沃見 | 鋼渣微粉的綠色未來 在于產業鏈

摘要:隨著工業固廢資源化技術的深入研究,在眾多工業固廢中,鋼渣已經成為最為重要的工業固廢資源化研究目標之一。...

隨著工業固廢資源化技術的深入研究,在眾多工業固廢中,鋼渣已經成為最為重要的工業固廢資源化研究目標之一,而隨著我國鋼鐵行業的轉型發展,鋼鐵產量在不斷上升的同時,對于鋼鐵循環利用的價值探尋力度也在不斷上升,雖然我國目前已經在鋼渣利用領域取得了一定成就,并且有效的解決了部分原先不當處置所帶來的環境問題,但不可否認的是,現有利用率仍然不高,技術水平迭代仍舊緩慢,產業鏈條仍然單一,對此,沃特節能認為,我國未來的鋼渣微粉利用,在于能否延展具有高附加值的產業鏈。

鋼渣作為鋼鐵冶煉過程中產出體量最大的一種工業固體廢棄物,其排放量約為粗鋼產量的15wt%~20wt%,據世界鋼鐵協會所發布的數據,我國鋼渣的綜合利用率僅為22% 左右,而在以美國、日本和德國等為代表的發達國家,鋼渣綜合利用率方面幾乎接近 100%
 

自2015年至今,我國江蘇、內蒙、河北等多省發生多起因鋼渣不當堆放所引發的環境污染案件,尤其是近年來生態巡查力度不斷加強,以鋼渣為主要固體排放物的鋼鐵企業不僅面臨著環保追責的問題,當地政府也面臨著問責的壓力。了解鋼渣,就務必要了解鋼渣的價值屬性,“鋼渣只是放錯地方的資源,并非是天然的污染物”,作為冶金行業產出最大的固體排放物,鋼渣在冶煉、化工、農業、建筑等領域,具有十分廣闊的應用前景。

隨著環保政策與經濟轉型等多重促進,我國目前鋼渣二次處理在多家鋼鐵企業得以應用推廣,而在沃特節能看來,如何以科技為核心,延展鋼渣深加工,生產高附加值產品,不僅直接關系到鋼渣的綜合利用率,更對鋼鐵行業綠色健康發展有著重要的意義。

鋼鐵行業

1.新型環保建筑材料

鋼渣在建筑材料方面的應用是我國鋼渣綜合利用的主要途徑,主要集中在回填材料、道路材料、水泥熟料的輔助材料、生產建筑制品等,由于鋼渣含有金屬鐵及鐵的氧化物含量高,其耐磨性好、抗壓強度高、水化活性低及抗凍性好等,經過篩分,可將鋼渣作為骨料代替砂石用量生產瀝青混凝土或作為道路材料中的水穩層使用。

 

2.返爐再利用

經過磁選出來的鋼渣含有大量的鐵單質及磁性鐵的氧化物,可直接返回高爐中再冶煉成鋼,熔煉大大節約石灰的用量,縮短鋼渣成渣時間,改善熔融態渣的流動性,例如美國、日本和德國等發達國家用鋼渣作為燒結料返回高爐再利用,效果可觀,占到鋼渣綜合利用的 24%~75% 之間,而在我國寶鋼集團從 1996 年便開始嘗試利用鋼渣替代熔劑,回收鋼渣中的有效成分,獲得了可觀的經濟效益。

 

3.有價金屬提取

鋼渣中除含有大量的鐵金屬元素外,還有鉻、釩、錳等多種有價金屬成分,其中不銹鋼渣富含重金屬元素鉻,從中分離提取鉻元素利于實現鋼渣資源化再利用及環境保護,同時能緩解我國對鉻元素的需求,例如將鋼渣作為焙燒劑以三相焙燒后再水淬的方法提取不銹鋼渣中的鉻,提取率達96.0%,提取重金屬鉻后的不銹鋼渣鉻金浸出率極低,對環境無潛在危險。

 

4.微晶玻璃制造

微晶玻璃是由 Ca O-Si O2-Al2O3組成的三元體系,從成分上來看鋼渣中剛好含有這三個組分,通過向鋼渣中添加適當的調節組分使其與微晶玻璃成分含量相同,可制備出性能優異的微晶玻璃,以熔融態爐渣為主要原料,通過調節其組分,經不同熱處理溫度制備出以霞石和螢石為主晶相的微晶玻璃,其性能優于其他一般的微晶玻璃,抗折強度最高達126.2MPa,顯微硬度最高達585.68MPa

 

5.陶瓷材料

將鋼渣與石英、滑石粉、黏土、長石等為主要原料,通過優化傳統陶瓷生產工藝以鋼渣為主要原料來制備輝石類礦物為主要晶相的新型陶瓷,含40wt.%鋼渣的陶瓷在燒結溫度1210℃時,其抗彎強度可達143MPa利用鋼渣具備熟料性,利于降低陶瓷的燒結溫度等特性,通過添加鐵氧體制備出成本低、性能優越的鋼渣陶瓷,拓寬了鋼渣的利用途徑。

 

6.農業生產

鋼渣中的化學組成 Ca OSi O2和 Mg O 與無機肥料原料在成分組成上相同,同時還包含諸如 Fe OMn OP2O5等有效成分,因此鋼渣被作為化肥生產原料廣泛用于農業領域,另外,鋼渣的堿性能改善土壤存在的酸性問題,在發達國家,如德國、美國、法國、日本等國家,直接采用轉爐爐渣生產硅肥、磷肥料與微量營養素肥料

7.環保領域

鋼渣具有的熟料性和多孔結構,對水中金屬離子有吸附能力強,并且密度偏大的鋼渣易發生沉淀,很容易從水中分離出來,因此,鋼渣在工業廢水處理的應用具有廣闊的前景,近年來受到廣泛關注,與此同時,由于鋼渣所具有的天然屬性,在環保材料建造等領域,具有可觀的開發潛能。


8.未來趨勢
目前,我國科研工作者對鋼渣綜合利用進行了大量的研究,并且在建筑材料、鋼鐵冶煉等不同領域一定程度上已經實現了鋼渣的資源化利用,但與發達國家接近100%的利用率相比,仍然存在著較大的差距,隨著我國自上而下對環保要求的空前提高,鋼渣再利用難的問題更加突出,多地鋼鐵企業鋼渣亂堆亂放的現象被環保巡視組批評并提出整改意見,在新的形勢要求下進一步開發高效資源化利用鋼渣的新技術,提高鋼渣的綜合利用率十分必要,尤其是延展具備高附加值的產業鏈,無論是對于企業,還是對于社會與環境,都有著不可估量的未來價值。


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