细度
➢粉煤灰的粒径范围0.5-300微米 ➢我国规定45微米筛余百分数为细度指标
颗粒组成 ➢球形颗粒 4-25% ➢不规则多孔颗粒 约70%
需水量比
➢一般水泥和混凝土中掺入粉煤灰，可降 低其用水量
粉煤灰应用
➢ 用作建筑原料
水泥或混凝土掺料、制砖、空心砌砖
➢ 用作工程填筑
路基、低洼地填充、废矿井或塌陷区填充
高炉渣应用
石膏矿渣水泥 将干燥的矿渣、石膏、硅酸盐水泥熟料或石灰按照一定比例混合
磨细得到的水硬性胶凝材料 高炉渣配入量高达80% 石膏为硫酸盐激发剂
化工渣资源化 化学生产行业多，产品杂 化肥、农药、橡胶、染料、无机盐及有机化工原料等众多行业 固废来源：废品、副产品、失效催化剂、废添加剂，未反应的 原料及原料中夹带的杂质，精制、分离、洗涤时由相应装置排 出的工艺废物，净化装置排出的粉尘，废水处理产生的污泥， 化学品容器和工业垃圾 每吨产品产生的化工固体废物量较大，一般产生1—3吨固废， 有的可高达8—12吨
成分 Fe Cu Pb Zn Co Au(g/t) Ag(g/t) S As SiO2 A12O3 MgO CaO
表
南京 54.80~55.60
0.26~0.35 0.015~0.018
0.77~1.54 0.012~0.032
0.33~0.90 12.00~40.00
1.02~4.80
11.42 1.43 <1 2.17
➢ 用于农业
复合肥、土壤改良剂等
➢ 用于环境保护
废水处理、脱硫、吸声等
➢ 生产功能性新型材料 复合混凝剂、沸石分子筛、填料载体等
➢ 回收有用物质
稀有金属、工业原料等
粉煤灰水泥 由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰，在加入适量石膏磨细
制成的水硬性胶凝材料，称为粉煤灰硅酸盐水泥 此种水泥中粉煤灰的掺量按质量分数为20%-40%
硫酸渣 铬渣 磷石膏 电石渣
硫酸渣资源化
硫酸渣是硫铁矿制酸时在沸腾炉中高温熔烧后的产物 硫酸工业每年约排出一千万吨废渣,除少量供水泥厂作添加 剂外,大部分堆存
硫铁矿
沸腾炉氧化焙烧 烟气 净化
干燥
转化
吸收
硫酸
硫酸渣（烧渣）
尘渣
图 硫酸生产工艺流程
当硫铁矿含硫25～35%时，生产每吨硫酸约产生0.7～1吨硫酸渣
成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰 色岩石
煤矸石产生量约为煤炭生产量的10%左右
煤矸石性质 煤矸石和粘土的化学成分相似，能够代替粘 土提供硅质组成，成为生产水泥的原料
煤矸石能释放一定的热量，可代替部分燃料
煤矸石分类
一类：含碳量≤4% 二类：含碳量4-6%
一二类煤矸石热值低（ ≤ 2090kJ/kg），可用作路基材料， 塌陷区复垦、采空区回填 三类：含碳量6-20% 三类煤矸石（热值2090-6270kJ/kg），可用作生产水泥、 砖瓦、轻骨料 四类：含碳量＞20% 四类煤矸石（热值较高 6270-12550kJ/kg），可用回收煤 炭或用作工业用燃料
（2）回收或利用其中有用组分 煤矸石沸腾炉发电、洗矸泥炼焦作工业或民用燃料 钢渣作冶炼溶剂、硫铁矿烧渣炼铁 新型聚合物基、陶瓷基与金属基的废物复合材料 从烟尘和赤泥中中提取镓、钪等贵金属
（3）筑路、筑坝与回填 投资少、用量大、技术成熟、易推广 修筑1km公路可消耗粉煤灰上万吨 回填后覆土，可作为耕地、林地或建设用地 （4）生产农肥和土壤改良 含硅、钙、磷以及各种微量元素的工业废物，改性后，可作为农 肥使用 利用粉煤灰、炉渣、钢渣、黄磷渣和赤泥及铁合金渣等制作硅钙 肥、钙镁磷肥
采暖 发电
制取煤气
煤矸石生产烧结砖
煤矸石烧结砖是以煤矸石为原料，替代部分或全部粘土，
采用适当的工艺烧制而成
粉煤灰化学成分/%
SiO2
Al2O3
CaO
MgO
Fe2O3
SO3
K2O和Na2O
烧失量
43-56 20-32 1.5-5.5 0.6-2.0 4-10
0.5-2 1.0-2.5 3-20
化学组成类似于粘土的化学组成，包括SiO2、Al2O3、Fe2O3、 CaO和未燃尽的碳 由于煤的品种不同，粉煤灰分为高钙粉煤灰和低钙粉煤灰
或网络结构，具有较高的潜在活性
高炉渣种类
水渣/粒化渣 大量冷却水作用下急冷形成的海绵状浮石类玻璃体物质 具有潜在水泥胶凝性能，是优质水泥原料 气冷渣/重矿渣 高温熔渣在空气中自然冷却或少量淋水慢速冷却而形成的致密快渣 性质与天然碎石相近，其抗压强度、稳定性、耐磨性等均符合工程要求， 可代替碎石用于建筑工程中 膨珠 在半急冷作用并通过成珠设备击碎、抛甩到空气中，再受空气冷却形成 的矿渣 多呈球形，黑色，高孔隙度和低密度 具有一定的化学活性，适于作建筑用轻骨料和生产水泥
典型工业固体废物处理与资源化
赤泥 典型化学组成 (％)
从赤泥中回收铁
• 铁是赤泥的主要成分，10%～45%，含量较低 • 预焙烧后入沸腾炉内，700～800℃还原，Fe2O3转 变为Fe3O4 • 还原物冷却、粉碎后，湿式或干式磁选机分选，
得到含铁63%～81%磁性产品，铁回收率为83%～
93% • 一种高品位的炼铁精料
高炉渣化学组成
氧化钙、氧化铝、氧化镁、二氧化硅四种占高炉渣90%以上
组成%
CaO
SiO2
普通矿渣 31-50 31-44
Al2O3 MgO 6-18 1-16
MnO 0.05-2.6
Fe2O3 0.2-1.5
S
TiO2 V2O5
0.2-2
锰铁矿渣 28-47 22-35 7-2-1.7 0.17-2
半干 21.41 18.80 5.82 4.02 43.62 1.92 1.92 2.06 0.37 6.99 0.33 0.08
法
粉煤灰处理与资源化
燃煤电厂将煤磨细成100微米以下的细粉，用预热空气喷入 炉内悬浮燃烧，产生高温烟气，经捕尘装置捕集的粉尘成为 粉煤灰，也叫飞灰
粉煤灰的产生量为电厂煤炭用量的25%左右
工业固体废物资源化利用
（1）生产建材 耗渣量大、投资少、见效快、能耗低、节省原材料、不产生二 次污染可生产的产品种类多，性能好 如用作水泥原料与配料、掺合料、缓凝剂、墙体材料、混凝土 的混合料与骨料、加气混凝土、砂浆、砌块、装饰材料、保温 材料、矿渣棉、轻质骨料、铸石、微晶玻璃等
工业固体废物资源化利用
硫铁矿烧渣的化学组成，%
吴泾 山东乳山 安徽铜陵 日本户钿
52 0.24 0.054
21.2 0.067 0.03
52~55 0.2~0.4 0.03~0.05
62.58 0.39 0.29
0.19
0.03
0.01
0.14
0.31 15.96
4.38 10 0.53 0.05 39.9 5.39
0.3~0.4 13
Al2O3
CaO
MgO Fe2O3
R2O 烧失量
40-65 15-35 1-7
1-4
2-9
1-2.5 2-17
高岭土（68.7%）、蒙脱石、石英砂、硅酸盐矿物、碳酸盐矿物、铁钛矿、 炭质等
化学元素以Si、Al为主（SiO2 40-65%, Al2O3 15-30%）
煤矸石处理与资源化
采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物
38家大中型水泥厂窑灰化学成分（%）
生产 方式 烧失量 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 K2O Na2O f-CaO TiO2 S
湿法 24.02 15.05 4.75 3.30 43.92 1.67 4.36 2.18 0.28 4.91 0.30 0.54 干法 10.85 19.15 5.48 3.96 51.86 2.99 2.80 2.32 0.29 16.63 0.31 0.08
工业固体废物 处理与资源化
工业固体废物处理原则
• 避免产生(Clean) • 综合利用(Cycle) • 妥善处理(Control)
工业固体废物对生态环境的危害
➢ 露天堆积，侵占土地，阻塞河道，造成水灾 ➢ 自燃产生大量有害气体，如CO, CO2, SO2, H2S, NOx等，诱 发火灾 ➢ 酸性淋溶水损伤土壤、农作物及地下地表水环境 ➢ 细颗粒随风飘散，造成降尘污染 ➢ 其中的天然放射性元素对人体与环境产生危害 ➢ 崩塌时，危及人畜安全
• 预焙烧，二次污染严重
回收其他金属
• 回收铝、钛、钒、铬、锰等多种金属 • 回收稀有金属，但难度很大，成本很高，
二次污染严重 • 必须开发高效的分离方法
赤泥用作建材
• 水泥 •砖 • 陶粒
煤矸石 粘土
水
赤泥
粉碎
混配
成球
活化
干燥
焙烧
陶粒
粉煤灰 添加剂
赤泥陶粒的制备过程
煤矸石化学成分/%
SiO2
高炉渣应用
矿渣硅酸盐水泥 凡由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬 性胶凝材料称为矿渣硅酸盐水泥（简称矿渣水泥） 水泥中粒化高炉矿渣掺加量按重量百分比计为20%-70% 普通硅酸盐水泥 凡由硅酸盐水泥熟料、少量高炉矿渣、 3-5%石膏共同研磨制成 的水硬性胶凝材料 高炉矿渣掺量不超过15%
钒钛矿渣 20-31 19-32 13-17 7-9
0.3-1.2
0.2-1.9 0.2-0.9 6-31 0.06-1
高炉渣化学组成
高炉渣矿物组成
高炉渣的性质取决于冷却条件 慢速冷却的高炉渣具有相对均衡的结晶结构，其主要矿物为
钙铝黄长石、镁黄长石、钙黄长石、硫化钙、硅酸二钙等 水淬急冷阻止了矿物结晶，因而形成大量无定形玻璃体结构
0.4~0.7
8~13
0.65 31.69 0.46 0.05