1、前言

中國(guó)鋼鐵工業(yè)固體廢物年產(chǎn)生量約為1.7億噸，綜合利用率為44.7%。其中高爐礦渣、化鐵 爐渣、鐵合金渣、含鐵塵泥由于綜合利用技術(shù)和裝備水平不斷提高，逐漸實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。而尾礦、 鋼渣、粉煤灰、工業(yè)垃圾的利用率較低。若不處理和綜合利用，會(huì)出現(xiàn)渣滿為患，影響鋼鐵工業(yè)可持續(xù)發(fā)展。同時(shí)會(huì)占用土地、填滿溝溪、淤塞河道、破壞環(huán)境并造 成污染。

經(jīng)過多年的科學(xué)試驗(yàn)和大量實(shí)踐證明，鋼鐵工業(yè)固體廢物可實(shí)現(xiàn)減量化、資源化和高價(jià)值綜合利用。中國(guó)研究開發(fā)了一批具有國(guó)際先進(jìn)水平 的、擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和產(chǎn)品，正在推廣應(yīng)用，對(duì)實(shí)現(xiàn)鋼鐵工業(yè)固體廢物“零”排放，節(jié)能降耗，增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，減少CO2排放，保護(hù)環(huán)境都起著重要 作用。

2、鋼鐵工業(yè)固體廢物利用的現(xiàn)狀

2.1鋼鐵工業(yè)固體廢棄物的產(chǎn)生量和利用率

鋼鐵工業(yè)固體廢物主要包括：尾礦、冶煉渣、塵泥、自備電廠的粉煤灰和爐渣以及工業(yè)垃圾等。其年產(chǎn)生量和利用率的統(tǒng)計(jì)分析見表1。

2.2鋼鐵工業(yè)固體廢物的成份

2.2.1化學(xué)成份

鋼鐵工業(yè)固體廢物的化學(xué)成份見表2。

從化學(xué)成分可看出，鋼鐵工業(yè)固體廢物以鐵、硅、鋁、鈣、鎂的氧化物為主，含量在80%以上。

2.2.2礦物組成

礦物組成決定了材料的性質(zhì)和利用途徑。上述各種固體廢物的礦物組成有很大不同，見表3。

2.3鋼鐵工業(yè)固體廢物利用途徑

中國(guó)鋼鐵工業(yè)固體廢物利用途徑見表4

3、鋼鐵工業(yè)固體廢物利用的發(fā)展方向

資源綜合利用是中國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的一項(xiàng)長(zhǎng)遠(yuǎn)戰(zhàn)略方針。國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十個(gè)五年計(jì)劃提出：到2005年，工業(yè)廢渣綜合利用率達(dá)到60%，其中，粉煤灰綜合利用率提高到65%。鋼鐵工業(yè)固體廢物中的鋼渣、尾礦和粉煤灰的綜合利用工作十分艱巨。

冶金建筑研究總院協(xié)同有關(guān)單位從二十世紀(jì)60年代開始進(jìn)行鋼渣、粉煤灰和尾礦綜合利用的系統(tǒng)試驗(yàn)研究，推出了一大批具有國(guó)際先進(jìn)水平的技術(shù)成果，建成一批生產(chǎn)線，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。降低了企業(yè)成本，創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

今后鋼鐵工業(yè)固體廢物綜合利用的發(fā)展方向是推廣應(yīng)用已有先進(jìn)、成熟的技術(shù)和產(chǎn)品，依*科技創(chuàng)新，提高鋼鐵工業(yè)固體廢物資源化水平及綜合利用率。

3.1推廣粒化高爐礦渣粉的技術(shù)和產(chǎn)品

�；郀t礦渣生產(chǎn)礦渣水泥在我國(guó)已有50多年的歷史，對(duì)提高水泥產(chǎn)量，改善水泥性能曾起了重要作用。�；郀t礦渣與水泥熟料一起粉磨，由于其易磨性不 同，在水泥中礦渣顆粒較粗，達(dá)不到全部水化硬化的細(xì)度，會(huì)降低水泥強(qiáng)度。水泥采用ISO標(biāo)準(zhǔn)后，強(qiáng)度等級(jí)提高， 隨著水泥行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整對(duì)高爐礦渣的需求量逐漸減少。

二十世紀(jì)90年代冶建總院等單位研究工業(yè)渣粉作高性能混凝土摻合料取得成功。由于礦渣細(xì)度 提高，其活性在堿性介質(zhì)中得到充分發(fā)揮，在混凝土中等量取代水泥的20%～40%，可提高混凝土強(qiáng)度，改善混凝土的耐久性(如水化熱、抗凍性、抗侵蝕性、 抗堿骨料反應(yīng)等)，使混凝土具有良好的施工性能(如粘聚性、保水性、可泵性等)。

冶建總院在二十世紀(jì)90年代中期工業(yè)化生產(chǎn)了�；郀t渣粉的產(chǎn)品，用于首都(北京)機(jī)場(chǎng)擴(kuò)建工程和的其它建筑工程，取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。并起草了《用于水泥和混凝土中的�；郀t礦渣粉》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T18046?2000。

現(xiàn)寶鋼、鞍鋼、武鋼、唐鋼、蕪湖等已建成年產(chǎn)60～80萬噸的�；郀t礦渣粉生產(chǎn)廠。其它鋼鐵企業(yè)也積極進(jìn)行該項(xiàng)目可行性研究工作。今后我國(guó)鋼鐵企業(yè)現(xiàn)有“�；郀t礦渣”產(chǎn)品 將被高價(jià)值的“�；郀t礦渣粉”產(chǎn)品所取代。

3.2大力推廣鋼渣水泥生產(chǎn)技術(shù)

利用鋼渣生產(chǎn)水泥是中國(guó)研究開發(fā)的具有國(guó)際先進(jìn)水平的成果。冶建總院從二十世紀(jì)60年代開始進(jìn)行鋼渣水泥的試驗(yàn)研究、生產(chǎn)和推廣應(yīng)用工作。歷年約有6000萬噸鋼渣水泥用于工業(yè)與民用建筑工程、機(jī)場(chǎng)道面、道橋建設(shè)和大型水庫(kù)。

中國(guó)已有鋼渣水泥系列品種，已列入中國(guó)“十五”規(guī)劃推廣技術(shù)之一。并制定了產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，見表5。

3.3推廣應(yīng)用鋼渣粉生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品

鋼渣是一種過燒硅酸鹽水泥熟料，磨細(xì)鋼渣粉與�；郀t礦渣粉雙摻作 水泥和混凝土摻合料是鋼渣又一項(xiàng)高價(jià)值利用的高新技術(shù)。鋼渣粉作水泥和混凝土摻合料，可提高混凝土后期強(qiáng)度；改善混凝土耐磨性、韌性、抗?jié)B性、抗凍性、耐 海水腐蝕性；提高混凝土液相堿度，增強(qiáng)鋼筋耐腐蝕性，與高爐礦渣粉配制成雙摻粉是今后混凝土摻合料的最佳產(chǎn)品。

目前湖南漣鋼鋼渣開發(fā)公司、首鋼、柳鋼、廣東韶鋼等籌建的冶金渣粉生產(chǎn)廠均考慮生產(chǎn)鋼 鐵渣雙摻粉。

3.4繼續(xù)推廣鋼渣粉作煉鐵燒結(jié)礦原料和道路基層材料。

鋼渣作煉鐵燒結(jié)礦原料已在中國(guó)大多數(shù)鋼鐵企業(yè)推廣應(yīng)用，但應(yīng)注意會(huì)造成燒結(jié)礦品位下降，以及由于閉路循環(huán)時(shí)有害元素的富集作用引起冶煉時(shí)間延長(zhǎng)、能耗增加等不利影響。因此應(yīng)制定相應(yīng)的措施，揚(yáng)長(zhǎng)避短。

鋼渣作道路基層材料和瀝青路面材料，在中國(guó)應(yīng)用多年，積累了豐富的使用經(jīng)驗(yàn)。但應(yīng)用時(shí)應(yīng)加強(qiáng)鋼渣穩(wěn)定性的檢測(cè)，確保道路工程質(zhì)量。已實(shí)施的《鋼渣混合料 路面基層施工技術(shù)規(guī) 程》(YB/T230)、《道路用鋼渣》標(biāo)準(zhǔn)(YB/T803)及《工程回填用鋼渣》標(biāo)準(zhǔn)(YB/T801)在今后的修訂中，應(yīng)完善鋼渣穩(wěn)定性的檢測(cè)方法 及技術(shù)指標(biāo)。

3.5積極推廣粉煤灰作新型建筑材料和制品的技術(shù)和產(chǎn)品

粉煤灰作水泥混合材、混凝土摻合料的技術(shù)已推廣應(yīng)用。由于目前中國(guó)每年粉煤灰的產(chǎn)生量高達(dá)1.2億噸，利用率僅為58%，因此，粉煤灰的綜合利用需選擇用量大、產(chǎn)品國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求量大的技術(shù)途徑，才能使粉煤灰的綜合利用率達(dá)到“十五規(guī)劃”提出的65%的要求。

中國(guó)墻體材料革新是保護(hù)耕地、節(jié)約能源、改善環(huán)境、實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要措施。“十五”期間，我國(guó)全社會(huì)房屋年竣工面積將達(dá)到18～20億平方米， 城鄉(xiāng)住宅年需求量13～15 億平方米，2005年全國(guó)新型墻體材料產(chǎn)量達(dá)到3000億塊磚，占?jí)w材料總產(chǎn)量的比重40 %。2003年6月30日以前全國(guó)170個(gè)城市禁止使用粘土磚，2005年底以前所有省會(huì)城市全面禁 止使用實(shí)心粘土磚。發(fā)展粉煤灰實(shí)心磚、粉煤灰空心磚、空心砌塊、輕型板材、加氣混凝土、 粉煤灰陶粒等是粉煤灰綜合利用的重要途徑。同時(shí)國(guó)家發(fā)布了生產(chǎn)和使用工業(yè)渣生產(chǎn)新型建 材和制品的鼓勵(lì)政策，為粉煤灰利用創(chuàng)造了條件。

3.6積極開展尾礦的精選和綜合利用

中國(guó)鐵礦石品位較低，尾礦率一般為50%以上。尾礦中含有可選鐵時(shí)應(yīng)建立再選車間，可回收含鐵達(dá)54%～65%的鐵精礦和含鐵35%～40%的中礦。

再選后的尾礦作尾礦磚、作井下充填料、配燒水泥熟料，其用量大，易推廣。尾礦中的硅是以低熔點(diǎn)礦物存在，不是穩(wěn)定的SiO2，易于CaO化合，且 Fe2O3的含量較高，具有礦化作用，還可以代替鐵粉，因此燒熟料時(shí)所需要熱耗也低。用尾礦代粘土配燒熟料后產(chǎn)量一般可提高20%～30%的產(chǎn)量，能耗、 電耗、成本均降低。2001年中國(guó)水泥產(chǎn)量6.26億噸，約需 配料用粘土1.76億噸。我國(guó)人均可耕耕地只有1.57畝，遠(yuǎn)低于世界人均4.7畝的水平。因此利用尾礦代替粘土配燒水泥熟料是尾礦利用的重要途徑之一。

4、鋼鐵工業(yè)固體廢物綜合利用是解決環(huán)境污染的重要方面

鋼鐵工業(yè)固體廢物綜合利用不但可提高企業(yè)效益，實(shí)現(xiàn)廢渣“零”排放，實(shí)現(xiàn)“清潔生產(chǎn)”，而且能減少環(huán)境污染。

我國(guó)環(huán)境污染嚴(yán)重，固體廢棄物堆存量已達(dá)70多億噸，綜合利用率若提高一個(gè)百分點(diǎn)，每年就可減少約1000萬噸廢棄物的排放，對(duì)減少占地、保護(hù)環(huán)境具有重要作用。

地球溫室效應(yīng)的主要原因是CO2排放所造成。世界水泥工業(yè)所排放CO2量占總排放量的7.9%，每生產(chǎn)1噸硅酸鹽水泥產(chǎn)生1.011噸CO2。鋼鐵渣粉 可代替水泥使用，每年鋼鐵渣產(chǎn)生量約為7000萬噸，約占水泥總量的11%，全部制成水泥或直接代替部分水泥使用，每年可減少7000余萬噸的CO2排 放，對(duì)改善地球環(huán)境起到積極作用。

5、結(jié)論

鋼鐵工業(yè)固體廢物中主要含有CaO、SiO?2、Al?2O?3、FeO、MnO等可再利用的成分，冶煉 渣還含有水硬活性的組分，是新型建筑材料的寶貴資源。

鋼渣是過燒硅酸鹽水泥熟料，生產(chǎn)鋼渣水泥和磨細(xì)鋼渣粉用作水泥和混凝土摻合料，不但可高價(jià)值利用鋼渣而且能改善水泥和混凝土耐久性能，提高建筑工程質(zhì)量。

�；郀t礦渣進(jìn)一步加工成�；郀t礦渣粉，與鋼渣粉混合使用將成為21世紀(jì)建筑工程重要材料，標(biāo)志著中國(guó)鋼鐵工業(yè)廢渣綜合利用水平的提高。

粉煤灰除作水泥和混凝土摻合料外，應(yīng)大力推廣生產(chǎn)新型墻體材料和制品。

尾礦的利用應(yīng)積極推廣代替粘土和鐵粉配燒硅酸鹽水泥熟料及生產(chǎn)新型建筑材料、作混凝土 細(xì)骨料、作井下充填料等綜合利用途徑，以提高尾礦的綜合利用率。

鋼鐵工業(yè)固體廢物的綜合利用具有廣闊的前景，不僅是環(huán)境保護(hù)的要求，而且對(duì)企業(yè)實(shí)現(xiàn)工業(yè)渣“零”排放，實(shí)現(xiàn)“清潔生產(chǎn)”節(jié)能降耗，降低產(chǎn)品成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，都具有重大意議。

參考文獻(xiàn)

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