摘要：我國(guó)煉鐵煉鋼技術(shù)還不夠先進(jìn)而鋼產(chǎn)量穩(wěn)居世界第一，各鋼鐵企業(yè)每年都會(huì)產(chǎn)生大量的不同種類(lèi)的冶金渣，以致冶金渣的處理已經(jīng)成為各個(gè)鋼鐵企業(yè)必須要攻克的一個(gè)課題。冶金渣在早些年作為一種行業(yè)垃圾被丟棄，占用了很多土地，不但對(duì)環(huán)境造成很大的污染，而且冶金渣中很多有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的元素沒(méi)有得到利用。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、科學(xué)的進(jìn)步，冶金渣的經(jīng)濟(jì)價(jià)值逐步得到開(kāi)發(fā)利用，且其處理工藝逐步被優(yōu)化、應(yīng)用領(lǐng)域逐步擴(kuò)大。

關(guān)鍵詞：冶金渣 干式處理 濕式處理 綜合利用 液態(tài)高爐渣

中圖分類(lèi)號(hào)：X757 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2013）24-0173-02

首先根據(jù)冶金渣的產(chǎn)生途徑以及主要成分將其分類(lèi)，然后根據(jù)各類(lèi)冶金渣的成分以及各類(lèi)特性選擇適當(dāng)?shù)奶幚砉に?，?duì)冶金渣進(jìn)行細(xì)化、分選、再利用，最后對(duì)在各類(lèi)冶金渣加工處理過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣、廢水等的處理以及循環(huán)使用。

一、冶金渣的分類(lèi)

冶金渣亦稱(chēng)為鋼鐵冶煉爐渣，主要包括高爐爐渣、鋼渣及鐵合金渣。

高爐爐渣是在大約 1500℃下由鐵礦及焦炭、灰石或白云石于高爐中反應(yīng)時(shí)在去氧過(guò)程中形成的礦物熔渣。隨著時(shí)代的發(fā)展，許多加工方法隨之優(yōu)化。當(dāng)今應(yīng)用較多的有慢冷晶態(tài)高爐塊渣（ hochofenstückschlacke，簡(jiǎn)稱(chēng) HOS）和水淬急冷非晶態(tài)礦渣 （ hüttensand，簡(jiǎn)稱(chēng) HS）。

鋼渣同樣是一種礦物熔渣 ，它于 1650℃下在生鐵、廢鋼和造渣劑 （ CaO ， CaF2 ）加工成鋼的過(guò)程中形成的，故由鐵的氧化物、其他金屬氧化物以及用于形成爐渣的生石灰或者煅燒白云石構(gòu)成。根據(jù)鋼的生產(chǎn)方式不同，目前鋼渣主要為純氧頂吹轉(zhuǎn)爐鋼渣。

其他類(lèi)型的冶金渣 ，如為了獲取不同質(zhì)量的鋼而在鋼的再加工過(guò)程中出現(xiàn)的鐵合金渣 （ SEKS）,高合金化生產(chǎn)不銹鋼過(guò)程中產(chǎn)生的不銹鋼渣 （ edelstahlschlacke，簡(jiǎn)稱(chēng) EDS） ,由高爐塊渣、鋼渣及生產(chǎn)鋼的其他專(zhuān)門(mén)礦物材料組成的冶金礦物混合料 （ hüttenm ineralstoffgem isch，簡(jiǎn)稱(chēng) HM GM ）等亦屬于冶金渣的范圍 ，但不如高爐爐渣和鋼渣量大。

二、冶金渣的加工工藝

高爐爐渣（即鐵水渣）加工成的水渣中含有大量的鐵，有很大的經(jīng)濟(jì)利用價(jià)值。對(duì)于如何提高水渣的處理是鋼鐵冶金公司的一項(xiàng)主要工作。目前，鐵水渣加工工藝有以下幾種：

1、浸泡處理法

根據(jù)浸泡方法的不同，該工藝又分為渣池水淬處理法和渣罐浸泡處理法。

1.1 渣池水淬工藝流程為：

該工藝需要大型的渣灌車(chē)運(yùn)輸熱的液態(tài)高爐渣，不但增加了成本，而且在液態(tài)高爐渣運(yùn)輸過(guò)程中存在很大的安全隱患，而且大塊渣鐵的成材率低。

1.2 渣灌浸泡工藝流程為：

該工藝同樣存在成本高、安全隱患大、技術(shù)含量較高，對(duì)操作工的技能水平要求較高的問(wèn)題。不過(guò)此工藝大塊渣鐵的成材率高且水渣通過(guò)渣場(chǎng)的冷卻、悶罐的粉化、篩選等利用率高。實(shí)現(xiàn)了渣鐵充分利用的目的。由于浸泡，減少了粉塵對(duì)環(huán)境的污染。因此此工藝較為實(shí)用。

成本主要部分是渣灌車(chē)、小松、破碎機(jī)、裝載機(jī)、吸盤(pán)等設(shè)備的油耗以及維護(hù)費(fèi)用。對(duì)此，我們可以通過(guò)廢油的回收再利用，備件修復(fù)使用，定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)避免設(shè)備帶病作業(yè)等降低成本。

安全隱患主要是噴渣、爆炸、火災(zāi)等，通過(guò)相應(yīng)制定防范措施，可以確保員工安全作業(yè)。

此工藝有以下幾個(gè)主要技術(shù)要點(diǎn)：

1.2.1 使用渣灌必須干燥完好，且墊罐渣（防止鐵水粘罐，雨天時(shí)墊罐渣要用紅渣）干燥以防接渣時(shí)出現(xiàn)噴渣、漏渣現(xiàn)象。

1.2.2 渣罐運(yùn)輸過(guò)程中必須慢速、勻速行駛防止紅渣溢出引起火災(zāi)

1.2.3 渣罐浸泡必須到位（保證浸泡時(shí)間根據(jù)渣罐中渣量情況浸泡時(shí)間8～16小時(shí)不等，一般要保證10小時(shí)以上），確保渣罐中鐵水渣無(wú)紅心渣后（翻罐前，用測(cè)溫儀檢測(cè)渣罐溫度）方可翻灌避免紅心渣遇水或者潮渣發(fā)生響爆。

1.2.4 選出的大塊渣鐵必須水池浸泡降溫冷卻，以利于破碎機(jī)充分清理掉其表面的渣子，確?；貭t渣鐵的質(zhì)量

1.2.5 分選倒駁出的鐵水渣要進(jìn)行適量灑水降溫后方可進(jìn)入悶罐。太干、太濕都不利于鐵水渣的粉化、分選并且太干還易產(chǎn)生大量粉塵造成環(huán)境污染。

2、爐前沖渣處理法

該工藝的工藝流程為：

2.1 干式處理

該工藝要求在放渣前，必須保持渣場(chǎng)干燥并用干渣將放渣場(chǎng)地圍好。以防發(fā)生爆炸或者紅渣流溢。灑水時(shí)場(chǎng)地蒸汽大，做好安全防范措施。

2.2 濕式處理

該工藝對(duì)沖水的流量、壓力以及漏渣板的孔徑設(shè)置有嚴(yán)格的要求，盡量避免大塊渣進(jìn)入渣籠，大塊渣不但易損壞設(shè)備而且易堵塞渣籠，需要人工進(jìn)入進(jìn)行清理，不但影響生產(chǎn)，而且清除大塊渣時(shí)，存在很大的安全隱患。

3、鋼渣的處理法

鋼渣根據(jù)處理工藝不同分為轉(zhuǎn)爐渣和電爐渣，根據(jù)鋼渣產(chǎn)生的工藝階段不同，轉(zhuǎn)爐渣和電爐渣又分為冶煉鋼渣和鑄余渣，其中其處理過(guò)程主要包括鋼渣的運(yùn)輸、破碎、磁選，其主要工藝流程圖見(jiàn)下圖：

3.1轉(zhuǎn)爐渣

3.1.1

該工藝需要大型的渣灌車(chē)運(yùn)輸熱的液態(tài)轉(zhuǎn)爐渣，對(duì)鋼渣的運(yùn)輸技能要求很高，存在很大的安全隱患。要有相應(yīng)的安全措施，如：對(duì)于滿罐，先在渣罐表面飄灑適量的水使其冷卻結(jié)殼等。

3.1.2對(duì)于轉(zhuǎn)爐渣中的A渣、B渣使用淺盤(pán)或者滾筒處理

3.1.3對(duì)轉(zhuǎn)爐中的D渣采用熱潑法，此工藝產(chǎn)生大量的廢氣、廢水對(duì)環(huán)境有很大的污染并且易發(fā)生響爆存在很大的安全隱患。

3.2電爐渣

電爐渣中的鑄余渣含鋼量很低，經(jīng)過(guò)灑水冷卻全部粉化,電爐渣中的冶煉鋼渣由于溫度很高，流動(dòng)性很強(qiáng)，對(duì)鋼渣的運(yùn)輸要求非常高，技術(shù)含量高，但對(duì)鋼渣的處理率高，可以使鋼渣得到充分利用。

3.3不銹鋼鋼渣

3.3.1目前不銹鋼渣處理工藝流程是：

此工藝流程最大的缺點(diǎn)是，不銹鋼鋼渣很細(xì)，在翻罐、灑水?dāng)嚢柽^(guò)程中粉塵非常大，對(duì)環(huán)境造成很大的污染。也不利于作業(yè)人員的身體健康。目前對(duì)次工藝進(jìn)行了稍加改進(jìn)，采用的是浸泡法即在翻罐前在罐內(nèi)進(jìn)行噴淋浸泡以降溫降粉塵后，再進(jìn)行翻灌破碎處理，此工藝很大程度上減低了粉塵污染，但是同時(shí)不但需要更多的渣罐，而且在浸泡過(guò)程中產(chǎn)生了污水和廢氣，需要進(jìn)行處理。

3.3.2不銹鋼渣處理工藝改進(jìn)方案

此方案主要是從降塵，減少污水排放著手，老的工藝或有粉塵或產(chǎn)生廢水、廢氣對(duì)環(huán)境造成一定程度的污染，我們就從造成環(huán)境污染的工藝步驟即翻罐浸泡進(jìn)行改進(jìn)。我們采用渣池浸泡法。其主要工藝流程如下：

此工藝的關(guān)鍵是渣池的制作和渣罐中的鋼渣要得到充分冷卻，挖置幾個(gè)渣池作為鋼渣浸泡點(diǎn)，分別作為進(jìn)渣期、浸泡期和發(fā)渣期，依次循環(huán)使用。渣池的進(jìn)渣期是將冷卻好的不銹鋼渣放入渣池內(nèi)，直至渣池儲(chǔ)滿，渣池儲(chǔ)滿后進(jìn)入渣池對(duì)鋼渣的浸泡期，使鋼渣得到充分浸泡，等渣池內(nèi)的鋼渣浸泡好后，最后進(jìn)行渣池發(fā)渣即裝車(chē)外發(fā)，然后再對(duì)渣池進(jìn)行充水。

渣池的循環(huán)使用過(guò)程：

此工藝技能含量高，對(duì)操作工的技能水平要求較高如鋼渣的冷卻、翻灌等控制要求較為嚴(yán)格。但此工藝不但解決了不銹鋼渣處理過(guò)程中粉塵污染，也避免了污水產(chǎn)生。降低了對(duì)環(huán)境的污染，改善了員工作業(yè)條件。

三、冶金渣的經(jīng)濟(jì)價(jià)值

冶金渣主要的處理工藝破碎、分選（篩選、磁選）。大塊的渣鐵、渣鋼回收。是冶金渣處理的主要產(chǎn)品。通過(guò)篩選和磁選對(duì)碎渣進(jìn)行分選處理，得到不同顆粒大小、不同成分的碎渣成為冶金渣的副產(chǎn)品。

1、冶金渣中的渣鐵、渣鋼

通過(guò)分選工藝分選出來(lái)的渣鐵、渣鋼中含鐵量很高，可以作為原料重新利用。它是冶金渣處理的一個(gè)主要產(chǎn)品。

2、冶金渣格柵制作工藝

采用冶金渣作為制作格柵的材料是冶金渣循環(huán)利用的又一工藝。不但解決了格柵制作的原材料問(wèn)題，降低了格柵制作成本，更是實(shí)現(xiàn)了鋼渣工業(yè)化處理與循環(huán)化利用的良性運(yùn)作

3、冶金渣的綜合利用

鋼渣用于水泥生料原料，作為水泥原料的鐵質(zhì)校正料，在水泥生產(chǎn)工藝中，可替代鐵粉穩(wěn)定利用，也有助于鋼渣的100%有效處置利用。鋼渣已作為彩色地面磚、瓦，鋼渣混凝土地面的原材料廣泛應(yīng)用。

四、冶金渣處理中存在的問(wèn)題

在冶金渣處理過(guò)程中產(chǎn)生廢氣有待進(jìn)一步回收處理，產(chǎn)生的廢水需要循環(huán)使用，產(chǎn)生的粉塵對(duì)環(huán)境造成污染還沒(méi)有完全消除。產(chǎn)生的熱量還沒(méi)有得到充分利用。冶金渣中成分需要進(jìn)一步細(xì)化分選，使用領(lǐng)域需要進(jìn)一步拓展，冶金渣處理過(guò)程中還存在各種各樣的安全隱患，逐步改進(jìn)冶金渣的加工工藝，優(yōu)化加工工藝，消除安全隱患，提高處理效率，使冶金渣得到充分合理開(kāi)發(fā)利用。

五、結(jié)束語(yǔ)

冶金渣處理工藝的出現(xiàn)、不斷優(yōu)化以及冶金渣資源再利用的研究是冶金渣的開(kāi)75e6b92581a129e9ee347163977a524fd7abb944f9740df2139cdd2e0fe1929a發(fā)利用的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。冶金渣的資源化利用對(duì)于減少棄埋用占地、減少環(huán)境污染以及促進(jìn)我國(guó)鋼鐵工業(yè)的持續(xù)高效發(fā)展具有重要的意義。目前，已有很多處理冶金渣的加工工藝，生產(chǎn)了很多冶金渣產(chǎn)品。渣鋼、渣鐵等被回收再利用，其他的產(chǎn)品已作為一種重要原材料廣泛應(yīng)用于水泥生產(chǎn)、道路、建筑等領(lǐng)域。今后發(fā)展方向，進(jìn)一步優(yōu)化冶金渣處理工藝、提高冶金渣利用率、開(kāi)發(fā)附加值更高的冶金渣產(chǎn)品。

參考文獻(xiàn)：

【1】趙青林 ，周明凱 ，魏 茂 德國(guó)冶金渣及其綜合利用情況 武漢理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院硅酸鹽材料教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 ，武漢 430070 第 25卷第 6期 2006年 12月

【2】錢(qián)強(qiáng) 鋼鐵生產(chǎn)中的冶金渣綜合利用實(shí)踐 攀鋼集團(tuán)鋼城企業(yè)總公司廢舊物資公司 四川攀枝花 617022 第 18卷第 1期 2008年1月

【3】1 沈建國(guó) 郭春媛 于景坤 姜茂發(fā) 鋼鐵冶金渣的資源化利用 上海寶山鋼鐵股份有限公司 上海201900 ,2 東北大學(xué) 材料與冶金學(xué)院，遼寧沈陽(yáng) 110004 第2卷第3期 2003年9月

【4】鋼渣處理與綜合利用技術(shù) 中冶寶鋼技術(shù)中心組織編制 2008年8月

【5】李決明 周選伍 漣鋼冶金渣的綜合利用實(shí)踐 湖南漣鋼環(huán)?？萍加邢薰?第 6 期

2005 年 12 月

【6】黃元民 柳鋼100噸轉(zhuǎn)爐冶金渣處理方案選擇與方案探討 第1期2005年

【7】朱躍剛 陸明弟 程勇 李燦華 武鋼冶金渣公司冶金渣處理與利用綜述 第2期 2005年4月

【8】蔡雪軍 王崇英 周啟勝 鄺冬林 冶金渣綜合利用與節(jié)能環(huán)保 1.武漢冶建技術(shù)研究有限公司，河北 武漢 430081,2.新余鋼鐵股份有限公司，江西 新余 3380012009.No.4？月刊