冶金固體廢棄物資源化處理與綜合利用

隨著我國(guó)冶金工業(yè)的快速發(fā)展，固體廢棄物處理及利用日益得到重視。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)冶金工業(yè)固體廢棄物年產(chǎn)生量約4.3億噸，綜合利用率為18.03%。其中工業(yè)尾礦產(chǎn)生量為2.84億噸，利用率1.5%；高爐渣產(chǎn)生量7557萬(wàn)噸，利用率65%；鋼渣產(chǎn)生量3819萬(wàn)噸，利用率10%；化鐵爐渣60萬(wàn)噸，利用率65%；塵泥1765萬(wàn)噸，利用率98.5%；自備電廠粉煤灰和爐渣494萬(wàn)噸，利用率59%；鐵合金渣90萬(wàn)噸，利用率90%；工業(yè)垃圾436萬(wàn)噸，利用率45%。冶金固體廢棄物利用現(xiàn)狀01高爐渣02鋼渣03尾礦04污泥代表性的冶金固體廢棄物01高爐渣的資源化處理和綜合利用高爐渣的利用：01.1生產(chǎn)水泥01.2作道路和建筑材料01.3生產(chǎn)礦渣棉

高爐渣的綜合利用技術(shù)在我國(guó)已經(jīng)有幾十年的歷史，到2000年高爐渣的利用率已經(jīng)達(dá)到90%以上，其中90%沖成水渣，大部分用作水泥的混合原料。我國(guó)的大部分高爐渣接近于中性渣（R=0.99～1.08），高堿性高爐渣數(shù)量較少。由于礦石的品味和煉生鐵的種類不同，高爐渣的化學(xué)成分波動(dòng)范圍很大。01.1生產(chǎn)水泥

高爐水渣的主要化學(xué)成分為CaO和SiO2，約占其渣總量的70%～80%。由于水冷(急冷)條件抑制了鈣鋁黃長(zhǎng)石(AS)，鎂黃長(zhǎng)石(M)，鈣長(zhǎng)石(C)和硅酸二鈣(S)等礦相的形成，進(jìn)而形成具有潛在水硬膠凝性能的玻璃體礦相結(jié)構(gòu)，這些礦相在水泥熟料、石灰和石膏等激發(fā)劑的作用下，可以顯示出水硬膠凝性能并產(chǎn)生強(qiáng)度，因此，水渣是生產(chǎn)水泥的良好原料。(1)礦渣硅酸鹽水泥．礦渣硅酸鹽水泥是用硅酸鹽水泥熟料和顆粒狀高爐水渣加3%～5%的石膏混合磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料。用高爐水渣生產(chǎn)的水泥牌號(hào)一般在400號(hào)以上，但其早期強(qiáng)度較低。(2)石膏礦渣水泥．石膏礦渣水泥是由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%左右的高爐水渣，加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為l5%左右的石膏和少量的硅酸鹽水泥熟料或石灰混合磨細(xì)制得的水硬性膠凝材料．這種石膏礦渣水泥成本較低，具有較好的抗硫酸鹽侵蝕和抗?jié)B透性，適用于混凝士的水工建筑物和各種預(yù)制砌塊。(3)石灰礦渣水泥．石灰礦渣水泥是將干燥后的顆粒狀高爐渣、生石灰、消石灰以及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的天然石膏，按適當(dāng)?shù)谋壤浜夏ゼ?xì)而成的一種水硬性膠凝材料．該水泥適用于蒸汽養(yǎng)護(hù)的各種混凝土預(yù)制品，水中地下路面等的無(wú)筋混凝土和工業(yè)與民用建筑砂漿。(1)礦渣磚：(2)礦渣混凝土：(3)地基用碎石：01.2作道路和建筑材料因?yàn)楦郀t冶金渣的物理性能與天然巖石相近，所以，冶金渣在道路和建筑方面被廣泛的應(yīng)用,且用量也較大。一般多用于公路、機(jī)場(chǎng)以及一些地基工程的建設(shè)等。礦渣磚是用高爐水渣加人一定量的水泥等膠凝材料，經(jīng)過(guò)攪拌、成型和蒸汽養(yǎng)護(hù)而成的建筑用磚，主要用于普通房屋建筑和地下建筑，實(shí)際上相當(dāng)于將高爐水渣代替部分砂石使用。礦渣混凝土是以高爐水渣為原料，配人激發(fā)劑(例如水泥熟料、石膏以及石灰等)，放人輪碾機(jī)中加水碾磨與骨料混合而成，這種混凝土適宜在生產(chǎn)小型混凝土預(yù)制件時(shí)使用，不適宜在施工澆筑現(xiàn)場(chǎng)使用。由于冶金渣的強(qiáng)度與天然巖石的強(qiáng)度大體相同，因此冶金渣碎石的顆粒強(qiáng)度完全可以滿足地基工程的需要。另外，冶金渣還具有密度大、表面粗糙、耐磨性能好、與瀝青結(jié)合牢固等一系列優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛地應(yīng)用于鐵路和公路路基的施工及工程回填．但是，用轉(zhuǎn)爐渣作筑路和回填料時(shí)，為了防止渣中自由氧化鈣水化引起的體積膨脹，需要對(duì)轉(zhuǎn)爐渣進(jìn)行陳化，一般要求其粉化率不能高于5%。01.3生產(chǎn)礦渣棉

生產(chǎn)礦渣棉的方法有噴吹和離心法兩種:原料經(jīng)化鐵爐熔化后獲得熔化物，由噴吹嘴流出時(shí)，用蒸汽或壓縮空氣噴吹而成的稱為噴吹法。使熔化的原料落在回轉(zhuǎn)的圓盤上，用高速離心力甩成礦棉的稱謂高速離心法。

礦渣棉是以高爐渣為主要原料，經(jīng)熔化、高速離心法或噴吹法制成的一種白色棉絲狀礦物纖維材料。它具有質(zhì)輕、保溫、隔聲、隔熱、防震等性能?；瘜W(xué)成分見下表2所示。02.1利用轉(zhuǎn)爐渣作冶金返回原料02.2利用煉鋼渣生產(chǎn)肥料02煉鋼渣資源化處理和綜合利用一般沒煉1t鋼產(chǎn)生200～300kg的鋼渣，鋼渣可以作為返回料，供燒結(jié)，煉鐵，煉鋼使用也可以用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)化肥等。

用作冶金返回原料使用的主要是轉(zhuǎn)爐渣．轉(zhuǎn)爐渣中含40%～50%CaO，5%～l5%的TFe以及2%左右的TMn，具有較高的利用價(jià)值。我國(guó)部分鋼鐵企業(yè)的轉(zhuǎn)爐渣成分如下表所示。02.1利用轉(zhuǎn)爐渣作冶金返回原料燒結(jié)礦熔劑：利用轉(zhuǎn)爐渣中的CaO，代替部分石灰石作燒結(jié)熔劑使用．燒結(jié)礦中加入適量的轉(zhuǎn)爐渣后，有利于燒結(jié)造球和提高燒結(jié)速度。另外，轉(zhuǎn)爐渣中的Fe和FeO的氧化放熱可以補(bǔ)償鈣、鎂碳酸鹽分解時(shí)所需要的熱量，有利于降低燒結(jié)礦的燃料消耗。高爐或化鐵爐熔劑：將轉(zhuǎn)爐渣作為高爐或化鐵爐熔劑直接使用，不但可以節(jié)省大量的石灰石和白云石，而且還可以節(jié)省大量的熱能．但是，由于目前高爐多利用高堿度燒結(jié)礦或熔劑性燒結(jié)礦冶煉,已經(jīng)基本上不用石灰石和白云石,因此轉(zhuǎn)爐渣直接返回高爐代替石灰石和白云石的使用將受到限制作煉鋼返回渣：將轉(zhuǎn)爐終渣作為下一爐冶煉時(shí)的初渣使用，可以使冶煉初期成渣快，減少初期渣對(duì)爐襯的侵蝕．另外，目前普遍采用的濺渣護(hù)爐工藝，也消耗了大量的轉(zhuǎn)爐渣，大幅度地降低了耐火材料的消耗。目前使用轉(zhuǎn)爐渣研制開發(fā)出的冶金原料類型ABCDE

利用在使用的中、高磷鐵水煉鋼時(shí)，在不加螢石造渣的情況下回收的初期含磷渣，將其直接破碎磨細(xì)，生產(chǎn)磷肥。

鋼渣中的五氧化二磷雖然不溶于水，但是能溶解于2%的檸檬酸溶液，可被植物吸收，磷的柯溶性率可達(dá)80%～90%。

此外鋼渣中含有鈣、錳、釩等元素也是植物所需養(yǎng)分。

鋼渣磷肥的密度為3～3.33為黑褐色粉末，是一種堿性肥。

由于鋼渣中還有硅、鈣。錳等養(yǎng)分，對(duì)植物早期或晚期都有肥效。一般做基肥。每畝可以施用100～130kg。LOREMIPSUMDOLOR02.2利用煉鋼渣生產(chǎn)肥料03.1技術(shù)分析03.2工藝分析03冶金塵泥資源化處理與綜合利用03.1技術(shù)分析鋼鐵廠冶金塵泥主要包括：高爐瓦斯泥、轉(zhuǎn)爐塵泥及除塵灰等。煉鋼過(guò)程中，加入到轉(zhuǎn)爐內(nèi)的原料有2%左右會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)榉蹓m，轉(zhuǎn)爐塵的發(fā)生量約為20公斤/噸。轉(zhuǎn)爐煉鋼塵泥一般可用作燒結(jié)的原料，但鋅在煉鐵過(guò)程中屬有害元素，因在高爐冶煉的過(guò)程中易形成爐瘤而影響爐料和氣體的流動(dòng)，因此轉(zhuǎn)爐塵泥在回收過(guò)程中，可通過(guò)選礦法回收粉礦和富C、Zn的尾泥。煉鋼粉塵主要由氧化鐵組成，占70%～95%，其他氧化物雜質(zhì)（如CaO、ZnO等）占5%～30%。在燒結(jié)混合料中加入OG泥懸浮液有利于混合料制粒，隨OG泥配量的增加，混合料中1mm粒級(jí)比率迅速降低，有利于改善混合料透氣性、提高產(chǎn)量、降低成本及保護(hù)環(huán)境。LOREMIPSUMDOLOR高爐瓦斯泥的組成主要是約20%的氧化鐵、23%的碳、1%～5%的鋅，還有較多的CaO、SiO2、Al2O3等氧化物。高爐爐塵發(fā)生量約為25kg/t。高爐瓦斯泥顆粒較細(xì)，小于200目的占90%以上。高爐瓦斯泥的特征是含鋅、鐵、碳、水分含量高，顆粒細(xì)，鋅主要存在于較小的顆粒中。對(duì)高爐瓦斯泥、瓦斯灰可采用水力分離選礦法提取富Zn、富C尾泥作為資源回收利用。03.1技術(shù)分析目前我國(guó)大型企業(yè)的冶金塵泥回收利用率可達(dá)100%。轉(zhuǎn)爐泥、除塵灰及瓦斯泥利用工藝和技術(shù)處