化工固體廢渣處理利用及發(fā)展趨勢(shì)

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1、 化工固體廢渣處理利用及發(fā)展趨勢(shì) 化工固體廢渣處理利用及發(fā)展趨勢(shì) 廢渣是指采礦和冶煉工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中排出的各種工業(yè)廢渣。由于生產(chǎn)過(guò)程中所用的原料種類、反應(yīng)條件和二次回用方式等不同，使得產(chǎn)生廢渣的化學(xué)成分和礦物組成等均有較大差異。總體上種類繁多、組分復(fù)雜、數(shù)量巨大、部分有毒，極大增加了處理與利用的難度。 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，工業(yè)廢渣日益增多，它不僅對(duì)城市環(huán)境造成巨大壓力，而且限制了城市的發(fā)展。因此，從環(huán)保角度考慮，這些廢渣的處理顯得尤為重要。首先，大量用地

2、被作為堆放場(chǎng)，占用了寶貴的土地資源。其次，我國(guó)礦產(chǎn)資源種類雖較為齊全，但共生、伴生礦多，單一礦少；貧礦多，易選礦少。礦產(chǎn)資源的這些特點(diǎn)以及目前冶煉技術(shù)水平，決定了在冶金和化工生產(chǎn)過(guò)程中，礦物中的有價(jià)元素只有部分得到利用，其余進(jìn)入渣中。如何合理利用廢渣中的有價(jià)元素，一直是科技工作者的研究課題。第三，化工廢渣在河道和水庫(kù)的大量沉積，影響著流域生態(tài)環(huán)境和飲用水源安全，對(duì)周圍生態(tài)環(huán)境，動(dòng)植物成長(zhǎng)產(chǎn)生巨大不良影響。第四，隨著時(shí)間的推移，沉積物中的有毒物質(zhì)含量將不斷增加，并可能對(duì)飲用水源和居民生活造成長(zhǎng)期的威脅，不利于周圍群眾的人身安全，容易引發(fā)群眾和企業(yè)的沖突，不利于和諧社會(huì)的構(gòu)建。 發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)固

3、體廢渣的污染控制和管理已經(jīng)取得很大進(jìn)展，并積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，逐步形成對(duì)固體廢渣全過(guò)程的管理模式，即對(duì)固體廢渣從產(chǎn)生、收集、運(yùn)輸、存儲(chǔ)、處理、處置等全過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)做到整體控制，使固體廢渣從產(chǎn)生到處置的全過(guò)程達(dá)到管理標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。進(jìn)一步說(shuō)，全過(guò)程管理是首先進(jìn)行固體廢渣最小量化，通過(guò)工藝流程的改造，使生產(chǎn)過(guò)程中排出盡可能少的廢渣，然后對(duì)此廢渣進(jìn)行綜合利用，盡可能使其資源化; 在此基礎(chǔ)上，對(duì)廢渣進(jìn)行最終的處理、處置。下面主要從海鹽石膏和有色冶金兩個(gè)方面予以說(shuō)明。 一．有色冶金廢渣指有色冶金提取銅、鉛、鋅、銻、 錫、鎳等目的金屬后排出的固體廢棄物。按照冶煉過(guò)程可以將有色冶金廢渣分為濕法冶煉廢渣和火

4、法冶煉廢渣。濕法冶煉廢渣就是指從含金屬礦物中浸出了目的金屬后的固體剩余物，火法冶煉廢渣指含金 屬礦物在熔融狀態(tài)下分離出有用組分后的產(chǎn)物。按照金屬礦物的性質(zhì)可以將有色冶金廢渣分為重金屬渣、輕金屬渣和稀有金屬渣。有色冶金廢渣的成分，隨礦石性質(zhì)和冶煉方法不同而異，一般主要為含鐵和含硅的爐渣。同時(shí)還含有不同數(shù)量的銅、鉛、鋅、鎳、鎘、砷、汞等，有時(shí)還含有少量金、銀等貴金屬。 1 .有色冶金廢渣的產(chǎn)生現(xiàn)狀 我國(guó)是有色金屬生產(chǎn)大國(guó)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)有色冶金廢渣的堆放量已達(dá)7 438x104t，占地865x104 m2，而且還在以年排放量約920x104 t的速度逐年增 加。我國(guó)有色冶金廢渣的處理主要以露天堆

5、放為主，綜合利用率較低，平均利用率約為45％。如此多的有色冶金廢渣的堆放給我國(guó)帶來(lái)了占用土地、污染土壤、污染水體等一系列的社會(huì)問(wèn)題。而且所謂的廢 渣并不是完全沒(méi)用的物質(zhì)，而是在一定時(shí)間和地點(diǎn)被丟棄的物質(zhì)，是放錯(cuò)地方的資源。如果我們能很好地把這些有色冶金廢渣加以利用，使其資源化、無(wú)害化，變廢為寶，那么對(duì)減少?gòu)U渣占地和改善環(huán)境、節(jié)約資源及對(duì)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展都具有現(xiàn)實(shí)意義。 2.有色冶金廢渣的綜合利用現(xiàn)狀 目前，對(duì)于有色冶金廢渣的處理與處置，遵循的原則主要是減量化、資源化、無(wú)害化。有色冶金廢渣類型較多，不同類型渣的處理方法和利用途徑也不盡相同?？偟膩?lái)說(shuō)，有色冶金廢渣的綜合利用可以歸納為以下幾方面。

6、 2．1.從冶金廢渣中提取有價(jià)金屬元素 大多數(shù)冶金企業(yè)在冶煉中提取出目的金屬以后，其它的有價(jià)金屬一般都進(jìn)入渣中。目前，有色冶金廢渣中金屬回收主要采用選冶、火法冶煉和濕法冶煉等技術(shù)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界上已利用的64種有色金屬中有35種是作為副產(chǎn)品回收的。有色金屬冶煉企業(yè)通過(guò)綜合回收創(chuàng)造的產(chǎn)值占總產(chǎn)值的比重為：銅系統(tǒng)約25％，鉛系統(tǒng)約12％，鋅系統(tǒng)約20％-25％。通過(guò)綜合利用使有色金屬產(chǎn)量增長(zhǎng)20％-30％。但是這些回收技術(shù)還存在一定的局限性，如還沒(méi)有很好地解決污染問(wèn)題、能耗問(wèn)題等。 2．2.利用有色冶金廢渣作井下充填材料 礦山在開(kāi)采出礦石以后，必須對(duì)開(kāi)采完的坑井進(jìn)行回填。要做到即經(jīng)濟(jì)又

7、實(shí)惠，如何選用充填材料就成了必須關(guān)注的問(wèn)題。廣西柳州華錫集團(tuán)所屬的銅坑礦已在應(yīng)用有色冶煉爐渣代替部分水泥作膠結(jié)材料用于井下充填的試驗(yàn)研究，并獲得成功。此外，銅渣在充填中既可以代替黃砂作骨料，也可以經(jīng)過(guò)細(xì)磨后代替硅酸鹽水泥作為活性材料。在湖北大冶銅錄山礦和安徽銅陵金口嶺等礦山都有應(yīng)用。利用有色冶金廢渣作井下充填材料，不僅解決了有色冶金廢渣的利用問(wèn)題，而且還能解決填充的成本問(wèn)題。但是，目前的有些回填技術(shù)達(dá)不到無(wú)害化的要求和標(biāo)準(zhǔn)，可能存在對(duì)環(huán)境和地下水的污染，而且有些廢渣中的有價(jià)金屬未被回收，造成資源的浪費(fèi)。 2．3.有色冶金廢渣在玻璃工業(yè)中的應(yīng)用 有色冶金廢渣的主要成分有si02、CaO、A

8、I2O3、 Mgo等，和玻璃同屬于硅酸鹽材料體系，具有共同的多相平衡的熱力學(xué)相圖基礎(chǔ)。將有色冶金廢渣作為引入玻璃配合料中Al2O3，的主要原料，可以制造平板玻璃、器皿玻璃、礦渣微晶玻璃、琥珀色玻璃、玻璃纖維、玻璃馬賽克等，在玻璃工業(yè)中具有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用前景。國(guó)內(nèi)外對(duì)用冶金廢渣生產(chǎn)玻璃材料進(jìn)行了大量研究。研究表明，用有色冶金廢渣制成的玻璃材料具有優(yōu)良的機(jī)械力學(xué)性能、耐磨性能和 耐腐蝕性能，有良好的應(yīng)用前景。但是，有色冶金廢渣的化學(xué)成分穩(wěn)定性較差，使用廢渣做玻璃原料時(shí)，應(yīng)做預(yù)均化處理。同時(shí)在利用有毒廢渣制備玻璃時(shí)，應(yīng)采取無(wú)毒化措施，以消除對(duì)環(huán)境的二次污染。 2．4.有色冶金廢渣在墻體材料方面的

9、應(yīng)用 有色冶金廢渣含F(xiàn)e20，、CaO、Si02等化合物，可作為生產(chǎn)磚、砌塊等建材的原料。 國(guó)內(nèi)研究人員主要通過(guò)高溫?zé)Y(jié)和常溫壓制成型兩種方法生產(chǎn)多種墻體材料。研究表明，利用鎂渣制成的標(biāo)準(zhǔn)磚強(qiáng)度等級(jí)達(dá)到MUl0一MUl5粘土磚 的標(biāo)準(zhǔn)要求。其體積密度、吸水率均較小，經(jīng)多年觀察未發(fā)現(xiàn)強(qiáng)度降低和脹裂、掉角、粉化等現(xiàn)象，完全可以代替粘土磚使用。以金屬鎂渣為膠集料配制的空心砌塊與同類砌塊相比密度小而強(qiáng)度高，符合優(yōu) 等品的要求，同時(shí)，其吸水率小，軟化系數(shù)較高，抗凍 性也符合要求。以煉銅水淬渣為骨料，與水泥按照一定配比，可以壓制成渣磚和隔熱板等建筑材料。在這類產(chǎn)品中， 銅渣的加入量高達(dá)90％，產(chǎn)品具有自

10、重輕、保溫隔熱、抗?jié)B性好的優(yōu)點(diǎn)，此外，生產(chǎn)過(guò)程中能耗比較低。赤泥在制磚方面也有廣泛應(yīng)用。將赤泥、粉煤灰、石渣等工業(yè)廢料以適當(dāng)比例混合，再加入固化劑，加水 攪拌后直接壓制成型并養(yǎng)護(hù)，可制出符合國(guó)標(biāo)的免蒸養(yǎng)磚；將赤泥結(jié)合粉煤灰等其他廢料可以制作燒結(jié)磚。 2．5.有色冶金廢渣在水泥行業(yè)的應(yīng)用 2．5．1.有色冶金廢渣生產(chǎn)水泥 利用冶金廢渣生產(chǎn)水泥是目前研究較多、較深入的一種廢渣利用方法。很多冶金廢渣的主要成分 為Si02、CaO、A1203、MgO及Fe203等，雖然還含有其它一些雜質(zhì)，但是只要控制加入量就適宜于水泥的生產(chǎn)。 我國(guó)對(duì)有色冶金廢渣用于生產(chǎn)水泥進(jìn)行了大量研究并取得了豐碩成果。

11、研究表明可以利用有色冶金廢渣作水泥生產(chǎn)中的石灰質(zhì)原料、校正原料及礦化劑等來(lái)制備各種水泥。有色冶金廢渣應(yīng)用于水泥生產(chǎn)中，可以改善熟料的各項(xiàng)性能，大幅提高熟 料各齡期的強(qiáng)度及降低熟料燒成熱耗，從而能較大幅度降低水泥的生產(chǎn)成本。 2．5．2.有色冶金廢渣作水泥混合材 有色冶金廢渣在水泥行業(yè)中除了作原料生產(chǎn)水泥外，還可以作為水泥的混合材使用。研究表明，水淬急冷的鎳渣，由于其玻璃相中含有少量的CaO、AL2O3，，因而在堿性介質(zhì)(如硅酸鹽水泥的水化產(chǎn)物 Ca(OH)2的激發(fā)下具有潛在的水硬性，可以作為水泥的混合材。黃從運(yùn)等做了利用鎂渣作混合材生產(chǎn)復(fù)合硅酸鹽水泥試驗(yàn)研究。研究表明，在有水泥外加劑的

12、情況下，混合材用量大于40％，其中50％用 鎂渣替代水渣仍能生產(chǎn)高標(biāo)號(hào)復(fù)合硅酸鹽水泥。 鉛渣也可以在水泥生產(chǎn)中代替部分混合材使用。在磨制水泥時(shí)，摻入部份水淬鉛渣代替礦渣作混合材，可以提高水泥的耐磨性，減少干縮，使顏色較深。 2．6.有色冶金廢渣在路基方面的應(yīng)用 目前已經(jīng)有多種有色冶金廢渣應(yīng)用于建造道路路基。孟慶余等做了釩渣道路基層材料的試驗(yàn)研究。結(jié)果表明，水泥石灰土穩(wěn)定釩渣可用作道路基層材料。其中水泥的加入明顯提高了釩渣基層材料的早期強(qiáng)度，當(dāng)釩渣用量為60％時(shí)，摻入3％的水泥即 可達(dá)到基層材料的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)。 由于赤泥具有一定的固化性質(zhì)和價(jià)格優(yōu)勢(shì)，常用來(lái)做路基材料。齊建召等作了以赤泥做道路基

13、 層材料的研究，利用山東鋁業(yè)公司生產(chǎn)氧化鋁產(chǎn)出的工業(yè)廢渣——赤泥為主要原材料，配以少量的石灰和山東鋁業(yè)公司自備電廠的干排粉煤灰，成功配 制了性能優(yōu)良的新型赤泥道路基層。同時(shí)據(jù)相關(guān)資料顯示，用銅渣作路基時(shí)，必須摻入一定量的膠結(jié)材料，這種路基不但具有較強(qiáng)的力學(xué)強(qiáng)度，較好的水穩(wěn)定性，而且施工操作方便，受雨水浸蝕不會(huì)翻漿，板體性強(qiáng)，特別適用于多雨潮濕的南方地區(qū)。但是由于有色冶金廢渣材質(zhì)不穩(wěn)定，使用前應(yīng)進(jìn)行抽樣檢測(cè)，視其質(zhì)量不同應(yīng)用于不同層位。 2．7.有色冶金廢渣在陶瓷行業(yè)的應(yīng)用 國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)有色冶金廢渣在陶瓷行業(yè)的應(yīng)用做了大量的研究，并成功利用有色冶金廢渣制成多種陶瓷材料及制品。赤泥在陶

14、瓷行業(yè)應(yīng)用較廣泛，用赤泥制備的建筑陶瓷主要有墻、地磚和琉璃瓦。研究表明，利用赤泥制備的建筑陶瓷和玻璃 瓦等陶瓷材料結(jié)構(gòu)致密、孔隙率低，吸水率、抗凍性、熱穩(wěn)定性、抗壓抗折強(qiáng)度等指標(biāo)都達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，有 些達(dá)到良好指標(biāo)。陳冀渝引用錳渣替代軟錳礦原料，制備供建筑陶瓷用的光澤銀黑釉，這為錳渣的利用 尋求到一條有效途徑。 2．8.有色冶金廢渣在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用 很多有色冶金廢渣中都含有P、Ca、Si等農(nóng)作物生長(zhǎng)所需的微量元素，因此，這些廢渣經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理 可以用作為農(nóng)業(yè)肥料或添加劑。赤泥中含有植物生 長(zhǎng)所必需的微量元素，因而可用來(lái)制備效果良好的 堿性復(fù)合肥料。其生產(chǎn)方法是先將赤泥經(jīng)過(guò)脫水，經(jīng) 120-

15、300℃進(jìn)行烘干活化，再磨細(xì)后即可成為農(nóng)業(yè)肥，對(duì)水稻、小麥等農(nóng)作物具有良好的增產(chǎn)作用。鎳渣中含有Si、Mg、Cu等元素，因而可以對(duì)鎳渣作 適當(dāng)處理后用于中微量元素肥料，以提高農(nóng)作物的 產(chǎn)量和抗病蟲(chóng)害能力。但對(duì)鎳渣應(yīng)用于農(nóng)業(yè)，要充 分研究鎳渣是否會(huì)造成重金屬污染。錳渣中含有 Mn、Si、K、P、S等多種元素，國(guó)內(nèi)某科研單位經(jīng)過(guò)幾年的試驗(yàn)研究，已成功地將錳渣加工為一種新型的錳硅 復(fù)合肥料，施用于水稻、小麥、油菜、大豆、花生、棉花、 蔬菜、茶葉等農(nóng)作物，普遍收到了節(jié)肥、抗病、增產(chǎn)的效果。 2．9.有色冶金廢渣制備鹽類化合物 不同種類的冶金廢渣可以制備不同的鹽類化合物，國(guó)內(nèi)對(duì)利用冶金廢渣制備化

16、合物已做了許多研 究，制備了相應(yīng)的鹽類化合物。陳世民例等采用堿渣堿熔——水淬法用錫渣直接生產(chǎn)錫酸鈉，直收率大于96％。所需試劑只有燒堿，每噸產(chǎn)品消耗0．6 t燒 堿，其它試劑消耗極少，生產(chǎn)成本低。生產(chǎn)在堿性溶液中循環(huán)進(jìn)行，對(duì)設(shè)備要求不高，所得產(chǎn)品符合部頒標(biāo)準(zhǔn)。趙萍等進(jìn)行了利用鋅渣生產(chǎn)七水硫酸鋅的實(shí) 驗(yàn)，產(chǎn)品各項(xiàng)指標(biāo)均能達(dá)到HG刀2326一_92的標(biāo)準(zhǔn)。 2．10.有色冶金廢渣生產(chǎn)礦渣棉 礦物棉具有絕熱、吸音、耐腐蝕、不燃燒等優(yōu)點(diǎn)，作為絕熱、吸音材料被大量應(yīng)用。熔融狀態(tài)的銅爐渣可用噴吹法或離心法制成絮狀渣棉，它具有絕熱、吸 聲、耐腐蝕、不燃以及價(jià)廉等優(yōu)點(diǎn)。 3.有色冶金廢渣綜合利用的不

17、足及發(fā)展趨勢(shì) 20世紀(jì)下半葉以來(lái)。工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家廣泛開(kāi)展了冶金廢渣的開(kāi)發(fā)利用研究，我國(guó)在冶金廢渣綜合利用方面起步較晚，與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍比較落后。 3．1.我國(guó)有色冶金廢渣綜合利用存在的問(wèn)題 傳統(tǒng)的冶金廢渣利用技術(shù)含量不高，無(wú)害化、資 源化水平較低，一些技術(shù)所應(yīng)用的設(shè)備成本較高，工藝繁瑣。此外，冶金廢渣資源化過(guò)程中有些有害物質(zhì) 不能徹底清除，易產(chǎn)生二次污染。 3．2.我國(guó)有色冶金廢渣綜合利用的發(fā)展趨勢(shì) 由于有色冶金廢渣綜合利用過(guò)程中可能產(chǎn)生二次污染，容易出現(xiàn)以廢生廢的不良循環(huán)現(xiàn)象，為此，應(yīng)該開(kāi)發(fā)綜合利用的新技術(shù)、新工藝，同時(shí)就國(guó)外的 現(xiàn)有專利技術(shù)盡可能引為我用，做到使二次污染

18、問(wèn)題降至最小程度。降低廢渣回收利用成本。主要著眼于開(kāi)發(fā)一些流程簡(jiǎn)單、成本較低、再利用產(chǎn)品的社會(huì)需求量大的新工藝，以使一些研究能很快轉(zhuǎn)化為普遍性應(yīng)用，縮短技術(shù)應(yīng)用周期。進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)冶金廢渣物性的深入了解，對(duì)冶金廢渣的利用應(yīng)有系統(tǒng)地科學(xué)地工程 研究規(guī)劃，為多途徑利用冶金廢渣、提高綜合利用水平奠定基礎(chǔ)。還應(yīng)改革管理體制，促進(jìn)廢渣管理商業(yè)化。制定完善、可行的政策法規(guī)，鼓勵(lì)組建專業(yè)化公司、使用專業(yè)設(shè)備設(shè)施、配備專業(yè)人員承接有關(guān)廢渣的管理工作。鼓勵(lì)國(guó)內(nèi)外大公司及其資本介入這一市場(chǎng)，促進(jìn)合理的商業(yè)機(jī)制的盡早建立。 二．　海水制鹽或淡化過(guò)程中產(chǎn)生的固體廢渣 (海鹽石膏簡(jiǎn)稱鹽石膏 )俗稱鹽皮子 ,主要成分是二

19、水合硫酸鈣 (CaSO4 2H2O) ,因摻有大量雜質(zhì)而以廢棄 物形式堆放。每生產(chǎn)20 t原鹽大約產(chǎn)生 1 t鹽石膏 ,中國(guó)沿海鹽場(chǎng)每年排放的鹽石膏高達(dá)100萬(wàn) t。 1.鹽石膏處理利用現(xiàn)狀 1.1.作為水泥的添加劑 石膏作為水泥添加劑可用作普通硅酸鹽水泥的調(diào)凝劑和增強(qiáng)劑、復(fù)合礦化劑、各種水泥的膨脹劑、早強(qiáng)劑、增密或抗?jié)B劑等 ,在普通水泥的生產(chǎn)過(guò)程中 ,通常在水泥配料中添加石膏作為促凝劑和增強(qiáng) 劑以提高水泥性能。蔡豐禮詳細(xì)考察了天然石膏、鹽石膏、磷石膏等不同種類的化學(xué)石膏作為水泥添加劑以及不同的摻入量對(duì)水泥凝結(jié)性和力學(xué)性能的影響。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn) ,在加入量相同的情況下,加入鹽石膏時(shí)水泥初凝和終

20、凝時(shí)間比其它石膏品種都要短;力學(xué)性能方面的試驗(yàn)表明 ,加入鹽石膏時(shí)水泥的抗壓強(qiáng)度增加值均高于其它石膏品種；通過(guò)試驗(yàn)確定鹽石膏最佳加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 3 . 0% ～4 . 0%。 Manjit系統(tǒng)考察了以磷石膏為代表的化學(xué)石膏對(duì)水泥性能的影響 ,研究表明 ,化學(xué)石膏中的雜質(zhì)經(jīng) 1 000 ℃高溫處理后被鈍化 ,其對(duì)水泥的凝固和水合過(guò)程的影響不明顯 ,研究還發(fā)現(xiàn)添加 Na2 SO4和 FeSO4可以最大限度地提高水泥強(qiáng)度；將天然石 膏與化學(xué)石膏按 60 ∶ 40的質(zhì)量比混合時(shí)強(qiáng)度達(dá)到最大 ,可以替代天然石膏水泥產(chǎn)品。將鹽石膏和高鋁煤矸石加入水泥生料可低溫?zé)瓢⒗?—硫鋁酸鹽水泥 ,研究結(jié)果表明水泥

21、的凝結(jié)硬化速度加快 ,早、后期強(qiáng)度均高于普通硅酸鹽水泥且具有微膨脹和抗蝕性強(qiáng)等特點(diǎn)。Manjit對(duì)于鹽石膏、磷石膏等不同化學(xué)石膏種類對(duì)水泥水合過(guò)程以及強(qiáng)度的影 響也做了深入研究 ,發(fā)現(xiàn)在初期水合過(guò)程中化學(xué)石膏推遲凝固時(shí)間并使水泥強(qiáng)度有所下降 ,但后期強(qiáng) 度與石膏種類無(wú)關(guān)。J. Beretca利用化學(xué)石膏和高爐灰渣等其它工業(yè)廢料低溫?zé)柒} —硫鋁酸鹽水泥 ,發(fā)現(xiàn)水合后形成微膨脹鈣礬石結(jié)構(gòu) ,加快了水泥 硬化速度并使早期強(qiáng)度提高 ,由于石膏添加量較大 (質(zhì)量分?jǐn)?shù)約在 30%左右 ,而普通波特蘭水泥添加 石膏質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅在 4%左右 ) ,是今后工業(yè)廢石膏綜 合利用的有效途徑。另外 , 因?yàn)闊茰囟容^

22、低 (1 200 ℃) ,有利于節(jié)能降耗 ,而且較低的燒制溫度 使分解產(chǎn)物減少 ,降低了二次污染 ,具有良好的發(fā)展應(yīng)用前景。 目前 ,對(duì)工業(yè)石膏廢渣作為水泥添加劑方面的研究較多 ,但對(duì)于海鹽工業(yè)的鹽石膏的研究報(bào)道不是很多。由于鹽石膏來(lái)自制鹽苦鹵 ,含有一定的鹽 分和堿分 ,將其加入水泥配料對(duì)水泥性能的影響尤其是對(duì)水泥制品高齡期性能的影響不容忽視；另外，在水泥的燒制工程中,有近 20%的石膏分解并放出 SO2 ,造成二次污染 ,這些均有待于進(jìn)一步研究。 1.2.加工其它建筑材料 馬銘杰等人分別對(duì)使用鹽石膏和磷石膏加工石膏空心條板建筑材料進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)考察。首先將 鹽石膏純化加工 ,然后再輔以

23、增強(qiáng)劑等助劑、輔筋等制成石膏空心條板 ,其工藝過(guò)程如圖 1所示。 文獻(xiàn)詳細(xì)考察了洗滌、煅燒溫度與時(shí)間、陳化時(shí)間等因素對(duì)石膏材料性能的影響 ,得出鹽石膏加工建筑石膏的經(jīng)驗(yàn)最優(yōu)操作條件 ,并將使用鹽石膏與 天然石膏加工的空心條板的材料性能、 力學(xué)性能進(jìn)行了測(cè)試對(duì)比 ,同時(shí)進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)性分析。結(jié)果表明 , 利用鹽石膏制作的石膏空心條板與天然石膏相比 , 板材的強(qiáng)度高且成本低 ,可替代天然石膏產(chǎn)品。 　　 工業(yè)廢石膏與其它材料混合可制備用于加固地基的鋪路材料 ,許多人在這方面也做了大量的研究工作 ,有的已應(yīng)用于道路建設(shè)試點(diǎn)工程項(xiàng)目中 , 這些都為大規(guī)模處理利用以鹽石膏為代表的工業(yè)石膏等工

24、業(yè)廢棄物開(kāi)辟了新的途徑。 在國(guó)外 ,美國(guó) 1998年包括鹽石膏在內(nèi)的化學(xué)石 膏產(chǎn)量達(dá) 460萬(wàn) t,因而非常重視對(duì)其綜合利用 ,目前已有至少 10家石膏墻板加工廠將廠址選在副產(chǎn) 品石膏產(chǎn)出地附近以便就地取材 ,以對(duì)其進(jìn)行充分利用。Taha R等人對(duì)不同化學(xué)石膏應(yīng)用于鋪路地基的加固材料后的各種物理、化學(xué)特性進(jìn)行了系統(tǒng)研究 ,其各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到美國(guó)環(huán)保署的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。日本對(duì)化學(xué)石膏的綜合利用領(lǐng)先于世界各國(guó) ,從 1976年開(kāi)始逐步限制天然石膏的使用 ,到 1984年 每年的鹽石膏等化學(xué)石膏綜合利用量已達(dá) 600萬(wàn) t, 主要集中在加工石膏墻板、 水泥緩凝劑、 石膏灰泥等方面。Yasuda M.將含有灰

25、渣的煙氣脫硫石膏和水泥混合后制成混凝土用于修筑海水水下人造捕魚(yú)暗礁 ,結(jié)果表明其力學(xué)性能穩(wěn)定 ,無(wú)瀝出液滲出 ,優(yōu)于加入等量水泥比例的普通混凝土 ,吸引了大量海洋魚(yú)類棲息。由于鹽石膏直接來(lái)自海水制鹽工業(yè) ,這一研究結(jié)果對(duì)中國(guó)鹽石膏的綜合利用具有很大的借鑒意義。 建筑材料工業(yè)是石膏使用的最大用戶 ,因此對(duì)工業(yè)廢石膏的綜合利用也大都集中在建筑領(lǐng)域。文獻(xiàn)中關(guān)于工業(yè)廢石膏綜合利用的研究雖不乏其一般性 ,對(duì)鹽石膏也有重要的指導(dǎo)意義,但應(yīng)考慮到差異。鹽石膏作為海鹽工業(yè)的廢渣有其特殊性,不可避免的含有鹽分和堿分,它對(duì)于材料的長(zhǎng)期影響應(yīng)予以重視。 1 . 3　深加工利用 將廢石膏中的鈣和硫資源進(jìn)行回收,巨

26、化集團(tuán)的鄭林樹(shù)等進(jìn)行了試驗(yàn)研究 ,該研究提供了對(duì)海鹽石膏深加工利用的一條新思路 ,但從工藝過(guò)程、反應(yīng)條件到經(jīng)濟(jì)性等方面均尚須做大量的研發(fā)工作。石膏晶須(或石膏纖維 )是重要的無(wú)機(jī)鹽晶須 ,由于其高效、價(jià)廉、環(huán)境友好 ,是目前國(guó)際上備受關(guān)注的無(wú)機(jī)鹽晶須材料 ,是極有發(fā)展前途的無(wú)機(jī)鹽晶須材料。目前國(guó)內(nèi)多家企業(yè)及科研院所從事這方面的開(kāi)發(fā)研究 ,雖在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)取得進(jìn)展 ,但尚未找到完善的工藝和設(shè)備從而實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。國(guó)外許多國(guó) 家對(duì)鈣系晶須材料從合成方法、理化性能測(cè)試到應(yīng)用開(kāi)發(fā)等各個(gè)方面都開(kāi)展了大量研究 ,其中日、美、德等國(guó)采用水熱法合成硫酸鈣晶須已投入工業(yè)化生產(chǎn)。肖楚民等將海水制鹽苦鹵精制與制備石膏晶須結(jié)

27、合 ,把鹵水與石灰乳混合后產(chǎn)生的鹵渣用工業(yè)廢酸加熱溶解再進(jìn)行冷卻結(jié)晶制備出了硫酸鈣晶須 ,但該研究?jī)H限于實(shí)驗(yàn)室階段。由于石膏晶須結(jié)晶度較高 ,目前生產(chǎn)纖維硫酸鈣多采用純度較高的天然石膏 ,如能利用鹽田石膏等化學(xué)石膏生產(chǎn)石膏 晶須材料 ,從而提高產(chǎn)品附加值和真正實(shí)現(xiàn)變廢為寶,是對(duì)鹽石膏精加工利用的最佳途徑之一。因?yàn)樘烊皇嗟V品位高、成本低、儲(chǔ)量大 ,所以目前采用鹽石膏等化學(xué)石膏為原料合成硫酸鈣晶須的文獻(xiàn)鮮見(jiàn)報(bào)道 ,但這一思路符合綠色化學(xué)理念。 1.4.其它利用 鹽石膏等工業(yè)廢石膏含有豐富鈣質(zhì) ,可以作為 生產(chǎn)鈣肥的原料來(lái)改良土壤。V Illera使用不同種類廢石膏可以明顯改善酸性土壤中 A

28、l 3 +和 Mn2 + 對(duì)作物的毒害作用。由于鹽石膏含有一定的鹽分和堿分 ,可用于酸性土壤的改良 ,但不能用于鹽堿土壤。陶瓷工業(yè)使用的石膏模具多用天然石膏制作 , 采用鹽石膏等化學(xué)石膏制作陶瓷石膏模具也有較大的開(kāi)發(fā)潛力。山東魯北化工集團(tuán)經(jīng)過(guò)多年的研 究攻關(guān) ,利用鹽石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥取得工業(yè)性試驗(yàn)的成功 ,填補(bǔ)了中國(guó)廢石膏制酸技術(shù)的空白 ,為鹽石膏的綜合利用闖出一條新路。鹽堿聯(lián)產(chǎn)是沿海鹽場(chǎng)和堿廠進(jìn)行資源重組、減少“三廢 ”污染、降低生產(chǎn)成本從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益雙贏的可持續(xù)發(fā)展之路。將氨堿廠廢堿液送入鹽田日曬池作為海水制鹽的精制劑 ,既可消除堿廠蒸氨廢液排海又可增加原鹽產(chǎn)量 ,同時(shí)由于制

29、 堿廢液中大量 Ca2 +的存在增加了石膏的富集程度 ，從而提高了海鹽廢渣中石膏的含量 ,為石膏的進(jìn)一步加工利用奠定了基礎(chǔ) 。 2　展望 目前中國(guó)鹽石膏的綜合利用主要集中在以水泥、石膏板、墻體材料等為主的建筑領(lǐng)域 ,普遍存在著產(chǎn)品科技含量不高、附加值偏低的狀況。另外 ,對(duì)鹽石膏的綜合利用還應(yīng)考慮到諸如運(yùn)輸?shù)冉?jīng)濟(jì)性因素 ,不能僅在“用 ”上做文章 ,還要考慮增加產(chǎn)品附加值 ,提高產(chǎn)品科技含量。以石膏晶須為代表的海洋無(wú)機(jī)晶須材料的研制與開(kāi)發(fā)不僅為中國(guó)新型復(fù)合材料工業(yè)的發(fā)展提供一批高性能、低價(jià)格的添加素材 ,為解決鹽石膏的利用提供了一條新的途徑 ,而且將為中國(guó)傳統(tǒng)的鹽化工工業(yè)向高技術(shù)、高附加值的

30、新興產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化 ,提高資源利用率 ,保護(hù)海洋環(huán)境做出重要貢獻(xiàn)。 目前，我國(guó)固體廢渣處理技術(shù)水平低，資金缺乏，收費(fèi)制度尚未建立，要建成一整套管理體系還需在實(shí)踐中反復(fù)摸索、探討。開(kāi)發(fā)適合我國(guó)特點(diǎn)的固體廢渣處理技術(shù)體系十分必要。我國(guó)工業(yè)廢渣現(xiàn)有的處理方法主要是：資源化利用、貯存與處置，剩余的則排入自然環(huán)境。得到利用、貯存和處置的工業(yè)廢渣比例已從1989年的63.7%提高到1995年的97%，但每年仍有約3%即20000kt以上的廢渣被排放，直接污染江、河和湖泊。 化工廢渣具有明顯的雙重性，一方面其任意堆放對(duì)環(huán)境生態(tài)具有直接或潛在危害，另一方面化工廢渣，特別是廢催化劑中含有大量可利用資源。金

31、屬資源主要來(lái)源于3個(gè)方面，即金屬礦產(chǎn)、廢渣和廢棄金屬物品等。隨著金屬礦產(chǎn)的枯竭，廢渣以及廢棄物品中提取所需金屬成為必然需求。 我國(guó)現(xiàn)有的利用途徑主要是從廢渣中提取純堿、燒堿、硫酸、磷酸、硫磺、復(fù)合硫酸鐵、鉻鐵等，并利用廢渣生產(chǎn)水泥、磚等建材產(chǎn)品及肥料等。戴文燦等研究發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)用鉛冶煉廢渣代替30%以下鋼渣原料，對(duì)水泥的抗壓、抗折強(qiáng)度、凝結(jié)時(shí)間和安定性沒(méi)有影響，水泥性能指標(biāo)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。用含鉛廢渣取代鋼渣制成礦渣水泥已成功地應(yīng)用于生產(chǎn)中，為火法冶煉含鉛廢渣的處置找到了一條綜合利用的途徑，擴(kuò)大了水泥工業(yè)的原料來(lái)源，可降低水泥生產(chǎn)成本5% ~ 6%，在工業(yè)上有積極的意義，并具有明顯的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境

32、效益。 另一方面，我們應(yīng)該認(rèn)識(shí)到目前對(duì)于廢渣的資源化回收還是以低層次、低技術(shù)含量利用為主，廢渣中的很多資源并沒(méi)有得到高附加值的利用。 固體廢物處理處置技術(shù)的發(fā)展策略 1、生物處理技術(shù)在我國(guó)固體廢物處理中具有巨大的潛力和廣闊的前景。在眾多的處理方法中，以堆肥為代表的生物處理技術(shù)具有成本低、運(yùn)行費(fèi)用低、操作簡(jiǎn)單、易管理等優(yōu)點(diǎn)。我國(guó)的城市固體廢物主要是廚房垃圾，有機(jī)物成分和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量高，有的可達(dá)60%~70%，而一般有機(jī)物的含水量高達(dá)70%，從減量化和資源化的角度分析，厭氧消化技術(shù)是一種非常合適的技術(shù)，韓國(guó)對(duì)廚房垃圾厭氧消化處理做了許多研究工作，有很多成功的經(jīng)驗(yàn)值得借鑒。 2、能夠?qū)崿F(xiàn)

33、清潔生產(chǎn)要大力開(kāi)發(fā)應(yīng)用適合我國(guó)國(guó)情的城市固體廢物處理新技術(shù)。在努力改進(jìn)填埋、焚燒和堆肥技術(shù)的同時(shí)，根據(jù)城市固體廢物組成的不同特點(diǎn)，推動(dòng)綜合處理技術(shù)的研究和應(yīng)用工作。 熱等離子體氣化技術(shù)、水熱催化氣化技術(shù)、熱裂解技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用于城市固體廢物的處理中，聯(lián)合處理電子廢棄物和城市固體廢物的填埋場(chǎng)生物反應(yīng)器技術(shù)也已開(kāi)始嘗試應(yīng)用于固體廢物處理中。 3、提高固體廢物資源化利用率拓展綜合利用途徑將是城市固體廢物處理技術(shù)的主要發(fā)展方向之一。實(shí)現(xiàn)城市固體廢物回收利用和資源化是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑，可以減輕城市固體廢物處理設(shè)施的壓力，也可以減少開(kāi)采自然資源。目前，利用城市固體廢物焚燒灰渣制造建筑材料是節(jié)約

34、資源、消除廢物、保護(hù)環(huán)境的有效途徑。我國(guó)是能源消耗大國(guó)，可以充分利用城市固體廢物回收能源，例如，可以把城市固體廢物分類后焚燒獲取熱能，利用有機(jī)固體廢物生物法制氫，利用廢報(bào)紙發(fā)酵生產(chǎn)乙醇等。 4、加強(qiáng)宣傳，提高公眾的環(huán)保意識(shí)改進(jìn)消費(fèi)觀念，提高公眾的環(huán)保意識(shí)和環(huán)保理念，是有效利用城市固體廢物的決定因素。加強(qiáng)對(duì)公眾的宣傳力度，為城市固體廢物的減少及回收利用做出努力，可以從細(xì)微處著手。 例如降低一次性商品的使用，選購(gòu)無(wú)害的綠色包裝商品，建立可操作性較強(qiáng)的垃圾分類及回收體系等。 綜上所述，中國(guó)人口眾多，經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛，固體廢物產(chǎn)生量大且增長(zhǎng)迅速，固體廢物污染防治形勢(shì)嚴(yán)峻。國(guó)家應(yīng)盡快出臺(tái)相關(guān)的政策法規(guī)，以促進(jìn)固體廢物處理產(chǎn)業(yè)化，并借鑒其他國(guó)家有益經(jīng)驗(yàn)，使固體廢物的管理思路轉(zhuǎn)變到“避免再生、循環(huán)利用、末端處理”的方式上，同時(shí)，全社會(huì)都應(yīng)大力推行清潔生產(chǎn)，倡導(dǎo)循環(huán)經(jīng)濟(jì)，只有這樣，中國(guó)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略才可能實(shí)現(xiàn)。