典型固体废物的处理与利用高炉渣钢渣和赤泥工业废物的利用

第九章冶金与化工典型固体废物的处理与利用第一节高炉渣利用工业固体废物生产建筑材料是解决建材资源短缺的一条有效途径，这对保护环境和加速经济建设具有十分重要的意义。

利用工业固体废物生产建材的优点是：①原材料省，②耗能低。

③综合利用产品的品种多，可满足多方面的需要。

④综合利用的产品数量大，可满足市场的部分需要。

⑤环境效益高，可最大限度地减少需处置的固体废物数量，在生产过程中，一般不产生二次污染。

工业废渣作建筑材料是综合利用工业废渣数量最大、种类最多、历史较久的领域。

其中，利用较多的有高炉渣、钢渣、粉煤灰、煤研石和其他废渣等。

生产品种包括水泥、骨料、砖、玻璃、铸石、石棉和陶瓷等。

我国对冶金工业和煤炭工业所产生的固体废物研究较多，如高炉渣的应用已有几十年的历史，在生产建筑材料方面取得了一定的成就，积累了宝贵的经验。

一、高炉渣的分类高炉矿渣是冶炼生铁时从高炉中排出的一种废渣。

在高炉冶炼生铁时，从高炉加入的原料，除了铁矿石和燃料(焦炭)外，还要加入助熔剂。

当炉温达到1400-1600℃时，助熔剂与铁矿石发生高温反应生成生铁和矿渣。

高炉矿渣是由脉石、灰分、助熔剂和其他不能进入生铁中的杂质组成的，是一种易熔混合物。

从化学成分来看，高炉矿渣是属于硅酸盐质材料。

每生产1t生铁，高炉矿渣的排放量随着矿石品位和冶炼方法不同而变化。

例如采用贫铁矿炼铁时，每吨生铁产出1．0-1．2t高炉渣；用富铁矿炼铁时，每t生铁只产出0．25t高炉渣。

由于近代选矿和炼铁技术的提高，每吨生铁产出的高炉矿渣量已经大大下降。

由于炼铁原料品种和成分的变化以及操作工艺因素的影响，矿渣的组成和性质也不同。

按照冶炼生铁的品种，高炉矿渣可分为铸造生铁矿渣、炼钢生铁矿渣和特种生铁矿渣。

按照高炉矿渣化学成分中的碱性氧化物的多少．高炉矿渣又可分为碱性矿渣、中性矿渣和酸性矿渣。

二、高炉矿渣的化学成分高炉渣中主要的化学成分是二氧化硅(Si02)、三氧化二铝(AIA)、氧化钙(CaO)、氧化镁（Mg0）、氧化锰(MnO)、氧化铁(FeO)和硫(S)等。

我国主要工业固体废弃物利用方式
随着工业生产的发展，工业废物数量日益增加。

尤其是冶金、火力发电等工业排放量最大。

工业废物数量庞大，种类繁多，成分复杂，处理相当困难。

如今只是有限的几种工业废物得到利用，如美国、瑞典等国利用了钢铁渣，日本、丹麦等国利用了粉煤灰和煤渣。

其他工业废物仍以消极堆存为主，部分有害的工业固体废物采用填埋、焚烧、化学转化、微生物处理等方法进行处置；有的投入海洋。

工业固体废物分为两类，一般工业固体废物和危险固体废物。

工业废物消极堆存不仅占用大量土地，造成人力物力的浪费，而且许多工业废渣含有易溶于水的物质，通过淋溶污染土壤和水体。

粉状的工业废物，随风飞扬，污染大气，有的还散发臭气和毒气。

有的废物甚至淤塞河道，污染水系，影响生物生长，危害人体健康。

目前，我国工业固体废弃物主要包括高炉渣、钢渣、尾矿、赤泥、粉煤灰和炉渣、煤矸石、磷石膏、电石渣等。

下表总结了目前我国主要固体废弃物的处置方法。

第十章冶金与化工典型固体废物的处理与利用第一节高炉渣高炉渣是高炉炼铁时矿石中的脉石、燃料中的灰分和助熔剂（石灰石）等炉料中的非挥发组分形成的废弃物。

高炉渣是冶金工业中数量最多的一种渣，目前我国每年排出量已达2000多万吨（按照我国当前高炉的冶炼水平，一吨铁平均排出700千克渣），发达国家渣铁比比较低，一般为0.27-0.23，。

高炉渣产率与矿石品位有关。

一.成分高炉渣中含有15种以上化学成分，其中占95%的是以下四种：SiO2（30-40%）、 Al2O3 （10%）来自脉石和焦碳的灰分，CaO（40%）、MgO（10%）主要来自熔剂。

高炉渣中含有许多氧化物，把碱性氧化物的重量百分数与酸性氧化物的重量百分数之比叫碱度（Mo），通常用下式表示：Mo=（CaO%+MgO%）/（ SiO2%+ Al2O3%）分子上两个为碱性氧化物，分母上两个为酸性氧化物。

当MgO与含量在炼铁过程中变化不大时：Mo=CaO% / SiO2%二.分类1.按碱度：分为酸性高炉渣（Mo<1）、中性高炉渣（ Mo=1 ）、碱性高炉渣（ Mo>1 ）。

2.按冶炼出的铁的品种：分为铸造生铁渣，其CaO含量高，温度较高；炼钢生铁渣，其温度比铸造生铁渣低；特种生铁渣，是用含其他金属的铁矿石炼铁排出的炉渣。

3.按高温炉渣的处理方法：a.水渣（水淬渣）：是高炉熔渣在大量冷却水的作用下形成的海绵状浮石类物质。

急冷过程中，大部分化合物以玻璃态保留，少数为晶体，活性最好。

b.重矿渣：缓慢冷却形成，晶体结构较好，活性低。

c.膨珠：受半急冷作用，玻璃体达95%。

三.利用1.水渣：用于生产水泥、混凝土∙矿渣硅酸盐水泥：水泥熟料+30-70%水渣+3-5%石膏混合磨碎。

∙矿渣混凝土：水渣+激发剂（水泥熟料、石灰、石膏）+骨料+水拌和。

2.重矿渣：作骨料和路材用重矿渣制成的混凝土具有良好的保温隔热和抗渗性能。

3.膨珠：作骨料配制混凝土膨珠作粗细骨料+水泥+粉煤灰，制成的混凝土强度好、容重轻、保温性能好、弹性好、成本低、可以作内强板、楼板等。

我国工业固体废弃物的资源化利用1.背景工业固体废弃物是固体废弃物的重要组成部分，其产量大，堆积多，对环境和生态造成很大的危害。

由于我国的工业的迅速发展，固体废弃物的处理问题已经刻不容缓。

在倡导绿色生产和循环可持续化发展的今天，促进工业固体废弃物的资源化利用不失为解决这一问题的优良途径。

2.工业固体废弃物概述2.1定义及分类工业固体废物是指在工业生产活动中产生的各种废渣、粉尘及其他废物。

工业固体废物包括冶金固体废物（如高炉渣、钢渣、赤泥、有色金属渣等）、燃料灰渣（如粉煤灰、煤渣、烟道灰、页岩灰等）、化学工业固体废物（如硫酸渣、废石膏、盐泥废石、化学矿山尾矿渣等）、石油工业固体废物（如碱渣、酸渣等）、粮食、食品工业固体废物等。

而依废弃物的危险性又可分为一般工业废物（如高炉渣、钢渣、赤泥、有色金属渣、粉煤灰、煤渣、硫酸渣、废石膏、脱硫灰、电石渣、盐泥等）和工业有害固体废物，即危险固体废物。

2.2危害2.2.1污染水源工业固体废物在堆积过程中，经雨水的浸溃和固体废物本身的分解，随天然降水和地表径流进入江河湖海，或随风漂流落入水体，或随风渗沥水进入附近土壤渗入地下水。

造成地区和区域性地表水与地下水的污染，危害人体健康和社会经济发展。

2.2.2污染大气一些有机固体废物在适宜的温度和湿度下被微生物分解释放出有毒气体：以细粒状存在的废渣和垃圾，在大风吹动下会随风飘逸，扩散到很远的地方，造成大气的粉尘污染；固体废物在运输和处理过程中，产生有害气体和粉尘。

2.2.3污染和侵占土地工业固体废物堆放或没有适当的防渗措施的垃圾填埋，其中的有害成分很容易经过风化雨淋地表径流的侵蚀渗入到土壤之中，杀灭土壤中的微生物，使土壤丧失腐解能力，导致草木不生。

而且在堆积和填埋固体废弃物的过程中，需要大量的土地，造成土地资源的浪费。

3.我国的工业固体废弃物现状3.1产量我国工业固体废物主要是粉煤灰、尾矿、炉渣、冶炼废渣和煤矸石。

工业固体废物的产生量逐年上升，截止2021年，我国的工业固体废弃物产量已经达到*****万吨。