冶金渣生產(chǎn)節(jié)能環(huán)保建筑涂料的研究

目前，中國的鋼鐵公司總面積為5億噸，每年產(chǎn)生1億噸以上的金屬礦。在冶金渣中排量大的主要有高爐水淬礦渣、鋼渣、高爐重礦渣等,其中高爐水淬礦渣和高爐重礦渣利用率較高,而鋼渣利用率較低,僅有20%左右。未得到利用的冶金渣長期堆放而未及時綜合利用,一方面冶金渣逐漸失去活性難于再利用,另一方面占用大量土地、嚴(yán)重污染環(huán)境。隨著2009年1月1日《循環(huán)經(jīng)濟(jì)促進(jìn)法》的頒布實施,如何大量利用冶金渣已成為各鋼鐵企業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。1產(chǎn)品方面的綜合利用由于我國煉鐵煉鋼技術(shù)還不夠先進(jìn)而鋼產(chǎn)量穩(wěn)居世界第一,因此各鋼鐵企業(yè)每年都會產(chǎn)生大量的不同種類的冶金渣。根據(jù)我國的國情和目前的技術(shù)水平,要想大量利用冶金渣,只有走開發(fā)節(jié)能、利廢、環(huán)保的建材產(chǎn)品這條路。冶金渣綜合利用是指從冶金渣中磁選除鐵并將尾料大量用于建材產(chǎn)品的生產(chǎn)。從冶金渣中磁選回收的廢鋼鐵可返回鋼鐵廠冶金再利用;磁選回收的尾料可用來生產(chǎn)水泥混合材、路基材、砌筑水泥、預(yù)拌砂漿、混凝土標(biāo)磚、多孔磚、冶金渣蒸壓加氣砌塊等建材產(chǎn)品。冶金渣的開發(fā)利用既要考慮資源的再利用,符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)業(yè)政策;又要考慮到采用合理的生產(chǎn)工藝開發(fā)出節(jié)能、環(huán)保、符合市場需求、達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)要求的建材產(chǎn)品。2磁選除鐵鋼渣的特性利用冶金渣生產(chǎn)節(jié)能環(huán)保建材產(chǎn)品的方法是利用鋼鐵廠產(chǎn)生的冶金渣、高爐煤氣、余熱蒸汽等再生資源生產(chǎn)出具有節(jié)能、環(huán)保、可替代高能耗建材產(chǎn)品的新工藝。破碎磁選除鐵后的鋼渣含有較多的游離CaO以及C3S和C2S等礦物,它具有獨立的水硬性。當(dāng)鋼渣與高爐水淬礦渣配合使用時,鋼渣水化析出的Ca(OH)2能對礦渣起堿性激發(fā)作用,而礦渣又可消除鋼渣中游離CaO的不良影響,改善產(chǎn)品的體積安定性。破碎磁選除鐵后的重礦渣具有質(zhì)密、體積安定性好的特點,可取代碎石、黃砂用作建材產(chǎn)品的粗細(xì)骨料。下面以鋼渣混合材、鋼渣礦渣混凝土磚和冶金渣蒸壓加氣砌塊為例介紹冶金渣綜合利用與節(jié)能環(huán)保的關(guān)系。2.1為水泥混合材的需要用于生產(chǎn)水泥的鋼渣混合材必須烘干,而目前普遍的烘干方法是將含水約12%鋼渣混合材用汽車運送至水泥廠,然后用煤燃燒產(chǎn)生熱風(fēng)進(jìn)行烘干。該過程一方面增加了10%的汽車運輸量,另一方面需要消耗煤炭資源。我們利用鋼渣作為水泥混合材的方式是利用煉鐵廠產(chǎn)生的副產(chǎn)品——高爐煤氣就地進(jìn)行烘干,這樣可大幅節(jié)省汽車運輸量和石油、煤炭等資源。鋼渣應(yīng)用于水泥工業(yè)在我國已有30余年歷史,據(jù)不完全統(tǒng)計目前每年可使用鋼渣混合材1000萬噸。若采用煉鐵廠產(chǎn)生的副產(chǎn)品——高爐煤氣就地進(jìn)行烘干,每噸鋼渣初水分12%烘干至終水分2%需150立方米的高爐煤氣(熱值為3500千卡/立方米計),每年1000萬噸鋼渣混合材需15億立方米的高爐煤氣,折合標(biāo)煤75萬噸(標(biāo)煤熱值約7000千卡/千克計)。每年1000萬噸鋼渣混合材(運距30公里計)可節(jié)省汽車運輸油用量45萬升(重型載重汽車每噸鋼渣油耗約1.5升/100公里計)、煤炭用量75萬噸。2.2工業(yè)節(jié)能潛力鋼渣礦渣混凝土磚主要是以鋼渣礦渣配制的砌筑水泥為膠凝材料,以鋼渣、水淬礦渣和高爐重礦渣為骨料,再摻入一定量的外加劑采用半干法壓制成型、鋼廠余熱蒸汽養(yǎng)護(hù)的方法生產(chǎn)出來的一種冶金渣磚。該生產(chǎn)工藝于2006年在新余鋼鐵股份有限公司的建材生產(chǎn)線上已經(jīng)實施。經(jīng)過理論和實踐證明該工藝生產(chǎn)出來的鋼渣礦渣混凝土磚各項性能指標(biāo)均優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)要求,而且產(chǎn)品成本低,生產(chǎn)原料90%以上采用鋼廠廢棄的冶金渣,養(yǎng)護(hù)采用鋼廠余熱蒸汽養(yǎng)護(hù),符合國家節(jié)能環(huán)保的產(chǎn)業(yè)政策。以新余鋼鐵股份有限公司年產(chǎn)30萬立方米的鋼渣礦渣混凝土磚生產(chǎn)線為例,每年可消耗鋼渣約11萬噸、礦渣11萬噸、重礦渣22萬噸,可為鋼廠利用大量的冶金渣并產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益。鋼渣礦渣混凝土磚生產(chǎn)使用的膠凝材料采用冶金渣自配的M22.5砌筑水泥,無需采用高能耗的PS32.5以上的成品水泥。鋼渣礦渣混凝土磚的骨料就地采用鋼廠的冶金渣,每年減少36萬噸砂石的開采開挖量和汽車運輸量。鋼渣礦渣混凝土磚的養(yǎng)護(hù)采用鋼廠余熱蒸汽養(yǎng)護(hù),節(jié)省了煤炭資源。該條生產(chǎn)線集成了冶金渣、余熱蒸氣、高爐煤氣等再生資源的綜合利用,每年36萬噸冶金渣代替砂石做為骨料可節(jié)省砂石運輸(運距30公里計)用油量為16.2萬升(重型載重汽車每噸鋼渣油耗約1.5升/100公里計);每年可節(jié)省成品水泥9萬噸,折合標(biāo)煤約1萬噸(成品水泥煤耗110kg/噸計);同時每年可減少2億塊粘土標(biāo)磚的生產(chǎn)使用,折合標(biāo)煤3萬噸(粘土磚煤耗100kg/立方米計)。若全國100家大型鋼鐵廠平均每家建設(shè)一條30萬立方米的鋼渣礦渣混凝土磚生產(chǎn)線,每年可利用冶金渣共約4400萬噸,節(jié)省汽車運輸油用量1620萬升、煤炭用量400萬噸。這樣既大量利用了鋼廠廢棄的冶金渣又大量代替了粘土磚的市場,保護(hù)了耕地;此外鋼渣礦渣混凝土是一種免燒磚,節(jié)能降耗。2.3產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益冶金渣蒸壓加氣砌塊是將鋼渣、礦渣加水磨成漿料,加入粉狀復(fù)合外加劑,適量石膏和發(fā)氣劑,經(jīng)發(fā)氣、預(yù)養(yǎng)、切割、蒸壓等工序后制成的加氣砌塊制品。該工藝方法生產(chǎn)出來的冶金渣蒸壓加氣砌塊性能良好,能符合工業(yè)與民用建筑需要,而且能大量地消耗冶金渣。本工藝中采用的原材料90%以上采用冶金渣,養(yǎng)護(hù)蒸汽是采用煉鐵廠的副產(chǎn)品——高爐煤氣作為燃料產(chǎn)生的,產(chǎn)品生產(chǎn)成本低。該生產(chǎn)線每年消耗約7500萬立方米的高爐煤氣(熱值為3200千卡/立方米計),折合標(biāo)煤約3.4萬噸(標(biāo)煤熱值約7000千卡/公斤計)。以湘潭鋼鐵集團(tuán)有限公司年產(chǎn)30萬立方米的冶金渣蒸壓加氣砌塊生產(chǎn)線為例,每年可消耗鋼渣約14萬噸、礦渣14萬噸,可為鋼鐵廠利用大量的冶金渣并產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益。若全國100家大型鋼廠平均每家建設(shè)一條30萬立方米的冶金渣蒸壓加氣砌塊生產(chǎn)線就可利用冶金渣共約3000萬噸,每年節(jié)省煤炭用量340萬噸。3開發(fā)水泥、水泥產(chǎn)品近幾年國家鼓勵發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),號召節(jié)能降耗。冶金渣綜合利用是最具代表性的資源循環(huán)利用、節(jié)能、環(huán)保措施之一,也是鋼鐵工業(yè)實現(xiàn)健康