冶金工業固體廢物鋼渣的綜合利用探討

黃佳偉

南鋼新產業投資集團 江蘇南京 210035

基于傳統模式的工業經濟發展，需要高強度的礦產資源的開采，造成了大量的資源消耗和生態惡化的現象。我們需要從根本上解決環境以及資源發展當中存在的矛盾，就需要加大力度實施清潔生產以及經濟發展戰略體系，保護環境，加強對于廢棄物的二次利用。鋼渣作為冶金工業固體廢棄物的一種，我國每年鋼渣的排放量是非常巨大的，早在2008年鋼渣的排放量就達到了驚人的6357萬噸，但是因為當時技術以及各方面的局限，導致利用率較低，鋼渣的利用率僅僅達到了20/，目前我國全國范圍當中積累鋼渣已經超過一億噸，并且還在逐年上升，鋼渣的大量堆棄污染了環境，造成大量的土地資源浪費，近年來我國鋼渣資源化方面得到了快速的發展，學術界展開了全面的研究，主要的資源化方法為回收利用，生產農肥，水處理等等。

1 鋼渣概述

1.1 鋼渣的來源

鋼渣主要是來源于煉鋼過程當中排除的熔渣構成的，主要來說是金屬爐料當中多個元素被氧化之后形成的一種氧化物以及金屬爐料當中帶著的雜質以及為了調整鋼渣的特性加入的石灰石和白云石等物質，是煉鋼過程當中不能缺失的產物[1]。

1.2 鋼渣的組成分析

對于鋼渣最主要的劃分成分當中包含了CAO以及SIO2，AL2O3和一氧化碳，四氧化三鐵等等一部分還含有TI02以及C2O5成分因為不同地區具有一定范圍的波動。

1.3 鋼渣的加工方法

鋼渣需要進行處理之后才能進行回收利用，在加工處理的過程當中包含了破損，挑選，陳化等步驟。對于粗破碎一般使用顎式破碎機為主，需要進行破碎的時候需要使用圓錐式的破碎機，加工和篩選包含了磁選和篩選兩個部分，對于磁選最主要的為了清除掉當中存在的廢鋼渣，篩選是為了獲得更加細致的規格渣。陳化的目的是為了讓鋼渣可以保持在一個穩定的狀況。

2 鋼渣的綜合利用

2.1 國內外鋼渣的利用現狀分析

對于國外發達國家來說從上世紀初就開始了對于鋼渣的利用方法研究分析，最主要的用途是進行填海造路，上世紀七十年代之后鋼渣的處理以及利用技術得到了有效的發展和完善，鋼渣的利用效率得到了快速的提升，主要在水泥以及冶金配料等等生產當中得到了大量的使用。我國鋼渣的處理和利用研究起步時間較晚，起源于上世紀后期，我國對于鋼渣的回收利用較低，有效的利用率僅僅只有10/-，絕大部分的鋼渣都被用來油田建設和填海當中，這樣導致資源的流失較大。近段時間來，隨著我國綠色生態的理念加劇，對于鋼渣處理廢水的研究不斷增加，這在一定程度上證明了鋼渣具有良好的吸附性，為鋼渣的回收利用開辟了一個全新的領域。

2.2 利用磁選工藝實現廢鋼鐵的回收

鋼渣經過破碎以及磁選篩選等等技術可以回收鋼渣當中超過90/的廢鋼，磁選出來的鋼渣一般含鐵量在55/左右，可以用于冶煉和制作。

2.3 作為冶金的原材料

鋼渣可以用作冶金當中的原料，可以充當煉鐵燒結溶劑，煉鐵高爐溶劑以及返回渣等等，一般來說煉鐵燒雞溶劑以及煉鋼的溶劑是用于石灰石當中，鋼渣當中含有超過40/的一氧化碳和一氧化錳和一氧化鐵等等有益成分，一噸的鋼渣可以充當700千克的石灰石，將鋼渣作為石灰石的代替物，可以有效的減少和降低生產所需要的成本，本來效率較高，使用方便，可以用于改善高爐的運行狀態。

2.4 作為建筑材料

鋼渣當中含有和水泥成分非常類似的硅酸三鈣和硅酸二鈣等等活性礦物質，這些礦物質具有水硬膠凝性并且鋼渣的碎石密度較高，強度較高，穩定性良好，這些活性礦物質和瀝青結合之后可以形成牢固的物質，可以用于生產無熟料的水泥以及鋼渣轉，用于公路和天路的建設[2]。將鋼渣按照相應的比例和水泥熟料進行混合可以完成鋼渣礦渣水泥的生產。將面粉狀的鋼渣和水淬鋼渣作為主要的原料，加入到高爐水閘當中進行攪拌和碾壓之后可以制作建筑用磚，用于建筑的墻體建設和柱子建設，鋼渣一般用于多種路基材料以及工程的建設，在填海方面可以帶來碎石，但是體積穩定性不足，需要進一步的完善，讓其完全消解。

2.5 農業方面的應用

在鋼渣當中含有大量的磷，硅，鈣等等元素，可以具有良好的施肥效果，可以用于生產磷酸肥料，硅酸肥料等等。對于鋼渣磷肥來說主要是將含有磷生鐵的物質使用托馬斯法煉鋼當中出現的爐渣進行加工處理得到的，主要的成分為磷酸四鈣以及硅酸鈣，并且具有鎂，鐵，錳等等元素，可以用于酸性土壤的基肥。鋼渣硅肥可以將其中含有較多的可以被植物吸收的活性硅，在施肥當中具有良好的效果，可以用于水稻以及小麥等等需要作物的施肥當中，特別是對于水稻來說對硅的需求較高。鋼渣當中具有較高含量的一氧化鈣和一氧化鎂，所以具有良好的酸性土壤改良效果，在我國浙江地區土壤酸化嚴重，可以使用含有一氧化鈣的鋼渣進行處理，經過實驗之后產量顯著提高，增產率顯著提高。鋼渣當中除了硅磷等等物質可以用作花費之外，還可以使用當中含量較高的氧化鈣和氧化鎂作為助劑進行鈣鎂磷肥的制作，提高農作物的產量[3]。

3 結語

鋼渣綜合利用具有非常良好的社會經濟價值和效益，目前受到了普遍的認識。良好的利用鋼渣可以有效的解決鋼渣占地問題，還可以解決環境污染，我國學術界需要認真的觀察我國關于開展綜合利用的之方針跟蹤國家的發展方向，在基礎上做到將鋼渣處理一體化，提高鋼渣的利用范圍，為我國社會和企業提供相應的理論依據。我國鋼渣處理工作的起步時間較晚，雖然近段時間以來，我國鋼渣綜合利用的效率得到了一定的發展，但是還需要加強重視程度，將鋼渣作為第二資源對待，創造出更好的社會效益和經濟效益。