其他无机废物的利用

第四节　其他无机废物的利用

无机废物品种繁多，除前面提到的各类外，较重要的还有玻璃、赤泥、盐泥和电石渣、废电池以及较少见的工业废物等。

一、玻璃的再利用

废玻璃或碎玻璃的再用历史悠久，玻璃再用可以减少填埋、节约能源（降低熔炼温度）和降低原材料用量。目前，英国在这方面做得最好。他们从1777年在英格兰中部的少数城市设置第一批玻璃瓶收购站起，到1995年全国已有17000多个这种收购站，相当于每3300人中有一个站点，每年大约收集了50多万吨废玻璃。重新回炉的碎玻璃有两个主要来源：一个是工厂自身制造工艺产生的废品；另一个是外部的包括后续加工企业（如饮料、食品、药厂）和社会公众提供的旧瓶。这些碎玻璃占整个玻璃产量的30%，有的熔炉的原料甚至100%用碎玻璃。

废玻璃的收购相当复杂。首先是玻璃瓶收购站选址。我国的旧瓶一部分扔进了垃圾堆，一部分换给了经销商（如酱油瓶、啤酒瓶），一部分由小贩收购，尚无专门的玻璃瓶收购站。英国的这类收购站通常设在超级市场停车场、市民休闲场所和街道拐角。最佳地点是停车场，因为消费者可以把他们每周一次的购物和处理旧玻璃瓶行动结合起来。第二个问题是碎玻璃的运输。英国有两个各具特色的运输系统来处理：一个是由承包商或地方主管部门从收购站收集后加工弄碎，然后卖给玻璃制造公司回炉；另一个是由玻璃制造商直接处理收购及加工事宜，从而减少中间环节。第三个问题是碎玻璃的质量保证。玻璃瓶的闭塞物（如软木塞、塑料垫、橡皮圈及铝质帽）以及配件中的金属废物等会干扰炉底的辐射与保温；异物如陶瓷粒、瓷块和耐热硬质玻璃的夹杂会改变产品的化学成分，引发一系列质量事故，导致废品增加；色调难以控制，通常客户对玻璃的色调要求很严格，尤其高价值酒类工业的客户更是如此，这样在收购时必须分色即分成绿色、无色和杂色三种，从而保证产品色调稳定。

过多的绿色废玻璃怎样利用，人们也作过深入研究。通常绿色玻璃可吸收相当大比例的混合废碎玻璃，这样使这类玻璃的产量大增，形成了供过于求的局面，有必要开拓其新用途：①骨料，在路面上使用碎玻璃；②砖，搀入碎玻璃可节能并提高强度；③黏土管，玻璃碎粉可改善其性能；④封闭有毒废物，把受污染的废物封入由废玻璃制作的容器中，能耐正常沥滤液的腐蚀，以利填埋；⑤水泥，磨细的废玻璃可提高其抗硫酸盐性能；⑥瓦，搀入废碎玻璃粉可提高耐风化能力；⑦泡沫块，可以用废碎玻璃生产泡沫玻璃块，它们密度低、热性能好、强度高、易于处置，很容易用手锯切割；⑧装饰性用品，用混色废碎玻璃生产有色玻璃板，装饰于墙壁及铺面，造成特定遮盖及阴凉效果，已为建筑业广泛采用，并可制汽车窗玻璃。

二、赤泥的再利用

赤泥是从铝土矿中提炼氧化铝后排出的无机废物，一般含氧化铁量大，外观呈红色。但也有因氧化铁含量较小而呈棕色甚至灰白色的。赤泥主要含硅、钙、铝、铁等的氧化物，其含量随矿中铝含量的高低及炼铝方法而异。铝量高而用拜尔法（即铝土矿中加氢氧化钠提取氧化铝）炼铝的，称为拜尔法赤泥；铝土矿中铝含量较低而用烧结法或拜尔法与烧结法联合炼铝的，分别称为烧结法赤泥和联合法赤泥。三种赤泥的主要成分有相当差异（%）：SiO₂，3～20、20～23、20～21；CaO，2～8、46～49、44～47；Al₂O₃，10～20、5～7，5.4～7.5；Fe₂O₃，30～60、7～10、6.1～7.5。它们的利用效果也不同，目前烧结法较好。每生产1吨氧化铝一般要排出2吨赤泥，因此赤泥的综合利用要求很迫切。烧结法赤泥的氧化钙含量高，适合制造水泥。赤泥浆刚从氧化铝厂排出时液固比值一般为3～4，先通过真空过滤机过滤，使该浆含水率降至60%以下；然后再采用石灰石、砂岩与之成三元组分配料，赤泥约占25%～35%。我国从1963年起用赤泥生产425号普通硅酸盐水泥，达到规定要求。20世纪40年代以来，许多国家就拜尔法赤泥的综合利用提出了几十种方法，但由于这种赤泥不易干燥，脱水能耗大，铁和碱的含量高，腐蚀性强，所以迄今仍没有一种方法达到生产水平。

三、盐泥的再利用

另一种重要无机废物是盐泥，它是氯碱工业中以食盐为主要原料用电解法制取氯、氢和烧碱过程中排出的泥浆，主要成为氢氧化铁、碳酸钙、硫酸钡和泥沙；由于用汞做电极，所以盐泥中也含有相当可观的汞。每生产1吨碱约出盐泥50～60千克，沉淀损失的汞约150～200克。

20世纪70年代以来，各国对盐泥中汞回收技术做了大量研究工作。一些国家主要采用维持淡盐水中的游离氯量（38～42毫克/升）的办法，大大降低汞在精制过程中的沉淀量；我国主要采用氧化溶出法回收汞，即将次氯酸钠加入含饱和盐水的含汞泥浆，在50℃～55℃、pH值在11～12条件下反应40～50分钟后，不溶性汞转化为可溶性的氯汞络合物，过滤后的清盐水在电解槽阴极上还原出金属汞。分离汞后的盐泥多用作废坑的填料。

四、电石渣的再利用

电石渣是利用电石和水反应制取乙炔过程中排出的浅灰色细粒渣，其主要成分是Ca（OH）₂：

CaC₂＋2H₂O─→C₂H₂＋Ca（OH）₂

电石渣主要来源于电石法聚氯乙烯与醋酸乙烯生产。每生产1吨聚氯乙烯耗电石1.45吨，每吨电石水解后产生1吨多电石渣，故每生产1吨聚氯乙烯要排出2吨多电石渣。其数量大、含碱量高，还含硫、砷等杂质。

它主要用于生产建筑材料，还有其他用途：（1）制砖，电石渣中活性氧化钙的含量达40%以上，可代替石灰搀入煤渣制砖，此种煤渣砖的强度优于普通红砖。（2）制水泥，由于电石渣含有大量氧化钙，可先用水洗去其中的硅铁块，经沉降排出上层清水，下层浓浆含水量约66%～70%，将煤、黄土、铁矿渣按16∶16∶5的重量配比制成泥浆，然后将电石渣和泥浆均匀配成含氧化钙48%±1%的料浆，脱水干燥后粉碎，再成型为一定大小的圆球，煅烧后粉碎即成水泥。（3）制砂浆和麻刀灰，电石渣的化学组成符合二级低镁石灰标准，同水泥、沙子可搅拌成砌筑砂浆，其抗压强度、抗冻性能、黏结力、软化系数值等均符合要求；用电石渣与青灰浆按9∶1比例可配制成麻刀灰，其不透水性比白灰膏麻刀灰好，抗冻、耐热以及冻融性能均佳。（4）制漂白液，电石渣以等量水清洗两次以上，除去石块和其他杂质，配制成含Ca（OH）₂12%～15%的水溶液，经两次氯化后，可得含有效氯8%以上的漂白液，其主要反应式为：

2Ca（OH）₂＋2Cl₂─→Ca（OCl）₂＋CaCl₂＋2H₂O

以此可节省石灰，但由于含较多杂质，稳定性较差，应及时使用。（5）其他应用，电石渣与盐酸反应可制取30% CaCl₂盐水，做冷冻剂；与废硫酸反应可制成石膏；与钾流纹石作用萃取钾；也可用于筑路等。

五、废电池的再利用

废电池是重要无机废弃物。从废蓄电池中回收金属铅的工艺已较成熟。

将废蓄电池木槽部分粗碎，再移入球磨机中粉碎，过4号筛，筛上得金属铅，回收率为15%。筛下的粉料含41.2%的硫酸铝，可按熟石灰：过筛物：清水为3.5∶30∶30的比例将三者混匀，装入回转式反应机中加热3小时，出料，得混合物。再按混合物：焦炭粉：清水为31∶1.5∶5.5的比例将其混匀，送入回转式造粒机中，得粒径5～20毫米的颗粒。加入其量一半的玻璃粉，拌匀，加入其量的40%的上批回收铅后生成的熔渣，充分拌匀。放入10号石墨坩埚中，于电炉中热至1300℃，搅拌40分钟，再保温静置10分钟，将坩埚倾斜，倒出上层熔渣，上层为金属铅，回收率为90%。

废干电池再资源化工艺目前已进入实用化阶段，北京已有一家废旧电池回收再利用厂（可惜由于收不到足够的原料已停工待料）。

据采样和实地测算，北京每天的垃圾中约有废电池30万只，其中所含的有毒物汞、镉如不回收将污染环境，锌、铜、锰均有回收价值。

日本爱媛大学工学部工业化学室提出的工艺路线的主要设备结构分为三部分：上部为氧化段，下部为还原段，底部设置圆筒形鼓风熔融炉。

操作时将用过的废锰电池投入加料斗，在约550℃时进行反应，分解得氧气和汞蒸气。后者通过冷凝器回收液态汞，气体中的残余汞则通过气体洗涤器和集尘装置加以去除；在下部还原段中回收锌，进而在底部熔融炉中熔融还原（1450℃），以提炼出残渣中所含的锰、铁及氧化锰。