5.2 钢渣处理及资源化技术

冶金环保及资源综合利用钢渣的性能（1）钢渣的处理工艺（2）5.2钢渣处理及资源化技术钢渣的综合利用（3）每炼1t钢产生0.12-0.14t钢渣2011年我国钢产量约6.955亿吨，钢渣产生量约9000万吨钢渣综合利用的必要性大多数钢铁企业采用热泼工艺处理钢渣，钢渣中f-CaO不能完全消解，遇水体积膨胀98%，使用时造成建材制品、建筑物、道路开裂，导致钢渣利用率低。热泼法处理钢渣钢渣危害钢渣虽无毒，但会造成渣满为患，破坏生态环境、资源浪费等问题。渣钢某钢厂钢渣“零排放”循环经济园区实现厂区和生产流程的绿色环保实现钢铁行业节能减排加快技术升级和结构调整实现钢铁渣“零排放”冶炼渣综合利用率达到70%钢渣余热自解热闷技术列入重点推广项目炼钢过程视频（1）钢渣的来源和分类钢渣基本情况钢渣作为炼钢工艺流程的衍生物，其产生量为粗钢量的10～15%左右。2010年我国排钢渣量8147万t，我国钢渣利用率约22%，国内堆放量几亿吨。距离钢铁企业固体废弃物“零”排放的目标尚远。美国、法国和日本的利用率最高，可达到90%以上。钢渣虽然无毒，但要占地、影响环境，而且钢渣中有大量铁没有（得到）回收利用。解决这些问题的最好办法就是根据各钢厂钢渣的有效成分加以利用。主要来源于金属炉料中的硅、锰、磷和少量的铁氧化后形成的氧化物，调节炉渣的性能所加入的造渣剂如石灰石、白云石、萤石、硅石等，这是钢渣的主要来源，金属炉料带入的杂质以及氧化剂、脱硫产物和被侵蚀、剥落下来的炉衬材料与补炉炉料等。转炉钢渣是钢渣的主要组成部分，生产1t转炉钢约产生130～240kg的钢渣。

电炉钢渣

电炉炼钢是以废钢为原料，主要生产特殊钢。电炉生产周期也长，分氧化期和还原期，并分期出渣，分别称氧化渣和还原渣。目前，每生产1t电炉钢约产生150～200kg的钢渣，其中氧化渣约占渣总量的60％～70%。

形态熔渣性质生产阶段冶炼方法转炉钢渣和电炉钢渣炼钢渣、浇铸渣与喷溅渣，在炼钢渣中，电炉炼钢渣分氧化渣与还原渣碱性渣、酸性渣水淬粒状钢渣、块状钢渣和粉状钢渣等①钢渣形貌低碱度钢渣呈黑色，质较轻，气孔较多高碱度钢渣呈黑灰色、灰褐色、灰白色、质坚硬密实滚筒渣热焖渣热泼渣（2）钢渣形貌及组成②钢渣化学成分钢厂TFeFeOSiO2Al2O3CaOMgOSPMnOf-CaO韶钢17.9213.518.942.9140.015.360.310.592.792.79柳钢16.1212.2617.124.5838.96.990.140.612.13.43武钢13.7711.2717.783.6239.857.010.060.440.178.09太钢16.2511.2613.264.0839.855.670.151.831.263.25邯钢16.6612.1314.843.1944.567.50.130.580.170.73马钢4.451.877.8827.9941.649.580.380.110.21济钢15.784.2314.995.0645.116.690.140.491.682.88宝钢24.7519.2311.511.5741.068.090.030.500.422.61莱钢18.34-14.633.5446.168.450.30.47--杭钢12.39-14.222.336.378.10.0860.721.41-国内钢铁企业钢渣化学成分（%）钢渣的主要矿物组成为钙镁蔷薇辉石（3CaO·MgO·2SiO2）、钙镁橄榄石（CaO·MgO·SiO2）、硅酸三钙（3CaO·SiO2）、硅酸二钙（2CaO·SiO2）、铁酸二钙（2CaO·Fe2O3）、RO（R代表Mg、Fe、Mn，RO为MgO、FeO、MnO形成的固熔体）等，还有部分氟磷灰石（9CaO·3P2O5·CaF2）、游离石灰（f-CaO）等。序号钢渣碱度矿相组成10.9-1.4橄榄石、玻璃相、镁蔷薇辉石21.4-1.6镁硅钙石、玻璃相、镁蔷薇辉石和硅酸二钙31.6-2.4硅酸二钙和玻璃相4>2.4硅酸二钙、硅酸三钙、铁铝酸钙、铁酸钙和玻璃相③钢渣的矿物组成渣中铁的形貌钙镁蔷薇辉石：无色、浅褐、浅黄色无多色性钙镁橄榄石类矿物为正高突起至正极高突起，具有明显的糙面，一般呈等轴的自形、半自形；多数情况下见不到解理，但常可见到不规则的裂纹渣样中亮白色部分为金属铁，不规则棕色部分为硅酸二钙，条状，蓝灰色为硅酸三钙自形的磷灰石（P），干涉色一级灰，横切面垂直光轴，全消光。正交偏光。钢渣中碱性氧化物浓度总和与酸性氧化物浓度总和之比称之为熔渣碱度根据碱度的高低，通常将钢渣分为：低碱度渣（R＝1.3～1.8）、中碱度渣（R＝1.8～2.5）和高碱度渣（R＞2.5），综合利用的钢渣以中、高碱度渣为主。（3）钢渣性质①碱度钢渣中含铁量较高，因此它比高炉渣重，密度一般在3.1～3.7g/cm3。采用李氏瓶、无水煤油、恒温水槽等对滚筒渣密度进行测量。钢渣滚筒渣热焖渣热泼渣结果（g/cm3）3.683.483.35表5.13尾渣密度测定结果②密度钢渣含铁较高，结构致密，钢渣较耐磨，用易磨指数表示，标准砂为1，高炉渣为0.96，而钢渣仅为0.7，这就意味着钢渣比高护渣还难磨。用磨矿细度来表示钢渣的耐磨性。用破碎加工制备后的原渣样（粒度为-2mm）1000克，采用不同磨矿时间进行磨矿，将磨好的矿浆用200目标准筛先湿筛，筛上物烘干后再进行检查干筛，称取最终筛上物的重量，由此计算出-200目含量。③耐磨性④

活性

钢渣中硅酸二钙、硅酸三钙等为活性矿物，具有水硬胶凝性。高碱度的钢渣，可作水泥生产原料和制造建材制品。矿渣水硬胶凝性比钢渣强。钢渣抗压性能好，压碎值为20.4％～30.8％。按照国家标准，压碎值不大于26％，就可用于不同等级的道路建设。⑤抗压性

钢渣含游离氧化钙（f-CaO）、MgO、Ca2SiO4和Ca3SiO5等，这些组分在一定条件下都具有不稳定性。碱度高的熔渣在缓冷时，Ca3SiO5会在1100℃到1250℃时缓慢分解为Ca2SiO4和f-CaO；Ca2SiO4在675℃时，由β-Ca2SiO4要相变为γ-Ca2SiO4，并且发生体积膨胀，其膨胀率达10％。另外，钢渣吸水后，f-CaO要消解为氢氧化钙[Ca(OH)2]，体积将膨胀100％～300％，MgO会变成氢氧化镁，体积也要膨胀77％。因此，含f-CaO、MgO的常温钢渣是不稳定的，只有f-CaO、MgO消解完或含量很少时，钢渣才会稳定。按照国家标准用浸水膨胀率来表示钢渣的稳定性。即采用90℃水浴养护的方法，经过一定时间后使钢渣中的游离氧化钙、游离氧化镁消解，产生体积膨胀，通过体积变化率来评定钢渣的稳定性。⑥稳定性

钢渣处理目的改善钢渣稳定性实现资源化利用钢渣处理方法滚筒法热闷法日本蒸汽陈化法热泼法风淬法浅盘法冷弃法就是将冶炼后排出的钢渣倒入渣罐，在空气中缓慢冷却后直接运到渣场抛弃，堆积量大后便形成了渣山。过去我国钢铁厂的排渣工艺方法多数采用此法，现在新建的炼钢厂不易采用此种工艺。（1）冷弃法大片的渣山堆积，占用土地，陈化时间长，不利于钢渣的利用和加工，有时因排渣不畅而影响炼钢。

设备投资少，主要投资包括运输和装载车辆、渣场土建等

冷弃法盘泼水冷法亦即I.S.C工艺（InstantaneousSlagChillProcess），为日本新日铁公司开发。在钢渣车间设置高架泼渣盘，将炼钢炉排出的流动性好的炉渣，用渣罐倒入高架泼渣盘中，熔渣自流成渣饼，渣饼厚度在30～120mm之间，静置3～5min，第一次喷水急冷，喷水2min，停水3min，重复4次，渣饼龟裂成大块渣。当渣温降至约500℃时把渣由渣盘倒进排渣上车进行第二次淋水冷却，渣块继续龟裂粉化。最后，待渣温降至约200℃时，再把渣由排渣车倒入水渣池进行第三次冷却，渣会进一步龟裂粉化。水渣由渣池捞出沥水后，即可送去加工。（2）浅盘法厂房要求大，设备投资高；

钢渣要经过3次水冷，蒸汽产生量较大，对厂房和设备有腐蚀作用，对起重机寿命有影响；操作工艺比较复杂；

对钢渣的流动性有一定要求，粘度高、流动性差的钢渣不能用该方法处理泼渣盘消耗量大，运行成本高

用水强制快速冷却，处理时间短，处理能力大；整个过程采用喷水和水池浸泡，粉尘污染少；溶渣经三次冷却后，大大减少了渣中矿物组成、游离氧化钙和氧化镁等所造成的体积膨胀，改善了渣的稳定性；处理后钢渣粒度小，大部分在30rnm左右，粒度均匀，可减少后段破碎、筛分加工工序，便于金属的回收；采用分段水冷处理，蒸汽可自由扩散，操作安全；整个处理工序紧凑，机械化程度高，劳动条件好，对环境污染少，钢渣加工量少。冷弃法优缺点热熔钢渣倒入渣罐后，用车辆运到钢渣热泼车间，利用吊车将渣罐的液态渣分层泼倒在渣床上（或渣坑内），喷淋适量的水，使高温炉渣急冷碎裂并加速冷却，然后用装载机、电铲等设备进行挖掘装车，再运至弃渣场。需要加工利用的，则运至钢渣处理间进行粉碎、筛分、磁选等工艺处理。熔渣渣罐热泼场渣床喷水渣饼推土机堆渣磁选废钢渣块待加工（3）热泼法湘潭钢铁公司采用热泼法处理钢渣

宝钢和马钢车间内热泼热泼法热泼法传统落后工艺占地大污染环境尾渣中f-CaO达5~15%,浸水膨胀率5~10%稳定性差优点技术成熟，生产线流程简单，运行成本低，设备及投资较少；设备简单，操作方便处理速度快、金属回收率高、处理渣的能力大、便于机械化生产；处理后钢渣块度小水淬工艺原理是高温液态钢渣在流出、下降过程中，被压力水分割、击碎，再加上高温熔渣遇水急冷收缩产生应力集中而破裂，同时进行了热交换，使钢渣在水幕中进行粒化。液态钢渣带孔中间渣罐渣槽高速水水淬室沉淀池澄清池水泵渣场炉前水淬（4）水淬法液态钢渣渣罐高速水水淬池沉淀池澄清池水泵渣场室外水淬

倾斜式钢渣水淬处理方法倾斜式钢渣水淬处理设备示意图1-卷扬机，2-曲臂卷扬机，3-渣罐，4-粒化器，6-柱体，7-渣罐车，8-粒化挡板，9-拔钩装置，10-挡车板，11-水池

渣罐接渣后，运到风淬装置处，倾翻渣罐，熔渣经过中间罐流出，被一种特殊喷嘴喷出的空气吹散，破碎成微粒，在罩式锅炉内回收高温空气和微粒渣中所散发的热量并捕集渣粒。经过风淬而成微粒的转炉渣，可做建筑材料；由锅炉产生的中温蒸汽可用于干燥氧化铁皮。风淬法（5）风淬法冷却过程中不会生成粉尘，无有害气体排出，污染小；安全可靠；技术成熟，工艺简单，投资少，占地面积较小；一次粒化彻底，处理能力较大，用水量少；渣粒性能稳定，粒度小、均匀且光滑（≤5mm）。中间罐风淬法的优点是对钢渣的流动性有很大要求，需控制渣的温度范围在1470℃以上，由于钢渣碱度大，粘度高，一般能够风淬处理的钢渣不超过总钢渣的50%，其它钢渣要使用别的方法处理。风淬法的缺点将热熔尾渣置于渣盘自然冷却到800℃～300℃温度区间后，用吊车将渣倾翻到热闷池或热闷罐中，压盖密封后适量间歇喷雾或喷水冷却，利用池内渣的余热产生大量饱和蒸汽，与尾渣中不稳定的游离f-CaO、f-MgO等反应，加上C2S等冷却过程中体积增大，使得尾渣自解粉化，同时渣钢分离。处理完后用挖掘机或抓斗从池内挖出外运。热闷法（6）热焖法渣钢品位>85%磁选粉品位>60%尾渣金属铁<2%热焖法处理工艺①闷罐法闷罐法是把钢渣倒在渣坑中，待钢渣温度冷却到600℃左右时装入闷罐中，通过控制向闷罐中喷洒的水量和喷水时间使钢渣在闷罐内高温淬化、冷却。罐内水和钢渣产生复杂的温差冲击效应、物理化学反应，使钢渣淬裂。液态渣采用热焖处理：转炉出渣后由渣罐运输热焖车间，每罐液态渣分别倒入到3个热焖池中，倒渣后喷水冷却，并用机械抓斗搅翻（防止结块），使液态渣快速固化，加满后，加盖，喷水，热焖。（湘钢热焖处理方式）②热焖池工艺方式一

：液态渣先固化，再热焖。利用渣罐将钢渣从炼钢厂运至渣钢厂，将渣罐中液态渣倾倒在渣场，固化，待凝固成固态渣后，再将固态渣装入渣罐，利用行车将渣倒入热焖池中（韶钢渣钢厂热焖池为5m×5m×5m，共6个），装满渣后，加盖，水封，从顶部喷水，热焖。方式二

：利用渣罐将钢渣从炼钢厂运至热焖车间，将渣罐中液态渣倾倒入热焖池，装满渣后，加盖，水封，从两侧喷水，热焖。方式三

：

每罐渣倒入3个焖渣池喷水、翻匀、加盖热焖

热焖好渣缺点：腐蚀厂房、机械损耗严重、危险性大、易出现爆炸。1、钢渣热闷工艺适应性强，处理率100%。2、处理后钢渣的稳定性好，f-CaO<2%，浸水膨胀率<1.5%。3、吨渣处理综合能耗为1.2kg标准煤。4、吨渣水耗300kg。5、渣钢品位>85%，磁选粉品位>60%。热闷工艺的优点热闷工艺适应性强液态、半固态和固态钢渣均可处理，处理率100%热闷工艺风淬法100%40%热闷工艺陈化法滚筒法风淬法0.412.031.6164.44主机能耗kg标煤/吨渣钢渣热闷技术利用钢渣余热热闷吨钢渣主机能耗比其他方法降低75%~96%尾渣利用率(%)100100途径少途径少注：表中数据来源于公开出版物。该工艺过程为尾渣进入渣罐后，由吊车吊至滚筒前，顺着溜槽将高温熔渣倒入筒体，滚筒边旋转边向桶内急速喷水使尾渣冷却，尾渣落下后被筒内钢球挤压破碎，然后随水从筒下部出口流出滚筒。滚筒法（6）滚筒法滚筒法处理钢渣设备复杂，维修难度大；渣比较坚硬，其综合利用途径有待进一步开发；运行费用较高。钢渣粒度细小，通常小于100mm废钢与渣分离完全，回收废钢非常有利；游离氧化钙低，炉渣不需陈化便可直接利用；粉尘少，蒸汽通过烟囱外排，环保性能好；自动化程度高，劳动强度低。滚筒法优缺点日本露天式蒸汽陈化处理钢渣蒸汽温度计保温覆盖混泥土墙炼钢炉渣蒸气管蒸汽气流日本露天蒸汽式钢渣陈化处理设备f-CaO与水作用体积膨胀3~6%

陈化方式处理时间

自然陈化2年热水浸陈化1星期露天式蒸汽陈化48小时加压式蒸汽陈化（0.6MPa）

2小时钢渣陈化处理的比较料仓压力罐台车操作室日本住友和歌山的SKAP设备照片处理方法处理后渣特点应用钢厂优点缺点热泼法或浅盘法尾渣龟裂、块度大、稳定性差国内多数传统钢厂工艺简单、排渣速度快，操作简单。工艺投资大、运行费用高、处理效率低、环境污染严重、工艺设备多热焖法粒度较细、性能稳定韶钢、济钢、鞍钢、新余、日钢京唐曹妃甸新炼钢、本钢、包钢、马钢等30余个钢铁企业能处理所有尾渣，处理周期较短，尾渣级配好、稳定性高、活性高，渣钢分离效果好，金属回收率高、环境污染小。需建设专用封闭式闷渣池或闷渣罐，冬季渣处理厂房内蒸汽较大，另外该工艺对操作要求较高，渣层须及时松动，否则影响处理效果，有大块结渣。水淬法粒度单一（5mm左右），易磨性差马钢、济钢工艺流程短、设备投资小、占地少对炉渣流动性要求高、处理效率低、50%水淬处理，50%干渣排放，存在爆炸的安全隐患。风淬法粒度单一（5mm左右），易磨性差马钢、成都钢厂、石家庄钢厂占地面积小，处理周期短，渣的粒度小、性能稳定，渣钢分离效果好，投资也少，可直接作为路面材料使用。噪声与粉尘量较大、处理率不高，只能处理液态渣，渣中铁酸钙含量较高，其反应胶凝活性不好，影响了渣作为水泥掺和料的使用。滚筒法粒度较细、稳定性好、尾渣便于使用宝钢二炼钢、马钢和唐钢占地少、投资小、处理效果好、稳定性高、经济环保、自动化程度高、流程短尾渣处理率较低，只能处理液态尾渣，一次性投资较高，设备故障率及运行费用较高，尾渣黏度大或渣量大时容易将钢球粘住，以致无法卸料。钢渣是炼钢过程中产生的废渣，钢渣的组成随原料、炼钢方法、生产阶段、钢种以及炉次等的不同而变化。一般来说，钢渣的主要化学成分是由CaO、SiO2、FeO、Fe2O3、MgO、Al2O3、MnO、P2O5和f-CaO（游离CaO）等氧化物所组成，有些钢渣（如攀钢等）还含有V2O5、TiO2。由于处理方法和分选方法不同，钢渣的成分、性能会有很大的差别，影响钢渣的利用途径。那么，综合利用时要考虑不同的处理和分选工艺，不同的处理和分选工业使渣铁的分离程度、钢渣中（f-CaO）、MgO的含量、金属铁的含量以及成分和性能的不同等，这些都会影响尾渣的利用途径。迄今为止人们已开发出了近40种有关钢渣综合利用的方法，但到目前尚未找到大规模资源化合理利用钢渣资源的有效途径。而且，在尾渣利用过程中产生的一些问题也未能得到有效的解决。制约了钢尾渣在建筑、建材方面的大规模应用。（1）钢渣综合利用中存在的问题钢渣形成的温度高、时间短，在陈化过程中膨胀与粉化是其主要原因。游离氧化钙消解在潮湿的环境下，钢渣中的游离氧化钙(f-CaO)遇水生成氢氧化钙[Ca(OH)2]体积增大达1～2倍。当钢渣内含硫量>3%时，钢渣中的硫化亚铁[FeS]和硫化锰[MnS]与水生成氢氧化铁[Fe(OH)2]和氢氧化锰[Mn(OH)2]，体积将分别增大35%～40%及25%～30%。硅酸盐晶体转化钢渣中的硅酸二钙在500～845℃温度区间内，由α及β型向γ型晶体转变，体积增大10%～20%，致使钢渣碎裂。氧化镁消解，钢渣中的氧化镁[MgO]遇水后生成氢氧化镁[Mg(OH)2]，体积增长75%～80%，引起钢渣的胀裂。但是钢渣内的氧化镁通常以稳定晶体存在，在道路适用的环境中是稳定的。由此可见，游离氧化钙消解是钢渣膨胀与粉化对道路、制砖等造成危害的主要原因。钢渣的稳定性不良单位建筑名称尾渣使用部位使用年限开裂情况墨西哥英克洛瓦城工业厂房采用尾渣回填深的地基6年厂房建成地板鼓起20～250mm，柱子升高20～200mm整体建筑物开裂破坏日本地基回填料280天地基先开始下沉，56天后开始隆起，280天膨胀才终止武钢第三炼钢厂，能源总厂，硅钢厂地基回填料11年隔墙、地面出现大面积开裂灯光球场用尾渣和黄沙混合后作灯光球场13年发生龟裂，迫使重新翻建宝钢地基回填2年地基混凝土开裂到，鼓起高达石家庄钢厂尾渣砖厂民用建筑3～4年疏松开裂钢渣的密度为3.5t/m3左右，是普通建材的1.2～1.4倍。钢渣用于建筑工程中，其运输、使用时的能耗要增加10%左右。另外，由于钢渣的密度较大，在地基承载力不足的软土地区不宜作为路基材料使用。钢渣的密度过大钢渣对环境的影响钢渣的成份复杂，某些特种钢的钢渣内含有害物质，用这类钢渣，会对环境造成污染。钢渣中金属铁含量高钢渣中金属铁的存在，一方面增加了钢渣的磨矿难度，造成粗大颗粒存在；另一方面，使用过程中易出现铁蚀锈现象。由于钢尾渣比较致密，易磨指数标准砂为1，高炉渣为0.96，钢尾渣为0.7，可见钢渣比较难磨。这也限制了尾渣在建筑、建材方面的利用。钢渣成分波动大钢尾渣成分的复杂性和波动性，造成使用过程难度增大。基于以上原因，在以下方面利用受限。造成我国钢渣利用率低，常年大量堆积。（2）国外钢渣利用情况国外钢渣利用的研究开展的比较早，世界著名的几个产钢大国钢渣的主要利用途径还是做水泥原料，筑路材料、市政工程材料、肥料、土壤调节剂，一部分钢渣返高炉、烧结、化铁炉作熔剂等。钢渣的综合利用发展不平衡。

早在上个世纪70年代初，美国的钢渣就已经达到排用平衡，实现钢渣利用的资源化与专业化。90年代后期美国Chaparral钢铁公司与TI水泥公司联合开展了STAR计划研究，发现磨细钢渣粉可以作为原材料烧制成水泥，目前该技术已在美国地区推广应用。美国的钢渣年产量约为665万吨，其中37%用于路基工程，22%用于回填工程，22%用于沥青混凝土集料。

美国

早在上个世纪70年代初，美国的钢渣就已经达到排用平衡，实现钢渣利用的资源化与专业化。90年代后期美国Chaparral钢铁公司与TI水泥公司联合开展了STAR计划研究，发现磨细钢渣粉可以作为原材料烧制成水泥，目前该技术已在美国地区推广应用。美国的钢渣年产量约为665万吨，其中37%用于路基工程，22%用于回填工程，22%用于沥青混凝土集料。日本

英国早在20世纪90年代就用钢渣生产沥青混凝土、大体积混凝土，并制定了相应的国家标准。以Kvaenrer为代表的企业一直致力于冶金渣的处理和综合利用。在钢渣处理上，开发了干式成粒法工艺(DSO法)。在综合利用方面，将炉渣用作柏油路骨架料，其性能已在炎热的新加坡和寒冷的斯堪地纳维亚应用中得到验证。钢渣中的成分与沥青有很强的结合力，同时因具备高强度和耐光性而成为理想的道路建筑材料。最近，UnitedKingdom大学研究指出，BOF和EAF炉渣干式颗粒可作为水泥补充剂或填料。目前，Kvaerner公司正着手进行回收钢渣显热的试验，并取得了初步成效。

英国

德国的钢渣利用率相对较高，大部分钢渣被用作道路工程、建筑工程等的集料，作为原材料生产水泥和用作混凝土集料，作为筑路材料用于做堤坝、各种路基或者堰塘的填充等，作为农肥，用于农业生产。其中56%用于土建，如铺路、土方工程和水利工程，30%用于生产矿渣硅酸盐和高炉渣水泥，7%在钢厂内返回使用，2%用于制做肥料，只有小于5%的炉渣因达不到使用要求而被送往渣场。2001年德国钢渣的利用率为77.9%，2007年利用率已达99%，通过渣的综合利用节约了自然资源，保护了生态环境。

德国

浦项钢铁公司年产钢渣量为150万t，其中25%厂内循环利用，37%填埋，38%外售。浦项转炉钢渣分为转炉渣、脱硫渣和钢包渣三类。钢渣经过破碎和磁性分离后，分成磁性渣和非磁性渣，非磁性渣含有许多钙和硅，可代替生产烧结矿用的石灰石和蛇纹石，使烧结床透气性改善，缩短时间。当加入量增至4%时，烧结矿的常温强度与生产率均提高，但烧结分化率RDI恶化。通过试验，转炉渣的最大使用量达到2.34%时，对烧结矿质量、生产率无特殊影响。浦项公司的这一措施可使钢渣的利用率从25%提高到33%，填埋部分由42%下降至33%，并使烧结生产成本下降。

韩国浦项钢铁

加拿大的钢渣少部分用于配入烧结和高炉等再利用，大部分用于就地堆积或者运往其他地方进行回填。加拿大多法斯科公司把处理过的钢渣用于道路建设。

加拿大

土耳其等国也开始将钢渣作为水泥掺合料进行研究，但还未见大规模应用的报导。南非钢渣一部分做土壤改良剂，南非土壤是酸性的，其它填埋、堆存。其他国家、南非

欧洲每年有1200万吨钢渣，由于过去30年的深入研究，当今有65%的钢渣被有效的应用于各个领域，但仍有35%未被处理而被扔掉。瑞典利用向熔融钢渣中加入碳、硅和铝质材料，达到回收金属的目的，并将钢渣用于水泥生产。

欧洲种类2005年2006年2007年2008年2009年2010年利用量/万t利用率/%利用量/万t利用率/%利用量/万t利用率/%利用量/万t利用率/%利用量/万t利用率/%利用量/万t利用率/%钢渣50010586106501065110174922171021年产量/万t500058636500651079508147（3）国内钢渣利用情况虽然我国钢尾渣在各个方面都有利用，但存在以下主要的问题：①缺乏必要的破碎磁选及机械设备，一些地方靠人工捡拣增加了劳动强度。②由于依赖手工劳动，金属回收不干净，存在资源浪费问题。③在开发渣山过程中也存在回收废钢未能和尾渣的综合利用结合起来，甚至出现劳动重复现象。我国尾渣主要在冶金回用、建材原料、建材制品、道路材料、软地基加固和工程回填、土壤改良和农肥、环境治理等方面应用，其中5.14%用于水泥和混凝土中的钢渣粉，28.58%用于钢渣硅酸盐水泥等钢渣系列水泥品种，1%用来制作钢渣砖，60.27%钢渣用于道路材料、回填材料。序号综合利用方式相关说明1冶金回用粒钢回收由于钢水的沸腾喷溅，转炉钢渣中粒钢含量约

5％～10％，可深度磁选回用2作烧结原料代替石灰石作熔剂，利于烧结顺行和降本，由于磷富集，配比不宜超过

3%3作高炉熔剂回收利用渣中金属铁，节省烧结矿和石灰用量，配用量取决于渣中磷含量4作炼钢造渣剂喷吹入电炉节省石灰添加剂的用量，需避免有害物质的循环累积5精炼脱磷剂利用方式简单，为提高脱磷率而加入的硅酸苏打，对耐材有较大的侵蚀6转炉溅渣护炉可提高转炉炉龄，但溅渣在炉衬上形成

10～20mm厚的渣层，利用量有限7热态循环利用LF精炼后熔渣的热态循环利用，可减少造渣料消耗、提高金属回收率8转炉压渣剂替代高镁石灰调渣，达到不倒炉出钢，缩短冶炼及溅渣时间的目的9脱硫渣隔断剂与脱硫渣成份及耐熔性相似，具有一定的膨胀性和铺展性，起到隔断作用10脱磷剂用作铁水脱磷预处理，适当添加BaCO3和

Fe2O3，可增强脱磷能力序号综合利用方式相关说明11建材原料钢渣微粉钢渣细度≥/kg，金属铁含量低、活性高，20％以下可等量替代水泥12双掺粉与矿渣微粉双掺时，还具有优势叠加功效，是混凝土掺和料的最佳方案13钢渣水泥以钢渣为主要原料，掺入少量激发剂，磨细而成，强度等级可达42.5或52.514掺合料掺量10％～30％时，水泥或混凝土强度不降低，具有节能、降耗作用15预拌砂浆粒度<5mm的钢钢渣粉在干粉砂浆中可作为无机胶凝材料、细集料16铁质校正原料钢渣中的氧化铁可以替代水泥生料中0～7％的铁粉用作水泥铁质校正料17建材制品混凝土制品碾压型整铺透水透气混凝土和机压型混凝土透水砖制品等，利于节资减排18钢渣砖以钢渣为骨料，配入水泥，经搅拌在高压制砖机压制成型，养护即得产品19水利海工制品混凝土护面块体、扭字块、岩块等产品，已广泛用于海工和水利工程20生产凝石制品由钢渣、粉煤灰、煤矸石等废物磨细后再“凝聚”而成，胶凝性能优异序号综合利用方式相关说明21道路材料筑路渣用作公路垫层、基层及面层材料，性能优越，筑路成本降低22钢渣砂经稳定化和磁选除铁处理后的渣，可代替砂和石子用作道路材料23盐碱土地路基克服了盐碱化土壤在含水量较高时导致的路基基底发软、强度降低等问题24软地基加固和工程回填堆山造景在钢渣山回填防渗性粘土和种植土，改造成公园25钢渣桩通过钢渣排水和桩柱作用、挤密作用和化学反应三种作用来实现26工程回填对游离氧化钙、粉化率、级配、陈化时间等有一定要求27土壤改良和农肥土壤改良剂钢渣中含有较高的钙、镁，碱度较高，可作为酸性土壤改良剂28农肥可根据钢渣元素含量的不同，制作硅肥、磷肥、钾肥、复合肥等，鉴于钢渣粘滞性、水硬胶凝性和有害元素含量，施用量有限，国外主要用于林业序号综合利用方式相关说明29环境治理废水治理钢渣钙、铁、铝等元素，可制备聚硅硫酸铁等净水剂30固硫剂可部分取代石灰石或石灰，与钙基固硫剂按比例混合可制得燃煤固硫剂31中和剂钢渣中有大量的游离CaO，可作为中和废酸的碱性物质32吸附剂钢渣孔隙结构特殊，表面积大，对重金属离子具有良好的吸附性能33抑制海洋赤潮利用钢渣混凝土/岩块海洋生物附着率高的生态特性34其他利用途径替代膨润土将钢渣磨细至-200目，可替代

2％的球团用膨润土作烧结矿中的粘结剂35复合胶凝材料引入脱硫石膏-粉煤灰复合体系，制备新型绿色复合胶凝材料36填埋场覆土钢渣密度大、粒度适宜，可用作生活垃圾填埋场的覆土37船用喷磨料钢渣硬度大、渣流动性好，可替代铜渣用作船用喷磨料38生产电石钢渣中富含较高的氧化钙，可通过碳还原制得电石回收废钢铁

（豆钢或铁粒）烧结混合料中配加氧化铁皮后，烧结充分，温度高，烧结矿转鼓指数也提高，固体燃料消耗下降，生产率提高，利用氧化铁皮作为辅助材料，即在混匀矿中配加氧化铁皮，一方面，氧化铁皮相对粒度较为粗大，可改善烧结料层的透气性；另一方面，氧化铁皮在烧结过程中氧化放热，可降低固体燃料消耗。回收铁精粉）方法一：干法磁选铁精粉，经处理后的钢渣利用人工或磁盘吊吸附大块渣钢，剩余在经过几道破碎、筛分、磁选后得到含铁大于65%铁精粉。方法二：湿法选铁精粉方法二：湿法选铁精粉用作溶剂

用于烧结：钢渣中的残钢、氧化铁、氧化镁、氧化钙、氧化锰等有益成分，而且可以作为烧结矿的增强剂，因为它本身是熟料，且含有一定数量的铁酸钙，对烧结矿的强度有一定的改善作用，另外转炉渣中的钙、镁均以固溶体形式存在，代替熔剂后，可降低熔剂(石灰石、白云石、菱镁石)消耗，使烧结过程碳酸盐分解热减少，降低烧结固体燃料消耗。日本住友金属公司高炉、烧结循环利用转炉钢渣占21%；浦项钢铁公司年产钢渣量为150万t，其中25%厂内循环利用；德国钢铁渣利用率为95%以上，7%在钢厂内返回使用。我国宝钢、首钢、马钢、重钢、太钢、济钢、湘钢、武钢、唐钢等均先后利用钢渣做烧结矿熔剂，取得了良好的经济效益和社会效益。用于转炉

转炉钢渣直接返回转炉炼钢，一方面，可代替氧化钙和部分萤石，渣中氧化铁可以促进前期化渣，缩短冶炼时间，降低氧气消耗，同时可使渣中氧化钙、氧化镁、氧化锰等有用成分得到有效回收，钢渣可起到钢水降温的作用，渣中铁又部分重新回到钢水中。另一方面，转炉钢渣直接返回转炉炼钢不会影响钢水质量，但转炉钢渣毕竟是含氧化钙、二氧化硅较高的高碱度炉渣，直接加入导致转炉渣量增大，喷溅容易发生，金属收得率下降，钢铁料消耗增加。可能导致得不偿失。最好通过现场试验来定，考虑谨慎使用。钢渣微粉钢渣的主要矿物组成为硅酸三钙、硅酸二钙、铁酸二钙、RO等，与硅酸盐水泥熟料矿物组成相似，这是钢渣可用于水泥中做掺和料的可行性的根本原因，也是用以大量、高附加值的用作建筑材料的依据。钢渣总体利用率相对较高，己接近100%。但在水泥及混凝土方面利用的效率还相当低。钢渣在水泥领域的应用现状：日本的钢渣在水泥生产中的利用率不到6%。德国的钢渣利用率虽高，但基本上全部用作了集料，很少用于水泥。美国在上世纪90年代以前仅1%的水泥生产利用了钢渣。我国钢渣回收利用率为50-60%。但是按资源性和有效性评定，我国钢渣实际利用率仅为40%左右,而且仅有10%用于建材领域。只有约3%用于水泥。制砖以钢渣为主要原料生产标准砖、多孔砖、空心砌块、路面砖等各种砖产品钢渣要求：钢渣游离氧化钙含量≤4%，压碎值指标≤30%，金属铁含量≤2.0%，酒钢滚筒渣和热焖渣都符合要求。各种产品的主要成分及配方：主要成分：水泥、钢渣、矿渣、水

钢渣骨料：要求粒径10mm以下综合，粉料含量小于10%。

配比：

墙体砖：钢渣、矿渣、水泥=55%：35%：10%。

地面砖：钢渣、矿渣、水泥、颜料=65%：5%：20%：10%钢渣（工业废渣）→破碎、磁选→入库→自动配料系统→混凝土搅拌系统→专业砌块成型系统→自然养护（或蒸汽养护）→成品堆放→检验出厂蒸汽养护破碎、磁选原料自动配料系统专业砌块成型系统筑路与回填工程材料钢渣碎石具有密度大、强度高、表面粗糙不易滑移、抗压强度高、稳定性好、耐磨与耐久性好、抗腐蚀、与沥青结合牢固的特点，因而广泛用于各种路基材料、工程回填、修砌加固堤坝、填海工程等方面。钢渣用于道路的基层、垫层及面层，一般还需在钢渣中加入粉煤灰和适量水泥或石灰作为激发剂，然后压实成为道路的稳定基层。由于钢渣具有一定活性，能板结成大块，特别适于沼泽、海滩筑路造地。钢渣用做公路碎石，用材量大并具有良好的渗水与排水性能，用于沥青混凝土路面，耐磨防滑。钢渣做铁路道渣，除了前述优点外，由于其导电性小，不会干扰铁路系统的电讯工作。土壤改良剂和农肥钢渣中含有大量的有益于植物生长的元素如Si、Ca、Mg、P等，而且大部分钢渣内的有害元素含量符合有关农用标准要求，因而是适合用于生产农业肥料和土壤改良剂。通过几十年的施用实践证明钢渣应用于农业生产是十分有效的再利用途径。钢渣吸附剂及污水治理利用钢渣制作吸附剂，尤其是废水处理吸附剂是钢渣综合利用的新方法，所制作的吸附剂是一种新型的吸附材料。与其他吸附材料相比，钢渣制作吸附剂，尤其是制作废水处理吸附剂的优势明显，吸附性能优异、易于固液分离、钢渣性能稳定，无毒害作用、变废为宝、以废治废，社会效益、经济效益和环保效益显著、钢渣来源广泛，价格低廉，十分有利于废水处理厂降低废水处理成本。

利用钢渣吸附剂可以用来处理含砷废水、含铜废水、含磷废水、含镍废水、含铬废水等。钢渣吸附剂及污水治理利用钢渣制作吸附剂，尤其是废水处理吸附剂是钢渣综合利用的新方法，所制作的吸附剂是一种新型的吸附材料。与其他吸附材料相比，钢渣制作吸附剂，尤其是制作废水处理吸附剂的优势明显，吸附性能优异、易于固液分离、钢渣性能稳定，无毒害作用、变废为宝、以废治废，社会效益、经济效益和环保效益显著、钢渣来源广泛，价格低廉，十分有利于废水处理厂降低废水处理成本。

利用钢渣吸附剂可以用来处理含砷废水、含铜废水、含磷废水、含镍废水、含铬废水等。宝钢宝钢是中国规模最大、品种规格最齐全、高技术含量和高附加值产品份额比重最大的钢铁企业，年产生钢渣量约110万吨。目前，宝钢转炉渣采用滚筒工艺+浅盘工艺+热闷工艺，流动性差的采用热泼法处理-汽车运出-宝冶。经过多年研究开发，宝钢钢渣不但在厂内返烧结循环利用上取得较大进展，而且厂外利用途径从一般的工程回填发展到用于水泥生产、道路路基料、混凝土工程、软土地基处理等领域，做到了排用平衡。钢渣微粉复合掺合料、钢渣干粉砂浆和钢渣复合脱磷剂等技术含量较高的利用途径研究开发已取得较大进展。钢渣用于桩基工程与传统砂桩相比成本低、地基承载力高；宝钢钢渣处理利用正在从简单的初级加工，逐步向资源化、产品化深加工利用方向发展。透水钢渣混凝土钢渣路面砖人造大理石特种型砂抗浮、配重型钢渣特种混泥土钢渣微粉特种集料（耐磨剂）承重路面与建筑基础类钢渣特种混凝土透水、透气型钢渣特种混凝土鞍钢鞍钢集团年钢产量2100万吨，年钢渣300万吨。鞍钢钢渣是由鞍钢集团矿渣开发公司处理，是国内最大的冶金渣综合开发利用专业化企业之一，具有年处理500万吨冶金渣的能力。熔融渣通过热焖法，破碎磁选，鞍钢拥有一条由德国引进国内最先进的240万t/a钢渣磁选加工线，加上日本的棒磨技术，可从钢渣中选出：TFe85％的渣钢，占钢渣原渣的10％；粒径10－50mm、TFe54％的粒钢，占钢渣原渣的10％；粒径0－10mm、TFe42％的磁选粉，占钢渣原渣的20％，即从钢渣中磁选出40％的含铁物料，分别供给炼钢、炼铁和烧结，年为公司创效10.2亿元。剩余约有60%属于钢钢渣，钢渣中金属铁含量小于1.5%，钢渣部分磨细用于水泥和混凝土部分筑路回填，少部分用于烧结矿生产。新余钢铁公司新余钢铁集团有限公司是国有大型钢铁联合企业，年产生钢渣80万吨。新余转炉渣经热焖法处理，磁选、颚式破碎机破碎、棒磨等，渣钢、精矿粉约20万吨，分别用于炼钢和烧结。钢渣粒度在10mm以下占到80%以上，40万t用于超细粉，20万t制砖，由新余南方利用滚压机对辊磨钢渣，选铁至钢渣中铁含量在0.9%以下，制砖。由中冶投资磨钢渣和水渣复合粉，生产能力水渣80万t，钢渣40万t，2012年4月8日投产，矿渣和钢渣生产微粉线投资近3亿元。其中钢渣经传送带提升至卧磨（德国造）料仓，经卧磨研磨，研磨细度达450m3/Kg（国内设备研磨细度在400～420m3/Kg）后，利用风动斜槽运至钢渣微粉料仓；矿渣经选铁后，经传送带提升至立磨（日本产）料仓，经立磨研磨至450m3/Kg，利用风动斜槽运至矿渣微粉料仓。按照一定比例（水泥行业标准）将矿渣微粉和钢渣微粉混匀，生产复合粉。马鞍山钢铁公司马钢是中国特大型钢铁联合企业和重要的钢材生产基地，2011年马钢粗钢产量1500万t，年产生钢渣约200万吨。钢渣处理工艺有：风淬、水淬、部分采用滚筒水淬工艺。处理后的钢渣主要做烧结添加剂、水泥熟料、除锈磨料和制砖等。目前，马鞍山钢铁投资1个亿，利用国产设备，建设了一条30万吨的钢渣微粉生产线。南京钢铁集团有限公司南京钢铁公司，粗钢产能为800万吨，钢渣年产量90余万吨，其钢渣处理采用热焖法，热焖渣破碎-选铁，大块用于炼钢，小颗粒用于烧结，钢渣铁含量小于10%，碱度3以上，用于铺路和制砖。宝钢梅山钢铁公司梅钢公司梅山钢渣公司年处理转炉渣约45万吨，转炉钢渣采用热泼和滚筒两种处理方法。热泼渣35万吨，滚筒渣10万吨。加工处理工艺：筛分破碎磁选工艺和水洗球磨工艺。产品种类TFe%用途渣钢大块＞85返炼钢渣钢粒＞65返炼铁渣钢粉＞55返烧结产品种类粒度mm用途大颗粒钢渣25～60工程中颗粒钢渣5～25水泥原料小颗粒钢渣0～5返烧结天铁集团天铁集团目前拥有年处理60万吨钢渣热闷处理生产线。经热闷、破碎、磁选等工序，将10mm-800mm的渣钢送炼钢；小于10mm的铁精粉送烧结；小于10mm的水洗渣钢精粉与炼钢除尘灰按一定配比制造冷压球（造渣剂）15万吨/年以及除尘灰球团40万吨/年。小于10mm的钢渣的送水泥厂代替水泥熟料使用；制作钢渣免烧砖；配套钢渣免烧砖生产线1条。建筑路基等。10mm-35mm及35mm-50mm的作为路基材料。目前正