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1、冶金固体废弃物资源化处理与综合利用 随着我国冶金工业的快速发展，固体废弃物处理及利用日益得到重 视。据统计，目前我国冶金工业固体废弃物年产生量约 4.3亿吨，综合 利用率为18.03%。其中工业尾矿产生量为2.84亿吨，利用率1.5%；高 炉渣产生量7557万吨，利用率65%；钢渣产生量3819万吨，利用率 10%；化铁炉渣60万吨，利用率65%；尘泥1765万吨，利用率98.5% ；自备电厂粉煤灰和炉渣494万吨，利用率59%；铁合金渣 90万吨， 利用率90%；工业垃圾436万吨，利用率45%。 冶金固体废弃物利用现状 01高炉渣02钢渣 03尾矿04污泥 代表性的冶金 固体废弃物 01
2、高炉渣的资源化处理和综合利用 高炉渣的利用： 01.1生产水泥 01.2作道路和建筑材料 01.3 生产矿渣棉 高炉渣的综合利用技术在我国已经有几十年 的历史，到2000年高炉渣的利用率已经达到90% 以上，其中90%冲成水渣，大部分用作水泥的混 合原料。我国的大部分高炉渣接近于中性渣（ R=0.991.08），高碱性高炉渣数量较少。由于 矿石的品味和炼生铁的种类不同，高炉渣的化学 成分波动范围很大。 01.1生产水泥 高炉水渣的主要化学成分为CaO 和SiO2，约占其渣总量的70% 80% 。由于水冷(急冷)条件抑制 了钙铝黄长石(AS)，镁黄长石(M) ，钙长石(C) 和硅酸二钙(S) 等
3、矿相的形成，进而形成具有潜在水硬 胶凝性能的玻璃体矿相结构，这些矿相在水泥熟料、石灰和石膏等激发剂的作用下，可以显示出水硬胶 凝性能并产生强度，因此，水渣是生产水泥的良好原料。 ( 1 ) 矿渣硅酸盐水泥 矿渣硅酸盐水泥是用硅酸盐水泥熟料和颗粒状高炉水渣加 3%5%的石膏混合磨细制成的水硬性胶凝材料。用高炉 水渣生产的水泥牌号一般在400号以上，但其早期强度较 低。 ( 2 ) 石膏矿渣水泥 石膏矿渣水泥是由质量分数为80%左右的高炉水渣，加质量分 数为l5%左右的石膏和少量的硅酸盐水泥熟料或石灰混合磨细 制得的水硬性胶凝材料这种石膏矿渣水泥成本较低，具有 较好的抗硫酸盐侵蚀和抗渗透性，适用于
4、混凝士的水工建筑 物和各种预制砌块。 ( 3 ) 石灰矿渣水泥 石灰矿渣水泥是将干燥后的颗粒状高炉渣、生石灰、消石 灰以及质量分数为5 %的天然石膏，按适当的比例配合磨细 而成的一种水硬性胶凝材料该水泥适用于蒸汽养护的各 种混凝土预制品，水中地下路面等的无筋混凝土和工业与 民用建筑砂浆。 ( 1 ) 矿渣砖： ( 2 ) 矿渣混凝土： ( 3 ) 地基用碎石： 01.2 作道路和建筑材料 因为高炉冶金渣的物理性能与天然岩石相近 ，所以，冶金渣在道路和建筑方面被广泛的应用,且用 量也较大。一般多用于公路、机场以及一些地基工程的建设等。 矿渣砖是用高炉水渣加人一定量 的水泥等胶凝材料，经过搅拌、成
5、型和蒸汽养护而成的 建筑用砖，主要用于普通房屋建筑和地下建筑，实际上相当于将高炉水渣代替部分砂石 使用。 矿渣混凝土是以高炉水渣为原料 ，配人激发剂 ( 例如水泥熟料 、石膏以及 石灰等)，放人轮碾机中加水碾磨与骨料混合而成，这种混凝土适宜在生产 小型混凝土预制件时使用，不适宜在施工浇筑现场使用。 由于冶金渣的强度与天然 岩石的强度大体相同，因此冶金渣碎石的颗 粒强 度完全可以满足地基工程的需要。另外，冶金渣 还具有密度大、 表面粗糙、耐磨性能好、与沥青结合牢固等一系列优点，因而被广泛地 应用于铁路和公路路基 的施工及工程回填但是 ，用转炉渣作筑路和 回填料时 ，为了防止渣中自由氧化钙水化引起
6、的体积膨胀，需要对转 炉渣进行陈化，一般要求其粉化率不能高于5 % 。 01.3 生产矿渣棉 生产矿渣棉的方法有喷吹和离心法两种: 原料经化铁炉熔化后获得熔化物，由喷吹嘴流出时，用蒸汽或压缩空气喷吹 而成的称为喷吹法。 使熔化的原料落在回转的圆盘上，用高速离心力甩成矿棉的称谓高速离心 法。 矿渣棉是以高炉渣为主要原料，经熔化、高速离心法或喷吹法制成的一种 白色棉丝状矿物纤维材料。它具有质轻、保温、隔声、隔热、防震等性能。化 学成分见下表2所示。 02.1 利用转炉渣作冶金返回原料 02.2 利用炼钢渣生产肥料 02 炼钢渣 资源化处理 和 综合利用 一般没炼1t钢产生200300kg的钢 渣，
7、钢渣可以作为返回料，供烧结，炼 铁，炼钢使用也可以用于农业生产化肥 等。 用作冶金返回原料使用的主要是转炉渣转炉渣中含40% 50% CaO，5%l 5%的TFe以及2 %左右的TMn ，具有较高的利用价 值。我国部分钢铁企业的转炉渣成分如下表所示。 02.1利用转炉渣作冶金返回原料 烧结矿熔剂：烧结矿熔剂： 利用转炉渣中的CaO，代替部分石灰石作烧结熔剂使用烧结矿中加入适 量的转炉渣后，有利 于烧结造球和提高烧结速度。另外 ，转炉渣中的Fe和FeO的氧化放热可以补偿钙、镁碳酸盐分 解时所需要的热量，有利于降低烧结矿的燃料消耗。 高炉或化铁炉熔剂：高炉或化铁炉熔剂： 将转炉渣作为高炉或化铁炉熔
8、剂直接使用，不但可以节省大量的石灰石和白云石，而且还可以 节省大量的热能但是，由于目前高炉多利用高碱度烧结矿或熔剂性烧结矿冶炼,已经基本上不 用石灰石和白云石,因此转炉渣直接返回高炉代替石灰石和白云石的使用将受到限制 作炼钢返回渣：作炼钢返回渣： 将转炉终渣作为下一炉冶炼时的初渣使用，可以使冶炼初期成渣快，减少初期渣对炉衬的侵蚀 另外，目前普遍采用的溅渣护炉工艺 ，也消耗 了大量的转炉渣，大幅度地降低了耐火材料 的消耗。 目前使用转炉渣研制开发出的冶金原料类型目前使用转炉渣研制开发出的冶金原料类型目前使用转炉渣研制开发出的冶金原料类型目前使用转炉渣研制开发出的冶金原料类型 A B C D E
9、利用在使用的中、高磷铁水炼钢时，利用在使用的中、高磷铁水炼钢时， 在不加萤石造渣的情况下回收的初期含磷在不加萤石造渣的情况下回收的初期含磷 渣，将其直接破碎磨细，生产磷肥。渣，将其直接破碎磨细，生产磷肥。 钢渣中的五氧化二磷虽然不溶于水，但钢渣中的五氧化二磷虽然不溶于水，但 是能溶解于是能溶解于2%2%的柠檬酸溶液，可被植物吸收的柠檬酸溶液，可被植物吸收 ，磷的柯溶性率可达，磷的柯溶性率可达80%80%9090% %。 此外钢渣中含有钙、锰、钒等元素也此外钢渣中含有钙、锰、钒等元素也 是植物所需养分。是植物所需养分。 钢渣磷肥的密度为钢渣磷肥的密度为3 33.333.33为黑褐为黑褐 色粉末，
10、是一种碱性肥。色粉末，是一种碱性肥。 由于钢渣中还有硅、钙。锰等由于钢渣中还有硅、钙。锰等 养分，对植物早期或晚期都有肥养分，对植物早期或晚期都有肥 效。效。 一般做基肥。每亩可以施用一般做基肥。每亩可以施用100100 130kg130kg。 LOREM IPSUM DOLOR02.2 利用炼钢渣生产肥料 03.1 技术分析 03.2 工艺分析 03 冶金尘泥 资源化处理 与 综合利用 03.103.103.103.1 技术分析技术分析技术分析技术分析 钢铁厂冶金尘泥主要包括：高炉瓦斯泥、转炉尘泥及除尘灰等。钢铁厂冶金尘泥主要包括：高炉瓦斯泥、转炉尘泥及除尘灰等。钢铁厂冶金尘泥主要包括：高炉
11、瓦斯泥、转炉尘泥及除尘灰等。钢铁厂冶金尘泥主要包括：高炉瓦斯泥、转炉尘泥及除尘灰等。 炼钢过程中，加入到转炉内的原料有2%左右会转变为粉尘， 转炉尘的发生量约为20公斤/吨。 转炉炼钢尘泥一般可用作烧结的原料，但锌在炼铁过程中属有害元素 ，因在高炉冶炼的过程中易形成炉瘤而影响炉料和气体的流动，因此转炉 尘泥在回收过程中，可通过选矿法回收粉矿和富 C、Zn的尾泥。 炼钢粉尘主要由氧化铁组成，占70%95%，其他氧化物杂质 （如 CaO、ZnO等）占5%30%。 在烧结混合料中加入OG泥悬浮液有利于混合料制粒，随OG泥配量的 增加，混合料中1mm粒级比率迅速降低，有利于改善混合料透气性、提高 产量
12、、降低成本及保护环境。 LOREM IPSUM DOLOR 高炉瓦斯泥的组成主要是约20%的氧化铁、 23%的碳、1%5%的锌，还有较多的CaO、 SiO2、Al2O3 等氧化物。 高炉炉尘发生量约为25kg/t。高炉瓦斯泥颗粒 较细，小于200目的占90%以上。 高炉瓦斯泥的特征是含锌、铁、碳、水分含量 高，颗粒细，锌主要存在于较小的颗粒中。 对高炉瓦斯泥、瓦斯灰可采用水力分离选矿法 提取富Zn、富C尾泥作为资源回收利用。 03.103.103.103.1 技术分析技术分析技术分析技术分析 目前我国大型企业的冶金尘泥回收利用率可达目前我国大型企业的冶金尘泥回收利用率可达目前我国大型企业的冶金
13、尘泥回收利用率可达目前我国大型企业的冶金尘泥回收利用率可达 100% 100% 100% 100%。转炉泥、除尘灰及瓦斯泥利用工艺和技术。转炉泥、除尘灰及瓦斯泥利用工艺和技术。转炉泥、除尘灰及瓦斯泥利用工艺和技术。转炉泥、除尘灰及瓦斯泥利用工艺和技术 处于较先进水平，可为企业带来很好的经济效益。处于较先进水平，可为企业带来很好的经济效益。处于较先进水平，可为企业带来很好的经济效益。处于较先进水平，可为企业带来很好的经济效益。 （2）转炉泥湿法利用工艺 转炉泥搅拌池管道烧结配料皮带转炉泥烘干+氧化铁皮+化 学粘结剂搅拌混匀加压成球入炉干燥球团矿 （1）转炉泥、除尘灰干法利用工艺 转炉泥、除尘灰烧结返矿混合料加工 场。 （3 3）瓦斯泥利用工艺）瓦斯泥利用工艺 瓦斯泥重选铁精粉烧结厂含锌泥 火法提锌。 0 0 0 03.2 3.2 3.2 3.2 工艺分析工艺分析工艺分析工艺分析
