钢渣等废渣综讲义合利用

有色冶金废渣的综合利用概述：冶金污染是指冶金工业生产过程中产生的各种固体废弃物。

主要指炼铁炉中产生的高炉渣、钢渣；有色金属冶炼产生的各种有色金属渣，如铜渣、铅渣、锌渣、镍渣等。

钢铁生产工艺过程复杂，在每一工序都会产生粉尘、废气等过程废物排放。

如钢铁冶金过程必然要产生炉渣，燃料燃烧、铁矿石被碳还原、铁水脱碳时要产生气体产物。

半个世纪以来公铁企业的生产、技术和环境问题对策经历了公害治理；节能减排；清洁生产、绿色制造；工业生态链、循环经济。

长期以来，人们一直认为钢铁厂是资源消耗量大、能源消耗量大、排放量大、废弃物多及污染大的企业。

本课程设计主要介绍各种有色冶金工艺过程中的废渣及废渣的处理利用。

一高炉渣高炉渣的产量随冶炼技术及矿石的品位不同而变化。

高炉渣属于硅酸盐材料。

它化学性质稳定，并具有抗磨、吸水等特点，可供广泛应有，国内对高炉渣的应用都很重视，为了适应不同的用途，高炉渣可分别被加工成水渣、矿渣碎石和膨胀矿渣等几类主要产品。

1.1水渣水渣就是将熔融状态的高炉渣用水或水与空气的混合物给予水淬；使其成为砂粒状的玻璃质物质。

这也是我国处理高炉渣的主要方法。

具体水淬方式很多，常用的有过滤池法水淬工艺和搅拌槽泵送法水淬工艺等。

1.2矿渣碎石矿渣碎石是高炉渣在指定的渣坑或渣场自然冷却或淋水冷却形成较致密的矿渣后，再经过破碎、筛分等工序所得到的一种碎石材料。

为此常用热泼法。

近年来，德、法、英、美等国多采用薄层多层热泼法。

该法具有操作容易、渣密度高等优点。

1.3膨胀矿渣膨胀矿渣是用水急冷高炉渣而形成的多孔轻质矿渣。

为此可用喷射法、喷雾器堑沟法、流槽法等生产。

较新的工艺是加拿大矿渣有限公司发明的用流筒法生产膨胀矿渣珠，简称“膨珠”。

二钢渣钢渣是炼钢过程中排出的固体废物，包括转炉渣、电炉渣等。

炼钢过程中的排渣工艺，不仅影响到炼钢技术的发展，也与钢渣的综合利用密切相关。

目前，炼钢过程的排渣处理工艺大体可分为如下四种：冷弃法、热泼碎石工艺、钢渣水淬工艺、风淬法。

钢渣的综合利用钢渣是在转炉、电炉或精炼炉熔炼过程中产生的由炉料杂质、造渣材料等熔化形成的以氧化物为主、有时还含有少量氟化物、硫化物及渣钢渣粒的冶炼废物，发生量约占钢铁企业固废总量的25%。

近年来，我国钢铁业发展迅猛，粗钢产量年均增长22.4%，2010年1～9月已达4.75亿t计，由此产生近1亿t的钢渣。

钢渣中富含Ca、Si、Fe、Mg、A1等有价元素，蕴含大量热能，是一种宝贵的次生资源，而有效处理和利用钢渣，不仅有利于节能降耗和温室气体减排，还是钢铁企业实现可持续发展和循环经济的必由之路。

1钢渣的种类与来源冶金企业生产工艺的各异导致渣的种类也不尽相同，特别是化学成分和物理性能存在巨大差异。

鞍钢长流程生产工艺所产生的渣，大体上分为脱硫渣、转炉炼钢渣、连铸渣和精炼渣等：①脱硫渣。

转炉炼钢前进行铁水预处理，在脱硫站脱硫扒渣，炉渣碱度较高。

一般，因脱硫渣的硫过高而须脱硫处理，否则，其冶金用途不大。

②转炉钢渣。

鞍钢日产5000t左右的转炉钢渣，占钢厂渣总量的60%以上，是一种利用范围较广和使用价值最高的钢渣。

③连铸渣。

鞍钢采用全流程的连铸生产工艺，连铸过程中的保护渣成分在使用前后变化不大，理论上可循环使用。

但现实中因连铸保护渣随二冷水流走并与其它杂质混杂，且含较多难以回收的氟，故大部分堆放在渣场，目前利用率偏低，其应用问题还有待于进一步研究。

④精炼渣。

鞍钢采用炉外精炼等措施冶炼高纯净度的钢水，精炼过程产生大量副渣，其除含高碱度的碱性氧化物外，还有非常高的三氧化二铝和非常低的金属铁量，适合制造水泥和耐火材料。

同时，国外已开展对精炼渣深人利用的研究，如日本己对LF炉的顶渣利用课题立项，开展了热渣循环利用的研究。

2钢渣的基本物性2.1钢渣的物理性质钢渣呈黑色，外观像结块的水泥熟料，其中夹带部分铁粒，硬度大，密度为1700~2000kg/m3。

钢渣组成来源于铁水与废钢中所含铝硅锰等元素氧化后形成的氧化物；金属料带入的泥砂；加入的造渣剂，如石灰、萤石等；作氧化剂或冷却剂使用的铁矿石、烧结矿、氧化铁皮等；被侵蚀的炉衬材料和炉材料；脱氧用合金的脱氧产物和熔渣的脱硫产物等。

如何进行钢铁行业固体废物的综合利用摘要：钢铁行业生产过程中会产生钢渣、除尘灰等固体废物，对于含铁量高的钢渣、除尘灰等固体废物，可以进行简单处理后直接再利用，对于含铁量低的以及含有有害元素的钢渣、除尘灰等固体废物，无法直接被再利用的，处理起来就比较困难，在此提供一种钢渣、除尘灰等固体废物制作免烧砖的方法以及除尘灰提炼铅锌再利用的方法，来解决含铁量低或含有有害元素（铅、锌）的除尘灰综合利用方法。

关键词：除尘灰、综合利用、制砖、提铅锌。

引言：国家明确提出健全再生资资源回收利用网络，做好工业固废等大宗废弃物资源化利用。

固体废弃物资源化是环境保护最有效和最根本的途径，固体废弃物建材资源化是固体废弃物资源化最有效的方式。

固体废弃物资源化既可解决固体废料排放问题，保护环境不受污染，又能形成新的产业链，合理利用资源，使真正的生态工业成为现实，产生较好的经济效益和社会效益。

除尘灰成为钢铁企业需要处置的重要固体废物，为了更好的利用对尘灰，提出以下两种方法。

1.钢渣、除尘灰等固体废物制作免烧砖的方法利用公司生产过程中产生的水渣、钢渣、除尘灰废渣废料生产新型环保建材，可生产标砖、砌块、地砖、水工砖、盲道砖、草坪砖、路沿石等产品，广泛应用于市政建设、水利工程、公园绿地、新农村建设等，市场前景广阔，社会和经济效益可观。

1.背景介绍我国以占世界7%的耕地，养育着世界22%的人口。

土地资源异常紧张珍贵。

而全国现有砖瓦企业12万家，占地600万亩。

每年烧砖毁土120万亩。

严重污染环境。

为此1999年7月5日，建设部、国家税务部总局、质量技术监督局、国家建材局联合发布《关于推进住宅产业现代化提高住宅质量的若干意见的通知》，在通知中明确要求：从2000年6月1日起沿海城市和其他土地资源稀缺城市，禁止使用实心粘土砖，比根据可能的条件限制其他粘土制品的生产。

到2003年6月30日，170个禁止试用实心粘土砖的城市已有140个按时达到“禁实”目标，“禁实”工作正在向郊县和村镇拓展。

钢铁渣处理的意义及综合利用摘要：我国经济形势的大增长离不开工业生产，在工业生产中对于钢铁资源的消耗是巨大的，每年排放的钢渣更是不计其数。

当前环境形势下，能源越发的紧张、矿石资源日益减少，人们开始认识到资源利用的严峻性，并且不断加强对钢渣的处理及综合利用，保障其在除了在钢铁生产的主流程得到广泛应用外，用其来开发具有较高附加值的产品。

文章就以此为切入点展开对钢铁渣处理及综合利用的研究。

关键词：钢铁渣；钢渣处理；钢渣综合利用引言钢铁工业生产过程中产生大量的固体废料，不仅占用土地，污染环境，同时还浪费资源。

对这些固体废物进行处理及资源综合利用，是钢铁工业可持续发展的主要任务之一。

如果能循环利用这些钢渣，不仅能回收大量的有价金属，而且能减轻环境负担。

归根结底，钢渣的循环利用就是如何有效地、绿色地利用钢渣尾渣，下文就对钢铁渣的处理及利用展开论述。

一、钢铁渣处理的意义钢渣是钢铁生产过程的副产品，随着钢铁工业的发展，钢铁生产过程中排出的废渣量也在不断增加。

每炼1吨钢产生125-140kg钢渣，2014年我国钢渣产生量约1.15亿吨，综合利用率约为21.9%，目前约有70%的钢渣处于堆存和填埋状态。

中国现已堆存钢铁渣两亿吨，占地两万亩，此外，每年还有数千万吨的钢铁渣在不断排出，这些钢渣如不及时进行处理，势必会造成环境污染。

钢渣是通过大气、水及固体废物本身三种途径造成对环境污染的。

钢渣在风化或冷却的过程中，形成粒径很小的粉尘或产生某些有害气体，当受到风的吹扬作用，经大气传播而产生污染。

钢渣中有害物质如果被流水冲刷，会造成对地表水的污染，钢渣中的有害成分受到降水的淋溶渗出，会污染土壤甚至地下水。

由此可见，对钢渣进行处理和利用是钢铁企业三废治理的重要内容。

钢渣的性质和利用途径是选择钢渣处理工艺的依据。

对钢渣的处理方法依钢渣种类的不同而有区别，目前已经有许多有效的处理方法经研究实践被采用，包括水淬法、热泼法、粉化法、热闷法等。

热焖法钢渣处理及综合利用工程实践热焖法钢渣处理及综合利用工程实践是一种能够将钢厂产生的钢渣进行有效处理和综合利用的方法。

目前，钢渣处理和综合利用是一个重要的环保和能源问题，特别是对于龙头企业来说更加重要。

本文将从钢渣的定义、热焖法钢渣处理原理及实施方案、热焖法处理后钢渣的综合利用和热焖法钢渣处理及综合利用工程实践的优点等方面进行了详细的介绍和分析。

1. 钢渣的定义钢渣是钢铁冶炼过程中，由于炉料、燃料和炉渣的不同组成，以及工艺操作方式的不同，使得铁矿石、焦炭等不纯物质与钢水接触并发生反应后产生的一种富含氧化物的渣。

根据来源不同，钢渣可分为高炉渣、转炉渣、电炉渣、其他钢渣等几种类型。

2. 热焖法钢渣处理原理及实施方案热焖法钢渣处理原理是通过热焖技术对高炉渣进行精细化处理，将其转化成可替代耐火材料的膨胀性耐火砖原料。

热焖技术是一种比较新颖的处理渣的方法，它除去了冷却过程，取消了水淬等传统技术工艺，使得处理后的渣能够改善其物理化学性质，从而达到可用作原料的目的。

热焖法钢渣的实施方案包括以下几个步骤：（1）将钢渣从炉内排出，转移至热焖设备中；（2）将热焖设备中的钢渣充分预热；（3）在设备中添加造渣剂；（4）将钢渣进行热焖处理；（5）将热焖好的渣块进行破碎、筛分等处理；（6）将处理好的炉渣送入加工车间进行综合利用。

3. 热焖法处理后钢渣的综合利用热焖法处理后产生的钢渣是一种可以综合利用的材料，这种材料可以用于路基填充、土工填海、建筑材料等多个方面。

下面对热焖法处理后产生的钢渣的综合利用进行了具体的介绍。

（1）路基填充：热焖法处理后的钢渣在路基填充方面的应用正在逐渐增多。

随着交通基础设施的不断完善，铁路、高速公路、市政道路等公共交通工程的建设中对路基填充材料的要求也越来越高。

热焖法处理后的钢渣不仅具有良好的承压性，而且具有较强的耐水、耐久性和优秀的抗弯强度。

（2）土工填海：热焖法处理后的钢渣在土工填海方面也有较广泛的应用。

钢渣的资源综合利用学院：矿业工程学院班级：矿加10姓名：于兴邦学号：120103707001钢渣的资源综合利用摘要：钢渣是炼钢工业的副产品。

分析了钢渣的基本物理特性、化学成份、矿物组成等理化性能。

介绍钢渣在筑路、烧结矿、水泥、建材、环境工程和农业等领域的综合利用。

关键词：钢渣；理化性能；环境工程；综合利用1 前言炼钢要排出炉渣, 排放量约为产钢量的15%～20%。

我国每年排出钢渣约1600万吨,目前较多的钢厂渣满为患。

扩建渣场不但要占用宝贵的耕地, 同时污染环境, 所以最佳的方法是开发钢渣的综合利用, 变废为宝。

近二十年来, 国内外钢铁企业在这方面做了大量工作, 积累了经验。

钢渣综合利用不但能降低炼钢成本, 带来直接经济效益, 而且也保护了环境, 有很大的社会效益。

2 钢渣的产生和来源在炼钢过程中,从炉料熔化起 ,钢渣就开始形成 ,一直到出钢为止。

钢渣主要来源于：金属炉料中各元素被氧化后生成的氧化物及硫化物；被浸蚀的炉衬及炉衬材料；金属炉料带入的杂质,如泥沙等；为调整钢渣性质所加人的造渣材料,如石灰石、铁矿石、萤石等。

按炼钢工艺钢渣可分为平炉渣、转炉渣和电炉渣。

由于转炉比平炉产量高、能耗低,大多数钢铁厂已改为转炉,但由于钢渣综合利用问题没有很好地解决 ,钢渣堆场上仍然有大量的平炉渣及平炉与转炉的混合渣。

3 钢渣的基本理化特性3.1 钢渣的物理特性由于化学成分及冷却条件不同造成钢渣外观形态、颜色差异很大。

碱度较低的钢渣呈黑灰色,碱度较高的钢渣呈褐灰色、灰白色。

渣块松散不粘结,质地坚硬密实,孔隙较少。

渣坨和渣壳结晶细密,界线分明,尤其是渣壳,断口整齐。

自然冷却的渣块堆放一段时间后,发生膨胀风化,变成土块状和粉状。

钢渣含水与焖渣方式和冷却条件关系较大。

钢渣通常含水在3%～8%,容重在1.32～2.26t∕m3，抗压强度在1150㎏∕cm3左右。

平炉渣比重略小,孔隙稍多，稳定性要好一些。

3.2 钢渣的化学成分钢渣由钙、铁、镁、硅、铝、锰、磷等氧化物组成。

钢渣的综合利用钢渣是冶金生产过程中一个很重要和含量占主要的产物。

在以前的钢铁生产中都将其作为废物而直接遗弃。

虽然其为钢铁生产中的废弃物，但因其含有许多有用矿物和许多微量元素以及其特别的物理机械性能，因此其用途也较广泛。

类似以前生产的直接丢弃将造成资源的严重浪费。

研究钢渣的综合利用意义重大。

不仅保护环境，合理利用资源，还能节约成本。

钢渣的概述钢渣主要由钙、铁、硅、镁和少量铝、锰、磷等的氧化物组成。

主要的矿物相为硅酸三钙、硅酸二钙、钙镁橄榄石、钙镁蔷薇辉石、铁铝酸钙以及硅、镁、铁、锰、磷的氧化物形成的固熔体，还含有少量游离氧化钙以及金属铁、氟磷灰石等。

有的地区因矿石含钛和钒，钢渣中也稍含有这些成分。

钢渣中各种成分的含量因炼钢炉型、钢种以及每炉钢冶炼阶段的不同，有较大的差异。

钢渣为熟料，是重熔相，熔化温度低。

重新熔化时，液相形成早，流动性好。

钢渣作为二次资源综合利用有两个主要途径，一个是作为冶炼溶剂在本厂循环利用，不但可以代替石灰石，且可以从中回收大量的金属铁和其他有用元素；另一个是作为制造筑路材料、建筑材料或农业肥料的原材料钢渣在温度 1500～1700℃下形成，高温下呈液态，缓慢冷却后呈块状，一般为深灰、深褐色。

有时因所含游离钙、镁氧化物与水或湿气反应转化为氢氧化物，致使渣块体积膨胀而碎裂；有时因所含大量硅酸二钙在冷却过程中(约为675℃时)由β型转变为γ型而碎裂。

如以适量水处理液体钢渣，能淬冷成粒。

钢渣来源(1)钢铁料中的Si、Mn、P、Fe等元素的氧化产物；(2) 冶炼过程中加入的造渣材料；(3) 冶炼过程中被侵蚀的炉衬耐火材料；(4)固体料带入的泥沙。

排渣目的(1)去除钢中的有害元素P、S；(2)炼钢熔渣覆盖在钢液表面，保护钢液不过度氧化、不吸收有害气体、保温、减少有益元素烧损；(3)吸收上浮的夹杂物及反应产物；(4)保证碳氧反应顺利进行；(5)可以减少炉衬蚀损。

基于上文所述钢渣所拥有的物化性质及其形成与来源，国内外有很多对钢渣综合利用或处理的方法。