冶金渣综合利用与节能环保

【摘要】文章首先分析了冶金渣综合利用的发展方向和冶金渣综合利用与节能环保途径，最后就如何加强未来我国冶金渣处理方面的问题提出了一点建议和看法。

【关键词】冶金渣；综合利用；节能环保

中图分类号： TE08 文献标识码： A 文章编号：

引言

据资料查证，目前我国每年的矿石采掘总量已达50亿吨，工业固体废弃物的产生量已达8亿吨，累计堆存量超过67亿吨，占用土地达到65412万m2，年产量最大的是矿山开采和以矿石为原的冶炼工业产生的固体废弃物，超过工业固体废弃物产生量的80％以上。目前我国钢铁总产量已达到6亿多吨，每年产生的冶金渣达1亿多吨。在冶金固废中排量大的主要有高炉水淬矿渣、钢渣、高炉重矿渣等，其中高炉水淬矿渣和高炉重矿渣利用率较高，而钢渣利用率较低，仅有20％左右。未得到利用的冶金渣长期堆放而未及时综合利用，冶金渣将逐渐失去活性难于再利用。另外，在钢铁冶炼中，炉渣的产出量按重量计特别是按体积计时都超出金属的许多倍，一般来说，按重量计约为3～5倍、按体积计约为8～10倍。这些冶金弃渣的堆放不仅要占用大量土地，而且污染环境，特别是有害、有毒金属对地表和地下水源的污染，严重威胁着千百万人的身体健康。冶金弃渣的丢弃同时也会使一些有用组分分散，造成资源浪费。针对我国冶金工业固体废弃物的现状，如何资源化处理与综合利用实现节能环保，是相关企业和机构必须重视和加大力度进行研究突破的课题。

1冶金渣综合利用的发展方向

由于我国炼铁炼钢技术还不够先进而钢产量稳居世界第一，因此各钢铁企业每年都会产生大量的不同种类的冶金渣。根据我国的国情和目前的技术水平，要想大量利用冶金渣，只有走开发节能、利废、环保的建材产品这条路。矿业及其后续产业是国民经济建设的强大支柱，与其将冶金弃渣排放后再利用，不如组织无废生产，或在工业区域内建立生产综合体，使各物质流在生产过程中循环，不向自然界排放废物。只有这样做才能最有效地保持人类生存空间，造福子孙后代。今后冶金弃渣的综合利用研究发展的可能方向为：

1.综合利用要求尽量开发无二次固体废弃物排放的洁净冶金新工艺，提高资源综合利用的整体科技水平，提高产品的附加值；

2.进一步加强对冶金弃渣物性的深入了解，对冶金弃渣的利用应有系统的科学和工程研究规划，为多途径利用冶炼渣(如物理方法、化学方法、生物方法等)提高资源化水平奠定基础；

3.对不同冶金弃渣进行跨行业集成化，使其达到互补综合利用；

4.开发低污染、低成本、低能耗、短流程的弃渣处理新工艺与装备及其高效控制技术，努力使二次资源的利用变为有利可图的环保产业；

5.积极开展冶金渣利用的技术、经济与环境评价，为冶金渣科学综合利用提供指导与评判标准。

6.冶金渣资源化高价值利用的关键是冶金渣的活性激发技术及设备。冶金渣的活性如果能和水泥的活性相接近或某些特性比水泥性能好，冶金渣在建筑工程中的高价值利用才有广阔的前景。

2 冶金渣综合利用与节能环保途径分析

利用冶金渣生产节能环保建材产品的方法是利用钢铁厂产生的冶金渣、高炉煤气、余热蒸汽等再生资源生产出具有节能、环保、可替代高能耗建材产品的新工艺。

破碎磁选除铁后的钢渣含有较多的游离CaO以及C3S和C2S等矿物，它具有独立的水硬性。当钢渣与高炉水淬矿渣配合使用时,钢渣水化析出的Ca(OH)2能对矿渣起碱性激发作用,而矿渣又可消除钢渣中游离CaO的不良影响,改善产品的体积安定性。破碎磁选除铁后的重矿渣具有质密、体积安定性好的特点，可取代碎石、黄砂用作建材产品的粗细骨料。下面以钢渣混合材、钢渣矿渣混凝土砖和冶金渣蒸压加气砌块为例介绍冶金渣综合利用与节能环保的关系。

2.1钢渣混合材的节能环保分析

用于生产水泥的钢渣混合材必须烘干，而目前普遍的烘干方法是将含水约12%钢渣混合材用汽车运送至水泥厂，然后用煤燃烧产生热风进行烘干。该过程一方面增加了10%的汽车运输量，另一方面需要消耗煤炭资源。我们利用钢渣作为水泥混合材的方式是利用炼铁厂产生的副产品――高炉煤气就地进行烘干，这样可大幅节省汽车运输量和石油、煤炭等资源。钢渣应用于水泥工业在我国已有30余年历史，据不完全统计目前每年可使用钢渣混合材1000万吨。若采用炼铁厂产生的副产品――高炉煤气就地进行烘干，每吨钢渣初水分12%烘干至终水分2%需150立方米的高炉煤气（热值为3500千卡/立方米计），每年1000万吨钢渣混合材需15亿立方米的高炉煤气，折合标煤75万吨（标煤热值约7000千卡/千克计）。每年1000万吨钢渣混合材（运距30公里计）可节省汽车运输油用量45万升（重型载重汽车每吨钢渣油耗约1.5升/100公里计）、煤炭用量75万吨。

2.2钢渣矿渣混凝土砖的节能环保分析

钢渣矿渣混凝土砖主要是以钢渣矿渣配制的砌筑水泥为胶凝材料，以钢渣、水淬矿渣和高炉重矿渣为骨料，再掺入一定量的外加剂采用半干法压制成型、钢厂余热蒸汽养护的方法生产出来的一种冶金渣砖。经过理论和实践证明该工艺生产出来的钢渣矿渣混凝土砖各项性能指标均优于国家标准要求，而且产品成本低，生产原料90%以上采用钢厂废弃的冶金渣，养护采用钢厂余热蒸汽养护，符合国家节能环保的产业政策。以新余钢铁股份有限公司年产30万立方米的钢渣矿渣混凝土砖生产线为例，每年可消耗钢渣约11万吨、矿渣11万吨、重矿渣22万吨，可为钢厂利用大量的冶金渣并产生良好的经济效益。钢渣矿渣混凝土砖生产使用的胶凝材料采用冶金渣自配的M22.5砌筑水泥，无需采用高能耗的PS32.5以上的成品水泥。钢渣矿渣混凝土砖的骨料就地采用钢厂的冶金渣，每年减少36万吨砂石的开采开挖量和汽车运输量。钢渣矿渣混凝土砖的养护采用钢厂余热蒸汽养护，节省了煤炭资源。该条生产线集成了冶金渣、余热蒸气、高炉煤气等再生资源的综合利用，每年36万吨冶金渣代替砂石做为骨料可节省砂石运输（运距30公里计）用油量为16.2万升（重汽车运输油用量1620万升、煤炭用量400万吨。这样既大量利用了钢厂废弃的冶金渣又大量代替了粘土砖的市场，保护了耕地；此外钢渣矿渣混凝土是一种免烧砖，节能降耗。

2.3冶金渣蒸压加气砌块生产的节能环保分析

冶金渣蒸压加气砌块是将钢渣、矿渣加水磨成浆料，加入粉状复合外加剂，适量石膏和发气剂，经发气、预养、切割、蒸压等工序后制成的加气砌块制品。该工艺方法生产出来的冶金渣蒸压加气砌块性能良好，能符合工业与民用建筑需要，而且能大量地消耗冶金渣。本工艺中采用的原材料90%以上采用冶金渣，养护蒸汽是采用炼铁厂的副产品――高炉煤气作为燃料产生的，产品生产成本低。该生产线每年消耗约7500万立方米的高炉煤气（热值为3200千卡/立方米计），折合标煤约3.4万吨（标煤热值约7000千卡/公斤计）。

3我国在未来冶金渣处理方面的几个建议

3.1 借鉴国外的发展经验

从德国冶金渣在各领域如建筑和农业方面的应用可以清楚的看出，德国钢铁工业不仅早在一百多年前随着西门子)马丁法及电炉法的发展就为废钢铁的循环利用具备了先决条件，而且也在高炉炉渣和钢渣的应用方面具有一百多年的光辉回顾史。我国钢铁工业也需为钢渣尽可能大量高效的在各领域得以利用作出更大的努力。首先保证高炉炉渣在我国建筑行业完全利用，矿渣的获取方式在未来也要继续改善，即尽可能努力去改善粒化条件和矿渣的性能。对钢渣则可大量应用于道路工程中，这点在部分高校和研究所已得到重视，如武汉理工大学对钢渣的高效应用正做着深入的实验室和工程实际研究。我国钢渣新排渣中游离氧化钙的含量比德国的要高，如何改变生产工艺和后期处理工艺使得游离氧化钙的含量降低也是一个"待研究的课题，因为这关系到混凝土长期耐久性的问题。在这方面我们可以借鉴德国的处理方法来解决如何减低游离氧化钙的含量问题。同时要利用钢渣优势突出的技术特性，致力于代替天然岩石应用于建筑工程、交通及水工工程。并将继续尝试获取特定类型的液态钢渣，从而来获取高效冶金粉末或者胶结料。最后要通过有目的的改善技术工艺，努力去应用尚存的少量的剩余渣，拟将如今在我国还未得以完全利用的高炉炉渣、钢渣及铁合金渣等在近年得到充分利用。

3.2 进一步健全冶金渣的综合利用政策

完善冶金渣资源综合利用的鼓励和扶持政策措施，完善税收优惠政策。把冶金渣加工处理、产品销售和产品应用纳入再生资源优惠产品目录，进一步加大对冶金渣资源综合利用和深加工产业的支持力度。对于冶金渣综合利用要实现有奖有罚，形成对企业的激励机制。

3.3 改革运营模式，解决资金投入不足的问题

据了解，目前我国冶金渣处理和运营以两种模式为主，一是由钢铁企业自己投资建设，自己或委托运营。二是由专业化公司投资和运营。钢铁企业长期以来以钢铁生产主体为重，近年来越来越重视冶金渣的处理和资源综合利用，但仍存在渣处理项目资金难落实的情况。近两年国内兴起的冶金渣专业化、规模化开发公司，专业性强、技术先进、管理经验丰富，参与到台金企业的冶金渣处理和运营，有利于其引进和应用先进工艺设备，有利于终端产品和应用市场多元化发展，有利于保证冶金渣的零排放，是行业发展的重要途径。

参考文献

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