施虎虎，陆 洋，杨 华

（六盘水师范学院 化学与化学工程系，贵州六盘水 553004）

冶金固废资源化利用现状及发展分析

施虎虎，陆 洋，杨 华

（六盘水师范学院 化学与化学工程系，贵州六盘水 553004）

通过对冶金废渣、冶金尘泥和粉煤灰三种冶金固废的利用现状及其发展进行了分析，希望对我国在改善冶金固废处理技术上和生态环境保护上有所帮助。

冶金固废；资源化利用；钢渣；粉煤灰

冶金的工业生产工程中会产生大量的固废，如果对冶金固废处理不当，不仅会导致固废中的金属非金属资源丧失利用价值，还会对生态环境带来沉重的破坏。

1 冶金固废的概述

冶金固废是指冶金工业生产过程所产生的各种固体废弃物，其主要成分是炼铁炉中的高炉渣；钢渣；有色金属冶炼过程中产生的各种有色金属渣，如铜渣、铅渣、锌渣、镍渣等等；以及从铝土矿提炼氧化铝排出的赤泥以及轧钢过程产生的少量氧化铁渣。

2 冶金固废资源化的利用现状

冶金固废主要是指冶金废渣、冶金尘泥和粉煤灰三种固废。

2.1 冶金废渣

我国在治理冶金废渣的过程一共有三个时期，第一个时期最为原始简单，直接将废渣掩埋、丢弃；第二个阶段过渡到粗放型的治理方式，对废渣进行初步的利用；第三个阶段才优化为整体回收、大力开发、综合利用的处理方式。目前，冶金渣的综合利用率不断攀升，可达55%。而冶金渣也主要在生产水泥和建材行业、道路铺设行业和建筑行业被大量应用，冶金渣中最主要的成分就是钢渣，对钢渣进行回收、开发和利用的方式有三∶

2.1.1 钢渣磁选除铁

在生产粗钢的过程中，会产生15%左右的钢渣，而钢渣中又包含8%～10%的废钢。在治理废钢方面，我国诸多工厂采取自磨技术结合磁选技术或者利用余热自解热闷处理技术。自磨技术结合磁选技术是通过干式破碎磁选或湿式球墨磁选技术，利用钢渣的物理属性来治理废钢，达到有效回收的目的；余热自解热闷处理技术则是通过消解游离的氧化物，保持其性能稳定，利用钢渣的化学属性来治理废钢，达到降低废钢产量的目的。

2.1.2 钢渣返烧结

钢渣中含有丰富的钙、铁、镁、锰等金属非金属的氧化物、残钢和少量的铁酸钙，这些对烧结矿在高炉中反应可以有效起到增加成品强度、减小溶剂的使用、延缓碳酸盐的分解过程最终减少使用燃料的作用。可见，把钢渣和烧结矿一起在高炉中重新烧结，不仅优化了资源配置，还提高了成品的性能，更能减少材料以及燃料的浪费，从而有效降低成品的能耗比。

2.1.3 钢渣水泥

钢渣水泥是指以钢渣为主要成分，加入一定量的掺合料和石膏，再经磨细形成的水硬性胶凝材料。通过在钢渣中加入一定量的矿渣、粉煤灰、沸石等掺和料或者不超过总重量20%的硅酸盐水泥熟料，可以有效提高水泥的强度。目前，我国的工厂普遍通过汽车运输，把含水钢渣运到水泥厂进行烘干，当然也有一些工厂直接在钢渣产地通过高炉煤气烘干再运到水泥厂投入使用。

2.2 冶金尘泥

冶金尘泥主要包含高炉瓦斯灰尘、高炉瓦斯泥、炼钢尘泥和除尘灰等。

2.2.1 高炉尘泥

高炉尘泥是指在冶金过程中，被除尘器捕集的一些伴随着高炉煤气运动的原料粉尘、燃料粉尘和高路内化学反应所生成的系列金属蒸汽。除尘器的捕集方式包括干式捕集和湿式捕集。干式捕集是通过干式除尘器捕集固体的粉状物质，我们称其为高炉瓦斯灰；湿式捕集是煤气洗涤塔和湿式除尘器捕集到泥浆状态的尘泥，称其为高炉瓦斯泥。高炉尘泥中含有丰富的锌元素、铁元素和碳元素。目前，我国的工厂一般会通过弱磁铁选技术进行分选，对尘泥中的铁精矿进行回收；通过浮选技术对尘泥中的碳精矿进行回收；通过水里分离技术对尘泥中的锌产品和富碳尾泥进行回收。

2.2.2 炼钢尘泥

炼钢尘泥是指在冶金转炉中加热铁水并冶炼的时候，高温环境下，高炉里熔点低的金属杂质由于发生气化、蒸发使沸腾的铁水爆裂并溅起，而在空气中形成大量细微的金属液体，当高温的铁水出炉时，炉内的热空气迅速和炉外的冷空气交锋形成热交换，空气再迅速冷却而形成的金属粉尘。炼钢尘泥的主要成分是金属粉尘，其含有丰富的钙、铁等物质，而且通常以氧化物的形式存在。我国工厂对炼钢尘泥的主要治理方式包括∶把炼钢尘泥和其他干粉以及烧结返矿等物质按比例进行配料和混合，再作为烧结原料解疑利用；由于炼钢尘泥中含有丰富的铁元素，会将其经金属化球团后，重返回转窖还原焙烧；又由于炼钢尘泥中含有丰富的钙元素，可以作为生石灰的替代品，而且在炼钢过程中，更具成渣速度快、效果好的明显优势。

在建设工程项目管理过程中，要将成本计划、成本监督、成本跟踪、成本诊断等工作落实到位，形成成本控制的细节化管理[5]。成本计划是对整个工程的设计、采购、施工等提出科学合理的方案，然后按照方案对施工工作各方面进行管理。在各项工作进行期间，要确保成本监督工作落实到位。及时审核各项费用支出是否合理，符合合同和施工的要求。确保各工程款是否到位，工程是否完成进行具体的施工阶段等等。成本跟踪则是对具体的施工阶段发生的不确定因素如项目变动等进行统计和报告。最后，对整个工程的成本进行诊断分析。确保工程成本是否符合预定计划，如不符合分析其中的具体影响，方便做好下一阶段的战略部署。

2.3 粉煤灰

粉煤灰是指在煤燃烧后的烟雾中收集的细灰。由于粉煤灰具有较强的吸附活性和较高的吸水性能，多被作为混凝土的掺和料进行资源化再利用。在混凝土中加入粉煤灰，可以有效节约细骨料和水泥、降低用水量并改善和易性，从而提高混凝土的抗渗性能、减少其徐变并增加其修饰性。如今我国在建材行业和道路、市政施工中普遍应用粉煤灰。

3 冶金固废资源化的发展分析

3.1 冶金废渣的处理技术

由于我国目前各个工厂的硬件设置参差不齐、技术水平也并非全面完善，因此，各个工厂在处理冶金废渣的方式上还因具体的实际情况而有所不同。

3.2 冶金尘泥的处理技术

3.2.1 从冶金尘泥中回收碳元素、铁元素

从冶金尘泥中回收碳元素、铁元素的方法主要包括单一回收技术和联合回收技术。

3.2.2 从冶金尘泥中回收锌元素

从冶金尘泥中回收锌元素的方法主要包括联合法、物理法、湿化化学法和火法。

3.3 其他冶金固废的处理技术

对于其他冶金固废的处理，应当积极按照环境法的有关规定以及当地环境管理部门的具体要求，全面进行技术创新和改革，达到排放标准，并且实现资源化利用的目的。

4 结束语

冶金固废资源化利用对今后生态环境保护和工业技术创新而言，都具有十分重要的作用。通过对冶金固废资源化利用的现状及发展进行分析，希望可以有效实现优化工业资源配置，减少工业生产污染，最终实现工业的长远发展和生态环境可持续的双重目标。

[1] 张宇，崔合洋，赵蕊.钢铁企业固体废弃物的产生利用及管理模式[J].环境工程，2016，（S1）.

[2] 于先坤，杨洪，华绍广.冶金固废资源化利用现状及发展[J].金属矿山，2015，（2）.

[3] 曹建尉，王志，任丽会，等.化工冶金固废资源化中的“减法型”与“加法型”工艺[J].工程研究-跨学科视野中的工程，2015，（3）.

[4] 常立忠，施晓芳，王海川.基于循环经济发展需要的再生资源科学与技术专业建设模式探索[J].大学教育，2014，（1）.

[5] 王远远，梁海燕，陈岩.钢铁工业固体废弃物综合利用产业化发展路径探讨[J].环境工程，2014，（S1）.

Analysis of the Status Quo and Development of Metallurgical Solid Waste Resource Utilization

Shi Hu-hu，Lu Yang，Yang Hua

Based on the metallurgical slag，metallurgical dust and fly ash three metallurgical solid waste utilization and its development are analyzed，they hope to help our country in improving the metallurgical solid waste treatment technology and ecological environment protection.

metallurgical solid waste；resource utilization；steel slag；fly ash

X756

A

1003-6490（2017）02-0166-02

2017-02-10

施虎虎（1993—），男，贵州贵阳人，主要研究方向为冶金工程。