鋼渣處理技術(shù)及綜合利用途徑

鋼渣處理技術(shù)及綜合利用途徑鋼渣是煉鋼過(guò)程中排出的廢渣。鋼渣主要來(lái)源于鐵水與廢鋼中所含元素氧化后形成的氧化物，加入的造渣劑，金屬爐料帶入的雜質(zhì)以及脫硫產(chǎn)物和被侵蝕的爐襯材料等。目前我國(guó)鋼渣年產(chǎn)量1億多t,累計(jì)堆放尚未利用的鋼渣達(dá)3億t,對(duì)其進(jìn)行處理和綜合利用，具有很大的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益。1鋼渣的處理工藝?yán)錀壏ㄤ撛谷朐蘧徖浜笾苯舆\(yùn)到渣場(chǎng)拋棄,這種處理技術(shù)不僅占地大,易形成渣山,而且不利于鋼渣加工和合理利用,所以不建議采用此種工藝。熱潑法隨著煉鋼爐容量加大,氧氣在煉鋼爐中的應(yīng)用,快速煉鋼要求快速排渣,從而發(fā)展了熱潑法技術(shù)。熱潑法是把煉鋼渣倒進(jìn)渣罐后,用吊車將渣罐吊起并將里面的熔渣分層倒在渣床上,經(jīng)空氣冷卻降溫至350?400C。時(shí)再噴淋適量的水，使高溫爐渣急冷碎裂并加速冷卻。水淬法由于鋼渣比高爐渣堿度高、黏度大，其水淬難度也大。該法原理是；液態(tài)高溫鋼渣在流出和下降過(guò)程中，被壓力水擊碎、分割，同時(shí)高溫熔渣遇水急冷收縮產(chǎn)生應(yīng)力集中而破裂，使熔渣在水幕中進(jìn)行?；１P潑水冷法該法是用吊車把渣罐內(nèi)熔渣潑在高架潑渣盤內(nèi)，噴淋適量的水使鋼渣急冷碎裂，渣層一般厚3?12cm。然后再用吊車把渣盤翻倒，對(duì)碎渣進(jìn)行池邊噴水降溫，最后把渣倒入水池內(nèi)進(jìn)一步降溫冷卻，使渣粉碎到粒度為0.5?10cm,用抓斗抓出裝車，送到鋼渣車間再處理。粒化法該法和水淬法有相似之處，原理是把液態(tài)鋼渣均勻流入?；?，在?；髦斜桓咚傩D(zhuǎn)的?；喥扑椴⒀厍芯€方向拋出，同時(shí)受高壓水流冷卻后落入水箱，通過(guò)傳送皮帶送到渣場(chǎng)。2鋼渣的綜合利用我國(guó)從20世紀(jì)70年代提出了“綜合利用、變廢為寶”的口號(hào)，開(kāi)展了固體廢物綜合利用技術(shù)的研究和推廣工作，現(xiàn)已取得了顯著成果部分地區(qū)的綜合利用率已超過(guò)了80%，但鋼渣利用率一直不高的原因是因?yàn)殇撛煞謴?fù)雜，見(jiàn)表1。近年來(lái)，各產(chǎn)鋼國(guó)都已經(jīng)將如何利用鋼渣的問(wèn)題提到了重要日程上來(lái)，迄今，鋼渣綜合利用主要涉及建筑材料、農(nóng)業(yè)、冶金、廢水處理等領(lǐng)域。用于建筑材料生產(chǎn)水泥由于鋼渣中含有和水泥相似的硅酸三鈣、硅酸二鈣及鐵鋁酸鹽等活性礦物質(zhì)，具有水硬膠凝性，因此可成為生產(chǎn)無(wú)熟料或少熟料水泥的原料，也可作為水泥摻和料。日本研究用鋼渣生產(chǎn)鐵酸鹽水泥，其抗壓強(qiáng)度等性能與硅酸鹽水泥一樣，研究中所用主要原料的配比見(jiàn)表2。與普通硅酸鹽水泥相比，鐵酸鹽水泥早期強(qiáng)度高，水化熱低。鐵酸鹽水泥中摻入石膏后，可生成大量硫鐵酸鹽，能有效地減少水泥的干縮和提高抗海水腐蝕的性能。作回填工程和筑路材料鋼渣具有活性，能板結(jié)成大塊，所以很適合作沼澤地的筑路材料，另外，由于鋼渣表面不光滑性，耐磨性和穩(wěn)定性，并且和瀝青結(jié)合牢固，所以被大量用在鐵路、公路和工程回填方面。鋼渣作為筑路材料，優(yōu)點(diǎn)明顯，并且還具有導(dǎo)電性小不會(huì)干擾鐵路系統(tǒng)的電信工作的特點(diǎn)，被用作鐵路道砟。用于農(nóng)業(yè)而且大部分鋼渣中的有害物含量低于農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的，因而適于生產(chǎn)農(nóng)業(yè)肥料。作鋼渣磷肥鋼渣在冶煉過(guò)程中經(jīng)過(guò)高溫煅燒后，溶解度已大為改變，其中主要成分易溶量達(dá)全量的一半或更高，較易被植物吸收。另外，鋼渣中具有大量有益于植物生長(zhǎng)的元素如Mg、Ca、P等，尤其是P成分高，很適合作磷肥。鋼渣磷肥不僅在酸性土壤里施用效果好，在缺磷的土壤里施用也有增產(chǎn)效果，在水田和旱田里均可取得較好的肥效。作硅肥和硅鉀肥作酸性土壤改良劑鋼渣中的磷和各種微量元素，可增強(qiáng)農(nóng)作物的抗病蟲(chóng)害能力，而且CaO、MgO含量高的鋼渣磨細(xì)后，可作為酸性土壤改良劑。用于冶金作燒結(jié)熔劑作高爐熔劑目前高爐利用高堿度燒結(jié)礦或熔劑性燒結(jié)礦，基本上不加石灰石但對(duì)于燒結(jié)能力不夠，高爐仍加石灰石的煉鐵廠，把鋼渣作高爐熔劑，可讓其中的CaO、MgO等作為助熔劑，從而節(jié)省大量石灰石、白云石，同時(shí)還可以回收其中的Fe?；厥諒U鋼鐵在基本建設(shè)中，開(kāi)發(fā)舊有渣山，除鋼渣可利用外，還可回收大量廢鋼鐵及部分磁性氧化物，因?yàn)殇撛幸话愫?%?10%的廢鋼及鋼粒，用水淬法處理的鋼粒，磁選機(jī)較易提取，可作為煉鋼調(diào)溫劑。相比其他用途，鋼渣在鋼鐵廠內(nèi)部作為冶金原料使用，不僅利用價(jià)值高，而且效果顯著。這是鋼渣資源化主要途徑。2.4用于廢水治理用鋼渣作為吸附劑用鋼渣作為濾床鋼渣可用來(lái)作生物濾池濾床，濾床的主要組成就是濾料，濾料是微生物生長(zhǎng)棲息的場(chǎng)所，理想的濾料應(yīng)具備：能為微生物附著提供大理的表面積，有足夠的空隙率，保證通風(fēng)（即保證氧的供給）和使脫落的生物膜能隨水流出濾池，不被微生物分解，也不抑制微生物生長(zhǎng)，有較好的化學(xué)穩(wěn)定性，有一定機(jī)械強(qiáng)度，價(jià)格便宜等特征，而鋼渣正好符合上述要求有研究者將鋼渣與活性炭等濾料進(jìn)行了吸附效果比較，發(fā)現(xiàn)鋼渣對(duì)分散染料的吸附效果優(yōu)于活性炭，這一結(jié)果為低成本的濾料走向工業(yè)化應(yīng)用提供了科學(xué)依據(jù)。以鋼渣為濾料處理活性翠藍(lán)染料廢水、結(jié)晶紫、亞甲基藍(lán)染料廢水、堿性品紅染料廢水、孔雀石綠染料廢水，脫色率均可達(dá)到90%以上。用鋼渣作絮凝劑由于鋼渣中含有較多的Fe、Al和Si等元素，可以作為制備絮凝劑的重要材料，絮凝劑是廢水處理的主要藥劑，用鋼渣制備絮凝劑可以改善原有絮凝劑的不足，使其具有較強(qiáng)的架橋和吸附性能。如利用鋼渣、鐵屑以一定的質(zhì)量比混合用硝酸和鹽酸的混酸溶解，經(jīng)抽濾后取其濾液，在攪拌回流下加熱到120C。，反應(yīng)3?4h,冷卻后得到棕紅色稠狀絮凝劑，用此絮凝劑處理印染廢水，在鋼渣和鐵屑質(zhì)量比為4：1，混酸的體積為20ml，混凝劑投加量為25mg/L，PH值為6的條件下，其處理后的CODcr去除率為87.4%，透光率為89.3%，色度去除率為93.3%。3結(jié)語(yǔ)由于