知識課堂：鋼渣的用途是什么

　　鋼渣是煉鋼過程中的必然副產物，其產量為粗鋼產量的15%~20%，在工業廢渣中占據很大比重。鋼渣主要礦物成份為硅酸三鈣、硅酸二鈣、鈣鎂橄欖石、鈣鎂薔薇輝石、鐵酸二鈣、RO(鎂、鐵、錳的氧化物，即FeO、MgO、MnO形成的固熔體)、游離石灰(f-CaO)等，被稱為是過燒的水泥熟料。

　　鋼渣的來源

　　(1)鋼鐵料中的Si、Mn、P、Fe等元素的氧化產物;

　　(2) 冶煉過程中加入的造渣材料;

　　(3) 冶煉過程中被侵蝕的爐襯耐火材料;

　　(4)固體料帶入的泥沙。

　　鋼渣作為二次資源綜合利用有兩個主要途徑，一個是作為冶煉溶劑在本廠循環利用，不但可以代替石灰石，且可以從中回收大量的金屬鐵和其他有用元素;另一個是作為制造筑路材料、建筑材料或農業肥料的原材料。

　　鋼渣用于冶金原料

　　1)回收廢鋼鐵，鋼渣中含有較大數量的鐵，平均質量分數約為25%，其中金屬鐵約占10%。磁選后，可回收各粒級的廢鋼，其中大部分含鐵品位高的鋼渣作為煉鋼、煉鐵原料。

　　2)鋼渣用作燒結材料，由于轉爐鋼渣中含40%～50%的CaO，用其代替部分石灰石作燒結配料，不僅可回收利用鋼渣中殘鋼、氧化鐵、氧化鈣、氧化鎂、氧化錳、稀有元素(V、Nb等)等，而且可使轉鼓指數和結塊率提高并有利于燒結造球及提高燒結速度。鋼渣中Fe、FeO在氧化反應過程中產生的熱量可降低燒結礦燃料消耗。

　　3)鋼渣用作高爐熔劑，轉爐鋼渣中含有40%～50%的CaO、6%～10%的MgO，將其回收作為高爐助溶劑可代替石灰石、白云石，從而節省礦石資源。另外，由于石灰石(CaCO3)、白云石[CaMg(CO3)2]分解為CaO、MgO的過程需耗能，而鋼渣中的Ca、Mg等均以氧化物形式存在，從而節省大量熱能。

　　4)鋼渣用作煉鋼返回渣料，鋼渣返回轉爐冶煉可降低原料消耗，減少總渣量。對于冶煉本身還可促進化渣，縮短冶煉時間。

　　鋼渣用于道路工程

　　1)鋼渣生產水泥及混凝土摻合料，鋼渣中含有具有水硬膠凝性的硅酸三鈣(C3S)、硅酸二鈣(C2S)及鐵鋁酸鹽等活性礦物，符合水泥特性。因此可以用作生產無熟料水泥、少熟料水泥的原料以及水泥摻合料。鋼渣水泥具有耐磨、抗折強度高、耐腐蝕、抗凍等優良特性。

　　2)鋼渣代替碎石和細骨料，鋼渣碎石具有強度高、表面粗糙、耐磨和耐久性好、容重大、穩定性好、與瀝青結合牢固等優點，相對于普通碎石還具有耐低溫開裂的特性，因而可廣泛用于道路工程回填。鋼渣作為鐵路道渣，具有不干擾鐵路系統電訊工作、導電性好等特點。由于鋼渣具有良好的滲水和排水性，其中的膠凝成分可使其板結成大塊。鋼渣同樣適于沼澤、海灘筑路造地。

　　新型建筑材料工程應用

　　1)新型混凝土，通過磨細加工，使工業廢渣的活性提高并作為一種混凝土用摻合料進入混凝土的第6組分———礦物細摻料。細磨加工不僅使渣粉顆粒減小，增大其比表面積，使渣粉中的f-CaO進一步水化以提高渣粉穩定性，還伴隨著鋼渣晶格結構及表面物化性能變化，使粉磨能量轉化為渣粉的內能和表面能，提升鋼渣膠凝性。利用鋼渣微粉與高爐礦粉相互間的激發性，加以適當的激發劑可配制出高性能的混凝土膠凝材料。

　　同時，根據不同的使用要求，還可配制出道路混凝土(抗拉強度高，耐磨、抗折、抗滲性好)、海工混凝土(良好的滲水、排水性，海洋生物附著率高)等系列產品。

　　2)碳化鋼渣制建筑材料，造成鋼渣穩定性不好的主要因素是游離氧化鈣和游離氧化鎂，它們都可以和CO2進行反應，且鋼渣在富CO2環境下，會在短時間內迅速硬化。利用這種性質，可利用鋼渣制成鋼渣磚，再次用到不同的建筑中，其重要意義在于碳化養護材料的物理化學性能得到了重大改進。與此同時，有效控制了CO2的排放，改善溫室效應。

　　鋼渣制微晶玻璃

　　礦渣微晶玻璃自20世紀60年代研發出來以后，在許多國家形成了規模化生產。程金樹等以還原性鋼渣為主要原料研制出了外形美觀的微晶玻璃花崗巖。陳惠君等以粉煤灰和鋼渣為主要原料，研制出以鈣、鐵灰石為主晶相的微晶玻璃。

　　鋼渣在環境工程方面的應用

　　鋼渣較高的堿性和較大的比表面積可用于處理廢水。研究表明，鋼渣具有化學沉淀和吸附作用。在鋼渣處理含鉻廢水研究中，鉻的去除率達到99%。鋼渣處理含鋅廢水的研究中，鋅的去除率達98%以上，處理后的廢水達到GB897888污水綜合排放標準。鋼渣處理含汞廢水的研究中，汞的去除率達到90.6%。其研究結果為解決海洋汞污染提供了一種有效途徑。鋼渣還可用于處理含磷廢水及含其他重金屬廢水。

　　鋼渣在農業上的應用

　　鋼渣作為堿性渣可以用于酸性土壤中，其中的CaO、MgO可改良土壤土質。含磷高的鋼渣也可用于缺磷堿性土壤中并增強農作物的抗病蟲害能力。硅是水稻生長需求量最大的元素，SiO2含量高于15%的鋼渣可作硅肥。

　　其他用途

　　鋼渣還可生產免燒磚、鑄造砂、水泥膨脹劑、制流態砂硬化劑等。

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