摘要：我国炼铁炼钢技术还不够先进而钢产量稳居世界第一，各钢铁企业每年都会产生大量的不同种类的冶金渣，以致冶金渣的处理已经成为各个钢铁企业必须要攻克的一个课题。冶金渣在早些年作为一种行业垃圾被丢弃，占用了很多土地，不但对环境造成很大的污染，而且冶金渣中很多有经济价值的元素没有得到利用。随着经济的发展、科学的进步，冶金渣的经济价值逐步得到开发利用，且其处理工艺逐步被优化、应用领域逐步扩大。
关键词：冶金渣 干式处理 湿式处理 综合利用 液态高炉渣
中图分类号：X757 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）24-0173-02
首先根据冶金渣的产生途径以及主要成分将其分类，然后根据各类冶金渣的成分以及各类特性选择适当的处理工艺，对冶金渣进行细化、分选、再利用，最后对在各类冶金渣加工处理过程中产生的废气、废水等的处理以及循环使用。
一、冶金渣的分类
冶金渣亦称为钢铁冶炼炉渣，主要包括高炉炉渣、钢渣及铁合金渣。
高炉炉渣是在大约 1500℃下由铁矿及焦炭、灰石或白云石于高炉中反应时在去氧过程中形成的矿物熔渣。随着时代的发展，许多加工方法随之优化。当今应用较多的有慢冷晶态高炉块渣（ hochofenstückschlacke，简称 HOS）和水淬急冷非晶态矿渣 （ hüttensand，简称 HS）。
钢渣同样是一种矿物熔渣 ，它于 1650℃下在生铁、废钢和造渣剂 （ CaO ， CaF2 ）加工成钢的过程中形成的，故由铁的氧化物、其他金属氧化物以及用于形成炉渣的生石灰或者煅烧白云石构成。根据钢的生产方式不同，目前钢渣主要为纯氧顶吹转炉钢渣。
其他类型的冶金渣 ，如为了获取不同质量的钢而在钢的再加工过程中出现的铁合金渣 （ SEKS）,高合金化生产不锈钢过程中产生的不锈钢渣 （ edelstahlschlacke，简称 EDS） ,由高炉块渣、钢渣及生产钢的其他专门矿物材料组成的冶金矿物混合料 （ hüttenm ineralstoffgem isch，简称 HM GM ）等亦属于冶金渣的范围 ，但不如高炉炉渣和钢渣量大。
二、冶金渣的加工工艺
高炉炉渣（即铁水渣）加工成的水渣中含有大量的铁，有很大的经济利用价值。对于如何提高水渣的处理是钢铁冶金公司的一项主要工作。目前，铁水渣加工工艺有以下几种：
1、浸泡处理法
根据浸泡方法的不同，該工艺又分为渣池水淬处理法和渣罐浸泡处理法。
1.1 渣池水淬工艺流程为：
该工艺需要大型的渣灌车运输热的液态高炉渣，不但增加了成本，而且在液态高炉渣运输过程中存在很大的安全隐患，而且大块渣铁的成材率低。
1.2 渣灌浸泡工艺流程为：
该工艺同样存在成本高、安全隐患大、技术含量较高，对操作工的技能水平要求较高的问题。不过此工艺大块渣铁的成材率高且水渣通过渣场的冷却、闷罐的粉化、筛选等利用率高。实现了渣铁充分利用的目的。由于浸泡，减少了粉尘对环境的污染。因此此工艺较为实用。
成本主要部分是渣灌车、小松、
破碎机、装载机、吸盘等设备的油耗以及维护费用。对此，我们可以通过废油的回收再利用，备件修复使用，定期对设备进行维护保养避免设备带病作业等降低成本。
安全隐患主要是喷渣、爆炸、火灾等，通过相应制定防范措施，可以确保员工安全作业。
此工艺有以下几个主要技术要点：
1.2.1 使用渣灌必须干燥完好，且垫罐渣（防止铁水粘罐，雨天时垫罐渣要用红渣）干燥以防接渣时出现喷渣、漏渣现象。
1.2.2 渣罐运输过程中必须慢速、匀速行驶防止红渣溢出引起火灾
1.2.3 渣罐浸泡必须到位（保证浸泡时间根据渣罐中渣量情况浸泡时间8～16小时不等，一般要保证10小时以上），确保渣罐中铁水渣无红心渣后（翻罐前，用测温仪检测渣罐温度）方可翻灌避免红心渣遇水或者潮渣发生响爆。
1.2.4 选出的大块渣铁必须水池浸泡降温冷却，以利于破碎机充分清理掉其表面的渣子，确保回炉渣铁的质量
1.2.5 分选倒驳出的铁水渣要进行适量洒水降温后方可进入闷罐。太干、太湿都不利于铁水渣的粉化、分选并且太干还易产生大量粉尘造成环境污染。
2、炉前冲渣处理法
该工艺的工艺流程为：
2.1 干式处理
该工艺要求在放渣前，必须保持渣场干燥并用干渣将放渣场地围好。以防发生爆炸或者红渣流溢。洒水时场地蒸汽大，做好安全防范措施。
2.2 湿式处理
该工艺对冲水的流量、压力以及漏渣板的孔径设置有严格的要求，尽量避免大块渣进入渣笼，大块渣不但易损坏设备而且易堵塞渣笼，需要人工进入进行清理，不但影响生产，而且清除大块渣时，存在很大的安全隐患。
3、钢渣的处理法
钢渣根据处理工艺不同分为转炉渣和电炉渣，根据钢渣产生的工艺阶段不同，转炉渣和电炉渣又分为冶炼钢渣和铸余渣，其中其处理过程主要包括钢渣的运输、破碎、磁选，其主要工艺流程图见下图：
3.1转炉渣
3.1.1
该工艺需要大型的渣灌车运输热的液态转炉渣，对钢渣的运输技能要求很高，存在很大的安全隐患。要有相应的安全措施，如：对于满罐，先在渣罐表面飘洒适量的水使其冷却结壳等。
3.1.2对于转炉渣中的A渣、B渣使用浅盘或者滚筒处理
3.1.3对转炉中的D渣采用热泼法，此工艺产生大量的废气、废水对环境有很大的污染并且易发生响爆存在很大的安全隐患。
3.2电炉渣
电炉渣中的铸余渣含钢量很低，经过洒水冷却全部粉化,电炉渣中的冶炼钢渣由于温度很高，流动性很强，对钢渣的运输要求非常高，技术含量高，但对钢渣的处理率高，可以使钢渣得到充分利用。
3.3不锈钢钢渣
3.3.1目前不锈钢渣处理工艺流程是：
此工艺流程最大的缺点是，不锈钢钢渣很细，在翻罐、洒水搅拌过程中粉尘非常大，对环境造成很大的污染。也不利于作业人员的身体健康。目前对次工艺进行了稍加改进，采用的是浸泡法即在翻罐前在罐内进行喷淋浸泡以降温降粉尘后，再进行翻灌破碎处理，此工艺很大程度上减低了粉尘污染，但是同时不但需要更多的渣罐，而且在浸泡过程中产生了污水和废气，需要进行处理。
3.3.2不锈钢渣处理工艺改进方案
此方案主要是从降尘，减少污水排放着手，老的工艺或有粉尘或产生废水、废气对环境造成一定程度的污染，我们就从造成环境污染的工艺步骤即翻罐浸泡进行改进。我们采用渣池浸泡法。其主要工艺流程如下：
此工艺的关键是渣池的制作和渣罐中的钢渣要得到充分冷却，挖置几个渣池作为钢渣浸泡点，分别作为进渣期、浸泡期和发渣期，依次循环使用。渣池的进渣期是将冷却好的不锈钢渣放入渣池内，直至渣池储满，渣池储满后进入渣池对钢渣的浸泡期，使钢渣得到充分浸泡，等渣池内的钢渣浸泡好后，最后进行渣池发渣即装车外发，然后再对渣池进行充水。
渣池的循环使用过程：
此工艺技能含量高，对操作工的技能水平要求较高如钢渣的冷却、翻灌等控制要求较为严格。但此工艺不但解决了不锈钢渣处理过程中粉尘污染，也避免了污水产生。降低了对环境的污染，改善了员工作业条件。
三、冶金渣的经济价值
冶金渣主要的处理工艺破碎、分选（筛选、磁选）。大块的渣铁、渣钢回收。是冶金渣处理的主要产品。通过筛选和磁选对碎渣进行分选处理，得到不同颗粒大小、不同成分的碎渣成为冶金渣的副产品。
1、冶金渣中的渣铁、渣钢
通过分选工艺分选出来的渣铁、渣钢中含铁量很高，可以作为原料重新利用。它是冶金渣处理的一个主要产品。
2、冶金渣格栅制作工艺
采用冶金渣作为制作格栅的材料是冶金渣循环利用的又一工艺。不但解决了格栅制作的原材料问题，降低了格栅制作成本，更是實现了钢渣工业化处理与循环化利用的良性运作
3、冶金渣的综合利用
钢渣用于水泥生料原料，作为水泥原料的铁质校正料，在水泥生产工艺中，可替代铁粉稳定利用，也有助于钢渣的100%有效处置利用。钢渣已作为彩色地面砖、瓦，钢渣混凝土地面的原材料广泛应用。
四、冶金渣处理中存在的问题
在冶金渣处理过程中产生废气有待进一步回收处理，产生的废水需要循环使用，产生的粉尘对环境造成污染还没有完全消除。产生的热量还没有得到充分利用。冶金渣中成分需要进一步细化分选，使用领域需要进一步拓展，冶金渣处理过程中还存在各种各样的安全隐患，逐步改进冶金渣的加工工艺，优化加工工艺，消除安全隐患，提高处理效率，使冶金渣得到充分合理开发利用。
五、结束语
冶金渣处理工艺的出现、不断优化以及冶金渣资源再利用的研究是冶金渣的开75e6b92581a129e9ee347163977a524fd7abb944f9740df2139cdd2e0fe1929a发利用的坚实基础。冶金渣的资源化利用对于减少弃埋用占地、减少环境污染以及促进我国钢铁工业的持续高效发展具有重要的意义。目前，已有很多处理冶金渣的加工工艺，生产了很多冶金渣产品。渣钢、渣铁等被回收再利用，其他的产品已作为一种重要原材料广泛应用于水泥生产、道路、建筑等领域。今后发展方向，进一步优化冶金渣处理工艺、提高冶金渣利用率、开发附加值更高的冶金渣产品。
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编辑：中冶有色技术网
来源：杨志营
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