钢渣的回收再利用分析

钢渣的回收再利用

钢铁工业是国民经济的基础产业，在国家经济快速发展的形势下，钢铁工业也呈现出跳跃式发展的态势，钢产量近几年不断提高，钢渣作为炼钢工艺流程的衍生物随着钢产量的提高年产量不断递增。据最新资料统计，2013年我国钢渣的产生量为7.82亿ｔ，钢渣利用率仅为10%左右，该数据显示钢渣利用率很低，距离钢铁企业固体废弃物“零”排放的目标尚远。因此，导致大量钢渣弃置堆积。堆积钢渣形成渣山，既污染环境又占用大量的土地。为了适应钢铁工业发展的需要，必须消除渣害。

钢渣、矿渣和粉煤灰被统称为三大工业废渣。但钢渣的利用率远低于矿渣和粉煤灰。通常钢渣用来做填料,或者用来烧制水泥,总体而言利用率不高。

钢渣中含有一定数量的水泥熟料的主要矿物C2S、C3S 等，具备可用作水泥混合材和混凝土掺合料的条件。

积极开发和应用先进有效的处理技术和资源化利用新技术，提高其利用率和附加值，是钢铁企业发展循环经济，实现可持续发展的重要课题之一。

1.处理工艺技术设计与流程

钢渣分选工艺，按破碎原理可分为机械破碎-磁选-和自磨-磁选两种。①机械破碎-磁选工艺钢渣机械破碎-磁选工艺流程，它是回收渣钢最基本的工艺流程。工艺中所用的破碎机包括颗式破碎机、圆锥式破碎机、反击式破碎机和双辊破碎机等。磁选机包括吊挂式磁选机和电磁铁式磁选机。筛子包括格筛、单层振动筛和双层振动筛等。钢渣分选时，用皮带运输机和提升机，按不同要求把这凡种设备连接起来，组成二破三选-两筛、一破两级复合磁选、两破-三选一筛等工艺流程。

②钢渣自磨分选工艺钢渣自磨分选工艺是利用钢渣在旋转的自磨机内互相碰撞而破碎。钢渣先经筛分、磁选、筛分，再进入自磨机自磨。粒度小于自磨机周边出料孔径的钢渣自行漏出。

未能磨小漏出的渣钢，达到一定量时卸出。自磨机破碎钢渣的过程，也是渣钢提纯的过程。

几中常见破碎发原理

常见的破碎方法有风淬法热闷法热泼法盘泼水冷水淬法风淬法钢渣粉化处理等。

目前，宝钢钢渣一级处理经过多年研究和发展,逐步形成了转电炉渣滚筒法、铁水渣格栅浸泡法和铸余渣格栅处理法3大核心工艺和技术。2010年1月,世界首套新一代滚筒渣处理装置在宝钢研制成功,并在宝钢股份炼钢厂二炼钢单元投运,4月份通过功能考核,实现快速达标。此渣处理装置在进渣口、环保排放、倾翻方式、渣不落地、一体化磁选等方面有了显著进步,更具清洁环保和资源优化等优势,为滚筒法的工业化推广提供了技术保障。宝钢经过多年研究和探索,逐步掌握了一套格栅浸泡的铁水渣处理工艺,有效解决了铁水渣处理的扬尘和金属回收问题。宝钢还创造性地采用格栅预置渣罐到液态授渣融合,再到分隔分离,最后自然解体的在线处理技术,有效解决了铸余渣的处理难题。2010年4月,随着二炼钢落锤渣处理工艺的改造完成,宝钢铁水及铸余渣处理工艺和技术得到进一步提升。

宝钢原有钢渣二级处理设施多为行业内普遍采用的半开放式破碎—筛分—磁选生产线,该设施存在扬尘及钢渣后续利用难度大等弊端。2009年底,由中冶宝钢技术服务公司和宝钢自主集成的全封闭钢渣处理分选线建成投用,生产线不仅采用多级环保工艺和技术,最大限度减少了扬尘污染,还开创性地采用“分级处理、渣不落地、多破少磨”技术,逐步将钢渣变成各工业企业的生产原料,实现钢渣初级产品直接资源化利用,使宝钢钢渣二级处理技术达到行业领先水平。

在钢渣深加工工艺技术方面,宝钢在国内率先研发了年产10万t钢渣磨细深加工生产线和钢渣特种混凝土试验生产线,实现了钢渣微粉替代水泥的产业化。此外,宝钢还在钢渣微晶玻璃、钢渣余热回收、钢渣粉绿色应用、钢渣特种型砂应用、钢渣混凝土应用、钢渣透水混凝土等方面进行了研究和探索,为钢渣未来的高附加值利用奠定了基础。随着宝钢环境经营战略的确立,宝钢还将陆续启动一、二炼钢渣处理改造、宝钢发展公司钢渣产业化等项目,宝钢的钢渣处理工艺和技术将获得更大的发展。

2钢渣的用途

①钢渣的内循环利用

钢渣在钢铁企业内部循环历来受到重视和普遍采用，配加转炉渣的烧结矿可改善高炉的流动性，增加铁的还原产量。但是配矿工艺对返烧结有影响，过度使用会造成Ｐ等有害元素的富集；配加转炉渣的烧结矿品位、碱度有所降低。研究表明，当高炉炉料使用100%自熔性球团矿时，5%转炉渣作为溶剂加入会引起高炉运行不畅，原因是明显影响球团矿的软熔特性，增大软熔温度间隔，使炉渣粘性有增大趋势。另外钢渣的成分波动较大，烧结配矿时要求钢渣各种氧化物成分波动≤±2%，粒度要求一般小于3ｍｍ，钢渣在成分上很难满足要求，对钢渣破碎和筛分的要求也高。

由于这些不利因素存在，尤其是各大钢铁公司普遍采用富矿冶炼，推行精料入炉方针，同时要求炼钢和炼钢工序的能耗和材料消耗指标不断降低，致使返回烧结利用的钢渣量越来越低。目前马钢混匀烧结矿中只加入1%左右，而且是间断式配加。

②钢渣的外循环利用

钢渣的外循环主要是建筑建材行业，钢渣在此行业中利用受制约的主要因素是钢渣的体积不稳定性。

钢渣的用途因成分而异。美国每年以排渣量的2/3作为炼铁熔剂,直接加入高炉或加入烧结矿，在钢铁厂内部循环使用。钢渣的成分中，除硅无用和磷有害外，钙、铁、镁和锰（共占钢渣总量的80%）都得到利用。但硫、磷含量较高的钢渣作为熔剂，会使高炉炼铁的利用系数降低，焦比增加。法国、德意志联邦共和国、加拿大等国都把这类钢渣用作铁路道碴和道路材料。做法是先将加工后的钢渣存放3～6个月，待体积稳定以后使用。这类钢渣广泛用于道路路基的垫层、结构层，尤宜用作沥青拌合料的骨料铺筑路面层。钢渣筑路，具有强度高，耐磨性和防滑性好,耐久性好,维护费用低等优点。西欧各国用高磷钢渣作肥料有悠久的历史。钢渣中的钙、硅、锰以及微量元素均有肥效，可作为渣肥施于酸性土壤。各类钢渣均可作为填坑、填海造地材料。中国目前生产少量钢渣水泥，多用转炉钢渣掺50%左右高炉粒化渣，10%左右石膏，磨制无熟料钢渣水泥，或以15%左右水泥熟料代替钢渣磨制少熟料水泥。中国有些地方利用电炉钢渣生产白钢渣水泥。日本、德意志联邦共和国利用钢渣作为水泥生料，焙烧铁酸盐水泥，可节约能源。此外，钢渣还可制造砖、瓦、碳化建筑材料等。

③回收废钢

钢渣中一般含有10％左右的金属Fe。通过破碎磁选筛分工艺可以回收其中的金属