.69 0.46 0.05