废弃物处理资源化 大学课件 3工业固废利用与处理冶金工业固废.ppt

冶金工业固废的综合利用 任课教师：杨家宽 一、冶金工业固废的分类 二、炼铁高炉渣的产生 高炉渣的产量 三、高炉渣的组成 我国普通高炉渣的化学成分 高炉渣的矿物组成 五、高炉渣理化性质 重矿渣碎石的分解 六、高炉渣的综合利用 矿渣硅酸盐水泥的特点 良好的安定性和较低的水化热 抗硫酸盐介质侵蚀性能好 主要活性物质是硅酸二钙和氧化铝 （2）普通硅酸盐水泥（15%） 2、水淬渣生产矿渣砖 3、膨珠作混凝土轻骨料 质轻 自然级配好 吸音、隔热 4、重矿渣碎石作骨料和修路 有许多小孔，对光线漫发射性能好，道路明亮 摩擦系数大，制动距离短 5、高炉渣的其它应用 生产矿渣棉 生产微晶玻璃、陶瓷、铸石 硅钙肥 七、钢渣的产生 钢渣的产量 1吨转炉钢约产生钢渣130~240kg钢渣。 1988年统计，我国钢渣堆存量1亿多吨，占地1万多亩。 1990年钢渣利用率约60%。 八、钢渣的组成 钢渣的矿物组成 九、钢渣的性质 2、活性 4、耐磨性 十、钢渣的处理工艺 热泼碎石处理工艺 盘式水淬工艺处理转炉钢渣 炉前水冲电炉钢渣 空气粒化法 十一、钢渣利用 6、钢渣磷肥、硅肥、酸性土壤改良剂 8、钢渣热泼碎石处理与利用工艺实例 1、做烧结熔剂 钢渣含CaO40~60%，1吨钢渣相当于0.7~0.75吨石灰石 2、高炉炼铁熔剂 钢渣含Fe10~30%， CaO40~60%，回收铁，CaO作助熔剂 3、钢渣矿渣水泥（早期强度低、耐磨） 钢渣40~45%，高炉水渣40~45%，石膏8~12%（激发剂） 标号275~325 钢渣35~45%，高炉水渣35~45%，水泥熟料8~12% （激发剂）， 标号325以上。 4、回填工程 5、钢渣代替碎石修沥青路面 严禁将钢渣碎石作为硅酸盐混凝土骨料使用 钢渣中游离 CaO遇水迅速水化，体积膨胀10% 钢渣陈化 工程应用 自然停放1年 风吹雨淋 7、回收废钢 * * 冶金是指金属冶炼、生产的过程。 冶金工业固废 生产过程收集的 粉尘 冶炼过程产生的 冶炼渣 采选矿排放 尾矿 冶金 黑色金属 有色金属 炼铜 炼铝 炼钢 炼铁 锡 锌 铅 汞 高炉渣 赤泥 钢渣 铅渣 铜渣 锌渣 锡渣 汞渣 炼铁的原料是铁矿石、焦炭、助熔剂烧结矿和球团矿。 焦炭 铁矿石 助熔剂 脉石 铁 石灰石 白云石 提供能量 高炉渣 生铁 SiO2 Al2O3 CaO MgO 1吨生铁产渣300~900kg 我国每年排出量3×107吨 目前我国的高炉渣利用率在80%左右，历 年堆积的高炉渣1亿多吨，占地1万多亩。 国外，70年代后，高炉渣已达产用平衡。 0.2~1.5 0.15~2 0.1~1 1~13 6~17 26~42 38~49 百分含量（%） S Fe2O3 MnO MgO Al2O3 SiO2 CaO 成分 高炉渣的矿物组成与生产原料和冷却方式有关。 CaO- MgO -SiO2- Al2O3复杂固熔体 四、高炉渣的处理工艺 高 炉 熔 渣 急冷处理 缓冷处理 水淬法 半急冷法 水淬法 热泼法 膨珠 水淬渣 碎石 自然堆放 1、碱度 M0=(CaO%+MgO%)/(SiO2 %+ Al2O3 %) 碱性渣： M0〉1 酸性渣： M0=1 中性渣： M0=0.99~1.08 2、水淬渣的化学活性 水淬渣是高炉熔渣在大量冷却水的作用下急冷 形成的海绵状浮石类物质。在急冷过程中，熔渣的 绝大部分化合物来不及形成稳定化合物，而以玻璃 体状态将热能转化为化学能封存其内，从而形成了 潜在的化学活性。 碱性高炉渣主要矿物硅酸二钙在不同温度下有 四种变体，CaO 提高活性。 酸性高炉渣中Al2O3含量高时，其在水淬急冷过程 中极利于形成玻璃体，具有较好的活性。 MgO 能降低粘度，进入玻璃体，提高活性。 MnO 对玻璃体形成不利，降低活性。 2、膨珠的物理力学性能 膨珠是高温熔融矿渣在适量水的冲击下，在成 珠设备的配合下被抛向空气中，水蒸发成蒸汽 在内部形成空心，再经过空气冷却形成珠状矿渣。 表面有釉化玻璃光泽，珠内有微孔，互不连通， 吸水率低。 灰白色玻璃体。 3、重矿渣碎石的物理化学性质 碎石是在自然冷却条件下形成的致密块渣，容重 1900kg/m3。 碎石主要矿物成分是黄长石，其次是假硅灰石、 硅酸二钙、辉石、少量玻璃体和硫化物。 重矿渣碎石终绝大多数矿物不具备活性，但多晶 型硅酸二钙、硫化物和石灰，会出现晶型变化和 化学反应，导致结构破坏，称为重矿渣分解。 硅酸盐分解 β 型硅酸二钙 525℃ γ 型硅酸二钙 体积增大10%。 硫化物分解 FeS+H2O Fe(OH)2+H2S MnS