总体工艺路线

主要工艺简介

破碎选铁

钢厂经过破碎选铁后的钢尾渣或者经过闷渣破碎初选块钢后的钢渣，采用德国技术制造的ALPA冲击破碎机，最大50mm以细入料，一次性破碎到2mm以细占90%以上，100%小于5mm。细度可调，台时产量从70-400吨可选，每吨耗能仅约2度电。

该破碎机选择性破碎程度高、物料细。破碎后的物料先采用弱磁选把金属铁选出，选出品位可达85%，选出率可达80%。选后尾渣的金属铁含量可降低到0.5%；

还可以再采用强磁选把部分氧化铁及RO相选出。经过磁选后的微细渣粉的惰性物减少，活性和易磨性提高，为后续加工与应用提供有利条件。

制砂与彩砂

磁选后的微细渣粉可直接筛分制砂，此砂可用于道路沥青混凝土、抹灰砂浆、砌筑砂浆、粘结砂浆以及砌块、制砖、墙材等各种建材，也可以不超过30%的比例替代普通河沙用于结构混凝土中，其安定性已经得到验证。

制砂后再经过配方着色和养护固化可制得彩砂。

彩砂广泛用于建筑和艺术领域。在建筑领域的应用主要用于屋顶（如沥青彩瓦），墙面（真石漆等），地面（如彩色地坪、彩色路面等），家居装潢（如仿大理石台面、彩色家居型材等）；在工艺美术方面的应用（如彩砂画、彩色工艺品等）。随着科技进步和生活水平提高，彩砂的应用还将更加广泛。

目前市场上彩砂分有机颜料和无机颜料两种着色工艺，有机着色不耐候不能外用且成本高，生产过程有VOC等挥发物，环保差；无机着色需要高温煅烧固化，生产成本高。以上两种工艺产品的成本在1500-2000元，售价在2000-3000元。与同类产品相比，新产品采用胶凝原理，利用钢渣、无机颜料、胶凝料等在合理配方工艺下直接胶凝包裹和固化养护而得，成本只有600-800元，而且原料利废、制造过程环保，是真正的绿色制造与绿色产品。而且产品 的各项主要性能指标超过传统产品，包括耐压、耐磨、耐候、耐腐蚀等。

制备自胶凝或辅助胶凝材料及其制品，和高性能复合矿物外加剂

采用上述筛分制砂后的尾料，或直接采用磁选后的微细渣粉，利用先进低成本加工与多固废协同激发技术生产自胶凝或辅助胶凝材料及高性能复合矿物外加剂。

建材化利用是固废规模化利用主要途径；其技术关键是活性深度激发。

超微粉化是工业固废活性深度激发的重要途径。

蒸汽磨和超细球磨分级是实现固废超微粉化的前沿先进且低成本技术，再结合多固废协同激发原理，可以制备自胶凝或辅助胶凝材料及高性能复合矿物外加剂。

蒸汽磨粉碎原理是，利用过热蒸汽形成的超音速蒸汽流带动物料自我碰撞，利用超音速蒸汽流的强大动能实现超细高效粉碎，可将钢渣、矿渣、粉煤灰、脱硫石膏等工业废渣低成本超细粉磨到比表面积2000以上.

超细球磨分级原理是，通过对传统球磨机磨内衬板、研磨体、出料装置等进行重新设计及排列组合，使普通球磨机改造升级为超细球磨机，再配合专用超细分级机组成闭路系统，可将钢渣、矿渣、粉煤灰、脱硫石膏等工业废渣超细粉磨到比表面积700以上， 而吨产品能耗不超过50度电。

上述自胶凝或辅助胶凝材料可以替代或节省M系列砌筑水泥、PC系列复合硅酸盐水泥等，广泛用于工业与民用建筑的砌筑和抹面砂浆、垫层和回填混凝土、墙材、制砖、人造石、石塑系列、各种PC构件等。

特别是可以制备成各种装配式建材及海绵城市用透蓄水材料、超薄高强无机石板材（替代天然石材及陶瓷板材）、超高性能混凝土构件等。

根据多固废协同激发机理和低成本超细加工工艺合理组织配方，采用压制成型可以得到5天强度70Mpa以上，28天强度100Mpa以上的全固废自胶凝材料。

上述高性能复合矿物外加剂可以广泛应用于水泥、混凝土及预制构件，作为绿色高性能水泥混合材及混凝土超细掺合料，可以进一步降低水泥混凝土成本、提高性能。特别是高性能混凝土，如高强、耐磨、耐腐蚀、大体积、自密实混凝土等。

主要是由于该产品比表面积大于700m³/kg，细度比水泥和S95矿粉等细的多，且主要化学成分是活性氧化硅、活性氧化铝、活性氧化钙等，在水泥混凝土体系中，一方面起到填充、润滑、解絮、分散、致密等物理作用，另一方面该产品中的活性氧化硅、活性氧化铝等活性氧化物与水泥水化时析出的氢氧化钙晶体、水化硅酸钙凝胶等胶凝材料、集料带入的有效碱、硫酸盐、氯离子等对水泥石和混凝土强度及耐久性不利的物质起化学反应，生成对水泥石和混凝土强度及耐久性有利的硅铝酸钙凝胶和其他有益化合物，在物理和化学两个方面作用下，改善了新拌混凝土的工作性如：流动性好、保水性好、不泌水、不离析、坍落度经时损失小、泵送性好等优点。改善浆体与集料界面的粘结度，减少硬化混凝土的孔隙，减小孔径，致密结构及体积稳定性，增强混凝土抵御各种化学侵蚀和抑制碱集料反应能力，显著提高水泥石和混凝土的耐久性。

惰性矿物分离

钢渣中的惰性矿物以RO相为主。根据钢渣的岩相特征和RO相的赋存形态、晶胞结构、粒径、密度、硬度、磁性、电性等特点，采用研磨加重选、磁选、电选等方式，可以经济性的把钢渣中的惰性相与活性相有效分离。

分离后的终惰性相磁性物含量最高可达96%以上，TFe含量最高可达55%以上；RO相选出率可达70%，终RO相品位可达90%。

终活性相中RO相含量降低到9%以下，最低可达5%；28天活性指数比同细度原渣微粉提高20%以上，接近或达到S95矿粉活性，对水泥混凝土体系的28天强度贡献超过S95矿粉。

关键共性问题的解决

影响钢尾渣综合利用的关键共性问题及解决思路主要有以下三方面：

易磨性差：选择性高效破碎选铁；粉磨过程中动态磁选或惰性物分离；RO相分离

活性差：惰性相分离；细度提高；多固废协同激发

安定性差：细度提高后游离氧化钙均匀分散填充到混凝土体系中，提高了水化速度，并由此导致的微膨胀效应弥补了体系的收缩性。