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| 編輯推薦： |
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《生活垃圾焚烧炉渣资源化理论与实践》介绍了炉渣资源化利用的关键技术，以及生活垃圾炉渣产业相关的选矿、建材、环境等方面的理论研究与工程实践。
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| 內容簡介： |
鉴于中国城市化发展带来的大量城市固体废弃物处理的负担，以及土木工程建设对包括集料在内的大量原材料的需求，以建设无废城市为目标，开发可持续建材，成为当前城市发展的主基调。本书立足于生活垃圾焚烧炉渣，是因当前焚烧技术已成为各大城市处理生活垃圾的主流技术之一，但炉渣技术的发展并未与焚烧技术的发展相匹配。对炉渣简单的矿产挖掘，无环境监管的加工过程、无规范指导的项目应用，给减少生产场地的土壤污染和保证工程项目的质量安全，都埋下隐患。
本书在以客观、全面、科学的视角介绍了炉渣的来源、组成及特性的基础上，展开三个方面论述。从矿产角度，分析炉渣的成矿过程、矿产资源分布、选矿技术及相应矿选金属的质量提升技术；从环境角度，分析了炉渣潜在的环境影响因素，炉渣加工对场地环境的影响，炉渣应用的环境评估技术；从材料角度，分析了炉渣用于以道路工程为代表的土木工程的技术要求与行为特点，分析了其潜在的安定性问题及材料行为的特殊表现。
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| 關於作者： |
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过震文，教授级高级工程师，上海市领军人才，享受国务院特殊津贴，现任上海城投（集团）有限公司副总工。长期从事路桥领域建设管理和科研工作，先后获得国家科技进步二等奖2项，省部级科技进步特等奖1项、一二等奖3项；获授权专利6项；主编和参编专业著作7部，发表研究论文呢13篇。李立寒，同济大学教授、博士生导师。长期从事道路工程材料教学与科研工作。先后获得省部级科技进步二等奖2项，中国公路学会科技进步一等奖1项、二等奖1项等；获得授权发明专利8项；编著教材1部，发表学术论文00余篇。胡艳军，副教授、博士生导师，现任浙江工业大学能源与动力工程研究所副所长，致公党浙江省环境专委会委员，浙江省高等学校中青年学科带头人。长期从事固体废弃物资源化处理技术与理论研究工作，获得省部级科技进步二等奖1项；获授权发明专利11项；发表学术论文50余篇。徐斌，教授级高级工程师，现任上海市市政规划设计研究院有限公司副总工程师，长期从事道路工程与环境工程研究，荣获省部级科技进步二等奖1项，中国公路学会科技进步二等奖2项。获得授权发明专利6项，发表学术论文25篇，出版著作2篇。
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| 目錄：
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第一章生活垃圾焚烧炉渣概述1
1.1引言 1
1.2生活垃圾焚烧技术 2
1.3炉渣与飞灰 4
1.4一些易混淆概念的解释 6
1.5影响炉渣组成及性质的因素 8
第二章生活垃圾焚烧炉渣矿物学过程与特征11
2.1生活垃圾焚烧炉渣与飞灰的元素分割 11
2.2生活垃圾焚烧过程中炉渣矿物的变化特征
15
2.3生活垃圾焚烧炉渣水淬过程中的矿物学变化
17
2.4生活垃圾焚烧炉渣老化过程中的矿物学变化
19
2.5炉渣中金属的物理化学变化特征 22
第三章炉渣内金属的回收潜力及分布特点27
3.1测试炉渣中金属含量的方法 27
3.2炉渣中金属的含量及价值 30
3.3焚烧炉渣中关键元素的回收潜力 32
3.4不同来源炉渣回收潜力国内外对比案例
35
第四章生活垃圾焚烧炉渣的物理分选47
4.1炉渣的破碎技术 47
4.2炉渣的筛分技术 48
4.3炉渣中轻质物的风选分离技术 50
4.4炉渣的重力分选技术 52
4.5炉渣的磁性分离技术 54
4.6炉渣基于传感器的自动分选 57
4.7涡电流分离 59
4.8贵重金属的磁密度分离技术 62
4.9高级干式回收 64
4.10荷兰干法和湿法分选的典型工艺介绍 66
4.11炉渣高级分选的典型案例 69
4.12泡沫浮选技术 78
第五章生活垃圾焚烧炉渣矿选金属的升级技术81
5.1废铁的升级技术 81
5.2废铝的升级技术 89
5.3废铜的升级技术 98
第六章生活垃圾焚烧炉渣的物理特征与力学特性107
6.1生活垃圾焚烧炉渣集料的组成 107
6.2生活垃圾焚烧炉渣集料的物理特性 116
6.3生活垃圾焚烧炉渣集料的力学特性 122
6.4生活垃圾焚烧炉渣底泥的组成与性能特征
124
第七章生活垃圾焚烧炉渣在回填工程中的应用130
7.1生活垃圾焚烧炉渣的路基回填特性及结构行为分析 130
7.2生活垃圾焚烧炉渣回填的安定性因素及其评价
138
7.3生活垃圾焚烧炉渣处治土的回填特性及结构行为分析 143
7.4生活垃圾焚烧炉渣在其他回填工程中的应用
148
7.5生活垃圾焚烧炉渣在海岸围垦造地中的应用
151
第八章生活垃圾焚烧炉渣在道路路面工程中的应用157
8.1生活垃圾焚烧炉渣在水泥稳定碎石基层中的应用
157
8.2生活垃圾焚烧炉渣在石灰粉煤灰稳定材料中的应用 168
8.3炉渣集料在沥青混合料中的应用 172
8.4炉渣底泥作为填料在沥青混合料中的应用
184
第九章生活垃圾焚烧炉渣的其他应用188
9.1生活垃圾焚烧炉渣集料在制备免烧砖中的应用
188
9.2生活垃圾焚烧炉渣用于生产生态水泥
191
9.3生活垃圾焚烧炉渣在水泥混凝土中的应用
194
9.4生活垃圾焚烧炉渣用于制造玻璃陶瓷材料
202
第十章生活垃圾焚烧炉渣的环境特性207
10.1生活垃圾焚烧炉渣化学组成 207
10.2炉渣重金属浸出毒性 211
10.3焚烧炉渣的浸出特征 216
10.4生活垃圾焚烧炉渣的有机毒性评估 222
第十一章生活垃圾组分对焚烧炉渣化学特性的影响225
11.1材料与炉渣取样 225
11.2废旧塑料对炉渣化学特性的影响 233
11.3小型电子垃圾焚烧对灰渣特性影响 235
11.4市政污泥混烧对炉渣特性影响 239
11.5废旧汽车粉碎毛料对垃圾焚烧炉渣化学特性影响
241
11.6含铝废料生活垃圾混烧炉渣中金属铝分布
244
第十二章生活垃圾焚烧炉渣分选处理过程的环境影响257
12.1国内湿法和干法炉渣处理工艺 257
12.2炉渣堆对周边土壤环境影响 259
12.3炉渣堆雨水径流的环境质量分析 261
12.4湿式炉渣处理过程循环水的环境特性
266
12.5污水沉淀池中污泥环境质量分析 271
第十三章生活垃圾焚烧炉渣作为道路建设材料的环境评价275
13.1再生材料的环境评价方法 275
13.2道路材料毒性浸出的试验方法 278
13.3道路建设中炉渣应用的环境评价 280
第十四章炉渣加工实例290
14.1国外实施案例 290
14.2国内实施案例 297
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| 內容試閱：
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笔者参与土木工程建设已数十载，无论是桥梁工程，还是道路工程，目睹了消耗以石料为代表的大量原材料。一方面石料数量和质量的要求越来越高，另一方面绿水青山就是金山银山的理念越来越深入人心，保护山体、减少石料开采成为生态文明的重要抓手。似乎相悖的两个走向，对现代以道路为代表的土木工程发展提出了严峻而现实的挑战。
而与此同时，城市日新月异的发展，也带来了固体废弃物数量急剧增加的后果。面对城市化的这一痼疾，2019年1月国务院办公室印发《无废城市建设试点工作方案》，提出了包括固体废弃物资源化在内的城市固体废弃物解决方案，将固体废弃物经过一定的处理，用于包括道路在内的工程项目，真正起到了一举三得的作用。
本书选择生活垃圾焚烧炉渣这一典型城市固体废弃物，它是诸多固体废弃物当中非常具有代表性的一种：
第一，产生量巨大，如上海，按照目前生活垃圾焚烧厂的焚烧规模，一年产生量在100万t左右；第二，具有城市选矿的极佳基础，是以铁为代表的黑色金属和以铝、铜为代表的有色金属的一个重要的城市内生矿源；第三，含大量的重金属污染物，是研究固体废弃物环境影响的理想宿体，如果把生活垃圾焚烧飞灰也考虑在内，则对生活垃圾焚烧污染物的研究，将对其他固体废弃物有着典型而普遍的指导意义；第四，具有良好的级配和材料特性，可以作为集料使用，也可以作为补充结合料使用，具有固体废弃物作为材料使用的典型表现。
本书以作者及其团队十余年在国内外开展的大量研究为基础，结合了实际的工厂化运营与炉渣工程应用，同时也消化吸收了国外最前沿的研究成果，因此具有客观、全面的背景支撑。本书也不回避一些敏感的话题，如在矿产学方面，存在湿法选矿与干法选矿之争。如果不考虑环境成本，则湿法选矿可以获得包括贵金属在内的有色金属最大的回收率，但它对工艺水的污染与生产场地土壤的污染也不可回避，同时炉渣过细的破碎也限制了它的资源化应用场合；相对应的，干法选矿作为发展最早、研究最多的技术，如何尽可能提高这一技术的金属回收率，是目前炉渣技术研究的一个热点。一条途径是将干法技术与湿法技术结合，另一条途径则是干法排渣技术的应用，但它也带来了生产效率、臭气封闭与粉尘污染问题，可见选择什么样的工艺，并没有绝对的说法，而是需要综合考量，兼顾经济效益与社会效益。因此，对生活垃圾焚烧炉渣从矿产学、环境学、材料学方面进行的全面研究，将深刻地惠及其他固体废弃物的资源化应用，其意义重大。
在环境评估方面，炉渣在道路结构层中应用之后表现出的环境行为，是需要关注的一个主题。尽管生活垃圾焚烧炉渣在我国被归类为一般废弃物，但由于炉渣组成的变异性，尤其当生活垃圾与生活污水的污泥联合焚烧所产生的炉渣中，某些重金属元素存在超标的可能，因此如何对其检测与评估仍是需要进一步研究的课题。
在材料学方面，炉渣集料同时存在着对材料性能有益的连续级配、棱角形状、自黏结特性与火山灰特性等性质，也存在着氢爆、氧化铁膨胀、碱骨料反应、石膏膨胀等潜在不利的材料安定性问题。这些问题在炉渣集料制作成免烧砖时表现得较为明显，而在像道路基层或土路基等大体积应用方面，多年的使用经验表明，未观察到明显的不利影响。
我国生活垃圾焚烧的起步较晚。21世纪初，上海江桥、御桥建成日处理垃圾量1000t级以上的生活垃圾焚烧发电厂，一批学者才真正开始对炉渣进行研究。对于炉渣的认识，大体经历了补贴期逐利期与规范期三个阶段，目前基本处于逐利期阶段。
生活垃圾焚烧厂成立之初，我们就引进、吸取了发达国家一百多年垃圾焚烧的技术和经验，这使得决策者对生活垃圾焚烧炉渣的规范化、高科技化运营充满期待。当时参照国外的炉渣处理补贴模式，处理炉渣，政府给予一定补贴。近二十年间，发达国家炉渣处理技术取得了很大进步，而国内大部分炉渣处理机构并未更新处理技术，且形成了一家一个做法的业态，这使得决策者对炉渣处理缺乏信心。尽管2010年9月2日发布了《生活垃圾焚烧炉渣集料》（GBT 250322010），但相应的应用规程缺失，炉渣工艺改造与应用研究周期长，再加上市场上众多力量开始竞相关注炉渣处理的得利，政府对炉渣的补贴逐渐减小，直至出现了负补贴（购买炉渣），即从财政的意义上，炉渣已经不成为废弃物，转型为资源。
近十年来，炉渣已经从补贴期转移到了逐利期。这股逐利的浪潮主要来自湿法对炉渣中金属的提取。在补贴期时，炉渣处理主要使用了干法，将重心瞄着后端应用，而当时的干法（还没有应用涡电流）对金属的提取效率要比传统的重力分选湿法低得多。使用湿法从金属提取中获取了更大利益，但其缺陷是炉渣破碎过细，影响了炉渣作为道路材料的大面积使用（目前湿法炉渣多被用来制砖，但砖的质量缺乏监管），湿法中水的利用带来了水的处理成本（简单的沉淀池工艺，存在池周土壤污染与污泥处理问题），目前这些问题并没有真正引起重视，这无形中让社会承担了部分成本，从而需要有关机构将炉渣市场从大乱的现状向大治的发展方向引导。
我们期盼炉渣早日进入规范期，实现性能可预测、过程可监控、应用可增值。性能可预测，要解决原状垃圾组成与焚烧炉渣组成之间的对应关系，要搞清楚焚烧炉渣性质变异的特点与根源，从可靠度的角度把握炉渣的性质，要能粗略预测纯炉渣的强度发展；过程可监控，要利用传感器实时监测手段，掌握炉渣的含水量、老化程度以及其他敏感指标，并追踪炉渣中提取金属的品位和回收率，根据反馈数据及时做出调整；应用可增值，要进一步挖掘炉渣中有价值的组分（如非金属有价矿物的提取），并掌握稀土金属和贵金属的分布规律并利用城市选矿手段予以提取，要进一步尝试炉渣中玻璃、陶瓷、矿渣等的分离，确保分离组分更高的残余价值。边研究，边实践，边标准化，使炉渣技术发展进入一个良性循环。
炉渣的技术也远未达到完善，本书仅是对目前工作的一个总结，还有很多方面有待继续研究，如生活垃圾焚烧时炉渣的成矿过程与焚烧参数及原生垃圾组成的关系、炉渣中所含比例最高的可选组分氧化铁的矿选与资源化加工、炉渣中贵金属的矿选技术、作为附加特性的炉渣自黏结性能与火山灰性能的定量评估、炉渣湿法矿选过程中所产生污泥的资源化利用等。期待本书的出版能激发技术人员在这方面的研究热情，从而促成我国炉渣技术的持续进步。
本书在写作过程中，得到了上海兴盛路基材料有限公司、东江环保股份有限公司、常熟市畅晟环保科技发展有限公司、江苏天合嘉能再生资源有限公司等的大力支持，在此一并表示感谢。同时，阮仁勇、何昌轩、张绪国、毛协民、谈定生、孙文州、林振芬、刘栋、胡明君、冯警蓉等同事同仁从各方面对本书的撰写提供了帮助，也一并致以谢意！
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