第13章化工固廢的處理與資源化馮艷文目錄第一節 化工固廢概述一、化工固廢的來源、分類、特點和治理原則二、化工固廢對生態環境的危害第二節工業固廢的破碎與分選一、工業固廢的破碎二、工業固廢的分選第四節典型固體廢物的處理與利用一、粉煤灰的處理與利用二、鉻渣的處理與利用三、赤泥的處理與利用簡介定義：固體廢物（簡稱固廢）是指在社會的生產、流通、消費等一系列活動中產生的一般不再具有原使用價值而被丟棄的以固態和泥狀貯存的物質。固體廢物的來源大體上可分為兩類：一是生產過程中所產生的廢物（不包括廢氣和廢水），稱為生產廢物。另一類是在產品進入市場后在流動過程中或使用消費后產生的固體廢物，稱生活廢物。第一節化工固廢概述一、化工固廢的來源、分類、特點和治理原則1.化工固廢的來源化學工業固體廢棄物簡稱化工固廢，是指化工生產過程中，產生的固體、半固體或漿狀廢棄物。其來源包括化工生產過程中進行化合、分解、合成等化學反應產生的不合格產品（含中間產品）、副產物、失效催化劑、廢添加劑、未反應的原料及原料中夾帶的雜質等直接從反應裝置排出的或在產品精制、分離、洗滌時由相應裝置排出的工藝廢物空氣污染控制設施排出的粉塵，廢水處理產生的污泥，設備檢修和事故泄漏產生的固體廢棄物及報廢的舊設備，化學品容器和工業垃圾等。第一節化工固廢概述一、化工固廢的來源、分類、特點和治理原則1.化工固廢的來源化工廢渣中的主要成分為硅、鋁、鎂、鐵、鈣等化合物，同時還含有一些鉀、鈉、磷、硫等化合物，對于一些特定的化工廢渣，如鉻渣、汞渣、砷渣等則含有鉻、汞、砷等有毒物質。國家經貿委發布的《資源綜合利用目錄》(2003年修訂)介紹的化工固廢包括：硫鐵礦渣、硫鐵礦煅燒渣、硫酸渣、硫石膏、磷石膏、磷礦煅燒渣、含氰廢渣、電石渣、磷肥渣、硫磺渣、堿渣、含鋇廢渣、鉻渣、鹽泥、總溶劑渣、黃磷渣、檸檬酸渣、制糖廢渣、脫硫石膏、氟石膏、廢石膏模等。第一節化工固廢概述2.化工固廢的分類行業名稱產品生產工藝固體廢物類型產生量（t廢物/t產品）1.無機鹽工業重鉻酸鉀氧化焙燒法鉻渣1.8-3氰化鈉氨鈉法氰渣0.057黃磷電爐法電爐爐渣富磷泥8-120.1-0.152.氯堿工業燒堿水銀法隔膜法含汞鹽泥鹽泥0.04-0.050.04-0.05聚氯乙烯電石乙炔法電石渣1-23.磷肥工業黃磷電爐法電爐爐渣8-12磷酸濕法磷石膏3-44.氨肥工業合成氨煤制氣爐渣0.7-0.95.純堿工業純堿氨堿法蒸餾殘液9-11m36.硫酸工業硫酸硫鐵礦制酸硫鐵礦燒渣0.7-17.有機原料及合成材料工業季戊四醇低溫縮合法高濃度廢母液2-3環氧乙烷乙烯氧化（鈣法）皂化廢渣3聚甲醛聚合法稀醛液3-4聚四氟乙烯高溫裂解法蒸餾高沸殘液0.1-0.15氯丁橡膠電石乙炔法電石渣3.2鈦白粉硫酸法硫酸亞鐵3.88.染料工業還原艷綠FFB苯繞蒽酮縮合法廢硫酸14.5雙倍硫化氫二硝基氯苯法氧化濾液3.5-4.5第一節化工固廢概述3.化工固廢特點（1）化工固廢產生量大，一般每生產1t產品產生1～3t固廢，有的產品甚至可高達8～12t固廢。（2）危險廢物種類多，有毒物質含量高，對人體健康和環境危害大。化工固廢中有相當一部分具有急性毒性、反應性、腐蝕性等特點，而且廢物中有毒物質含量高，對人體健康和環境會構成較大威脅。（3）再資源化潛力大。化工固廢中有相當一部分是反應原料和反應副產物，如硫鐵礦燒渣、廢膠片、廢催化劑等，通過加工就可將有價值的物質從廢物中回收利用，能取得較好的經濟和環境雙重效益。化工危險固廢對人體與環境的危害廢渣主要成分及其含量危害特征鉻渣Cr6+，0.3-2.9%對人體消化道和皮膚具有強烈刺激和腐蝕作用，對呼吸道造成損傷，有致癌作用。可在水生生物體內蓄積并導致死亡。影響小麥、玉米等作物生長。無機鹽廢渣CN-，14%引起頭痛、頭暈、心悸、甲狀腺腫大，急性中毒時，可導致呼吸衰竭，對人體和生物危害極大。含汞0.2-0.3%無機汞對消化道黏膜有強烈腐蝕作用，吸入較高濃度的汞蒸氣可引起急性中毒，神經功能障礙。烷基汞能在人體內長期滯留，對鳥類、水生脊椎動物會造成危害效應。Zn2+，7-25%Pb2+，0.3-2%Cd2+，100-500mg/kgAs3+,40-400mg/kg鉛鎘對人體神經系統、造血系統、消化系統、肝、腎、骨骼等都會引起中毒傷害。砷化物具有致癌作用，鋅鹽對皮膚和黏膜有刺激腐蝕作用。重金屬對動植物、微生物有明顯危害作用。蒸餾釜殘液苯、苯酚、硝基苯、芳香胺、有機磷農藥等對人體中樞神經、肝、腎、胃、皮膚等造成障礙和損害。芳香胺類、亞硝胺類有致癌作用，對水生生物也有致毒作用。酸渣和堿渣無機酸、無機堿以及金屬離子和鹽類對人體皮膚、眼睛和黏膜有強烈刺激作用，導致皮膚和內部器官損傷、腐蝕，對水生生物如魚類有嚴重影響。第一節化工固廢概述4.化工固廢治理技術原則（1）化工固廢治理應從改革工藝路線入手，盡可能采用無毒、無害或低毒、低害的原料和能源，采用不產生或少產生固體廢物的新技術、新工藝、新設備，最大限度地提高資源和能源的利用率，將廢物消除在生產過程中。（2）對于生產過程中不得不排出的廢物，應根據其性質采取回收或綜合利用措施就地處理。但要注意的是，在利用化工固廢回收產品、加工建筑材料或其它制品的過程中，須防止二次污染。（3）無法或暫時無法加以綜合利用的化工固廢，必須采取無害化或焚燒、填埋等手段進行妥善的處理處置。第一節化工固廢概述二、化工固廢對生態環境的危害（1）侵占土地：固體廢棄物不加利用就需占地堆放，堆積量越大，占地越多。據估算，每堆積一萬噸，約需占地一畝。我國僅煤矸石一項存積量就達10億噸，侵占農田5萬畝。第一節化工固廢概述二、化工固廢對生態環境的危害（2）污染土壤：

工業固體廢物，特別是有害固體廢物，經過風化、雨淋，產生高溫、毒水或其他反應，能殺傷土壤中的微生物和動物，改變土壤的成分和結構阻礙植物根系的發育和生長，我國受工業廢渣污染的農田已達25萬畝。鋅污染第一節化工固廢概述二、化工固廢對生態環境的危害（3）污染水體：隨天然降水徑流，造成地表水污染；隨滲瀝水滲到土壤中，造成地下水污染；我國因固體廢物，20世紀80年代水面較50年代減少約2000萬畝。富營養化、有機毒物復合型污染重金屬、有機毒物復合污染第一節化工固廢概述二、化工固廢對生態環境的危害（4）污染大氣：釋放有害氣體；粉塵污染——粉煤灰堆遇到四級以上風力，可被剝離1～1.5厘米，灰塵飛揚可高達20～50米；自燃污染——煤矸石，產生大量的二氧化硫焚燒處理污染——二惡英重金屬飄塵第二節工業固廢的破碎與分選一、工業固廢的破碎1.破碎的理論基礎破碎：用外力克服固體廢物質點間的內聚力而使大塊固體廢物分裂成小塊的過程；磨碎：使小塊固體廢物顆粒分裂成細粉的過程。（1）破碎的目的使固體廢物的容積減小，便于運輸和貯存。為固體廢物的分選提供所要求的入選粒度，以便有效地回收固體廢物中的某種成分。使固體廢物的比表面積增加，提高焚燒、熱分解、熔融等作業的穩定性和熱效率。為固體廢物的下一步加工作準備，例如，煤矸石的制磚、制水泥等，都要求把煤石破碎和磨碎到一定粒度以下，以便進一步加工制備使用。對破碎后的生活垃圾進行填埋處置時，壓實密度高而均勻，可以加快復土還原。防止粗大、鋒利的固體廢物損壞分選、焚燒和熱解等設備。第二節工業固廢的破碎與分選（2）固體廢物的機械強度固體廢物的機械強度是指固體廢物抗破碎的阻力，通常用靜載下測定的抗壓強度、抗拉強度、抗剪強度和抗彎強度來表示。其中抗壓強度最大，抗剪強度次之，抗彎強度較小，抗拉強度最小。一般以固體廢物的抗壓強度為標準來衡量。抗壓強度大于50MPa者為堅硬固體廢物；40—25MPa者為中硬固體廢物；小于25MPa者為軟固體廢物。固體廢物的機械強度與廢物顆粒的粒度有關，粒度小的廢物顆粒，其宏觀和微觀裂縫比大粒度顆粒要少，因而機械強度較高。

第二節工業固廢的破碎與分選硬度在實際工程中，固體廢物的硬度在一定程度上反映被破碎的難易程度，因而可以用廢物的硬度表示其可碎性。礦物的硬度可按莫式硬度分為十級，其硬度從小到大排列如下：(1)滑膏：(2)石膏：(3)方解石；(4)螢石；(5)灰石；(6)長石：(7)石英：(8)黃玉石；(9)剛玉；(10)金剛石。各種固體廢物的硬度可通過與這些礦物相比較來確定。各種硬度物料的分類（3）破碎方法分類：按破碎固體物所用的外力，即消耗能量的形式可分為機械能破碎和非機械能破碎兩類方法。機械能破碎：利用破碎工具(如破碎機的齒板、錘子、球磨機的鋼球等)對固體廢物施力而將其破碎的。非機械能破碎（物理法）利用電能、熱能等對固體廢物進行破碎的新方法，如低溫破碎、熱力破碎、減壓破碎及超聲破碎等。目前廣泛應用的是機械能破碎，主要有壓碎、劈碎、折斷、磨碎和沖擊破碎等方法。

破碎方法的選擇選擇破碎方法時，需視固體廢物的機械強度，特別是廢物的硬度而定。對堅硬物采用擠壓破碎和沖擊破碎十分有效；對脆性廢物則采用劈碎、沖擊破碎為宜。一般破碎機都是由兩種或兩種以上的破碎方法聯合作用對固體廢物進行破碎的，例如壓碎和折斷、沖擊破碎和磨碎等。（3）破碎方法第二節工業固廢的破碎與分選一、工業固廢的破碎2.破碎機固體廢物的破碎多采用機械方法進行破碎，而且通常采用兩種或兩種以上的設備聯合使用。顎式破碎機錘式破碎機沖擊式破碎機剪切式破碎機輥式破碎機球磨機等（1）簡單擺動顎式破碎機

簡單擺動顎式破碎機主要由機架、工作機構、傳動機構、保險裝置等部分組成。工作原理：皮帶輪帶動偏心軸旋轉時，偏心頂點牽動連桿上下運動，也就牽動前后推力板作舒張及收縮運動。從而使顎時而靠近固定顎，時而又離開固定顎。動領靠近固定額時京對破碎腔內的物料進行壓碎、劈碎及折斷。破碎后的物料在動顎后退時靠自重從破碎腔內落下。

顎式破碎機(2)復雜擺動顎式破碎機復雜擺動顎式破碎機從構造上看，復雜擺動顎式破碎機與簡單擺動顎式破碎機的區別是少了一根動顎懸掛的心軸，動顎與連桿合為一個部件，沒有垂直連桿，肘板也只有一塊。可見，復雜擺動領式破碎機構造簡單。但動顎的運動卻較簡單擺動顎式破碎機復雜，動顎在水平方向有擺動，同時在垂直方向也有運動，是一種復雜運動，不失為稱復雜擺動顎式破碎機。復雜擺動顎式破碎機的優點破碎產品較細，破碎比大(一般可達4—8、簡擺型只能達3—6)。規格相同時，復擺型比簡擺型破碎能力高20—30％。

顎式破碎機(3)顎式破碎機的特點及應用

顎式破碎機具有結構簡單、堅固、維護方便、高度小、工作可靠等特點。在固體廢物破碎處理中，主要用破碎強度及韌性高、腐蝕性強的廢物。例如，煤矸石作為沸騰爐燃料，制磚和水泥原料時的破碎等。既可用于粗碎，也可用于中、細碎。

顎式破碎機錘式破碎機錘式破碎機工作原理利用沖擊摩擦和剪切作用將固體廢物粉碎。主要構件：轉子+重錘+破碎板錘式破碎機分類：單轉子錘式破碎機(只有一個轉子)；單轉子破碎機根據轉子的旋轉方向，又可分為：可逆式(轉子可兩個方向轉動)不可逆式(轉子只能一個方向轉動)雙轉子破碎機(它有兩個作相對回轉的轉子)。錘式破碎機錘式破碎機優點：適用于大體積、硬質物質的破碎，破碎顆粒均勻。錘式破碎機缺點：噪聲大，安裝需要防震和隔音措施。耐腐蝕性較弱，破碎中等硬度且腐蝕性弱的物質。典型機型：BJD型普通錘式破碎機家具電器等BJD型破碎金屬切屑錘式破碎機金屬團塊HammerMills型錘式破碎機汽車等大型固廢Novorotor型錘式破碎機有磨碎裝置，破碎比>30剪切式破碎機工作原理：剪切式破碎機是通過固定刀和可動刀(往復式刀或旋轉式刀)之間的嚙合作用，將固體廢物切開或割裂適宜的形狀和尺寸。適用范疇：特別適合破碎低二氧化硅含量的松散物料。類型根據刀刃的運動方式：往復式+回轉式典型機型：馮.羅爾（VonRoll）型往復剪切破碎機：7片固定刀+6片活動刀林德曼（Lindemann）型剪切破碎機：預壓機+剪切機旋轉剪切破碎機：不適用于破碎硬大的廢物球磨機簡介：磨碎在固體廢物處理與利用中占有重要地位。對于礦業廢物和工業廢物尤其是這樣。適用于物料的深加工。例如，在煤矸石生產水泥、磚瓦、矸石棉、化肥和得取化工原料等；在硫鐵礦燒渣煉鐵制造球團，回收有色金屬、制造鐵粉和化工原料、生產鑄石等；電石渣生產水泥、磚瓦、回收化工原料等；鋼渣生產水泥、磚瓦、化肥、溶劑等等過程都離不開球磨機對固體廢物的磨碎。主要構件組成圓柱筒體、端蓋、中空軸頸、軸承、傳動大齒圈工作原理依靠鋼球和物料的沖擊和研磨作用，將物料磨碎。（三）非機械能破碎低溫破碎技術對于常溫下難以破碎的固體廢物如汽車輪胎、包覆電線、家用電器等，可利用其低溫變脆的性能而有效地破碎。亦可利用不同的物質脆化溫度的差異進行選擇性破碎，即所謂。低溫破碎介質液氮液氮具有致冷溫度低、無毒、無爆炸危險等優點。但制備液氮需耗用大量能源，故低溫破碎的對象僅限于常溫難破碎的廢物，如橡膠和塑料。低溫破碎超聲波破碎空化效應由于超聲波與聲波一樣是一種疏密的振動波，在傳播過程中，介質的壓力作交替變化。在負壓區域，液體中產生撕裂的力，并形成真空的氣泡。當聲壓達到一定值時，氣泡迅速增長，在正壓區域氣泡由于受到壓力擠破滅、閉合。此時，液體間相互碰撞產生強大的沖擊波。雖然位移、速度都非常小，但加速度卻非常大，局部壓力可達幾千個大氣壓，這就是所謂的空化效應。利用空化效應形成的剪切力進行破碎。第二節工業固廢的破碎與分選二、工業固廢的分選1.篩分篩分是利用篩子將粒度范圍較寬的顆粒群分成窄級別的作業。該分離過程可看作是由物料分層和細粒透過篩子兩個階段組成的。物料分層是完成分離的條件，細粒透過篩子是分離的目的。常見的篩分設備有：固定篩、筒形篩和振動篩等。固定篩：篩面由許多平行排列的篩條組成，可以水平安裝或傾斜安裝。固定篩由于構造簡單、不耗用動力、設備費用低和維修方便，在固體廢物處理中廣泛應用。筒形篩：筒形篩是一個傾斜的圓筒，置于若干滾子上，圓筒的側壁上開有許多篩孔。圓筒以很慢的速度轉動（10-15r/min），因此不需要很大動力，這種篩的優點是不會堵塞。筒形篩篩分時，固體廢物在篩中不斷滾翻，較小的物料顆粒最終通過篩孔篩出。振動篩：振動篩由于篩面強烈振動，消除了堵塞篩孔的現象，有利于濕物料的篩分，可用于粗、中細粒的篩分，還可以用于振動和脫泥篩分。固定篩圓筒篩振動篩第二節工業固廢的破碎與分選二、工業固廢的分選2.重力分選（1）重介質分選重介質有重液和重懸浮液兩大類。可以將鋁從較重的物料中分離出來，或應用在選煤中。（2）跳汰分選跳汰分選是在垂直脈沖介質中顆粒群反復交替地膨脹收縮，按密度分選固體廢物的一種方法。供料在水介質中受到脈沖力作用，于是整個篩面上的物料層不斷地被沖起又落下，顆粒之間頻繁接觸，逐漸形成一按密度分層的床層。（3）風力分選（氣流分選）風力分選簡稱風選，又稱氣流分選，是以空氣為分選介質，將輕物料從較重物料中分離出來一種方法。（4）搖床分選搖床分選是在一個傾斜的床面上，借助床面的不對稱往復運動和薄層斜面水流的綜合作用，使細粒固體廢物按密度差異在床面上呈扇形分布而進行分選的一種方法。第二節工業固廢的破碎與分選二、工業固廢的分選3.磁力分選磁力分選簡稱磁選。磁選有兩種類型：一種是傳統的磁選法，另一種是磁流體分選法，后者是近二十年發展起來的一種新的分選方法。磁選過程示意圖第二節工業固廢的破碎與分選二、工業固廢的分選4.電力分選廢物顆粒的電選分離過程，廢料由給料斗均勻給入輥筒上，隨著輥筒的旋轉，廢物顆粒進入電暈電場區，由于空間帶有電荷，使導體和非導體顆粒都獲得負電荷（與電暈電極相反）。導體顆粒一面帶電，一面又把電荷傳給輥筒，其放電速度快，因此，當廢物顆粒隨著輥筒的旋轉離開電暈電場區而進入靜電場區時，導體顆粒的剩余電荷少。第二節工業固廢的破碎與分選二、工業固廢的分選5.浮選浮選是利用廢水中的顆粒的疏水性，通過在氣浮池中向廢水中通入一定尺寸的氣泡，使廢水中的污染物吸附在氣泡上，隨氣泡的上浮，污染物也隨之浮到水面上而形成由氣泡、水和污染物形成的三相泡沫層，收集泡沫層即可把污染物與水分離。第三節工業固廢的焚燒與熱解一、化工固廢的焚燒1、焚燒法焚燒法是一種高溫熱處理技術，即以一定的過剩空氣量與被處理的有機廢物在焚燒爐內進行氧化燃燒反應，廢物中的有害有毒物質在高溫下氧化、熱解而被破壞，是一種可同時實現廢物無害化、減量化、資源化的處理技術。主要目的是盡可能焚毀廢物，使被焚燒的物質變為無害和最大限度地減容，并盡量減少新的污染物質產生，避免造成二次污染。焚燒法不但可以處理固體廢物，還可以處理液體廢物和氣體廢物；不但可以處理城市垃圾和一般工業廢物，而且可以用于處理危險廢物。危險廢物中的有機固態、液態和氣態廢物，常用焚燒來處理。第三節工業固廢的焚燒與熱解一、化工固廢的焚燒2、焚燒系統一座大型垃圾焚燒廠通常包括下述八個系統：(1)貯存及進料系統(2)焚燒爐(3)廢熱回收系統(4)發電系統(5)給水處理系統(6)廢氣處理系統(7)廢水處理系統(8)灰渣收集及處理系統圖13-1典型垃圾焚燒工藝系統示意圖

3、焚燒爐（1）機械爐排焚燒爐機械爐排焚燒爐的心臟是機械爐排及燃燒室。爐排的主要作用是運送固體廢物和爐渣通過爐體，還可以不斷地攪動固體廢物，并在攪動的同時使從爐排下方吹入的空氣穿過固體燃燒層，使燃燒反應進行得更加充分。圖13-2機械爐排焚燒爐結構示意圖

圖爐排焚燒爐的燃燒示意概念圖

（2）回轉窯式焚燒爐回轉窯式焚燒爐因其獨特的爐身構造而具有以下特點：進料適應性廣，能焚燒不同物態（固體、液體、污泥）及形狀（粉末、顆粒、塊狀）的廢物，可在熔融態下工作；工作連續，且可通過調節轉速來控制停留時間；結構簡單，故障少，維修費用低；過剩空氣系數大，故熱效率偏低（35%-40%）；球形廢物已滾出回轉窯，不易完全燃燒。圖13-4逆流回轉焚燒爐

（3）流化床焚燒爐流化床焚燒爐特點：氣固混合強烈，過剩空氣系數較小，燃燒效率高；傳熱均勻，床溫易于控制；構造簡單，造價低，故障率亦低；大塊物料需預破碎，廢氣中粉塵含量高；動力消耗很大。圖13-5流化床焚燒爐1-污泥供料管；2-泡罩；3-熱電偶；4-分配板；5-補助燃燒噴嘴；6-耐火材料；7-燃燒室

（4）特殊焚燒爐——多段爐多段爐的特點：廢物在爐內停留時間長，能揮發較多水分，特別適合處理含水多、熱值低的污泥，目前世界70%的污泥焚燒都使用多段爐。但其結構復雜，移動零件多，易出故障，維修費用高。圖13-6立式多段焚燒爐

二、工業固廢的熱解1.熱解概念熱解(pyrolysis)在工業上也稱為干餾。固體廢物熱解是利用有機物的熱不穩定性，在無氧或缺氧條件下受熱分解的過程。2.影響有機固體廢棄物熱解產物的因素影響有機固體廢棄物熱解產物的因素有很多，如物料特性、熱解終溫、爐型、堆積特性、加熱方式、各組分的停留時間等，而且這些因素都是互相耦合的，形成非線性的關系。各種影響因素的關聯度大小為：熱解終溫>物料特性>加熱速率>物料的填實度>物料粒徑。熱解終溫的關聯度數值最大，這說明熱解終溫是最重要的參數之一。3.典型固體廢物的熱解（1）廢塑料的熱解主要產物為C1~C44的燃料油和燃料氣以及固體殘渣。在通常情況下，產生的燃料氣基本上在系統內全部消耗掉，燃料油也部分消耗。聚烯烴在熱作用下可以發生裂解，產生低分子量化合物，有氣體、液體、固體，其中氣體可作燃氣，液體作汽油、柴油等，固體作鋪路材料。有催化劑存在時會改變裂解機理或裂解速度，使產物組分發生改變。聚烯烴在催化劑存在下分解，其分解速度大大增加，如PE（聚乙烯）在熔融鹽分解爐中有沸石催化劑存在時，在420-580℃分解，其分解速度提高2-7倍。廢舊PE（聚乙烯）和PP（聚丙烯）聚合物在高溫下可以發生裂解，隨溫度不同，裂解產物有所變化。裂解溫度在800℃時，熱分解產物大部分是乙烯、丙烯和甲烷；在中等溫度400-500℃之間，熱分解產物有液體、氣體、固體殘留物，其中氣體占20％-40％，液體35％-70％，殘留物10％-30％；在較低溫度下裂解產生較多的是高沸點化合物。隨溫度提高，低分子量物質含量會提高，在常溫下為氣體。3.典型固體廢物的熱解（2）橡膠的熱解處理廢輪胎高溫熱解靠外部加熱使化學鏈打開，有機物得以分解或液化、汽化。熱解溫度在250℃-500℃范圍內，當溫度高于250℃時，破碎輪胎分解出的液態油和氣體會隨溫度升高而增加。400℃以上時依采用的方法不同，液態油和固態炭黑的產量隨氣體產量的增加而減少。4%NaOH溶液是最常用的廢輪胎熱解催化劑，它能加速高分子鏈的斷裂，在相同的溫度下可以增加液態油的產量，同時提高產品的質量。輪胎橡膠的熱穩定性可以用三個溫度區域表示：<200℃，200℃-300℃及300℃以上。在200℃以下無氧存在時，橡膠較穩定。在200℃-300℃，橡膠特性粘數迅速改變，低分子量的物質被“熱餾”出來，殘余物成為不溶性干性物。此時橡膠中的高分子鏈有些還未斷裂，有些斷裂成為較大分子量的化學物質，因此產生的油黑而且粘，分子量大，碳黑生成很不完全。當溫度高于300℃時，橡膠分解加快，斷裂出來的化學物質分子量較小，產生的油流動性較好，而且透明。第四節典型固體廢物的處理與利用一、粉煤灰的處理與利用1.粉煤灰簡介粉煤灰是燃煤電廠排出的主要污染物。粉煤灰實際上是煤的非揮發物殘渣。它是煤粉進入1300℃-1500℃的爐膛，在懸浮燃燒后產生的3種固體產物的總和，包括：①漂灰，它是從煙囪中漂出來的細灰；②粉煤灰，又稱飛灰，它是煙道氣體中收集的細灰；③爐底灰，是從爐底中排出的爐渣中的細灰。一般煙煤的灰分含量都小于25%，而褐煤、低品級煙煤以及石煤灰分含量較高，有的高達50%以上。我國煤的平均粉煤灰產出量是25-30kg/t。每一萬千瓦發電機組排灰渣量約19-110萬噸。2.粉煤灰結構在普通光學顯微鏡下呈球形,泛貝殼狀光澤,很象粒粒晶瑩珍珠的微珠；在掃描電鏡下觀察,會發現這些微珠并不像在顯微鏡下看到的中空亮球,而是微珠的外表有許多不規則的突起,殼壁上可見氣孔,而且大顆粒里面包裹了大量的玻璃微珠,象石榴一樣,粒徑約為6μm,壁厚。這就是通常所稱的子母珠或復珠。粉煤灰結構：顯微照片3.粉煤灰的物理性質粉煤灰是固體物質的細分散相，顏色由灰白色至黑色。粉煤灰顆粒大部分為空心微珠；微珠表面凹凸不平，極不均勻，微孔較小；一部分因在溶融狀態下互相碰撞而連接，成為粗糙表面，棱角較多的蜂窩狀粒子，顆粒粒徑集中在10-1000μm之間，約占85%以上。比重——211-214g/cm3容重——15-110g/cm3比表面積——2000-4000cm2/g粉煤灰吸附氣態水的能力和吸水的能力與土壤大致相同，最大吸水量在417-1038g/kg間，不同粉煤灰之間的差異較大。4.粉煤灰的活性（1）物理活性物理活性是指粉煤灰在硅酸鹽材料中的顆粒形態效應和微集料效應的總和。它能促進硅酸鹽制品的膠凝活性和改善制品的性能(如強度、抗滲性、耐磨性等)，是早期活性的主要來源。（2）化學活性粉煤灰的化學活性來源于熔融后被迅速冷卻而形成的玻璃態顆粒(多孔玻璃體和玻璃珠)中可溶性的SiO2、Al2O3等活性組分。活性SiO2、Al2O3在有水存在時，可以與Ca(OH)2反應，生成水化硅酸鈣(C-S-H)和水化硅酸鋁(A-S-H)。這一性質成為粉煤灰在水泥和棍凝土中以及粉煤灰建材制品中應用的基礎。5.粉煤灰用途（1）粉煤灰在建筑材料中的應用電廠排放的粉煤灰可直接用作建筑材料，如可用粉煤灰制作空心磚、砌塊和水泥的填料。粉煤灰中含有少量炭，可節省燃料，降低能耗。粉煤灰磚比粘土磚輕10-20%，可減輕建筑物自重和建筑工人勞動強度。以粉煤灰為主要原料制成的粉煤灰砌塊，具有重量輕、導熱系數小、成型方便、工藝簡單等特點，可取代粘土磚，廣泛用于建筑行業。（2）粉煤灰在建筑工程中的應用粉煤灰在建筑工程中可用于制作砂漿粉和混凝土的摻料。粉煤灰砂漿粉是以粉煤灰為主要原料，按一定比例加入水泥、石灰、石膏等制成。用固化劑固化粉煤灰作建筑材料，其性能優于粘性土料，達到并超過用10%的水泥固化粉煤灰的性能。5.粉煤灰用途（3）粉煤灰在道路工程中的應用利用粉煤灰代替傳統的砂、土或其他填筑材料，不僅可做道路基層混合料，還是路堤填方的好材料，其原因為：滲透性好、密度較小、粒徑適中、穩定性好、壓縮系數小。粉煤灰在道路工程中的應用比較廣泛，不僅用于路堤填筑、鐵路路基，而且可以用于路面基層和底基層的混合料中以及機場場道基層中。我國粉煤灰路堤應用舉例：第一條試驗公路是在云南324國道上，高7.6m；第一條高速公路試驗路堤是在1985年修筑的滬嘉高速公路上；第一條加筋粉煤灰擋墻高速路堤是在1991年青平一級公路上，最高達8.75m。在1993年竣工的濟青高速公路上粉煤灰路堤試驗段長3625m，消化濕排粉煤灰近40萬t，節約土地300余畝，解決了高填土路基填料不足的困難。5.粉煤灰用途（4）粉煤灰在農業上的應用①利用粉煤灰改良鹽堿地施加粉煤灰的鹽堿地土壤變松散，返鹽返堿程度輕，可防止或減少由于表土鹽分過高而鹽害幼苗的現象。②利用粉煤灰作堆肥粉煤灰堆肥發酵比純用城市垃圾堆肥慢，不過發酵后熱量散失也慢，雨水不易滲下去，對防止肥效流失有利。粉煤灰比垃圾干凈，無雜質、無蟲卵與病菌，有利于田間操作及減凈，無雜質、無蟲卵與病菌，有利于田間操作及減少作物病蟲害的傳播。③粉煤灰肥料由于粉煤灰含有鋅、銅、硼、鉬、鐵等微量元素，可將其加工成高效復合肥料，比如制成硅、鈣肥。。④用于水稻育秧粉煤灰可代替馬糞等做水稻秧田的覆蓋物，而且育出的秧苗具有苗壯、根系發達等特點，效果良好。5.粉煤灰用途（5）粉煤灰在環保與化工方面的應用①物理吸咐粉煤灰比表面不大，但粒徑很小，有眾多微孔和次微孔，合適的孔結構為廢水中污染物提供了極好的通道與被吸咐孔穴。物理吸咐主要特征是吸附時粉煤灰顆粒表面能降低、放熱，故在低溫下可自發進行；吸咐無選擇性，對各種污染物都有一定的吸附去除能力。②化學吸咐粉煤灰分子結構中存在大量Al-O和Si-O活性基團，能與吸咐質化學鍵或離子發生結合，從而產生吸咐。其特點是選擇性強，通常為不可逆。③中和反應粉煤灰組分中含有CaCO3、MgO、K2O等堿性物質，可用來中和氣體中的酸性成分，凈化含酸性污染物的廢水和氣體。5.粉煤灰用途（5）粉煤灰在環保與化工方面的應用④制備混凝劑在粉煤灰中加入少量硫鐵礦燒渣和適量氯化鈉，在一定溫度下用鹽酸浸提，即制得集物理吸咐和化學混凝為一體的粉煤灰混凝劑。這種混凝劑可用于造紙、制藥、印染、制革等工業廢水處理。⑤深度處理焦化廢水采用粉煤灰凈化生化出口水，可使污染物含量達到國家限值要求，同時有較好的脫色除臭效果。⑥制備煙氣脫硫吸收劑粉煤灰與氫氧化鈉反應能夠生成沸石，沸石分子篩對二氧化硫吸咐作用很強。合成沸石還可用于處理垃圾焚燒煙道氣，以去除汞和二惡英等異物。二、鉻渣的處理與利用1.鉻渣簡介鉻渣是金屬鉻和鉻鹽生產過程中排放的廢渣。通常，每生產1t鉻鹽可排放3~5t鉻渣。含鉻固體廢渣是危險的固體廢棄物，它會對周圍生態環境造成持續性的污染。鉻渣中的有害成分主要是可溶性鉻酸鈉、酸溶性鉻酸鈣等六價鉻離子。2.鉻渣中的主要化學成分鉻渣為有毒廢渣，具有致癌性，其外觀有黃、黑、赭等顏色，鉻渣的組成隨原料和生產工藝的不同而改變。鉻渣中常含有鎂、鈣、鋁等氧化物、三氧化二鉻、水溶性鉻酸鈉（Na2CrO3）、酸溶性鉻酸鈣（CaCrO4）等。組成Cr2O3CaOMgOAl2O3質量分數/％2.5~429~3620~335~8組成Fe2O3SiO2水溶性Cr6+酸溶性Cr6+質量分數/％7~118~110.28~1.340.9~1.49表13-7鉻渣組成

3.鉻渣的危害和對環境的影響鉻渣對環境的影響主要表現在：﹙1﹚對大氣環境影響。鉻渣對大氣的影響主要表現在大風使鉻渣揚塵，全國每年排放含鉻粉塵約2400t，其中大部分為生產過程排放，少部分為鉻渣揚塵。﹙2﹚對土壤和水環境影響。如果鉻渣堆場沒有可靠的防滲漏設施，遇雨水沖刷，含鉻污水四處溢流、下滲，造成對周圍土壤、地下水、河道的污染。如錦州鐵合金廠周圍土壤和地下水污染范圍長達12.5km，寬1km，有9個自然村、千眼井受六價鉻不同程度的污染。（3）對農作物影響。食物中含鉻在0.175×10-6~0.47×10-6，飼料中含鉻在2×10-6以下，一般認為是允許的。4.鉻渣的綜合利用（1）鉻渣用于煉鐵工業用鉻渣代替白云石、石灰石作為生鐵冶煉過程的添加劑，在高爐冶煉過程中六價鉻可完全被還原，同時還原后的金屬鉻進入生鐵中使其機械性能、硬度等都有所提高。（2）鉻渣生產鈣鎂磷肥鉻渣中含MgO27~31%，SiO24~30%，因此適當調整配料比例，可用鉻渣作熔劑生產鈣鎂磷肥。將磷礦石、白云石、硅石、鉻渣及焦碳按一定比例投入高爐，經高溫熔融，水淬驟冷，使晶態磷酸三鈣轉變為松脆的無定形、易被植物吸收的鈣鎂磷肥。同時在高溫還原狀態下，鉻渣中有毒的六價鉻離子被轉化成穩定性強、沒有毒性的三價鉻氧化物存在于玻璃體中，鉻渣得到解毒和綜合利用。4.鉻渣的綜合利用（3）鉻渣用于水泥生產鉻渣外觀與鐵粉相似，但曬干后為黃白色顆粒，主要礦物組成為硅酸二鈣、鐵鋁酸鈣和方鎂石（三者含量達70%），與水泥熟料礦物組成相似，這為鉻渣用于水泥生產提供了依據。（4）利用鉻渣燒制彩釉玻化磚將鉻渣與陶瓷原料制得的基料按比例充分混合，噴入霧化水，混勻，造粒、用壓機成型，干燥后素燒，然后上釉再干燥，最后入窯燒成。（5）鉻渣制造微晶玻璃建筑裝飾板微晶玻璃是一定組成的配合料經熔融成型后，通過特定溫度的受控結晶，在均質玻璃體中形成數量大而尺寸細小的晶粒。以鉻渣為主要原料制備微晶玻璃，鉻渣中的Cr2O3正是理想的成核劑。三、赤泥的處理與利用1.赤泥簡介赤泥是氧化鋁工業生產的廢料，化學成分極其復雜，一般每生產一噸氧化鋁大約產出1.0ｔ-1.3ｔ赤泥。赤泥的產生量與氧化鋁的生產方法及礦石品位有關，一般每生產1t氧化鋁產出1.5t左右赤泥。據不完全統計，1997年我國排放赤泥約163.5萬t，歷年累計堆存量為2164萬t，堆存占地面積為137.8萬m2。赤泥的排放占用了大量土地，嚴重污染了環境。2.赤泥的化學成份（1）赤泥的礦物組成赤泥的主要礦物組成為文石和方解石，含量為60%-65%，其次是蛋白石、三水鋁石、針鐵礦，含量最少的是鈦礦物、菱鐵礦、天然堿、水玻璃、鋁酸鈉和火堿。其礦物組成復雜，且不符合天然土的礦物組合。組成β-C2SFe2O3·nH2OC3A﹢C3ASх﹙6-2n﹚H2O質量分數/％50-604-75-10組成NAS2·nH2OCaCO3CaOTi