工业一般固体废物
一、煤渣
煤渣是工业固体废物的一种火力发电厂、工业和民用锅炉及其他设备燃煤排出的废渣，都可以称为称炉渣。煤渣的化学成分为SiO240％～50％、Al2O330％～35％、Fe2O34％～20％、CaO1％～5％及少量镁、硫、碳等。
其矿物组成主要有：钙长石、石英、莫来石、磁铁矿和黄铁矿、大量的含硅玻璃体（Al2O3·2SiO2）和活性SiO2、活性Al2O3以及少量的未燃煤等。煤渣弃置堆积，不仅占用土地，放出含硫气体污染大气，危害环境，甚至会自燃起火。
18世纪就开始利用煤渣制造三合土，作为建筑材料。20世纪以来，世界各国都在进行煤渣的综合利用，日本、丹麦等国煤渣已全部得到利用。煤渣的主要用途是制作建筑材料，如：（1）制造砌筑砂浆和墙体材料：以煤渣细粒为主（约占2/3），掺入适量粉煤灰（1/3左右），另外再加10％左右石灰，3％左右石膏，或加5％～10％水泥，拌和后制成砌筑砂浆。也可用轮碾机湿碾成砂浆，再利用成型机制成标准砖、空心砖和小型砌块。还可震捣成型，制成大、中型实心或空心的砌块，大型墙板等。这些成型后的制品，在蒸汽养护室内经过升温2～3小时，达到100℃，在蒸汽养护中保持恒温8小时左右，再用2～3小时徐徐降至常温，可制成各种墙体材料。其抗压、抗折、抗冻等各项物理-力学性能均能符合工业和民用墙体结构要求。
（2）作水泥混和材料：煤渣为烧结火山灰质材料，磨细后仍具有水硬胶凝性能，可同水泥熟料、水泥或同石灰和石膏等配制加工成少熟料或无熟料的水泥，其强度可达225～325号。煤渣作为水泥混和材料，一般掺量控制在30％左右。
（3）作轻混凝土骨料：一般锅炉煤渣或火力发电厂水淬液态渣经破碎、调整级配后，可作轻混凝土骨料，配制容重低于1800千克/米3的轻混凝土。还可作沥青混凝土骨料。
将煤渣和石灰按3∶1的比例混和，可作为屋面保温或室内地基材料。煤渣还可作筑路材料、喷砂用砂等。
从煤渣中可回收能源。煤渣含碳，可以破碎成粒度为3毫米以下的颗粒，用来烧制粘土砖，可节省燃料。含碳量高的，也可掺入煤炭中使用。
近年来，中国在利用火力发电厂的液态渣方面取得成就。采用增钙技术，使液态渣中的氧化钙含量增加到30％左右，从而大大提高煤渣的水硬胶凝活性，其成分和性质接近酸性高炉水渣，成为水泥和墙体材料的优质原料。
增钙工艺有两种：一种是将石灰石掺入煤中，磨成粉，一起燃烧；另一种是将石灰石破碎成粒度为3～8毫米的碎屑，随锅炉二次风，喷入液态渣中，利用渣温熔入，不参加燃烧过程。
钙增加后可吸收煤中的硫，生成硫化钙，成为渣中的活性组分，并且可以减少排入大气的二氧化硫。液态渣可采用水淬工艺，由原来排放85％粉煤灰和15％液态渣，改为排放85％液态渣和15％粉煤灰，因而减轻了除尘负荷，也减轻了粉煤灰堆存的困难，而且淬后水可循环利用，节约水资源和费用。
增钙液态渣工艺与煤粉炉排灰工艺相比，渣的利用价值高，节约用水，减少二氧化硫排放量，有利于环境保护，很有发展前途。但这种工艺需改用立式旋风炉，并要求使用优质煤，目前还不能推广。
二、粉煤灰
粉煤灰是工业固体废物的一种。煤燃烧所产生的烟气中的细灰，一般是指燃煤电厂从烟道气体中收集的细灰，又称飞灰、烟灰。
粉煤灰是煤粉进入1300℃～1500℃的炉膛后，在悬浮燃烧条件下经受热面吸热后冷却而形成的。由于表面张力的作用，粉煤灰大部分呈球状，表面光滑，微孔较小。一部分因在熔融状态下互相碰撞而粘连，成为表面粗糙、棱角较多的蜂窝状组合粒子。
粉煤灰的化学成分和矿物组成同燃煤成分、煤粉粒度、锅炉型式、燃烧情况以及收集方式等有关。
粉煤灰中主要物相是玻璃体，占50％～80％；所含晶体矿物主要有：莫来石、α-石英、方解石、钙长石、硅酸钙、赤铁矿和磁铁矿等，此外，还有少量的未燃碳。
粉煤灰排放量与燃煤中的灰分有直接关系，灰分愈高，排放量就愈大。
据中国燃用煤的情况，燃用1吨煤约产生250～300千克粉煤灰。中国目前每年约排放粉煤灰3000多万吨。大量的粉煤灰如不加处理，会成为扬尘污染大气，排入水系会使河流淤塞，而其中某些化学物质还会对人体和生物造成危害。
粉煤灰的处理和利用问题从20世纪20年代开始研究，半个世纪以来取得许多成果。不少国家将它作为一种新的资源来利用。美国已将粉煤灰列为12种重要的固体原料之一。
中国在近几十多年以来，对粉煤灰的研究和利用也取得较大的进展。粉煤灰数量很大，由于技术和经济条件的限制，一般还不能全部利用起来，要堆存一部分。
根据电厂所处的地理位置，可选择附近的山沟、洼地、废河湾、煤矿塌陷区修建贮灰场。贮灰场底部要有防水防渗设施。贮灰场要妥善管理，在已堆满的灰场上覆土造田，植树种草或进行表面药物处理，防止粉煤灰飞扬。
粉煤灰可以用于工农业等许多方面。
（1）用于农业。粉煤灰施于土壤，可改善土壤的物理结构，提高地温和保水能力。粉煤灰含有磷、钾、镁、硼、钼、锰、钙、铁、硅等植物所需的元素。适量施用粉煤灰能促进作物的生长，增加产量。粉煤灰还能明显提高农作物对麦锈病、稻瘟病、大白菜烂心病和果树黄叶病等的抗病能力，也能增加豆科作物的固氮能力。
粉煤灰主要用于改良轻重粘土、生土、酸性土、盐碱土，还用于覆盖小麦、水稻育秧，以及用于城市垃圾堆肥或生产复合肥料。
（2）用于工业。粉煤灰中含有较多的氧化硅和氧化铝，它们在常温下能与氢氧化钙起化学反应，生成较稳定的水化硅酸钙和水化铝酸钙，这使粉煤灰具有水硬活性。粉煤灰中大部分颗粒为表面光滑的玻璃体，能增进水泥拌和物的易和性，使拌和物易于输送和操作。因此可在建筑材料工业、土木建筑工程中广泛利用。也可作为生产粉煤灰蒸养砖、粉煤灰粘土烧结砖、粉煤灰煤矸石烧结砖、粉煤灰硅酸盐砌块、墙板、粉煤灰石膏板、粉煤灰陶粒、粉煤灰加气混凝土等的原料。粉煤灰还是生产硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰特种水泥等的主要原料。粉煤灰还广泛用作水泥砂浆和混凝土的掺合料，也可作为道路路基工程材料和稳定地基材料。
粉煤灰中的空心玻璃体称为空心微珠，可用作炸药、塑料、橡胶、沥青、喷料、涂料、绝缘材料、防火材料以及玻璃钢中的填料。粉煤灰中还含有一定数量的铁、铝、钛、钒、锗等金属，可用不同方法提取回收。
三、高炉渣
高炉渣是一种工业固体废物。高炉炼铁过程中排出的渣，又称高炉矿渣，可分为炼钢生铁渣、铸造生铁渣、锰铁矿渣等。中国和前苏联等国一些地区使用钛磁铁矿炼铁，排出钒钛高炉渣。依矿石品位不同，每炼1吨铁排出0.3～1吨渣，矿石品位越低，排渣量越大。中国目前每年约排放2000多万吨。矿渣弃置不用会占用土地，浪费资源，污染环境。
1589年德国即开始利用高炉渣。20世纪中期以后，高炉渣综合利用迅速发展。目前美国、英国、加拿大、法国、德国、瑞典、比利时等许多国家都已做到当年排渣，当年用完，全部实现了资源化。日本1980年利用率为85％，前苏联1979年利用率在70％以上，中国1981年利用率为83％。
高炉渣含有钙、硅、铝、镁、锰、铁等的氧化物，高炉渣主要的矿物相为：黄长石、硅酸二钙、假硅灰石、辉石以及少量硫化物等。锰铁渣的矿物相还有方锰矿等。钒钛渣的矿物相为钛辉石、钙钛矿、巴依石、安诺石、尖晶石，以及少量的硫化物等。
高炉熔渣可采用各种工艺加工成下列各种材料。
（1）气冷渣又名热泼渣、重矿渣。在高炉前从地坪至炉台高度砌筑隔墙，构成泼渣坑，熔渣出炉后经过渣沟流入坑内，铺展成厚约15厘米的薄层，喷水冷却，凝固后掘出，经破碎、筛分，制成碎石和渣砂以代替天然砂石，作为混凝土、钢筋混凝土以及500号以下预应力钢筋混凝土骨料，工作温度700℃以下的耐热混凝土骨料，要求耐磨、防滑的高速公路、赛车场、飞机跑道等的铺筑材料，铁路道碴，填坑造地和地基垫层填料，污水处理介质等。这种矿渣碎石被称为“全能工程骨料”。
（2）粒化渣又名水淬渣、水渣。熔渣用大量水淬冷后，可制成以玻璃体为主的细粒水渣。它具有潜在的水硬胶凝性能，在水泥熟料、石灰、石膏等激发剂的作用下，就可显示出这种性能，所以是优质水泥原料。中国每年有80％以上的高炉熔渣制成粒化渣，作为水泥混和材料。全国生产的水泥有70％左右掺用了不同数量的粒化渣。中国国家标准GB175-77规定掺15％粒化渣，生产普通硅酸盐水泥；GB1344-77规定掺20％～70％粒化渣，生产矿渣硅酸盐水泥。掺用粒化渣可节约能源20％～40％，降低成本10％～30％。通行的水淬工艺是利用压强为15～25牛／厘米2，用量为渣量5～10倍的水，在炉前冲淬。近年来发展了搅拌罐法、底滤池法、集气泵法等循环用水的新工艺，同时解决了生产过程中排放的硫化氢等污染问题，但建设投资较高。粒化渣还可作保温材料，混凝土和道路工程的细骨料，土壤改良材料等等。
（3）膨胀矿渣。每吨熔渣用水1吨左右处理，可膨胀成多孔体，经过破碎、筛分后成为膨胀矿渣，可作混凝土的轻骨料（容重400～1200千克／米3）。生产膨胀矿渣有池式法、喷雾堑坑法、离心机法、流槽法、翻转流槽法等工艺。许多国家都生产膨胀矿渣。
膨珠又名渣球。1953年加拿大研究成生产膨珠的工艺。生产过程是在炉前安装直径1米，长2米，每分钟转速约300转的滚筒，将熔渣分散抛出20米左右。熔渣在滚筒离心力的作用以及水和空气的急速冷却作用下，形成内含微孔、表面光滑、大小不等的颗粒（粒径10毫米以下），即膨珠，容重为1吨／米3左右。膨珠是优质的混凝土轻骨料，比用膨胀矿渣可节省水泥20％；还可作水泥混和材料、道路材料、保温材料、湿碾或湿磨矿渣以及稳定地基、改良土壤的材料等。膨珠粒度比热泼渣、膨胀矿渣小，一般无须再次破碎加工。膨珠生产具有设备简单、冷却迅速、场地周转快、操作方便等优点。制膨珠用水较制水淬渣节省，排放的蒸汽和硫化氢数量少，对环境污染较轻，而且无须进行废水处理。因此，中国、美国、加拿大、法国、英国等国在新建或改建高炉时都注意增加这种工艺设备。
（4）矿渣棉是用压缩空气或高压蒸汽喷吹纤细的熔渣流，可制取矿渣棉，用作保温、吸音、防火材料等。直接喷吹高炉熔渣，工艺简单，投资较少，但渣棉质量难以保证。以矿渣为主要原料，加入硅石、玄武岩、安山岩，有时还可加入石灰等调剂成分，再熔化后吹制，可得到优质矿渣棉。许多国家都在生产矿渣棉。
此外，高炉渣还可作为铸石、微晶玻璃、肥料、搪瓷、陶瓷等的原料。
四、钢渣
钢渣是一种工业固体废物。炼钢排出的渣，依炉型分为转炉渣、平炉渣、电炉渣。排出量约为粗钢产量的15％～20％。
钢渣主要由钙、铁、硅、镁和少量铝、锰、磷等的氧化物组成。主要的矿物相为硅酸三钙、硅酸二钙、钙镁橄榄石、钙镁蔷薇辉石、铁铝酸钙以及硅、镁、铁、锰、磷的氧化物形成的固熔体，还含有少量游离氧化钙以及金属铁、氟磷灰石等。有的地区因矿石含钛和钒，钢渣中也稍含有这些成分。钢渣中各种成分的含量因炼钢炉型、钢种以及每炉钢冶炼阶段的不同，有较大的差异。
钢渣在温度1500℃～1700℃下形成，高温下呈液态，缓慢冷却后呈块状，一般为深灰、深褐色。有时因所含游离钙、镁氧化物与水或湿气反应转化为氢氧化物，致使渣块体积膨胀而碎裂；有时因所含大量硅酸二钙在冷却过程中（约为675℃时）由β型转变为γ型而碎裂。如以适量水处理液体钢渣，能淬冷成粒。
20世纪初期即开始研究钢渣的利用，但由于它的成分波动较大，迟迟未能实际应用。20世纪70年代初，美国首先把每年排放的1700万吨钢渣全部利用起来。原德意志联邦共和国曾经也使钢渣绝大部分得到利用。英国、法国的钢渣利用率为60％左右，日本为50％左右，中国为10％左右。
世界许多国家处理钢渣的通行方法是热泼法，即将液体钢渣泼入专门的处理场，渣层厚度在30厘米以下，喷淋适量的水促其冷却，然后进行破碎、筛分、磁选，以回收其中金属，渣块则进行综合利用。美国伯利恒钢铁公司和中国一些钢厂都采用水力冲渣法使电炉渣、平炉前期渣实现粒化。冲水水压为25～80牛／厘米2，渣和水之比为1∶10以上。此法工艺简单，得到的钢渣粒度大多在1厘米以下，便于利用。但用水量大，须解决水的处理和循环利用问题。1974年以来，日本的新日本钢铁公司采用浅盘（ISC盘）水淬法处理转炉渣。处理方法是将液体钢渣泼入浅盘，渣层厚度约10厘米，喷水使渣冷却到500℃左右，固化后将渣倾倒在运渣车上，再度喷水使渣冷却到200℃左右，然后倒入泡渣池，冷却至常温。经过处理的渣，颗粒大多在10厘米以下。此法节省处理场地，操作较水力冲渣法安全，周转快，节省投资和设备，对环境的污染程度较轻。
钢渣的用途因成分而异。
美国每年以排渣量的2/3作为炼铁熔剂，直接加入高炉或加入烧结矿，在钢铁厂内部循环使用。钢渣的成分中，除硅无用和磷有害外，钙、铁、镁和锰（共占钢渣总量的80％）都得到利用。但硫、磷含量较高的钢渣作为熔剂，会使高炉炼铁的利用系数降低，焦比增加。法国、德国、美国、加拿大等国都把这类钢渣用作铁路道碴和道路材料。做法是先将加工后的钢渣存放3～6个月，待体积稳定以后使用。这类钢渣广泛用于道路路基的垫层、结构层，尤宜用作沥青拌和料的骨料铺筑路面层。钢渣筑路，具有强度高，耐磨性和防滑性好，耐久性好，维护费用低等优点。西欧各国用高磷钢渣作肥料有悠久的历史。钢渣中的钙、硅、锰以及微量元素均有肥效，可作为渣肥施于酸性土壤。各类钢渣均可作为填坑、填海造地材料。
中国目前生产少量钢渣水泥，多用转炉钢渣掺50％左右高炉粒化渣，10％左右石膏，磨制无熟料钢渣水泥，或以15％左右水泥熟料代替钢渣磨制少熟料水泥。中国有些地方利用电炉钢渣生产白钢渣水泥。日本、原德意志联邦共和国利用钢渣作为水泥生料，焙烧铁酸盐水泥，可节约能源。此外，钢渣还可制造砖、瓦、碳化建筑材料等。
五、有色金属渣
