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资源循环科学与工程概论

1、 清洁生产

清洁生产是指将综合预防的环境策略持续的应用于生产过程和产品中，以便减少对人类和环境的风险。

清洁生产是指既可满足人们的需要又可合理使用自然资源和能源并保护环境的而是用生产方法和措施。

就生产过程而言，清洁生产包括解约原材料和能源，淘汰有毒原材料并在全部排放物和废弃物离开生产过程以前减少它的数量和毒性。

对产品而言，清洁生产策略旨在减少产品在整个生产周期过程中对人类和环境的影响。

清洁生产包含的三方面内容：1能源清洁。（a常规能源的清洁；b可再生能源的利用；c新能源的开发；d新能源的开发和各种节能技术）2生产过程清洁。包括尽量少用或不用有毒有害原料，产出无毒无害的中间产品，减少或消除生产过程中的各种危险因素。3产品清洁。产品在使用过程中节约原料和能源，尽量使用可再生能源或二次能源，减少昂贵和稀缺资源的使用，产品的包装、使用功能和使用寿命设计合理，产品已于回收且可再生为原料，易处理、降解且无污染。

清洁生产的理论支撑体系:1守恒和平衡理论。生态系统中的物质要素总是保持守恒，既不能无缘无故增减，又不能无缘无故缺位，只是从一种形态转化为另一种形态。2创新理论。就企业生产而言，把一种从来没有过的关于生产要素和生产条件的“新组合”引入生产体系。

2、 堆肥

生活垃圾堆肥技术与秸秆的堆肥技术技术原理相同，都是在微生物的作用下，降解和转化有机物质的生物化学过程，在此过程中实现垃圾减量。

根据堆肥条件不同，可分为好氧堆肥和厌氧堆肥。由于好氧堆肥比厌氧堆肥时间短、肥效好、异味少，一般生活垃圾堆肥均指的是好氧堆肥。

生活垃圾由于成分复杂，而堆肥过程中只有可降解有机物才能发挥作用，因此在堆肥前垃圾中的金属、塑料、碎玻璃、陶瓷等必须经过分选去除，分选后的垃圾可单独堆肥，也可和城市污水处理厂的污泥或者农业废弃物混合后堆肥。

堆肥后的成品肥料应达到如下标准：1有机质含量大于。2成品肥料不得对环境有害，病菌、害虫卵、杂草种子等已经杀灭。3肥料外观呈褐色或茶褐色，无臭味，质地松散。

农业废弃物堆肥由于比较分散，通常就地处理的较多，机械化程度低，露天堆肥所占比例较大，通风采用翻堆的方法，通常不进行控温。

生活垃圾堆肥的规模更大，尽管也有露天堆肥，但更普遍的情况下是利用大体积的发酵仓进行规模化的生产，温度和通风都可以采用仪器控制。

生活垃圾好氧堆肥流程：1预处理。主要是分选、破碎和加入调理剂，将不可堆肥物质去除后将垃圾破碎至12-60mm的粒径，之后调整含水量和C/N比，

加入结构调理剂和能源调理剂。2主发酵。是堆肥过程的升温阶段和高温阶段，通常采用强制通风方式，持续4-12d。3后发酵。对非过程的降温阶段和后熟保肥阶段，自然通风即可，一般持续20-30d。4后处理。进一步分选去除预处理阶段未彻底去除的金属、塑料、碎玻璃等杂质，如有需要可进一步破碎堆肥产品。

5脱臭。在发酵过程堆体内可能有部分时间或者部分区域发生厌氧反应，产生有臭味的气体，因此应进行除臭处理，常用的除臭装置是堆肥过滤器。

堆肥的操作方式主要有静态好氧堆肥（一次性进料，堆肥结束前不再进料）、间歇式好氧动态堆肥（间歇式进料和出料）以及连续式好氧动态堆肥（连续进料出料）。

3、 堆肥焚烧

垃圾焚烧是指在氧气存在的条件下，炉温800-1000℃的焚烧炉膛内，通过焚烧，使得垃圾中有机成分被充分氧化，并释放出热量的过程。垃圾焚烧释放的热量可以经锅炉转化为蒸气，再由汽轮机、发电机转化为电能，在此过程中实现垃圾的减量化和生物质能的循环利用。

垃圾燃烧后产生的尾气中有二恶英、硫化物、氮氧化物和烟尘等多种污染物，需要净化并达到一定标准后才能排入大气中，因此烟气处理装置也是垃圾焚烧发电系统的重要组成部分。

影响生活垃圾焚烧过程的因素：生活垃圾的性质（指粒度、热值和含水率）、停留时间、湍流度、温度和空气过量系数。

焚烧炉的主要形式：炉排型焚烧炉（世界范围内应用最广，适用于大规模的垃圾集中处理）、流化床焚烧炉（中国应用范围比较广的，是垃圾燃烧更充分、对有害物质破坏更彻底的一种焚烧方式）、回转窑焚烧炉（适用于难燃烧物质，或者水分变化范围较大的垃圾，但处理量小，灰分处理较困难）。

焚烧生成的烟气的去除：1颗粒物的去除。可以选用中立沉降室、旋风除尘器、喷淋塔、文氏洗涤器、静电除尘器及布袋除尘器等，除尘装置不仅可以去除灰分，还可以去除挥发性重金属及氯化物、硫酸盐或氧化物，以及吸附在灰分中二恶英等有机污染物。2酸性气态污染物的去除。可以使用碱液为吸附剂进行湿式洗涤，也可以采用干式洗涤剂进行吸收，还可以使用气态污染物与碱液反应生成固态物质而被去除。3氮氧化物的去除。可以选用非催化还原法、选择性催化还原方法、氧化吸收法或者吸收还原法等。4二恶英的去除。可以首先用活性炭或活性焦固定床层对二恶英进行吸附浓缩，然后再将其彻底氧化为CO2、HCl、HF等物质，吸附在灰分中的二恶英可在除尘装置中去除，也可通过提高燃烧温度和使垃圾充分燃烧等手段减少二恶英的释放。

4、 再制造拆解

再制造产业是以产品全寿命周期理论为指导，以废旧产品回收再利用为目标，以绿色环保、优质节材、高效节能为准则，以先进生产技术为手段，进行废旧产品的修复、改造等一系列技术措施的总称。

再制造技术是对废旧产品的高技术修复，使零部件尺寸、形位、表面品质等性能恢复到全新零部件的品质，甚至超过全新零部件，通过装配后形成全新产品，

不仅减小了产品或设备对环境的污染，也降低了生产投入的费用。

再制造工艺流程包括：拆解、清洗、检测、加工、零件测试、装配、整机磨合试验、喷漆包装等步骤。

再制造拆装工艺是对废旧产品的拆解和再知道产品装配工艺过程中所用到的全部工艺技术与方法的统称，再制造拆装包括拆解和装配两个步骤。

再制造拆解是系统的从装配体上拆除其组成零部件，要求不对目标零部件造成损害，拆解分为破坏性拆卸和非破坏性拆卸两种。

按拆解程度可分为完全拆解、部分拆解和目标拆解。

再制造拆解工艺方法可分为：击卸法（利用锤子或其他重物在敲击或装机零件时产生的冲击能量把零件拆解分离）、拉卸法（利用专用顶拔器把零件拆解下来的一种精力拆解方法）、压卸法（利用手压机、电压机进行的一种静力拆卸方法）、温差法（利用材料热胀冷缩的性能加热包容件，实现拆解）及破坏法（在拆解焊接时，为保存核心价值件而必须破坏低价值件时，进行破坏性拆解）。

再制造装配是按再制造产品规定的技术要求和精度，将再制造拆解和加工后性能合格的零件、可直接利用的零件以及其他报废后更换的新零件安装成组件、部件或再制造产品，并达到再制造产品所规定的精度和使用性能的整个工艺过程。具体装配工艺有：互换法、选配法、修配法、调整法。

5、 再制造清洗

对零部件表面清洗时再制造过程中的重要工序，不仅是检测零件表面尺寸精度、几何形状、粗糙度、表面性能、磨蚀磨损及黏着情况等的前提，而且是零件进行再制造的基础。

清洗工序的基本要求包括：1彻底清除工件表面的油污、涂料。2彻底清除工件内部的机油垢和水垢3在清洗过程中保证工件不因高温而产生变形或金相组织的改变4保证工件不因化学物质而被腐蚀5保证清洗工序的残渣、废液不对环境产生污染。

再制造清洗时借助于清洗设备将清洗液作用于废旧零部件表面，采用机械、物理、化学或电化学方法，去除废旧零部件表面附着的油脂、锈蚀、泥垢、水垢、积炭等污物，并使废旧件表面达到所要求的清洁度的过程。废旧产品拆解后的零件根据形状、材料、类别、损坏情况等分类后采用相应的方法进行清洗。

1清除油污。主要用化学方法和电化学方法，有机溶剂、碱性溶剂和化学清洗剂是常用的清洗液，清洗方式有人工方式和机械方式。2清除水垢。一般采用化学去除法，包括磷酸盐清除法、碱溶液清除法和酸清洗法。3清除锈蚀。主要方法有机械法、化学酸洗法和电化学酸蚀法。4清除积炭。常使用机械法、化学法和电解法等。

再制造清洗技术：1热能清洗技术。热能对各种清洗方法都有较好的促进作用。2压力清洗技术。喷射清洗技术通过喷嘴把加压的清洗液喷射出来冲击清洗物表面的清洗方式较喷射清洗。3摩擦与研磨清洗技术。是用气体喷砂和液体喷砂方法对零件或产品表面进行清洗的方法。4超声波清洗技术。在超声环境下，清洗毛坯表面油脂的过程称为超声清洗。5电解清洗技术。电解清洗是利用电解作用将金属表面污垢去除的清洗方法。6化学清洗技术。化学清洗是采用一种或几种化学药剂清除设备内侧或外侧表面污垢的方法。

6、 铅蓄电池

干电池分为一次电池和二次电池。一次电池主要有锌碳电池、碱锰电池以及氧化汞和氧化银等纽扣电池。二次电池主要包括镍镉电池、镍氢电池和锂电池。

蓄电池可通过电能转换逆反应机制实现再储能操作，从而可以重复使用，但受制于热力学第二定律，每一个冲-放电循环中俊辉使一定量的的有效组分耗散，放电特性随着循环的积累而劣化，当劣化后的放电特性不能满足使用要求时，蓄电池失去使用价值同样变为废电池。

铅蓄电池回收处理方法：铅蓄电池的体积较大，而且铅的毒性较强，所以在各类电池中，最早进行回收利用，工艺较完善。废铅蓄电池的泥渣物相主要是PbSO4、PbO2、PbO、Pb等，其中PbO2是主要成分，它在正极填料和混合填料中所占质量为41%-46%和24%-28%。因此PbO2还原效果对整个回收技术具有重要影响，其还原工艺有火法和湿法。火法是将PbO2与泥渣中的其他组分PbSO4、PbO等一同在冶金炉中还原冶炼成Pb。但由于产生SO2和高温Pb尘等二次污染物，且能耗高，利用率低，故将逐渐被淘汰。湿法是在溶液条件下加入还原剂使PbO2还原转化为低价态的铅化合物。还原剂中以硫酸溶液中加FeSO4还原PbO2法较为理想。

还原过程为：

7、 锂电池

锂金属是贵重金属资源，锂电池具有较高的回收利用价值。无论是一次性锂电池还是锂离子蓄电池，由于品种、类型一直处于发展变化中，即电池化学组成及构造不断变化，造成废锂电池的回收利用比其他的已成熟、稳定的废电池更困难。锂离子蓄电池使用寿命长，投入市场时间短。

一次性锂电池实验室回收流程：将破碎后的锂电池筛分后，就得到负极锂电极。由于金属锂溶于水时，与水发生快速反应，放出大量的热，生成氢气和可溶于水的氢氧化锂。英雌不能直接在水或酸中溶解废锂电池。实验表明，采用异丁醇水溶液可以使这一反应安全进行，反应的同事，通入二氧化碳气体，生成高统一纯度的碳酸锂沉淀。将沉淀静置分离后，加入盐酸，使沉淀溶解，再通过电解可得到高纯度的金属锂。正极中的金属锰可通过酸溶解、电解得到。此方法还有待生产性实验验证。

8、 粉煤灰

粉煤灰是煤燃烧排放出的一种黏土类火山灰质材料。它就是指锅炉燃烧时，烟气中带出的粉状残留物，简称灰或飞灰。它还包括锅炉底部排出的炉底渣，简称炉渣。

粉煤灰的组成：以SiO2和Al2O3的含量占大多数，其余为少量Fe2O3、CaO、MgO、Na2O和K2O及SO3等。

根据粉煤灰中CaO含量的多少，可将粉煤灰分成高钙灰和低钙灰两类。一般CaO含量在20%以上的称为高钙灰，其质量优于低钙灰。我国燃煤电厂大多

燃用烟煤，粉煤灰中CaO含量偏低，属低钙灰，但Al2O3含量一般较高，烧失量也较高。

粉煤灰的矿物组成主要包括无定形相和结晶相两大类。无定形相主要为玻璃体，约占粉煤灰总量的50%-80%，大多是SiO2和Al2O3形成的固熔体，且大多数形成空心微珠。此外，未燃尽的细小炭粒也属于无定形相。粉煤灰的结晶相主要有石英砂粒、莫来石、长石、云母、磁铁矿、黄铁矿等。粉煤灰中单独存在的结晶相极为少见，往往被玻璃相包裹。

粉煤灰颗粒通常按其形状分为珠状颗粒和渣状颗粒两大类。其中珠状颗粒包括漂珠、空心沉珠、密实沉珠和富铁玻璃微珠。渣状颗粒包括海绵状玻璃渣粒、炭粒、钝角颗粒、碎屑和黏聚颗粒。

粉煤灰的物理性质：是灰色或灰白色的粉状物。

粉煤灰的活性包括物理活性和化学活性。物理活性是粉煤灰颗粒效应、微集料效应等的总和。化学活性指粉煤灰在和石灰、水混合后所显示出来的凝结硬化性能。粉煤灰的活性不仅决定于它的化学组成，还与它的物相组成和结构特征有着密切的关系。玻璃体中含有的活性SiO2和活性Al2O3含量愈多，活性愈高。粉煤灰的活性是潜在的，需要激发才能发挥出来。常用的激发方法有机械磨细法、水热合成法和碱性激发法。

粉煤灰中含有铁、铝、空心微珠以及未燃尽炭等有用组分，并且含有多种稀有金属元素，因此从粉煤灰中提取这些有用组分具有重要经济价值。

（1） 提取铁。煤中含有黄铁矿、赤铁矿、褐铁矿等矿物，当煤燃烧时，其中的

氧化铁经高温焚烧后，部分被还原为Fe3O4和粒铁，因此可直接使用磁选

机分离提取这种磁性氧化铁。磁选分离分为湿式磁选和干式磁选两种工艺，目前电厂多采用湿式磁选工艺。

（2） 提取Al2O3。提取Al有石灰石烧结法、热酸淋洗法、氯化法、直接熔接法

等多种工艺。其中石灰石烧结法提取氧化铝的工艺流程主要包括烧结、熟

料自粉化、溶出、炭分和煅烧等5个工序。

（3） 提取玻璃微珠。粉煤灰中微珠按理化特征分为漂珠、沉珠和磁珠。提取微

珠的方法大致可分为干法机械分选和湿法机械分选两大类。

干式机械分选流程为：

湿式机械分选微珠国内多用浮选、磁选、重选等多种选法的组合流程。

漂珠的密度小于水，因此可利用漂珠与其他颗粒间密度的差异，以水为介

质用浮选将漂珠与其他颗粒分离。（浮选）

粉煤灰中的磁珠是锅炉高温燃烧过程中，煤中含铁矿物在碳及CO的还原

作用下，部分形成铁粒，一部分被还原成Fe3O4而产生的。因此可根据磁

珠在与其他颗粒的磁性差别进行分选。（磁选）

当粉煤灰中选出漂珠、磁珠和炭粒后，只剩下沉珠和少量单体石英等，他

们在密度、形状、粒度及表面性质上均存在较大差异，因此可采用重选、浮选或分级法加富集分离，得到不同级别的沉珠产品。

（4） 提取炭。电厂锅炉在燃用无烟煤和劣质烟煤时，由于煤粉不能完全燃烧，

造成粉煤灰中含炭量增高，为了减低粉煤灰中的含碳量和充分利用煤炭资

源，常对粉煤灰进行提炭处理。提炭一般用浮选法和电选法。

浮法提炭适用于湿法排放的粉煤灰，此方法是利用粉煤灰和煤粒表面亲水

燃用烟煤，粉煤灰中CaO含量偏低，属低钙灰，但Al2O3含量一般较高，烧失量也较高。

粉煤灰的矿物组成主要包括无定形相和结晶相两大类。无定形相主要为玻璃体，约占粉煤灰总量的50%-80%，大多是SiO2和Al2O3形成的固熔体，且大多数形成空心微珠。此外，未燃尽的细小炭粒也属于无定形相。粉煤灰的结晶相主要有石英砂粒、莫来石、长石、云母、磁铁矿、黄铁矿等。粉煤灰中单独存在的结晶相极为少见，往往被玻璃相包裹。

粉煤灰颗粒通常按其形状分为珠状颗粒和渣状颗粒两大类。其中珠状颗粒包括漂珠、空心沉珠、密实沉珠和富铁玻璃微珠。渣状颗粒包括海绵状玻璃渣粒、炭粒、钝角颗粒、碎屑和黏聚颗粒。

粉煤灰的物理性质：是灰色或灰白色的粉状物。

粉煤灰的活性包括物理活性和化学活性。物理活性是粉煤灰颗粒效应、微集料效应等的总和。化学活性指粉煤灰在和石灰、水混合后所显示出来的凝结硬化性能。粉煤灰的活性不仅决定于它的化学组成，还与它的物相组成和结构特征有着密切的关系。玻璃体中含有的活性SiO2和活性Al2O3含量愈多，活性愈高。粉煤灰的活性是潜在的，需要激发才能发挥出来。常用的激发方法有机械磨细法、水热合成法和碱性激发法。

粉煤灰中含有铁、铝、空心微珠以及未燃尽炭等有用组分，并且含有多种稀有金属元素，因此从粉煤灰中提取这些有用组分具有重要经济价值。

（1） 提取铁。煤中含有黄铁矿、赤铁矿、褐铁矿等矿物，当煤燃烧时，其中的

氧化铁经高温焚烧后，部分被还原为Fe3O4和粒铁，因此可直接使用磁选

机分离提取这种磁性氧化铁。磁选分离分为湿式磁选和干式磁选两种工艺，目前电厂多采用湿式磁选工艺。

（2） 提取Al2O3。提取Al有石灰石烧结法、热酸淋洗法、氯化法、直接熔接法

等多种工艺。其中石灰石烧结法提取氧化铝的工艺流程主要包括烧结、熟

料自粉化、溶出、炭分和煅烧等5个工序。

（3） 提取玻璃微珠。粉煤灰中微珠按理化特征分为漂珠、沉珠和磁珠。提取微

珠的方法大致可分为干法机械分选和湿法机械分选两大类。

干式机械分选流程为：

湿式机械分选微珠国内多用浮选、磁选、重选等多种选法的组合流程。

漂珠的密度小于水，因此可利用漂珠与其他颗粒间密度的差异，以水为介

质用浮选将漂珠与其他颗粒分离。（浮选）

粉煤灰中的磁珠是锅炉高温燃烧过程中，煤中含铁矿物在碳及CO的还原

作用下，部分形成铁粒，一部分被还原成Fe3O4而产生的。因此可根据磁

珠在与其他颗粒的磁性差别进行分选。（磁选）

当粉煤灰中选出漂珠、磁珠和炭粒后，只剩下沉珠和少量单体石英等，他

们在密度、形状、粒度及表面性质上均存在较大差异，因此可采用重选、浮选或分级法加富集分离，得到不同级别的沉珠产品。

（4） 提取炭。电厂锅炉在燃用无烟煤和劣质烟煤时，由于煤粉不能完全燃烧，

造成粉煤灰中含炭量增高，为了减低粉煤灰中的含碳量和充分利用煤炭资

源，常对粉煤灰进行提炭处理。提炭一般用浮选法和电选法。

浮法提炭适用于湿法排放的粉煤灰，此方法是利用粉煤灰和煤粒表面亲水

性能的差异而将其分离的一种方式。

粉煤灰生产建筑材料。主要是制水泥、制砖，配置普通混凝土、轻质混凝土和加气混凝土、骨料等，质量较差的灰渣可用来铺路，做基础以及做填充料等。

粉煤灰生产化工产品。由于粉煤灰中SiO2和Al2O3含量较高，可用于生产化工产品，如絮凝剂、分子筛、白炭黑、水玻璃、无水氯化铝、硫酸铝等。

粉煤灰的农业利用。粉煤灰的农业利用有两种途径：一是用于农业的改土与增产作用；二是生产粉煤灰多元素复合肥适用于农田。

9、 磷石膏

由磷矿石与硫酸反应制造磷酸所得到的硫酸钙称为磷石膏。

在化工生产磷酸的方法中，最主要的方法是利用硫酸分解磷矿，主要产物是磷酸和硫酸钙，这种方法称为硫酸法，也称为萃取法或湿法。我国多用湿法二水物法来制造磷酸，反应方程式为：

磷石膏的组成及性质：呈粉末状，自由水含量为20%-30%,颜色呈灰白、灰、灰黄、浅黄、浅绿等锅中颜色，颗粒直径为5-150um。磷石膏中含有一定量的杂质，根据溶解性分为可溶杂质和不溶杂质。可溶杂质是洗涤时未清除出去的酸或盐，主要有可溶K+/Na+等，不溶杂质主要有未反应完的磷矿石，以磷酸盐络合物形式存在的饿不溶氟化物、金属等。

磷石膏中的多种杂质组分对其性质影响较大，具体表现为磷石膏凝结时间延长，硬化体强度降低。

磷石膏中的磷主要有可溶磷、共晶磷和难溶磷三种形态。

磷石膏中氟以可溶氟和CaF2、Na2SiF6等难溶氟形态灿在，对磷石膏性能影响最大的是可溶氟，难溶氟对磷石膏性能基本不产生影响。

可溶磷、可溶氟、共晶磷和有机物是磷石膏中主要的有害杂质。

磷石膏的应用：

（1） 磷石膏在工业上的应用

用磷石膏制硫酸联产水泥

用磷石膏制硫酸铵和碳酸钙

用磷石膏生产硫酸钾有一步法和二步法

生产硫脲和碳酸钙

取贵重金属和稀土金属

（2） 磷石膏在建筑上的应用

作石膏建筑材料

作水泥掺合料

（3） 磷石膏在公路工程中的应用

磷石膏具有较强的抗剪强度和良好的水稳定性，因此在进行软土地基处理时，可以将其作为换填材料，性能较好。

（4） 磷石膏在农业上的应用

磷石膏呈酸性，且含有作物生长所需的磷、钙、硫、硅锌、镁等养分，不仅可以作为硫、钙为主的肥料，还可代替天然石膏改良盐碱地。

10、 尾矿

尾矿是矿山企业在一定技术经济条件下排出的“废物”，但同时又是潜在的工业固体废物，当技术、经济条件允许时，可再次进行有效开发。

尾矿的综合利用主要包括两方面：一是尾矿作为工业固体废物再选，回收有用矿物；二是尾矿的直接利用，即将金属矿山尾矿视为复合矿物原料，进行整体利用。

（1） 尾矿中有价组分的提取

含铁尾矿利用。

弱磁性铁矿物其伴生金属的回收，除少数可用重选法外，多数要靠强

磁选-浮选及重选-磁选-浮选组成的联合流程。

含有色金属尾矿利用。

A铜尾矿的利用。一是铜尾矿中回收铜和铁；二是从铜尾矿中回收铜、

铁和贵金属。

B铅锌尾矿的再选。一是从铅锌尾矿中回收银；二是从铅锌尾矿中回

收非金属矿物。

C钼尾矿的回收利用。一是从钼尾矿中回收铁；二是在钼尾矿中回收

钨及其他非金属矿。

D锡尾矿的回收利用。

E钨尾矿的回收利用。一是从钨尾矿中回收钨、铋、钼；二是从钨尾

矿中回收铜和钼。

F金尾矿的回收利用。

（2） 尾矿生产建筑材料

尾矿制砖：尾矿烧结砖瓦、水化合成尾矿建材、蒸压尾矿砖

尾矿生产水泥

尾矿生产陶瓷材料

尾矿生产微晶玻璃

（3） 尾矿用作井下充填材料

全尾砂胶结充填技术

传统的尾砂胶结充填的主要骨料是分级脱泥尾砂，尾砂利用率一般只

有50%。

高水固结尾砂充填技术

其实质是在金属矿山尾砂胶结充填工艺中，不使用水泥而使用“高水

速凝固化材料”做胶凝材料，使用矿山选厂全尾砂做充填骨料，按一

定配比加水混合后，形成高水固结充填料浆。

11、 发展循环经济

循环经济是指按照清洁生产要求及3R原则，对物质资源极其废弃物实行综合利用的经济过程。

这一定义要把握的四个基本要求：

循环经济必须要符合生态经济的要求

循环经济必须要遵循3R原则

循环经济要求对物质资源及其废弃物必须实行综合利用，而不是部分利用或单方面利用

循环经济要重在经济而不是重在循环

发展循环经济的现实意义：

实施循环经济是当前世界经济社会发展的大趋势

实施循环经济是中国经济进一步发展的迫切需要

实施循环经济是改变我国现有高增长方式不可持续性的必然

我国已具备了建立循环经济的可能

循环经济的基本规律：

生态经济规律

两种资源并存和统一规律

经济效益约束规律

权责对称规律

铁矿石经过选矿后剩下的尾矿含有金、银、铜、硅、铝、镍、铬、镁、铁、等等几十种元素，丰度不一。这是若干年后的矿产资源。

尾矿是可以利用的，如果大量处理，这是利国利民的好事。可以做成现代建筑行业必须使用的加气混凝土砌块、免烧砖。我们有这种工艺、技术和设备，有可以供参观考察的生产现场和设备制造现场。

选厂尾矿利用方法取决于矿石的价值，矿石成分分析，根据有用成分种类及含量确定利用方案：

1尾矿再选，回收有用成分

对尾矿中含有值得回收的金属元素或者非金属矿物，进行选矿试验，通过矿石可选性研究，掌握回收的技术经济指标，再确定利用方案，或投资建厂或放弃回收；

2固体尾砂资源化利用，变害为利

指没有再回收的成分，为了减少尾矿堆积量，降低环境危害。

选矿尾砂SiO2和Al2O3品位高的，可用于生产建筑材料，如建筑石料、墙体材料（如灰砂砖、加气混凝土砌块、水泥砖等），是国家鼓励和支持的产品。

3 其他尾矿 尾矿干堆、回填采空区

希望对你有用。

下面就会介绍一下工业矿渣免烧砖的制作方法与流程，可以仔细阅读。工业废渣免烧免蒸砖（以下简称免烧砖）是以工业废渣为集科，水泥、石灰等为胶结料，配以外剂压制成型后，经自然养护而成的。近年来，工业废渣免烧砖在我国发展很快，已成为重要的新型墙体材料之一。

工业废渣免烧砖与烧结砖相比因其利用工业废渣，又不需烧结和蒸养，生产成本比烧结砖低等;吃渣量大，社会、环境效益突出;棱角整齐，尺寸准确，抗压强度高于75MPa;密实度在，吸水性小，耐久性能好。

1、生产工业废渣免烧砖的原材料

生产工业废渣免烧砖的原材料一般包括3大部分：工业废渣、固化剂和外加剂

11　工业废渣

工业废渣在免烧砖的生产中主要起集料作用。许多工业废渣都可以用来生产免烧砖，包括：电厂粉煤灰，钢厂矿渣，有色金属治炼厂冶炼渣，各种矿业尾矿，电解铜潭，化学废石膏及化学石灰，建筑废砖，建筑垃圾等。

各种工业废渣的化学成分、矿物成分、有害物质及在利用时的正副作用都不尽相同，因此利用工业废渣生产免烧砖时，应在分析各种废渣的特性之后，根据其强度形成机理，制定出合理的配方。有的工业废渣，在加入

适量的固化剂和外加剂后，可以单独用来制造免烧砖：如利用粉煤灰，加入河砂和石灰、石膏、水泥及复合的外加剂，生产出28d强度达到31MPa的工业废渣免烧砖;又如，在经过预处理的铅锌尾矿中，加入适量水泥和外加剂，

制造出不低于MU10的工业废渣免烧砖。而大部分研究是将几种工业废渣相互搭配，优劣互补或优势协同来进行利用：例如现在秦晋之好较多的，是将粉煤灰和钢渣结合起来制造免烧砖，粉煤灰和钢渣中的活性成分在固化剂和外

加剂的作用下得以激发，满足砖的强度要求。粉煤灰料径比较小，单独制砖缺少大颗粒的骨料作用。而具有较大粒径分布的钢渣，就可以满足此条件，由此生产的免烧砖性能较优，如利用包钢的粉煤灰和钢渣制造出MU10－MU15的免烧砖。

在确定工业废渣免烧砖配方时，不但要尽可能地提高废渣的掺量，同时应尽可能地利用各种废渣本身有利于生产免烧砖的特性，从而尽可能地降低剂和外加剂的加入量，以有效降低砖的生产成本。生产工业废渣免烧砖较常用废渣的主要化学、矿物

分见表1。

此外，有些工业废渣因具有放射性，不宜或不能大量地用于制砖，使用前应先对其进行放射性检测。有些工业废渣如粉煤灰，使用前必须先进行预处理，除去草根及杂物，有的还需要研磨到需要的料径后才能使用;又如转炉排出的废钢渣，需先经过磁选，剔除块状钢块后，再通过湿法球磨磨到需要的粒径。

废渣粒径的大小决定生产工业废渣免烧砖时是否需要另外再加入骨料。在工业废渣免烧砖的配合料中，掺加适量颗粒级配合适的骨料，可防止砖分层，减少收缩，改善成型时砖坯的排气性能，增加密实度，从而提高砖的强度和耐久性，并可

节约胶结料用量，降低成本。

作为骨料的砂有河砂、山砂和海砂3种。因山砂具有锐利的棱角，能和水泥较好地结合，而使砖具有较高听强度，所以选用山砂较好。不过一般能用于建材的砂，都可用于工业废渣免烧砖的生产。事实上，有的废渣本身就具有骨料的作用，如钢厂产生

的钢渣、煤矸石、矿业尾渣等。

12　固化剂　

工业废渣免烧砖的固化剂是指能将分散状的各种原材料在物理、化学的作用下，固结成具有一定强度的胶结材料，如水泥、石灰、石膏等。

121　水泥

水泥在生产工业废渣免烧砖时，既是胶结剂，又是活性激发剂。其有效硅酸二钙和硅酸三钙等成分对砖的初期强度和后期贡献较大。一般选用高碱性的325普通硅酸盐水泥。

水泥的加入量越多，对工业废渣免烧砖的耐久性越有益;可是随着水泥加入量的增大，砖的成本会随着提高。为了降低成本，许多生产厂家试图采用适当的工业废渣相互配合或是借助外加剂的作用，在保证砖强度的前提下，尽量少加以至于不加水泥。

如在利用赤泥和粉煤灰制造免烧砖时，只加入一些碱性激发剂和硫酸盐激发剂，砖的强度能达到MU15以上。

122　石灰

石灰熟化生成氢氧化钙，对水泥的早期强度和后期强度均有重要的作用，它同时是工业废渣免烧砖成型的胶结剂的胶结剂和碱性激发剂。但是有些工艺，特别是后期需采用蒸汽养护的工业废渣免烧砖，利用熟石灰可以简化工艺，减少砖在厂里停留的时间，缩短

砖及资金的周转时间。

123　石膏

石膏是生产工业废渣免烧砖的硫酸盐激发剂，同时它和石灰能力协同效应，起着促进剂的作用，对工业废渣免烧砖的强度起着直接和间接的作用。一般使用天然石膏效果较好，当然，为了降低成本，也可以使用工业化学石膏，如工业磷石膏。

在工业废渣免烧砖的生产中，固化剂可以单独使用，如水泥。而大多数情况下，视具体情况可将几种固化剂结合起来使用，如将石灰和石膏结合使用，或是石膏、石灰、水泥一起使用，效果都不错。当然，应用在工业废渣免烧砖中的固化剂远不止上面3种，还有

一些硫酸盐类等。同时，一些工业废渣（如碱渣等）也可以在砖的配合料中，充当激发剂的作用。

13　外加剂

工业废渣免烧砖可以借助外剂来提高强度，改善性能，稳定质量。外加剂有很多种，用于工业废渣免烧砖的主要有：塑化剂（即减水剂）、早强剂、抗冻剂等。

工业废渣免烧砖配合料混合的均匀性会直接影响砖的最终强度。一般情况下，为了提高配合料的混合均匀度，除了加强搅拌外，加入减水剂能有效地增加配合料的流动性，大幅度减少拌合用水量，从而提高砖的密实度、强度、抗冻、抗渗等性有也因此得到改善;另一方

面，由于减水剂的分散作用，使得各物料接触的表面积增加，从而有利于提高反应机率。

生产工业废渣免烧砖时，掺入的减水剂多是亲水性的表面活性物质，常用的有木质素类，如木质素磺酸钙等。早强剂是提高制品早期强度的外加剂，无论是无机盐类、有机盐类，还是无机－－有机复合早强剂，他们都依靠加速配合料的水化速度来提高砖的早期强度。

第三十六条 矿山企业应当采取科学的开采方法和选矿工艺，减少尾矿、矸石、废石等矿业固体废物的产生量和贮存量。

尾矿、矸石、废石等矿业固体废物贮存设施停止使用后，矿山企业应当按照国家有关环境保护规定进行封场，防止造成环境污染和生态破坏。

释义本条是关于矿业固体废物污染环境防治的规定。

自然界存在的各种金属和非金属矿石都是与围岩共同构成的。在矿石开采过程中，必须剥离围岩，排出废石。采得的矿石通常要经过洗选以提高品位，在洗选的过程中会排出尾矿。所有这些在矿石的开采、洗选过程中产生的废物，统称为矿业固体废物，它主要是开采有经济价值的矿产过程中产生的废料，包括废石、尾矿、矸石等。尾矿是指矿石经洗选提取精矿后剩余的尾渣。国家环保局1992年制定了《防治尾矿污染环境管理规定》，明确尾矿是指选矿和湿法冶炼过程中产生的废物；对综合利用尾矿的，按国家有关规定给予优惠；产生尾矿的企业必须制定尾矿污染防治计划，建立污染防治责任制度。矸石是指矿石开采及洗选过程中分离出来的脉石，它是含碳岩石和其他岩石的混合物。废石是指矿石开采过程中从主矿上剥落下来的围岩。通常把矿业固体废物列入工业固体废物的范围。随着工业的发展，世界上总的趋势是富矿日益减少，金属、非金属矿生产越来越多地使用贫矿。我国矿产资源总量较大，但人均占有量不足，资源结构不尽人意，一些重要矿产相对短缺，而且单一矿种少、伴生（共生）矿种多，再加上经济、技术等条件的限制，导致我国矿业固体废物产生量常年居高不下。2002年，我国尾矿的产生量达到2．65亿吨，煤研石1．3亿吨，综合利用量分别仅为4420万吨和7020万吨。矿业固体废物大量堆放，不仅污染土地，还容易造成滑坡、泥石流等灾害。废石分化形成的碎屑和尾矿，如果被水冲刷进入水体，或者溶解后渗透入地下水，或者被风刮到大气中，都会严重污染环境。矿业固体废物中，很多含有砷、镉等剧毒元素，有的甚至含放射性元素，对人体健康危害很大。因此，有必要采取措施，对矿业固体废物污染环境加以控制。

按照污染者依法负责的原则和本条规定，矿山企业负有以下污染防治义务：

一、减少尾矿、研石、废石等矿业固体废物的产生量和贮存量

要减少矿业固体废物污染环境，一个根本的原则是贯彻固体废物减量化的原则，减少废物的产生量和贮存量。为此，矿山企业应当采取措施，消除或减少开采和洗选过程中产生的各种矿业固体废物。这一规定有两层含义：首先，矿山企业在矿山开采和矿物洗选的过程中，应当采取科学的开采方法和先进的选矿工艺，尽可能多地将矿业固体废物转变为可利用的矿产资源，减少废物的产生量。比如，有很多铅、锌、铜、镍等矿是共生的，可以采用综合冶炼工艺，避免其中某些有色金属矿物成为固体废物。其次，矿山企业还应当加强矿业固体废物的综合回收利用，尤其是要大力推行清洁生产和循环经济，采用科学的工艺和技术，减少废物的贮存量，实现固体废物的资源化。从我国目前的实际情况看，对矿业固体废物以贮存和填埋处置为主，这不仅占用了大量土地，而且还容易造成二次污染。事实上，矿业固体废物大多是多组分的矿物，积极开展综合回收利用，不仅可以有效地防治污染，还可以提供宝贵的资源。有的废石和尾矿含有金属，可以采取措施予以回收。如从铜尾矿中回收铜和钼，从铀尾矿中提取钒和铀。大多数废石和尾矿可以制作建筑材料，或用于铺路等。比如铁、铜、铅的尾矿可以制作砖瓦，石灰岩、大理岩、泥灰岩的废石和尾矿可以制作水泥，石英岩、长石、叶蜡岩等的废石和尾矿可以制作玻璃、耐火材料、陶瓷等，煤矸石可以通过简易工艺洗选出好煤，同时拣出黄铁矿，也可以代替黏土作为制砖原料等。所有这些，都是矿业固体废物综合利用的典型例子。经过综合利用后，这些废物就成为工业原料，重新进入生产过程，无需再进行贮存或处置，相应地也就减少了造成环境污染的可能性。

二、矿业固体废物贮存设施停止使用后应当按规定进行封场

我国矿业废物综合利用的程度还比较低，造成矿业废物贮存量常年居高不下。按照本法有关规定，贮存固体废物必须建设符合标准的贮存设施。一旦由于种种原因，这些贮存设施停止使用了，本条第二款规定，矿山企业应当进行封场。所谓封场，是指将矿业固体废物的贮存设施予以封闭，停止其使用，并禁止人员等随意进入。封场要遵守国家有关环境保护的规定，采取相应的污染防治措施，不得造成环境污染或生态破坏。《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》对矿业固体废物（属于一般工业固体废物）贮存设施关闭与封场的环境保护要求作了规定。按照这一标准，当矿业固体废物贮存设施服务期满或因故不再承担新的任务时，应当关闭或封场。关闭或封场前，必须编制关闭或封场计划，报请所在地县级以上环境保护行政主管部门核准。关闭或封场时，表面坡度一般不超过33％。标高每升高3-5米，需建造一个台阶。台阶应有不小于1米的宽度、2-3%的坡度和能经受暴雨冲刷的强度。关闭或封场后，矿山企业仍应继续维护管理，直到各项指标稳定为止。要采取措施防止覆土层下沉、开裂致使渗滤液量增加，防止造成滑坡等事故。同时，矿山企业应设置标志物，注明关闭或封场时间以及有关注意事项。部分矿业固体废物贮存设施关闭时，表面还应当覆盖一层天然土壤。封场后，渗滤液及其处理后的排放水的监测系统应继续维持正常运转，直至水质稳定为止。

适用本条第二款规定应注意的是，封场是一项法定义务，矿山企业必须严格执行，违法者应当依照本法第七十三条规定追究法律责任。此外，矿业废物贮存设施停止使用有多种情况，可能是矿山企业关闭，也可能是企业积极开展综合利用，减少了废物的贮存量。无论是何种情况，要停止该设施使用的，都应当执行第二款的规定

九江市武山铜矿尾矿石处理方式：

1、采用了用于细粒矿物回收的锯齿波跳汰机对氰化尾矿进行再选。

2、整到最佳状态之后尾矿中金的回收率达到95%以上。

3、处理量达到6-8t/h，成功解决了金矿氰化尾矿再选的问题。

4、用尾矿制成的砂石可以代替一部分机制砂，用作混凝土、公路、铁路及建筑工程的原材料，是最为经济合理的一种方法。

尾矿的用途与价值，完全依据矿石成分和可选性，铜尾矿也一样，需要先进行化学成分多元素分析，按矿石分析指标确定用途和价值。利用方法为：

1回收有用成分 如果矿石分析报告中显示有值得回收的金属元素、非金属矿物，采用相应选矿方法再选；

2生产建筑墙体材料，如果矿石中SiO2达到65%以上，可部分应用硅质原料，生产灰砂砖、加气混凝土砌块，这是国家提倡的新型墙体材料；

3不具有以上条件的尾矿，暂时还不能利用，只能堆积，或尾矿坝、或尾矿干堆，妥善处置。

希望能帮助你。