廢鋼綜合利用的現狀和發展
1、前言
中國鋼鐵工業固體廢物年產生量約為1.7億噸，綜合利用率為44.7%。其中高爐礦渣、化鐵 爐渣、鐵合金渣、含鐵塵泥由于綜合利用技術和裝備水平不斷提高，逐漸實現產業化。而尾礦、 鋼渣、粉煤灰、工業垃圾的利用率較低。若不處理和綜合利用，會出現渣滿為患，影響鋼鐵工業可持續發展。同時會占用土地、填滿溝溪、淤塞河道、破壞環境并造 成污染。
經過多年的科學試驗和大量實踐證明，鋼鐵工業固體廢物可實現減量化、資源化和高價值綜合利用。中國研究開發了一批具有國際先進水平 的、擁有自主知識產權的技術和產品，正在推廣應用，對實現鋼鐵工業固體廢物“零”排放，節能降耗，增加企業經濟效益，減少CO2排放，保護環境都起著重要 作用。
2、鋼鐵工業固體廢物利用的現狀
2.1鋼鐵工業固體廢棄物的產生量和利用率
鋼鐵工業固體廢物主要包括：尾礦、冶煉渣、塵泥、自備電廠的粉煤灰和爐渣以及工業垃圾等。其年產生量和利用率的統計分析見表1。
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2.2鋼鐵工業固體廢物的成份
2.2.1化學成份
鋼鐵工業固體廢物的化學成份見表2。
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從化學成分可看出，鋼鐵工業固體廢物以鐵、硅、鋁、鈣、鎂的氧化物為主，含量在80%以上。
2.2.2礦物組成
礦物組成決定了材料的性質和利用途徑。上述各種固體廢物的礦物組成有很大不同，見表3。
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2.3鋼鐵工業固體廢物利用途徑
中國鋼鐵工業固體廢物利用途徑見表4
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3、鋼鐵工業固體廢物利用的發展方向
資源綜合利用是中國經濟和社會發展的一項長遠戰略方針。國民經濟和社會發展第十個五年計劃提出：到2005年，工業廢渣綜合利用率達到60%，其中，粉煤灰綜合利用率提高到65%。鋼鐵工業固體廢物中的鋼渣、尾礦和粉煤灰的綜合利用工作十分艱巨。
冶金建筑研究總院協同有關單位從二十世紀60年代開始進行鋼渣、粉煤灰和尾礦綜合利用的系統試驗研究，推出了一大批具有國際先進水平的技術成果，建成一批生產線，并實現產業化。降低了企業成本，創造了顯著的經濟效益。
今后鋼鐵工業固體廢物綜合利用的發展方向是推廣應用已有先進、成熟的技術和產品，依*科技創新，提高鋼鐵工業固體廢物資源化水平及綜合利用率。
3.1推廣粒化高爐礦渣粉的技術和產品
粒化高爐礦渣生產礦渣水泥在我國已有50多年的歷史，對提高水泥產量，改善水泥性能曾起了重要作用。粒化高爐礦渣與水泥熟料一起粉磨，由于其易磨性不 同，在水泥中礦渣顆粒較粗，達不到全部水化硬化的細度，會降低水泥強度。水泥采用ISO標準后，強度等級提高， 隨著水泥行業結構調整對高爐礦渣的需求量逐漸減少。
二十世紀90年代冶建總院等單位研究工業渣粉作高性能混凝土摻合料取得成功。由于礦渣細度 提高，其活性在堿性介質中得到充分發揮，在混凝土中等量取代水泥的20%～40%，可提高混凝土強度，改善混凝土的耐久性(如水化熱、抗凍性、抗侵蝕性、 抗堿骨料反應等)，使混凝土具有良好的施工性能(如粘聚性、保水性、可泵性等)。
冶建總院在二十世紀90年代中期工業化生產了粒化高爐渣粉的產品，用于首都(北京)機場擴建工程和的其它建筑工程，取得了良好的技術經濟效果。并起草了《用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉》國家標準GB/T18046?2000。
現寶鋼、鞍鋼、武鋼、唐鋼、蕪湖等已建成年產60～80萬噸的粒化高爐礦渣粉生產廠。其它鋼鐵企業也積極進行該項目可行性研究工作。今后我國鋼鐵企業現有“粒化高爐礦渣”產品 將被高價值的“粒化高爐礦渣粉”產品所取代。
3.2大力推廣鋼渣水泥生產技術
利用鋼渣生產水泥是中國研究開發的具有國際先進水平的成果。冶建總院從二十世紀60年代開始進行鋼渣水泥的試驗研究、生產和推廣應用工作。歷年約有6000萬噸鋼渣水泥用于工業與民用建筑工程、機場道面、道橋建設和大型水庫。
中國已有鋼渣水泥系列品種，已列入中國“十五”規劃推廣技術之一。并制定了產品標準和相關標準，見表5。
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3.3推廣應用鋼渣粉生產技術和產品
鋼渣是一種過燒硅酸鹽水泥熟料，磨細鋼渣粉與粒化高爐礦渣粉雙摻作 水泥和混凝土摻合料是鋼渣又一項高價值利用的高新技術。鋼渣粉作水泥和混凝土摻合料，可提高混凝土后期強度；改善混凝土耐磨性、韌性、抗滲性、抗凍性、耐 海水腐蝕性；提高混凝土液相堿度，增強鋼筋耐腐蝕性，與高爐礦渣粉配制成雙摻粉是今后混凝土摻合料的最佳產品。
目前湖南漣鋼鋼渣開發公司、首鋼、柳鋼、廣東韶鋼等籌建的冶金渣粉生產廠均考慮生產鋼 鐵渣雙摻粉。
3.4繼續推廣鋼渣粉作煉鐵燒結礦原料和道路基層材料。
鋼渣作煉鐵燒結礦原料已在中國大多數鋼鐵企業推廣應用，但應注意會造成燒結礦品位下降，以及由于閉路循環時有害元素的富集作用引起冶煉時間延長、能耗增加等不利影響。因此應制定相應的措施，揚長避短。
鋼渣作道路基層材料和瀝青路面材料，在中國應用多年，積累了豐富的使用經驗。但應用時應加強鋼渣穩定性的檢測，確保道路工程質量。已實施的《鋼渣混合料 路面基層施工技術規 程》(YB/T230)、《道路用鋼渣》標準(YB/T803)及《工程回填用鋼渣》標準(YB/T801)在今后的修訂中，應完善鋼渣穩定性的檢測方法 及技術指標。
3.5積極推廣粉煤灰作新型建筑材料和制品的技術和產品
粉煤灰作水泥混合材、混凝土摻合料的技術已推廣應用。由于目前中國每年粉煤灰的產生量高達1.2億噸，利用率僅為58%，因此，粉煤灰的綜合利用需選擇用量大、產品國內市場需求量大的技術途徑，才能使粉煤灰的綜合利用率達到“十五規劃”提出的65%的要求。
中國墻體材料革新是保護耕地、節約能源、改善環境、實施可持續發展戰略的重要措施。“十五”期間，我國全社會房屋年竣工面積將達到18～20億平方米， 城鄉住宅年需求量13～15 億平方米，2005年全國新型墻體材料產量達到3000億塊磚，占墻體材料總產量的比重40 %。2003年6月30日以前全國170個城市禁止使用粘土磚，2005年底以前所有省會城市全面禁 止使用實心粘土磚。發展粉煤灰實心磚、粉煤灰空心磚、空心砌塊、輕型板材、加氣混凝土、 粉煤灰陶粒等是粉煤灰綜合利用的重要途徑。同時國家發布了生產和使用工業渣生產新型建 材和制品的鼓勵政策，為粉煤灰利用創造了條件。
3.6積極開展尾礦的精選和綜合利用
中國鐵礦石品位較低，尾礦率一般為50%以上。尾礦中含有可選鐵時應建立再選車間，可回收含鐵達54%～65%的鐵精礦和含鐵35%～40%的中礦。
再選后的尾礦作尾礦磚、作井下充填料、配燒水泥熟料，其用量大，易推廣。尾礦中的硅是以低熔點礦物存在，不是穩定的SiO2，易于CaO化合，且 Fe2O3的含量較高，具有礦化作用，還可以代替鐵粉，因此燒熟料時所需要熱耗也低。用尾礦代粘土配燒熟料后產量一般可提高20%～30%的產量，能耗、 電耗、成本均降低。2001年中國水泥產量6.26億噸，約需 配料用粘土1.76億噸。我國人均可耕耕地只有1.57畝，遠低于世界人均4.7畝的水平。因此利用尾礦代替粘土配燒水泥熟料是尾礦利用的重要途徑之一。
4、鋼鐵工業固體廢物綜合利用是解決環境污染的重要方面
鋼鐵工業固體廢物綜合利用不但可提高企業效益，實現廢渣“零”排放，實現“清潔生產”，而且能減少環境污染。
我國環境污染嚴重，固體廢棄物堆存量已達70多億噸，綜合利用率若提高一個百分點，每年就可減少約1000萬噸廢棄物的排放，對減少占地、保護環境具有重要作用。
地球溫室效應的主要原因是CO2排放所造成。世界水泥工業所排放CO2量占總排放量的7.9%，每生產1噸硅酸鹽水泥產生1.011噸CO2。鋼鐵渣粉 可代替水泥使用，每年鋼鐵渣產生量約為7000萬噸，約占水泥總量的11%，全部制成水泥或直接代替部分水泥使用，每年可減少7000余萬噸的CO2排 放，對改善地球環境起到積極作用。
5、結論
鋼鐵工業固體廢物中主要含有CaO、SiO?2、Al?2O?3、FeO、MnO等可再利用的成分，冶煉 渣還含有水硬活性的組分，是新型建筑材料的寶貴資源。
鋼渣是過燒硅酸鹽水泥熟料，生產鋼渣水泥和磨細鋼渣粉用作水泥和混凝土摻合料，不但可高價值利用鋼渣而且能改善水泥和混凝土耐久性能，提高建筑工程質量。
粒化高爐礦渣進一步加工成粒化高爐礦渣粉，與鋼渣粉混合使用將成為21世紀建筑工程重要材料，標志著中國鋼鐵工業廢渣綜合利用水平的提高。
粉煤灰除作水泥和混凝土摻合料外，應大力推廣生產新型墻體材料和制品。
尾礦的利用應積極推廣代替粘土和鐵粉配燒硅酸鹽水泥熟料及生產新型建筑材料、作混凝土 細骨料、作井下充填料等綜合利用途徑，以提高尾礦的綜合利用率。
鋼鐵工業固體廢物的綜合利用具有廣闊的前景，不僅是環境保護的要求，而且對企業實現工業渣“零”排放，實現“清潔生產”節能降耗，降低產品成本，提高經濟效益，都具有重大意議。
參考文獻
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