大宗工業固廢主要包括冶金固廢、煤基固廢和材料固廢,冶金固廢包括銅渣、鎢鉬尾礦、鋼渣等,煤基固廢包括煤矸石和粉煤灰等,材料固廢為材料使用價值結束后的自身固廢,包括廢舊二硅化鉬和廢舊電池等。冶金固廢中含有眾多有價金屬元素,對其主要利用方式為提取金屬元素,尾渣制備建筑材料,銅渣為典型冶金固廢。煤基固廢主要成分為硅鋁酸鹽,主要制備高價值鋁硅產品,粉煤灰為典型煤基固廢。材料固廢主要是提取有價元素或將固廢本身作為原材料直接利用。
本項目對固廢的利用方式實現固廢的全生命周期循環利用,將固廢中有價元素分相富集提取,尾渣制備建材,使固廢利用實現無渣化、規模化、高值化。本技術包括銅渣制備銅鐵合金、高銅含鉻耐磨鑄鐵,熔融尾渣直接緩冷制備水泥;粉煤灰制備凈水材料擬薄水鋁石、莫來石纖維,粉煤灰和砂石結合制備混凝土;鎢鉬尾礦制備透水磚;廢舊二硅化鉬直接制備耐高溫耐氧化涂層。目前,本項目已完成在實驗室的制備,并部分實現小型規模化。
1. 原料價值低廉,采用固廢作為原材料,大幅度降低生產成本,將固廢資源化,減少土地堆存和環境污染,在環保和經濟上具有很強的競爭優勢。
2. 將大宗固廢就地利用,減少運輸成本。銅渣在破碎過程中需要耐磨球,將銅渣還原制備高銅含鉻耐磨鑄鐵球,就地利用;粉煤灰大量堆存占用土地,將粉煤灰結合周圍砂石直接制備高強度混凝土,或凈水材料解決礦山開采中水污染問題,將固廢直接變廢為寶,利用實現產業化。
3. 固廢有價組元利用充分,尾渣制備的建筑材料性能優良,不產生二次廢渣和二次污染。銅渣中銅鐵回收率在90%以上,鋅的回收率在97%以上,鉛的回收率在99%以上,尾渣制備的高銅含鉻耐磨鑄鐵球硬度在國標以上;鎢鉬尾礦制備的透水磚孔隙率為17.68%,吸水率為7.78%,保水性為0.39g/cm2,強度為41.23MPa,均高于國標標準;廢舊二硅化鉬制備的耐高溫抗氧化涂層可以在1700℃具有良好的抗氧化性,性能優良。
4. 固廢利用為短流程工藝,周期短,便于實現工業化。粉煤灰結合砂石采用合適配比,充分攪拌直接制備混凝土。銅渣制備耐磨鑄鐵和銅鐵合金均在一步還原中完成,熔融尾渣直接緩冷制備水泥。
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