目前,全球鋼鐵年產量約為19億噸,排放二氧化碳26億噸。中國鋼產量占全球總產量55%,中國鋼鐵行業的碳排放量占全國碳排放17%-18%。2022年發布的《關于促進鋼鐵工業高質量發展的指導意見》提出,鋼鐵行業2030年實現碳達峰。鋼渣綜合利用,對于提高資源利用效率,促進鋼鐵行業高質量發展具有重要意義。
鋼渣是鋼鐵生產過程的主要副產品之一,產生量約為粗鋼產量的8%~15%,可利用潛力較大,鋼渣的利用是鋼鐵行業的研究方向之一。
國內鋼鐵企業產生的鋼渣不能及時處理,致使大量鋼渣占用土地,污染環境
鋼渣主要來源于鐵水和廢鋼中所含元素氧化后形成的氧化物,金屬爐料帶入的雜質,加入造渣劑如石灰石、螢石、硅石等等,以及氧化劑、脫硫產物和被侵蝕的爐襯材料等。鋼渣的主要成分是鈣、鐵、硅、鎂、鋁、錳等氧化物所組成的,然而鋼渣并非不可用固體廢棄物,那鋼渣在用于冶金原料時,有什么途徑:
回收廢鋼鐵
鋼渣中含有較大數量的鐵,平均質量分數約為25%,其中金屬鐵約占10%?磁選后,可回收各粒級的廢鋼,其中大部分含鐵品位高的鋼渣作為煉鋼、煉鐵原料
鋼渣用作燒結材料
由于轉爐鋼渣中含40%~50%的CaO,用其代替部分石灰石作燒結配料,不僅可回收利用鋼渣中殘鋼、氧化鐵、氧化鈣、氧化鎂、氧化錳、稀有元素(V、Nb等)等,而且可使轉鼓指數和結塊率提高并有利于燒結造球及提高燒結速度?鋼渣中Fe、FeO在氧化反應過程中產生的熱量可降低燒結礦燃料消耗
鋼渣用作高爐熔劑
轉爐鋼渣中含有40%~50%的CaO、6%~10%的MgO,將其回收作為高爐助溶劑可代替石灰石、白云石,從而節省礦石資源?另外,由于石灰石(CaCO3)、白云石[CaMg(CO3)2]分解為CaO、MgO的過程需耗能,而鋼渣中的Ca、Mg等均以氧化物形式存在,從而節省大量熱能
鋼渣用作煉鋼返回渣料
鋼渣返回轉爐冶煉可降低原料消耗,減少總渣量?對于冶煉本身還可促進化渣,縮短冶煉時間。