冶金工業(yè)固體廢物鋼渣的綜合利用探討

黃佳偉

南鋼新產(chǎn)業(yè)投資集團(tuán) 江蘇南京 210035

基于傳統(tǒng)模式的工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，需要高強度的礦產(chǎn)資源的開采，造成了大量的資源消耗和生態(tài)惡化的現(xiàn)象。我們需要從根本上解決環(huán)境以及資源發(fā)展當(dāng)中存在的矛盾，就需要加大力度實施清潔生產(chǎn)以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略體系，保護(hù)環(huán)境，加強對于廢棄物的二次利用。鋼渣作為冶金工業(yè)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(dá)到了驚人的6357萬噸，但是因為當(dāng)時技術(shù)以及各方面的局限，導(dǎo)致利用率較低，鋼渣的利用率僅僅達(dá)到了20/，目前我國全國范圍當(dāng)中積累鋼渣已經(jīng)超過一億噸，并且還在逐年上升，鋼渣的大量堆棄污染了環(huán)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(fā)展，學(xué)術(shù)界展開了全面的研究，主要的資源化方法為回收利用，生產(chǎn)農(nóng)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(dāng)中排除的熔渣構(gòu)成的，主要來說是金屬爐料當(dāng)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(dāng)中帶著的雜質(zhì)以及為了調(diào)整鋼渣的特性加入的石灰石和白云石等物質(zhì)，是煉鋼過程當(dāng)中不能缺失的產(chǎn)物[1]。

1.2 鋼渣的組成分析

對于鋼渣最主要的劃分成分當(dāng)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(qū)具有一定范圍的波動。

1.3 鋼渣的加工方法

鋼渣需要進(jìn)行處理之后才能進(jìn)行回收利用，在加工處理的過程當(dāng)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(jìn)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(dāng)中存在的廢鋼渣，篩選是為了獲得更加細(xì)致的規(guī)格渣。陳化的目的是為了讓鋼渣可以保持在一個穩(wěn)定的狀況。

2 鋼渣的綜合利用

2.1 國內(nèi)外鋼渣的利用現(xiàn)狀分析

對于國外發(fā)達(dá)國家來說從上世紀(jì)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(jìn)行填海造路，上世紀(jì)七十年代之后鋼渣的處理以及利用技術(shù)得到了有效的發(fā)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(chǎn)當(dāng)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(jì)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(shè)和填海當(dāng)中，這樣導(dǎo)致資源的流失較大。近段時間來，隨著我國綠色生態(tài)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(lǐng)域。

2.2 利用磁選工藝實現(xiàn)廢鋼鐵的回收

鋼渣經(jīng)過破碎以及磁選篩選等等技術(shù)可以回收鋼渣當(dāng)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(dāng)中的原料，可以充當(dāng)煉鐵燒結(jié)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(dāng)中，鋼渣當(dāng)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(dāng)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(chǎn)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(tài)。

2.4 作為建筑材料

鋼渣當(dāng)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(zhì)，這些礦物質(zhì)具有水硬膠凝性并且鋼渣的碎石密度較高，強度較高，穩(wěn)定性良好，這些活性礦物質(zhì)和瀝青結(jié)合之后可以形成牢固的物質(zhì)，可以用于生產(chǎn)無熟料的水泥以及鋼渣轉(zhuǎn)，用于公路和天路的建設(shè)[2]。將鋼渣按照相應(yīng)的比例和水泥熟料進(jìn)行混合可以完成鋼渣礦渣水泥的生產(chǎn)。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(dāng)中進(jìn)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(shè)和柱子建設(shè)，鋼渣一般用于多種路基材料以及工程的建設(shè)，在填海方面可以帶來碎石，但是體積穩(wěn)定性不足，需要進(jìn)一步的完善，讓其完全消解。

2.5 農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用

在鋼渣當(dāng)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(chǎn)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(zhì)使用托馬斯法煉鋼當(dāng)中出現(xiàn)的爐渣進(jìn)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(dāng)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(dāng)中，特別是對于水稻來說對硅的需求較高。鋼渣當(dāng)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(qū)土壤酸化嚴(yán)重，可以使用含有一氧化鈣的鋼渣進(jìn)行處理，經(jīng)過實驗之后產(chǎn)量顯著提高，增產(chǎn)率顯著提高。鋼渣當(dāng)中除了硅磷等等物質(zhì)可以用作花費之外，還可以使用當(dāng)中含量較高的氧化鈣和氧化鎂作為助劑進(jìn)行鈣鎂磷肥的制作，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量[3]。

3 結(jié)語

鋼渣綜合利用具有非常良好的社會經(jīng)濟(jì)價值和效益，目前受到了普遍的認(rèn)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(huán)境污染，我國學(xué)術(shù)界需要認(rèn)真的觀察我國關(guān)于開展綜合利用的之方針跟蹤國家的發(fā)展方向，在基礎(chǔ)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(yè)提供相應(yīng)的理論依據(jù)。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(fā)展，但是還需要加強重視程度，將鋼渣作為第二資源對待，創(chuàng)造出更好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。