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工业固体废弃物的矿物学研究及其资源化途径探讨——以德阳磷石膏、钢渣,锦阳铬渣为例

邢磊

  本文综合利用多种测试分析手段(如X射线衍射分析、化学全分析、扫描电镜、γ—能谱仪)对磷石膏、钢渣、铬渣进行矿物学研究,得出三种废渣的晶体结构、化学组成、形态及有害微量元素。在充分收集和总结前人研究成果的基础上,并结合当地实际情况,提出了其资源化的合理途径。通过研究发现德阳磷石膏在偏光显微镜下观察为粒状、块状、纤维状、羽毛状的晶体。主体为粒状石膏、由粒状石膏再结晶形成的大块石膏以及在二次晶化作用下沿裂缝、空洞形成的纤维状、羽毛状石膏。主要矿物为二次结晶石膏和少量石英。妨碍磷石膏代替天然石膏的主要杂质是氟化物和五氧化二磷,德阳蓥峰磷石膏P、F含量低,P_2O_5为0.27%,其中可溶性P_2O_5为0.25%,经过简单处理后P_2O_5含量将大大降低,可满足<0.1%的要求,且放射性水平达标,完全可适用于水泥等建材行业。磷石膏中有丰富的硫、钙元素可供应用,磷石膏中磷元素有时可作为有益元素加以利用,可应用于农业生产。钢渣在偏光显微镜下观察,从外到内出现长条状骸晶,内部有大量结晶良好的大块晶体,这与其冷却过程有关。二重钢渣从炼钢炉排出后,经水淬冷排放,由于钢渣淬冷时间较短,所以只有表面被快速冷却,而内部在露天下缓慢冷却,因此表面形成微小晶体或玻璃相,内部形成结晶好的大块自形晶。主要矿物有β—硅酸二钙、硅酸三钙、方镁石、尖晶石、RO相((Fe,Mn,Mg)O)、铁铝酸四钙、镁蔷薇辉石、玻璃相等。硅酸二钙、硅酸三钙等活性矿物,具有水硬胶凝性,德阳二重钢渣碱度为2.17,大于1.8,且f—CaO含量为2.17%,低于5%,经陈化、磁选等处理,可以满足作钢渣水泥的需要。二重钢渣S、P含量低,对钢铁品位影响小,可返回冶金再用。钢渣的高水溶性和钢渣颗粒表面的吸附作用使其对污水中的磷酸盐具有明显去除效果。铬渣在偏光显微镜下观察,有大量细小的晶体,还有较多玻璃相,这是由于铬渣为焙烧后的熟料经水浸取后的浸出渣,经水淬快速冷凝,且冷凝充分,因此结晶细,玻璃相较多。主要矿物为β—C_2S、铁铝酸四钙、方镁石、铬铁尖晶石、方解石、玻璃相等。铬渣中含有丰富的钙、镁、硅、铝、铁等元素,铬元素在解毒的情况下也可作为有用元素加以利用。水泥窑炉内的高温和还原气氛可用来使铬渣解毒,且绵阳铬渣铬含量低,放射性水平符合要求,可以应用于水泥等建材产品生产。铬渣可应用于微晶玻璃和玻璃着色剂的生产。铬渣中含大量的CaO、MgO、Fe_2O_3,与炼铁烧结剂料的化学成分类似,铬渣又是经焙烧、浸取后的熟料,其物理特性(粒度、粘度)也适合于作烧结矿熔剂。铬渣可以代蛇纹石作为制钙镁磷肥的熔剂,可将铬渣中的六价铬还原为三价铬氧化物及金属铬,分别进入磷肥及富集在铬镍铁中而达到解毒的目的,渣中的氧化钙、氧化镁及二氧化硅等也得到利用。……   
[关键词]:工业固体废弃物;磷石膏;钢渣;铬渣;矿物学;资源化
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:成都理工学院2001年
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