固体废物资源化课件-10

1、1010废旧物资的资源化废旧物资的资源化 10.210.2废纸的资源化废纸的资源化10.510.5废电池的资源化废电池的资源化10.2废纸的资源化 1t废纸相当于下径17cm、上径10 cm、高8cm的木材20根，用废纸作原料造纸，每吨可节约木材23m3，不仅可减少环境污染，还可保护森林资源，减少对生态环境的破坏。 从废纸制得白色纸浆，主要是除杂，须除去废纸中的印刷油墨和其他填料、涂料、化学药品以及细小纤维等杂质。 主要除杂过程包括制浆、筛选、除渣、浮选、洗涤、分散和搓揉、漂白等工序。不同工序目的不同，因而所用设备不同。 一、解离（纤维分离）：制浆一、解离（纤维分离）：制浆所用化学药剂：多数为

2、强碱，有时也加如肥皂、磺化油、偏硅酸钠或硅酸钠以及其他表面活性物质作为洗涤剂和分散剂。强碱可从纸张中除去松香胶，使油墨载体得到皂化，并将油墨中的颜料脱出。通常废纸重量大约有0.52.0%为油墨，如果想制得白色纸浆，须全部予以去除。设备：主要有水力碎浆机和蒸馏锅。 碎浆机有间歇式碎浆和连续式碎浆两种类型，根据需要选用。间歇式碎浆机大多用于废纸的疏解，特别适用于废纸脱墨、旧箱纸板、旧双挂面牛皮卡的疏解。它要求纤维100%疏解、化学反应完成后一次性放料。这种碎浆机直径从0.66.7m，最大的一次可装料14.5t。 连续式碎浆机主要用于产量高的工厂，它不要求纤维完全疏解，只达到一定程度疏解即可放料。连

3、续式碎浆机配套有自动绞绳装置、废物井和去除轻重杂质的抓斗。抓斗既可抓起沉于废物井底的重杂质，又可除去浮在废物井面的轻杂质。二、筛选二、筛选 筛选主要是除去大于纤维的杂质，是二次纤维生产过程中的关键步骤 目前，在废纸处理流程中使用的筛绝大部分为压力筛，它主要由一圆筒形筛鼓和转子组成。当转子回转时，转子上的旋翼在靠近筛板面处产生水力脉冲，脉冲产生的回流可达每秒50次以防止纤维或污染物堵塞筛板开口。在两次脉冲之间，来自输浆泵的压力使水和可用纤维（即良浆）通过筛板的开口，完成筛选的过程。 筛选过程分粗选和精选，粗选后再进行精选。粗选通常采用圆孔形筛选设备，筛孔直径一般为1.21.6mm，主要筛除扁平状

4、颗粒和叶片状颗粒，一般包括高频跳筛、鼓筛、高浓除渣器、纤维离解机、分离离解机等，通过这些设备可把粗浆中的粗杂质清除。大量的塑料片、塑料颗粒在筛选过程得到清除。 精选则主要采用条缝形筛选设备，条纹宽度为0.10.25mm，主要筛除三维立体小颗粒，特别是比重较小的塑料等轻杂质颗粒被大量清除。三、三、除渣：杂质通过筛选逐渐得到去除，但粒度小、密度大的颗粒或对分散良好的胶粘物和污染物的去除，筛选无能为力，只有通过净化除渣器才能实现。四、洗涤和浓缩设四、洗涤和浓缩设 去除灰分、细小纤维以及小的油墨颗粒。在薄页纸系统中灰分含量有一定要求，如高级薄页纸脱墨系统中灰分含量要求低于2%。洗涤设备，根据其洗浆浓缩

5、范围大致分为三类：低浓洗浆机，出浆浓度最高至8%，如斜筛、圆网浓缩机等；中浓洗浆机，出浆浓度815%，如斜螺旋浓缩机、真空过滤机等；高浓洗浆机，出浆浓度超过15%，如螺旋挤浆机、双网洗浆机等。 洗涤系统通常采用逆流洗涤。来自气浮澄清器的补充水通常只加在最后一段洗涤前供稀释纸浆用，二段洗涤出来的过滤水送碎浆机，一段洗涤出来的过滤水含油墨等杂质最多，可直接送澄清器进行处理。五、分散与搓揉五、分散与搓揉 分散与搓揉指的是在废纸处理过程中用机械方法使油墨和废纸分离或分离后将油墨和其他杂质进一步碎解成肉眼看不见的大小范围，并使其均匀分布于废纸浆中从而改善纸成品外观质量的一道工序。目前，废纸处理厂大多安装

6、有这种功能的分散机和搓揉机。六、脱墨六、脱墨水洗所用主要药剂是碱（NaOH、Na2CO3）和清洗剂，再添加适量的漂白剂、分散剂和其他药剂。通过机械作用将油墨颗粒分散为粒度小于15m的微粒，然后通过二段或三段洗涤洗去油墨颗粒的方法称为水洗法或机械法。浮选时的pH值为89，纸浆浓度为1%。捕收剂一般为脂肪酸，常用的为油酸，有时也用硬脂酸、煤油等廉价的捕收剂。通过机械碎浆后，加入脱墨剂，使油墨凝聚成大于15m的颗粒，然后通过浮选，使油墨颗粒从废纸浆中分离出来的方法称为化学法或浮选脱墨法。七、漂白七、漂白氧化型漂白剂：主要是氧化降解并脱除浆料中的残留木素而提高白度，还具有一定的脱色功能。所用漂剂主要是

7、次氯酸盐、二氧化氯、过氧化氢、臭氧等。还原型漂白剂：主要用于脱色，即通过减少纤维本身的发色基团而提高白度，另一作用是能有效的脱去染料的颜色并提高白度。主要的还原型漂剂包括连二亚硫酸钠、二氧化硫脲（FAS）、亚硫酸钠等。现在普遍采用的漂白方法有氧气漂白、臭氧漂白、过氧化氢漂白和高温过氧化氢漂白等氧化型漂白法废纸链板输送机水力筛卸料浆池高浓除渣器粗筛化学药剂高浓碎浆机浮选筛一、二段中浓除渣器一三段精筛圆网脱水机一四段重杂质除渣器一、二段轻杂质除渣器浮选脱墨槽成浆池超纸车间图10-15 废纸浮选脱墨生产工艺流程 废纸浮选脱墨系统包括高浓碎浆、预净化筛选、浮选脱墨、净化浓缩以及废水处理等过程。 10.

8、5废电池的资源化 我国是世界上干电池生产和消费最大的国家，据报道，我国目前年产大小电池170亿只，国内使用70亿只，约7000吨。电池的种类很多，主要有锌-二氧化锰电池、镍镉电池、氧化银电池、锌-空气纽扣电池、氧化汞电池、锂电池、新碳电池等。每种电池都有不同的型号，其组成也各不相同。电池中含有大量的重金属、废碱、废酸等，为避免其对环境的污染和危害以及资源的浪费，应该采取综合利用的方法回收其中有利用价值的元素，对不能利用的物质进行无害化处理，达到回收资源、保护环境的目的。一、锌一、锌-二氧化锰电池二氧化锰电池锌-二氧化锰电池分酸性电池和碱性电池两种.酸性电池碱性电池元素含量元素含量AsCrCuI

9、nFePbMnHgNiSnZnC13236696775453931013430700014802120000414000347901359526665180003870009900130000AsCrCuInFePbMnHgNiSnZnK223925133556739910050327300165828800460000118820113432326665180003870002560056700表10-16 锌-二氧化锰电池中各种元素的含量范围，mg/kg资源化利用方法：湿法冶金：基于锌、二氧化锰等可溶于酸的原理，使锌-锰干电池中的锌、二氧化锰与酸作用生成可溶性盐而进入溶液，溶液经过净化后电

10、解生产金属锌和电解二氧化锰或生产化工产品（如立德粉、氧化锌等）、化肥等。火法冶金：在高温下使废电池中的金属及其化合物氧化、还原、分解、挥发和冷凝的过程，分为传统常压冶金和真空冶金两类。常压冶金法是所有作业都在大气中进行，而真空冶金则是在密闭的负压环境中进行。多数专家认为，火法冶金是处理废电池的较佳方法，对汞的回收最有效。 废电池筛分电解Zn、MnO2净化焙烧滤液浸出过滤滤渣破碎粉状物炭棒、铜帽、纸、塑料金属混合物磁选铁锌粒熔炼锌锭冷凝收集分离NH4Cl、Hg2Cl2另行处理NH4Cl、Hg2Cl2图10-41 废锌-二氧化锰电池焙烧-浸出工艺流程 将废旧干电池机械切割，筛分成三部分：炭棒、铜帽

11、、纸、塑料，粉状物，金属混合物。粉状物在600、真空焙烧炉中焙烧610h，使金属汞、NH4Cl等挥发为气相，通过冷凝设备加以回收，尾气必须经过严格处理，使汞含量减至最低排放。焙烧产物酸浸（电池中的高价氧化锰在焙烧过程中被还原成低价氧化锰，易溶于酸）、过滤，从浸出液中通过电解回收金属锌和电解二氧化锰。筛分得到的金属混合物经磁选，得到铁皮和纯度较高的锌粒。锌粒经熔炼得到锌锭。 微肥废电池筛分结晶锌皮浸出过滤破碎混合物铁盖滤液磁选除铁滤渣废纸图10-42 废电池直接浸出生产微肥工艺流程 废锌干电池（锌壳）反应槽浸出过滤净化液滤渣，处理重晶石滤液压滤净化除杂滤液干燥粉碎立德粉（ZnS、BaSO4）浓缩

12、结晶ZnSO4滤渣图10-43 废电池直接浸出生产立德粉工艺流程废干电池筛分混合物滤渣锌皮滤液过滤滤液MnO2粉等破碎浸出过滤电解Zn、MnO2纸、塑料等图10-44 废电池直接浸出生产Zn、MnO2工艺流程CO气和污泥废干电池竖炉焙烧汞熔炼炉还原锌冷凝废气洗涤渣锰铁锌洗涤CO气废水处理废水排放图10-45 废电池的常压冶金原则工艺流程 烟气、烟尘残留物非磁性物筛下物筛上物废干电池破碎磁选废铁洗涤除汞筛分低温焙烧高温熔炼废铁汞渣金属及其合金冷凝除汞回收锌、镉、汞、NH4Cl图10-46 干电池常压冶金回收有价金属的工艺流程二、镍镉电池二、镍镉电池 镍镉电池的阳极为海绵状金属镉，阴极为氧化镍，电

13、解液为KOH或NaOH的水溶液，其中阳极物质一般要加入一些活性物质，阳极和阴极物质分别填充在冲孔镀镍钢带上。镍镉电池的最大特点是可以充电，能够重复使用多次。表10-17 镍镉电池中的元素含量，mg/kg元素NiCdKpH值含量11600055600011000173147136843482412.913.5 镉及其化合物均为有毒物质，对人体的心、肝、肾等器官的功能具有显著的危害，因此包括我国在内的许多国家在有关废水的排放标准中，对Cd2+的排放浓度制定了严格的标准。镍铁煅烧低温焙烧废镍镉电池破碎、洗涤镉醋酸煅烧醋酸溶解废镍镉电池破碎、筛分氧化剂减压蒸馏水浸真空过滤含Ni、Cd滤液TBP萃取电解

14、金属NiFe（OH）3Cd图10-47 火法处理镍镉电池工艺流程 火法处理量大，工艺简单，但处理过程产生的汞蒸气对环境的污染控制难度较大。火法-湿法联合工艺流程长，但汞蒸气对环境的污染问题可得到根本解决。图10-48所示为镍镉电池火法-湿法联合处理工艺流程。 三、混合废电池的综合处理技术三、混合废电池的综合处理技术混合废电池就是没有经过分拣的废电池，其中的五种主要金属具有不同的熔点和沸点，可利用它们熔点和沸点的差异，将废电池加热到一定温度，使所需分离的金属蒸发气化，并通过收集气体回收。沸点较高的金属在较高的温度下蒸发回收。表10-23 电池中主要金属的熔点和沸点，金属HgCdZnNiFe熔点-3832142014531535沸点35776590727322750 Hg 、Cd的沸点较低，因此，可通过火法冶炼技术分离回收。其他金属的沸点较高，因此，可在回收了Hg 、Cd后，通过湿法冶炼技术回收。其中，Ni、Fe通常以镍铁合金的形式回收。 Ag混合电池热处理（600650）粉碎机水洗磁分离电化学分离MnO2冷凝离心置换沉淀水洗燃烧吸附蒸发碎铁片H g 、Cd液体有机废物置换沉淀沉淀分离蒸发Zn、CdCuNi图10-40 Recytec公司混合干