一、引言
转炉钢渣（简称钢渣）是钢铁生产的副产品。长期以来，钢渣得不到综合开发利用，被长期堆放，形成一座座渣山，不仅占用了大量的土地，大量的粉尘也对环境造成了污染。充分利用好钢渣资源，既是改善环境、实现可持续发展的内在需要，也是发展循环经济、建设资源节约型企业的根本所在。多年来，鞍钢高度重视钢渣开发利用工作，坚持依靠科技进步，强化对钢渣的开发利用，不仅使目前在线生产的钢渣得到充分的利用，实现零排放；而且对昔日的渣山也进行了规划开发利用，效果很好。鞍钢发展循环经济、建设资源节约型企业的实践表明，通过建立完善的钢渣开发体系，依靠科技进步，实现冶金固体废弃物变废为宝、化害为利是完全可以实现的。据统计，2000－2006年间，鞍钢共处理冶金渣（包括矿渣）9000余万吨，累计实现利润2亿元，新增绿化面积56万m2，使昔日的污染源变成了鞍钢一道靓丽的绿色风景。目前，鞍钢已拥有一条由德国引进、国内最先进的240万t/a钢渣磁选加工线；一条由德国引进、具有世界一流水平的60万t/a矿渣粉生产线和45万t/a水泥生产线；年处理钢渣230万t、铁渣近100万t、水渣480万t，产值3亿多元。公司开发的五大类20多个品种的冶金渣系列产品，畅销于8个省、市地区。同时公司拥有各类专业技术人员117人，为矿渣新产品开发和研制提供了强有力的人才支撑。经过多年发展，矿渣开发公司已成为全国冶金渣处理行业的“龙头”，各项指标均处于同行业领先水平。
二、钢渣循环开发利用趋势
（一）钢渣作筑路渣
钢渣是难得的宝贵资源，钢渣中含有活性矿物硅酸二钙和硅酸三钙，具有水泥的水硬性能（其本身强度能达到C10－C15)，可用于公路底基层、基层及面层凝结形成坚硬的水泥石。钢渣路具有路面平整度好、无塌陷、耐磨性好、抗冻融能力强、公路稳定性好、长时间使用可免除人工维护等性能均优于碎石路。因此，将现有钢渣磁选生产线产生的钢尾渣分级后，用于生产筑路渣是开发钢尾渣的方向。从目前鞍钢钢尾渣用于筑路渣的效果看，钢渣经过热闷工艺处理后，其尾渣完全满足国标筑路用钢渣的要求，将钢尾渣混合用于筑路的各项指标均优于碎石混合料，完全可以替代碎石、粉煤灰、炉渣、活性石灰等材料。目前，鞍钢可生产3种级配的筑路渣，分别用于公路工程中的底基层、基层的钢渣混合料和沥青路面的钢渣砂。
（二）钢渣微粉的应用
钢渣微粉是利用钢渣过烧后具有水泥熟料潜在活性的特征，将钢尾渣深加工磨细而成的产品。目前，国家已经制定了钢渣微粉（GB/T20491－2006）和钢渣水泥标准（GB13590－2006）。在“十一五”期间，为实现钢尾渣的高附加值利用，钢渣微粉是国家重点支持的项目可申请国家环保专项基金的投入，其投入额度达项目投资额的1/3。鞍钢矿渣开发公司的钢渣热闷工艺，实现了钢渣的稳定性处理，制成钢渣微粉是完全可行的。2006年已将钢尾渣样品空运至德国蒂森克虏勃伯利休斯公司进行磨制试验，结果表明，钢尾渣可以磨细制成钢渣微粉，配制出钢铁渣双掺粉或钢渣水泥。
（三）预拌砂浆的应用
预拌砂浆是由无机胶凝材料、细集料、矿物掺合料、添加剂，按一定比例混合而成的一种粉状或颗粒状混合物，又称干拌砂浆、干粉砂浆、干砂浆等。粒度＜5mm的钢尾渣粉在干粉砂浆中可作为无机胶凝材料、细集料。
从石灰砂浆、水泥砂浆到干粉砂浆，我国的建筑砂浆正在经历着一场深刻的变革，其结果将会使我国成为世界上干混砂浆发展最快、应用量最大的国家。我国天然砂资源经过几十年的开采，有限的资源已近枯竭，价格不断上涨，形成巨大的市场需求；同时天然砂不合理开采对环境产生严重的破坏。因此，充分利用钢尾渣废弃物十分重要。
在城市建设中，施工现场搅拌砂浆对工地及周边环境影响很大。2007年，国家四部两局联合发布“关于在部分城市限期禁止现场搅拌砂浆工作的通知”。全国各大城市将分批禁止在施工现场使用水泥搅拌砂浆，因此，轻度搅拌的干粉砂浆应用前景广泛。
三、钢渣处理开发技术的研究
由于钢渣中f－CaO和f－MgO含量高，可在常温下与水（或水蒸气）发生缓慢反应，也可以在一定温度和压力条件下与水（或水蒸气）进行快速反应；反应时体积分别膨胀97.8％、148％。因此处理不好，用于建材行业会使建筑构件或路面的内部产生局部应力，造成构筑物开裂，甚至整体建筑的损坏，使冶金渣利用受到限制。为此，必须通过进一步的研究工作，提高钢尾渣的使用性能。
（一）钢渣热闷处理工艺研究及特点
1、钢渣热闷处理工艺研究
对钢渣热闷处理工艺研究发现，利用熔融态冶金渣自身热量，在水蒸气的条件下快速自解粉化，实现钢渣粉化、渣－铁充分分离、f－CaO和f－MgO水化，使钢渣的磁性物易于分离、钢尾渣性能稳定，是钢渣处理过程中应着力解决的最根本问题。
该项技术研究的方案是：在露天条件下，采用多点均匀打水、自然闷渣和延长陈化时间等技术措施进行热闷处理。具体做法是将进厂的钢罐采用热泼法翻往渣道，一条渣道一般分为8个区进行循环作业。一个区域翻满冶金渣后进行多点连续打水（7天）、自然热闷，随后用电铲进行降坡（将闷完的冶金渣进行倒垛），最后再经过7天的钢渣陈化过程。
2、钢渣热闷处理特点
钢渣的生成温度在1600-1700℃，钢渣中含有水硬性矿物硅酸二钙和硅酸三钙，且总量在50％以上，钢渣属于过烧的硅酸盐水泥熟料。
钢渣热闷是使钢渣从热熔状态变为常温，是钢渣本身性质变化的一个复杂物理一化学过程。钢渣经热闷后，可消除钢渣中有害的物质，保留钢渣有益的性能。具体表现为：1）钢渣可充分粉化，实现了渣一铁的有效分离，使钢渣中的磁性物质易于分离出来；2）钢渣中的有害物质f－CaO和f－MgO在水蒸气的作用下水化为Ca（OH）2和Mg（OH）2，从而消除了钢渣的膨胀因素；3）钢渣中的活性矿物硅酸二钙和硅酸三钙实现了急冷，使钢尾渣保留了较高的水硬性。
（二）钢渣磁选工艺研究
矿渣开发公司现有的磁选线是1988年从德国引进的240万t/a钢渣磁选加工线，是目前国内惟一一条技术最先进、加工能力最大的钢渣磁选加工线，钢渣中40％的磁性物质回送钢厂，其余60％的钢渣最佳应用途径是建材行业。其工艺是将钢渣原料进行三筛、二破、三磁选处理的工艺。
热闷处理后的钢渣经磁选后，可从钢渣中选出：TFe品位＞80％的渣钢，占钢渣原渣的10％；粒径10－50mm、TFe品位＞62％的粒钢，占钢渣原渣的10％；粒径0－10mm、TFe品位42％的磁选粉，占钢渣原渣的20％，即从钢渣中磁选出40％的含铁物料。
四、鞍钢冶金渣开发利用的重点工作
——扩大生产规模，适应鞍钢扩大产能的需要。目前，公司采用的钢渣处理技术是将钢渣热泼打水冷却，然后经过磁选加工的工艺。该设备已运转19年，设备老化，存在钢渣中仍有3％－4％的金属铁得不到回收、尾渣中f－CaO和f－MgO没有完全消解、钢渣利用率低等问题。为此，须对现有的钢渣热闷处理工艺和钢渣磁选生产线进行改造，使钢渣中金属铁的含量降至2％以下，f－CaO和f－MgO得到完全消解，以提高钢渣利用率。在总结鞍钢和国内外钢渣处理和资源化利用经验基础上，对鞍钢钢渣处理和资源化利用项目进行了全面深入 的可行性论证，提出了一整套适合鞍钢生产实际的钢渣处理工艺方案。该方案包括改造240万t/a钢渣三磁选加工线、建设年处理200万t钢渣热闷生产线和一条30万t/a钢渣粉生产线，改造后的冶金渣处理工艺完全可以满足鞍钢1600万t钢生产规模和发展循环经济的需要。
——狠挖内部潜力，建设钢铁物料深加工基地。目前，以240万t生产线为重点，不断加快技术改造和设备国产化步伐，全面提高设备生产能力，钢渣日处理量达6000余吨，使渣钢、粒钢、磁选粉的年产量分别达到20、20、40万t，年可创效6.6亿元，并实现当年新渣100％加工、渣中所有钢铁物料100％回收的目标。未来要进一步加大技术改造力度、不断强化工艺管理、完善工艺标准、理顺作业程序、落实管理责任、深挖设备生产潜力，力争实现每年为鞍钢提供100万t钢铁物料的目标。
——开发鲅鱼圈新钢厂冶金渣，促进鞍钢可持续发展。鲅鱼圈新钢厂是鞍钢未来新的经济增长点，也是鞍钢发展循环经济的重点。根据几十年冶金渣治理的实践经验，结合目前国际上冶金渣综合开发利用领域最新技术成果，计划建设一条热泼渣能力85万t/a且具备闷渣能力65万t/a转炉渣闷渣处理生产线、一条年处理能力85万t冶金渣磁选生产线、一条年产30万t钢渣粉生产线、一条30万t/a粒铁深加工线、一条10万t/a稀渣剂生产线和两条60万t/a矿渣粉生产线。
——加强渣钢生产环节管理，为钢厂生产创造条件。牢固树立质量意识和大局意识，不断完善工艺规程，提高产品质量标准，建立贯穿生产全过程的闭环质量管理控制体系。对渣钢入库、排放、装车等环节实施严格检验，严把质量关。加强厂际间沟通与协调，不断畅通鞍钢内部市场，采取有效措施，全面提高产品和装车质量，保证每年为鞍钢提供优质渣钢30万t。
——提高磁选粉产能，培育新的经济增长点。将通过优化生产工艺，改进关键设备，使磁选粉产率大幅提高，由过去年产量4万t提高到近40万t,成为公司主导产品。同时，将不断加大磁选粉生产输出力度，使磁选粉日输出量达2000t，到2008年力争为公司提供50万t磁选粉。
——扩大粒化高炉矿渣粉生产规模，打造建材行业精品原料基地。目前，采用立式磨细磨水渣生产出的矿渣粉是水渣无害化处理的惟一出路。2006年以来，鞍钢矿渣粉已得到国内外市场的广泛认同，销售量屡创新高，产品供不应求，远远不能满足用户需要。今后，要进一步加大矿渣粉销售力度，力争到2009年实现60万t销售目标。
五、结语
通过科技开发工作，鞍钢钢渣的开发利用取得了长足的进展，效果突出。今后将进一步加强与科研院所的合作，加大对鞍钢冶金渣的利用力度，力争每年为鞍钢生产100万t的钢铁物料，为市场提供100万t建材产品。这样，既解决冶金渣污染问题，又保护了生态环境，壮大了非钢产业，使废物资源得到合理利用，实现将鞍钢矿渣开发公司开发成建材行业精品原料基地和钢铁物料深加工基地的目标，为实现鞍钢发展循环经济、创建和谐鞍钢的目标做出应有的贡献。
免责声明：矿库网文章内容来源于网络，为了传递信息，我们转载部分内容，尊重原作者的版权。所有转载文章仅用于学习和交流之目的，并非商业用途。如有侵权，请及时联系我们删除。感谢您的理解与支持。
