10冶金工業(yè)固體廢物的資源化3-wenkub
2023-03-12 11:42:20 本頁面
【正文】 料、石灰、石膏等激發(fā)劑作用下，可以作為優(yōu)質(zhì)的水泥原料，可制成： 礦渣硅酸鹽水泥、石膏礦渣水泥、石灰礦渣水泥、礦渣磚、礦渣混凝土等 。 塊渣的分解 21 ? 塊渣中的 CaO遇水消解 ？ ，產(chǎn)生體積膨脹，導(dǎo)致塊渣碎裂粉化，稱為石灰分解。 ? 硅酸鹽分解 ? 硫化物分解 ? 石灰分解 FeS、 MnS 是硫化物 19 a. 硅酸鹽分解 ? 由于 C2S在不同溫度下發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致重礦渣體積膨脹而自動碎裂粉化，稱為硅酸鹽分解。 ? CS:CaO ? 對于酸性熔渣由于 A12O3含量高 ,粘度大 ,在水淬急冷時 ,熔渣易于形成玻璃態(tài)物質(zhì)，因此，酸性水淬渣也具有良好的活性。 16 ? 高爐礦渣的性能取決于高溫熔渣的處理方法。 ? 高爐渣中主要成分為 CaO、 SiO Al2O3。 11 (3) 鋼鐵冶金工業(yè)固體廢物 ? 主要是煉鐵、煉鋼冶煉過程中排出的廢渣，這些廢渣可以統(tǒng)稱 冶金渣 。 有色金屬 5 ? (1)有色輕金屬 ：指密度小于，有鋁、鎂、鈣等及其合金； ? (2)有色重金屬 ：指密度大于、有銅、鎳、鉛、鋅、錫、銻、鈷、鉍、鎘、汞等及其合金； ? (3)貴金屬 ：指礦源少、開采和提取比較困難、價格比一般金屬貴的金屬，如金、銀和鉑族元素及其合金； 6 ? (4)半金屬 ：指物理化學(xué)性質(zhì)介于金屬與非金屬之間的硅、硒、碲、砷、硼等，也有人將硼、碳、砹、釙劃入半金屬，所有半金屬元素都呈現(xiàn)金屬光澤； ? (5)稀有金屬 ：指在自然界中含量很少、分布稀散或難以提取的金屬，稀有金屬又分為鈦、鈹、鋰、銣、銫等 稀有輕金屬 ；鎢、鉬、鈮、鉭、鋯、釩等 稀有高熔點金屬 ；鎵、銦、鉈、鍺等 稀有分散金屬 ；鈧、釔和鑭系元素等 稀土金屬 ；鐳、錒系元素等 稀有放射性元素。 7 冶金固體廢物 ? 冶金固體廢物 是指在冶金生產(chǎn)過程中所排放的暫時沒有利用價值而被丟棄的固體廢物。 12 冶金廢渣 ? 冶金廢渣 是指冶金工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各種固體廢棄物 。 15 高爐渣分類 ? 按 冶煉生產(chǎn)方法 可分為：鑄造生鐵礦渣、煉鋼生鐵礦渣、特種生鐵礦渣。 ? 對高爐熔渣通常用 急冷法 、 慢冷法 和 半急冷法三種方法處理，便得到了三種性能不同的高爐礦渣： ? 水淬渣 (granulated blastfurnace slag) ? 塊礦渣 (granular ore slag) ? 膨脹礦渣（ expanded slag） 17 (1) 水淬渣 (granulated blastfurnace slag) ? 用水、壓縮空氣或蒸汽對熔渣進行快速冷卻處理，通常用水冷，使礦渣與水激烈混合急冷，形成粒狀或海綿狀浮石類物質(zhì) ,故又叫 ?；V渣 。 ? 熔渣中的 MgO能降低其粘度，在水淬急冷時易于進入玻璃體，對水淬渣活性有利。SiO2 硅酸鈣 C2S:2CaO ? 如 βC2S在＜ 525℃ 時，轉(zhuǎn)變?yōu)?γC2S， 密度減小，由 ，而體積約增大 10％， 導(dǎo)致已凝固的重礦渣中產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，當(dāng)內(nèi)應(yīng)力超過重礦渣本身結(jié)合力時 ,就會導(dǎo)致塊渣開裂，酥碎、粉化。 ? 所以，當(dāng)利用塊渣，特別是用作混凝土骨料時，必須認真分析上述物質(zhì)。 25 （ 2）制作礦渣碎石 ? 礦渣碎石是高爐渣在指定的渣坑或渣場自然冷卻或淋水冷卻，形成較為致密的礦渣后 ，經(jīng)過挖掘、破碎、磁選和篩分而得到的一種碎石材料，生產(chǎn)工藝主要有熱潑法和堤式法兩種 。 28 （ 4）制作礦渣棉 ? 礦渣棉礦物棉的一種由鋼鐵高爐渣礦渣制成的短纖維。 ? 礦渣棉是利用工業(yè)廢料礦渣 (高爐礦渣或銅礦渣、鋁礦渣等 )為主要原料，經(jīng)熔化、采用高速離心法或噴吹法等工藝制成的棉絲狀無機纖維。壓制的免燒磚符合國家標(biāo)準。 ? 煉鋼過程是用空氣或高純氧氣氧化鐵水中的碳 、Fe、 Mn、 Si、 P等元素并釋放大量化學(xué)熱 。 36 b. 鋼渣的主要化學(xué)成分及其特點（重點） ? 主要化學(xué)成分有： CaO、 SiO A12O FeO、Fe2O MgO、 MnO、 P2O Y2O TiO2等； ? 鋼渣中 FeO和 Fe2O3含量 (約 20％ )明顯高于高爐礦渣和水泥熟料中的含量 (約 5％ )。 37 c. 鋼渣的堿度 (alkalinity)及分類 ? 鋼渣的堿度 (M0): ? 鋼渣按堿度分類： ? 低堿度鋼渣： M0＜ ； ? 中堿度鋼渣： M0＝ — ； ? 高堿度鋼渣： M0＞ 5220 OPSiOCaOM??38 （ 2）鋼渣的礦物成分 ? 鋼渣的礦物成分與其化學(xué)成分，特別是與堿度密切相關(guān)。SiO2。 ? 在這些礦物中 C2S和 C3S的含量都比較高，若鋼渣處理方法適當(dāng)，可以保存較高的活性，適于生產(chǎn)水泥。 ? 棄渣法 ： 將熔渣倒入渣槽，稍冷后直接運往渣場拋棄，堆積量大時便形成渣山。 ? 水淬法 ： 水淬原理與高爐渣急冷處理相同，在急冷過程中 ,抑制了 β C2S向 γ C2S的轉(zhuǎn)變 ,故水淬鋼渣安定性好，有較高的綜合利用價值。鋼渣的入磨粒度要求小于 lOcm，含水率 2％，含鋼量 1％。 ? 煉鐵高爐使用摻入礦渣的燒結(jié)礦，雖然鐵的品位稍有降低但燒結(jié)礦強度高，可使高爐操作順利，有利于提高生鐵產(chǎn)量，降低焦比。 (代替石灰石 ) 48 （ 4）返回轉(zhuǎn)爐煉鋼 ? 轉(zhuǎn)爐煉鋼時，每噸鋼鐵中摻入 25 kg高堿度鋼渣，并配合使用白云石，可使煉鋼成渣早，減少初期渣對爐襯的腐蝕，有利于延長爐齡，降低耐火材料的消耗。 51 （ 7）用于建筑材料 ? 鋼渣水泥 ? 鋼渣磚 ? 代替碎石作骨料和道路基材 52 ? 以堿度較高 (＞ )的平爐精渣，后期渣，轉(zhuǎn)爐后期渣以及電爐還原渣為主要原料 ,加入一定量的粒化高爐渣和適量石膏，經(jīng)細磨而成鋼渣水泥， ? 我國目前生產(chǎn)的鋼渣水泥有： 無熟料 鋼渣水泥和 少熟料 鋼渣水泥。 ? 鋼渣水泥的質(zhì)量必須符合 GBnl64—82規(guī)定要求。 ? 鋼渣磚可用于民用建筑中的墻體、柱子、溝道等。 ? 鋼渣碎石作瀝青混凝土骨料時 ,由于其受到瀝青膠結(jié)劑薄膜包裹，隔絕了腐蝕的可能性，體積膨脹問題不嚴重。鋼渣中的 P2O5不溶于水，但能溶解于 2％的檸檬酸或檸檬酸銨溶液中，可以被植物吸收 ? 生產(chǎn)實踐表明，鋼渣磷肥在酸性土壤和缺磷的堿性土壤中施用都可增產(chǎn)，水田、旱田都可用，即使普通鋼渣也有一定磷效。SiO2） 50～ 60% ?鈣鋁榴石（ 3CaOxH2O） 4～ 7% ?方解石（ CaCO3） 2～ 10% ?鈉硅渣（ Na2OTiO2） 2～ 5% ? 赤泥的化學(xué)成分及礦物組成取決于含鋁礦物的成分、生產(chǎn)氧化鋁的方法和生產(chǎn)過程中添加劑的物質(zhì)成分，以及新生成的化合物的成分等 . 67 五、赤泥的分類 ? 赤泥是一種不溶性殘渣，可分為 燒結(jié)法、拜爾法和聯(lián)合法赤泥 ， 主要成分為 SiO2, Al2O3, CaO和
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