鋼鐵工業固體廢棄物資源化途徑探析

孫書晶

摘 要：該文從礦業廢石和尾礦的資源化、爐渣資源化以及鋼渣資源化3個角度出發，對鋼鐵工業固體廢棄物資源化途徑展開了探討，希望對我國相關領域的全面發展起到促進作用。該文介紹了采礦廢石、選礦尾礦和冶金廢渣資源化技術現狀及發展方向，探討了利用固體廢物中非金屬礦物作為環境材料，特殊含釷、稀土、鈦高灶渣綜合利用，以及鋼鐵渣用作水泥、混凝土洽性摻合料等方面存在的問題及解決途徑，認為微細粒高效分選技術對提高工業固廢物資源化技術水平十分重要。

關鍵詞：鋼鐵工業 固體廢棄物 資源化 途徑

中圖分類號：X757 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）06（b）-0138-02

1 礦業廢石和尾礦的資源化

1.1 回收有價金屬

鉛、銀、鐵、硫以及銅等金屬廣泛存在于尾礦中，在礦山固體廢棄物資源化的過程中，工作人員必須做好提取這些金屬的工作，這是因為這些金屬價值較高。盡管較低的品味存在于有價金屬中，在實際回收工作開展的過程中，需要耗費較高的成本，同時技術難度高，因此傳統的選冶工藝中，其并沒有較強的回收價值[1]。然而，數量大是尾礦的一大特點，因此其內部包含的金屬數量規模也相對較大，此時工作人員應對先進的提取技術進行充分的應用，將規模處理應用于尾砂以及低品位礦石中，從而將處理的成本降到最低，并促進回收率的提升，在這一過程中產生的環保和經濟效益是不容忽視的。

通常情況下，應將高梯度磁選機應用于鐵礦尾礦中，在對赤鐵礦進行回收的過程中，可以通過浮選、重選、強磁選和弱磁選等途徑，在對鐵精礦進行回收的基礎上，還能夠對金、銅等成分進行有效的收集。在這種情況下，傳統已經成為廢棄物的尾礦回收價值有效提升，在對相關技術進行充分應用的過程中，資源利用率得以提升。

1.2 生產環境材料

在對環境功能等材料進行應用的過程中，可以對部分尾礦進行應用，其中包括多種吸附劑、催化劑和吸收劑等，其對治理大氣環境污染具有重要的作用。同時還包含一系列吸附劑、消毒殺菌材料和沉淀劑等，其在控制水污染中也能夠發揮不容忽視的重要作用[2]。在將酸堿反應、離子交換、氧化還原以及結晶溶解等處理方式應用于礦物中以后，可以協助相關研究人員對礦物組成成分進行更加深入的把握，同時凈化性能同礦物結構之間的聯系也可以得到有效判斷，有助于更加高效地拓展礦物環境功能材料使用范圍，高效提升綜合利用尾礦的水平。

1.3 用作農肥

磷、鉀等微量元素通常會在尾砂中大量存在，這些元素對于植物的生長具有重要意義，如果尾砂中的此類成分適宜，在對其進行有效加工的基礎上，可以制作大量微量元素肥料以及土壤改良劑，對土壤結構進行改善，確保透水性在土壤中有效提升。鐵尾礦在鋼鐵工業中是擁有一定磁鐵礦的，在一系列磁化處理后，將氮磷鉀摻入其中，可以構成磁化復合肥。同時，農業生產殺蟲劑也可以應用尾礦礦砂來制作，在提升作物產量以及環境保護方面將發揮不容忽視的重要作用。

2 爐渣資源化

2.1 生產爐渣水泥

加工處理高爐渣，構成水渣，在綜合應用石膏、石灰以及水泥熟料的基礎上，可以促使水硬膠凝的性能得到充分的顯示。水泥中一個重要的原材料就是水渣，此時的水泥種類為石灰礦渣水泥、礦渣硅酸鹽水泥和石膏礦渣水泥等，通常，需要在水泥中摻入爐渣，對粉水泥進行構建，此時會在一定程度上影響水泥的強度。在大量的實踐中可以看出，如果擁有微粉級別的礦渣粉細度水平，可以將渣粉與水泥進行融合，促使水泥性能得到改善，并保證水泥的強度。

2.2 生產碎石加以利用

高爐礦渣碎石是在渣場或者渣坑中高爐渣淋水冷卻或自然冷卻構成的致密礦渣，在經過挖掘、破碎、磁選以及篩分等處理之后形成的石質碎石材料，在對碎石進行破碎處理之后存在緩慢的水硬性，能夠將其當作混凝土骨料。經礦渣碎石研發的混凝土不但擁有一般混凝土的相應理化性能，同時也具備更好的隔熱性、保溫性以及耐久性[3]。在國內研究中礦渣碎石能夠適當取代天然石料，且被應用在公路、地基工程、機場、混凝土骨料以及鐵路道渣中，瀝青路面利用礦渣碎石作為基料，不但防滑性能好且明亮，此外耐磨性能也比較良好。鐵路道渣應用中能夠將車行走時的噪音與振動進行吸收。

2.3 生成膨脹礦渣和膨脹礦渣珠

近年來，膨脹礦渣珠及膨珠作為一種新型的生產方法在國外得到了廣泛的應用。多孔、質輕以及表面光滑等為膨珠的主要特點，將少量的水應用于膨珠的生產過程中，此時硫化氫在釋放時量是非常少的，環境污染問題得到了有效控制，在沒有破碎膨珠的基礎上，其可以充當重要的混凝土骨料[4]。由于孔隙在膨珠內呈現封閉的狀態，其擁有較少的吸水量，干燥中的混凝土會形成較小的收縮，這一特點彌補了現有輕骨料中的不足，如天然浮石和膨脹頁巖等。同時，這一材料也可以應用于公路路基的建設中，同粉煤灰陶粒和黏土陶粒相比，這一材料在施工的過程中工藝相對簡單，同時成本較低。

3 鋼渣資源化

3.1 鋼渣用作燒結材料

將鋼渣當作燒結材料實際上存在比較高綜合價值的利用項目，目前已經擁有比較成熟的技術與經驗，將鋼渣變為鋼渣粉，就能夠直接當作燒結材料，可取代部分石灰石。依據鋼渣中TFe、MnO、CaO等成分來促使將將其用作取代部分石灰石的燒結材料，進而提升燒結礦強度，在實際燒結礦過程中配置適量的鋼渣之后可以提升燒結礦的整體質量，改善燒結礦產量，進而可以顯著降低燒結礦成本以及燃料消耗。將燒結礦放置如高爐鋼渣中，因可以提升燒結礦強度，改善粒度成分，進而來降低鐵品位，略微提升煉鐵渣量，順行操作高爐可提升產量，此外降低焦比對于提升質量也具備顯著意義[5]。目前國內寶鋼、首鋼等部分鋼鐵企業都開始降低鋼渣當作直接燒結材料。

3.2 鋼渣中回收鋼鐵

鋼渣中大部分都存在7%～9%的鋼渣大塊以及廢鋼粒，經磁選、破碎以及篩分等處理之后能夠對其中鋁90及以上廢鋼進行回收。經研究顯示，鋼渣破碎存在越細粒度，就能夠回收越多金屬鐵，例如鋼渣破碎成為100～300 mm的時候存在大約6.4%鋼鐵回收率，破碎成為80～100 mm的時候大約存在7.6%的鋼鐵回收率，破碎成25～75 mm的時候存在大約15%的鋼鐵回收率[6]。目前國內不少廠家已經逐漸形成完善的鋼渣回收鋼鐵生產線，利用磁選、破碎以及篩分等技術來對渣鋼進行回收，不僅可以提升%鋼鐵冶金企業的總效率，也可以為以后綜合利用鋼渣奠定基礎，進而可以從回收鋼渣、廢鋼中獲得巨大利潤。

4 結語

綜上所述，近年來，我國在積極進行現代化經濟建設的過程中，鋼鐵工業發展速度加快，其對我國國民經濟的整體發展發揮了重要的促進作用，但是在鋼鐵工業發展中，產生了大量的固體廢棄物，其不僅會造成嚴重的資源浪費，同時還將給生態環境帶來極大的威脅。在這種情況下，新時期我國相關部門必須加大鋼鐵工業固體廢棄物資源化途徑研究力度，在提升資源利用率的同時，促使鋼鐵工業的發展能夠實現綠色環保的目標。

參考文獻

[1] 張寶華，李鑫國，李北春，等.鋼渣瀝青混合料在雁棲湖聯絡通道路面工程中的應用[J].城市建設理論研究：電子版，2015（24）.

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[3] 王玲，聶軼苗，戴奇卉，等.利用懸振錐面選礦機對瓦斯泥中鐵進行高效回收的試驗研究[J].中國礦業，2016，25（3）：132-135.

[4] 王玲，聶軼苗，張晉霞，等.唐山某鋼鐵廠高爐瓦斯泥中碳、鐵綜合回收工藝對比試驗研究[J].中國礦業，2016，25（2）：116-119，124.

[5] 劉燕霞，黃偉青，李秀娟，等.含鋅鋼鐵冶金固體廢棄物提取金屬元素的試驗研究[J].環境工程，2015，33（8）：101-104.

[6] 馮聚和，王占國，朱新華，等.我國鋼鐵工業環境污染狀況分析與應對措施[J].河北理工大學學報：自然科學版，2015，30（1）：137-140.