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我国工业固体废弃物磷石膏预处理及综合利用综述

2020-11-27

建材发展导向 2020年11期
关键词:硅钙磷矿钢渣

徐 炟

(贵阳市白云区住房和城乡建设局,贵州 贵阳 550014)

目前由于技术、经济、政策的原因导致这些固体废弃物大多处于废弃或堆存的状态,这不仅浪费了大量的资源,制约了经济发展,而且对环境造成了严重的污染和巨大的危害。磷矿作为工农业生产不可或缺的一种不可再生资源。

1 工业固体废弃物磷石膏产生的原因

我国工业固体废弃物磷石膏来自于以下几个方面:1)我国开采使用低品位磷矿石过程中,通常使用湿法生产工业磷酸,然后经过净化后生产化合物磷酸盐过程中产生工业固体废弃物磷石膏;2)随着工业复合肥的大量使用,生产含磷复合肥的企业大量增加也是工业固体废弃物磷石膏的主要原因之一;3)使用湿法磷酸生产磷酸氢钙、磷酸二氢钙等磷酸盐饲料的不断增加,也是我国工业固体废弃物磷石膏主要原因之一。

2 硅钙型固废物的处理技术

2.1 硅钙型固废物的种类及产生量

硅钙型固废物的处理技术之一是硅钙型固废物的种类及产生量。硅钙型无机固废物种类较多,大都存在于钢铁冶金行业,包括采矿废石、选矿尾矿、冶炼炉渣、粉尘污泥等。2005年中国钢铁产量超过4亿t,约占世界总产量的50%。由此产生高炉矿渣为1.55亿t、钢渣约7000万t。2008年中国钢铁产量达到发展巅峰,产量达到5.3亿t。生态环境部等5部委于2019年4月28日发布了“关于推进实施钢铁行业超低排放的意见”,对钢铁行业的升级、环境治理、固废处置都作了规范化基本要求。若以钢铁长流程生产企业为例,每生产1t钢所产生的固废物为600~800kg,2018年中国粗钢产量为9.28亿t,按此推算固废物产生量为5.56亿~7.42亿t。在这些固废物中,选矿尾矿主要化学成分(质量分数):SiO2,15.7% ~72.8%;Fe2O3,6.2% ~24.8%;CaO,4.9%~30.8%。高炉渣主要化学成分(质量分数):SiO2,25.30% ~40.55%;Al2O3,7.63% ~11.20%;CaO,23.10% ~45.54%;有些高炉渣还含有V2O5、Na2O、BaO、P2O5、Cr2O3等,攀钢高炉渣TiO2质量分数达到23.50%。中国80%钢渣为转炉渣,其余为平炉钢渣和电炉钢渣。钢渣中硅、铁、钙氧化物占绝大部分,根据7家钢厂的统计资料,钢渣中SiO2质量分数为8.51% ~15.99%、FeO质量分数为7.30%~19.22%、CaO质量分数为40.30% ~45.37%。中国有色金属固废物也包括选冶尾矿、工业废渣、剥离废石等,大多也属硅钙型固废物,目前综合利用率仅为7%~8%。

2.2 他元素的回收

硅钙型固废物的处理技术之二是他元素的回收。金属工业废渣中可回收硫、铅、锌、铜、铊、铋等多种元素,其在钢铁和有色金属冶炼行业都可大有作为。例如,白银有色金属公司尾矿砂以前主要用于井下充填,现选矿厂建立了处理能力为150万t/a的尾矿浮选回收工程,可生产硫品位不低于35%的优质硫精矿。对于铜品位平均在0.2%左右的废石,则采用原地生化浸铜技术,用于低品位废矿石中铜资源的回收。

3 磷矿固体废弃物资源化利用的建议

3.1 完善基础资料

磷矿固体废弃物资源化利用的建议之一是完善基础资料。为推广磷矿固体废弃物的综合利用,必须要加强磷矿固体废弃物的资源调查。摸清磷矿固体废弃物的情况,包括类型、库存量、年增量、堆存位置、化学组分、物理性质、可利用组分含量、赋存状态、以及有害物质的含量和赋存状态等,拥有这些基础资料,是开展磷矿固体废弃物综合利用的前提。建立数据库,开展统计调查工作,建立磷矿固体废弃物资源综合利用信息网络平台,建立起数据的收集、整理、统计系统,建立固体废弃物排放和贮存、利用情况公报制度。着重掌握不同性质、不同生产环节产生的固体废弃物的产生、堆存情况,了解固体废弃物重点利用途径的情况。

3.2 加强技术研究

磷矿固体废弃物资源化利用的建议之二是加强技术研究。磷矿固体废弃物种类繁多,组分复杂,要想合理高效的利用固体废弃物资源,必须加强固体废弃物利用的科学技术研究,寻找适合固体废弃物资源化利用的经济可行的新技术、新工艺。从20世纪70年代以来,其他发达国家,如美国、前苏联,都投入了人力物力财力用于矿山固体废弃物的选矿实验研究,相对于这些国家,我国矿山固体废弃物的综合利用技术研究就比较滞后。

4 结语

总之,在一定范围内,随着硅酸盐水泥质量的增加,磷石膏的抗压强度是有所提高的,水灰比虽然是一样的,但是普通硅酸盐水泥和水的用量都不相同,导致其抗压强度不同,在配比最佳的时候,抗压强度才会高。

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