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独家丨以循环利用推动固体废物减量化、资源化、无害化

2017-05-13 09:07来源:北极星环保网作者:曲睿晶关键词:工业固体废物固体废弃物脱硫石膏收藏点赞

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风化煤

风化煤是指暴露于地表或位于地表浅层的煤,俗称露头煤。我国的风化煤资源分布广、储量大,据不完全统计,总贮量达618.7亿吨,主要分布在山西、新疆、内蒙古等省区山西省有风化煤资源80亿吨,内蒙自治区有风化煤资源50亿吨,新疆南湖煤田有风化煤资源3.5亿吨。目前,风化煤在环境应用方面的主要包括利用腐殖酸功能基团与金属离子的鳌合作用来净化重金属离子废水或用作土壤改良。

粉煤灰

粉煤灰是煤炭中的灰分经分解、烧结、熔融及冷却等过程形成的固体颗粒,我国是全球第一粉煤灰排放大国,但迄今为止粉煤灰的利用率仅为40%左右。现在我国粉煤灰主要应用于建筑、建材、交通和土壤改良等方面,在建筑、建材、交通方面的应用占80%,农业应用占15%。同时,大力开发粉煤灰的高附加值产品是今后粉煤灰资源化利用技术研究的主要方向。我国现在只有少部分粉煤灰用于工业、环保等高值利用领域,如制备白炭黑、沸石和用于稀有金属回收等,其比重仅占总量的不到5%。此外,利用粉煤灰制造玻璃材料、废水废油固定剂、尾气吸附材料、固氮微生物和磷细菌的载体等高值利用技术的研究逐渐深入。

特别是将高铝粉煤灰中的铝提取出来,再利用产生的废渣生产硅肥产品,从而实现经济效益的最大化和环境污染零排放的目标。具体生产工艺包括:首先,对粉煤灰中的重金属进行去除,可保证达到粉煤灰中的重金属一次性去除60%以上的效果,而每吨的去除成本低于30元;然后采用粉煤灰与特殊熔剂1,2掺混——活化——水溶提铝——分离——生产硅肥的工艺流程,得到三氧化铝和硅肥二种产品。通过实验研究:可保证粉煤灰一次性提铝率大于85%,粉煤灰中硅的有效利用率75%以上。

尾矿

尾矿是在当前的技术经济条件下,有用目标组分含量低,选矿中分选作业已不宜再进一步分选的产物。但随着生产科学技术的发展,有用目标组分还可能有进一步回收利用的经济价值。因受选矿技术水平、生产设备的制约,我国矿业生产的尾矿产生量巨大,并逐年增加。国际上包括我国的尾矿综合利用手段主要有尾矿再选,将其经过处理后掺入或用来生产水泥以及烧砖等建材产品用作土壤改良剂和微量元素肥料,以及回填和复垦植被等。此外,我国也开展了利用尾矿制取微晶玻璃、玻化砖、墙地砖、无机染料等研究,但多未能产业化。除了尾矿再选比较充分地利用了其价值,其他多数手段只停留在减量化和无害化的处理处置水平,不能真正将其资源化。

炉渣

炉渣是钢铁、铁合金及有色重金属冶炼和精炼等过程的重要产物。以电炉渣为例,如今我国电炉渣的利用主要有内部循环、建筑和农业生产3个方面。在钢铁企业内部的循环利用包括电炉渣返回高炉、用作炼钢返回渣、用于铁水预处理等途径。电炉渣用作建筑材料,主要用于生产钢渣水泥、钢渣白水泥,作筑路材料、地基回填材料及其他建筑材料(钢渣砖、小型空心砌块等)。根据化学组成特点,在农业生产方面主要用于生产钢渣磷肥、硅肥以及作为土壤改良剂等。在高值利用方面,近年来用炉渣制备的水处理材料、烟气脱硫剂、微晶玻璃、陶瓷、矿渣棉和岩棉、筑路用保水材料、多彩铺路料等高附加值产品逐渐投入市场,但尚未形成规模。

副产石膏

工业副产石膏是指工业生产中因化学反应生成的以硫酸钙为主要成分的副产品或废渣,也称为化学石膏或工业废石膏。主要包括脱硫石膏、磷石膏、柠檬酸石膏、氟石膏、盐石膏、味精石膏、铜石膏、钛石膏等,其中脱硫石膏和磷石膏的产生量约占全部工业副产石膏总量的85%。目前工业副产石膏累积堆存量已超过3亿t,其中脱硫石膏5000万t以上,磷石膏2亿t以上。工业副产石膏经过适当处理,完全可以替代天然石膏。工业副产石膏的综合利用主要有2种途径:(1)用作水泥缓凝剂,约占工业副产石膏综合利用量的70%;(2)生产石膏建材制品,包括纸面石膏板、石膏砌块、石膏砖、石膏空心条板、干混砂浆等。现在我国超高强α石膏粉、石膏晶须、高档模具石膏粉等高附加值产品的生产技术及装备都在开发过程之中,低能耗磷石膏制硫酸联产水泥、制硫酸钾副产氯化铵、磷石膏转化法生产硫酸钾、环保型磷石膏净化、利用低质磷石膏生产低成本高性能的矿井充填专用胶凝材料、利用工业副产石膏改良土壤等关键技术也都在研发阶段。

赤泥

赤泥是以铝土矿为原料生产氧化铝过程中产生的极细颗粒强碱性固体废物,每生产1t氧化铝,产生赤泥0.8~1.5t。我国2016生产氧化铝2378万t,约占世界总产量的30%,产生的赤泥近3000万t。目前我国赤泥综合利用率仅为4%,累积堆存量达到2亿t。预计到2015年,赤泥累计堆存量将达到3.5亿t。目前,赤泥综合利用仍属世界性难题,国际上对赤泥主要采用堆存覆土的处置方式。我国赤泥综合利用工作近年来得到各方面的高度重视,开展了跨学科、多领域的综合利用技术研究工作,如赤泥提取铁等有价金属、配料生产水泥、建筑用砖、矿山胶结充填胶凝材料、路基固结材料和高性能混凝土掺合料、化学结合陶瓷(CBC)复合材料、保温耐火材料、环保材料等。但这些研究尚处于实验室阶段,还未实现产业化。

煤矸石

煤矸石是一种与煤炭伴生的坚硬岩石,包括煤矿的手选矸石、巷道掘进矸石和洗煤厂的洗选矸石等,煤矸石产量约占原煤产量的10%~15%。要综合利用煤矸石必须考虑煤矸石的碳含量和矿物组成,因此可以根据含碳量和矿物学特征对煤矸石进行分类。不同来源的煤矸石含碳量变化较大,根据含碳量可以分为4类:一类,含碳量小于4%(发热量低于1300kJ/kg);二类,含碳量在4%~6%之间(发热量在1300~2000kJ/kg之间);三类,含碳量在6% ~20% 之间 (发热量在2000~6500kJ/kg之间 );四类,含碳量大于20% (发热量大于6500kJ/kg)。煤矸石与煤系地层共生,是多种矿岩组成的混合物,属沉积岩。煤矸石也可根据其矿物学特征分为粘土岩、砂岩、碳酸岩、铝质岩等。在煤矸石的综合利用中,主要考虑煤矸石中Al2O3含量和Al2O3/SiO2比值等参数。

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