第3章 固体废物的利用

nullnull环境岩土 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 第3章 固体废物的利用null相对于自然资源而言，固体废物属于“二次资源”或“再生资源”，一般不再具有原使用价值，但是通过回收、加工等途径，可以获得新的使用价值。从资源开发过程看，再生资源和原生资源相比，可以节省开矿、采掘、选矿等一系列复杂的程序；弥补资源不足，保护和延长原生资源的寿命；节约大量的投资，降低成本；减少环境污染，保护生态平衡；具有显著的社会效益。null废物利用的必要性自然资源的储量是有限的；自然资源中，有些是不可再生资源；近30年来，世界资源正以惊人的速度被开发和消耗，有些资源已濒临枯竭；仅需五六十年，世界石油资源将耗去全部储量的80％左右； 到2350年，世界煤炭资源也将耗去全部储量的80％左右。null虽然我国资源总量丰富，但人均占有量非常低；从世界45种主要矿产储量总计来看，我国居第三位，但人均占有量仅为世界人均水平的1/2。资源利用率低，浪费严重。据相关资料报道，在国民经济周转中，社会需要的最终产品仅占20％左右，即80％左右的资源变成了废物。上述原因必然会导致世界范围的能源危机。固体废物的再利用：由消极处理转为综合利用。null欧洲国家把固体废物综合利用作为解决固体废物污染和能源紧张的方式之一，将其列入国民经济政策的一部分，投入巨资进行开发。美国将固体废物列入资源范畴，将固体废物综合利用作为废物处理的替代 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。日本由于缺乏资源，将固体废物综合利用列为国家的重要国策，当作紧迫课题进行研究。我国固体废物利用率很低，以工业废物为例，1991年的利用率仅为18.6％，还不到国家先进水平的一半。null废物利用的途径生产建筑材料；提取有用金属和制备化学品；代替某些工业原料；固体废物综合利用的途径很多，主要有以下五个方面：制备农用化肥；利用固体废物作为能源。null综合利用的技术可行；综合利用的经济效益较大；尽可能在固体废物的产生地或就近进行利用；对固体废物进行综合利用，无论选择何种途径，都要遵循下述几条原则：综合利用的产品具有较强的竞争能力。null环境效益高。固体废物综合利用可以从环境中除去某些潜在的危险废物，减少废物堆置场地和废物堆存量。生产成本低。例如用废铝炼铝，其生产成本仅为用铝土炼铝的4％。生产效率高。例如用铁矿石炼1吨钢需要8个工时，而用废钢炼钢只需2～3个工时。同利用自然资源相比，固体废物综合利用具有很多优点：能量消耗低。例如用废钢炼钢比用铁矿石炼钢节约能耗74％。null3.1 粉煤灰的利用粉煤灰：燃煤电厂将煤磨细成直径为100 以下的细粉，用预热空气喷入炉膛悬浮燃烧，产生高温烟气，经由捕尘装置捕集，就得到粉煤灰。粉煤灰是颗粒较细，但并不均匀的多相混合物。贮灰场贮灰池null粉煤灰的化学组成粉煤灰的化学组成主要包括SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO和未燃尽炭。由于煤的品种和燃烧条件不同，各地粉煤灰的化学成分波动范围较大，故这方面的统计资料只能作为参考。粉煤灰化学成分的变化范围null根据CaO的含量，将粉煤灰区分未高钙灰和低钙灰；CaO含量在20％以上称为高钙灰，其质量优于低钙灰。粉煤灰的烧失量可以反应锅炉的燃烧状况；烧失量越高，粉煤灰质量越差。粉煤灰的化学成分是评价粉煤灰质量的重要技术参数：SiO2、Al2O3、Fe2O3的含量直接关系到粉煤灰作建筑原料的优劣；美国粉煤灰标准（ASTM<618>）规定，用与水泥和混凝土的低钙灰中，三者含量必须占化学总量的70％以上；高钙灰中，三者含量必须占50％以上。null我国燃煤电厂基本上是燃用烟煤，粉煤灰中CaO的含量偏低，属于低钙灰，但Al2O3含量一般比较高，烧失量也较高。此外，我国已有少数电厂用褐煤发电或为了脱硫而喷烧石灰石、白云石产生的灰， CaO的含量都在30％以上。目前开发中的神木煤就是优质褐煤，烧成的灰就属高钙灰。粉煤灰中MgO和SO3对水泥和混凝土而言是有害成分，故应用中对其含量有一定的限制。null粉煤灰用作建筑材料粉煤灰水泥粉煤灰水泥也叫粉煤灰硅酸盐水泥，是指由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰，加入适量石膏磨细制成的水硬胶凝材料。目前，我国粉煤灰的大宗利用途径是生产建筑材料和回填。在建筑材料方面的利用，主要是自制粉煤灰水泥、粉煤灰混凝土和生产粉煤灰烧结砖、粉煤灰蒸养砖、粉煤灰砌块、粉煤灰陶粒等。null利用粉煤灰生产的“普通硅酸盐水泥”以硅酸盐水泥熟料为主，掺入不小于15％的粉煤灰磨细制成，其性能与用等量的其他掺混料配成的“普通硅酸盐水泥”无大差异，统称为普通硅酸盐水泥。利用粉煤灰生产水泥，主要是用作水泥的掺混材料，由于掺混量不同，掺配成的水泥具有不同的名称和性能。此种水泥生产技术成熟，质量较好，是较为畅销的水泥品种。null利用粉煤灰生产的“矿渣硅酸盐水泥”矿渣硅酸盐水泥是用硅酸盐水泥熟料与高炉水淬渣按一定比例掺配磨制而成。其中，高炉水淬渣的掺配率可高达50％以上。在配制此种水泥时，可以掺入不大于15％的粉煤灰，以代替部分高炉水淬渣，成品性能与原矿渣水泥没有差异，仍称为矿渣硅酸盐水泥，也是畅销的水泥品种。null利用粉煤灰生产的“粉煤灰硅酸盐水泥”以硅酸盐水泥熟料为主，掺入20％～40％的粉煤灰和少量石膏磨制而成，其中也允许加入一定量的高炉水淬渣，但混合材料的掺量不得超过50％。粉煤灰硅酸盐水泥对硫酸盐侵蚀和水侵蚀具有抵抗能力，水化热低，干缩性好，早期强度不高，后期强度不断增加。null粉煤灰混凝土粉煤灰的基本效应对混凝土的性能产生多方面的影响：混凝土是以硅酸盐水泥为胶结料，砂、石等为集料，加水拌和而成的构筑材料。粉煤灰混凝土是用粉煤灰取代部分水泥拌和而成的混凝土。粉煤灰混凝土和易性好，因而流动性好，有利于泵送；粉煤灰混凝土早期强度低，是其缺点，但可以通过磨细使早期强度提高；null粉煤灰混凝土干缩率较小，抗拉强度较高，故可提高制品的干缩抗裂性能；粉煤灰混凝土更易发生碳化作用，故需严格控制掺灰量。粉煤灰混凝土中，水泥熟料水化速度最快，放热量最大，由于掺入粉煤灰减少了水泥的含量，从而降低了混凝土的水化热；粉煤灰混凝土具有良好的抵抗水的渗透、侵蚀能力，但抗冻性能差，在寒冷地区施工，可加入少量外加剂加以改善；null粉煤灰用作路基填筑材料粉煤灰是我国道路工程中研究和应用最多的轻质填料，具有以下优点：自重轻；因而非常适用于地基强度不高的软弱地层上填筑土工结构，可以减少路堤沉降，降低地基处理费用。强度较高；实验 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明，许多粉煤灰的抗剪强度参数完全满足公路路堤要求。一些自硬性粉煤灰，抗剪强度随时间发展还可超过土体。null压缩性小；在相同条件下，粉煤灰路堤的压缩变形量明显小于土质路堤。击实特性良好；粉煤灰的最优含水量变化范围大，幅度可达20％，即使是最优含水量的一般，干密度仍可达到最大值的80％，易于压实，适合雨季施工。良好渗透性；在进行路堤填筑时，雨后较短的时间，水分渗出就可以碾压，这一特定对雨季路堤施工十分有利。null同时，粉煤灰也具有一定的缺点：粘聚力小、毛细水作用影响较大、雨水或内部渗流时易流失，对路堤与边坡的稳定性产生一定的影响。粉煤灰填筑路基主要采用两种形式，即外包法和分层法。包心法：利用粉煤灰填芯，外包以黏性土封层。分层法：灰、土间隔布置形式，一般采用一层粉煤灰加铺一层土，相间填筑。null粉煤灰在基础工程中的应用水泥粉煤灰碎石桩简称CFG桩，是在碎石桩基础上加进一些石屑、粉煤灰和少量水泥，加水拌和制成具有一定黏结强度的桩，是近年来新开发的一种地基处理技术。施工 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 与普通沉管灌注桩一样，工艺简单；所需材料仅需少量水泥；受力特定与水泥搅拌桩相似。CFG桩CFG桩吸取了碎石桩和水泥搅拌桩的优点：null灌浆法是利用浆材将松散土体或裂隙岩体胶结成为结构新、强度大、防水性能好和化学稳定性良好的“结石体”。节约水泥，降低成本；消耗废物，具有较大的经济效益和社会效益；粉煤灰与水泥水化析出的产物发生化学反应，提高结石的抗溶蚀能力和防渗帷幕的耐久性。粉煤灰水泥浆材灌浆粉煤灰水泥浆材是将粉煤灰掺入水泥中作为灌浆材料使用，具有以下优点：null粉煤灰在农业中的应用粉煤灰的孔隙度与土壤性能的关系；施灰对土壤机械组成的影响；粉煤灰的改土与增产作用作物生长的土壤需要有一定的孔隙度，若低于12％～15％，将导致作物减产。粉煤灰中的硅酸盐矿物和炭粒具有多孔性，同时，粉煤灰粒子之间的孔隙度也大于黏结了的土壤的孔隙度。黏性土壤掺入粉煤灰可变得疏松，盐碱土掺入粉煤灰还可起到抑碱作用。null粉煤灰对土层温度的影响；粉煤灰的增产作用。粉煤灰具有的灰黑色有利于吸收热量，施入土壤，一般可使土层提高1～2℃。一些试验和生产实践表明，不同土壤合理施用符合农用标准的粉煤灰都具有增产作用。粉煤灰肥料粉煤灰制备的化肥品种主要有硅铮肥、硅肥、铮肥、粉煤灰磁化肥、粉煤灰磷肥等。null3.2 煤矸石的利用煤矸石：煤炭生产过程中产生的岩石统称，包括混入煤中的岩石、巷道掘进排出的岩石、采空区中垮落的岩石、工作面冒落的岩石以及选煤过程中排出的岩石等。煤矸石是含碳岩石与其他岩石的混合物，其石化程度较高、含碳量较低 。null根据矿物组分可分为碳质页岩、泥质页岩和砂质页岩；根据来源可分为掘进矸石、开采矸石和洗选矸石；煤矸石堆放过程中，由于可燃组分缓慢氧化、自然，故又可分为自然煤矸石和未燃煤矸石。煤矸石的分类：煤矸石的排出量平均约占煤炭开采量的20％。目前，我国煤矸石利用率不到20％，大部分堆积贮存，形成大大小小的矸石山，侵占农田、山沟、坡地，急待开发利用。null煤矸石用作建筑材料煤矸石制水泥煤矸石硅酸盐水泥以煤矸石代替黏土配置水泥生料烧制而成的胶凝材料。煤矸石少熟料水泥此种水泥也称为煤矸石砌筑水泥，是近年才列入国家标准的水泥新品种。生产方法一般是用67％的符合质量要求自然煤矸石、30％的水泥熟料和3％的石膏，原料不经锻烧，直接磨制而成。null煤矸石无熟料水泥直接把具有一定活性的沸腾炉渣与激发剂石灰按一定比例混合，磨细而成。此种水泥的抗压强度可达30～40MPa，水化热只相当与普通水泥的1/4左右，适合大体积混凝土工程，但其早期强度不高，凝结硬化缓慢，故应加强养护，特别是早期养护。煤矸石生产烧结砖煤矸石烧结砖是以煤矸石为原料，替代部分或全部黏土，采用适当工艺烧制而成。null煤矸石在公路中的应用近年来，我国公路工程中开始进行煤矸石的应用实验，取得了较好的成果。山东省205国道张博段全长40km，修建时由于土源短缺，而沿线有多处矸石山，经试验采用煤矸石作为筑路材料。煤矸石具有良好的力学性能，完全满足公路整体强度要求。煤矸石地基层强度比12％石灰土地基层强度略高，煤矸石路基强度远高于土路基；煤矸石填筑厚度在2m以上的路段，煤矸石的弹性模量可达100MPa。null1997年河南省焦作市丰收路改造工程，全部采用煤矸石作为路面基层材料，经过数年的行车检验，路面坚实平整稳定，未发现拥包、推挤、沉降变形及松散现象。1995年徐州市在修建煤矿专用公路的立交桥引道工程中，采用煤矸石作为加筋土挡墙的填料，使用效果良好，节省了工程造价。京福国道主干线山东省内曲张段采用煤矸石填筑路堤，取得了初步成功，后在10多千米的路段中推广使用，现已通车，已有测试结果表明应用效果良好。null3.3 炉渣的利用炉渣：又称溶渣，火法冶金过程中生成的浮在金属等液态物质表面的熔体，其组成以氧化物为主，还常含有硫化物并夹带少量金属。冶炼过程中产生的弃渣数量很大，如生产1吨生铁产生约0.3～1吨炉渣，由铜精矿产生1吨阳极铜产生冶炼渣约5～6吨。因此，不返回基本冶炼流程的弃渣应加以综合利用。null高炉渣高炉渣是冶炼生铁时从高炉中排出的一种废渣。在冶炼生铁时，加入高炉的原料，除了铁矿石和燃料外，还有助熔剂。当炉内温度达到1300～1500℃时，炉料变成液相，浮在液面上的熔渣称为高炉渣。高炉渣的主要成分是由CaO、MgO、Al2O3、SiO2等组成的硅酸盐和铝酸盐。null高炉渣的利用与高炉渣的处理加工工艺有关，其处理加工方法一般可分为：急冷处理，即水淬或风淬；慢冷处理，即空气中自然冷却；半急冷处理，即加入少量水并在机械设备作用下冷却。我国通常时把高炉渣加工成水淬渣、矿渣碎石、膨胀矿渣等形式加以利用。null水渣用作建筑材料此种水泥是将水泥熟料、水渣和3％～5％的石膏混合磨制而成。其中，水渣的掺量，视所生产的水泥标号而定，一般为30％～70％。矿渣硅酸盐水泥此种混凝土以水渣为原料，配入激发剂（水泥熟料、石灰、石膏），放入轮碾机中加水碾磨与集料拌和而成。矿渣混凝土的各种物理力学性能都与普通混凝土相似，还具有良好的抗水渗透性和耐热性。矿渣混凝土null矿渣碎石用作填筑材料矿渣碎石的强度与岩石强度大体相当，虽然含蜂窝孔的块体强度较低，但经过碾压可使块体性能得以改善。利用矿渣碎石建造的地基与碎石垫层的性能相当，甚至比砂垫层要好。矿渣碎石在地基工程中的应用矿渣碎石具有缓慢的水硬性，对光线的漫反射性能好，摩擦系数大，非常适合用来修筑道路。利用矿渣碎石修筑的沥青路面既明亮，防护性能又好，还具有良好的耐磨性能。矿渣碎石具有良好的耐热性能，更适用于喷气式飞机的跑道。矿渣碎石在道路工程中的应用null膨胀矿渣的用途矿渣碎石还可以用来铺设铁路，可适当吸收列车行走时产生的振动和噪音。矿渣碎石在铁路道渣上的应用膨胀矿渣主要是用作混凝土轻集料，由此制成的轻质混凝土不仅可以用于建筑物的维护结构，而且可用于承重结构。同时，膨胀矿渣也可用作防火隔热材料。null钢渣钢渣是炼钢过程中产生的固体废物。炼钢的基本原理和炼铁相反，是以氧化的方法除去铁中过多的碳素和杂质、氧和杂质作用生成的氧化物就是钢渣。钢渣是由钙、铁、硅、镁、铝、锰、磷等氧化物所组成，有时还含有钛和钒等氧化物，其中钙、铁、硅氧化物占绝大部分。null钢渣返回冶金再用主要包括返回烧结、返回高炉和返回炼钢炉，作为烧结熔剂、高炉熔剂和化铁炉熔剂。钢渣制作水泥钢渣水泥全称为“钢渣矿渣水泥”，是以平炉、转炉钢渣为主要组分，加入一定量粒化高炉矿渣和适量石膏，磨细制成的水硬性胶凝材料。钢渣的最小掺量不低于35％。null钢渣代碎石作集料和路材钢渣具有表观密度大、强度高、表面粗糙、稳定性好、耐蚀、耐久性好、与沥青结合牢固等优良性能，因而特别适于在铁路、公路、工程回填、修筑堤坝、填海造地等工程中代替天然碎石使用。钢渣制作肥料目前，我国利用钢渣生产的磷肥品种有钢渣磷肥和钙镁磷肥，且以钢渣磷肥为主。