冶金工業(yè)固體廢物的資源化

1、冶金工業(yè)固體廢物的資源化1第一頁(yè)，共98頁(yè)。目錄冶金固體廢物冶金固體廢物冶金工藝概述冶金工藝概述高爐渣的資源化高爐渣的資源化鋼渣的資源化鋼渣的資源化赤泥的資源化赤泥的資源化銅渣的資源化銅渣的資源化有色金屬渣有色金屬渣煉鐵過(guò)程煉鐵過(guò)程2第二頁(yè)，共98頁(yè)。11.1冶金工藝概述冶金工藝概述金屬及其分類金屬及其分類什么是什么是金屬？金屬？3第三頁(yè)，共98頁(yè)。冶金工業(yè)分類法冶金工業(yè)分類法鐵、鉻、錳三種鐵、鉻、錳三種 黑色金屬黑色金屬除鐵、鉻、錳三種金屬以外除鐵、鉻、錳三種金屬以外的所有金屬。的所有金屬。 有色金屬有色金屬金屬金屬4第四頁(yè)，共98頁(yè)。 (1)(1)有色輕金屬有色輕金屬：指密度小于：指密度小

2、于4.5g/cm4.5g/cm3 3的有色金屬，有鋁、鎂、鈣的有色金屬，有鋁、鎂、鈣等及其合金；等及其合金； (2) (2)有色重金屬有色重金屬：指密度大于：指密度大于4.5g/cm4.5g/cm3 3的有色金屬、有銅、鎳、鉛、的有色金屬、有銅、鎳、鉛、鋅、錫、銻、鈷、鉍、鎘、汞等及其鋅、錫、銻、鈷、鉍、鎘、汞等及其合金；合金； (3) (3)貴金屬貴金屬：指礦源少、開(kāi)采和提：指礦源少、開(kāi)采和提取比較困難、價(jià)格比一般金屬貴的金取比較困難、價(jià)格比一般金屬貴的金屬，如金、銀和鉑族元素及其合金；屬，如金、銀和鉑族元素及其合金；5第五頁(yè)，共98頁(yè)。 (4)(4)半金屬半金屬：指物理化學(xué)性質(zhì)介于金屬與：

3、指物理化學(xué)性質(zhì)介于金屬與非金屬之間的硅、硒、碲、砷、硼等，也有非金屬之間的硅、硒、碲、砷、硼等，也有人將硼、碳、砹、釙劃入半金屬，所有半金人將硼、碳、砹、釙劃入半金屬，所有半金屬元素都呈現(xiàn)金屬光澤；屬元素都呈現(xiàn)金屬光澤； (5)(5)稀有金屬稀有金屬：指在自然界中含量很少、：指在自然界中含量很少、分布稀散或難以提取的金屬，稀有金屬又分分布稀散或難以提取的金屬，稀有金屬又分為鈦、鈹、鋰、銣、銫等為鈦、鈹、鋰、銣、銫等稀有輕金屬稀有輕金屬；鎢、；鎢、鉬、鈮、鉭、鋯、釩等鉬、鈮、鉭、鋯、釩等稀有高熔點(diǎn)金屬稀有高熔點(diǎn)金屬；鎵、；鎵、銦、鉈、鍺等銦、鉈、鍺等稀有分散金屬稀有分散金屬；鈧、釔和鑭系；鈧、釔

4、和鑭系元素等元素等稀土金屬稀土金屬；鐳、錒系元素等；鐳、錒系元素等稀有放散稀有放散性元素。性元素。6第六頁(yè)，共98頁(yè)。11.2 冶金固體廢物冶金固體廢物冶金固體廢物冶金固體廢物是指在冶金生產(chǎn)過(guò)程中所排放的暫時(shí)沒(méi)有是指在冶金生產(chǎn)過(guò)程中所排放的暫時(shí)沒(méi)有利用價(jià)值而被丟棄的固體廢物。利用價(jià)值而被丟棄的固體廢物。按照按照中華人民共和國(guó)固體廢物污染環(huán)境防治法中華人民共和國(guó)固體廢物污染環(huán)境防治法，固固體廢物體廢物分為分為城市垃圾、工業(yè)固體廢物和危險(xiǎn)廢物城市垃圾、工業(yè)固體廢物和危險(xiǎn)廢物三類。三類。7第七頁(yè)，共98頁(yè)。2006年我國(guó)工業(yè)固體廢物排放情況如下：年我國(guó)工業(yè)固體廢物排放情況如下： 工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量（

5、萬(wàn)工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量（萬(wàn)t） 151 541.4 工業(yè)固體廢物綜合利用量（萬(wàn)工業(yè)固體廢物綜合利用量（萬(wàn)t） 92 601.0 工業(yè)固體廢物綜合利用率工業(yè)固體廢物綜合利用率(%) 59.6 工業(yè)固體廢物貯存量（萬(wàn)工業(yè)固體廢物貯存量（萬(wàn)t） 22 398.1 工業(yè)固體廢物處置量（萬(wàn)工業(yè)固體廢物處置量（萬(wàn)t） 42 883.0 工業(yè)固體廢物排放量（萬(wàn)工業(yè)固體廢物排放量（萬(wàn)t） 1 302.1 “三廢三廢”綜合利用產(chǎn)品產(chǎn)值（億元）綜合利用產(chǎn)品產(chǎn)值（億元） 1026.8我國(guó)固廢的排放及利用狀況我國(guó)固廢的排放及利用狀況8第八頁(yè)，共98頁(yè)。冶金固體廢物分類冶金固體廢物分類(1)礦業(yè)固體廢物礦業(yè)固體廢物(2)

6、鋼鐵冶金工業(yè)固體廢物鋼鐵冶金工業(yè)固體廢物(3)有色金屬工業(yè)固體廢物有色金屬工業(yè)固體廢物9第九頁(yè)，共98頁(yè)。11.3冶金固體廢物分類冶金固體廢物分類 (1)礦業(yè)固體廢物礦業(yè)固體廢物（見(jiàn)上一章）見(jiàn)上一章）10第十頁(yè)，共98頁(yè)。(2)有色金屬工業(yè)固體廢物有色金屬工業(yè)固體廢物 有色金屬工業(yè)有色金屬工業(yè)有害固體廢物：有害固體廢物：則是指則是指具有浸出毒性具有浸出毒性、腐蝕性腐蝕性、放射性放射性和和急性毒性急性毒性四種中的一種或一種以上四種中的一種或一種以上的固體廢物，及列入表的固體廢物，及列入表3 -24的固體廢物。的固體廢物。 11第十一頁(yè)，共98頁(yè)。 (3) 鋼鐵冶金工業(yè)固體廢物鋼鐵冶金工業(yè)固體廢物

7、 主要是煉鐵、煉鋼冶煉過(guò)程中排出的廢渣，主要是煉鐵、煉鋼冶煉過(guò)程中排出的廢渣，這些廢渣可以統(tǒng)稱這些廢渣可以統(tǒng)稱冶金渣冶金渣。12第十二頁(yè)，共98頁(yè)。冶金廢渣冶金廢渣 冶金廢渣是指冶金工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的各種固體廢棄物。主要指煉鐵爐中產(chǎn)生的高爐渣；鋼渣；有色金屬冶煉產(chǎn)生的各種有色金屬渣，如銅渣、鉛渣、鋅渣、鎳渣等；從鋁土礦提煉氧化鋁排出的赤泥以及軋鋼過(guò)程產(chǎn)生的少量氧化鐵渣。13第十三頁(yè)，共98頁(yè)。高爐渣的資源化高爐渣的資源化鋼渣的資源化鋼渣的資源化赤泥的資源化赤泥的資源化銅渣的資源化銅渣的資源化有色金屬渣有色金屬渣煉鐵過(guò)程煉鐵過(guò)程重點(diǎn)講述以下四種冶金廢渣的資源化重點(diǎn)講述以下四種冶金廢渣的資源化1

8、4第十四頁(yè)，共98頁(yè)。11.4 高爐渣的資源化（重點(diǎn)）高爐渣的資源化（重點(diǎn)）11.4.1 來(lái)源及成分來(lái)源及成分 高爐渣是冶煉生鐵時(shí)從高爐中排出的廢物，高爐渣是冶煉生鐵時(shí)從高爐中排出的廢物，當(dāng)爐溫達(dá)到當(dāng)爐溫達(dá)到14001600時(shí)，爐料熔融，礦時(shí)，爐料熔融，礦石中的脈石、焦炭中的灰分和助溶劑和其他石中的脈石、焦炭中的灰分和助溶劑和其他不能進(jìn)入生鐵中的雜質(zhì)形成以硅酸鹽和鋁酸不能進(jìn)入生鐵中的雜質(zhì)形成以硅酸鹽和鋁酸鹽為主浮在鐵水上面的熔渣。鹽為主浮在鐵水上面的熔渣。 高爐渣中主要成分為高爐渣中主要成分為CaO、SiO2、Al2O3。 15第十五頁(yè)，共98頁(yè)。11.4.2 高爐渣高爐渣分類分類 按按冶煉生

9、產(chǎn)方法冶煉生產(chǎn)方法可分為：鑄造生鐵礦渣、可分為：鑄造生鐵礦渣、煉鋼生鐵礦渣、特種生鐵礦渣。煉鋼生鐵礦渣、特種生鐵礦渣。按按化學(xué)成分化學(xué)成分可以分為：堿性礦渣可以分為：堿性礦渣 ，中性礦，中性礦渣渣 ，酸性礦渣。，酸性礦渣。按按物理性質(zhì)及形態(tài)物理性質(zhì)及形態(tài)可分為：急冷礦渣；粒可分為：急冷礦渣；粒狀礦渣、浮石狀或球狀礦渣；慢冷礦渣；狀礦渣、浮石狀或球狀礦渣；慢冷礦渣；塊狀礦渣、粉狀礦渣。塊狀礦渣、粉狀礦渣。16第十六頁(yè)，共98頁(yè)。 高爐礦渣的性能取決于高溫熔渣的處理方法。高爐礦渣的性能取決于高溫熔渣的處理方法。對(duì)高爐熔渣通常用對(duì)高爐熔渣通常用急冷法急冷法、慢冷法慢冷法和和半急冷法半急冷法三種方法處

10、理，便得到了三種性能不同的高爐三種方法處理，便得到了三種性能不同的高爐礦渣：礦渣：水淬渣水淬渣( (granulated blastfurnace slag) )塊礦渣塊礦渣(granular ore slag)膨脹礦渣（膨脹礦渣（expanded slag） 17第十七頁(yè)，共98頁(yè)。(1) 水淬渣(granulated blastfurnace slag)用水、壓縮空氣或蒸汽對(duì)熔渣進(jìn)行快速冷卻處理，通常用水冷，使礦用水、壓縮空氣或蒸汽對(duì)熔渣進(jìn)行快速冷卻處理，通常用水冷，使礦渣與水激烈混合急冷成粒狀或海綿狀浮石類物質(zhì)渣與水激烈混合急冷成粒狀或海綿狀浮石類物質(zhì), ,故又叫故又叫?；V渣粒化礦渣。

11、在急冷過(guò)程中，熔渣中的大部分組分來(lái)不及結(jié)晶而呈玻璃態(tài)保在急冷過(guò)程中，熔渣中的大部分組分來(lái)不及結(jié)晶而呈玻璃態(tài)保留下來(lái)，只有少部分形成穩(wěn)定晶體。留下來(lái)，只有少部分形成穩(wěn)定晶體。對(duì)于堿性水淬渣，主要結(jié)晶相為堿性高爐水淬渣，具有良好的活性。對(duì)于堿性水淬渣，主要結(jié)晶相為堿性高爐水淬渣，具有良好的活性。對(duì)于酸性熔渣由于對(duì)于酸性熔渣由于A1A12 2O O3 3含量高含量高, ,粘度大粘度大, ,在水淬急冷時(shí)在水淬急冷時(shí), ,熔渣易于形成熔渣易于形成玻璃態(tài)物質(zhì)，因此，酸性水淬渣也具有良好的活性。玻璃態(tài)物質(zhì)，因此，酸性水淬渣也具有良好的活性。熔渣中的熔渣中的MgOMgO能降低其粘度，在水淬急冷時(shí)易于進(jìn)入玻璃體

12、，對(duì)水能降低其粘度，在水淬急冷時(shí)易于進(jìn)入玻璃體，對(duì)水淬渣活性有利。淬渣活性有利。熔渣中的熔渣中的MnOMnO不利于玻璃體的形成，因此對(duì)水淬渣活性有不良影不利于玻璃體的形成，因此對(duì)水淬渣活性有不良影響。響。18第十八頁(yè)，共98頁(yè)。(2) 塊渣塊渣(Granular ore slag)塊渣的礦物成分和物理性能塊渣的礦物成分和物理性能塊渣的礦物成分明顯地不同于水淬渣，由于緩慢冷卻，塊渣的礦物成分明顯地不同于水淬渣，由于緩慢冷卻，化學(xué)組分大多已析晶，主要礦物有黃長(zhǎng)石化學(xué)組分大多已析晶，主要礦物有黃長(zhǎng)石(20(207070) )，CS(10CS(104040) )，C C2 2S(20S(205050)

13、 )，輝石、輝石、FeSFeS、MnSMnS、CaOCaO、玻璃體玻璃體(3(35 5) )，絕大多數(shù)不具有活性。，絕大多數(shù)不具有活性。CS:CaOSiO2 硅酸鈣硅酸鈣 C2S:2CaOSiO2硅酸二鈣硅酸二鈣 C3S:3CaOSiO2硅酸三鈣硅酸三鈣塊渣的分解塊渣的分解塊渣中有多晶型的塊渣中有多晶型的C2S、硫化物和石灰，當(dāng)其含量較高時(shí)會(huì)硫化物和石灰，當(dāng)其含量較高時(shí)會(huì)導(dǎo)致礦渣結(jié)構(gòu)破壞，這種現(xiàn)象稱為導(dǎo)致礦渣結(jié)構(gòu)破壞，這種現(xiàn)象稱為重礦渣分解重礦渣分解。硅酸鹽分解硅酸鹽分解硫化物分解硫化物分解石灰分解石灰分解FeS、MnS 是硫化物是硫化物19第十九頁(yè)，共98頁(yè)。a. a. 硅酸鹽分解硅酸鹽分解

14、由于由于C2S在不同溫度下發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致重礦渣體在不同溫度下發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致重礦渣體積膨脹而自動(dòng)碎裂粉化，稱為硅酸鹽分解。積膨脹而自動(dòng)碎裂粉化，稱為硅酸鹽分解。如如-C2S在在525時(shí)，轉(zhuǎn)變?yōu)闀r(shí)，轉(zhuǎn)變?yōu)?C2S，密度減小，由密度減小，由3.28降低到降低到2.87，而體積約增大，而體積約增大10， 導(dǎo)致已凝固導(dǎo)致已凝固的重礦渣中產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，當(dāng)內(nèi)應(yīng)力超過(guò)重礦渣本身的重礦渣中產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，當(dāng)內(nèi)應(yīng)力超過(guò)重礦渣本身結(jié)合力時(shí)結(jié)合力時(shí),就會(huì)導(dǎo)致塊渣開(kāi)裂，酥碎、粉化。就會(huì)導(dǎo)致塊渣開(kāi)裂，酥碎、粉化。因此，因此，C2S含量較多的塊渣，不能用作混凝土骨料和含量較多的塊渣，不能用作混凝土骨料和道路碎石。道路碎石

15、。塊渣的分解塊渣的分解20第二十頁(yè)，共98頁(yè)。b.b.硫化物分解硫化物分解塊渣中所含的硫化物主要有鐵、錳的硫化物；塊渣中所含的硫化物主要有鐵、錳的硫化物；硫化物在水的作用下會(huì)生成氫氧化物，體積明顯增硫化物在水的作用下會(huì)生成氫氧化物，體積明顯增大；大；FeSFeS生成生成Fe(OH)Fe(OH)3 3時(shí)體積增大時(shí)體積增大3838；MnSMnS生成生成Mn(OH)Mn(OH)2 2時(shí)體積增大時(shí)體積增大2424；硫化物的分解也會(huì)導(dǎo)致重礦渣酥碎粉化。硫化物的分解也會(huì)導(dǎo)致重礦渣酥碎粉化。塊渣的分解塊渣的分解21第二十一頁(yè)，共98頁(yè)。c.c.石灰分解石灰分解塊渣中的塊渣中的CaOCaO遇水消解遇水消解？，

16、產(chǎn)生體積膨脹，導(dǎo)致塊渣碎裂，產(chǎn)生體積膨脹，導(dǎo)致塊渣碎裂粉化，稱為石灰分解。粉化，稱為石灰分解。所以，當(dāng)利用塊渣，特別是用作混凝土骨料時(shí)，必須認(rèn)真所以，當(dāng)利用塊渣，特別是用作混凝土骨料時(shí)，必須認(rèn)真分析上述物質(zhì)。分析上述物質(zhì)。根據(jù)國(guó)標(biāo)根據(jù)國(guó)標(biāo)YBJ20584YBJ20584規(guī)定，將塊渣碎石試樣置于蒸養(yǎng)規(guī)定，將塊渣碎石試樣置于蒸養(yǎng)釜中，在釜中，在2 2個(gè)大氣壓下進(jìn)行個(gè)大氣壓下進(jìn)行2424小時(shí)蒸壓，視礦渣塊有無(wú)小時(shí)蒸壓，視礦渣塊有無(wú)脹裂現(xiàn)象，予以試驗(yàn)評(píng)定。脹裂現(xiàn)象，予以試驗(yàn)評(píng)定。塊渣的分解塊渣的分解22第二十二頁(yè)，共98頁(yè)。(3) (3) 膨脹礦渣（膨脹礦渣（expanded slagexpanded

17、 slag）膨脹礦渣是高爐熔渣經(jīng)半急冷處理的產(chǎn)物，通常用膨脹礦渣是高爐熔渣經(jīng)半急冷處理的產(chǎn)物，通常用水并在機(jī)械作用下形成的塊狀或粒狀膨脹礦渣，故水并在機(jī)械作用下形成的塊狀或粒狀膨脹礦渣，故又叫又叫膨珠膨珠；主要由玻璃體主要由玻璃體(95(95) )構(gòu)成，外觀大多呈球形，表面有構(gòu)成，外觀大多呈球形，表面有釉化玻璃光澤，珠內(nèi)有微孔，其松散容重大于陶粒、釉化玻璃光澤，珠內(nèi)有微孔，其松散容重大于陶粒、浮石，可達(dá)浮石，可達(dá)4004001200 1200 kgkgm m3 3. .23第二十三頁(yè)，共98頁(yè)。11.4.3 高爐渣利用高爐渣利用我國(guó)通常是把高爐渣加工成：水渣礦渣碎石膨脹礦渣礦渣珠礦渣棉 免燒磚

18、24第二十四頁(yè)，共98頁(yè)。（1）制作水渣）制作水渣 水渣是把熱熔狀態(tài)的高爐渣置于水中急速冷卻的過(guò)程，主要有渣池水淬或爐前水淬兩種方式。水渣作建材用于生產(chǎn)水泥和混凝土，由于水渣具有潛在的水硬膠凝性能，在水泥熟料、石灰、石膏等激發(fā)劑作用下，可以作為優(yōu)質(zhì)的水泥原料，可制成：礦渣硅酸鹽水泥、石膏礦渣水泥、石灰礦渣水泥、礦渣磚、礦渣混凝土等。25第二十五頁(yè)，共98頁(yè)。（2）制作礦渣碎石）制作礦渣碎石 礦渣碎石是高爐渣在指定的渣坑或渣場(chǎng)自然冷卻或淋水冷卻形成較為致密的礦渣后，經(jīng)過(guò)挖掘、破碎、磁選和篩分而得到的一種碎石材料，生產(chǎn)工藝主要有熱潑法和堤式法兩種。26第二十六頁(yè)，共98頁(yè)。 礦渣碎石在我國(guó)可以代替

19、天然石料用于公路，機(jī)場(chǎng)，地基工程，鐵路道渣、混凝土骨料和瀝青路面等，可用于配制礦渣碎石混凝土,在軟弱地基中應(yīng)用用礦渣碎石作基料鋪成的瀝青路面既明亮且防滑性能好，還具有良好的耐磨性能制動(dòng)距離縮短用于鐵路道渣可以適當(dāng)吸收列車行走時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)和噪音。27第二十七頁(yè)，共98頁(yè)。（3）制作膨脹礦渣珠）制作膨脹礦渣珠 膨脹礦渣珠是用適量冷卻水急冷高爐渣熔渣而形成的一種多孔輕質(zhì)礦渣，生產(chǎn)方法有噴射法、噴霧法、塹溝法、滾筒法?？捎糜谧鲚p骨料，用來(lái)制作內(nèi)墻板樓板等，也可用于承重結(jié)構(gòu)。28第二十八頁(yè)，共98頁(yè)。（4）制作礦渣棉）制作礦渣棉 礦渣棉礦物棉的一種由鋼鐵高爐渣礦渣制成的短纖維。常用的原料有鐵、磷、鎳、鉛

20、、鉻、銅、錳、鋅、鈦等礦渣。主要用作絕熱材料和吸音材料。也可用鐵包裝材料。礦渣棉是利用工業(yè)廢料礦渣(高爐礦渣或銅礦渣、鋁礦渣等)為主要原料，經(jīng)熔化、采用高速離心法或噴吹法等工藝制成的棉絲狀無(wú)機(jī)纖維。它具有質(zhì)輕、導(dǎo)熱系數(shù)小、不燃燒、防蛀、價(jià)廉、耐腐蝕、化學(xué)穩(wěn)定性好、吸聲性能好等特點(diǎn)?？捎糜诮ㄖ锏奶畛浣^熱、吸聲、隔聲、制氧機(jī)和冷庫(kù)保冷及各種熱力設(shè)備填充隔熱等。29第二十九頁(yè)，共98頁(yè)。30第三十頁(yè)，共98頁(yè)。（5）制作免燒磚機(jī)）制作免燒磚機(jī)主要是利用河沙、礦渣、爐渣、粉煤灰、石粉、煤矸石、鋼渣、建筑垃圾等原料壓制免燒磚。壓制的免燒磚符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。31第三十一頁(yè)，共98頁(yè)。1 1、體積：、體積：2

21、40 x115x50(mm)240 x115x50(mm)和普通磚一致和普通磚一致，符，符合合JC422JC4229191部標(biāo)部標(biāo)77.577.51515級(jí)非燒結(jié)免燒磚標(biāo)級(jí)非燒結(jié)免燒磚標(biāo)準(zhǔn)。準(zhǔn)。2 2、重量：由于原料不同、重量、重量：由于原料不同、重量稍有差別稍有差別塊重約塊重約（2.22.23.53.5）kgkg3 3、磚的粘力，吸水率（、磚的粘力，吸水率（20%20%30%30%）均）均優(yōu)于粘優(yōu)于粘土磚，土磚，能粘貼瓷片等各種建筑裝飾。能粘貼瓷片等各種建筑裝飾。32第三十二頁(yè)，共98頁(yè)。11.5 11.5 鋼渣鋼渣(slag)的處理和利用的處理和利用n鋼渣是煉鋼過(guò)程中排放出的廢渣。鋼渣是煉

22、鋼過(guò)程中排放出的廢渣。n煉鋼過(guò)程是用空氣或高純氧氣氧化鐵水中的碳、煉鋼過(guò)程是用空氣或高純氧氣氧化鐵水中的碳、FeFe、MnMn、SiSi、P P等元素并釋放大量化學(xué)熱。在高溫下，爐等元素并釋放大量化學(xué)熱。在高溫下，爐料分成兩個(gè)互不相溶的液相：鋼液和熔渣，熔渣硬化料分成兩個(gè)互不相溶的液相：鋼液和熔渣，熔渣硬化后即為鋼渣，一般每煉一噸鋼，產(chǎn)生后即為鋼渣，一般每煉一噸鋼，產(chǎn)生200200300300kgkg鋼渣。鋼渣。n按冶煉方法，鋼渣可分為平爐鋼渣按冶煉方法，鋼渣可分為平爐鋼渣( (初期渣，后期初期渣，后期渣渣) )，電爐鋼渣，電爐鋼渣( (氧化渣，還原渣氧化渣，還原渣) )和轉(zhuǎn)爐鋼渣三類。和轉(zhuǎn)爐

23、鋼渣三類。鋼渣的物質(zhì)組成鋼渣的物質(zhì)組成鋼渣的處理工藝鋼渣的處理工藝鋼渣的利用鋼渣的利用33第三十三頁(yè)，共98頁(yè)。11.5.1 鋼渣的物質(zhì)組成鋼渣的化學(xué)成分鋼渣的化學(xué)成分鋼渣的礦物成分鋼渣的礦物成分34第三十四頁(yè)，共98頁(yè)。(1) 鋼渣的化學(xué)成分鋼渣的化學(xué)組分的來(lái)源鋼渣的化學(xué)組分的來(lái)源（重點(diǎn)（重點(diǎn)) )鋼渣的主要化學(xué)成分及其特點(diǎn)鋼渣的主要化學(xué)成分及其特點(diǎn)( (重點(diǎn)）重點(diǎn)）鋼渣的堿度鋼渣的堿度(alkalinity)及分類及分類35第三十五頁(yè)，共98頁(yè)。a. 鋼渣化學(xué)組分的來(lái)源（重點(diǎn)）鋼渣化學(xué)組分的來(lái)源（重點(diǎn)）金屬爐料中各元素被氧化后生成的氧化物；金屬爐料中各元素被氧化后生成的氧化物；被腐蝕的爐襯

24、和補(bǔ)爐材料；被腐蝕的爐襯和補(bǔ)爐材料；金屬爐料帶入的泥砂等雜質(zhì)；金屬爐料帶入的泥砂等雜質(zhì)；造渣材料，如石灰石、白云石、鐵礦石、石英砂等。造渣材料，如石灰石、白云石、鐵礦石、石英砂等。36第三十六頁(yè)，共98頁(yè)。b. 鋼渣的主要化學(xué)成分及其特點(diǎn)（重點(diǎn)）主要化學(xué)成分有：CaO、SiO2、A12O3、FeO、Fe2O3、MgO、MnO、P2O5、Y2O5、TiO2等；鋼渣中FeO和Fe2O3含量(約20)明顯高于高爐礦渣和水泥熟料中的含量(約5)。鋼渣中含有P2O5(約15)，而高爐礦渣和水泥熟料中一般沒(méi)有P2O5。P2O5對(duì)于鋼渣礦物的形成起重要作用，但P2O5和CaO，SiO2能形成活性較差的疊磷硅

25、鈣石Ca3(PO4)22(-Ca2SiO4)，阻礙了C3S的生成，并使C3S分解，從而降低鋼渣的活性。37第三十七頁(yè)，共98頁(yè)。c. 鋼渣的堿度(alkalinity)及分類鋼渣的堿度鋼渣的堿度( (MM0 0): ): 鋼渣按堿度分類：鋼渣按堿度分類：低堿度鋼渣：低堿度鋼渣：MM0 01.81.8；中堿度鋼渣：中堿度鋼渣：MM0 01.82.51.82.5；高堿度鋼渣：高堿度鋼渣：MM0 02.52.55220OPSiOCaOM38第三十八頁(yè)，共98頁(yè)。（2）鋼渣的礦物成分鋼渣的礦物成分與其化學(xué)成分，特別是與堿度密切相關(guān)。在鋼渣的礦物成分與其化學(xué)成分，特別是與堿度密切相關(guān)。在煉鋼過(guò)程中，隨著

26、堿度逐漸增高，將發(fā)生不同的化學(xué)反應(yīng)，煉鋼過(guò)程中，隨著堿度逐漸增高，將發(fā)生不同的化學(xué)反應(yīng)，并形成不同的礦物相。并形成不同的礦物相。在冶煉初期，部分鐵水氧化，形成在冶煉初期，部分鐵水氧化，形成FeOFeO和和FeFe2 2O O3 3，鐵水中的鐵水中的SiSi被氧化被氧化成成SiOSiO2 2，此時(shí)熔渣為此時(shí)熔渣為 SiOSiO2 2(FeO+Fe(FeO+Fe2 2O O3 3)CaO)CaO三元體系，主要礦三元體系，主要礦物相為橄欖石物相為橄欖石CaOMg(FeCaOMg(Fe，Mn)OSiOMn)OSiO2 2。隨后，由于石灰的不斷加入，堿度不斷提高，依次發(fā)生下列反應(yīng)：隨后，由于石灰的不斷加

27、入，堿度不斷提高，依次發(fā)生下列反應(yīng)：橄欖石橄欖石+ +CaO3CaO(Fe,Mg,Mn)O2Si0CaO3CaO(Fe,Mg,Mn)O2Si02 2( (薔薇輝石薔薇輝石) )十十( (Fe,Mg,Mn)OFe,Mg,Mn)O薔薇輝石薔薇輝石+ +CaOCCaOC2 2S+(Fe,Mg,Mn)OS+(Fe,Mg,Mn)OC C2 2S+CaOCS+CaOC3 3S S39第三十九頁(yè)，共98頁(yè)。（2 2）鋼渣的礦物成分）鋼渣的礦物成分在不同冶煉期和不同堿度的鋼渣中都有在不同冶煉期和不同堿度的鋼渣中都有( (Mg,Mn)OMg,Mn)O連續(xù)固連續(xù)固溶體和游離溶體和游離CaOCaO、鐵酸鈣存在，含磷

28、多的鋼渣中還存鐵酸鈣存在，含磷多的鋼渣中還存在疊磷硅酸鈣石。在疊磷硅酸鈣石。在這些礦物中在這些礦物中C C2 2S S和和C C3 3S S的含量都比較高，若鋼渣處的含量都比較高，若鋼渣處理方法適當(dāng)，可以保存較高的活性，適于生產(chǎn)水泥。理方法適當(dāng)，可以保存較高的活性，適于生產(chǎn)水泥。MgOMgO在低堿度鋼渣中以鎂薔薇輝石形式存在，在高在低堿度鋼渣中以鎂薔薇輝石形式存在，在高堿度鋼渣中以氧化物固溶體形式存在，不影響水泥堿度鋼渣中以氧化物固溶體形式存在，不影響水泥的安定性，因此，鋼渣可用于生產(chǎn)水泥。的安定性，因此，鋼渣可用于生產(chǎn)水泥。40第四十頁(yè)，共98頁(yè)。11.5.3 鋼渣的處理工藝由于煉鋼設(shè)備，工

29、藝過(guò)程，造渣制度的不同，鋼渣物化性能的多由于煉鋼設(shè)備，工藝過(guò)程，造渣制度的不同，鋼渣物化性能的多樣性及其多種利用途徑，決定了鋼渣處理工藝的多樣化，處理工樣性及其多種利用途徑，決定了鋼渣處理工藝的多樣化，處理工藝的選擇必須綜合考慮鋼渣的用途、煉鋼工藝特點(diǎn)和有利于提高藝的選擇必須綜合考慮鋼渣的用途、煉鋼工藝特點(diǎn)和有利于提高煉鋼能力。煉鋼能力。煉鋼熔渣的處理煉鋼熔渣的處理鋼渣的加工處理鋼渣的加工處理41第四十一頁(yè)，共98頁(yè)。(1) (1) 煉鋼熔渣的處理煉鋼熔渣的處理目前煉鋼熔渣的處理工藝主要有四種。目前煉鋼熔渣的處理工藝主要有四種。棄渣法棄渣法： 將熔渣倒入渣槽，稍冷后直接運(yùn)往渣場(chǎng)拋棄，堆積將熔渣

30、倒入渣槽，稍冷后直接運(yùn)往渣場(chǎng)拋棄，堆積量大時(shí)便形成渣山。這種工藝不利鋼渣合理加工利用，占用量大時(shí)便形成渣山。這種工藝不利鋼渣合理加工利用，占用農(nóng)田、污染環(huán)境。農(nóng)田、污染環(huán)境。熱潑法：熱潑法： 將熔渣運(yùn)到有一定坡度的熱潑場(chǎng)地，分層潑倒并用將熔渣運(yùn)到有一定坡度的熱潑場(chǎng)地，分層潑倒并用冷水噴淋，冷卻后用堆土機(jī)堆集，外運(yùn)加工，熱潑渣的塊度冷水噴淋，冷卻后用堆土機(jī)堆集，外運(yùn)加工，熱潑渣的塊度大多在大多在8080mmmm左右。左右。盤潑水冷法：盤潑水冷法：將熔渣運(yùn)到爐渣車間，倒入幾個(gè)淺盤內(nèi)，形成約將熔渣運(yùn)到爐渣車間，倒入幾個(gè)淺盤內(nèi)，形成約l0cml0cm厚的渣層，再灑水急冷，溫度降到厚的渣層，再灑水急冷，

31、溫度降到500500時(shí)，倒入排渣臺(tái)車，進(jìn)行第時(shí)，倒入排渣臺(tái)車，進(jìn)行第二次灑水冷卻，溫度降至二次灑水冷卻，溫度降至2002009090，倒入渣池，冷至，倒入渣池，冷至7070時(shí)用抓斗時(shí)用抓斗裝車外運(yùn)。裝車外運(yùn)。水淬法水淬法：水淬原理與高爐渣急冷處理相同，在急冷過(guò)程中水淬原理與高爐渣急冷處理相同，在急冷過(guò)程中, ,抑制了抑制了C C2 2S S向向-C-C2 2S S的轉(zhuǎn)變的轉(zhuǎn)變, ,故水淬鋼渣安定性好，有較高的綜故水淬鋼渣安定性好，有較高的綜合利用價(jià)值。合利用價(jià)值。42第四十二頁(yè)，共98頁(yè)。(2) 鋼渣的加工處理為了利用鋼渣，必須根據(jù)不同用途的要求，為了利用鋼渣，必須根據(jù)不同用途的要求，對(duì)上述各

32、種鋼渣進(jìn)行合理的破碎，細(xì)磨、篩對(duì)上述各種鋼渣進(jìn)行合理的破碎，細(xì)磨、篩分和磁選工藝流程。分和磁選工藝流程。例如：若將鋼渣用作燒結(jié)原料或改良土壤例如：若將鋼渣用作燒結(jié)原料或改良土壤, ,則則可選用自磨機(jī)加工?？蛇x用自磨機(jī)加工。將鋼渣用于生產(chǎn)水泥或鋼渣磷肥，則應(yīng)選用將鋼渣用于生產(chǎn)水泥或鋼渣磷肥，則應(yīng)選用球磨機(jī)加工。鋼渣的入磨粒度要求小于球磨機(jī)加工。鋼渣的入磨粒度要求小于lOcmlOcm，含水率含水率22，含鋼量，含鋼量11。鋼渣加工處理的工藝流程見(jiàn)圖鋼渣加工處理的工藝流程見(jiàn)圖10.4-1 10.4-1 43第四十三頁(yè)，共98頁(yè)。圖圖6.6 6.6 -1 鋼渣加工處理的工藝流程鋼渣加工處理的工藝流程4

33、4第四十四頁(yè)，共98頁(yè)。11.5.411.5.4 鋼渣的利用鋼渣的利用( (重點(diǎn)）重點(diǎn)）在冶煉鋼鐵中的應(yīng)用在冶煉鋼鐵中的應(yīng)用作燒結(jié)礦的熔劑作燒結(jié)礦的熔劑作高爐煉鐵熔劑作高爐煉鐵熔劑作化鐵爐熔劑作化鐵爐熔劑返回轉(zhuǎn)爐煉鋼返回轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)鐵水脫硫劑生產(chǎn)鐵水脫硫劑回收鋼鐵及提取稀有元素回收鋼鐵及提取稀有元素用于建筑材料用于建筑材料在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用45第四十五頁(yè)，共98頁(yè)。（1 1）作燒結(jié)礦的熔劑）作燒結(jié)礦的熔劑在燒結(jié)礦中摻配在燒結(jié)礦中摻配5 51515，粒度，粒度88mmmm的鋼渣代替部分熔劑的鋼渣代替部分熔劑, ,利用鋼渣利用鋼渣中的鋼粒及其它有益組分可以顯著改善燒結(jié)過(guò)程。中的鋼粒及其它

34、有益組分可以顯著改善燒結(jié)過(guò)程。由于鋼渣軟化溫度低由于鋼渣軟化溫度低, ,可使燒結(jié)礦液相生成早可使燒結(jié)礦液相生成早, ,并迅速向周圍并迅速向周圍擴(kuò)散，與周圍物質(zhì)反應(yīng)，使粘結(jié)相增多且分布均勻，不易破擴(kuò)散，與周圍物質(zhì)反應(yīng)，使粘結(jié)相增多且分布均勻，不易破碎，有利于燒結(jié)造球，提高燒結(jié)速度。碎，有利于燒結(jié)造球，提高燒結(jié)速度。對(duì)于含對(duì)于含P P低的燒結(jié)礦，由于引入鋼渣中的磷，其離子半徑小，能低的燒結(jié)礦，由于引入鋼渣中的磷，其離子半徑小，能固溶在固溶在C C2 2S S晶體中，可以抑制晶體中，可以抑制-C-C2 2S S向向-C-C2 2S S轉(zhuǎn)化，防止燒結(jié)礦的轉(zhuǎn)化，防止燒結(jié)礦的粉化，有助于提高燒結(jié)成品率。粉

35、化，有助于提高燒結(jié)成品率。煉鐵高爐使用摻入礦渣的燒結(jié)礦，雖然鐵的品位稍有降低但燒結(jié)礦煉鐵高爐使用摻入礦渣的燒結(jié)礦，雖然鐵的品位稍有降低但燒結(jié)礦強(qiáng)度高，可使高爐操作順利，有利于提高生鐵產(chǎn)量，降低焦比。強(qiáng)度高，可使高爐操作順利，有利于提高生鐵產(chǎn)量，降低焦比。（鋼渣中（鋼渣中CaO50CaO50）。）。第一節(jié)完第一節(jié)完46第四十六頁(yè)，共98頁(yè)。（2 2）作高爐煉鐵熔劑）作高爐煉鐵熔劑將鋼渣破碎到將鋼渣破碎到8 830 30 mmmm粒徑，直接返回高爐，以代粒徑，直接返回高爐，以代替石灰石，并回收利用其中的有益組分，可以節(jié)替石灰石，并回收利用其中的有益組分，可以節(jié)省熔劑省熔劑( (石灰石、白云石、螢石

36、石灰石、白云石、螢石) )消耗，改善高爐消耗，改善高爐渣的流動(dòng)性，增加生鐵產(chǎn)量。渣的流動(dòng)性，增加生鐵產(chǎn)量。47第四十七頁(yè)，共98頁(yè)。（3 3）作化鐵爐熔劑）作化鐵爐熔劑用鋼渣代替石灰石或螢石作化鐵爐熔劑用鋼渣代替石灰石或螢石作化鐵爐熔劑, ,對(duì)于鐵水溫對(duì)于鐵水溫度、鐵水含硫量、熔化率、爐渣的堿度及流動(dòng)性均無(wú)度、鐵水含硫量、熔化率、爐渣的堿度及流動(dòng)性均無(wú)明顯的不利影響，對(duì)于使用化鐵爐的廠礦企業(yè)都可使明顯的不利影響，對(duì)于使用化鐵爐的廠礦企業(yè)都可使用，并可以取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。用，并可以取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。 ( (代替石灰石代替石灰石) )48第四十八頁(yè)，共98頁(yè)。（4 4）返回轉(zhuǎn)爐煉鋼）返回轉(zhuǎn)爐煉

37、鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼時(shí)，每噸鋼鐵中摻入轉(zhuǎn)爐煉鋼時(shí)，每噸鋼鐵中摻入25 25 kgkg高堿度鋼高堿度鋼渣，并配合使用白云石，可使煉鋼成渣早，渣，并配合使用白云石，可使煉鋼成渣早，減少初期渣對(duì)爐襯的腐蝕，有利于延長(zhǎng)爐齡，減少初期渣對(duì)爐襯的腐蝕，有利于延長(zhǎng)爐齡，降低耐火材料的消耗。降低耐火材料的消耗。49第四十九頁(yè)，共98頁(yè)。（5 5）生產(chǎn)鐵水脫硫劑）生產(chǎn)鐵水脫硫劑利用平爐末期鋼渣生產(chǎn)鐵水爐外復(fù)合脫硫劑，處理初利用平爐末期鋼渣生產(chǎn)鐵水爐外復(fù)合脫硫劑，處理初始含硫量大于始含硫量大于0.030.03鐵水，脫硫率可達(dá)鐵水，脫硫率可達(dá)5050，此種脫，此種脫硫劑不粘罐，無(wú)污染，原料來(lái)源于廢渣。硫劑不粘罐，無(wú)污染，原料

38、來(lái)源于廢渣。50第五十頁(yè)，共98頁(yè)。（6 6）回收鋼鐵及提取稀有元素）回收鋼鐵及提取稀有元素鋼渣一般含有鋼渣一般含有7 71010的廢鋼及鋼粒，可以回收大量的廢鋼及鋼粒，可以回收大量廢鋼鐵及部分磁性氧化物。廢鋼鐵及部分磁性氧化物。用化學(xué)浸取法可以提取鋼渣中的用化學(xué)浸取法可以提取鋼渣中的NbNb（鈮），（鈮），V V等稀有金等稀有金屬。屬。51第五十一頁(yè)，共98頁(yè)。（7）用于建筑材料）用于建筑材料鋼渣水泥鋼渣磚代替碎石作骨料和道路基材52第五十二頁(yè)，共98頁(yè)。a.a.鋼渣水泥鋼渣水泥以堿度較高以堿度較高( (1.8)1.8)的平爐精渣，后期渣，轉(zhuǎn)爐后的平爐精渣，后期渣，轉(zhuǎn)爐后期渣以及電爐還原渣為

39、主要原料期渣以及電爐還原渣為主要原料, ,加入一定量的粒加入一定量的?；郀t渣和適量石膏，經(jīng)細(xì)磨而成鋼渣水泥，化高爐渣和適量石膏，經(jīng)細(xì)磨而成鋼渣水泥， 我國(guó)目前生產(chǎn)的鋼渣水泥有：我國(guó)目前生產(chǎn)的鋼渣水泥有：無(wú)熟料無(wú)熟料鋼渣水泥和鋼渣水泥和少熟少熟料料鋼渣水泥。鋼渣水泥。無(wú)熟料鋼渣水泥以石膏為激發(fā)劑，其配合比為：鋼渣無(wú)熟料鋼渣水泥以石膏為激發(fā)劑，其配合比為：鋼渣4545，?；郀t渣，?；郀t渣40404545，石膏，石膏8 81212，其標(biāo)號(hào)，其標(biāo)號(hào)為為275275325325。此種水泥早期強(qiáng)度低，僅用于砌筑砂漿，。此種水泥早期強(qiáng)度低，僅用于砌筑砂漿，墻體材料，預(yù)制混凝土構(gòu)件和農(nóng)田水利等工程。墻體

40、材料，預(yù)制混凝土構(gòu)件和農(nóng)田水利等工程。53第五十三頁(yè)，共98頁(yè)。a.a.鋼渣水泥鋼渣水泥少熟料鋼渣水泥以水泥熟料為激發(fā)劑，其配合比為：少熟料鋼渣水泥以水泥熟料為激發(fā)劑，其配合比為：鋼渣鋼渣35354545，?；V渣，?；V渣35354545，熟料，熟料10101515，石膏石膏3 35 5，標(biāo)號(hào)在，標(biāo)號(hào)在325325以上，此種水泥的早期、以上，此種水泥的早期、后期強(qiáng)度比無(wú)熟料鋼渣水泥都高。后期強(qiáng)度比無(wú)熟料鋼渣水泥都高。鋼渣水泥的質(zhì)量必須符合鋼渣水泥的質(zhì)量必須符合GBnl6482GBnl6482規(guī)定要求。鋼渣水規(guī)定要求。鋼渣水泥適于蒸氣養(yǎng)護(hù)，具有后期強(qiáng)度高，耐腐蝕、微膨脹、泥適于蒸氣養(yǎng)護(hù)，具有后

41、期強(qiáng)度高，耐腐蝕、微膨脹、耐磨性能好，水化熱低等特點(diǎn)，可配制耐磨性能好，水化熱低等特點(diǎn)，可配制200200和和400400號(hào)混凝號(hào)混凝土，分別用于民用建筑和工業(yè)建筑的各個(gè)方面，防水混土，分別用于民用建筑和工業(yè)建筑的各個(gè)方面，防水混凝土工程方面。凝土工程方面。54第五十四頁(yè)，共98頁(yè)。b.b.鋼渣磚鋼渣磚以粉狀鋼渣或水淬鋼渣為主要原料，摻入一定量的粒以粉狀鋼渣或水淬鋼渣為主要原料，摻入一定量的?；郀t渣化高爐渣( (或粉煤灰或粉煤灰) )和激發(fā)劑和激發(fā)劑( (石灰、石膏石灰、石膏) )，加水拌，加水拌和，經(jīng)輪碾、蒸養(yǎng)而制成的建筑用磚，其配合比為：和，經(jīng)輪碾、蒸養(yǎng)而制成的建筑用磚，其配合比為：鋼渣

42、鋼渣60606767，粒化高爐渣，?；郀t渣20203030，石灰，石灰5 51010，石膏石膏3 31010。生產(chǎn)鋼渣磚的主要設(shè)備有磁選機(jī)，球磨機(jī)，攪拌機(jī)，輪生產(chǎn)鋼渣磚的主要設(shè)備有磁選機(jī)，球磨機(jī)，攪拌機(jī)，輪碾機(jī)，壓磚機(jī)等。碾機(jī)，壓磚機(jī)等。鋼渣磚可用于民用建筑中的墻體、柱子、溝道等。鋼渣磚可用于民用建筑中的墻體、柱子、溝道等。55第五十五頁(yè)，共98頁(yè)。c.c.代替碎石作骨料和路材代替碎石作骨料和路材鋼渣碎石具有容重大，強(qiáng)度高，表面粗糙，穩(wěn)定好，不滑移，鋼渣碎石具有容重大，強(qiáng)度高，表面粗糙，穩(wěn)定好，不滑移，耐蝕，耐久性好，與瀝青結(jié)合牢固等優(yōu)良性能，特別適用于耐蝕，耐久性好，與瀝青結(jié)合牢固等優(yōu)良性

43、能，特別適用于鐵路、公路、工程回填、修筑堤壩、填海造地等方面。鐵路、公路、工程回填、修筑堤壩、填海造地等方面。由于鋼渣中含有一定量的游離由于鋼渣中含有一定量的游離CaO(fCaO)CaO(fCaO)，會(huì)導(dǎo)致碎石體積膨脹，會(huì)導(dǎo)致碎石體積膨脹，出現(xiàn)碎裂，粉化，因此，出現(xiàn)碎裂，粉化，因此，嚴(yán)格禁止將鋼渣用于混凝土骨料。嚴(yán)格禁止將鋼渣用于混凝土骨料。作路材時(shí)，必須促使作路材時(shí)，必須促使fCaOfCaO完全分解，可將鋼渣碎石在堆放過(guò)程完全分解，可將鋼渣碎石在堆放過(guò)程中向堆內(nèi)灑水，堆高中向堆內(nèi)灑水，堆高20 20 m m，存放半年后再使用。存放半年后再使用。鋼渣碎石作瀝青混凝土骨料時(shí)鋼渣碎石作瀝青混凝土骨

44、料時(shí), ,由于其受到瀝青膠結(jié)劑薄膜包裹，由于其受到瀝青膠結(jié)劑薄膜包裹，隔絕了腐蝕的可能性，體積膨脹問(wèn)題不嚴(yán)重。隔絕了腐蝕的可能性，體積膨脹問(wèn)題不嚴(yán)重。56第五十六頁(yè)，共98頁(yè)。(8)(8)鋼渣在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用鋼渣在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用鋼渣是一種以鋼渣是一種以Ca、Si為主，含有多種養(yǎng)分為主，含有多種養(yǎng)分的速效并有后勁的復(fù)合礦質(zhì)肥料，由于鋼的速效并有后勁的復(fù)合礦質(zhì)肥料，由于鋼渣在冶煉過(guò)程中經(jīng)高溫煅燒，營(yíng)養(yǎng)組分的渣在冶煉過(guò)程中經(jīng)高溫煅燒，營(yíng)養(yǎng)組分的溶解度大大提高，可達(dá)全溶解的溶解度大大提高，可達(dá)全溶解的1312，有的甚至更高，容易被植物吸收。有的甚至更高，容易被植物吸收。鋼渣可用于生產(chǎn)鋼渣磷肥和鈣鎂磷肥，以

45、鋼渣可用于生產(chǎn)鋼渣磷肥和鈣鎂磷肥，以前者為主。前者為主。57第五十七頁(yè)，共98頁(yè)。(8)(8)鋼渣在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用鋼渣在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用鋼渣磷肥是用含中、高磷的鐵水煉鋼時(shí)鋼渣磷肥是用含中、高磷的鐵水煉鋼時(shí),在不加螢石造渣的情在不加螢石造渣的情況下回收的含磷鋼渣，經(jīng)破碎況下回收的含磷鋼渣，經(jīng)破碎磁選磁選磨細(xì)而成。鋼渣中的磨細(xì)而成。鋼渣中的P2O5不溶于水，但能溶解于不溶于水，但能溶解于2的檸檬酸或檸檬酸銨溶液中，可以的檸檬酸或檸檬酸銨溶液中，可以被植物吸收被植物吸收生產(chǎn)實(shí)踐表明，鋼渣磷肥在酸性土壤和缺磷的堿性土壤中施生產(chǎn)實(shí)踐表明，鋼渣磷肥在酸性土壤和缺磷的堿性土壤中施用都可增產(chǎn)，水田、旱田都可用，即使

46、普通鋼渣也有一定磷用都可增產(chǎn)，水田、旱田都可用，即使普通鋼渣也有一定磷效。效。鋼渣中的鋼渣中的Ca、Si、Mn、Al、V等組分都是植物所需的養(yǎng)分，等組分都是植物所需的養(yǎng)分，對(duì)植物早期、晚期都有肥效。對(duì)植物早期、晚期都有肥效。58第五十八頁(yè)，共98頁(yè)。有色金屬冶煉渣的資源化有色金屬冶煉渣的資源化赤泥的資源化赤泥的資源化銅渣的資源化銅渣的資源化59第五十九頁(yè)，共98頁(yè)。有色金屬冶煉渣的資源化有色金屬冶煉渣的資源化有色金屬冶金渣有色金屬冶金渣火法冶煉中形成的熔渣火法冶煉中形成的熔渣濕法冶煉中排出的殘?jiān)鼭穹ㄒ睙捴信懦龅臍堅(jiān)睙掃^(guò)程中排出的煙塵冶煉過(guò)程中排出的煙塵濕法收塵所得污泥濕法收塵所得污泥我國(guó)有色

47、金屬冶煉渣數(shù)量最多的是赤泥我國(guó)有色金屬冶煉渣數(shù)量最多的是赤泥，其次是銅渣，其次是銅渣，另外還有鉛、鋅、錫、鎳、鈷、銻、汞、鎘、錫、，另外還有鉛、鋅、錫、鎳、鈷、銻、汞、鎘、錫、鎢、鉬、釩等廢渣。鎢、鉬、釩等廢渣。60第六十頁(yè)，共98頁(yè)。11.6 赤泥的資源化利用61第六十一頁(yè)，共98頁(yè)。一、赤泥的來(lái)源一、赤泥的來(lái)源赤泥是氧化鋁在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢渣，因含有大量氧化鐵而呈紅色，故被稱為赤泥. 因礦石品位、生產(chǎn)方法和技術(shù)水平的不同，大約每生產(chǎn) 1 t 氧化鋁要排1.01.8 t的赤泥.赤泥赤泥鋁土礦鋁土礦煉鋁煉鋁氧化鋁氧化鋁62第六十二頁(yè)，共98頁(yè)。二、赤泥的危害二、赤泥的危害赤泥的堆放不僅占用大

48、量土地，耗費(fèi)較多的堆場(chǎng)建設(shè)和維護(hù)費(fèi)用，而且存在于赤泥中的堿向地下滲透，造成地下水體和土壤污染. 裸露赤泥形成的粉塵隨風(fēng)飛揚(yáng)，污染大氣對(duì)人類和動(dòng)植物的生存造成負(fù)面影響， 惡化生態(tài)環(huán)境. 63第六十三頁(yè)，共98頁(yè)。64第六十四頁(yè)，共98頁(yè)。65第六十五頁(yè)，共98頁(yè)。三、赤泥的物理性質(zhì)三、赤泥的物理性質(zhì)赤泥是呈赤泥是呈灰色灰色和和暗紅色暗紅色粉狀物，粉狀物， 顏色會(huì)隨含鐵量的不顏色會(huì)隨含鐵量的不同發(fā)生變化，同發(fā)生變化，它是一種具有較大內(nèi)表面積多孔結(jié)構(gòu)，比表面積它是一種具有較大內(nèi)表面積多孔結(jié)構(gòu)，比表面積 64.09186.9 m2/g，孔隙比，孔隙比2.532.95. 其比重其比重28402870 g

49、/m3， 赤泥的含水量赤泥的含水量86.01%89.97%， 持持水量水量79.03%93.23%； 粒徑粒徑d=0.0750.005 mm 的粒組，含量在的粒組，含量在90%左右左右66第六十六頁(yè)，共98頁(yè)。四、化學(xué)成分及礦物組成四、化學(xué)成分及礦物組成赤泥的化學(xué)成分及礦物組成取決于含鋁礦物的成赤泥的化學(xué)成分及礦物組成取決于含鋁礦物的成分、生產(chǎn)氧化鋁的方法和生產(chǎn)過(guò)程中添加劑的物分、生產(chǎn)氧化鋁的方法和生產(chǎn)過(guò)程中添加劑的物質(zhì)成分，以及新生成的化合物的成分等質(zhì)成分，以及新生成的化合物的成分等. 如山東鋁廠所排赤泥的各主要礦物組分的含量是如山東鋁廠所排赤泥的各主要礦物組分的含量是: : n-硅酸二鈣（

50、硅酸二鈣（-2CaOSiO2）5060%n鈣鋁榴石（鈣鋁榴石（3CaOA12O3xSiO2yH2O）510%n氧化鐵（氧化鐵（Fe2O3xH2O）47%n方解石（方解石（CaCO3）210%n鈉硅渣（鈉硅渣（Na2OA12O31.7xSiO22H2O）510%n鈣鈦礦（鈣鈦礦（CaOTiO2）25%赤泥的化學(xué)成分及礦物組成取決于含鋁礦物的成分、赤泥的化學(xué)成分及礦物組成取決于含鋁礦物的成分、生產(chǎn)氧化鋁的方法和生產(chǎn)過(guò)程中添加劑的物質(zhì)成分，生產(chǎn)氧化鋁的方法和生產(chǎn)過(guò)程中添加劑的物質(zhì)成分，以及新生成的化合物的成分等以及新生成的化合物的成分等. 67第六十七頁(yè)，共98頁(yè)。五、赤泥的分類五、赤泥的分類赤泥是

51、一種不溶性殘?jiān)?，可分為赤泥是一種不溶性殘?jiān)煞譃闊Y(jié)法、拜爾法和燒結(jié)法、拜爾法和聯(lián)合法赤泥聯(lián)合法赤泥，主要成分為，主要成分為 SiO2, Al2O3, CaO和和 Fe2O3等等. 我國(guó)部分廠家采用燒結(jié)法和聯(lián)合法排放赤泥的主我國(guó)部分廠家采用燒結(jié)法和聯(lián)合法排放赤泥的主要成分大致相同，其中含有大量的要成分大致相同，其中含有大量的 2CaOSiO2等等活性礦物組分，活性礦物組分， 可以直接應(yīng)用于建筑材料生產(chǎn)可以直接應(yīng)用于建筑材料生產(chǎn). 國(guó)外則是含赤鐵礦、鋁硅酸鈉水合物較多的拜爾法國(guó)外則是含赤鐵礦、鋁硅酸鈉水合物較多的拜爾法赤泥赤泥. 拜耳法冶煉氧化鋁采用的是強(qiáng)堿拜耳法冶煉氧化鋁采用的是強(qiáng)堿 NaO

52、H 溶出高溶出高鋁、高鐵、一水軟鋁石型和三水鋁石型鋁土礦，所產(chǎn)鋁、高鐵、一水軟鋁石型和三水鋁石型鋁土礦，所產(chǎn)生的拜耳法赤泥中不存在生的拜耳法赤泥中不存在2CaOSiO2 等活性成分，另等活性成分，另外含鐵高，耐腐蝕性差，很難直接用于建材行業(yè)外含鐵高，耐腐蝕性差，很難直接用于建材行業(yè). 68第六十八頁(yè)，共98頁(yè)。六、赤泥的綜合利用六、赤泥的綜合利用再生利用基礎(chǔ)再生利用基礎(chǔ)赤泥成分、性質(zhì)的差異，決定了不同的赤赤泥成分、性質(zhì)的差異，決定了不同的赤泥利用方法泥利用方法. 赤泥及其附液具有強(qiáng)堿性，赤泥及其附液具有強(qiáng)堿性，同時(shí)含有可再生利用的氧化物和多種有用同時(shí)含有可再生利用的氧化物和多種有用金屬元素，成

53、為赤泥再生利用的基礎(chǔ)金屬元素，成為赤泥再生利用的基礎(chǔ). 69第六十九頁(yè)，共98頁(yè)。六、赤泥的綜合利用六、赤泥的綜合利用赤泥中含有較高的赤泥中含有較高的 CaO, SiO2， 可用來(lái)生產(chǎn)硅酸鹽可用來(lái)生產(chǎn)硅酸鹽水泥及其它建材；水泥及其它建材； 利用其利用其 SiO2, Al2O3, CaO, MgO的含量特征及少量的的含量特征及少量的 TiO2, MnO, Cr2O3可以生產(chǎn)特種玻璃；可以生產(chǎn)特種玻璃； 同時(shí)，赤泥中含有豐富的鐵、鈧、鈦等有價(jià)金屬；同時(shí)，赤泥中含有豐富的鐵、鈧、鈦等有價(jià)金屬；赤泥具有強(qiáng)堿性及鐵礦物含量較高、赤泥具有強(qiáng)堿性及鐵礦物含量較高、 顆粒分散性顆粒分散性好、好、 比表面積大、

54、在溶液中穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，在比表面積大、在溶液中穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，在環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景. 70第七十頁(yè)，共98頁(yè)。六、赤泥的綜合利用六、赤泥的綜合利用 概括地說(shuō)，對(duì)赤泥的綜合處理有三類辦法：概括地說(shuō)，對(duì)赤泥的綜合處理有三類辦法：一是將赤泥作為礦物原料，整體利用；一是將赤泥作為礦物原料，整體利用；二是提取其中有用組分，回收有價(jià)金屬；二是提取其中有用組分，回收有價(jià)金屬；三是赤泥在環(huán)保領(lǐng)域中的應(yīng)用三是赤泥在環(huán)保領(lǐng)域中的應(yīng)用.71第七十一頁(yè)，共98頁(yè)。（一）（一）赤泥作為礦物原料整體利用赤泥作為礦物原料整體利用1、生產(chǎn)水泥生產(chǎn)水泥2、利用赤泥生產(chǎn)磚利用赤泥生產(chǎn)磚3

55、、利用赤泥生產(chǎn)加氣混凝土砌塊利用赤泥生產(chǎn)加氣混凝土砌塊4、赤泥路面基層材料赤泥路面基層材料5、制備新型功能性材料制備新型功能性材料6、利用赤泥生產(chǎn)硅鈣復(fù)合肥利用赤泥生產(chǎn)硅鈣復(fù)合肥72第七十二頁(yè)，共98頁(yè)。1、生產(chǎn)水泥赤泥可生產(chǎn)出多種型號(hào)水泥赤泥可生產(chǎn)出多種型號(hào)水泥. 俄羅斯俄羅斯第聶伯鋁廠第聶伯鋁廠利用拜耳法赤泥生產(chǎn)水泥，生料利用拜耳法赤泥生產(chǎn)水泥，生料中赤泥配比可達(dá)中赤泥配比可達(dá)14%. 我國(guó)山東鋁廠利用燒結(jié)法赤泥生產(chǎn)普通硅酸鹽水泥，我國(guó)山東鋁廠利用燒結(jié)法赤泥生產(chǎn)普通硅酸鹽水泥，水泥生料中赤泥配比年平均為水泥生料中赤泥配比年平均為 20%38.5%，水泥的赤，水泥的赤泥利用量為泥利用量為 2

56、00420 kg/t，產(chǎn)出赤泥的綜合利用率，產(chǎn)出赤泥的綜合利用率 30%55%. 73第七十三頁(yè)，共98頁(yè)。2、利用赤泥生產(chǎn)磚利用赤泥生產(chǎn)磚利用赤泥為主要原料可以生產(chǎn)多種磚利用赤泥為主要原料可以生產(chǎn)多種磚. 可可生產(chǎn)免蒸燒磚、粉煤灰磚、黑色顆粒料裝生產(chǎn)免蒸燒磚、粉煤灰磚、黑色顆粒料裝飾磚和陶瓷釉面磚飾磚和陶瓷釉面磚. 以燒結(jié)法赤泥制備釉面磚以燒結(jié)法赤泥制備釉面磚，以赤泥為主要原以赤泥為主要原料，取代了傳統(tǒng)的陶瓷原料，不但可以降低料，取代了傳統(tǒng)的陶瓷原料，不但可以降低原材料費(fèi)用，而且具有極大的環(huán)保意義原材料費(fèi)用，而且具有極大的環(huán)保意義.74第七十四頁(yè)，共98頁(yè)。3、利用赤泥生產(chǎn)加氣混凝土砌塊利用

57、赤泥生產(chǎn)加氣混凝土砌塊它是一種具有多孔結(jié)構(gòu)的建筑墻體材料，孔隙率它是一種具有多孔結(jié)構(gòu)的建筑墻體材料，孔隙率高達(dá)高達(dá)70%80%. 具有容重小、強(qiáng)度高等特點(diǎn)，其抗壓具有容重小、強(qiáng)度高等特點(diǎn)，其抗壓強(qiáng)度為強(qiáng)度為1.57.0 MPa，是一種有利于生態(tài)環(huán)境的墻體，是一種有利于生態(tài)環(huán)境的墻體結(jié)構(gòu)材料結(jié)構(gòu)材料. 利用赤泥為原料生產(chǎn)多孔硅酸鹽制品生產(chǎn)加氣混凝土利用赤泥為原料生產(chǎn)多孔硅酸鹽制品生產(chǎn)加氣混凝土砌塊，其容重、抗壓強(qiáng)度均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，最佳配比砌塊，其容重、抗壓強(qiáng)度均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，最佳配比為：水泥為：水泥15%、石灰、石灰12%15%、赤泥、赤泥 35%40%、硅砂硅砂 33%35%. 赤泥加氣混凝土

58、的生產(chǎn)工藝與其他加氣混凝土基本赤泥加氣混凝土的生產(chǎn)工藝與其他加氣混凝土基本相同，相同， 且赤泥不需再次煅燒，且赤泥不需再次煅燒， 也不需再烘干，因也不需再烘干，因此，其生產(chǎn)成本經(jīng)濟(jì)，生產(chǎn)工藝可行此，其生產(chǎn)成本經(jīng)濟(jì)，生產(chǎn)工藝可行. 赤泥加氣混赤泥加氣混凝土是加氣混凝土的新品種，已成為綜合利用赤凝土是加氣混凝土的新品種，已成為綜合利用赤泥的新途徑泥的新途徑. 75第七十五頁(yè)，共98頁(yè)。4、赤泥路面基層材料赤泥路面基層材料利用堆存的燒結(jié)法赤泥開(kāi)發(fā)高等級(jí)的路面基層材料是一利用堆存的燒結(jié)法赤泥開(kāi)發(fā)高等級(jí)的路面基層材料是一項(xiàng)被看好的大規(guī)模消耗赤泥的綜合利用技術(shù)項(xiàng)被看好的大規(guī)模消耗赤泥的綜合利用技術(shù). .

59、淄博市淄川區(qū)修建了一條寬約淄博市淄川區(qū)修建了一條寬約 15 m 15 m、長(zhǎng)約、長(zhǎng)約 4 km 4 km的赤泥的赤泥路面基層材料公路路面基層材料公路. . 經(jīng)過(guò)淄博市交通局現(xiàn)場(chǎng)鉆芯取樣，經(jīng)過(guò)淄博市交通局現(xiàn)場(chǎng)鉆芯取樣，表明赤泥路面基層達(dá)到了石灰工業(yè)廢渣穩(wěn)定土的一級(jí)和表明赤泥路面基層達(dá)到了石灰工業(yè)廢渣穩(wěn)定土的一級(jí)和高速路的強(qiáng)度要求，為赤泥綜合利用技術(shù)推廣創(chuàng)造了良高速路的強(qiáng)度要求，為赤泥綜合利用技術(shù)推廣創(chuàng)造了良好的示范效應(yīng)好的示范效應(yīng). . 76第七十六頁(yè)，共98頁(yè)。5、制備新型功能性材料制備新型功能性材料赤泥聚氯乙烯復(fù)合塑料赤泥聚氯乙烯復(fù)合塑料具有阻燃性，可制作赤泥塑料具有阻燃性，可制作赤泥塑料太

60、陽(yáng)能熱水器和塑料建筑型材太陽(yáng)能熱水器和塑料建筑型材以赤泥為主要原料，在不外加晶核劑的情況下，可以赤泥為主要原料，在不外加晶核劑的情況下，可制得抗折、抗壓強(qiáng)度高，化學(xué)穩(wěn)定性好的制得抗折、抗壓強(qiáng)度高，化學(xué)穩(wěn)定性好的微晶玻璃微晶玻璃赤泥生產(chǎn)赤泥生產(chǎn)微孔硅酸鈣絕熱制品微孔硅酸鈣絕熱制品是一種新型環(huán)保節(jié)能材料是一種新型環(huán)保節(jié)能材料以赤泥作為主要原料，添加赤泥用料在以赤泥作為主要原料，添加赤泥用料在30%以上以上，加入石加入石灰、膨潤(rùn)土外加劑等材料，采用動(dòng)態(tài)法生產(chǎn)工藝可研制開(kāi)灰、膨潤(rùn)土外加劑等材料，采用動(dòng)態(tài)法生產(chǎn)工藝可研制開(kāi)發(fā)發(fā)赤泥微孔硅酸鈣保溫材料赤泥微孔硅酸鈣保溫材料此外，由赤泥還可制備人工輕骨料混凝