工业固体废物综合利用先进适用技术

一、尾矿渣制备高性能微晶玻璃技术
　　1.技术名称：尾矿渣制备高性能微晶玻璃技术
　　2.技术简介
　　2.1基本原理
　　富含SiO2 的铁矿尾矿、钢渣、铬渣、铁尾矿等矿渣均可用来制备微晶玻璃，在其制备过程中还可以同时消耗大量的粉煤灰、民用垃圾焚烧底灰、废玻璃等其它工业或民用废弃物。因此，微晶玻璃己经成为各种矿渣处理的一种重要形式，其板材产品已经在建筑领域得到了应用。根据包头及周边地区的白云鄂博二次选后尾矿、钢渣、粉煤灰的成分特点和各成分在微晶玻璃中的基本作用规律和原理基础上。
　　通过合理的组分设计和长期的熔铸成形、核化、晶化等热处理工艺的探索来优化组分与工艺，突破了原料成分波动影响性能、熔窑设计、熔料控制等多项技术难题，最终制备了一种高性能微晶玻璃，形成了一整套高性能矿渣粉煤灰微晶玻璃制品产业化集成技术。该技术经过三年的检验，得到的产品性能指标为：微晶玻璃管材：弯曲强度≥97%；压缩强度≥1200Mpa；耐碱度（20%NaOH）≥97%；耐酸度（1.84g/cm3）≥98%；莫氏硬度9级；体积密度2.9-3.2g/cm3；磨耗量≤0.04g/cm2 使用温度200-700℃；抗弯强度≥180/Mpa；显微硬度9Gpa。
　　2.2工艺路线
　　技术的工艺路线为:基础玻璃组分设计→配料称量→混料→基础玻璃熔制、澄清、均化→浇铸成型→退火→核化→晶化。
　　2.3关键技术
　　成分设计、基础玻璃熔窑设计、熔料控制技术、结晶控制技术、一次结晶连续生产技术、尾矿微晶玻璃制品大规模生产成套装备技术，离心铸造法生产微晶玻璃管材成型自动控制技术。
　　3.技术应用情况及典型项目
　　以白云鄂博再选废弃物、粉煤灰等固体废弃物为主要原料，生产过程中除燃料本身排放气体外，无再生有害气体产生，并且生产中废品及用后废品可以作为原料重新再利用，不会对环境产生二次污染。典型项目的投资与收益情况总投资23000 万元其中；设备投资10000万元；运行费用6000万元/年；设备寿命10年经济效益15000万元/年；投资回收年限4年。
　　4.推广前景
　　目前工业领域所用的管径较细耐磨输送管道，通常采用合金高材料或高分子材料，由于其耐磨性较差，需要频繁更换管道，不利于提高劳动生产率、较低生产成本。采用该技术生产的微晶玻璃管材代替耐磨合金管，管道成本可降低50%，使用寿命可提高3-4 倍。因此以微晶玻璃代替合金钢、铸石和陶瓷内衬管道的应用是一种发展趋势，具有推广意义。
　　二、粘土矿物尾矿高效综合利用技术
　　1.技术名称：粘土矿物尾矿高效综合利用技术
　　2.技术简介
　　2.1基本原理
　　以粘土矿物尾矿崩解技术研究为先导，结合高效解离分散机和新型分散药剂组合，优化粘土矿物尾矿的解离、分散工艺条件;以粘土矿物及其共伴生矿物工艺矿物学研究为指导，研究粘土矿物尾矿减量化工艺技术及其共伴生矿物的分离和提纯技术，优化分离提纯工艺条件;根据市场需求，制定石英砂产品利用方案和途径;以高岭土尾矿为产业化对象，改进并改造尾矿减量化工艺流程，优化并实施高岭土尾矿高效综合利用生产技术，建设高岭土尾矿高效综合利用生产示范线，实现矿物资源的高效综合利用；在高岭土尾矿高效综合利用的基地上，研究膨润土、凹凸棒石等粘土矿物的尾矿综合利用技术。
　　2.2关键技术
　　(1)新型高效分散药剂的研制。通过研究不同分散剂的分散机理，选择合适的组合配比及用量，研制出高效分散组合药剂。
　　(2)低能耗新型解离分散机的研制。通过改变解离分散机的结构，并采用可调速电机，根据矿物的组成和解离需要来调节电机转速，能改善尾矿解离分散效果，并降低能耗。
　　(3)粘土矿物尾矿分选装置的改进及分选参数的优化。通过改善传统摇床结构，改变冲程，改变进浆浓度等方式，确定合适的分选多数。
　　(4)粘土矿物尾矿中共伴生低品位金属硫化矿物回收技术。通过对尾矿进行元素分析、物相分析、矿物组成分析，再采用特殊的流程和药剂制度，在不磨矿或者磨矿的条件下，分别实现了高岭土尾矿中铅、铸的回收。
　　(5)粘土矿物尾矿中离子吸附型稀土与粘土矿物同步回收技术。通过在制浆时加入稀土浸出药剂，研究投料数量、运行时间、水量、电量、药剂量、矿浆流量、浓度等，并计算各级产率、总产率及生产运行成本，实现高岭土提纯与稀土回收同步进行。
　　(6)粘土矿物尾矿高效综合利用成套工艺技术及优化设计。将高岭土尾矿处理过程中的各项工艺重新优化组合，建成一条示范生产线，并制定了工艺规范。
　　3.技术应用情况及典型项目
　　项目涉及的产品可广泛应用于建筑、建材、冶金、环保等领域。典型项目的投资与收益情况总投资3840万元；其中设备投资1260万元；运行费用853万元/年；设备寿命20年；经济效益1461万元/年；投资回收年限3年。
　　4.推广前景
　　据粘土协会统计，目前高岭土行业选矿过程中产生的尾矿废渣的排放量达2000万吨/年，这已严重影响了高岭土行业的发展。该项技术目前正在向整个高岭土行业进行推广，同时该成果可以推广应用到国内其它粘土矿物企业或相关行业中，对推动我国高岭土及粘土行业尾矿高效综合利用水平的进步和非金属矿行业的循环发展模式具有积极作用。
　　三、尾矿、高炉渣生产新型复合材料技术
　　1.技术名称：尾矿、高炉渣生产新型复合材料技术
　　2.技术简介
　　2.1基本原理
　　该技术以粉煤灰、建筑废料、煤矸石和其他矿山的尾矿为基本材料，在高温熔制过程中通过添加剂中微量稀土的作用，形成新的晶体和结构。以不同配方和熔制工艺，制备了一系列耐酸、耐碱、耐磨、耐高温的新型复合材料。
　　2.2工艺路线
　　主要包括：成分设计、基础矿渣玻璃熔窑设计工艺，熔料控制工艺、结晶控制工艺、一次结晶连续生产工艺、尾矿新材料制品大规模生产成套装备工艺、离心铸造法生产新材料管材成型自动控制工艺。
　　2.3关键技术
　　多孔新材料制备技术，富稀土、铌。萤石稀选尾矿新材料及制造方法，超声波滚筒磁选机，从铁、稀土、铌共生矿选铌工艺等。
　　3.技术应用情况及典型项目
　　该技术主要采用白云鄂博共伴生矿二次选矿尾矿为添加剂，已应用于内蒙古地区，并建成该系列材料综合利用生产基地。
　　4.推广前景
　　该技术利用固废为主要原料生产新材料制品，一方面替代天然矿产资源，避免了矿山开采所造成的环境破坏；另一方面变废为宝，消除了工业废渣对环境的污染。该技术可以利用各地矿渣及建筑垃圾为原料，制备性能更优异的耐酸碱、耐磨材料，且制品综合特性是其他材料难以具备的，具有极广的推广前景。
　　四、废石料规模化优质高效利用技术
　　1.技术名称：废石料规模化优质高效利用技术
　　2.技术简介
　　2.1基本原理
　　以废石料为基本原料，以有机树脂和无机水泥为粘结剂，按一定的设计比例配比，经胶粘剂、固化剂、助剂等粘结，在常温下经抽真空挤压成型，再经切、磨、抛光、防护等后期处理制成优质全面高仿真天然石材，实现了工业生产过程中废石料的综合利用。
　　2.2关键技术
　　（1）胶凝材料改进技术；（2）胚料改性技术；（3）喷色成纹技术；（4）真空振压花纹技术；（5）石板预制压片技术；（6）纳米改性表面处理技术；（7）人造石养护材料和养护技术；（8）专用系列产品生产工艺设备。
　　3.技术应用情况及典型项目
　　该技术可年处理废石料10万吨，年生产石材产品290万m2，废石料掺入量≥80%，废石料利用率≥98%，产品主要性能指标：抗折强度≥15MPa，压缩强度≥80MPa，吸水率≤0.35%，光泽度≥70°，耐磨度≤500mm3，莫氏硬度≥3；符合GD6566规定的A类要求。随着市场占有率快速上升，预计到2015年可实现销售收入近1350亿元，实现利润近90亿元，创造税收近105亿元，2020年实现销售收入近3000亿元，实现利润约210亿元，创造税收约235亿元。另一方面，该技术推广应用能够有效降低二氧化碳、二氧化硫及粉尘等污染物的排放，具有很好的环境效益。
　　4.推广前景
　　技术推广应用后，将产生巨大的资源效益。再利用的废石料本身就是一种宝贵的资源，2015年全国将回收废石料资源约3000万吨，2020年将回收废石料资源约5000万吨，每年可替代天然石料开采近1.5～2.5 亿吨，将有效缓解我国天然（优质）石料短缺的现象。同时通过废石料的回收利用，将释放出大片被废石料占用的土地资源，每年释放出约1000 万～3000万元平方米的土地资源。
　　五、锰尾渣永磁综合分选及利用技术
　　1.技术名称：锰尾渣永磁综合分选及利用技术
　　2.技术简介
　　2.1基本原理
　　超强高梯度永磁综合分选技术利用工业固体废弃物中不同物质比磁化系数的差异，对其进行综合物理分选。根据工业固体废弃物资源的具体现状，我们在对工业尾渣的分选工艺，分选磁场的特性如磁场强度，磁场梯度的大小、方向、分布等进行研究的基础上，确立了尾渣分选所需磁场强度、磁场力以及磁极的等参数等之间的关系。弱磁性矿物的磁性要比强磁性矿物的磁性小多个数量级，它们的磁化强度与磁场强度成正比，其磁化系数是一个常数，在目前的条件下达不到饱和值，分选的难度较大。为了有效地分选弱磁性矿物，必须采用很强的磁场强度及磁场梯度。
　　2.2关键技术
　　特殊的永磁分选方法主要包括：永磁筒偏心内表面轴向分选方法”（发明专利号：ZL200910061341.9）以及“永磁弧形槽偏心内表面轴向分选方法”（发明专利号：ZL200910061407.4）等技术。
　　3.技术应用情况及典型项目
　　项目自生产运行以来，各项技术指标均达到要求，年可处理锰尾渣15万吨，年回收碳酸锰精矿3万吨，年产锰尾渣蒸压加气砌块30万立方米，碳酸锰精矿品位≥17%，蒸压加气砌块满足GB11968-2006 标准。项目回收的碳酸锰精矿的品位（Mn 含量）均在商业级品位以上，利用综合分选后、去除重金属的二次电解锰尾渣通过专利技术复配制成的电解锰尾渣蒸压加气砌块经湖北省建材产品质量监督检验站的检测，符合标准（GB11968-2006 蒸压加气混凝土砌块）的要求。
　　4.推广前景
　　分选技术不仅能用于电解锰尾渣的综合分选及利用系统中，同时对其它金属或非金属工业尾渣，如废催化剂、铝渣赤泥、铜尾渣、镍钼渣、赤铁矿渣、褐铁矿等尾渣，均能进行有效分选，技术应用范围广，市场前景巨大。
　　六、拜耳法赤泥回收铁技术
　　1.技术名称：拜耳法赤泥回收铁技术
　　2.技术简介
　　2.1基本原理
　　采用强磁选铁回收技术，通过研究设计一条主要由隔渣筛、中磁机和两道高梯度磁选机组成的串级磁选工艺组成的选铁工业试验线，通过两台串级磁选机直接对氧化铝生产流程过程物料—洗涤赤泥浆中的铁进行选别、富集，使回收的铁精矿品位达55％以上，作为钢铁冶炼工业的原料。其磁选工艺用水采用生产赤泥洗水，磁选尾矿浆返回生产赤泥洗涤系统。
　　3.技术应用情况及典型项目
　　年处理赤泥250 万吨，总铁回收率≥22%，铁精矿品位≥55%。占地面积10 万平方米，年产值12500 万元，典型项目的投资与收益情况总投资8406万元；其中设备投资4081万元；运行费用6250万元/年；设备寿命20年；经济效益5000万元/年；投资回收年限1.7年。
　　4.推广前景
　　该项目从氧化铝生产废弃赤泥中回收铁，不仅使赤泥变废为宝，具有明显经济意义；同时可减少赤泥的排放量，减少对环境的影响，具有积极的环保意义。我国的氧化铝产量大，赤泥排放量也大，该技术有很大的推广前景。