冶金企业废渣资源利用处理工艺研究

李志伟

（中冶东方工程技术有限公司，山东 青岛 266555）

金属矿产资源对于现代工业发展至关重要，如果不加以综合利用，则会占用大量的土地，并造成严重的环境污染，导致资源被严重浪费。

通过这几十年以来的考察，可以发现金属废渣和与水泥的矿物质成分是比较像的，因此完全可以作为二次资源进行再利用。因此需要相关工作人员能够持续不断地了解废弃金属的实际应用状况，对其资源化的处理以及综合利用投入更多的关注。

1 金属废渣资源化处理以及综合利用现状

1.1 金属废渣压缩块

通过研究发现，金属压缩块模具有一定的水硬胶凝性，金属废渣在通过相应的处理和陈化之后，可以作为骨料来完成资源再利用的要求，这种通过初步处理的金属废渣可以生产金属废渣压缩块，可以利用这些金属废渣形成压缩块进行道路铺设，也可以当中路缘石、护坡石以及砌块等相关产品。金属废渣通过磨细，加入一定的添加剂之后，可以让自身的不安定性得以降低。同时还能够让胶凝的活性得以提升，适合被当做一种比较高效使用的建筑材料。国内有很多金属生产企业都可以进行相关生产，比如冶金企业每年可以消耗10万吨左右金属废渣，用在生产路面砖以及砌块等相关的建材材料上。而相关公司所建成使用的钢制二级矿砖，可以生产免蒸、免烧的多孔或空心砖，且已达到2000多万块的生产线[1]。

1.2 金属废渣微粉作掺合料

金属废渣压缩块模具内有其胶凝活性，它将金属废渣磨成微粉能够有效代替一部分水泥，是一种相对更加优质的掺合料。因为微珠效应在加入废渣之后，可以少量的掺入一些水，使混凝土拥有流动性，以及能够改善对混凝土的不良性质，并给予一定的提升。随着冶金企业排出的金属废渣掺合量不断的增加，这样的效应也变得更加明显，而且因为废渣的硬度相对较大，且非常耐磨，因而在掺入废渣之后，也会造成混凝土的耐磨以及抗压能力有所提升。废渣也可能会产生火山灰效应并且，在加入混凝土之后，可以吸收水泥水化所产生的氢氧化钙，以及可能会造成二次损害，填充空隙来尽量减缓水泥水化热，让混凝土强度得以提升。对于底坑大面积混凝土存在温差应力所引起的开裂也是非常有利的。因为金属废渣制中会含有很多金属游离子元素，能够使得混凝土的整体体积出现膨胀，从而导致开裂。将金属废渣磨细成为比表面积一定标准下的微粉，将其在水中进行水化，可以有效地改善金属废渣水泥安定性的问题，可以使用废渣来等量代替水泥，由于微珠效应可以有效改善混凝土的实际工作性。如果将废渣、粉煤灰以及矿粉进行复称，可以有效地产生抄底，加速效应相互之间激发，从而促使火山灰效应得以激发出来[2]。

1.3 利用废渣水泥

钢渣中含有硅酸二钙以及硅酸三钙，能够有效让废渣的潜在胶凝活性有所提升。目前主要就是使用提高细度，增加废渣比表面积等方式来生产金属废渣水泥。而金属废渣是水泥当中非常重要的组成成分，可以通过计入掺合料与石膏在进行细致研磨后，制成水硬性胶凝材料。其中矿渣废石以及粉煤灰可以当做掺合料，同时为能够有效提升强度，也可以掺入一定的硅酸盐水泥，使用废渣水泥所制作的混凝土，在后期强度上会比较高，也较耐磨，且抗腐蚀性很高，同时也具有抗冻作用。并且在大气比较稳定的情况下，水化热比较低，适合用于大坝水泥方面[3]。

1.4 金属废渣在建筑方面的使用

金属废渣当中虽然也拥有各种活性体以及胶凝活性物质，但与水泥活性相比起来还是比较低的，在建材当中可以使用钢渣的方法，一般有物理激发、化学性激发，以及热力学激发。

在建筑领域当中，金属废渣的使用主要是生产废渣水泥与金属废渣微粉，以及金属废渣压缩块，且金属废渣也可以当做筑路材料以及回填材料[4]。

1.5 金属废渣筑路材料

使用热泼工艺所处理的金属废渣在陈化三年之后，可以当做多孔结构的骨料来制作石胶泥沥青混凝土，七天的膨胀力大概比1%更低一些，可以更加有效地尽量避免出现高温变形的情况，或者低温开裂的问题，是一种非常好用的筑路材料。

按照比较科学性的考察结果，可以发现有很多国家基本上，50%左右的金属废渣都使用在道路工程的建设方面。有些发达国家的几条主要铁路都使用金属废渣来当作道路铺设，还有一些发达国家把高炉渣当做铺路材料，这样建设出来的道路承载力会比较大，而且更加坚固，具有耐冰冻的特点，同时其体积的稳定性也相对较高，耐磨性比较优质。比较耐得住浪花拍打或潮流冲击等，相关工程性能会比较明显。特别是使用混合炉渣来进行铺路，其承载力比一般的材料铺路要更高，沥青层的厚度也可以适当予以减少，能够有效地降低造价。

1.6 金属废渣回填材料以及软土基填料

金属废渣能够被有效地当做回填材料或者软土地基的填料。通过一段时间的处理之后，金属废渣在适当级配之后，能够被当做回填材料，成倍的让承载能力获得有效提升。并且有些发达国家通过金属废渣来进行填海，可以作为人造陆地，还可以使用金属废渣，利用锤击的方法把水泥、粉煤灰以及金属废渣通过加水相互拌合成为混合料。通过金属套管夯实，入土成为柱子，对软土地基进行较紧密的处理，其效果也是比较明显的，还需要提高复合地基的承载力，让地基土压缩模量的增加可以对载荷作用下的变形有所降低，从而达到成本的有效降低。

2 金属废渣资源化处理和综合利用发展

目前我国各冶金企业，还有好多企业没有完成，堆存显现也比较普遍，工业固体废弃物中含金属资源进行全量的处理以及回收利用。其中利用的途径主要是先通过固废资源进行回收之后，再进行烧结，然后通过高炉冶金之后，这是一种大循环的使用模式。但是其层次仍然比较低，且效率不高。

首先要能够提升金属废渣溶剂渣配料对于烧结矿品位及质量的研究。其次要尽量开发金属废渣在水泥生产当中的使用，要提升金属废渣用在水泥厂生产试验等各方面的探索，以及生产性验证方面的使用。需要有效地探索金属废渣水泥在生产过程中的最佳工艺的控制参数，同时也要让金属废渣的掺入量有所提升。再次就是要开发金属渣粉的生产使用，水泥与混凝土当中的金属渣粉，是目前我国对钢渣进行高价值资源回收利用的一个最为有效方式。细度在表面积控制下，能够在一定水平内的金属渣能够有效的进行等量取代10%到30%左右的水泥，而这方面的金属废渣可以直接使用在混凝土的建筑工程当中，有效地让混凝土的后期强度有所提升，也可以让混凝土的耐磨性有所提高，使混凝土能够拥有抗冻的特点，同时也需要具备抗腐蚀性。这种材料的使用要比水泥成本的使用要更低一些，因此可以让企业的工程造价得以降低，进而让企业的经济收益获得全面提升，是一种性能更高，同时耐久性更加明显的混凝土原料。

3 结语

综上所述，这些年来，我国一直都在鼓励发展循环经济，同时也在不断号召节能降耗的，冶金金属废渣资源化处理以及综合使用，都是目前更具代表性的一种资源循环利用方式，也是我国节能环保的一个根本性措施，是冶金企业想要能够获得健康可持续发展的一个非常重要保障，因而提升研究力度，并且不断靠推广金属废渣资源化处理，以及综合使用技术，能够有效地让我国的冶金企业获得更加健康的发展。同时给我国冶金企业企业的可持续发展，也能够做出更加全面的贡献。在金属废渣目前利用的基础之上，开发金属废渣的其他使用途径是非常重要的。

目前把金属废渣以及矿粉等相关材料进行复掺，相互让活性得以激发，这种使用方式已经受到人们的广泛关注。并且在国外目前有很多相关单位，也已经将金属废渣与矿物粉当做粗骨料来进行使用，尽量开发更多的金属废渣价值，这样不但可以达到金属废渣的平衡，同时还能够让废渣发挥出更多作用，使其在社会上发挥出更多贡献。只有不断地研究才能够投入更多的资源，使金属废渣的资源化利用可以获得全面发展。