談冶金爐渣的綜合利用論文
談冶金爐渣的綜合利用論文
摘要：冶金行業的快速發展導致冶金爐渣出現了大量的剩餘，作為冶金行業的第二資源，冶金爐渣成為冶金行業需要重點關注的內容。在此次論文中，就將針對冶金爐渣，對冶金爐渣利用的必要性進行了總結，同時對冶金爐渣的利用現狀做出了分析，在此次基礎上，結合國內外冶金爐渣的利用方式提出了改進對策。
關鍵詞：冶金；爐渣；綜合利用
我國冶金行業在近年發生了快速的發展，但是伴隨快速發展的冶金行業而言，新增加的冶金爐渣出現了大量的累積，不僅佔據了大量的土地，同時還會造成水源及環境的汙染，還浪費了爐渣資源。冶金爐渣簡單理解就是在冶煉的過程中出現的廢棄物，包括高爐渣、電爐渣、爐外精煉爐渣等等，透過對冶金爐渣的科學有效利用能夠實現環境保護及資源的有效利用。因此說對冶金爐渣綜合利用的深入研究是非常必要的。
1冶金爐渣綜合利用的必要性
隨著對資源的深度利用導致全球範圍內的礦產資源都急劇減少，我國的礦產資源也面臨著嚴峻的挑戰。在此次背景之下，如何充分的實現礦產資源的充分利用成為當前最為關鍵的應用研究內容。作為我國的基礎工業，鋼鐵工業實際上也是一種原材料工業，鋼鐵行業的發展與我國經濟的發展是相互適應的，鋼鐵產品無論是在城市建設，還是工業生產中都發揮著重要的關鍵。但是不同的行業及部門所應用的鋼材規格及品種都是不同的，因此鋼鐵行業的發展直接受到產業結構調整的影響。我國當前正在進行大量的基礎設施建設，鋼材消費量發生了快速的發展，所以就相應的使用了大量的鋼鐵，同時也導致了冶金爐渣的增多。而如何更好的利用冶金爐渣成為最為重要的研究內容。由於不同鋼鐵企業所使用的冶金技術都是存在差異的，所產生的爐渣成分及產量都是不同的，因此需要從系統的角度出發，對冶金爐渣的綜合利用進行分析與研究。
2冶金爐渣綜合利用現狀
當前，在我國的各個城市中都涉及了冶金工業，而冶金工業所產生的固體廢物，也就是冶金爐渣，佔據了總的固體廢物數量的18%。在冶金爐渣中包含多種金屬元素，包括鐵元素、鎂元素、銅元素、鋁元素等，同時還包括鈣元素、硒元素等等。冶金爐渣是作為可以利用的第二大資源。我國當前冶煉鋼鐵過程中所產生的爐渣堆棄量有三億噸，佔地約三萬畝。在2017年，我國所產生的鋼鐵總量為8546萬噸，但是在冶煉過程中缺乏科學有效的手段，尤其是對於複合礦渣中共生金屬元素的分離及充分利用技術是非常落後的，該項內容的平均利用率僅僅達到了60%。這也就導致了我國冶金行業所產生的爐渣數量是非常龐大的，但是對爐渣的綜合利用率卻是非常低的，不僅未實現爐渣的再次利用，同時還導致了環境與水源的汙染。
3冶金爐渣的綜合利用
對於冶金爐渣的綜合利用對策可以結合西方國家的利用對策進行總結，在西方國家，對於礦產資源伴生資源的利用是非常重視的，將汙染防治戰略作為根本解決對策，來替代末端處理的治理汙染源對策，將這種對策稱之為“清潔生產”戰略。隨之我國也在1994年出臺的《中國21世紀議程》中對清潔生產提出了相應的解釋與規定，並且作為“211工程”來重點對待，我國冶金爐渣的綜合利用有著非常廣闊的發展前景。對於冶金爐渣的綜合處理包括物理處理方法與化學處理方法這兩種。
3.1物理處理方法
所謂物理處理方法就是不改變冶金爐渣的化學成分而實現其充分利用，物理處理方法主要就是利用冶金爐渣的機械強度特點，將其作為支撐來是實現的。物理處理方法主要包括礦山坑井的填埋、彩色沙料、鋪路等方式。（1）礦山坑井填埋礦山在開採出大量的礦產資源之後，對其進行支撐是非常必要的，從而避免礦山的坍塌與下沉，所以在開挖結束之後就需要回填。我國當前幾乎所有的礦井都必須要進行回填，而冶金爐渣組作為穩定性非常高的材料可以進行礦井的回填。但是當前這種方式還無法保證避免對水源及環境的汙染，同時這種方式實際上是對資源的一種浪費。（2）鋪路在經過處理之後的冶金爐渣有著較強的穩定性，所以可以作為道路的基層、墊層甚至面層。而爐渣與瀝青之間的親和性非常好，同時與天然料石進行混合還能夠用於柔性路面的'鋪設。在使用鍊銅爐渣作為鋪路材料就必須要在材料中摻入石灰等膠結材料，不能單獨使用冶金爐渣。（3）彩色沙料對於高爐水渣而言，具有多孔的特點，所以將無機顏料深入到空隙中，之後再加入丙烯基聚合物來阻止顏料的流出則會形成彩色沙料。將彩色沙料、水泥以及硬化劑進行混合，攤鋪在路面上作為透水層，可以在保證強度較高的情況下保證透水性，經過長期的使用也不會出現褪色的情況。
3.2化學處理方法
化學處理方法就是從爐渣中提取有價值的成分，或者是透過改變爐渣中的組成而使其成為有用的物質，化學處理方法較物理處理方法來說種類更多，下面就將對幾種重要的處理方法進行總結：（1）提取有價金屬礦物一般都是多種金屬共同存在的複合共生礦，尤其是對於有色金屬，透過冶煉獲得需要的金屬成分之後，還存在大量的有價金屬，對於這部分有價金屬進行充分利用將成為有效的資源。透過研究發現，有色金屬中有三十多種是作為副產品來回收的，而透過對有色金屬的回收所創造的總價值比重是非常可觀的，其中銅系統佔據了25%，鉛系統佔據了12%，鋅系統佔據了20%。（2）熔制彩色玻璃冶金爐渣與玻璃都屬於矽酸鹽材料，同樣都具備共同的多相平衡特力學基礎，而二者之間的最為重要的區別就是化學成分的不同。與矽酸亞鐵化學成分範圍較為接近的就是有色金屬爐渣所形成的範圍，而在磷石英化學成分附近形成的就是玻璃所形成的區域，所以在CaO-FeO-SiO2中引入Na2O就會使得爐渣與玻璃之間的差距進一步縮小。所以將爐渣與石灰、石英等材料混合之後在適當的條件之下就可以熔製成玻璃體。而透過研究發現用爐渣熔製成的玻璃體的機械力學效能、耐腐蝕效能等都比較好，應用情景較為廣泛。（3）生產水泥當前將冶金爐渣生產成為水泥是研究最為廣泛與深入的利用方法，雖然冶金爐渣隨著冶金方式及冶金種類有著較大的區別，但是幾乎所有的冶金爐渣都屬於矽酸鹽材料，主要成分包括SiO2、CaO、FeO等，其中SiO2作為水泥的主要原材料可以用於水泥的生產，而SiO2主要是透過冶煉鋼渣來實現的。鋼渣水泥與普通水泥相比較，強度、凝結時間等方面都有著一定的先進性，同時後期的強度非常高，耐磨及抗腐蝕的效能也非常優良，適用於道路工程的施工。
4結語
礦產行業作為我國國民經濟的支撐產業，提高對其研究深度，實現對礦產資源的充分利用是非常重要的。因此加強對冶金廢渣的綜合利用研究是具有重大意義的，能夠在實現資源充分利用的同時，加強環境的可持續發展。
參考文獻
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