工业废弃物的资源化技术课件.ppt
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1、工业废弃物的资源化技术工业废弃物的资源化技术徐德龙徐德龙2Content1 概述2 冶金工业渣的资源化技术3 粉煤灰的资源化技术4 用煤矸石制取煤系高岭土的技术31 概述资源节约型、环境友好型社会循环经济工业废弃物的资源化技术4我国主要工业废弃物的年排放量n钢渣0.65亿吨/年n高炉矿渣1.4亿吨/年n粉煤灰3.75亿吨/年n煤矸石3.8亿吨/年52 冶金工业渣的资源化技术n2.1 水硬性钢渣的资源化技术表1 钢渣与水泥熟料主要化学成分的对比 SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOR2O烧失量钢渣8.9318.7212.9243.796.560.0195.98熟料22.005.503.506
2、4.001.00/6钢渣的碱度与主要矿物的关系碱度CaO/(SiO2+P2O5)主要矿物0.91.4CMS钙镁橄榄石1.41.6C3MS2镁蔷薇辉石1.62.4C2S硅酸二钙2.4C3S硅酸三钙FeO+Fe-+Fe2O31525%表2 钢渣的碱度与主要矿物的关系7钢渣资源化的主要目标n 选铁回炉n 胶凝材料液态渣(1450)淬冷粒化渣铁分离细磨建材骨料烧结原料改良土壤磁选FeFe熟料粉矿渣粉胶凝材料(钢渣水泥)8转筒式淬冷造粒装置9滚筒渣和浅盘渣的对比10钢渣的细磨和选铁过程11不锈钢湿法选铁过程12钢渣水泥的生产(首钢渣)0102030405010.0020.0030.0040.0050.0
3、060.00抗压强度(MPa)钢渣掺量(%)2#28d 1#28d 2#3d 1#3d钢渣碱度钢渣粉细度:1#450m2/kg;2#500m2/kg水泥熟料粉细度:300m2/kg010203040502.003.004.005.006.007.008.009.00抗折强度(MPa)钢渣掺量(%)2#28d 1#28d 2#3d 1#3d225/()3.04CaOSiOPO成分SiO2TiO2Al2O3MgOCaONa2OK2OSO3TFe2O3TFeP2O5Loss含量%14.730.864.067.6248.000.170.0750.5720.4414.301.042.58表3 钢渣化学成
4、分分析132.2 具有潜在水硬性的高炉矿渣n每生产1吨铁产生0.31.0吨矿渣,我国每年排出的矿渣总量约1.4亿吨。SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO矿渣31.8216.071.8737.788.46熟料22.005.503.5064.001.00表4 矿渣与水泥熟料主要化学成分的对比 14n高温矿渣的潜在活性主要取决于CaO、Al2O3的含量和玻璃相的含量,一般上述量(或相)含量越多,矿渣的活性越高。n矿渣中的主要活性矿物为C2AS,CAS,CS,C2S等,故SiO2的含量越少,其活性越高。n矿渣粉的活性还取决于其细度。n水化反应:矿渣粉在没有激发剂的情况下一般不与水发生反应。当浆体中
5、存在Ca(OH)2或硫酸盐物质后,能生成水化硅酸钙、水化硫铝酸钙、水化铁酸钙等凝胶。15水泥或混凝土中加入矿渣微粉的优越性1.水灰比 密实性 后期强度 水化热 早期裂缝 外界侵蚀 耐久性大大提高2.2.浆体流动性 粘度 屈服应力 施工难度降低16矿渣微粉的细度、掺量与强度的关系细度为650m2/kg的矿渣0102030405060708010.020.030.040.050.060.0抗压强度 MPa矿渣掺量%3d 7d 28d细度为350m2/kg的矿渣细度为530m2/kg的矿渣0102030405060708010.020.030.040.050.060.0抗压强度 MPa矿渣掺量%3d
6、 7d 28d0102030405060708010.020.030.040.050.060.0抗压强度 MPa矿渣掺量%28d 7d 3d17矿渣微粉生产工艺的选择 粉磨系统圈流球磨系统辊压机系统立式辊磨系统预粉磨联合粉磨终粉磨 功耗/%1007080557540605070投资/%10090110130100110115维修/%100110130120115噪音大大中小小表5 不同工艺过程生产矿渣微粉的经济性比较 18沙钢200万t/a生产线19长钢150万t/a生产线20四川川威集团100万t/a矿渣水泥生产线21青藏铁路和大体积高层建筑223 粉煤灰的资源化技术n主要为火力发电厂燃煤锅
7、炉排出的废渣;n每年3.75亿吨,目前利用率为60%;n大部分在灰场堆放,一小部分倒入江河湖海;n据1985年统计,堆放25亿吨,占地8000公顷。233.1 粉煤灰的化学和物理特性表6 粉煤灰的主要化学成分 成分SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO烧失量4050 2030510150.5228形貌为球形玻璃珠,d=0.5200m,80%50 m,A=270370m2/kg(透气法),r=2.03.0,=0.61.0kg/l24玻璃球的分类n空心玻璃球(光滑富钙,粗糙富铁)n多孔玻璃球(富硅或铝,大球包小球,层层包裹)n不规则的颗粒(含量比较少)253.2 粉煤灰的水化原理n潜在水化活性的
8、材料。活性来自无定形的活性SiO2、高活性Al2O3。玻璃体的含量及其解聚能力。n一般不与水发生反应,但在Ca(OH)2或石膏溶液中却有明显的水化作用,其机理是:xCa(OH)2+SiO2+mH2OxCaOSiO2nH2OyCa(OH)2+Al2O3+mH2OyCaOAl2O3nH2O26影响水化的因素n激发剂浓度越高,激发作用越大,活性发挥越充分;n粉煤灰磨得越细,反应界面越大,水化速度越快;n石灰、水泥熟料、碱类、石膏等都可有效地激发活性铝和活性硅。273.3 粉煤灰的资源化技术n历史:起步于上世纪50年代n美国:1965年出现6家细灰公司,2019年50家大规模公司。至今连续召开几十次国
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