1、第九章工業固體廢物的綜合利用一、簡答1、指出煤矸石來源、成分及危害。來源:煤礦開采的廢渣,屬沉積巖。成分:硅、鋁、鈣、鎂、鐵的氧化物和某些稀有金屬。其化學成分組成的百分率:SiO2為5265;Al2O3為1636;Fe2O3為2.2814.63;CaO為0.42 2.32;MgO為0.442.41;TiO2為0.904;P2O5為0.0070.24;K2O; Na2O為1.453.9;V2O5為0.0080.03。危害:煤矸石的堆積不僅占用大量土地,其中的硫化物散發后會污染大氣和水源,造成嚴重的危害。煤矸石中所含的黃鐵礦容易被空氣氧化,放出熱量甚至導致自燃。煤矸石燃燒散發的氣味和有害煙霧可能導

2、致附近居民的慢性氣管炎和氣喘病等,并且能夠影響樹木和莊稼的生長。煤矸石受到雨水沖刷后可能導致附近河流的河床淤積,污染河水。2、我國目前對粉煤灰的利用途徑有哪些?作建筑材料、用于筑路和回填、作農業肥料和土壤改良劑、作農業肥料和土壤改良劑、從粉煤灰中回收工業原料、作環保材料。3、鋼渣的利用途徑有哪些?作鋼鐵冶煉溶劑:燒結熔劑、高爐煉鐵熔劑、回收廢鋼鐵;生產鋼渣水泥或作水泥的摻和料;作筑路與回填工程材料;作農肥和酸性土壤改良劑。4、指出鉻渣的產生及危害。產生:鉻渣是金屬鉻和鉻鹽(如紅礬鈉生產過程中的固體廢棄物,除部分返回焙燒料中再利用外,其余需要進行安全處理。組成:其化學組成包括Cr2O3、六價鉻、

3、SiO2、CaO、MgO、Al2O3、Fe2O3等,其礦物組成主要是氧化鎂、四水鉻酸鈉、正鉻酸鈉、鉻酸鈣、鋁尖晶石、硅酸二鈣固溶體、鐵鋁酸鈣固溶體、硅酸二鈣等。鉻的毒性與其存在形態有關。六價鉻毒性最劇烈,具有強氧化性和透過體膜的能力,對人體的消化道、呼吸道、皮膚和黏膜都有危害。六價鉻在酸性介質中易被有機物還原成三價鉻,三價鉻在濃度較低的情況下毒性較小,有些三價鉻如氧化鉻(Cr2O3及其水合物可認為是無毒的。金屬鉻及鋼鐵材料中含有的鉻,由于其溶入食物及飲水中時是惰性的,所以對人體無害。經分析測定,六價鉻的組分中四水鉻酸鈉及游離鉻酸鈣為水溶相(共占64%,易被地表水、雨水溶解,是鉻渣近期污染的由來

4、。另有鉻鋁酸鈣、堿式鉻酸鐵、硅酸鈣鉻酸鈣固溶體、鐵鋁酸鈣鉻酸鈣固溶體等四種含六價鉻的組分雖難溶于水,但長期露天堆存過程中,空氣中的CO2和水能使它們水化,造成鉻渣對環境的中、長期污染。二、論述1、試探討粉煤灰在環保工業上的應用前景。利用粉煤灰可以制作人造沸石和分子篩,不但節約原材料,而且工藝簡單,產品質量可達到甚至優于化工合成的分子篩;制造絮凝劑,具有強大的凝聚功能和凈水效果;作吸附材料,浮選回收的精煤具有活化性能;還可制作活性炭或直接作為吸附劑,用于印染、造紙、電鍍等各行各業工業廢水和有害廢氣的凈化、脫色、吸附重金屬離子,以及航天航空火箭燃料劑的廢水處理,吸附飽和后的活化煤不需再生,可直接燃

5、燒。2、如何進行鉻渣的處理和綜合利用?含鉻廢渣在被排放或綜合利用之前,一般需要進行解毒處理。鉻渣解毒的基本原理就是在鉻渣中加入某種還原劑,在一定的溫度和氣候條件下,將有毒的強氧化性的六價鉻還原為低毒的三價鉻,從而達到消除六價鉻污染的目的。鉻渣的解毒處理有濕法和干法兩種。前者是用純堿溶液處理,再用硫化鈉還原;后者是將煤與鉻渣混合進行還原焙燒,六價鉻可以被一氧化碳還原成不溶于水的三價鉻。常用的還原解毒工藝有:鐵精礦和含鉻廢渣混合作原料生產燒結礦工藝;碳還原工藝;亞硫酸鈉、硫酸亞鐵等作還原劑的酸性還原工藝;亞硫酸鈉、硫酸亞鐵等作還原劑的堿性還原工藝。此外,鉻渣也可直接用作其他有關工業的原料,在生產加

6、工過程中,六價鉻被還原固化,從而達到消除六價鉻危害的目的。鉻渣經過去毒處理,可以綜合利用。有時鉻渣的綜合利用和解毒處理也是同時進行的。目前能夠實現鉻渣綜合利用的途徑有:做翠玻璃制品的著色劑,使玻璃色澤翠綠;利用鉻渣中殘留的鉻生產鑄石;代替蛇紋石生產鈣鎂磷肥;代替白云石、石灰石煉鐵;與黏土混合燒制青磚;以及配制水泥和生產礦渣棉等。3、廢塑料的處理和綜合利用途徑有哪些?廢塑料回收資源化利用技術主要包括廢塑料的再生技術、熱處理油化技術、加工成衍生燃料(RDF技術、化學處理技術、高爐噴吹技術以及利用焦化工藝處理廢塑料技術。廢塑料再生技術:此技術要求廢塑料的組成相對單一、純凈,這樣才能從根本上保證再生塑

7、料的質量和再利用價值。因此廢塑料再生的第一步是分類收集,然后將可再生的廢塑料進行破碎和分選,最終再生成塑料制品或生產建筑材料等。由于該技術對原料要求較高,往往難以做到規模化生產。廢塑料熱分解油化技術:是指通過加熱或加熱同時加入一定的催化劑使塑料分解,制取燃料油和燃料氣的廢塑料資源化利用方法。該法可以處理不易于再生法利用的廢塑料,但大多數工藝以處理同類或單種廢塑料為主,對于混合廢塑料的處理尚存在一定的技術和經濟效益問題,故此技術的發展仍處于探索階段,長期穩定運行的實例較少。加工衍生燃料(RDF技術:城市生活垃圾中的廢塑料和垃圾中其他有機可燃物料可以加工制造成衍生燃料(RDF。RDF燃料燃燒較常規

8、垃圾焚燒具有明顯的環境效益,但初始投資和生產成本較高,目前多用于經濟發達國家,對廣大發展中國家而言,在經濟上難以承受。用生產RDF法來解決城市“白色污染”問題,具有一定的發展前景。但相對而言,該方法直接將廢塑料進行焚燒處理,其資源化程度不高,不屬于嚴格意義上的廢塑料資源化處理范疇,其可行性還有待于進一步考察研究。化學處理技術:化學法處理廢塑料制涂料、油漆、黏合劑、輕質建材等,在研究方面取得了較大進展,具有良好的資源回收利用價值,對環境污染較小,具有明顯的經濟價值。但是該類技術要求廢塑料品種單一,不適合處理城市生活垃圾中的混合廢塑料。高爐噴吹技術:該技術是將廢塑料用作煉鐵高爐還原劑和燃料,從而使

9、廢塑料得以資源化利用和無害化處理,是具有廣闊前景的“白色污染”治理方法。但由于該技術對廢塑料原料要求較高,特別是要求廢塑料有較細的粒度和較低氯含量,使得廢塑料加工的成本較高,需要降低成本和投資費用以及配套的優惠政策,才有可能在我國應用。利用焦化工藝處理廢塑料技術:這是新近發展起來的可以大規模處理混合廢塑料的工業實用型技術。該技術基于現有煉焦爐的高溫炭化技術,將廢塑料轉化為焦炭、焦油和煤氣,實現廢塑料的資源化利用和無害化處理。該工藝對廢塑料原料要求相對較低,允許含氯廢塑料進入焦爐,且可以全部利用現有煉焦爐及其配套系統進行產物回收和凈化,易于推廣應用。4、廢輪胎有哪些主要處理方法,比較各方法的優缺

10、點。目前所采用的舊輪胎的處理方法,大致可以分成三大類:整體利用、加工和用作再生能源。具體如下。整體利用a. 翻修:理論上來講這是最好的處理方法,可以使舊輪胎又能像新輪胎那樣重新使用。目前翻修的輪胎主要集中于卡車輪胎和客車輪胎。翻修方法,通常是用打磨方法除去舊輪胎的胎面膠,然后經過清洗和干燥,貼上一層壓出成型的胎面膠,最后硫化固定。近來,采用預硫化胎面膠的方法也日益增多。b. 用作漂浮指示物:主要用作船塢防護物,漁船、運沙船漂浮信號燈,漂浮阻波物,游樂場工具等。再生利用a. 再生膠:用廢橡膠制造再生膠是我國廢橡膠利用的主要方式。再生膠是將膠粉脫硫*后的產品,我國目前大多數采用傳統的油法和水油法工

11、藝,由于這兩種工藝流程長,能耗高,污染重,效益低,在國外已被高溫高壓法(如旋轉攪拌脫硫、微波脫硫法等先進工藝取代。后者基本上是干法脫硫,污染少,產品質量好,是今后再生膠生產發展的方向。近年來,由于子午線輪胎的普及,對高性能材料的需求增加 。 為從子午線輪胎中除去鋼絲需要改裝生產設備和增加資本投 入。此外，丁苯膠特別是充油丁苯膠不利于提高再生膠的質量。 b. 橡膠粉：將廢橡膠在常溫或低溫下粉碎成不同粒度的膠粉具有廣泛的用 途，它不僅可以直接或經過表面活化摻入膠料制造輪胎、膠鞋等橡膠制品，還可 以用來作橡膠地板、含有橡膠粉的瀝青路面等產品，它還可作為填料用在橡膠輪 胎和擋泥板中。 用作再生能源 此類用途的主要場合是水泥廠。輪胎由混煉膠、鋼絲和有機織物組成。混煉 膠中含有炭黑、硫黃等。當舊輪胎被投進旋轉爐中，一切可燃物都變成了能量， 鋼絲以氧化鐵粉形式保留在水泥中，成了水泥的組成材料。即使最頭疼的硫黃也 變成了石膏