《有色金屬冶金固廢資源化》全面介紹了有色金屬冶金過程中的固廢類型及其處理技術(shù),重點(diǎn)探討如何通過資源化手段將固廢轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的副產(chǎn)品或原料,內(nèi)容涵蓋固廢的分類、處理方法和資源化技術(shù)。全書共分六章,第一章對有色金屬冶煉渣進(jìn)行概述,第二章分析典型有色金屬冶金工藝及排污現(xiàn)狀,第三章介紹有色金屬冶煉礦漿法凈化工業(yè)廢氣的技術(shù)現(xiàn)狀,第四、五章分別介紹有色冶金固廢火法和濕法處理技術(shù),第六章介紹鈣硅等非金屬氧化物建材利用現(xiàn)狀。本書注重理論與實(shí)踐的結(jié)合,提供了豐富的案例研究和應(yīng)用實(shí)例, 以幫助讀者將理論知識應(yīng)用于實(shí)際操作中。此外, 書中還結(jié)合了最新的研究成果和技術(shù)發(fā)展趨勢,確保教材內(nèi)容的前沿性和實(shí)用性。《有色金屬冶金固廢資源化》可作為高等理工院校有色金屬冶金、環(huán)境工程、化學(xué)工程和環(huán)境科學(xué)等專業(yè)的教材,也可供相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員參考使用。
在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域,有色金屬冶煉過程中產(chǎn)生的固廢處理正日益凸顯其重要性。隨著全球資源日益緊張及環(huán)境保護(hù)意識的普遍提升,如何高效利用并妥善處理這些固廢,已成為有色金屬冶金行業(yè)亟須解決的關(guān)鍵課題。在此背景下,本教材應(yīng)運(yùn)而生,旨在全面而深入地探討有色金屬冶金固廢的類型、處理技術(shù)及其資源化利用途徑。固廢資源化,這一從固體廢棄物中回收物質(zhì)與能源的技術(shù)方法,不僅涉及前處理、后處理及能源轉(zhuǎn)化等多個(gè)系統(tǒng)環(huán)節(jié),更是環(huán)境科學(xué)與工程領(lǐng)域內(nèi)的一場深刻變革。它對于加速物質(zhì)循環(huán)、挖掘經(jīng)濟(jì)新增長點(diǎn),以及減輕環(huán)境污染負(fù)荷等方面,均具有不可估量的價(jià)值。
本教材重點(diǎn)探討了資源化技術(shù),旨在將固廢轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的副產(chǎn)品或原料,實(shí)現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)與環(huán)境雙重價(jià)值的最大化。各章節(jié)內(nèi)容緊密銜接,邏輯清晰,既涵蓋了固廢處理的基礎(chǔ)理論,又注重實(shí)際操作技術(shù)的介紹。具體而言,教材分為六個(gè)核心章節(jié):第一章概述了有色金屬冶煉渣的基本特性與分類;第二章詳細(xì)說明了典型有色金屬冶金工藝及其排污現(xiàn)狀;第三章則深入探討了有色金屬冶煉礦漿法凈化工業(yè)廢氣的技術(shù)現(xiàn)狀與前景;第四章和第五章分別聚焦于有色冶金固廢的火法和濕法處理技術(shù),對其原理、流程及應(yīng)用進(jìn)行了全面剖析;第六章則關(guān)注了鈣硅等非金屬氧化物在建材領(lǐng)域的利用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢。
我們衷心希望本教材能夠?yàn)橄嚓P(guān)專業(yè)的學(xué)生提供一份全面、實(shí)用且前沿的學(xué)習(xí)資料,為推動有色金屬冶金固廢處理技術(shù)的進(jìn)步與資源化利用水平的提升貢獻(xiàn)一份力量。同時(shí),我們也期待在未來的研究與實(shí)踐中,能夠不斷探索出更多創(chuàng)新性的固廢處理與資源化利用方法,共同為構(gòu)建綠色、可持續(xù)的工業(yè)生產(chǎn)體系貢獻(xiàn)力量。
本教材由昆明理工大學(xué)孫鑫、施磊、寧平、李凱主編。孫鑫負(fù)責(zé)第一、三、五、六章內(nèi)容的編寫;施磊負(fù)責(zé)第二、四章內(nèi)容的編寫;寧平負(fù)責(zé)組織整體結(jié)構(gòu)、內(nèi)容設(shè)計(jì)和主審工作;李凱組織了各部分內(nèi)容編輯、統(tǒng)稿工作。本教材在編寫過程中還得到郝星光、李趙芮、王忠先、朱瑩、萬航、盧鵬、張?jiān)瓶、鄧喻文、唐慧東、唐義貴等學(xué)生的協(xié)助,在此表示衷心感謝。
由于編寫時(shí)間緊迫,編寫資料的搜集尚欠詳盡,加之編者水平有限,書中不當(dāng)之處在所難免,懇請專家和讀者批評指正!
孫鑫
2024年9月24日于昆明
第一章 緒論 001
1.1 有色金屬冶煉渣概述 002
1.1.1 有色金屬冶煉渣的來源及分類 002
1.1.2 有色金屬冶煉渣的現(xiàn)狀 003
1.1.3 有色金屬冶煉渣的性質(zhì)及危害 004
1.2 有色金屬冶煉渣利用現(xiàn)狀 007
1.2.1 有價(jià)金屬的提取 007
1.2.2 生產(chǎn)建筑材料 011
1.2.3 填充材料的利用 013
1.2.4 催化劑材料的制備 014
1.3 有色金屬冶煉渣的可持續(xù)發(fā)展 014
參考文獻(xiàn) 015
第二章 典型有色金屬冶金工藝及排污現(xiàn)狀 017
2.1 銅冶金 018
2.1.1 概述 018
2.1.2 銅冶金工藝流程 018
2.1.3 銅冶金工藝產(chǎn)排污節(jié)點(diǎn) 038
2.1.4 銅冶金固廢性質(zhì)及特點(diǎn) 042
2.2 鉛鋅冶金 046
2.2.1 概述 046
2.2.2 鉛鋅冶金工藝流程 047
2.2.3 鉛鋅冶金工藝產(chǎn)排污節(jié)點(diǎn) 051
2.2.4 鉛鋅冶金固廢性質(zhì)及特點(diǎn) 054
2.3 錫冶金 056
2.3.1 概述 056
2.3.2 錫冶金工藝流程 057
2.3.3 錫冶金工藝產(chǎn)排污節(jié)點(diǎn) 073
2.3.4 錫冶金固廢性質(zhì)及特點(diǎn) 076
2.4 輕金屬:鋁 078
2.4.1 概述 078
2.4.2 鋁冶金工藝流程 079
2.4.3 鋁冶金工藝產(chǎn)排污節(jié)點(diǎn) 090
2.4.4 鋁冶金固廢性質(zhì)及特點(diǎn) 093
2.5 硅冶金 095
2.5.1 概述 095
2.5.2 硅冶金工藝流程 097
2.5.3 硅冶金工藝產(chǎn)排污節(jié)點(diǎn) 104
2.5.4 硅冶金固廢性質(zhì)及特點(diǎn) 104
參考文獻(xiàn) 105
第三章 有色金屬冶煉礦漿法凈化工業(yè)廢氣 107
3.1 銅冶煉固廢礦漿法 108
3.1.1 概述與簡介 108
3.1.2 實(shí)驗(yàn)裝置及方法 110
3.1.3 原始銅渣 KMnO4 復(fù)合漿液同步脫硫脫硝研究 112
3.1.4 熱改性銅渣 H2O2 復(fù)合漿液同步脫硫脫硝研究 113
3.2 赤泥礦漿法 119
3.2.1 概述與簡介 119
3.2.2 實(shí)驗(yàn)裝置、檢測方法及原理 119
3.2.3 赤泥液相催化氧化脫除二氧化硫?qū)嶒?yàn)研究 121
3.2.4 多項(xiàng)聯(lián)合赤泥礦漿法脫除氣體 125
3.3 軟錳礦漿法 127
3.3.1 概述與簡介 127
3.3.2 實(shí)驗(yàn)裝置及技術(shù) 128
3.3.3 軟錳礦漿煙氣脫硫過程分析 128
3.3.4 影響脫硫效率的因素 133
3.3.5 存在的主要問題及建議 133
3.4 其他固廢礦漿法 134
3.4.1 磷礦漿同時(shí)脫硫脫硝技術(shù) 134
3.4.2 鋼渣法同步脫硫脫硝技術(shù) 135
3.5 本章小結(jié) 136
參考文獻(xiàn) 136
第四章 有色冶金固廢火法處理 137
4.1 富氧氧化法 138
4.1.1 銅渣富氧氧化處理 138
4.1.2 錳渣富氧氧化處理 139
4.1.3 鋅渣富氧氧化處理 140
4.1.4 鉛渣富氧氧化處理 140
4.1.5 鎳渣富氧氧化處理 141
4.1.6 赤泥富氧氧化處理 142
4.2 碳熱還原法 142
4.2.1 粉煤灰碳熱還原法制備硅鐵合金 143
4.2.2 基于碳熱還原法回收不銹鋼粉塵制備鐵鉻鎳碳合金 144
4.2.3 碳熱還原法制備氮化硅陶瓷 144
4.2.4 碳熱還原法從銅渣中回收鐵鉬合金 144
4.2.5 真空下碳熱還原法制備碳氧化鋁 145
4.2.6 制備磷酸鐵鋰 146
4.3 真空碳熱還原熱力學(xué)理論研究 146
4.3.1 反應(yīng)熱力學(xué) 147
4.3.2 參與反應(yīng)物質(zhì)的基本熱力學(xué)函數(shù) 148
4.3.3 熱力學(xué)計(jì)算 149
4.4 本章小結(jié) 150
參考文獻(xiàn) 150
第五章 有色冶金固廢濕法處理 151
5.1 萃取法 152
5.1.1 溶劑萃取法 152
5.1.2 超臨界流體萃取法 156
5.1.3 萃取色層法 156
5.1.4 其他萃取法 157
5.2 氯化法 159
5.2.1 氯氣氯化法 160
5.2.2 HCl氯化法 161
5.2.3 固體氯化劑氯化法 162
5.2.4 銅的氯化浸出法 163
5.2.5 鉛的氯化浸出法 164
5.2.6 其他金屬氯化浸出法 164
5.3 酸浸法 165
5.3.1 焙燒酸浸法 165
5.3.2 加壓酸浸法 166
5.3.3 氧化 還原酸浸法 167
5.3.4 超聲輔助酸浸法 168
5.3.5 總結(jié) 168
5.4 堿浸法 169
5.4.1 加壓堿浸法 169
5.4.2 氧化堿浸法 169
5.4.3 超聲輔助堿浸法 170
5.4.4 堿浸法回收多金屬 170
5.4.5 總結(jié) 171
5.5 本章小結(jié) 172
參考文獻(xiàn) 172
第六章 鈣硅等非金屬氧化物建材化利用 175
6.1 磷石膏 176
6.1.1 工業(yè)石膏及石膏建材 176
6.1.2 磷石膏模盒 178
6.1.3 磷石膏水泥 178
6.1.4 道路材料 180
6.1.5 高分子復(fù)合材料 181
6.1.6 相變儲能材料 181
6.1.7 建筑裝飾品 182
6.2 粉煤灰 182
6.2.1 粉煤灰水泥 182
6.2.2 粉煤灰砌塊 184
6.2.3 燒結(jié)磚和免燒磚 184
6.2.4 輕骨料、玻璃陶瓷材料 185
6.2.5 混凝土 185
6.2.6 保溫材料 186
6.2.7 相變材料 187
6.2.8 人工輕質(zhì)板材 187
6.3 硅鈣渣 188
6.3.1 水泥原料 188
6.3.2 陶粒 189
6.3.3 瓷磚 190
6.3.4 硅酸鈣板 190
6.3.5 瀝青混合料 190
6.4 脫硫石膏 191
6.4.1 水泥緩凝劑 192
6.4.2 石膏建材 192
6.4.3 建筑石膏粉 192
6.4.4 紙面石膏板 193
6.4.5 石膏砌塊 193
6.4.6 抹灰石膏 193
6.4.7 石膏條板 194
6.5 赤泥 194
6.5.1 赤泥制備水泥 195
6.5.2 赤泥用于路面施工 196
6.5.3 赤泥磚 197
6.5.4 赤泥作陶瓷和玻璃材料 197
6.5.5 赤泥制備復(fù)合材料 197
6.6 本章小結(jié) 198
參考文獻(xiàn) 199