鋼渣綜合利用

供稿|柳 培，黃樹森

鋼渣綜合利用

供稿|柳 培，黃樹森

內容導讀

鋼鐵生產的副產物鋼渣堆放占地造成了土地資源浪費，未經任何利用直接廢棄，造成了巨大的資源與經濟上的浪費。隨著國家對環境保護以及土地資源的重視，鋼渣處理已成為國內各大鋼鐵企業的工作重點。鋼渣的處理與充分利用不僅能變廢為寶，產生巨大的經濟效益，而且是一項利國利民造福子孫的大事。日益成熟的鋼渣處理工藝具有廣闊的市場與經濟效益，既保護了生態環境，又壯大了非鋼產業，使廢物資源得到合理利用。

鋼渣的預處理——熱悶處理

鋼渣的主要化學成分有：CaO、SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、MgO、MnO、P2O5、f-CaO等，有的鋼渣還含有V2O5、TiO2等。各種成分的含量依爐型、鋼種不同有較大范圍的波動。鋼渣熱悶處理是將熱融鋼渣冷卻至 800 ℃～300 ℃ 裝入熱悶裝置中，噴水霧遇熱渣后產生飽和蒸汽，由于鋼渣中 f-CaO (游離氧化鈣) 和 f-MgO (游離氧化鎂)含量高，可在常溫下與水 (或水蒸氣) 發生緩慢反應，也可以在一定溫度和壓力條件下與水 (或水蒸氣) 進行快速反應，反應時體積分別膨脹 97.8 %、148 %，從而使鋼渣自解粉化，達到鋼渣破碎的目的，同時消除了鋼渣的不穩定因素，使鋼渣在建筑建材上的應用安全可靠，磁選后尾渣的利用率可為 100 %。熱悶工藝不用大量的水浸泡鋼渣，保證了鋼渣中水硬性礦物活性不下降，同時熱悶法對噴濺渣、流動性差的鋼渣都能進行處理。

鋼渣的磁選工藝和設備

鋼渣的篩分

鋼渣的篩分對于渣鐵分離起著重要作用。由于粒度與比表面積不同，以及熱悶處理鋼渣過程中產生的不同粒度的鋼渣含鐵量不盡相同，因此篩分對于磁選工藝很重要。經過篩分可選出粒徑為10～50、50～100 和 100～356 mm。

磁選工藝

磁選工藝采用多級篩分，兩道破碎，三道磁選，如圖 1。

磁選根據篩分后的不同粒度級選擇相應的磁場強度進行。通過振動篩 1 的篩上物經過磁選進入顎式破碎機后再次進行篩分，磁選的產物為 100～356 mm 的鋼渣，直接進入廢鋼庫，供電爐使用。振動篩 1 篩下物進入振動篩 2，篩上物進行二次磁選，選出 50～100 mm 渣鋼同樣進入廢鋼庫，磁選后產物經過圓錐破碎機后由斗式提升機第二次進入振動篩 2。振動篩 2 的篩下物進入張力篩，篩上物通過帶磁機 3 分選為 0～10 mm 鋼渣粒與 10～40 mm 的尾渣粒，篩下物經過帶磁機 2，分選為 0～10 mm 磁選粉和 0～10 mm 尾渣粉。

圖1 鋼渣磁選工藝流程圖

鋼渣經磁選后, 可從鋼渣中選出：TFe 品位 > 80 % 的渣鋼，占鋼渣原渣的10%；粒徑 10～50 mm、TFe 品位 > 62 % 的粒鋼，占鋼渣原渣的 10 %；粒徑 0～10 mm、TFe 品位 42 % 的磁選粉，占鋼渣原渣的 20 %，即從鋼渣中磁選出 40 % 的含鐵物料。

磁選設備

● 鋼渣平行分選帶磁機

帶磁機主要用于鋼渣內的渣鐵與渣、粒鋼與渣粉的分離，與篩分破碎配合使用，分選效果顯著，對于大塊和小顆粒都適用。

帶磁機的主要特點是：采用特殊磁場，分選時間長，分選充分；錐形帶滾筒傳動穩定，噪音低；采用封閉線圈和風冷散熱，對工作環境適用很強；全密封軸承座，使用壽命長；皮帶自動糾偏裝置杜絕皮帶出現跑偏；設備中皮帶獨特的防護層保證皮帶有足夠長的使用壽命。

設備一般安裝在顎破前物料皮帶 (通常為原渣和破碎后大粒級皮帶) 的渣鐵分離，以及圓錐破后的送料皮帶等。根據皮帶寬度、帶速、物料厚度、物料粒級等因素進行選型 (適用帶寬、磁場強度、皮帶類型等)。一般皮帶為頭部安裝。

● 鋼渣用干式雙輥磁選機

干式雙輥磁選機應用于鋼渣多道篩分破碎除鐵后對經過棒磨機的渣料、磁選粉與尾渣粉的磁性分離。磁選機特點：采用釹鐵硼強磁，場強高，退磁率低；特殊磁場排布，物料磁選翻轉充分，磁選效果好；雙輥設計，物料拋物線與磁選區相對應，物料整體分選充分；磁系可調，適應條件寬；滾筒表面采用高耐磨物覆蓋，耐磨性能優異；軸承采用獨特注油孔，維護簡單。干式雙輥磁選機作用于粒度 0～10 mm 的物料，也就是經過棒磨機 (主要作用使鋼渣顆粒表面磁性物料與顆粒分離) 后的渣粉，對其進磁選料與尾渣粉的分離，一般配合振動給料機使用，由于采用封閉箱體設計，可以封閉在皮帶管路中，對現場粉塵污染小。

鋼渣循環利用

鋼渣中渣鋼的循環利用

鋼渣中一些含鐵料以大體積的形式存在，可以作為廢鋼進行回收再利用，它的含量達到0.5 %～1.5 %。以鋼鐵企業年產1000 萬 t 鋼計算，可以回收渣鋼5～15 萬 t。

渣鋼作為鋼渣循環利用中最容易回收的一部分，它的生產工藝相當簡單。在鋼渣冷卻后渣鋼會自然析出，在進行簡單的磁選和加工處理后就可以作為廢鋼來使用。

鋼渣混凝土

鋼渣混凝土具有良好的熱穩定性、水穩定性和抗滑性能，對提高我國瀝青路面的耐久性和降低工程造價具有積極意義。鋼渣制成鋼渣混凝土需要進行深加工，使尾渣粒度達到循環利用的要求，加工方式有：破碎→篩分→磁選→干磨的“寶鋼模式”；破碎→自磨機 (或球磨機) 濕磨→磁選的“鞍鋼模式”。

● 粗磨鋼渣

粗磨鋼渣直接制備成為適用于瀝青混凝土路面的骨料，以代替石質骨料，提高鋼渣再生利用的經濟價值，可節省自然資源 (石材)。

● 細磨鋼渣 (鋼渣微粉)

針對我國鋼筋混凝土工程實際壽命為 65 年的現實，上海市市政工程研究院孫家瑛博士指出：鋼渣微粉摻合量少于 20 % 的混凝土，在自然碳化條件下的抗碳化壽命大于 100 年，完全滿足鋼筋混凝土結構設計規范的要求。鋼渣微粉可為用戶降低成本并提高混凝土強度。鋼渣微粉已經在福建下白石跨海大橋工程中，被制成橋墩大梁。

結束語

通過對鋼渣的預處理、分級、破損、一道磁選、二道磁選、干選，以及水渣和鋼渣微粉的綜合利用，最終達到了鋼渣“零”排放。

[1] 姜從盛，丁慶軍，王發洲，等．鋼渣的理化性能及其綜合利用技術發展趨勢．國外建材科技, 2002(3)：1-5

[2] 鄭禮勝，王士龍．用鋼渣處理含鉻廢水.材料保護, 1999，32(5)：40-41

[3] 單志峰．國內外鋼渣處理技術與綜合利用技術的發展分析. 工業安全與防塵，2000(2)：27-32

[4] 馬少健，劉盛余，胡治流，等. 鋼渣吸附劑對鉻和鉛重金屬離子的吸附特性研究. 有色礦冶，2004(4)：57-59

Integrated Utilization of Slag

LIU Pei, HUANG Shu-sen

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沈陽隆基電磁科技股份有限公司，遼寧 撫順 113122

柳培(1986—)，籍貫內蒙古，畢業于沈陽工業大學應用物理學專業，銷售工程師，工作于沈陽隆基電磁科技股份有限公司，E–mail：nmgliupei@ tom.com。