摘要:钢渣是冶金工业中的重要固体废物,其主要成分是铁(Fe)、硅(Si)、铝(Al)、镁(Mg)、钙(Ca)等化学元素的氧化物,这种氧化物在固体废物中占78%以上。经过冶金工业研究院的实验和实践,冶金工业中固体废物逐步实现了综合利用。基于此,以下对冶金工业固体废物钢渣的综合利用进行了探讨,以供参考。
关键词:冶金工业;固体废物钢渣;综合利用;探讨
引言
冶金工业固定废物环境污染情况较为恶劣,尤其是在环境保护新常态环境下,加大工业固定废物的回收利用不仅是实现能源优化配置的关键举措,也是降低环境污染的重要手段。因此我们必须要加强对固定废物的监测力度,做好废物的回收利用管理工作,不断推进社会和生态环境的可持续发展。
1钢渣综合利用的意义
在传统的冶金工业生产经营活动之中,受到钢渣运输成本、钢渣利用利益低等多种因素的影响,部分企业选择就近掩埋的方式,处理废物钢渣,随着时间的不断推移,被掩埋的钢渣逐渐污染周边的环境,对钢渣进行综合利用,转变以往的钢渣堆弃和掩埋的处理方式,能够降低钢渣对周边环境的影响。对冶炼过程之中产生的钢渣进行综合利用,能够为钢渣的使用者提供更多的钢渣,拓宽了钢渣的利用途径,在一定程度上能够提升冶金企业的经济利润,使得越来越多的冶金工业注重对钢渣的综合利用,促进冶金工业的长久稳定发展。任何行业的发展离不开相应自然资源的开采,对冶金工业内部的企业产生的钢渣进行综合利用,能够降低其它行业领域内部的企业对自然资源开采的需求量,从而保护现有的资源存储,其具有较高环境保护的意义。
2冶金工业固定废物对环境的污染影响
工业固定废物一般分为工业废物和危险废物,工业废物的存在对周围的环境会造成巨大的影响。通过调查,工业固定废物对环境的影响主要体现在三点:一是对水体的污染。工业固定废物一般存放在地面,由于工业生产所产生的废物含有大量的重金属元素,这些物质会经过直排或者地面渗透等方式进入到地下水系统,从而污染地下水。例如冶金生产的废物经过长时间的雨水冲刷会进入到地表,从而造成地下水重金属超标,以致于水资源污染;二是对大气环境的污染。大气环境污染是近些年我国所面临的主要问题,尤其是在北方地区,一到冬天就会出现严重的雾霾天气。而这些环境污染与露天固定废物有很大的关系。例如存放在露天的固定废物经过风力的影响后会造成大量的颗粒飘散在空气中,对空气造成严重的污染;三是对土壤的污染。固定废物对土壤的污染是非常严重的,根据统计每年我国用于治理土壤污染所花费的费用在逐年增加。例如,一节电池会给周围一平方米的土地造成严重的破坏,导致该区域植物无法生长。当然工业固定废物也会对人体造成危害,例如废旧塑料燃烧过程中所产生二噁英就属于一种有害气体,是癌症多发的关键因素。
3钢渣综合利用的策略
3.1作为冶金原料
钢渣同样可以作为冶金的一种原料,其可以作为金属冶炼时的熔剂,石灰石是冶炼时熔剂的最佳选择,而钢渣中石灰石的含量,与其它钢渣中含有的物质相对比,其含量较高,重量为1t的钢渣之中,就会含有700到759千克的石灰石,工业企业在冶炼金属的过程之中,可以将钢渣作为冶炼的熔剂,从而提高钢渣的利用率,降低企业在熔剂采购上的成本资金支出,确保企业的经济利润。工业企业在冶炼金属的过程之中,依据金属物质属性和数量,向熔炉之中加入一定重量的钢渣,将其作为烧结熔剂,使得熔炉之内的温度控制在合理的范围之内,确保冶炼之后金属的质量,其为冶金工业企业钢渣的处理提供了更多的选择机会。
3.2在水泥方面的应用
当前许多钢厂对钢渣资源综合利用的一个重要途径就是生产水泥。由于钢渣中含有的C3S、C2S等胶凝性矿相,矿相和水泥相类似。因此在水泥生产中将钢渣作为混合料加入,可以改善水泥性能,降低能耗。
使用80%以上的钢渣为主要原料,掺入少量激发剂,经磨细后配入200号和400号水泥可以生产一种新型胶凝材料—钢渣水泥,它具有强度高、抗渗透能力强,耐磨性好、耐化学腐蚀、抗冻等优点特点,可以广泛用于民用建筑和工业建筑等。
3.3固体废物钢渣作为建筑材料的应用
钢渣具有密度高、强度高、表面坑凹、耐磨性好、与沥青紧密等特点。因此,钢渣可用于制造少熟料或无熟料的水泥、钢渣砖,或用于道路路基、工程回填。在水泥生产中以一定比例将钢渣混合在水泥熟料中,可以得到钢渣水泥、钢渣硅酸盐水泥、钢渣白水泥等。很多工程可以用钢渣作为主要原料,制造墙、柱、通道等所需的建筑砖。人们可以利用粉渣或水浸泡渣,添加一定比例的煤粉材料和活化剂混合,经过多道工序制造建筑用砖。
3.4农业肥料
对于农作物,钢渣是一种以钙、硅元素为主、并含有植物生长所必须的各种营养元素的复合矿物质肥料。磷含量较高的钢渣可以用于生产钙镁磷肥、钢渣磷肥。可以起到改良酸性土壤的作用,根据钢渣中的磷含量不同,可将含磷钢渣分为不同的用途。磷含量大于10%的钢渣可作为磷肥;磷含量在4%~7%的钢渣可作为土壤改良剂。硅元素对植物的抗干旱、抗虫害的作用很大。将含硅较高的钢渣经过合理的工艺制成硅肥用于水稻生产,一般每亩施用100kg钢渣硅肥时,可使水稻增产约10%。
3.5生产微晶玻璃
适当添加钢渣粉,可制备性能更为优异的微晶玻璃。迄今为止,国内外有许多大型企业已工业化生产微晶玻璃。与普通玻璃相比,微晶玻璃的晶化过程可以被控制,促进产品的耐磨、抗风化、抗热震、耐腐蚀、强度等指标提高。
3.6作为污水净化材料
钢渣中包含的活性炭通过强吸附作用,作为污水处理的材料,对钢渣进行初步加工和处理,然后去除其中的废铁,粉碎大颗粒物质,用作废水过滤的主要原料,在污水净化管道内部设置钢渣吸附设施,去除污水中的杂质和有害物质,并确保企业排出的污水符合国家规定和标准,减少对周边环境的影响。应用钢渣在染料废水处理中的吸附原理,可以有效地去除废水中的染料物质,减少企业排放的废水,降低对周围生态环境的影响,提高钢渣的利用率,可以粉碎、粉碎、粉碎钢渣,使其成为吸附性强的废水处理材料,提高污水处理的效果,还可以提高冶金产业领域内部企业的经济效益,促进冶金产业的长期稳定发展。
3.7道路建设
由于钢渣拥有较高耐磨性和硬度,安定性较好的钢渣可以路基材料的形式用于公路行业。在美国,近半钢渣被用于公路行业;英国则使用98%钢渣用作道路骨料。乌鲁木齐新建钢渣沥青混凝土试验段,结果表明该段满足《公路工程质量检验评定标准》技术要求。基于国内先进钢渣预处理技术,钢渣在道路方面的应用技术上已完全没有问题。钢铁企业应多与公路协会以及相关单位交流,展示钢渣在道路方面应用的优越性,加快拓展钢渣的大规模应用。
结束语
冶炼钢铁期间,冶金行业不得不生产固体废物和钢渣,回收利用这些固体废物,不仅有“报废处理”的目的,还可以直接或间接降低冶金工业钢铁的冶炼成本。因此,冶金企业应重视固体废物的再利用,重点减少工业成本,积极推进钢渣的综合利用,创造更高、更好的经济价值。
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