工业固体废物的资源化利用课件.ppt
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- 工业 固体废物 资源 利用 课件
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1、可编辑ppt1固体废物处理固体废物处理 使学生了解和掌握常见使学生了解和掌握常见固体废弃物资源化和处理的固体废弃物资源化和处理的常用技术和方法常用技术和方法 可编辑ppt2n教学目标教学目标:n1.了解煤矸石和粉煤灰的来源、组成及活性激发;n2.了解高炉渣和钢渣的来源、组成;了解的来源、组成;n3.了解煤矸石和粉煤灰在建筑材料方面的应用;n4.了解高炉渣和钢渣在建筑材料方面的应用。n教学重点:教学重点:粉煤灰的资源化利用途径;煤矸石的资源化利用途径。可编辑ppt3n 随着我国经济和社会的不断发展,基础设施建设和居民住宅建设得到迅速发展,对建筑材料数量的需求越来越大,质量的要求越来越高。n 许多
2、固体废弃物在制造建筑材料,特别是新型建筑材料方面大有可为。可编辑ppt4n11.1粉煤灰n11.2煤矸石n11.3高炉渣n11.4钢渣可编辑ppt511.111.1粉煤灰粉煤灰n来源n飞灰:煤在炉膛燃烧时的烟气带出的粉状残留物,8090。除尘技术n底灰:少量的煤粉粒子在燃烧过程中由于碰撞凝结成块,沉积于炉底,由底部排出形成,1020。低灰除渣可编辑ppt611.111.1粉煤灰粉煤灰n化学组成(类似粘土的化学组成)评价粉煤灰评价粉煤灰质量高低的重要技术参数质量高低的重要技术参数nSiO2(4060)nAl2O3(1535)nFe2O3(215)nCaO(110)n未燃尽炭n有害元素和微量元素n
3、CaO20称为高钙灰,我国多为低钙灰。可编辑ppt711.111.1粉煤灰粉煤灰n矿物组成:矿物组成:来源于母煤,以铝硅酸盐粘土矿和SiO2为主。n无定形相无定形相:主要为玻璃体5080和未燃尽炭粒。n结晶相结晶相:莫来石、石英、云母、长石、磁铁矿、赤铁矿和少量的钙长石、方镁石、硫酸盐矿物、石膏、方解石等。被玻璃相包裹。n低钙粉煤灰低钙粉煤灰:活性主要取决于无定形玻璃相矿物,而不取决于结晶相矿物。玻璃体含量越高,粉煤灰的化学活性越好。n高钙粉煤灰高钙粉煤灰:富钙玻璃体含量多,有较多的氧化钙结晶和水泥熟料的一些矿物结晶组分。高钙灰的性质既与玻璃相有关,又与结晶相有关。化学活性均高于低钙灰。可编辑
4、ppt811.111.1粉煤灰粉煤灰n颗粒组成n球形颗粒n不规则多孔颗粒(多孔炭粒和多孔铝硅玻璃体)n碎片可编辑ppt911.111.1粉煤灰粉煤灰n外观和颜色外观和颜色n外观象水泥n组分中的含炭量使其有由乳白到灰黑等不同颜色,含炭量越高,颜色越深。炭粒存在于粉煤灰的粗颗粒中。n颜色可在一定程度上反映粉煤灰的细度。颜色越深,质量越低。可编辑ppt1011.111.1粉煤灰粉煤灰n比重和容重比重和容重n低钙灰比重:1.82.8n高钙灰比重:2.52.8n松散干容重:6001000kg/m3n压实容重:13001600kg/m3可编辑ppt1111.111.1粉煤灰粉煤灰n细度细度n粉煤灰的颗粒粒
5、径极限为0.5300um。国标以45um筛余百分数为细度指标。n需水量比需水量比n在粉煤灰标准规范中,采用粉煤灰水泥胶砂需水量与基准水泥胶砂需水量的比值表示粉煤灰的需水量。n低需水量的粉煤灰测定值:2230n中等需水量:3040n高需水量:5060 可编辑ppt1211.111.1粉煤灰粉煤灰n粉煤灰的活性n也叫“火山灰活性”,是指火山灰、凝灰岩、浮石、硅藻土等天然火山灰类物质所具有的这样性能:n其成分中以SiO2和A12O3为主(7585),且含有相当多的玻璃体或其他无定形物质;n其本身无水硬性;n在潮湿环境,能与Ca(OH)2等发生反应,生成一系列水化产物凝胶,n上述水化产物不论在空气中,
6、还是在水中都能硬化产生明显的强度。n烧粘土、烧页岩、煤矸石烧渣、燃料灰渣等属人工火山灰类物质,粉煤灰便是其中的一种,同样具有上述性能。可编辑ppt1311.111.1粉煤灰粉煤灰n活性激发活性激发:以石灰和石膏作激发剂的蒸汽养护方法n粉煤灰中的活性氧化硅与Ca(OH)2反应生成水化硅酸钙(CSH)凝胶,称为碱性激发:nmCa(OH)2+SiO2+(n1)H2OmCaOSiO2nH2O (二次水化反应)n粉煤灰中的活性氧化铝与Ca(OH)2反应,生成水化铝酸钙(CAH)凝胶:nmCa(OH)2+Al2O3+(n1)H2OmCaOAl2O3nH2O (二次水化反应)n硫酸盐激发:CAH强度比较低,
7、在有石膏(常用水泥中均掺有石膏)存在下,可加速反应生成三硫型水化硫铝酸钙(3CaOAl2O33CaSO43H2O),通常称为钙矾石,简称E盐:n mCaOAl2O3nH2O+CaSO42H2OmCaOAl2O33CaSO4(n+2)H2On石膏量不足时生成单硫型水化硫铝酸钙(3CaOA12O3CaSO412H2O)M盐可编辑ppt1411.111.1粉煤灰粉煤灰n活性的评定活性的评定n石灰吸收法石灰吸收法:一定时间内从石灰液中吸附的石灰量。n溶出度试验法溶出度试验法:酸碱处理粉煤灰,测硅,铝的浸出量n砂浆强度试验法砂浆强度试验法(是迄今国内外公认的粉煤灰活性的最佳评定方法):粉煤灰和水泥熟料配
8、比,制成砂浆试件,测其强度。可编辑ppt1511.111.1粉煤灰粉煤灰n资源化利用途径资源化利用途径n选炭、铁、空心微珠n生产建材及制品n农肥、作土壤改良剂n污水处理的吸附剂n化工产品可编辑ppt1611.111.1粉煤灰制水泥粉煤灰制水泥n粉煤灰硅酸盐水泥n 基本性能与一般普通硅酸盐水泥相似,因而统称普通硅酸盐水泥。n 粉煤灰硅酸盐水泥的特性是水化热低、抗渗和抗裂性好、对硫酸盐浸蚀和水浸蚀具有抵抗能力,对碱反应能起一定的抑制作用。适用于一般民用和工业建筑工程、大体积水工混凝土工程、地下和水下混凝土构筑等方面。可编辑ppt1711.111.1粉煤灰制水泥粉煤灰制水泥n粉煤灰烧成水泥:以粉煤灰
9、代替部分粘土制成n粉煤灰无熟料水泥:以粉煤灰为主要原料,配加适量的石灰、石膏磨细制成的n粉煤灰少熟料水泥:以粉煤灰为主,配少量的水泥熟料和石膏制成的可编辑ppt1811.111.1粉煤灰制混凝土粉煤灰制混凝土n 普通混凝土是以水泥熟料为胶结料,以沙、石为骨料,加水拌和而成的构筑材料。n 粉煤灰混凝土是以粉煤灰代替部分水泥熟料拌和而成的混凝土。粉煤灰混凝土能有效改善普通混凝土的性能。可编辑ppt1911.111.1粉煤灰制砖粉煤灰制砖n 粉煤灰的基本组成与粘土相似,可以替代粘土制备粉煤灰烧结砖。n 该生产技术成熟,节约能源,成本低廉,所需技术设备与普通粘土砖相同,且砖的质量较好。n 目前我国已有
10、50多条粉煤灰烧结砖生产线,年产砖近50亿块。可编辑ppt2011.111.1粉煤灰制砖粉煤灰制砖n粉煤灰蒸养砖n 以粉煤灰为主要原料,掺入适量骨料、生石灰及少量石膏,经碾练、成型、蒸汽养护而成粉煤灰蒸养砖。可编辑ppt2111.111.1粉煤灰制砖粉煤灰制砖n粉煤灰免烧免蒸砖n 以粉煤灰拌以生石灰、骨料(炉渣、钢渣等)及少量激发剂而制成粉煤灰免烧免蒸砖。可编辑ppt2211.111.1粉煤灰制砖粉煤灰制砖n粉煤灰空心砖n粉煤灰微孔夹心砖可编辑ppt2311.111.1粉煤灰制其他建材粉煤灰制其他建材n粉煤灰硅酸盐砌块n 以粉煤灰为原料,掺入少量石灰、石膏及骨料,经蒸养而成的新型墙体材料。n
11、具有轻质、高强、空心和块大等特性。与砖相比具有工效高、投资省等优点。可编辑ppt2411.111.1粉煤灰制其他建材粉煤灰制其他建材n粉煤灰加气混凝土n 近年开发的新型墙体材料,它是以粉煤灰为原料,适量加入生石灰、水泥、石膏和铝粉(发泡剂),加水搅拌成浆,注入模具蒸养而成。可编辑ppt2511.111.1粉煤灰制其他建材粉煤灰制其他建材n拌和料n 粉煤灰可以代替沙石、水泥作大型建筑混凝土。n 由于粉煤灰能降低水化热、改善易和性和提高防渗性,利于远距离泵输且后期强度高,被广泛用于水工工程和大型建筑工程。n 我国三门峡、刘家峡、亭下水库等水工工程,秦山核电站、北京亚运村工程等,国内其它的一些大的地
12、下、水上及隧道工程等,均大量掺用了粉煤灰节约了大量的水泥,提高了工程质量。n 粉煤灰还可以代替沙石、粘土用于高等级公路路基、修筑堤坝,也可以作路面材料。可编辑ppt2611.211.2煤矸石煤矸石 n来源、分类和排率来源、分类和排率n煤矸石是与煤伴存的岩石。在煤的采掘进和煤的洗选过程,都有煤矸石排出。n依所含矿物组分可分为碳质页岩、泥质页岩和砂质页岩;n依来源可分为掘进矸石,开采矸石和洗选矸石。n煤矸石堆放过程,其中的可燃组分缓慢氧化、自燃,故又有自燃矸石与未燃矸石的区分。n排率0.10.2t煤矸石/t原煤。可编辑ppt2711.211.2煤矸石煤矸石 n组成组成n矿物组成矿物组成:粘土矿物(
13、高岭石、伊利石、蒙脱石)、石英、方解石、黄铁矿。n化学组成化学组成:氧化物SiO2+Al2O3占6090。可编辑ppt2811.211.2煤矸石煤矸石 n煤矸石的活性煤矸石的活性n煤矸石经过燃烧,烧渣属人工火山灰类物质而具有活性。n高岭石的变化高岭石的变化n500600:脱水,晶格破坏,形成无定形偏高岭土,具有火山灰活性:n9001000:偏高岭土又发生重结晶,形成非活性物质。9001000 n水云母矿水云母矿(K2O5 Al2O314SiO24 H2O)的变化的变化n100200:脱去层间水;n14501600:失去分子结晶水,但仍保持原晶格结构n600以上:逐渐分解,晶体逐渐破坏,开始出现
14、具有活性的无定形物质,n9001000:分解完毕,具有较高的活性n10001200:又出现重结晶,向晶质转变,活性降低。可编辑ppt2911.211.2煤矸石煤矸石 n石英的变化石英的变化煤矸石中,石英的含量随温度升高而降低n生成无定形SiO2,提高煤矸石烧渣的火山灰活性n生成石英变体,仍属非活性物质n生成莫来石晶体,活性降低。n莫来石的生成莫来石的生成n煤矸石煅烧过程中,一般在1000左右便有莫来石(3Al2O32SiO2)生成,到1200以上,生成量显著增加。莫来石的大量生成,降低了煤矸石的活性。n黄铁矿的变化黄铁矿的变化n黄铁矿是可燃物质,随煤矸石一起燃烧,晶体相应地发生变化,生成赤铁矿
15、,对煤矸石活性无补n活性的主要来源:粘土类矿物和云母类矿物的受热分解与玻璃化。可编辑ppt3011.211.2煤矸石煤矸石 n煤矸石的资源化途径煤矸石的资源化途径n煤矸石生产水泥n生产建筑材料n代替燃料n煤矸石生产化工产品可编辑ppt3111.211.2煤矸石煤矸石 n制水泥制水泥煤矸石中二氧化硅、氧化铝和氧化铁的总含量一般在80%以上,是一种天然粘土质原料,可代替粘土配料烧制普通硅酸盐水泥、快硬硅酸盐水泥、煤矸石炉渣水泥、无(少)熟料水泥等n制砖、瓦制砖、瓦煤矸石经过配料、粉碎、成型、干燥和焙烧等工序可制成砖和瓦,其生产工艺与普通粘土砖瓦基本相同。可编辑ppt3211.211.2煤矸石制水泥
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