钢渣的性质和二次利用
【分享】钢渣的利用现状及发展趋势分析
【分享】钢渣的利用现状及发展趋势分析钢渣的利用现状及发展趋势分析近年来，随着我国经济的发展，钢铁产量增加，钢渣的排放量也随之增加。
2016年钢渣的产量约为0. 65～1. 2 亿t，而我国钢渣利用率较低，目前尚未利用的钢渣存放量高达10亿t。
国内对钢的需求量还将进一步增加，钢渣的排放量也将随之增加。
钢渣的堆放会占用土地，而且钢渣中化学物质的挥发和渗透会污染周边的空气和河流。
合理利用钢渣不仅能变废为宝，同时可保护环境，因此钢渣的资源化利用具有重大意义。
1 钢渣的形成及物理化学性质1. 1钢渣的来源及组成钢渣是炼钢厂在冶炼粗钢时排放的固体废弃物。
在我国钢的冶炼方法分为转炉、电炉及平炉，钢渣也因冶炼方法的不同分为转炉、电炉及平炉钢渣，其中以转炉钢渣为主。
钢渣的主要化学成分为: CaO40%～60%、MgO 3%～10%、SiO2 4%～12%、Fe2O3 2%～8%、MnO1%～8%、Al2O3 2%～8%、TiO2 1%～4%、P2O5 1%～3%等。
钢渣的主要矿物组成为: 硅酸三钙、硅酸二钙、钙镁橄榄石、钙镁蔷薇辉石、铁酸二钙、ＲO( 镁、铁、锰的氧化物，即FeO、MgO、MnO形成的固熔体) 、游离石灰( f－CaO)等。
此外，有的钢渣中还会出现黄长石( 2CaO·Al2O3·SiO2) 以C2AS 表示;尖晶石( Fe、Mg、Mn) O·( Fe、Cr、Al) 2O3等。
1. 2 钢渣的性质钢渣性质与炼钢过程、矿石原料等均有关系，通过对吉林通钢钢渣进行物化性能分析，钢渣的主要性质为: A.密度。
钢渣是经过高温后的矿石，含有大量高密度的化合物，因此钢渣具有较高的密度，一般为2. 9～3. 5 g/cm3，堆积密度为1. 3～2. 2 g/cm3，吸水率为5%～9%。
B.强度。
钢渣抗压强度介于145～302 MPa，冲击强度为15次，莫氏硬度为5～7。
钢渣强度较高，质地坚硬，难破碎。
钢渣等废渣综合利用
图1 大量堆积的钢渣
1、钢渣物化性质与工作性能
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❖1.2 钢渣化学性质
钢渣的化学成分主要由以下几个方面组成：金 属炉料被氧化后形成的氧化物和硫化物；侵蚀炉衬 和补炉材料；金属炉料带入的杂质；为调整钢渣性 质所加入的造渣材料。其矿物组成包括橄榄石、硅 酸二钙、硅酸三钙以及少量游离CaO、MgO等。受 其形成过程影响，钢渣成分波动较大。钢渣的矿物 组成决定了钢渣具有一定的胶凝性，主要源于其中 一些活性胶凝矿物的水化。
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3、钢渣利用中存在的问题
❖3.1 体积安定性
❖3.2 早期强度低
3、钢渣利用中存在的问题
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❖3.1 体积安定性 1）游离氧化钙 由于炼钢过程中加入了大量石灰石作造渣剂， 钢渣中存在大量未反应的石灰石和二次游离石灰， 因此钢渣含有的f-CaO含量较高，因为钢渣的生 成温度为1560℃以上，钢渣中的f-CaO形成死烧 结构，水化消解的速度非常缓慢，若钢渣作混凝 土掺和料，可能引起混凝土后期膨胀破坏。
2、钢渣的利用现状
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❖ 2）用于土壤改良
钢渣的粒度小，并含有很多小于100μm的极细 微粒，因此钢渣可以作为农业上理想的土壤改良 剂。钢渣中的CaO能在很长的时期内可以缓慢中 和改良土壤，对有些农作物特别有利。对于高碱 度的钢渣，其CaO含量较高，可用于酸性土壤的 改良。我国将钢渣运用于改良土壤从上世纪50年 代末就开始了。
钢渣产生量/万吨 2114 2552 3113 3961 4981 5863 6849 7944 9056 9920
钢渣产生量增长率/％ — 21 22 27 26 18 17 16 14 11
钢渣综合利用技术
钢渣综合利用途径
利用二 ： 磁选回收废钢
钢渣中单质Fe的含量为10%左右。将钢渣破碎后磨细，可以回收钢渣中的铁
钢渣综合利用途径
利用三：钢渣微粉化
当钢渣粉细度45μ筛余<2%且比表面积大于360m2/kg时有助于金属资源全面回收 微粉特性：耐磨、水化热量小、耐盐碱腐蚀，价格低廉 用途：与普硅水泥相似 工艺技术： 卧式棍磨或球磨工艺及设备
钢渣综合利用技术
学习内容
知识目标
• 了解钢渣特性 • 掌握钢渣的处理方式 • 掌握钢渣综合利用方法
能力目标
• 能根据企业情况选用合适的钢渣处理和 利用方法
钢渣性能
低碱性钢渣：气孔多 呈黑色光泽
高碱性钢渣：灰黑色 结构较密实 外观形状
矿物相
主要是C3S和C2S，其次为RO 相,即MgO、FeO、MnO、fCaO等组成的完全固融体
用途： • 工业地坪耐磨剂 • 船厂、结构厂磨料
钢渣综合利用途径
利用六：作为水泥原料
经过加工后的尾渣规格料，可直接被水泥作为生料原料利用 用途：
• 是水泥原料的铁质校正料 工艺技术：
• 配比、参合技术
小结
钢渣处理方式： 浅盘泼水冷法、热泼法、热闷法、水淬法、滚筒法和粒化法等
综合利用途径： 返回钢铁生产循环利用、回收金属、钢渣微粉化、钢渣制品化、钢 渣型砂化、直接作水泥原料等方法
工艺流程
钢渣综合利用途径
利用四：钢渣制品化
新型建材产品，国家提倡和鼓励 工艺技术:采用配料、搅拌、混合、成型、养护、烧制等工艺
钢渣综合利用途径
钢厂废物再利用管理制度
钢厂废物再利用管理制度一、钢厂废物种类及特点1. 废钢：包括废旧钢材、生产中产生的废钢、废旧设备等。
废钢资源较为丰富，可以通过熔化再生产成新的钢材。
2. 废渣：包括转炉炉渣、炼钢渣、铸造废渣等。
废渣中含有一定的铁分，可以通过技术手段进行回收再利用。
3. 废水：钢厂生产中产生的废水中含有大量的油脂、矿渣等物质，需要经过处理后才能排放。
4. 废气：钢厂生产中产生的废气主要是烟尘、硫化物、氮氧化物等，对环境造成严重污染。
二、钢厂废物再利用管理制度1. 制定规范的废物管理制度：钢厂应根据《环境保护法》、《固体废物污染环境防治法》等相关法律法规，制定规范的废物管理制度，包括废物的分类、收集、运输、处理、利用等方面的管理办法。
2. 加强废物资源化利用技术研究：钢厂应加大对废钢、废渣、废水、废气等的资源化利用技术研究力度，不断提高废物资源化利用率。
3. 完善废物收集、运输、处理设施：钢厂应建立完善的废物收集、运输、处理设施，确保废物得到有效的收集和处置，不对环境造成污染。
4. 加强对废物再利用企业的监管：钢厂需要与废物再利用企业建立合作关系，加强对废物再利用企业的监管力度，确保废物再利用过程中不违法排放。
5. 建立废物再利用运输和配送网络：钢厂应建立独立的废物再利用运输和配送网络，减少废物的二次污染，确保再利用后的产品质量。
6. 提高员工废物再利用意识：钢厂应做好员工废物再利用意识的宣传教育工作，提高员工的环保意识，促使员工积极参与到废物再利用工作中。
7. 完善废物再利用报告制度：钢厂应建立完善的废物再利用报告制度，定期上报废物再利用的情况，接受相关主管部门的监督和检查。
三、钢厂废物再利用管理制度的意义1. 有效地管理和再利用钢厂废物，可以减少资源的浪费，降低生产成本，提高企业经济效益。
2. 通过废物再利用管理制度的实施，可以减少环境污染，改善环境质量，促进生态文明建设。
3. 加强废物再利用管理制度的意义，可以提高企业的社会形象，增强企业的可持续发展能力。
钢渣滚筒法处理原理
钢渣滚筒法处理原理钢渣滚筒法处理原理随着社会的发展，钢铁工业得到了快速的发展，一方面为国家的经济增长做出了重要的贡献，另一方面也给环境带来了一定的破坏。
其中，钢渣是钢铁工业中产生的一种废弃物，如果不及时处理就会污染环境。
为此，钢渣滚筒法处理技术应运而生。
钢渣滚筒法处理原理是利用钢渣中含有的金属元素和矿物成分与空气中的氧气发生氧化反应，从而达到钢渣还原和再利用的目的。
具体来说，利用钢渣的化学性质，将钢渣通过滚筒进行处理，让其与高温空气充分接触，使其中的有害成分被氧化还原并转化为有用物质，从而实现钢渣的降解和利用。
在钢渣滚筒法处理过程中，首先需要将钢渣经过初次破碎，然后通过输送机送到滚筒中进行处理。
滚筒是一种类似于筛子的设备，其主要作用是让钢渣与氧气充分接触，通过高温氧化和还原反应来实现钢渣的清洁化处理。
同时，在滚筒中设置了多个孔道，可使处理后的钢渣在不同孔径的孔道中进行筛选，实现对钢渣的准确分选和分类利用。
此外，钢渣滚筒法处理技术还具有高效、可持续、环保等优点，对保护环境和提高资源利用效率具备重要意义。
相对于传统的焙烧法、蒸汽爆炸法等钢渣处理方式而言，钢渣滚筒法处理技术的优越性在于，它能够在不造成二次污染的情况下，将部分废料转化为有用资源，减少钢渣给环境带来的损害。
而且钢渣滚筒法处理技术还可以有效地节约成本，提高生产效率和质量，从而实现经济效益和环境效益的双重提升。
综上所述，钢渣滚筒法处理原理是通过将钢渣与高温空气充分接触，达到钢渣还原和再利用的目的。
钢渣滚筒法处理技术具有高效、可持续、环保等优点，是处理钢渣的一种有效方式，对经济和环保事业的发展都具备重要意义。
我们要不断推进钢渣滚筒法处理技术的研究和推广，为提高资源利用效率，保护环境做出积极的贡献。
钢渣的综合利用
钢渣的综合利用钢渣是冶金生产过程中一个很重要和含量占主要的产物。
在以前的钢铁生产中都将其作为废物而直接遗弃。
虽然其为钢铁生产中的废弃物，但因其含有许多有用矿物和许多微量元素以及其特别的物理机械性能，因此其用途也较广泛。
类似以前生产的直接丢弃将造成资源的严重浪费。
研究钢渣的综合利用意义重大。
不仅保护环境，合理利用资源，还能节约成本。
钢渣的概述钢渣主要由钙、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。
钢渣为熟料，是重熔相，熔化温度低。
重新熔化时，液相形成早，流动性好。
钢渣作为二次资源综合利用有两个主要途径，一个是作为冶炼溶剂在本厂循环利用，不但可以代替石灰石，且可以从中回收大量的金属铁和其他有用元素；另一个是作为制造筑路材料、建筑材料或农业肥料的原材料钢渣在温度 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。
钢渣来源(1)钢铁料中的Si、Mn、P、Fe等元素的氧化产物；(2) 冶炼过程中加入的造渣材料；(3) 冶炼过程中被侵蚀的炉衬耐火材料；(4)固体料带入的泥沙。
排渣目的(1)去除钢中的有害元素P、S；(2)炼钢熔渣覆盖在钢液表面，保护钢液不过度氧化、不吸收有害气体、保温、减少有益元素烧损；(3)吸收上浮的夹杂物及反应产物；(4)保证碳氧反应顺利进行；(5)可以减少炉衬蚀损。
基于上文所述钢渣所拥有的物化性质及其形成与来源，国内外有很多对钢渣综合利用或处理的方法。
钢渣的利用
钢渣的利用钢渣二次利用最好的途径是用作高炉、转炉原料，在钢铁厂内循环使用。
此外，钢渣还可用于道路工程、建材原料、钢渣肥料及填坑造地等。
1、钢渣用于冶金原料1）钢渣用作烧结材料宝钢、济钢、鞍钢等公司的实践表明：烧结矿中配加钢渣代替熔剂，不仅可回收利用钢渣中残钢、FeO、CaO、MgO、MnO等有价成分，还可用作烧结矿的增强剂。
烧结矿中适量配人钢渣后，可显著改善烧结矿的质量，使转鼓指数和结块率提高，风化率降低，成品率增加。
此外，由于钢渣中Fe和FeO的氧化放热，节省了烧结矿中钙、镁碳酸盐分解所需要的热量，使烧结矿燃料消耗降低。
高炉使用配入钢渣的烧结矿，由于烧结矿强度高，粒度组成改善，尽管铁品位略有降低，渣量略有增加，但高炉操作顺行，对其产量提高、焦比降低很有利。
烧结中配加钢渣应注意磷的富集问题。
按照宝钢的统计数据，烧结矿中钢渣配人量增加10kg／t，烧结矿的磷含量将增加约0.0038％，而相应铁水中磷含量将增加0.0076％。
比较可行的措施是控制烧结矿中钢渣的配入比例，另外可以在生产中有针对性地停配钢渣一个时期，待磷降下来后在恢复配料。
2）钢渣用作高炉熔剂钢渣直接返回高炉作熔剂的主要优点是利用渣中CaO代替石灰石，节约了熔剂消耗，但由于目前高炉大都使用高碱度烧结矿，基本上不加石灰石，所以钢渣返回高炉的用量受到限制。
但对于烧结能力不足的高炉，用钢渣作高炉熔剂的价值仍很大。
此外，钢渣中较高的铁含量可代替部分铁矿石；钢渣中的MgO可置换部分白云石，增加炉渣的流动性和稳定性。
钢渣中的MnO可回收进入铁水。
3）钢渣用作炼钢返回渣料钢渣返回转炉冶炼能提高炉龄、促进化渣、缩短冶炼时间，又可降低副原料消耗，并减少转炉总的渣量。
日本住友金属和歌山厂在160吨转炉采用返回转炉渣和白云石做造渣剂。
钢渣粒度为15～50 mm。
在吹炼开始3 min内全部加入，吨钢加入量20 kg到130 kg。
为防止渣量过大而引起喷溅，采用低枪位操作。
钢厂铁渣二次冶炼方案
钢厂铁渣二次冶炼方案
钢厂铁渣是生产钢铁时产生的副产品，具有一定的金属含量，可以进行二次冶炼，从而实现资源的有效回收利用。
以下是钢厂铁渣二次冶炼方案：
首先，钢厂铁渣要进行预处理，去除其中的杂质和不纯物质。
预处理可以采用磁选法、浮选法等多种方法，将铁渣中的金属物质与非金属物质进行分离，减少冶炼过程中的能耗和污染物排放。
其次，对经过预处理的钢厂铁渣进行熔炼冶炼。
可以将铁渣与其他合金原料一起放入高温炉中进行熔炼，通过加入适量的石灰石或氧化镁等矿石，调整炉内的化学成分，降低熔化温度，加快熔融过程。
同时，通过控制炉内的熔融温度和冷却速度，可以获得不同性质的再生金属材料，如合金化铸铁、球墨铸铁等。
同时，钢厂铁渣二次冶炼过程中还可以进行其他附加处理，以进一步提高金属回收率和产品质量。
例如，可以进行化学还原，将铁渣中的氧化物还原为金属，提高铁的含量。
可以进行粉碎和球团化处理，将铁渣经过特定的工艺处理后，形成块状颗粒，方便后续的再利用。
最后，对二次冶炼得到的再生金属材料进行进一步加工和利用。
再生金属可以用于制造铁制品、钢制品、合金材料等，以满足不同工业领域对金属材料的需求。
同时还可以进行精炼和深加工，获得更高质量的再生金属产品，提高附加值。
总之，钢厂铁渣的二次冶炼是一种有效的资源回收利用方式。
通过适当的预处理、熔炼冶炼和附加处理，可以将钢厂铁渣转化为再生金属材料，满足工业领域对金属材料的需求，同时减少了资源浪费和环境污染，具有良好的经济和环境效益。
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钢渣的性质：钢渣是一种由多种矿物组成的固熔体，其性质与其化学成分有密切的关系。
(1)密度由于钢渣含铁较高，因此比高炉渣密度高，一般在3.1-3.6g/cm3
(2)容重钢渣容重不仅受其密度影响，还与粒度由关。
通过80目标准筛的渣粉，平炉渣为2.17一2.20g/cm3，电炉渣为1.62g/cm3左右，转炉渣为1. 74g/cm3左右。
(3)易磨性由于钢渣致密，因此较耐磨。
易磨指数:标准砂为1，高炉渣为0.96，而钢渣仅为0.7,钢渣比高炉渣要耐磨。
(4)活性C3S、C2S等为活性矿物，具有水硬胶凝性。
当钢渣中成分比值(碱度)大于1.8时，便含有60%一80%的C3S和C2S，并且碱度值的提高，C3S含量也增加，当碱度达到2.5以上时，钢渣的主要矿物为C3S.用碱度高于2.5的钢渣加10%的石青研磨制成的水泥，强度可达325号。
因此，C3S和C2S含量高的高碱度钢渣，可作水泥生产原料和制造建材制品。
(5)稳定性钢渣含游离氧化钙等，这些组分在一定条件下都具有不稳定性。
钢渣的不稳定性，使在处理和应用钢渣时必须注意以下几点:①用作生产水泥的钢渣场S含量要高，因此在处理时最好不采用缓冷技术;②含f-CaO高的钢渣不宜用作水泥和建筑制品生产及工程回填材料;③利用f-Cad消解膨胀的特点，可对含f-CaO高的钢渣采用余热自解的处理技术。
(6）抗压性钢渣抗压性能好，压碎值为20.4%一30.8%
钢渣的主要利用：钢渣的利用是最近十几年冶金渣综合利用的重点研究项目，也是十五期间冶金行业重点开发的课题,各钢铁企业都在不断地寻找适合于自己的钢渣处理线，国内钢渣的处理能力逐年增加，目前，钢渣的利用主要有6种途径：（1）回收金属：采湿法棒磨机将钢渣磨成细度为-200目87 84％的矿浆，然后再采用磁选方法回收金属回炉[1]。
（2）作为炉料：冶炼钢铁时，造渣都需加石灰或石灰石，所以钢渣（除电炉氧化渣）的氧化钙成分较高，从国内外开发利用钢渣代替石灰石的经验可知，钢渣作为冶金炉料非常值得推广[2]；
（3）作为道路材料：风淬钢渣的物理性能、混凝土拌和物性能及力学性能可以替代混凝土中细骨料——黄砂来生产普通道路混凝土[3]。
钢渣作筑路材料是国外最大宗利用途径，不仅用于基层，而且用于面层，充分利用钢渣质硬耐磨性好的特点；
（4）钢渣中具有大量有益于植物生长的元素,而大部分钢渣中的有害物含量低于农业标准的，因而适于生产农业肥料。
钢渣经过处理后可以作钢渣磷肥，硅肥和硅钾肥，或作酸性土壤改良剂[4]
（5）钢渣作建筑材料：钢渣的化学成分及矿相组成，属硅酸盐、铝酸盐、铁铝酸盐组成,采用钢渣代替铁粉配料可以烧制合格的硅酸盐水泥熟料[5]。
经陈化性能稳定后可作骨料，磨细后可作胶凝材料。
(6)作回填工程和筑路材料，钢渣具有活性，能板结成大块，所以很适合作沼泽地的筑路材料[6]，另外，由于钢渣表面不光滑性，耐磨性和稳定性，并且和沥青结合牢固，所以被大量用在铁路、公路和工程回填方面。
附表：
[7]
[1]钢尾渣综合利用的两种新途径李颖，胡文，王中杰，张静文，吴辉
[2][4][6]钢渣处理技术及综合利用途径喻润梅
[3][5]风淬钢渣替代砂在道路混凝土中的应用研究陈宏哲,张雄,毛若卿[7]韶钢钢渣的综合利用李伦。