环保技术的祖宗十八代|第四篇·钢渣热闷

其实这个系列应该是我翻资料和查找图片最多的一个系列，以前的系列都是自己有培训教材，图片不用找太多，现在每天写的东西跨度都很大，而之所以想写这个系列，恐怕源自于内心的一种愤怒或者悲哀，我们明明什么都在抄袭，但是却连承认的勇气都没有，我们明明连基础的都不会，但是偏偏让数据再降下来，究竟是我们时代的可悲还是环保的可悲？上菜：我国是钢铁大国，钢铁行业是我国支柱性产业。随着我国钢铁产量的加大，钢渣的排放量持续增长，累计堆存量超过10亿t。大量废弃钢渣堆成渣山，严重污染环境。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t。中国的钢渣产生量随着钢铁工业的快速发展而迅速递增，因此，钢铁企业废渣的处理和资源化利用问题也越来越受到重视。

钢渣的主要矿物组成为硅酸三钙、硅酸二钙、钙镁橄榄石、钙镁蔷薇辉石、铁酸二钙、RO（镁、铁、锰的氧化物，即FeO、MgO、MnO形成的固熔体）、游离石灰（f－CaO）等。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也不相同。目前国内钢渣主要处理工艺有：热泼法、风淬法、滚筒法、粒化轮法、热焖法。其中热泼法、滚筒法、热焖法最为常用，在此对其工作原理和优缺点进行简单介绍。

热泼法：（1）渣线热泼法将钢渣倾翻，喷水冷却3～4天后使钢渣大部分自解破碎，运至磁选线处理。此工艺的优点在于对渣的物理状态无特殊要求、操作简单、处理量大。其缺点为占地面积大、浇水时间长、耗水量大，处理后渣铁分离不好、回收的渣钢含铁品位低、污染环境、钢渣稳定性不好、不利于尾渣的综合利用。

（2）渣跨内箱式热泼法该工艺的翻渣场地为三面砌筑并镶有钢坯的储渣槽，钢渣罐直接从炼钢车间吊运至渣跨内，翻入槽式箱中，然后浇水冷却。此工艺的优点在于占地面积比渣线热泼小、对渣的物理状态无特殊要求、处理量大、操作简单、建设费用比热焖装置少。其缺点为浇水时间24h以上、耗水量大、污染渣跨和炼钢作业区、厂房内蒸汽大、影响作业安全。钢渣稳定性不好、不利于尾渣综合利用。滚筒法：高温液态钢渣从溜槽流淌下降时，被高压空气击碎，喷至周围的钢挡板后落入下面水池中。此工艺的优点在于流程短、设备体积小、占地少、钢渣稳定性好、渣呈颗粒状、渣铁分离好、渣中f－CaO含量小于4%（质量分数，下同）、便于尾渣在建材行业的应用。其缺点为对渣的流动性要求较高、必须是液态稀渣、渣处理率较低、仍有大量的干渣排放、处理时操作不当易产生爆炸现象。热焖法：待熔渣温度自然冷却至300～800℃时，将热态钢渣倾翻至热焖罐中，盖上罐盖密封，待其均热半小时后对钢渣进行间歇式喷水。急冷产生的热应力使钢渣龟裂破碎，同时大量的饱和蒸汽渗入渣中与f－CaO、f－MgO发生水化反应使钢渣局部体积增大从而令其自解粉化。此工艺的优点在于渣平均温度大于300℃均适用，处理时间短（10～12h），粉化率高（粒径20mm以下者达85%），渣铁分离好，渣性能稳定，f－CaO、f－MgO含量小于2%，可用于建材和道路基层材料。其缺点为需要建固定的封闭式内嵌钢坯的热焖箱及天车厂房、建设投入大、操作程序要求较严格、冬季厂房内会产生少量蒸汽。[2]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。国外钢渣利用：日本目前的钢渣有效利用率已达到95%以上，转炉渣和电炉渣的利用方向分为外销、自使用、填埋[3]。德国目前的钢渣有效利用率达98%以上，其主要利用方向为土建、农肥以及配入烧结和高炉进行再利用。德国已将转炉渣用于加固莱茵河港口和谬司河岸。美国目前的钢渣有效利用率达98%，其主要利用方向（烧结和高炉再利用、筑路）的钢渣用量占总钢渣利用量的65%以上。美国的8条主要铁路均用钢渣作铁道渣。美国研究机构对氧气顶吹转炉渣性能进行研究，开发出利用钢渣去除土壤含水层中有机物与无机物的使用途径。瑞典通过向熔融钢渣中加入碳、硅和铝质材料对钢渣进行成分重构，在回收渣中渣钢后将钢渣用于水泥生产。加拿大将处理后的钢渣用于道路建设。阿拉伯地区利用电弧炉钢渣（分级）作为混凝土掺合料配制出属性更好的混凝土。

在目前现有的资料里面显示：浅盘法工艺由日本新日铁公司开发研制，属于热泼法的一种。目前浅盘法工艺在国内应用较少，主要在宝钢应用，而宝钢也逐渐用滚筒法来取代浅盘法工 艺。滚筒法是在俄罗斯渣处理技术的基础上进行改革创新，由宝钢研发的一种新型钢渣处理技术。1998年建成世界第一台滚筒法装置，热焖法是1992年由中冶建筑研究总院研发的一种余热自解渣处理技术，将热态渣通过渣罐车或渣罐吊倒入闷热池(或闷罐)，然后进行喷水、封罐、热焖，反复热焖12h左右。实际中钢渣处理这块首钢在1987年和1989年，建设了两条焖渣线，使用人工浇水焖渣，焖渣月两周后钢渣粉化。每吨渣耗水量为1m3.焖渣后钢渣运至粒铁回收生产线。鞍钢焖渣方式与首钢近似，钢渣翻渣后激冷，打水焖渣两周，由焖渣线运至渣钢回收生产线。鞍钢于1986年从的怪KHD和EF公司引进一套处理能力为240万t/a的钢渣生产线，于1989年投产。唐钢于1987年建设了一条能力为100万t/a的钢渣加工生产线，全部设备由日本太阳株式会社总配套，生产线于1989年投产。焖渣工艺简单，适用于处理高碱度钢渣。钢渣活性较高，安定性好，并能处理固态渣。但处理后的渣粒度不均匀、后续破碎加工量大、处理周期长。经过改进，目前中国京治公司设计的热焖钢渣处理设备的处理周期约为12h，可处理温度在300~900C的转炉查处理后的转炉渣60%以上粒度小于10mm，磁选分离后渣中残余金属铁的质量分数小于1%，自由氧化钙和氧化镁可以全部热解。该工艺在华菱涟钢、宝钢特殊钢分公司已经运行了15年以上。近年来新建的转炉钢厂如本的鱼圈钢厂的3座260t 转炉、天铁的2座180t转炉、韶钢等都采用了焖渣法处理转炉钢渣。现在热泼法正在被逐步取消，相应的带压热焖法开始推广，在热焖过程中的粉尘处理目前分为焖渣前，焖渣中，焖渣后，大部分只收取焖渣前和焖渣后的粉尘，但是对于焖渣中的粉尘大部分进行直排（粉尘数值为500mg/m3），处理工艺基本上为：水除尘，湿式静电除尘器。但是就是在现在，在此时此刻中国还有很多钢铁企业采用的是热泼法，大量的含尘湿蒸汽外溢。不算国外的时间，仅仅算国内的研发时间，从1987年到现在的2023年也已经30多年了，我们基本上没动地方，抄作业都没抄对，我们有什么可以豪横的?