钢铁工业固体废弃物处理技术PPT课件.ppt

钢铁工业固体废弃物处理技术 报告人 朱晶指导老师 周雍茂学号 112312151 1 钢铁工业固体废弃物处理技术 钢铁行业废弃物排放现状及发展趋势 1 矿业废石 尾矿的应用 2 高炉渣的资源化 3 钢渣的资源化 4 2 钢铁行业废弃物排放现状及发展趋势 钢铁生产流程图 3 钢铁产能迅速增长 中国粗钢产量已连续十六年位居世界第一 4 2002年我国钢铁工业环保情况与国外先进水平比较 5 钢铁行业固体废弃物 钢铁行业以其资源 能源密集 生产规模大 工序流程长等特点 产生大量固体废弃物 成为环境污染大户 2005年产生高炉矿渣1 55 108吨 钢渣7000万吨 矿山废石 选矿尾矿数倍于此 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如果不能很好的处理好这些固体废弃物 不仅会污染环境 还会导致资源的浪费 6 矿物废石和尾矿的资源化 尾矿的化学成分 铁矿尾矿二氧化硅含量高 代替粘土配烧水泥熟料 能耗及成本显著降低 产量能提高20 30 生产水泥的替代品 凝石在强度 密度 耐腐蚀性生产成本和清洁生产等方面特点表现十分突出 铁矿尾矿中钙镁铁的氧化物含量高 玻化时容易铸石化 在采用合适的熔制工艺后就可以制成高级饰面玻璃 尾矿用作饰面玻璃可以使尾矿利用率提高到70 到80 尾矿中含有一定品位的金 银 铜 铁 铅 锌 镓金属等 作为矿山固体废弃物资源化的重要途径 这些有价值的各种金属必须要提取出来 通过回收有价金属 可进一步提高资源的利用率 7 高炉渣的资源化 高炉渣的分类以及性质 国外发达国家对高炉渣的利用已达到100 我国高炉渣的利用率为仅为65 采用水淬工艺处理高炉渣是最为普遍的处理技术并沿用至今高炉渣的产出量与精矿品位 焦炭和助熔剂的质量以及高炉冶炼工艺有关 一般每吨生铁产渣量为300 900kg 高炉渣主要化学成分是SiO2 CaO Al2O3等 8 高炉渣的资源化 国内主要钢铁企业高炉渣的主要化学成分 9 高炉渣资源化 高炉渣是多化学成分的工业废渣 有的含有放射性元素和有毒有害成分 不能应用在和与人经常接触的环境 高炉渣中含有某些化学成分和矿物 影响建筑材料的安定性和耐久性 应用时应该注意成分的调整和矿物的处理 由于冶金工艺或原料的原因 造成某些高价值元素在渣中的残留 而在目前还没有较好的分离利用方法时 不应该盲目发展利用 以免造成资源的巨大浪费 高炉渣的利用应该注意的问题 10 高炉渣资源化 高炉渣的加工工艺 渣池水淬节水 艺产生渣棉和H2S 淘汰炉前水淬分为为炉前渣池式 水利输送式 旋转滚筒式及脱水仓式等 热泼法炉前热泼 国外薄层多层热泼 及渣场热泼法渣场堆存开采法成本低 水量少 环境污染小 可抑制H2S气体的产生 比热泼法占地面积小 处理效率高 投资省 成本低 11 高炉渣的资源化 由于冶金工艺或原料的原因 造成某些高价值元素在渣中的残留 如攀枝花钢铁公司生产的高钛含钛高炉渣 渣中含TiO2达24 左右 经中南大学实验研究 用攀钢高炉渣为原料 开发了中品位人造金红石及硫酸法制取钦白的新工艺 此工艺解决了高炉钛渣低钛高杂质的溶液处理问题 研制出符合国家标准的焊条级 搪瓷级 冶金级及颜料锐钛矿级钛白粉 并解决了制取钛白过程中的废渣和废酸的污染 形成了基本闭路循环的工艺流程 加压浸出 弱氧化 前磁选 固液分离 煅烧 后磁选 浸出母液焙烧回收盐酸 高炉渣中有价金属的回收 12 高炉渣的资源化 高炉水淬渣用于水泥混合材料 高炉水淬渣其微观组织结构大部分是非晶体玻璃态 因而具有较高的活性 在水泥熟料矿物的水化产物 石灰以及石膏等激发剂的作用下 可以显示出水硬胶凝性能 是生产水泥的优质原料 高炉水淬渣磨细至一定细度的粉体材料制成矿渣微粉 矿渣微粉是国际公认的生产高性能混凝土的主要组分之一 超细矿渣粉售价超过了水泥 具有良好的经济效益 实验表明矿渣微粉的加入可提高硅酸盐水泥的强度 有效降低水泥的生产成本 制备结构均匀致密 性能良好的矿渣微晶玻璃一方面 以高炉渣生产微晶玻璃可以提高高炉渣综合利用开发产品的技术附加值 产生较好经济效益 另一方面 以高炉渣为原料烧制微晶玻璃 比筑路 水泥混合料等利用方式能更好地固定其中的重金属等有害成分 使之不容易渗漏到外部环境中来 有重要的环保意义 高炉渣在建材领域的应用研究 13 高炉渣的资源化 硅肥是一种含有SiO2和CaO为主的矿物质肥料 现已被国际土壤学界认为继氮 磷 钾之后的第四大元素肥料 以高炉渣作为肥料在德国有很长的历史 其高炉渣生产硅肥的工艺为 高炉渣磨细直接施用 或磨细后与磷酸盐混合施用 高炉渣用作新型肥料 除杂 高炉水淬渣沥水 风干 破碎机破碎 过筛 球磨 14 钢渣资源化 钢渣的化学及矿物组成 钢渣的化学成分主要为铁 钙 硅 镁 铝 锰 磷等元素的氧化物 其中钙 铁 硅的氧化物占绝大部分 钢渣呈黑色 外观像水泥熟料 其中夹带部分铁粒 硬度较大 密度为1 7 2t m3 其成分组成基本稳定 钢渣的主要矿物组成为橄榄石 2FeO SiO2 硅酸二钙 2CaO SiO2 硅酸三钙 3CaO SiO2 铁酸二钙 2CaO Fe2O3 及游离氧化钙fCaO等 15 钢渣资源化 不同钢渣的成分 16 钢渣资源化 化学成分 矿物组成波动大 钢渣粉活性低 C3S C2S等具有水硬胶凝性活性矿物的含量 当钢渣碱度R为1 8 2 5时 其中的C3S和C2S的含量之和为60 80 R 2 5时 钢渣中的主要矿物为C3S 活性矿物的水硬性需很长时间才能表现出来 稳定性不高含有一定量游离CaO MgO都具有体积不稳定性 易磨性差钢渣结构致密 含铁量高 因此较耐磨 且运输费用较高 钢渣利用率低的原因 17 钢渣的资源化 钢渣加工及利用 做冶金原料 作烧结熔剂40 50 CaO 10mm作高炉炼铁熔剂10 30 铁 2 锰 助熔剂回收废钢铁7 10 的废钢铁 做建筑材料 钢渣水泥含大量C2S C3S 强度高 耐磨筑路及回填材料密度 抗压 稳定 防滑生产建材制品砖瓦及砌块 用于农业 钢渣磷肥含P2O5 4 酸性土壤 缺磷碱土硅肥SiO215 60目 水稻改良土壤钙镁磷及其它微量元素 18 结语 钢铁工业固体废弃物资源化 不仅可解决钢铁企业固体废弃物处置问题 而且通过固体废弃物深加工 可提高企业的经济效益 这对于保护环境和钢铁工业的可持续发展具有重要现实意义 目前 我国的许多钢铁企业在固体废弃物处理工艺和处理利用技术方面与国外的发达水平相比并不落后