钢铁冶金废物

1、钢铁冶金渣的资源化钢铁冶金渣的资源化n一、高炉渣的资源化一、高炉渣的资源化n二、钢渣的资源化二、钢渣的资源化n三、铁合金渣的资源化三、铁合金渣的资源化n四、含铁尘泥的资源化四、含铁尘泥的资源化n钢铁冶金工业遍及全国各主要城市，所产生的固钢铁冶金工业遍及全国各主要城市，所产生的固体废物占固体废物总量的体废物占固体废物总量的1818， 渣中含各种有用渣中含各种有用元素如元素如FeFeMnMnV VCrCrMoMoNiNiAlAl等金属元素和等金属元素和CaCaMgMgSiSi等非金属元素，是一项可再利用的大等非金属元素，是一项可再利用的大宗二次资源。宗二次资源。n钢铁冶金工业所产生的固体废物主要有

2、高炉渣钢铁冶金工业所产生的固体废物主要有高炉渣钢渣钢渣铁合金渣和尘泥等，目前已大部分得到了铁合金渣和尘泥等，目前已大部分得到了利用，但缺乏全量和高附加值的利用技术，特别利用，但缺乏全量和高附加值的利用技术，特别是对共生符合矿炉渣中共生的金属元素的是对共生符合矿炉渣中共生的金属元素的 分离和分离和利用以及通过共生元素的分离全面经济地对炉渣利用以及通过共生元素的分离全面经济地对炉渣进行综合利用缺乏系统研究。进行综合利用缺乏系统研究。一、高炉渣的资源化一、高炉渣的资源化n高炉渣是冶金行业中产生数量最多的一种废渣，目前，根据我国目前矿石品位和冶炼水平， 冶炼1t 铁约产生高炉渣0.6-0.7t，我国每

3、年排除量已达3000万吨左右。80以上的高炉渣得到了利用，但利用的主要途径是生产水泥和筑路材料。1. 1. 高炉渣的性质和组成高炉渣的性质和组成 高炉渣是冶炼生铁时从高炉中排除的一种废渣。高炉渣是冶炼生铁时从高炉中排除的一种废渣。在在高炉高炉冶炼过程中，从炉顶加入的铁矿石冶炼过程中，从炉顶加入的铁矿石熔剂熔剂和焦炭，在炉和焦炭，在炉内高温内高温(1300(13001500)1500)燃烧区变成液相，液相中浮在铁水燃烧区变成液相，液相中浮在铁水上的熔渣，通过排渣口排除炉体，经冷却凝固后成为高炉上的熔渣，通过排渣口排除炉体，经冷却凝固后成为高炉渣，也称高炉矿渣，如下图所示。渣，也称高炉矿渣，如下图

4、所示。n n高炉炼铁过程高炉炼铁过程铁矿石焦炭石灰石铁矿石焦炭石灰石高炉渣高炉渣炼铁高炉炼铁高炉高炉烟气高炉烟气熔融炉渣熔融炉渣冷却冷却铁水铁水生铁生铁n高炉渣的产生量与铁精矿品位的高低有关、高炉渣的产生量与铁精矿品位的高低有关、焦炭中灰分的多少以及石灰石的质量有关。焦炭中灰分的多少以及石灰石的质量有关。也和炼铁的工艺有关。也和炼铁的工艺有关。n当采用贫铁矿炼铁时，每得到当采用贫铁矿炼铁时，每得到1 1吨生铁产生吨生铁产生出出1.01.01.21.2吨高炉渣；用富铁矿炼铁时，吨高炉渣；用富铁矿炼铁时，每得到一吨生铁产出每得到一吨生铁产出0.250.25吨高炉渣。吨高炉渣。高炉渣的冷却方式高炉渣

5、的冷却方式 n常用的熔融高炉渣冷却方法有急冷（也叫水淬）、常用的熔融高炉渣冷却方法有急冷（也叫水淬）、半急冷和慢冷（又叫热泼）三种，其对应的成品半急冷和慢冷（又叫热泼）三种，其对应的成品渣分别称为水渣、膨胀渣和重矿渣。渣分别称为水渣、膨胀渣和重矿渣。n（1）急冷处理）急冷处理 即水淬处理，是将熔融状态的高炉渣置于水中急即水淬处理，是将熔融状态的高炉渣置于水中急速冷却的方法，我国速冷却的方法，我国80%的高炉渣冲成水渣。目的高炉渣冲成水渣。目前较普遍采用的是渣池水淬和炉前水淬。前较普遍采用的是渣池水淬和炉前水淬。n渣池水淬：高炉熔渣经接渣槽进入水池，遇水急渣池水淬：高炉熔渣经接渣槽进入水池，遇水

6、急剧冷却成为水渣。剧冷却成为水渣。n炉前水淬：是在高炉炉台前设置冲渣沟或槽，熔炉前水淬：是在高炉炉台前设置冲渣沟或槽，熔渣在冲渣沟或槽内经高压水冷却成粒状水渣，输渣在冲渣沟或槽内经高压水冷却成粒状水渣，输送到沉渣池，再经抓斗抓出，堆放脱水后外运。送到沉渣池，再经抓斗抓出，堆放脱水后外运。（2 2）慢冷处理）慢冷处理n高炉熔渣再指定的渣坑或渣场自然冷却或高炉熔渣再指定的渣坑或渣场自然冷却或淋水冷却形成重矿渣（也称块渣）的冷却淋水冷却形成重矿渣（也称块渣）的冷却方法，处理后炉渣经挖掘、破碎、磁选和方法，处理后炉渣经挖掘、破碎、磁选和筛分可得到一种碎石材料。筛分可得到一种碎石材料。（3 3）半急冷处

7、理）半急冷处理n高炉熔渣在适量水冲击和成珠设备的配合作用下，高炉熔渣在适量水冲击和成珠设备的配合作用下，被甩待空气中使水蒸发成蒸汽并在内部形成空间，被甩待空气中使水蒸发成蒸汽并在内部形成空间，再经空气冷却形成一种多孔珠状矿渣的处理方法，再经空气冷却形成一种多孔珠状矿渣的处理方法，处理后的高炉渣称为膨胀渣或膨珠。处理后的高炉渣称为膨胀渣或膨珠。n 膨胀渣的生产方法有湿坑法、喷雾器法、堑沟法、膨胀渣的生产方法有湿坑法、喷雾器法、堑沟法、流槽法、喷气水击法、水击挡板法、滚筒法、和流槽法、喷气水击法、水击挡板法、滚筒法、和离心机法等。我国常用炉前法和炉外滚筒法。离心机法等。我国常用炉前法和炉外滚筒法。

8、 膨珠生产工艺示意膨珠生产工艺示意1-渣罐渣罐 2-投渣槽投渣槽 3-流槽流槽 4-水管水管 5-滚筒滚筒 6-膨珠膨珠 123465高炉渣的组成高炉渣的组成名称 CaO SiO2 Al2O3 MgO MnO Fe2O3 S TiO2 V2O5 F 普通渣 3849 2642 617 113 0.11 0.152 0.21.5 高钛渣 2346 2035 915 210 1 1Mo1的矿渣。的矿渣。n 中性矿渣，碱性率中性矿渣，碱性率MoMo1 1的矿渣。的矿渣。n 酸性矿渣，碱性率酸性矿渣，碱性率Mo1Mo1的矿渣。的矿渣。n 它比较直观地反映了高炉渣中碱性氧化物和酸性它比较直观地反映了高炉

9、渣中碱性氧化物和酸性氧化物含量地关系。氧化物含量地关系。 （2 2）矿物组成）矿物组成n高炉渣中的各种氧化物成分以各种形式的硅酸钙高炉渣中的各种氧化物成分以各种形式的硅酸钙或铝酸钙矿物形式存在。碱性高炉渣中最主要矿或铝酸钙矿物形式存在。碱性高炉渣中最主要矿物有黄长石、橄榄石、硅钙石、硅辉煌石和尖晶物有黄长石、橄榄石、硅钙石、硅辉煌石和尖晶石。石。n酸性高炉渣由于冷却的速冻不同，形成的矿物也酸性高炉渣由于冷却的速冻不同，形成的矿物也不一样。当快速冷却时全部凝结成玻璃体。在缓不一样。当快速冷却时全部凝结成玻璃体。在缓慢冷却时（特别石弱酸性的高炉渣）往往出现结慢冷却时（特别石弱酸性的高炉渣）往往出现

10、结晶的矿物相，如黄长石、假硅灰石、辉石和斜长晶的矿物相，如黄长石、假硅灰石、辉石和斜长石等。石等。CaO-AlCaO-Al2 2O O3 3-SiO-SiO2 2的三元体系的三元体系 n甲型硅灰石甲型硅灰石2CaO2CaOSiOSiO2 2n硅钙石硅钙石3CaO3CaOSiOSiO2 2n假硅灰石假硅灰石CaOCaOSiO2SiO2n钙镁橄榄石钙镁橄榄石CaOCaOMgOMgOSiOSiO2 2n尖晶石尖晶石MgOMgOAlAl2 2O O3 3n镁蔷薇辉石镁蔷薇辉石3CaO3CaOMgOMgOSiOSiO2 2n镁方柱石镁方柱石2CaO2CaOMgOMgO2SiO2SiO2 2n铝方柱石铝方

11、柱石2CaO2CaOAlAl2 2O O3 3SiOSiO2 2n斜顶灰石斜顶灰石MgOMgOSiOSiO2 2n透灰石透灰石CaOCaOMgOMgO2SiO2SiO2 2高炉渣的性质高炉渣的性质n高炉熔渣的冷却方式不同，得到的高炉渣性能不高炉熔渣的冷却方式不同，得到的高炉渣性能不同。同。n1. 1. 水渣水渣 水渣即水淬渣，是在高炉溶渣置于水中急速冷却后的形成的海水渣即水淬渣，是在高炉溶渣置于水中急速冷却后的形成的海绵状的浮石类物质。绵状的浮石类物质。n高炉溶渣在大量冷却水的作用下急冷形成的海绵状浮石类物质。高炉溶渣在大量冷却水的作用下急冷形成的海绵状浮石类物质。在急冷过程中，熔渣中的绝大部

12、分化合物来不及形成稳定化合物，在急冷过程中，熔渣中的绝大部分化合物来不及形成稳定化合物，而以玻璃体状态将热能转化成化学能封存其内，从而构成了潜在而以玻璃体状态将热能转化成化学能封存其内，从而构成了潜在的化学活性。的化学活性。 n水渣的化学活性主要取决于其化学成分和水渣的化学活性主要取决于其化学成分和矿物结构，其活性大小通常用水淬渣活性矿物结构，其活性大小通常用水淬渣活性率（率（McMc）或水淬渣质量系数（）或水淬渣质量系数（k k）表示，即：）表示，即：nMc Mc Al2O3 / SiO2 Al2O3 / SiO2 nk k （CaOCaOMgOMgOAl2O3/ SiO2Al2O3/ Si

13、O2MnOMnO） n当当McMc0.250.25为活性矿渣，为活性矿渣，McMc0.250.25为低活为低活性矿渣；性矿渣；k k1.91.9为高活性矿渣，为高活性矿渣，k=1.6k=1.61.91.9是中活性矿渣，是中活性矿渣，k k1.61.6为低活性矿渣。为低活性矿渣。 n不同化学成分、不同矿物结构的水渣，其化学活不同化学成分、不同矿物结构的水渣，其化学活性具有一定差异。碱性水渣含大量的硅酸二钙而性具有一定差异。碱性水渣含大量的硅酸二钙而具有良好的活性。酸性水渣中具有良好的活性。酸性水渣中Al2O3Al2O3含量高，其在含量高，其在水淬急冷过程中极利于形成玻璃体，因而酸性水水淬急冷过程

14、中极利于形成玻璃体，因而酸性水渣也具有良好的活性。氧化镁能降低矿渣的黏度，渣也具有良好的活性。氧化镁能降低矿渣的黏度，在急冷过程中易进入玻璃体，堆水渣活性有利，在急冷过程中易进入玻璃体，堆水渣活性有利，而氧化锰堆玻璃体形成不利，因而堆水渣活性有而氧化锰堆玻璃体形成不利，因而堆水渣活性有不理影响。不理影响。n水渣具有潜在的水硬胶凝性能，在水泥熟料、石水渣具有潜在的水硬胶凝性能，在水泥熟料、石灰、石膏等激发剂作用下可显示出水硬胶凝性能。灰、石膏等激发剂作用下可显示出水硬胶凝性能。 （2 2）重矿渣）重矿渣 高温熔渣在空气中自然冷却或淋少量水慢速冷却高温熔渣在空气中自然冷却或淋少量水慢速冷却而形成的

15、致密块渣。重矿渣的物理性质与天然碎而形成的致密块渣。重矿渣的物理性质与天然碎石相近，其块渣容重大多在石相近，其块渣容重大多在1900kg/m31900kg/m3以上，其抗以上，其抗压强度、稳定性、耐磨性、抗冻性、抗冲击能力压强度、稳定性、耐磨性、抗冻性、抗冲击能力（韧性）、均符合工程要求，可以代替碎石用于（韧性）、均符合工程要求，可以代替碎石用于各种建筑工程中。各种建筑工程中。n重矿渣系缓慢冷却形成的结晶相，绝大多数矿物重矿渣系缓慢冷却形成的结晶相，绝大多数矿物不具备活性，但是重矿渣中的多晶型硅酸二钙，不具备活性，但是重矿渣中的多晶型硅酸二钙，硫化物和石灰，会出现晶型变化和发生化学反应。硫化物

16、和石灰，会出现晶型变化和发生化学反应。当含量较高时，会导致矿渣结构破坏，这种现象当含量较高时，会导致矿渣结构破坏，这种现象成为重矿渣分解。成为重矿渣分解。 因此，在使用重矿渣时，特别因此，在使用重矿渣时，特别时作为混凝土骨料使用时，必须认真分析检验重时作为混凝土骨料使用时，必须认真分析检验重矿渣的组成，防止重矿渣分解现象的出现。矿渣的组成，防止重矿渣分解现象的出现。 （3 3）膨珠）膨珠 膨珠大多呈球形，表面有釉化玻璃质光泽，珠内膨珠大多呈球形，表面有釉化玻璃质光泽，珠内有微孔，孔径大的有微孔，孔径大的350350400um 400um ， 小的小的8080100 100 um um ，其堆积

17、密度为，其堆积密度为4004001200kg/m31200kg/m3。膨珠呈现由。膨珠呈现由灰白到黑的颜色，颜色越浅，玻璃体含量越高，灰白到黑的颜色，颜色越浅，玻璃体含量越高，灰白色膨珠，玻璃体含量大灰白色膨珠，玻璃体含量大9595。玻璃体微孔互。玻璃体微孔互不连通，吸水率低。不连通，吸水率低。n 由于膨珠系半急冷作用形成，珠内存有气体和化由于膨珠系半急冷作用形成，珠内存有气体和化学能，其除了具有水渣相同的化学活性外，还具学能，其除了具有水渣相同的化学活性外，还具有隔热、保温、质轻、吸水率低、抗压抗压强度有隔热、保温、质轻、吸水率低、抗压抗压强度和弹性模量高等优点，因而是一种很好的建筑用和弹性

18、模量高等优点，因而是一种很好的建筑用骨料和生产水泥的原料，也可作为防火隔热材料。骨料和生产水泥的原料，也可作为防火隔热材料。 2 2 高炉渣的资源化途径高炉渣的资源化途径n高炉渣的资源化途径取决于高炉渣的冷却高炉渣的资源化途径取决于高炉渣的冷却方式。冷却方式不同，高炉渣的特性不同，方式。冷却方式不同，高炉渣的特性不同，资源化途径液不同。高炉渣的资源化在我资源化途径液不同。高炉渣的资源化在我国已有几十年的历史，目前利用率国已有几十年的历史，目前利用率8080左左右。右。2.1 2.1 水渣的资源化水渣的资源化n 水渣具有潜在的水硬胶凝的性能水渣具有潜在的水硬胶凝的性能, ,在水在水泥熟料、石灰、

19、石膏等激发剂作用下可显泥熟料、石灰、石膏等激发剂作用下可显示出水硬胶凝的性能示出水硬胶凝的性能, ,是生产水泥的优质原是生产水泥的优质原料料, ,因而广泛的用语生产水泥和混凝土等因而广泛的用语生产水泥和混凝土等. .(1) (1) 生产水泥生产水泥n在前苏联和日本在前苏联和日本,50%,50%的高炉渣用于水泥生产的高炉渣用于水泥生产. .我国我国约有约有3/43/4的水泥掺有高炉渣的水泥掺有高炉渣. .目前目前, ,我国利用高炉渣我国利用高炉渣生产的水泥主要有矿渣硅酸盐水泥、普通硅酸盐生产的水泥主要有矿渣硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、石膏矿渣水泥、石灰矿渣水泥和钢渣矿渣水泥、石膏矿渣水泥、石灰矿

20、渣水泥和钢渣矿渣水泥等五种水泥等五种. .n矿渣硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥, ,简称矿渣水泥简称矿渣水泥, ,是我国水泥产量是我国水泥产量最大的水泥品种最大的水泥品种. .它由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉它由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉渣加渣加3%3%5%5%石膏混合、磨细或分别磨细后再加以石膏混合、磨细或分别磨细后再加以混合均匀制成的水硬性胶凝材料混合均匀制成的水硬性胶凝材料 矿渣硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥特点：特点：n较强的抗溶出性和抗硫酸盐侵蚀性能。能适用水上工程、较强的抗溶出性和抗硫酸盐侵蚀性能。能适用水上工程、海港及地下工程等，但在含酸性及含镁盐的水中，矿渣水海港及地下工程等，但在含酸性及含镁盐

21、的水中，矿渣水泥的抗侵蚀性较普通水泥差；泥的抗侵蚀性较普通水泥差；n水化热较低。适合于浇筑大体积混凝土；水化热较低。适合于浇筑大体积混凝土；n耐热性较强。使用在高温车间及高炉基础等容易受热的地耐热性较强。使用在高温车间及高炉基础等容易受热的地方比普通水泥好；方比普通水泥好；n生产成本低；生产成本低；n但在循环受干湿或冻融作用条件下，其抗冻性不如硅酸盐但在循环受干湿或冻融作用条件下，其抗冻性不如硅酸盐水泥，所以不适宜用在水位时常变动的水工混凝土建筑中。水泥，所以不适宜用在水位时常变动的水工混凝土建筑中。(2) (2) 生产矿渣砖生产矿渣砖n主要原料是水渣和激发剂主要原料是水渣和激发剂, ,水渣既

22、是矿渣砖水渣既是矿渣砖的胶结材料又是骨料的胶结材料又是骨料, ,用量占用量占85%85%以上以上. .常用常用激发剂有碱性激发剂激发剂有碱性激发剂( (石灰、水泥石灰、水泥) )和硫酸和硫酸盐激发剂盐激发剂( (石膏石膏) )两种两种. .(3)(3)湿碾矿渣混凝土湿碾矿渣混凝土n以水渣为主要原料配入激发剂以水渣为主要原料配入激发剂( (水泥、石水泥、石灰、石膏灰、石膏),),放在轮碾机中加水碾磨放在轮碾机中加水碾磨, ,制成制成沙浆后与粗骨料拌和而成的一种混凝土。沙浆后与粗骨料拌和而成的一种混凝土。2.2 2.2 重矿渣的资源化重矿渣的资源化n(1) (1) 配制矿渣碎石混凝土配制矿渣碎石混

23、凝土n矿渣碎石配制的混凝土具有与普通混凝土相近的矿渣碎石配制的混凝土具有与普通混凝土相近的物理力学性能物理力学性能, ,而且还有良好的保温、隔热、耐热、而且还有良好的保温、隔热、耐热、抗渗和耐久性能抗渗和耐久性能. .n配制矿渣混凝土的方法与普通混凝土相似配制矿渣混凝土的方法与普通混凝土相似, ,但用水但用水量稍高量稍高, ,其增加的用水量其增加的用水量, ,一般按质量的一般按质量的1%1%2%2%计计算算. .n(2) (2) 重矿渣在地基工程中的应用重矿渣在地基工程中的应用n矿渣的块体强度一般都超过矿渣的块体强度一般都超过50MPa50MPan(3) (3) 矿渣碎石在道路工程中的应用矿渣

24、碎石在道路工程中的应用n(4) (4) 矿渣碎石在铁路道渣上的应用矿渣碎石在铁路道渣上的应用3 3 高炉渣资源化利用的新技术高炉渣资源化利用的新技术n（1 1）生产矿渣棉）生产矿渣棉 n（2 2）生产微晶玻璃）生产微晶玻璃 ：矿渣微晶玻璃主要成分为矿渣微晶玻璃主要成分为CaO-MgO-CaO-MgO-Al2O3-SiO2Al2O3-SiO2系统系统n（3 3）生产硅肥）生产硅肥：硅肥是一种以含氧硅（：硅肥是一种以含氧硅（SiO2SiO2）和氧化钙）和氧化钙(CaO)(CaO)为主的矿物质肥料，它是水稻等作物生长不可缺少的营养元为主的矿物质肥料，它是水稻等作物生长不可缺少的营养元素之一，被国际土

25、壤学界确认为继氮（素之一，被国际土壤学界确认为继氮（N N）、磷（）、磷（P2O5P2O5）、钾）、钾（K2OK2O）、后的第四大元素肥料。）、后的第四大元素肥料。 n（4 4）生产高炉渣微粉）生产高炉渣微粉：n所谓高炉渣微粉是指高炉水渣经烘干、破碎、粉磨、筛分而所谓高炉渣微粉是指高炉水渣经烘干、破碎、粉磨、筛分而得到的比表面积在得到的比表面积在3000cm2/g3000cm2/g以上的超细高炉渣粉末。以上的超细高炉渣粉末。n我国我国2020世纪世纪5050年代就可代替年代就可代替5050的熟料生产矿渣水泥。高炉的熟料生产矿渣水泥。高炉渣粒度越细，水化能力越强。渣粒度越细，水化能力越强。n一般

26、，高炉渣微粉粒度要求达到比表面积为一般，高炉渣微粉粒度要求达到比表面积为300030005000cm2/g5000cm2/g或更细，因此，粉磨设备的选择很关键。或更细，因此，粉磨设备的选择很关键。二二 钢渣的资源化钢渣的资源化n 钢渣是炼钢过程中排出的废渣。该过程钢渣是炼钢过程中排出的废渣。该过程石出去生铁中的碳、氧、磷和硫等杂质，石出去生铁中的碳、氧、磷和硫等杂质，使钢具有特定性能的过程，也是造渣材料使钢具有特定性能的过程，也是造渣材料和冶炼反应物以及熔融的炉衬材料生成融和冶炼反应物以及熔融的炉衬材料生成融合物的过程。因此钢渣石炼钢过程的必然合物的过程。因此钢渣石炼钢过程的必然副产物，其排出

27、量约为粗钢产量的副产物，其排出量约为粗钢产量的15152020。1 1 钢渣的组成和性质钢渣的组成和性质n目前，我国采用的炼钢方法主要有转炉、目前，我国采用的炼钢方法主要有转炉、平炉和电炉炼钢。在钢渣中，平炉渣又可平炉和电炉炼钢。在钢渣中，平炉渣又可分为初期渣和末期渣（包括精炼渣和出钢分为初期渣和末期渣（包括精炼渣和出钢渣），电炉渣又可分为氧化渣和还原渣。渣），电炉渣又可分为氧化渣和还原渣。n 钢渣石一种由多种矿物组成的固熔体，其钢渣石一种由多种矿物组成的固熔体，其性质与其化学成分由密切关系。钢渣冷却性质与其化学成分由密切关系。钢渣冷却后呈块状和粉状。低碱度钢渣呈黑色，质后呈块状和粉状。低碱度

28、钢渣呈黑色，质量较轻，气孔较多；高碱度钢渣呈黑灰色、量较轻，气孔较多；高碱度钢渣呈黑灰色、灰褐色、灰白色，密度坚硬。灰褐色、灰白色，密度坚硬。 来源来源 金属炉料中的金属炉料中的SiSi、MnOMnO、 P P和少量和少量 FeFe氧氧化后生成的氧化物；化后生成的氧化物； 向炉内加入的各种造渣材料如石灰石、向炉内加入的各种造渣材料如石灰石、白云石、铁矿石、硅石等，是炉渣的主要来白云石、铁矿石、硅石等，是炉渣的主要来源；源； 被侵蚀、剥落下来的炉衬材料和补炉炉被侵蚀、剥落下来的炉衬材料和补炉炉料如料如CaO CaO 、MgOMgO等等 金属炉料带入的杂质如泥砂等。金属炉料带入的杂质如泥砂等。 我

29、国主要钢厂钢渣的化学成分（）我国主要钢厂钢渣的化学成分（） 种类 CaO SiO2 Fe2O3 Al2O3 MgO MnO FeO P2O5 首钢转炉渣 52.66 12.26 6.12 3.04 9.12 4.59 10.42 0.62 鞍钢转炉渣 45.37 8.84 8.79 3.29 7.98 2.31 21.38 0.72 太钢转炉渣 52.35 13.22 7.26 2.81 6.29 1.06 13.29 1.30 武钢转炉渣 58.22 16.24 3.18 2.37 2.28 4.48 7.90 1.17 马钢转炉渣 43.15 15.55 5.19 3.84 3.42 2.

30、31 19.22 4.08 化学组成化学组成 钢渣的特点：铁氧化物是以钢渣的特点：铁氧化物是以FeOFeO和和FeFe2 2O O3 3的形式存在，而以的形式存在，而以FeOFeO为为主，总量在主，总量在25%25%以下。以下。钢渣形成反应过程钢渣形成反应过程 2（CaOROSiO2）+ CaO 3CaORO2SiO2 + RO (橄榄石渣) （蔷薇辉石渣） 3CaORO2SiO2 + CaO 2（CaOSiO2）+ RO （ 硅酸二钙渣） 2CaO + （CaOSiO2） 3CaOSiO2 （硅酸三钙渣） 钢渣矿物组成钢渣矿物组成：橄榄石（初期渣）：橄榄石（初期渣） 蔷薇辉石（后期蔷薇辉石（

31、后期渣）渣）硅酸二钙硅酸二钙硅酸三钙硅酸三钙 + + RORO相相 + + 游离游离CaOCaO冶炼初期冶炼初期： 钢渣以SiO2、FeOFe2O3、CaO三系统为主（因部分铁水氧化） 冶炼后期冶炼后期： 钢渣的利用钢渣的利用n（1 1） 从钢渣中分选回收废钢和钢粒。从钢渣中分选回收废钢和钢粒。 n（2 2） 钢渣用做冶炼熔剂钢渣用做冶炼熔剂n（3 3） 用做筑路材料用做筑路材料n（4 4） 生产水泥、钢渣转生产水泥、钢渣转2.2.钢渣的资源化途径钢渣的资源化途径n迄今，人们已经开发了多种有关钢渣综合利用迄今，人们已经开发了多种有关钢渣综合利用途径，主要包括回收废钢铁和钢粒、冶金、建途径，主要

32、包括回收废钢铁和钢粒、冶金、建筑材料、农业利用、回填等几个领域。筑材料、农业利用、回填等几个领域。n（1 1）从钢渣中分选回收废钢和钢粒）从钢渣中分选回收废钢和钢粒n钢渣中一般含钢渣中一般含7%7%10%10%的废钢，经破碎、磁选、的废钢，经破碎、磁选、筛分等分选技术可回收其中筛分等分选技术可回收其中90%90%以上的废钢及部以上的废钢及部分磁性氧化物。分磁性氧化物。n(2) (2) 钢渣用作冶炼熔剂钢渣用作冶炼熔剂n钢渣常含有很高的钢渣常含有很高的CaOCaO、铁及一定比例的、铁及一定比例的MgOMgO、MnOMnO。若用于炼铁，这些成分能有效地降低溶剂、矿石若用于炼铁，这些成分能有效地降低

33、溶剂、矿石的消耗及能耗。作为溶剂用于高炉冶炼和绍介的的消耗及能耗。作为溶剂用于高炉冶炼和绍介的钢渣量，以美国为最多，占钢总量的钢渣量，以美国为最多，占钢总量的5656以上。以上。n（3 3）钢渣用作筑路材料）钢渣用作筑路材料n（4 4）生产水泥）生产水泥n（5 5）生产钢渣砖）生产钢渣砖 n（6 6）用做农肥和酸性土壤改良剂）用做农肥和酸性土壤改良剂n（7 7）富集和提取钢渣中的稀有元素）富集和提取钢渣中的稀有元素三三 铁合金渣的资源化铁合金渣的资源化n铁合金渣是铁合金冶炼过程中生产的废渣。铁合金渣是铁合金冶炼过程中生产的废渣。我国每年约生产我国每年约生产100100万吨各种铁合金渣。铁万吨各

34、种铁合金渣。铁合金渣的种类较多，根据冶炼工艺分为火合金渣的种类较多，根据冶炼工艺分为火法冶炼渣和浸出渣法冶炼渣和浸出渣. .根据铁合金品种，分为根据铁合金品种，分为高炉锰铁渣、锰硅合金渣、硅铁合金渣、高炉锰铁渣、锰硅合金渣、硅铁合金渣、硅铬合金渣、中碳铬铁渣等。其中以高碳硅铬合金渣、中碳铬铁渣等。其中以高碳锰铁渣为最多，其次是锰硅合金渣。锰铁渣为最多，其次是锰硅合金渣。1 .1 .铁合金渣的组成与性质铁合金渣的组成与性质n铁合金渣产品的种类很多，其生产工艺各不相同。铁合金渣产品的种类很多，其生产工艺各不相同。同一种产品由于原料品味不同，采用的生产工艺同一种产品由于原料品味不同，采用的生产工艺可能不同，因此，铁合金渣的化学成分各不同。可能不同，因此，铁合金渣的化学成分各不同。我国铁合金渣的主要化学成分为我国铁合金渣的主要化学成分为CaOCaO、SiO2SiO2、Al2O3Al2O3、MgOMgO、MnOMnO等各种金属氧化物。等各种金属氧化物。n铁合金渣的矿物组成主要以硅酸钙为主。铁合金渣的矿物组成主要以硅酸钙为主。n我国大多数高炉锰铁渣我国大多数高炉锰铁渣/ /电炉锰铁渣和几乎全部的电炉锰铁渣和几乎全部的硅锰合金渣是采用水淬法