钢渣等废渣综讲义合利用
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钢渣等废渣综合利用
精品jin
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内容提要
一、摘要 二、钢渣综合利用 三、其它废渣综合利用
一、摘要
Company name
❖钢渣等工业废弃物年产生量大，逐年堆弃的废渣不 仅占用土地，对渣场周围环境造成严重污染，同时 又造成资源的浪费；
❖工业废渣的合理利用是国民经济可持续发展的一项 重要内容；
❖本次讲座旨在向大家介绍钢渣等工业废渣的利用现 状以及废渣在利用过程中存在的主要问题。
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二、钢渣综合利用
1、钢渣物化性质与工作性能
2、钢渣利用现状
3、钢渣利用中存在的问题 4、本实验室拥有的技术
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1、钢渣物化性质与工作性能
❖1.1 钢渣物理性质
钢渣的外观形态差异较大，这是由于钢渣的成 分及冷却条件不同造成的。碱度低的钢渣呈黑色， 质较轻，气孔较多；碱度高的钢渣呈灰褐、灰白色， 质坚硬密实；在高温熔融状态下，经急冷则形成粒 状钢渣；自然冷却则形成块状或粉状钢渣。
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1、钢渣物化性质与工作性能
表1 水泥熟料、钢渣、高炉矿渣化学组成对比 单位：%
名称
CaO
SiO2
Al2O3
Fe2O3
FeO
MgO
P2O5
硅酸盐水 63~67 21~24 4~7
2~4
无
1~2
微量
泥熟料
钢渣 40~50 10~15 1~5
约9
约15
约12
约8
高炉矿渣 45
35
Company name
2、钢渣的利用现状
图3 鸟巢局部钢材料
2、钢渣的利用现状
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❖2.5 钢渣在道路工程中的应用
钢渣无论是硬度还是颗粒形状都符合国家道路材料的 标准和要求。钢渣的性能好、强度较高、自然级配也很好， 因此钢渣可以作为筑路回填材料；钢渣还可以用作路用混 合料之一，钢渣沥青混合料可适用于公路建设，可节约大 量石材。国内外对于钢渣在公路和铁路的路基、修筑堤坝 等工程中的应用已较普遍，比如欧美各国钢渣约有60%用 于道路工程。若将钢渣用于道路的基层、垫层及面层，需 要在钢渣中加入适量的粉煤灰和适量的水泥或石灰作为激 发剂，然后将它们压实成道路的基层。
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2、钢渣的利用现状
表2 我国2001年以来钢产量以及钢渣产生量
年份 2001年 2002年 2003年 2004年 2005年 2006年 2007年 2008年 2009年 2010年
钢产量/万吨 15103 18225 22234 28291 35579 41878 48924 54000 56800 62000
❖2.2 回收废钢 钢渣中含有一定数量的铁颗粒，单质Fe的含量
为10%左右。将钢渣破碎后磨细，可以回收钢渣 中的铁，试验结果表明钢渣磨得越细，铁的回收 率越高。但是铁多的钢渣也非常难磨。
2、钢渣的利用现状
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❖2.3 作高炉熔剂
将钢渣用作高炉熔剂的技术在国内已比较成熟。美国 有50%以上的钢渣都用于高炉的替代熔剂。实践证明钢渣 做高炉熔剂的主要优点有：①可以回收钢渣中的大量Fe单 质，转炉渣中的Ca和Mg都是以固溶体的形式存在，可以 部分替代溶剂，节省石灰石、白云石、菱镁石等溶剂的消 耗，减少烧结过程中碳酸盐分解产生的热量，降低了烧结 固体燃料的消耗。②高炉脱硫能力提高3%-4%。③钢渣 中含有比较多的单质Mn和MnO，因此可以提高高炉的稳
图1 大量堆积的钢渣
1、钢渣物化性质与工作性能
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❖1.2 钢渣化学性质
钢渣的化学成分主要由以下几个方面组成：金 属炉料被氧化后形成的氧化物和硫化物；侵蚀炉衬 和补炉材料；金属炉料带入的杂质；为调整钢渣性 质所加入的造渣材料。其矿物组成包括橄榄石、硅 酸二钙、硅酸三钙以及少量游离CaO、MgO等。受 其形成过程影响，钢渣成分波动较大。钢渣的矿物 组成决定了钢渣具有一定的胶凝性，主要源于其中 一些活性胶凝矿物的水化。
12
<1
无
6~7
—
Company name
1、钢渣物化性质与工作性能
图2 新余钢渣XRD图
1、钢渣物化性质与工作性能
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❖1.3 工作性能
钢渣粉作为活性矿物掺和料加入混凝土中，对 混凝土的工作性有较大的影响。新拌混凝土的粘聚 性和保水性等性质与基准混凝土相比得到改善，并 提高了浆体流动性。
钢渣产生量/万吨 2114 2552 3113 3961 4981 5863 6849 7944 9056 9920
钢渣产生量增长率/％ — 21 22 27 26 18 17 16 14 11
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2、钢渣的利用现状
❖2.1 返回烧结 ❖2.2 回收废钢 ❖2.3 作高炉熔剂 ❖2.4 返回炼钢 ❖2.5 钢渣在道路工程中的应用 ❖2.6 钢渣在建材方面的应用 ❖2.7 在农业方面的应用
定性和改善流动性。
2、钢渣的利用现状
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❖2.4 返回炼钢
将高碱度钢渣25kg左右配合使用白云石可以炼 转炉钢1吨，钢渣的加入不但使炼钢成渣变早，还 减少了初期渣对炉衬料的侵蚀，从而提高炉龄， 降低耐火材料消耗，节约生产成本。由于石灰的 用量降低，钢渣中f-CaO的量也相应减少，改善 钢渣的安定性问题，有利于钢渣安全应用于建筑 工程。
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2、钢渣的利用现状
图4 钢渣用于道路工程
2、钢渣的利用现状
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❖2.6 钢渣在建材方面的应用
2、钢渣的利用现状
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❖2.1 返回烧结 钢渣含有废钢、氧化铁、氧化钙、氧化镁、氧
化锰等成分，因此可以返回烧结。钢渣还可作为 烧结矿的增强剂，从而提高烧结矿的产量。往烧 结矿中加入一定量的钢渣后，烧结矿的结块率提 高、粉化率降低，成品率提高。
2、钢渣的利用现状
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1、钢渣物化性质与工作性能
钢渣粒径分布与混凝土用细集料的粒径分布相 当，其中颗粒粒径主要集中在0.315mm~5.0mm这 个范围内，占总量的80%以上。钢渣颗粒形状有球 形和非球形颗粒。钢渣中含铁量较高，其密度为 3.1~3.6g/cm3。
Байду номын сангаас
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1、钢渣物化性质与工作性能
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内容提要
一、摘要 二、钢渣综合利用 三、其它废渣综合利用
一、摘要
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❖钢渣等工业废弃物年产生量大，逐年堆弃的废渣不 仅占用土地，对渣场周围环境造成严重污染，同时 又造成资源的浪费；
❖工业废渣的合理利用是国民经济可持续发展的一项 重要内容；
❖本次讲座旨在向大家介绍钢渣等工业废渣的利用现 状以及废渣在利用过程中存在的主要问题。
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二、钢渣综合利用
1、钢渣物化性质与工作性能
2、钢渣利用现状
3、钢渣利用中存在的问题 4、本实验室拥有的技术
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1、钢渣物化性质与工作性能
❖1.1 钢渣物理性质
钢渣的外观形态差异较大，这是由于钢渣的成 分及冷却条件不同造成的。碱度低的钢渣呈黑色， 质较轻，气孔较多；碱度高的钢渣呈灰褐、灰白色， 质坚硬密实；在高温熔融状态下，经急冷则形成粒 状钢渣；自然冷却则形成块状或粉状钢渣。
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1、钢渣物化性质与工作性能
表1 水泥熟料、钢渣、高炉矿渣化学组成对比 单位：%
名称
CaO
SiO2
Al2O3
Fe2O3
FeO
MgO
P2O5
硅酸盐水 63~67 21~24 4~7
2~4
无
1~2
微量
泥熟料
钢渣 40~50 10~15 1~5
约9
约15
约12
约8
高炉矿渣 45
35
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2、钢渣的利用现状
图3 鸟巢局部钢材料
2、钢渣的利用现状
Company name
❖2.5 钢渣在道路工程中的应用
钢渣无论是硬度还是颗粒形状都符合国家道路材料的 标准和要求。钢渣的性能好、强度较高、自然级配也很好， 因此钢渣可以作为筑路回填材料；钢渣还可以用作路用混 合料之一，钢渣沥青混合料可适用于公路建设，可节约大 量石材。国内外对于钢渣在公路和铁路的路基、修筑堤坝 等工程中的应用已较普遍，比如欧美各国钢渣约有60%用 于道路工程。若将钢渣用于道路的基层、垫层及面层，需 要在钢渣中加入适量的粉煤灰和适量的水泥或石灰作为激 发剂，然后将它们压实成道路的基层。
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2、钢渣的利用现状
表2 我国2001年以来钢产量以及钢渣产生量
年份 2001年 2002年 2003年 2004年 2005年 2006年 2007年 2008年 2009年 2010年
钢产量/万吨 15103 18225 22234 28291 35579 41878 48924 54000 56800 62000
❖2.2 回收废钢 钢渣中含有一定数量的铁颗粒，单质Fe的含量
为10%左右。将钢渣破碎后磨细，可以回收钢渣 中的铁，试验结果表明钢渣磨得越细，铁的回收 率越高。但是铁多的钢渣也非常难磨。
2、钢渣的利用现状
Company name
❖2.3 作高炉熔剂
将钢渣用作高炉熔剂的技术在国内已比较成熟。美国 有50%以上的钢渣都用于高炉的替代熔剂。实践证明钢渣 做高炉熔剂的主要优点有：①可以回收钢渣中的大量Fe单 质，转炉渣中的Ca和Mg都是以固溶体的形式存在，可以 部分替代溶剂，节省石灰石、白云石、菱镁石等溶剂的消 耗，减少烧结过程中碳酸盐分解产生的热量，降低了烧结 固体燃料的消耗。②高炉脱硫能力提高3%-4%。③钢渣 中含有比较多的单质Mn和MnO，因此可以提高高炉的稳
图1 大量堆积的钢渣
1、钢渣物化性质与工作性能
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❖1.2 钢渣化学性质
钢渣的化学成分主要由以下几个方面组成：金 属炉料被氧化后形成的氧化物和硫化物；侵蚀炉衬 和补炉材料；金属炉料带入的杂质；为调整钢渣性 质所加入的造渣材料。其矿物组成包括橄榄石、硅 酸二钙、硅酸三钙以及少量游离CaO、MgO等。受 其形成过程影响，钢渣成分波动较大。钢渣的矿物 组成决定了钢渣具有一定的胶凝性，主要源于其中 一些活性胶凝矿物的水化。
12
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无
6~7
—
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1、钢渣物化性质与工作性能
图2 新余钢渣XRD图
1、钢渣物化性质与工作性能
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❖1.3 工作性能
钢渣粉作为活性矿物掺和料加入混凝土中，对 混凝土的工作性有较大的影响。新拌混凝土的粘聚 性和保水性等性质与基准混凝土相比得到改善，并 提高了浆体流动性。
钢渣产生量/万吨 2114 2552 3113 3961 4981 5863 6849 7944 9056 9920
钢渣产生量增长率/％ — 21 22 27 26 18 17 16 14 11
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2、钢渣的利用现状
❖2.1 返回烧结 ❖2.2 回收废钢 ❖2.3 作高炉熔剂 ❖2.4 返回炼钢 ❖2.5 钢渣在道路工程中的应用 ❖2.6 钢渣在建材方面的应用 ❖2.7 在农业方面的应用
定性和改善流动性。
2、钢渣的利用现状
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❖2.4 返回炼钢
将高碱度钢渣25kg左右配合使用白云石可以炼 转炉钢1吨，钢渣的加入不但使炼钢成渣变早，还 减少了初期渣对炉衬料的侵蚀，从而提高炉龄， 降低耐火材料消耗，节约生产成本。由于石灰的 用量降低，钢渣中f-CaO的量也相应减少，改善 钢渣的安定性问题，有利于钢渣安全应用于建筑 工程。
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2、钢渣的利用现状
图4 钢渣用于道路工程
2、钢渣的利用现状
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❖2.6 钢渣在建材方面的应用
2、钢渣的利用现状
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❖2.1 返回烧结 钢渣含有废钢、氧化铁、氧化钙、氧化镁、氧
化锰等成分，因此可以返回烧结。钢渣还可作为 烧结矿的增强剂，从而提高烧结矿的产量。往烧 结矿中加入一定量的钢渣后，烧结矿的结块率提 高、粉化率降低，成品率提高。
2、钢渣的利用现状
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1、钢渣物化性质与工作性能
钢渣粒径分布与混凝土用细集料的粒径分布相 当，其中颗粒粒径主要集中在0.315mm~5.0mm这 个范围内，占总量的80%以上。钢渣颗粒形状有球 形和非球形颗粒。钢渣中含铁量较高，其密度为 3.1~3.6g/cm3。
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1、钢渣物化性质与工作性能