摘要：我國是世界上最大的鋼鐵生產(chǎn)國，每年產(chǎn)生的鋼渣數(shù)量巨大，不僅占用大量土地，還給環(huán)境帶來嚴(yán)重污染，因此鋼渣的回收利用一直是我國鋼企的難題。目前鋼渣種類多樣，再生利用的途徑多，我國鋼渣利用率低，部分技術(shù)問題尤待解決。

　　鋼渣主要產(chǎn)生于鋼鐵冶煉的過程，是煉鋼時排出的由特定氧化物組成的固體廢棄物，其中造渣材料是鋼渣的主要來源。目前鋼渣是鋼鐵工業(yè)中產(chǎn)生的數(shù)量最大的固廢之一，同時也是再利用效果較差的大宗固廢之一，其排量約為粗鋼產(chǎn)量的12%-15%。2018年我國粗鋼產(chǎn)量為9.28億噸，產(chǎn)生鋼渣超1億噸，新增占用上萬畝的土地。這些鋼渣不僅占用的土地規(guī)模大，而且對環(huán)境造成了較嚴(yán)重的污染。

　　鋼渣種類多樣 我國鋼渣利用率低

　　鋼渣的主要化學(xué)成分為氧化硅、氧化鈣、氧化鋁以及氧化鎂，此外還有部分氧化錳、氧化鐵等氧化物，其主要成分與水泥熟料相似。鋼渣的礦物組成主要有硅酸三鈣、硅酸二鈣、鐵酸二鈣和固溶體。鋼渣種類的不同，其主要化學(xué)和礦物組成存在一定的差異，因此在對鋼渣進(jìn)行資源化處理時，需要預(yù)先分析其組成再選擇合理的處理方式。

　　我國鋼鐵企業(yè)眾多，由于不同鋼企使用的原料和煉鋼方法不同，其產(chǎn)生的鋼渣也存在差異。目前主要有三種鋼渣的分類方法：根據(jù)冶煉的方法不同，可以將鋼渣分為平爐鋼渣、轉(zhuǎn)爐鋼渣以及電爐鋼渣三種。平爐鋼渣來源于平爐煉鋼，其又可以細(xì)分為四種鋼渣，分別為出鋼渣、初期渣、精煉渣以及澆鋼余渣;轉(zhuǎn)爐鋼渣來源于轉(zhuǎn)爐煉鋼;而電爐鋼渣則來源于轉(zhuǎn)爐煉鋼，其又細(xì)分為氧化渣及還原渣兩類。根據(jù)鋼渣堿度的不同，又可以將鋼渣分為低、中、高三種堿度。鋼渣主要成分中堿性氧化物與酸性氧化物的比值叫做堿度值，堿度值小于1.8時的鋼渣被稱為低堿度鋼渣，堿度值介于1.8和2.5之間的鋼渣被稱為中堿度鋼渣，堿度值大于2.5的鋼渣為高堿度鋼渣。鋼渣堿度在一定程度上反映了其化學(xué)性質(zhì)。根據(jù)鋼渣的形態(tài)不同，又可將其分為塊狀鋼渣、粉狀鋼渣以及水淬鋼渣三種。鋼渣在形態(tài)上的差異是由于在處理鋼渣時采用的工藝不同。

　　鋼渣作為一種潛在的資源，一直未得到充分利用，若能采取行之有效的利用措施，不僅可以解決占用土地及污染環(huán)境等問題，提高資源利用率，還可以為鋼企帶來收益。目前我國鋼渣利用率不超過70%，與發(fā)達(dá)國家相比，綜合利用率還有存在一定差距。

　　目前我國鋼渣利用中，用于筑路的消耗最大，占比40.2%;其余依次是用作工程回填料的占比32.3%，用于回爐燒結(jié)的占比19.4%，用于水泥的占比6.5%，用于其他建材的占比1.6%，傳統(tǒng)采取粗放式處理方法，既有可能造成鋼渣再生資源的浪費(fèi)，又可能引起環(huán)境的二次污染。導(dǎo)致鋼渣難以充分利用的主要原因在于鋼渣的組成成分波動大、早強(qiáng)低、水化慢、易磨性及穩(wěn)定性不高、原料的預(yù)處理較困難等，目前眾多鋼鐵企業(yè)不具備鋼渣綜合利用的技術(shù)。

　　圖1我國鋼渣利用主要途徑占比情況

　　(資料來源：五度易鏈行研中心)

　　鋼渣再生利用的途徑多 部分技術(shù)問題尤待解決

　　鋼渣資源化再生利用途徑廣泛，包括回收廢鋼、作高爐熔劑、生產(chǎn)鋼渣微粉、鋼渣作道路工程或回填材料等多種途徑。

　　回收廢鋼主要是由于鋼渣中金屬鐵含量約10%，通過破碎磁選篩分的方法，可實(shí)現(xiàn)金屬鐵的回收，鋼渣破碎的粒度越細(xì)，得到的鐵越多。國外該方法的應(yīng)用較早，目前我國己有鞍鋼、武鋼等鋼企建立了鋼渣回收金屬鐵的系統(tǒng)。

　　鋼渣做高爐熔劑的優(yōu)點(diǎn)較多，首先回收利用渣中的金屬鐵，減少了燒結(jié)礦和石灰石用量。其次可以提高高爐的脫硫能力，提高高爐的流動性以及穩(wěn)定性，增強(qiáng)料柱的透氣性。此外還可以產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益，美國用作高爐的替代熔劑的鋼渣超過50%，國內(nèi)太鋼、馬鋼等鋼企高爐大量應(yīng)用轉(zhuǎn)爐鋼渣做熔劑，均獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。

　　鋼渣經(jīng)過加工、篩選、干燥后磨細(xì)，再摻加適量的外加劑加工，混合成為鋼渣微粉。中高堿度的鋼渣不僅可以直接磨粉生產(chǎn)鋼渣水泥，還可以作為水泥生產(chǎn)中的添加劑。在混凝土拌和過程中，適量摻加鋼渣微細(xì)粉可以增強(qiáng)其力學(xué)強(qiáng)度以及結(jié)構(gòu)的致密度。

　　鋼渣碎石的自然級配好、強(qiáng)度高、性能好，是良好的筑路回填材料。鋼渣在修筑堤壩、工程回填、填海造地、鐵路及公路路基等工程中使用廣泛，國內(nèi)外都有成功的實(shí)踐，歐美各國用于道路工程的鋼渣約有60%。

　　雖然鋼渣的用途較多，鋼渣的回收利用技術(shù)獲得了一定的成績，但總的來說我國的鋼渣利用率不高，受諸多因素限制，存在鋼渣作為冶金原料時，由于其組成成分的波動較大，給生產(chǎn)帶來相應(yīng)的困難;鋼渣作為建筑材料時，由于其具有膨脹性，因此難以完全替代水泥等問題，導(dǎo)致鋼渣距離穩(wěn)定可靠的應(yīng)用還存在難度。

　　雖然如上述所言，鋼渣的充分利用存在困難，但是隨著技術(shù)的進(jìn)步，鋼渣將有廣闊的應(yīng)用前景。根據(jù)我國目前的鋼渣利用情況來看，為促進(jìn)鋼渣的綜合利用，應(yīng)加強(qiáng)如下方面的研究：首先是加強(qiáng)對鋼渣物性的了解，弄清鋼渣特性，為鋼渣的開發(fā)應(yīng)用提供理論依據(jù)。其次是加強(qiáng)鋼渣處理技術(shù)的研究，進(jìn)一步提高鋼渣處理技術(shù)，加大推廣將鋼渣作為冶煉熔劑的應(yīng)用技術(shù)。還有就是加強(qiáng)鋼渣用作筑路以及回填材料的研究和應(yīng)用。鋼渣的強(qiáng)度以及抗?jié)B性優(yōu)于天然石材，作回填材料，可節(jié)約天然石材的用量。此外，需要開發(fā)高性能鋼渣微粉。鋼渣微粉是一種良好的綠色建筑材料，但由于鋼渣中的硅酸二鈣、硅酸三鈣礦物的粉磨較大，對磨粉工藝及設(shè)備的要求較高，因此，開發(fā)高性能的鋼渣粉磨設(shè)備對鋼渣微粉的生產(chǎn)十分重要。

　　結(jié)語

　　鋼渣作為潛在的資源，雖然成分復(fù)雜，回收技術(shù)上存在一定難度。但隨著我國鋼企對于鋼渣再利用的重視以及鋼渣回收利用技術(shù)的不斷提高，未來我國鋼渣利用率將逐步提高。