1 前言

日本在鋼鐵渣資源化方面做了大量工作，1976年在鐵鋼連盟內(nèi)成立“渣資源化委員會(huì)”重點(diǎn)了解渣的基本特性，開發(fā)有關(guān)利用和生產(chǎn)的基礎(chǔ)技術(shù)，并且把JIS (標(biāo)準(zhǔn))化等社會(huì)公認(rèn)作為研究開發(fā)目的。經(jīng)過10年的研究，高爐渣100%資源化，鋼渣也幾乎完成了基礎(chǔ)研究。高爐渣的應(yīng)用已向高附價(jià)值產(chǎn)品發(fā)展，高爐水渣微粉在高強(qiáng)度混凝土中應(yīng)用就是一個(gè)例子，寶鋼開發(fā)總公司也已完成高爐水渣微粉在高強(qiáng)度混凝土中應(yīng)用的課題，目前正在進(jìn)行工業(yè)設(shè)備的建造工作。鋼渣因含游離氧化鈣(fCaO)，吸水后體積膨脹，給鋼渣利用帶來了麻煩，消除鋼渣中fCaO是鋼渣大量利用的關(guān)鍵，如何快速、大量、低價(jià)處理鋼渣水化膨脹性能成了開發(fā)鋼渣利用的熱題。寶鋼已引進(jìn)俄羅斯?jié)L筒法處理鋼渣，待該設(shè)備投產(chǎn)后，鋼渣水化膨脹性可得到解決。目前的問題是如何有效利用。

2 鋼渣的綜合利用

鋼渣主要成分是CaO、SiO2、FeO、fCaO含量比高爐渣多。礦物相以硅酸二鈣為主，因固溶P2O5所以是穩(wěn)定相，幾乎無反應(yīng)特性。鋼渣遇水后，水溶液呈強(qiáng)堿性，可作為高爐水淬渣的堿性刺激劑來利用，也是水硬性材質(zhì)。因鋼渣內(nèi)含有CaO和FeO，可作為部分原料返回高爐、燒結(jié)而循環(huán)使用，使用量要根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果而定。大部分鋼渣經(jīng)過處理，消除因fCaO引起膨脹崩壞因素后，可作填埋材料、道路材料、建筑材料如鋼渣礦渣水泥和鋼渣磚、砌塊等墻體材料、鋼渣肥料。

2.1 日本鋼渣綜合利用情況

日本于1979年起，建設(shè)省土木研究所、土木研究中心和鋼鐵聯(lián)盟的鋼鐵渣協(xié)會(huì)共同研究鋼渣在道路中應(yīng)用，1988年修訂《瀝青路面鋪路綱要》，確認(rèn)可以使用鋼渣。此外，鋼渣可作水泥熟料；作特殊肥料使用，1986年日本認(rèn)定礦渣硅酸質(zhì)肥料當(dāng)作普通肥料使用或作酸性土壤改良劑；利用鋼渣中石灰等有效成分提高受污泥等污染的封閉性海域的海底水質(zhì)和底質(zhì)，如東京灣、伊勢(shì)灣、瀨戶內(nèi)海等，已有預(yù)試驗(yàn)結(jié)果，從1990年起，得到專家協(xié)作，正在研究。

1992年日本住友金屬公司鋼渣利用情況如下:鋼渣總量150萬t，填埋工程等占40%，土木工程占32%，高爐、燒結(jié)循環(huán)利用占21%，水泥占4%，加工原料占2%，道路占1%�，F(xiàn)在日本許多鋼廠都是用蒸汽陳化方式處理鋼渣，處理后的鋼渣作上層路基材料是鋼渣高附加價(jià)值利用之一。住友金屬公司研究的鋼渣作上層路基材料配比為鋼渣75%，高爐緩冷渣20%，高爐水淬渣5%，商品名為S-HMS-25。因單一鋼渣水硬性差，不能單獨(dú)作上層路基材料，需配水硬性好的高爐緩冷渣和水硬性特好的高爐水淬渣。S-HMS-25作上層路基材料的性能相當(dāng)于HMS-25(調(diào)整水硬性粒度鋼鐵渣)標(biāo)準(zhǔn)。住友金屬公司經(jīng)過室內(nèi)試驗(yàn)和在小倉、鹿島和歌山三個(gè)廠內(nèi)道路試驗(yàn)，以及2年的跟蹤調(diào)查，完全證實(shí)道路表面質(zhì)量沒有因鋼渣膨脹而造成異�，F(xiàn)象，說明S-HMS-25可作上層路基材料。在日本，鋼渣與高爐緩冷渣、水渣混和后符合HMS標(biāo)準(zhǔn)，就可作商品出售，供作上層路基材料，增加鋼渣銷售量。上層路基材料性能比較見表1。

1996 年日本鋼渣生產(chǎn)量及利用量見表2。

2.2 浦項(xiàng)鋼鐵公司鋼渣綜合利用情況

浦項(xiàng)鋼鐵公司年產(chǎn)鋼渣量為150萬t,其中25%廠內(nèi)循環(huán)利用，37%填埋，38%外售。浦項(xiàng)轉(zhuǎn)爐鋼渣分為轉(zhuǎn)爐渣、脫硫渣和鋼包渣三類。鋼渣經(jīng)過破碎和磁性分離后，分成磁性渣和非磁性渣，非磁性渣含有許多鈣和硅，可代替生產(chǎn)燒結(jié)礦用的石灰石和蛇紋石，使燒結(jié)床透氣性改善，縮短時(shí)間。當(dāng)加入量增至4%時(shí)，燒結(jié)礦的常溫強(qiáng)度與生產(chǎn)率均提高，但RDI惡化。通過試驗(yàn)，轉(zhuǎn)爐渣的最大使用量達(dá)到2.34%時(shí)，對(duì)燒結(jié)礦質(zhì)量、生產(chǎn)率無特殊影響。浦項(xiàng)公司的這一措施可使鋼渣的利用率從25%提高到33%，填埋部分由42%下降至33%，并使燒結(jié)生產(chǎn)成本下降。

2.3 德國鋼渣綜合利用情況

德國杜依斯堡·萊茵豪森爐渣研究所是世界上獨(dú)一無二的爐渣研究所，它為爐渣的有效利用作出了貢獻(xiàn)。1994年德國鋼鐵渣利用率為95%以上。其中56%用于土建，如鋪路、土方工程和水利工程；30%用于生產(chǎn)礦渣硅酸鹽和高爐渣水泥；7%在鋼廠內(nèi)返回使用；2%用于制做肥料，只有小于5%的爐渣因達(dá)不到使用要求而被送往渣場(chǎng)。該研究所認(rèn)為用爐渣作鋪路材料，有很好的工程特性:承載力大，堅(jiān)固性好，耐冰凍，體積穩(wěn)定性強(qiáng)，耐磨性能好，耐浪花拍打和潮流的沖擊。尤其是用混合爐渣(高爐塊渣、鋼渣和水渣)鋪路，其承載力比普通材料鋪的路面更高，因此瀝青層的厚度也可以減少2cm，可以降低造價(jià)。德國北部一些鋼廠的爐渣常常出口到丹麥，作為制做瀝青混凝土的原料。此外，爐渣中的礦物質(zhì)對(duì)道路兩旁樹木生長有著良好的促進(jìn)作用，尤其是將爐渣作為疏松劑填在樹木根部周圍的土中，效果更佳。關(guān)于爐渣不是廢料的問題，尚需國際經(jīng)濟(jì)和開發(fā)組織給予定性，并通過對(duì)爐渣的性能等制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)后，爐渣就可以象鋼材一樣作為產(chǎn)品而進(jìn)出國境予以銷售。

2.4 美洲鋼渣綜合利用情況

美國鋼渣有近一半量出售用于填埋，還有用途是作水泥添加劑。加拿大多法斯科公司把處理過的鋼渣用于道路建設(shè)。

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