化工废渣处理及资源化

9/29/20231化工废渣处理及资源化化工废渣源、分类与影响化工废渣处理技术化工废渣资源化利用塑料废渣化学石膏废酸碱9/29/20232化工废渣源、分类与影响行业及产品主要来源主要污染物无机盐行业：重铬酸钾氰化钠黄磷氧化焙烧法氨钠法电炉法铬渣氰渣电炉炉渣、富磷泥氯碱工业：烧碱聚氯乙烯水银法、隔膜法电石乙炔法含汞盐泥、盐泥、废石棉隔膜、电石渣泥；电石渣磷肥行业：黄磷磷酸电炉法湿法同上磷石膏氮肥行业：合成氨煤造气炉渣、废催化剂、铜泥、氧化炉灰硫酸行业：硫酸硫铁矿制酸硫铁矿烧渣、水洗污泥、废催化剂9/29/20233三个主要特点：（1）产生量及排放量大：年产生量约占固体废物产生量6%，排放量约占7%；（2）有毒、危险物多：毒性、腐蚀性、危险性大，化工固废中约22%为危险废物；如四氯乙烯、二氯甲烷、丙烯腈、环氧氯丙烷、苯酚、硝基苯、苯胺等生产中用过的废溶剂、蒸馏重尾馏分、釜残夜、废催化剂等，农药生产中釜残液，铬黄、锌黄、氧化铬绿等无机颜料生产中产生的废渣、废水处理的污泥，水银法烧碱生产中产生的含汞盐泥。（3）可资源化强未反应的原料和副产物，废渣中可提取的有用元素等。9/29/20234化工废渣处理方法物理处理法、物理化学处理法、化学处理法、生化处理法等。常用处理(treatment)方法：（1）压实作用：减少容积，利于处置(dispose)。金属废物压实处理坯块再生回收有害垃圾压实处理坯块沥青固化填埋城市垃圾压实处理坯块打包填埋（2）破碎剪切破碎，用剪切破碎机（冯罗尔、林德曼旋转式等）。适用于废金属、塑料、橡胶、纤维等。冲击破碎，用锤式破碎机（旋转式），适用于废玻璃、瓦砾、木料等。低温破碎，适用于废汽车轮胎、包覆电线、废家电等湿式破碎，回收城市垃圾中的纸浆，湿式破碎机用水作悬浮剂，将经切碎的纸纤维分选出，回收。半湿式选择破碎，利用各种废物组分的耐剪切、耐压缩、耐冲击性的差异，用半湿式（加少量水）选择破碎分选机，对废物选择性破碎。分三段分别破碎：第一段破碎易破碎的玻璃、陶瓷等，第二段，纸类等中等强度物破碎，第三段，金属、塑料等延性大的物质。得到三类垃圾分别处置。9/29/202359/29/202369/29/20237（3）分选筛分：筛孔大小（目数），振动方式。重力分选：密度差，以空气、水为介质，分为风力、惯性、重液分选。磁力分选：城市垃圾中钢铁回收、钢铁工业废渣中原料回收。浮力分选：加入浮选药剂，使粒子浮到液相表面，回收有用组分。在选矿、炼油厂碱渣应用。静电分选：利用电导率、热电效应分离物料，塑料、橡胶、纤维、合成皮革的分选。光电分选：光电分离器设置待分选出的物质的标准色，用风力分选。9/29/202389/29/20239（4）固化将有害固废包覆在坚固的固体中，是一种终处置方式。水泥基固化，将废物与水泥、化学添加剂混合固化。方法简单，部分可用于建筑材料，但有些可能有浸出（卤化物、放射性废物等）。石灰基固化，将废物与石灰及其他硅酸盐混合固化。方法简单，对有机溶剂、油抑制，对氧化物、硫化物、卤化物、重金属、放射性废物互溶。热塑性材料固化，将废物与沥青、柏油、石蜡、聚乙烯等混合固化。固化效果好，但费用较高。适宜处置量少的剧毒物质。对硝酸盐、次氯化物、高氯化物不适宜。高分子聚合物固化，脲醛树脂作固化剂，适宜体积小的无机废物。玻璃基固化，将废物与硅石混合，高温熔融冷却固化。固化体极稳定，但费用贵，适宜处理有害化学废物和强放射性废物。（5）增稠和脱水废水处理过程中产生的污泥等，含水率一般高达90%，必须增稠脱水。自然干化或机械脱水处理（真空过滤、板块压滤、带式压滤、离心脱水）。9/29/202310（6）焚烧焚烧减容效果好、占地面积小、回收热量、垃圾稳定；但投资费用大、产生气体污染、运行管理要求高。目前是城市垃圾处理的三大技术之一（卫生填埋、高温堆肥和焚烧），仅次于填埋。焚烧设备有流化床焚烧炉、多段炉、转窑、双室焚烧炉等。（7）热解在氧分压较低的条件下，热分解（断裂化学键），使大分子有机物分解为小分子燃料气体、油、炭等。优点是温度低，产生NOx、SO2、HCl等二次污染物少，能量转换成有价值的、便于贮存运输的燃料。（8）堆肥处理城市垃圾的主要方法之一，有好氧或厌氧堆肥技术。利用高温发酵杀灭细菌，生产有机肥。9/29/202311固体废物处理的基本原则无害化：焚烧、固化、堆肥等资源化：分选回收、热解、焚烧发电、堆肥减量化：压实、破碎、焚烧、增稠、脱水9/29/202312塑料废渣的处理与利用处理方法大致有：再生处理法、热分解法、焚烧法、湿式化学氧化法等。其中焚烧法因产生氯化物，产生二次污染、腐蚀设备已不再使用。（1）预分选分类回收、洗涤干燥，对不同材质的塑料可采用液体浮选、风选等手段分选。（2）熔融固化制造再生制品。在废塑料中加入部分新塑料或不同密度回收塑料混合配料，另在其中加入廉价填料制成较粗糙的制品。9/29/2023139/29/2023149/29/202315（3）再生处理法（4）热分解法通过加热断裂塑料高分子键，使之成为低分子量化合物单体、燃料气或油。最好是在低温常压下进行。塑料能否被均匀加热至300-350C融化而不碳化是关键。在400C分解。粉碎机洗净装置干燥机挤出机切断机塑料废渣成品塑料颗粒oo9/29/2023169/29/202317化学石膏处理与综合利用化学石膏是以硫酸钙为主要成分的工业废渣，包括磷石膏、氟石膏、钛石膏、苏打石膏等。每生产1吨磷酸约排出5吨磷石膏。磷石膏呈粉末状，5-150μm，与天然二水石膏相似，CaSO4·2H2O含量约70%。外观呈灰白、灰、灰黄、浅黄、浅绿色。相对密度2.22-2.37。其中含有铀、钍放射性元素和铈、钒、钛、锗等稀有元素。9/29/202318（1）作水泥掺合料磷石膏呈酸性，还含有水溶性五氧化二磷和氟，不能直接做水泥缓凝剂，需作除杂或改性处理。除杂采用水洗法，先将磷石膏加水调成5%的固体浆料，经真空过滤除可溶性磷酸盐；或采用中和法，加石灰与可溶性磷酸盐反应成不溶性磷酸钙，再干燥，造粒。上海水泥厂将磷石膏（pH≈4）用水泥生产中过剩的窑灰搅拌中和，使磷石膏含水率降低至9%左右，水溶性五氧化二磷转化为磷酸钙，pH达10-11，再经成型为水泥缓凝剂，用于425#或525#水泥，强度均比天然石膏强，且价格便宜。（2）制造半水石膏和石膏板半水石膏有α、β两种，前者为高强石膏，后者称为熟石膏。其粉料加水调和成型，不久就硬化成二水石膏，制造石膏板或建筑材料。9/29/202319用磷石膏生产α-半水石膏工艺

磷石膏经过预处理后，在溶液中加热转化，重结晶形成α-半水石膏。重结晶的条件是关键，一般在高温下（150C左右）重结晶，其中晶种、pH值、杂质、时间都是影响因素。用磷石膏生产β-半水石膏工艺二水石膏在不饱和水蒸气气氛中生成：将磷石膏悬浮在水中，加石灰中和，经过过滤除杂（可溶性的），湿磷石膏送入风力干燥器与热燃料气对流接触干燥，于流化床炉内焙烧而成。浆料洗涤转化结晶过滤污水处理浇注成型磷石膏水α-半水石膏干燥球磨α-半水石膏石膏制品o9/29/202320（3）磷石膏制硫酸联产水泥磷石膏（二水石膏）转化为无水石膏，经高温煅烧分解为SO2、CaO，SO2氧化成SO3制硫酸，CaO配其他熟料制水泥。工艺要求：原料要均化，磷石膏的SO3含量大于40%，P2O5小于1%，SiO2小于8%，F小于0.35%；磷石膏煅烧用（L/D）较大的回转窑，使生料有预分解过程，能完全分解出SO2（94%以上）。温度要达到1200C。回转窑煅烧二水石膏脱水无水石膏焦炭等辅料磨细熟料高炉炉渣、石膏水泥SO2转化吸收硫酸O2o9/29/202321（4）磷石膏制硫胺和碳酸钙磷石膏经洗涤、真空过滤除杂后，打浆与氨和二氧化碳的混合气反应，或与碳酸铵水溶液反应，制得硫酸铵与碳酸钙的料浆，用转筒式真空过滤机滤去碳酸钙，得到含硫酸铵41%的溶液，蒸发浓缩，冷却结晶，离心分离，得到硫酸铵晶体产品。反应原理：(NH4)2CO3+CaSO4CaCO3+(NH4)2SO4（5）磷石膏作土壤改良剂磷石膏中含磷、硫、钙、硅、锌、镁、铁等作物养分，用作土壤改良剂，可增加作物产量。主要是其中的放射性物质要符合要求。过滤蒸发结晶洗涤过滤转化槽干燥磷石膏水碳酸铵溶液碳酸钙硫酸铵产品制水泥9/29/202322废酸碱的处理与利用废硫酸：金属酸洗、二氧化钛生产、硝基化合物生产、颜料生产、火药生产、农药生产。废盐酸：金属酸洗、金属钛、硅制造、有机氯化物生产、硝酸生产、磷酸生产。废硝酸：照相制版、火药制造、硝基化合物制造、金属酸洗。废磷酸：金属酸洗、钢铁磷膜、金属表面处理。废有机酸：发酵工业、氨基酸生产、医药生产。废无机碱：铝表面处理、纤维工业、植物油制造、离子交换树脂再生等。含氢氧化钠、氢氧化钾或氨。废有机碱：含胺类。9/29/202323（1）中和处理：一般为放热反应；注意产生有毒气体的问题。（2）含金属离子的废酸处理可只回收酸、只回收盐或两者同时回收。例：①减压浓缩法回收钢铁酸洗废液中的硫酸和硫酸铁；②热分解法回收盐酸和氧化铁。吸收塔中间洗涤塔焙烧炉水排出气体回收盐酸废盐酸氧化铁浓缩盐酸空气煤油燃烧室旋风管道氧化铁9/29/202324③废盐酸中回收氯化亚铁，酸洗钢铁废液中含盐酸、铁，加入铁屑使与游离的盐酸反应，生产氯化亚铁，，再氧化成氯化铁，作为水处理的絮凝剂、印刷电路腐蚀剂。9/29/2023259/