钢渣的综合利用

钢渣的综合利用

钢渣是冶金生产过程中一个很重要和含量占主要的产物。在以前的钢铁生产中都将其作为废物而直接遗弃。虽然其为钢铁生产中的废弃物，但因其含有许多有用矿物和许多微量元素以及其特别的物理机械性能，因此其用途也较广泛。类似以前生产的直接丢弃将造成资源的严重浪费。研究钢渣的综合利用意义重大。不仅保护环境，合理利用资源，还能节约成本。

钢渣的概述

钢渣主要由钙、铁、硅、镁和少量铝、锰、磷等的氧化物组成。主要的矿物相为硅酸三钙、硅酸二钙、钙镁橄榄石、钙镁蔷薇辉石、铁铝酸钙以及硅、镁、铁、锰、磷的氧化物形成的固熔体，还含有少量游离氧化钙以及金属铁、氟磷灰石等。有的地区因矿石含钛和钒，钢渣中也稍含有这些成分。钢渣中各种成分的含量因炼钢炉型、钢种以及每炉钢冶炼阶段的不同，有较大的差异。

钢渣为熟料，是重熔相，熔化温度低。重新熔化时，液相形成早，流动性好。钢渣作为二次资源综合利用有两个主要途径，一个是作为冶炼溶剂在本厂循环利用，不但可以代替石灰石，且可以从中回收大量的金属铁和其他有用元素；另一个是作为制造筑路材料、建筑材料或农业肥料的原材料

钢渣在温度 1500～1700℃下形成，高温下呈液态，缓慢冷却后呈块状，一般为深灰、深褐色。有时因所含游离钙、镁氧化物与水或湿气反应转化为氢氧化物，致使渣块体积膨胀而碎裂；有时因所含大

量硅酸二钙在冷却过程中(约为675℃时)由β型转变为γ型而碎裂。如以适量水处理液体钢渣，能淬冷成粒。

钢渣来源

(1)钢铁料中的Si、Mn、P、Fe等元素的氧化产物；

(2) 冶炼过程中加入的造渣材料；

(3) 冶炼过程中被侵蚀的炉衬耐火材料；

(4)固体料带入的泥沙。

排渣目的

(1)去除钢中的有害元素P、S；

(2)炼钢熔渣覆盖在钢液表面，保护钢液不过度氧化、不吸收有害气体、保温、减少有益元素烧损；

(3)吸收上浮的夹杂物及反应产物；

(4)保证碳氧反应顺利进行；

(5)可以减少炉衬蚀损。

基于上文所述钢渣所拥有的物化性质及其形成与来源，国内外有很多对钢渣综合利用或处理的方法。

处理方法

20世纪初期即开始研究钢渣的利用，但由于它的成分波动较大，迟迟未能实际应用。70年代初，美国首先把每年排放的1700万吨钢渣全部利用起来。目前，德意志联邦共和国，钢渣绝大部分已得到利

左右。

世界许多国家处理钢渣的通行方法是热泼法，即将液体钢渣泼入专门的处理场,渣层厚度在30厘米以下,喷淋适量的水促其冷却，然后进行破碎、筛分、磁选，以回收其中金属，渣块则进行综合利用。美国伯利恒钢铁公司和中国一些钢厂都采用水力冲渣法使电炉渣、平炉前期渣实现粒化。冲水水压为2.5～8千克力/厘米2,渣和水之比为1比10以上。此法工艺简单,得到的钢渣粒度大多在1厘米以下,便于利用。但用水量大，须解决水的处理和循环利用问题。1974年以来，日本的新日本钢铁公司采用浅盘(ISC盘)水淬法(见图)处理转炉渣。处理方法是将液体钢渣泼入浅盘，渣层厚度约10厘米，喷水使渣冷却到500℃左右,固化后将渣倾倒在运渣车上,再度喷水使渣冷却到200℃左右，然后倒入泡渣池，冷却至常温。经过处理的渣，颗粒大多在10厘米以下。此法节省处理场地，操作较水力冲渣法安全，周转快，节省投资和设备，对环境的污染程度较轻。

利用途径

钢渣的利用途径大致可分为内循环和外循环，内循环指钢渣在钢铁企业内部利用，作为烧结料的原料和炼钢的返回料。钢渣的外循环主要是指用于建筑建材行业。

1 钢渣的内循环利用

钢渣返烧结主要是利用钢渣中的残钢、氧化铁、氧化镁、氧化钙、氧化锰等有益成分，而且可以作为烧结矿的增强剂，因为它本身是熟料，且含有一定数量的铁酸钙，对烧结矿的强度有一定的改善作用，另外转炉渣中的钙、镁均以固溶体形式存在，代替溶剂后，可降低溶

剂(石灰石、白云石、菱镁石)消耗，使烧结过程碳酸盐分解热减少，降低烧结固体燃料消耗。

钢渣在钢铁企业内部循环历来受到重视和普遍采用，配加转炉渣的烧结矿可改善高炉的流动性，增加铁的还原产量。但是配矿工艺对返烧结有影响，过度使用会造成Ｐ等有害元素的富集；配加转炉渣的烧结矿品位、碱度有所降低。研究表明，当高炉炉料使用100%自熔性球团矿时，5%转炉渣作为溶剂加入会引起高炉运行不畅，原因是明显影响球团矿的软熔特性，增大软熔温度间隔，使炉渣粘性有增大趋势。另外钢渣的成分波动较大，烧结配矿时要求钢渣各种氧化物成分波动≤±2%，粒度要求一般小于3ｍｍ，钢渣在成分上很难满足要求，对钢渣破碎和筛分的要求也高。

由于这些不利因素存在，尤其是各大钢铁公司普遍采用富矿冶炼，推行精料入炉方针，同时要求炼钢和炼钢工序的能耗和材料消耗指标不断降低，致使返回烧结利用的钢渣量越来越低。目前马钢混匀烧结矿中只加入1%左右，而且是间断式配加。

2 钢渣的外循环利用

钢渣的外循环主要是建筑建材行业，钢渣在此行业中利用受制约的主要因素是钢渣的体积不稳定性。

钢渣的用途因成分而异。美国每年以排渣量的2/3作为炼铁熔剂,直接加入高炉或加入烧结矿，在钢铁厂内部循环使用。钢渣的成分中，除硅无用和磷有害外，钙、铁、镁和锰（共占钢渣总量的80%）都得到利用。但硫、磷含量较高的钢渣作为熔剂，会使高炉炼铁的利用系

数降低，焦比增加。法国、德意志联邦共和国、加拿大等国都把这类钢渣用作铁路道碴和道路材料。做法是先将加工后的钢渣存放3～6个月，待体积稳定以后使用。这类钢渣广泛用于道路路基的垫层、结构层，尤宜用作沥青拌合料的骨料铺筑路面层。钢渣筑路，具有强度高，耐磨性和防滑性好,耐久性好,维护费用低等优点。西欧各国用高磷钢渣作肥料有悠久的历史。钢渣中的钙、硅、锰以及微量元素均有肥效，可作为渣肥施于酸性土壤。各类钢渣均可作为填坑、填海造地材料。中国目前生产少量钢渣水泥，多用转炉钢渣掺50%左右高炉粒化渣，10%左右石膏，磨制无熟料钢渣水泥，或以15%左右水泥熟料代替钢渣磨制少熟料水泥。中国有些地方利用电炉钢渣生产白钢渣水泥。日本、德意志联邦共和国利用钢渣作为水泥生料，焙烧铁酸盐水泥，可节约能源。此外，钢渣还可制造砖、瓦、碳化建筑材料等。

下面具体介绍钢渣处理的各个方向及其处理技术。

（1）生产水泥

钢渣中含有与硅酸盐水泥熟料相似的硅酸二钙和硅酸三钙。高碱度转炉钢渣中两者含量在50％以上，中、低碱度的钢渣中主要为硅酸二钙。钢渣的生成温度在1 560℃以上。而硅酸盐水泥熟料的烧成温度在1 400℃左右。钢渣的生成温度高。结晶致密，晶粒较大。水化速度缓慢。因此可以将钢渣称为过烧硅酸盐水泥熟料。以钢渣为主要成分。加入一定量的其他掺合料和适量石膏，经磨细而制成的水硬性胶凝材料．称为钢渣水泥。生产钢渣水泥的掺合料可用矿渣、沸石、粉煤灰等。为了提高水泥的强度，有时还可加入重量不超过20％的

硅酸盐水泥熟料。高碱度钢渣含有大量C3S，GS等活性物质，有很好的水硬性，把它与一定量的高炉水渣、烧石膏、煅水泥熟料及少量激发剂配合球磨，可生产钢渣矿渣水泥。钢渣可作混凝土掺合料，将足够的钢渣分散到水泥基料中，可起到改善混凝土导电性的作用。普通水泥基复合材料在干燥条件下是1种高电阻率的非导电材料，而钢渣中含有较多的铁氧化物以及未氧化的Fe，因此，是1种导电性能良好的材料。导电混凝土的导电性和潜在的机敏眭，使其具有非常广泛的用途。

（2）钢渣用于路基垫层

钢渣在路基上能否得到广泛使用, 决定于钢渣是否符合道路工程的各项使用要求, 钢渣在路基垫层中应用, 其粒度应控制在60mm 以下, 自然堆放或稍加喷淋3 个月以上其粒度基本符合要求 , 钢渣中游离CaO随着钢渣龄期的增长而明显减少, 3 个月后基本稳定在< 5. 5%的水平, 其粉化率亦不断下降, 稳定性提高。影响钢渣作路基垫层使用的另一个要求是钢渣的力学强度。

（3）回收废钢

钢渣中一般含有10％左右的金属Fe。通过破碎磁选筛分工艺可以回收其中的金属Fe。一般钢渣破碎的粒度越细，回收的金属Fe越多，将钢渣破碎到100～300mm，可从中回收6．4％的金属Fe，破碎到80～lOOmm，可回收7．6％的金属Fe，破碎到25—75ram，回收的金属Fe量达15％。国内外从很早就开始从钢渣中回收废钢铁。（4）作烧结熔剂

烧结矿中配加钢渣代替熔剂，不仅回收利用了钢渣中的残钢、氧化铁、氧化钙、氧化镁、氧化锰等有益成分，而且可以提高了烧结矿的产量。烧结矿中适量配入钢渣后，能使结块率提高，粉化率降低，成品率增加。再加上水淬钢渣疏松、粒度均匀、料层透气性好'也有利于烧结造球及提高烧结速度。此外，由于钢渣中Fe和FeO的氧化放热，节省了烧结矿中钙、镁碳酸盐分解所需要的热量，使烧结矿燃料消耗降低。高炉使用配入钢渣的烧结矿，由于强度高，粒度组成有所改善，尽管铁品位略有降低，炼铁渣量略有增加，但高炉操作顺行，焦比有所降低。

（5）作高炉溶剂

早在二十世纪四十年代，国外就开始用钢渣作高炉溶剂。钢渣做高炉熔剂的主要优点有：回收利用了渣中大量的金属铁。利用1t 钢渣，可大量节省烧结矿用量和石灰石用量。可提高高炉的脱硫能力。钢渣使高炉的流动性和稳定性变好，提高料柱的透气性。即使炉料顺行又提高了炉渣的脱硫能力。高炉配用钢渣量，主要取决于钢渣中有害成分磷的含量，以及高炉需要加入的石灰石用量。经济效益提高。（6）生产钢渣微粉

钢渣微粉是钢渣经过加工、筛选、干燥后磨细并掺加适量的外加剂加工混合而成的产品。目前配制高标号混凝土主要采用降低水胶比、添加高效减水剂和超细粉体的方法与普通混凝士相比水泥用量偏多对混凝土的耐久性有不利影响。中高碱度的钢渣因含有胶凝性矿物，不仅可直接磨粉生产钢渣水泥，而且也可作为活性混合材在水泥

生产中作为添加剂应用。研究表明，在混凝土拌和过程中掺加适量的钢渣微细粉取代部分水泥，可以提高其结构的致密度和力学强度，我国宝冶钢渣公司己在道路、场坪、制品等多方面广泛应用，经过多年实践验证，钢渣微粉性能稳定可靠。而且掺钢渣微粉可使混凝土抗冻性能大幅提高，当钢渣微粉掺量为l0％(质量分数)时，其抗折强度比普通基准混凝士提高约30％，脆度系数降低30％，耐磨性能提高13％以上。

（7）农业方面的应用

钢渣中含有P，Si，Ca，Mg等有利用价值的元素，可以起到不同程度的肥效作用，因此可以用作生产钢渣磷肥、钢渣硅肥、酸性土壤改良剂以及钙镁磷肥等。钢渣磷肥是由含磷生铁用托马斯法炼钢时所生成的碱性炉渣经轧碎、磨细而得，主要有效成分是磷酸四钙和硅酸钙的固溶体，并含有镁、铁、锰等元素，适用于酸性土壤，可作基肥。钢渣硅肥中含有较多的可被植物吸收的活性硅，施用具有极好的效果，主要用于水稻、小麦、玉米等喜硅作物，尤以水稻对硅最敏感。钢渣中含有较高的CaO和MgO，因而具有很好的改良酸性土壤和补充钙镁营养元素的作用。钢渣中除含有硅、磷等有效成分可直接用作农肥外，还可利用其中高含量的氧化钙和氧化镁，将其作为助剂与矿石一起制备成钙镁磷肥，对农作物的增产具有明显的效果。

（8）钢渣用作土壤改良剂

我国钢渣在农业改良土壤方面的应用始于20世纪50年代末60年代初。钢渣中钙、镁元素含量较高，呈碱性，可用来改良酸性土壤。

传统上多采用石灰来调节酸性土壤的pH值和改善土壤结构，但长期施用石灰也存在一定的副作用，它会引起镁、钾、钙等元素的失衡，从而降低镁的活度和植物有效性。而采用钢渣作为酸性土壤改良剂．钢渣中含的CaO能在很长时期内缓慢中和土壤，且由于钢渣本身含有可溶性的镁和磷，可以取得比石灰改良酸性土壤更好的效果。

钢渣的综合利用符合国家国民经济可持续发展的需要, 虽然近几年来已在钢渣资源化技术的开发及应用上取得了一定的成绩, 但最明显的缺陷是钢渣的利用率与发达国家相比还相差甚远, 特别是新领域的开拓和新技术的开发还有很大的距离,因此我国在此方面的研究仍任重而道远。传统的钢渣综合利用途径虽然技术成熟，但许多仍存在着资源并未充分利用或造成较大污染等问题。所以研究新的利用途径和方法意义重大。

钢渣利用的新途径

（1）钢渣热态成型为陶瓷产品新技术

国外已经在研究用水淬渣制造高附加值陶瓷产品。例如: 美国的Agarwal G 等人利用钢铁炉渣制造富CaO 的微晶玻璃, 具有比普通玻璃高2 倍的耐磨性及较好的耐化学腐蚀性。西欧的Goktas AA 用废钢铁炉渣制造出透明玻璃和彩色玻璃陶瓷, 拟用作墙面装饰块及地面瓷砖。从以上文献可以看出, 利用钢铁炉渣来制造结构性能稳定的陶瓷建筑制件是完全可行的。但是现有研究大部分是将水淬后的钢渣加入添加料后重熔, 需消耗大量的能量。早在1979 年美国Harada G 等人利用熔融钢渣与铝业红泥作用来改善钢渣的结构稳定

性, 使钢渣能满足作为路基或碎石的替代品。他们认为熔融钢渣与红泥在高温下能发生热化学反应, 产生不膨胀、不破碎的成分, 从而使冷却后的钢渣结构稳定。如果在出炉的高温熔融钢渣中加入一定的调节料, 混合均匀后浇注到铸型中, 直接得到任意形状的建筑制件。这样既消除了钢渣水淬工艺带来的污水等环境污染问题, 又节省了大量的热能, 而且简化了钢渣资源化的流程, 由熔融钢渣直接获得高附加值的陶瓷产品。该钢渣热态资源化利用新技术投资小, 非常适合我国的中小规模钢铁企业。

（2）高炉渣和钢渣可建设人工藻场

一是高炉渣和钢渣碳酸固化体及附生其上的大型海藻均可吸收氮、磷等营养盐，起到净化水质、减轻海水富营养化的作用，预防赤潮爆发。二是高炉渣和钢渣碳酸固化体不仅能向海水提供铁、硅等营养元素，而且能使海水中营养元素的浓度比更接近于海洋中浮游植物生长的最适比例，促进浮游植物生长繁殖，提高海洋初级生产力。三是高炉渣比天然海砂更适合多种底栖生物繁衍生息，通过促进底栖生物固定营养盐、分解有机物，使海底底质得到净化。四是钢渣对铜、铬、镍、铅等重金属离子具有良好的去除能力，可起到净化海水的作用。五是生长迅速的大型海藻具有极高的初级生产力，为初级消费者提供了丰富的食物，同时也吸引了大量以藻食动物为食的捕食者。藻场还为海洋生物提供了附着基质、繁殖场所和逃避敌害的场所。为了实现高炉渣和钢渣资源的最优化利用和海洋生态环境的有效改善，应加强对高炉渣和钢渣用作覆砂材料、人工藻礁材料的基础和应用技术研究，积

极推广利用高炉渣和钢渣在近海海域构建人工藻场。

结语

钢渣是“放错了地方的资源”。钢渣的综合利用无论对于钢铁厂本身，还是对国家、对社会都具有十分重要的意义。尽管钢渣的应用较广泛，钢渣资源化技术的开发及应用取得了一定的成绩，但，一些影响因素使得钢渣不能稳定可靠地应用。因此，还应进一步加强对钢渣物性的深入了解，加强钢渣在废水处理方面的吸附原理的研究，开发高性能钢渣水泥，解决其膨胀性，大力推广钢渣处理和综合利用的新成果，提高钢渣的利用率和附加值，对减轻环境污染具有重要的意义。而对于身为冶金专业的我们来说，我们理所当然应该以此为己任。好好学习专业知识，刻苦钻研。努力提高自身知识的同时，时刻关注钢铁行业的发展趋势，努力为解决冶金行业的生产缺陷。提升行业的发展潜力。

参考文献

1 冷光荣，朱美善．钢渣处理方法探讨与展望[J]．江西冶金，2005，25(4)：44—47．

2 杨智觅．钢铁冶金渣在农业上的应用[J]．再生资源研究，1 999(2)：29—30．

3 树振．钢渣在炼钢领域中的应用[J]．炼钢，1998(6)：54—59．

4 杨华明，张广业．钢渣资源化的现状与前景[J]矿产综合利用。1 999(3)：35—37．

5 乌传和. 钢渣的回收利用[J] . 金属矿山, 1998( 1) : 40

6 周念邦、谢恩．冶金固体废物直接返回烧结[J] . 粉煤灰综合利用, 1997( 3) : 70

7 宋坚民．几种钢渣处理技术. 上海金属, 1999, 5: 14~ 17

8 肖琪仲. 钢渣的膨胀破坏与抑制[ J ] . 硅酸盐学报, 1996, 24( 6) : 635～640.

9 潘步云. 钢渣地基的研究与应用[ J] . 工业建筑, 1994, ( 10) : 31～34.

10 薛明. 钢渣用于道路工程的研究[ J ] . 华东公路, 1997, ( 3) : 73～76.

11 张波, 陈晓平, 程小俊. 钢渣作为路用材料的应用研究[ J] .

建筑技术开发, 2004, 31( 3) : 38～40.

12 殷瑞钰．绿色制造与钢铁工业[J]．钢铁，2000(6)：61-65．

13 叶平，陈广言，刘玉兰。等．钢渣处理工艺及综合利用途径选择，

分析与实践[A]．全国冶金环保与资源综合利用技术交流会论文集[C]．冶金信息情报网、四川省金属学会、华西冶金，2007．384．14 型武．钢渣特性及其综合利用技术[J]。有色冶金设计与研究，2007，28(5)：3l一34．

15 费轼，周明觌，魏茂．德国冶金潦及其综合利用情况[J]．硅酸

盐通报，2006，25(6)：165—170．

16 杨迪芳，胡斌。浅谈钢渣的综合利用[J]．能源研究与利用，2004(6)：56—57。

17 陈隆隆，潘振玉．复混肥料和功能性肥料技术与装备[M]．北京：

化学工业出版社，2008：505—510．

18 王琳，孙本良，李成威．钢渣处理与综合利用[J]．冶金能源，2007，26(4)：54—57．

19 彭锋，邹真勤．钢铁渣处理和综合利用技术浅析[J]．循环经济，2007(10)：13—17．

20 李鸿江.冶金过程固体废物处理与资源化[M].北京：冶金工业出版社，2007.

21 章耿.宝钢钢渣综合利用现状[J].宝钢技术，2006，(1):20-2

22 Agarwal G, Speyer RF. Devitrifying Cupola slag for Use in

Abrasive Products. JOM, 1992, 44( 3) : 32~ 37

23 Goktas AA. Manufacture and Properties of Slag-based

Transparent glass and Light Coloured Glass-ceramic. Second International Ceramics Congress, 1994: 405~ 413

24 Book J J. Recovery and Applicatio n of Metallurgical Slag .

Enviromental ScienceTechnology. 1994( 5) : 476

25 Juergen P. Pre-treatment of Solid Slag. J Enviromental Chenistry, 1996( 8) : 114

26 ISHIKAWA Minoru. Reduction Behaviors of Hot Metal

Dephosphorization Slag in a Slag Regenerator [J].ISIJ International, 2006,46 ( 4 )

钢渣综合利用的方法

钢渣的综合利用 钢渣是在转炉、电炉或精炼炉熔炼过程中产生的由炉料杂质、造渣材料等熔化形成的以氧化物为主、有时还含有少量氟化物、硫化物及渣钢渣粒的冶炼废物，发生量约占钢铁企业固废总量的25%。近年来，我国钢铁业发展迅猛，粗钢产量年均增长22.4%，2010年1～9月已达4.75亿t计，由此产生近1亿t的钢渣。钢渣中富含Ca、Si、Fe、Mg、A1等有价元素，蕴含大量热能，是一种宝贵的次生资源，而有效处理和利用钢渣，不仅有利于节能降耗和温室气体减排，还是钢铁企业实现可持续发展和循环经济的必由之路。 1钢渣的种类与来源 冶金企业生产工艺的各异导致渣的种类也不尽相同，特别是化学成分和物理性能存在巨大差异。鞍钢长流程生产工艺所产生的渣，大体上分为脱硫渣、转炉炼钢渣、连铸渣和精炼渣等：①脱硫渣。转炉炼钢前进行铁水预处理，在脱硫站脱硫扒渣，炉渣碱度较高。一般，因脱硫渣的硫过高而须脱硫处理，否则，其冶金用途不大。②转炉钢渣。鞍钢日产5000t左右的转炉钢渣，占钢厂渣总量的60%以上，是一种利用范围较广和使用价值最高的钢渣。③连铸渣。鞍钢采用全流程的连铸生产工艺，连铸过程中的保护渣成分在使用前后变化不大，理论上可循环使用。但现实中因连铸保护渣随二冷水流走并与其它杂质混杂，且含较多难以回收的氟，故大部分堆放在渣场，目前利用率偏低，其应用问题还有待于进一步研究。④精炼渣。鞍钢采用炉外精炼等措施冶炼高纯净度的钢水，精炼过程产生大量副渣，其除含高碱度的碱性氧化物外，还有非常高的三氧化二铝和非常低的金属铁量，适合制造水泥和耐火材料。同时，国外已开展对精炼渣深人利用的研究，如日本己对LF炉的顶渣利用课题立项，开展了热渣循环利用的研究。 2钢渣的基本物性 2.1钢渣的物理性质 钢渣呈黑色，外观像结块的水泥熟料，其中夹带部分铁粒，硬度大，密度为

钢渣处理技术及综合利用途径

钢渣处理技术及综合利用途径 摘要：国内外对钢渣的利用都作了不少研究，但钢渣利用率不高的原因是其成分很复杂，但随着矿源能源的紧张，对钢渣进行处理和综合利用一直是值得关注和探索的课题，文章就目前较为成熟的方法进行了介绍。 关键词：钢渣处理；技术；综合利用 钢渣是炼钢过程中排出的废渣。钢渣主要来源于铁水与废钢中所含元素氧化后形成的氧化物，加入的造渣剂，金属炉料带入的杂质以及脱硫产物和被侵蚀的炉衬材料等。目前我国钢渣年产量1亿多t，累计堆放尚未利用的钢渣达3亿t，对其进行处理和综合利用，具有很大的经济效益、社会效益和环境效益。 1 钢渣的处理工艺 1.1 冷弃法 钢渣倒入渣罐缓冷后直接运到渣场抛弃，这种处理技术不仅占地大，易形成渣山，而且不利于钢渣加工和合理利用，所以不建议采用此种工艺。 1.2 热泼法 随着炼钢炉容量加大，氧气在炼钢炉中的应用，快速炼钢要求快速排渣，从而发展了热泼法技术。热泼法是把炼钢渣倒进渣罐后，用吊车将渣罐吊起并将里面的熔渣分层倒在渣床上，经空气冷却降温至350～400 ℃时再喷淋适量的水，使高温炉渣急冷碎裂并加速冷却。 1.3 水淬法 由于钢渣比高炉渣碱度高、黏度大，其水淬难度也大。该法原理是；液态高温钢渣在流出和下降过程中，被压力水击碎、分割，同时高温熔渣遇水急冷收缩产生应力集中而破裂，使熔渣在水幕中进行粒化。 1.4 盘泼水冷法 该法是用吊车把渣罐内熔渣泼在高架泼渣盘内，喷淋适量的水使钢渣急冷碎裂，渣层一般厚3～12 cm。然后再用吊车把渣盘翻倒，对碎渣进行池边喷水降温，最后把渣倒入水池内进一步降温冷却，使渣粉碎到粒度为0.5～10 cm，用抓斗抓出装车，送到钢渣车间再处理。 1.5 粒化法 该法和水淬法有相似之处，原理是把液态钢渣均匀流入粒化器，在粒化器中被高速旋转的粒化轮破碎并沿切线方向抛出，同时受高压水流冷却后落入水箱，

钢渣的回收再利用分析

钢渣的回收再利用 钢铁工业是国民经济的基础产业，在国家经济快速发展的形势下，钢铁工业也呈现出跳跃式发展的态势，钢产量近几年不断提高，钢渣作为炼钢工艺流程的衍生物随着钢产量的提高年产量不断递增。据最新资料统计，2013年我国钢渣的产生量为7.82亿ｔ，钢渣利用率仅为10%左右，该数据显示钢渣利用率很低，距离钢铁企业固体废弃物“零”排放的目标尚远。因此，导致大量钢渣弃置堆积。堆积钢渣形成渣山，既污染环境又占用大量的土地。为了适应钢铁工业发展的需要，必须消除渣害。 钢渣、矿渣和粉煤灰被统称为三大工业废渣。但钢渣的利用率远低于矿渣和粉煤灰。通常钢渣用来做填料,或者用来烧制水泥,总体而言利用率不高。 钢渣中含有一定数量的水泥熟料的主要矿物C2S、C3S 等，具备可用作水泥混合材和混凝土掺合料的条件。 积极开发和应用先进有效的处理技术和资源化利用新技术，提高其利用率和附加值，是钢铁企业发展循环经济，实现可持续发展的重要课题之一。 1.处理工艺技术设计与流程 钢渣分选工艺，按破碎原理可分为机械破碎-磁选-和自磨-磁选两种。①机械破碎-磁选工艺钢渣机械破碎-磁选工艺流程，它是回收渣钢最基本的工艺流程。工艺中所用的破碎机包括颗式破碎机、圆锥式破碎机、反击式破碎机和双辊破碎机等。磁选机包括吊挂式磁选机和电磁铁式磁选机。筛子包括格筛、单层振动筛和双层振动筛等。钢渣分选时，用皮带运输机和提升机，按不同要求把这凡种设备连接起来，组成二破三选-两筛、一破两级复合磁选、两破-三选一筛等工艺流程。 ②钢渣自磨分选工艺钢渣自磨分选工艺是利用钢渣在旋转的自磨机内互相碰撞而破碎。钢渣先经筛分、磁选、筛分，再进入自磨机自磨。粒度小于自磨机周边出料孔径的钢渣自行漏出。

目前钢渣的综合利用(图片)

我国钢铁渣资源化利用现状 1前言 节约资源是我国的基本国策。开展资源综合利用是实施节约资源和转变经济增长方式的具体体现，是发展循环经济、建设资源节约型和环境友好型社会的一项紧迫任务。 钢铁工业是资源、能源消耗最多的行业，在冶炼过程势必产生大量的钢铁渣。每炼一吨铁约产生0.34吨高炉渣，每炼一吨钢约产生0.12吨的钢渣。随着钢铁工业的快速发展，钢铁渣的数量随之增加，钢铁渣的“零排放”成为钢铁工业走循环经济道路，实现可持续发展的重要问题。 “十一五”以来，我国大中型钢铁企业，普遍重视钢铁渣的科学处理和资源化利用。如鞍钢鲅鱼圈新炼钢、首钢京唐钢铁公司（曹妃甸）、新余中冶环保资源开发有限公司、九江中冶环保资源开发有限公司等企业都以先进技术作为支撑，建设钢铁渣“零排放”的示范工程，改善了企业的环境，创造了相应的经济效益，使钢铁渣的处理和利用工作纳入循环经济的轨道。 然而，我国钢铁渣的综合利用率还不高，与国家要求2010年利用率达到86%以上还有一定的差距。部分企业仍采用简单的处理造成钢渣不能全部利用，转移至农村，粗选废钢后堆弃、占用土地、污染环境、浪费资源，使企业可持续发展面临严峻的挑战。 因此，按照科学发展观和走新型工业化道路的要求，加快钢铁渣“零排放”是钢铁行业的责任和紧迫的任务。 2我国钢铁渣资源化利用现状 2009年国家实施了《循环经济促进法》，将资源化综合利用作为一项重大的技术经济政策推进，并以法律形式确定。近几年在国家有关法规和优惠政策支持下，在各企业领导的重视下，钢铁渣的处理工作不断创新，资源化利用途径更加明确，利用规模不断扩大，技术水平逐步提高，一批具有自主知识产权的技术和装备大力推广应用，取得了较好的经济效益、社会效益和环境效益。 2.1取得的成绩 2.1.1高炉渣高价值资源化利用规模不断扩大 2008年我国高炉渣的产生量约为1.6亿吨，综合利用率约为80%。用于生产粒化高炉矿渣粉和水泥混合材的数量约为76.7%。 在二十世纪九十年代中冶建筑研究总院有限公司协同有关单位即进行粒化高炉矿渣粉的研究、生产和推广应用。中冶建筑研究总院有限公司在院属试验厂生产了2万吨粒化矿渣粉用于北京第三航站楼和地铁复八线工程建设，取得了良好的技术经济效果，获得了业内认可，为起草《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》国家标准及在国内推广起技术支撑作用。经调研及论证1999年提出采用立式辊磨生产矿渣粉。2000年我国粒化高炉矿渣粉的年产量只有120万吨。2008年我国粒化高炉矿渣粉生产线约有100多条，年产量约为6000万吨。

#炉渣利用技术 炉渣利用工艺

炉渣利用技术炉渣利用工艺 1 用于流化床锅炉的链带式排渣控制冷却器 2 高炉水碎炉渣或其粒度调整物的防凝结剂及防凝结方法 3 高炉铁水渣铁分离装置 4 烟道灰、炉渣活化剂 5 高效利用工业炉熔渣显热的新一步法矿棉技术 6 一种电炉炼钢吹氧喷粉氧燃助熔及造泡沫渣工艺 7 钢包炉用脱氧造渣剂 8 用气、水反冲高炉水渣滤层的方法 9 旋风炉炉渣生产岩棉热衔接工艺及所采用的补热炉 10 用于液体炉渣脱铬和/或脱镍的方法 11 一种电渣炉控制系统 12 用锅炉废渣灰制水硬性凝固剂方法 13 粉煤灰炉渣砼小型空心砌块 14 炼钢电弧炉泡沫渣控制方法 15 危险废弃物及医疗垃圾处理用的溶渣焚烧炉及工艺方法 16 用于氧化处理炼钢厂炉渣的方法及所得到的LD渣 17 一种控制转炉炉底上涨溅渣的方法 18 一种用镍熔炼炉渣和钢渣的混合渣炼铁的方法 19 型煤炉正块缓漏卸双向分离排渣器 20 转炉出钢用挡渣锥 21 一种冶金炉风口、渣口表面强化的方法 22 用含钛高炉渣制备光催化材料的方法 23 一种以炉渣为基料的合成材料及其生产工艺 24 轻质隔声炉渣混凝土建筑板材 25 炉渣冷却机 26 利用沸腾炉渣制造泡沫型隔热防水保温材料 27 利用电厂炉渣生产水泥的方法 28 粒化高炉矿渣水泥砂浆 29 防御液态排渣炉析铁熔蚀的金属陶瓷涂层 30 转炉溅渣护炉方法 31 造气炉渣运用煅烧石灰的方法 32 一种石灰质碳化煤球(棒)造气炉渣的新用途 33 直流电弧电渣加热钢包炉及其控制方法 34 一种利用石灰质碳化煤球造气炉渣生产的路面砖及其方法 35 用于沸腾炉的层燃式灰渣燃烬冷却床 36 用浓盐酸高温高压处理锅炉灰渣浸取其中三氧化二铝的综合利用方法 37 稀土精矿渣电弧炉冶炼稀土中间合金 38 稀土精矿球团(或块)矿热炉制备稀土精矿渣和含铌磷铁 39 低温干馏、炉渣再燃、刮板传动式锅炉 40 用喷粉方法处理熔渣生产高价值炉渣制品 41 促进粒状炉渣脱水用的混合剂和使用方法

钢渣的性质和二次利用

钢渣的性质：钢渣是一种由多种矿物组成的固熔体，其性质与其化学成分有密切的关系。 (1)密度由于钢渣含铁较高，因此比高炉渣密度高，一般在3.1-3.6g/cm3 (2)容重钢渣容重不仅受其密度影响，还与粒度由关。通过80目标准筛的渣粉，平炉渣为2.17一2.20g/cm3，电炉渣为1.62g/cm3左右，转炉渣为1. 74g/cm3左右。 (3)易磨性由于钢渣致密，因此较耐磨。易磨指数:标准砂为1，高炉渣为0.96，而钢渣仅为0.7,钢渣比高炉渣要耐磨。 (4)活性C3S、C2S等为活性矿物，具有水硬胶凝性。当钢渣中成分比值(碱度)大于1.8时，便含有60%一80%的C3S和C2S，并且碱度值的提高，C3S含量也增加，当碱度达到2.5以上时，钢渣的主要矿物为C3S.用碱度高于2.5的钢渣加10%的石青研磨制成的水泥，强度可达325号。因此，C3S和C2S含量高的高碱度钢渣，可作水泥生产原料和制造建材制品。 (5)稳定性钢渣含游离氧化钙等，这些组分在一定条件下都具有不稳定性。钢渣的不稳定性，使在处理和应用钢渣时必须注意以下几点:①用作生产水泥的钢渣场S含量要高，因此在处理时最好不采用缓冷技术;②含f-CaO高的钢渣不宜用作水泥和建筑制品生产及工程回填材料;③利用f-Cad消解膨胀的特点，可对含f-CaO高的钢渣采用余热自解的处理技术。 (6）抗压性钢渣抗压性能好，压碎值为20.4%一30.8%

钢渣的主要利用：钢渣的利用是最近十几年冶金渣综合利用的重点研究项目，也是十五期间冶金行业重点开发的课题,各钢铁企业都在不断地寻找适合于自己的钢渣处理线，国内钢渣的处理能力逐年增加，目前，钢渣的利用主要有6种途径：（1）回收金属：采湿法棒磨机将钢渣磨成细度为-200目87 84％的矿浆，然后再采用磁选方法回收金属回炉[1]。 （2）作为炉料：冶炼钢铁时，造渣都需加石灰或石灰石，所以钢渣（除电炉氧化渣）的氧化钙成分较高，从国内外开发利用钢渣代替石灰石的经验可知，钢渣作为冶金炉料非常值得推广[2]； （3）作为道路材料：风淬钢渣的物理性能、混凝土拌和物性能及力学性能可以替代混凝土中细骨料——黄砂来生产普通道路混凝土[3]。钢渣作筑路材料是国外最大宗利用途径，不仅用于基层，而且用于面层，充分利用钢渣质硬耐磨性好的特点； （4）钢渣中具有大量有益于植物生长的元素,而大部分钢渣中的有害物含量低于农业标准的，因而适于生产农业肥料。钢渣经过处理后可以作钢渣磷肥，硅肥和硅钾肥，或作酸性土壤改良剂[4] （5）钢渣作建筑材料：钢渣的化学成分及矿相组成，属硅酸盐、铝酸盐、铁铝酸盐组成,采用钢渣代替铁粉配料可以烧制合格的硅酸盐水泥熟料[5]。经陈化性能稳定后可作骨料，磨细后可作胶凝材料。 (6)作回填工程和筑路材料，钢渣具有活性，能板结成大块，所以很适合作沼泽地的筑路材料[6]，另外，由于钢渣表面不光滑性，耐磨性和稳定性，并且和沥青结合牢固，所以被大量用在铁路、公路和工程回填方面。

转炉钢渣处理的工艺方法

转炉钢渣处理的工艺方法 冶金13-A1 高善超120133201133 摘要：介绍了钢渣的组成成分，简述了目前国内钢渣的主要处理工艺，对其中最为主流的热泼法、滚筒法、热闷法等钢渣处理工艺的工作原理及其优缺点进行简要评述。转炉渣中的f-CaO是影响转炉渣安定性的主要因素，钢渣中的f-CaO遇水会进行如下化学反应：f-CaO+H2O→Ca（OH）2，会使转炉渣体积膨胀98%左右，导致道路、建材制品或建筑物的开裂而破坏。如果能够降低转炉渣中f-CaO的含量，那么对钢渣的利用具有很大的指导意义。 游离氧化钙与二氧化碳酸化反应生成CaCO3，以消解游离氧化钙，使钢渣中氧化钙降低至3%以下，达到国家规定，从而可以在各个工程中得到良好的应用。 高炉渣中含SiO2一般是32%~42%，可见高炉渣可以视为一种含SiO2物料，具有潜在消解转炉钢渣中f-CaO的能力，如果实现高炉渣与转炉渣熔融态下同步处理，这无疑拓宽了冶金渣资源化处理的有效途径。本文对以上两种钢渣中游离氧化钙的处理方法进行了论述。 关键词：高炉渣；转炉钢渣；游离氧化钙；二氧化碳；石英砂；高温反应；消解率 0引言 钢渣是生产钢铁的过程中，由于造渣材料、冶炼材料、冶炼过程中掉落的炉体材料、修补炉体的补炉料和各种金属杂质所混合成的高温固溶体，是炼钢过程中所产生的附属产品，需要再次加工方可应用【1】。 钢渣在欧美等发达国家可以广泛的利用，说明了钢渣具有非常好的应用前景，对钢渣的处理、利用、开发已经成为我们国家钢铁企业的重要发展方向。由于钢渣中存在游离氧化钙这种物质，其含量在钢渣中约占0~10%，游离氧化钙遇水后发生反应生成Ca（OH）2，这种反应会使钢渣体积发生膨胀，膨胀后钢渣的体积约会增长一倍，这种情况制约了钢渣的使用方向，使其很难在建材与道路工程中加以使用。由于我国正处于高速发展中，各项基础设施建设需要建设，其中高速公路的发展快速，如果可以将处理后的钢渣应用其中，代替其他岩土材料，可以降低建设成本，降低其他材料的消耗，有效的处理了堆积巨大的废弃钢渣，达到实际的经济效益【1-2】。因此对钢渣进行合理的处理并应用已经成为我国钢铁企业重要的发展方向之一。

钢渣的回收利用

钢渣的回收利用．

钢渣的回收利用—生产建筑材料论文题目：系别：化学工程系 专业： 姓名： 钢渣的回收利用—生产建筑材料

在国家经济快速发展的形势钢铁工业是国民经济的基础产业，摘要：下，钢铁工业也呈现出跳跃式发展的态势，钢产量近几年不断提高，钢渣作为炼钢工艺流程的衍生物随着钢产量的提高年产量不断递增。亿ｔ，钢渣利用7.822013年我国钢渣的产生量为据最新资料统计，

左右，该数据显示钢渣利用率很低，距离钢铁企业固体废率仅为10%弃物“零”排放的目标尚远。因此，导致大量钢渣弃置堆积。堆积钢为了适应钢铁工业发展渣形成渣山，既污染环境又占用大量的土地。的需要，必须消除渣害。但钢渣的利用率远钢渣、矿渣和粉煤灰被统称为三大工业废渣。 总体而,通常钢渣用来做填料低于矿渣和粉煤灰。,或者用来烧制水泥言利用率不高。等，具备C3S 钢渣中含有一定数量的水泥熟料的主要矿物C2S、可用作水泥混合材和混凝土掺合料的条件。积极开发和应用先进有效的处理技术和资源化利用新技术，提 实现可持续发展的高其利用率和附加值，是钢铁企业发展循环经济，重要课题之一。 Iron and steel industry is the basic industry of Abstract： national economy, the rapid development in the national ecshowialso industry is steel situation, the the under onomy ng a leaping development trend, steel production improve constantly in recent years, the steel slag as process of deriv

钢渣综合利用途径及处理工艺的选择

钢渣综合利用途径及处理工艺的选择钢铁工业是国民经济的基础产业，在国家经济快速发展的形势 下，钢铁工业也呈现出跳跃式发展的态势，钢产量近几年不断提高，钢渣作为炼钢工艺流程的衍生物随着钢产虽的提高年产虽不断递增。据最新资料统计，2004年我国钢渣的产生竝为3819万t ,钢渣利用率仅为10%片-右，该数据显示钢渣利用率很低，距离钢铁企业固体废弃物“零”排放的目标尚远。积极开发和应用先进冇效的处理技术和资源化利川新技术，提高英利川率和附加值，是钢铁企业发展循环经济，实现可持续发展的重要课题之一。 钢渣利用途径和制约钢渣利用率的因素 钢渣的利用途径大致可分为内循环和外循环，内循环指钢渣在钢铁企业内部利用，作为烧结矿的原料和炼钢的返冋料。钢渣的外循环主耍是指用于建筑建材行业。 1钢渣的内循环利用 钢渣返烧结主要是利用钢渣屮的残钢、氧化铁、氧化镁、氧化钙、氧化镭等有益成分，而且可以作为烧结矿的增强剂，因为它本身是熟料，且含有一定数量的铁酸钙，对烧结矿的强度有一定的改善作用，另外转炉渣中的钙、镁均以I古I溶体形式存在，代替溶剂后，可降低溶剂（石灰和、白云石、菱镁右）消耗，使烧结过程碳酸盐分解热减少，降低烧结固体燃料消耗。 钢渣在钢铁企业内部循环历來受到重视和普遍采用，配加转炉渣的烧结矿可改善高炉的流动性，增加铁的还原产暈。但是配矿工艺对返烧结

冇影响，过度使川会造成P等冇害元素的富集；配加转炉渣的烧结矿品位、碱度有所降低。研究表明，当高炉炉料使用100%口熔性球团矿时，5%转炉渣作为溶剂加入会引起高炉运行不畅，原因是明显影响球团矿的软熔特性，增大软熔温度间隔，使炉渣粘性有增大趋势。另外钢渣的成分波动较人，烧结配矿时要求钢渣各种氧化物成分波动W±2%,粒度耍求一般小于3mm,钢渣在成分上很难满足耍求，对钢渣破碎和筛分的要求也高。 由于这些不利因素存在，尤其是各大钢铁公司普遍采用富矿冶炼，推行精料入炉方针，同时要求炼钢和炼钢工序的能耗和材料消耗指标不断降低，致使返回烧结利用的钢渣量越来越低。丨丨前马钢混匀烧结矿屮只加入1%左右，而且是间断式配加。 2钢渣的外循环利用 钢渣的外循环丄耍是建筑建材行业，钢渣在此行业屮利用受制约的主要因素是钢渣的体积不稳定性，钢渣不同于高炉渣的地方是钢渣中存在f C a 0. f Mg 0,它们在高于水泥熟料烧成温度下形成, 结构致密，水化很慢，f C a 0遇水后水化形成C a (OH)2,体积膨胀98%, f Mg 0遇水后水化形成Mg (OH)2,体积膨胀148%, 容易在硬化的水泥浆体中发生膨胀，导致掺有钢渣的混凝土工程、道路、建材制品开裂，因此钢渣在利用之前必须采取有效的处理，使f CaO、f Mg O充分消解才能使用。钢渣在建筑建材行业有以下儿种利用途径。 ——做水泥生料 钢渣中CaO、M g O. FeO、F e2O3含量之和能达到70%,这些成分对水泥都是有用的，钢渣做水泥生料主要作用是做水泥的铁质校正剂，

钢渣的利用

钢渣的利用 钢渣二次利用最好的途径是用作高炉、转炉原料，在钢铁厂内循环使用。此外，钢渣还可用于道路工程、建材原料、钢渣肥料及填坑造地等。 1、钢渣用于冶金原料 1）钢渣用作烧结材料宝钢、济钢、鞍钢等公司的实践表明：烧结矿中配加钢渣代替熔剂，不仅可回收利用钢渣中残钢、FeO、CaO、MgO、MnO等有价成分，还可用作烧结矿的增强剂。烧结矿中适量配人钢渣后，可显著改善烧结矿的质量，使转鼓指数和结块率提高， 风化率降低，成品率增加。此外，由于钢渣中Fe和FeO的氧化放热，节省了烧结矿中钙、镁碳酸盐分解所需要的热量，使烧结矿燃料消耗降低。高炉使用配入钢渣的烧结矿，由于烧结矿强度高，粒度组成改善，尽管铁品位略有降低，渣量略有增加，但高炉操作顺行，对其产量提高、焦比降低很有利。烧结中配加钢渣应注意磷的富集问题。按照宝钢的统计数据，烧结矿中钢渣配人量增加10kg／t，烧结矿的磷含量将增加约0.0038％，而相应铁水中磷含量将增加0.0076％。比较可行的措施是控制烧结矿中钢渣的配入比例，另外可以在生产中有针对性地停配钢渣一个时期，待磷降下来后在恢复配料。 2）钢渣用作高炉熔剂 钢渣直接返回高炉作熔剂的主要优点是利用渣中CaO代替石灰石，节约了熔剂消耗，但由于目前高炉大都使用高碱度烧结矿，基本上不加石灰石，所以钢渣返回高炉的用量受到限制。但对于烧结能力不足的高炉，用钢渣作高炉熔剂的价值仍很大。此外，钢渣中较高的铁含量可代替部分铁矿石；钢渣中的MgO可置换部分白云石，增加炉渣的流动性和稳定性。钢渣中的MnO可回收进入铁水。 3）钢渣用作炼钢返回渣料 钢渣返回转炉冶炼能提高炉龄、促进化渣、缩短冶炼时间，又可降低副原料消耗，并减少转炉总的渣量。日本住友金属和歌山厂在160吨转炉采用返回转炉渣和白云石做造渣剂。钢渣粒度为15～50 mm。在吹炼开始3 min内全部加入，吨钢加入量20 kg到130 kg。为防止渣量过大而引起喷溅，采用低枪位操作。为了吹炼稳定，白云石分批加入。可以提前化渣。减少了石灰和萤石用量，转炉渣总量减少最高达60％。首钢电进行过转炉返回钢渣试验。吨钢加渣25～30 kg，块度小于50mm，钢渣通过炉顶料仓加入。结果表明，初渣成渣快，终渣化得透。试验中70％的炉次无须加萤石，石灰用量减少10％。返回渣配加白云石，终渣较粘，倒炉后可以形成渣壳于炉壁，提高了转炉炉龄。宝钢在国内率先开发了转炉脱磷脱碳的双联法工艺。即在转炉内进行铁水脱磷处理，出半钢后在进行脱碳处理，可以稳定地生产磷含量低于80 ppm的超低磷钢。在双联法工艺中，由于脱磷负荷主要由脱磷炉分担，因此脱碳炉的钢渣磷比较低，可以返回脱磷炉造渣，回收了资源，并降低了副原料单耗。 2、钢渣用于道路工程 钢渣用于筑路是钢渣综合利用的一个主要途径。欧美各国钢渣约有60％用于道路工程。钢渣碎石的硬度和颗粒形状都很符合道路材料的要求，与粉煤灰、高炉水渣、水泥、石灰等配料后，可用作道路的基层、垫层及面层。如宝钢在三期工程主干道纬十一路采用钢渣三渣在道路基层施工中进行试验。试验道路第一段采用水淬钢渣、粉煤灰和石灰三渣混合料，第二段采用粒铁回收后的规格渣、粉煤灰和石灰三渣混合料。对比路段采用天然碎石、粉煤灰和石灰三渣和高炉水渣、粉煤灰和石灰三渣。相比天然碎石三渣和高炉水渣三渣，钢渣三渣基层具有较高的承载力，铺筑沥青面层后，经一年行车考验，路面平整无裂纹，与其它路段无区别。此外，钢渣还可以用于沥青混凝土路面。钢渣在沥青混凝土中有很高的耐磨性、防滑性和稳定性，是公路建设中有价值的材料。国外曾在用沥青混凝土铺筑的试验路面上进行了路面抗防滑轮胎磨损试验，一种是用硬质天然碎石为骨料，另一种是用钢渣为骨料。结果表

钢渣处理工艺与国内外钢渣利用技术

第25卷第7期2013年7月 钢铁研究学报J o u r n a l o f I r o n a n d S t e e l R e s e a r c h V o l .25,N o .7J u l y 2013作者简介:张朝晖(1967—,男,博士,教授; E -m a i l :305201096@q q .c o m ;收稿日期:2013-03-18钢渣处理工艺与国内外钢渣利用技术 张朝晖,廖杰龙,巨建涛,党要均 (西安建筑科技大学冶金工程学院,陕西西安710055 摘要:介绍了钢渣的组成成分,简述了目前国内钢渣的主要处理工艺,对其中最为主流的热泼法、滚筒法、热闷法等钢渣处理工艺的工作原理及其优缺点进行简要评述。并在介绍钢渣特性的基础上,着重综述了钢渣在钢铁冶炼、 建材生产、环境工程、农业等方面的综合利用途径。从钢渣综合利用的现状出发,总结了制约钢渣应用的问题,提出针对具体问题所需提高的钢渣再利用技术与理念,展望了钢渣利用的发展趋势。关键词:钢渣;烧结材料;游离氧化钙;混凝土 文献标志码:A 文章编号:1001-0963(201307-0001- 04T r e a t m e n t P r o c e s s a n d U t i l i z a t i o n T e c h n o l o g y o f S t e e l S l a g i n C h i n a a n d A b r o a d Z HA N G Z h a o -h u i ,L I A O J i e -l o n g ,J U J i a n -t a o , D A N G Y a o -j u n (S c h o o l o f M e t a l l u r g i c a l E n g i n e e r i n g ,X i ′a n U n i v e r s i t y

钢渣的回收再利用方法

钢渣的回收再利用方法 钢渣是一种工业固体废物。炼钢排出的渣，依炉型分为转炉渣、平炉渣、电炉渣。排出量约为粗钢产量的15～20％。 对于钢渣，长期以来一直被认为是炼钢过程中产生的废渣，其数量约为钢产量的15%~20%。随着我国粗钢产量不断提高，产渣量也在不断增加。然而，据资料统计，我国钢渣有效利用率仅10%左右，大部分钢渣作为废物抛弃，占用良田，污染环境。历年来我国累积钢渣堆弃量已达2亿多吨，侵占农田1400公顷以上。这与国际上的钢渣利用水平差距很大，比如，美国的钢渣利用率已超过98%。因此，钢渣的利用是我国钢铁企业的一项紧迫的环保课题。 世界许多国家处理钢渣的通行方法是热泼法，即将液体钢渣泼入专门的处理场，渣层厚度在30厘米以下，喷淋适量的水促其冷却，然后进行破碎、筛分、磁选，以回收其中金属，渣块则进行综合利用。 对钢渣的利用，已经有关于用钢渣制备微晶玻璃的报道，也有用钢渣作为路基或碎石的替代品以及制作农业化肥的报道。然而，实际上，钢渣中含有10%左右的金属Fe，还含有氧化铁、氧化钙、氧化镁、氧化锰等钢铁生产的有用成分，所以在钢铁企业内部实现对钢渣的充分利用就有很大的潜力可挖。美国对钢渣的利用，主要用于配入烧结和高炉等再利用（每年达1000多万吨），占全部钢渣利用的60%。 在钢铁企业内部实现对钢渣的再利用，可以从以下几个方面入手： 1．回收废钢。 通过破碎-磁选-筛分工艺可以回收其中的金属铁，一般钢渣破碎的粒度越细，回收的金属Fe越多。将钢渣破碎到直径75毫米到25毫米，回收的金属Fe量可达15%。美国1970~1972年间从钢渣中共回收近350万吨废钢，日本磁力选矿公司每年处理200万吨钢渣，从中回收18万吨含Fe95%以上的粒铁。我国鞍钢采用无介质自磨及磁选的方法回收钢渣中的废钢量达8.0%，武钢回收废钢中的金属铁达8.5%。 2．作高炉熔剂。 美国有50%以上的钢渣用作高炉的替代熔剂，不仅可以回收利用渣中大量的金属铁，减少了烧结矿和石灰石用量，而且可使高炉的脱硫能力提高3%一4%。钢渣中因含有较多的Mn和MnO，能使高炉的流动性和稳定性变好，提高料柱的透气性。国内马钢、太钢、广钢等高炉大量应用转炉钢渣做熔剂，均取得了良好的经济效益。利用1吨钢渣的平均纯利润在50元以上，加上回收废钢的价值，其经济效益更高。 3．作烧结熔剂。

钢渣的处理方式精编版

钢渣的处理方式精编版 MQS system office room 【MQS16H-TTMS2A-MQSS8Q8-MQSH16898】

钢渣综合利用方法和处理工艺的介绍 钢铁工业是国民经济的基础产业，在国家经济快速发展的形势下，钢铁工业也呈现出跳跃式发展的态势，钢产量近几年不断提高，钢渣作为炼钢工艺流程的衍生物随着钢产量的提高年产量不断递增。 据最新资料统计，2004年我国钢渣的产生量为3819万ｔ，钢渣利用率仅为10%左右，该数据显示钢渣利用率很低，距离钢铁企业固体废弃物“零”排放的目标尚远。 积极开发和应用先进有效的处理技术和资源化利用新技术，提高其利用率和附加值，是钢铁企业发展循环经济，实现可持续发展的重要课题之一。 钢渣利用途径和制约钢渣利用率的因素 钢渣的利用途径大致可分为内循环和外循环，内循环指钢渣在钢铁企业内部利用，作为烧结矿的原料和炼钢的返回料。钢渣的外循环主要是指用于建筑建材行业。 1 钢渣的内循环利用 钢渣返烧结主要是利用钢渣中的残钢、氧化铁、氧化镁、氧化钙、氧化锰等有益成分，而且可以作为烧结矿的增强剂，因为它本身是熟料，且含有一定数量的铁酸钙，对烧结矿的强度有一定的改善作用，另外转炉渣中的钙、镁均以固溶体形式存在，代替溶剂后，可降低溶剂(石灰石、白云石、菱镁石)消耗，使烧结过程碳酸盐分解热减少，降低烧结固体燃料消耗。 钢渣在钢铁企业内部循环历来受到重视和普遍采用，配加转炉渣的烧结矿可改善高炉的流动性，增加铁的还原产量。但是配矿工艺对返烧结有影响，过度使用会造成磷等有害元素的富集；配加转炉渣的烧结矿品位、碱度有所降低。 研究表明，当高炉炉料使用100%自熔性球团矿时，5%转炉渣作为溶剂加入会引起高炉运行不畅，原因是明显影响球团矿的软熔特性，增大软熔温度间隔，使炉渣粘性有增大趋势。 另外钢渣的成分波动较大，烧结配矿时要求钢渣各种氧化物成分波动≤±2%，粒度要求一般小于3ｍｍ，钢渣在成分上很难满足要求，对钢渣破碎和筛分的要求也高。

钢渣的处理方式

钢渣综合利用方法和处理工艺的介绍 钢铁工业是国民经济的基础产业，在国家经济快速发展的形势下，钢铁工业也呈现出跳跃式发展的态势，钢产量近几年不断提高，钢渣作为炼钢工艺流程的衍生物随着钢产量的提高年产量不断递增。 据最新资料统计，2004年我国钢渣的产生量为3819万ｔ，钢渣利用率仅为10%左右，该数据显示钢渣利用率很低，距离钢铁企业固体废弃物“零”排放的目标尚远。 积极开发和应用先进有效的处理技术和资源化利用新技术，提高其利用率和附加值，是钢铁企业发展循环经济，实现可持续发展的重要课题之一。 钢渣利用途径和制约钢渣利用率的因素 钢渣的利用途径大致可分为内循环和外循环，内循环指钢渣在钢铁企业内部利用，作为烧结矿的原料和炼钢的返回料。钢渣的外循环主要是指用于建筑建材行业。 1 钢渣的内循环利用 钢渣返烧结主要是利用钢渣中的残钢、氧化铁、氧化镁、氧化钙、氧化锰等有益成分，而且可以作为烧结矿的增强剂，因为它本身是熟料，且含有一定数量的铁酸钙，对烧结矿的强度有一定的改善作用，另外转炉渣中的钙、镁均以固溶体形式存在，代替溶剂后，可降低溶剂(石灰石、白云石、菱镁石)消耗，使烧结过程碳酸盐分解热减少，降低烧结固体燃料消耗。 钢渣在钢铁企业内部循环历来受到重视和普遍采用，配加转炉渣的烧结矿可改善高炉的流动性，增加铁的还原产量。但是配矿工艺对返烧结有影响，过度使用会造成磷等有害元素的富集；配加转炉渣的烧结矿品位、碱度有所降低。 研究表明，当高炉炉料使用100%自熔性球团矿时，5%转炉渣作为溶剂加入会引起高炉运行不畅，原因是明显影响球团矿的软熔特性，增大软熔温度间隔，使炉渣粘性有增大趋势。 另外钢渣的成分波动较大，烧结配矿时要求钢渣各种氧化物成分波动≤±2%，粒度要求一般小于3ｍｍ，钢渣在成分上很难满足要求，对钢渣破碎和筛分的要求也高。

实现钢渣的再利用

实现钢渣的再利用 长期以来，钢渣被认为是炼钢过程中产生的废渣，其数量约为钢产量的15%~20%。随着我国粗钢产量不断提高，产渣量也在不断增加。然而，据资料统计，我国钢渣有效利用率仅10%左右，大部分钢渣作为废物抛弃，占用良田，污染环境。历年来我国累积钢渣堆弃量已达2亿多吨，侵占农田1400公顷以上。这与国际上的钢渣利用水平差距很大，比如，美国的钢渣利用率已超过98%。因此，钢渣的利用是我国钢铁企业的一项紧迫的环保课题。 对钢渣的利用，已经有关于用钢渣制备微晶玻璃的报道，也有用钢渣作为路基或碎石的替代品以及制作农业化肥的报道。然而，实际上，钢渣中含有10%左右的金属Fe，还含有氧化铁、氧化钙、氧化镁、氧化锰等钢铁生产的有用成分，所以在钢铁企业内部实现对钢渣的充分利用就有很大的潜力可挖。美国对钢渣的利用，主要用于配入烧结和高炉等再利用（每年达1000多万吨），占全部钢渣利用的60%。 在钢铁企业内部实现对钢渣的再利用，可以从以下几个方面入手： 1．回收废钢。通过破碎-磁选-筛分工艺可以回收其中的金属铁，一般钢渣破碎的粒度越细，回收的金属Fe越多。将钢渣破碎到直径75毫米到25毫米，回收的金属Fe量可达15%。美国1970~1972年间从钢渣中共回收近350万吨废钢，日本磁力选矿公司每年处理200万吨钢渣，从中回收18万吨含Fe95%以上的粒铁。我国鞍钢采用无介质自磨及磁选的方法回收钢渣中的废钢量达8.0%，武钢回收废钢中的金属铁达8.5%. 2．作高炉熔剂。美国有50%以上的钢渣用作高炉的替代熔剂，不仅可以回收利用渣中大量的金属铁，减少了烧结矿和石灰石用量，而且可使高炉的脱硫能力提高3%一4%。钢渣中因含有较多的Mn和MnO，能使高炉的流动性和稳定性变好，提高料柱的透气性。国内马钢、太钢、广钢等高炉大量应用转炉钢渣做熔剂，均取得了良好的经济效益。利用1吨钢渣的平均纯利润在50元以上，加上回收废钢的价值，其经济效益更高。 3．作烧结熔剂。烧结矿中配加钢渣代替熔剂，不仅可回收钢渣中的残钢、氧化铁、氧化钙、氧化镁、氧化锰等有益成分，而且可以提高烧结矿的产量。烧结矿中适量配入钢渣后，能使结块率提高，粉化率降低，成品率增加。由于水淬钢渣疏松、粒度均匀、料层透气性好，也有利于烧结造球及提高烧结速度。此外，由于钢渣中Fe和FeO的氧化放热，使烧结矿燃料消耗降低。我国首钢烧结厂配加钢渣4%，每吨烧结矿石灰消耗量减少约30公斤，烧结机利用系数可提高1%。 4．作炼钢添加料。转炉炼钢使用含磷较低的高碱度返回钢渣并配合使用白

钢渣综合利用的途径

钢渣综合利用的途径 黄勇刚1　狄焕芬2　祝春水3 (1.中钢集团武汉安全环保研究院　武汉430081;　2.鞍钢集团新钢公司设备处　辽宁鞍山114001; 3.武汉理工大学资源与环境工程学院　武汉430070) 摘　要　介绍了钢渣的组成以及钢渣在钢铁冶炼、建材生产、环境工程、农业等方面综合利用的途径。 关键词　钢渣　利用　环境　废水 Approaches to Comprehensive U tilizing of Steel Slag Huang Y onggang 1　Di Huan fen 2　Zhu Chunshui 3 (1.Wuhan Safety &Environmental Protection Research Institute ,SINOSTEE L Wuhan 430081) Abstract In this paper ,the constitution of slag is briefly introduced and the approaches to com prehensive utilizing are described in aspects of steel smelting ,manu facture of architectural materials ,environmental engineering and agricultural production ,etc.K ey w ords steel slag utilizing environment waste water 钢渣是炼钢工程中排出的废渣,其排出量约占粗钢产量的15%～20%。1996年,我国的粗钢产量达1亿多t ,按吨钢产渣160kg 计,全年产渣量1600万t 。目前很多钢厂渣满为患,不仅占用宝贵的土地,同时污染环境,所以最佳出路是开发钢渣的综合利用,变废为宝。 国外钢渣利用的研究进行得比较早。美国在20世纪70年代初,钢渣的利用就已经达到了排用平衡。日本、法国的钢渣利用率也早已达到100%。我国起步较晚,到1999年,钢渣的利用率也仅为81%[1] 左右。因此,我国的钢渣利用还有很多工作要做,也有很多潜力可挖。 1 　 钢渣的组分钢渣由钙、铁、镁、硅、铝、锰、磷等氧化物组成。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。 钢渣的主要矿物组成为硅酸三钙、硅酸二钙、钙镁橄榄石、钙镁蔷薇辉石、铁酸二钙、RO (R 代表镁、铁、锰的氧化物,即FeO 、MgO 、MnO 形成的固熔体)、游离石灰(fCaO )等。钢渣的矿物组成主要决定于其化学成分,特别与其碱度有关。炼钢过程中需要不断加入石灰,随着石灰加入量增加,渣的矿物组成随之变化。炼钢初期,渣的主要成分为钙镁橄榄石,其中的镁可被铁和锰所取代。当碱度提高时,钙镁橄榄石吸收氧化钙变成钙镁蔷薇辉石,同时放出RO 相。再进一步增加石灰含量,则生成硅酸二钙和硅酸三钙 [2] 。 可见,钢渣中的许多成分与水泥相同,而且它还含有一定量的铁可回收,还具有许多优异的物理化学性质,因而具有广阔的开发前景。 2 　 钢渣的利用在钢渣综合利用方面,我国已闯出了符合国情的技术路 子,即以大宗利用为主,兼顾多功能、高效能的利用,在取得环境效益和社会效益的同时,尽可能收到良好的经济效益。经过多年的反复实践,我国已把钢渣成功地用作烧结配料和冶炼熔剂,生产钢渣水泥,作筑路和回填工程材料,生产建材制品,作农肥和土壤改良剂等。 2.1　用作冶金原料2.1.1 　 作烧结熔剂转炉钢渣一般含40%～50%的CaO ,1t 钢渣相当于0.7～0.75t 石灰石。把钢渣加工成小于10mm 钢渣粉,便可代替部分石灰石作烧结配料用。配加量视矿石品位及含磷量而定,一般品位高、含磷低的精矿,可配加4%～8%。 烧结矿中适量配入钢渣后,不仅可以回收利用渣中钢粒、氧化铁、氧化钙、氧化镁、氧化锰(MnO )、稀有元素(V 、Nb …… )等有益成分,而且成了烧结矿的增强剂,显著地提高了烧结矿的质量和产量,并且使转鼓指数和结块率提高,风化率降低,成品率增加。再加上水淬钢渣疏松、粒度均匀,料层透气性好,有利于烧结造球及提高烧结速度。此外,由于钢渣中Fe 和FeO 的氧化放热,节省了钙、镁碳酸盐分解所需要的热量,使烧结矿燃耗降低[3]。 2.1.2 　作高炉或化铁炉熔剂 钢渣中含有10%～30%的Fe ,40%～60%的CaO ,2%左右的Mn ,将其作为炼铁熔剂,不仅可以回收钢渣中的Fe ,而且可以把CaO 、MgO 等作为助熔剂,从而节省大量石灰石、白云石资源。钢渣中的Ca 、Mg 等均以氧化物形式存在,不需要 4　B T onelli ,AK H O.Evaluating Disin fection Altematives.Proc T oronto P ollution C ontrol Ass ociation.April ,1978 5　K H O ,P Bohm.UV disin fection of tertiary and sec Ondary effluents. W ater P oll Res J Can ,1984,16 6　张辰,等.紫外消毒系统的设计.给水排水,2004(3) (收稿日期2004-07-26) ? 44? 工业安全与环保 Industrial Safety and Environmental Protection 2005年第31卷第1期 January 2005

转炉渣的综合利用

转炉渣的综合利用 摘要：随着冶金行业的快速发展，冶金业对资源的利用越来越多，钢铁冶金渣的排放量也逐年增多。我国对钢渣的处理和利用处于较落后的状态，大量的钢渣至今没有得到有效的处置和利用，有些钢厂已是渣满为患，影响生产，对环境造成污染。为了提高钢渣的合理回收，本文介绍了钢渣的各种处理技术，从而实现了资源化综合利用，并展望了钢渣综合利用的未来前景。本文综合阐述了国内外钢渣综合处理技术，钢渣是炼钢工业的副产品。分析了钢渣的基本物理特性、化学成份、矿物组成等理化性能。介绍钢渣在筑路、烧结矿、水泥、建材、环境工程和农业等领域的综合利用。 关键词：转炉渣；资源；冶金 黑色及有色金属生产伴随着大量炉渣的形成，这些炉渣不能被利用只好堆积在废料场，占据了庞大的土地面积，严重影响着冶金工厂区域的生态环境。目前，炼钢渣、粗铜、镍及其合金的生产废渣的再处理已成为一个越来越严重的问题。 2007 年，全世界生产钢15 亿t，产生的炉渣不少于2.2 亿t，主要是氧化转炉和电炉炼钢渣(30%～45%CaO；15%～20%SiO2；20%～40%FenOm。；3%～10%MgO；3%～5%Al2O3)，其中以金属珠和碎金属形式出现的金属铁为5%～8%，未被利用的石灰石达3%～4%。精炼渣中含有55%～60%CaO，15%～18%SiO2，8%Al2O3，不少于1%FeO，10%MgO，一定量的磷。估计全世界每年精炼渣的产生在1500 万t～2500 万t。由于炼钢渣反应形成温度高, 碱度高, 游离氧化钙含量大, 并且夹带金属铁粒, 使得炼钢渣往往具有硬度大、易磨性差, 早期活性低、胶凝性差, 易膨胀、体积稳定性差等特点, 其利用率相对较低, 应用范围也较窄, 如2005 年我国钢渣综合利用率仅为10%[ 2] . 根据国家发展和改革委员会产业政策司发布的2006 年钢铁行业生产运行情况通报显示, 2006 年全国粗钢产量41 878 万t , 炼钢渣排出量按粗钢产量的14%计算, 全年排钢渣量达5 863万t , 堆放占地和处理带来的环境问题非常突出, 因此发展新技术以提高炼钢渣的再循环利用率是我国冶金工业清洁、绿色生产的前提. 一.转炉渣的产生和来源 高炉渣是冶炼生铁时从高炉中排出的废物，当炉温达到1400~1600℃时，炉料熔融，矿石中的脉石、焦炭中的灰分和助溶剂和其他不能进入生铁中的杂质形成以硅酸盐和铝酸盐为主浮在铁水上面的熔渣。高炉渣中主要成分为CaO、SiO2、Al2O3。转炉钢渣是转炉炼钢过程中产生的废渣，主要来源于铁水与废钢中所含元素氧化后形成的氧化物，金属炉料带入的杂质，加入的造渣剂( 如石灰石、萤石、硅石) 、氧化剂、脱硫产物和被侵蚀的炉衬材料等。 二.钢渣的化学特性 表1为部分钢铁公司转炉钢渣的基本化学组成。 转炉钢渣的矿物结构主要取决于化学组成。当炉渣的碱度(CaO /SiO2 ) < 1. 8时,主要矿物为CMS (镁橄榄石) 、C3MS2 (镁蔷薇辉石) ;碱度为1. 8～2. 5时,主要矿物为C2 S(硅酸二钙) 、C2 F (铁酸二钙)及RO 相(以FeO为主的Fe、Mn、Mg二价金属氧化物固熔体) ;碱度为2. 5以上时,主要矿物为C3 S (硅酸三钙) 、C2 S、C2 F及RO相;此外,钢渣中还含有少量的游离氧化钙。 表1部分钢铁公司转炉钢渣的化学组成 名称转炉渣的化学组成/% 企业CaO SiO2 Al2O3 MgO Fe2O3 MnO P2O5 f - CaO