現(xiàn)代固體廢物處理處置技術(shù)固體廢物資源化ppt課件

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10.1 廢紙的資源化,（一）廢紙?jiān)偕ば?1.制漿或解離（纖維分離） 加化學(xué)藥劑（強(qiáng)堿或表面活性物），并攪拌，使紙片很快破碎成紙漿。 設(shè)備：水力碎漿機(jī)和蒸餾鍋,1,2.篩選 除去大于纖維的雜質(zhì)，使合格料漿中盡量減少干擾物質(zhì)的含量，是二次纖維生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵步驟。 壓力篩：由一圓筒形篩鼓和轉(zhuǎn)子組成。 粗選常采用圓孔形篩選設(shè)備，孔徑1.2~1.6mm，主要篩出扁平狀和葉片狀顆粒，如塑料。 精選主要采用條縫形篩選設(shè)備，寬度0.1~0.25mm，主要篩出三維立體小顆粒。 可合理組合。,2,3,3.除渣 去除熱熔性雜質(zhì)、蠟、黏狀物、泡沫聚苯乙烯和其他輕雜質(zhì)。 4.洗滌和濃縮 洗滌是為了去除灰分、細(xì)小纖維以及小的油墨顆粒。通常采用逆流洗滌。,4,5.分散與搓揉 在廢紙?zhí)幚磉^程中用機(jī)械方法使油墨和廢紙分離后將油墨和其他雜質(zhì)進(jìn)一步碎解成肉眼看不見的大小范圍，并使其均勻分布于廢紙漿中，改善紙成品外觀。 分散系統(tǒng)有冷分散系統(tǒng)和熱分散系統(tǒng)兩種。 搓揉機(jī)有單軸和雙軸兩種，主要靠高濃度（30~40% ）纖維間產(chǎn)生的高摩擦力和因摩擦而產(chǎn)生的溫度（44~47℃）使油墨和污染物從纖維上脫落，從而減少油墨的殘留和提高紙漿的白度。,5,6.脫墨 （1）機(jī)械法或洗滌法: 通過機(jī)械作用將油墨顆粒分散為力度小于15μm的微粒，然后通過二段或三段洗滌洗去油墨顆粒。 （2）化學(xué)法或浮選脫墨法：通過機(jī)械碎漿后，加入脫墨劑，使油墨凝聚成大于15μm的顆粒，然后通過浮選，使油墨顆粒從廢紙漿中分離出來。 脫墨劑：堿性溶液、洗滌劑、分散劑。,6,7. 漂白 （1）氧化漂白：主要是氧化降解并脫除漿料中的殘留木質(zhì)素而提高白度，還具有一定的脫色功能。主要試劑是次氯酸鹽、二氧化氯、過氧化氫、臭氧等。 （2）還原漂白：主要用于脫色，即通過減少纖維本身的發(fā)色基團(tuán)而提高白度，還能有效的脫去顏料的顏色。主要試劑有連二亞硫酸鈉、二氧化硫脲（FAS）、亞硫酸鈉等。,7,（二）廢紙脫墨工藝,優(yōu)點(diǎn)：節(jié)能、節(jié)省新鮮木材、成本低、排污負(fù)荷輕。 1.短程廢紙脫墨工藝,合適的表面活性劑的應(yīng)用是關(guān)鍵。 又稱碎漿機(jī)脫墨法。,8,2.溶劑脫墨工藝（處理涂蠟廢紙）,廢紙,破碎,萃取鍋,萃取,萃取后廢紙,濕法處理,萃取物,溶劑,,,,,,,,,,,溶劑有三氯乙烯、己烷等,廢紙,水力破碎,按密度分離,濃縮,共沸混合,濕紙漿板,熱的脫墨劑,油墨、塑料、膠黏物,溶液回收,,,,,,,,,Mauvin溶劑脫墨法工藝流程,9,3.熱熔物處理流程,混合廢紙,破漿機(jī),保護(hù)系統(tǒng),料倉,孔篩,中間漿池,除渣器,濃縮機(jī),漿池,篩分機(jī),板機(jī)漿池,縫篩,中間漿池,熱分散機(jī),漿池,去紙機(jī),短纖維,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,關(guān)鍵設(shè)備是熱分散機(jī),10,4.廢紙浮選脫墨工藝 包括高濃碎漿、預(yù)凈化篩選、浮選脫墨、凈化濃縮以及廢水處理等過程。,11,12,（三）廢紙?zhí)幚硇录夹g(shù),1.供料技術(shù)向自動(dòng)化發(fā)展 2.碎漿技術(shù)向高濃連續(xù)化發(fā)展 碎漿是為了使廢紙中雜質(zhì)（油墨、塑料等）盡可能不被破碎的情況下廢紙分散為紙漿，以使大顆粒雜質(zhì)在碎漿系統(tǒng)得到初步分離除去。 3.粗選技術(shù)可由高濃連續(xù)碎漿系統(tǒng)組合完成 4.浮選設(shè)備向多級(jí)整體型浮選裝置發(fā)展 5.脫墨將推廣酶處理技術(shù) 6.脫墨污泥向徹底利用發(fā)展,13,10.2 廢塑料的資源化,（一）廢塑料的種類與來源 1.塑料的種類 （1）按塑料受熱所呈現(xiàn)的基本行為分為 熱塑性塑料：在特定溫度范圍內(nèi)能反復(fù)加熱軟化和冷卻硬化。如PE、PP、PS、PVC、PET等，是回收的重點(diǎn)。 熱固性塑料：受熱后能成為不熔性物質(zhì)，受熱時(shí)發(fā)生化學(xué)變化使線性分子結(jié)構(gòu)的樹脂轉(zhuǎn)變?yōu)槿S網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子化合物，再次受熱時(shí)就不再具有可塑性，不能通過熱塑而再生利用。如酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、氨基樹脂等。,14,（2）按塑料的物理-力學(xué)性能和使用特性分為 通用塑料：產(chǎn)量大、價(jià)格低、性能一般。主要有PE、PP、PS、PVC、PF和氨基樹脂等。 工程塑料：可以作為結(jié)構(gòu)材料，能在較廣的溫度范圍內(nèi)承受機(jī)械應(yīng)力和較為苛刻的物理化學(xué)環(huán)境中使用的材料，如PA、POM、PC、PSF等 功能塑料：人們用于特殊環(huán)境的具有特種功能的塑料。如醫(yī)用塑料、光敏塑料。,15,2.主要來源 （1）農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的廢舊塑料制品 聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、聚氯乙烯樹脂。農(nóng)用膜占塑料制品的15% 。 （2）商業(yè)部門的廢棄塑料制品 （3）家庭日用中的廢舊塑料,16,（二）廢塑料的分選,清除廢塑料中夾雜的金屬、橡膠、玻璃、織物、紙和泥沙，并把混雜在一起不同品種的塑料制品分開、歸類。 常用方法：手選、磁選、風(fēng)選、靜電分選、浮選、密度分選、低溫分選等。,17,1.塑料和紙的分離 （1）加熱法：利用加熱方法減小塑料薄膜的表面積，再利用空氣分離器將塑料和紙分離。,18,（2）濕漿法,干燥式撕碎機(jī),風(fēng)力分選機(jī),輕質(zhì)材料,攪碎機(jī),脫水器,風(fēng)力分選機(jī),,,,,,紙、塑料混合物,重質(zhì)材料,水,紙漿,各種塑料制品,,,,,19,2.混合廢塑料的分離 常采用破碎-分選方法進(jìn)行分離。 （1）浮-沉分選,20,（2）密度分選 利用不同密度的介質(zhì)實(shí)現(xiàn)密度相近廢塑料的分離。,混合廢塑料,預(yù)選,金屬、織物、玻璃、泥沙等,破碎,水，ρ=1.0g/cm3,LDPE、HDPE、PP,水/酒精， ρ=0.93g/cm3,LDPE、PP,水/酒精， ρ=0.91g/cm3,PVC、EPS,鹽水， ρ=1.2g/cm3,EPS,PVC,LDPE,PP,,,,,,,HDPE,,,,,,,,,,21,（3）低溫分選 利用在低溫下各種塑料的脆化溫度不同的特點(diǎn)，分階段的改變破碎溫度，達(dá)到選擇性粉碎、分選的目的。,22,（4）靜電分選 利用各種塑料摩擦帶電能力的差異可分離混合廢塑料。,23,（三）廢塑料生產(chǎn)建筑材料,1.生產(chǎn)涂料,廢塑料,分選、清洗,干燥、粉碎,溶解反應(yīng),改性,清漆,分散研磨,過濾,色漆產(chǎn)品,填料、顏料、助劑,改性劑,混合溶劑,,,,,,,,,,,,24,2.塑料油膏 是一種新型建筑防水嵌縫材料，可利用廢PVC代替PVC樹脂生產(chǎn)得到。 3.膠黏劑,廢PSF,清洗、粉碎、干燥,攪拌溶解,中間產(chǎn)品,水浴鍋,溶劑,改性劑、增塑劑、填料,改性膠黏劑,,,,,,,,25,4.生產(chǎn)板材 （1）軟質(zhì)拼裝型地板：廢舊聚氯乙烯塑料為主要原料。 （2）生產(chǎn)地板塊：以廢舊聚氯乙烯農(nóng)膜和碳酸鈣為主要原料。 （3）木質(zhì)塑料板材：用木粉和廢舊聚氯乙烯塑料熱塑成型的復(fù)合材料。 （4）人造板材：利用麻黃草渣、葵花籽皮和廢舊聚氯乙烯塑料為主要原料，經(jīng)混合熱壓而成。 5.生產(chǎn)塑料磚：用破碎的廢塑料餐盒再普通少專用的粘土中燒制而成的一種建筑用磚。,26,（四）廢塑料熱解油化技術(shù),1.簡介：通過加熱或加入一定的催化劑使廢塑料分解，獲得聚合單體、柴油、汽油和燃料氣、地蠟等利用。 PE、PP、PS在300~400℃之間幾乎全部分解；PVC在200~300 ℃和300~400 ℃分兩段分解。 2.產(chǎn)物：烴類氣體（C1~C5）、油品、石蠟和焦炭。,27,3.工藝 熱裂解：600~900 ℃ 催化裂解：常用Al2(SiO3)3為催化劑，300~450 ℃進(jìn)行。 一般工藝流程,廢塑料,收集篩選,金屬、泥砂、織物等,破碎,熔融,熱分解,熱解氣,冷凝,未凝氣,燃燒,脫HCL回收鹽酸,殘?jiān)?回收油,廢氣,,,,,,,,,,,,,,(400~500 ℃),(230~280 ℃),28,10.3 廢橡膠的資源化,橡膠性質(zhì)：自然界中十幾年不腐爛，不變質(zhì)；常溫下，化學(xué)穩(wěn)定性高。 “新型黑色黃金” —廢橡膠煉油技術(shù) 廢橡膠回收利用：直接利用和物理化學(xué)加工,29,10.3.1 廢橡膠的分類,按來源分 按橡膠制品的用途分 按膠含量分 按老化程度分,30,10.3.2 廢橡膠的再生利用,整體利用；再生利用；熱利用； 整體利用,,31,再生利用 （1）傳統(tǒng)脫硫再生法 油法是在粉碎的廢膠粉中加入再生劑，裝入硫化罐，并在150MPa×4～5h的條件下脫硫，隨后進(jìn)行粉碎、捏煉、精煉、濾膠和出片等，最后制成制品。 水油法利用了膠粉在高溫高壓條件下可迅速溶脹，而且溶脹的程度較低壓條件下大得多的性質(zhì)。水油法與油法的區(qū)別主要在于脫硫階段的不同。 高溫高壓動(dòng)態(tài)脫硫法是國內(nèi)20世紀(jì)80年代末90年代初出現(xiàn)的一種再生新工藝，它取水油法和油法之長而棄之短。高溫高壓動(dòng)態(tài)脫硫法是在高溫高壓和再生劑的作用下通過能量與熱量的傳遞，完成脫硫過程。此法不僅脫硫溫度高，而且在脫硫過程中，物料始終處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。,32,（2）廢舊橡膠再生新方法 TCR再生法： 此法是在低溫粉碎膠粉中混入少量的增塑劑和再生劑，然后送入粉末混合機(jī)中于室溫或稍高的溫度下進(jìn)行短時(shí)間處理即可。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是環(huán)境污染少、省力且節(jié)能，故是一種比較有發(fā)展前途的再生方法。 De-link再生劑法： 近幾年在市場上出現(xiàn)的De-link再生劑可以說是給橡膠的再生開拓了全新的概念和方法。這是馬來西亞科學(xué)家Sekhar博士和俄羅斯科學(xué)家Kormer博士共同研究發(fā)明的一種再生膠新技術(shù)，其基本原理是采用一種再生劑De-link使其與S-S鍵反應(yīng)而不破壞C-C鍵，從而保持橡膠主鏈大分子，只使硫化網(wǎng)絡(luò)斷裂。,33,力化學(xué)再生法： 這種被稱為“剪斷流動(dòng)場反應(yīng)控制技術(shù)”的廢膠再生方法，其特點(diǎn)是不使用化學(xué)藥劑，只耗用電能和水即可以進(jìn)行廢膠的再生處理，通過給予廢膠熱能、壓力、剪斷力，使硫化膠的硫鍵(交聯(lián)點(diǎn))發(fā)生斷裂而成為性能穩(wěn)定的有彈性的新型再生膠。 微生物脫硫法： 微生物脫硫法，日本和德國已有專利報(bào)道，這種方法是將廢橡膠粉碎到一定粒度后，將其放入含有噬硫細(xì)菌的溶液中，使其在空氣中進(jìn)行生化反應(yīng)。在噬硫細(xì)菌的作用下，橡膠粒子表面的硫鍵斷裂，呈現(xiàn)再生膠的性能。,34,定義： 再生膠是指廢舊橡膠經(jīng)過粉碎、加熱、機(jī)械處理等物理化學(xué)過程，使其彈性狀態(tài) 變成具有塑性和黏性的，能夠再硫化的橡膠。 生產(chǎn)工藝 主要有油法（直接蒸氣靜態(tài)法）、水油法（蒸煮法）、高溫動(dòng)態(tài)脫硫法，壓出法、化學(xué)處理法、微波法等。我國現(xiàn)在主要應(yīng)用的再生膠的制造方法有油法、水油法、和高溫動(dòng)態(tài) 脫硫法制造再生膠。 性狀 深褐色至黑色粘稠液體或半固體，主要成分是愈瘡木酚、甲酚、甲基甲酚、苯酚、鄰乙基苯酚、松節(jié)油、松脂等，沸點(diǎn)范圍240－400℃，閃點(diǎn)77.72(閉杯)，不溶于水，能溶于乙醇、乙醚、氯仿、冰醋酸、揮發(fā)油、氫氧化納溶液等。,(3)再生膠的綜合利用,35,用途 主要用作橡膠制品的軟化劑。對(duì)橡膠制品的作用：對(duì)炭黑的膠料有很好的軟化分散作用，增加膠料的粘性，使膠料柔軟光滑，并能提高制品的耐寒防焦緩化性能，另對(duì)噻唑促進(jìn)劑能起活化作用，增加各配合劑的作用。對(duì)再生膠的作用：粘稠的松焦油吸含其他的再生劑，其間的小分子能均勻滲透到含有結(jié)使硫的橡膠的大分子中間，使其溶脹，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)松弛，增加了分子鏈間的距離及氧的滲透，另外還可作為游離基的接受體，有抑制凝膠化的作用，還有助于活化劑向橡膠基質(zhì)擴(kuò)散加快再生過程，并能提高再生膠的粘性和可塑性，且污染較小，工藝性能好。也可作氯丁二烯等單體的阻聚劑，涂料防腐防水材料，獸藥等。,36,注意事項(xiàng) 包裝 用鐵桶包裝，容器清潔，桶蓋嚴(yán)密，每桶 凈重200公斤或袋裝每件3.5kg。 儲(chǔ)運(yùn) 貯存在陰涼、通風(fēng)處，遠(yuǎn)離火種、熱源。搬運(yùn)時(shí) 輕裝輕卸，防止包裝破損。危險(xiǎn)編號(hào)為9-8017。,37,,,38,10.4 冶金廢渣的利用,種類：高爐礦渣，鋼渣，鐵合金渣，有色金屬渣,39,1）高爐渣的資源化,（一）概述 1.來源：冶煉生鐵時(shí)從高爐中排出的廢物。 鐵礦石、焦炭和助熔劑（1400~1600℃）熔融 鐵水→生鐵 脈石、灰分、助熔劑和雜質(zhì)→高爐渣 （硅酸鹽和鋁酸鹽）,,,40,2.分類 （1）按照冶煉生鐵的品種分類 鑄造生鐵礦渣； 煉鋼生鐵礦渣； 特種生鐵礦渣。 （2）按照礦渣的堿度分 堿性礦渣； 中性礦渣； 酸性礦渣。,高爐渣的堿度或堿性率， M0=(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3) 堿性氧化物 酸性氧化物,41,3.組成 主要化學(xué)成分： SiO2 、 Al2O3 、CaO、MgO、MnO、FeO和S等。 其中， SiO2 、 Al2O3 、CaO占90% 以上。 我國高爐渣大部分屬于中性礦渣， M0=0.99~1.08。 屬于硅酸鹽材料，適于加工制作水泥、碎石、骨料等建筑材料 4.目前利用率：85%左右。,42,（二）高爐渣的加工和處理,1.高爐渣水淬處理工藝 將熱熔態(tài)的高爐渣置于水中急速冷卻。 （1）渣池水淬 熔渣直接倒入水池 （2）爐前水淬 利用高壓水使高爐渣在爐前沖渣溝內(nèi)淬冷成粒并輸送到沉渣池形成水渣。根據(jù)過濾方式分為爐前渣池式、水力輸送渣池式、攪拌槽泵送法等。,43,2.礦渣碎石工藝 高爐渣在指定的渣坑或渣場自然冷卻或淋水冷卻形成較為致密的礦渣后，再經(jīng)過挖掘、破碎、磁選和篩分而得到的一種碎石材料。 （1）熱潑法 將熔渣分層澆潑在坑內(nèi)或渣場上→噴灑適量水使熱渣冷卻和破裂→采掘、破碎、磁選、篩分加工。 （2）堤式法 用渣罐車將熱熔礦渣運(yùn)至堆渣場，沿鐵路兩側(cè)分層傾倒，待形成渣山后，再進(jìn)行開采——制成各種粒級(jí)的重礦渣。,44,3.膨脹礦渣或膨脹礦渣珠生產(chǎn)工藝 膨脹礦渣是用適量冷卻水急冷高爐熔渣形成的一種多孔輕質(zhì)礦渣。 （1）噴射法 （2）噴霧器塹溝法 （3）滾筒法 （4）膨珠的生產(chǎn)工藝,45,（三）高爐渣的綜合利用,1.水渣作建材 （1）礦渣硅酸鹽水泥 （2）石膏礦渣水泥 （3）石灰礦渣水泥 （4）礦渣磚 （5）礦渣混凝土,2.礦渣碎石的利用 （1）配制礦渣碎石混凝土 （2）在地基工程中的應(yīng)用 （3）在道路工程中的應(yīng)用 （4）在鐵路道碴上的應(yīng)用,3.膨珠作輕骨料 4.其他應(yīng)用 （1）生產(chǎn)礦渣棉 （2）生產(chǎn)微晶玻璃,46,2）鋼渣的資源化,（一）概述 1.來源 煉鋼過程中排出的廢渣。 鐵水與廢鋼中所含元素氧化→氧化物； 金屬爐料帶入的雜質(zhì)； 加入的造渣劑； 氧化劑、脫硫產(chǎn)物和被侵蝕的爐體材料等。,47,2.組成 由鈣、鐵、硅、鎂、鋁、錳、磷等氧化物組成，其中鈣、鐵、硅氧化物占絕大部分。 主要礦物組成為硅酸三鈣、硅酸二鈣、鈣鎂橄欖石、鈣鎂薔薇灰石、鐵酸二鈣、RO（MgO、FeO、MnO形成的固熔體）、游離石灰等。,48,3.性質(zhì) 堿度：R=CaO/(SiO2+P2O5)，低、中、高。 活性：具有水硬膠凝性，隨堿度而變化。 穩(wěn)定性：只有fCaO、MgO基本消解完后才會(huì)穩(wěn)定。 耐磨性：與礦物組成和結(jié)構(gòu)有關(guān)。耐磨指數(shù)為1.43 ，比高爐渣耐磨。 目前利用率61%以上。,1.3~1.8 1.8~2.5 2.5,49,（二）鋼渣的處理工藝,1.冷棄法 倒入渣罐緩冷后直接運(yùn)到渣場拋棄。（逐漸被淘汰） 2.熱潑法,50,3.盤潑水冷法 在鋼渣車間設(shè)置高架潑渣盤，用吊車將罐內(nèi)熔渣潑在渣盤內(nèi)→噴淋適量的水使鋼渣急冷碎裂→裝車載至池邊噴水降溫→倒入水池內(nèi)進(jìn)一步降溫冷卻→磁選、破碎、篩分、精加工。 4.鋼渣水淬法 高溫液態(tài)鋼渣在流出、下降過程中，被壓力水分割、擊碎，再加上高溫熔渣遇水急冷收縮產(chǎn)生應(yīng)力集中而破裂，同時(shí)進(jìn)行了熱交換，使熔渣在水幕中進(jìn)行?；?。,51,（三） 鋼渣的綜合利用,1. 用作冶金原料 （1）作燒結(jié)熔劑 鋼渣含40%~50%CaO，代替部分石灰石。 （2）作高爐或化鐵爐熔劑 含有10%~30% 的Fe、40~60%的CaO、MgO和2%±的Mn。 （3）作煉鋼返回渣 （4）回收廢鋼鐵 一般含有7~10% 的廢鋼及鋼粒。,52,2.用于建筑材料 （1）生產(chǎn)水泥 含有和水泥相類似的硅酸三鈣、硅酸二鈣及鐵鋁酸鹽等活性物質(zhì)，具有水硬膠凝性，∴可成為生產(chǎn)無熟料或少熟料水泥的原料，也可作為水泥摻和料。 我國目前生產(chǎn)的鋼渣水泥主要有： 以石膏作激發(fā)劑的無熟料鋼渣礦渣水泥 以水泥熟料為激發(fā)劑的鋼渣水泥 （2）作筑路與回填工程材料 做工程材料有基本要求,53,3.用于農(nóng)業(yè) （1）作鋼渣磷肥 是一種以鈣、硅為主含多種養(yǎng)分的具有速效又有后勁的復(fù)合礦質(zhì)肥料。 施用時(shí)注意：宜做基肥不做追肥使用；宜與有機(jī)肥混拌后再施用；不宜與氮素化肥混合施用；注意與土壤的酸堿性相結(jié)合。 （2）做硅肥 水稻 （3）做酸性土壤改良劑,54,10.5 煤矸石的資源化,來源 采煤過程和洗煤過程中排出的固體廢物，是一種在成煤過程中與煤層伴生的一種含碳量較低、比煤堅(jiān)硬的黑灰色巖石。 10.5.1 組成 主要成分是SiO2和Al2O3，還含有數(shù)量不等的Fe2O3 、 CaO 、MgO、NaO、K2O以及P2O5、SO3和微量的稀有金屬元素。 一般主要由高嶺土、石英、蒙脫石、長石、伊利石、 石灰石、硫化鐵、氧化鋁等組成。,55,10.5.2 煤矸石的綜合利用 1.制磚： 煤矸石磚質(zhì)量：抗壓強(qiáng)度9.8-14.7MPa； 抗彎強(qiáng)度2.5-5MPa；顏色均勻，抗凍，耐火，耐酸，耐堿強(qiáng)度高，抗腐蝕，成本低，好的墻面材料 2.生產(chǎn)水泥 煤矸石中SiO2、Al2O3和Fe2O3的總含量一般在80%以上，是一種天然粘土質(zhì)原料，可以代替粘土配料燒制水泥。 （1）生產(chǎn)普通硅酸鹽水泥 （2）生產(chǎn)特種水泥 （3）生產(chǎn)無熟料水泥,56,3.生產(chǎn)建筑材料 （1）煤矸石燒結(jié)磚 以煤矸石為主要原料，一般占坯料的80%。要求SiO2在50~70% ， Fe2O3在2~8%， MgO在3%以下，S在1%以下。 （2）煤矸石生產(chǎn)輕骨料 輕骨料是為了減少混凝土的相對(duì)密度，選用的一類多孔骨料。 工藝：用燒結(jié)劑生產(chǎn)燒結(jié)性的煤矸石多孔燒結(jié)料；用回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)膨脹性的煤矸石陶粒。 （3）生產(chǎn)微孔吸音磚 （4）生產(chǎn)煤矸石棉 用煤矸石和石灰為原料，經(jīng)高溫融化，噴吹而成的一種建筑材料。,57,4、生產(chǎn)化工產(chǎn)品 （1）制結(jié)晶三氯化鋁 煤矸石+鹽酸→破碎、焙燒、磨碎、酸浸、沉淀、濃縮結(jié)晶和脫水→AlCl3·6H2O （2）制水玻璃 （3）生產(chǎn)硫酸銨 煤矸石內(nèi)的硫化鐵在高溫下→SO2→SO3 →H2SO4，與氨的化合物→硫酸銨。,58,5.代替燃料 因?yàn)槊喉肥幸欢康墓潭ㄌ亢蛽]發(fā)分，一般燒失量在10~30%，發(fā)熱量在4.19~12.6MJ/Kg，故可用來代替燃料。 可用于化鐵、燒鍋爐、燒石灰、回收煤炭等,59,10.6 粉煤灰的資源化,來源 粉煤灰是煤粉經(jīng)高溫燃燒后形成的一種似火山灰質(zhì)混合材料。 1.組成 化學(xué)組成與粘土質(zhì)相似，主要成分為SiO2、Al2O3、 Fe2O3、CaO和未燃炭，其余為少量K、P、S、Mg等化合物和As、Cu、Zn等微量元素。 礦物組成十分復(fù)雜，主要有無定形相和結(jié)晶相兩大類。,60,性質(zhì) （1）物理性質(zhì)：灰色或灰白色粉狀物；具有較大內(nèi)表面積的多孔結(jié)構(gòu)，多半呈玻璃狀。P102. （2）活性：指粉煤灰在和石灰、水混合后所顯示的凝結(jié)硬化性能。 較多活性氧化物，分別與氫氧化鈣反應(yīng)→較穩(wěn)定的水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣。 我國利用率約30% 。,61,10.6.2粉煤灰的綜合利用,1.在水泥工業(yè)和混凝土工程中的應(yīng)用 （1）代替粘土原料生產(chǎn)水泥 硅酸鹽水泥熟料+粉煤灰+適量石膏→粉煤灰水泥。 （2）做水泥的混合材 （3）生產(chǎn)低溫合成水泥 （4）制作無熟料水泥 （5）作砂漿或混凝土的摻合料,62,2.在建筑制品中的應(yīng)用 （1）蒸制粉煤灰磚 （2）燒結(jié)粉煤灰磚 （3）蒸壓生產(chǎn)泡沫粉煤灰保溫磚 （4）粉煤灰硅酸鹽砌塊 （5）粉煤灰加氣混凝土 （6）粉煤灰陶粒 （7）粉煤灰輕質(zhì)耐熱保溫磚,63,3.作農(nóng)業(yè)肥料和土壤改良劑 （1）作土壤改良劑 主要作用機(jī)理：改善土壤的可耕性；改善酸性土和鹽堿土；提高土壤溫度；提高土壤保水能力；增加土壤的有效成分，提高土壤肥力。 （2）作農(nóng)業(yè)肥料 含有大量枸溶性硅、鈣、鎂、磷等農(nóng)作 物所必需的營養(yǎng)元素。 可作硅鈣肥、鈣鎂肥、各種復(fù)合肥、鈣鎂磷肥等。,64,4.回收工業(yè)原料 （1）回收煤炭資源 一般含碳5~7%，含碳大于10%的占30% 。 浮選法和干灰靜電分選。 （2）回收金屬物質(zhì) 含有氧化鐵、氧化鋁和大量稀有金屬。 磁選回收。 （3）分選空心微珠 由51~60%SiO2、26.2~39.9%Al2O3、2.2~8.7%Fe2O3及少量鉀、鐵、鈣、鎂、鈉、硫的氧化物組成的熔融法結(jié)晶體，在1400~2000℃溫度下或接近超流態(tài)時(shí)，受到CO2的擴(kuò)散、冷卻固化與外部壓力作用而形成的。,65,5.作環(huán)保材料 （1）環(huán)保材料開發(fā) 可制造分子篩、絮凝劑和吸附材料等。 （2） 用于廢水處理 可用于處理含氟廢水、電鍍廢水與含重金屬離子廢水和含油廢水。,66,10.7廢電池的資源化,10.7.1廢電池的種類與組成 1.鋅- 二氧化錳電池 2.鎳鎘電池 3.鋅- 空氣紐扣電池 4.氧化銀電池 5.氧化汞電池 6.鉛酸蓄電池 7.鎳氫電池 8.鋰電池,67,10.7.2 廢電池中提取有價(jià)金屬技術(shù),廢電池中含有大量的有用物質(zhì)，如Zn、Mn、Ag、Cd、Hg、Ni、Fe等金屬物質(zhì)以及塑料等，同時(shí)含有大量的廢堿、廢酸等。應(yīng)采取綜合利用措施回收其中的有價(jià)金屬，對(duì)不能利用的物質(zhì)進(jìn)行無害化處理，達(dá)到回收資源、保護(hù)環(huán)境的目的。,68,1.混合廢電池的綜合處理技術(shù),69,2.廢鋅- 二氧化錳電池綜合處理技術(shù) （1）濕法冶金：使鋅- 錳干電池中的鋅、二氧化錳與酸作用生成可溶性鹽而進(jìn)入溶液，溶液經(jīng)過凈化后電解生產(chǎn)金屬鋅和電解二氧化錳或生產(chǎn)化工產(chǎn)品、化肥等。 包括焙燒-浸出法和直接浸出法兩種。,70,（2）火法冶金：在高溫下使廢電池中的金屬及其化合物氧化、還原、分解、揮發(fā)和冷凝的過程，分為傳統(tǒng)常壓冶金和真空冶金兩類。 常壓冶金的方法：一是在較低溫度下加熱廢電池，先使汞揮發(fā)，然后在較高溫度下回收鋅和其他重金屬。另一種是將廢電池在高溫下焙燒，使其中易揮發(fā)的金屬及其氧化物揮發(fā)，殘留物作為冶金中間產(chǎn)物或另行處理。,71,3.廢舊鎳鎘電池處理技術(shù) 主要采用火法或火法-濕法聯(lián)合技術(shù)。,廢鎳鎘電池,破碎、篩分,煅燒,醋酸溶解,減壓蒸餾,水浸,真空過濾,Fe(OH)3,含Ni、Cd濾液,TBP萃取,電解,金屬Ni,Cd,氧化劑,醋酸,,,,,,,,,,,,,,,,,,72,4.廢鉛酸蓄電池的回收利用 主要回收廢鉛，也回收廢酸和塑料殼體。 回收率約80~85% 。 處理工藝主要是：拆散、活化處理、溶解、電解。,73,10.8 農(nóng)作物秸稈的資源化,（一）概述 1.秸稈的組成和特點(diǎn) 組成：有機(jī)質(zhì)含量平均為15%，平均含碳44.22%、氮0.62%、磷0.25%、鉀1.44%，還有鎂、鈣、硫及其他重要的微量元素。 特點(diǎn)：1.蛋白質(zhì)、可溶性碳水化合物、礦物質(zhì)和胡蘿卜素含量低，而粗纖維含量高，適口性不好，家畜采食量小，消化率低。 2.與紡織纖維相類似，但粗纖維含量較高，密度小于粘膠纖維，堆積密度和斷裂強(qiáng)度較?。欢陨砗写罅靠紫?，吸濕回潮率大于棉纖維，灰分含量較大。,74,,2 .我國秸稈資源化利用現(xiàn)狀,75,3.秸稈焚燒的危害 （1）浪費(fèi)資源 田間焚燒僅能利用所含鉀的40% ，其余氮、磷、有機(jī)質(zhì)和熱能則全部損失。 （2）污染環(huán)境 （3）引發(fā)火災(zāi) （4）損傷地力 （5）危害周圍生態(tài)動(dòng)植物,76,（二）秸稈還田技術(shù),宏觀秸稈還田可以草養(yǎng)田、以草壓草，達(dá)到用地養(yǎng)地相結(jié)合，培肥地力。 微觀秸稈還田能提高土壤有機(jī)質(zhì)含量；改善土壤理化狀況，增加通透性；保存和固定土壤氮素，避免養(yǎng)分流失，歸還氮、磷、鉀和各種微量元素；促進(jìn)土壤微生物活動(dòng)，加速土地養(yǎng)分循環(huán)。,77,1.秸稈直接還田 （1）機(jī)械直接還田 （2）覆蓋栽培還田 （3）機(jī)械旋耕翻埋還田 注意：秸稈覆蓋量，一般每畝300~400kg； 配合施用氮、磷肥，施N0.6~0.8kg/100kg； 減少病蟲害傳播。,2.秸稈間接還田 （1）堆漚腐解還田 （2）燒灰還田 （3）過腹還田 （4）菇渣還田 （5）沼渣還田,78,3.秸稈生化腐熟快速還田 采用先進(jìn)技術(shù)培養(yǎng)能分離粗纖維的優(yōu)良微生物菌種，生產(chǎn)出可加快秸稈腐熟的化學(xué)制劑，并采用現(xiàn)代化設(shè)備控制溫度、濕度、數(shù)量、質(zhì)量和時(shí)間，經(jīng)機(jī)械翻拋、高溫堆腐、生物發(fā)酵等過程，使秸稈→有機(jī)肥。 （1）催腐劑堆肥技術(shù) （2）速腐劑堆肥技術(shù) （3）酵素菌堆肥技術(shù) 實(shí)例：由工業(yè)廢液生產(chǎn)高濃縮秸稈復(fù)合肥 造紙黑液→工業(yè)化漚制發(fā)酵→氨化處理→磷化處理→高溫高壓處理→顆粒型復(fù)合肥。,79,4. 配套的農(nóng)藝技術(shù)和機(jī)具 （1）技術(shù)：為秸稈腐解創(chuàng)造條件；調(diào)解土壤水分和C/N比、C/P比（土壤濕度要求在田間持水量的60~80% 、每畝應(yīng)補(bǔ)施7~10kg尿素和20~25kg過磷酸鈣；加強(qiáng)后續(xù)田間管理；因地制宜，采取不同的還田時(shí)間和方法；避免有病秸稈還田。 （2）機(jī)具：秸稈還田旋耕機(jī)；甩刀式碎土滅茬機(jī)；裝有覆土器的深耕犁、高架深耕犁；秸稈粉碎拋撒機(jī)。,80,81,（三）秸稈飼料利用技術(shù),秸稈的主要成分是粗纖維，包括纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等，一般約占秸稈干物質(zhì)的20~50%。 未經(jīng)處理的秸稈消化率和能量利用率較低，因?yàn)榻斩捴械哪举|(zhì)素和糖類結(jié)合在一起，很難分解；蛋白質(zhì)含量低和其他必要營養(yǎng)物質(zhì)缺乏。 處理目的：為動(dòng)物的消化吸收創(chuàng)造條件；提高秸稈飼料的營養(yǎng)價(jià)值。 處理方法：物理；化學(xué)；生物。,82,1.物理處理 （1）切短、粉碎機(jī)軟化 簡單有效，采食量增加20~30%。 （2）粉碎后壓塊成型 鍘切（5cm段）→烘干（含水16%） →壓制成型（圓柱或塊狀）。 優(yōu)點(diǎn)：密度大，含水量低，便于運(yùn)輸、貯存和飼喂；高溫?cái)D壓使消化率提高25% ；有濃郁糊香味和輕微甜度感，適口性提高；衛(wèi)生條件好；可實(shí)現(xiàn)工廠化生產(chǎn)，全年進(jìn)行加工。 設(shè)備：擠壓式環(huán)模壓塊機(jī)、平模壓塊機(jī)和壓縮式壓塊機(jī)等。,83,鍘草粉碎機(jī),環(huán)模顆粒飼料壓制機(jī),飼草秸稈揉搓機(jī),84,（3）秸稈擠壓膨化技術(shù) 原理：將秸稈加水調(diào)質(zhì)后輸入專用擠壓機(jī)的擠壓腔，依靠秸稈與擠壓腔中螺套壁及螺桿之間相互擠壓、摩擦作用，產(chǎn)生熱量和壓力，當(dāng)秸稈被擠出噴嘴后，壓力驟然下降，使秸稈體積膨大。 主要設(shè)備：螺桿式擠壓膨化機(jī)。 工藝流程：秸稈→清選→粉碎→調(diào)質(zhì)→擠壓膨化→冷卻→包裝。 膨化后易吸收的無氮浸出物含量提高，粗纖維與酸性洗滌纖維下降；且適口性好；便于運(yùn)輸貯存。,85,家用多功能飼料膨化機(jī),86,（4）熱噴處理 原理：鍘碎的秸稈（8cm），混入餅粕、雞糞等，裝入飼料熱噴機(jī)內(nèi)，在一定的熱飽和蒸汽下，保持一定時(shí)間，然后突然降壓，使物料從機(jī)內(nèi)噴爆而出，從而改變其結(jié)構(gòu)和某些化學(xué)成分，并消毒、除臭，使物料可食性和營養(yǎng)價(jià)值提高。 設(shè)備：飼料熱噴機(jī)，實(shí)質(zhì)為一種間歇式蒸汽膨化機(jī)。,87,2.化學(xué)處理 利用化學(xué)制劑作用于作物秸稈，破壞秸稈細(xì)胞中半纖維素與木質(zhì)素形成的共價(jià)鍵，以利于瘤胃微生物對(duì)纖維素與半纖維素的分解，從而達(dá)到提高秸稈消化率與營養(yǎng)價(jià)值的目的。 方法：堿化、氨化、氧化還原、復(fù)合化學(xué)處理。,88,（1）堿化處理 原理：在一定濃度的堿液的作用下，打破粗纖維中纖維素、半纖維素、木質(zhì)素之間的醚鍵或酯鍵，并溶去大部分木質(zhì)素和硅酸鹽，從而提高秸稈飼料的營養(yǎng)價(jià)值。 方法：①濕法：每噸秸稈需NaOH8~10kg，水3~5L浸泡、沖洗；②干法：將20~40% 濃NaOH溶液噴于粉碎或切斷的秸稈上（30ml/100g），然后用酸中和。 用堿量大，須用大量水沖洗，易造成環(huán)境污染。,89,（2）氧化劑處理 主要指利用SO2、O3及堿性過氧化氫（AHP）處理秸稈，破壞木質(zhì)素分子間的共價(jià)鍵，溶解部分半纖維素和木質(zhì)素，使纖維基質(zhì)中產(chǎn)生較大孔隙，從而增加纖維素酶和細(xì)胞壁成分的接觸面積，提高飼料消化率。 效果較好，但成本太高。,90,（3）氨化處理 原理：用氨水、液氨、尿素或碳銨等含氨物質(zhì)，在密閉條件下處理秸稈，氨與秸稈發(fā)生堿化作用（打破木質(zhì)素和纖維素的酯鍵和鑲嵌結(jié)構(gòu)，溶解半纖維素和部分木質(zhì)素與硅酸鹽，纖維素部分水解與膨脹）；氨化作用（氨吸附在秸稈上，增加了粗蛋白含量，延緩氨的釋放速度，促進(jìn)瘤胃微生物的活動(dòng)）；中和作用（與有機(jī)酸中和，形成適宜瘤胃微生物活動(dòng)的微堿性環(huán)境）。 要點(diǎn)：氨用量3~4% ；處理時(shí)間隨溫度提高而縮短，一般4~8周；最佳含水量15~20% 。,91,常用秸稈氨化操作方法： ①小型容器法 ②堆垛法 ③氨化爐法 飼喂方法：喂前1~2天要將秸稈取出，攤在地上放氨；初次飼喂數(shù)量不能過多，逐漸提高飼喂量。,92,（4）復(fù)合化學(xué)處理 融合了堿化處理對(duì)木質(zhì)素分解效果好和氨化處理增加瘤胃微生物蛋白合成量的優(yōu)點(diǎn)，克服了堿化處理殘留堿量高和氨化處理對(duì)木質(zhì)素軟化作用差的缺點(diǎn)?？墒共墒忱寐侍岣?0~40% ；含氮量提高1~2倍；粗蛋白含量達(dá)到7~15%。 根據(jù)不同秸稈和牲畜選擇不同的化學(xué)處理劑配方，如尿素+氫氧化鈣的復(fù)合化學(xué)處理。將5~7kg生石灰和2~3kg尿素溶于50kg水中，噴灑在切碎的100kg秸稈上，混合均勻后密封，夏天20~30天，春秋40~60天，冬季60天以上，可開封飼喂，適宜的水分為40% ，尿素不得低于2% 。,93,3.生物處理 （1）青貯技術(shù) 原理：將新鮮植物緊實(shí)地堆積在不透氣的容器中，通過微生物的厭氧發(fā)酵，使原料中所含的糖分轉(zhuǎn)化為有機(jī)酸 ——主要是乳酸菌。當(dāng)乳酸在青貯原料中積累到一定濃度時(shí)，就能抑制其他微生物的活動(dòng)，并制止原料中養(yǎng)分被微生物分解破壞，從而將原料中養(yǎng)分很好地保存下來。發(fā)酵過程中產(chǎn)生大量熱能，當(dāng)溫度上升到50℃時(shí)，乳酸菌也就停止了活動(dòng)，發(fā)酵結(jié)束。,94,優(yōu)點(diǎn)：飼料保持青鮮多汁的特點(diǎn)，并具有酸香味，牲畜比較愛吃，貯存時(shí)間較長；且技術(shù)簡單、方便推行。但對(duì)纖維素的消化率提高甚微。 青貯添加劑：微生物制劑、酶制劑、抑制不良發(fā)酵的添加劑、營養(yǎng)添加物、無機(jī)鹽 技術(shù)要點(diǎn)：①窯的建設(shè)：容器有青貯塔、青貯窯和塑料袋；可建成地下式、半地下式和地上式。 ② 原料的收割與切短：適時(shí)收割；水分應(yīng)降至60~70% 。 ③操作步驟：配制菌液；粉碎分層鋪實(shí)→濕度控制在55~60% →封窯→7~15天后開窯。 喂養(yǎng)注意：只能喂反芻動(dòng)物。逐步加量。,95,（2）微貯技術(shù) 秸稈微貯是對(duì)農(nóng)作物秸稈機(jī)械加工處理后，按比例加入微生物發(fā)酵菌劑、輔料及補(bǔ)充水分，并放入密閉設(shè)施中，經(jīng)過一定的發(fā)酵過程，是指軟化蓬松，轉(zhuǎn)化為質(zhì)地柔軟，濕潤膨脹，氣味酸香，動(dòng)物喜食的飼料。 原理：利用微生物將秸稈中的纖維素、半纖維素降解并轉(zhuǎn)化為菌體蛋白。 成本低、適口性好、消化率高、利于工業(yè)化生產(chǎn)。 技術(shù)要點(diǎn)：復(fù)活菌種→配制菌液→切斷秸稈→裝填入窯→水分控制→封窯→開窯。,96,用微貯技術(shù)制備秸稈菌體蛋白生物飼料 以農(nóng)作物秸稈、雜草、樹葉等為主要原料，將秸稈粉置于人工造就的特定的生態(tài)環(huán)境中，經(jīng)過制作劑——秸稈生化飼料發(fā)酵劑的生物化學(xué)作用，促使微生物的大量繁殖和活動(dòng)，合成游離氨基酸和菌體蛋白，從而使秸稈轉(zhuǎn)化為富含粗蛋白、脂肪、氨基酸及多種維生素的高效能秸稈飼料。,97,（四）秸稈能源技術(shù),1.秸稈直接燃燒供熱技術(shù) 以秸稈為燃料，以專用的秸稈鍋爐為核心形成供熱系統(tǒng)。有秸稈收集、前處理、秸稈鍋爐和秸稈灰利用幾部分組成。 適于在秸稈主產(chǎn)區(qū)為中小鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府機(jī)關(guān)、中小學(xué)校和相對(duì)比較集中的鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民提供生產(chǎn)、生活熱水和冬季采暖之用。,98,2.秸稈氣化集中供氣技術(shù) 原理：通過氣化裝置將秸稈、雜草及林木加工剩余物在缺氧狀態(tài)下加熱反應(yīng)轉(zhuǎn)換成燃?xì)獾倪^程。 工藝流程：粉碎→給料機(jī)→氣化器→除塵器→冷卻器→過濾器→貯氣柜→用戶。 秸稈氣化機(jī)組由加料器、氣化爐、燃?xì)鈨艋骱腿細(xì)廨斔蜋C(jī)組成。,99,100,秸稈氣化的優(yōu)勢與限制： 優(yōu)勢：變廢為寶、經(jīng)濟(jì)可行、優(yōu)勢明顯； 限制： ①燃?xì)赓|(zhì)量較差、熱值偏低； ②燃?xì)庵泻趿科咝纬砂踩[患； ③焦油含量偏高； ④水洗焦油后污水排放造成環(huán)境污染； ⑤氣化設(shè)備投資偏高。,101,秸稈氣化技術(shù)應(yīng)用與開發(fā)實(shí)例 秸稈氣化集中供氣技術(shù)——山東省科學(xué)院研究推廣； 生物質(zhì)氣化技術(shù)——遼寧省能源研究所設(shè)計(jì)的固定床氣化系統(tǒng)； 干餾熱解法秸稈氣化技術(shù)——大連市環(huán)科院； 生物質(zhì)中熱值氣化技術(shù)——浙江大學(xué)熱能工程研究所； 濕式凈化秸稈氣化機(jī)組——山東工業(yè)大學(xué)生物能源技術(shù)開發(fā)中心；,102,3.秸稈發(fā)酵制沼氣 立式圓形水壓式沼氣池 秸稈制沼系統(tǒng)包括沼氣的收集、運(yùn)輸、凈化、貯存、使用及附屬設(shè)備等。 主要設(shè)備： ①集氣室 ②輸氣管和配氣管 ③脫硫裝置 ④氣柜 ⑤止火器（或逆火防止器）,103,4.秸稈壓塊成型及炭化技術(shù) （1）成型“秸稈炭” （2）秸稈“生物煤” （3）秸稈成型燃料利用途徑 農(nóng)村生活用能；工業(yè)用途；生產(chǎn)成型炭；生產(chǎn)活性炭。,104,（五）秸稈的工業(yè)應(yīng)用,1.生產(chǎn)可降解的包裝材料 一次性餐具 濕法生產(chǎn)工藝：麥秸→粉碎（120目）→加入水、粘合劑拌和→軋片→裁剪→冷壓成型→烘干→噴涂→快餐盒。 干法生產(chǎn)工藝：秸稈→粉碎（60目）→黏合劑、催化劑、固化劑拌和→熱壓成型→冷風(fēng)散熱→紫外消毒→包核→快餐盒。 還有緩沖包裝材料、瓦楞紙芯、纖維降解膜等。,105,2.用做建筑裝飾材料 （1）秸稈輕型建材 （2） 秸稈人造板 3.秸稈生產(chǎn)工業(yè)原料 （1）植物秸稈生產(chǎn)酒精 （2）秸稈制作淀粉 （3）秸稈生產(chǎn)飴糖 （4）生產(chǎn)梭甲基纖維素 （5）制取木糖醇 （6）生產(chǎn)糠醛 （7）制生物蛋白。,106,4.秸稈用作食用菌的培養(yǎng)基 如蠶豆秸稈栽培草菇：原料處理→培養(yǎng)料配方→建堆發(fā)酵→翻堆→播種發(fā)菌→出菇管理→采收。 玉米稈栽培平菇； 秸稈栽培香菇、銀耳、木耳、仿野生菇等。 5.秸稈的其他應(yīng)用 （1）造紙工業(yè) （2）秸稈人造絲 （3）秸稈用于編織業(yè),107,