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谈冶金炉渣的综合利用论文谈冶金炉渣的综合利用论文摘要：冶金行业的快速发展导致冶金炉渣出现了大量的剩余，作为冶金行业的第二资源，冶金炉渣成为冶金行业需要重点关注的内容。
在此次论文中，就将针对冶金炉渣，对冶金炉渣利用的必要性进行了总结，同时对冶金炉渣的利用现状做出了分析，在此次基础上，结合国内外冶金炉渣的利用方式提出了改进对策。
关键词：冶金；炉渣；综合利用我国冶金行业在近年发生了快速的发展，但是伴随快速发展的冶金行业而言，新增加的冶金炉渣出现了大量的累积，不仅占据了大量的土地，同时还会造成水源及环境的污染，还浪费了炉渣资源。
冶金炉渣简单理解就是在冶炼的过程中出现的废弃物，包括高炉渣、电炉渣、炉外精炼炉渣等等，通过对冶金炉渣的科学有效利用能够实现环境保护及资源的有效利用。
因此说对冶金炉渣综合利用的深入研究是非常必要的。
1冶金炉渣综合利用的必要性随着对资源的深度利用导致全球范围内的矿产资源都急剧减少，我国的矿产资源也面临着严峻的挑战。
在此次背景之下，如何充分的实现矿产资源的充分利用成为当前最为关键的应用研究内容。
作为我国的基础工业，钢铁工业实际上也是一种原材料工业，钢铁行业的发展与我国经济的发展是相互适应的，钢铁产品无论是在城市建设，还是工业生产中都发挥着重要的关键。
但是不同的行业及部门所应用的钢材规格及品种都是不同的，因此钢铁行业的发展直接受到产业结构调整的影响。
我国当前正在进行大量的基础设施建设，钢材消费量发生了快速的发展，所以就相应的使用了大量的钢铁，同时也导致了冶金炉渣的增多。
而如何更好的利用冶金炉渣成为最为重要的研究内容。
由于不同钢铁企业所使用的冶金技术都是存在差异的，所产生的炉渣成分及产量都是不同的，因此需要从系统的角度出发，对冶金炉渣的综合利用进行分析与研究。
2冶金炉渣综合利用现状当前，在我国的各个城市中都涉及了冶金工业，而冶金工业所产生的固体废物，也就是冶金炉渣，占据了总的固体废物数量的18%。
冶金工业中的炉渣利用技术研究一、引言炉渣是冶金工业生产过程中产生的不可避免的废弃物，由于含有多种有价值的成分，因此炉渣的有效利用对于节约资源、减少环境污染、提高经济效益具有重要意义。
本篇文章将从炉渣的组成及类型、炉渣的经济价值、炉渣利用技术等方面对炉渣的利用进行深入探讨，并展望未来的研究方向。
二、炉渣的组成及类型炉渣是冶金工业生产过程中产生的一种复杂物质，具有各种不同的成分组成和性质。
一般来说，炉渣的主要成分都是氧化物，这些氧化物的种类和含量取决于冶金工艺条件和原料的种类。
炉渣的主要组成包括氧化物、硅酸盐、氟化物、镁铝石榴石、四氧化三铁、硫化物、含碟量等。
炉渣的类型主要有钢铁炉渣、铜冶炼炉渣、铅锌冶炼炉渣、铝电解炉渣、石油焦加工炉渣等几种。
每种炉渣由于产生的工艺和原料的不同而具有不同的化学成分和物理性质，因而不同类型的炉渣在利用方面也存在很大差别。
三、炉渣的经济价值炉渣由于含有多种有价值的成分和特性，因此具有重要的经济价值。
其主要体现在以下几个方面。
1.用于建筑材料炉渣中的氧化钙和氧化镁等成分能够与其他化合物反应生成水泥、砖块、夯土、石材等建筑材料。
据不完全统计，我国每年仅钢铁炉渣的利用就可达到2亿吨以上的水平。
2.用于冶炼二次资源炉渣中所含的各种有价值的重金属、稀土元素等可以通过某些方法进行回收，被用于生产各种金属和合金。
3.用于修路填洞炉渣含有大量的硅酸钙、硅酸镁等有益元素，可以用于修路填洞、垫砖等方面。
同时，由于炉渣化学性质的适合性，也可以作为固体堆肥的主要材料。
四、常见炉渣的利用技术为了有效的利用炉渣，目前已有很多利用炉渣的技术，下面简要的介绍其中几种。
1.炉渣碎石技术将经过处理的炉渣通过机械方式进行粉碎和筛分，然后用于道路建设和土壤改良等领域。
该技术具有成本低廉，易操作，对炉渣中有价值元素的回收率较低等优点。
但是，该技术对炉渣材料的粒径要求比较严格，较细小的炉渣颗粒难以筛分出来。
2.高炉炉渣向下灌输技术该技术是将经过加工的炉渣从高炉顶部向下灌输到锭型铸造机中进行固化，制成能够用于建筑材料和工程带钢等用途的炉渣砖。
冶金工艺中的炉渣处理与资源化利用方法研究进展炉渣是在冶金工艺中产生的一种固体废弃物，它由金属矿石中的非金属元素化合物和冶炼中所添加的草酸盐、氧化铁等物质组成。
炉渣对环境和人体健康造成了一定程度的威胁，因此炉渣的处理和资源化利用成为了冶金工艺领域中重要的研究方向。
本文将介绍炉渣处理与资源化利用的研究进展，包括炉渣的成分和特性分析，炉渣处理的技术方法和资源化利用的应用。
炉渣的成分和特性分析是研究其处理与资源化利用的基础。
炉渣的成分主要取决于冶炼过程中矿石的品位和矿石的种类。
常见的炉渣成分包括二氧化硅、氧化铝、氧化铁等。
此外，炉渣的特性也与冶炼温度、冶炼时间和冶炼过程中添加的草酸盐、氧化铁等物质有关。
准确分析炉渣的成分和特性对于选择合适的处理方法和资源化利用途径至关重要。
炉渣处理的技术方法多种多样，常见的方法包括物理处理、化学处理和生物处理。
物理处理主要包括研磨、筛分和磁选等技术，通过改变炉渣颗粒的大小和形状，提高其密度和流动性，从而降低其对环境的污染性。
化学处理主要包括酸洗、浸出和沉淀等技术，通过将炉渣中的有害元素转化为无害物质，达到净化炉渣的目的。
生物处理主要包括微生物处理和植物处理，通过利用微生物和植物的生长过程中所产生的酶和有机物质，将炉渣中的有害元素转化为无害物质。
炉渣处理技术的选择应根据炉渣的成分和特性以及处理的具体需求作出合理的选择。
炉渣的资源化利用是处理的重要方向，它可以将废弃物转化为资源，从而减少对自然资源的开采和环境的污染。
炉渣的资源化利用通常包括水泥熟料生产、路面修复和土壤改良等领域。
炉渣中的二氧化硅可用于水泥熟料的生产，提高水泥的强度和耐腐蚀性。
炉渣中的氧化铝可用于路面修复中的防滑材料和路面层的增强剂。
炉渣中的氧化铁可用于土壤改良剂的生产，提高土壤的保水性和肥力。
炉渣资源化利用不仅能解决废弃物处理问题，还能减少对矿石和其他原材料的开采，提高资源利用效率。
炉渣处理与资源化利用方法的研究进展取得了显著的成果。
炉渣综合利用技术研究一、背景炉渣是由于钢铁生产过程中的冶炼过程产生的一种废物，对于环境造成了极大的影响。
然而，经过加工处理和综合利用，炉渣可以变为资源，对于钢铁工业的循环经济和可持续发展起到了积极的作用。
本文将就炉渣综合利用技术进行详细探究，旨在为钢铁工业提供参考。
二、炉渣的特点炉渣是钢铁冶炼过程中的产物，包含硅、铁、钙、镁等多种元素，且在不同生产环节温度、压力、氧化还原环境下形成。
在高温下，炉渣流动性强，流速快，受到冷却后，会形成玻璃状的物质。
炉渣的物化性质对于其综合利用具有重要的意义。
三、炉渣综合利用的技术路线1.粉磨技术首先，粉磨技术常被应用于炉渣的综合利用。
经过粉碎和筛分处理后，炉渣可以制成细粉末，地下水、路面和土壤的调节材料等。
目前，国外粉磨技术已经非常成熟，例如加拿大特罗姆森公司生产的钢渣微粉，平均粒径小于5μm，用作添加剂的效果非常显著，比如可以增强水泥的强度、粘度和耐水性能。
2.固化技术此外，固化技术也是常用的炉渣综合利用技术之一，通过加入技术添加剂，如硫酸盐、氢氧化钙等，将炉渣固化，制成规定强度的砖块、地面砖、管道碴、铺路石等建筑材料。
此方法的好处是炉渣可以被稳定封存，排放污染被消减至最小，并且利用率高、覆盖面广，使用周期长。
3.热处理技术最后，热处理技术是炉渣综合利用的另一个十分有效的方法。
采用高温法将炉渣直接还原，精炼所需的铁、钢、铜和锰。
或者从炉渣中提取出钙、镁、铝和钠等的金属硫化物、氧化物和或者氢氧化物，并将其应用于各种工业生产中。
该方法尤其适用于含磷废渣、含钾废渣和含铜废渣等的综合利用。
四、结论在当前亟需推进绿色发展的背景下，炉渣综合利用技术势在必行。
随着技术的不断进步和发展，我们相信炉渣综合利用技术将会取得更加显著的成果，为我国的可持续发展提供有力的帮助。
冶金炉渣的综合利用研究第一章前言冶金炉渣是指冶炼、熔炼、电解等冶金过程中产生的固体废弃物。
传统处理方法往往是直接将炉渣堆放在固废堆放场或填埋场，由于炉渣中含有多种有害物质，这样做不仅会严重污染环境，而且浪费了宝贵的资源。
因此，研究冶金炉渣的综合利用已经成为了重要的任务。
本文将从炉渣资源的性质出发，综述其主要的利用途径，并探讨炉渣的环境治理和资源化利用。
第二章冶金炉渣的主要成分和性质冶金炉渣是由多种化学成分组成的复合物，其主要成分包括氧化物、硅酸盐、氧化铝、碳酸盐、硫化物和氧化钙等。
炉渣不同种类的成分含量有所不同，但是一般都包含有害物质，如Cr、As、Cd、Pb等。
另外，冶金炉渣的物理性质也是各种利用途径选择的重要因素之一。
炉渣具有高温、高浓度、高孔隙率、高粘度等特点，不同种类的炉渣在物理性质上也有所不同。
因此，在利用炉渣之前，需要先对其进行物理性质和化学成分的分析，探寻适用的利用途径。
第三章冶金炉渣的综合利用3.1 水泥制备水泥制备是目前广泛应用的一种炉渣综合利用途径。
炉渣加入适量的石膏和粉煤灰，经过研磨、混合等工艺制备而成的水泥可用于建筑、道路工程等领域。
此外，炉渣-石膏-粉煤灰组合材料在市政工程中也得到了广泛应用。
3.2 铝镁渣制备铝镁渣作为一种防火材料，广泛应用于高温炉墙、耐火材料、船舶以及矿山尾矿处理等领域。
炉渣中的氧化铝可和镁粉反应得到铝镁渣。
利用在铝镁渣制备中的炉渣大多是钢铁冶炼中产生的富含钙、富含氧化物的钢渣或转炉炉渣。
3.3 吸附剂和催化剂制备利用冶金炉渣制备吸附剂和催化剂是将炉渣转化为高附加值产品的重要途径之一。
炉渣中的铁、钙、镁等元素能够与废水中的重金属离子发生配位作用，并形成稳定的沉淀，因此炉渣在废水处理中有着应用潜力。
另外，炉渣作为钙源常被用于生产脱酸催化剂。
3.4 土壤改良剂炉渣的pH值一般偏高，因此在土壤改良中可作为中和剂。
同时，由于炉渣中含有多种营养成分，在农业中作为土壤改良剂可以增加土地的肥力。
第33卷 第1期 2011-1(下)【111】收稿日期：2010-11-13作者简介：姚艳玲（1971－），山西阳高人，硕士研究生，研究方向为冶金技术。
0 引言随着我国冶金行业的迅猛发展，累积堆存和新增的冶金产生的固体废弃物也日益增加，不仅占地多、严重污染周边环境，而且浪费了大量资源。
其中各种冶炼渣是主要的废弃物，主要包括高炉渣、转炉渣、电炉渣和炉外精炼渣等。
对环境的治理是实现社会持续发展的重要手段。
固体废弃物的处理是环境治理的重要方面，冶金工业作为一个固体废弃物排出量较大的工业部门，其治理程度直接影响到环境治理水平，进行这方面的研究符合国家的产业政策，有广阔的发展前景。
近几年冶金技术发展迅速，工艺过程中产生了越来越多的冶炼渣，这部分废弃物的有效利用值得我们去进一步研究。
1 冶金炉渣利用的必要性随着冶金行业的快速发展，各国的矿产资源也在日益减少。
同样，中国矿产资源也面临着严重的危机。
如何能更好的利用有限的资源创造更多的财富是我们时刻要重视的。
钢铁工业是原材料工业，也是基础工业。
它的发展是和整体经济发展规模和速度相适应的。
钢铁产品又是用途广、用量大的材料，钢铁工业和各经济部门的发展密切相关，各经济部门使用钢材的和品种质量是不尽相同的，因此产业结构的变化和发展将直接影响到钢铁工业的发展速度和产品结构。
在快速发展中的中国，基础设施、工业、建筑业发展较快，钢材消费量增长较快。
所以冶金行业产生的炉渣也就相应的较多。
如何更好的利用这些弃渣是值得我们研究的。
企业的原料条件不同，冶炼工艺不同，炉渣的产出量和炉渣成分也不同，不同的企业可能采用不同的炉外精炼设备，其精炼渣会有所不同，特钢企业还可能在连铸之后，设有电渣炉等进一步的精炼设备，产出的还有电渣冶炼废渣，因而有必要从系统利用的角度出发，进行炼钢炉渣的综合利用研究。
2 冶金渣的综合利用状况钢铁冶金工业遍及全国各主要城市，所产生的固体废物占固体废物总量的18％，渣中含有各种有用元素如Fe、Mn、Cr、Mo、Ni、AI 等金属元素和Ca、Mg、Si 等非金属元素，是一项可再利用的大宗二次资源。
钢铁冶金工业所产生的固体废物主要有高炉渣、钢渣、铁台金渣等，中国钢铁渣堆弃量约3亿，占地3万亩。
2002年全国钢产量总计约为8389万吨，但缺乏全量和高附加值的利用技术，特别是对共生复合矿渣中共生的金属元素的分离和利用以及通过共生元素的分离全面经济地对炉渣进行综合利用缺乏系统研究，平均利用率约为60％。
下面我们就冶金炉渣目前的综合利用情况作一下总结和分析。
3 高炉渣的综合利用高炉渣是钢铁冶金工业中数量最多的一种渣。
目前， 80％以上的高炉渣得到了利用，但利用的主要途径是生产水泥和筑路材料。
高炉渣是冶炼生冶金炉渣的研究及综合利用思路Smelting slag, research and comprehensive utilization of ideas姚艳玲1，周 俊2 YAO Y an-ling 1, ZHOU Jun 2（1. 包头职业技术学院，包头 014030；2. 西北工业大学 航空学院，西安 710072）摘 要： 随着冶金行业的快速发展，冶金业对资源的利用也越来越多，产生的炉渣也就相对增加。
本文针对冶金炉渣利用的必要性进行了分析，并对钢铁冶金中产生的高炉渣，钢渣的利用现状及不足进行了研究，最后对冶金炉渣的综合利用进行了设计构思，从而达到冶金炉渣的高效利用。
关键词： 冶金；炉渣；综合利用中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-0134(2011)1(下)-0111-03Doi: 10.3969/j.issn.1009-0134.2011.1(下).37【112】 第33卷 第1期2011-1(下)铁时从高炉中排出的一种废渣。
高炉矿渣还可用来生产一些用量不大，但产品价值高，又有特殊性能的高炉渣产品。
如矿渣棉及其制品、微晶玻璃、热铸矿渣、矿渣铸石及硅钙渣肥等。
1）生产矿渣棉矿渣棉是以矿渣为主要原料，经熔化、高速离心或喷吹制成的一种白色棉丝状矿物纤维材料。
它具有质轻、保温、隔音、隔热、防震等性能。
许多单位已将矿渣棉制成各种规格的板、毡、管壳等。
2）生产微晶玻璃微晶玻璃是近几十年发展起来的一种用途很广的新型无机材料。
高炉渣微晶玻璃与同类产品对比，具有配方简单、熔化温度低、产品物化性能优良及成本低廉等优点，除用于耐酸、耐碱、耐磨等部位外，经研磨抛光是优良的建筑装饰材料。
采用机械化压延成型工艺，还可生产大而薄的板材。
3）生产硅肥硅肥是一种以含氧化硅(SiO)和氧化钙(CaO)为主的矿物质肥料，它是水稻等作物生长不可缺少的营养元素之一，被国际±壤学界确认为继氮(N)、磷(P)、钾(K 2O)后的第四大元素肥料4）生产高炉渣微粉所谓高炉渣微粉是指高炉水渣经烘干、破碎、粉磨、筛分而得到的比表面积在3000cm2/g 以上的超细高炉渣粉末。
4 钢渣的综合利用钢渣是炼钢过程排出的废渣。
炼钢过程是除去生铁中的碳、硅、磷和硫等杂质，使钢具有特定性能的过程，也是造渣材料和冶炼反应物以及熔融的炉衬材料生成融合物的过程。
因此，钢渣是炼钢过程中的必然副产物，其排出量约为粗钢产量的15％～20％，钢渣目前的利用率只有大约36％。
钢渣的利用途径：迄今，人们已经开发了多种有关钢渣的综合利用途径，主要包括回收废钢铁和钢粒、冶金、建筑材料、农业利用、回填等几个领域。
1）从钢渣中分选网收废钢和钢粒钢渣中一般含7%～10%的废钢，经破碎、磁选、筛选等分选技术可回收其中90%以上的废钢及部分磁性氧化物。
磁选出的渣钢，一般含铁在55％以上。
利用价值很高。
2）钢渣用做冶炼熔剂钢渣常含有很高的CaO、铁分及一定比例的MgO、MnO。
若用于炼铁，一些成分能有效地降低熔剂、矿石的消耗及能耗。
有资料报道，作为熔剂用于高炉冶炼和烧结的钢渣量，以美国为最多，占钢渣总量的56％以上。
3）钢渣用做筑路材料钢渣具有容量大、呈块状、表面粗糙、稳定性好、不滑移、强度高、耐磨、耐蚀、耐久性好、与沥青胶结牢固等特点，被广泛用于各种路基材料、工程回填、修砌加固堤坝、填海工程等方面代替天然碎石。
4）生产水泥钢渣生产水泥，主要指用它做原料配制水泥生料。
5）生产钢渣砖钢渣砖是以粉状钢渣和水淬钢渣为主要原料，掺入部分高炉水渣或粉煤灰和激发剂(石灰、石膏粉)，加水搅拌，经轮碾、压制成型、蒸养而制成的建筑用砖。
5 目前炼钢渣利用思路的不足1）炼钢炉渣利用的主要难点在于炉渣的碱度过高，渣中含有大量的自由氧化钙和氧化镁，不宜作为水泥、建材和工程回填材料，在近年来我国转炉炼钢企业普遍采用溅渣护炉等技术后，转炉炉渣中自由氧化镁进一步升高，精炼渣的碱度更高，炉渣的自由氧化钙也更高，因而将炼钢过程的转炉钢渣和精炼渣直接作建筑材料不是最佳途径。
另外，钢渣不易磨，直接用于水泥生产会降低生产能力。
2）钢渣在企业内部回用是一种理想的方法，但在目前的回用方法中，作烧结溶剂和高炉炼铁熔剂虽然有积极的报道，但烧结和炼铁过程无法脱磷，钢渣的循环，必然使铁水的磷含量不断提高，给下一步的炼钢增加负担，要求炼钢工序消耗更多的石灰，产出更大的渣量满足脱磷要求，所以从工艺全盘考虑是不一定合理的。
另外，高炉的冶炼实践表明，入炉品位提高1％，焦比降低2％，产量降低3％，钢渣的铁含量仅为10%～15％，钢渣的配入必然大大降低高炉入炉料品位，在高炉焦碳价格居高不下的今天，钢渣作为烧结和高炉熔剂的做法，也是不一定合理的。
3）将钢渣用作铁水预处理渣剂，不仅可以利用渣中的铁氧化物，也可以利用渣中的熔剂，是一种合理的回用方式，但不能解决现代炼钢工艺中不同阶段的炉渣的回用问题。
第33卷 第1期 2011-1(下)【113】4）目前钢渣利用的主要思路仍然集中在回收渣中废钢，选出精矿，尾渣作建筑材料。
这事实上是一种末端治理手段。
6 炼钢炉渣综合利用设计根据冶金炉渣性能分析，从现实的环保要求出发，我们可以提出炉渣梯级回收利用的新概念。
根据钢铁企业炼钢工序不同阶段产出钢渣的特性，利用梯级回用的方法，使炼钢炉渣尽量在炼钢工艺中循环利用，发掘其最大冶金潜能，实现最大限度的回用，提高炼钢造渣材料的利用效率，减少造渣材料消耗，减少炉渣的外摊，从而实现对炼钢炉渣的资源化利用和生态工业的要求，提高企业的经济和社会效益。
其转炉和电弧炉冶炼工艺的炉渣梯级利用思路示意图如下所示：通过梯级利用，炼钢过程产生的炉渣大部分都返回上一级炼钢工序，一方面变废为宝，使原本当作废弃物排出的炉渣作为造渣材料返回利用，充分利用了其潜在的冶炼潜能，代替了一部分原料，优化了炼钢工艺，同时降低了成本，提搿了经济效益；另一方面，炉渣的梯级利用减少了炉渣的最终排出量，实现了少渣生产，减少了废弃物的产生，降低了冶金工业对环境的污染。
这符合我国对于工业走可持续发展道路的思路，刘予实现“绿色冶金”清洁生产有重要的意义。
1）梯级利用的工艺方法对钢渣返回利用可通过下述技术方案予以实现，钢铁冶炼过程中，将后步工序产出的炉渣逐级返回应用到前面工序，在返回过程中，可配入调整剂，调整剂为石灰、石灰石或铁矿石等。
2）具体实施方式：高炉、转炉流程中，将电渣炉产出的炉渣返回到精炼炉，精炼炉产出的炉渣返回到转炉和铁水预处理脱硫，将转炉特别是脱碳转炉产出的炉渣返回到铁水预处理脱磷。
电弧炉钢铁冶炼过程中，将电渣炉产出的炉渣返凰到精炼炉，精炼炉产出的炉渣返回到电弧炉。
以上弃渣返回利用过程中，脱碳渣和精炼渣用量为30％～100％。
由于后步工序炉渣的产出量比较小，其返回应用不一定能替代全部原上部工序的造渣材料。
渣量不足部分，依造渣要求，由石灰、粘土砖块、白云石、萤石等补充。
通过梯级回用，预计可达到如下效果：1）利用钢铁废弃渣，减少钢铁企业固体废弃物排放。
2）减少石灰和其他原料消耗，减少成本消耗。
3）由于LF 精炼渣、电渣重熔炉渣甚至转炉渣等均为预熔渣，具有优良的冶金反应性能，可明显改善炼钢过程的动力学条件。
通过LF 精炼渣和电渣重熔炉渣均为预熔渣的应用，替代外购预熔渣，具有明显的经济效益。
4）通过综合应用，可改善炼钢操作，使冶炼时间缩短，供电效率提高，炉龄提高等。
5）由于最终排出炉渣的反应更加充分，稳定性更好，更易在建筑材料方面获得应用。
7 结论矿业及其后续产业是国民经济建设的强大支柱, 如何将冶金弃渣合理利用, 对可持续发展有重要意义。
只有更好的合理利用有限资源，才能最有效地保持人类生存空间, 造福子孙后代。
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