固体废弃物

一绪论

1.危险废物:危险废物是固体废物的一种，亦称有毒废物，包括医疗垃圾、废树脂、药渣、含重金属污泥、酸和碱废物。

2.固废定义：指在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固态和置于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、物质。

3.固废特点：无主性、分散性、危害性、错位性。

4.三化:a.无害化：就是将固体废物通过工程处理，达到不危害人体健康，不污染周围自然环境的目的。b.减量化：通过适宜的手段减少固体废物的数量和容积。c.资源化：采取工艺措施从固体废物中回收有用的物质和能源。

二预处理

1.固废的预处理：由于固体废物纷繁复杂，其形状、大小、结构和性质各异，为了使其转变为更适合于运输、贮存、资源化利用以及某一特定的处理处置方式的状态，往往需要预先进行一些前期加工工序，即预处理。

2.热分解:当温度高于常温，或只有在加热升温情况下才能发生的分解反应叫热分解

3.热解:在无氧或者缺氧的条件下，对固体废物中的有机物进行加热，使其发生不可逆的化学变化，主要是使高分子的化合物分解为低分子化合物的处理技术。

4.重烧的目的：由于耐火制品在使用过程中，可能有进一步烧结和物相的继续变化，从而再次引起体积变化，产生重烧残余收缩或膨胀。

5.重烧：由于耐火制品在使用过程中，可能有进一步烧结和物相的继续变化，从而在此迎其体积变化，产生重烧残余收缩或膨胀。

6.为什么将白云石热分解以后要经过再结晶才能作为耐火材料的原料？

答：因为白云石热分解以后如果不经过再结晶过程，这时的白云石结构疏松，气孔率大，密度较低，白云石中的氧化钙和氧化镁晶格缺陷较多，化学活性很高，在空气中极易吸潮水解，不能作为耐火材料，只有通过再结晶过程，使白云石形成稳定的晶体形态，才能耐高温。

三矿业固废

1.矿物的电学性质：a.导电性：导电能力对电流的传导能力；b.荷电性：外力作用下发生带电现象

2.矿物的可溶性是矿物中有价成分浸出的重要依据：可溶性：溶质能够进入溶剂扩散，实质：溶质和溶剂的质点相互吸引或排斥。

3.尾矿回收的工艺：1铅锌尾矿的工艺：（培养基，硫酸，细菌）（铅锌浮选尾矿）细菌浸出----固液分离（PH=2.2回收利用）------（0.5摩尔每升的硫浆，过硫酸氢解PH=1.3）----固液分离（残渣）----贵液--------解析活性炭----电解提炼----

金银

间接细菌浸出：

2FeS2+7.5O2+H2O--（细菌-）—Fe2(SO4)3+H2SO4

2FeAsS+Fe2(SO4)3+6O2+4H2O---(细菌)—-2H2AsO4+4FeSO4+S

2FeSO4+0.5O2+H2SO4---(细菌)—Fe2(SO4)3+H2O

S+1.5O2+H2O---(细菌)—H2SO4

直接细菌浸出：

4FeAsS+14O2----2H2SO4+4H2O---4H2AsO4+2Fe2(SO4)3+H2O

2CuFeS2+8.5O2+H2SO4-------2CuSO4+Fe2(SO4)+H2O

硫脲浸出：

Au+Fe(3+)+2Cs(NH2)2---Au[Cs(NH2)4](2+)+Fe(2+)

Au+Fe(3+)+3Cs（NH2）2----Au[Cs(NH2)2](3+)+Fe(2+)

4.铜尾矿：铜硫尾矿-重选（二次尾矿）-湿式强磁选-重选（二次尾矿）-浮选（硫精矿）-重选（尾矿）-白钨精矿

5.尾矿生产硅酸盐水泥的工艺流程：尾矿--------生料--------水泥熟料----磨细（加石膏）----产品（硅酸盐水泥）

6.尾矿生产微晶玻璃的工艺有两种：1烧结工艺：尾矿----粉碎----配料----熔融----水淬----晶化----磨光----切割----产品:2熔融工艺：尾矿----配料----熔融----成型----退火----晶化----磨光----切割----产品。两种工艺的区别：烧结工艺需要对尾矿进行粉碎，且晶化之前要进行水淬，而熔融工艺不需要粉碎，但是晶化之前需要进行成型和退火，即两种方法的晶化方式不同。

7.铁尾矿再选的难题在于弱磁性铁矿物及共生伴生的金属矿物和非金属矿物的回收。

8.Fe尾矿作用：1，利用尾矿含铁量高作为水泥。2，用铁尾矿和沙一定比例作为水泥生产原料。3，用尾矿作为水泥的生产原料。工艺：尾矿-生料磨制（石灰石，铁粉等）-生料-回收窑煅烧（产生废气）-水泥熟料-磨细（加石膏）

9.什么是胶凝材料：在物理、化学作用下，能从浆体变成坚固的石状体，并能胶结其他物料，制成有一定机械强度的复合固体的物质。

10.可使用胶凝材料作用的废弃物（3种）：水泥，生石灰，电石渣

四煤矸石

1.煤矸石：是煤炭开采、洗选及加工过程中排放的废物，为多种矿岩的混合体，约占煤炭

产量的15%左右。

2.煤矸石化学成分主要为Al2O3、SiO2，少量Fe2O3、CaO、MgO等（前两种为主要的）。

3.煤矸石分类：泥质页岩，炭质页岩，砂质页岩，砂岩及石灰岩。

4.煤矸石的主要矿物成分为粘土矿物包括：高岭石、蒙脱石、石英砂、硅酸盐矿物、碳酸盐矿物、少量铁钛矿及碳质；其中的杂质主要为铁的氧化物。

5.煤矸石的综合利用：a.制硅；b.生产水泥；c.生产化工产品d.生产高岭土e.生产莫来石等等

6.煤矸石的工业分析为水分、挥发分、灰分和固定碳。

7.煤矸石产生活性的根本原因：产生活性的根本原因是煤矸石经过自燃或燃烧，矿物相发生变化，由原来的结晶相分解为无定形的非晶体。活性的大小和煤矸石的组成有关。

8.煤矸石生产净水剂工艺：1联合法：煤矸石----制粉----硫酸浸出----过滤除渣（Sio2）----滤液中和（加酸）----硫酸铝溶液；2. 煤矸石---粉碎---焙烧----酸溶（0.2的盐酸）----浓缩结晶----沸腾热解----配水聚合

9.高岭石在不同温度下的生成物：Al2O3·2SiO2·2H2O（高岭土 550-700℃ A12O3·2SiO2+2H2O （偏高岭土）； 2(A12O3·2SiO2)偏高岭土925℃2A12O3·3SiO2硅铝尖晶石+ SiO2；；2A12O3·3SiO2 1100℃ 2(A12O3·SiO2)似莫来石+ 2SiO2

10.水云母矿在不同温度下的变化：

11.石英在不同温度下的变化：

五粉煤灰

1.粉煤灰：物化性质取决于燃煤品种、煤粉细度、燃烧方式及温度、收集和排灰方法等。粉煤灰单体化学组成（近似粘土）由SiO2、Al2O3，Fe2O3、CaO、MgO和一些微量元素、稀有元素等组成，颗粒组成由玻璃微珠（沉珠）、漂珠、多孔颗粒、碎屑等。

粉煤灰特性：pH值较高，具有粒细、多孔、质轻、密度小、黏结性好、结构松散、比表面积大、吸附能力较强等特性。

粉煤灰的矿物组成：无定形相主要是硅铝质玻璃体还有少量的碳，结晶相包括石英、云母、莫来石等。

2.粉煤灰的化学成分（有益，害）：活性SiO2、活性Al2O3和f-CaO(游离氧化钙)都是活性的的有利成分；粉煤灰中少量的MgO、Na2O、K2O，Fe2O3有害成分；

3. 低钙粉煤灰的活性主要取决于硅铝质玻璃体。高钙粉煤灰活性主要取决于富含氧化钙的结晶相。

4.提高粉煤灰活性的方法：1）粉磨： 2）增钙燃烧： 3）化学处理：

5.如何分选粉煤灰中未燃碳：1，干排灰：主要采用电选（粉煤灰中炭粒和灰粒的差异）；2湿排灰：主要采用浮选

6.具有火山灰活性的物质有：粉煤灰，煤矸石、炉渣、烧粘土等等

7.评定火山灰活性的方法有：石灰吸收法、硅铝溶出法和砂浆强度试验法。

8.粉煤灰在混凝土中的基本效应和对混凝土的影响：粉煤灰在水泥混凝土中主要有三个基本效应,即形态效应、火山灰效应和微集料效应；影响：1混凝土的和易性，2 混凝土的强度值，3 混凝土的热学性能，4 混凝土抗碳化性能，5 混凝土抗渗性，6 钢筋抗锈蚀性。9.粉煤灰的综合利用：（1）在建材工业中的应用（水泥、混凝土掺料，粉煤灰砖，小型空心砌块，硅钙板，粉煤灰陶粒，其他建材制品）；（2）在农业上的应用（改良土壤，堆制农家肥，加工磁化肥，复合肥，其他农用途径）；（3）在环保上的应用（利用其物理吸附、化学吸附、中和反应、絮凝沉淀、过滤截留，在废水处理工程中的应用，在烟气脱硫工程中的应用，在噪声防治工程中的应用）；（4）在工程填筑上的应用（用作路基材料，用于工程回填）；（5）从粉煤灰中回收有用物质（分选空心微粒，提取工业原料，回收稀有金属）；（6）生产功能性新型材料（复合混凝剂，沸石分子筛，催化剂载体）。

六高炉渣

1.高炉渣的产生：冶炼生铁过程中从高炉中排出的一种废渣。

2.化学成分：CaO、SiO2、Al2O3，Mgo，Mno、Fe2O3和S等等

3.碱性系数（碱度）：M=(Cao+Mgo)/(Sio2+Al2o3)

4.高炉渣的种类有:1水淬渣：高炉熔渣在大量冷却水作用下形成的海绵状浮石类物质。2块渣（重矿渣）：高炉熔渣经慢冷作用形成的类石料矿渣。3膨胀块渣：高炉熔渣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

5.水淬渣的活性如何确定：加水搅拌若是在氢氧化钙中明显，活性率Mc=Al2O3/SiO2 >2.5高活性；<2.5低活性；质量系数K=(Al2O3+Cao+Mgo)/(Sio2+Mno+Sio2), >1.9为高活性矿渣 1.6-1.9为中等矿渣 <1.6低活性矿渣

6.用水淬渣生产硅酸盐水泥的最大缺点是什么？如何克服？

答：早期强度低，通过提高钙盐含量增强强度。

7.如何激发矿渣的活性：1物理方法：超粉碎（提高细度）800目左右。2化学方法：酸碱释放游离的SIO2，碱性：NaoH,KOH,Nasio3,Cao

8.钢渣与高炉渣的区别：成分不同：钢渣含有五氧化二磷

钢渣不同于高炉渣的地方是钢渣中存在ｆＣａＯ、ｆＭｇＯ，它们在高于水泥熟料烧成温度下形成，结构致密，水化很慢，ｆＣａＯ遇水后水化形成Ｃａ(ＯＨ)2，体积膨胀98%，ｆＭｇＯ遇水后水化形成Ｍｇ(ＯＨ)2，体积膨胀，

8.钢渣碱度：=Cao/(Sio2+P2O5)

七有色金属渣

1.有色金属渣（成分，危害）：CaO，SiO2，Fe2O3，Al2O3，C2S属强碱性高，分散高易使土壤盐碱化

2.赤泥的产生:制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣

3.赤泥的特点:具有含有大量氧化铁而呈红色，矿物含量高、颗粒分散性好、比表面积大、在溶液中稳定性好，高含水率，高分散性的强碱性固废。

4.赤泥的危害：1，建造堆场需占用大片土地，使基建投资增加；2赤泥中含碱和少量放射性物质，长期堆存经晒干后造成粉尘飞扬，严重污染大气；3由于风吹雨淋致使赤泥流入江河湖泊，造成淤塞.毒化水质，直接影响农业和渔业生产，成为重要污染源。并使赤泥中的许多可利用成分得不到合理利用，造成资源的二次浪费，严重的阻碍了铝工业的可持续发展。

焦炭碳酸钠

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5.赤泥还原炼铁→炉渣浸出工艺：赤泥→干燥→还原焙烧→盐浸→过滤→滤渣→水泥生产原料↓↓

生铁滤液返回铝生产

6.赤泥生产净水剂的工艺:

硫酸 O2 聚合硅酸

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赤泥→升温搅拌→900C恒温水浴2h→冷却→过滤→硫酸铁和硫酸铝溶液→混合→沉化2h→聚铝铁复合絮凝剂

八化学工业固废

1.硫铁矿烧渣制备净水剂流程：

2.渣催化剂

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硫铁矿烧渣→还原焙烧→酸浸→过滤→催化氧化→螯合→液态产品→浓缩烘干→固态产品

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还原剂 H2SO4 O2

2.硫铁矿焙烧的反应式：空气充分时：4FeS2+1102→2Fe203+8S02+3257.3 KJ

空气不充分：3FeS2+802→Fe304十6S02+2368.2 KJ

3.硫铁矿烧渣炼铁的不利因素及解决途径：不利因素：①含硫量偏高（1%—3%）。②含铁量低（小于40%）。③含有Pb，Cu等影响因Fe的提炼

解决途径：①降低含硫量：a水洗脱硫。B烧结造块脱硫（含Fe低球团烧结法）

②提高含铁量：a 改善矿石可浮选指标。b 重力分选（弱磁性）。C 磁选（强磁性）。

d 磁化焙烧—磁选

4.氯化溶出法（NaCl ）：将硫铁矿渣、硫铁矿与食盐混合，使混料在600~650℃下加热焙烧，得到可溶性氯化物或硫酸盐，酸液使固液分离，从滤液中回收有色金属。

5.氯化挥发法（CaCl ）：挥发速度 2CaCl ＜2PbCl ＜2ZnCl

选粒焙烧→氯化物挥发→挥发物的捕集（湿式收集法）

6.废石膏渣如何产生：废石膏是以硫酸钙为主要成分的一种工业固体废物。废石膏因来源不同而有不同的品种，如：磷酸盐矿石和硫酸制造磷酸产生的废渣为磷石膏，用氟化钙和硫酸制取氢氟酸时产生的石膏为氟石膏，用钛铁矿制取二氧化钛的过程中产生的石膏为钛石膏，生产苏打产生的苏打石膏和排烟脱硫石膏等等。

7.磷石膏的利用途径有：a.作为水泥掺料；b.生产硫酸和水泥；c.生产半水石膏；d.生产硫酸盐，主要是硫酸铵；e.农业用途，生产肥料等等。

九 废旧物质

1.RDF ：以废塑料为主，配合其他可燃垃圾制成的燃料，可用于水泥回转窑和锅炉

2.延伸生产者途径：1经济责任2行为责任3信息责任

3.废电路板的处理技术：①机械处理方法：拆解、破碎、筛分、重选等等②火法冶金技术：③热解法。

基本要求：1体积尽可能小（减容）；2固废本身无危害性（无害）；3设施合理（安全，经济）；4保持稳定

4.废电池的再生利用技术：

（1）湿法冶金方法：①焙烧浸出法。②直接浸出法。

（2）火法冶金方法：①常压冶金法。②真空冶金法。

5.固废的最终处置：城市垃圾与各行各业固体废物实行综合利用与资源回收后，仍有大量无任何利用价值的剩余部分。包括各类危险物在内。需要以终态形式回归于自然环境中。为防止对环境造成污染，根据排放的环境条件，采取适当的必要的防护措施，以达到被处置废物与环境生态系统最大限度隔绝。（危险废物：更加安全防护措施，称为“安全处置”） 基本要求：①减容（体积尽量小）。②无害（本身无危害）。③安全经济（放置场所合适，结构合理）。④ 保持稳定（定期检查护理）

处理方法：（1）按尾矿坝屏障：a 天然场所（地质场所构造，周围环境，三面环山） b 人工场所（是固废转化为稳定状态，处置场所的各种隔离措施）

（2）按场所：a 陆地处置（用土地对固废进行处置） b 海洋处置（利用海洋对固废进行处置，海洋里污染物水平能保持合格标准）

6.废纸的资源化途径：废纸主要是通过再生技术得以资源化，主要工序为：制浆、筛选、除渣、洗涤和浓缩、分散和搓揉、浮选、漂白、脱墨等。主要目的是废纸纤维的解离和除去废纸中的油墨以及其他异物。