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      钢渣的综合利用现状

      摘要:近年来,我国的钢铁产量逐年增加,钢渣固废也随之增加亚博平台|网站首页亚博平台|网站首页亚博平台|网站首页。为了解决钢渣固废处理难题,本文阐述了国内钢渣利用现状。...

              近年来亚博平台|网站首页亚博平台|网站首页,我国的钢铁产量逐年增加亚博平台|网站首页亚博平台|网站首页,钢渣固废也随之增加亚博平台|网站首页。为了解决钢渣固废处理难题亚博平台|网站首页,本文阐述了国内钢渣利用现状,包括钢铁行业发展状况亚博平台|网站首页、固废产生情况亚博平台|网站首页亚博平台|网站首页、固废利用状况及相关政策导向和资源化利用技术,以期为钢渣的资源化利用研究提供一定的参考与帮助亚博平台|网站首页。
       

               一亚博平台|网站首页、钢渣利用现状

            (一) 钢铁行业发展现状
       

              钢铁的产量代表一个国家的工业发展水平,1996 年以前世界领先的钢铁产量国依次是英国亚博平台|网站首页、美国亚博平台|网站首页亚博平台|网站首页、苏联、日本。1996年至今亚博平台|网站首页,中国的钢铁产量已经连续 24 年世界第一亚博平台|网站首页,目前中国的粗钢产能过亿且是历史上占比达 50%的唯一国家亚博平台|网站首页,我国钢铁引领世界的时间跨度将超过英亚博平台|网站首页、美,可能达百年时间亚博平台|网站首页亚博平台|网站首页。
       

            ( 二) 钢铁固废产生情况

              随着我国钢铁产量的增加亚博平台|网站首页,炼钢过程中产生的固体废物也逐年增加,2019 年我国产生钢铁固废总量达 31.5 亿 t,其中高炉渣产生量为 28.3 亿 t,占比为 47.52%亚博平台|网站首页;钢渣产生量为 1.49亿 t亚博平台|网站首页,占比为 25.07%亚博平台|网站首页亚博平台|网站首页亚博平台|网站首页;铁合金渣为 0.73 亿 t亚博平台|网站首页亚博平台|网站首页,占比 12.27%亚博平台|网站首页亚博平台|网站首页亚博平台|网站首页;含铁尘泥为 0.9 亿 t,占比为 15.14% 亚博平台|网站首页。
       

            (三) 钢铁固废利用情况

              如图 1 所示亚博平台|网站首页亚博平台|网站首页,2012—2019 年我国钢铁固废综合利用量呈上升趋势,2019 年钢铁固废综合利用量约为 4.55 亿 t亚博平台|网站首页亚博平台|网站首页,综合利用率约为 76.26%,钢铁固废综合利用率近几年略微下降亚博平台|网站首页。

      钢渣

            (四)  钢渣未能规?亚博平台|网站首页;梦侍?/span>

              ①钢渣来源不稳定亚博平台|网站首页亚博平台|网站首页亚博平台|网站首页,化学成分与物相组成复杂、变化大亚博平台|网站首页亚博平台|网站首页亚博平台|网站首页;

              ②冷却方式多样亚博平台|网站首页亚博平台|网站首页,导致钢渣形成不同的微观特性与宏观特征;

              ③矿物结晶粗大亚博平台|网站首页亚博平台|网站首页,活性组分难被以解离的玻璃体包裹亚博平台|网站首页;

              ④易磨性差亚博平台|网站首页,钢渣难以实现更大比表面积和更高的活性。
       

            (五) 政策导向

              近年来国家发布了一系列法规、财税亚博平台|网站首页、环保政策用于推进钢铁固废的综合利用技术的发展亚博平台|网站首页亚博平台|网站首页,2018 年国务院印发了《“无废城市”建设试点工作方案》指出持续推进固体废物减量和资源化利用亚博平台|网站首页,培养一批固体废物资源化利用骨干企业亚博平台|网站首页,为钢铁企业开展固废综合利用产业创造新的契机亚博平台|网站首页, 《产业结构调整指导目录(2019 年本)》中鼓励发展钢渣综合利用先进工艺技术亚博平台|网站首页,2019 年发改委发布《关于推进大宗固体废弃物综合利用产业集聚发展的通知》亚博平台|网站首页亚博平台|网站首页,该通知明确提出积极推动钢渣尾渣深度研究亚博平台|网站首页、分级利用亚博平台|网站首页、优质优用和规?亚博平台|网站首页;?。

              推广技术先进亚博平台|网站首页、能耗低亚博平台|网站首页亚博平台|网站首页、耗渣大、附加值高的产品亚博平台|网站首页亚博平台|网站首页亚博平台|网站首页,全面实现钢渣“零排放”亚博平台|网站首页。2020年修订的《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》中明确固体废物污染环境防治坚持减量化亚博平台|网站首页、资源化和无害化原则亚博平台|网站首页。2020 年《中央预算内投资生态文明建设专项资金支持》支持大宗固废资源综合利用(包含冶金渣)亚博平台|网站首页亚博平台|网站首页,对符合相关要求的项目提供补助资金亚博平台|网站首页。

       

              二、 资源化利用

              目前,钢渣通过热闷法、陈化法亚博平台|网站首页亚博平台|网站首页亚博平台|网站首页、热泼法亚博平台|网站首页、滚筒法、风淬法亚博平台|网站首页、水淬法进行预处理亚博平台|网站首页,再通过化学亚博平台|网站首页、物理、热力活化等方式激发钢渣活性,进而提取有价值组分亚博平台|网站首页亚博平台|网站首页、冶炼溶剂亚博平台|网站首页、做充填材料亚博平台|网站首页、做建材以及应用于农业等方式进行综合利用亚博平台|网站首页。其中能常用的资源化利用方式为做路基材料亚博平台|网站首页亚博平台|网站首页、沥青路面亚博平台|网站首页亚博平台|网站首页亚博平台|网站首页、制水泥亚博平台|网站首页、透水砖等亚博平台|网站首页。
       

            (一) 路基亚博平台|网站首页、混凝土

              钢渣具有耐磨、抗滑亚博平台|网站首页、高碱度等特性亚博平台|网站首页,利用钢渣制备沥青混凝土亚博平台|网站首页亚博平台|网站首页,可以改善沥青混凝土的耐磨亚博平台|网站首页、抗滑亚博平台|网站首页、抗水损害等性能。但钢渣沥青混凝土的发展仍然面临许多问题亚博平台|网站首页亚博平台|网站首页,多孔结构导致

              沥青用量高亚博平台|网站首页、热耗大亚博平台|网站首页,增加制备成本亚博平台|网站首页;钢渣体积稳定性不良,导致沥青混凝土的耐久性能没有改善亚博平台|网站首页亚博平台|网站首页。研究表明亚博平台|网站首页,陈化处理是改善钢渣体积稳定性的有效方法 亚博平台|网站首页??刂拼罅>豆橇霞傲で嘤昧垦遣┢教▅网站首页,可以提高钢渣沥青混凝土的路用性能 亚博平台|网站首页。经高压辊式立磨分选出的钢渣集料物理、力学性能均符合 GB/T 24766—2009的要求,是一种可用于公路的优良集料 亚博平台|网站首页。此外,钢渣制备轨枕混凝土对于钢渣的资源化利用也是良好的借鉴 亚博平台|网站首页亚博平台|网站首页。
       

            ( 二) 烧结材料

              与水泥基不同亚博平台|网站首页,陶瓷制备过程经理高温烧结工艺亚博平台|网站首页,这使得原料中的有害离子转换为陶瓷产品中的有益部分亚博平台|网站首页,并且建筑陶瓷在我国消耗量大亚博平台|网站首页亚博平台|网站首页亚博平台|网站首页亚博平台|网站首页,是一条大宗高值利用的新途径亚博平台|网站首页。在空气条件下烧,钢渣原料中的 Fe 2+ 发生氧化形成赤铁矿相亚博平台|网站首页,烧结样品抗压强度和吸水率都要优于在氮气条件下烧结的样品。钢渣也被用于烧制多孔陶瓷或者泡沫玻璃吸声材料亚博平台|网站首页,这类多孔吸声材料具有较好的吸声性能亚博平台|网站首页,采用颗粒堆积与添加造孔剂结合的方法制备钢渣多孔吸声材料亚博平台|网站首页,孔隙度可达到 60%以上亚博平台|网站首页,材料抗压强度为 7.0 MPa~100 MPa亚博平台|网站首页亚博平台|网站首页,NRC 在 0.42 以上亚博平台|网站首页。
       

            ( 三) 农业上应用

              钢渣在中国农业生产应用的时间较晚亚博平台|网站首页亚博平台|网站首页,但中国科研人员近年来对钢渣在农业上的应用研究进展迅速亚博平台|网站首页亚博平台|网站首页,主要应用方向为土壤改良、提高土壤硅素肥力及增加作物产量方面 亚博平台|网站首页。使用钢渣能有效提升土壤 pH 和有效硅含量亚博平台|网站首页,促进水稻对硅素养分的吸收,显著促进水稻生长 。但是钢渣中钙、镁含量和 pH 过高可能限制土壤养分有效性及水稻对养分的吸收利用亚博平台|网站首页亚博平台|网站首页,对水稻生长不利 。

              研究表明钢渣和变形球囊霉复合处理可以提高土壤 pH 和土壤总提取球囊霉素的质量分数亚博平台|网站首页,降低土壤DTPA-Cd/Pb 的质量分数亚博平台|网站首页,从而促进玉米的生长亚博平台|网站首页亚博平台|网站首页,降低玉米地上部和根部 Cd/Pb 的积累亚博平台|网站首页。此外亚博平台|网站首页亚博平台|网站首页,与常规施肥相比亚博平台|网站首页,增施钢渣对于提高大豆产量也有积极影响亚博平台|网站首页亚博平台|网站首页亚博平台|网站首页,吴建富等研究钢渣用量在 1200 kg/hm 2 的处理效果最好,能显著提高红壤旱地土壤总孔隙度、Ph、CEC 和碱解氮亚博平台|网站首页亚博平台|网站首页、有效磷亚博平台|网站首页、速效钾亚博平台|网站首页、有效硅含量。

       

              三亚博平台|网站首页亚博平台|网站首页、  结语

           (1)随着我国钢铁产量的增加亚博平台|网站首页,炼钢过程中产生的固体废物逐年增加,国家相继出台的政策法规推动钢渣固废资源化利用亚博平台|网站首页,钢渣利用技术逐渐被开发完善亚博平台|网站首页。

           (2)钢渣活化技术和设备的开发,提高钢渣的有效利用率。

           (3)钢渣作为路基材料及混凝土的技术日趋完善亚博平台|网站首页,陈化处理亚博平台|网站首页、钢渣掺量亚博平台|网站首页、适量钢渣粒径的应用技术研究解决了沥青用量高亚博平台|网站首页、热耗大亚博平台|网站首页亚博平台|网站首页、产品稳定度不良等问题亚博平台|网站首页。

           (4)钢渣烧结陶瓷技术的开发,提高陶瓷的质量亚博平台|网站首页,促进多功能陶瓷特用的使用亚博平台|网站首页亚博平台|网站首页亚博平台|网站首页。

           (5)钢渣应用于农业可以有效促进土壤改良、加强土壤硅素肥力及增加作物产量。

       

       

      来源:低碳世界 
      作者:伍秀群 王阳  

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