第1页：工业固体废物处理与回收利用封面
工业固体废物处理与回收利用
第2页：工业固体废物的定义
- 工业固体废物
- 来自工业生产过程中的固体废物。
- 不处理：对环境和人体健康的危害；同时是非常重要的资源。
第3页：工业固体废物的特点
- 工业固体废物的特点
- 1.产生源相对集中；
- 2.成分单一，性质稳定；
- 3.产生量、成分与性质与工艺结构、原料有密切关系。污染产生于企业，相对家庭来说比较集中，同时，行业虽多，但大部分工业固废来自采矿业、金属冶炼、化学品制造业工业生产的稳定性，使产生的废物种类、性质也较稳定。
第4页：处理与利用实例
- 废物处理与利用实例
- 1.煤矸石
- 2.采掘尾矿
- 3.钢渣
- 4.废橡胶
- 5.废电池
- 6.放射性固体废物
第5页：煤矸石的来源与现状
- 煤矸石
- 来源：煤炭开采和洗选加工过程中产生的固体废物，约占煤炭产量的15%。
- 我国煤矸石现状：总积存量已达30亿吨，占地13000公顷，每年还以1亿吨的速度递增，新增占地400多公顷，矸石堆几乎成为煤矿的“标志”
第6页：煤矸石对环境的影响
- 对环境的影响
- 1.占用宝贵的土地资源
- 2.对生态环境和人体健康的危害：煤矸石废物随降水、地表径流的冲刷，有害成分浸沥至土壤使地下水污染，若直接排入地表则造成地表水污染，被污染的水直接或间接毒害人体健康并危及整个生态系统。
- 3.引发安全的不确定因素：煤矸石中含可燃物质，任其自然堆置，往往发生自燃现象，排放CO、CO2、SO2、H2S、NOX、CMHN等，对环境造成危害。
第7页：煤矸石综合利用依据
- 煤矸石综合利用依据
- 1.碳含量：是煤矸石工业利用的重要依据之一，含碳量高的可做燃料。
- 2.全硫含量：衡量煤矸石中硫是否有回用价值，一般全硫含量达5%可回收硫。
- 3.铝硅比：确定其综合利用的主要因素，铝硅比大于0.5的，可塑性好，可以作为高级陶瓷及分子筛的原料，硅铝比小的可塑性较差。
第8页：煤矸石综合利用途径
煤矸石能量转化生产建材原料陶瓷原料农业肥料直接利用新型材料化工产品回收矿产品发电轻集料制砖砌块水泥原料陶瓷、釉面砖、红地砖、马赛克有机复合肥、微生物肥料、改良土壤、路面路基、充填采空区和塌陷区、复垦造田合成SiC、4A分子筛、4A沸石、增白或超细高岭土、白炭黑高铝产品：硫酸铝、氧化铝、结晶氯化铝硅铝铁合金回收黄铁矿、提取镓、提取稀有稀土元素
第9页：合成4A分子筛
- 合成4A分子筛
- 4A分子筛是人工合成沸石，在合成洗涤剂方面日益受到重视，尤其在传统助剂三聚磷酸钠受到限制的情况下。
- 合成原料：煤矸石---成分为高岭土，含量在90%以上，其余为有机碳、其它粘土矿物、路源碎屑等；NaOH,工业用固态或液态烧碱。
第10页：合成4A分子筛工艺流程
工艺流程混合成胶晶化过滤洗涤干燥成品煤矸石煅烧碱液配制
第11页：采掘尾矿的来源
采掘尾矿来源：我国大多数金属矿产资源的品味较低，必须经破碎、磨矿和分选等多道工序，分选出含金属的精矿后才能冶炼，在这个过程中排出大量尾矿，特别是随着矿产资源利用程度提高，矿产可开采品味下降，尾矿激增。
第12页：采掘尾矿的特点
- 采掘尾矿的特点
- 1.含少量有毒有害物质：一是矿石中本来就有的铜、砷、铅、镉、汞等重金属；二是选矿过程中药剂带来的氰化物、硫化物、重铬酸盐等；
- 2.数量大，且有流动性：有色金属选矿要用大量的水，绝大部分消耗的水伴随尾矿以尾矿浆的形式流出，因此自然堆放难以成形，占地面积大，遇水易流走，干燥后又易飞扬。
第13页：尾矿的综合利用途径
尾矿的综合利用途径尾矿回收有用成分生产建筑材料生产玻璃做肥料或土壤改良剂矿山采空区充填料制砖、生产水泥和混凝土、陶瓷、石英砂饰面玻璃、微晶玻璃
第14页：钢渣的来源与成分
- 钢渣
- 钢渣是炼钢过程排除的废渣。
- 主要成分：金属炉料中各元素被氧化后的氧化物、被侵蚀的炉衬料和补炉材料、金属炉料带入的杂质以及为调整钢渣性质而加入的造渣材料，如石灰石、白云石、硅石等。
第15页：钢渣建材利用实例
- 回收利用实例
- 1.建材：水泥、混凝土、筑路和回填工程材料、生产免烧砖、空心砌块
- 实例：上海宝冶钢渣公司的钢渣制品
第16页：钢渣的其他利用
- 生产微晶玻璃：钢渣基本组成是硅酸盐，成分在微晶玻璃形成范围之内，能满足玻璃化学组分的要求。
- 生产化肥和酸性土壤改良剂：钢渣磷肥不仅在酸性土壤施用效果好，在碱性土壤也可获增产。
- 处理工业废水中的应用：粉碎后的钢渣有较大的比表面积，并含有和酸盐亲和能力较强的Fe和Ca,钢渣对水中酸有吸附和化学沉淀作用。
第17页：思考题
思考1.处理成本高于利润限制回收利用；2.废物排放激增由经济现状决定；3.自然资源减少促进废物回收利用；4.对环境问题抱有谨慎的乐观态度。
第18页：废橡胶与废轮胎的产生量
- 废橡胶与废轮胎
- 2002年，我国生胶消费量达306万吨，首次超过美国成为世界橡胶消费第一大国。橡胶制品中，轮胎消费量增长非常快，2001年轮胎产量超1亿条。
- 同时，我国成为世界最大的废橡胶产生国。2006年废橡胶产生量为280万吨，废旧轮胎产生量近5000万条。
第19页：废橡胶不处理的危害
- 废橡胶的不处理
- 浪费资源：我国是生胶资源相对短缺的国家，每年45%的生胶需要进口，同时合成橡胶需要消耗大量的原油，而我国每年近50%的石油需要进口，所以不处理废橡胶是严重的资源浪费
- 污染环境：废橡胶属于热固性聚合物，如果任其自然降解，占用土地，同时滋生蚊虫，易引起火灾。
第20页：废橡胶的简单利用
- 废橡胶利用
- 简单利用、再生利用、热利用
- 简单利用:未处理的轮胎经组合后，可直接用于海岸防波、边坡防崩、人工鱼礁、水土保持材料、浮动码头等。还可简单改造后作施工用泥桶、体育游戏器材等。
- 这种利用方式实行容易，但使用量有限，对解决大量废橡胶只能起很小的作用。
第21页：轮胎翻新
- 轮胎翻新
- 翻新是指将废旧轮胎已经磨损的、不能使用的废旧轮胎的外层削去，粘贴上胶料，再进行硫化，即可得到能够重新使用的翻新胎。
- 在使用、保养好的条件下，一条轮胎可翻新多次。
- 翻新后的轮胎可获得新胎60%--90%的寿命，耗费原材料为其15%--30%，价格为20%--50%。
第22页：翻新的优势
- 翻新的优势
- 保持轮胎的原始性能，耗用的能源和人工少，却物尽其用，被认为最有效地利用方法。
- 其它综合方法，譬如生产再生胶、胶粉、热分解、热能利用，在能耗、成本、技术方面存在一些问题。
第23页：生产再生胶
- 再生利用
- 1.生产再生胶：再生胶指废旧橡胶经过粉碎、加热、机械处理等，使其弹性状态变成具有塑性和粘性的能够再硫化的橡胶。
- 这是我国废橡胶利用的主要方式，但由于多采用传统的油法和水油法，工艺流程长、能耗高、污染重、效益低，国外多已不用。
- 发展趋势：高温高压法、微波脱硫法，都是干法脱硫。
第24页：生产胶粉
- 2.生产胶粉：通过机械方式将废橡胶粉碎后得到的粉末物质就是胶粉。
- 生产胶粉的优势：与再生胶相比，无须脱硫，所以生产过程耗费能源少，工艺较再生胶简单，不排放废水、废气，而且胶粉性能优越，用途广泛。
第25页：胶粉的用途
- 胶粉的用途
- 彩色地转：抗老化、耐磨、运动所需的最佳摩擦系数
- 与沥青共混得到改性沥青：提高沥青韧性，对温度的敏感性下降
- 各种橡胶制品：经活化后可制造汽车轮胎、汽车配件、运输带、防尘罩、鞋底等
第26页：废橡胶的热利用
- 热解或热能利用
- 热利用：废旧轮胎式高热值材料，单位质量发热量高。
- 直接燃烧简单，但大气污染严重，一般不提倡。或将其按一定比例和可燃废旧物混合，配制成固体垃圾燃料，可代替煤、油和焦炭等。
第27页：废橡胶热解原理
热解原理：在一定压力、温度和催化剂条件下，发生催化裂解反应，使分子量为80-150万的高分子橡胶烃键断裂，裂变成小分子的C—H化合物，形成C1-C2的气态烃混合物和C5以上的石油类液态烃混合物，同时橡胶硫化时添加的炭黑又重新游离得到炭黑产品。
第28页：废橡胶热解工艺
工艺催化裂解不凝气分馏旋风分离风机中油重油废橡胶粗炭黑余气精炭黑气柜高温过滤燃烧炉
第29页：废电池的危害
- 废电池
- 危害：含汞、镉、锌、铬、铅等元素，丢弃后，内部重金属和酸碱泄露出来，污染土壤和水源，通过各种途径进入食物链，通过生物放大作用，积累造成慢性中毒。
- 处理工艺：热处理、湿处理
第30页：废电池热处理工艺
处理工艺热处理:瑞士的阿克瑞卡公司技术废电池热解炉二燃室洗气冷凝废水废气处理水和汞蒸发，回收汞和碳化的纸张、塑料等1000℃燃烧，可彻底分解二噁英和呋喃类物质回收汞净化水过滤除去的氰化物、氟化物、重金属沉淀固体
第31页：废电池湿处理
湿处理废电池溶于硫酸离子交换树脂
第32页：放射性固体废物
- 放射性固体废物
- 放射性固体废物，是指含有放射性核素或者被放射性核素污染，其浓度或者比活度大于国家确定的清洁解控水平，预期不再使用的固体废弃物。
- 来源：①从含铀矿石提取铀的过程中产生的废矿渣；
- ②铀精制厂、核燃料元件加工厂、反应堆、核燃料后处理厂以及使用放射性同位素研究、医疗等单位排出的沾有人工或天然放射性物质的各种器物；
- ③放射性废液经浓缩、固化处理形成的固体废弃物。
第33页：低中放射性废物的处置
- 低、中放射性废物的处置
- 近地表处置场；
- 洞穴处置库；
- 废矿井处置库。
第34页：高放废物的处理
- 高放性废物的处理
- 包括乏燃料处理厂产生的高放废液及其固定化以及直接做废物的乏燃料。
- 广泛接受的地质处理：高放废物处置在足够深的地下（500—1000m），通过天然屏障和工程屏障，使高放性废物堆人类危害尽可能降低。
- 在建的有美国尤卡山处置库，芬兰将建一个处置库
第35页：奥克洛天然反应堆实例
一个实例西非加蓬共和国发现的奥克洛(Oklo)天然反应堆,原来是一个沥青铀矿,经过地壳变迁形成了罕见的富铀带,铀2235的丰度达到3.75% ,大约在20亿a前,这个地区被水浸泡,这里发生了自持链式裂变反应,持续了约50万a。
在该地区就好像一个反应堆运行了50万a,估计产生了10T裂变产物和1.5T钚。但近来人们的挖掘和考察发现,这些高放裂片元素和长寿命锕系元素经过20亿a时间仅迁移出几厘米到几米远。这向人们证明,地质构造的滞留作用是很强的,它能够安全地隔离放射性核素。
第36页：关于地质处置的思考
- 思考
- 别的地方的地质结构与这不同；
- 人为将废物运进去已经破坏了原有的地质结构；
- 人类对地球地质结构还没有彻底了解；
- 但我依然支持深层地质处置。
第37页：参考书
- 参考书：工业固体废物处理及回收利用，X705/50,老图
- 放射性废物处理与处置，TL942/6,老图老图一楼大厅小门倒数第一排书架X705/50正数第二排书架TL942/6
第38页：课件结尾祝福页
在新年的XX还不到9小时的时候，提前祝大家
第39页：课件结尾卡通插图（一）
我也是会咬人的我很乖
第40页：课件结尾卡通插图（二）
没事多掏掏鼻孔放错地方了这下对了，真好吃
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