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中國鐵合金網(wǎng)訊：
01 研究背景
鹿島廠位于茨城縣東南部，是面向鹿島灘的鹿島臨海工業(yè)帶的聯(lián)合鋼鐵廠。粗鋼產(chǎn)量約700萬t，副產(chǎn)品鋼鐵渣的產(chǎn)生量約280萬t。正在積極研究如何將這些鋼鐵渣變?yōu)樵a(chǎn)品，提高其附加值以利于銷售。
茨城縣僅次于北海道和愛知縣，也是具有道路面積的公路縣，而且距千葉、東京大都市約100km。充分利用這一地理位置優(yōu)勢，開發(fā)和銷售道路用路基材料為主的陸地土建工程用鋼鐵渣產(chǎn)品？紤]到鋼鐵渣產(chǎn)品對環(huán)境的影響，開發(fā)可以放心使用的再利用產(chǎn)品是非常重要的，也是穩(wěn)定銷售的根本。雖然鋼鐵渣可作為有效資源再利用，但是減少鋼鐵渣的單位產(chǎn)生量更有利于環(huán)保。
02 鋼鐵渣環(huán)保利用技術(shù)的開發(fā)
2.1氟溶出抑制技術(shù)
道路用鋼鐵渣是根據(jù)1979年制定的標(biāo)準(zhǔn)JISA5012開發(fā)的，其后，進(jìn)行了各種性能改良，將改良結(jié)果反饋給JIS，2013年修訂JIS時(shí)，作為更放心的產(chǎn)品，增加了環(huán)境安全品質(zhì)條款。在此之前，鹿島廠就根據(jù)環(huán)境安全品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了技術(shù)開發(fā)，其中一項(xiàng)是氟溶出抑制技術(shù)。
在鋼水精煉中，為了促進(jìn)雜質(zhì)的去除，往往使用螢石（CaF2）作熔劑。但是，使用螢石易使鋼渣溶出氟（F），擔(dān)心影響環(huán)境。因此，采取了以下應(yīng)對措施：1）即使使用螢石，也要抑制氟的溶出，以生產(chǎn)出保證環(huán)境的渣產(chǎn)品；2）推進(jìn)開發(fā)不使用螢石的精煉方法。
氟溶出抑制技術(shù)。在含氟的鋼渣中配合高爐水淬渣等溶出二氧化硅的物質(zhì)和含鈣的生石灰等，進(jìn)行混合，制作氟固定能力高的水化物，用固定氟抑制氟溶出。渣溶出的鈣離子與二氧化硅反應(yīng)，形成特定的水化物，除固定氟外，該項(xiàng)技術(shù)還是通過生石灰等溶出的過剩鈣離子作為氟化鈣（CaF2）固定氟的技術(shù)。此外，為了確立不使用螢石的精煉方法，不銷售利用該技術(shù)的路基材料。
2.2土壤中重金屬溶出抑制技術(shù)
土壤中往往含有錳、鋅、砷、鎘和鎳等重金屬。如果土壤是中性的，這些重金屬不溶出是無害的，但若土壤中的pH值偏酸性，這些重金屬溶出就可能會污染環(huán)境和妨礙農(nóng)作物的生長。例如奄美大島的土壤是酸性（pH=5.1），具有重金屬溶出的風(fēng)險(xiǎn)。
在這種土壤30mm以下混合整粒的鋼鐵渣，可以長期穩(wěn)定中和土壤。通過應(yīng)用渣中和土壤的pH值，減少錳、鋅的溶出。根據(jù)土地的用途和成分，調(diào)整渣的混合量，可以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)pH值；而且因?yàn)殁}是逐漸溶解，可以持續(xù)保持pH值。在鋼鐵渣的用途中，堿性成為問題，有限制使用的情況，但通過很好地利用，可以起到改善環(huán)境的作用。此外，渣中含有Fe、Mg和Ca等對植物有用的成分，有望作為農(nóng)業(yè)肥料使用。
03 促進(jìn)鋼鐵渣的廠內(nèi)循環(huán)使用
鹿島廠采取了減少鋼鐵渣量的措施。削減的方法有：減少使用的副原料；再利用產(chǎn)生的渣。下面介紹在高爐煉鐵和煉鋼工序再利用鋼渣的案例。
在煉鋼過程中，為應(yīng)對原料品位的惡化和高端鋼的需求，采用去除雜質(zhì)的脫硫和脫磷、脫碳二道工序或脫硫、脫磷、脫碳三道工序的兩種精煉方法。脫硫過程中產(chǎn)生的鋼渣多含有鐵分和石灰。這些成分是煉鐵的有效成分，但因含硫高，在高爐煉鐵和煉鋼工序都不能使用。因此，在燒結(jié)工序再利用，通過燃燒將硫轉(zhuǎn)變?yōu)镾Ox從原料中分離，再經(jīng)廢氣處理設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)槭，這樣不僅鐵分、石灰，連硫也可作為資源回收。采用該脫硫工序產(chǎn)生的爐渣基本100%可以在廠內(nèi)再利用。
在三道工序的精煉方法中，脫磷后的脫碳工序產(chǎn)生的鋼渣含磷量低，且富含鐵分和石灰。因此，破碎整粒為適當(dāng)?shù)牧６，可以在燒結(jié)工序和煉鋼工序再利用。脫碳工序產(chǎn)生的爐渣也基本100%可以在廠內(nèi)再利用。采取這些措施后，每財(cái)年有約23萬t的鋼渣在煉鐵工序內(nèi)再利用，減少了天然資源的使用量。
來源：冶金技術(shù)網(wǎng)
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