金属镁冶炼技术范例(3篇)

金属镁冶炼技术范文

关键词有色冶金废渣；收利用技术；有价金属

中图分类号X7文献标识码A文章编号2095―6363（2017）03―0017―01

我国虽然地域广阔，但是金属资源一直是我国缺少的一种资源，因此，对于在有色冶金废渣中提取有色金属是非常必要的，会减缓我国对于金属资源紧缺的现状。在有色金属的炼制过程中，技术的缺陷会导致有色冶金的废渣中会产生许多的有色金属没有被提取出来，这些废渣每年有5000t左右的露天堆放，这样的现状不仅让资源的合理利用成为难题还对环境造成了不小的污染。但是，废渣并不是没有一点好处的，有色冶金过程中产生的废渣还有多种有价金属，因此应该对废渣进行回收利用，经过第二次提炼获得更多的有价金属。

1有色金属废渣与有价金属

有色金属废渣的含义为在有色金属的提炼过程中产生的各种有色金属渣，比如锌渣、铜渣等等。有色金属渣水淬后大多数为亮黑色的颗粒，其中的成分大多数为硅酸铁，而含量则大多数在65%左右。而有价金属则是在提炼金属的原料中除了主金属以外的其他具有回收利用价值的金属。

2解决金属资源短缺问题的方法

我国的金属资源短缺是非常严重，在我国现今生活需要的金属资源中除了锑和稀土等可以供人们循环使用，其他的金属资源都属于极度短缺的状态。为了解决我国金属资源短缺的问题，我国需要做的事情还有很多，这项工程也不是能够在短时间内完成的，因此要从3个方面来弥补我国金属资源短缺的问题。

2.1有价金属的回收利用

对于有价金属的回收利用是非常必要的，有价金属的回收利用不仅可以保证我国减少金属资源的进口量还能够控制对环境的污染程度，是一件非常有意义的事情。除此之外还应该要做到的就是让回收利用的技术更加的先进，具体的做法就是加大研究有色冶金废渣中的有价金属的冶炼方法，还有就是引进国外先进的冶炼方法，这样才能够让资源能够有效的利用，并且让成本变低。

2.2研究有色冶金废渣的性质

国家和高校可以把相关研究的焦点放在有色冶金废渣的特性上，让更多的人能够关注有色冶金废渣中有价金属的回收利用。研究有色冶金废渣的特质，才能够将有色冶金废渣中有价金属的会输利用方法更加的优化，这样才能够从更多的方面上解决金属资源短缺的问题。

2.3政府完善相关政策

金属资源短缺的问题牵扯到每一个人的切身利益，而且想要完成对有价金属回收利用方法的优化，以及更深层次的研究有色冶金废渣的性质都是需要财力物力的帮助的，因此，政府的帮助是不可缺少的。只有政府不断的完善相关的政策，让更多高水平的人加入到有色冶金废渣中有价金属的回收利用的行列中，才能够让我国的金属资源有可持续发展的前景。

3有价金属回收利用技术

现今主要的有色冶金废渣的回收利用方法主要有3种，分别是选冶、湿法冶炼以及火法冶炼。而每种方法所适用的金属范围是不太相同的。

3.1选冶

有价金属回收利用的选冶技术是将有色冶金的废渣中的有色金属以及金银通过综合的回收再进行到循环使用中，但是有色金属与金银在有色冶金废渣中的含量极低，再加上冶炼出的金属很少因此很多矿山公司对于这些金属的回收兴趣很低。为了改善这种状况，可以利用有色冶炼废渣的物理化学性质，选择能够使废渣回收利用效率更高的过程以及炼制药剂，让工业产品又粗精矿向精矿转变。这样为了矿产的经济效益，矿产公司也会对有色冶金的废渣进行二次的回收利用。在吉林的一家公司就对镍金属进行了回收利用，通过增加重选的过程，增加了镍金属的2%的回收利用率。还有的矿业公司对金的回收利用过程进行了改进，让金的回收利用率达到80%。对于有色冶金废渣的回收利用不仅是公司关注的焦点高校对于此也有不少的研究，中南大学就在这一领域做出了不小的贡献。

3.2湿法冶炼

湿法冶在金属冶炼的技术中非常重要，现在也有越来越多的金属冶炼是通过湿法冶炼的方法进行的。湿法冶炼是通过不同元素在水溶液中的不同条件下能够实现分离来进行的冶炼技术。这种方法的适用对象是微粉装或者是难融化的金属矿石。湿法冶炼这种方法能够对有色冶金废渣中的有价金属有效的进行区分，这样冶炼和回收利用就会更加的高效，而回收利用率也会更加的高。这一种冶炼方法有效的缓解了人们对于有色冶金废渣问题的困扰，除此之外湿法冶炼还能够较容易的达到清洁生产的要求，因为这种冶炼方法排放的毒气少，还没有高温甚至是粉尘的影响，因此，越来越多的矿产公司采用湿法冶炼的方法来回收利用有色冶金废渣中的有价金属。湿法冶炼的方法步骤大致为以下4步，首先应该将需要冶炼的矿石转变为溶液，然后再将溶液与残渣分开成2个部分，将残渣残留的溶剂以及金属离子回收重新利用，之后再将溶液用离子交换或者其他的方法来进行化学沉淀。最后在采用电解提取的方法从溶液中提取出有价金属。在江西的一家矿产公司从废渣中回收利用碲，通过湿法冶炼的方法，碲的提取率达到了80%的高数值。

3.3火法冶炼

因为火法冶炼的不科学导致现在使用火法冶炼的矿产公司越来越少，许多矿产公司就利用火法冶炼与湿法冶炼两个方法结合的办法来对有色冶金废渣中的有价金属进行冶炼。这样就可以改善火法冶炼不环保、能源浪费的缺点。硬质合金厂的钨冶炼的过程采用的就是火法冶炼与湿法冶炼结合的方法。先对废渣进行两种方法的联合冶炼产生一种含有多种元素的铁合金，之后再将铁合金进行处理，冶炼出的硫酸镁等物都可以进行回收利用，而剩下来的废渣还十分容易处理，就不会产生废渣污染环境的影响。

金属镁冶炼技术范文

（1.钢铁研究总院先进钢铁流程及材料国家重点实验室，北京100081；2.山西太钢不锈钢股份有限公司技术中心，太原030003）

摘要：分析了AOD不锈钢渣的粉化机理，并通过添加石英砂调整渣碱度和添加硼砂渣改性处理对抑制AOD不锈钢冷却过程中的粉化问题进行了实验研究。研究认为，2CaO·SiO2相由α＇-C2S相向γ-C2S相的转变，是不锈钢渣冷却过程中导致粉化、扬尘的主要原因。通过添加石英砂将AOD渣碱度由2.0调整到1.5以下，可以抑制AOD不锈钢渣的粉化。该方法成本低，但配加量需达15%，加大了工业化难度；采用配加微量硼砂的改性方式，不仅可有效地抑制AOD不锈钢渣粉化、扬尘，而且加入量仅为0.5%~0.8%，便于实现工业化，但成本较高。

关键词：不锈钢渣；粉化；碱度；石英砂；硼砂；改性处理

中图分类号：TG1文献标识码：A文章编号：1008－9500（2015）07－0030－05

收稿日期：2015－05－11

作者简介：赵海泉（1975－），男，山西文水人，博士，工程师，研究方向：固体废弃物资源化利用。

随着不锈钢产品质量的不断提高，不锈钢精炼技术也得到了快速发展。AOD精炼不锈钢工艺的开发、发展及成熟，使不锈钢洁净度、性能得到了显著提高；目前，AOD精炼已成为不锈钢精炼的主要手段，80%以上的不锈钢均采用AOD精炼技术。为了降低钢中的C、S等含量，提高不锈钢的纯净度，需在AOD精炼过程中造高碱度渣，且渣量要大，每炼1t不锈钢约产生270kg不锈钢渣。2011年全世界不锈钢产量为3205万t，中国不锈钢产量为1250万t，也就是说，2011年全世界产生AOD不锈钢渣量约860万t，中国产生AOD不锈钢渣约340万t。近年来，国家对冶金流程向绿色化、高环保水平方向发展的要求不断提高，作为不锈钢冶炼的副产品，不锈钢渣处理、处置等难题逐渐突显出来，解决不锈钢渣造成的环境污染问题已成为不锈钢发展的“瓶颈”，严重阻碍着不锈钢发展。特别是AOD不锈钢渣，在其冷却过程中，存在严重的粉化、扬尘现象，给环境造成巨大污染。因此，解决AOD精炼渣粉化、扬尘问题迫在眉睫。

为降低不锈钢渣对环境的污染风险，国内外开展了广泛的研究工作。PillayK、杨启星等人主要研究了抑制六价铬的转化或六价铬的还原，控制不锈钢渣对地下水的污染研究［1-2］；张翔宇等研究了不锈钢渣资源利用特性与重金属污染风险［3］；赵海泉等研究了不锈钢渣的热态利用，从降低原料消耗、降低生产成本及降低不锈钢渣排放角度，提出了不锈钢渣节能减排的有效措施［4］。目前国内不锈钢渣的处理技术也日益成熟，宝钢采用了湿法处理工艺［5］，而太钢采用了干法处理工艺，两种方法均有效地回收了渣中的铬、镍及铁等金属资源，并控制了尾渣中的铬含量，避免了不锈钢渣排放导致的六价铬污染问题［6］。本研究对AOD不锈钢渣粉化机理进行了详细分析，并对抑制粉化措施进行了深入的实验研究。

1AOD不锈钢渣的特点及粉化机理分析

1.1AOD不锈钢渣的特点

AOD不锈钢渣具有渣温度高、碱度高、冷却过程相变复杂及易粉化等特点。不锈钢AOD冶炼过程中炉内温度最高达1700℃以上，为保持AOD不锈钢渣的均匀性和流动性，不锈钢渣平均温度高达1650℃以上。

AOD精炼过程中，造渣剂主要使用石灰、镁球等；在AOD还原期，主要采用硅铁进行还原。因此AOD不锈钢渣主要为CaO、SiO2等组分，二者占总量的80%以上，且碱度在1.9～2.5之间。

国内某不锈钢厂的AOD不锈钢渣成分及碱度见表1。

由表1可知，AOD不锈钢渣的碱度为1.93，渣中CaO、SiO2主要以2CaO·SiO2的形式存在。在钢渣从熔融态冷却过程中，随着温度降低，2CaO·SiO2不断发生相变，最终在850℃时，转变为γ-C2S。

随着温度降低，AOD不锈钢渣不断粉化，产生大量粉末，污染环境。

AOD不锈钢渣粉末的粒度分布见表2。

1.2AOD不锈钢渣粉化机理分析

AOD不锈钢渣中CaO和SiO2的摩尔比为2.06，渣中CaO和SiO2发生的反应如下：

2CaO＋SiO2=2CaO·SiO2（1）

3CaO＋SiO2=3CaO·SiO2（2）

3CaO·SiO2=2CaO·SiO2＋CaO（3）

反应（1）为主反应，反应（2）为次反应，3CaO·SiO2仅存在于1250～1900℃之间，随着温度降低发生反应（3），故冷却后的不锈钢渣主要以2CaO·SiO2和游离CaO形式存在［8］。随着钢渣的冷却，渣中的2CaO·SiO2发生相变，且由于最终相γ-C2S的密度值为2.97，而α＇-C2S相的密度值为3.31；所以，在α＇-C2S向γ-C2S转变过程中，体积增加约14%，这就是导致AOD不锈钢渣在冷却过程中粉化扬尘的主要原因［7］。

由以上分析可知，AOD不锈钢渣粉化、扬尘的主要原因是渣中2CaO·SiO2相向γ-C2S转变。所以，只要能防止α＇-C2S向γ-C2S转变或降低钢渣碱度防止2CaO·SiO2相形成，即可抑制AOD不锈钢渣粉化扬尘现象。本研究提出了2种解决方法，一是向渣中加入适量的SiO2，降低不锈钢渣碱度，防止2CaO·SiO2相生成，渣中CaO和SiO2主要以3CaO·2SiO2和CaO·SiO2相存在。只要将钢渣碱度调整到1.5以下，使渣中CaO和SiO2主要以3CaO·2SiO2相存在，可以防止不锈钢渣冷却过程中2CaO·SiO2相形成，从而防止了粉化扬尘。二是向渣中加入一种离子半径小于Si4+的离子，稳定渣中的β-C2S，防止钢渣冷却过程中α＇-C2S向γ-C2S转变［7］。研究表明，利用更小离子半径的B3+和P5+取代Si4+是有效可靠的。因此，B3+和P5+被认为可以稳定β型。研究中，针对B和P对钢渣稳定效果进行了实验室规模的比较，结果表明，同等的稳定效果下，B加入量少于P的1/4，单位成本也低于P。所以，本研究选择B2O3做稳定剂［7］。

2抑制AOD不锈钢渣粉化研究

2.1实验研究方案

实验用AOD不锈钢渣来自国内某钢厂。其主要成分见表3。

从表3可以看出，AOD不锈钢渣碱度为1.8，CaO和SiO2含量达89.4%，且主要以2CaO·SiO2相存在，残余的少量3CaO·2SiO2相。

实验分别采用石英砂和硼砂作为改性剂来考察防止AOD不锈钢渣粉化效果。共设计了5炉次实验，第1炉次为AOD原渣，第2、3炉次通过添加石英砂调整渣碱度，第4、5炉次通过添加硼砂试验。熔炼设备为30kg真空中频感应炉，采用高质量石墨坩埚化渣，将加入改性剂的AOD不锈钢渣熔化、升温，待温度升到1700℃（AOD冶炼不锈钢的出渣温度），将液态不锈钢渣倒入镁砂坩埚内冷却，在冷却过程中，观察钢渣的粉化情况。

实验配比方案见表4，实验化渣过程见图1。

2.2分析与讨论

液态不锈钢渣倒入镁砂坩埚内冷却过程中粉化对比见图2。

由图2可知，1#样为AOD原渣，体积膨胀严重，MgO坩埚完全破碎，镁砂坩埚冷却后几乎全部粉化。通过添加石英砂调整炉渣碱度的2#、3#渣，在冷却过程中体积膨胀较1#样小，MgO坩埚未完全破碎，钢渣仅部分粉化，通过添加硼砂的4#、5#渣在冷却过程中体积膨胀程度最小，MgO坩埚保持完好，粉化程度最低。

从而可得出，通过添加石英砂调整渣碱度和添加硼砂对AOD不锈钢渣进行改性处理可一定程度上抑制AOD不锈钢渣的粉化，添加硼砂对AOD不锈钢渣进行改性处理以抑制渣粉化效果最佳。

为验证研究结果，在不锈钢渣处理现场对某不锈钢厂的钢渣做了XRD分析。从分析结果可以看出，某不锈钢厂的AOD不锈钢原渣中的主相为2CaO·SiO2相，且均为γ-C2S相。这主要是AOD不锈钢原渣在冷却过程中，2CaO·SiO2相发生了α＇-C2S向γ-C2S转变，体积膨胀了14%，造成了不锈钢冷却过程中的粉化。从1#样的XRD分析结果可看出，AOD不锈钢原渣冷却后，渣中产生了大量的γ-C2S，体积膨胀，发生了粉化，胀裂了实验用的MgO坩埚。从分析结果还可看出，钢渣中含大量的β-C2S，这主要是由于实验室条件下，钢渣量小，冷却速度快，保留了大量的α＇-C2S相，并在冷却过程中发生了晶格斜变，转变为β-C2S的原故。从2#样的分析结果中可以看出，2#渣样中的CaO和SiO2主要以3CaO·2SiO2相和CaO·SiO2相存在，不存在2CaO·SiO2相，也就不会发生α＇-C2S向γ-C2S转变，钢渣未发生粉化，与实验结果相符合。这主要是由于向AOD不锈钢渣中加入石英砂，降低了钢渣的碱度，使钢渣冷却过程中CaO和SiO2形成3CaO·2SiO2相和CaO·SiO2相，而无2CaO·SiO2相。从5#样的分析结果中可以看出，5#渣样中的2CaO·SiO2相主要以β-C2S相存在，说明5#试样的不锈钢渣冷却过程中，2CaO·SiO2相发生转变，抑制了不锈钢渣的粉化，这与实验改性结果相吻合。

对1#、2#、5#样渣及某不锈钢厂不锈钢渣所做的扫描电镜分析结果分别见图3、图4、图5与图6。

由图3可知，1#渣样主要以硅酸二钙（5（a）-4）、方镁石（5（a）-2）浮士体（5（a）-3）及残余铬、镍及铁组成（（5（a）-1））。分析结果与不锈钢冶炼造渣配料相吻合，渣中硅酸二钙主要来源于脱硫造渣用的CaO、还原期硅铁氧化生成的SiO2，渣中硅酸二钙占90%左右；渣中的方镁石主要是来源于为了保护镁钙砖炉衬而加入的MgO，含量在6%~8%；1#渣样中金属主要由于高温下石墨坩埚对渣中氧化铬、氧化镍及氧化铁的还原所导致。

由图4可知，2#渣样主要以硅酸二钙（（5（b）-1））、铬尖晶石（（5（b）-2））、金属铬镍铁（（5（b）-3））及硅酸钙相（（5（b）-4））组成。渣样中的C2S和CS主要是由于实验过程中配加石英砂，高温下渣中产生C3S2，在冷却过程中，分解成C2S和CS所致；渣中的铬镁尖晶石主要是渣中氧化铬和氧化镁结合的产物；渣中金属也是由于石墨坩埚的碳还原渣中的金属氧化物产生的。

由图5可知，5#渣样主要以硅酸二钙相（（5（c）-1））、粘接胶（（5（b）-2））和空孔（（5（b）-3））组成。

由图6可知，现场AOD不锈钢渣主要以硅酸二钙（（5（d）-1））、钙铬石相（（5（d）-2））组成。

3结论

本研究分析了AOD不锈钢渣粉化机理，并通过添加石英砂调整渣碱度和添加硼砂渣改性处理对抑制AOD不锈钢冷却过程中的粉化问题进行了实验研究。

（1）不锈钢渣冷却过程中，2CaO·SiO2相由α＇-C2S相向γ-C2S相的转变，是导致粉化、扬尘的主要原因。

（2）通过加石英砂将AOD渣碱度由2.0调整到1.5以下，可以抑制AOD不锈钢渣的粉化，成本低，但配加量需达15%，加大了工业化难度。

（3）采用配加微量硼砂的改性方式，不仅可有效地抑制AOD不锈钢渣粉化、扬尘，而且加入量仅为0.5%~0.8%，便于实现工业化，但成本高。

参考文献

1PillayK，BlottnitzHV，PetersenJ．Ageingofchromium（Ⅲ）-bearingslaganditsrelationtotheatmosphericoxidationofsolidchromium（Ⅲ）-oxideinthepresenceofcalciumoxide，Chemosphere［J］．2003（52）：1771．

2QiXingY，etc．AODslagTreatmentstoRecoverMetalandtoPreventSlagDusting，ProceedingsofThe7thNordic-JapanSymposiumonscienceandTechnologyofProcessMetallurgy［C］．Jernkontoret，Stockholm．2005．

3张翔宇，章骅，何品晶，等．不锈钢渣资源利用特性与重金属污染风险［J］．环境科学研究，2008，21（4）：4．

4赵海泉，史永林，刘亮，等．不锈钢连铸铸余渣热态返电炉利用［J］，太钢科技，2010，（4）：29-30．

5韩伟．不锈钢渣湿式处理工艺及在宝钢的应用［J］．宝钢技术，2010，（3）：42-46．

6胡治春．国内不锈钢渣典型处理工艺技术的探讨与分析［J］．科技促进发展，2012．（2）：57-58．

7Akirasekietc．Developmentofdustingpreventionstabilizerforstainlesssteelslag，KawasakiSteelTechnicalRrportNo.15October．1986．

金属镁冶炼技术范文篇3

摘要：

本文概述了钢渣的来源、分类及钢渣的性质、矿物组成和物理凝胶性，并对钢渣的常用处理工艺进行了优缺点比较；对世界发达国家和我国的钢渣应用情况分别进行了详细的论述，进一步阐明了冶金渣综合利用是最具代表性的资源循环利用、节能、环保措施之一，也是钢铁工业实现健康、持续发展的一个重要保障。目前国内使用的钢渣处理方法各有优缺点，各钢厂要根据自身条件和具体情况围绕钢渣利用途径，进行处理工艺的选择。

关键词：

钢渣；处理工艺；钢渣应用

钢渣就是指在炼钢的过程中排出的各种熔炉渣，在经过高温熔炼后淬冷而形成的，主要是炼钢时的金属炉料中各种元素被氧化生成的氧化物、金属炉料带进的杂质、被侵蚀炉衬料和为调整钢渣的性质而加入的造渣物质，如白云石、铁矿石等组成。钢渣是在炼钢过程时的副产物，并且为钢铁行业的一种主要固体废弃物，它的数量约为钢产量的15%~20%，按这一数字计算我国每年要产生上千万吨的钢渣。钢渣按炼钢工艺可分为两种：电炉渣和转炉渣；按冶炼过程可以分为：初期渣、精炼渣；按形成的形态可分为：块状渣、水淬粒状渣和粉状渣。同时，随着钢铁工业的发展，钢渣产量的增加，钢渣的应用、环保、处理等问题也日益凸显。

一、概述

1.钢渣的性质钢渣性质随化学成分的变化而不断变化，同时冷却环境及化学成分不同也会造成钢渣的颜色、外观形态差异大。碱度低的钢渣呈灰色，碱度高的呈褐灰色、灰白色。钢渣松散不粘结，质地坚硬、孔隙较少。钢渣中含铁量较高，密度为3.1~3.6g/cm3，较难磨。钢渣的抗压性能很好，压碎值一般在20.4%~30.8%之间，而钢渣中转炉渣占了钢渣的绝大一部分。钢渣的主要化学成分有：Si02、CaO、FeO、A1203、Fe203、MgO、P205、MnO等，有的还有Ti02、V205等，其成分有比较大的波动。钢渣的特点之一是Fe的氧化物以Fe203和FeO两种形式存在，并且以FeO为主，总量一般在25％以下。钢渣、硅酸盐熟料和矿渣的主要化学组成相似，对比见表-1中。2.钢渣的矿物组成与胶凝性能钢渣矿物组成与其化学成分有关，特别取决于它的碱度(CaO与Si02、P205含量的比值)。低碱度钢渣里主要成分为氧化铁，并固溶有氧化钙和氧化锰；在碱度高的钢渣中主要含氧化亚铁、氧化锰、氧化镁组成的固溶体。钢渣的主要矿物组成为：硅酸二钙，硅酸三钙，钙镁橄榄石，铁酸二钙，钙镁蔷薇辉石，RO(R代表镁、铁和锰的氧化物组成固溶体)，游离氧化钙(f-CaO)等。钢渣的矿物组就决定了钢渣会具有一定的胶凝性，主要源于其中的一些活性胶凝矿物水化。如氧化钙含量较高时，水化经常生成硅酸三钙、硅酸二钙及铁铝酸盐，可以有较高的活性，可应用于水泥生产。钢渣中含有游离氧化钙、游离氧化镁，因而稳定性差，这些物质遇水会水化但是速度较慢，导致体积膨胀、产生危害，利用时要加以注意。另外，钢渣中铁和锰的含量也较高，由于铁、锰离子具有极化能力，因此氧离子能脱离正硅酸钙(锰)四面体而破坏正硅酸盐的结构，使四面体互相连接起来，可以生成巨大而复杂的硅氧团，从而降低钢渣易磨性。有研究结果表明：钢渣中的主要硅酸盐矿物C2S和C3S的X衍射数据及岩相特征与硅酸盐水泥熟料的A矿和B矿特征基本相似，钢渣中存在的硅酸盐相决定了钢渣具有一定的胶凝性能。尽管这样，由于钢渣化学组成特点，钢渣里活性相对比较高的硅酸盐矿物及铁铝酸盐矿物仅占40％~70％，远低于硅酸盐水泥熟料；另外钢渣在处理工艺中其C3S易转化为C2S及二次的游离石灰，钢渣中高活性的C3S相对含量非常低；而且高温融熔形成的C3S结构较致密，水化速度也远低于熟料中的C3S。正因如此，虽然钢渣具有胶凝性能，但其胶凝性能尤其是早期胶凝性能远远低于硅酸盐水泥熟料。

二、钢渣的处理工艺方法比较

由于钢渣成分的特殊性，加工处理非常困难，以前很多钢厂都废弃处理，这样造成大量堆存，不仅占用了很多的土地，还造成了一些污染。这些年，随着科技的发展进步和环保要求的日益严峻，钢渣综合利用发展的速度十分快，很多钢铁企业开始对钢渣加工综合利用，将其变废为宝，不少企业达到钢渣的“零”排放。目前，钢渣以选铁利用最为普遍，因此对钢渣的处理主要围绕在破碎、磁选等进行工艺设施的配套。为了减轻破碎压力，采用水淬、风碎、热泼等的方式先对熔融状态热钢渣进行尽可能大的粒化处理并进行粗的磁选(可以选出大块渣钢)，再通过1．2次机械破碎和磁选，选出部分渣钢返回利用。这些工艺有各自的特点及优缺点，具体情况见表-2。

三、世界发达国家钢渣利用情况

工业发达国家很早就开始重视环境保护问题，因而他们的钢渣综合利用率一般较高，以下就是典型的几个工业发达国家的钢渣利用情况。在20世纪70年代初，美国的钢渣就已达到排用平衡，实现了钢渣利用的资源化、专业化、企业化，历史上的钢渣堆现已基本消除。最新数据统计表明，从2005年以来，美国钢渣产量基本在2000万吨左右，利用量也是2000万吨左右，利用率基本达到100％。2007年以来，日本钢总产量基本稳定在为1.2亿吨左右，所产钢渣中21％用于道路工程，40.7％用于土木建筑工程，19.3％用于回炉烧结料，8％用于深加工原材料，5.9％用于水泥原材料，1％用于肥料，4％用于回填料,基本应该是100%回收利用。据统计数据表明，整个欧洲每年产钢渣约1200万吨，其中65％已得到高效率的利用，但仍有35％的钢渣堆积未利用。相比之下，德国的钢渣利用率相对较高。2005年，德国约97％的钢渣已作为基料广泛应用于公路交通、地下工程及民用建筑。以上发达国家钢渣综合利用情况表明，尽管发达国家钢渣总体利用率相对较高，如美国、日本、德国的钢渣利用率己接近100％，但钢渣在混凝土生产中利用的效率还相当低。日本的资源再利用技术世界领先，但其钢渣在水泥生产中的利用率也不到6％；德国的钢渣利用率虽高，但基本上全部用作了基料，很少用于水泥。美国在上世纪90年代以前仅1％的水泥生产利用到钢铁渣，而且主要是矿渣，钢渣基本没有在水泥生产中利用。近几年来，发达国家也逐渐开始重视钢渣在水泥和混凝土中的应用与研究。上世纪90年代后期美国Chaparral钢铁公司与TXI水泥公司联合开发了STAR(SystemandTechnologyforAdvaneedRecycling)计划，主要研究成果就是发现钢渣可以作为原材料烧成水泥，目前该技术正在美国部分地区推广应用。相比较而言，中国对钢渣作水泥烧成原料及混合材的研究与应用虽然走在世界前列，但钢渣粉作混凝土掺合料的研究也只是刚刚开始，还没有在工程上大规模应用。

四、影响钢渣利用因素及我国钢渣的应用情况

1.影响钢渣利用的主要因素钢渣、矿渣与粉煤灰是我国冶金工业、能源工业三大主要工业废弃物，其中矿渣与粉煤灰目前己在水泥与混凝土行业得到了大量有效的利用，矿渣的利用率近乎100％，二级以上粉煤灰在混凝土中的应用也己非常普遍。相比之下，钢渣虽然含有与水泥矿物类似的组成，但其利用率一直较低，主要原因有以下几个方面：（1）受其形成过程的影响，钢渣的化学成分、矿物组成波动大；（2）钢渣中含有大量的铁和含铁元素的化合物，难以磨至理想的细度，如果磨至与水泥同样的细度，能耗以及设备损耗都较大。此外，因钢渣密度大，所以运输费用高；（3）与水泥相比，钢渣的活性低，水化速度慢、早强低；（4）钢渣含有部分游离CaO、MgO，这些物质在后期遇水发生化学反应，进而产生体积膨胀，因而钢渣的长期体积稳定性差。

2.我国钢渣的应用情况钢渣的主要矿物组成为硅酸二钙、硅酸三钙、橄榄石、蔷薇辉石和二价金属。钢渣的主要化学成分为CaO、Si02、FeO、Fe203、AL203、MgO、P2O5等，其密度为3.1～3.6g/cm3。近年来随着国家越来越重视环境保护，对钢渣的利用也逐步得到了重视，已经开发出很多种有关钢渣综合利用的好途径，一般钢渣的主要利用途径有以下几个方面：（1）钢渣在冶金领域中的应用1)钢渣中废钢铁回收钢渣中大多数含有10％上下的金属铁，通过破碎、磁选、筛分等手段可回收其中的大部分金属铁，一般钢渣破碎的细度越细，回收的金属会越多。国外较早开展从钢渣中回收废钢铁，我国也已有不少厂家建立了处理钢渣的生产线。2)钢渣作为冶炼熔剂钢渣作烧结矿的熔剂时，在烧结矿石里适当配加5％~15％的颗粒小于8mm的钢渣以替代部分的熔剂，可以改善烧结矿宏观和微观结构，显著提高烧结矿的质量和产量，有利于烧结造球及提高烧结速度，使烧结矿燃耗降低。将钢渣作为炼铁熔剂，不仅可以回收钢渣中的Fe，而且可以把CaO、MgO等作为助熔剂，从而节省大量石灰石、白云石资源。钢渣中的Ca、Mg等均以氧化物形式存在，不需要经过碳酸盐的分解过程，可以节省大量热能，并能节约大量石灰石、萤石等的用量，改善炉况，增加生铁产量，降低成本。3)钢渣作铁水脱硫用钢渣研制的复合脱硫剂有以下优点：可以合理的利用钢渣资源、且回收金属铁；脱硫渣为液相，脱硫速度较快，烟尘污染程度低，脱硫渣易于排出，经济效益高。（2）钢渣在建筑领域的应用由于钢渣中含有与水泥相类似的硅酸二钙、硅酸三钙及铁铝酸盐等活性矿物，具有水硬胶凝性，可作为生产无熟料水泥或少熟料水泥的原料，也可作水泥掺和料。还可利用钢渣作原料生产钢渣砖。1）在环境工程方面的应用由于钢渣具有一定的碱性和较大的比表面积，因此可考虑用于吸附处理废水。钢渣还可用于处理含磷废水及含其他重金属废水。2）在农业上的应用钢渣富含磷、钙、硅等元素，由于钢渣在冶炼过程中经高温煅烧，其溶解度已大大改变，所含有益成分易溶量大，容易被植物吸收，可以用于生产磷肥。CaO、MgO含量高的钢渣磨细后，可作为酸性土壤改良剂，并且利用了钢渣中的各种微量元素，用于农业生产中可增强农作物的抗病虫害的能力。（3）钢渣制备微晶玻璃等陶瓷由于钢渣基本的化学组成就是硅酸盐成分，其成分一般都在微晶玻璃形成的范围内，能满足制备微晶玻璃的化学组分的要求。微晶玻璃由于其具有机械强度高、耐磨损性、耐腐蚀性、电绝缘性优良、介电常数很稳定、膨胀系数可调、热稳定性好和耐高温的特点，除广泛应用在光学、宇航、电子等高新技术领域作为结构材料和功能材料外，还可大量应用在工业和民用建筑作为装饰材料或防护材料。

五、结束语