冶金渣的利用
I 冶金渣的利用及其发展趋势 材料与冶金学院 冶金09.1 王龙飞 摘要：我国冶炼过程中产生的冶金渣利用率约为72％。利用的途径主要为水泥掺合料、道路
材料、回填材料、砖和砌块等建筑制品，少量用于冶金原料。其利用的经济效益不显著。 关键词：冶金渣；利用；现状；趋势
大部分冶金渣中含有硅酸二钙(C2s)、硅酸三钙(C3S)。不含C3s的酸性渣急冷后生成具有潜在活性的玻璃体，这些成份均具有水硬胶凝性。但与硅酸盐水泥熟料相比，活性仍较低。20世纪90年代以来，冶金部建筑研究总院工业渣处理利用研究室对冶金渣的活性激发进行了系统的研究和实践。研究结果指出，冶金渣的颗粒粒径在O～30µm，颗粒形态呈圆形时，其活性才充分发挥出来。为高价值的利用创造了条件。2l世纪，随着建筑技术的发展和建筑工程的需要，强度等级在C60以上的高性能混凝土将迅速发展。该种混凝土不用掺合料将难以配制，而冶金渣粉正是配制高性能混凝土的优质材料。因此用冶金渣生产掺合料是本世纪冶金渣高价值利用的重要途径。 冶金渣的资源化利用对减少渣占地和环境污染、节能降耗、减少CO2排放及对企业可持续发展都具有现实意义，同时也具有显著的经济效益和社会效益。 1 冶金渣利用的现状 我国冶金企业每年排出固体废弃物1.53亿t，利用率为43％。就冶金渣而言，每年产生量为6700万t，利用率为83％；钢渣为1600万t，利用率为79％；铁合金渣和有色渣为1 000万t，利用率为20％，每年约有1 800万t冶金渣继续排放。 1.1 高炉矿渣的利用现状 我国除17％的钒钛高炉渣、含放射性稀土元素的高炉矿渣没有利用外，普通高炉矿渣基本上全部利用。 1.1.1高炉矿渣的化学成分 高炉矿渣的主要化学成分是CaO、SiO2、A1203、MgO、Fe203、MnO等。部分企业高炉矿渣成分见表l。
1.1.2 高炉矿渣的活性 粒化高炉矿渣的活性以质量系数来衡量。系数大则活性高。粒化高炉矿渣的活性不仅取决于化学成分，更重要的是取决于冷却条件。慢冷的矿渣具有相对均衡的结晶结构，主要矿物为钙铝黄长石(C2As)、镁黄长石(C2MS2)、钙长石(CaS2)、硅酸二钙(C2s)和硫化钙(CaS)等。除C2S具有缓慢的水硬性外，其它矿物在常温下水硬活性很差。只有急冷阻止了矿物结晶形成 II
大量的无定形活性玻璃体结构，才具有潜在的活性，在激发剂作用下。活性被激发出来，能起水化硬化作用而产生强度。 1.1.3 高炉矿渣的利用 我国的粒化高炉矿渣主要用于生产矿渣硅酸盐水泥。少量作建筑工程、道路工程的骨料。从20世纪90年代开始，冶金部建筑研究总院等科研单位利用粒化高炉矿渣生产高性能混凝土掺合料取得成功，国内一些钢铁企业已建成或正在建设矿渣粉生产厂。国家已发布实施了“用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉”国家标准(GB／T18046—2000)。 1.2 钢渣、铁合金渣及有色冶金渣 1.2.1 钢渣、铁合金渣、有色冶金渣的化学成分 钢渣、铁合金渣、有色冶金渣的化学成分见表2。
1.2.2 钢渣、铁合金渣、有色冶金渣的矿物成分 钢渣、铁合金渣及有色冶金渣的矿物成分决定了它们的水硬胶凝性。矿物成分取决于化学成分、渣生成的温度及冷却条件等因素。钢渣、金属镁渣、部分铁合金渣由于碱度(CaO/Si02)较高，不论急冷或慢冷均生成晶体矿物。钢渣中主要矿物为硅酸二钙(C2S)、硅酸三钙(C3S)、橄揽石(CRS)、蔷微辉石(C3MS2)、RO相等。金属镁渣中主要矿物为硅酸二钙(C2S)、方镁石(MgO)、蔷微辉石(C3MS2)和f-CaO。金属锰渣主要矿物为长石(CaS2)，水淬以后形成玻璃体结构。铁合金渣中铬渣主要矿物为硅酸二钙(C2S)、镁黄长石(C2MS2)、铝黄长石(C2AS)。硅锰渣主要矿物为铝黄长石(C2AS)和橄榄石(CRS)，但水淬后形成玻璃体结构。 1.2.3 钢渣、铁合金渣、有色冶金渣的利用现状 目前我国钢渣主要用于生产钢渣水泥，钢渣代替部分铁粉、石灰石、粘土配烧硅酸盐水泥熟料，钢渣作道路基层材料和沥青混凝土面层材料，用作炼铁烧结矿原料，用于生产道面砖和砌块砖，用于地基回填材料等。金属锰渣水淬后可作水泥和混凝土掺合料。金属镁渣可作水泥和混凝土掺合料。硅锰渣水淬后可作水泥和混凝土掺合料。铬铁渣可作混凝土掺合料。铜渣经水淬后可作砌筑水泥，代替黄砂作砂浆和混凝土骨料。 2. 冶金渣利用的发展趋势 如前述所知，冶金渣中主要化学成分为二氧化硅(SiO2)、氧化钙(CaO)、三氧化二铝(Al2O3)、氧化镁(MgO)、氧化铁(Fe2O3、FeO)。主要矿物成分为硅酸二钙(C2S)、钙长石(CaS：)、蔷微辉石(C3MS2)。众所周知，C3S和C2S是一种具有水硬胶凝性矿物，而含有C2AS、CaS2等矿物的冶金渣急冷后又可形成具有潜在活性的玻璃体，在激发剂作用下也具有水硬胶凝性。冶金渣资源化高价值利用的关键是冶金渣的活性激发技术及设备。冶金渣的活性如果能和水泥的活性相接近或某些特性比水泥性能好，冶金渣在建筑工程中的高价值利用才具有广阔的前景。 III
2.1 冶金渣机械激发活性原理 1990年以前，对冶金渣在建筑工程中应用的研究主要是冶金渣的成分、矿物组成、水化机理、化学激发活性、生产工艺及应用技术。水淬冶金渣的水化过程是玻璃体网络结构的解体；解体后的硅、铝阴离子团与阳离子团结合产生水化产物；水化产物的聚合导致凝结硬化。化学激发冶金渣活性是用含Ca+、K+、Na+的阳离子对冶金渣网络结构的解体，其解体功能很强，促使进行水化反应，生成水化硅酸钙和水化铝酸钙；在有石膏的情况下生成钙钒石，钾、钠离子会游离出来。钢渣和金属镁渣的水化反应是由于含有硅酸三钙和硅酸二钙直接和水进行水化反应，生成水化硅酸钙。化学激发的另一作用是加入晶核并提高液相碱度的方法和加速其水化硬化过程。1990年以后研究工作的重点是用机械化学激发工业废渣的活性，提高其水硬胶凝性能，改善水泥和混凝土的性能，提高其强度。机械激发的原理是用机械方法提高冶金渣的细度，使粒径在0～301zm。粉磨过程不仅是颗粒减小的过程。同时伴随着物料晶体结构及表面物理化学性质变化。由于物料比表面积增大，粉磨能量中的一部分转化为新生颗粒的内能和表面能。晶体的键能也将发生变化，晶格能迅速减小，在损失晶格能的位置产生晶格位错、缺陷、重结晶。在表面形成易溶于水的非晶结构。晶体结构的变化主要反映为晶格尺寸减小、晶格应变增大、结构发生畸变。晶格尺寸减小，保证冶金渣中矿物与水接解面积的增大；品格应变增大，提高了矿物与水的作用；矿物结构发生畸变，结晶度下降使矿物晶体的结合键减小，水分子容易进入矿物内部，加速水化反应。不同成分的冶金渣在粉磨过程中的结构变化是不同的，它和物料粉磨的难易程度有关。另外，还和晶型本身的稳定性有关。例如，粒化高炉矿渣和钢渣在相同的细度下其活性有很大的差异。不同种类冶金渣，由于冶炼炉料和冶炼工艺的不同，其渣粉细度相同，水硬活性则不相同。为了寻求最佳细度和粉磨的工艺参数，针对某一种冶金渣进行粉磨机理和物料性能的可行性试验分析十分重要。应该指出的另一问题是随着粉磨时间的延长，物料比表面积增大，比表面积能量显著增大，由于晶格内能的作用，发生晶格应变的恢复和重结晶过程。另外，物料颗粒间作用力的增大又会发生物料颗粒团聚的趋势，物料处于磨细——团聚的动态平衡状态。从而增大表观粒度，降低比表面积，降低粉磨效率。因此，冶金渣的超细粉磨的工艺中应该设有相应的精细分级选粉设备，以便及时分离出合格的细粉，避免物料团聚，提高粉磨效率，降低能耗。 2.2 冶金渣作水泥和混凝土高效掺合料 2.2.1作水泥掺合料 2000年中国水泥产量为5.83亿t，占世界水泥总产量的1/3。标号为525号以上的水泥占水泥总量的10％，425号的水泥占60％。水泥的实物质量与先进国家有一定差距。为了与国际接轨，中国水泥胶砂强度检验方法标准和硅酸盐水泥等六大通用水泥产品标准均已进行了修订，与国际水泥ISO标准等同，并经国家质量技术监督局批准发布。新的水泥胶砂强度检验方法的改变使现有水泥强度与新标准相比降低8—10MPa。现有标号为525的水泥将成为强度等级的42.5水泥。现有标号为425的水泥将成为强度等级为32.5水泥。因此，全国水泥企业将面临如何提高水泥实物质量以适应实施新标准的挑战。 目前，中国矿渣硅酸盐水泥的生产工艺是将熟料、矿渣和石膏混合磨细。由于物料的易磨性差别很大，矿渣的易磨性差，水泥中矿渣的比表面积在300m2/kg．以下，其平均粒径在60µm以上，水化时矿渣颗粒不能全部水化，部分在水泥浆体中起微集料作用。造成水泥强度低，同时又了限制了冶金渣的掺入量。 采用冶金渣掺合料与熟料混合的生产工艺，在渣渗入量相同时，其水泥强度比物料混合磨细时有很大提高，可提高一个强度等级。这是水泥技术的重大突破，对水泥企业发展有重要意义。 2.2.2 作高性能混凝土掺合料 随着建筑业的技术进步，高性能混凝土将是2l世纪中国建筑业的主要结构材料。高性能混凝土是指强度高、耐久性好、同时具有良好的工作性能的混凝土。 强度高是指强度等级在C60以上，耐久性好是指混凝土具有良好的耐磨性、抗冻性、脆性、 IV
韧性、抗碳化性、抗碱骨料反应、于缩小等。良好的工作性能是指混凝土拌和物具有良好的施工性、粘聚性、不泌水性和可泵性等。 高层建筑、大跨度桥梁、高速公路等工程建设需要高性能混凝土，而一般工程采用高性能混凝土，可以提高工程质量，减小混凝土构筑物的断面和增大跨度，对降低材料用量、降低工程造价、加快施工速度也具有现实意义。 以前配制高强混凝土依赖于高标号水泥和外加剂。但是只用高标号水泥配制的混凝土水化热高，易产生裂缝，导致混凝土破坏。采用降低混凝土的水灰比、增加混凝土的密实度的方法，其后果是不能保证施工时的大流动度的要求，同时水灰比很小，部分水泥颗粒不能充分水化，也会影响混凝土的性能。 冶金渣掺合料，掺人量为水泥重量的10％一40％(等量取代水泥)，混凝土28d强度提高，可配制C60以上的混凝土。与不掺人掺合料的混凝土相比，在水灰比相同时，混凝土拌合物坍落度增大lOcm以上，流动性、抗分离性、间隙通过性良好。可提高混凝土的密实性和抗渗透能力，降低水化热，提高抗冻性等。 从20世纪90年代初开始，冶金工业部建筑研究总院工业渣处理利用研究室与有关单位合作，利用宝钢、首钢等地的粒化高炉矿渣研制矿渣粉取得成功。尔后，在冶建总院试验厂生产了约2万t矿渣粉，用于首都机场扩建工程和首都其它建筑工程，取得了良好的技术经济效果。为制订“用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉”的国家标准提供了技术依据和工程应用实例。90年代后期又进行了以钢渣粉、金属镁渣粉、金属锰渣粉、铁合金渣粉为主要材料的复合掺合料。试验证明，这种冶金渣粉复合掺合料也能提高混凝土强度、改善混凝土的性能。为冶金渣高价值利用开辟了新的途径。 冶金部建筑研究总院工业渣处理利用研究室对国内一些冶金企业的冶金渣的粉磨效果进行了试验。同时对国内外现有高压辊压磨、立磨、带内选粉的管磨、卧辊磨、气流磨、振动磨、盘式磨、雷蒙磨、冲击式粉碎机等进行了调研和试验分析，曾为企业提出建设性参考意见。上述粉磨设备都有各自的特点，各企业在选择设备时应根据本企业所用冶金渣性质、产品细度要求，经过实际粉磨试验观其效果再做最后决定。 3 结论 (1)冶金渣中有的含有C2S、C3S等具有水硬活性的矿物，有的经急冷后形成具有潜在活性的玻璃体，在激发剂的作用下也具有水硬活性。 (2)通过化学激发和机械激发，冶金渣颗粒粒径为0～301,Lm的可达90％以上，颗粒形态可为圆球性。可作高标号水泥和混凝土的高效掺合料。在配制混凝土时可等量取代水泥10％-40％j混凝土的强度等级可达到C60以上。同时可提高混凝土的耐久性、延长建筑物使用寿命，降低工程造价等。因此，该产品具有广阔的市场前景。 (3)冶金渣作水泥和混凝土掺合料是冶金渣资源化利用的重要途径、减少排渣占地，保护环境，有利于冶金企业可持续发展，对节能、降耗、减少CO，的排放等都具有重大的经济效益和社会效益。 (4)应加快不同规模冶金渣粉工厂的建设，促进冶金渣粉掺合料的大量生产和应用，为21世纪建筑业提供质优价廉的建筑材料。 参考文献： [1]攀钢高炉渣综合利用技术研究[R] 攀枝花: 攀钢研究院,1998. [2]隋智通 硼渣中硼组分选择性析出行为[J] 金属学报,1997,33(9):943. [3]李辽沙等 TiO2选择性富集的物理化学行为[J] 物理化学学报, 2001,17(9):845. [4]李辽沙 五元渣(CMSTA)中钛选择性富集的基础研究[D] 沈阳 东北大学 2001. [5]马俊伟 攀钢含钛高炉渣中钛组分选择性分离的研究[D] 沈阳 东北大学 2000. [6]孟繁杓 重有色冶炼渣处理及综合回收方法述评 甘肃环境研究与检测,1996,9(3):50. [7]李坚 等 用含铜废渣制取试剂硫酸铜[J] 云南化工,1998(2):50～53. [8]梁华 赤泥利用的近期研究动态[J] 世界有色金属,1999(3): 32～34.
钢渣的主要用途及应用领域
钢渣的主要用途及应用领域钢渣是指在钢铁生产过程中产生的固体废物，其主要成分为氧化铁、氧化钙、氧化硅等金属氧化物。
钢渣的主要用途和应用领域非常广泛，以下将对其进行详细介绍。
首先，钢渣的主要用途之一是用作水泥及混凝土的原料。
钢渣中含有大量的氧化铁等成分，这些成分能够提高水泥和混凝土的强度和耐久性。
同时，钢渣也可以减少水泥的用量，从而降低建筑材料的成本。
因此，钢渣被广泛应用于水泥和混凝土的生产过程中，大大提高了建筑材料的性能和降低了生产成本。
其次，钢渣还可以用作道路建设和路基材料。
钢渣中的氧化铁和氧化钙等成分具有较高的稳定性和耐久性，可以提高路面的承载能力和抗压性。
同时，钢渣还可以减少路基的沉降和变形，延长道路的使用寿命。
因此，钢渣被广泛用于道路建设和修复中，为交通运输提供了坚固的基础。
此外，钢渣还可以用于冶金工业和矿山回填。
在冶金工业中，钢渣可以作为熔剂和矿石的氧化剂使用，提高金属冶炼的效率和质量。
同时，钢渣还可以用于填埋和回填矿山，减少矿山环境的污染和改善矿山的生态环境。
因此，钢渣在冶金工业和矿山中具有重要的应用价值。
此外，钢渣还可以用于制备高性能水泥和复合肥料。
钢渣中含有丰富的氧化铁和氧化钙等成分，这些成分可以提高水泥和肥料的品质和效果。
因此，钢渣被广泛用于高性能水泥和复合肥料的生产中，为农业生产和建筑工程提供了优质的原材料。
除此之外，钢渣还可以用于环保处理和资源回收。
钢渣中含有大量的金属氧化物和矿物元素，这些成分可以被回收利用，减少对自然资源的开采和消耗。
同时，钢渣还可以用于污水处理和废水处理，能够吸附和去除水中的有害物质，净化水质和改善环境。
总的来说，钢渣的主要用途和应用领域非常广泛，包括水泥及混凝土的原料、道路建设和路基材料、冶金工业和矿山回填、高性能水泥和复合肥料的制备、环保处理和资源回收等方面。
钢渣的应用不仅能够提高材料的性能和质量，还能够减少资源的消耗和环境的污染，具有重要的经济价值和社会效益。
钢渣处理技术及综合利用途径
钢渣处理技术及综合利用途径钢渣是工业生产过程中产生的一种重要副产物，它通常以各种物理和化学性质不可逆变的形式存在于环境中，饱受环境污染的威胁。
因此，如何有效处理和有效利用钢渣已成为当前重要的科学问题。
一般来说，钢渣的处理技术可以分为三类：冶金法、物理法和化学法。
冶金法是将冶金钢渣进行再加工，以制备钢材、硅钢和不锈钢等小件或尺寸的产品的一种技术。
这种方法的优点是能够实现钢渣的资源化利用，但也存在一些问题，其中污染问题是最为突出的，这种技术排放的大量有机物和重金属会对环境造成极大的危害。
物理法是指通过使用物理方法，如破碎、焙烧和电熔法等，使钢渣分解、消化、回收的一种技术，优点是在处理时不会污染环境，此外，它不仅可以回收钢渣中的有价值的材料，还可以将剩余的钢粉作为混凝土和涂料的良好原料。
化学法是以化学物质对原料进行处理，以改变其形态或组成，或者采用反应与吸附来回收有价值的成分，如提炼钢渣中的钒、金属元素等，从而获得可再利用的结果。
除了以上三类处理技术以外，人们还可以采取其他方式进行钢渣的利用，如真空脱渣及其他技术的结合、改性技术、钢渣混凝土技术等。
真空脱渣是将钢渣进行预混并在真空状态下加热分解，以提炼优质钢渣的一种方法。
这种方法可以提炼出高质量的钢渣，并将其用于制造汽车零部件和一般结构件等产品。
钢渣改性技术是利用化学聚合物等改性剂，将无机、粗糙、块状钢渣变成中等粒度钢渣，从而提高钢渣的利用率。
钢渣混凝土技术是一种将钢渣用作混凝土建筑材料的新型技术，它可以有效替代传统建筑材料，钢渣混凝土具有轻质、高强度、防水、防火、耐腐蚀等优点，可以大大降低建筑工程中的成本并有效保护环境。
综上所述，钢渣的处理技术有冶金法、物理法和化学法等，它们可以用于减少钢渣污染，实现资源化利用。
另外，人们还可以采取真空脱渣技术、改性技术以及钢渣混凝土技术等手段进行钢渣的利用，以提高钢渣的利用效率。
总之，钢渣处理技术及其综合利用可以有效解决环境污染问题，提高资源的利用效率，促进工业发展，具有重要的经济意义和社会意义。
冶金渣钢铁物料提取率达98%以上的高效利用
到来 ，几乎在人类生命 活动的所有领域展开了有意 识 地 应用 纳米 １ 艺 的工 作 。 二 企 业 目前 在 积极 从 事 应 用 纳米 工 艺 生产 钢 材 ， 获 得 了更 多 的机 会 提 高竞 争 力 ，提高 钢 材 制 品 的使 用 性 ，降低 生产 费用 （ ） 成本 ，相应 给 自己产 品建立 了
由于 完 成 了关 于 研 究 并 工业 试 验 用 氮 化 物 和碳 氮 化 物相 微 合 金 化 工艺 的全 套 工作 ，为 降低 建筑 结 构 和机 器 的金 属消耗 量 １～ ０ ５ ２％，提 高其 在 东部 和北 部 地 区使用 的 可靠性 和 期 限 ２～ ０ ，降低 锰 、镍 和 ０ ５％ 其 它合 金元 素 的单位 耗 量 ４ ～０ ０ ７ ％，建立 了实际 的物 质 基 础 。这 个 工 艺极 通 用 ，可 以充 满 信 心 地 断定 ，
《 钢冶 金的纳米工艺 》
按 耐 磨 性超 过 下 塔 吉 尔 钢铁 公 司用极 好 的第 一 类 乌 拉 尔 钢 的钢 轨 ，用 双联 法 制 度 冶炼 ，用 钒 钛 补 充加 入 合 金 元 素 ，经 过 完整 炉 外 处 理 循环 ，包 括 吹 氩 和 气 态 氮 。从 这一 比较 看 出 ，在 炼 钢 工 序 阶段 用 原 子 氮 条 件 下形 成 钢 的细 弥散 和 纯 净 组织 有 极 大 优 势 ，
目前 可 以大 胆 断言 ，下 塔 吉 尔钢 铁 公 司拥有 现
代 化 的高工 艺 炼 钢 综合 体 ，唯 一 的初 始 原 料 ，在利 用 氮 化 物相 合 金 钢水 的纳 米 工 艺 条件 下 ，能 提 高使 用 寿命 到 ２ ０亿 ｔ总重 一 ｍ，具 有钢 的最 高性 能 水平 一 ｋ
钢渣的性质和二次利用
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]。
冶金炉渣的研究及综合利用思路
收稿 日期：２ １－１－１ ００ １ ３ 作者简介：姚艳玲 （９ １ １７ 一），山西 阳高人，硕士研究生 ，研究方向为冶金技术。 第３ 卷 第１ ３ 期 ２ １ －１下 ） 【 １ 】 ０ １ （ １ １
务ｌ 匐 化 泣
铁 时 从高 炉 中排 出的一 种 废 渣 。高 炉矿 渣 还 可 用
务ｌ 甸 化
冶金炉渣 的研究及综合利用思路
Ｓｍ ｅｌｉ ｌ ｔｎｇ ｓ ａｇ，ｒ ｅａｒ ｄ ｃｏｍ ｐｒ ｅｎｓｉｅ ｔｌｚ ｉ ｄｅ ｅｓ ｃｈ ａｎ ｅｈ ｖ ｕ ｉｉａｔｏｎ ｏｆｉ ａｓ
姚艳 玲 ，周
俊
Ｙ ＡＯ ａ ．ｎ ． Ｙ ｎ １ ｇ‘ＺＨＯ Ｕ Ｊ ｎ ｉ ｕ
文章编号 ：１ ０—０ ３（ ０ １ １ 下） ０ １ — ３ ９ １ ４ ２ １） （ 一 １ １ ０ ０
０ 引言
随着我 国冶金行 业的迅猛 发展 ，累积堆存 和新
更好 的利 用这些弃 渣是值 得我们 研 究的 。
企 业 的原 料 条 件 不 同，冶 炼 工 艺 不 同 ，炉 渣 的 产 出量 和 炉 渣 成分 也 不 同，不 同 的企 业 可 能 采 用 不 同 的炉 外 精 炼 设 备 ，其 精 炼 渣 会 有 所 不 同 ， 特钢 企 业 还 可能 在 连 铸 之 后 ，设 有 电渣 炉 等 进一
迅速 ，工艺过程 中产生 了越来越 多 的冶炼渣 ，这部 分废弃物 的有效利 用值得 我们去进 一步研 究。
１ 冶金炉渣利用的必要性
随 着 冶 金 行业 的快 速 发 展 ，各 国 的 矿 产 资 源 也 在 日益 减 少 。同 样 ， 中国 矿产 资 源 也 面 临 着严
重 的 危机 。 如何 能 更 好 的 利 用有 限 的 资 源 创造 更 多的财富 是我们时 刻要重 视 的。 钢 铁 工 业 是 原 材 料 工 业 ，也 是 基 础 工 业 。它 的发展是和整体 经济发展规模和速度相适 应的。 钢 铁产 品又 是 用途 广 、用 量大 的材 料 ，钢 铁 工 业
钢渣处理技术及综合利用途径
钢渣处理技术及综合利用途径
钢渣处理技术及综合利用途径
钢渣是冶金工业中产生的一种有害废弃物，其组成质量大都在Fe含量较高，具有可回收利用价值的特性。
然而，在许多的现实中，大量的钢渣仍然浪费在环境中，这对环境和资源造成了巨大的威胁，也使得钢渣的循环利用显得尤为重要。
钢渣处理技术的发展，主要包括钢渣净化、再生、再利用等，这些技术均可以有效地减少钢渣的排放，改善环境质量。
钢渣净化技术是指在钢渣净化工艺过程中，将粉尘、油污和有机物等污染物去除掉，以达到钢渣的环境净化。
其主要技术有湿法净化、干法净化、真空净化、离心分离净化等。
钢渣再生技术是指将钢渣原材料加工成新的钢材，以满足市场需求。
其主要技术有熔炼再生、烧结再生、电弧熔炼再生等。
钢渣再利用技术旨在利用钢渣的余热和余磁属性。
其主要技术有热处理再利用、磁选再利用、轧制再利用等。
此外，钢渣还可以综合利用，如利用钢渣改性处理技术来制备新型建材材料，如钢渣砂浆、钢渣混凝土、钢渣
水泥等；利用钢渣发电、加热、冶炼等；可以作为原料加工制备各种肥料，用于农业生产；还可以制备多种铁合金等。
综上所述，钢渣处理技术及综合利用途径，不仅可以减少钢渣的排放，改善环境质量，还可以将钢渣变为有价值的原料，实现其价值最大化。
冶金炉渣的利用
钢铁冶金渣的利用姓名:XX 年级：冶金2010-03 学号：2010XXXX摘要：随着冶金行业的快速发展，冶金业对资源的利用越来越多，钢铁冶金渣的排放量也逐年增多。
我国对钢渣的处理和利用处于较落后的状态，大量的钢渣至今没有得到有效的处置和利用，有些钢厂已是渣满为患，影响生产，对环境造成污染。
钢渣是一种很有利用价值的再生资源，本文针对冶金炉渣利用的必要性，通过对我国冶金渣资源化综合利用的现状、目前存在的主要问题以及未来发展趋势的分析，最后对冶金炉渣的综合利用进行了设计构思，从而达到冶金炉渣的高效利用。
关键词：冶金炉渣资源利用引言我国是一个钢铁工业大国，2002年的钢产量已经达到了1亿7000多万t⑴。
随着我国冶金行业的迅猛发展，累积堆存和新增的冶金产生的固体废弃物也日益增加，不仅占地多、严重污染周边环境，而且浪费了大量资源。
根据相关资料介绍，目前我国的各种冶金渣排放量已经达到了6700X10严。
因此，如何有效地综合利用这些冶金渣，减少弃埋用占地和防止环境污染，对于进一步促进我国钢铁工业的持续高效发展具有重要意义［3］。
近几年冶金技术发展迅速，工艺过程中产生了越来越多的冶炼渣，这部分废弃物的有效利用值得我们去进一步研究。
1冶金渣的利用现状随着冶金行业的快速发展，各国的矿产资源也在日益减少。
同样，中国矿产资源也面临着严重的机。
如何能更好的利用有限的资源创造更多的财富是我们时刻要重视的。
钢铁冶金工业遍及全国各主要城市，所产生的固体废物占固体废物总量的18%，渣中含有各种有用元素如Fe、Mn Cr、Mo Ni、Al等金属元素和Ca Mg Si等非金属元素，是一项可再利用的富有资源。
为了有效地利用钢铁生产过程中所排放出来的各种冶金渣，目前，已经进行了诸多的研究。
常用的有生产水泥、生产肥料、用作冶金返回原料、用作道路和建筑材料等。
1.1生产矿渣水泥高炉水渣的主要化学成分为Ca◎口SiO2，约占其总量的70%- 80%渣通过水冷能形成具有潜在水硬胶凝性能的玻璃体矿相结构，这些矿相在水泥熟料、石灰和石膏等激发剂的作用下，可以显示出水硬胶凝性能并产生强度，因此，水渣是生产水泥的良好原料。
实施低碳战略 加快冶金渣资源循环开发利用
选新工艺， 将德国的带磁技术与 日 本的棒磨技术相结合，
实现了工艺创新， 可以获得全铁品位 ８％的渣钢 ， ５ 全铁品 和炼铁的需求。２０ 年 ， ０８ 该公司在掌握了全套］艺技术
０ 足以满足鲅鱼圈钢铁新区炼钢 二、 推进“ 两大基地” 建设 ， 打造国际型冶金渣 位 又被公认 为最佳产业链组合 ， 钢铁工业 的冶 金 固体废弃物经深加工后生产出的高附加值产品， 作为 原料用于建材行业后， 不仅可以节约资源 ， 减少浪费， 改
善环境 ， 而且可以打造最佳产业链组合 ， 实现两大行业
一 一
以往大部分钢渣处理方法都是将热态钢渣冷却后进行磁 选加工 ， 而熔融钢渣从 １ ０￣冷却到常温， ０Ｃ ６ 不仅浪费了 钢渣中含有的丰富热能 ， 而且冷却过程中浪费了大量的 水资源 ， 并对周围环境造成了污染 。随着电价的不断升
冶金 经济 与 管理
高， 钢铁业 的电力成本不断加大 ， 积极利用二次能源发
了９％、５％， ８ １０ 渣铁分离更彻底 ， 游离物质得到消解。该 工艺属于国内首创 ， 具有适应性强 、 渣铁分离度大 、 稳定
电， 扩大 自 发电量成为节约能源和降低成本最有效的措 施。２０ 年， ０９ 鞍钢产生 的３０ ０ 余万吨钢渣所蕴含的总热
性和活性好 、 回收率高和安全可靠 的特点。钢渣热 金属 闷法是被实践证明了的最有效、 最合理 、 最成熟 的钢渣处
理工艺。而对热闷后 的钢渣 ， 采用最先进的钢渣破碎磁
量超过 ６ Ｊ １ Ｇ。如全部回收 ， Ｘ０ 仅降低煤耗一点， 即可每 年为鞍钢节省上亿元的资金。届时， 鞍钢既实现了节能
２１年第６ ００ 期
钢铁工业钢渣的利用情况及存在的问题
钢渣在钢铁企业内部回用是一种理想的方法袁但在目前的回用方 法中袁作烧结熔剂和高炉炼铁熔剂虽然有积极的报道袁但烧结和炼铁 过程均无法脱磷遥 钢渣的循环袁必然使铁水的磷含量不断提高袁给下一 步的炼钢增加负担袁要求炼钢工序消耗更多的石灰以满足脱磷袁会产 生更多的渣量袁所以从工艺全盘考虑不一定是合理的遥 另外袁高炉的冶 炼实践表明袁入炉品位降低 1%袁焦比升高 2%袁产量降低 3%袁钢渣的 铁含量仅为 10耀15%袁钢渣的配入必然大大降低高炉入炉料品位遥在高 炉焦碳价格居高不下的今天袁钢渣作为烧结和高炉熔剂的做法袁也不 一定是合理的遥 猿.3 钢渣用作农业生产的难点
猿 目前钢渣利用存在的问题
猿.1 钢渣用作建材的难点 钢渣利用的主要难点在于炉渣的碱度过高袁渣中含有大量的自由
氧化钙和氧化镁袁使钢渣体积不稳定袁不宜作为水泥尧建材和工程回填 材料遥 在近年来我国转炉炼钢企业普遍采用溅渣护炉等技术后袁转炉 炉渣中自由氧化镁进一步升高袁精炼渣的碱度更高袁炉渣的自由氧化 钙也更高袁因而将炼钢过程的转炉钢渣和精炼渣直接作建筑材料不是 最佳途径遥 另外袁钢渣不易磨袁直接用于水泥生产会降低生产能力袁且 水泥细度难以保证袁影响水泥质量遥 猿.2 钢渣用作冶炼熔剂的局限性
. AlClaO尧SRiOi2尧gAlh2Ot3尧sFeO尧RMegOs等e袁r同v类e钢d渣.成分组成基本稳定袁不同类钢渣
成分组成有较大的波动遥 表 1 为典型的钢渣化学组成遥 表 1 钢渣的化学组成渊%冤
“吃干榨尽、循环利用、变废为宝”大力提升冶金渣综合利用技术
吃干榨尽、循环利用、变废为宝”大力提升冶金渣综合利用技术——中冶宝钢技术《年产80万吨冶金渣综合利用清洁生产示范线》项目顺利通过中冶集团科技成果鉴定宝钢协力生产分公司在充分利用自有专利技术的基础上，对各处理工艺进行再次优化，自主研制建设了年产80万吨冶金渣综合利用清洁生产示范线。
2011年12月28日，中国冶金科工集团有限公司在上海组织召开中冶集团科技成果鉴定会，对中冶宝钢技术服务有限公司完成的年产80万吨冶金渣综合利用清洁生产示范线”成果进行科技成果鉴定。
鉴定委员会听取了汇报，审查了全部鉴定资料，经质询、讨论，顺利通过了中冶集团科技成果鉴定。
该生产线的制作运行生产，进一步提升了冶金渣综合利用技术，实现了吃干榨尽、循环利用、变废为宝”，达到国际先进水平。
中冶宝钢技术多年从事钢渣处理的生产再利用业务，对钢渣处理、回收再利用积累了丰富的实战经验，已经积累形成了一套具有自主知识产权的专利技术。
为不断适应新形势发展，满足宝钢生产作业的需要，经过充分的调研论证，在充分利用自有专利技术的基础上，对各处理工艺进行再次优化，自主研制建设年产80万吨冶金渣综合利用清洁生产示范线。
年产80万吨冶金渣综合利用清洁生产示范线”创新了分级处理、渣不落地、多破少磨、吃干榨尽”的设计理念，集成了《冶金渣短流程微粉工艺沢《渣不落地工艺》、《高屯化渣钢铁加工工艺》等多项自主专利技术，可实现钢渣产品直接资源化利用。
具备破碎、棒磨、磁选、筛分、微粉、提纯等核心能力，可同时生产11种钢渣产品。
其中，高纯化渣钢铁、冶金渣返转炉、钢渣粉返烧结等8种返生产利用产品；钢渣微粉、钢渣型砂、钢渣水泥等3种高附加值综合利用产品。
通过对自有加工工艺的整合，可将整个生产线分为固态冶金渣综合利用系统和冶金渣废弃粉料综合处置系统两部分。
采用分选破碎、分级磁选、提纯自磨、尾渣预粉磨、多级筛分、超细粉磨、复合配制、筒仓收集渣不落地等工艺联合方式，实现了高效清洁生产目标，是首条自主集成的渣不落地钢渣综合利用生产线。