篩選高爐渣、自動配料、自動裝車……近日,記者在鋼城集團環業公司西渣場生產線看到,過去難以利用的高爐渣經過一道道工序,搖身一變,成了滿足使用規范的建筑基材和骨料,實現了資源的綜合利用。
坐落于金沙江畔的西渣場,是攀鋼釩公司高爐渣堆放處置場所,于1970年與高爐同步建成使用。過去,由于高爐渣難以利用,到1992年時,西渣場基本被高爐渣填滿,直到1993年徹底停止使用。
大量高爐渣積存,可能引發滑坡、泥石流、潰壩等,存在嚴重安全隱患。同時,露天堆放的高爐渣還可能對環境造成嚴重污染。因此,抓緊進行西渣場的開發與治理,成為攀鋼釩公司實現可持續發展戰略的重要組成部分,對公司的生產發展、環境保護、提高資源利用率十分必要和緊迫。
2020年下半年以來,鋼城集團環業公司在原有生產線的基礎上,通過工藝研究和技術開發,形成了一些列專利和技術成果,將高爐渣加工成滿足使用標準的建筑基材和骨料進行再利用,年加工處理高爐渣300萬噸以上,讓攀鋼釩公司原先堆積的高爐渣就地即可完成深加工,成為混凝土摻合料市場上的高端產品。
據了解,新設計建設的生產線完全實現了環保達標、產線靈活、產能充分。特別是處理破碎工藝優化和礦渣建筑骨料自動裝車系統的開發與應用,不僅極大地緩解了現場人員緊張的缺口,且生產過程中無任何非成品物料產生,最大限度地對污染源、污染物采取了有效治理。
“高爐渣資源化利用,一直是國內外極為重視的問題。高爐渣的綜合利用,既能夠化解高爐渣所帶來的環境問題,又能夠作為一種'新資源’發展多種實用性產品,產生顯著的生態和經濟效益。當前,加大高爐渣綜合利用,對減少、消除污染,實現循環經濟現實意義重大。”鋼城集團環業公司相關負責人介紹說,經過多年開發,環業公司高爐渣綜合利用核心工藝技術,讓高爐渣實現了“華麗轉身”。
高爐渣里有什么?又能做什么?
我們知道,高爐渣其實就是利用一些礦石在高爐中進行冶煉時排出的廢渣。然而燃燒反應通常都不可能是完全反應,在剩下的爐渣中必然含有一些未被燃燒的礦石以及一些被高爐煉制的副產品。
根據研究表示:這些高爐渣實際上是釩鈦磁鐵礦煉制而成的,經選礦處處理后約54%的二氧化鈦進入釩鐵精礦,釩鐵精礦在后續高爐冶煉時,其中的鈦絕大部分進入高爐冶煉的副產品高爐渣中,這種高爐渣目前含鈦量普遍較高,又稱高鈦高爐渣。
高爐渣中各物質的含量極其應用
其主要二氧化鈦含量一般為22%至25%,提出的鈦是一種常用的金屬材料,可與其他金屬材料制成鈦合金,廣泛應用于航空結構及工業方面。
據了解,20世紀80年代美國航空工業用鈦占鈦材總用量的74.8%,日本90%的鈦材用于民用工業。醫療行業中,鈦有“親生物金屬”之稱,因為鈦可植入人體修復人體損壞的骨頭。此外在化工、食品、制藥方面鈦也有重要作用;
二氧化硅含量22%至26%,高純的單晶硅是重要的半導體材料,可制成二極管、三極管、晶閘管和各種集成電路(包括人們計算機內的芯片和CPU),還可以做成太陽能光伏電池。2012年中國已經超越歐洲、日本成為世界太陽能電池生產第一大國。
另外硅還是一種制作金屬陶瓷復合材料,這種材料具有耐高溫、富韌性、可切割等優點。第一架航天飛機“哥倫比亞號”正是靠著硅瓦拼砌的外殼才抵擋住了飛機高速穿行稠密大氣時摩擦產生的高溫。硅的應用也遠遠不止這些,在建筑、輕工、汽車、化工等領域也廣泛存在;
三氧化二鋁含量16%至19%,鋁的應用范圍也是非常廣泛的,在建筑業、電力輸送、汽車制造、家用電器等方面發揮著巨大的作用。比如說可以制作成電線接頭、電飯鍋、熱交接器、汽車散熱器、電子元件等等;
氧化鈣含量22%至29%,或許人們熟知的鈣只是維持骨骼和牙齒的硬度,防止骨質疏松的必要元素,實際上鈣在工業及建筑行業的應用也很廣泛。在工業中,鈣可作為高溫下冶金的還原劑,從氧化物、鹵化物中制取金屬鉻、稀土元素、磁性材料釤鈷合金、鈦鎳合金等。
而鈣的各種氧化物則可被用在建筑行業中。如氧化鈣可用作水泥速溶劑,氫氧化鈣可以與沙子混合來砌磚,氟化鈣用在玻璃、陶瓷、水泥等建材材料中,硫酸鈣可以用作油漆膩子及其他建筑材料;
氧化鎂含量7%至9%,鎂是航空工業的重要材料,鎂合金用于制造飛機機身、發動機零件等,鎂還用來制造照相和光學儀器,另外,鎂及其合金的非結構應用也同樣很廣;
少量的三氧化二鐵和一種重要提煉物——稀土。
從這些數據可知,如果提取技術足夠強,進行二次加工提取后或許我們就可以得到更多的寶貴的資源。如此看來,當初日本的提議也是奔著這些高爐渣中含有的寶貴資源來的。
那么不提取出這些物質是否高爐渣就沒有價值了呢?答案是否定的。
高爐渣的應用價值
當然,將這些物質都提取出來是非常困難的,不光以前的技術水平達不到,直到現在我國的技術也遠遠達不到。但如今在實驗研究人員不懈的努力下,他們發現,這種高鈦高爐渣另有它用。
第一這些高爐渣中不含重金屬及放射性元素,而且它含有的元素剛好都是植物所需元素,所以可將高鈦型高爐渣制作成復合肥料,大量用于農業生產當中。
第二做成建筑材料,高臺高爐渣中除二氧化鈦外,含有粘土及其他結構穩定不宜粉碎的成分,可廣泛用于混凝土及磚材方面。
第三可用作玻璃材料,將爐渣與所需材料按一定比例混合均勻經高溫融化后在經過一系列工藝處理可得到微晶玻璃。最后還可作為吸附和功能材料。
無論是高爐渣還是別的自然資源,都是我國的寶貴財富。任何一個國家的發展壯大都離不開這些資源,所以保護本國資源,充分有效利用本國資源也就成了當今時代的主要課題。