轉(zhuǎn)爐鋼渣處理及資源化技術(shù)研究

張儀 朱紅生

摘要：本文主要對(duì)鋼渣處理及資源化技術(shù)進(jìn)行了分析，指出了不同的鋼渣處理技術(shù)及資源化技術(shù)各自所具有的優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)鋼渣處理技術(shù)及資源化技術(shù)的難點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)爐鋼渣;處理技術(shù);資源化

轉(zhuǎn)爐鋼渣指的是利用轉(zhuǎn)爐進(jìn)行煉鋼的過(guò)程中所排放出的廢渣，屬于鋼鐵冶煉廢棄產(chǎn)物之一。隨著鋼鐵產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，轉(zhuǎn)爐鋼渣的排放量也不斷增加。轉(zhuǎn)爐鋼渣中包含了較為豐富的資源，包括熱能、廢鋼及化學(xué)元素等，對(duì)磁選后的尾渣資源進(jìn)行充分的利用，能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)爐鋼渣回收效益的提高。

1.轉(zhuǎn)爐鋼渣處理技術(shù)及其中存在的問(wèn)題

1.1轉(zhuǎn)爐鋼渣處理技術(shù)分析

當(dāng)前，轉(zhuǎn)爐鋼渣的處理方式多種多樣，鋼鐵企業(yè)依據(jù)企業(yè)的設(shè)備、工藝、制度等實(shí)際情況對(duì)鋼渣處理工藝進(jìn)行選擇。轉(zhuǎn)爐鋼渣處理技術(shù)主要包括以下幾種：第一，棄渣法，指的是將鋼渣直接拋棄在渣場(chǎng)，是過(guò)去鋼鐵廠較為常用的工藝，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染與資源浪費(fèi);第二，熱潑法，指的是在一定渣溫的情況下將其進(jìn)行分層潑倒，待其急冷碎裂之后裝車運(yùn)至處處理車間或直接拋棄。第三，盤潑碎冷法，指的是將渣液在淺盤中進(jìn)行噴水急冷，待其碎裂之后運(yùn)至水池降溫;第四，風(fēng)淬法，指的是將鋼渣運(yùn)至風(fēng)淬裝置的地方將其破碎成為微粒，之后在罩式鍋爐中對(duì)熱量進(jìn)行回收，對(duì)渣粒進(jìn)行捕集。第五，水淬法，指的是運(yùn)用壓力水對(duì)液態(tài)鋼渣進(jìn)行分隔與擊碎，在水幕中對(duì)熔渣進(jìn)行粒化處理。第六，熱悶法，指的是將剛凝固的鋼渣倒入悶罐中并進(jìn)行噴水，產(chǎn)生蒸汽之后與鋼渣中的氧化鈣反應(yīng)之后生成氫氧化鈉，在膨脹作用之下產(chǎn)生粉化。

1.2轉(zhuǎn)爐鋼渣處理技術(shù)中存在的問(wèn)題

當(dāng)前，我國(guó)缺乏較為穩(wěn)定的鋼渣處理技術(shù)，大多數(shù)的鋼鐵企業(yè)依舊采用污染較大的棄渣法，這種方式至少需要將鋼渣放置兩年以上的時(shí)間才能夠達(dá)到穩(wěn)定化使用的要求。在常用的鋼渣處理技術(shù)中，水淬法的處理效率較低，僅僅為50%，而且在處理的過(guò)程中會(huì)消耗大量的新水。風(fēng)淬法對(duì)鋼渣的流動(dòng)性有一定的要求，如果鋼渣的流動(dòng)性較差的話就不能夠采用該處理技術(shù)?？傊鲃?dòng)性較差的鋼渣處理技術(shù)是研究中的重點(diǎn)及難點(diǎn)內(nèi)容。

2.轉(zhuǎn)爐鋼渣資源化技術(shù)

2.1實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐鋼渣中的廢鋼回收

實(shí)現(xiàn)廢鋼回收主要的目的是對(duì)已經(jīng)堆積的鋼渣進(jìn)行處理與利用。在廢鋼渣處理的過(guò)程中，新興鑄管新疆公司建立干法棒磨鋼渣磁選生產(chǎn)線，萊鋼采用熱悶工藝，一方面能夠促進(jìn)廢鋼回收量的增加，另一方面能夠促進(jìn)廢鋼利用經(jīng)濟(jì)效益的提高。

2.2實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐鋼渣在冶金原料中的應(yīng)用

首先，轉(zhuǎn)爐鋼渣能夠用于燒結(jié)溶劑，一方面能夠?qū)︿撛械膹U鋼、CaO、MgO等有價(jià)成分進(jìn)行充分的利用，另一方面還能夠用作燒結(jié)礦中的增強(qiáng)劑，改善燒結(jié)礦的質(zhì)量，提高燒結(jié)礦的成品率。此外，鋼渣中所包含的Fe與FeO在氧化的過(guò)程中會(huì)放熱，能夠降低燒結(jié)礦制作過(guò)程中的燃料消耗。其次，轉(zhuǎn)爐鋼渣能夠用于高爐溶劑，利用鋼渣中的CaO替代石灰石，從而實(shí)現(xiàn)溶劑消耗的降低;利用鋼渣中的鐵代替部分鐵礦石;利用鋼渣中的MgO替代部分白云石。最后，轉(zhuǎn)爐鋼渣能夠用于煉鋼返回渣料，能夠?qū)崿F(xiàn)高爐齡的提高，縮短冶煉時(shí)間、降低副原料消耗。

2.3實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐鋼渣在道路工程中的應(yīng)用

在道路工程中利用鋼渣是實(shí)現(xiàn)鋼渣綜合利用的有效途徑。在歐美各國(guó)中，60%以上的鋼渣都會(huì)用于道路工程，在道路的基層、墊層及面層中進(jìn)行利用。鋼渣在瀝青混凝土路面中也可以利用，能夠?qū)崿F(xiàn)瀝青混凝土耐磨性、防滑性及穩(wěn)定性的提高，在公路建設(shè)中應(yīng)用價(jià)值較高。此外，鋼渣在冬季不會(huì)結(jié)冰，而且熱耗比較低、固定性比較好，能夠用于冬季對(duì)瀝青道路的修補(bǔ)。

2.4實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐鋼渣在建材生產(chǎn)中的應(yīng)用

首先，轉(zhuǎn)爐鋼渣能夠在水泥生產(chǎn)中應(yīng)用。鋼渣中所包含的硅酸三鈣與水泥類似，能夠在無(wú)熟料水泥或少熟料水泥的生產(chǎn)中作為原料，同時(shí)也可以作為水泥摻合料進(jìn)行利用。鋼渣在水泥的生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行利用能夠有效地實(shí)現(xiàn)能耗地降低，同時(shí)減少溫室氣體的排放。鋼渣水泥與礦渣水泥在物理力學(xué)性能方面相同，而且還增加了水化熱低、耐磨、耐腐蝕等優(yōu)良特性，為礦渣的高附加值利用增加了新的途徑。其次，轉(zhuǎn)爐鋼渣能夠用作混凝圖摻合料。鋼渣中包含了完整的硅酸二鈣與硅酸三鈣礦物結(jié)晶，通過(guò)特殊的磨粉工藝與設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)鋼渣水硬活性的提高。在磨粉的過(guò)程中能夠?qū)崿F(xiàn)晶體結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，使其易溶于水，能夠?qū)崿F(xiàn)水化反應(yīng)的加速。當(dāng)前，大型、復(fù)雜的建筑對(duì)混凝土提出了新的要求，在混凝土中摻入鋼鐵渣能夠提高其性能。

2.5實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐鋼渣在鋼渣肥料及土壤改良劑中的應(yīng)用

轉(zhuǎn)爐鋼渣中包含了P、Ca、Si等元素，在植物的生長(zhǎng)過(guò)程中有著非常重要的作用。例如將鋼渣磨細(xì)到60目以下就能夠用作水稻田的硅肥，實(shí)現(xiàn)水稻的增產(chǎn)。在中高磷鐵水煉鋼生產(chǎn)過(guò)程中得到的轉(zhuǎn)爐鋼渣中包含了大量的磷元素、鎂元素與錳元素，對(duì)農(nóng)作物有著非常好的肥效作用，能夠用于制作鋼渣肥料。此外，鋼渣所呈現(xiàn)的是堿性，在磨細(xì)之后能夠用作酸性土壤的改良劑，與此同時(shí)也能夠?qū)︿撛械挠杏迷剡M(jìn)行利用。不同的鋼鐵企業(yè)所采用的原料是不同的，所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)爐鋼渣中所包含的元素也不同，要對(duì)其進(jìn)行試驗(yàn)與研究之后才能夠用于肥料制作。

2.6實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐鋼渣在海洋工程中的應(yīng)用

轉(zhuǎn)爐鋼渣在海洋工程中的應(yīng)用是較新的領(lǐng)域，但是其前景較為廣闊。其主要的應(yīng)用主要包括兩個(gè)方面：第一，人造巖塊方面，將轉(zhuǎn)爐鋼渣制作成巖塊之后，一方面吸收二氧化碳，降低溫室氣體的問(wèn)題，另一方面能夠用于人工礁石，促進(jìn)海洋植物生長(zhǎng)。第二，促進(jìn)海水對(duì)溫室氣體進(jìn)行吸收，鋼渣中的元素能夠促進(jìn)海洋浮游生物的生長(zhǎng)，浮游生物在生長(zhǎng)的過(guò)程中需要吸收大量的二氧化碳，從而對(duì)溫室效應(yīng)進(jìn)行改善。

3.總結(jié)

隨著我國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，轉(zhuǎn)爐鋼渣的排放量與日俱增，而鋼渣中包含了豐富的熱能、化學(xué)資源等資源。隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境及資源的重視，鋼鐵企業(yè)開(kāi)始注重轉(zhuǎn)爐鋼渣的處理與利用，將鋼渣轉(zhuǎn)變?yōu)槟軌蜓h(huán)利用的資源。

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