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张勋说：钢渣处理和综合利用的原因及效益分析

张勋2020-02-14【博客】人已围观

简介随着工业化进程的发展，环境保护问题日益受到人们的重视。钢渣作为一种冶金工业固废，若不能进行有效的利用会造成严重的环境污染与社会负担。如何利用简洁有效的工艺装备处理钢渣，生产优质废钢、铁精粉和容易利用的干尾渣，是实现高附加值利用的关键。过去由于企业管理粗放、综合利用水平较低，大量的钢渣外排，运输费用高、占用了大量的土地，对环境也造成了一定的污染，给企业造成巨大损失。随着国家环保力度的不断加大和钢渣处理技术水平的提高，钢渣已成为新的二次能源，是治理环境污染、变废为宝、实现节能减排的有效途径。

1 什么是钢渣

　　1.1 钢渣是炼钢过程中的一种副产品。它由生铁中的硅、锰、磷、硫等杂质在熔炼过程中氧化而成的各种氧化物以及这些氧化物与溶剂反应生成的盐类所组成。钢渣含有多种有用成分：金属铁2%～8%，氧化钙40%～60%，氧化镁3%～10%，氧化锰1%～8%，故可作为钢铁冶金原料使用。钢渣的矿物组成以硅酸三钙为主，其次是硅酸二钙、RO相、铁酸二钙和游离氧化钙。钢渣的矿物组成不尽相同，其影响因素在于钢渣本身的化学成分及碱度。

　　1.2 钢渣为熟料，是重熔相，熔化温度低。重新熔化时，液相形成早，流动性好。

　　1.3 钢渣分为电炉钢渣、平炉钢渣和转炉钢渣3种。

　　1.4 钢渣作为二次资源综合利用有两个主要途径，一个是作为冶炼溶剂在本厂循环利用，不但可以代替石灰石，且可以从中回收大量的金属铁和其他有用元素;另一个是作为制造筑路材料、建筑材料或农业肥料的原材料。

2 为什么要进行钢渣处理和综合利用

　　2.1 钢渣是冶金工业中产生的废渣，其产生率为粗钢产量的8%～15%，2012年全世界排钢渣量约1.8亿吨。中国钢铁工业协会称，2019年钢铁行业市场需求较好，预计2019年钢材消费量约8.8亿吨，同比增长6%。尽管2019年带钢行情尚可，但展望更长期的市场前景，中国钢铁产能已经进入减量化发展阶段，预计2020年钢材需求量小幅增长，同比增长2%。这一较低的增速与此前世界钢铁协会的预计接近，后者预测数字为1%。2020年中国钢材需求增速将放缓，产能释放较大，供大于求趋势明显。目前国内钢铁产能处于释放高峰期，主要是由于钢铁行业在过去几年“去产能”政策的影响下，正处于新一轮调整期。此外，2019年出现的产能释放快、铁矿石价格大幅上涨、环保压力加大等问题将在2020年延续。2020年房地产市场以“稳”为主，未来影响钢铁行业发展的主要因素还是环保。中国钢铁工业协会将推动差别化“环保限产”和“错峰生产”，加快推动超低排放改造，促进环保分类管控方案进一步优化。由于调坯窄带生产企业“煤改气”结束后，天然气能源供给不足，且天然气价格持续上涨，窄带生产成本有所上升，加之低库存和供应端的收紧，带钢价格依然呈现出大幅拉涨的态势，所以在长期减量化的趋势下，即便到2030年国内钢材消费需求降至5亿吨左右，也仍然是个很大的数字，中国钢铁业在世界上的地位稳固。

　　2.2 随着工业化进程的发展，环境保护问题日益受到人们的重视。钢渣作为一种冶金工业固废，若不能进行有效的利用会造成严重的环境污染与社会负担。如何利用简洁有效的工艺装备处理钢渣，生产优质废钢、铁精粉和容易利用的干尾渣，是实现高附加值利用的关键。

　　2.3 过去由于企业管理粗放、综合利用水平较低，大量的钢渣外排，运输费用高、占用了大量的土地，对环境也造成了一定的污染，给企业造成巨大损失。随着国家环保力度的不断加大和钢渣处理技术水平的提高，钢渣已成为新的二次能源，是治理环境污染、变废为宝、实现节能减排的有效途径。

　　2.4 2017年以前，多数企业采用简单的磁选工艺将钢渣中部分铁素资源选出来，尾渣大量堆存或以很低的价格卖向社会，这部分尾渣离开钢厂没有得到充分的利用，尾渣中仍含有5%-10%的铁素资源被“白白扔掉”。从上世纪90年代到2017年末，国内钢尾渣累计堆放和存量已达到15多亿吨，占地20多万亩，污染环境，浪费资源。简易磁选回收的渣钢因含渣量高，高硫渣进入转炉造成吹炼控制困难，消耗增加、改判钢风险增大。

　　2.5 国家“十一五”发展规划中指出，钢渣的综合利用率应达86%以上，基本实现“零排放”。然而，中国综合利用的现状与该规划相差甚远，尤其是素有“劣质水泥熟料”之称的转炉钢渣的利用率仅为10% ～20%。国内钢铁企业产生的钢渣不能及时处理，致使大量钢渣占用土地，污染环境。然而钢渣并非不可用固体废弃物，其中含有大量的渣钢、氧化钙、铁以及氧化镁等可利用组分。所以，为使钢铁企业创造经济和环境效益，选择合适的处理工艺和利用途径来开发钢渣的再利用价值是十分必要和迫切的。

3 钢渣处理和综合利用的经济效益与环保效益

　　3.1 经济效益

　　钢铁企业炼钢转炉吨钢炉渣产生量约为100-150kg，也就是说,到2030年(去产能后按5亿吨/年炼钢产能计算，不算2017年末国内钢尾渣累计堆放和存量已达到15多亿吨)，每年约有5000万吨的钢渣产生。

钢渣化学成分(%)