冶金废渣主要是指钢铁厂、铁合金厂以及有色金属冶炼厂在生产过程中排出的废渣。主要有高炉渣、钢渣、铁合金渣、有色金属渣和尾矿渣。
(1) 高炉渣: 高炉渣是高炉冶炼生铁过程中排出的废渣。高炉渣的生成量与矿石品位有关,品位低,排渣量大。我国每炼1t铁,约排出0.6~0.7t高炉渣。目前我国1年约排出高炉渣2100万吨。这些废渣,如果堆存不用,不仅占用大量土地,浪费资源,而且污染环境。高炉渣的综合利用,发展迅速。许多国家如美、英、法、西德、加拿大、瑞典、比利时等,现在都已做到当年排渣,当年用完,全部实现了资源的充分利用。我国目前已有60%高炉新渣制成水淬渣作水泥原料,每年还从积存渣堆中开采10%的矿渣作碎石使用,利用率可达20%。高炉渣在渣场自然冷却后,经破碎筛分,即可直接利用。主要用作混凝土骨料、筑路材料、铁路道渣或建筑填土。在筛分时,常用磁选法回收铁、锰,还可用硫酸沥滤法或细菌浸出法回收锰、镍,用褐煤吸附法回收铁、铜等。有些高炉渣经磨成粉后,可直接用作农肥和土壤改良剂,或作工业废水的过滤和吸附材料。水淬高炉渣可用作水泥的水硬性混合材料,制矿渣水泥,以高炉渣与水淬渣混合,加蒸汽可压制成高强度砖。还可以高炉渣为基础,加入融合剂、澄清剂和晶核剂,在高温下制铸石;或加入硅石、玄武岩与焦炭燃料混合,在化铁炉内熔化后,制成矿渣棉;这种矿渣棉质量好,可用作保温、吸音、防火材料。在热熔高炉渣中加溶化剂,在高温下可制成玻璃或陶瓷。
分为转炉渣,平炉渣和电炉渣。钢渣的排出量约为粗钢产量的10~20%,在管理良好条件下约为8~10%。我国目前每年排渣量大约为300万吨。钢渣利用率约为10%。目前世界各国通行处理钢渣法是热泼法,即将溶融的钢渣泼成约30cm厚的渣层,喷淋适量的水促其冷却,然后进行破碎,筛分,磁选,以回收其中金属,钢渣碎石进行综合利用。钢渣可用作炼铁、炼钢的炉料。钢渣碎石可直接加入高炉,小于3cm的颗粒加入烧结矿作为炼铁熔剂。钢渣碎石广泛用于道路路基的垫层、结构层,特别适宜于用作沥青混凝土路面骨料,钢渣筑路具有强度高,耐磨防滑等优点。钢渣中的钙、硅、锰以及微量元素,均有肥效,可作为渣肥在酸性土壤中使用。用转炉钢渣掺50%左右高炉水淬渣,加10%左右石膏,可磨制无熟料钢渣水泥,或用15%左右水泥熟料代替钢渣,磨制少熟料水泥。我国有些地方利用电炉钢渣生产白钢渣水泥。此外,钢渣还可制造砖、瓦、碳化建筑材料等。
(3) 铁合金渣: 铁合金渣是冶炼铁合金过程中排出的渣,主要为铬铁渣。每冶炼1t铁合金约可产生1t废渣。铁合金渣一般含氧化铝和氧化硅等有用成分。铬铁渣经粉碎后加酸溶解,活性炭吸附,加碱沉淀可回收铬。加入硅石,可制矿渣浮石;加粘合剂,在冶炼炉内打结成炉衬;加石英砂和玻璃粉,可制人工石料;同高炉渣一样,铁合金渣可制铸石及砖。可作耐热混凝土骨料;还可作炼铁的添加剂。
(4) 有色金属渣: 有色金属渣是冶炼有色金属过程中排出的废渣,其中常杂有有色金属的碎屑或粉粒。每冶炼1t铜约产生7t废渣,1t铝约产生1~2t赤泥,1t镍约产生20t废渣,1t铅约产生1.1t废渣。目前我国有色金属渣数量最多的是氧化铝厂残渣——赤泥,其次是铜、铅、锌、镍渣等。目前我国每年约排出100多万吨赤泥。赤泥是钙、硅、铝、铁为主的氧化物。我国山东铝厂多年来利用赤泥生产水泥,年产量达数十万吨。赤泥还可以作炼铁球团的粘接剂、炼钢助熔剂、制砖、砌块,烧制轻混凝土骨料,以及作气体吸收剂、净水剂、活性剂。还可以作橡胶填料、颜料、催化剂的填料等。我国一些城市利用铜渣与砂混合铺筑道床,稳定性好,渗水快,不腐蚀枕木。鼓风炉和反射炉铜渣均可代替铁粉配制水泥生料。用铜渣生产的渣棉,可作保温,吸音材料,质优价廉。铅渣可作水泥的原料。水淬锌渣可作建筑材料。锌渣还可制造铸石,代替钢材。水淬镍渣可以制砖、水泥混合建筑材料等。
(5) 尾矿渣: 尾矿渣可用作建材。矿物组分以石英为主的尾矿,可生产蒸压硅酸盐尾矿砖或加气混凝土块;以方解石、石灰石为主的尾矿,可用于烧制水泥;以高岭土为主的尾矿,可用于烧制红砖或生产半硅耐火材料。
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