钢渣的处理与资源化

钢渣是炼钢过程中排出的废渣，数量约为钢产量的15％-20％。目前我国各钢厂堆存的钢渣已有数亿吨，仅2003年就有1600万吨。根据炼钢所用炉型的不同。钢渣分为转炉渣、平炉渣、电炉渣。钢渣的形成温度为1500-1700℃，在高温下呈液态，缓慢冷却后呈块状或粉状；转炉渣和平炉渣一般为深灰、深褐色；电炉渣多为白色。钢济主要由CaO、MgO、Al2O、SiO2、MnO、FeO、P2O5等氧化物组成，其中钙、铁、硅氧化物占绝大部分。各种成分的含量依炉型、钢种不同而异，有时相差悬殊。

由于炼钢设备、工艺布置、造渣制度、钠渣物化性能的悬殊，决定了钢演处理和资源化利用的多样性。处理工艺可分为四个工序：预处理、加工、陈化和精加工，实际应用中，可根据要求加以取舍。钢渣的主要利用途径是在钢铁公司内部自行循环使用，代替石灰作熔剂，返回高炉或挠结炉内作为炼铁原料，也可以用于路基、水泥原料、改良土壤等。我国目前已开发出多种钠渣资源化利用的途径。

1．作钢铁冶炼熔剂

(1)作烧结熔剂

由铁矿石制备烧结矿时，一般需加工灰石等作为助熔剂，利用颗粒小于10mm的分级钢渣可部分替代烧结熔剂。钢渣中含有40％-50％CaO，而且钢渣具有软化温度低、物相均匀的优点，能促进烧结过程小烧结矿的液相生成、增加黏结相、有利于烧结成球、提高烧结速度等，从而得到较高转鼓指数印粒度组成均匀的优质烧结矿；同时还可提高烧结机的利用系数、降低煤耗、利用钢渣中Fe、Ca、Mn等有用元素。以钢渣含Fe15％计，每利用1t钢渣，可代替60％的铁精矿250kg；另外由于钢渣中含有大量的CaO和SiO2，在生产一定碱度的烧结矿时，可节约部分石灰石。

(2)作高炉熔剂或化铁炉熔剂

利用加工分选出10-40mm粒径的钢渣返回高炉，回收钢渣中的Fe、ca、Mn元素，个但pJ节省高炉炼铁熔剂(石灰石、白云石、萤石)消耗，而且对改善高炉运行状况有—‘定的益处，同时也能达到节能消耗的目的。钢渣中的MnO和MgO也有利于改善高炉渣的流功件。由于钢渣烧结矿强度高．颗粒均匀，故高炉炉料透气性好，煤气利用状况得到改善，焦比下降，炉况顺行。另外钢渣大多采用半闭路循环处理，故对高炉生铁的磷含量不会产生影响。分选钢治也可以作化铁炉熔剂代替石灰省及萤石，实践证明，其对铁水温度、铁水含硫绝、熔化率、炉渣碱度及流动性均无明显影响。

2．钢渣中回收钢铁

水淬钢渣中的钢粒呈颗粉状，很容易提取，可以作炼钢调温剂。钢渣中一般含有7％-10％的废钢粒和渣钢大块，经破碎、磁选和精加丁后可回收其中90％以上的废钢，不但提高钢铁冶金的利用车和收率，同时也为钢治综合利用提供先决条件。仅从钢渣中回收废钢也可为钢铁冶金企业带来巨大效益。

从钢渣回收废钢的原则流程为：钢渣—颚式破碎（颚式破碎机）—磁选—废钢。以安钢废钢厂的钢渣加工为例，它采用“水焖自解一筛二破三磁选”的个产工艺，经过加工处理可生产0-10mm、10-60mm的钢渣产品，回收0-10mm的磁选豆钢、20-200mm的磁选铁、200-400mm的篦选废钢，以及20mm以下的含铁渣面。1995年通过篦上选铁和磁选铁共回收3.8万吨，占渣的9.84％，创经济效益1334.9万元。钢渣进行加工处理以回收兵中的废钢，是钢渣综合利用的一项重要内容，它对于节约废钢资源，提高经济效益有着十分重要的意义。

3．钢渣制水泥

由于钠渣中含石和水泥相类似的硅酸三钙、硅酸二钙和铁铝酸盐等活件矿物。具有水硬胶凝性，因此可成为生产天熟料或少熟料水泥的原料，也可以作为水泥接分料。现在生产的钢渣水泥品种有：无熟料钠治办渔水泥、少熟料钢渣矿渣水泥、钢渣沸石水泥、钢谈矿汝硅酸盐水泥、钢渣—矿渣—高温型石膏白水泥和钢渣硅酸盐水泥等。这些水泥适于蒸汽养护，具有后期强度高、耐腐蚀、微膨胀、耐磨性能好、水化热低等特点，并且还具书生产简便、投资少、设备少、节省能源等优点。

4．钠渣用与路基垫层

钢渣具亩密度大、表面粗糙不易沿移、抗压强度高、抗腐蚀和耐久性好的特点，被广泛用于各种路基材料、工程回填、修砌加固堤坝、填海工程等方面代替天然磷石。由于钢渣具有一定活性，能板结成大块，适于沼泽地筑路。钢渣疏水性好，是电的不良导体而不会干扰铁路系统电讯工作，所筑路床不生杂草，干净整洁，不易被雨水冲刷而产生滑移，是铁路道渣的理想材料，钢渣与沥青结合牢固，又有较好的耐磨耐压防滑性能，可掺合用于沥青很凝土路面的铺设。钢渣存放一年后，其中游离氧化钙大部分消解，钠演趋于稳定。经破碎、磁选、筛分后可作道路材料。渗入粉煤灰是为了增加材料的胶凝件，同时缓解钢渣中残留的游离氧化钙水化体积膨胀作用。它和Ca(OH)2反比牛戊水化硅酸钙、铝酸钙凝胶。提高路面板结强度。混合料加入水搅拌、碾压并经一定龄期养护，可得到具钉足够强度的半刚性道路基层材料。该种材料在北京、天津、江苏、湖北等地钢厂附近的道路工程中经常使用。

5．作农肥和酸性土壤改良剂

钢渣是一种以钙、硅为主含有多种养分的具有速效和后劲的复合矿质肥料，由于钢渣在冶炼过程中经高温燃烧，其溶解度已大大改变，所含各种主要成分易溶量达全量的1／3-1／2，有的甚至更高，容易被植物吸收。钢渣内含有微量的Zn、Mn、Fe、Cu等元素，对缺乏此微量元京的不同土壤和不同作物，也起着不同程度的肥效作用。含磷高的钢渣还可以生产钙镁磷肥、钠渣磷肥。实践证明：不仅钢渣磷肥(P2O5＞10％)肥效显著，即使是普通钢渣(P2O5＜4％-7％)也有肥效；不仅施用于酸性土壤中效果好．在缺磷碱性土壤中施用也可增产；不仅在水田施用效果好，即使在旱田，钢渣肥效仍起作用。我国许多地区土壤缺磷或呈酸性，充分利用钢渣资源，将促进农业发展，一般可增产5％-10％。除用作农肥外，钢演还可用作酸性土壤改良剂。含Ca、Mg高的钢渣细磨后可用作土壤改良剂，同时也达到利用钢渣中P、Si等有益元素的目的。