矿业固体废物与资源化利用

1、矿山环境保护矿山环境保护第四章第四章 矿山固体废物与资源化利用矿山固体废物与资源化利用 主讲：杨娟娟主讲：杨娟娟拓展内容2022-5-27固体废弃物的定义和分类固体废弃物的定义和分类1固体废弃物的危害固体废弃物的危害2固体废弃物污染的防治固体废弃物污染的防治31.固体废弃物的定义和分类固体废弃物的定义和分类 定义：人类在生产过程和社会生活中产生的不再需要或“没有利用价值”而被遗弃的固体或半固体物质。2022-5-271.1 固废的定义固废的定义 往往某一过程中的废物是另一过程的原料，所往往某一过程中的废物是另一过程的原料，所以废物又以废物又被称为：被称为：废纸废纸打印纸打印纸1. 固体废弃物的

2、定义和分类固体废弃物的定义和分类2022-5-27将固体废物转化为适于运输、贮将固体废物转化为适于运输、贮存、利用和处置的过程或操作。存、利用和处置的过程或操作。将无法回收利用且不打算回收的固将无法回收利用且不打算回收的固体废物长期地保留在环境中所采取的技术措施。体废物长期地保留在环境中所采取的技术措施。物理处理物理处理生物处理生物处理固化处理固化处理热处理热处理化学处理化学处理固废固废处理方法处理方法海海洋洋处处置置深海投弃深海投弃海上焚烧海上焚烧陆陆地地处处置置土地耕作土地耕作工程库工程库贮留池贮存贮留池贮存土地填埋土地填埋深井灌注深井灌注固废处置方固废处置方法法1.1.固体废弃物的定义和

3、分类固体废弃物的定义和分类1. 固体废弃物的定义和分类固体废弃物的定义和分类2022-5-271.2 固废的分类固废的分类固废的分类固废的分类化学性质化学性质危害状况危害状况形状形状有机废物无机废物有害废物一般废物固体状废物泥状废物来源来源矿业废物工业废物城市垃圾农业废物放射性废物1. 固体废弃物的定义和分类固体废弃物的定义和分类2022-5-27固体废物的分类、来源和主要组成物固体废物的分类、来源和主要组成物分类来源主要组成物矿业废物矿山、选冶矿山、选冶废矿石、尾矿、金属、废木砖瓦、石灰等废矿石、尾矿、金属、废木砖瓦、石灰等工业废物冶金、交通、机械金属结构等工冶金、交通、机械金属结构等工业业

4、金属、矿渣、砂石、模型、陶瓷、边角料、涂料、管金属、矿渣、砂石、模型、陶瓷、边角料、涂料、管道道煤炭煤炭煤矸石、木料、金属煤矸石、木料、金属食品加工食品加工肉类、谷类、果类、菜蔬、烟草肉类、谷类、果类、菜蔬、烟草橡胶、皮革、塑料等工业橡胶、皮革、塑料等工业橡胶皮革、塑料布、纤维、染料、金属等橡胶皮革、塑料布、纤维、染料、金属等造纸、木材、印刷等工业造纸、木材、印刷等工业刨花、锯末、碎木、化学药剂、金属填料、塑料刨花、锯末、碎木、化学药剂、金属填料、塑料石油化工石油化工化学药剂、金属、塑料、橡胶、陶瓷、沥青、油毡化学药剂、金属、塑料、橡胶、陶瓷、沥青、油毡电器、仪器仪表等工业电器、仪器仪表等工业

5、金属、玻璃、木材、橡胶、塑料、化学药剂、研磨料金属、玻璃、木材、橡胶、塑料、化学药剂、研磨料纺织服装业纺织服装业布头、纤维、橡胶、塑料、金属布头、纤维、橡胶、塑料、金属建筑材料建筑材料金属、水泥、粘土、陶瓷、石膏、石棉、砂石金属、水泥、粘土、陶瓷、石膏、石棉、砂石电力工业电力工业炉渣、粉煤灰、烟尘炉渣、粉煤灰、烟尘城市垃圾居民生活居民生活食物垃圾、纸屑、布料、木料、金属、玻璃、塑料食物垃圾、纸屑、布料、木料、金属、玻璃、塑料商业机关商业机关废汽车、废电器、废器具、含有易爆、易燃、腐蚀性废汽车、废电器、废器具、含有易爆、易燃、腐蚀性市政维护、管理部门市政维护、管理部门碎砖瓦、树叶、死禽畜、金属、

6、锅炉灰渣、污泥碎砖瓦、树叶、死禽畜、金属、锅炉灰渣、污泥农业废弃物农林农林稻草、秸杆、蔬菜、水果、果树枝条、糠秕稻草、秸杆、蔬菜、水果、果树枝条、糠秕 、落叶、落叶、水产水产腐烂鱼、虾、贝壳、水产加工污水、污泥腐烂鱼、虾、贝壳、水产加工污水、污泥放射性废物核工业、核电站、放射性医疗核工业、核电站、放射性医疗金属、含放射性废渣、粉尘、污泥、器具金属、含放射性废渣、粉尘、污泥、器具Company L我国工业固体废物产生量发展趋势我国工业固体废物产生量发展趋势固体废物产生量（亿吨）固体废物产生量（亿吨）1985 1990 1995 20001. 固体废弃物的定义和分类固体废弃物的定义和分类Compa

7、ny L城市生活垃圾增长率发达国家平均为城市生活垃圾增长率发达国家平均为2-4%，中国为，中国为9%（自（自1979年以来）、年以来）、7%（19902000）。城市垃圾的增长）。城市垃圾的增长速度明显高于人口增长速度；国民速度明显高于人口增长速度；国民经济复苏期，垃圾增长尤其经济复苏期，垃圾增长尤其快（美国达快（美国达5%5%）。我国）。我国19991999年城市垃圾年产量约年城市垃圾年产量约1.441.44亿亿吨，年清运量达吨，年清运量达1.141.14亿吨。亿吨。1. 固体废弃物的定义和分类固体废弃物的定义和分类2. 固体废弃物的危害固体废弃物的危害2022-5-272.1 固废的污染一

8、般途径固废的污染一般途径人类人类疾病疾病接触接触呼吸呼吸饮用饮用接触浸入接触浸入食物链食物链固固体体废废物物源源直接接触直接接触大气大气水体水体土壤土壤Company L 与废水废气不同，固废往往是许多污染成分的终极状态。例如：例如： 废气处理中废气处理中有害气体或飘尘可富集成为废渣；有害气体或飘尘可富集成为废渣； 废水处理中有害物质或悬浮物可分离成为污泥或残渣废水处理中有害物质或悬浮物可分离成为污泥或残渣而这些“终态”物质中的有害成分又能转入大气、水体和土壤，成为其污染的“源头”。 基于上述，基于上述，控制控制“源头源头”，处理好，处理好“终态终态物物”是固废污染控制的关键。因此固废的是固废

9、污染控制的关键。因此固废的污染控制可从两方面入手：污染控制可从两方面入手：一是防治固体废物污染，二是综合利用废物资源。 2. 固体废弃物的危害固体废弃物的危害2.1 固废的污染一般途径固废的污染一般途径Company L影响环境卫生影响环境卫生侵占土地侵占土地污染水体污染水体污染大气污染大气固体废物污固体废物污染危害染危害污染土壤污染土壤2. 固体废弃物的危害固体废弃物的危害2.2 固废污染的危害固废污染的危害2. 固体废弃物的危害固体废弃物的危害2022-5-272.2 固废污染的危害固废污染的危害 堆存堆存1 1万吨煤矸石，要占用万吨煤矸石，要占用0.50.5亩土地；堆存亩土地；堆存1 1

10、万吨万吨尾矿，要占用尾矿，要占用1.71.7亩土地；堆存亩土地；堆存1 1万吨冶炼渣，要占用万吨冶炼渣，要占用2 2亩土地；堆存亩土地；堆存1 1万吨炉渣，要占用万吨炉渣，要占用2.52.5亩土地；堆存亩土地；堆存1 1万万吨其他渣，要占用吨其他渣，要占用2.52.5亩土地亩土地。占用土地占用土地污染土壤污染土壤污染水体污染水体 固体废物堆置或垃圾填埋处理，经雨水浸淋，其固体废物堆置或垃圾填埋处理，经雨水浸淋，其渗出液及沥滤中含有的有害成分会改变土质和土壤结渗出液及沥滤中含有的有害成分会改变土质和土壤结构，影响土壤中的微生物活动，妨碍植物的根系生长，构，影响土壤中的微生物活动，妨碍植物的根系生

11、长，或在植物机体内积蓄，危害食用。或在植物机体内积蓄，危害食用。 固体废物直接排入地表水或固体废物直接排入地表水或其其浸出液流入地表水，浸出液流入地表水，会会导致固体废物所含的有害成分污染地表水源；固体导致固体废物所含的有害成分污染地表水源；固体废物与雨水、地表水接触混合，其中的有害成分随水废物与雨水、地表水接触混合，其中的有害成分随水分渗透进入土壤进入地下，污染地下水源。分渗透进入土壤进入地下，污染地下水源。2. 固体废弃物的危害固体废弃物的危害2022-5-272.2 固废污染的危害固废污染的危害 固体灰渣中的细粒，粉末受日晒、风吹产生扬尘，固体灰渣中的细粒，粉末受日晒、风吹产生扬尘，污染

12、周围的大气环境污染周围的大气环境，固体废物长期堆放，由于挥发、固体废物长期堆放，由于挥发、自然化学反应等会产生有害气体污染空气，例如煤矸自然化学反应等会产生有害气体污染空气，例如煤矸石含硫若超过石含硫若超过1.5%1.5%，长期堆放就会自燃，长期堆放就会自燃。污染大气污染大气影响卫生影响卫生白色污染白色污染 目前我国不仅目前我国不仅90%90%以上粪便、垃圾未经无害化处以上粪便、垃圾未经无害化处理，而且医院、传染病院的粪便、垃圾也混入普通粪理，而且医院、传染病院的粪便、垃圾也混入普通粪便、垃圾之中，广泛传播肝炎、肠炎、痢疾以及各种便、垃圾之中，广泛传播肝炎、肠炎、痢疾以及各种蠕虫病（既寄生虫病

13、）等，成为环境的严重污染源。蠕虫病（既寄生虫病）等，成为环境的严重污染源。 我们周围几乎我们周围几乎到处可见到处可见丢弃的塑料食品袋、包装丢弃的塑料食品袋、包装袋、饮料瓶、快餐盒等袋、饮料瓶、快餐盒等，无处不被废旧塑料困扰，就无处不被废旧塑料困扰，就连花、草、树木、农作物也处处可见连花、草、树木、农作物也处处可见“白旗白旗”悬挂，悬挂，无疑这已构成严重的无疑这已构成严重的“视觉污染视觉污染”。2. 固体废弃物的危害固体废弃物的危害2022-5-27占用土地占用土地2. 固体废弃物的危害固体废弃物的危害2022-5-27污染土壤污染土壤2. 固体废弃物的危害固体废弃物的危害2022-5-27污染

14、水体污染水体2. 固体废弃物的危害固体废弃物的危害2022-5-27焚烧垃圾污染大气焚烧垃圾污染大气2. 固体废弃物的危害固体废弃物的危害2022-5-27生活垃圾影响环境卫生生活垃圾影响环境卫生Company L矿渣矿渣废酸废酸金属渣金属渣废碱废碱粉尘粉尘其它其它污泥污泥污泥污泥其它其它废碱废碱金属渣金属渣废酸废酸矿渣矿渣其它其它污泥污泥矿渣矿渣废酸废酸金属渣金属渣废碱废碱粉尘粉尘1.1.排放总量（排放总量（2204722047万吨）万吨）2.2.资源化利用量（资源化利用量（72937293万吨）万吨）3.3.最终处置量（最终处置量（35103510万吨）万吨）固体废物的组成日本工业固体废物

15、的组成日本工业固体废物的组成3. 固体废弃物污染的防治固体废弃物污染的防治Company L 日本生活垃圾的组成及变化趋势日本生活垃圾的组成及变化趋势3. 固体废弃物污染的防治固体废弃物污染的防治Company L3. 固体废弃物污染的防治固体废弃物污染的防治Company L固废法中首先确立了固废污染防治的“三化”原则减量化资源化无害化3. 固体废弃物污染的防治固体废弃物污染的防治3. 固体废弃物污染的防治固体废弃物污染的防治2022-5-27解决固废污染的技术途径解决固废污染的技术途径减量化减量化 通过改革工艺，通过改革工艺，如采用无废、少废或如采用无废、少废或清洁工艺，尽量减少清洁工艺，

16、尽量减少废物的产生量废物的产生量。 将废物回收综合将废物回收综合利用，将废物再一利用，将废物再一次转化为二次资源次转化为二次资源。资源化资源化 即即无害化处理无害化处理与处置技术，这是与处置技术，这是固体废物污染控制固体废物污染控制的末端环节，即为的末端环节，即为固体废物解决安全固体废物解决安全的最终归宿。的最终归宿。无害化无害化3. 固体废弃物污染的防治固体废弃物污染的防治2022-5-273.1 减量化减量化 固体废物的减量化是指在工业生产过程中，通过对固体废物的减量化是指在工业生产过程中，通过对原辅材料的选择、调整、工艺的改进、产品的科学设计原辅材料的选择、调整、工艺的改进、产品的科学设

17、计及管理的完善等途径来达到固体废物产生量的最小化，及管理的完善等途径来达到固体废物产生量的最小化，主要措施有以下五点主要措施有以下五点。 一是选用相比之下较为丰富的资源替代稀有、短缺一是选用相比之下较为丰富的资源替代稀有、短缺的自然资源，并尽量减少其用量；二是采用低毒、少害的自然资源，并尽量减少其用量；二是采用低毒、少害或无害的原材料替代有毒有害的原材料；三是尽量使用或无害的原材料替代有毒有害的原材料；三是尽量使用再生的二次资源。再生的二次资源。原辅材料替代原辅材料替代工艺工艺设备改革设备改革 一是采用完全不同的工艺原理和技术，从根本上改一是采用完全不同的工艺原理和技术，从根本上改造旧造旧的的

18、工艺和设备；二是针对工艺和设备；二是针对旧工艺旧工艺其薄弱环节，部分其薄弱环节，部分的调整和革新废物产生环节；三是只改变的调整和革新废物产生环节；三是只改变旧旧工艺条件和工艺条件和参数以达到参数以达到减少减少废物的目的；四是使用高效、先进的使废物的目的；四是使用高效、先进的使废物产生量最小化的生产设备废物产生量最小化的生产设备。3. 固体废弃物污染的防治固体废弃物污染的防治2022-5-273.1 减量化减量化 一是收集流失的产品一是收集流失的产品和和原料，将其返回主体流程原料，将其返回主体流程之中；二是回收废物，将其处理成原料和原料组分，之中；二是回收废物，将其处理成原料和原料组分，返回原流

19、程中再以利用；三是将回收的废物作为其他返回原流程中再以利用；三是将回收的废物作为其他流程的原料生产其他产品；流程的原料生产其他产品； 四是闭路循环及能量回收。四是闭路循环及能量回收。物料循环和综物料循环和综合利用合利用清洁产品清洁产品强化管理强化管理 要求产品从设计开始就应考虑产品的生产、使用要求产品从设计开始就应考虑产品的生产、使用和使用后均不应对生态环境和人体健康造成危害。产和使用后均不应对生态环境和人体健康造成危害。产品应有合理的包装、使用功能和寿命；产品使用后应品应有合理的包装、使用功能和寿命；产品使用后应易于回收、再生、重复使用和易于降解与处置。易于回收、再生、重复使用和易于降解与处

20、置。 清洁生产要求出发，应加强企业内部管理，对各清洁生产要求出发，应加强企业内部管理，对各个生产环节进行排污审计，从工艺过程管理入手，建个生产环节进行排污审计，从工艺过程管理入手，建立规章制度和责任制度，加强区域性和厂际间的广泛立规章制度和责任制度，加强区域性和厂际间的广泛联系，促进资源有效利用。联系，促进资源有效利用。3. 固体废弃物污染的防治固体废弃物污染的防治2022-5-273.2 资源化资源化 固体废物的产生有其必然性，在一定的技术水平上固体废物的产生有其必然性，在一定的技术水平上实施减量化，也不可避免要排放一定数量的固体废物。实施减量化，也不可避免要排放一定数量的固体废物。固体废物

21、既是环境的污染源，又是宝贵的二次资源，可固体废物既是环境的污染源，又是宝贵的二次资源，可以预计随着科学技术的不断发展，废物和原料之间的差以预计随着科学技术的不断发展，废物和原料之间的差异、界限将逐渐淡化。作为固体废物的资源化，就是针异、界限将逐渐淡化。作为固体废物的资源化，就是针对已经产生的固体废物进行回收、加工、再生利用。使对已经产生的固体废物进行回收、加工、再生利用。使其直接变成产品和二次资源的综合利用过程。所以固体其直接变成产品和二次资源的综合利用过程。所以固体废物资源化技术涉及预处理技术、综合利用技术、分解废物资源化技术涉及预处理技术、综合利用技术、分解技术等。技术等。3. 固体废弃物

22、污染的防治固体废弃物污染的防治2022-5-27预处理技术预处理技术固废的预处理技术固废的预处理技术压实是一种通压实是一种通过对废物实行过对废物实行减容化、降低减容化、降低运输成本、延运输成本、延长填埋场寿命长填埋场寿命的预处理技术。的预处理技术。一般施加的压一般施加的压力为力为 200-200-250kg/cm250kg/cm2 2。使固体使固体. .外形尺外形尺寸减小，使之寸减小，使之便于运输，适便于运输，适宜于分选或综宜于分选或综合利用以及有合利用以及有利于提高燃烧、利于提高燃烧、分解效率及压分解效率及压实、均匀稳定实、均匀稳定填埋等。填埋等。分选是根据物分选是根据物料的物理、化料的物理

23、、化学性质方面的学性质方面的差异，将其中差异，将其中的不同组分分的不同组分分开，常用的方开，常用的方法有：法有：筛选，筛选，重选，磁选等。重选，磁选等。固化是将有害固固化是将有害固体废物固定或包体废物固定或包容在惰性无害的容在惰性无害的固化基材中，使固化基材中，使他无害化、稳定他无害化、稳定化，以便于运输、化，以便于运输、利用和处置。利用和处置。主主要有水泥，石灰，要有水泥，石灰，沥青固化等。沥青固化等。压实压实破碎破碎分选分选固化固化3. 固体废弃物污染的防治固体废弃物污染的防治2022-5-27资源化技术资源化技术 资源化就是将废物（或经过预处理后的废物）引入资源化就是将废物（或经过预处理

24、后的废物）引入新的生产新的生产消费系统，使这些废物变为原料或能源得以消费系统，使这些废物变为原料或能源得以利用。由于废物种类繁多，性质复杂，所以固体废物资利用。由于废物种类繁多，性质复杂，所以固体废物资源化技术涉及的内容也非常广泛，大体可将其分为源化技术涉及的内容也非常广泛，大体可将其分为以回以回收能源为主的热化学分解技术，以获得肥料和原料为主收能源为主的热化学分解技术，以获得肥料和原料为主的微生物转化技术和直接作为原辅材料使用的废物利用的微生物转化技术和直接作为原辅材料使用的废物利用技术技术三大类。三大类。3. 固体废弃物污染的防治固体废弃物污染的防治2022-5-27A.热化学分解法热化学

25、分解法 热化学分解是利用高温氧化、分解固体废物，使其转化为有用或热化学分解是利用高温氧化、分解固体废物，使其转化为有用或无害的物质，并同时回收热能的方法。其主要处理对象是有机物含量无害的物质，并同时回收热能的方法。其主要处理对象是有机物含量较高且难以微生物降解的固体废物，其方法主要有焚烧、热解、湿式较高且难以微生物降解的固体废物，其方法主要有焚烧、热解、湿式氧化法等。氧化法等。焚烧的焚烧的特点特点优点优点: : 可回收利用固体废物可回收利用固体废物燃烧产生的热能；大燃烧产生的热能；大幅度减少固体废物的幅度减少固体废物的体积；彻底消除有害体积；彻底消除有害细菌和病毒；破坏有细菌和病毒；破坏有毒废

26、物。毒废物。缺点缺点: : 只能处理含可燃物成只能处理含可燃物成分高的固体废物；分高的固体废物；容易造成二次污染；容易造成二次污染；投资运行费用高。投资运行费用高。3. 固体废弃物污染的防治固体废弃物污染的防治2022-5-27 分解产物主要有氢、甲烷、碳氢化合物、一氧化碳等可燃气体和分解产物主要有氢、甲烷、碳氢化合物、一氧化碳等可燃气体和甲醇、丙酮、硫酸、乙醛等液态燃料油及以固态碳等物质。这是低污甲醇、丙酮、硫酸、乙醛等液态燃料油及以固态碳等物质。这是低污染能源回收的一个高效途径，其优点在于能够回收可贮存和运输的燃染能源回收的一个高效途径，其优点在于能够回收可贮存和运输的燃料，且尾气排放量和

27、残渣量较少。料，且尾气排放量和残渣量较少。 湿式氧化能有效处理污泥或高浓度有机废水而不需要预脱水；不湿式氧化能有效处理污泥或高浓度有机废水而不需要预脱水；不产生粉尘和煤烟；灭毒除毒比较彻底；反应时间短。但是限制其广泛产生粉尘和煤烟；灭毒除毒比较彻底；反应时间短。但是限制其广泛运用的主要原因就是设备的投资和运转费用比较高。运用的主要原因就是设备的投资和运转费用比较高。3. 固体废弃物污染的防治固体废弃物污染的防治2022-5-27B.微生物转化法微生物转化法 利用微生物对有机固体废物的分解作用，使有机固体废物转化为利用微生物对有机固体废物的分解作用，使有机固体废物转化为能源、食品、饲料、肥料，是

28、固体废物资源化处理的有效而又经济的能源、食品、饲料、肥料，是固体废物资源化处理的有效而又经济的方法。方法。 依靠自然界广泛分布的细菌、放线菌和真菌等微生依靠自然界广泛分布的细菌、放线菌和真菌等微生物，人为地促进有机物向稳定的腐殖质转化的生化过程物，人为地促进有机物向稳定的腐殖质转化的生化过程。堆肥是一种优质、廉价的土壤改良肥料，具有改良土壤堆肥是一种优质、廉价的土壤改良肥料，具有改良土壤结构，提高土壤容水性，减少无机氮流失，促进难容磷结构，提高土壤容水性，减少无机氮流失，促进难容磷肥转化，增大土壤缓冲能力，增进化肥肥效等功效。肥转化，增大土壤缓冲能力，增进化肥肥效等功效。堆肥化堆肥化沼气化沼气

29、化 在一定的温度、湿度和酸碱度的厌氧条件下，固体废在一定的温度、湿度和酸碱度的厌氧条件下，固体废物中的碳水化合物、蛋白质、脂肪等有机成分经沼气细物中的碳水化合物、蛋白质、脂肪等有机成分经沼气细菌的发酵作用产生一种可燃气体菌的发酵作用产生一种可燃气体沼气的过程。沼气的沼气的过程。沼气的主要成分是甲烷（主要成分是甲烷（6070%6070%）和二氧化碳（）和二氧化碳（3040%3040%），其次为一氧化碳和硫化氢等气体。其次为一氧化碳和硫化氢等气体。3. 固体废弃物污染的防治固体废弃物污染的防治2022-5-27C.废渣利用废渣利用 对于矿山的废石、尾矿，冶金、化工、电力等工业的对于矿山的废石、尾矿

30、，冶金、化工、电力等工业的废渣处理，最积极的措施时变废为宝综合利用。由于工矿废渣处理，最积极的措施时变废为宝综合利用。由于工矿企业的固体废物种类繁多，成分复杂，所以涉及的综合利企业的固体废物种类繁多，成分复杂，所以涉及的综合利用技术也不胜枚举，在此只用技术也不胜枚举，在此只对矿业和工业废渣利用做简单对矿业和工业废渣利用做简单介绍。介绍。3. 固体废弃物污染的防治固体废弃物污染的防治2022-5-27C.废渣利用废渣利用废物名称主要用途重金属尾矿重金属尾矿制作砖瓦和回填矿坑制作砖瓦和回填矿坑轻金属尾矿和废石轻金属尾矿和废石制作建筑材料和水泥制作建筑材料和水泥多种金属共生矿的废石和尾多种金属共生矿

31、的废石和尾矿矿回收有价值的金属回收有价值的金属SOSO2 2大于大于70%70%的尾矿的尾矿作加气混凝土的配料作加气混凝土的配料无毒无害废石和尾矿无毒无害废石和尾矿铺路、填坑造地、建筑骨料铺路、填坑造地、建筑骨料大部份废石和尾矿大部份废石和尾矿作矿层回填材料作矿层回填材料煤矸石煤矸石燃料、建筑材料和化工原料燃料、建筑材料和化工原料矿业废矿业废渣渣的主要用途的主要用途3. 固体废弃物污染的防治固体废弃物污染的防治2022-5-27C.废渣利用废渣利用工工业废业废渣渣的主要用途的主要用途名 称主要用途高炉渣高炉渣生产建筑材料，如砌块、矿渣水泥、矿渣棉和保温材生产建筑材料，如砌块、矿渣水泥、矿渣棉和

32、保温材料，经水淬后生产硅钙粉，作为肥料料，经水淬后生产硅钙粉，作为肥料钢渣钢渣制造矿渣水泥和碎石，作筑路材料和防火材料，生产制造矿渣水泥和碎石，作筑路材料和防火材料，生产微晶玻璃及矿渣磷肥微晶玻璃及矿渣磷肥铬铁渣铬铁渣生产耐热胶凝材料，制造水泥、肥料、铸石等生产耐热胶凝材料，制造水泥、肥料、铸石等有色金属渣有色金属渣做水泥、砖瓦、砌块、矿渣棉做水泥、砖瓦、砌块、矿渣棉粉煤灰粉煤灰做筑路材料、肥料、隔音砖、屋面材料，回收稀有金做筑路材料、肥料、隔音砖、屋面材料，回收稀有金属钼、锗、钪等属钼、锗、钪等废石膏废石膏做建筑材料做建筑材料3. 固体废弃物污染的防治固体废弃物污染的防治2022-5-27D

33、.废物交换废物交换 我们知道，往往某一企业的固体废物，可能是另我们知道，往往某一企业的固体废物，可能是另一企业的原料，如能建立废物交换系统，借助现代发一企业的原料，如能建立废物交换系统，借助现代发达的信息网络，便可有计划迅速地将一些工业废物转达的信息网络，便可有计划迅速地将一些工业废物转到其它领域作为原料使用。这样做既可节约原材料和到其它领域作为原料使用。这样做既可节约原材料和能源，又可减少废物的处置量。能源，又可减少废物的处置量。3. 固体废弃物污染的防治固体废弃物污染的防治2022-5-273.3 无害化无害化 无论多么先进的技术，总不可避免产生一些无法利无论多么先进的技术，总不可避免产生

34、一些无法利用和处理的固体废物。这些固体废物是多种污染物的终用和处理的固体废物。这些固体废物是多种污染物的终态，将长期存在与环境中，为了控制其对环境的污染，态，将长期存在与环境中，为了控制其对环境的污染，必须进行最终处置，也即为其找到一最大限度地与生物必须进行最终处置，也即为其找到一最大限度地与生物圈隔离的归宿。圈隔离的归宿。这就是固体废物的无害化处置技术。这就是固体废物的无害化处置技术。3. 固体废弃物污染的防治固体废弃物污染的防治2022-5-27无害化技术无害化技术无害化处置方法无害化处置方法海洋处置海洋处置远洋焚烧远洋焚烧深海投掷深海投掷陆地处置陆地处置卫生填埋卫生填埋安全填埋安全填埋深

35、井灌注深井灌注定义：卫生填埋是利用工程手段将垃圾填埋在地下，同定义：卫生填埋是利用工程手段将垃圾填埋在地下，同时采取有效技术措施，防止渗滤液及有害气体对水时采取有效技术措施，防止渗滤液及有害气体对水体和大气的污染，并将垃圾压实减容至最小。体和大气的污染，并将垃圾压实减容至最小。 优点：土地利用率高；蚊、蝇、鼠无法生存，避免疾优点：土地利用率高；蚊、蝇、鼠无法生存，避免疾病传播；可防止对外界的污染；填埋结束后土地仍病传播；可防止对外界的污染；填埋结束后土地仍可以在利用。可以在利用。 缺点：需要占用大量土地；垃圾渗滤液可能危害地下缺点：需要占用大量土地；垃圾渗滤液可能危害地下水；需要长期实施监控和

36、维护；长途运输费用高。水；需要长期实施监控和维护；长途运输费用高。3. 固体废弃物污染的防治固体废弃物污染的防治卫生填埋卫生填埋 卫生填埋是一种防止二次污染的填埋方法，由于填卫生填埋是一种防止二次污染的填埋方法，由于填埋过程是一层垃圾一层土交替进行，又称夹层填埋法。埋过程是一层垃圾一层土交替进行，又称夹层填埋法。 从横断面看，垃圾和砂土交互掩埋，既可以防止垃从横断面看，垃圾和砂土交互掩埋，既可以防止垃圾的飞散和降雨时的流失，又可以防止蚊蝇等还从的孽圾的飞散和降雨时的流失，又可以防止蚊蝇等还从的孽生，以及臭气火灾的发生，因而称为卫生填埋法。生，以及臭气火灾的发生，因而称为卫生填埋法。3. 固体废

37、弃物污染的防治固体废弃物污染的防治卫生填埋卫生填埋3. 固体废弃物污染的防治固体废弃物污染的防治2022-5-27卫生填埋卫生填埋3. 固体废弃物污染的防治固体废弃物污染的防治2022-5-27填埋前填埋前3. 固体废弃物污染的防治固体废弃物污染的防治2022-5-27填埋后填埋后 深井灌注是把液态危险废物灌入一个深层的、垂深井灌注是把液态危险废物灌入一个深层的、垂直成层的、多孔的、水层盐度高的岩层中的一种处理直成层的、多孔的、水层盐度高的岩层中的一种处理方法。方法。 是美国境内一种最常见的危险废物处置方法。是美国境内一种最常见的危险废物处置方法。 同其它处理技术相比，具有污染风险小、处理同其

38、它处理技术相比，具有污染风险小、处理 成本低的特点，可以作为工业、城市处理、储存液体成本低的特点，可以作为工业、城市处理、储存液体污染物的手段。污染物的手段。 但是，由于该项技术并不能完全避免污染风但是，由于该项技术并不能完全避免污染风 险，仍险，仍需加强和完善相关的立法。需加强和完善相关的立法。3. 固体废弃物污染的防治固体废弃物污染的防治深井灌注深井灌注3. 固体废弃物污染的防治固体废弃物污染的防治典型深井灌注图典型深井灌注图4 矿业固体废物的资源化 目前，我国有目前，我国有95%95%以上的能源、以上的能源、80%80%以上的工以上的工业原料、业原料、70%70%以上的农业生产资料等都来

39、自矿产以上的农业生产资料等都来自矿产资源。据不完全统计，全世界每年排出的矿业固资源。据不完全统计，全世界每年排出的矿业固体废物在体废物在100100亿以上。亿以上。 矿业固体废物的组成矿业固体废物的组成 矿业固体废物的性质矿业固体废物的性质 尾矿的资源化尾矿的资源化 废石的资源化废石的资源化4.1 矿业固体废物的组成 矿石开采过程中，需剥离围岩，掘进巷道，排出废石；采得矿石开采过程中，需剥离围岩，掘进巷道，排出废石；采得的矿石需经选矿，提高品位，排出尾矿。矿业固体废物系采选作的矿石需经选矿，提高品位，排出尾矿。矿业固体废物系采选作业过程中产生的业过程中产生的废石废石和和尾矿尾矿的总称。的总称。

40、 矿物组成：矿物组成：自然元素、硫化物及其类似化合物、含氧盐矿物、自然元素、硫化物及其类似化合物、含氧盐矿物、氧化物和氢氧化物、卤化物等。氧化物和氢氧化物、卤化物等。 量大面广的为含氧盐矿物、氧化物和氢氧化物、硫化物及其量大面广的为含氧盐矿物、氧化物和氢氧化物、硫化物及其类似化合物。它们是决定利用途径的物质基础。类似化合物。它们是决定利用途径的物质基础。一、含氧盐矿物一、含氧盐矿物 含氧盐矿物占已知矿物总数的含氧盐矿物占已知矿物总数的2/32/3左右，左右，在地壳里的分布极为广泛。在地壳里的分布极为广泛。 （1 1）硅酸盐矿物：）硅酸盐矿物：硅酸盐是组成岩石的最主要成硅酸盐是组成岩石的最主要成

41、分，已知硅酸盐矿物约分，已知硅酸盐矿物约800800种之多，约占矿物总数的种之多，约占矿物总数的1/41/4，占地壳总重量的，占地壳总重量的80%80%。 （2 2）碳酸盐矿物：）碳酸盐矿物：碳酸盐矿物在自然界中分布较碳酸盐矿物在自然界中分布较广，已知矿物约广，已知矿物约8080种之多，占地壳总重量的种之多，占地壳总重量的1.7%1.7%。其。其中以中以CaCa、MgMg碳酸盐矿物最多，其次为碳酸盐矿物最多，其次为FeFe、MnMn等碳酸盐等碳酸盐矿物。矿物。 （4 4）其他含氧盐矿物：）其他含氧盐矿物：其他含氧盐矿其他含氧盐矿物较常见的有磷酸盐、钨酸盐和钼酸盐，物较常见的有磷酸盐、钨酸盐和钼

42、酸盐，其他不常见的有硼酸盐、砷酸盐、钒酸盐、其他不常见的有硼酸盐、砷酸盐、钒酸盐、硝酸盐矿物等。硝酸盐矿物等。 （3 3）硫酸盐矿物：）硫酸盐矿物： 硫酸盐矿物在自然硫酸盐矿物在自然界中产出约有界中产出约有260260种之多，但仅占地壳总重种之多，但仅占地壳总重量的量的0.1%0.1%。其中常见和具工业意义的矿物。其中常见和具工业意义的矿物不多，主要矿物有石膏、重晶石。不多，主要矿物有石膏、重晶石。 二、氧化物和氢氧化物矿物二、氧化物和氢氧化物矿物 氧化物和氢氧化物是地壳的重要组成矿物，氧化物和氢氧化物是地壳的重要组成矿物，它们的化合物有它们的化合物有200种左右，约为地壳总重量的种左右，约为

43、地壳总重量的17%，其中，其中SiO2(石英、石髓、蛋白石石英、石髓、蛋白石)分布最广，分布最广，约占约占12.6%，Fe的氧化物和氢氧化物占的氧化物和氢氧化物占3.9%，其，其次是次是Al、Mn、Ti、Cr的氧化物或氢氧化物。的氧化物或氢氧化物。 本类矿物是工业上金属矿产的主要来源。本类矿物是工业上金属矿产的主要来源。三、硫化物及其类似化合物矿物三、硫化物及其类似化合物矿物 主要为金属硫化物，亦包括金属与硒、碲、主要为金属硫化物，亦包括金属与硒、碲、砷、锑等的化合物。总数约砷、锑等的化合物。总数约350350种左右，按重种左右，按重量约占地壳总重量的量约占地壳总重量的0.15%0.15%，其

44、中以铁的硫化，其中以铁的硫化物为主，有色金属铜、铅、锌、锑、汞、镍、物为主，有色金属铜、铅、锌、锑、汞、镍、钴等也以硫化物为主要来源，故工业上具有重钴等也以硫化物为主要来源，故工业上具有重大意义。大意义。 4.2矿业固体废物的性质 包括物理性质和化学性质包括物理性质和化学性质表面性质：表面性质：白度、亮度、疏水性等。白度、亮度、疏水性等。4.2.1物理物理性质性质光学性质：光学性质：矿物对光线的吸收、折射和反矿物对光线的吸收、折射和反射所表现的各种性质。射所表现的各种性质。力学性质：力学性质：废物在外力作用下所表现的物理废物在外力作用下所表现的物理机械性能机械性能 。磁学性质：磁学性质：矿物的

45、磁性是指矿物被永久磁铁和矿物的磁性是指矿物被永久磁铁和电磁铁吸引，或矿物本身能够吸引电磁铁吸引，或矿物本身能够吸引铁质物体的性质。铁质物体的性质。 电学性质：电学性质：矿物导电的能力及在外界能量作用矿物导电的能力及在外界能量作用下发生带电的现象。下发生带电的现象。 对于透明矿物来说，所有透过光波的颜色就是该矿对于透明矿物来说，所有透过光波的颜色就是该矿物的颜色（如自然硫，由于它较多地吸收了透射光中的物的颜色（如自然硫，由于它较多地吸收了透射光中的紫、蓝、绿、橙、红色光波而透过较多的黄色光波而成紫、蓝、绿、橙、红色光波而透过较多的黄色光波而成黄色）。黄色）。 对于不透明矿物来说，它的颜色主要决定

46、于其表面对于不透明矿物来说，它的颜色主要决定于其表面反射光波的颜色（如黄铁矿表面反射出来的是以黄光为反射光波的颜色（如黄铁矿表面反射出来的是以黄光为主，所以呈现黄色）主，所以呈现黄色）一、光学性质：一、光学性质：包括颜色、光泽、透明度等包括颜色、光泽、透明度等 （1 1）颜色颜色 它是矿物对不同波长的光波吸收和反射的结果。它是矿物对不同波长的光波吸收和反射的结果。 如果对各种波长的光波普遍而又平均地吸收，则随如果对各种波长的光波普遍而又平均地吸收，则随吸收程度的不同而呈黑色（几乎全部吸收）、灰、白色。吸收程度的不同而呈黑色（几乎全部吸收）、灰、白色。 如果只吸收某些色光，则呈现出反射光的混合色

47、。如果只吸收某些色光，则呈现出反射光的混合色。一、光学性质：一、光学性质：包括颜色、光泽、透明度等包括颜色、光泽、透明度等 （1 1）颜色颜色 颜色的命名：颜色的命名： 双重命名法：双重命名法：如黄绿、褐红等。如黄绿、褐红等。 比较法：比较法：如深红、浅绿、淡黄等。如深红、浅绿、淡黄等。 比拟法：比拟法：如乳白、铁黑、樱桃红、橄榄绿、天蓝色如乳白、铁黑、樱桃红、橄榄绿、天蓝色等。等。 比色法：比色法：紫色紫色- -紫水晶、铜红色紫水晶、铜红色- -自然铜、蓝色自然铜、蓝色- -蓝铜蓝铜矿、铁黑色矿、铁黑色- -磁铁矿、绿色磁铁矿、绿色- -孔雀石、黄铜色孔雀石、黄铜色- -黄铜矿、黄黄铜矿、黄

48、色色- -雌黄、铅灰色雌黄、铅灰色- -方铅矿、金黄色方铅矿、金黄色- -自然金、橙色自然金、橙色- -雄黄、雄黄、 钢灰色钢灰色- -黝铜矿、红色黝铜矿、红色- -辰砂。辰砂。 （2 2）光泽）光泽 矿物表面对于投射光线的反射能力称为光泽。矿物表面对于投射光线的反射能力称为光泽。反射能力的强弱也就是光泽的强弱，可用反射率反射能力的强弱也就是光泽的强弱，可用反射率R R表示，计算公式为：表示，计算公式为：1%100IIRir 强强度度矿矿物物磨磨光光表表面面的的投投射射光光强强度度矿矿物物磨磨光光表表面面的的反反射射光光 R R越大，光泽越强。按越大，光泽越强。按R R的大小，将光泽由弱的大小

49、，将光泽由弱至强分成四个等级：至强分成四个等级： 表表4-1 4-1 光泽强弱的四个等级光泽强弱的四个等级R R值，值，% %光泽特点光泽特点举例举例2 21010玻璃光泽玻璃光泽，矿物表面象玻璃一，矿物表面象玻璃一样反光清澈。样反光清澈。石英的晶面、萤石、石石英的晶面、萤石、石榴石等。榴石等。10101919金刚光泽金刚光泽，象金刚石的反光一，象金刚石的反光一样光辉灿烂。样光辉灿烂。锡石、闪锌矿、金刚石锡石、闪锌矿、金刚石等。等。19192525半金属光泽半金属光泽，表面象久经使用，表面象久经使用的金属制品那样的反光。的金属制品那样的反光。磁铁矿、磁铁矿、 黑钨矿、赤黑钨矿、赤铁矿等。铁矿等

50、。2525以上以上金属光泽金属光泽，象新鲜金属制品的，象新鲜金属制品的反光一样耀眼。反光一样耀眼。辉锑矿、辉铜矿、黄铜辉锑矿、辉铜矿、黄铜旷、自然金等。旷、自然金等。 提取矿业固体废物中的有价矿物，可借助于提取矿业固体废物中的有价矿物，可借助于它与脉石矿物光泽、颜色的差异进行它与脉石矿物光泽、颜色的差异进行光电分选光电分选。 （3 3）透明度：矿物透光的能力）透明度：矿物透光的能力 自然界绝对不透明的矿物、绝对透明的矿物都是不存自然界绝对不透明的矿物、绝对透明的矿物都是不存在的。透明度是一个相对的概念。在的。透明度是一个相对的概念。 矿物透明与不透明的区分界限，是指矿物磨至矿物透明与不透明的区

51、分界限，是指矿物磨至0.03mm0.03mm标准厚度时的透光程度而言。标准厚度时的透光程度而言。 一般将矿物分为：一般将矿物分为：透明矿物透明矿物，绝大部分光线能通过，绝大部分光线能通过，能完全或基本上透见另一物体。如无色水晶、冰洲石、云能完全或基本上透见另一物体。如无色水晶、冰洲石、云母等。母等。半透明矿物半透明矿物，能透过小部分光线，只能模糊透见，能透过小部分光线，只能模糊透见另一物体，如辰砂、闪锌矿等。另一物体，如辰砂、闪锌矿等。不透明矿物不透明矿物，光几乎完，光几乎完全不能通过，如石墨、磁铁矿等。全不能通过，如石墨、磁铁矿等。 透明度是鉴定矿业固体废物能否作为光学材料使用的透明度是鉴定

52、矿业固体废物能否作为光学材料使用的特征之一，也是能否作为填料使用的特征之一。如石英、特征之一，也是能否作为填料使用的特征之一。如石英、CaCOCaCO3 3常作为无色透明的填料使用。常作为无色透明的填料使用。二、力学性质：硬度、韧性、比重等性能。二、力学性质：硬度、韧性、比重等性能。 （1 1）硬度）硬度 指废物抵抗某种外来机械作用的能力，可借指废物抵抗某种外来机械作用的能力，可借助测定矿物硬度的方法来测定。助测定矿物硬度的方法来测定。 测定矿物硬度的方法很多，但在矿物学中一测定矿物硬度的方法很多，但在矿物学中一直沿用的是摩氏硬度计法，目前可用专门测硬度直沿用的是摩氏硬度计法，目前可用专门测硬

53、度的仪器和显微硬度计精确测定矿物的硬度。图的仪器和显微硬度计精确测定矿物的硬度。图4-4-5 5所示为三种方法测定结果对比。所示为三种方法测定结果对比。图图4-5 4-5 摩氏硬度、新摩氏硬度和显微硬度等级的对比摩氏硬度、新摩氏硬度和显微硬度等级的对比 废物硬度与废物粉碎关系密切。废物硬度废物硬度与废物粉碎关系密切。废物硬度不同，粉碎的难易程度、粉碎所需时间和设备不同，粉碎的难易程度、粉碎所需时间和设备不同。硬度越大，越难粉碎，粉碎时消耗的能不同。硬度越大，越难粉碎，粉碎时消耗的能量也越大。量也越大。 另外，硬度不同的废物，其应用价值不同。另外，硬度不同的废物，其应用价值不同。硬度大的废物可作

54、为磨料使用，硬度小的废物硬度大的废物可作为磨料使用，硬度小的废物可作为填料使用。可作为填料使用。 （2 2）韧性）韧性 废物受压轧、锤击、弯曲或拉引等力作用时所呈现的废物受压轧、锤击、弯曲或拉引等力作用时所呈现的抵抗能力。包括：抵抗能力。包括： 脆性：脆性：废物容易被打碎或压碎的性质。大多数废物废物容易被打碎或压碎的性质。大多数废物具有脆性。具有脆性。 挠性：挠性：废物在外力作用下趋于弯曲而不发生折断，废物在外力作用下趋于弯曲而不发生折断，除去外力后不能恢复原状的性质。如片状石膏、绿泥石、除去外力后不能恢复原状的性质。如片状石膏、绿泥石、蛭石等矿物。蛭石等矿物。 弹性：弹性：外力作用下趋于变形

55、，但外力解除后又恢复外力作用下趋于变形，但外力解除后又恢复原状的性质。如云母、石棉等矿物。原状的性质。如云母、石棉等矿物。 韧性对某些废物原料进行加工具有重要意义。韧性不韧性对某些废物原料进行加工具有重要意义。韧性不同的矿业废物，所采用的粉碎流程不同，所选用的粉碎设同的矿业废物，所采用的粉碎流程不同，所选用的粉碎设备也不同。备也不同。 （3 3）密度）密度 矿物的比重是矿物在矿物的比重是矿物在44时的重量与同体积的时的重量与同体积的水的重量之比。密度在选择资源化方法时具有重水的重量之比。密度在选择资源化方法时具有重要指导意义。要指导意义。 一般将矿物按密度分为三级：轻密度矿物，一般将矿物按密度

56、分为三级：轻密度矿物，密度在密度在2.52.5以下的矿物；中等密度矿物，密度在以下的矿物；中等密度矿物，密度在2.52.54 4之间的矿物；重密度矿物，密度在之间的矿物；重密度矿物，密度在4 4以上以上的矿物。的矿物。 在矿物学上测密度的方法很多，常见的有比在矿物学上测密度的方法很多，常见的有比重瓶法、重液法和体积计法三种。重瓶法、重液法和体积计法三种。 三、电学性质：导电性及荷电性。三、电学性质：导电性及荷电性。 （1 1）导电性）导电性 矿物对电流的传导能力，可矿物对电流的传导能力，可用矿物的导电率用矿物的导电率来表示。来表示。导体矿物：导体矿物：=10=102 2-1-1cmcm-1-1

57、以上的矿物，如自然以上的矿物，如自然金属、大部分硫化物矿物。金属、大部分硫化物矿物。非导体或绝缘体：非导体或绝缘体：1010-12-12-1-1cmcm-1-1的矿物，如的矿物，如硅酸盐、碳酸盐类矿物。硅酸盐、碳酸盐类矿物。半导体矿物：半导体矿物：值介于前两者之间的矿物，如部值介于前两者之间的矿物，如部分硫化物及金属氧化物类矿物。分硫化物及金属氧化物类矿物。 某些矿物的导电性有重要的实用意义，某些矿物的导电性有重要的实用意义，如金属和石墨是电的良导体可作电极材料，如金属和石墨是电的良导体可作电极材料，云母是不良导体可作绝缘材料，而半导体则云母是不良导体可作绝缘材料，而半导体则广泛地被应用在无线

58、电工业中。广泛地被应用在无线电工业中。 在固体废物资源化利用中，可根据废物在固体废物资源化利用中，可根据废物中矿物导电率的不同采用中矿物导电率的不同采用静电分离法静电分离法来分离来分离提纯有用矿物。提纯有用矿物。 （2 2）矿物的荷电性：）矿物的荷电性：在受外力作用，如摩擦、加热、在受外力作用，如摩擦、加热、加压影响下，发生带电现象的性能。实质是矿物中的热能加压影响下，发生带电现象的性能。实质是矿物中的热能或机械能转化为电能的形式。或机械能转化为电能的形式。 凡具有荷电性的矿物，其导电性均很弱或者根本不具凡具有荷电性的矿物，其导电性均很弱或者根本不具导电性。导电性。 荷电性按所施外力不同，有以

59、下几种：荷电性按所施外力不同，有以下几种： 摩擦电性：摩擦电性：某些矿物与丝绢或毛皮某些矿物与丝绢或毛皮摩擦摩擦时，呈现带时，呈现带电现象。如自然硫、金刚石、琥珀电现象。如自然硫、金刚石、琥珀( (C C1010H H1616O O4 4) )等具有这种等具有这种性质。性质。 焦电性：焦电性：某些矿物某些矿物受热受热时，在晶体的某些部位产生时，在晶体的某些部位产生电荷的现象，即热能转化为电能，如电气石即具有这种性电荷的现象，即热能转化为电能，如电气石即具有这种性质。质。 压电性压电性：某些矿物在某些矿物在压力或张力压力或张力影响下，因变形影响下，因变形而呈现出电荷的性质。而呈现出电荷的性质。

60、在压缩时发生正电荷的部位，在伸张时就发生负电在压缩时发生正电荷的部位，在伸张时就发生负电荷，因此在机械的一压一张的不断作用下，就产生了一荷，因此在机械的一压一张的不断作用下，就产生了一个交变电场，这种效应称为个交变电场，这种效应称为电压效应电压效应。反过来，具有压。反过来，具有压电性的矿物晶体，又能借电能产生机械能。即把它放在电性的矿物晶体，又能借电能产生机械能。即把它放在一个交变电场中，会产生一伸一缩的机械振动，这种效一个交变电场中，会产生一伸一缩的机械振动，这种效应称为应称为电致伸缩电致伸缩。当交变电场的频率和压电性矿物本身。当交变电场的频率和压电性矿物本身机械振动的频率一定时，发生特别强