鋼渣的綜合利用現狀
近年來，我國的鋼鐵產量逐年增加，鋼渣固廢也隨之增加。為了解決鋼渣固廢處理難題，本文闡述了國內鋼渣利用現狀，包括鋼鐵行業發展狀況、固廢產生情況、固廢利用狀況及相關政策導向和資源化利用技術，以期為鋼渣的資源化利用研究提供一定的參考與幫助。
1 鋼渣利用現狀
1.1 鋼鐵行業發展現狀
鋼鐵的產量代表一個國家的工業發展水平，1996 年以前世界領先的鋼鐵產量國依次是英國、美國、蘇聯、日本。1996年至今，中國的鋼鐵產量已經連續 24 年世界第一，目前中國的粗鋼產能過億且是歷史上占比達 50%的唯一國家，我國鋼鐵引領世界的時間跨度將超過英、美，可能達百年時間。
1.2 鋼鐵固廢產生情況
隨著我國鋼鐵產量的增加，煉鋼過程中產生的固體廢物也逐年增加，2019 年我國產生鋼鐵固廢總量達 31.5 億 t，其中高爐渣產生量為 28.3 億 t，占比為 47.52%；鋼渣產生量為 1.49億 t，占比為 25.07%；鐵合金渣為 0.73 億 t，占比 12.27%；含鐵塵泥為 0.9 億 t，占比為 15.14% 。
1.3 鋼鐵固廢利用情況
如圖 1 所示，2012—2019 年我國鋼鐵固廢綜合利用量呈上升趨勢，2019 年鋼鐵固廢綜合利用量約為 4.55 億 t，綜合利用率約為 76.26%，鋼鐵固廢綜合利用率近幾年略微下降。
1.4 鋼渣未能規模化利用問題
①鋼渣來源不穩定，化學成分與物相組成復雜、變化大；
②冷卻方式多樣，導致鋼渣形成不同的微觀特性與宏觀特征；
③礦物結晶粗大，活性組分難被以解離的玻璃體包裹；
④易磨性差，鋼渣難以實現更大比表面積和更高的活性。
1.5 政策導向
近年來國家發布了一系列法規、財稅、環保政策用于推進鋼鐵固廢的綜合利用技術的發展，2018 年國務院印發了《“無廢城市”建設試點工作方案》指出持續推進固體廢物減量和資源化利用，培養一批固體廢物資源化利用骨干企業，為鋼鐵企業開展固廢綜合利用產業創造新的契機， 《產業結構調整指導目錄（2019 年本）》中鼓勵發展鋼渣綜合利用先進工藝技術，2019 年發改委發布《關于推進大宗固體廢棄物綜合利用產業集聚發展的通知》，該通知明確提出積極推動鋼渣尾渣深度研究、分級利用、優質優用和規模化利用。推廣技術先進、能耗低、耗渣大、附加值高的產品，全面實現鋼渣“零排放”。2020年修訂的《中華人民共和國固體廢物污染環境防治法》中明確固體廢物污染環境防治堅持減量化、資源化和無害化原則。2020 年《中央預算內投資生態文明建設專項資金支持》支持大宗固廢資源綜合利用（包含冶金渣），對符合相關要求的項目提供補助資金。
2 資源化利用
目前，鋼渣通過熱悶法、陳化法、熱潑法、滾筒法、風淬法、水淬法進行預處理，再通過化學、物理、熱力活化等方式激發鋼渣活性，進而提取有價值組分、冶煉溶劑、做充填材料、做建材以及應用于農業等方式進行綜合利用。其中能常用的資源化利用方式為做路基材料、瀝青路面、制水泥、透水磚等。
2.1 路基、混凝土
鋼渣具有耐磨、抗滑、高堿度等特性，利用鋼渣制備瀝青混凝土，可以改善瀝青混凝土的耐磨、抗滑、抗水損害等性能。但鋼渣瀝青混凝土的發展仍然面臨許多問題，多孔結構導致
瀝青用量高、熱耗大，增加制備成本；鋼渣體積穩定性不良，導致瀝青混凝土的耐久性能沒有改善。研究表明，陳化處理是改善鋼渣體積穩定性的有效方法 。控制大粒徑骨料及瀝青用量，可以提高鋼渣瀝青混凝土的路用性能 。經高壓輥式立磨分選出的鋼渣集料物理、力學性能均符合 GB/T 24766—2009的要求，是一種可用于公路的優良集料 。此外，鋼渣制備軌枕混凝土對于鋼渣的資源化利用也是良好的借鑒 。
2.2 燒結材料
與水泥基不同，陶瓷制備過程經理高溫燒結工藝，這使得原料中的有害離子轉換為陶瓷產品中的有益部分，并且建筑陶瓷在我國消耗量大，是一條大宗高值利用的新途徑。在空氣條件下燒，鋼渣原料中的 Fe 2+ 發生氧化形成赤鐵礦相，燒結樣品抗壓強度和吸水率都要優于在氮氣條件下燒結的樣品。鋼渣也被用于燒制多孔陶瓷或者泡沫玻璃吸聲材料，這類多孔吸聲材料具有較好的吸聲性能，采用顆粒堆積與添加造孔劑結合的方法制備鋼渣多孔吸聲材料，孔隙度可達到 60%以上，材料抗壓強度為 7.0 MPa~100 MPa，NRC 在 0.42 以上。
2.3 農業上應用
鋼渣在中國農業生產應用的時間較晚，但中國科研人員近年來對鋼渣在農業上的應用研究進展迅速，主要應用方向為土壤改良、提高土壤硅素肥力及增加作物產量方面 。使用鋼渣能有效提升土壤 pH 和有效硅含量，促進水稻對硅素養分的吸收，顯著促進水稻生長 。但是鋼渣中鈣、鎂含量和 pH 過高可能限制土壤養分有效性及水稻對養分的吸收利用，對水
稻生長不利 。研究表明鋼渣和變形球囊霉復合處理可以提高土壤 pH 和土壤總提取球囊霉素的質量分數，降低土壤DTPA-Cd/Pb 的質量分數，從而促進玉米的生長，降低玉米地上部和根部 Cd/Pb 的積累。此外，與常規施肥相比，增施鋼渣對于提高大豆產量也有積極影響，吳建富等研究鋼渣用量在 1200 kg/hm 2 的處理效果最好，能顯著提高紅壤旱地土壤總孔隙度、Ph、CEC 和堿解氮、有效磷、速效鉀、有效硅含量。
3 結語
（1）隨著我國鋼鐵產量的增加，煉鋼過程中產生的固體廢物逐年增加，國家相繼出臺的政策法規推動鋼渣固廢資源化利用，鋼渣利用技術逐漸被開發完善。
（2）鋼渣活化技術和設備的開發，提高鋼渣的有效利用率。
（3）鋼渣作為路基材料及混凝土的技術日趨完善，陳化處理、鋼渣摻量、適量鋼渣粒徑的應用技術研究解決了瀝青用量高、熱耗大、產品穩定度不良等問題。
（4）鋼渣燒結陶瓷技術的開發，提高陶瓷的質量，促進多功能陶瓷特用的使用。
（5）鋼渣應用于農業可以有效促進土壤改良、加強土壤硅素肥力及增加作物產量。
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