轉爐鋼渣處理及資源化技術研究

張儀 朱紅生

摘要：本文主要對鋼渣處理及資源化技術進行了分析，指出了不同的鋼渣處理技術及資源化技術各自所具有的優缺點，對鋼渣處理技術及資源化技術的難點問題進行了分析。

關鍵詞：轉爐鋼渣;處理技術;資源化

轉爐鋼渣指的是利用轉爐進行煉鋼的過程中所排放出的廢渣，屬于鋼鐵冶煉廢棄產物之一。隨著鋼鐵產業的不斷發展，轉爐鋼渣的排放量也不斷增加。轉爐鋼渣中包含了較為豐富的資源，包括熱能、廢鋼及化學元素等，對磁選后的尾渣資源進行充分的利用，能夠實現轉爐鋼渣回收效益的提高。

1.轉爐鋼渣處理技術及其中存在的問題

1.1轉爐鋼渣處理技術分析

當前，轉爐鋼渣的處理方式多種多樣，鋼鐵企業依據企業的設備、工藝、制度等實際情況對鋼渣處理工藝進行選擇。轉爐鋼渣處理技術主要包括以下幾種：第一，棄渣法，指的是將鋼渣直接拋棄在渣場，是過去鋼鐵廠較為常用的工藝，造成了嚴重的環境污染與資源浪費;第二，熱潑法，指的是在一定渣溫的情況下將其進行分層潑倒，待其急冷碎裂之后裝車運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行噴水急冷，待其碎裂之后運至水池降溫;第四，風淬法，指的是將鋼渣運至風淬裝置的地方將其破碎成為微粒，之后在罩式鍋爐中對熱量進行回收，對渣粒進行捕集。第五，水淬法，指的是運用壓力水對液態鋼渣進行分隔與擊碎，在水幕中對熔渣進行粒化處理。第六，熱悶法，指的是將剛凝固的鋼渣倒入悶罐中并進行噴水，產生蒸汽之后與鋼渣中的氧化鈣反應之后生成氫氧化鈉，在膨脹作用之下產生粉化。

1.2轉爐鋼渣處理技術中存在的問題

當前，我國缺乏較為穩定的鋼渣處理技術，大多數的鋼鐵企業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間才能夠達到穩定化使用的要求。在常用的鋼渣處理技術中，水淬法的處理效率較低，僅僅為50%，而且在處理的過程中會消耗大量的新水。風淬法對鋼渣的流動性有一定的要求，如果鋼渣的流動性較差的話就不能夠采用該處理技術。總之，流動性較差的鋼渣處理技術是研究中的重點及難點內容。

2.轉爐鋼渣資源化技術

2.1實現轉爐鋼渣中的廢鋼回收

實現廢鋼回收主要的目的是對已經堆積的鋼渣進行處理與利用。在廢鋼渣處理的過程中，新興鑄管新疆公司建立干法棒磨鋼渣磁選生產線，萊鋼采用熱悶工藝，一方面能夠促進廢鋼回收量的增加，另一方面能夠促進廢鋼利用經濟效益的提高。

2.2實現轉爐鋼渣在冶金原料中的應用

首先，轉爐鋼渣能夠用于燒結溶劑，一方面能夠對鋼渣中的廢鋼、CaO、MgO等有價成分進行充分的利用，另一方面還能夠用作燒結礦中的增強劑，改善燒結礦的質量，提高燒結礦的成品率。此外，鋼渣中所包含的Fe與FeO在氧化的過程中會放熱，能夠降低燒結礦制作過程中的燃料消耗。其次，轉爐鋼渣能夠用于高爐溶劑，利用鋼渣中的CaO替代石灰石，從而實現溶劑消耗的降低;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，轉爐鋼渣能夠用于煉鋼返回渣料，能夠實現高爐齡的提高，縮短冶煉時間、降低副原料消耗。

2.3實現轉爐鋼渣在道路工程中的應用

在道路工程中利用鋼渣是實現鋼渣綜合利用的有效途徑。在歐美各國中，60%以上的鋼渣都會用于道路工程，在道路的基層、墊層及面層中進行利用。鋼渣在瀝青混凝土路面中也可以利用，能夠實現瀝青混凝土耐磨性、防滑性及穩定性的提高，在公路建設中應用價值較高。此外，鋼渣在冬季不會結冰，而且熱耗比較低、固定性比較好，能夠用于冬季對瀝青道路的修補。

2.4實現轉爐鋼渣在建材生產中的應用

首先，轉爐鋼渣能夠在水泥生產中應用。鋼渣中所包含的硅酸三鈣與水泥類似，能夠在無熟料水泥或少熟料水泥的生產中作為原料，同時也可以作為水泥摻合料進行利用。鋼渣在水泥的生產過程中進行利用能夠有效地實現能耗地降低，同時減少溫室氣體的排放。鋼渣水泥與礦渣水泥在物理力學性能方面相同，而且還增加了水化熱低、耐磨、耐腐蝕等優良特性，為礦渣的高附加值利用增加了新的途徑。其次，轉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晶，通過特殊的磨粉工藝與設備能夠實現鋼渣水硬活性的提高。在磨粉的過程中能夠實現晶體結構的轉變，使其易溶于水，能夠實現水化反應的加速。當前，大型、復雜的建筑對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實現轉爐鋼渣在鋼渣肥料及土壤改良劑中的應用

轉爐鋼渣中包含了P、Ca、Si等元素，在植物的生長過程中有著非常重要的作用。例如將鋼渣磨細到60目以下就能夠用作水稻田的硅肥，實現水稻的增產。在中高磷鐵水煉鋼生產過程中得到的轉爐鋼渣中包含了大量的磷元素、鎂元素與錳元素，對農作物有著非常好的肥效作用，能夠用于制作鋼渣肥料。此外，鋼渣所呈現的是堿性，在磨細之后能夠用作酸性土壤的改良劑，與此同時也能夠對鋼渣中的有用元素進行利用。不同的鋼鐵企業所采用的原料是不同的，所產生的轉爐鋼渣中所包含的元素也不同，要對其進行試驗與研究之后才能夠用于肥料制作。

2.6實現轉爐鋼渣在海洋工程中的應用

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

3.總結

隨著我國鋼鐵產業的飛速發展，轉爐鋼渣的排放量與日俱增，而鋼渣中包含了豐富的熱能、化學資源等資源。隨著國家對環境及資源的重視，鋼鐵企業開始注重轉爐鋼渣的處理與利用，將鋼渣轉變為能夠循環利用的資源。

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