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工业废渣

/industrial waste/
条目作者沈旦申

沈旦申

最后更新 2024-12-05
浏览 139
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工业生产过程中排放的固体废物。

英文名称
industrial waste
所属学科
土木工程

按照危险性不同可将其划分为有毒废物、易燃废物、腐蚀性废物、可传染疾病的废物与有化学反应性的废物等。①有毒废物,指对任何一类特定的遗传活动测定呈阳性反应的废弃物,或根据所选用的分析方法、生物监测方法测定其结果超过所规定浓度的废物。②易燃废物,指含燃点低于60℃的废弃物,在物理因素作用下容易起火的废弃物,或在点火时剧烈燃烧易引起火灾的和含氧化剂的废弃物等。③腐蚀性废物,是含水废弃物、不含水但加入等量水后浸出液的pH为3以下或12以上的废弃物。④可传染疾病的废物,指医院或兽医院未经消毒排出的含有病原体的和含致病性生物的污泥等。⑤有化学反应性的废物,指容易引起化学反应但不爆炸的、易与水激烈反应可形成爆炸性混合物的、与水混合时释放有毒烟雾的、在有强烈起始源(加热或和水作用)产生爆炸性或爆炸性反应的废物。

工业废渣长期堆存的危害主要有:①不仅占用大量土地,而且会造成对水系和大气的严重污染。大量采矿废石堆积毁坏了大片的农田和森林地带。②工业废渣经过雨雪淋溶,其可溶成分随水从地表向下渗透,向土壤迁移转化,富集有害物质,使堆场附近土质酸化、碱化、硬化,甚至发生重金属型污染。例如,一般在有色金属冶炼厂附近的土壤里,铅含量为正常土壤中含量的10~40倍,铜含量为5~200倍,锌含量为5~50倍。这些有毒物质一方面通过土壤进入水体,另一方面在土壤中发生积累而被作物吸收,毒害农作物。③工业废渣与城市垃圾在雨水、雪水的作用下,流入江河湖海,造成水体的严重污染与破坏。如果将工业废渣或垃圾直接倒入河流、湖泊或沿海海域中会造成更大污染。世界上原子反应堆的废渣、核爆炸产生的散落物,以及向深海投弃的放射性废物,已使能量为0.74EBq(2000×10000Ci)的同位素污染了海洋,使海洋生物资源遭到极大破坏。④工业废渣与垃圾在缩放过程中,由于温度和水分的作用,某些有机物质发生分解,产生有害气体,一些腐败的垃圾废物散发腥臭味,造成对空气的污染。例如,堆积如山的煤矸石发生自燃时,不仅难以救护,且放出大量的二氧化硫(SO2)气体,污染环境。此外,采取焚烧方法处理固体废物时排出的烟尘和有害气体也会污染大气。

工业废渣作为二次资源被广泛地应用于制作土木建筑材料,另在节约资源、能源,提高产品质量,以及增加品种等方面都收到了一定的成效。

中国工业废渣在土木建筑材料中的应用,重点是发展冶金渣、粉煤灰和煤矸石三大工业废渣的综合利用。其原因是:①数量上占多数,迫切需要处置。在年产2800多万吨的冶金渣中,高炉矿渣占2000多万吨,20世纪80年代利用率已达70%以上,基本上全部用于建筑材料;钢渣每年排放量为700多万吨,利用率还不到10%,而长期堆积的已达两亿多吨;粉煤灰每年产量为6亿多吨,利用率约为67%,其中用于土木建筑材料方面约占总利用量的78%;煤矸石每年近1亿吨,而利用率仅10%。②属价值高的节能型土木建筑材料新资源。例如,按全国70%~80%水泥掺加不同数量的粒化高炉矿渣计算,可以节约能源20%~40%,降低成本10%~30%;又如水利工程的混凝土中掺用了粉煤灰,取代部分水泥,既降低水化热又有很大的经济效益。据统计,在混凝土中掺用1吨粉煤灰,最多可取代水泥0.8吨,从而降低生产成本70~80元,以及生产水泥所用的煤耗100多千克。利用煤矸石中含有的可燃物质10%~30%,发热量可达6700~8400焦/千克,用作水泥或制砖等原料,可以节约大量燃料。在缺乏天然资源的工业城市和生产基地,可以就地取材,因地制宜地利用这3类工业废渣。在农村建设中,也可充分利用近处工业废料,对良田和森林等自然环境可起到一定的保护作用。③已经逐渐形成了在建筑材料中的应用技术体系。例如,高炉渣这类CaO-MgO-Al2O3-SiO2系统的玻璃状物质,通过碱性、硫酸盐激发,可以增强胶凝能力;将高炉熔渣制成膨胀矿渣珠,其质量优异,可取代膨胀矿渣,用作优质的人造轻骨料。英国、美国、加拿大、日本等国将粒化高炉矿渣磨制成商品矿渣粉,直接掺加于混凝土中取代部分水泥。钢渣用作胶凝材料原料和骨料,有不少国家正在研究开发,中国已经进入应用阶段。粉煤灰中含有大量的直径为1~300微米含铁的铝硅酸盐玻璃微珠。绝大部分的玻璃微珠,具有轻质、高强度、保温隔热、耐磨耗、耐高温、电绝缘等特性,用途广泛;还有一些能漂浮在水面上的空心玻璃微珠,通常称为漂珠,现已较多地用作保温隔热耐火砖的原料。有不少国家生产和供应颗粒较细、质量均匀的商品粉煤灰,在混凝土中应用时,能够显著地节约水泥和改善混凝土性能,可配制高强度混凝土、海工混凝土等。此外,粉煤灰的利用,还可为加气混凝土、新型墙体材料、人造轻骨料,以及用于道路基层的石灰粉煤灰混合料和填方材料等提供大宗的原材料。煤矸石的利用,则是结合矸石中的煤炭回收,发展大规模生产的砖瓦、建筑砌块和人造轻骨料等建筑材料工业。

除冶金渣、粉煤灰和煤矸石3类工业废渣以外,20世纪80年代还有多种工业废渣在建筑材料中的应用也取得了显著的技术和经济效果,如硅粉、赤泥、磷石膏、脱硫石膏等。各种工业废渣在成分、结构和性能上各有特点,即使是同类废渣,由于来源和形成等条件不同,所呈现的特性也各异。因此,在应用之前必须进行系统研究,以确定其适用性,同时制定相应的标准、规程,作为生产和应用的依据。应用时还应加强原材料和产品的质量控制,以确保均匀性和可靠性,若其含有的毒性物质或放射性物质不符合相应标准、规程,则需有限制地或禁止应用于制备土木建筑材料。

磷石膏废渣磷石膏废渣

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