钢铁工业固废综合利用情况

钢铁工业固废综合利用情况 - 噪声固废环评监测

由中国资源综合利用协会编著的《2010-2011年度大宗工业固体废物综合利用发展报告》，全面反映了近年我国钢铁工业固废综合利用情况。

高炉渣综合利用情况

从国内外高炉渣的处理方法看，分为水淬渣和干渣，其中水渣作为一种有利用价值的资源和产品，已广泛应用于建材行业，因此水渣处理工艺也因此被国内钢铁企业普遍采用。根据水渣的脱水方式，水渣处理工艺又分为转鼓脱水法（图拉法）、渣池过滤法（底滤法）、脱水槽式（拉萨法）、提升脱水式（明特克法）。干渣的产生不仅会造成环境污染，而且破碎后用于路基垫层、筑路骨料、建筑用砂石料等，产品附加值低。目前国内大中型钢铁企业很少采用干渣处理方法，仅在水渣系统有故障或有特殊情况时采用，但在西部地区部分钢厂中，干渣仍占有一定的比例。

水淬渣具有良好的潜在水硬性，可作为优质的水泥原料，或可直接替代部分水泥用于混凝土生产。通过添加一定量的水渣微粉，可使其强度、抗硫酸盐侵蚀、抗氯离子侵蚀、黏聚性和抗离析等性能有所提高。近几年随着高炉渣综合利用的深度开发和技术的成熟，大部分钢铁企业建立了高炉水渣制水渣微粉生产线，据不完全统计，截止到2011年底，国内共有210余条矿渣细磨生产线，矿渣粉产能约1.4亿吨/年，消耗了国内65%以上高炉水渣，生产的矿渣粉产品现应用于世博会场馆、国家体育馆、京沪高铁、宁杭城际铁路、广深港沿江

高速公路等重点工程中。但仍有一部分钢铁企业将水淬渣直接卖给水泥厂作混合材，水泥厂一般将水淬渣与熟料、石膏等共同粉磨，由于水淬渣易磨性较熟料差，难以磨细至理想的细度，致使水淬渣的活性不能充分发挥，限制了水淬渣在水泥中的掺量，不利于水淬渣的大量利用。

此外，高炉渣还可以生产一些用量相对不大，但极具经济价值的特殊用途产品，如生产矿渣棉、微晶玻璃、耐火材料等。 钢渣综合利用情况

钢铁企业一般都采用“破碎—筛分—磁选—磁选后废钢回收”处理钢渣。钢铁企业磁选后的钢铁尾渣除少量用于返回烧结和炼钢外，其余主要用于直接生产道路工程、钢渣砖制备、钢渣水泥、水泥和混凝土掺合料等，或外销于建材企业用于以上材料的生产。 1. 返回烧结和炼钢，作为熔剂

目前钢铁企业利用钢渣中的残钢、氧化铁、氧化镁、氧化钙、氧化锰等有益成分，作为烧结矿的增强剂和代替熔剂，降低熔剂和固体燃料消耗，同时提高烧结矿的产量和强度，或作为转炉炼钢熔剂，可提高炉龄，促进化渣，缩短冶炼时间，降低造渣剂消耗。但钢渣中较高的硫或磷含量会产生富集作用，影响了大宗冶炼回用，消耗钢渣尾渣总量最高占总产生量的10%。

2. 作为建筑原料或制备建材制品

钢渣尾渣可作为筑路渣、钢渣砂替代砂或石子用于道路基层、垫层、面层材料，降低成本。另外，钢渣经稳定化处理后可与粉煤灰

或炉渣按一定比例配合、磨细、成型、养护，生产出不同规格的钢渣砖、免烧砖、砌块、路缘石等各种建材制品。如宝钢、宣钢、武钢、西宁特钢、陕西龙钢等钢铁企业均已建立混凝土砌块和透水砖、花砖、彩色地砖生产线，其中宝钢生产的碾压型整铺透水透气混凝土和机压型混凝土透水砖制品已应用于世博园区中心广场、世博公园等重大地面工程的铺设。

随着钢渣处理及应用技术的发展，武钢、马钢、日照钢铁、天津钢管、萍钢、陕西龙钢、唐山新宝泰、太钢、唐钢等钢铁企业已相继建成或在建共40余条钢渣粉生产线，年处理钢渣尾渣约1800万吨，通过将钢渣磨细可以激发钢渣的活性，代替水泥用于混凝土建筑工程，可降低混凝土水化热而产生的裂缝，提高混凝土的后期强度以及耐磨性、抗冻性、耐腐蚀性能。钢渣粉成本比水泥低30%，降低工程造价，为钢渣制备优质沥青混凝土耐磨集料开辟了道路，日益成为钢渣利用的一个重要的突破口，预计“十二五”期间将有较大的发展空间。为了进一步延伸循环经济产业链，钢铁行业联合建筑行业，相继成功开发了低热钢渣水泥、钢渣道路水泥、钢渣砌筑水泥等水泥品种。 含铁尘泥利用情况

含铁尘泥含铁较高，具有良好的经济价值。目前，大部分钢铁企业将粒度较大的含铁尘泥作为原料的一部分直接配入烧结混合料，过细的含铁除尘灰经造球后再作为烧结配料。此外，首钢、沙钢、本钢、宁波钢铁等企业建成污泥除尘灰制球生产线，将回收的各种含铁尘泥经沉淀烘干制球后作为转炉冶炼辅料，在转炉冶炼初期替代石灰

石、烧结矿，起到一定的造渣剂、助熔剂的作用。太钢则以固体废弃物为“新矿山”资源，建立国内首套全功能冶金除尘灰资源化装置，通过富氧竖炉对红泥、冶金除尘灰、废钢、钢渣等固体废弃物进行冶炼，生产出铁水直接供给炼铁炼钢工序，排出的水渣进入太钢高炉矿渣超细粉装置加工成水泥原料，生成的煤气进入公司煤气管网统一调配使用，实现了废水、废气和废弃物的全部循环利用。

对于含铁品位较高的氧化铁皮（粉），除应用烧结、炼钢外，钢铁企业充分挖掘资源特性，生产铁氧体预烧料、氧化铁红、磁性材料、还原铁粉和粉末冶金产品等高附加值产品，实现铁素的价值提升。宝钢利用氧化铁皮还原的氧化铁红，再添加一定量镀锌废渣和锰元素，开发出二十多种锰锌铁氧体低损耗软磁材料品种，随着宝钢氧化铁鳞的产生量逐年增多，又相继成功开发了永磁材料，进一步丰富了产品种类，极大地推动了磁性材料行业的发展。马钢采用杂质低的优质铁鳞作为原料，建成了万吨级的还原铁粉生产线，不仅为粉末冶金行业提供了优质原料，同时提高了氧化铁皮的利用附加值，莱钢依托氧化铁皮等钢铁副产品，自主研发并掌握了轿车用高性能水雾化钢铁粉末规模化生产技术，形成年产8000吨和一条年产4万吨水雾化钢铁粉末生产线，用于轿车用正时带轮、发动机进排气阀座、油泵转子等粉末冶金结构零件，改变了国内水雾化钢铁粉末完全依赖进口的局面。

冶炼渣综合利用技术进展

针对钢铁渣尚未解决的关键环节，目前国内正在研究一批新的

利用技术，经过初步的工业试验或产业化示范，其技术的先进性和经济可行性得到了初步证实，包括产业化推广类技术和重大关键研发类技术两大类.

1. 产业化推广类技术

（1） 钢渣处理技术

矿渣已成为我国水泥混凝土行业宝贵资源，应用比较广泛，但钢渣在水泥工业中的研究与应用较为缓慢。一方面落后的钢渣处理工艺造成渣铁包裹严重，FeO 及金属Fe 含量高，制备水泥生料时会使粉磨电耗升高，成本增加；另一方面落后的钢渣处理工艺使钢渣中的f-CaO 、f-MnO 消解不完全，会引起水泥安定性不良。因此，钢渣处理工艺是钢渣实现资源化的前提与条件，钢渣处理工艺的好坏钢渣高价值资源化利用关系影响较大。

钢渣余热自解热闷技术是中冶建筑研究总院有限公司研发成功的钢渣热闷处理技术，2009年被国家环保部列入《国家先进污染防治示范技术名录》，并在鞍钢鲅鱼圈钢铁分公司、本溪钢铁公司、唐山国丰钢铁公司、首钢京唐钢铁公司、新余钢铁公司、九江钢铁公司、韶关钢铁公司、天铁资源公司、日照钢铁公司等近20个企业推广应用。

滚筒渣处理技术是将高温熔态冶金渣在一个转动的密闭容器中进行处理，在工艺介质和冷却水的共同作用下，高温渣被急速冷却和碎化，并被排出。所形成的滚筒渣粒度小而均匀，小于70毫米的粒渣所占比例大于80%。成品渣中性能较稳定，渣钢分离效果好，可

以直接进行磁选。目前该工艺已在宝钢、马钢、宣钢、方大特钢等企业得到推广和应用外，已经输出到印度JSW 和韩国浦项制铁集团等国际大型钢铁企业。

⑵ 钢渣棒磨技术与宽带新型磁选提纯技术装备

热闷处理后的钢渣通过宽带磁选机，同收钢渣中的废钢；再采用棒磨机剥离提纯，然后经双辊磁选机磁选，回收铁品位达90%以上，可直接代替部分废钢作为废钢冷料。通过优化工艺，钢渣中的金属铁回收率达98%。

⑶ 矿渣、钢渣复合微粉生产技术

符合国家标准《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》和《用于水泥和混凝土中的钢渣粉》的钢渣粉产品已推广应用。由于矿渣粉的碱度低，大掺量时会出现钢筋锈蚀和碳化起砂等现象，因此需掺入碱性钢渣粉以改善矿渣粉的缺点，又可发挥钢渣粉后期强度高、耐磨性好等特点。因此，钢铁渣复合粉是混凝土最佳掺合料。

将粒化高炉矿渣和钢渣分别磨细至400平方米/千克比表面积以上，并根据渣粉性质，按科学比例配制成钢铁渣复合粉作混凝土掺合料，可等量取代10%～40%，的水泥。钢铁渣复合粉配制混凝土可提高混凝土后期强度，改善其工作性和提高其耐久性。

⑷ 钢铁渣生产水泥技术

钢铁渣粉可与硅酸盐水泥熟料按一定比例配制成钢渣硅酸盐水泥、低热钢渣水泥、钢渣道路水泥等水泥品种。目前我国已有“钢渣硅酸盐水泥”、“低热钢渣矿渣水泥”、“钢渣道路水泥”、“钢渣砌筑

水泥”的标准和产品，并在工程中应用，但规模不大，应大力推广。 2. 重大关键工程技术

⑴ 钢渣余热利用及回收技术

我国钢铁工业产生冶金渣温度高达1400～1500℃，余热品质较高，极具开发利用价值，但是据统计我国钢铁工业熔渣的余热回收率不足2%。随着能源、环保瓶颈问题的日益加剧，近年来，国内的有关单位及科研院校都在积极地进行着高温冶金渣显热利用方面的研究，已成为我国钢铁行业未来几年内重要的节能环保技术之一。其中，首钢、宝钢、中冶建筑研究总院和中国京冶工程技术有限公司等单位分别开展了此方面的基础研究工作，有些技术已完成了中试，并即将进行工业化建设。

利用钢渣余热回收与封闭式连续处理及稳定化技术，首钢现已在北京地区建设一条1万吨级的钢渣余热回收处理试验线，试验结果表明，该技术能够同时实现钢渣余热回收、渣钢分离、钢渣稳定化处理以及钢渣尾渣混凝土制品制备，有效解决现有处理技术中作业周期长、处理效果差等系列问题，实现钢渣处理的自动化、机械化、装备化、密闭化、连续化，为后续该技术的产业化实施奠定了坚实的技术基础。

熔融高炉渣直接生产矿棉也是钢铁渣余热利用技术。目前我国每年需求岩矿棉一百万吨左右，今后我国城镇化进程的加快，整个建筑外墙保温市场前景广阔，并且随着国家对建筑节能和建筑防火问题越来越重视，具备防火吸音功能的低成本无机矿物纤维棉越来越受到

重视。

⑵ 钢渣尾渣制备农业用肥料技术

钢渣中含有大量的硅、钙、铁、锰、磷等对农作物有益的元素，并且钢渣内大部分有害元素含量符合农业有关标准要求，对于改良土壤，满足农作物营养需求等方面十分有益。德国、日本等国在钢渣改良土壤方面研究与应用较多，利用渣中CaO 缓慢中和改良酸性土壤。国内钢铁企业及科研院所一直以来积极研究开发钢渣在农业领域利用技术，提高钢渣产品的附加值。太钢在不锈钢渣毒害性、钢渣有害元素分离净化、肥料各种微量元素的稳定性、钢渣肥在农业种植实验效果等研究的基础上，于2011年开建不锈钢尾渣湿选处理、不锈钢尾渣干燥及肥料生产线，年产土壤调理剂、草坪肥、复合肥等钢渣肥料50万吨，应用于农业和高尔夫球场草坪，国内首次实现了钢渣生产肥料技术装备的产业化，对于钢铁工业实现钢渣高附加值利用起到示范和引领作用。

3. 重大关键设备

近几年来，通过不断创新和引进、消化吸收国外的先进技术，钢铁渣综合利用技术装备水平不断提高。

⑴ INBA 法高炉设备

高炉渣水力冲渣设备是在国外INBA 法的基础上，我国自行创新研发的工艺设备，是无污染、冲渣质量好、蒸汽回收的生产技术装备，达到了国际先进水平。

⑵ 钢渣热闷设备

我国自行研发的钢渣余热自解热闷处理设备，主要用于消解钢渣中游离氧化钙、游离氧化镁使其稳定化。该设备适应液态钢渣直接热闷处理短流程工艺，自动化控制水平高，安全可靠，无废水排放，实现了节能降耗，达到国际先进水平。

⑶ 立磨粉磨粒化高炉矿渣粉磨设备

在引进、消化、创新的基础上，我国自行设计制造了粒化高炉矿渣粉磨设备——立式辊磨，并在国内推广应用，其吨产品电耗、设备生产能力和运转率均达到国际先进水平。

⑷ 卧式辊磨粉磨钢渣粉设备

在引进国外卧式辊磨设备基础上，消化、创新、设计制造了钢渣节能粉磨设备——钢渣粉卧式辊磨，加大了国内制造部件数量，降低了设备价格，满足了国内钢渣粉生产需要。

⑸ 钢渣棒磨机提纯设备和专用磁选设备

在引进国外钢渣棒磨机和宽带磁选机的基础上，自行设计制造了国产钢渣提纯棒磨机和宽带磁选机，并应用于国内钢渣加工生产线上。