穩定化處理實現鋼渣“零排放”
我國是鋼鐵生產大國，隨著鋼鐵產量的增長，鋼渣的產生量也隨之增加。然而，目前我國鋼渣的綜合利用率為22%，與“十二五”大宗固體廢物綜合利用規劃所要求的75%的指標相差甚遠。
目前國內大多數鋼廠采用熱潑工藝處理鋼渣，將熱態鋼渣運至鋼渣熱潑場，傾翻落地，噴水冷卻，然后用鏟運機將冷卻的鋼渣經粗選廢鋼后運出堆棄。熱潑法存在投資大、占地大、環境污染嚴重、金屬鐵不能全部回收、鋼渣穩定性不好等問題。
工信部印發的《大宗工業固體廢物綜合利用“十二五”規劃》提出重點推廣鋼渣自解及穩定化技術、大規模低能耗破碎磁選技術、鋼渣微粉和鋼鐵渣復合粉應用技術，發展鋼渣在路面基層材料、采礦充填膠凝材料和建筑材料中的應用，實現鋼渣集約化、規；C合利用。其主要任務是鼓勵鋼廠推廣應用鋼渣“零排放”技術。
發展鋼渣穩定化處理助力“零排放”
鋼渣中的游離氧化鈣（f-CaO）遇水體積膨脹而裂開，在用作建筑材料和道路材料時危害很大。因此，我國有關單位研發出1650℃熔融鋼渣直接熱悶穩定化處理技術。
鋼渣熱悶時f-CaO的消解速度取決于水蒸氣濃度和反應溫度，即水蒸氣濃度越大、溫度越高，反應時間越短。f-CaO在自然條件下一般數年才能消解，但在高溫和濕度大的條件下可加速水化，使其穩定。因此設計時在密閉容器內利用鋼渣余熱，噴水產生過飽和蒸汽進行熱悶，使鋼渣中的f-CaO快速充分消解。經多次試驗，在飽和蒸汽下熱悶8小時，鋼渣粉化效果好。鋼渣f-CaO消解穩定，浸水膨脹率小于2%，達到綜合利用產品標準技術要求。
研究得出，熱悶過程中鋼渣在急冷收縮、相變膨脹、f-CaO水化膨脹共同作用下碎裂粉化。
該工藝的流程是：1650℃熔融鋼渣倒在熱悶裝置中，加蓋密封噴水產生蒸汽與鋼渣進行物理化學反應而粉化，消解了f-CaO的不穩定性，鋼和渣自然分離。當溫度降至65℃以下時，打開熱悶裝置蓋出渣，進行金屬回收。
該技術具有以下特點：一是適用性強，液態渣、熔融態渣、半固態渣和固態渣均適用；二是鋼渣中的f-CaO在短時間內消解穩定；三是熱悶設備能耗低，綜合能耗為噸鋼渣0.4kg標準煤；鋼渣熱悶后渣和鋼的分離效果好，鋼渣大部分粉化。
該技術已在鞍鋼鲅魚圈新煉鋼、本鋼、首鋼京唐、太鋼、沙鋼等36家企業推廣應用。
推廣提純回收技術提高金屬收得率
煉鋼時，鋼渣處于鋼液的表面，由于鋼液飛濺，鋼珠與鋼渣黏附在一起，鋼珠和渣分離困難。為了回收鋼渣中的廢鋼，鋼渣企業多采用破碎篩分和磁選工藝。雖然可選出大塊廢鋼，但仍不能解決渣和鋼的有效分離。有關單位根據破碎理論，研發了鋼渣破碎提純棒磨機，其特點是在磨礦過程中，介質和物料呈線接觸因而具有一定的選擇性磨碎作用，過粉碎料少，起到破碎剝離的作用。
該技術采用寬帶磁選機組可將磁性物一次性選出，減少多次磁選工序和設備；采用棒磨機提純鋼渣，渣鋼的品位TFe＞85%，可直接返回轉爐使用；采用雙輥動態磁選機磁選小于10mm的鋼渣，磁選粉的品位TFe＞60%，返回燒結礦使用；尾渣滿足生產鋼渣粉和鋼渣水泥的技術要求。
在研究了不同粒度鋼渣含鋼數量和鋼渣與鋼黏連包裹的狀況自行設計研發了鋼渣專用干式棒磨機。該鋼渣破碎提純棒磨機根據鋼渣粒度大且含有鋼，設計為中空軸進料口，給料設備可伸入棒磨機，而在出料端筒壁上根據磨機直徑大小開設4個~6個出料口。經實際使用，達到了渣鋼提純、金屬回收的效果。棒磨機粉磨的物料水分可高達12.5%，不會產生粘棒和出料口堵塞的現象。經過精心計算確定襯板的弧度和角度，達到要求的鋼棒提升高度，可提高粉磨效率、減少棒磨機震動、延長使用壽命。
加快鋼渣粉生產線建設創建產業鏈
鋼渣粉的生產十分簡單，將穩定化處理的鋼渣經磁選去除金屬鐵，經磨機磨細至比表面積在400m2/kg以上即成產品。粉磨設備可以采用節能低耗的臥式輥磨或鋼渣粉專用立磨，主機噸產品電耗在40千瓦時以下。鋼渣的入磨粒度要求小于5毫米，采用棒磨機金屬提純后的鋼渣粒度在5毫米以下，適合生產鋼渣粉。
近幾年建成投產的鋼渣粉生產線有采用4臺臥式輥磨年產160萬噸的鋼渣粉生產線、采用臥式輥磨年產40萬噸的鋼渣粉生產線并形成年產160萬噸鋼鐵渣粉規模等。此外，鞍鋼、本鋼、寶鋼等正在啟動建設年產60萬噸~120萬噸的鋼渣粉生產線。
鋼渣粉可單純用于配置商品混凝土，更主要的是與粒化高爐礦渣粉復合成鋼鐵渣粉配制混凝土用于工業、民用建筑工程和造橋工程中。
發展鋼渣“零排放”技術促進節能減排
實現鋼鐵渣的資源化利用，首先應對鋼渣進行穩定化處理，實現鋼渣中金屬鐵大部分回收，尾渣可100%利用，是完成“十二五”規劃冶煉渣綜合利用率的重大技術支撐。對鋼鐵企業而言，除廢鋼回收外，尾渣可生產鋼渣粉做混凝土摻和料或其他建材產品，形成新的產業增長點。
以2012年鋼渣產生量為9300萬噸，按70%采用本技術進行計算，每年處理鋼渣約6510萬噸，可回收廢鋼(TFe≥90%)135萬噸；回收渣鋼(TFe≥85%)227萬噸；回收磁選粉(TFe≥60%)1009萬噸。按每堆1萬噸渣占用0.5畝地計算，每年可節省堆渣占地3255畝。經穩定化處理的鋼渣采用節能低耗的粉磨設備生產鋼渣粉用作水泥和混凝土摻和料。鋼渣粉可取代水泥的20%～30%配置混凝土，提高混凝土的后期強度和耐久性。
全國70%的鋼渣回收金屬料后尾渣用于生產鋼渣粉，可生產5139萬噸的鋼渣粉。以每生產1噸鋼渣粉的電耗比生產水泥節省60千瓦時計算，每年可節省電耗30.834億千瓦時，相當標準煤124萬噸；渣粉可節省熟料煅燒的煤耗，每噸渣粉與水泥相比可節省煤耗121千克，5139萬噸渣粉每年可節省標準煤621.8萬噸。
鋼渣代替水泥使用可節省水泥生產所用的石灰石、黏土質原料，每生產1噸水泥需要消耗1.1噸石灰石和0.18噸黏土質原料。若年產5139萬噸鋼渣粉，相當于節省石灰石資源5652.9萬噸，節省黏土925.02萬噸。
每噸水泥平均熱耗0.12噸標準煤，平均電耗為110千瓦時，每生產1噸水泥產生0.815噸的CO2。因此，每年生產5139萬噸鋼渣粉，可減少CO2排放4188萬噸。
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