[Introducción a la ciencia e ingeniería del ciclo de los recursos] Descargar Introducción a la ciencia e ingeniería del ciclo de los recursos
1. Producción más limpia
La producción más limpia se refiere a la aplicación continua de estrategias ambientales preventivas integrales en el proceso de producción y los productos para reducir el impacto en los seres humanos y el riesgo.
La producción más limpia se refiere a la adopción de métodos y medidas de producción que no sólo pueden satisfacer las necesidades de las personas, sino también utilizar racionalmente los recursos naturales y la energía y proteger el medio ambiente.
En términos del proceso productivo, la producción más limpia implica eliminar materias primas y energía, eliminar materias primas tóxicas y reducir la cantidad y toxicidad de todas las emisiones y residuos antes de que abandonen el proceso productivo.
En el caso de los productos, las estrategias de producción más limpia tienen como objetivo reducir el impacto de los productos en los seres humanos y el medio ambiente durante todo el ciclo de producción.
La producción más limpia incluye tres aspectos: 1. Energía limpia. Energía convencional limpia; b. Utilización de energía renovable; c. Desarrollo de nuevas energías y diversas tecnologías de ahorro de energía. El proceso de producción es limpio. Esto incluye utilizar la menor cantidad posible de materias primas tóxicas y nocivas, producir productos intermedios no tóxicos e inofensivos y reducir o eliminar diversos factores de riesgo en el proceso de producción. 3. El producto está limpio. Este producto ahorra materias primas y energía, utiliza energía renovable o energía secundaria tanto como sea posible y reduce el uso de recursos costosos y escasos. El embalaje, las funciones de uso y la vida útil del producto están diseñados razonablemente. El producto ha sido reciclado y puede reciclarse como materia prima, y es fácil de manipular, degradar y no contaminar.
Sistema de apoyo a la teoría de producción más limpia: 1. Teoría de la conservación y el equilibrio. Los elementos materiales del ecosistema se conservan siempre y no pueden aumentar ni disminuir sin razón, ni pueden faltar sin razón, sino sólo cambiar de una forma a otra. 2. Teoría de la innovación. En lo que respecta a la producción empresarial, nunca se introducen en el sistema de producción "nuevas combinaciones" de factores y condiciones de producción.
2. Fertilizante de compostaje
Los principios técnicos de la tecnología de compostaje de residuos domésticos y la tecnología de compostaje de paja son los mismos. Ambos son procesos bioquímicos que degradan y transforman la materia orgánica bajo la acción de microorganismos. En el proceso se logra la reducción de residuos.
Según las diferentes condiciones de compostaje, se puede dividir en compostaje aeróbico y compostaje anaeróbico. El compostaje aeróbico generalmente se denomina compostaje aeróbico porque requiere menos tiempo, tiene una mejor eficiencia como fertilizante y tiene menos olor que el compostaje anaeróbico.
Debido a que la composición de los residuos domésticos es compleja, sólo la materia orgánica degradable puede desempeñar un papel en el proceso de compostaje, como metales, plásticos, vidrios rotos, cerámica, etc. Los residuos deben separarse y eliminarse antes del compostaje. Los residuos separados se pueden convertir en compost solos o mezclados con lodos de plantas de tratamiento de aguas residuales municipales o residuos agrícolas.
El fertilizante terminado después del compostaje debe cumplir con los siguientes estándares: 1. El contenido de materia orgánica es mayor que. 2. El fertilizante terminado es respetuoso con el medio ambiente, ya que se eliminan las bacterias, los huevos de insectos y las semillas de malas hierbas. 3. Este fertilizante es de apariencia marrón o marrón amarillento, inodoro y de textura suelta.
El abono de residuos agrícolas se dispersa y generalmente se procesa in situ. El grado de mecanización es bajo y la proporción de abono al aire libre es grande. La ventilación adopta el método de girar pilotes y generalmente no hay control de temperatura.
El compostaje de residuos domésticos se realiza a gran escala. Aunque existe el compostaje al aire libre, los contenedores de fermentación de gran volumen se utilizan principalmente para la producción a gran escala, y la temperatura y la ventilación se pueden controlar con instrumentos.
Proceso de compostaje aeróbico de residuos domésticos: 1. preprocesamiento. Incluye principalmente clasificación, trituración y adición de acondicionadores. Después de eliminar los materiales no compostables, triture los residuos hasta obtener un tamaño de partícula de 12 a 60 mm y luego ajuste el contenido de humedad y la relación C/N.
Añadido regulador de estructura y regulador de energía. 2. Fermentación principal. Es la etapa de calentamiento y la etapa de alta temperatura del proceso de compostaje, y la ventilación forzada generalmente se usa durante 4 a 12 días. 3. Postfermentación. Para la etapa de enfriamiento fuera del proceso y la etapa de posmaduración y conservación de fertilizantes, es suficiente la ventilación natural, que generalmente dura entre 20 y 30 días. 4. Postprocesamiento. Las impurezas como metal, plástico y vidrio roto que no se eliminaron por completo en la etapa de pretratamiento se clasifican y eliminan aún más, y el producto de compost se tritura aún más si es necesario.
5. Desodorizar. Durante el proceso de fermentación, puede ocurrir una reacción anaeróbica en un cierto período de tiempo o en un área determinada, produciendo gases malolientes, por lo que se requiere desodorización. Un dispositivo desodorizante común es un filtro de abono.
Los principales modos de funcionamiento del compostaje incluyen el compostaje aeróbico estático (alimentación única, sin alimentación antes de finalizar el compostaje), el compostaje dinámico aeróbico intermitente (alimentación y descarga intermitentes) y el compostaje dinámico aeróbico continuo (alimentación continua). y descarga de material).
3. Incineración de compost
La incineración de basura significa que los componentes orgánicos de la basura se oxidan completamente y liberan calor en un incinerador con una temperatura de horno de 800-1000 °C en presencia. del proceso de oxígeno. El calor liberado por la incineración de residuos se puede convertir en vapor a través de calderas y luego en electricidad a través de turbinas y generadores de vapor. En este proceso se puede lograr la reducción de residuos y el reciclaje de energía de la biomasa.
Los gases de escape producidos por la quema de basura contienen dioxinas, sulfuros, óxidos de nitrógeno, humo y otros contaminantes. Por lo tanto, es necesario purificarlos y alcanzar ciertos estándares antes de poder descargarlos a la atmósfera. El dispositivo de tratamiento también es una parte importante del sistema de generación de energía de incineración de residuos.
Factores que afectan al proceso de incineración de residuos domésticos: las propiedades de los residuos domésticos (referidos a tamaño de partícula, poder calorífico, contenido de humedad), tiempo de residencia, turbulencia, temperatura y coeficiente de exceso de aire.
Las principales formas de incineradores: incinerador de parrilla (el más utilizado en el mundo, adecuado para el tratamiento centralizado de basura a gran escala), incinerador de lecho fluidizado (muy utilizado en China, es una combustión de residuos más completa, un método de incineración que destruye más completamente las sustancias nocivas), incinerador de horno rotatorio (adecuado para sustancias refractarias o basura con una amplia gama de cambios de humedad, pero la capacidad de procesamiento es pequeña y el tratamiento de cenizas es difícil).
Eliminación de gases de humo procedentes de la incineración: 1. Eliminación de partículas. Elija entre cámaras de sedimentación neutra, ciclones, torres de aspersión, depuradores venturi, precipitadores electrostáticos y colectores de polvo con bolsas. El recolector de polvo no solo puede eliminar el polvo, sino también eliminar metales pesados volátiles, cloruros, sulfatos u óxidos, dioxinas y otros contaminantes orgánicos adsorbidos en el polvo. 2. Eliminación de contaminantes de gases ácidos. La solución alcalina se puede utilizar como adsorbente para la limpieza húmeda, el detergente seco también se puede utilizar para la absorción y los contaminantes gaseosos también pueden reaccionar con la solución alcalina para formar sustancias sólidas y eliminarse. 3. Eliminación de óxidos de nitrógeno. Puede elegir entre el método de reducción no catalítica, el método de reducción catalítica selectiva, el método de absorción por oxidación o el método de reducción por absorción. 4. Eliminación de dioxinas. Las dioxinas pueden adsorberse y concentrarse en un lecho fijo de carbón activado o coque activado y luego oxidarse completamente en CO2, HCl, HF y otras sustancias. Las dioxinas adsorbidas en las cenizas se pueden eliminar con el dispositivo de eliminación de polvo, o se puede reducir la liberación de dioxinas aumentando la temperatura de combustión para quemar completamente la basura.
4. Remanufactura y desmontaje
La industria de la remanufactura se basa en la teoría del ciclo de vida del producto, el reciclaje de productos usados como objetivo, la protección del medio ambiente y los materiales de alta calidad. alta eficiencia y ahorro energético. Como pauta, se utilizan una serie de medidas técnicas para reparar y transformar los productos de desecho mediante tecnología de producción avanzada.
La tecnología de remanufactura es una reparación de alta tecnología de productos de desecho, de modo que el tamaño, la forma, la calidad de la superficie y otras propiedades de las piezas puedan restaurarse a la calidad de piezas nuevas, o incluso superar la Calidad de las piezas nuevas. Después del montaje, se pueden formar productos nuevos.
No sólo reduce la contaminación ambiental de productos o equipos, sino que también reduce el coste de los insumos de producción.
El proceso de remanufactura incluye: desmontaje, limpieza, inspección, procesado, prueba de piezas, montaje, rodaje completo de la máquina, pintura y embalaje.
El proceso de remanufactura y desmontaje es un término general para todas las tecnologías y métodos utilizados para desmontar productos de desecho y volver a comprender el proceso de montaje de los productos. El desmontaje de remanufactura incluye dos pasos: desmontaje y montaje.
El desmontaje por remanufactura es la retirada sistemática de componentes del conjunto sin causar daños a los componentes objetivo. El desmontaje se puede dividir en desmontaje destructivo y desmontaje no destructivo.
Según el grado de desmontaje se puede dividir en desmontaje completo, desmontaje parcial y desmontaje objetivo.
Los métodos del proceso de remanufactura y desmontaje se pueden dividir en: método de desmontaje por percusión (utilizando la energía de impacto generada al martillar o instalar piezas con un martillo u otros objetos pesados para el desmontaje y separación) y método de desmontaje por tracción ( usando desmontaje de piezas de expulsión especiales), método de desmontaje de prensa (desmontaje estático usando prensas manuales y máquinas de voltaje), método de diferencia de temperatura (desmontaje usando las características de expansión y contracción térmica de los materiales) y método de destrucción (durante el desmontaje y la soldadura).
El ensamblaje por remanufactura se refiere al ensamblaje de piezas remanufacturadas y desmontadas con un rendimiento calificado, piezas directamente utilizables y otras piezas nuevas reemplazadas después del desguace en piezas de acuerdo con los requisitos técnicos y la precisión especificados para productos, piezas o productos remanufacturados. , y lograr todo el proceso de precisión y rendimiento especificado por los productos remanufacturados. Los procesos de ensamblaje específicos incluyen: método de intercambio, método de coincidencia, método de reparación y método de ajuste.
5. Limpieza de remanufactura
La limpieza de la superficie de las piezas es un proceso importante en el proceso de remanufactura, no solo detecta la precisión dimensional, la geometría, la rugosidad, las propiedades de la superficie y el desgaste de las piezas. , pero la premisa de la adhesión es también la base de las piezas remanufacturadas.
Los requisitos básicos para el proceso de limpieza incluyen: 1. Retire completamente el aceite y la pintura de la superficie de la pieza de trabajo. 2. Retire completamente las incrustaciones de aceite y las incrustaciones del interior de la pieza de trabajo. 3. Asegúrese de que la pieza de trabajo no se deforme o que la estructura metalográfica cambie debido a las altas temperaturas durante el proceso de limpieza. 4. Asegúrese de que la pieza de trabajo no se corroa con sustancias químicas. 5. Asegurar que los residuos y líquidos residuales generados durante el proceso de limpieza no contaminen el medio ambiente.
Durante la limpieza de remanufactura, el líquido de limpieza se aplica a la superficie de las piezas usadas a través de un equipo de limpieza y se elimina la grasa, el óxido, la suciedad, las incrustaciones de óxido, etc. adheridos a la superficie de las piezas usadas. Mediante métodos mecánicos, físicos, químicos o electroquímicos se eliminan los depósitos de carbón y otros contaminantes para garantizar que la superficie de las piezas de desecho alcance la limpieza requerida. Las piezas desmontadas de productos usados se clasifican según la forma, el material, la categoría y el grado de daño y luego se limpian con los métodos correspondientes.
1. Quitar las manchas de aceite. Se utilizan principalmente métodos químicos y métodos electroquímicos. Los disolventes orgánicos, los disolventes alcalinos y los agentes de limpieza químicos son soluciones de limpieza de uso común, y existen métodos de limpieza manuales y mecánicos. 2. Retire las incrustaciones. Generalmente se utilizan métodos de eliminación química, incluida la eliminación de fosfatos, la eliminación de soluciones alcalinas y el decapado. 3. Quitar el óxido. Los principales métodos son el método mecánico, el método de decapado químico y el método de grabado electroquímico. 4. Eliminar los depósitos de carbón. Los métodos comúnmente utilizados incluyen métodos mecánicos, químicos y electrolíticos.
Tecnología de limpieza de remanufactura: 1. Tecnología de limpieza térmica. La energía térmica puede facilitar varios métodos de limpieza. 2. Tecnología de limpieza a presión. La ventaja de la tecnología de limpieza por chorro sobre la limpieza por chorro es que el líquido de limpieza presurizado se rocía a través de boquillas para impactar la superficie del objeto a limpiar. 3. Tecnología de limpieza por fricción y esmerilado. Es un método de limpieza de la superficie de piezas o productos mediante chorro de arena con gas y chorro de arena líquido. 4. Tecnología de limpieza ultrasónica.
En un ambiente ultrasónico, el proceso de limpieza de la grasa en la superficie de la pieza en bruto se llama limpieza ultrasónica. 5. Tecnología de limpieza electrolítica. La limpieza electrolítica es un método de limpieza que elimina la suciedad de las superficies metálicas mediante electrólisis. 6. Tecnología de limpieza química. La limpieza química es un método que consiste en utilizar uno o más productos químicos para eliminar la suciedad de las superficies interiores o exteriores del equipo.
6. Baterías de plomo-ácido
Las baterías secas se dividen en baterías primarias y baterías secundarias. Las baterías primarias incluyen principalmente baterías de zinc-carbono, baterías alcalinas de manganeso y baterías de botón, como las de óxido de mercurio y óxido de plata. Las baterías secundarias incluyen principalmente baterías de níquel-cadmio, baterías de níquel-hidruro metálico y baterías de litio.
La batería se puede reutilizar mediante el mecanismo de reacción inversa de conversión de energía eléctrica, pero debe obedecer la segunda ley de la termodinámica. En cada ciclo de carga y descarga, Junhui disipará una cierta cantidad de ingredientes activos. A medida que se acumula el número de ciclos, las características de la descarga empeoran. Cuando las características de descarga degradadas no pueden cumplir con los requisitos de uso, la batería pierde su valor de uso y se convierte en una batería de desecho.
Métodos de reciclaje de baterías de plomo-ácido: Las baterías de plomo-ácido son de gran tamaño y altamente tóxicas. Son las primeras en reciclarse entre varias baterías y tienen una tecnología perfecta. La fase de lodo de las baterías de plomo-ácido gastadas es principalmente PbSO4_4, PbO_2, PbO, Pb, etc. Entre ellos, PBO_2 es el componente principal y representa 465, 438+0%-46% y 24%-28% en el relleno de electrodo positivo y el relleno mixto, respectivamente. Por lo tanto, el efecto reductor del PbO2 tiene un impacto importante en todo el proceso de reciclaje, y su proceso de reducción incluye el método de fuego y el método húmedo. La pirólisis es la reducción de PbO_2 y otros componentes como PbSO4_4 y PbO en el lodo a Pb en un horno metalúrgico. Sin embargo, producirá contaminantes secundarios como SO2 y polvo de Pb a alta temperatura, tiene un alto consumo de energía y una baja tasa de utilización, por lo que se eliminará gradualmente. El método húmedo consiste en reducir el PbO2 en compuestos de plomo de bajo precio añadiendo un agente reductor en condiciones de solución. Entre los agentes reductores, lo ideal es agregar sulfato ferroso a la solución de ácido sulfúrico para reducir el óxido de plomo.
El proceso de recuperación es el siguiente:
7. Batería de litio
El metal de litio es un recurso de metal precioso y las baterías de litio tienen un alto valor de reciclaje. Ya sea una batería de litio desechable o una batería de iones de litio, las variedades y tipos cambian constantemente, es decir, la composición química y la estructura de la batería también cambian constantemente, lo que hace que el reciclaje de baterías de litio usadas sea más difícil que otras. Baterías usadas maduras y estables. Las baterías de iones de litio ofrecen una larga vida útil y un corto tiempo de comercialización.
Proceso de reciclaje en laboratorio de baterías de litio desechables: Las baterías de litio trituradas se criban para obtener el electrodo negativo de litio. Porque el litio metálico reacciona rápidamente con el agua cuando se disuelve en agua, liberando una gran cantidad de calor para generar gas hidrógeno e hidróxido de litio soluble en agua. Silver Pigeon no puede disolver directamente las baterías de litio usadas en agua o ácido. Los experimentos han demostrado que la reacción se puede llevar a cabo de forma segura utilizando una solución acuosa de isobutanol, y durante la reacción los colegas pueden pasar dióxido de carbono gaseoso para generar precipitados de carbonato de litio con una pureza uniforme. Después de dejar reposar para separar y precipitar, agregue ácido clorhídrico para disolver el precipitado y se puede obtener litio metálico de alta pureza mediante electrólisis. El manganeso metálico del electrodo positivo se puede obtener mediante disolución ácida y electrólisis. Este método aún debe ser verificado mediante experimentos de producción.
8. Cenizas volantes
Las cenizas volantes son una sustancia arcillosa de ceniza volcánica emitida por la combustión del carbón. Se refiere al residuo en polvo en los gases de combustión durante la combustión de la caldera, denominado ceniza o cenizas volantes. También incluye la escoria de fondo descargada del fondo de la caldera, denominada escoria.
La composición de las cenizas volantes: principalmente SiO2_2 y Al_2O_3, y el resto son pequeñas cantidades de Al2O3, CaO, MgO, Na2O, K2O y SO3.
Según el contenido de CaO en las cenizas volantes, las cenizas volantes se pueden dividir en dos tipos: cenizas altas en calcio y cenizas bajas en calcio. Generalmente, aquellas con un contenido de CaO superior al 20% se denominan cenizas con alto contenido de calcio y su calidad es mejor que las cenizas con bajo contenido de calcio. La mayoría de las centrales eléctricas de carbón en China
Cuando se quema carbón bituminoso, el contenido de CaO en las cenizas volantes es bajo y es una ceniza baja en calcio. Sin embargo, el contenido de Al2O3 es generalmente alto y la pérdida. La ignición también es alta.
La composición mineral de las cenizas volantes incluye principalmente fase amorfa y fase cristalina. La fase amorfa es principalmente vidrio y representa aproximadamente entre el 50% y el 80% del total de cenizas volantes. La mayoría de ellos son sólidos fundidos formados por SiO2_2 y Al_2O_3, y la mayoría forman microesferas huecas. Además, las finas partículas de carbón no quemadas también pertenecen a la fase amorfa. Las fases cristalinas de las cenizas volantes incluyen principalmente arena de cuarzo, mullita, feldespato, mica, magnetita y pirita. Las fases cristalinas individuales en las cenizas volantes son extremadamente raras y a menudo están rodeadas por una fase vítrea.
Las partículas de cenizas volantes se suelen dividir en dos categorías según su forma: partículas en forma de cuentas y partículas en forma de escoria. Las perlas incluyen perlas flotantes, perlas de sedimentación huecas, perlas de sedimentación densas y perlas de vidrio ricas en hierro. Las partículas de escoria incluyen partículas de escoria de vidrio esponjosas, partículas de carbón, partículas obtusas, fragmentos y partículas aglomeradas.
Propiedades físicas de las cenizas volantes: es un polvo gris o blanquecino.
La actividad de las cenizas volantes incluye la actividad física y la actividad química. La actividad física es la suma del efecto de las partículas y el efecto de los microagregados de las cenizas volantes. La actividad química se refiere a las propiedades de coagulación y endurecimiento de las cenizas volantes cuando se mezclan con cal y agua. La actividad de las cenizas volantes no sólo está determinada por su composición química, sino también estrechamente relacionada con su composición de fases y características estructurales. Cuanto más SiO2_2 y Al_2O_3 activos estén en el cuerpo de vidrio, mayor será la actividad. La actividad de las cenizas volantes es potencial y es necesario estimularla para ejercerla. Los métodos de excitación comúnmente utilizados incluyen molienda mecánica, síntesis hidrotermal y excitación alcalina.
Las cenizas volantes contienen componentes útiles como hierro, aluminio, microesferas huecas y carbono sin quemar, y contienen una variedad de elementos metálicos raros. Por lo tanto, es muy económico extraer estos componentes útiles de las cenizas volantes.
(1) Extraer hierro. El carbón contiene pirita, hematita, limonita y otros minerales. Cuando se quema carbón, uno de ellos
Después de la combustión a alta temperatura, parte del óxido de hierro se reduce a Fe3O4 y partículas de hierro, que pueden separarse directamente mediante separación magnética.
Separación y extracción mecánica de este óxido de hierro magnético. La separación magnética se puede dividir en separación magnética húmeda y separación magnética seca. En la actualidad, la separación magnética húmeda se utiliza principalmente en centrales eléctricas.
(2) Extracto Al2O3. Los métodos para extraer aluminio incluyen sinterización de piedra caliza, lixiviación con ácido caliente, cloración y soldadura directa.
Y otros procesos. El proceso de extracción de alúmina mediante sinterización de piedra caliza incluye principalmente sinterización y cocción.
El material se tritura, se disuelve, se carboniza y se calcina.
(3) Extraer perlas de vidrio. Según las propiedades físicas y químicas, las microperlas de las cenizas volantes se pueden dividir en perlas flotantes, perlas sedimentadoras y perlas magnéticas. Extracción de microcantidades
Los métodos de separación de perlas se pueden dividir aproximadamente en separación mecánica seca y separación mecánica húmeda.
El proceso de separación mecánica seca es el siguiente:
La separación mecánica húmeda de microperlas es un proceso que combina flotación, separación magnética y separación por gravedad en mi país.
La densidad de las perlas flotantes es menor que la del agua, por lo que la diferencia entre las perlas flotantes y otras partículas se puede aprovechar para utilizar agua como medio.
Las perlas flotantes se separan del resto de partículas mediante flotación. (Flotación)
Las perlas magnéticas en las cenizas volantes son la reducción de minerales de hierro en el carbón a carbono y monóxido de carbono durante el proceso de combustión a alta temperatura de la caldera.
Bajo esta acción, se forman algunas partículas de hierro y otras se reducen a Fe3O4. Por lo tanto, según el magnético
Las perlas magnéticas se clasifican en función de sus diferencias magnéticas con respecto a otras partículas. (Separación magnética)
Al seleccionar perlas flotantes, perlas magnéticas y partículas de carbono de las cenizas volantes, solo quedan perlas que se hunden y una pequeña cantidad de monómeros.
La densidad, la forma, el tamaño de las partículas y las propiedades de la superficie varían mucho. Se pueden obtener diferentes grados de productos de precipitación de perlas mediante separación por gravedad, flotación o clasificación más separación por enriquecimiento.
(4) Extraer carbono. Cuando las calderas de las centrales eléctricas queman antracita y carbón bituminoso de baja calidad, dado que el carbón pulverizado no se puede quemar por completo,
el contenido de carbono de las cenizas volantes aumenta para reducir el contenido de carbono de las cenizas volantes y aprovecharlo al máximo. de los recursos de carbón
Fuente, las cenizas de carbón generalmente se procesan mediante métodos de extracción de carbono. Normalmente, se utilizan flotación y separación electrostática para extraer carbono.
La extracción con carbón flotante es adecuada para cenizas volantes descargadas por método húmedo. Este método aprovecha la naturaleza hidrofílica de las cenizas volantes y las partículas de carbón.
Cuando se quema carbón bituminoso, el contenido de CaO en las cenizas volantes es bajo y es una ceniza baja en calcio, pero el contenido de Al2O3 es generalmente alto y la pérdida por ignición también es alta.
La composición mineral de las cenizas volantes incluye principalmente fase amorfa y fase cristalina. La fase amorfa es principalmente vidrio y representa aproximadamente entre el 50 % y el 80 % del total de las cenizas volantes. La mayoría de ellos son sólidos fundidos formados por SiO2_2 y Al_2O_3, y la mayoría forman microesferas huecas. Además, las finas partículas de carbón no quemadas también pertenecen a la fase amorfa. Las fases cristalinas de las cenizas volantes incluyen principalmente arena de cuarzo, mullita, feldespato, mica, magnetita y pirita. Las fases cristalinas individuales en las cenizas volantes son extremadamente raras y a menudo están rodeadas por una fase vítrea.
Las partículas de cenizas volantes se suelen dividir en dos categorías según su forma: partículas en forma de cuentas y partículas en forma de escoria. Las perlas incluyen perlas flotantes, perlas de sedimentación huecas, perlas de sedimentación densas y perlas de vidrio ricas en hierro. Las partículas de escoria incluyen partículas de escoria de vidrio esponjosas, partículas de carbón, partículas obtusas, fragmentos y partículas aglomeradas.
Propiedades físicas de las cenizas volantes: es un polvo gris o blanquecino.
La actividad de las cenizas volantes incluye la actividad física y la actividad química. La actividad física es la suma del efecto de las partículas y el efecto de los microagregados de las cenizas volantes. La actividad química se refiere a las propiedades de coagulación y endurecimiento de las cenizas volantes cuando se mezclan con cal y agua. La actividad de las cenizas volantes no sólo está determinada por su composición química, sino que también está estrechamente relacionada con su composición de fases y características estructurales. Cuanto más SiO2_2 y Al_2O_3 activos estén en el cuerpo de vidrio, mayor será la actividad. La actividad de las cenizas volantes es potencial y es necesario estimularla para ejercerla. Los métodos de excitación comúnmente utilizados incluyen molienda mecánica, síntesis hidrotermal y excitación alcalina.
Las cenizas volantes contienen componentes útiles como hierro, aluminio, microesferas huecas y carbono sin quemar, y contienen una variedad de elementos metálicos raros. Por lo tanto, es muy económico extraer estos componentes útiles de las cenizas volantes.
(1) Extraer hierro. El carbón contiene pirita, hematita, limonita y otros minerales. Cuando se quema carbón, uno de ellos
Después de la combustión a alta temperatura, parte del óxido de hierro se reduce a Fe3O4 y partículas de hierro, que pueden separarse directamente mediante separación magnética.
Separación y extracción mecánica de este óxido de hierro magnético. La separación magnética se puede dividir en separación magnética húmeda y separación magnética seca. En la actualidad, la separación magnética húmeda se utiliza principalmente en centrales eléctricas.
(2) Extracto Al2O3. Los métodos para extraer aluminio incluyen sinterización de piedra caliza, lixiviación con ácido caliente, cloración y soldadura directa.
Y otros procesos. El proceso de extracción de alúmina mediante sinterización de piedra caliza incluye principalmente sinterización y cocción.
El material se tritura, se disuelve, se carboniza y se calcina.
(3) Extraer perlas de vidrio. Según las propiedades físicas y químicas, las microperlas de las cenizas volantes se pueden dividir en perlas flotantes, perlas de sedimentación y perlas magnéticas. Extracción de microcantidades
Los métodos de separación de perlas se pueden dividir aproximadamente en separación mecánica seca y separación mecánica húmeda.
El proceso de separación mecánica seca es el siguiente:
La separación mecánica húmeda de microperlas es un proceso que combina flotación, separación magnética y separación por gravedad en mi país.
La densidad de las perlas flotantes es menor que la del agua, por lo que la diferencia entre las perlas flotantes y otras partículas se puede aprovechar para utilizar agua como medio.
Las perlas flotantes se separan del resto de partículas mediante flotación. (Flotación)
Las perlas magnéticas en las cenizas volantes son la reducción de minerales de hierro en el carbón a carbono y monóxido de carbono durante el proceso de combustión a alta temperatura de la caldera.
Bajo esta acción, se forman algunas partículas de hierro y otras se reducen a Fe3O4. Por lo tanto, según el magnético
Las perlas magnéticas se clasifican en función de sus diferencias magnéticas con respecto a otras partículas. (Separación magnética)
Al seleccionar perlas flotantes, perlas magnéticas y partículas de carbono de las cenizas volantes, solo quedan perlas que se hunden y una pequeña cantidad de monómeros.
La densidad, la forma, el tamaño de las partículas y las propiedades de la superficie varían mucho. Se pueden obtener diferentes grados de productos de precipitación de perlas mediante separación por gravedad, flotación o clasificación más separación por enriquecimiento.
(4) Extraer carbón. Cuando las calderas de las centrales eléctricas queman antracita y carbón bituminoso de baja calidad, dado que el carbón pulverizado no se puede quemar por completo,
el contenido de carbono de las cenizas volantes aumenta para reducir el contenido de carbono de las cenizas volantes y aprovecharlo al máximo. de los recursos de carbón
Fuente, las cenizas de carbón generalmente se procesan mediante métodos de extracción de carbono. Normalmente, se utilizan flotación y separación electrostática para extraer carbono.
La extracción con carbón flotante es adecuada para cenizas volantes descargadas por método húmedo. Este método aprovecha la naturaleza hidrofílica de las cenizas volantes y las partículas de carbón.
Diferencias de rendimiento y cómo diferenciarlas.
Utilización de cenizas volantes para producir materiales de construcción. Se utiliza principalmente para fabricar cemento y ladrillos, incluido hormigón ordinario, hormigón ligero, hormigón celular, áridos, etc. La ceniza de baja calidad se puede utilizar para pavimentos, cimientos, rellenos, etc.
Utilizar cenizas volantes para elaborar productos químicos. Debido al alto contenido de SiO2_2 y Al_2O_3 en las cenizas volantes, se pueden utilizar para producir productos químicos como floculantes, tamices moleculares, sílice, silicato de sodio, tricloruro de aluminio y sulfato de aluminio.
Aprovechamiento agrícola de las cenizas volantes. Hay dos formas de utilizar las cenizas volantes en la agricultura: una es mejorar el suelo y aumentar la producción agrícola; la segunda, la producción de fertilizantes multicompuestos de cenizas volantes es adecuada para las tierras de cultivo.
9. Fosfoyeso
El sulfato de calcio que se obtiene al hacer reaccionar roca fosfórica con ácido sulfúrico para generar ácido fosfórico se llama fosfoyeso.
En la producción química de ácido fosfórico, el método más importante es utilizar ácido sulfúrico para descomponer la roca fosfórica. Los principales productos son el ácido fosfórico y el sulfato de calcio. Este método se llama método del ácido sulfúrico, también conocido como método de extracción o método húmedo. En mi país, el ácido fosfórico se produce principalmente mediante el método del dihidrato húmedo. La ecuación de reacción es:
La composición y propiedades del fosfoyeso: polvo, contenido de agua libre del 20% al 30%, el color del recipiente es gris. gris, amarillo grisáceo, amarillo claro, verde claro, tamaño de partícula 5-150um. El fosfoyeso contiene una cierta cantidad de impurezas, que se pueden dividir en impurezas solubles e impurezas insolubles según su solubilidad. Las impurezas solubles son ácidos o sales que no se eliminan durante el proceso de lavado, principalmente K+/Na+ solubles. Las impurezas insolubles incluyen principalmente roca de fosfato sin reaccionar, fluoruro insoluble y metales en forma de complejos de fosfato.
Diversas impurezas en el fosfoyeso tienen un gran impacto en su rendimiento, como prolongar el tiempo de fraguado del fosfoyeso y reducir la resistencia del cuerpo endurecido.
Hay tres formas de fósforo en el fosfoyeso: fósforo soluble, fósforo cristalizado y fósforo insoluble.
El flúor en el yeso fosforado existe en forma de flúor soluble y flúor insoluble como caf 2 2 y na 2 SIF 6. El flúor soluble tiene el mayor impacto en el rendimiento del fosfoyeso, mientras que el flúor insoluble tiene un impacto menor en el rendimiento del fosfoyeso.
El fósforo soluble, el flúor soluble, el fósforo cristalino y la materia orgánica son las principales impurezas nocivas del fosfoyeso.
Aplicaciones del fosfoyeso;
(1) Aplicación del fosfoyeso en la industria
Usar fosfoyeso para producir ácido sulfúrico y cemento
Preparación de sulfato de amonio y carbonato de calcio a partir de fosfoyeso
Existen métodos de uno y dos pasos para la producción de sulfato de potasio a partir de fosfoyeso.
Producción de tiourea y carbonato de calcio
Tomemos como ejemplos metales preciosos y metales de tierras raras
(2) Aplicación del fosfoyeso en la construcción
>Como material de construcción de yeso
Como mezcla de cemento
(3) Aplicación del fosfoyeso en ingeniería de carreteras.
El fosfoyeso tiene una fuerte resistencia al corte y buena estabilidad al agua. Puede usarse como material alternativo para el tratamiento de cimientos de suelos blandos y tiene un buen rendimiento.
(4) Aplicación del fosfoyeso en agricultura
El fosfoyeso es ácido y contiene nutrientes como fósforo, calcio, azufre, silicio, zinc y magnesio. , que es necesario para el crecimiento de los cultivos. No solo se puede utilizar como fertilizante a base de azufre y calcio, sino que también puede reemplazar al yeso natural para mejorar el suelo salino-álcali.
10. Relaves
Los relaves son "residuos" vertidos por las empresas mineras en determinadas condiciones técnicas y económicas, pero también son potenciales residuos sólidos industriales. Cuando las condiciones técnicas y económicas lo permitan, podrá volver a desarrollarse efectivamente.
El aprovechamiento integral de relaves incluye principalmente dos aspectos: primero, los relaves se reprocesan como residuos sólidos industriales para recuperar minerales útiles; segundo, el aprovechamiento directo de los relaves, es decir, los relaves de minas metálicas; Se utilizan como minerales compuestos. Las materias primas se utilizan en su totalidad.
Extracción de componentes valiosos de (1) relaves
Utilización de relaves que contienen hierro.
La recuperación de metales asociados en minerales de hierro débilmente magnéticos depende de la fuerza, salvo unos pocos que pueden volver a seleccionarse.
Procesos combinados de separación-flotación magnética y separación por gravedad-separación magnética-flotación.
Aprovechamiento de relaves de metales no ferrosos.
Aprovechamiento de relaves de cobre. El primero es recuperar cobre y hierro de los relaves de cobre; el segundo es recuperar cobre, hierro y metales preciosos de los relaves de cobre.
Separación por gravedad de relaves de plomo y zinc. Uno es recuperar plata de relaves de plomo y zinc; el otro es recuperar minerales no metálicos de relaves de plomo y zinc.
Reciclaje y aprovechamiento de relaves de molibdeno. Uno es recuperar hierro de relaves de molibdeno; el otro es recuperar hierro de relaves de molibdeno.
Tungsteno y otros minerales no metálicos.
Reciclaje de relaves de estaño.
Reciclaje de relaves de tungsteno. El primero recupera tungsteno, bismuto y molibdeno de los relaves de tungsteno; el segundo recupera cobre y molibdeno de los relaves de tungsteno
del mineral.
Reciclaje de relaves fluoro-oro.
(2) Utilizar relaves para producir materiales de construcción
Fabricación de ladrillos de relaves: ladrillos sinterizados de relaves, materiales de construcción de relaves sintéticos hidratados y ladrillos de relaves esterilizados en autoclave.
Producir cemento a partir de relaves
Usar relaves para producir materiales cerámicos
Usar relaves para producir vitrocerámicas
(3) Relaves utilizados como material de relleno subterráneo.
Tecnología de llenado cementado de relaves completos
El agregado principal del relleno cementado de relaves tradicional son relaves sedimentados clasificados, y la tasa de utilización de relaves generalmente es solo del 50%.
Tecnología de llenado de arena con relaves solidificados con alto contenido de agua
La esencia es utilizar "agua alta" para reemplazar el cemento en el proceso de llenado de cementación de relaves de minas metálicas
Rápido- materiales de fraguado "Como material cementante, los relaves de minas se utilizan como agregado de relleno y, después de mezclarlos con agua en una determinada proporción, se forma una lechada de relleno de consolidación con alto contenido de agua.
11, Desarrollo Economía circular
La economía circular se refiere al proceso económico de utilización integral de recursos materiales y residuos de acuerdo con los requisitos de una producción más limpia y el principio de las 3R
Esta definición. debe comprender cuatro requisitos básicos:
p>La economía circular debe cumplir con los requisitos de la economía ecológica
La economía circular debe seguir el principio de las 3R
La La economía circular requiere la utilización integral de los recursos materiales y sus residuos.
La economía circular debe centrarse en la economía más que en la circulación.
La importancia práctica de desarrollar una. economía circular;
La implementación de una economía circular es la economía mundial actual.
La implementación de una economía circular es una necesidad urgente para un mayor desarrollo económico de China.
La implementación de la economía circular es una opción inevitable para cambiar la insostenibilidad del actual modelo de alto crecimiento de China.
China tiene la posibilidad de establecer una economía circular.
Las leyes básicas de la economía circular:
Ley económica ecológica
La ley unificada de convivencia de dos recursos
La ley de la economía circular restricciones de interés
La ley de simetría entre poder y responsabilidad