【正文】 代理人 胡清堂 摘要 一種鋼渣綜合利用的方法，將鋼渣予粉碎后，烘烤干燥，磁選篩分，磨細粉碎分級，濕法磁選分級，球團制造等工序。 （ 5）鋼渣粉化處理。 （ 3）鋼渣水淬工藝。含金屬鐵小于 ％的磁選尾礦再進入干式 球磨機（ 2）中進行粉磨，其余部分即成為鐵精礦粉，鋼渣處理工藝主要有下列幾種： （ 1）熱潑工藝。迫使渣與鋼分離，分離結果一是含 Fe 量大于 90％粒度為 0100mm 的渣鋼。微粉捕捉。分選。獲得四種高效優(yōu)質和高附加值的產(chǎn)品。這類實用技術是全國新型墻體材料改 革的重點推廣技術。最新資料表明，礦渣渣粉做混凝土摻合料使用雖然可以提高混凝土強度，改 善混凝土拌合物的工作性、耐久性，但由于高爐渣的堿度低 (%ＣａＯ +%ＭｇＯ )/(%ＳｉＯ 2+%Ａｌ 2Ｏ 3)，約為 ～ ，大摻量時會顯著降低混凝土中液相堿度，破壞混凝土中鋼筋的鈍化膜 (ｐＨ 易破壞 )，引起混凝土中的鋼筋腐蝕，另外高爐渣是以Ｃ 3ＡＳ、Ｃ 2ＭＳ 2 為主要成分的玻璃體，?；郀t渣粉的膠凝性來源于礦渣玻璃體結構的解體，只有在Ｃａ (ＯＨ )2 作用下才能形成水化產(chǎn)物，鋼渣堿度高 (%ＣａＯ +%ＭｇＯ )/(%ＳｉＯ 2)，約為 ～ ，礦物主要是Ｃ 3Ｓ、Ｃ 2Ｓ、ＣＦ、Ｃ 3ＲＳ ＲＯ等，鋼渣中的 ｆ ＣａＯ和活性礦物遇水后生成Ｃａ (ＯＨ )2，提高了混凝土體系的液相堿度，可以充當?shù)V渣微粉的堿性激發(fā)劑。水泥生料配放鋼渣可以節(jié)約石灰石和煤，但其仍需煅燒的特征未從根本上消除對能源環(huán)保方面的負作用，而且鋼渣的全鐵含量在 15%～ 28%之間，含鐵量偏低，水泥生產(chǎn)企業(yè)在計算成本時，比較傾向于選擇其他含鐵量 達到 40%以上的廢渣。另外鋼渣的成分波動較大，燒結配礦時要求鋼渣各種氧化物成分波動 ≤177。據(jù)最新資料統(tǒng)計， 2020 年我國鋼渣的產(chǎn)生量為 3819 萬ｔ，鋼渣利用率僅為 10%左右，該數(shù)據(jù)顯示鋼渣利用率很低，距離鋼鐵企業(yè)固體廢棄物 “ 零 ” 排放的目標尚遠。 風淬法和熱悶法原理 風淬法用壓縮空氣作介質，在風淬時，熔融和半熔融渣粒隨壓縮空氣向前飛行，在擊碎的飛行過程中，壓縮空氣對高溫液態(tài)鋼渣有一個較強的氧化作用，風淬后，鋼渣中的ＦｅＯ相消失，含ＦｅＯ的石灰不穩(wěn)定相明顯減少，而 2ＣａＯ Ｆｅ 2Ｏ 3 穩(wěn)定相增加，而這是其他任何一種鋼渣處理方式都不可能實現(xiàn)的，在用水 補充冷卻時強化了ｆ ＣａＯ的消解反應，?；屠鋮s過程使鋼渣中的不穩(wěn)定相基本消失，顆粒表面非晶態(tài)礦物相顯著增加，鋼渣的潛在活性提高。對環(huán)境和節(jié)能兩方面都不利。如果按湖北武漢市場占有率30%和 全國市場占有率 5%考慮，其產(chǎn)量更遠遠無法滿足市場的需求。然而，其產(chǎn)量遠遠滿足不了需求。 三）就生產(chǎn)混凝土的攪拌站而言， 武漢市 70 多家攪拌站中，凡是使用該公司鋼渣微粉的都獲得了可觀的經(jīng)濟效益，至少有 3 家攪拌站成為市場上的贏利大戶。武鋼不僅每年從中回收 10 多萬噸廢鋼鐵，而且騰出了較多土地，用于新項目的開發(fā)。 到目前為止，該公司共建成了 5 條生產(chǎn)線，形成了年處理 150 萬噸的生產(chǎn)能力。無論是對環(huán)境保護的需求，還是國內(nèi)市場對高活性摻合料的需求，本成果研制成功的產(chǎn)品將在今后數(shù)十年中，都有十分廣闊的市場，其推廣應用前景非常誘人。這一成果為人類 “吃凈 ”鋼渣，實 現(xiàn)鋼廠鋼渣的 “零排放 ”，且變廢為寶，開辟了一條通途。 正因為如此，我國乃至全世界同行對鋼渣的利用，僅僅停留在粗磨和中磨的粗放式生產(chǎn)和經(jīng)營階段。 鋼渣的綜合利用，在武鋼獲得了重大突破，居國際領先水平。 如山的鋼渣堆積，使得全國不少鋼廠受到當?shù)卣淖詈笸海涸俨恢卫碓?，將被勒令停產(chǎn)。不僅侵占了大批土地良田，并造成了對空氣、水質等的二次污染，嚴重地破壞了環(huán)境，給周邊地區(qū)帶來生態(tài)災難。這類實用技術是全國新型墻體材料改革的重點推廣技術。最新資料表明，礦渣渣粉做混凝土摻合料使用雖然可以提高混凝土強度，改善混凝土拌合物的工作性、耐久性，但由于高爐渣的堿度低 (%ＣａＯ +%ＭｇＯ )/(%ＳｉＯ 2+%Ａｌ 2Ｏ 3)，約為 ～ ，大摻量時會顯著降低混凝土中液相堿度，破壞混凝土中鋼筋的鈍化膜 (ｐＨ 易破壞 )，引起混凝土中的鋼筋腐蝕，另外高爐渣是以Ｃ 3ＡＳ、Ｃ 2ＭＳ 2 為主要成分的玻璃體，?；郀t渣粉的膠凝性來源于礦渣玻璃體結構的解體，只有在Ｃａ (ＯＨ )2 作用下才能形成水化產(chǎn)物，鋼 渣堿度高 (%ＣａＯ +%ＭｇＯ )/(%ＳｉＯ 2)，約為 ～ ，礦物主要是Ｃ 3Ｓ、Ｃ 2Ｓ、ＣＦ、Ｃ 3ＲＳ ＲＯ等，鋼渣中的ｆ ＣａＯ和活性礦物遇水后生成Ｃａ (ＯＨ )2，提高了混凝土體系的液相堿度，可以充當?shù)V渣微粉的堿性激發(fā)劑。水泥生料配放鋼渣可以節(jié)約石灰石和煤，但其仍需煅燒的特征未從根本上消 除對能源環(huán)保方面的負作用，而且鋼渣的全鐵含量在 15%～ 28%之間，含鐵量偏低，水泥生產(chǎn)企業(yè)在計算成本時，比較傾向于選擇其他含鐵量達到 40%以上的廢渣。另外鋼渣的成分波動較大，燒結配礦時要求鋼渣各種氧化物成分波動 ≤177。據(jù)最新資料統(tǒng)計， 2020 年我國鋼渣的產(chǎn)生量為 3819 萬ｔ，鋼渣利用率僅為 10%左右，該數(shù)據(jù)顯示鋼渣利用率很低，距離鋼鐵企業(yè)固體廢棄物 “ 零 ” 排放的目標尚遠。 風淬法和熱悶法原理 風淬法用壓縮空氣作介質，在風淬時，熔融和半熔融渣粒隨壓縮空氣向前飛行，在擊碎的飛行過程中，壓縮空氣對高溫液態(tài)鋼渣有一個較強的氧化作用，風淬后，鋼渣中的Ｆ ｅＯ相消失，含ＦｅＯ的石灰不穩(wěn)定相明顯減少，而 2ＣａＯ Ｆｅ 2Ｏ 3 穩(wěn)定相增加，而這是其他任何一種鋼渣處理方式都不可能實現(xiàn)的，在用水補充冷卻時強化了ｆ ＣａＯ的消解反應，粒化和冷卻過程使鋼渣中的不穩(wěn)定相基本消失，顆粒表面非晶態(tài)礦物相顯著增加，鋼渣的潛在活性提高。對環(huán)境和節(jié)能兩方面都不利。表 3 鋼渣處理工藝優(yōu)缺點及應用實例 處理方式 工藝特點及過程 優(yōu)點 缺點 應用廠家 熱悶法 利用高溫液態(tài)渣的顯熱灑水產(chǎn)生物理力學作用和游離氧化鈣的水解作用使渣碎化 工藝簡單，適于處理高堿度鋼渣、鋼渣活性較高、安定性較好， 并能處理固態(tài)渣 粒度不均勻、后續(xù)破碎加工量大、處理周期長 鞍鋼、首鋼、漣鋼、寶鋼 熱潑法 在爐渣高于可淬溫度時，以有限的水向爐渣噴灑，使渣產(chǎn)生的溫度應力大于渣本身的極限應力，產(chǎn)生碎裂，游離氧化鈣的水化作用使渣進一步裂解 排渣速度快，冷卻時間短、便于機械化生產(chǎn)，處理能力大；鋼渣活性較高、生產(chǎn)率高 設備損耗大，占地面積大，破碎加工粉塵大，蒸汽量大；鋼渣加工量大。 從表 3 可知，從液態(tài)鋼渣流動性的角度考慮，滾筒法、風淬法、水淬法和粒化輪法只能處理流動性好的鋼渣，盤潑法、熱潑法和熱悶法可以處理流動性差的渣 ；從工藝繁雜程度、裝置投資角度看，風淬法、熱悶法較簡單，投資少、設備磨損小；從節(jié)能和環(huán)境保護角度考慮，風淬法、熱悶法、滾筒法可行；從處理后鋼渣粒度的均勻程度考慮，風淬法得到的鋼渣粒度最小而且均勻；從處理后鋼渣的安定性和活性考慮，風淬法和熱悶法較好；因此，處理流動性好的鋼渣的最佳工藝是風淬法，處理流動性差的鋼渣的最佳工藝是熱悶法。 鋼鐵工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎產(chǎn)業(yè)，在國家經(jīng)濟快速發(fā)展的形勢下，鋼鐵工業(yè)也呈現(xiàn)出跳躍式發(fā)展的態(tài)勢，鋼產(chǎn)量近幾年不斷提高，鋼渣作為煉鋼工藝流程的衍生物隨著鋼產(chǎn)量的提高年產(chǎn)量不斷遞增。研究表明，當高爐爐料使用 100%自熔性球團礦時， 5%轉爐渣作為溶劑加入會引起高爐運行不暢，原因是明顯影響球團礦的軟熔特性，增大軟熔溫度間隔，使爐渣粘性有增大趨勢。水泥工藝中煅燒 1ｔ石灰石產(chǎn)生 440ｋｇＣＯ 2，需 500ｋｃａｌ熱量，煅燒 1ｔ熟料需 230ｋｇ優(yōu)質煤。 鋼渣微粉和礦渣微粉復合時有優(yōu)勢疊加的效果， 鋼渣中的Ｃ 3Ｓ、Ｃ 2Ｓ水化時形成的氫氧化鈣是礦渣的堿性激發(fā)劑。 表 2 通車使用 15 年兩種砼工程路面鉆芯取樣抗壓強度對比表ＭＰａ 砼種類 28 天強度 25 年后強度 抗 壓 抗 折 抗 壓 風淬鋼渣砼路面 黃砂砼路面 —— 做磚、瓦、砌塊及混凝土預制件 鋼渣經(jīng)過穩(wěn)定化處理后可以做地面磚、免燒磚、混凝土預制件等建材制品，摻量大，能達到 60%以上，強度和耐久性高于黏土磚和粉煤灰磚，能節(jié)省大量的水混和黏土，但鋼渣比重較大，不太適宜做實心的墻體磚。幾十年來，堆積成山，且綿延 10 多公里。形成鋼渣 4800 萬噸。 誰擁有這柄 “魔杖 ”，誰就能化腐朽為神奇，從而開辟出一條滾滾財源，為鋼鐵產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，為保護環(huán)境，保護