资源循环科学与工程概论

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内 容 钢铁冶金废物循环利用及其技术 3 钢铁冶金废物循环利用及其技术 -- 高炉渣 3.1 高炉渣的组成及性质 高炉渣是高炉冶炼生铁时排出的废渣。高炉炼铁时，从高炉加入铁矿石、燃 料以及助熔剂等，当炉内温度达到 1300~1500 ℃时，物料熔化成液相，浮在铁 水上的熔渣，通过排渣口排出成为高炉渣。成分见下表 ： 名 称 CaO SiO 2 Al 2 O 3 MgO MnO 普通渣 38~49 26~42 6~17 1~13 0.1~1 高钛渣 23~46 20~35 9~15 2~10 1 锰铁渣 28~47 21~37 11~24 2~8 5~23 含氟渣 35~45 22~29 6~8 3~7.8 0.1~0.8 名 称 Fe 2 O 3 TiO 2 V 2 O 5 S F 普通渣 0.15~2 — — 0.2~1.5 — 高钛渣 — 20~29 0.1~0.6 1 — 锰铁渣 0.1~1.7 — — 0.3~3 — 含氟渣 0.15~0.19 — — — 7~8 钢铁冶金废物循环利用及其技术 -- 高炉渣 3.1 高炉渣的组成及性质 高炉渣的碱度 M o 是指矿渣中的碱性氧化物与酸性氧化物的质量含量 比，通常用表示为： 通常按碱度的大小对高炉渣进行分类， M o ＞ 1 为碱性渣， M o ＜ 1 为 酸性渣， M o =1 为中性渣，我国高炉渣大部分接近中性渣，其 M o =0.99~1.08 。 高炉渣利用 水淬渣：是指高炉熔渣在大量冷却水作用下急速冷却成的砂状玻璃 体物质。 膨胀矿渣珠：高炉熔渣在适量水的冲击和机械的配合作用下，被甩 到空气中使水蒸发成蒸汽并在内部形成空隙，再经冷却形成珠状矿渣叫 做膨珠，也称之为膨胀矿渣珠。 重矿渣：高炉熔渣在空气中自然冷却或淋少量水慢速冷却而形成的 致密块渣，称为重矿渣 。 CaO% + MgO% SiO 2 % + Al 2 O 3 % M o = 钢铁冶金废物循环利用及其技术 -- 高炉渣 3.1 高炉渣的利用 （ 1 ） 水淬渣的利用 ? 生产水泥：水淬渣具有潜在的水硬胶凝性，在水泥熟料、石灰、 石膏等激发剂作用下，可显示出水硬胶凝性能，是优质的水泥 原料。 ? 生产混凝土：湿碾矿渣混凝土是以水淬渣为主要原料，加入激 发剂在轮碾机加水碾磨制成砂浆后，与粗骨料拌和而成。 ? 生产矿渣砖：以水淬渣为主要原料，并加入激发剂石灰或水泥 等而制成 。 （ 2 ） 膨珠的利用 膨珠具有质轻、保温、隔热等特点，是一种很好的建筑轻骨料，主 要用于制作轻质混凝土制品和结构，如砌块、楼板、预制墙板 等。 （ 3 ）重矿渣的利用 配制矿渣碎石混凝土，矿渣碎石在道路，地基工程 。 高炉渣综合利用新进展 生产高炉渣微粉、硅肥、 海床覆盖材料（保持弱碱性，硅藻生长） 。 钢铁冶金废物循环利用及其技术 -- 钢渣 3.2 钢渣的组成及性质 钢渣形成与危害：炼钢过程中为了去除钢中杂质而产生的副产物， 钢渣若不能得到很好的及时处理，会对城市环境造成直接威胁，如 钢渣中含有的游离氧化钙经雨水冲刷溶解于水中，造成周边土壤碱 化，水域 pH 值升高等，同时也必将浪费掉这部分宝贵的工业固体废 弃物。 组成性质：钢渣中包含脱硫、脱磷、脱氧产物及加入的造渣剂（如 石灰、萤石、脱氧剂等）；金属料中带入的泥沙；铁水和废钢中的 铝、硅、锰等氧化后形成的氧化物；作为冷却剂或氧化剂使用的铁 矿石、氧化铁皮、含铁污泥等；炼钢过程中侵蚀下来的炉衬材料等。 性质：外观像结块的水泥熟料，其中夹带一些铁粒，硬度大。低碱 度钢渣呈黑色，质量较轻，气孔较多；高碱度钢渣呈黑灰色、灰褐 色、灰白色，密实坚硬。钢渣的密度为 1700-2000kg/m 3 。 钢铁冶金废物循环利用及其技术 -- 钢渣 3.2 钢渣的利用途径 （ 1 ）冶金领域利用 回收钢铁及其他金属：经破碎、磁选和精加工后可回收其 中 90% 以上的废钢，化学浸提回收 V 等稀有元素。用作冶炼 熔剂：代替石灰石作烧结矿物熔剂、作炼铁、炼钢熔剂和 化铁炉熔剂。 （ 2 ）建材领域利用 生产钢渣水泥 : 以钢渣、粒化高炉矿渣

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