冶金固体废弃物资源化处理与综合利用

( 2 ) 高炉或化铁炉熔剂：将转炉渣作为高炉或化铁炉熔剂直接使用，不但可以节省大量的石灰石和白云石，而且还可以节省大量的热能．但是，由于目前高炉多利用高碱度烧结矿或熔剂性烧结矿冶炼,已经基本上不用石灰石和白云石,因此转炉渣直接返回高炉代替石灰石和白云石的使用将受到限制。
( 3 ) 作炼钢返回渣：将转炉终渣作为下一炉冶炼时的初渣使用，可以使冶炼初期成渣快，减少初期渣对炉衬的侵蚀．另外，目前普遍采用的溅渣护炉工艺 ，也消耗 了大量的转炉渣，大幅度地降低了耐火材料的消耗。
1 高炉渣的资源化处理和综合利用
我国的大部分高炉渣接近于中性渣（R=0.99～1.08），高碱性高炉渣数量较少，由于矿石的品味和炼生铁的种类不同，高炉渣的化学成分波动范围很大。
1.1利用高炉水渣生产水泥
高炉渣的综合利用技术在我国已经有几十年的历史，到2000年高炉渣的利用率已经达到90%以上，其中90%冲成水渣，大部分用作水泥的混合原料，我国部分钢铁企业的高炉水渣成分如上表 1 所示。
目前我国大型企业的冶金尘泥回收利用率可达 100%。转炉泥、除尘灰及瓦斯泥利用工艺和技术处于较先进水平，可为企业带来很好的经济效益。
3.2 工艺分析
冶金尘泥综合利用工艺流程如下：
（1）转炉泥、除尘灰干法利用工艺
转炉泥、除尘灰→烧结返矿→混合料加工场。
（2）转炉泥湿法利用工艺
转炉泥→搅拌池→管道→烧结配料皮带→转炉泥烘干+氧化铁皮+化学粘结剂→搅拌混匀→加压成球→入炉干燥→球团矿。
参考文献
[1]王社斌，许并社。钢铁节能减排技术[M] 。北京：化学工业出版社 2008
[2]沈建国，于景坤等。钢铁冶金渣的资源化利用 [ J ] ．材料与冶金学报，2003,9 ：2 ( 3 ) 。
[3]郎晓珍，杨毅宏。冶金环境环境保及三废处理[M]。沈阳：东北大学出版社 2008
[4] 叶长青。高炉煤气余压透平发电装置（TRT）的发展与创新[J]。节能。2000,8：13—15
( 1 ) 矿渣硅酸盐水泥．矿渣硅酸盐水泥是用硅酸盐水泥熟料和颗粒状高炉水渣加3%～5%的石膏混合磨细制成的水硬性胶凝材料。用高炉水渣生产的水泥牌号一般在400号以上，但其早期强度较低。
( 2 ) 石膏矿渣水泥．石膏矿渣水泥是由质量分数为80%左右的高炉水渣，加质量分数为l5%左右的石膏和少量的硅酸盐水泥熟料或石灰混合磨细制得的水硬性胶凝材料．这种石膏矿渣水泥成本较低，具有较好的抗硫酸盐侵蚀和抗渗透性，适用于混凝士的水工建筑物和各种预制砌块。
( 3 ) 石灰矿渣水泥．石灰矿渣水泥是将干燥后的颗粒状高炉渣、生石灰、消石灰以及质量分数为5 %的天然石膏，按适当的比例配合磨细而成的一种水硬性胶凝材料．该水泥适用于蒸汽养护的各种混凝土预制品，水中地下路面等的无筋混凝土和工业与民用建筑砂浆。
1.2利用高炉渣作道路和建筑材料
因为高炉冶金渣的物理性能与天然岩石相近 ，所以，冶金渣在道路和建筑方面被广泛的应用,且用量也较大。一般多用于公路、机场以及一些地基工程的建设等。
( 1 ) 矿渣砖：矿渣砖是用高炉水渣加人一定量 的水泥等胶凝材料，经过搅拌、成型和蒸汽养护而成的建筑用砖，主要用于普通房屋建筑和地下建筑，实际上相当于将高炉水渣代替部分砂石使用。
( 2 ) 矿渣混凝土：矿渣混凝土是以高炉水渣为原料 ，配人激发剂 ( 例如水泥熟料 、石膏以及石灰等)，放人轮碾机中加水碾磨与骨料混合而成，这种混凝土适宜在生产小型混凝土预制件时使用，不适宜在施工浇筑现场使用。
关键词：冶金，固体废弃物，资源化
引言
据统计，目前我国冶金工业固体废弃物年产生量约 4.3亿吨，综合利用率为18.03%。其中工业尾矿产生量为2.84亿吨，利用率1.5%；高炉渣产生量7557万吨，利用率65%；钢渣产生量3819万吨，利用率10%；化铁炉渣60万吨，利用率65%；尘泥1765万吨，利用率98.5%；自备电厂粉煤灰和炉渣494万吨，利用率59%；铁合金渣 90万吨，利用率90%；工业垃圾436万吨，利用率45%。针对我国冶金工业固体废弃物的现状，资源化处理与综合利用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。本文就冶金固体废弃物资源化处理与综合利用进行了深刻探索。
冶金过程固体废弃物资源化
班级：冶金11-A2
学号：************
姓名：***
冶金固体废弃物资源化处理与综合利用
匡德强
辽宁科技大学，冶金工程，E-mail：****************
摘要：随着我国冶金工业的快速发展，固体废弃物处理及利用日益得到重视。本文从绿色生态建设、提高回收利用率、综合利用研究等方面入手，较为全面地阐述了高炉渣、钢渣、尾矿，污泥等四个具有代表性的冶金固体废弃物处理及利用方面的进展，并结合各大钢厂在固体废弃物处理及利用方面的经验，系统地总结了固体废弃物的处理利用方法。文章最后还对冶金固体废弃物处理利用的发展前景进行了展望。
3 冶金尘泥的资源化处理与综合利用
3.1 技术分析
钢铁厂冶金尘泥主要包括：高炉瓦斯泥、转炉尘泥及除尘灰等。
炼钢过程中，加入到转炉内的原料有2%左右会转变为粉尘，转炉尘的发生量约为20公斤/吨。炼钢粉尘主要由氧化铁组成，占70%～95%，其他氧化物杂质（如 CaO、ZnO等）占5%～30%。转炉炼钢尘泥一般可用作烧结的原料，但锌在炼铁过程中属有害元素，因在高炉冶炼的过程中易形成炉瘤而影响炉料和气体的流动，因此转炉尘泥在回收过程中，可通过选矿法回收粉矿和富 C、Zn的尾泥。在烧结混合料中加入OG泥悬浮液有利于混合料制粒，随OG泥配量的增加，混合料中1mm粒级比率迅速降低，有利于改善混合料透气性、提高产量、降低成本及保护环境。
（3）瓦斯泥利用工艺
瓦斯泥→重选→铁精粉→烧结厂→含锌泥→火法提锌。
4 结论
钢铁生产过程中在消耗大量燃料和矿物的同时会产生大量的废物，如果让这些废弃物的任意排放，不但不利于环境的保护，也不利于资源的合理利用与节能减排，所以应根据各冶金废物的性质和具体情况，采取合适的方法对它们进行回收利用，不断实现废物利用率，减轻对环境的污染，实现我国钢铁工业又好又快的发展。
1.3 利用高炉渣生产矿渣棉
矿渣棉是以高炉渣为主要原料，经熔化、高速离心法或喷吹法制成的一种白色棉丝状矿物纤维材料。它具有质轻、保温、隔声、隔热、防震等性能。化学成分见下表2所示。
表2矿渣棉的化学成分（%）
名称 SiO2 Al3O2 CaO MgO Fe2O3
矿渣棉 36～39 10～14 38～42 6～10 0.6～1的新技术和新工艺[J] ．材料与冶金学报，2002,12 ：1 ( 4 ) 。
[6] 梁中渝 炼铁学[M]。 北京： 冶金工业出版社
2.1利用转炉渣作冶金返回原料
用作冶金返回原料使用的主要是转炉渣．转炉渣中含40% ～50% CaO，5%～l 5%的TFe以及2 %左右的TMn ，具有较高的利用价值。我国部分钢铁企业的转炉渣成分如下表3所示。
表3我国部分企业转炉渣的化学组成
目前使用转炉渣研制开发出的冶金原料主要有以下几种 ：
( 1 ) 烧结矿熔剂：利用转炉渣中的CaO，代替部分石灰石作烧结熔剂使用．烧结矿中加入适 量的转炉渣后，有利于烧结造球和提高烧结速度。另外 ，转炉渣中的Fe和FeO的氧化放热可以补偿钙、镁碳酸盐分解时所需要的热量，有利于降低烧结矿的燃料消耗。
生产矿渣棉的方法有喷吹和离心法两种。原料经化铁炉熔化后获得熔化物，由喷吹嘴流出时，用蒸汽或压缩空气喷吹而成的称为喷吹法。使熔化的原料落在回转的圆盘上，用高速离心力甩成矿棉的称谓高速离心法。
2 炼钢渣的资源化处理和综合利用
一般没炼1t钢产生200～300kg的钢渣，钢渣可以作为返回料，供烧结，炼铁，炼钢使用也可以用于农业生产化肥等。
( 3 ) 地基用碎石：由于冶金渣的强度与天然 岩石的强度大体相同，因此冶金渣碎石的颗粒强 度完全可以满足地基工程的需要。另外，冶金渣 还具有密度大、表面粗糙、耐磨性能好、与沥青结合牢固等一系列优点，因而被广泛地应用于铁路和公路路基 的施工及工程回填．但是 ，用转炉渣作筑路和回填料时 ，为了防止渣中自由氧化钙水化引起的体积膨胀，需要对转炉渣进行陈化，一般要求其粉化率不能高于5 % 。
高炉瓦斯泥的组成主要是约20%的氧化铁、23%的碳、1%～5%的锌，还有较多的CaO、SiO2、Al2O3 等氧化物。高炉炉尘发生量约为25kg/t。高炉瓦斯泥颗粒较细，小于200目的占90%以上。高炉瓦斯泥的特征是含锌、铁、碳、水分含量高，颗粒细，锌主要存在于较小的颗粒中。对高炉瓦斯泥、瓦斯灰可采用水力分离选矿法提取富Zn、富C尾泥作为资源回收利用。
由表1可知，高炉水渣的主要化学成分为CaO 和SiO2，约占其渣总量的70% ～80% 。由于水冷(急冷)条件抑制了钙铝黄长石(AS)，镁黄长石(M) ，钙长石(C) 和硅酸二钙(S) 等矿相的形成，进而形成具有潜在水硬胶凝性能的玻璃体矿相结构，这些矿相在水泥熟料、石灰和石膏等激发剂的作用下，可以显示出水硬胶凝性能并产生强度，因此，水渣是生产水泥的良好原料。目前，使用高炉水渣研制开发出的矿渣水泥主要有下面几种：
2.2利用炼钢渣生产肥料
利用在使用的中、高磷铁水炼钢时，在不加萤石造渣的情况下回收的初期含磷渣，将其直接破碎磨细，生产磷肥。钢渣磷肥的密度为3～3.33为黑褐色粉末，是一种碱性肥。钢渣中的五氧化二磷虽然不溶于水，但是能溶解于2%的柠檬酸溶液，可被植物吸收，磷的柯溶性率可达80%～90%。由于钢渣中还有硅、钙。锰等养分，对植物早期或晚期都有肥效。一般做基肥。没亩可以施用100～130kg。此外钢渣中含有钙、锰、钒等元素也是植物所需养分。