期刊简介   About
刊名:四川水泥
主管:四川省建材工业科学研究院
主办:四川省经济与信息化委员会
国内刊号:CN 51-1456/TU
国际刊号:ISSN 1007-6344
邮发代号:62-149
语种:中文
出版周期:月刊
创刊时间:1979年
投稿邮箱:scsn1979@163.com
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谈冶金炉渣的综合利用

发表时间:2018年9月26日 浏览:138次

【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%。在冶金炉渣中包含多种金属元素,包括铁元素、镁元素、铜元素、铝元素等,同时还包括钙元素、硒元素等等。冶金炉渣是作为可以利用的第二大资源。我国当前冶炼钢铁过程中所产生的炉渣堆弃量有三亿吨,占地约三万亩。在2017年,我国所产生的钢铁总量为8546万吨,但是在冶炼过程中缺乏科学有效的手段,尤其是对于复合矿渣中共生金属元素的分离及充分利用技术是非常落后的,该项内容的平均利用率仅仅达到了60%。这也就导致了我国冶金行业所产生的炉渣数量是非常庞大的,但是对炉渣的综合利用率却是非常低的,不仅未实现炉渣的再次利用,同时还导致了环境与水源的污染。

3冶金炉渣的综合利用

对于冶金炉渣的综合利用对策可以结合西方国家的利用对策进行总结,在西方国家,对于矿产资源伴生资源的利用是非常重视的,将污染防治战略作为根本解决对策,来替代末端处理的治理污染源对策,将这种对策称之为“清洁生产”战略。随之我国也在1994年出台的《中国21世纪议程》中对清洁生产提出了相应的解释与规定,并且作为“211工程”来重点对待,我国冶金炉渣的综合利用有着非常广阔的发展前景。对于冶金炉渣的综合处理包括物理处理方法与化学处理方法这两种。

3.1物理处理方法

所谓物理处理方法就是不改变冶金炉渣的化学成分而实现其充分利用,物理处理方法主要就是利用冶金炉渣的机械强度特点,将其作为支撑来是实现的。物理处理方法主要包括矿山坑井的填埋、彩色沙料、铺路等方式。(1)矿山坑井填埋矿山在开采出大量的矿产资源之后,对其进行支撑是非常必要的,从而避免矿山的坍塌与下沉,所以在开挖结束之后就需要回填。我国当前几乎所有的矿井都必须要进行回填,而冶金炉渣组作为稳定性非常高的材料可以进行矿井的回填。但是当前这种方式还无法保证避免对水源及环境的污染,同时这种方式实际上是对资源的一种浪费。(2)铺路在经过处理之后的冶金炉渣有着较强的稳定性,所以可以作为道路的基层、垫层甚至面层。而炉渣与沥青之间的亲和性非常好,同时与天然料石进行混合还能够用于柔性路面的铺设。在使用炼铜炉渣作为铺路材料就必须要在材料中掺入石灰等胶结材料,不能单独使用冶金炉渣。(3)彩色沙料对于高炉水渣而言,具有多孔的特点,所以将无机颜料深入到空隙中,之后再加入丙烯基聚合物来阻止颜料的流出则会形成彩色沙料。将彩色沙料、水泥以及硬化剂进行混合,摊铺在路面上作为透水层,可以在保证强度较高的情况下保证透水性,经过长期的使用也不会出现褪色的情况。

3.2化学处理方法

化学处理方法就是从炉渣中提取有价值的成分,或者是通过改变炉渣中的组成而使其成为有用的物质,化学处理方法较物理处理方法来说种类更多,下面就将对几种重要的处理方法进行总结:(1)提取有价金属矿物一般都是多种金属共同存在的复合共生矿,尤其是对于有色金属,通过冶炼获得需要的金属成分之后,还存在大量的有价金属,对于这部分有价金属进行充分利用将成为有效的资源。通过研究发现,有色金属中有三十多种是作为副产品来回收的,而通过对有色金属的回收所创造的总价值比重是非常可观的,其中铜系统占据了25%,铅系统占据了12%,锌系统占据了20%。(2)熔制彩色玻璃冶金炉渣与玻璃都属于硅酸盐材料,同样都具备共同的多相平衡特力学基础,而二者之间的最为重要的区别就是化学成分的不同。与硅酸亚铁化学成分范围较为接近的就是有色金属炉渣所形成的范围,而在磷石英化学成分附近形成的就是玻璃所形成的区域,所以在CaO-FeO-SiO2中引入Na2O就会使得炉渣与玻璃之间的差距进一步缩小。所以将炉渣与石灰、石英等材料混合之后在适当的条件之下就可以熔制成玻璃体。而通过研究发现用炉渣熔制成的玻璃体的机械力学性能、耐腐蚀性能等都比较好,应用情景较为广泛。(3)生产水泥当前将冶金炉渣生产成为水泥是研究最为广泛与深入的利用方法,虽然冶金炉渣随着冶金方式及冶金种类有着较大的区别,但是几乎所有的冶金炉渣都属于硅酸盐材料,主要成分包括SiO2CaOFeO等,其中SiO2作为水泥的主要原材料可以用于水泥的生产,而SiO2主要是通过冶炼钢渣来实现的。钢渣水泥与普通水泥相比较,强度、凝结时间等方面都有着一定的先进性,同时后期的强度非常高,耐磨及抗腐蚀的性能也非常优良,适用于道路工程的施工。

4结语

矿产行业作为我国国民经济的支撑产业,提高对其研究深度,实现对矿产资源的充分利用是非常重要的。因此加强对冶金废渣的综合利用研究是具有重大意义的,能够在实现资源充分利用的同时,加强环境的可持续发展。

【参考文献】

[1]杨慧芬,张强.固体废物资源化[M].北京:化学工业出版社,2013.

[2]戴云阁,李文秀,龙腾春.现代转炉炼钢技术[M].沈阳:东北大学出版社,2012.

[3]邱绍歧,祝桂华.电炉炼钢原理及工艺[M].北京:冶金工业出版社,2015.