钢渣处理技术及综合利用途径
摘 要:国内外对钢渣的利用都作了不少研究,但钢渣利用率不高的原因是其成分很复杂,但随着矿源能源的紧张,对钢渣进行处理和综合利用一直是值得关注和探索的课题,文章就目前较为成熟的方法进行了介绍。
关键词:钢渣处理;技术;综合利用
中图分类号:X75 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2014)8-0007-02
钢渣是炼钢过程中排出的废渣。钢渣主要来源于铁水与废钢中所含元素氧化后形成的氧化物,加入的造渣剂,金属炉料带入的杂质以及脱硫产物和被侵蚀的炉衬材料等。目前我国钢渣年产量1亿多t,累计堆放尚未利用的钢渣达3亿 t,对其进行处理和综合利用,具有很大的经济效益、社会效益和环境效益。
1 钢渣的处理工艺
1.1 冷弃法
钢渣倒入渣罐缓冷后直接运到渣场抛弃,这种处理技术不仅占地大,易形成渣山,而且不利于钢渣加工和合理利用,所以不建议采用此种工艺。
1.2 热泼法
随着炼钢炉容量加大,氧气在炼钢炉中的应用,快速炼钢要求快速排渣,从而发展了热泼法技术。热泼法是把炼钢渣倒进渣罐后,用吊车将渣罐吊起并将里面的熔渣分层倒在渣床上,经空气冷却降温至350~400 ℃时再喷淋适量的水,使高温炉渣急冷碎裂并加速冷却。
1.3 水淬法
由于钢渣比高炉渣碱度高、黏度大,其水淬难度也大。该法原理是;液态高温钢渣在流出和下降过程中,被压力水击碎、分割,同时高温熔渣遇水急冷收缩产生应力集中而破裂,使熔渣在水幕中进行粒化。
1.4 盘泼水冷法
该法是用吊车把渣罐内熔渣泼在高架泼渣盘内,喷淋适量的水使钢渣急冷碎裂,渣层一般厚3~12 cm。然后再用吊车把渣盘翻倒,对碎渣进行池边喷水降温,最后把渣倒入水池内进一步降温冷却,使渣粉碎到粒度为0.5~10 cm,用抓斗抓出装车,送到钢渣车间再处理。
1.5 粒化法
该法和水淬法有相似之处,原理是把液态钢渣均匀流入粒化器,在粒化器中被高速旋转的粒化轮破碎并沿切线方向抛出,同时受高压水流冷却后落入水箱,通过传送皮带送到渣场。
2 钢渣的综合利用
我国从20世纪70年代提出了“综合利用、变废为宝”的口号,开展了固体废物综合利用技术的研究和推广工作,现已取得了显著成果,部分地区的综合利用率已超过了80%,但钢渣利用率一直不高的原因是因为钢渣成分复杂,见表1。
近年来,各产钢国都已经将如何利用钢渣的问题提到了重要日程上来,迄今,钢渣综合利用主要涉及建筑材料、农业、冶金、废水处理等领域。
2.1 用于建筑材料
2.1.1 生产水泥
由于钢渣中含有和水泥相似的硅酸三钙、硅酸二钙及铁铝酸盐等活性矿物质,具有水硬胶凝性,因此可成为生产无熟料或少熟料水泥的原料,也可作为水泥掺和料。日本研究用钢渣生产铁酸盐水泥,其抗压强度等性能与硅酸盐水泥一样,研究中所用主要原料的配比见表2。
与普通硅酸盐水泥相比,铁酸盐水泥早期强度高,水化热低。铁酸盐水泥中掺入石膏后,可生成大量硫铁酸盐,能有效地减少水泥的干缩和提高抗海水腐蚀的性能。
2.1.2 作回填工程和筑路材料
钢渣具有活性,能板结成大块,所以很适合作沼泽地的筑路材料,另外,由于钢渣表面不光滑性,耐磨性和稳定性,并且和沥青结合牢固,所以被大量用在铁路、公路和工程回填方面。
钢渣作为筑路材料,优点明显,并且还具有导电性小不会干扰铁路系统的电信工作的特点,被用作铁路道砟。
2.2 用于农业
而且大部分钢渣中的有害物含量低于农业标准的,因而适于生产农业肥料。
2.2.1 作钢渣磷肥
钢渣在冶炼过程中经过高温煅烧后,溶解度已大为改变,其中主要成分易溶量达全量的一半或更高,较易被植物吸收。另外,钢渣中具有大量有益于植物生长的元素如Mg、Ca、P等,尤其是P成分高,很适合作磷肥。钢渣磷肥不仅在酸性土壤里施用效果好,在缺磷的土壤里施用也有增产效果,在水田和旱田里均可取得较好的肥效。
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