碱性工业固废堆存对周边环境的危害分析及应对措施.pdf
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1、问题探讨292024,Vol.62,No.2292024,Vol.62,No.2收稿日期:2024-02-23作者简介:祝晶晶,女,工程师,主要从事钢铁渣处理及利用研究。碱性工业固废堆存对周边环境的危害分析及应对措施祝晶晶1,2,3,吕存根1,2,3,夏春1,2,3(1.中冶节能环保有限责任公司 北京 100088;2.中冶建筑研究总院有限公司 北京 100088;3.钢铁工业环境保护国家重点实验室 北京 100088)摘要:碱性大宗工业固废产量巨大且利用率低,导致堆存量大,高达数十亿吨。本文综述了钢铁渣、电石渣、粉煤灰、赤泥几种大宗碱性工业固废的产生以及堆存后对周边生态环境污染和危害,并对碱
2、性大宗工业固废堆存场地的环境风险管控和未来处置利用方向提出了建议,提出碱性工业固废资源化利用及其矿化固碳技术将是未来的产业化发展方向,以期为碱性工业固废处置及综合利用提供参考,减少不规范堆存对周边生态环境的污染。关键词:碱性工业固废;钢铁渣;电石渣;粉煤灰;赤泥;风险管控;矿化固碳中图分类号:TF70文献标识码:B文章编号:1003-0514(2024)02-0029-04Analysis and treatmeng suggestions on the envirinmental impact of alkaline industrial solid waste Zhu Jingjing1,
3、2,3,Lv cungen1,2,3,Xia Chun1,2,3(1.Energy Saving and Environmental Protection,MCCGroup,Co.,Ltd.,Beijing 100088,China;2.Central Research Institute of Building and Construction,MCCGroup,Co.,Ltd.,Beijing 100088,China;3.StateKey Laboratory of Ironand Steel Industry Environmental Protection,Beijing 10008
4、8,China)Abstract:The production of alkaline bulk industrial solid waste is huge and the utilization rate is low,resulting in a large stockpile of billions of tons.This article reviews the generation of several bulk alkaline industrial solid waste such as steel slag,carbide slag,fly ash,and red mud,a
5、s well as the pollution and harm to the surrounding ecological environment after storage.Suggestions are also made for environmental risk management and future disposal and utilization of alkaline bulk industrial solid waste storage sites.It is proposed that the resource utilization and mineralizati
6、on carbon fixation technology of alkaline industrial solid waste will be the future direction of industrial development,In order to provide reference for the disposal and comprehensive utilization of alkaline industrial solid waste,and reduce the pollution of non-standard stacking on the surrounding
7、 ecological environment.Key words:alkaline industrial solid waste;steel slag;calcium carbide slag;fly ash;red mud;risk control;mineralized carbon sequestration1碱性工业固废的种类碱性工业固体废弃物是工业生产过程中排出的一种固体废渣,其种类有粉煤灰、钢铁渣、赤泥、电石渣等,此类固废因碱土金属或碱金属含量较高而具有较强碱性。本文对几种产生量较大的碱性工业固废进行介绍。bz2402正文.indd 29bz2402正文.indd 292024/
8、4/17 9:35:432024/4/17 9:35:43冶金标准化与质量2024,Vol.62,No.2301.1钢渣钢渣主要来源于金属炉料中各元素被氧化后生成的氧化物及硫化物、被侵蚀的炉衬及炉衬材料、金属炉料带入的杂质以及为调整钢渣性质所加入的造渣材料,如活性石灰、白云石、萤石等。钢渣中富含钙、硅、铁、镁、铝等有价元素。在实际生产过程中,每生产 1 t 粗钢,产生钢渣约 120 140 t,现阶段我国钢渣年产量超过 1 亿 t,因未得到有效利用导致的堆存钢渣超过 10 亿 t。钢渣的密度约3.5 g/cm3,其成分波动较大,原材料、冶炼工艺及冶炼钢种都会对钢渣具体成分具有影响。1.2高炉渣
9、高炉渣是高炉冶炼过程中由矿石中的脉石、燃料中小的灰分和溶剂(一般是石灰石)中的非挥发组分形成的固体废弃物。高炉渣的主要化学成分是 CaO、SiO2、Al2O3和 MgO,其总量一般占 90%以上,次要成分是少量的 MnO、TiO2、S、Na2O 和 K2O。每生产 1 t 铁水,产生高炉渣超过 300 t,现阶段我国高炉渣年产量超过 3 亿 t,高炉渣缓慢冷却后可生成钙黄长石、硅酸二钙、镁方柱石、钙镁橄榄石等的固熔体和玻璃体的矿物,高炉渣的产生数量与矿石品位有关。相对于钢渣而言,高炉渣利用率较高,我国通常是把高炉渣加工成水淬渣、矿渣碎石、膨胀矿渣和膨胀矿渣珠等形式加以利用。1.3电石渣电石渣是
10、一种生产工业聚氯乙烯(PVC)和乙炔(C2H2)的电石水解废料,主要成分为氢氧化钙,可用于生产氧化钙、碳酸钙等化学制品。通过电石法生产乙炔,同时生成 10 t 固含量约 12%的灰褐色浑浊浆液,脱水后即为电石渣,实际生产中,消耗 1 t电石大约产生 1.2 1.8 t 电石渣。我国电石渣年产量约 4 300 万 t,目前累计堆存量已经超过 1 亿 t。含有较低含水量的电石渣和渗滤液具有强碱性,并含有硫化物和磷化物等有害物质。根据国家标准危险废物鉴别标准(GB 5085.7-2019),电石渣属于类一般工业废弃物。电石渣的大量排放和堆积,造成严重的周边环境污染、土地和钙资源的浪费。1.4粉煤灰粉
11、煤灰是火力发电站排放的大宗固体废弃物之一,近年来,全球每年约产生粉煤灰 20 亿 t。其中,中国每年产生量约为 6 亿 t,粉煤灰堆积总量超过 30 亿 t,占地面积达 500 km2以上。国家标准 用于水泥和混凝土中的粉煤灰(GB/T 1596-2005)中定义粉煤灰为电厂煤粉炉烟道气体中收集的粉末,而通常行业内将煤粉炉和循环流化床锅炉中燃烧后的飞灰都称为粉煤灰,国内外的粉煤灰统计也将循环流化床锅炉粉煤灰包含在内。粉煤灰由于煤质、所烧煤的粒度、燃煤锅炉、燃烧温度以及炉内停留时间等条件不同其形态、物理和化学性质方面均有较大的差异。我国粉煤灰的平均密度为2.149 g/cm3,粉煤灰化学成分以
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