鋼鐵工業(yè)廢棄物資源化途徑探析

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摘要：該文從礦業(yè)廢石和尾礦的資源化、爐渣資源化以及鋼渣資源化3個角度出發(fā)，對鋼鐵工業(yè)固體廢棄物資源化途徑展開了探討，希望對我國相關(guān)領(lǐng)域的全面發(fā)展起到促進(jìn)作用。該文介紹了采礦廢石、選礦尾礦和冶金廢渣資源化技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展方向，探討了利用固體廢物中非金屬礦物作為環(huán)境材料，特殊含釷、稀土、鈦高灶渣綜合利用，以及鋼鐵渣用作水泥、混凝土洽性摻合料等方面存在的問題及解決途徑，認(rèn)為微細(xì)粒高效分選技術(shù)對提高工業(yè)固廢物資源化技術(shù)水平十分重要。

關(guān)鍵詞：鋼鐵工業(yè);固體廢棄物;資源化;途徑

1礦業(yè)廢石和尾礦的資源化

1.1回收有價金屬

鉛、銀、鐵、硫以及銅等金屬廣泛存在于尾礦中，在礦山固體廢棄物資源化的過程中，工作人員必須做好提取這些金屬的工作，這是因為這些金屬價值較高。盡管較低的品味存在于有價金屬中，在實際回收工作開展的過程中，需要耗費較高的成本，同時技術(shù)難度高，因此傳統(tǒng)的選冶工藝中，其并沒有較強(qiáng)的回收價值[1]。然而，數(shù)量大是尾礦的一大特點，因此其內(nèi)部包含的金屬數(shù)量規(guī)模也相對較大，此時工作人員應(yīng)對先進(jìn)的提取技術(shù)進(jìn)行充分的應(yīng)用，將規(guī)模處理應(yīng)用于尾砂以及低品位礦石中，從而將處理的成本降到最低，并促進(jìn)回收率的提升，在這一過程中產(chǎn)生的環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益是不容忽視的。通常情況下，應(yīng)將高梯度磁選機(jī)應(yīng)用于鐵礦尾礦中，在對赤鐵礦進(jìn)行回收的過程中，可以通過浮選、重選、強(qiáng)磁選和弱磁選等途徑，在對鐵精礦進(jìn)行回收的基礎(chǔ)上，還能夠?qū)稹~等成分進(jìn)行有效的收集。在這種情況下，傳統(tǒng)已經(jīng)成為廢棄物的尾礦回收價值有效提升，在對相關(guān)技術(shù)進(jìn)行充分應(yīng)用的過程中，資源利用率得以提升。

1.2生產(chǎn)環(huán)境材料

在對環(huán)境功能等材料進(jìn)行應(yīng)用的過程中，可以對部分尾礦進(jìn)行應(yīng)用，其中包括多種吸附劑、催化劑和吸收劑等，其對治理大氣環(huán)境污染具有重要的作用。同時還包含一系列吸附劑、消毒殺菌材料和沉淀劑等，其在控制水污染中也能夠發(fā)揮不容忽視的重要作用[2]。在將酸堿反應(yīng)、離子交換、氧化還原以及結(jié)晶溶解等處理方式應(yīng)用于礦物中以后，可以協(xié)助相關(guān)研究人員對礦物組成成分進(jìn)行更加深入的把握，同時凈化性能同礦物結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)系也可以得到有效判斷，有助于更加高效地拓展礦物環(huán)境功能材料使用范圍，高效提升綜合利用尾礦的水平。

1.3用作農(nóng)肥

磷、鉀等微量元素通常會在尾砂中大量存在，這些元素對于植物的生長具有重要意義，如果尾砂中的此類成分適宜，在對其進(jìn)行有效加工的基礎(chǔ)上，可以制作大量微量元素肥料以及土壤改良劑，對土壤結(jié)構(gòu)進(jìn)行改善，確保透水性在土壤中有效提升。鐵尾礦在鋼鐵工業(yè)中是擁有一定磁鐵礦的，在一系列磁化處理后，將氮磷鉀摻入其中，可以構(gòu)成磁化復(fù)合肥。同時，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)殺蟲劑也可以應(yīng)用尾礦礦砂來制作，在提升作物產(chǎn)量以及環(huán)境保護(hù)方面將發(fā)揮不容忽視的重要作用。

2爐渣資源化

2.1生產(chǎn)爐渣水泥

加工處理高爐渣，構(gòu)成水渣，在綜合應(yīng)用石膏、石灰以及水泥熟料的基礎(chǔ)上，可以促使水硬膠凝的性能得到充分的顯示。水泥中一個重要的原材料就是水渣，此時的水泥種類為石灰礦渣水泥、礦渣硅酸鹽水泥和石膏礦渣水泥等，通常，需要在水泥中摻入爐渣，對粉水泥進(jìn)行構(gòu)建，此時會在一定程度上影響水泥的強(qiáng)度。在大量的實踐中可以看出，如果擁有微粉級別的礦渣粉細(xì)度水平，可以將渣粉與水泥進(jìn)行融合，促使水泥性能得到改善，并保證水泥的強(qiáng)度。

2.2生產(chǎn)碎石加以利用

高爐礦渣碎石是在渣場或者渣坑中高爐渣淋水冷卻或自然冷卻構(gòu)成的致密礦渣，在經(jīng)過挖掘、破碎、磁選以及篩分等處理之后形成的石質(zhì)碎石材料，在對碎石進(jìn)行破碎處理之后存在緩慢的水硬性，能夠?qū)⑵洚?dāng)作混凝土骨料。經(jīng)礦渣碎石研發(fā)的混凝土不但擁有一般混凝土的相應(yīng)理化性能，同時也具備更好的隔熱性、保溫性以及耐久性[3]。在國內(nèi)研究中礦渣碎石能夠適當(dāng)取代天然石料，且被應(yīng)用在公路、地基工程、機(jī)場、混凝土骨料以及鐵路道渣中，瀝青路面利用礦渣碎石作為基料，不但防滑性能好且明亮，此外耐磨性能也比較良好。鐵路道渣應(yīng)用中能夠?qū)④囆凶邥r的噪音與振動進(jìn)行吸收。

2.3生成膨脹礦渣和膨脹礦渣珠

近年來，膨脹礦渣珠及膨珠作為一種新型的生產(chǎn)方法在國外得到了廣泛的應(yīng)用。多孔、質(zhì)輕以及表面光滑等為膨珠的主要特點，將少量的水應(yīng)用于膨珠的生產(chǎn)過程中，此時硫化氫在釋放時量是非常少的，環(huán)境污染問題得到了有效控制，在沒有破碎膨珠的基礎(chǔ)上，其可以充當(dāng)重要的混凝土骨料[4]。由于孔隙在膨珠內(nèi)呈現(xiàn)封閉的狀態(tài)，其擁有較少的吸水量，干燥中的混凝土?xí)纬奢^小的收縮，這一特點彌補(bǔ)了現(xiàn)有輕骨料中的不足，如天然浮石和膨脹頁巖等。同時，這一材料也可以應(yīng)用于公路路基的建設(shè)中，同粉煤灰陶粒和黏土陶粒相比，這一材料在施工的過程中工藝相對簡單，同時成本較低。

3鋼渣資源化

3.1鋼渣用作燒結(jié)材料

將鋼渣當(dāng)作燒結(jié)材料實際上存在比較高綜合價值的利用項目，目前已經(jīng)擁有比較成熟的技術(shù)與經(jīng)驗，將鋼渣變?yōu)殇撛郏湍軌蛑苯赢?dāng)作燒結(jié)材料，可取代部分石灰石。依據(jù)鋼渣中TFe、MnO、CaO等成分來促使將將其用作取代部分石灰石的燒結(jié)材料，進(jìn)而提升燒結(jié)礦強(qiáng)度，在實際燒結(jié)礦過程中配置適量的鋼渣之后可以提升燒結(jié)礦的整體質(zhì)量，改善燒結(jié)礦產(chǎn)量，進(jìn)而可以顯著降低燒結(jié)礦成本以及燃料消耗。將燒結(jié)礦放置如高爐鋼渣中，因可以提升燒結(jié)礦強(qiáng)度，改善粒度成分，進(jìn)而來降低鐵品位，略微提升煉鐵渣量，順行操作高爐可提升產(chǎn)量，此外降低焦比對于提升質(zhì)量也具備顯著意義[5]。目前國內(nèi)寶鋼、首鋼等部分鋼鐵企業(yè)都開始降低鋼渣當(dāng)作直接燒結(jié)材料。

3.2鋼渣中回收鋼鐵

鋼渣中大部分都存在7%～9%的鋼渣大塊以及廢鋼粒，經(jīng)磁選、破碎以及篩分等處理之后能夠?qū)ζ渲袖X90及以上廢鋼進(jìn)行回收。經(jīng)研究顯示，鋼渣破碎存在越細(xì)粒度，就能夠回收越多金屬鐵，例如鋼渣破碎成為100～300mm的時候存在大約6.4%鋼鐵回收率，破碎成為80～100mm的時候大約存在7.6%的鋼鐵回收率，破碎成25～75mm的時候存在大約15%的鋼鐵回收率[6]。目前國內(nèi)不少廠家已經(jīng)逐漸形成完善的鋼渣回收鋼鐵生產(chǎn)線，利用磁選、破碎以及篩分等技術(shù)來對渣鋼進(jìn)行回收，不僅可以提升%鋼鐵冶金企業(yè)的總效率，也可以為以后綜合利用鋼渣奠定基礎(chǔ)，進(jìn)而可以從回收鋼渣、廢鋼中獲得巨大利潤。

4結(jié)語

綜上所述，近年來，我國在積極進(jìn)行現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)的過程中，鋼鐵工業(yè)發(fā)展速度加快，其對我國國民經(jīng)濟(jì)的整體發(fā)展發(fā)揮了重要的促進(jìn)作用，但是在鋼鐵工業(yè)發(fā)展中，產(chǎn)生了大量的固體廢棄物，其不僅會造成嚴(yán)重的資源浪費，同時還將給生態(tài)環(huán)境帶來極大的威脅。在這種情況下，新時期我國相關(guān)部門必須加大鋼鐵工業(yè)固體廢棄物資源化途徑研究力度，在提升資源利用率的同時，促使鋼鐵工業(yè)的發(fā)展能夠?qū)崿F(xiàn)綠色環(huán)保的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1]張寶華,李鑫國,李北春,等.鋼渣瀝青混合料在雁棲湖聯(lián)絡(luò)通道路面工程中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究:電子版,2015(24).

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[3]王玲,聶軼苗,戴奇卉,等.利用懸振錐面選礦機(jī)對瓦斯泥中鐵進(jìn)行高效回收的試驗研究[J].中國礦業(yè),2016,25(3):132-135.

[4]王玲,聶軼苗,張晉霞,等.唐山某鋼鐵廠高爐瓦斯泥中碳、鐵綜合回收工藝對比試驗研究[J].中國礦業(yè),2016,25(2):116-119,124.

[5]劉燕霞,黃偉青,李秀娟,等.含鋅鋼鐵冶金固體廢棄物提取金屬元素的試驗研究[J].環(huán)境工程,2015,33(8):101-104.

[6]馮聚和,王占國,朱新華,等.我國鋼鐵工業(yè)環(huán)境污染狀況分析與應(yīng)對措施[J].河北理工大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2015,30(1):137-140.

作者:孫書晶 單位:遼寧省固體廢物管理中心