近年來，我國的鋼鐵產(chǎn)量逐年增加，鋼渣固廢也隨之增加。為了解決鋼渣固廢處理難題，本文闡述了國內(nèi)鋼渣利用現(xiàn)狀，包括鋼鐵行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r、固廢產(chǎn)生情況、固廢利用狀況及相關(guān)政策導(dǎo)向和資源化利用技術(shù)，以期為鋼渣的資源化利用研究提供一定的參考與幫助。

1 鋼渣利用現(xiàn)狀

1.1 鋼鐵行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

鋼鐵的產(chǎn)量代表一個(gè)國家的工業(yè)發(fā)展水平，1996 年以前世界領(lǐng)先的鋼鐵產(chǎn)量國依次是英國、美國、蘇聯(lián)、日本。1996年至今，中國的鋼鐵產(chǎn)量已經(jīng)連續(xù) 24 年世界第一，目前中國的粗鋼產(chǎn)能過億且是歷史上占比達(dá) 50%的唯一國家，我國鋼鐵引領(lǐng)世界的時(shí)間跨度將超過英、美，可能達(dá)百年時(shí)間。

1.2 鋼鐵固廢產(chǎn)生情況

隨著我國鋼鐵產(chǎn)量的增加，煉鋼過程中產(chǎn)生的固體廢物也逐年增加，2019 年我國產(chǎn)生鋼鐵固廢總量達(dá) 31.5 億 t，其中高爐渣產(chǎn)生量為 28.3 億 t，占比為 47.52%；鋼渣產(chǎn)生量為 1.49億 t，占比為 25.07%；鐵合金渣為 0.73 億 t，占比 12.27%；含鐵塵泥為 0.9 億 t，占比為 15.14% 。

1.3 鋼鐵固廢利用情況

如圖 1 所示，2012—2019 年我國鋼鐵固廢綜合利用量呈上升趨勢，2019 年鋼鐵固廢綜合利用量約為 4.55 億 t，綜合利用率約為 76.26%，鋼鐵固廢綜合利用率近幾年略微下降。

1.4 鋼渣未能規(guī)?；脝栴}

①鋼渣來源不穩(wěn)定，化學(xué)成分與物相組成復(fù)雜、變化大；

②冷卻方式多樣，導(dǎo)致鋼渣形成不同的微觀特性與宏觀特征；

③礦物結(jié)晶粗大，活性組分難被以解離的玻璃體包裹；

④易磨性差，鋼渣難以實(shí)現(xiàn)更大比表面積和更高的活性。

1.5 政策導(dǎo)向

近年來國家發(fā)布了一系列法規(guī)、財(cái)稅、環(huán)保政策用于推進(jìn)鋼鐵固廢的綜合利用技術(shù)的發(fā)展，2018 年國務(wù)院印發(fā)了《“無廢城市”建設(shè)試點(diǎn)工作方案》指出持續(xù)推進(jìn)固體廢物減量和資源化利用，培養(yǎng)一批固體廢物資源化利用骨干企業(yè)，為鋼鐵企業(yè)開展固廢綜合利用產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造新的契機(jī)， 《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2019 年本）》中鼓勵(lì)發(fā)展鋼渣綜合利用先進(jìn)工藝技術(shù)，2019 年發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)大宗固體廢棄物綜合利用產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展的通知》，該通知明確提出積極推動(dòng)鋼渣尾渣深度研究、分級(jí)利用、優(yōu)質(zhì)優(yōu)用和規(guī)?；?。推廣技術(shù)先進(jìn)、能耗低、耗渣大、附加值高的產(chǎn)品，全面實(shí)現(xiàn)鋼渣“零排放”。2020年修訂的《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》中明確固體廢物污染環(huán)境防治堅(jiān)持減量化、資源化和無害化原則。2020 年《中央預(yù)算內(nèi)投資生態(tài)文明建設(shè)專項(xiàng)資金支持》支持大宗固廢資源綜合利用（包含冶金渣），對(duì)符合相關(guān)要求的項(xiàng)目提供補(bǔ)助資金。

2 資源化利用

目前，鋼渣通過熱悶法、陳化法、熱潑法、滾筒法、風(fēng)淬法、水淬法進(jìn)行預(yù)處理，再通過化學(xué)、物理、熱力活化等方式激發(fā)鋼渣活性，進(jìn)而提取有價(jià)值組分、冶煉溶劑、做充填材料、做建材以及應(yīng)用于農(nóng)業(yè)等方式進(jìn)行綜合利用。其中能常用的資源化利用方式為做路基材料、瀝青路面、制水泥、透水磚等。

2.1 路基、混凝土

鋼渣具有耐磨、抗滑、高堿度等特性，利用鋼渣制備瀝青混凝土，可以改善瀝青混凝土的耐磨、抗滑、抗水損害等性能。但鋼渣瀝青混凝土的發(fā)展仍然面臨許多問題，多孔結(jié)構(gòu)導(dǎo)致

瀝青用量高、熱耗大，增加制備成本；鋼渣體積穩(wěn)定性不良，導(dǎo)致瀝青混凝土的耐久性能沒有改善。研究表明，陳化處理是改善鋼渣體積穩(wěn)定性的有效方法 。控制大粒徑骨料及瀝青用量，可以提高鋼渣瀝青混凝土的路用性能 。經(jīng)高壓輥式立磨分選出的鋼渣集料物理、力學(xué)性能均符合 GB/T 24766—2009的要求，是一種可用于公路的優(yōu)良集料 。此外，鋼渣制備軌枕混凝土對(duì)于鋼渣的資源化利用也是良好的借鑒 。

2.2 燒結(jié)材料

與水泥基不同，陶瓷制備過程經(jīng)理高溫?zé)Y(jié)工藝，這使得原料中的有害離子轉(zhuǎn)換為陶瓷產(chǎn)品中的有益部分，并且建筑陶瓷在我國消耗量大，是一條大宗高值利用的新途徑。在空氣條件下燒，鋼渣原料中的 Fe 2+ 發(fā)生氧化形成赤鐵礦相，燒結(jié)樣品抗壓強(qiáng)度和吸水率都要優(yōu)于在氮?dú)鈼l件下燒結(jié)的樣品。鋼渣也被用于燒制多孔陶瓷或者泡沫玻璃吸聲材料，這類多孔吸聲材料具有較好的吸聲性能，采用顆粒堆積與添加造孔劑結(jié)合的方法制備鋼渣多孔吸聲材料，孔隙度可達(dá)到 60%以上，材料抗壓強(qiáng)度為 7.0 MPa~100 MPa，NRC 在 0.42 以上。

2.3 農(nóng)業(yè)上應(yīng)用

鋼渣在中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用的時(shí)間較晚，但中國科研人員近年來對(duì)鋼渣在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用研究進(jìn)展迅速，主要應(yīng)用方向?yàn)橥寥栏牧?、提高土壤硅素肥力及增加作物產(chǎn)量方面 。使用鋼渣能有效提升土壤 pH 和有效硅含量，促進(jìn)水稻對(duì)硅素養(yǎng)分的吸收，顯著促進(jìn)水稻生長 。但是鋼渣中鈣、鎂含量和 pH 過高可能限制土壤養(yǎng)分有效性及水稻對(duì)養(yǎng)分的吸收利用，對(duì)水

稻生長不利 。研究表明鋼渣和變形球囊霉復(fù)合處理可以提高土壤 pH 和土壤總提取球囊霉素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，降低土壤DTPA-Cd/Pb 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，從而促進(jìn)玉米的生長，降低玉米地上部和根部 Cd/Pb 的積累。此外，與常規(guī)施肥相比，增施鋼渣對(duì)于提高大豆產(chǎn)量也有積極影響，吳建富等研究鋼渣用量在 1200 kg/hm 2 的處理效果最好，能顯著提高紅壤旱地土壤總孔隙度、Ph、CEC 和堿解氮、有效磷、速效鉀、有效硅含量。

3 結(jié)語

（1）隨著我國鋼鐵產(chǎn)量的增加，煉鋼過程中產(chǎn)生的固體廢物逐年增加，國家相繼出臺(tái)的政策法規(guī)推動(dòng)鋼渣固廢資源化利用，鋼渣利用技術(shù)逐漸被開發(fā)完善。

（2）鋼渣活化技術(shù)和設(shè)備的開發(fā)，提高鋼渣的有效利用率。

（3）鋼渣作為路基材料及混凝土的技術(shù)日趨完善，陳化處理、鋼渣摻量、適量鋼渣粒徑的應(yīng)用技術(shù)研究解決了瀝青用量高、熱耗大、產(chǎn)品穩(wěn)定度不良等問題。

（4）鋼渣燒結(jié)陶瓷技術(shù)的開發(fā)，提高陶瓷的質(zhì)量，促進(jìn)多功能陶瓷特用的使用。

（5）鋼渣應(yīng)用于農(nóng)業(yè)可以有效促進(jìn)土壤改良、加強(qiáng)土壤硅素肥力及增加作物產(chǎn)量。

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