钢渣的综合利用

1、钢渣主要内容v钢渣的介绍v钢渣的处理工艺v钢渣的综合利用v钢渣资源化的问题及展望（一）简介v钢渣是炼钢过程排出的废渣。该过程是除去钢渣是炼钢过程排出的废渣。该过程是除去生铁中的生铁中的碳、硅、磷碳、硅、磷和和硫硫等杂质，使钢具有等杂质，使钢具有特定性能的过程，特定性能的过程，也就是以氧化的方法除去生铁中过多的碳素和杂质，氧和杂质作用生成的氧化物就是钢渣。v因此，钢渣是炼钢过程中的必然副产品，其因此，钢渣是炼钢过程中的必然副产品，其排出量约为粗钢产量的排出量约为粗钢产量的15%20%。v2010年我国粗钢产量将达年我国粗钢产量将达6.25亿吨亿吨 。钢渣钢渣炉型：炉型：转炉钢渣转炉钢渣/ /平炉

2、钢渣平炉钢渣/ /电炉钢渣电炉钢渣生产阶段：生产阶段：电炉渣电炉渣氧化渣、还原渣；氧化渣、还原渣； 平炉渣平炉渣初期渣、后期渣初期渣、后期渣性质：碱性渣性质：碱性渣/ /酸性渣酸性渣1钢渣分类2钢渣的化学成分和矿物组成 （1）钢渣的化学成分 钢渣是由钙、铁、硅、镁、铝、锰、磷等氧化物所组成，有时还含有钒和钦等氧化物，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。以氧化钙为例，一般平炉熔化时的前期渣中含量20左右，精炼和出钢时的渣中含量达40以上；转炉渣中的含量常在50左右；电炉钢渣中约含40-50。各种炼钢炉的钢渣化学成分见下表。（2）钢渣的矿物组成钢渣的主

3、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、游离石灰等。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代替。当碱度提高时，橄榄石吸收氧化钙变成蔷薇辉石。再进一步增加石灰含量，则生成硅酸二钙和硅酸三钙。（二）钢渣处理加工工艺 钢渣资源综合利用工艺包括：处理工艺和钢渣加工工艺 目前国内外钢渣资源化处理工艺由于炼钢设备、工艺、造渣制度、钢渣物化性能的多样性及其利用上的多种途径呈现多样化，有热泼法、水淬法、盘泼法、闷渣法、滚筒法、风淬法、粉化法和

4、弃渣法、冷弃法等 v1、预处理工艺 预处理的任务是把转炉排出的热熔渣处理成粒径小于250 mm的常温块渣。 (1)热泼法热泼法的基本原理是：在炉渣温度高于可碎温度时(一般平炉渣为1000)，以有限制的水向炉渣喷洒，使渣产生的温度应力大于渣本身的极限应力，使渣产生裂纹，裂纹相交，渣破裂成块，冷却水继续沿裂纹渗入，使渣进一步破裂，同时也加速了游离态氧化钙的水化，使渣向更小块破裂。反复热泼，积渣到一定厚度，再铲运进一步处理。 主要过程是将熔渣倒到坡度约为主要过程是将熔渣倒到坡度约为5的热的热泼床上，待熔渣冷却成渣饼后，喷水使之急泼床上，待熔渣冷却成渣饼后，喷水使之急冷，渣饼因温度应力和膨胀应力龟裂成

5、大块。冷，渣饼因温度应力和膨胀应力龟裂成大块。待温度降到待温度降到300400时，再在其上泼第二时，再在其上泼第二层、第三层层、第三层渣饼因为温度反复变化而进渣饼因为温度反复变化而进一步龟裂。一步龟裂。 当渣层总厚度达到当渣层总厚度达到500600mm时，用时，用推土机推起，其中大渣坨先用汽车吊锤击碎，推土机推起，其中大渣坨先用汽车吊锤击碎，再用磁盘吊选出大块废钢，其余的常温块渣再用磁盘吊选出大块废钢，其余的常温块渣送去加工线，经筛分、破碎、除铁后送陈化送去加工线，经筛分、破碎、除铁后送陈化场堆放。场堆放。(2)水淬法 高温液态钢渣在流出、下降过程中，被高压力水分割、击碎，再加上高温熔渣遇水急

6、冷收缩产生应力集中而破裂，同时进行了热交换，使熔渣在水幕中进行粒化，一般小于3mm的渣粒量占90%以上。 分炉前水淬和室外水淬。(3)(3) 渣热焖渣热焖是近年发展起来的一种新型的钢渣处理技术。是近年发展起来的一种新型的钢渣处理技术。热焖钢渣处理基本工艺：将炼钢炉前送出的红渣直接倒热焖钢渣处理基本工艺：将炼钢炉前送出的红渣直接倒入渣入渣罐罐，降温，降温后后（钢渣内部不夹液态渣）后倾入焖渣罐，（钢渣内部不夹液态渣）后倾入焖渣罐，盖上罐盖并配以用适当的喷水工艺。由于钢渣含有一定盖上罐盖并配以用适当的喷水工艺。由于钢渣含有一定的余热，大块钢渣在热焖罐内就会龟裂粉化自解，钢和的余热，大块钢渣在热焖罐内

7、就会龟裂粉化自解，钢和渣自动分离。采用该技术，钢渣粒化效果可获得渣自动分离。采用该技术，钢渣粒化效果可获得60%60%8080的小于的小于20mm20mm粒状钢渣。由于采用循环水（配有冷却粒状钢渣。由于采用循环水（配有冷却及沉降池）基本解决了钢渣厂污水外排的难题。热焖后及沉降池）基本解决了钢渣厂污水外排的难题。热焖后的钢渣含有的钢渣含有8%8%11%11%的水份，这根本解决了钢渣在磁选的水份，这根本解决了钢渣在磁选和筛分流水线粉尘污染问题。热焖后钢渣中的和筛分流水线粉尘污染问题。热焖后钢渣中的f-CaOf-CaO（游离氧化钙）（游离氧化钙）不超过不超过1%1%，具有较好的易，具有较好的易磨性和

8、稳磨性和稳定性，为钢渣后期综合利用打下基础。定性，为钢渣后期综合利用打下基础。2 钢渣深加工工艺即破碎、筛分磁选系统 钢渣经格筛筛分，粒径小于250mm经板式给料机、皮带机送去双层振动筛，筛上（粒径大于80mm)进入带液压保护颚式破碎机，皮带机上安装磁选机，选出的渣钢通过皮带机送入渣钢场。颚破出料和筛下料经皮带机送入下一级振动筛，该皮带机上安装磁选机，振动筛筛上料（粒径大于40mm)进入下一级带液压保护颚式破碎机，破碎机出料和筛下料通过皮带送入辊压机，该皮带机上一样有磁选机选出渣钢。处理工艺如图钢渣经破碎、磁选、筛分等分选技术可回收其中钢渣经破碎、磁选、筛分等分选技术可回收其中90%以以上的废

9、钢。磁选出的渣钢，一般含铁在上的废钢。磁选出的渣钢，一般含铁在55%以上。以上。（三）钢渣的综合利用（三）钢渣的综合利用 1. 用作冶金原料用作冶金原料（1）作烧结熔剂）作烧结熔剂 钢渣含钢渣含40%50%CaO，代替部分石灰石。代替部分石灰石。（2）作高炉或化铁炉熔剂）作高炉或化铁炉熔剂 含有含有10%30% 的的Fe、4060%的的CaO、MgO和和2%的的Mn。（3）作炼钢返回渣）作炼钢返回渣（4）回收废钢铁）回收废钢铁 一般含有一般含有710% 的废钢及钢粒。的废钢及钢粒。2. 用于建筑材料用于建筑材料（1）生产水泥 含有和水泥相类似的硅酸三钙、硅酸二钙及铁铝酸盐等活性物质，具有水硬胶

10、凝性，可成为生产无熟料或少熟料水泥的原料，也可作为水泥掺和料。如钢渣微粉、熟料配以57%石膏经磨细可生产出标号32.5以上的钢渣水泥。 我国目前生产的钢渣水泥主要有：以石膏作激发剂的无熟料钢渣矿渣水泥； 以水泥熟料为激发剂的钢渣水泥（2）作筑路与回填工程材料 钢渣具有容重大、表面粗糙不易滑移、抗压强度高、抗腐蚀和耐久性好的特点，被广泛用于代替碎石作骨料和路材（3）钢渣砖）钢渣砖钢渣砖是以粉状钢渣或水淬钢渣为主钢渣砖是以粉状钢渣或水淬钢渣为主要原料，掺入部分高炉水渣或粉煤灰要原料，掺入部分高炉水渣或粉煤灰和激发剂（石灰、石膏粉），加水搅和激发剂（石灰、石膏粉），加水搅拌，经轮碾、压制成型、蒸养而

11、制成拌，经轮碾、压制成型、蒸养而制成的建筑用砖。的建筑用砖。v3.用于农业用于农业（1）作钢渣磷肥）作钢渣磷肥 是一种以是一种以钙、硅钙、硅为主含多为主含多种养分的具有速效又有后劲的复合矿质肥种养分的具有速效又有后劲的复合矿质肥料。料。 施用时注意：宜做施用时注意：宜做基肥基肥不做追肥使用；宜与不做追肥使用；宜与有机肥混拌后再施用；不宜与氮素化肥混有机肥混拌后再施用；不宜与氮素化肥混合施用；注意与土壤的酸碱性相结合。合施用；注意与土壤的酸碱性相结合。 （2）做硅肥）做硅肥 水稻水稻 （3）做酸性土壤改良剂）做酸性土壤改良剂v4 钢渣在污水处理上的应用 钢渣由于含有SiO2 、Fe2O3 、Al2O3 、P2O5 和游离CaO、MgO 等成分,可加工成与活性炭孔径相当的颗粒，具有一定的碱性和吸附能力,对废水中重金属离子既具有化学沉淀作用,又具有吸附作用,因此近年来将钢渣应用于重金属离子废水处理的研究也越来越多 。钢渣资源化的问题及展望v现存问题：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，但是一些因素使得钢渣不能稳定