工业固体废弃物资源化利用

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2014-08-15

近年来，随着中国工业化进程的不断深入，工业固体废弃物在逐年增加。而火力发电厂作为中国能源工业的主体，每年产生的固体废弃物超过4×107 t，不仅给周围环境造成巨大压力，也造成资源浪费。目前对火电厂固体废弃物处理主要采用填埋和堆放方式，占地面积大，环境压力大，处理成本高，浪费严重，资源化利用仅占30%左右。本文通过对国华宁海电厂固体废弃物资源化利用的研究，发现其实现了节约资源、保护环境的双重效果，值得借鉴。

1火力发电厂固体废弃物的来源组成性质

1.1工业固体废弃物的定义

工业固体废弃物是指在工业生产过程和工业加工过程产生的一般不再具有原使用价值而被丢弃的以固态和半固态存在的物质，或是与提取目的组分不同的剩余物质。火力发电厂固体废弃物属于能源工业固体废弃物中的一种[1]。

1.2火力发电厂固体废弃物的来源及种类

火力发电厂固体废弃物主要产生于燃煤发电过程，煤粉经高温燃烧后形成一种似火山灰质的混合材料，主要包括粉煤灰、废渣、碎屑等。另外随着脱硫技术条件的成熟，脱硫石膏成为现代火电厂一种主要固体废弃物。例如国华宁海电厂的固体废弃物主要为粉煤灰和脱硫石膏。

1.3火力发电厂主要固体废弃物组成性质

1.3.1粉煤灰的组成性质

粉煤灰化学组成与煤的矿物成分、煤粉细度和燃烧方式有关，其主要成分为SiO

2、Al2O

3、Fe2O

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3、CaO和未燃炭，另含有少量K、P、S、Mg等的化合物和微量元素。根据粉煤灰中CaO含量的高低，一般将其分为高钙灰和低钙灰。CaO含量在20%以上的为高钙灰，其质量优于低钙灰。粉煤灰中SiO

2、Al2O

3、Fe2O3的含量关系到用它作为建材原料的好坏。

粉煤灰活性是指粉煤灰在和石灰、水混合后所显示的凝结硬化性能。具有化学活性的粉煤灰本身无水硬性，但在潮湿条件下，能与Ca(OH)2等发生反应，显示出水硬性。粉煤灰是灰色或灰白色的粉状物，含碳量越高，颜色越深，粒度越粗，质量越差。低钙灰密度一般为1800kg/m3～2800kg/m3，高钙灰密度可达2500kg/m3～2800kg/m3。粉煤灰的松散干密度在600kg/m3～1000kg/m3范围内，粒径范围为0.5μm～300μm，细度为45×10-5μm方孔筛，起筛余量一般为10%～20%，其比表面积为2 000 cm2/m3～4 000 cm2/m3。

火力发电厂固体废弃物的资源化利用

2014-08-15

近年来，随着中国工业化进程的不断深入，工业固体废弃物在逐年增加。而火力发电厂作为中国能源工业的主体，每年产生的固体废弃物超过4×107 t，不仅给周围环境造成巨大压力，也造成资源浪费。目前对火电厂固体废弃物处理主要采用填埋和堆放方式，占地面积大，环境压力大，处理成本高，浪费严重，资源化利用仅占30%左右。本文通过对国华宁海电厂固体废弃物资源化利用的研究，发现其实现了节约资源、保护环境的双重效果，值得借鉴。

1 火力发电厂固体废弃物的来源 组成性质

1.1 工业固体废弃物的定义

工业固体废弃物是指在工业生产过程和工业加工过程产生的一般不再具有原使用价值而被丢弃的以固态和半固态存在的物质，或是与提取目的组分不同的剩余物质。火力发电厂固体废弃物属于能源工业固体废弃物中的一种[1]。

1.2 火力发电厂固体废弃物的来源及种类

火力发电厂固体废弃物主要产生于燃煤发电过程，煤粉经高温燃烧后形成一种似火山灰质的混合材料，主要包括粉煤灰、废渣、碎屑等。另外随着脱硫技术条件的成熟，脱硫石膏成为现代火电厂一种主要固体废弃物。例如国华宁海电厂的固体废弃物主要为粉煤灰和脱硫石膏。

1.3 火力发电厂主要固体废弃物组成性质

1.3.1粉煤灰的组成性质

粉煤灰化学组成与煤的矿物成分、煤粉细度和燃烧方式有关，其主要成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO和未燃炭，另含有少量K、P、S、Mg等的化合物和微量元素。根据粉煤灰中CaO含量的高低，一般将其分为高钙灰和低钙灰。CaO含量在20%以上的为高钙灰，其质量优于低钙灰。粉煤灰中SiO2、Al2O3、Fe2O3的含量关系到用它作为建材原料的好坏。

粉煤灰活性是指粉煤灰在和石灰、水混合后所显示的凝结硬化性能。具有化学活性的粉煤灰本身无水硬性，但在潮湿条件下，能与Ca(OH)2等发生反应，显示出水硬性。粉煤灰是灰色或灰白色的粉状物，含碳量越高，颜色越深，粒度越粗，质量越差。低钙灰密度一般为1 800 kg/m3～2 800

Ｉ　兰　堡　

固体废弃物在建筑工业中的资源化利用　

Ｒｅｓｏｕｒｃｅ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｏｌｉｄ　ｗａｓｔｅｓ　ｉｎ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｉｎｄｕｓｔｒｙ　

周萃文尚秀丽索陇宁田红　

（兰州石化职业技术学院石油化学工程系，甘肃兰州７３００６０）　

摘要：固体废弃物的增加已经成为环境污染和阻碍城市可持续发展的主要因素，本文在研究文献的基础上，探讨了　

煤矸石、建筑废弃物、农作物秸秆在建筑材料中的资源化利用。指出了这些固体废弃物处理过程中主要存在的问题、对人　

类生态环境带来的危害，并展望了其应用前景。　

关键词：固体废弃物；煤矸石；建筑垃圾；废弃秸秆　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ　ｏｆｗａｓｔｅ　ｈａｓ　ｂｅｃａｍｅ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｆａｃｔｏｒ　ｏｆｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｈｉｄｄｅｒ　ｏｆｔｈｅ　ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ　

ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｉｔｙ．Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｌｉｔｅｒａｔｕｒｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｍａｉｎｌｙ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ　ｔｈｅ　ｒｅｓｏｕｒｃｅ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｏａｌ　ｇａｎｇｕｅ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　

ｇａｒｂａｇｅ　ａｎｄ　ｃｒｏｐ　ｓｔｒａｗ　ｉｎ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｏｌｉｄ　ｗａｓｔｅｓ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｉｔ　ｄｏｅｓ　ｅｘｔｒｅｍｅ　ｈａｒｍ　ｏｎ　

ｓｕｒｆａｃｅ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ　ｗｈｅｒｅ　ｈｕｍａｎ　ｂｅｉｎｇ　ｌｉｖｉｎｇ　ｗｅｒｅ　ｐｏｉｎｔｅｄ　ＯＵｔ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｆｏｒｅｇｒｏｕｎｄ　ｏｆ　ｓｏｌｉｄ　ｗａｓｔｅ　ｔｈｅ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｉｎｄｕｓｔｒｙ　ｗａｓ　ａｌｓｏ　

ａｎａｌｙｚｅｄ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｏｌｉｄ　ｗａｓｔｅ；ｃｏａｌ　ｇａｎｇｕｅ；ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｗａｓｔｅ；ｗａｓｔｅ　ｓｔｒａｗ．　

钢铁工业固体废弃物资源化途径①

陈泉源,柳欢欢(东华大学环境科学与工程学院,上海200051)摘　要:介绍了采矿废石、选矿尾矿和冶金废渣资源化技术现状及发展方向。探讨了利用固体废物中非金属矿物作为环境材料,特殊含钍、稀土、钛高炉渣综合利用,以及钢铁渣作水泥、混凝土活性掺合料等方面存在的问题及解决途径,认为微细粒高效分选技术对提高工业固体废物资源化技术水平十分重要。关键词:固体废弃物;采矿废石;选矿尾矿;冶金废渣;资源化;环境材料;综合利用中图分类号:TF09文献标识码:A文章编号:0253-6099(2007)03-0049-08ComprehensiveUtilizationofSolidWastesDischargedfromIronandSteelIndustryCHENQuan2yuan,LIUHuang2huang(SchoolofEnvironmentalScienceandEngineering,DonghuaUniversity,Shanghai200051,China)Abstract:Currentinvestigationsandtheapplicationpotentialsoftheresourcingtechnologytoutilizemininggangue,mineralprocessingtailingsandmetallurgicalslagwerereviewed.Thetechnicalproblemsandthepossiblesolutionsinu2singnon2metalmineralsinthesolidwastesasenvironmentalmaterials,thecomprehensiverecoveryofspecialblastfur2naceslagcontainingTh,Tiandrareearths,theapplicationofsteelslagasactiveadmixturesforcementconcretes,havebeendiscussed.Itisconcludedthattheefficientseparationofultrafineparticlesplaysacrucialroleinimprovingutiliza2tioneffectivenessofsolidwastesasasecondaryresourceandworthreceivingmoreattention.Keywords:solidwastes;mininggangue;mineralprocessingtailings;metallurgicalslag;resourcing;environmentalmaterial;comprehensiveutilization 从矿山开采、选矿、冶炼到金属加工都排放固体废弃物,如采矿废石、选矿尾矿、冶炼炉渣、粉尘污泥等,统称为冶金固体废弃物。我国2005年钢铁产量超过4×108t,占世界总产量的50%左右,产生高炉矿渣1.55×108t,钢渣7000万t。矿山废石、选矿尾矿数倍于此。我国水淬钢铁渣完全利用,但重矿渣及一些特殊的高炉渣,如包钢、攀钢的高炉渣,以及大量的有色金属冶炼炉渣,几乎未得到利用或合理利用。钢渣综合利用率仅为45%,而矿山废石、选矿尾矿综合利用率不足5%。有的冶金企业渣场堆高达数十米,不仅占用大量土地,而且严重污染环境。尾矿库占地更多,管理费用高,约占矿产品成本10%～30%,且污染风险大,尾矿坝倒塌事故时有发生。冶金工业固体废物流入湖泊、江河、海洋造成的危害极大。众所周知,水泥工业对固体废弃物吸纳有着量大、适应性强的得天独厚的优势。我国是世界上的建材大国,水泥产量是世界总产量的50%,2005年我国水泥产量已超过8.6×108t,大约消耗石灰石资源6×108t以上,同时排放近5×108t的CO2。钢铁工业固体废物主要含CaO、SiO2、A12O3、FeO、MnO等成分,含有水硬活性矿物及玻璃相。从可持续发展和降低水泥生产成本的角度来讲,少熟料、大掺量冶金工业废渣水泥,一直是生产环保型胶凝材料重要的技术路线。与硅酸盐水泥相比,每使用1t掺合料可节煤25kg,节电30kW・h,节约CaCO30.84t,少排放CO20.72t。钢铁渣水泥和钢铁渣用作水泥或混凝土掺合料,还能改善水泥和混凝土耐久性能,提高建筑工程质量。我国对冶金工业固体废物研究较多,钢铁渣在建筑材料的应用已有几十年的历史,积累了宝贵的经验[1]。本文介绍了矿山废石、选矿尾矿和冶金废渣资源化技术现状及发展方向。