二次资源开发利用复习题.doc

《二次资源开发利用》复习题
一．简答题
1. 有色冶金工业固体废物的来源：
(1)冶炼废渣 (2)加工渣 (3)含金属烟尘 (4)金属粉尘 (5)金属泥
2.尾砂的分类：
(1)以石英为主的高硅型尾砂 (2)以长石、石英为主的富硅型尾砂 (3)以方解石为主的富钙型尾砂(4)成分复杂型尾砂
3.石油化学工业固体废物的特点：(1)有机物含量高(2)危险废物种类多(3)有广阔的再资源化途径。
4.硫酸工业固体废物的二次利用途径：（硫铁矿烧渣） （1）炼铁及回收有色金属 （2）生产净水剂 （3）制铁系产品 （高温还原制取金属化团块即海绵铁；选矿方法制取铁精矿；
生产硫酸亚铁或聚合硫酸铁；干法、湿法生产铁红、铁黄、铁黑、硫酸 亚铁等产品）
（4）其他综合利用（选煤加重剂、微量元素肥料、微量元素肥料、建材用材等）
5.固体废物的处理方式：（1）物理处理（破碎、分选、沉淀、过滤、离心）（2）化学处理（焚烧、焙浇、浸出） （3）生物处理（好氧和厌氧分解） （4）热处理 （5）固化处理
6.高炉渣成品渣的分类：（1）酸性高炉渣：在冷却时，全部凝结成玻璃体（2）弱酸性高炉渣：其结晶矿物相有黄长石、假硅灰石、辉石和斜长石等（3）高铁高炉渣：主要矿物成分是钙铁矿、钛辉石、巴依石和尖晶石等（4）锰铁高炉渣：主要矿物是锰橄榄石(2MnO·SiO2)
7.固体废物按其来源如何分类：通常按其来源分为: (1)工业固体废物 (2)矿业固体废物 (3)农业固体废物 (4)有害固体废物 (5)城市垃圾五类
8.煤矸石的组成：(1)煤矸石的化学成分:煤矸石是由有机物(含碳物)和无机物(岩石物质)组成的混合物。煤矸石的无机组分多在80%以上，而可燃物仅10%左右，煤矸石还含有害组分硫。含SiO2 50%～60% Al2O3 15%～25% Fe2O3 5%左右 CaO 、MgO 、SO3 含量在1%左右
（2） 煤矸石的矿物组成：主要由高岭土、石英、蒙脱石、长石、伊利石，石灰石、硫化铁、氧化铝、氧化物组成。
9.有色冶金固废常用处理方法有哪些？(1)浮选法：采用浮选药剂将不同密度的矿物分离 （2)硫化法：在高温熔融状态下，借助硫化剂使炉渣中的铜和部分铁形成低熔点的冰铜，使之从渣液中分离出来加以回收。(3)浸出法 ：借助于各种无机酸或氨水等溶剂从固体炉渣中提取其可溶成分加以回收利用 (4)还原制炼粒铁法：利用回转窑生产粒铁而综合利用废渣的一种方法 (5)烟化法 ：废渣送入回转窑或烟化炉中加热熔炼，使其中挥发性金属铅、锌、锡等挥发进入烟气，然后捕集烟气中的金属和金属氧化物进行回收。
10.铬渣的处理技术。包括湿法还原法和干法还原法：（1）湿法还原法是用硫化钠、硫酸亚铁等类还原物质，将铬渣中六价铬还原成三价铬又分为酸性还原法 、碱性还原法
（2）干法还原是将铬渣与煤粉等按一定的比例混合，于高温下焙烧，在还原状态下，铬渣中六价铬被还原成三价铬。又分为碳还原法 、烧结还原法 、胶结固化法
11.石油化纤生产过程中产生废物分为几类：（1）有机废液（2）酸、碱废液（3）聚酯废料
12.尾砂利用的途径是什么？
（1）对尾砂中的有价金属进行回收 （2）利用尾砂生产高附加值的产品：制造微晶玻璃、玻化砖、建筑陶瓷、美术陶瓷、 铸石及水泥等（3）用尾砂回填矿山采空 （4）用尾砂生产矿物肥料或土壤改良剂（5）在尾砂堆积场上覆土造地
13.固体废物处理的方式是什么？（如第5题）
14.有色冶金工业固体废物的来源（如第1题）
15.固体废物按其来源的分类（如第7题）
16.建筑垃圾再利用预处理的工艺流程建筑垃圾
现场分选或处理厂分选
废混凝土砂、粒+水泥
再生骨料混凝土
砖块回收
轻骨料
破碎
蒸养砖

17.废纸的再生技术 废纸的再生技术包括拆开废纸纤维的解离工序和除去废纸中油墨及其他异物的工序，具体可分为制浆、筛选、除渣、洗涤和浓缩、分散和搓揉、浮选、漂白、脱墨等。
18.城市垃圾堆肥工艺流程中相似矿物加工部分（此题为我个人意见）
（1）预处理系统：均有人工预选，先捡出容易分拣的有用物质（2）分选系统：均用到给料设备（板式给料机、振动给料机）、磁选机（回收垃圾中的废铁）、搅拌机（3）输送系统中均使用皮带运输机；（4）机械筛分-破碎系统：筛分设备、破碎机
19.磷石膏的的综合利用（1）用来生产硫酸和水泥：磷石膏经再浆洗涤、过滤、干燥脱水成无水石膏，再加焦炭、粘土和硫铁矿渣后磨细，送入回转窑高温煅烧，生成熟料和SO2窑气。熟料经冷却、掺入高炉炉渣、石膏，磨细成水泥，含SO28％～9％的窑气经电除尘入硫酸生产系统生产硫酸。（2）利用磷石膏生产半水石膏，(CaSO4·1/2H20)，制硫铵副产磷酸钙、硫磷铵复肥，（3）用于农业施肥和改良土壤。
20.铁矿尾矿开发的技术路线。
二．简述题（40分，每小题10分）
1. 钢渣的开发利用途径 (1)作钢铁冶炼熔剂（作烧结熔剂、作高炉炼铁熔剂 ）(2)钢渣作水泥 ：、（钢渣矿渣水泥 、钢渣白水泥） (3)作筑路与和回填工程材料 (4)作农肥和酸性土壤改良剂（作钢渣磷肥 、作硅肥 、作酸性土壤改良剂） (5)回收废钢
2. 有色冶金固废深度综合利用 (1)用作水泥原料：如氧化铝生产中产生的赤泥、铅烟化炉的水淬渣、炼锂渣都可用来生产水泥 (2)用于生产铸石：铸石是一种石料，一般以玄武岩、辉绿岩等岩石作原料。原岩经高温融化后浇铸成型，再经结晶退火等工序即可制成板材、管材及其它形状的铸石制品。（3）生产矿渣棉。矿渣棉是由热熔矿渣用喷吹法或离心法制成的玻璃质纤维，其组织松软、富有弹性，具有耐腐蚀、不燃烧、不特变、隔声隔热等性能，是良好的隔热隔声材料。(4)生产砖瓦。我国一些厂用铅烟化炉水淬渣作为骨料制作灰渣瓦，用镍渣制砖，都收到很好效果。 (5)作铁路道碴和公路路基。(6)制造硅钙肥。该肥料以硅钙为主并含有多种微量元素的碱性复合肥料，对增强植物根系生长、抗倒伏很有好处。
3.黑色冶金工业固体废物的特点
①量大面广，处理工作量大 ： 黑色冶金工业固体废物占固体废物总量的18％ ②可综合利用价值大 ：黑色冶金工业固体废物含有各种有用元素如Fe、Mn、V、Cr、Mo、Ni、Al等金属元素和Ca、Mg、Si等非金属元素 ③有毒废物少：除金属铬和五氧化二钒生产过程中产生的水浸出铬渣和钒渣外，其它固体废物均极少含有有毒有害物质。
4.空心微珠的利用？（1）粉煤灰是高温热动力作用的产物，高熔点成分富集，热稳定性好。具耐热、隔热、阻燃的特点，是新型保温、低温制冷绝热材料与超轻质耐火原料，利用它可生产多种保温、绝(隔)热、耐火产品。（2）它是塑料，尤其是耐高温塑料的理想填料，其用于聚氯乙烯制品，可以提高软化点10℃以上，并提高硬度和抗压强度、改善流动性。它作聚乙稀、苯乙稀的充填材料，不仅可提高其光泽，弹性、耐磨性，而且具有吸声、减振和耐磨效果。
3)空心微珠表面多微孔，可作石油化工的裂化催化剂和化学工业的化学反应催化剂，也可用作化工、医药、酿造、水工业等行业的无机球状填充剂、吸附剂、过滤剂，它由于硬度大、耐磨性能好，常被作为染料工业的研磨介质，作墙面地板的装饰材料，利用厚壁微珠还可生产耐磨涂料。
4)空心微珠比电阻高，且随温度升高而升高，是电瓷和轻型电器绝缘材料的极好原料，利用它可制成绝缘陶瓷和渣绒绝缘物。
5.尾砂的开发利用
（1）对尾砂中的有价金属进行回收。有色金属矿山尾砂中往往含有多种有价金属。所以综合开发利用尾砂，首先就应考虑对这些有价组分的回收，以防止资源的再次损失。
（2）利用尾砂生产高附加值的产品。根据尾砂的化学成分、矿物成分及粒度特征，还可以制造微晶玻璃、玻化砖、建筑陶瓷、美术陶瓷、 铸石及水泥等，使之附加值大幅度提高。
（3）用尾砂回填矿山采空。尾砂粒度细而均匀，用于作矿山地下采空场的充填料具有输送方便、无需加工、易于胶结等优点。尾砂回填后可以大大减少占地。
（4）用尾砂生产矿物肥料或土壤改良剂。尾砂中含有某些植物所需的微量元素。如钾、磷、锰、锌、铝及REE组分。
（5）在尾砂堆积场上覆土造地。既可以保护尾砂资源，又可以治荒还田，减少因占地而带来的损失。
6.硫铁矿烧渣的资源化技术
（1）炼铁及回收有色金属 a.直接掺烧 b.经选矿后炼铁c.回收有色金属
（2）生产净水剂：利用硫铁矿渣较高的铁含量(55％～60％)、较细的粒度(0.04~0.15mm)，采取盐酸法或硫酸法，生产无机铁系凝聚剂(净水剂) 。
（3）制铁系产品：a.高温还原制取金属化团块(即海绵铁)；b.选矿方法制取铁精矿；c.生产硫酸亚铁或聚合硫酸铁；d.干法、湿法生产铁红、铁黄、铁黑、硫酸 亚铁等产品。
(4)其他综合利用a.硫铁矿渣经加工磨细、磁选富集的磁性精矿粉可用作选煤加重剂；b.在还原气氛中于700℃温度下磁化焙烧，经盐酸溶解、过滤、浓缩、结晶、干燥、压块、氢还原制得还原铁粉可用作电焊条或粉末冶金的原料；c.它还可用作微量元素肥料，其效果与硫酸铜相同。由其制得的绿矾，与氯化钾一道，可联产硫酸钾、氧化铁及氯化铵等产品。d.在建材方面，可用于制砖，或用作建筑用砂浆。此外，硫铁矿渣还可处理含硫废水、有机废水，并用作气体脱硫剂等。
7.钢渣的性质
（1）碱度：钢渣的碱度是指其中的CaO与SiO2、P2O5，的含量比，即 R=CaO/(SiO2 + P2O5)。
（2）活性C3S、C2S等为活性矿物，具有水硬胶凝性。
(3)稳定性 钢渣含游离氧化钙(fCaO)、MgO、 C3S 、 C2S等，这些组分在一定条件下都具有不稳定性。含fCaO、MgO的常温钢渣是不稳定的，只有fCaO、MgO基本消解完后才会稳定。
4)耐磨性:钢渣的耐磨程度与其矿物组成和结构有关。
5)其它物理性质:钢渣含铁量较高，密度比高炉渣的重，钢渣抗压性能好
8.固体废物的“三化”处理？
(1) 减量化。指通过适宜的手段减少固体废物的数量和减小其容积。一是通过改革工艺、产品设计或改变社会消耗结构和废物发生机制来减少固体废物的发生量；二是通过压缩、打包、焚烧和处理利用来减容。
(2)无害化 指将固体废物通过工程处理，达到不损害人体健康，不污染周围自然环境的目的。
(3)资源化 通过各种方法从固体废物中回收有用组分和能源，旨在减少资源消耗、加速资源循环，保护环境。广义的资源化包括物质回收、物质转换和能量转换三个部分。

三．论述题
1.论述粉煤灰的开发利用。
(1)粉煤灰作建筑材料
1）粉煤灰水泥（普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、砌块水泥、无熟料水泥）其特点为：粉煤灰水泥具有水化热低、抗渗和抗裂性好，对硫酸盐浸蚀和水浸蚀具有抵抗能力。该水泥早期强度不高，但后期强度高，能广泛用于一般民用、工业建筑工程、水工工程和地下工程
2)粉煤灰混凝土：粉煤灰混凝土是以硅酸盐水泥为胶结料，砂、石等为骨料，并以粉煤灰取代部分水泥，加水拌合而成。其特点为：a.减少水化热b.改善和易性c.提高强度d.减小干缩率、提高抗渗
3)粉煤灰砖：(粉煤灰烧结砖、粉煤灰蒸养砖、粉煤灰免烧免蒸砖) 由于粉煤灰的成分与粘土相似，可以替代粘土制砖。其特点为该生产技术成熟、节约能源、成本低廉。
4)粉煤灰硅酸盐砌块（粉煤灰硅酸盐砌块、泡沫粉煤灰硅酸盐砌块）是一种新型墙体材料、具轻质、高强、空心和大块等特点，与砖相比具有工效高、投资省等优点。
（2）粉煤灰作土建原材料和作填充土
1)代替砂石、粘土作土建基层材料包括两方面：a.粉煤灰代替砂石、水泥作大型建筑混凝土的拌和料。b.粉煤灰代替粘土、砂石作路面材料
2)粉煤灰代替砂石回填矿井，代替粘土复垦洼 利用粉煤灰回填地下井坑，既降低了塌陷程度，吃掉了大量灰渣，还复垦造田，减少农户搬迁，改善矿区生态
（3）粉煤灰作农业肥料和土壤改良剂
粉煤灰具有良好的理化性质，掺入土壤后，容量降低，孔隙度增加，透水与通气性得到明显改善酸性得到中和，团粒结构得到改善，从而有利于微生物的生长繁殖，加速有机质的分解，提高土壤有效养分的含量和保温保水能力，增强了作物的防病抗旱能力。由于含有大量SiO2 、CaO、MgO及少量P，O，、S、Fe、Mo、Zn、B等有用组分，可视为复合微量元素肥料。所以可以应用于以下四个方面1）作土壤改良剂 2）直接作农业肥料 3）磁化粉煤灰肥料4）作农药和农药载体
（4）回收工业原料
1)回收煤炭资源 2）回收金属物质 例如Fe2O3经高温焚烧后，部分被还原成Fe3O4和铁粒，可通过磁选回收。Al2O3可作宝贵的铝资源。粉煤灰中还含有大量稀有金属和变价元素，如铝、锗、镓、锌等 3)分选空心微珠。
（5）作环保材料
1)环保材料开发 包括两方面a.利用粉煤灰制造人造沸石和分子筛。b.利用粉煤灰制絮凝剂。c.作吸附材料2)用于废水治理。a.处理含氟废水。b.处理电镀废水与含重金属离子废水。c.处理含油废水。

2.论述煤矸石的的开发利用。
由于煤矸石含有可燃物质和一些稳定的无机组分，因此可以因地制宜充分利用煤矸石。含碳量较高的煤矸石可作燃料;含碳量较低的和自燃后的煤矸石可生产砖瓦、水泥和轻骨料;含碳量很少的煤矸石可用于填坑造地、回填露天矿和用作路基材料；一些煤矸石粉还可用来改良土壤或作肥料。
（1） 煤矸石代替燃料
煤矸石含有一定数量的固定炭和挥发分，一般烧失量在10%~30%，发热量可达 l000~3000kcal/kg。当可燃组分较高时，煤矸石可用来代替燃料。
（2） 煤矸石生产砖、瓦
1)煤矸石半内燃砖的生产:利用煤矸石本身的发热量作为内燃料，将煤矸石均匀掺入粘土内压制成砖坯，经干燥焙烧而成。
2)微孔吸声砖:微孔吸声砖具有隔热、保温、隔声、防潮、防火、防冻等性能，是良好的环保建筑材料，且质轻、性能可靠、便于运输。
3)煤矸石瓦:煤矸石瓦是一种新型的屋面材料，其质量符合土瓦的标准。
（3）用煤矸石生产水泥
包括煤矸石快硬硅酸盐水泥、煤矸石炉渣水泥 、煤矸石无熟料水泥
（4）用煤矸石生产预制构件
利用煤矸石中所含的可燃物，经800℃锻烧后成为熟煤矸石，再加入适量磨细生石灰、石膏，经轮辗、蒸气养护可生产矿井支架、水沟盖板等水泥预制构件，
（5）利用煤矸石生产空心砌块
煤矸石空心砌块是以煤矸石无熟料水泥作胶结料、自然煤矸石作粗细骨料、加水搅拌配制成半千硬性混凝土，经振动成型，再经蒸气养护而成的一种新型墙体材料。具有耗量大、经济、实用等优点，可以大量减少煤矸石的占地。
（6）用煤矸石生产轻骨料 用煤矸石生产轻骨料的工艺大致可分为两种:
1）用烧结机生产烧结型的煤矸石多孔烧结料; 2）用回转窑生产膨胀型的煤矸石陶粒。