冶金固体废弃物处理及利用研究

第1页冶金固体废弃物处理及利用研究姓名康向文所在学院职业技术学院专业班级04冶金工程学号200413110指导教师张从容日期2007-6-02摘要随着我国冶金工业的快速发展，固体废弃物处理及利用日益得到重视。本文从绿色生态建设、提高回收利用率、综合利用研究等方面入手，较为全面地阐述了高炉渣、钢渣、尾矿，污泥等四个具有代表性的冶金固体废弃物处理及利用方面的进展，并结合各大钢厂在固体废弃物处理及利用方面的经验，系统地总结了固体废弃物的处理利用方法。文章最后还对冶金固体废弃物处理利用的发展前景进行了展望。关键词：固体废弃物，高炉渣，钢渣，尾矿，污泥第2页ReachofdisposalandusingformetallurgicalsolidwasteAbstractAlongwiththedevelopmentofmetallurgicalindustry,thedisposalofsolidwasteanditsusinggetmoreattention.Thisarticleintroducedfourtypicalsolidwastes’disposalandusing,theseareblastfurnaceslag,Steelslag,gangue,Sludge,fromgreenecologicalconstruction,improvingtherateofrecyling,comprehensiveutilizationandsoon.Atthesametime,withtheexperienceofkindsofmetallurgicalindustryindisposingandusingsolidwaste,thisarticleconcludedthemethodofdisposingandusingsolidwaste,alsogiveanviewoflongtermpotential.Keyword：Solidreject；highslag；steelslag；debris；sludge第3页目录1引言.............................................................52高炉渣处理.......................................................72.1高炉渣简介..................................................72.2高炉渣处理工艺简介..........................................82.3图拉法处理高炉渣...........................................102.3.1图拉法炉渣处理工艺流程................................102.3.2设备控制和技术操作....................................122.4高炉渣的利用...............................................172.5高炉渣处理利用总结.........................................183钢渣处理........................................................193.1钢渣简介...................................................193.2钢渣处理工艺...............................................203.2.1浅盘法................................................213.2.2热闷法................................................213.2.3滚筒法................................................223.3我国钢渣综合利用情况......................................243.3.1技术的发展过程.......................................243.3.2从钢渣中回收废钢.....................................243.3.3钢渣在基本建设中应用.................................253.3.4钢渣在水泥工业中的应用...............................263.3.5钢渣在农业方面的应用.................................283.3.6钢渣在冶金原料方面的应用.............................283.3.7我国近年来钢渣综合利用状况...........................293.3.8存在的问题与未来展望..................................31第4页3.4国外钢渣处理综合利用.......................................323.5钢渣处理利用总结...........................................334尾矿处理........................................................344.1尾矿简介...................................................344.2当前我国矿山企业尾矿的利用及试验研究状况...................354.3尾矿处理技术...............................................384.3.1尾矿高效脱水技术......................................384.3.2全尾充填采空区........................................414.3.3膏体尾矿干式堆存......................................434.4尾矿处理利用总结...........................................445污泥处理........................................................455.1污泥简介...................................................455.2炼钢污泥的性质及脱水方法...................................465.3炼钢污泥的再利用经济分析...................................475.4炼钢污泥综合利用概况.......................................495.4.1炼钢污泥直接用于烧结混合料方法一:加水稀释法...........495.4.2炼钢污泥直接用于烧结混合料............................505.4.3炼钢污泥用于烧结混合料的方法三:磁选法.................515.4.4炼钢污泥用于转炉造渣:污泥球法.........................525.4.5炼钢污泥综合利用方案:冷固结球团法.....................535.5污泥处理利用总结...........................................546冶金固体废弃物处理发展前景......................................567总结............................................................57致谢..............................................................58参考文献..........................................................59第5页1引言资源、环境、能源和人口的协调发展是当今世界的重大社会问题。资源短缺和环境承载能力脆弱，是制约我国经济发展的两大瓶颈。2004年全国冶炼行业产生废渣达2亿吨，其中进行资源化利用的仅占4%，大量废渣不仅占用土地、污染环境、而且浪费资源。但是发达国家冶炼废渣资源利用已高达97%，因此我国已经将冶金资源综合利用列入国家“十一五”规划重点扶持项目。目前我国工业废弃物排放总量已达10多亿吨，在2005年仅冶金行业产生的废渣就达2亿多吨。冶金工业的主要固体废弃物中，高炉渣为铁产量的25%～50％，钢渣为钢产量的12%～20％。以我国年产钢铁2亿吨计，每年将产生5000万～1亿吨高炉渣和1000～2000万吨转炉渣，这些废渣除少部分作路基和生产简单混合材料外，大部分被堆置或填埋[1]。其实，这些废渣蕴含着极大的利用价值，如通过处理改善或改变其理化性能指标（常见理化性能指标：粘度，运动粘度，粘度指数，密度，闪点，倾点和凝点，水分，康氏残炭，硫酸盐灰分，残碳，灰分，机械杂质，酸值，总碱值，氧化安定性，泡沫性，抗乳化性，锥入度，滴点，腐蚀试验，防锈，热安定性，氧化安定性，剪切安定性）[2]，就能变成性能优越的工业添加剂。充分回收利用固体废弃物中的资源和能源潜力，把冶金固体废弃物矿渣变成有利用价值的材料，实现冶金企业废渣“零排放”，是资源再生、化废为宝可持续发展的静脉产业，如果加以充分利用，可增收数十亿元。为此我们在做好环保工作的同时,应走低成本、高品质、产品创新之路。本文针对高炉渣，钢渣，污泥，尾矿四个最具有代表性的冶金固体废弃物并结合全国各大钢厂对其的处理方法来加以论述如何处理和利用冶金固体废弃物。目前高炉渣已开发出矿渣碎石、矿渣砂、路沿石、硅酸盐砌砖、水沟盖板、彩色路面砖、普通硅酸盐水泥、复合微粉、光亮剂、高钛型石油压裂支撑剂等20多种矿渣建材产品，或通过磁选后残余的铁可以再次作为原料炼铁，配以白第6页灰，少量水泥混合后，作路基材料，比传统的沙石料省钱，且更结实。钢渣开发利用的途径有：1.做烧结矿的原料；2.钢渣金属Fe回收；3.钢渣粉超细粉磨设备；4.钢渣的农业资源化利用；5.钢渣生产新型建材（地面砖、多孔砖，墙板等）；6.用于填海造地，公路基层材料。尾矿中含有丰富的金、银、铜、铁等有用成分，近年来随着选矿技术的发展，例如采用弱磁-强磁选技术对尾矿再选，每年可以从尾矿中回收数万吨的铁精矿，价值数为万元，进一步将尾矿再磨再选，使尾矿中的金、银、铜、铁等有用矿物得到充分回收利用，从而经济效益大为提高。由于污泥脱水好、排运快、它不仅较好地提高了沉淀池的净化效果水质已达到回用条件,炼铁水循环工程正在立项中,改善了外排水的水质,同时消除了炼铁厂风机房水浸设备隐患。另外,由于压出的污泥饼含水率低,不易渗漏,减少了运输过程中对厂区马路的污染,较好地改善了厂区环境。第7页2高炉渣处理2.1高炉渣简介高炉渣是钢铁冶金工业中数量最多的一种渣，是冶炼生铁时从高炉中排出的一种废渣。它是由铁矿中的脉石、燃料中的灰分和熔剂中的非挥发组分形成的固体废物。高炉炼铁过程中排出的渣，又称高炉矿渣，可分为炼钢生铁渣、铸造生铁渣、锰铁矿渣等。中国和苏联等国一些地区使用钛磁铁矿炼铁，排出钒钛高炉渣。高炉渣含有钙、硅、铝、镁、锰、铁等的氧化物，高炉渣主要的矿物相为：黄长石、硅酸二钙、假硅灰石、辉石以及少量硫化物等。锰铁渣的矿物相还有方锰矿等。钒钛渣的矿物相为钛辉石、钙钛矿、巴依石、