第七章高放废液的固化与分离一嬗变和分离一整备
固体废物处理与资源化利用课后作业答案第七章
固体废物处理与资源化利用课后作业答案第七章1.固体废物固化稳定化处理的基本要求是什么？主要应用于哪些方面？试举例说明。
（1）基本要求：1)所得到的产品应该是一种密实的、具有一定几何形状和较好物理性质、化学性质稳定的固体；2)处理过程必须简单，应有有效措施减少有毒物质的逸出；3)最终产品的体积尽可能小于掺入固体废物的体积；4)产品中有毒有害物质的水分或其他指定浸提剂所浸析出的量不能超过容许水平；5)处理费用低廉；6)对于固化放射性产物的固化产品，还应有较好的导热性和热稳定性，以便用适当的冷却方法就可以防止放射性衰变热使固化体温度升高，避免产生自融化现象，同时还要求产品有较好的耐辐照稳定性。
（2）应用：1)对具有毒性或反应性等危险性质的废物进行处理，使其满足填埋处置的要求。
例如，在处置液态或污泥态的危险废物时，由于液态物质的迁移特性，在填埋处置前必须经过固化/稳定化的过程。
2)处理其他处理过程产生的残渣。
例如，垃圾焚烧产生飞灰的无害化处理，其目的是对其进行最终处置。
3)在大量土壤被有害物污染的情况下，对土壤进行无害化处理。
例如，土壤修复2.固体废物包胶固化方法可分为几类？分别有何优缺点？（1）分类：包胶固化分为水泥固化、热固性材料固化和热塑性材料固化。
（2）优缺点：1)水泥固化工艺比较简单，通常是将固体废物、水泥和添加剂混合均匀，并加水使混合物形成具有一定流动性的水泥浆，然后进行一定时间的养护，使其形成坚硬的固化体。
2)热固性材料固化在常温下操作，需要的催化剂数量很少；对废物的含水率要求不高，既可以处理干渣，也能处理含水泥浆；最终的固化体密度和体积都较小，利于后续的处理处置；固化产物不可燃。
不足之处在于：所用的催化剂有的具有强酸性，而大多数重金属沉淀在强酸性环境下容易溶出，且会腐蚀设备；该类固化体容易老化，可能导致污染物暴露，造成再次污染。
3)热塑性材料固化使用的热塑性材料不溶于水，具有化学惰性，同时具有良好的包容性能，冷却后的产物致密、不透水。
第6部分：高放废物处理
高放废液固化处理流程方块图
高放废液的预处理
�高放废液的蒸发浓缩
澄清分离夹 带有机溶剂
主要目的是减少废液体积； 净化系数可达 105～106； 随着硝酸浓度的增加，沸点 升高，碘、钌挥发严重，设 备腐蚀加剧，必须进行破坏 硝酸。
蒸发法浓缩高放废液流程示意图
高放废液的预处理
�高放废液的蒸发浓缩 当硝酸浓度为8mol/L时： 4HNO3 + HCHO → 4NO2↑ + CO2↑+ 3H2O 当硝酸浓度为2～8mol/L时： 4HNO3 + 3HCHO → 4NO↑+3CO2↑ + 5H2O 当硝酸浓度小于2mol/L时： 2HNO3+HCHO → HCOOH +2NO2↑+ H2O HCOOH+2NO 2HNO3+HCOOH → 2NO↑+ 3CO2↑ + 4H2O 甲醛脱硝的最终产物都是挥发性气体和水，因而不会增加蒸 残液的含盐量和其它杂质。
�玻璃固化体：非晶质（玻璃）固化体 �玻璃陶瓷固化体：玻璃相 -晶质相混合的固化体 �陶瓷固化转锻烧炉－感应加热金属熔炉技术 、焦耳加 热陶瓷熔融技术 、冷坩埚技术
困难： �高放废液中核素种类和形态很多，还有大量常量非放物质； �具有较强的衰变热及放射性； �含有易挥发组分； �放射性核素衰变能可能导致固化体结构的改变； �工业生产的可行性、安全与经济性。
高放废液固化体
�玻璃陶瓷固化体 玻璃陶瓷中结晶相和玻璃相的化学稳定性相当，如果长寿 命核素主要被包容在玻璃陶瓷的结晶相，则这些核素将被双重 屏障所包容，固化体具有更长的寿命。 与陶瓷固化体相比，其制作工艺简单，且由于陶瓷晶体周围 的玻璃相能包容一部分废物（主要是裂变产物Sr、Cs等），防 止杂质进入晶相而生产不稳定的次级相 ，故玻璃陶瓷可允许 高放废液组分的波动。
高放废物深地质处置备课讲稿
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五、地下实验室建设
地下研究实验室是开发最终处置库必不可少的关
键设施,在开发过程中起到下列作用:
No a. 了解深部地质环境和地应力状况,获取深部岩石
和水样品,为其他研究提供数据和试验样品;
b. 开展1∶1工程尺度验证试验,在真实的深部地质环
Image 境中考验工程屏障的长期性能;
征，其综合的几何、物理和化学特征应能在所需 的时间范围内阻止放射性核素从处置库向环境中
Image 迁移；
(2)在未来的动力地质作用的影响下，围岩和整 个系统的隔离能力应保持在可接受程度；
(3)处置库的水文地质条件应有助于限制地下水 在处置库中的流动，并能在所要求的时间内保证 废物的安全隔离；
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3、废物处置系统应能提供足够长的安全隔离期。中、 低放废物的隔离期不应少于 300年；高放废物和超铀 废物的隔离期不应少于 10 000年。
高水平废物处置方案
• 地表或近地表工程贮存 • 地质处置场 • 深井处置 • 海床底层处理 • 冰盖处置 • 宇宙处置 • 废物分离
–将经济上有用的核素回收再生 –对长寿命核素进行分离与嬗变
二、高放废物深地质处置基本概念
把高放废物埋在距离地表500－1000m的地质体
No 中，使之永久与人类的生存环境隔离，埋藏高
放废物的地下工程即称为高放废物处置库。
高放废物深地质处置库一般采用“多重屏障
Image 系统”设计，即把废物（乏燃料或玻璃固化
块）储藏在废物罐中、外面包裹缓冲材料， 再向外为围岩（花岗岩、凝灰岩、盐岩等）。 通常把地下设施、废物容器和回填材料称为 工程屏障，把周围的地质体称为天然屏障。
11第七章 固体废物综合利用+第八章 最终处置2014
化 学 及 矿 物 组 成
6
固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste
1
钢 渣 的 综 合 利 用
工业固体废物综合利用
碱度指钢渣中CaO与SiO2和P2O5 活性
C3S、C2S等具有水硬胶凝 的含量比 R=CaO/(SiO2+P2O5)。 性活性矿物的含量。当钢渣碱度R 根据碱度的高低，可将钢渣分为 为1.8~2.5时，其中的C3S和C2S的 低碱度渣(R=0.78~1.8)，中碱度 含量之和为60%~80%；R>2.5时 渣(R=1.8~2.5)和高碱度渣(R ，钢渣中的主要矿物为C3S。活性 >2.5) 矿物水硬性需很长时间才能表现
成分
普通渣 高钛渣 锰钛渣 含氟渣
CaO SiO2 Al2O3 MgO MnO Fe2O3 TiO2 V2O5
38~49 23~46 28~47 35~45
S
F
0.2~1.5 62~42 6~17 1~13 0.1~1 .15~2 20~29 .1~.6 <1 20~35 9~15 2~10 <1 .1~1.7 0.3~3 7~8 21~37 11~24 2~8 5~23 22~29 6~8 3~7.8 .15~.19
冶金废渣 高炉矿 渣 钢渣 铁合金 渣 有色金 属渣 铬渣 硫铁矿 烧渣 粉煤灰
2 矿业固体废 物综合利用
矿山废
3 城市生活垃 圾综合利用
生活垃圾 废塑料 废橡胶 废纸 废纤维 建筑垃 圾 电子垃 圾
4 农林固废综 合利用
秸秆
5 污泥综合利 用
钢 渣 的 化 学 性 质
7
固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste
第二章-放射性废物的分类
放射性废物处理与处置
第二章 放射性废物的分类
（5）按辐射类型分类：β/γ放射性废物、α 废物 （6）按处置方式：免管废物、可清洁解控 废物、近地表处置废物、地质处置废物 （7）按毒性：低毒组、中毒组、高毒组、 极毒组废物 （8）按释热性：高发热、低发热、微发热 废物
核燃料循环产生的放射性废物
核设施放射性废物
放射性废物处理与处置
第二章 放射性废物的分类
废物分类的作用 制定废物管理策略 规划和设计废物管理设施 确定放射性废物的整备技术和处置方案 确定操作程序和组织实施 掌握各类废物的潜在危害 便于国际交流
放射性废物处理与处置
第二章 放射性废物的分类
2.1放射性废物的分类方法 2.1放射性废物的分类方法 （1）按物理、化学形态：气载废物、液体 废物、固体废物 （2）按放射性水平：低放废物、中放废物、 2 高放废物 （3）按放射性废物来源：核燃料循环废物、 核技术利用废物、退役废物、铀伴生矿 废物 （4）按半衰期：长寿命废物、短寿命废物
放射性废物处理与处置
第二章 放射性废物的分类
有些国家固体废物无限制释放的限值
国家 瑞典 芬兰 比利时 表面污染限值/(Bq/cm2) 4(β,γ) 0.4(β,γ) 0.4(β,γ),0.04(α) 比活度限值/(Bq/g) 0.5 1 1
清洁解控水平国际上尚无统一规定。中国制定了豁 免管理原则GB 13367—1992，钢和铝的清洁解控水 平GB 17567—1998。
放射性废物处理与处置
第二章 放射性废物的分类
2.2国际原子能机构推荐的分类体系 2.2国际原子能机构推荐的分类体系 IAEA 1970年提出的分类系统：基于辐射 防护要求。 缺点：不能为处置方式提供依据 IAEA 1994年推荐的分类体系：基于放射 性废物处置，适用于固体废物的分类。 特点：处置方式、界限标准
《固体废物处理与处置》第七章课后答案（宁平主编）
《固体废物处理与处置》第七章课后答案（宁平主编）回复关键词：固体废物处理与处置即可获取章节答案资源第七章第七章工业固体废物的综合利用一、名词解释1、工业固体废物一指工业生产、加工过程中产生的废渣、粉尘、碎屑、污泥等废物。
按行业主要包括冶金废渣、矿业废物、能源灰渣、化工废物、石化飞舞，以及轻工业排出的下脚料、污泥、渣槽等废物2、高炉渣一冶炼生铁时从高炉中排出的废物。
3、铬渣冶金和化工行业在生产重铬酸钾、金属铬过程中排放出的废渣。
4、建筑垃圾一在建(构)筑物的建设、维修、拆除过程中产生的固体废弃物，包括废混凝土块、沥青混凝土块、施工过程中散落的砂浆和混凝土、碎砖渣、废金属、废竹木材、装饰装修产生的废料、各种包装材料和其他废弃物等。
5、电子垃圾一也称电子废弃物，是指居民、企事业单位在日常主作和生活中使用的各种电器被淘汰后产生的废弃物。
二、简答题:1.工业固体废物有哪些处理方法?工业固体废物主要有以下几种处理方法:(1)化学处理主要用于处理无机飞舞，如酸、碱、重金属废液、氰化物、乳化油等，处理方法有焚烧、溶剂浸出、化学中和、氧化还原。
(2)物理处理包括重选、磁选、拣选、摩擦和弹跳分选等各种相分离及固化技术。
(3)生物处理如适用于有机废物的堆肥法和厌氧发酵法:提炼铜、铀等金属的细菌冶金法;适用于有机废物的活性污泥法。
2.指出煤矸石来源、成分及危害。
(1) 来源➊露天剥离以及井简和巷道掘进过程中开凿排出的研石(45%)②煤层中含有或削下部分煤层底板产生的矸石(35%)③煤炭洗选过程中排出的矸石(20%)。
(2) 成份①矿物成分:高岭石、蒙脱石、石英、长石、云母、有机质等❷化学成分: Si02 (40-65%)、Al203 (16-36%)、 Ca0(1-7%)等(3)危害①占地②污染大气煤矸石中的硫化物散发后会污染大气。
③水污染煤矸石受雨水冲刷后可能导致河流污染。
④危害人体健康和植物生长煤矸石散发的气味和有害烟雾可能导致附近居民的慢性气管炎和气喘病，并影响树木和庄稼的生长。
固体废弃物处理及处置_宁平_第七章
化 学 及 矿 物 组 成
KUST Faculty of Environmental Science and Engineering
固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste
1
钢 渣 的 综 合 利 用
钢 渣 渣 的 分 类
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固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste
1
钢 渣 的 综 合 利 用
工业固体废物综合利用
钢渣的化学成分主要为铁、钙、硅、镁、 铝、锰、磷等元素的氧化物，其中钙、铁、硅 的氧化物占绝大部分。 钢渣呈黑色，外观像水泥熟料，其中夹带 部分铁粒，硬度较大，密度为1.7~2t/m3， 其成分组成基本稳定。钢渣的主要矿物组成为 橄榄石(2FeO·SiO2)、硅酸二钙(2CaO·SiO2) 硅酸三钙(3CaO·SiO2)、铁酸二钙 (2CaO ·Fe2O3)、及游离氧化钙fCaO等。
渣池水淬 节水，热泼法 炉前 艺产生渣棉和H2S， 热泼（国外薄层 淘汰 多层热泼）及渣 水量少，环境污 染小，可抑制H2S 气体的产生；比 热泼法占地面积 炉前水淬 分为 场热泼法 为炉前渣池式、 渣场堆存开采法 小，处理效率高； 投资省，成本低 水利输送式、旋 转滚筒式及脱水 成本低 仓式等
热铸矿渣
矿渣铸石
高 炉 渣 的 利 用
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固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste
第七章 固体废物的资源化与综合利用
3.性质 （1）物理性质：灰色或灰白色粉状物； 具有较大内表面积的多孔结构，多半呈 玻璃状。 （2）活性：指粉煤灰在和石灰、水混 合后所显示的凝结硬化性能。 较多活性氧化物，分别与氢氧化钙反应 →较稳定的水化硅酸钙和水化铝酸钙。 我国利用率约30% 。
（二）粉煤灰的综合利用
1.在水泥工业和混凝土工程中的应
4.回收工业原料 （1）回收煤炭资源 一般含碳5~7%，含碳大于10%的占30% 。 浮选法和干灰静电分选。 （2）回收金属物质 含有氧化铁、氧化铝和大量稀有金属。 磁选回收。 （3）分选空心微珠 由51~60%SiO2、26.2~39.9%Al2O3、 2.2~8.7%Fe2O3及少量钾、铁、钙、镁、钠、硫的 氧化物组成的熔融法结晶体，在1400~2000℃温度 下或接近超流态时，受到CO2的扩散、冷却固化与 外部压力作用而形成的。
3.作农业肥料和土壤改良剂
（1）作土壤改良剂 主要作用机理：改善土壤的可耕性；改善 酸性土和盐碱土；提高土壤温度；提高土 壤保水能力；增加土壤的有效成分，提高 土壤肥力。 （2）作农业肥料 含有大量枸溶性硅、钙、镁、磷等农作 物 所必需的营养元素。 可作硅钙肥、钙镁肥、各种复合肥、钙镁 磷肥等。
2.用于建筑材料 （1）生产水泥 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，∴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。 我国目前生产的钢渣水泥主要有： 以石膏作激发剂的无熟料钢渣矿渣水泥 以水泥熟料为激发剂的钢渣水泥 （2）作筑路与回填工程材料 做工程材料有基本要求
2.制钙镁磷肥
铬渣与磷矿石、硅石、焦粉或无烟煤在 高温下熔融→钙镁磷肥。铬渣代替蛇纹 石作熔剂。