《廢棄物處理資源化 大學課件 3工業(yè)固廢利用與處理冶金工業(yè)固廢》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《廢棄物處理資源化 大學課件 3工業(yè)固廢利用與處理冶金工業(yè)固廢（34頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、任課教師：楊家寬任課教師：楊家寬冶金是指金屬冶煉、生產(chǎn)的過程。冶金是指金屬冶煉、生產(chǎn)的過程。冶金工業(yè)固廢冶金工業(yè)固廢生產(chǎn)過程收集的生產(chǎn)過程收集的粉塵粉塵冶煉過程產(chǎn)生的冶煉過程產(chǎn)生的冶煉渣冶煉渣采選礦排放采選礦排放尾礦尾礦冶金冶金黑色金屬黑色金屬有色金屬有色金屬煉銅煉銅煉鋁煉鋁煉鋼煉鋼煉鐵煉鐵錫錫鋅鋅鉛鉛汞汞高爐渣高爐渣赤泥赤泥鋼渣鋼渣鉛渣鉛渣銅渣銅渣鋅渣鋅渣錫渣錫渣汞渣汞渣v煉鐵的原料是鐵礦石、焦炭、助熔劑燒結(jié)礦和煉鐵的原料是鐵礦石、焦炭、助熔劑燒結(jié)礦和球團礦。球團礦。焦炭焦炭鐵礦石鐵礦石助熔劑助熔劑脈石脈石鐵鐵石灰石石灰石白云石白云石提供能量提供能量高爐渣高爐渣生鐵生鐵SiO2Al2O3Ca

2、OMgOv1噸生鐵產(chǎn)渣噸生鐵產(chǎn)渣300900kgv我國每年排出量我國每年排出量3107噸噸v目前我國的高爐渣利用率在目前我國的高爐渣利用率在80%左右，歷左右，歷 年堆積的高爐渣年堆積的高爐渣1億多噸，占地億多噸，占地1萬多畝。萬多畝。v國外，國外，70年代后，高爐渣已達產(chǎn)用平衡。年代后，高爐渣已達產(chǎn)用平衡。我國普通高爐渣的化學成分我國普通高爐渣的化學成分成分成分 CaOSiO2Al2O3MgOMnO Fe2O3S百分含百分含量（量（%）384926426171130.11 0.152 0.21.5v高爐渣的礦物組成與生產(chǎn)原料和冷卻方式有關(guān)。高爐渣的礦物組成與生產(chǎn)原料和冷卻方式有關(guān)。vCaO-

3、MgO-SiO2-Al2O3復雜固熔體復雜固熔體高高爐爐熔熔渣渣急冷處理急冷處理緩冷處理緩冷處理水淬法水淬法半急冷法半急冷法水淬法水淬法熱潑法熱潑法膨珠膨珠水淬渣水淬渣碎石碎石自然堆放自然堆放1、堿度、堿度M0=(CaO%+MgO%)/(SiO2%+Al2O3%)v堿性渣：堿性渣：M01v酸性渣：酸性渣：M0=1v中性渣：中性渣：M02、水淬渣的化學活性、水淬渣的化學活性 水淬渣是高爐熔渣在大量冷卻水的作用下急冷水淬渣是高爐熔渣在大量冷卻水的作用下急冷形成的海綿狀浮石類物質(zhì)。在急冷過程中，熔渣的形成的海綿狀浮石類物質(zhì)。在急冷過程中，熔渣的絕大部分化合物來不及形成穩(wěn)定化合物，而以玻璃絕大部分化合

4、物來不及形成穩(wěn)定化合物，而以玻璃體狀態(tài)將熱能轉(zhuǎn)化為化學能封存其內(nèi)，從而形成了體狀態(tài)將熱能轉(zhuǎn)化為化學能封存其內(nèi)，從而形成了潛在的化學活性。潛在的化學活性。v堿性高爐渣主要礦物硅酸二鈣在不同溫度下有堿性高爐渣主要礦物硅酸二鈣在不同溫度下有 四種變體，四種變體，CaO 提高活性。提高活性。v酸性高爐渣中酸性高爐渣中Al2O3含量高時，其在水淬急冷過程含量高時，其在水淬急冷過程 中極利于形成玻璃體，具有較好的活性。中極利于形成玻璃體，具有較好的活性。vMgO 能降低粘度，進入玻璃體，提高活性。能降低粘度，進入玻璃體，提高活性。vMnO 對玻璃體形成不利，降低活性。對玻璃體形成不利，降低活性。2、膨珠的

5、物理力學性能、膨珠的物理力學性能v膨珠是高溫熔融礦渣在適量水的沖擊下，在成膨珠是高溫熔融礦渣在適量水的沖擊下，在成 珠設備的配合下被拋向空氣中，水蒸發(fā)成蒸汽珠設備的配合下被拋向空氣中，水蒸發(fā)成蒸汽 在內(nèi)部形成空心，再經(jīng)過空氣冷卻形成珠狀礦渣。在內(nèi)部形成空心，再經(jīng)過空氣冷卻形成珠狀礦渣。v表面有釉化玻璃光澤，珠內(nèi)有微孔，互不連通，表面有釉化玻璃光澤，珠內(nèi)有微孔，互不連通，吸水率低。吸水率低。v灰白色玻璃體?；野咨Ａw。3、重礦渣碎石的物理化學性質(zhì)、重礦渣碎石的物理化學性質(zhì)v碎石是在自然冷卻條件下形成的致密塊渣，容重碎石是在自然冷卻條件下形成的致密塊渣，容重 1900kg/m3。v碎石主要礦物成

6、分是黃長石，其次是假硅灰石、碎石主要礦物成分是黃長石，其次是假硅灰石、硅酸二鈣、輝石、少量玻璃體和硫化物。硅酸二鈣、輝石、少量玻璃體和硫化物。v重礦渣碎石終絕大多數(shù)礦物不具備活性，但多晶重礦渣碎石終絕大多數(shù)礦物不具備活性，但多晶 型硅酸二鈣、硫化物和石灰，會出現(xiàn)晶型變化和型硅酸二鈣、硫化物和石灰，會出現(xiàn)晶型變化和 化學反應，導致結(jié)構(gòu)破壞，稱為化學反應，導致結(jié)構(gòu)破壞，稱為重礦渣分解重礦渣分解。v硅酸鹽分解硅酸鹽分解 型硅酸二鈣型硅酸二鈣 525 型硅酸二鈣型硅酸二鈣 體積增大體積增大10%。v硫化物分解硫化物分解FeS+H2O Fe(OH)2+H2S MnS+H2O Mn(OH)2+H2S v石

7、灰分解石灰分解CaO+H2O Ca(OH)21、水淬渣生產(chǎn)水泥、水淬渣生產(chǎn)水泥（1）礦渣硅酸鹽水泥）礦渣硅酸鹽水泥 （2070%）生料制備生料制備水泥粉磨水泥粉磨熟料煅燒熟料煅燒石膏石膏外加劑外加劑礦渣硅酸鹽水泥礦渣硅酸鹽水泥礦渣礦渣加入量加入量2070%v良好的安定性和較低的水化熱良好的安定性和較低的水化熱v抗硫酸鹽介質(zhì)侵蝕性能好抗硫酸鹽介質(zhì)侵蝕性能好v主要活性物質(zhì)是硅酸二鈣和氧化鋁主要活性物質(zhì)是硅酸二鈣和氧化鋁（3）石膏礦渣水泥（）石膏礦渣水泥（80%）80%水淬渣水淬渣 15%石膏石膏少量硅酸鹽水熟料少量硅酸鹽水熟料磨制磨制早期強度低，易風化起砂早期強度低，易風化起砂（4）鋼渣礦渣水泥（

8、）鋼渣礦渣水泥（80%）%鋼渣鋼渣 40%水渣水渣適量石膏適量石膏磨制磨制早期強度低早期強度低水淬渣水淬渣石灰石灰攪拌攪拌輪碾輪碾成型成型蒸養(yǎng)蒸養(yǎng)成品成品8590%1015%v質(zhì)輕質(zhì)輕v自然級配好自然級配好v吸音、隔熱吸音、隔熱 重礦渣碎石用于公路、鐵路、機場道路建重礦渣碎石用于公路、鐵路、機場道路建設，成為重礦渣利用的重要途徑之一。設，成為重礦渣利用的重要途徑之一。礦渣碎石修路的優(yōu)點：礦渣碎石修路的優(yōu)點：v有許多小孔，對光線漫發(fā)射性能好，道路明亮有許多小孔，對光線漫發(fā)射性能好，道路明亮v摩擦系數(shù)大，制動距離短摩擦系數(shù)大，制動距離短注意重鈣渣碎石的分解注意重鈣渣碎石的分解v生產(chǎn)礦渣棉生產(chǎn)礦渣棉

9、v生產(chǎn)微晶玻璃、陶瓷、鑄石生產(chǎn)微晶玻璃、陶瓷、鑄石v硅鈣肥硅鈣肥空氣空氣/氧氣氧氣生鐵生鐵造渣劑造渣劑C、Si、Mn、P、SFe石灰石石灰石提供氧化氣氛提供氧化氣氛鋼渣鋼渣鋼鋼SiO2CaOP2O5CO2MnOC+O2 CO2 3CaO RO 2SiO2 +CaO 2(2CaOSiO2)+ROv1噸轉(zhuǎn)爐鋼約產(chǎn)生鋼渣噸轉(zhuǎn)爐鋼約產(chǎn)生鋼渣130240kg鋼渣。鋼渣。v1988年統(tǒng)計，我國鋼渣堆存量年統(tǒng)計，我國鋼渣堆存量1億多噸，億多噸，占地占地1萬多畝。萬多畝。v1990年鋼渣利用率約年鋼渣利用率約60%。成成分分CaOSiO2Al2O3MgO MnO FeO Fe2O3P2O5fCaO寶寶鋼鋼40

10、4913171347561122410 11.4 0.21.5 不同的煉鋼方法（轉(zhuǎn)爐、平爐、電爐）、不同的煉鋼方法（轉(zhuǎn)爐、平爐、電爐）、不同生產(chǎn)階段、不同原料、不同鋼種的生產(chǎn)，不同生產(chǎn)階段、不同原料、不同鋼種的生產(chǎn)，其鋼渣的組成不同。其鋼渣的組成不同。轉(zhuǎn)爐鋼渣占鋼渣總量的轉(zhuǎn)爐鋼渣占鋼渣總量的70%堿度堿度C3SC2SCMS C3MS2C2AS CaCO3RO4.245060 1515203.0735-455-1015-202.7330-3520-303-52.6220-3010-2015-202.5615-2520-2540-502.1120-305-1015-201.245-1020-25

11、20-305-107-151、堿度、堿度R=CaO%/(SiO2%+P2O3%)v低堿度渣：低堿度渣：v中堿度渣：中堿度渣：v高堿度渣：高堿度渣：C3S、C2S3、穩(wěn)定性、穩(wěn)定性MgOC3SfCaOCa(OH)2 C2SMg(OH)2C2S+fCaO C2S10%13倍倍77%v標準砂的耐磨指數(shù)為標準砂的耐磨指數(shù)為1鋼渣難磨，降低鋼渣難磨，降低水泥生產(chǎn)能力水泥生產(chǎn)能力5、物理性能、物理性能vg/cm3vg/cm3v抗壓性能好抗壓性能好v熱潑碎石處理工藝熱潑碎石處理工藝v盤式水淬工藝處理轉(zhuǎn)爐鋼渣盤式水淬工藝處理轉(zhuǎn)爐鋼渣v爐前水沖電爐鋼渣爐前水沖電爐鋼渣v空氣?；諝饬；?、做燒結(jié)熔劑、做燒結(jié)

12、熔劑鋼渣含鋼渣含CaO4060%，12、高爐煉鐵熔劑、高爐煉鐵熔劑鋼渣含鋼渣含F(xiàn)e1030%，CaO4060%，回收鐵，回收鐵，CaO作助熔劑作助熔劑3、鋼渣礦渣水泥（早期強度低、耐磨）、鋼渣礦渣水泥（早期強度低、耐磨）v鋼渣鋼渣4045%，高爐水渣，高爐水渣4045%，石膏，石膏812%（激發(fā)劑）（激發(fā)劑）標號標號275325v鋼渣鋼渣3545%，高爐水渣，高爐水渣3545%，水泥熟料，水泥熟料812%（激發(fā)劑），（激發(fā)劑），標號標號325以上。以上。4、回填工程、回填工程5、鋼渣代替碎石修瀝青路面、鋼渣代替碎石修瀝青路面嚴禁嚴禁將鋼渣碎石作為硅酸鹽混凝土骨料使用將鋼渣碎石作為硅酸鹽混凝土骨料使用鋼渣中游離鋼渣中游離 CaO遇水迅速水化，體積膨脹遇水迅速水化，體積膨脹10%鋼渣陳化鋼渣陳化工程應用工程應用自然停放自然停放1年年風吹雨淋風吹雨淋7、回收廢鋼、回收廢鋼磁選磁選篩分及磁選篩分及磁選磁性物-12”+2”廢鋼-2”+1/4”供高爐-1/4”供燒結(jié)非磁性物篩分篩分-2”+2”棄物轉(zhuǎn)爐渣噴水冷卻篩分廢鋼非磁性物