化学与无机废物再利用

化学与无机废物再利用

无机废物是指基体为非金属、金属及其氧化物的废弃物，按其来源可分为工业废物、建筑业废物、矿业废物及金属加工废物等。工业废物指工业生产过程中排入环境的各种废渣、粉尘，如高炉渣、赤泥、煤渣、粉煤灰、硫酸渣、废石膏、盐泥等。建筑业废物指建筑工地作业直接产生的废物以及开发建筑原材料所导出的废物，如水泥、玻璃、混凝土、门框、手脚架等弃物和砖、瓦、石棉等拆除物。矿业废物指开采和选洗矿石过程中产生的废石和尾矿，例如生产1千克铜约需200千克贫铜矿，因此绝大部分矿石都作为废物排放了。金属加工废物则指主要成分为金属的废渣，如各种钢渣、有色金属渣以及金属加工的边角料和碎屑等。

无机废物数量庞大，种类繁多，成分复杂，处理困难。目前只是有限的几种废物得到利用，如我国以及日本、俄罗斯、美国等利用了废钢铁、废玻璃，美国、瑞典等利用了钢铁渣，日本、丹麦等国利用了粉煤灰和煤渣等。大部分这类废物均以消极堆放为主，焚烧、填埋及微生物处理均不容易。废物堆存不仅占用大量土地，浪费人力物力，而且许多废渣含有大量易溶于水的物质，特别是毒物，如铬酸盐、砷化物、硫化物等，通过淋溶污染土壤和水体。许多粉状废物随风飞扬，污染大气，有的还散发臭味和毒气。各种废物都会淤塞河道，污染水系，影响生物生长，危害人身健康。因此，无机废物的利用，不仅是经济发展的需要，更是保护环境的必然趋势。

工业废渣用途大

由于利用和处置率低，目前我国已积存了58亿吨（1吨＝1×103千克，下同）工业废渣，占地面积达593平方千米，污染农田167平方千米。厂矿企业征不到渣场用地的情况相当普遍。许多化工泥渣露天弃置。这些工业废渣如经利用，则不但有重要经济效益，更有环境效益。目前全国工业废渣利用得较好的是上海地区，其灰渣利用量占排放量的60%。仅20世纪80年代初，利用灰渣生产的建材制品建造住宅，其新建面积相当于解放后上海新建住宅面积的总和。粉煤灰的利用效果亦佳，处理200多万吨就节约排灰费600多万元，获利润约1600万元，安排就业职工4100多人，回收粉煤灰中的空心微珠可做塑料填料，填入1／4的聚氯乙烯制品中，即可代用130万立方米木材，产值达5亿多元，并可安排7．7万人就业。废物利用是就业的重要途径之一。据调查，如果充分利用现有技术和装备，每年还可利用4000多万吨工业废渣，相当于20多亿元的资源。此废渣若用于制砖，可增产500亿块，节约农田2000多万平方米，节煤500万吨。用于生产水泥或做混凝土搀和料，可以弥补现在一年近1000吨的水泥缺口，节约大量外汇。用于铺筑道路约可降低10%的工程造价。工业废渣就地就近利用，还可节约长途运输和弃置堆存费用等。我国每年排放的4亿吨废渣中蕴藏着巨大的资源潜力，有待好好开发，其中煤渣、粉煤灰及高炉渣的利用研究得较多。

一、煤渣

煤渣是火力发电厂、工业和民用锅炉及其他设备燃煤排出的废渣，又称炉渣。其化学成分为：SiO240%～50%、Al2O330%～35%、Fe2O34%～20%、CaO　1%～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、黄铁矿、大量的含硅玻璃体（Al2O3·2SiO2）和活性SiO2、活性Al2O3及少量的未燃煤等。人们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、丹麦等国这方面最为成功。近年来，我国在利用火力发电厂的液态渣方面取得不少成绩。采用增钙技术（即增加氧化钙的量），使渣中的氧化钙量增加到30%左右，可以大大提高煤渣的水硬胶凝活性，使之成为水泥和墙体材料的优质原料。

煤渣做建筑材料的主要途径有：①制造砌筑砂浆和墙体材料：将细煤渣粒搀入适量粉煤灰（按2∶1混合），再加10%的石灰、3%的石膏，或加5%～10%的水泥，拌和后制成砌筑砂浆；也可以再用成型机制成标准砖、空心砖、大中小各型实心或空心砌块、大型墙板等，它们经过蒸汽养护保温（100℃）10小时后，其抗压、抗折、抗冻等各项物理、力学性能均能达到工业和民用墙体的结构要求。②做水泥混合材料：煤渣为烧结火山灰质材料，磨细后仍具有水硬胶凝性能，可同石灰和石膏等配制成水泥，其强度很高；煤渣的搀量一般控制在30%左右。③做轻混凝土骨料：一般锅炉煤渣粉碎后即可配制轻混凝土（容重低于1800千克／米3）。此外，将煤渣和石灰按3∶1混合，可作为屋面保温材料或室内地基材料。从煤渣中可回收能源：煤渣含碳，可破碎成3毫米以下的颗粒，用于烧制黏土砖；含碳量高的，也可搀入煤炭中使用。

二、粉煤灰

粉煤灰是煤燃烧产生的烟气中的细灰，通常多指火力发电厂烟道气中收集的灰，又称飞灰或烟灰。我国此废弃物数量巨大。目前年排放量近8千万吨，利用率约32%，预计到2010年，年排放3．2亿吨以上。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。一般粉煤灰的化学成分为：SiO240%～60%、Al2O315%～40%、Fe2O34%～20%、CaO　2%～10%、MgO　0．5%～4%。其主要物质是玻璃体，占50%～80%。所含晶体矿物主要有莫来石、石英、方解石、钙长石、硅酸钙、赤铁矿和磁铁矿等，此外还有少量未燃炭。粉煤灰的排放量与燃煤灰分有直接关系，灰分越高，排放量越大。根据我国用煤情况，一般燃烧1吨煤约产生250～300千克粉煤灰，目前每年排放3000多万吨。

从20世纪20年代开始研究粉煤灰的处理和利用问题，已取得不少成果，大多将它作为一种新的资源加以利用。美国已将粉煤灰列为12种重要的固体原料之一。我国近30多年来，在粉煤灰的开发方面也取得不少进展。但由于粉煤灰数量大，且各个工厂的烟囱都能排放，比较分散，受技术和经济条件的限制，一般还不能全部及时消化，需要堆存一部分。

粉煤灰的堆存研究有重要意义。粉煤灰、煤粉、细沙在堆放时需要适当固结，这种固结对沙漠的固结很有启发意义，后者是一个大的技术问题甚至是全球技术难题。从粉煤灰的颗粒组成和粒径级配分析，它与细沙土非常接近，其保水性能极差，表层水分很易蒸发。这样，以粉煤灰为研究对象进行其固结技术探讨，对沙漠的治理也有推动作用。因此，这个有巨大意义的课题吸引着许多科学工作者。20世纪90年代以来我国在这方面取得很多成果，日本、美欧等发达国家都很重视这项技术的研究和应用。

过去解决贮灰场扬尘污染问题的传统方法是水封（即灌水或洒水）和覆土造田，或直接种植植被。现在港口码头的煤堆仍多用水封。但这种方法工作量大，抑尘效果并不理想。新提出的固结技术就是将适当的固结剂和相应的配套操作结合起来，在灰场表面人工或机械喷洒或浇注，此时，固结剂与灰堆表层的粉煤灰发生反应，生成黏性物质，并具有一定的抗压强度（风吹不动），从而达到抑尘或某种预期的目的。新研制的固结剂已形成系列产品。其中，有适用于运行灰场、中转灰场以及碾压灰场的短效品；有针对贮满灰，作为资源封存、日后待用的长效品；还有针对灰场和地基加固用的加固固结剂和防渗用的防渗固结剂等。它们对环境保护、废物利用，乃至地球资源开发都有重要意义。

固结剂本身是一种混合物，主要成分是无机黏合剂、活性激发剂和添加剂等。其固结原理是利用固结剂中的主要成分（钙基物质和硅材料）与粉煤灰中无机极性活性基团产生化学反应，并通过少量添加剂使该作用强化而致固结剂固结，达到抗压、抗水、抗冻及整体性优良的要求。固结效果首先取决于固结剂的性质、粉煤灰的理化特征以及处理方式诸多因素。目前研究的重点放在改善固结性能上，并力求减少固结剂的用量。其配方处于保密阶段。

粉煤灰在农业生产上有多方面的应用。将它施于土壤，可改善其物理结构，提高地温和保水能力。粉煤灰富含磷、钾、镁、硼、钼、锰、钙、铁、硅等植物营养元素，适当施用能促进作物生长，增产增收。粉煤灰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，也能改善豆科作物的固氮能力。粉煤灰还主要用于改良轻重黏土、生土、酸性土、盐碱土等的土质，也用于覆盖小麦、水稻育秧，以及用于城市垃圾堆肥或生产复合肥料。

粉煤灰的工业应用取决于它的化学成分及高科技开发方式。它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，可作为生产水泥的原料，也可用于制造各种砖，制备粉煤灰硅酸盐砌板、粉煤灰石膏板等。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，使拌和物易于运输和操作，可用做水泥砂浆和混凝土的搀和料，也作为道路路基工程材料和稳定地基材料。

在高科技的推动下，粉煤灰的利用近年来又有新发展，主要用于制备优质活性炭，表面改性后制作各种特殊材料等。粉煤灰中含有10%～22%的炭粒，这种经高温燃烧过的灰中的炭挥发分低，粒径细，而且从电镜上观察无燃烧迹象，类似煤炱，是多个碳原子的聚合体。因而是提取足球烯（C60等）的好原料，目前则可用于生产优质活性炭。粉煤灰炭易于被水蒸气活化，这是由于炭粒在燃烧过程中表面形成残缺的微晶，它们的化合价未被相邻的碳原子所饱和，因而比较活泼。这些碳原子首先与水蒸气反应：

C＋H2OC（H2O）

C（H2O）H2＋C（O）

C（O）CO

在活化温度（一般为950℃）下，反应生成一氧化碳逸出。暴露出的炭又成为活泼的反应中心，如此不断反应，其结果是造成孔隙扩大，新孔产生，闭基孔开放，得到微孔活性炭。

此外，粉煤灰中的空心玻璃体构成空心微珠，是其一大结构特点，但其无机极性表面使它与有机组分不相容，限制了它的使用。用偶联剂和表面活性剂对其进行表面改性处理，改性剂用量不大，却能显著改善粉煤灰的表面性能。例如，粉煤灰与一端含亲水的极性基团、一端含亲油的有机基团的表面活性剂相互作用时，根据极性相亲原则，粉煤灰颗粒表面的极性基团或极性键（如Si—O—、Al—O—）与表面活性剂分子的极性端作用，而暴露其有机基团，从而使之具有亲油性。这样，经改性后的粉煤灰颗粒就能与有机组分充分均匀混合，从而可用做拒水粉（一种防止水渗过的材料），也可用做炸药、塑料、橡胶、沥青、喷涂漆料、玻璃钢及绝缘、防火材料中的填料。这些都应归功于将粉煤灰在分子水平上进行化学修饰。

利用粉煤灰与其他废渣或廉价成分的复配物，可开发出多种有特殊用途的新材料。例如采用制粒烧结工艺，可把粉煤灰、煤矸石及废石膏（或烟气脱硫污泥）的适当比例（如1∶3∶1．5）的混合物制成建筑用的轻质陶粒，广泛作为填料。又如在粉煤灰中加入另一种固体废弃物——黄铁矿烧渣（来自煤矸石）及助溶剂粗盐，在90℃温度下用稀硫酸搅拌浸提，即得集物理吸附和化学混凝于一体的粉煤灰基混凝剂。本品可用于处理各种工业废水如造纸、制革、印染、制药诸行业的排放液，其化学耗氧量（COD，即通常的还原性杂质，多为有机物）去除率达83%，色度去除率为98%，且混凝沉淀速度快，污泥体积小，处理费用低。

对粉煤灰结构的深入研究，可望得到它的其他利用方式。自从德国科学家（Newell和Sinutt）在20世纪30年代首先发现煤粒落入中性气氛的热炉管后形成空心物质的现象以来，20世纪60年代美国学者（Alpern，1960年；Field，1967年）从锅炉燃煤所用的粉状燃料火焰中取到了焦煤微珠，20世纪70年代又从燃煤锅炉的飞灰中发现了硅酸盐微珠。近年来许多学者确证了微珠的形成并研究了其机理。认为“发泡过程”是粉煤灰中各种具有多功能特性的硅酸盐微珠形成的原因。粉煤悬浮炉的高温（1500℃以上）燃烧方式，是粉煤灰中特有的微珠形成的条件。微珠使粉煤灰的开发和利用价值大为提高。例如粉煤中的黄铁矿颗粒在燃烧时变成磁铁矿，成为部分硅酸盐微珠的内部结构成分，形成所谓“磁珠”，为粉煤灰的磁选提供了依据。俄罗斯和美国均将磁选产品作为海底管道护层混凝土配料，其性能优异。日本飞灰研究则以回收铝和“人造磁铁矿”为目标。加拿大、英国的科学家们还发现这些玻璃珠中可能富集了锗、镓、铀、铂等稀有元素，粉煤灰因此成为一种重要的新资源。

三、高炉渣

高炉渣是研究和利用得较好的工业废渣之一，它是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。我国攀枝花地区用钛磁铁矿炼铁，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，自然矿石质量越次，排渣量也越大。目前，美欧发达国家已做到当年排渣，当年用完，全部实现了资源化。其他世界著名的产钢大国如日本、俄罗斯及我国，高炉渣的利用率也达90%以上。高炉渣含有钙（CaO，28%～49%）、硅（SiO2，19%～41%）、铝（Al2O3，6%～23%）、镁（MgO，2%～13%）、锰（MnO，0．1%～4%）、铁（Fe2O3，0．2%～4%）等的氧化物，主要矿物质为黄长石、硅酸二钙、硅灰石、辉石以及少量硫化物等。可采用各种工艺将高炉渣加工成有用材料。每生产1吨铁，得渣300～500千克，数量甚大。其主要制品如下：

（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、筛分即得。可作为混凝土、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，铁路道渣，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，可制成优质水泥。我国每年有80%以上的高炉渣制成粒化渣，作为水泥混合材料。粒化渣还可做保温材料、混凝土和道路工程的细骨料、土壤改良材料等。

（3）膨胀矿渣：每吨熔渣用1吨左右的水处理，可膨胀成多孔体，经过破碎、筛分后成为膨胀矿渣，可作为混凝土的轻骨料，世界许多发达国家均大量生产。

（4）膨珠：又名渣球，其生产工艺首次于1983年由加拿大研究成功。办法是在炉前安装直径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。它是优质的混凝土轻骨料，比用膨胀矿渣可节省水泥20%；还可做水泥混合材料、道路材料、保温材料及土壤改良材料等。

（5）矿渣棉：用压缩空气或高压蒸汽喷吹纤细的熔渣流，可制取矿渣棉，用做保温、吸音、防火材料等。高炉渣还可作为微晶玻璃、搪瓷、陶瓷等的原料。

四、废石膏

废石膏是无机化工行业的重要废物，主要成分为硫酸钙，因来源不同而有不同的品种：用磷酸盐矿石和硫酸反应制造磷酸产生的废渣为磷石膏；用氟化钙和硫酸制取氢氟酸时生成的为氟石膏；用海水制取食盐过程中产生的叫盐石膏；用钛铁矿石制取二氧化钛过程中以废硫酸中和产生的石膏为钛石膏；苏打工业和人造丝工业中用氯化钙和硫酸钠反应生成的称为苏打石膏等。废石膏中磷石膏占大多数，由于它是工业废渣，化学成分的含量有一定波动，除主要含CaSO4外，还含约1%～2%的P2O5，近1%的SiO2，以及少量的铝、铁、镁、钠、钾等的氧化物。通常硫酸钙有三种结晶形态：二水石膏CaSO4· 2H2O，半水石膏CaSO4·1／2H2O，硬石膏CaSO4。废石膏呈粉末状，一般以料浆形式排出，粒径在5～150微米范围，硫酸钙含量在80%以上。每生产1吨磷酸约排出5吨磷石膏。许多国家磷石膏的排放量超过天然石膏的开采量。例如1975年前苏联磷石膏排放量即达1400万吨，远超过天然石膏800万吨的开采量，很有利用价值。

废石膏主要用于生产建材制品如石膏板。通常有两种加工方法，即日本式的烘烤法得到β－半水石膏和德国式的高压釜法得α－半水高强石膏板。我国近年来也以废石膏为原料研制了各类石膏板，如磷、氟石膏空心条板，纸面石膏板，盐石膏纤维板等，技术性能均较好。废石膏还可用来生产水泥和硫酸，也可做水泥的缓凝剂。

五、硫酸渣

硫酸渣是一类重要的酸渣，指用黄铁矿制造硫酸或亚硫酸过程中排出的废渣，又称黄铁矿烧渣，简称烧渣。我国每年产生这类渣300多万吨，其主要成分为：Fe2O3 20%～50%，SiO215%～65%，Al2O310%左右，CaO5%，MgO5%，还有少量硫、铜、钴等。用硫酸渣炼铁很普遍，我国许多钢铁厂常以5%～10%的硫酸渣代替铁矿粉，用于炼铁。通过选矿将其铁含量提高到50%以上，硫含量降低到1%以下，可直接制成球团矿或烧结矿备用。硫酸渣含Fe2O345%以上时，可代替铁粉用做水泥原料。此时用做生料配料，起调节水泥烧成温度、保证硫酸盐成分和调节水泥凝结时间的作用。低铁硫酸渣（含SiO2 50%以上）成分与烧黏土相似，为火山灰质材料，水淬后成黑色颗粒，具有水硬活性，可做硅酸盐水泥的混合材料，配制普通硅酸盐水泥；此品还可制砖，办法是用85%的烧渣加15%的石灰，混合磨细，加12%的水，消化、压坯，经24小时蒸汽养护即成。目前正在试验以硫酸渣为原料生产生铁和水泥，即全面利用；用高温和中温氯化法从中回收和制造还原铁粉、三氯化铁、铁红等，以及回收铜、钴等有色金属。

六、铬渣

铬渣是生产金属铬和铬盐产品的主要废渣，因其常含有水溶性六价铬而具有强毒性（铬与酚、氰、砷、汞并称环境五毒）。目前我国有20多个省市排放，多年来各地共积存200万吨。铬渣的主要成分为：SiO24%～30%、Al2O35%～10%、CaO26%～44%、MgO　8%～36%、Fe2 O32%～11%、Cr2O　30．6%～0．8%、Na2Cr2O　71%。主要矿物有方镁石（MgO）、硅酸钙（2CaO·SiO2）、布氏石（4CaO·Al2O3·Fe2O3）和1%～10%的残余铬铁矿等。

铬渣利用的主要途径有：

（1）制烧结砖：将铬渣干燥、粉碎，按渣粉40%和黏土60%的比例混合配料，制成砖坯，烧制；将5份铬渣和3份碳酸钡渣混合加水40%，湿磨后，经碾压和焖料后制成砖坯，再在800千帕压力下加热得高强铬钡砖。近年我国唐山的有关单位研制出利用铬渣烧制彩釉玻化砖的工艺，即在基料中加入20%的铬渣和适量熔剂，降低烧成温度，提高解毒倍数，促进玻璃相生成和铬固化，成品美观，装饰性好，铬的溶浸量低，为铬渣的治理和利用拓出了新路。

（2）制装饰板：我国重庆建工学院将铬渣50%、石英砂38%、纯碱10%及其他助剂5%的混合料在1500℃下熔融，制得微晶玻璃建筑装饰板，其强度、硬度、耐磨性及耐酸性均优于天然花岗石和天然大理石，即使在酸雨严重的地区使用也不影响其效果。其特点在于：微晶玻璃的形成过程中需要引入适当的晶核剂，而铬渣中的Cr2O3正是系统中的理想晶种。该工艺除毒彻底，吃渣量大，环境效益好，制成建筑装饰材料可普及到家用，经济价值高。

（3）制铸石：以30%的铬渣、25%的硅酸盐和45%的煤渣配料，再搀入3%～5%的氧化铁，经熔融浇铸，结晶退火得高强度、耐磨损、防腐蚀的铬渣铸石。

（4）制水泥：用铬渣、石灰石、黏土等按普通硅酸盐水泥配料烧制即得。

（5）制铬铁：将铬渣与其他矿料混合，在烧结设备上制成铬渣烧结矿，粉碎后与焦炭及其他辅料按合适配比分别计量后入炉冶炼，可得含铬量大于10%的合格品。此法吃渣量大，平均每吨产品处理渣量为2．3～2．8吨，是一种还原彻底、金属铬回收率高的资源化方法。

建筑业废物不废

建筑业，通过提供住房和基础设施，为每个国家的社会与经济发展作出了重大贡献。同时，这个迅速发展的行业对环境有重大影响。它是固体废物的基本来源，是空气和水的污染者，是不可再生资源，如能源及土地的消费者。目前全球经济的1／10用于建设和经营住宅与办公室；世界木材、矿物、水和能源的1／6～1／2，都被建筑业所消耗。今天发生的环境损害包括森林和河流的破坏、气候失常，致使居民呼吸不利于健康的空气或对自然环境的疏远，与建筑业不无关系。预计到2025年，世界人口将比1997年增加50%，而且城市人口将占2／3。城市化将主要在发展中国家展开，并对住宅、办公设施等的建筑予以直接推动，同时也会出现巨大的废物流。

一、废物流

建筑业的废物流通常可分为两股：一股是为开发建筑用的原材料导出的废物；另一股则是建筑工地作业直接产生的废物。例如，铜、玻璃、水泥等是建筑业不可缺少的原材料，在生产它们的同时也产生为数更多的废物。仅2000年，建筑业用铜就有15亿吨尾矿待处理。为生产水泥、玻璃及电力，仅我国每年就产生1亿吨煤矸石，还有数量更多的煤渣、飞灰和炉底灰等。这些可以说是建筑业的附属废物或间接废物。而建筑与拆除过程则产生许多需要清理的作业废物或直接废物，尽管它们显然是从一幢建筑物的寿命周期或建设周期中的不同阶段产生的，但建筑废物和拆除废物通常都合为一类。每年产生的建筑物拆除废物，西欧2001年是1．75亿～2．5亿吨；美国仅家庭房屋建筑物的废物是5亿～7亿吨，按这个值推测，我国这类废物估计每年不下5亿吨。

尽管建筑与拆除废物的成分因当地建筑格局的不同各处差异很大，但它们及其处理可粗分如下：

1．土、石和黏土：这些可以过筛而与其他废物分开。石料可用做混凝土优质骨料。

2．混凝土、水泥：经过整理包装，这种废物可以再用。

3．硅：质量稍次的可以破碎后用做低等混凝土的骨料，高质量的可以刮净浮渣重用。

4．木料：拔了钉子的木板可重用；一般锯末、刨花可按有机废渣处理；有涂料或经过处理的木材应视为危险物，而且应按规定处置。

5．金属：钉、管、板及金属框架等废物可按废金属的回收及利用方式处理。

6．其他：塑料、纸、橡胶等，按有机废物处理。

建筑与拆除废物大都产生于大规模建设计划铺开后废旧建筑物的拆除、改建和新建，也产生于各种自然灾害和技术灾害。根据“最佳大胆猜测”，全球建筑废物产生量估计为每年20亿～30亿吨（按每人年产0．5吨计），若这一数量的30%～40%是混凝土，也多达10亿吨，其利用潜力可观。地震后废物的处置效益也不可忽视。例如，旧金山1989年地震后在清理高速路的塌陷段时，所有回收的钢材、木材、碎混凝土均被销售。办法是将瓦砾堆初步破碎，电磁铁吸去增强钢筋和金属网，还通过一系列碎选分离步骤使木材碎片与砂粒分开。从道路和屋顶回收的沥青则可再用于路面修补。

二、木料

传统建筑和现代建筑都消耗大量木材，今后的使用量也不会小。尽管原则上可以使木材生产变得可持续，即资源可再生，但经济需要（这种商品是一些低收入国家的主要出口物资）、商业利益、人口压力和管理不善结合在一起，导致全球森林的损失十分严重。据国际热带木材组织估计，实际上目前热带森林能持续生产的不到0．2%。因此，节约建筑用木或重新利用建筑用过的木料变得十分重要。办法之一是找到代用品。由于建筑物建设占全世界每年使用原木的25%，所以哪怕有一半木材被代用，其效益特别是生态环境效益都是十分可观的。木料的代用品，大件的是钢筋水泥，如用结实的预制地板代替传统的木板；小件的则是铝或塑料，如用铝合金或硬塑料门窗框架代替木制品，用塑料地面装饰材料代替木制件等，即所谓塑料模板办法。加强建筑工地管理，把木板、刨花、锯末分类集中贮存，不与一般废物和其他工业废物混放，有利于木料的利用。装料用的木箱、架重件用的木杠，不可散放。

矿业废物可利用

矿业废物主要指开矿和选矿过程中产生的废石、尾矿及建矿井或封闭工作面所弃置的坑木、金属框架等物料。各种非金属和金属矿石均与围岩共同构成。在开采矿石时，必须剥离围岩，排出废石。采得的矿石通常也要经过洗选以提高品位，因而排出尾矿。例如，开采1吨煤，一般要排出200千克左右的煤矸石；提炼1吨铁、锌、铝，需要矿石3～5吨；而生产1吨铜，则要200吨矿石。这些尾矿大都需要占用土地。目前全世界每年约排放矿业废物300多亿吨，它们都有利用价值。例如，石灰岩、大理岩等，可做水泥原料；石英砂岩、白云岩等，可制玻璃、耐火材料、陶瓷等；含铜、钼、钴、锰等元素的尾矿，可做微量元素肥料；含SiO2量大于75%的尾矿，可做混凝土配料、建筑骨料、砖瓦材料、铺路物料等。在各种矿业废物中以煤矸石和某些尾矿的利用研究较多。

一、煤矸石

煤矸石指洗煤厂的洗矸、煤炭生产中的手选矸、丰煤巷和岩巷掘进中排出的煤和岩石以及与之一起堆放的煤系之外的白矸等的混合物。所谓矸，又称矸子，特指和煤混存的石块。煤矸石的特点是它有相当大的发热量（800～1500卡／克）。其主要化学成分为：SiO252%～ 65%、Al2O316%～36%、Fe2O32．28%～14．63%、CaO 0．42%～2．32%、MgO　0．44%～2．41%、TiO20．90%～4．0%、Na2O　1．65%～3．9%，少量磷、钒的氧化物和某些稀有金属。我国积存的煤矸石达10亿吨以上，每年还将排出1亿吨。煤矸石弃置除占用大片土地外，其中的硫化物逸出或浸出会污染大气、农田和水体；矸石山还会自燃酿成火灾，或在雨季崩塌，淤塞河道。为了消除这些消极影响，并积极开发这一资源，从20世纪60年代起，很多国家开始重视它的处理和利用，我国近年来已取得很大进展。

回收其中的煤炭用于火力发电，这是煤矸石的第一大用途。通过简易洗选工艺可从煤矸石中选出好煤、洗混煤和中煤，再经筛选可得劣质煤。我国已用沸腾炉燃烧洗中煤和洗矸的混合物发电。日本有10多座这种电厂，所用的中煤和矸石混合物，每千克发热量达1．5万千焦；德国和荷兰把煤矿自用电厂和选煤厂建在一起，以利用中煤、煤泥和煤矸石发电。制造建筑材料是煤矸石的第二大用途。它可部分或全部代替黏土生产普通水泥，已有专门厂家生产；煤矸石用来烧结轻骨料，可代替黏土烧砖，建筑物可减重20%，且烧制时可利用它本身的燃料以节约煤炭；发电时烧尽煤矸石后剩下的炉渣可生产炉渣砖和炉渣水泥；自燃或人工燃烧过的煤矸石有一定活性，可用做水泥的活性混合材料，生产常用硅酸盐水泥（搀量小于20%）、火山灰质水泥（搀量为20%～50%）和少熟料水泥（搀量大于50%）；煤矸石还可直接与石灰、石膏以适当的配比，磨成无熟料水泥，可作为胶结料，以沸腾炉渣做骨料或以石子、沸腾炉渣做粗细骨料制成混凝土砌块或混凝土空心砌块；英国、比利时等国有专用煤矸石代替硅质原料生产各种建筑材料的。

从煤矸石中提取化工原料也是它的一大用途。经筛选取出煤炭后即可拣出黄铁矿，也可从选煤用的跳汰机——平面摇床流程中回收。含铝量高、含铁量低的煤矸石经熔烧或在沸腾中燃烧，可使没有活性的高岭土（Al2O3·2SiO2·2H2O）转变成具有相当化学活性的煅烧高岭土（Al2O3·2SiO2），其中的Al2O3易于与酸反应。用硫酸浸取可得硫酸铝［Al2（SO4）3］，用盐酸浸取即得结晶氯化铝。它们都是良好的絮凝剂，为水处理所必需。浸取后的残渣主要成分为二氧化硅，可做生产橡胶用的填料和湿法生产水玻璃的原料。剩余母液内含有多种稀有元素如锗、镓、钒、铀等，价值均很高。

二、尾矿

尾矿是一种重要的矿业固体废物，常指选矿厂选剔金属矿石后留下的残余脉石。黑色金属矿石的尾矿一般占矿石总量的50%～70%，有色金属矿石的尾矿量在90%以上。如1吨铜矿石，有时含铜不到7千克。尾矿的主要化学成分除含有相当量的目标成分及其地质伴生物外，一般还含大量的SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、CaO、MgO等，有的还含有色金属和稀有金属以及选矿时剩余的化学试剂。尾矿的粒度一般为0．001～1毫米，0．074毫米以下颗粒的含量有的高达85%。我国目前每年约排出尾矿4亿多吨。

近年来许多国家都在研究共生矿尾矿的回收利用，如从铜尾矿中回收铜和钼，从铀尾矿中提取钒和铀，从钒钛磁铁矿中提取钛和钒等。尾矿可作为炼制玻璃的原料，尤其适于炼制棕色瓶及某些器皿玻璃和信号玻璃。尾矿的另一重要用途是制造各种建筑材料：①尾矿砖：以50%左右尾矿加4%～8%石灰、30%～45%高炉水渣和10%左右重矿渣粒，拌和后加压成型，蒸汽养护，可制取75～100号砖；利用85%～95%尾矿和5%～15%黏土拌和，在1300℃左右焙烧，可制成150～300号砖。②水泥原料：铝尾矿含有70%左右二氧化硅，搀30%石灰可作为硅酸盐水泥配料，利用尾矿时还可减少粉磨电耗和煅烧能源。③加气混凝土制品：以48%～52%尾矿搀16%～18%水泥和32%～34%高炉水渣粉，经蒸压养护后，可制取加气混凝土，用于一般工业和民用建筑的围护结构、间隔墙和屋面工程。

尾矿的另一重要处理方法或应用方式是筑坝堆存。1897年德国别列鲍勒苏打厂在查阿拉河滩地上建立了尾矿坝，并用尾矿加高坝体。近年来，各国都在改善高坝建筑以增加尾矿吸收量。主要办法有：①将尾矿分级，以粗粒为主做成边坡，矿泥堆存在尾矿池中央；②尾矿池内建设完善的排水设施，保持水面相对稳定，确保地下排水管线安全可靠；③保护坝面，防止雨水浸蚀和尾矿粉飞扬，办法是在坝面铺土，种植植被等。

废金属和废渣中金属的回收

废金属是指冶金工业、金属加工工业或其他大量使用金属的工业丢弃的金属碎片、碎屑和锈蚀、报废的各种金属器物等。工业越发达，废金属排放量越大，主要品种有钢铁、铝、铜、铅及其他有色金属，其中铁量最大，铝的价值最高。近年来随着高新技术的发展，贵金属器件日多，排放量也日增，其回收和利用备受重视，经济价值和社会价值更非一般废金属可比。近10多年中，仅城市垃圾中分拣出的废金属盒，按年人均计：美国74千克，英国29千克，法国21千克。还在1978年，日本的工业废金属量即达810万吨；而美国1972年仅废钢铁一项即达3170万吨，1976年回收利用的废器具和加工业废金属为4533万吨。全世界每年的钢产量约为7亿吨，而废钢铁就达3．2亿～3．45亿吨，占全年粗钢产量的45%。废钢铁回收率最高的是比利时，为40%，美、英、荷兰为35%，日本31%，巴西21%，俄罗斯17%。20世纪90年代以来，由于产品更新换代加快，废弃的汽车以及电器日益增多。通常汽车行驶10万～15万千米即退役。一台计算机主机的正常寿命是8～12年，仅在英国，估计每年有600万台个人计算机、复印机以及家庭和办公室设备闲置。这些都成为新的废金属来源。

一、废钢铁的利用

废金属尤其是废钢铁，主要用于回炉冶炼。用废钢代替部分生铁做原料，不仅缩短了冶炼时间，而且大幅度降低了金属原料和其他辅助材料的消耗，从而降低了生产成本，还可减少环境污染。据测算，每利用1吨废钢铁，可节约11吨煤和铁矿石，可减少散落的悬浮粒子11千克，还可节约能源、水等。因此，世界各主要产钢国都在努力提高各种炼钢技术中的废钢利用比例：法国92%，日本84%，德国79%，美国71%，俄罗斯71%；全世界平均约45%（2000年资料）。炼钢方法不同，使用废钢铁的方法和废钢铁用量也各异：平炉冶炼，用45%的废钢铁和55%的铁矿石；吹氧法冶炼，只用28%的废钢，其余为原矿石；电弧法，可100%用废钢铁。许多国家都限制废钢铁的出口，以保证本国需要。利用金属的边角余料，生产机器、设备、仪器、用具等的零部件，也是经济合算的。

我国的废钢铁大都由钢铁厂自行消化。大型钢铁企业一般都有废钢处理车间和收购部门，一般钢铁厂也很重视这项业务，因为运作较简便，经济、环境和社会效益显著。

此外，各地物资公司也着重经营废金属回收。以北京市为例，仅2001年就回收废铜8．1万吨、废铝3．6万吨、废铅锡2．8万吨、废钢铁527万吨；而在1978年～1997年的20年间即已回收废钢铁、钢屑、铁屑、铁片以及钢材、不锈钢和各种合金钢的次品、残品和边角料等共320万吨。回收1吨铬不锈钢，可节约铬130千克；回收1吨镍铬钢，可节约铬180千克、镍90千克。各种废有色金属往往只需直接回炉即可成为精品，一些生铁屑还可做多种化工、医药原料等。

二、废铝的利用

除钢铁外，诸废金属中铝的回收最受重视。市场上铝非常抢手，是因为铝的用途实在太广。从家用饮料罐、钢精锅、门窗到汽车、飞机都离不开它。铝可单独使用，也可作为合金应用。它们在空气中或水中最耐腐蚀，不受紫外线影响，便于灭菌消毒；它强度高而轻便，导电传热性能上乘，是现代社会不可缺少的材料，军工国防上尤其如此。铝是一种丰产元素，在地壳中丰度为8．05%（质量百分数），在元素中居第三位。其生产并不复杂，就是能耗大。

铝一旦炼成，其回收利用节约的能量可高达最初还原工艺所耗能量的95%。此外，铝回收利用装置的成本仅为同等规模一次冶炼厂成本的10%左右。有的企业家把铝称为能源库，因为最初的电力投入实际上可以通过随后的每一个使用周期得到回收。

铝的回收已达到工业水平。发达国家每消耗1吨铝，其中的二次铝平均约占27%。回收的废铝中约70%是铝及其后续产品生产中产生的新废料，这类材料几乎全部被回收了；其余30%为旧废铝，这一部分包括报废的机动车辆上的铝铸件也都得到回收。然而数量更大的生活垃圾中的废铝回收却进展不大，据说英国目前只回收1．5%。但饮料罐的回收却卓有成效：加拿大和美国的回收率分别为65%和55%，澳大利亚和日本分别达56%和42%，瑞典高达80%。这是由于对每个容器收取押金的做法起了刺激作用。

瑞典的回收铝的办法很有效。他们试制出了“铝容器回收机”，这种机器仅接纳铝容器，并能称出铝容器的重量，随即付出货款或优待券。有的地方一台这样的机器一年就回收了1．09吨铝容器，付款达3．5万美元，相当于每年净得1吨铝。虽然废铝有80%以上可以回收，但每年由回收废铝生产出的铝不足全世界总产量的30%。造成铝回收率低的部分原因是铝制品为耐用消费品，例如20世纪90年代初期，巴西人购买洗衣机、电冰箱和汽车的速度以每年24%增长，人均铝消费量由低到高，但报废产品很少。这类国家目前有增无减。

三、废有色金属的利用

有色金属如铬、镍、锌等的回收和利用潜力很大，许多工业废液、废渣中都含有这些金属。通常是制取这些金属的盐，或将废液及废渣进行综合利用。电镀中的多种含铬废液及渣的处理就是一例。电镀行业有多种老化的含铬废液，如镀锌钝化液、铜及铜合金钝化液、铝电解抛光液、铝硬质阳极氧化液、塑料粗化液等，其中Cr2O3的含量达50～350克／升，还含有多种有色金属盐。该行业尚有大量废渣如化学还原法废渣、钡盐法废渣、电解还原法废渣等。含铬酸盐废液主要用来生产铅铬黄颜料：先将废液加NaOH液调至pH＝7．5，使Cu2＋、Zn2＋、Ni　2＋、Cr3＋、Fe3＋转化成氢氧化物沉淀；过滤后取其清液与Pb（NO3）2反应得到以PbCrO4为主要成分的铬黄。其中含少量PbSO4、Al（OH）3的为中铬黄，含相当量的Pb3（PO4）2者为柠檬黄，产物视废液中原存的阴离子种类而定。对于钡盐法废渣，则利用难溶于水的BaCO3的溶解度大于BaCrO4的溶解度，在搅拌下使之生成BaCrO4沉淀：

水中少量的Ba2＋可通过石膏柱转化成BaSO4除去：

Ba2＋＋CaSO4→BaSO4↓＋Ca2＋

所得沉淀中铬含量约为6%～8%，其余皆为BaCO3 和BaSO4。继续改进工艺流程：加入硝酸、硫酸钠使已溶钡盐沉淀，铬酸被浸出；再加入Pb（NO3）2生成PbCrO4，沉淀，调整pH值为6～7，搅拌，使PbCrO4微粒沉淀于BaSO4表面，得钡基铅铬黄颜料。电解法处理含铬废液得到的废渣可制成铁铬红，它是一种很好的底漆。这是基于电解除铬是利用铁阳极在直流电作用下，不断溶解产生Fe2＋，使CrO42－还原成Cr3＋：

随着电解过程的进行，H＋消耗，pH值的上升，这就形成了包含铁、铬氢氧化物的废渣。

烘干后分析，此渣中铬占4%，铁占40%左右。这些铁一部分变成Fe3O4，正适合于制造底漆，因为为了保证漆的硬度，通常在原料中要加入Fe3O4。废渣经过脱水后，其中的Cr（OH）3生成Cr2O3，它是一种耐酸、耐碱、耐热、硬度较大的颜料，加到底漆中可增加其硬度、耐候性和防腐性能。

用此废渣制作铁铬红的工艺为：将稀浆状废渣与少量CaCO3搅和，待下部呈颗粒状沉淀，过滤，洗涤。在400℃～450℃烘干转化，得含Fe2O3、Cr2O3及较少量Fe3O4的块状物，球磨研碎过筛即得制品。

含镍废料的利用具有重要意义。

全国每年收购得这类固渣及废液约2000多吨，回收创利2000多万元。主要是从中提取镍盐，办法是废渣先用工业盐酸处理，用量随成分而异（为防止挥发采用夹套加热，温度为100℃～110℃），酸量应尽可能少以提高金属浓度，必要时加少量工业硝酸以促进溶解。

各种含镍工业废料组成复杂，除主要含镍外，还多含铁、铜、铅、锌及其盐类和其他的杂质，含量也不稳定，这样就需经分离。

酸溶后过滤（残渣多为氧化硅），将滤液热至80℃～90℃，加入适量铁粉以置换铜；分出铜后的溶液中含大量铁，必须除去，办法是将溶液热至90℃～100℃，加入次氯酸钠液，使铁氧化，再加入工业碱液将溶液调至pH值为4～5，得氢氧化铁沉淀除去。向滤液继续加碱，使pH值为7～8，即产生氢氧化镍绿色沉淀粗品。这两个pH值相差不大，要求调节溶液酸碱度时格外小心，以免镍、铁混杂；洗净此沉淀，用酸溶解即得镍盐溶液，尚含铅、锌等杂质；通入硫化氢，可使之成硫化物除去。将余液酸化、蒸发、浓缩即得镍盐精品。镍废渣还可用于制玻璃。

将这类渣作为主要原料，另配黏土、石灰石、砂和工业硫酸钠等辅料，可以制取退火时不结晶的优质玻璃。配料先经粉碎和筛选，在1350℃～1450℃下于高铝石坩埚中熔融，直至获得均匀熔体。然后倒入合适模具中，在马弗炉内（600℃）退火半小时。此种玻璃具有辉石成分的微晶型结构，有很高的化学耐蚀性且耐磨，是一种优质材料。

锌的回收和利用也很有意义。曾报道用电解法回收熔化炉渣中的锌粉。办法是先将浮渣溶于稀硫酸中，再用10%的NaOH溶液处理得锌酸钠溶液，在聚氯乙烯槽中，用低碳钢阳极和不锈钢阴极，在3．4～3．6伏电压、250～350安／米2电流密度下进行电解，可得细粒锌粉沉积物，水洗后再在一定氮气压下干燥。人造纤维生产的废渣泥中的锌则用常规化学法再生。

在人造纤维的生产中，采用锌矾（硫酸锌）成型黏胶线；锌钒经过使用和废水处理后成平均湿度为80%的渣泥，主要成分为Zn（27．5%干样）、Fe（3．51%）、SiO2 （4．84%）、C（11．5%）等。用管状回转炉于700℃～750℃干燥和煅烧渣泥；产品经湿法冶金处理，水洗去镁和钠等可溶物，制成浆液，用硫酸调至pH值为1～1．5，保持温度70℃浸取；再将pH值调到4．5～5．0，加入高锰酸钾去铁、锰，加入锌粉置换铜，最终得到相当纯度的硫酸锌和氧化锌。对于含锌高炉泥渣，由于锌量高达37．8%，就不加添加剂，直接于1000℃～1175℃下处理。该渣中碳含量高（15%～16%），锌的升华物回收率达96%～98%。

锗是重要半导体材料，许多粉煤灰、烟道气颗粒物及生产锗过程中排出的废渣都含有锗。干渣中的锗可用类似锌回收的方法升华提取。湿渣则用一般化学法处理。

例如南京锗厂每月约排出含锗蒸馏废渣500～1000千克，渣中除含近1%的锗外，还存在砷、锑及其他重金属元素，经适当处理，即有良好经济和环境效益。

基本工艺是：用碱浸出残渣中的锗化合物，使其转化为能溶于水的锗酸盐；然后利用该厂自产的废酸酸化，使其成为液态的二氧化锗或锗酸；在微酸性条件下，该二氧化锗与单宁作用，生成单宁锗沉淀；经进一步还原处理得锗。该厂每月可回收锗5～8千克，年获纯利润6万元，还可减少废酸的处理费用。由于自行消化，不再排污，减少农赔费1万元，效益明显。

贵金属的提取

贵金属包括金、银及铂族金属，它们的经济价值及使用价值都很高，但在废物及处理对象中的浓度均较低，回收困难，因而值得研究的问题很多。新的技术革命正在产生一股日益膨胀的电子废物流，它是贵金属的新来源。发达国家为了垄断高新技术市场，将这类材料对发展中国家实行禁运，对有关废物的处理技术也保密，因此提高了贵金属回收的社会意义。

贵金属废弃物通常来自实验室和电影洗印、医卫显影的废液，电解阳极泥，生产硫酸及磷肥的残渣，处理催化剂的废料，各种特殊的矿渣、伴生矿物，以及20世纪90年代以来日益增多的废弃电子设备。各种废液中主要含银，其回收方法较简便且成熟，通用性较强。通常是将废液加盐酸，使之生成氯化银，加热使其沉淀完全，冷却使该沉淀充分凝聚下降，倾出母液。氯化银沉淀用稀硝酸洗涤数次以基本除去氯离子。在稀硫酸介质中用过量锌（或铁、铝）粉还原氯化银。为加速置换反应，可适当加热、搅动，直至沉淀内不含白色固体。将析出的暗灰色粉状银用蒸馏水洗涤倾倒到另一容器中，洗净烘干即得粗制银粉。

一、金属渣的提取

含贵金属的废渣一般有金属渣和矿渣两类。前者通常金、银含量不高，而铜、铅、铋及其他有色金属含量往往是金银量的几十倍。回收贵金属时第一步是除铜。办法主要有电解法、干法焙烧及湿法溶解。电解法是将金属废料经必要清洗后熔化成棒状做阳极，以纯铜板为阴极，置入加有硫酸的硫酸铜溶液中，控制一定的电压与电流密度进行电解。此时，合金中的铜在阳极溶解，并得到含银、金、铂的阳极泥。干法焙烧是将金属废料在约1000℃的空气中烧烤，再以稀硫酸加热溶解所生成的氧化铜，贵金属不溶解。湿法溶解是用稀硝酸溶解金属废料中的铜和银，金、铂不溶解；固体与液体分离后，溶液中加入适量纯铜屑将银置换出来；滤出银、铜屑混合物，用氯化铁液溶解铜，银不溶解：

2FeCl3＋Cu→2FeCl2＋CuCl2

将分离铜、银后的残渣加王水，金与铂溶解；如仍有银，则成氯化银沉淀。后者可按前面提到的还原法提取银。溶液则加还原剂如硫酸亚铁、甲酸、草酸等使氯金酸转化为金（应先除去多余的硝酸）；加热分离金后的溶液，加入固体氯化铵，可得氯铂酸铵沉淀，以氯化铵溶液洗涤后，干燥加热分解，即可得铂。

二、矿渣的利用

有些矿渣中含有金、银等贵金属，它们通常由于含量低并且被包裹在别的难熔或已经焙烧过的矿物中而难于回收。用氰化法处理效果好，可得到含金量达80%的粗品。方法是将原矿经焙烧水淬（即将烧渣块直接淬入水中）后，除去大部分水及可溶盐；继而将渣加碱溶液浸渍后过滤，水洗两次，该洗涤后溶液称为贫液。然后向渣中加适量贫液和石灰乳捣碎进行调浆，至一定浓度和pH值，加氰化钠液浸取一定时间，分离后的脱出液称为贵液，其中含有大部分贵金属。贵液经真空过滤净化和脱氧以降低其中的悬浮物和含氧量（氧影响后续还原反应），其净液加入锌粉和醋酸铅进行置换反应得金泥。将所得金泥洗净烘干，加入硼砂、石英、硝石及火碱，并在搅匀后加热粗炼得杂质金。将此杂质金进行水淬破珠，破珠后用25%的硝酸溶液浸银；浸银后的珠渣加入7%的硝石和5%的硼砂进行精炼，即可得成色为70%以上的成品金。浸出液再用铜板直接置换出海绵银，烘干后加入5%的硝石和5%的硼砂，进行银精炼，得到含银90%以上的成品银。由此可见要提取贵金属殊为不易。还要注意，所有含氰的废液和废渣均剧毒，必须及时严格处理。

三、废电器的利用

随着电器的普及，废弃的电子产品是贵金属的一个非常有吸引力的来源。在美国和西欧，仅黄金每年就有80多吨用于计算机或其他硬件制造。因导电性能优越、耐腐蚀，银和铂族金属也为某些特殊功能的器件所必需。但这些贵金属包裹在复杂材料内部，提取困难，因而成本高、工艺复杂又耗费能源。加拿大诺兰达公司开发了一种连续冶炼工艺，既节能又高效，它以一种不损害环境又经济合理的方式处理种类繁多的电器废弃物。该公司仅2001年就冶炼了10多万吨废料，从中回收了123吨银、7．1吨金和5吨铂与钯，获利2亿美元。该公司处理废料的关键部件是所谓诺兰达法反应器。这个反应器是一个长21米的砖衬里圆筒，日处理能力为300吨。

废料进入反应器后淹没于用增压空气混合物（含氧量高达39%）搅拌的熔融金属浴中（1250℃）。这种较高浓度的氧降低了对所用化石燃料包括煤、油和可燃气的需要量。由于废料中常含有塑料及其他可燃物品，因而进一步减少了能源的用量。所形成的剧烈搅拌的氧化区使包括铁、铅和锌在内的杂质转化成氧化物，进而固定在硅质渣中；硫则氧化成二氧化硫气体；贵金属则随硫化铜一起沉降到反应器底部的冰铜中。将冰铜取出转移到冶炼厂的转化炉中，这时大部分剩余的硫和杂质被氧化掉。从转化炉中取出液体粗铜在阳极炉中精炼，并铸成99．1%纯度的重290千克的阳极。剩余的0．9%则为贵金属如金、银、铂和钯，以及其他可回收金属（如硒、碲、镍等），随后的阳极电精炼将它们制成精品。

怎样保证回收贵金属的质量呢？诺兰达公司有一套质量保证体系，首先是对废料进行规范化控制。第一步是进行两次检查：一次是在诺兰达公司接收站，剔除那些非电子器件废物，以免混入杂质；第二次是在冶炼厂门口，筛选掉可能含汞、放射性物质以及多氯联苯的部件。例如，使闪烁器读数超过每秒300次（已是很低的原子裂变水平）的任何物品都要留检。这些严格的管理步骤是完全必要的。将这样清理完毕的电子器件废物与适量铜精矿混合再送入反应器进行如上处理，就可顺利提炼贵金属。

贵金属用途广、消耗大、资源缺，因此其回收利用十分紧迫，在这方面，我国贵金属研究所、金属再生利用研究所、黄金研究所等单位做了很多工作。1990年完成了玻璃纤维工业废耐火砖中铂铑再生工艺研究，从每吨砖中可回收1千克铂、铑，价值5万元以上。在贵金属废料中，镀金料占相当数量，过去多用氰化法提取，1982年研究出电解退金新工艺，具有无毒、简便、回收率高、成本低廉的优点。从废催化剂等废料中回收贵金属主要采用酸浸、碱沉技术，即将废料加盐酸和硝酸浸取；过滤后，在滤液中加入氢氧化钠使金属沉淀成氢氧化物离析；再按与前面矿渣处理相似的步骤进行置换、还原，最终得到目标成分的精品。

其他无机废物的再利用

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2001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、硫酸钡和泥砂；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做废坑的填料。

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、砂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。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

废电池是一类重要无机废弃物。从废蓄电池中回收金属铅的工艺已较成熟。

将废蓄电池母槽部分粗碎，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，底部设置圆筒型鼓风熔融炉。

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。