國內(nèi)外鋼鐵企業(yè)固體廢棄物資源利用及技術(shù)新進展

1、1國內(nèi)外鋼鐵企業(yè)固體廢棄物資源利用及技術(shù)新進展鋼鐵聯(lián)合企業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的固體廢棄物主要有鐵渣、鋼渣、塵泥（包括除塵灰、氧化鐵皮）、粉煤灰 及廢耐火材料、垃圾等。固體廢棄物量大、面廣，如對其進行資源化利用不僅可獲得好的效益，同時也解 決了環(huán)保難題。我國鋼鐵企業(yè)經(jīng)幾十年的努力，在這方面已取得了很好效果，廢棄固體物的利用率都已達 到 80%以上，但基本上還停留在簡單的、低附加值利用水平。為提高固體廢棄物利用率和提高其利用價值，近年來國內(nèi)外都在不斷進行這方面的探索和研究，并已取得了新進展， 為固體廢棄物的利用開辟了新途徑。本文就國內(nèi)外鋼鐵企業(yè)部分固體廢棄物資源化利用技術(shù)的新進展作一介紹，希望在開展這

2、方面工作時能有 所借鑒。一傳統(tǒng)固體廢棄物的處理技術(shù)和綜合利用（一）高爐渣國外發(fā)達國家對高爐渣的利用已達到100%，我國除個別企業(yè)由于原礦中含有特殊元素不能全部利用外，普通高爐渣的利用率也都達到 95%以上。采用水淬工藝處理高爐渣是高爐渣最為普遍的處理技術(shù)并沿用至今。 對于部分高爐重礦渣的處理，主要采用冷卻、破碎、磁選、篩分，最后加工成碎石的處理工藝。高爐渣的 主要用途有：生產(chǎn)礦渣水泥、礦渣磚、混凝土制品、替代普通砂和碎石用于工程建設、生產(chǎn)膨脹礦渣作輕 質(zhì)混凝土制品和防火隔熱材料、生產(chǎn)具有保溫和隔音等性能的礦渣棉。（二）鋼渣目前鋼渣以選鐵利用最為普遍，因此對鋼渣的處理主要圍繞破碎、磁選進行工藝設

3、施的配套。為減輕破碎 壓力，采用熱潑、風碎、水淬等方式先對熔融狀態(tài)熱鋼渣進行盡可能的碎化處理并進行粗磁選（可選出大 塊渣鋼），再通過 13 次機械破碎和磁選，選出渣鋼返回利用。在鋼渣處理方面，我國先后引進日本、俄羅斯、德國、美國等國家不同處理工藝及裝備，都取得了良好效果。鋼渣尾渣利用主要有以下幾個方面：用于道路材料（但使用前須作陳化處理）、生產(chǎn)鋼渣水泥（這 方面我國已處于領(lǐng)先，但需進一步解決鋼渣加工的經(jīng)濟性）、鋼渣用于農(nóng)肥與土壤改良劑（國外較多）、 燒結(jié)配料（由于使用中帶來燒結(jié)礦品位的降低和P、S 的富集，目前使用已減少）。（三）粉煤灰粉煤灰傳統(tǒng)綜合利用技術(shù)主要有：粉煤灰硅酸鹽水泥、混凝土摻和

4、料、粉煤灰磚、粉煤灰陶粒等。（四）含鐵塵泥在鋼鐵生產(chǎn)過程中，燒結(jié)、煉鐵、煉鋼和軋鋼等均會產(chǎn)生含鐵塵泥，塵泥含鐵一般在TFe 30 70，均可采用各種方式加以利用。主要用于：燒結(jié)配料、金屬化球團直接入高爐冶煉（提高了鐵品位，而且在球 團制作過程中可消除塵泥中的鉛、鋅等，國外采用較為多）、煉鋼冷卻劑或脫磷劑等使用（替代礦石）。 二、鋼鐵企業(yè)固體廢棄物資源利用及技術(shù)新進2展（一）高爐渣1、高爐渣微粉技術(shù)。通常的高爐渣粉摻入水泥中使用， 對水泥強度會有一定影響。 實踐證明當?shù)V渣粉細度在 400m2/kg 以上時（俗 稱為微粉），在水泥中摻入 20%30%的渣粉，不但不降低水泥強度，而且還會改善水泥性能

5、，目前國外 工業(yè)發(fā)達國家已普遍推廣高爐水渣微粉技術(shù)。 我國也已建成 20 多條微粉生產(chǎn)線。 但生產(chǎn)礦渣水泥其關(guān)鍵的 處理技術(shù)是粉磨設備的選擇，從生產(chǎn)效率和能耗指標考慮，以進口立式磨機為佳。2、堿礦渣水泥和堿礦渣混凝土。烏克蘭在高爐渣細粉內(nèi)加入渣量 5%6%的堿金屬（鈉和鉀）化合物而獲得的堿礦渣膠凝材料可以制作達到 52.5# 標號的水泥。利用堿礦渣水泥制成的混凝土強度高、混合料流動性好、硬化速度快、水化熱低、抗?jié)B 性極好、抗凍性高、抗侵蝕性和護筋性優(yōu)良。成為新型較理想的建筑材料。3、用高爐渣生產(chǎn)硅肥。日本、韓國、東南亞等國家把水渣磨細（0.147mm0.175mm，利用高爐渣中含有的 SiO2

6、 和 CaO 并添入適量的硅元素活化劑攪拌混合成硅肥，在農(nóng)業(yè)上的推廣應用進行了富有成效的研究開發(fā)。4、日本鋼管公司將細粒化高爐渣覆蓋在海邊海床上以隔絕海邊富集的膠質(zhì)泥沙。由于高爐渣含有硅酸鹽，可促進海水中硅藻的繁殖，防止赤潮發(fā)生。這項應用技術(shù)為大量消化高爐渣開辟了一條新途徑。（二）鋼渣1 、鋼渣處理工藝新動態(tài) 由俄羅斯研制的滾筒鋼渣處理工藝可直接獲得砂和碎石狀鋼渣及廢鋼。該技術(shù)寶鋼已在三期工程中應用并 有所改進。滾筒法處理鋼渣有以下優(yōu)點：（1） 渣處理工藝流程短，爐渣處理時間短，生產(chǎn)能力高；（2） 處理后的轉(zhuǎn)爐渣粒度均勻，品質(zhì)穩(wěn)定，游離氧化鈣小于 4%，符合國家建材標準，經(jīng)處理后的爐渣可 直接

7、應用；（3） 渣、鋼分離良好，回收的廢鋼的金屬化大于 90%，不必經(jīng)粒鐵回收處理；（4） 渣的處理在容器內(nèi)進行， 改善渣處理對環(huán)境的污染， 排放的蒸汽經(jīng)管道排出廠房， 含塵量小于 100mg/m3。該工藝特別適用于大型轉(zhuǎn)爐（ 300 噸）的鋼渣處理。2、鋼渣處理過程中的熱能回收利用新動態(tài)（1）鋼渣滾筒法熱能回收的新設想 俄羅斯利用采用滾筒法處理鋼渣的可集中排放，進行顯熱回收開發(fā)。鋼渣經(jīng)渣罐進入滾筒，在滾筒內(nèi)生成 的蒸汽混合氣體溫度為 90170C,可直接用于生活設施或?qū)⑵浼訜嶂?00C用于發(fā)電，經(jīng)測試，熱利用系數(shù)可達到 50。（2）鋼渣風淬法熱能回收新工藝 俄羅斯烏拉爾鋼鐵研究院曾為查布羅什鋼

8、鐵廠研制了一套附有熱能回收的風淬鋼渣3處理工藝。將液態(tài)鋼渣 傾倒過程中與空氣流接觸產(chǎn)生的輻射熱通過專用設置收集后作為熱水、蒸汽和熱空氣回收利用。（3）日本鋼渣陳化處理與資源化利用新動向采用自然陳化法消除鋼渣中的 fCaO，占地面積大，時間長。為縮短陳化時間，日本開發(fā)了溫水陳化、蒸汽 陳化和蒸汽加壓陳化法?，F(xiàn)已在日本許多鋼鐵公司建有蒸汽陳化鋼渣設施。大大縮短了陳化時間，3、鋼渣尾渣高價值利用的方向我國的研究人員在總結(jié)國內(nèi)外鋼渣應用理論與實踐的基礎上，經(jīng)過多年對鋼渣的研究應用后得出：用鋼渣微粉和高爐渣微粉制成的鋼鐵渣“雙摻粉”可克服單摻礦渣粉的混凝土易碳化及液相PH 值降低的缺點，可成為混凝土的最

9、佳摻合料，是鋼鐵渣高價值利用的重要途徑。4、凝石原料 利用鋼渣粉作為凝石原料為大量使用鋼渣開辟了新途徑，詳見（五）部分。（三）粉煤灰生態(tài)化利用粉煤灰制備超細 Al2O3 粉體，為粉煤灰的高價值利用開辟了一條新的途徑。粉煤灰中 AI2O3 含量達 30%該技術(shù)采用礦物改性活化粉煤灰中AI2O3，消除阻止 C2S 晶相轉(zhuǎn)變的干擾因素，實現(xiàn)了粉煤灰活化燒結(jié)料 100 %的自粉化，自粉化料平均粒徑小于1 卩 m,有利于用碳酸鈉溶液從活化粉煤灰中以 NaAIO2 形式提取鋁組分 ,從而制備高純超細 AI（0H）3 粉體 AI2O3 粉體，提取率大于 70。（四）含鐵塵泥 美國、德國、日本等對含鐵塵泥已在

10、采用生產(chǎn)直接還原鐵或再將其還原成鐵錠的方式而加以利用。我國寶 鋼也已開始采用生產(chǎn)球團的方式進行利用。工藝過程為：首先將含鐵塵泥通過碾磨機、混合機、造球機制作成生球團，然后通過回轉(zhuǎn)底式爐制成直接 還原鐵，作為煉鋼原料進行利用， 還可再將直接還原鐵再通過電爐還原成鐵錠進行利用 （適用于不銹鋼類） ， 含鐵塵泥通過回轉(zhuǎn)底式爐時可消除塵泥中的鋅等有害元素。采用這一技術(shù)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的塵泥可全部得 到利用。美國的 RedSmelt 是其典型工藝技術(shù)，已在美國運行了25 年，并由 EPA 選為爐塵處理最有效的工廠。五）關(guān)于凝石技術(shù) 凝石技術(shù)是一項在理論體系、制造工藝和應用領(lǐng)域上全面突破，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的

11、專利技術(shù)，為清華大 學國土資源中心聯(lián)合多個單位的科技攻關(guān)成果，現(xiàn)已達到工業(yè)化推廣應用階段。利用凝石技術(shù)可以生產(chǎn)凝石材料：基于微晶二元化理論，采用“一磨”工藝，將高溫固體廢棄物轉(zhuǎn)化為微晶化物料，依照巖石礦物的成巖原理，補充相應的配體材料（成巖劑）混合制成高性能、低成本的水硬膠凝材料，其綜合實驗數(shù)據(jù) 已優(yōu)于傳統(tǒng)水泥性能要求，但缺少時間的驗證，我們應以關(guān)注。凝石作為新型建筑材料具有以下優(yōu)點：1、用途更加廣泛。凝石不僅可作為傳統(tǒng)水泥的代用品，而且比水泥具有更廣泛的用途。凝石材料在使用中，克服了水泥只能固結(jié)潔凈砂石的缺點，凝石材料由于其膠凝硬化機理的不同，而對各種砂石、黏土、淤泥均可固結(jié)。凝石 材料還具有很好的耐腐蝕性。42、可大量使用冶金固體廢棄物凝