鋼鐵渣如何開發(fā)利用

鋼鐵渣是固體廢物中性能最好、利用價值最高的工業(yè)渣。目前我國鋼鐵渣堆棄量約3億噸，占地3萬畝。2002年全國鋼鐵渣的產(chǎn)生量總計約為8389萬噸，平均利用率約為60％。目前，我國鋼鐵渣開發(fā)利用的現(xiàn)狀是：

1．2002年我國高爐礦渣約為5909萬噸，利用率約為75％。其中，除釩鈦高爐渣和含放射性的高爐渣未能利用外，普通成分高爐渣的利用率也降低了10個百分點(diǎn)。粒化高爐礦渣做水泥混合材生產(chǎn)礦渣水泥，由于礦渣和矽酸鹽水泥熟料一起粉磨時，物料易磨性相差很大，使粒化高爐礦渣粉的粒徑大部分在60μm以上，水化時得不到全部水化而起微集料作用，活性沒有充分發(fā)揮出來。在礦渣矽酸鹽水泥國家標(biāo)準(zhǔn)中礦渣的摻量最高為70％，而實際生產(chǎn)中礦渣的最高摻量為40％。礦渣摻量再增加，水泥強(qiáng)度明顯下降，造成我國礦渣矽酸鹽水泥的強(qiáng)度等級一般為32．5和27．5，也影響了該品種水泥的使用范圍。1999年，由于水泥膠砂強(qiáng)度檢驗方法采用國際ISO法后，礦渣矽酸鹽水泥產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)也相應(yīng)修改。原來的425號礦渣矽酸鹽水泥用新的強(qiáng)度檢驗方法檢驗，其強(qiáng)度將達(dá)不到新水泥標(biāo)準(zhǔn)的同標(biāo)號等級強(qiáng)度指標(biāo)。另外，新的水泥標(biāo)準(zhǔn)中取消了7天強(qiáng)度指標(biāo)，增加了3天強(qiáng)度指標(biāo)，這對現(xiàn)有水泥廠要求更高，必須提高水泥強(qiáng)度才能生存。因此，水泥廠用粒化高爐礦渣做混合材數(shù)量減少，給鋼鐵企業(yè)高爐水渣的銷售帶來困難。

2．2002年我國鋼渣產(chǎn)生量約為2480萬噸，利用率為36％。根據(jù)各國國情不同，國外鋼渣多用于填海造地，或做公路基層材料和返回冶金生產(chǎn)做煉鐵熔劑和燒結(jié)礦原料。由于富礦冶煉及降低能耗和材料消耗的工藝要求，鋼渣中P、S成分的不良影響被廣泛重視，因此返回冶煉使用的數(shù)量越來越少。

經(jīng)幾十年探索，我國鋼渣的利用途徑有：做燒結(jié)礦的原料，做路基材料、回填材料和水泥原料。因鋼渣中P、S有害元素對冶煉生產(chǎn)的影響，一些鋼鐵企業(yè)已停止鋼渣做燒結(jié)礦原料。此外，一些企業(yè)用鋼渣做原料生產(chǎn)地面磚、多孔磚等新型墻體材料。

現(xiàn)在我國鋼鐵渣開發(fā)利用工作中的關(guān)鍵問題有兩個：

1．鋼鐵渣金屬Fe回收目前，我國鋼鐵渣堆置量約3億噸，每年新產(chǎn)生8389萬噸鋼鐵渣。高爐礦渣中金屬Fe含量平均以0．5％計，鋼渣中金屬Fe含量平均以3％計算，堆置的鋼鐵渣中約有600余萬噸金屬Fe未回收。每年新產(chǎn)生的鋼鐵渣中仍有100萬噸金屬Fe隨渣排出。如何充分全部回收鋼鐵渣中金屬Fe，是關(guān)系冶金企業(yè)降低消耗和降低成本的重要課題。

目前，每年排出高爐渣中金屬Fe約30萬噸，沒有回收利用。鋼渣中金屬Fe約70萬噸，目前企業(yè)鋼渣處理回收鐵的工藝仍采用20世紀(jì)70年代的低效工藝設(shè)備，金屬Fe的回收效果不佳。如：（1）破碎－篩分－磁選工藝。此工藝因金屬鐵被鋼渣包裹，或粘結(jié)在一起，破碎時不能將兩者充分分離，通過磁選回收的金屬Fe的品位不高，不能有效回收利用，部分金屬Fe隨不同規(guī)格的鋼渣和尾渣排出。（2）破碎－濕磨磁選工藝此工藝雖然經(jīng)過水浮選和磁選可以回收部分鐵粒或鐵精粉，但是尾渣呈泥漿排出，造成二次污染，同時尾渣的活性遇水后消失，不能再高價值資源化利用。

2．鋼鐵渣粉超細(xì)粉磨設(shè)備鋼鐵渣粉做混凝土摻合料是21世紀(jì)鋼鐵渣高價值利用的主要途徑。目前，國內(nèi)外粒化高爐礦渣粉的粉磨設(shè)備有管磨機(jī)、立磨、臥輥磨和擠壓磨等，高效節(jié)能的粉磨設(shè)備是國內(nèi)外設(shè)備廠研究開發(fā)的重點(diǎn)。任何設(shè)備的產(chǎn)生都是針對某種物料性質(zhì)和加工細(xì)度而設(shè)計的，一種設(shè)備不可能適應(yīng)硬度不同、易磨性不同和滿足一定細(xì)度要求的物料生產(chǎn)。

現(xiàn)只就立磨粉磨粒化高爐礦渣的問題談幾點(diǎn)看法：立磨在國外多用于煤、石灰石和水泥生料的粉磨，或用在水泥預(yù)粉磨工序。近幾年經(jīng)過不斷改進(jìn)，有的立磨可用于水泥終端粉磨或粒化高爐礦渣的磨細(xì)。立磨對粉磨生料、煤時節(jié)能降耗的作用不容置疑，目前立磨作為水泥的終端粉磨并不普遍，而粒化高爐礦渣呈玻璃體結(jié)構(gòu)，易磨性比熟料還差，且含有金屬Fe，采用立磨設(shè)備是否是最佳設(shè)備還沒有定論。因為不同易磨性的粒化高爐礦渣采用立磨后，其磨輥、磨盤的損耗和壽命、維修費(fèi)用等一系列問題，還沒有確切的實踐數(shù)據(jù)，待進(jìn)一步總結(jié)分析。在此情況下，鋼鐵企業(yè)在建設(shè)礦渣粉廠時，應(yīng)根據(jù)原材料的性質(zhì)、產(chǎn)品質(zhì)量要求、資金狀況，因地制宜地進(jìn)行設(shè)備選型，確定工藝路線，以獲得最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。