按照《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》， 固体废物分为城市垃圾、工业固体废物和危险废物 三类。
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我国固废的排放及利用状况
2006年我国工业固体废物排放情况如下：
工业固体废物产生量（万t）
151 541.4
工业固体废物综合利用量（万t） 92 601.0
工业固体废物综合利用率(%) 59.6
(5)稀有金属：指在自然界中含量很少、 分布稀散或难以提取的金属，稀有金属又分 为钛、铍、锂、铷、铯等稀有轻金属；钨、 钼、铌、钽、锆、钒等稀有高熔点金属；镓、 铟、铊、锗等稀有分散金属；钪、钇和镧系 元素等稀土金属；镭、锕系元素等稀有放散 性元素。
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11.2 冶金固体废物
冶金固体废物是指在冶金生产过程中所排放的暂时 没有利用价值而被丢弃的固体废物。
矿渣棉是利用工业废料矿渣(高炉矿渣或铜矿渣、 铝矿渣等)为主要原料，经熔化、采用高速离心法 或喷吹法等工艺制成的棉丝状无机纤维。
它具有质轻、导热系数小、不燃烧、防蛀、价廉、 耐腐蚀、化学稳定性好、吸声性能好等特点。可 用于建筑物的填充绝热、吸声、隔声、制氧机和 冷库保冷及各种热力设备填充隔热等。
CS:CaO·SiO2 硅酸钙 CC23SS::23CCaaOO··SSiiOO22硅硅酸酸二三钙钙
FeS、MnS 是硫化物
块渣的分解
块高渣时中会有导多 致晶矿型渣的结构C2破S、坏硫，化这物种和现石象灰称，为当重其矿含渣量分较 解。
硅酸盐分解
硫化物分解
石灰分解
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块渣的分解
a. 硅酸盐分解
工业固体废物贮存量（万t）
22 398.1
工业固体废物处置量（万t）
42 883.0
工业固体废物排放量（万t）
1 302.1
“三废”综合利用产品产值（亿元） 1026.8
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冶金固体废物分类
(1)矿业固体废物 (2)钢铁冶金工业固体废物 (3)有色金属工业固体废物
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11.3冶金固体废物分类
主要由玻璃体(95％)构成，外观大多呈球形，表面 有釉化玻璃光泽，珠内有微孔，其松散容重大于陶 粒、浮石，可达400～1200 kg／m3.
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11.4.3 高炉渣利用
我国通常是把高炉渣加工成： 水渣 矿渣碎石 膨胀矿渣 矿渣珠 矿渣棉 免烧砖
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（1）制作水渣
水渣是把热熔状态的高炉渣置于水中急速冷 却的过程，主要有渣池水淬或炉前水淬两种 方式。
3、砖的粘力，吸水率（20%－30%）均优于 粘土砖，能粘贴瓷片等各种建筑装饰。
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11.5 钢渣(slag)的处理和利用
钢渣是炼钢过程中排放出的废渣。 炼钢过程是用空气或高纯氧气氧化铁水中的碳、
Fe、Mn、Si、P等元素并释放大量化学热。在高温 下，炉料分成两个互不相溶的液相：钢液和熔渣， 熔渣硬化后即为钢渣，一般每炼一吨钢，产生 200～300kg钢渣。 按冶炼方法，钢渣可分为平炉钢渣(初期渣，后期 渣)，电炉钢渣(氧化渣，还原渣)和转炉钢渣三类。
水渣作建材用于生产水泥和混凝土，由于水 渣具有潜在的水硬胶凝性能，在水泥熟料、 石灰、石膏等激发剂作用下，可以作为优质 的水泥原料，可制成：矿渣硅酸盐水泥、石 膏矿渣水泥、石灰矿渣水泥、矿渣砖、矿渣 混凝土等。
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（2）制作矿渣碎石
矿渣碎石是高炉渣在指定的渣坑或渣场自 然冷却或淋水冷却形成较为致密的矿渣后， 经过挖掘、破碎、磁选和筛分而得到的一 种碎石材料，生产工艺主要有热泼法和堤 式法两种。
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冶金废渣
冶金废渣是指冶金工业生产过程中产 生的各种固体废弃物。
主要指炼铁炉中产生的高炉渣；钢渣； 有色金属冶炼产生的各种有色金属渣，
如铜渣、铅渣、锌渣、镍渣等； 从铝土矿提炼氧化铝排出的赤泥以及轧
钢过程产生的少量氧化铁渣。
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重点讲述以下四种冶金废渣的资源化
炼铁过程 •高炉渣的资源化 •钢渣的资源化
第十一章 冶金工业固体废物的资源化
目录
冶金工艺概述
冶金固体废物 炼铁过程 •高炉渣的资源化
•钢渣的资源化 有色金属渣 •赤泥的资源化
•铜渣的资源化 2
11.1冶金工艺概述
金属及其分类
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冶金工业分类法
黑色金属 铁、铬、锰三种 有色金属 除铁、铬、锰三种金属以外
的所有金属。
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(1)有色轻金属：指密度小于 4.5g/cm3的有色金属，有铝、镁、钙 等及其合金；
在Si被冶氧炼化初成期S，iO部2分，铁此水时氧熔化渣，为形S成iOF2e—O(F和eOFe+2FOe32，O铁3)—水C中aO的 三元体系，主要矿物相为橄榄石CaO·Mg(Fe， Mn)O·SiO2。
随后，由于石灰的不断加入，碱度不断提高，依次发生下 列反应： 橄榄石+CaO→3CaO·(Fe,Mg,Mn)O·2Si02(蔷薇辉 石)十(Fe,Mg,Mn)O 蔷薇辉石+CaO→C2S+(Fe,Mg,Mn)O C2S+CaO→C3S
对于碱性水淬渣，主要结晶相为碱性高炉水淬渣，具有良 好的活性。
对于酸性熔渣由于A12O3含量高,粘度大,在水淬急冷时,熔渣 易于形成玻璃态物质，因此，酸性水淬渣也具有良好的活 性。
熔渣中的MgO能降低其粘度，在水淬急冷时易于进入玻璃 体，对水淬渣活性有利。
熔渣中的MnO不利于玻璃体的形成，因此对水淬渣活性有
膨胀矿渣珠是用适量冷却水急冷高炉 渣熔渣而形成的一种多孔轻质矿渣，生 产方法有喷射法、喷雾法、堑沟法、滚 筒法。
可用于做轻骨料，用来制作内墙板楼板 等，也可用于承重结构。
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（4）制作矿渣棉
矿渣棉矿物棉的一种由钢铁高炉渣矿渣制成的 短纤维。常用的原料有铁、磷、镍、铅、铬、铜、 锰、锌、钛等矿渣。主要用作绝热材料和吸音材 料。也可用铁包装材料。
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（2）钢渣的矿物成分
在不同冶炼期和不同碱度的钢渣中都有(Mg,Mn)O连 续固溶体和游离CaO、铁酸钙存在，含磷多的钢渣 中还存在叠磷硅酸钙石。
钢渣的物质组成 钢渣的处理工艺 钢渣的利用
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11.5.1 钢渣的物质组成
钢渣的化学成分 钢渣的矿物成分
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(1) 钢渣的化学成分
钢渣的化学组分的来源（重点) 钢渣的主要化学成分及其特点(重点） 钢渣的碱度(alkalinity)及分类
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a. 钢渣化学组分的来源（重点）
金属炉料中各元素被氧化后生成的氧化物； 被腐蚀的炉衬和补炉材料； 金属炉料带入的泥砂等杂质； 造渣材料，如石灰石、白云石、铁矿石、石英砂
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c. 钢渣的碱度(alkalinity)及分类
钢渣的碱度(M0):
M0
CaO SiO2 P2O5
钢渣按碱度分类：
低碱度钢渣：M0＜1.8； 中碱度钢渣：M0＝1.8—2.5； 高碱度钢渣：M0＞2.5
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（2）钢渣的矿物成分
钢渣的矿物成分与其化学成分，特别是与碱度密切相关。 在炼钢过程中，随着碱度逐渐增高，将发生不同的化学反 应，并形成不同的矿物相。
(1)矿业固体废物（见上一章）
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(2)有色金属工业固体废物
有色金属工业有害固体废物：则是指具有浸出毒性、 腐蚀性、放射性和急性毒性四种中的一种或一种以 上的固体废物，及列入表3 -24的固体废物。
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(3) 钢铁冶金工业固体废物
主要是炼铁、炼钢冶炼过程中排出的废渣， 这些废渣可以统称冶金渣。
三种方法处理，便得到了三种性能不同的高炉 矿渣： 水淬渣(granulated blastfurnace slag) 块矿渣(granular ore slag) 膨胀矿渣（expanded slag）
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(1) 水淬渣(granulated blastfurnace slag)
用水、压缩空气或蒸汽对熔渣进行快速冷却处理，通常用 水冷，使矿渣与水激烈混合急冷成粒状或海绵状浮石类物 质,故又叫粒化矿渣。在急冷过程中，熔渣中的大部分组分 来不及结晶而呈玻璃态保留下来，只有少部分形成稳定晶 体。
等。
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b. 钢渣的主要化学成分及其特点（重点）
主要化学成分有：CaO、SiO2、A12O3、FeO、 Fe2O3、MgO、MnO、P2O5、Y2O5、TiO2等；
钢渣中FeO和Fe2O3含量(约20％)明显高于高炉矿 渣和水泥熟料中的含量(约<5％)。
钢渣中含有P2O5(约1～5％)，而高炉矿渣和水泥 熟料中一般没有P2O5。P2O5对于钢渣矿物的形成 起重要作用，但P2O5和CaO，SiO2能形成活性较 差的叠磷硅钙石Ca3(PO4)2·2(α-Ca2SiO4)，阻碍了 C3S的生成，并使C3S分解，从而降低钢渣的活性。
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11.4.2 高炉渣分类
按冶炼生产方法可分为：铸造生铁矿渣、 炼钢生铁矿渣、特种生铁矿渣。
按化学成分可以分为：碱性矿渣 ，中性矿 渣 ，酸性矿渣。
按物理性质及形态可分为：急冷矿渣；粒 状矿渣、浮石状或球状矿渣；慢冷矿渣； 块状矿渣、粉状矿渣。
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高炉矿渣的性能取决于高温熔渣的处理方法。 对高炉熔渣通常用急冷法、慢冷法和半急冷法
(2)有色重金属：指密度大于 4.5g/cm3的有色金属、有铜、镍、铅、 锌、锡、锑、钴、铋、镉、汞等及其 合金；
(3)贵金属：指矿源少、开采和提 取比较困难、价格比一般金属贵的金 属，如金、银和铂族元素及其合金；
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(4)半金属：指物理化学性质介于金属与 非金属之间的硅、硒、碲、砷、硼等，也有 人将硼、碳、砹、钋划入半金属，所有半金 属元素都呈现金属光泽；
不良影响。
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(2) 块渣(Granular ore slag)
块渣的矿物成分和物理性能 块渣的矿物成分明显地不同于水淬渣，由于缓慢冷 却，化学组分大多已析晶，主要矿物有黄长石(20～ 7M0n％S多％数)，不辉具石有、活F性eS。、