摘要：我國是世界上最大的鋼鐵生產國，每年產生的鋼渣數量巨大，不僅占用大量土地，還給環境帶來嚴重污染，因此鋼渣的回收利用一直是我國鋼企的難題。目前鋼渣種類多樣，再生利用的途徑多，我國鋼渣利用率低，部分技術問題尤待解決。

　　鋼渣主要產生于鋼鐵冶煉的過程，是煉鋼時排出的由特定氧化物組成的固體廢棄物，其中造渣材料是鋼渣的主要來源。目前鋼渣是鋼鐵工業中產生的數量最大的固廢之一，同時也是再利用效果較差的大宗固廢之一，其排量約為粗鋼產量的12%-15%。2018年我國粗鋼產量為9.28億噸，產生鋼渣超1億噸，新增占用上萬畝的土地。這些鋼渣不僅占用的土地規模大，而且對環境造成了較嚴重的污染。

　　鋼渣種類多樣 我國鋼渣利用率低

　　鋼渣的主要化學成分為氧化硅、氧化鈣、氧化鋁以及氧化鎂，此外還有部分氧化錳、氧化鐵等氧化物，其主要成分與水泥熟料相似。鋼渣的礦物組成主要有硅酸三鈣、硅酸二鈣、鐵酸二鈣和固溶體。鋼渣種類的不同，其主要化學和礦物組成存在一定的差異，因此在對鋼渣進行資源化處理時，需要預先分析其組成再選擇合理的處理方式。

　　我國鋼鐵企業眾多，由于不同鋼企使用的原料和煉鋼方法不同，其產生的鋼渣也存在差異。目前主要有三種鋼渣的分類方法：根據冶煉的方法不同，可以將鋼渣分為平爐鋼渣、轉爐鋼渣以及電爐鋼渣三種。平爐鋼渣來源于平爐煉鋼，其又可以細分為四種鋼渣，分別為出鋼渣、初期渣、精煉渣以及澆鋼余渣;轉爐鋼渣來源于轉爐煉鋼;而電爐鋼渣則來源于轉爐煉鋼，其又細分為氧化渣及還原渣兩類。根據鋼渣堿度的不同，又可以將鋼渣分為低、中、高三種堿度。鋼渣主要成分中堿性氧化物與酸性氧化物的比值叫做堿度值，堿度值小于1.8時的鋼渣被稱為低堿度鋼渣，堿度值介于1.8和2.5之間的鋼渣被稱為中堿度鋼渣，堿度值大于2.5的鋼渣為高堿度鋼渣。鋼渣堿度在一定程度上反映了其化學性質。根據鋼渣的形態不同，又可將其分為塊狀鋼渣、粉狀鋼渣以及水淬鋼渣三種。鋼渣在形態上的差異是由于在處理鋼渣時采用的工藝不同。

　　鋼渣作為一種潛在的資源，一直未得到充分利用，若能采取行之有效的利用措施，不僅可以解決占用土地及污染環境等問題，提高資源利用率，還可以為鋼企帶來收益。目前我國鋼渣利用率不超過70%，與發達國家相比，綜合利用率還有存在一定差距。

　　目前我國鋼渣利用中，用于筑路的消耗最大，占比40.2%;其余依次是用作工程回填料的占比32.3%，用于回爐燒結的占比19.4%，用于水泥的占比6.5%，用于其他建材的占比1.6%，傳統采取粗放式處理方法，既有可能造成鋼渣再生資源的浪費，又可能引起環境的二次污染。導致鋼渣難以充分利用的主要原因在于鋼渣的組成成分波動大、早強低、水化慢、易磨性及穩定性不高、原料的預處理較困難等，目前眾多鋼鐵企業不具備鋼渣綜合利用的技術。

　　圖1我國鋼渣利用主要途徑占比情況

　　(資料來源：五度易鏈行研中心)

　　鋼渣再生利用的途徑多 部分技術問題尤待解決

　　鋼渣資源化再生利用途徑廣泛，包括回收廢鋼、作高爐熔劑、生產鋼渣微粉、鋼渣作道路工程或回填材料等多種途徑。

　　回收廢鋼主要是由于鋼渣中金屬鐵含量約10%，通過破碎磁選篩分的方法，可實現金屬鐵的回收，鋼渣破碎的粒度越細，得到的鐵越多。國外該方法的應用較早，目前我國己有鞍鋼、武鋼等鋼企建立了鋼渣回收金屬鐵的系統。

　　鋼渣做高爐熔劑的優點較多，首先回收利用渣中的金屬鐵，減少了燒結礦和石灰石用量。其次可以提高高爐的脫硫能力，提高高爐的流動性以及穩定性，增強料柱的透氣性。此外還可以產生良好的經濟效益，美國用作高爐的替代熔劑的鋼渣超過50%，國內太鋼、馬鋼等鋼企高爐大量應用轉爐鋼渣做熔劑，均獲得較好的經濟效益。

　　鋼渣經過加工、篩選、干燥后磨細，再摻加適量的外加劑加工，混合成為鋼渣微粉。中高堿度的鋼渣不僅可以直接磨粉生產鋼渣水泥，還可以作為水泥生產中的添加劑。在混凝土拌和過程中，適量摻加鋼渣微細粉可以增強其力學強度以及結構的致密度。

　　鋼渣碎石的自然級配好、強度高、性能好，是良好的筑路回填材料。鋼渣在修筑堤壩、工程回填、填海造地、鐵路及公路路基等工程中使用廣泛，國內外都有成功的實踐，歐美各國用于道路工程的鋼渣約有60%。

　　雖然鋼渣的用途較多，鋼渣的回收利用技術獲得了一定的成績，但總的來說我國的鋼渣利用率不高，受諸多因素限制，存在鋼渣作為冶金原料時，由于其組成成分的波動較大，給生產帶來相應的困難;鋼渣作為建筑材料時，由于其具有膨脹性，因此難以完全替代水泥等問題，導致鋼渣距離穩定可靠的應用還存在難度。

　　雖然如上述所言，鋼渣的充分利用存在困難，但是隨著技術的進步，鋼渣將有廣闊的應用前景。根據我國目前的鋼渣利用情況來看，為促進鋼渣的綜合利用，應加強如下方面的研究：首先是加強對鋼渣物性的了解，弄清鋼渣特性，為鋼渣的開發應用提供理論依據。其次是加強鋼渣處理技術的研究，進一步提高鋼渣處理技術，加大推廣將鋼渣作為冶煉熔劑的應用技術。還有就是加強鋼渣用作筑路以及回填材料的研究和應用。鋼渣的強度以及抗滲性優于天然石材，作回填材料，可節約天然石材的用量。此外，需要開發高性能鋼渣微粉。鋼渣微粉是一種良好的綠色建筑材料，但由于鋼渣中的硅酸二鈣、硅酸三鈣礦物的粉磨較大，對磨粉工藝及設備的要求較高，因此，開發高性能的鋼渣粉磨設備對鋼渣微粉的生產十分重要。

　　結語

　　鋼渣作為潛在的資源，雖然成分復雜，回收技術上存在一定難度。但隨著我國鋼企對于鋼渣再利用的重視以及鋼渣回收利用技術的不斷提高，未來我國鋼渣利用率將逐步提高。