钢渣的综合利用.pdf

1、粉煤灰综合利用F L Y A S HC o M P R E H E N S EU T I L I Z A T I o N2 0 1 0N O 5钢渣的综合利用T h eC o m p r e h e n s i v eU t i l i z a t i o no fS t e e lS l a g程绪想1 杨全兵1、2(1 同济大学材料工程研究所，上海2 0 0 0 9 2；2 同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室，上海2 0 0 0 9 2)摘要：介绍了钢渣的成分、组成和物理化学性质，钢淹在建筑材料领域，及在农业、冶金、环保等领域的综合利用情况；分析了钢渣目前的应用情况及其制约因素；最后

2、在目前研究的基础上对钢渣的综合利用提出了一些建议。关键词：钢渣；综合利用；建筑材料中图分类号：T F 5 3 4 1；X 7 5 7文献标识码：A文章编号：1 0 0 5-8 2 4 9(2 0 1 0)0 5 4 1 0 4 5-0 5钢渣是在钢铁生产过程中由造渣材料、冶炼反应物、侵蚀脱落的炉体和补炉材料、金属炉料带入的杂质和为调整钢渣性质而特意加入的造渣材料所组成o的固体渣体，是生产钢铁过程的副产品。在生产中，每生产1t 钢铁，就有1 5 一2 0 的钢渣产生。在我国，全国炼钢厂堆积的钢渣总量超过2 亿t，占地1 万多亩，而且每年仍以3 0 0 0 多万t 的数量增长。这些钢渣若不综合利用

3、，会占用越来越多的土地，污染环境，造成资源的浪费。在近几十年来研究发现钢渣具有和水泥相似的矿物组分，可以作为二次资源再加以利用，不仅具有巨大的社会效益，同时还具有广泛的经济效益。1钢渣的组成和理化性质1 1 钢渣的化学组成根据炼钢炉的不同可以分为转炉渣、平炉渣和电炉渣，目前我国7 0 以上都是转炉渣；根据M a s o n B 方法，钢渣碱度M=W(C a O)W(S i O：)+W(P：0 5)，根据计算的碱含量的不同可分为低碱度渣(M 2 5)旧圳。不同的钢铁生产工艺以及原料不同，所产生的钢渣的化学成分也不尽相同。尽管具体成分有波动，但主要几种成分大体相同，见表l【4 卅。表1钢渣的主要化

4、学成分第一作者：程绪想(1 9 8 6 一)。男。同济大学研究生。通讯作者：杨全兵l1 9 6 4-男同济大学研究员博士E m a i l：q b y a n g m a i l t o n g i i e d u。c n收稿日期：2 0 1 0-0 6 1 7竺!竺!竺；些竺!丝坠生生竺：竺盟4 5 6 01 0 一1 5l 57 2 03 9l 一43 一1 31 2 钢渣的矿物组成钢渣含有的氧化物主要是C a O、M g O、F e O 和M n O。在钢渣的形成过程中，M g O、F e O、M n O 发生连续固溶形成一种新相，被称为R O 相；C a O 与其它三者只能有限固溶，形

5、成另一种相，被称为石灰相。一般在低碱度钢渣中，石灰相和R O 相主要以橄榄石(C a O R O S i C)和蔷薇辉石(3 C a O R O S i C)的形式稳定存在；在中碱度钢渣中，石灰相大部分化合为硅酸二钙和硅酸三钙的形式存在；在高碱度钢渣中，石灰相主要以硅酸三钙的形式存在 引。硅酸二钙在缓慢冷却结晶过程中，当温度降到5 0 0 以下时由介稳态的B C：S转变为稳态的l y C：S，C，S 在慢冷过程中也会转变成稳态。由于钢渣的冷却速度很慢，所以硅酸二钙和硅酸三钙都是以稳态存在的，这和生产水泥时快速冷却不同，因此相比于水泥的胶凝活性，钢渣的活性很低，有研究表明钢渣在4 8h 的水化放

6、热总量仅为水泥的1 0 5【2J，但是钢渣的这种水硬性可以经过一定的处理方式得到激发放大。1 3 钢渣的理化性质冷却后的钢渣颜色随着碱度的增加，从灰色、褐灰色变化到灰白色；质地坚硬，密度在3 2 3 6 之间，含水率为3 一8，容重1 3 2 2 2 6 t m，抗压强度高达3 0 0 M P a，冲击强度为1 5 次，莫氏硬度为5 7【9。0 1。由于钢渣具有和水泥熟料相似的化学组成，所以4 5 2 0 1 0N O 5粉煤灰综合利用F L Y A S HC O M P R E H E N S I V EU T I L I Z A T I O N钢渣也具有一定的胶凝活性，遇水发生如下反应：2(3 C A O S i 0 2)+6 H 2 0-*3 C a(0 H)2+3 C a O 2 S i 0 2。3 H：0(水化硅酸钙)2(2 C A O S i 0 2)+4 H 2 0-+3 C a O 2 S i 0 2 3 H 2 0(水化硅酸钙)+C a(O H)2但由于硅酸三钙和硅酸二钙是经高温缓慢冷却处理得到的是稳态，活性较水泥低；钢渣由于是碱性物质，可以和酸发生酸碱中和反应。2目