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摘要：我国经济形势的大增长离不开工业生产，在工业生产中对于钢铁资源的消耗是巨大的，每年排放的钢渣更是不计其数。当前环境形势下，能源越发的紧张、矿石资源日益减少，人们开始认识到资源利用的严峻性，并且不断加强对钢渣的处理及综合利用，保障其在除了在钢铁生产的主流程得到广泛应用外，用其来开发具有较高附加值的产品。文章就以此为切入点展开对钢铁渣处理及综合利用的研究。
关键词：钢铁渣；钢渣处理；钢渣综合利用
引言
钢铁工业生产过程中产生大量的固体废料，不仅占用土地，污染环境，同时还浪费资源。对这些固体废物进行处理及资源综合利用，是钢铁工业可持续发展的主要任务之一。如果能循环利用这些钢渣，不仅能回收大量的有价金属，而且能减轻环境负担。归根结底，钢渣的循环利用就是如何有效地、绿色地利用钢渣尾渣，下文就对钢铁渣的处理及利用展开论述。
一、钢铁渣处理的意义
钢渣是钢铁生产过程的副产品，随着钢铁工业的发展，钢铁生产过程中排出的废渣量也在不断增加。每炼1吨钢产生125-140kg钢渣，2014年我国钢渣产生量约1.15亿吨，综合利用率约为21.9%，目前约有70%的钢渣处于堆存和填埋状态。中国现已堆存钢铁渣两亿吨，占地两万亩，此外，每年还有数千万吨的钢铁渣在不断排出，这些钢渣如不及时进行处理，势必会造成环境污染。钢渣是通过大气、水及固体废物本身三种途径造成对环境污染的。钢渣在风化或冷却的过程中，形成粒径很小的粉尘或产生某些有害气体，当受到风的吹扬作用，经大气传播而产生污染。钢渣中有害物质如果被流水冲刷，会造成对地表水的污染，钢渣中的有害成分受到降水的淋溶渗出，会污染土壤甚至地下水。由此可见，对钢渣進行处理和利用是钢铁企业三废治理的重要内容。
钢渣的性质和利用途径是选择钢渣处理工艺的依据。对钢渣的处理方法依钢渣种类的不同而有区别，目前已经有许多有效的处理方法经研究实践被采用，包括水淬法、热泼法、粉化法、热闷法等。在生产工艺管理方面，首先考虑的是革新生产工艺，采用精料，少排废物，尽量减少生产过程中产生的废物量。其次应着力发展物质循环利用技术，使生产第一种产品产生的废物，成为生产第二种产品的原料，而生产第二种产品产生的废物又成为生产第三种产品的原料等等，这样最后只有少量废物排入周围环境中。如日本、美国等先进国家大多将钢渣返回烧结矿或高炉中，把钢渣作为炼铁熔剂使用，这样钢渣不会再对外排放；对于含有不同金属成分的钢渣可送到相应的冶金炉中作为原料进行冶炼，将其中的金属进行回收。
二、钢铁渣的处理工艺
1、钢渣一次处理工艺
常规的钢渣一次处理方法主要有热闷分解法、机械破碎法。其中，热闷法已成为钢渣处理的主要手段。钢渣热闷处理工艺是将热融钢渣倾翻在热闷装置中，盖上装置盖，间断喷水产生蒸汽，在0.24kPa的饱和蒸汽下蒸8小时，使钢渣稳定，经压蒸安定性检验合格后方可使用。热闷处理适用于任何种类和各种流动性的钢渣。针对炼钢过程采用溅渣护炉技术，钢渣粘度大，流动性差，用钢渣热闷工艺可实现100%处理率。
钢渣中的含有f-CaO和f-MgO，由于钢渣中的f-CaO、f-MgO遇水反应生成Ca（OH）2和Mg（OH）2体积膨胀，使用不经稳定化处理的钢渣会造成建材制品、建筑物、道路开裂破坏。而热闷法可以有效消除钢渣中的f-MgO和f-MgO。钢渣热闷时f-CaO消解速度取决于水蒸汽浓度及反应温度，即水蒸汽浓度越大、温度越高，反应时间越短。在自然条件下一般数年才能消解，但在高温和湿度大的条件下可加速水化，使其稳定。
机械破碎法，是通过机械外力的作用对流动状态的钢渣进行冲击，使其破碎。机械破碎法包括水淬法、滚筒法及钢渣风淬粒化法。钢渣风碎粒化处理工艺适合于高温液态渣的处理。具有排渣速度快，工艺简单，安全可靠等优点。水淬处理工艺具有粒化周期可控范围大，工艺布置紧凑、主体设备结构简单等优点。但钢渣处理水淬率较低，并存在一定的钢渣遇水爆炸的危险。
由于钢渣碱度大、流动差，钢渣机械粒化工艺不能100%处理，仍有干渣排放。同时设备磨损严重。钢渣经粒化方法处理后，钢渣中铁粒变成无磁性，磁选效果差。钢渣结晶致密，难磨细，其胶凝性能变差，影响钢渣在建材行业应用。
2、钢渣二次处理现状
二次处理工艺包括水洗精铁粉工艺技术、精铁球磨制提纯工艺、渣钢铁回收工艺（含破碎、磁选及筛分技术）及高纯大块钢铁渣加工提纯工艺等。较早期的钢渣二次处理工艺主要为简单的破碎和筛分，目前都已升级为多级破碎、多级筛分和多级磁选，主要是为了能充分回收钢渣中的金属以及使尾渣得到充分利用。但是随着处理工序的增加，设备投资、厂房投资以及日常维护人工都要成倍增加，因此，破碎、筛分及磁选还应该根据一次钢渣处理的情况来调整。钢渣的细碎设备如惯性圆锥破碎机，制粉设备如柔性立式磨机、球磨机、卧式磨和辊压磨等应用比较广泛。机械法处理后的钢渣粒度都比较细小，因此其在二次处理时则可以减少破碎、筛分和磁选的设备投资。从整体来看，国内钢渣二次处理工序各有特色，需要结合钢渣一次处理工序的整体价值优势来判断其优劣。
三、钢渣应用现状
目前，我国钢渣的主要应用方向是生产钢渣粉、钢铁渣复合粉。钢渣粉可以取代10%-30%的水泥，配置C30-C70的混凝土，提高混凝土后期强度，改善混凝土工作性能，降低生产成本。现已在多项工程中应用。用钢渣粉和矿渣粉进行钢铁渣粉生产，并将其成功应用在鞍钢的大型技改工程、冷轧厂高强连退工程和炼钢三工区改造工程等项目中，使用效果良好，均达到设计标准C30混凝土的强度要求。
2014年我国水泥产量24.7亿吨、混凝土产量15.5亿立方米，按1吨水泥配10%的钢铁渣粉计算，水泥混凝土行业基本可以消纳钢铁渣粉。但我国水泥产量与钢渣生产企业布局不协调。目前也就存在着华北地区的钢渣粉南运用于水泥混凝土生产的现实。尾渣的有效利用还受到钢渣中f-CaO含量高低的影响，如钢渣用作回填料、用作道路基层材料的行业标准中明确要求其浸水膨胀率不大于2%，金属铁含量不大于2%。 钢渣尾渣的应用也是多样化。钢渣碎石的硬度和颗粒形状都很符合道路材料的要求，其性能好、强度高、自然级配好，是良好的筑路回填材料。钢渣可生产钢渣砖和砌块，主要利用钢渣中的水硬性矿物，在激发剂和水化介质的作用下进行反应，生成系列氢氧化钙、水化硅酸钙、水化铝酸钙等新的硬化体。钢渣中含有Ca、Si、P等元素，是农作物生长所需成分。钢渣中的钙、硅、磷等在冶炼过程中经过高温锻烧，其溶解度增大，容易被植物吸收，可用作具有速效又有后劲的复合矿质肥料。
除此之外，我国正在研究钢渣尾渣应用的领域有钢渣尾渣制备改性黏结剂、新型渣罐保护剂、钢渣填料-潜流湿地、焦煤中配入钢渣、酸改性钢渣处理、改性钢渣除藻、转炉钢渣制备陶瓷等。将钢渣粉和矿渣粉应用在人工鱼礁工业化试验中，钢渣粉和矿渣粉的使用比例达到90%以上。
四、钢铁渣的综合利用实例
日照京华新型建材有限公司引进法国卧辊磨技术粉磨钢渣粉，目前建有2套双姊磨即4台H3800卧式辊磨系统，即两条80万吨/年的钢渣粉生产线。日照京华生产的钢渣粉用于生产PO42.5、PSA42.5、PC32.5等品种水泥，配置钢铁渣粉和钢渣粉外销，取得了良好经济和社会效益。
中国京冶工程技术有限公司、江西萍钢实业股份有限公司合作采用卧式辊磨，于2013年1月建成年产40万吨钢渣粉生产线。并于2010年建成年产120万吨矿渣粉生产线，最终规模为160万吨钢铁渣粉生产线。H3800卧式辊磨功率2300kw，生产能力48t/h，系统电耗≤65kwh/t。该生产线生产的水泥质量符合GBl3590-92钢渣矿渣水泥国家标准，应用于工业及民用建筑后取得了与其它硅酸盐水泥相同的效果，且以价格低质量好深受用户欢迎，其发展前景十分广阔。
结束语
综上所述，合理有效的处理钢渣不仅能减少其对环境的破坏，而且能将其变成有用的资源，加以综合利用。在国家大力提倡节能减排，发展工业循环经济的今天，对钢渣处理技术进行研究显得尤其有意义。我国的钢渣处理技术和再利用技术对比发达国家相对落后。提高钢渣加工利用水平的关键在于发展渣处理工艺，先进的钢渣处理工艺不仅有利于环境保护，也必能为钢渣的加工利用带来广阔的前景。
参考文献：
[1]肖智源.宝钢BSSF渣处理工艺技术的研究与工业应用[J].宝钢技术（增刊），2013（21）：137-139.
[2]宁维强.国内钢渣处理和应用方式的調查分析[J].冶金环境保护，2014（12）：415-416.
[3]周武谦.渣处理技术的发展[J].世界钢铁，2013（26）：103-105.
关键词：钢铁渣；钢渣处理；钢渣综合利用
引言
钢铁工业生产过程中产生大量的固体废料，不仅占用土地，污染环境，同时还浪费资源。对这些固体废物进行处理及资源综合利用，是钢铁工业可持续发展的主要任务之一。如果能循环利用这些钢渣，不仅能回收大量的有价金属，而且能减轻环境负担。归根结底，钢渣的循环利用就是如何有效地、绿色地利用钢渣尾渣，下文就对钢铁渣的处理及利用展开论述。
一、钢铁渣处理的意义
钢渣是钢铁生产过程的副产品，随着钢铁工业的发展，钢铁生产过程中排出的废渣量也在不断增加。每炼1吨钢产生125-140kg钢渣，2014年我国钢渣产生量约1.15亿吨，综合利用率约为21.9%，目前约有70%的钢渣处于堆存和填埋状态。中国现已堆存钢铁渣两亿吨，占地两万亩，此外，每年还有数千万吨的钢铁渣在不断排出，这些钢渣如不及时进行处理，势必会造成环境污染。钢渣是通过大气、水及固体废物本身三种途径造成对环境污染的。钢渣在风化或冷却的过程中，形成粒径很小的粉尘或产生某些有害气体，当受到风的吹扬作用，经大气传播而产生污染。钢渣中有害物质如果被流水冲刷，会造成对地表水的污染，钢渣中的有害成分受到降水的淋溶渗出，会污染土壤甚至地下水。由此可见，对钢渣進行处理和利用是钢铁企业三废治理的重要内容。
钢渣的性质和利用途径是选择钢渣处理工艺的依据。对钢渣的处理方法依钢渣种类的不同而有区别，目前已经有许多有效的处理方法经研究实践被采用，包括水淬法、热泼法、粉化法、热闷法等。在生产工艺管理方面，首先考虑的是革新生产工艺，采用精料，少排废物，尽量减少生产过程中产生的废物量。其次应着力发展物质循环利用技术，使生产第一种产品产生的废物，成为生产第二种产品的原料，而生产第二种产品产生的废物又成为生产第三种产品的原料等等，这样最后只有少量废物排入周围环境中。如日本、美国等先进国家大多将钢渣返回烧结矿或高炉中，把钢渣作为炼铁熔剂使用，这样钢渣不会再对外排放；对于含有不同金属成分的钢渣可送到相应的冶金炉中作为原料进行冶炼，将其中的金属进行回收。
二、钢铁渣的处理工艺
1、钢渣一次处理工艺
常规的钢渣一次处理方法主要有热闷分解法、机械破碎法。其中，热闷法已成为钢渣处理的主要手段。钢渣热闷处理工艺是将热融钢渣倾翻在热闷装置中，盖上装置盖，间断喷水产生蒸汽，在0.24kPa的饱和蒸汽下蒸8小时，使钢渣稳定，经压蒸安定性检验合格后方可使用。热闷处理适用于任何种类和各种流动性的钢渣。针对炼钢过程采用溅渣护炉技术，钢渣粘度大，流动性差，用钢渣热闷工艺可实现100%处理率。
钢渣中的含有f-CaO和f-MgO，由于钢渣中的f-CaO、f-MgO遇水反应生成Ca（OH）2和Mg（OH）2体积膨胀，使用不经稳定化处理的钢渣会造成建材制品、建筑物、道路开裂破坏。而热闷法可以有效消除钢渣中的f-MgO和f-MgO。钢渣热闷时f-CaO消解速度取决于水蒸汽浓度及反应温度，即水蒸汽浓度越大、温度越高，反应时间越短。在自然条件下一般数年才能消解，但在高温和湿度大的条件下可加速水化，使其稳定。
机械破碎法，是通过机械外力的作用对流动状态的钢渣进行冲击，使其破碎。机械破碎法包括水淬法、滚筒法及钢渣风淬粒化法。钢渣风碎粒化处理工艺适合于高温液态渣的处理。具有排渣速度快，工艺简单，安全可靠等优点。水淬处理工艺具有粒化周期可控范围大，工艺布置紧凑、主体设备结构简单等优点。但钢渣处理水淬率较低，并存在一定的钢渣遇水爆炸的危险。
由于钢渣碱度大、流动差，钢渣机械粒化工艺不能100%处理，仍有干渣排放。同时设备磨损严重。钢渣经粒化方法处理后，钢渣中铁粒变成无磁性，磁选效果差。钢渣结晶致密，难磨细，其胶凝性能变差，影响钢渣在建材行业应用。
2、钢渣二次处理现状
二次处理工艺包括水洗精铁粉工艺技术、精铁球磨制提纯工艺、渣钢铁回收工艺（含破碎、磁选及筛分技术）及高纯大块钢铁渣加工提纯工艺等。较早期的钢渣二次处理工艺主要为简单的破碎和筛分，目前都已升级为多级破碎、多级筛分和多级磁选，主要是为了能充分回收钢渣中的金属以及使尾渣得到充分利用。但是随着处理工序的增加，设备投资、厂房投资以及日常维护人工都要成倍增加，因此，破碎、筛分及磁选还应该根据一次钢渣处理的情况来调整。钢渣的细碎设备如惯性圆锥破碎机，制粉设备如柔性立式磨机、球磨机、卧式磨和辊压磨等应用比较广泛。机械法处理后的钢渣粒度都比较细小，因此其在二次处理时则可以减少破碎、筛分和磁选的设备投资。从整体来看，国内钢渣二次处理工序各有特色，需要结合钢渣一次处理工序的整体价值优势来判断其优劣。
三、钢渣应用现状
目前，我国钢渣的主要应用方向是生产钢渣粉、钢铁渣复合粉。钢渣粉可以取代10%-30%的水泥，配置C30-C70的混凝土，提高混凝土后期强度，改善混凝土工作性能，降低生产成本。现已在多项工程中应用。用钢渣粉和矿渣粉进行钢铁渣粉生产，并将其成功应用在鞍钢的大型技改工程、冷轧厂高强连退工程和炼钢三工区改造工程等项目中，使用效果良好，均达到设计标准C30混凝土的强度要求。
2014年我国水泥产量24.7亿吨、混凝土产量15.5亿立方米，按1吨水泥配10%的钢铁渣粉计算，水泥混凝土行业基本可以消纳钢铁渣粉。但我国水泥产量与钢渣生产企业布局不协调。目前也就存在着华北地区的钢渣粉南运用于水泥混凝土生产的现实。尾渣的有效利用还受到钢渣中f-CaO含量高低的影响，如钢渣用作回填料、用作道路基层材料的行业标准中明确要求其浸水膨胀率不大于2%，金属铁含量不大于2%。 钢渣尾渣的应用也是多样化。钢渣碎石的硬度和颗粒形状都很符合道路材料的要求，其性能好、强度高、自然级配好，是良好的筑路回填材料。钢渣可生产钢渣砖和砌块，主要利用钢渣中的水硬性矿物，在激发剂和水化介质的作用下进行反应，生成系列氢氧化钙、水化硅酸钙、水化铝酸钙等新的硬化体。钢渣中含有Ca、Si、P等元素，是农作物生长所需成分。钢渣中的钙、硅、磷等在冶炼过程中经过高温锻烧，其溶解度增大，容易被植物吸收，可用作具有速效又有后劲的复合矿质肥料。
除此之外，我国正在研究钢渣尾渣应用的领域有钢渣尾渣制备改性黏结剂、新型渣罐保护剂、钢渣填料-潜流湿地、焦煤中配入钢渣、酸改性钢渣处理、改性钢渣除藻、转炉钢渣制备陶瓷等。将钢渣粉和矿渣粉应用在人工鱼礁工业化试验中，钢渣粉和矿渣粉的使用比例达到90%以上。
四、钢铁渣的综合利用实例
日照京华新型建材有限公司引进法国卧辊磨技术粉磨钢渣粉，目前建有2套双姊磨即4台H3800卧式辊磨系统，即两条80万吨/年的钢渣粉生产线。日照京华生产的钢渣粉用于生产PO42.5、PSA42.5、PC32.5等品种水泥，配置钢铁渣粉和钢渣粉外销，取得了良好经济和社会效益。
中国京冶工程技术有限公司、江西萍钢实业股份有限公司合作采用卧式辊磨，于2013年1月建成年产40万吨钢渣粉生产线。并于2010年建成年产120万吨矿渣粉生产线，最终规模为160万吨钢铁渣粉生产线。H3800卧式辊磨功率2300kw，生产能力48t/h，系统电耗≤65kwh/t。该生产线生产的水泥质量符合GBl3590-92钢渣矿渣水泥国家标准，应用于工业及民用建筑后取得了与其它硅酸盐水泥相同的效果，且以价格低质量好深受用户欢迎，其发展前景十分广阔。
结束语
综上所述，合理有效的处理钢渣不仅能减少其对环境的破坏，而且能将其变成有用的资源，加以综合利用。在国家大力提倡节能减排，发展工业循环经济的今天，对钢渣处理技术进行研究显得尤其有意义。我国的钢渣处理技术和再利用技术对比发达国家相对落后。提高钢渣加工利用水平的关键在于发展渣处理工艺，先进的钢渣处理工艺不仅有利于环境保护，也必能为钢渣的加工利用带来广阔的前景。
参考文献：
[1]肖智源.宝钢BSSF渣处理工艺技术的研究与工业应用[J].宝钢技术（增刊），2013（21）：137-139.
[2]宁维强.国内钢渣处理和应用方式的調查分析[J].冶金环境保护，2014（12）：415-416.
[3]周武谦.渣处理技术的发展[J].世界钢铁，2013（26）：103-105.