文章中建进入钢渣资源化处理研究与探讨中建水务环保程序

　 中建进入钢渣资源化处理的研究与探讨

　中建水务环保有限公司 市政与环境工程业务部 北京 100195

　鲁官友 曹向阳 苏少锋 胡英鹏 孙广东 高一帆 陈维瀚

　摘要：本文对钢渣的定义、分类、应用等进行了研究，并结合市场环境与中建投资、建设、运营模式，对中建进入该领域的资源化路线及其高附加值利用进行了探讨。但是，中建进入钢渣资源化处理这一领域，不仅要考虑钢渣来源及钢渣本身的特性，更为重要的是要考虑产品如何与市场需求、产品定位衔接等等，这对完善中建主业上下游产业链，具有战略意义。

　关键词：中建；钢渣；建材；资源化；投资运营；产业化；互联网+

　前言

　我国是钢铁工业大国，钢渣是炼钢过程中的必然副产物其排出量约为粗钢产量的15-20%，我国钢渣目前的利用率还比较低。据我国有关部门2012年统计，我国2011年排放出钢渣高达9000万吨，随着我国国民经济的持续增长，这个数字正在已惊人的速度增加，其产量与我国的粗钢产量的增长相一致。钢渣的堆存或丢弃，不仅耗费巨额资金，而且占用大量土地，严重污染环境。因此钢渣的资源再利用已成为国家发展关注的焦点。

　截止到目前，我国的钢渣综合利用率仅为42%，如果以“零排放”为标准统计的钢渣的利用率仅为25%，大量的钢渣没有得到有效的资源再利用，从数据来看，钢渣的再利用市场前景十分广阔。

　1.定义和概况

　1.1钢渣定义：

　钢渣是炼钢生产的副产品，是一种工业固体废物。排出量约为粗钢产量的15～20％。

　在炼钢过程中，从炉料熔化起，钢渣就开始形成，一直到出钢为止。钢渣主要来源于:金属炉料中元素被氧化后产生的硫化物和氧化物;调整钢渣的性质而加入的造渣材料(如萤石、石灰石、铁矿石等);金属炉料带入的杂质;被浸蚀的炉衬及炉衬材料。

　1.2钢渣分类： 钢渣的分类通常按照冶炼方法、碱度和形态进行分类。

　1.2.1按碱度分类

　M<1.8称为低碱度钢渣;

　M=1.8～2.5称为中碱度钢渣;

　M>2.5称为高碱度钢渣。

　1.2.2按形态分类

　按钢渣的形态可分为水淬粒状钢渣、块状钢渣和粉状钢渣。形态的差异是因对钢渣进行处理时所采用工艺方法的不同所致。

　水淬粒状钢渣是一种表面粗糙多孔,质地轻脆,容易破碎的粒状渣。

　1.2.3按冶炼方法分类

　按冶炼方法可分为平炉钢渣、转炉钢渣和电炉钢渣。平炉钢渣又可分为初期渣、精炼渣、出钢渣和浇钢余渣;电炉钢渣又有氧化渣和还原渣之分。

　对于平炉钢渣和转炉钢渣的特别说明：由于转炉比平炉的能耗低、产量高，大多数钢铁厂已淘汰了平炉。但由于没有很好地解决钢渣综合利用问题，仍然有大量的平炉渣及平炉与转炉的混合渣产生。由于化学成分及冷却条件不同造成钢渣颜色、外观形态差异很大。碱度较低的钢渣呈黑灰色，碱度较高的钢渣呈褐灰色、灰白色。渣块质地坚硬密实，松散不粘结，具有较少的孔隙。渣佗和渣壳界线分明，结晶细密。尤其是渣壳，断口很整齐。自然冷却的渣块堆放一段时间后，发生膨胀、风化，变成土块状和粉状。

　转炉钢渣转炉钢渣将是钢渣的主要部分。目前，生产1t转炉钢约产生130-240kg钢渣。平炉钢渣平炉炼钢周期比转炉长，分氧化期、精炼期与出钢期，并且每期终了都要出渣。氧化期排出的渣称初期渣，精炼期排出的渣称精炼渣，出钢后排出称出钢渣，精炼渣与出钢渣又合称为末期渣。前，每生产1t平炉钢约产生钢渣170210kg，其中初期渣约占60%,精炼渣占10%，出钢渣占3%。电炉钢渣电炉炼钢是以废钢为原料，主要生产特殊钢。电炉生产周期也长，分氧化期和还原期，并分期出渣，所出渣分别称氧化渣和还原渣。目前，每生产1t电炉钢约产生150200kg的钢渣，其中氧化渣约占55%钢渣

　钢渣主要由钙、 铁、 硅、镁和少量铝、锰、磷等的氧化物组成。主要的矿物相为硅酸三钙、硅酸二钙、钙镁橄榄石、钙镁蔷薇辉石、铁铝酸钙以及硅、镁、铁、锰、磷的氧化物形成的固熔体，还含有少量游离氧化钙以及金属铁、氟磷灰石等。有的地区因矿石含钛和钒，钢渣中也稍含有这些成分。钢渣中各种成分的含量因炼钢炉型、钢种以及每炉钢冶炼阶段的不同，有较大的差异。

　在温度 1500～1700下形成，高温下呈液态，缓慢冷却后呈块状，一般为深灰、深褐色。有时因所含游离钙、镁氧化物与水或湿气反应转化为氢氧化物，致使渣块体积膨胀而碎裂；有时因所含大量硅酸二钙在冷却过程中(约为675时)由β型转变为 γ型而碎裂。如以适量水处理液体钢渣，能淬冷成粒。

　20世纪初期即开始研究钢渣的利用，但由于的成分波动较大，迟迟未能实际应用。70年代初，美国首先把每年排放的1700万吨钢渣全部利用起来。世界许多国家处理钢渣的通行方法是热泼法，即将液体钢渣泼入专门的处理场,渣层厚度在30厘米以下,喷淋适量的水促其冷却，然后进行破碎、筛分、磁选，以回收其中金属，渣块则进行综合利用。美国伯利恒钢铁公司和中国一些钢厂都采用水力冲渣法使电炉渣、平炉前期渣实现粒化。冲水水压为2.5～8千克力/厘米2,渣和水之比为1比10以上。此法工艺简单,得到的钢渣粒度大多在1厘米以下,便于利用。但用水量大，须解决水的处理和循环利用问题。1974年以来，日本的新日本钢铁公司采用浅盘(ISC盘)水淬法(见图)处理转炉渣。处理方法是将液体钢渣泼入浅盘，渣层厚度约10厘米，喷水使渣冷却到500℃左右,固化后将渣倾倒在运渣车上,再度喷水使渣冷却到200℃左右，然后倒入泡渣池，冷却至常温。经过处理的渣，颗粒大多在10厘米以下。此法节省处理场地，操作较水力冲渣法安全，周转快，节省投资和设备，对环境的污染程度较轻。

　钢渣的用途因成分而异。美国每年以排渣量的2/3作为炼铁熔剂,直接加入高炉或加入烧结矿，在钢铁厂内部循环使用。钢渣的成分中，除硅无用和磷有害外，钙、铁、镁和锰（共占钢渣总量的80%）都得到利用。但硫、磷含量较高的钢渣作为熔剂，会使高炉炼铁的利用系数降低，焦比增加。法国、德国、加拿大等国都把这类钢渣用作铁路道碴和道路材料。做法是先将加工后的钢渣存放3～6个月，待体积稳定以后使用。这类钢渣广泛用于道路路基的垫层、结构层，尤宜用作沥青拌合料的骨料铺筑路面层。钢渣筑路，具有强度高，耐磨性和防滑性好,耐久性好,维护费用低等优点。西欧各国用高磷钢渣作肥料有悠久的历史。钢渣中的钙、硅、锰以及微量元素均有肥效，可作为渣肥施于酸性土壤。各类钢渣均可作为填坑、填海造地材料。中国目前生产少量钢渣水泥，多用转炉钢渣掺50%左右高炉粒化渣，10%左右石膏，磨制无熟料钢渣水泥，或以15%左右水泥熟料代替钢渣磨制少熟料水泥。中国有些地方利用电炉钢渣生产白钢渣水泥。日本、德国利用钢渣作为水泥生料，焙烧铁酸盐水泥，可节约能源。此外，钢渣还可制造砖、瓦、碳化建筑材料等。

　1.5.1钢渣用于生产钢渣砖

　钢渣砖所用的材料是水淬平炉初期渣(简称钢渣)、高炉水渣(简称水渣)或粉煤灰、石灰和石膏。钢渣是钢渣砖的主要材料，用量占50％以上(重量比)。钢渣的外观呈亮黑色；粒度一般存5毫米以下；松散容重约为1400公斤／米3；自然含水率为2～6％；渣中含有5～10％的钢粒，全铁含量达26～28％。钢渣砖是以平炉水淬初期渣为主要原料，掺入部分高炉水渣(或粉煤灰)和激发剂(石灰和石膏)，并加水湿搅拌，经轮碾、压制成型，然后蒸汽养护而制成的。其标号在100号以上，可广泛地用于工业与民用建筑中。

　1.5.2钢渣用于生产水泥

　钢渣中含有与（硅酸盐）水泥熟料相似的成分（硅酸二钙和硅酸三钙），因此可做生产水泥的基础原料。高碱度转炉钢渣中两者含量在50％以上，中、低碱度的钢渣中主要为硅酸二钙。钢渣的生成温度在1560℃以上。而水泥熟料的烧成温度在1400℃左右。钢渣的生成温度高，结晶致密，晶粒较大。水化速度缓慢。因此可以将钢渣称为过烧水泥熟料。以钢渣为主要成分。加入一定量的其他掺合料和适量石膏，经磨细而制成的水硬性胶凝材料，称为钢渣水泥。

　1.5.3钢渣用于路基垫层

　钢渣在路基上能否得到广泛使用, 决定于钢渣是否符合道路工程的各项使用要求, 钢渣在路基垫层中应用, 其粒度应控制在60mm 以下, 自然堆放或稍加喷淋3 个月以上其粒度基本符合要求 , 钢渣中游离CaO随着钢渣龄期的增长而明显减少, 3 个月后基本稳定在< 5. 5%的水平, 其粉化率亦不断下降, 稳定性提高。影响钢渣作路基垫层使用的另一个要求是钢渣的力学强度。

　1.5.4回收废钢

　钢渣中一般含有10％左右的金属Fe（铁）。通过破碎磁选筛分工艺可以回收其中的金属Fe。一般钢渣破碎的粒度越细，回收的金属Fe越多，将钢渣破碎到100～300mm，可从中回收6．4％的金属Fe，破碎到80～lOOmm，可回收7．6％的金属Fe，破碎到25—75ram，回收的金属Fe量达15％。国内外从很早就开始从钢渣中回收废钢铁。

　1.5.5钢渣用作烧结熔剂

　烧结矿中配加钢渣代替熔剂，不仅回收利用了钢渣中的残钢、氧化铁、氧化钙、氧化镁、氧化锰等有益成分，而且可以提高了烧结矿的产量。烧结矿中适量配入钢渣后，能使结块率提高，粉化率降低，成品率增加。再加上水淬钢渣疏松、粒度均匀、料层透气性好，也有利于烧结造球及提高烧结速度。此外，由于钢渣中Fe和FeO的氧化放热，节省了烧结矿中钙、镁碳酸盐分解所需要的热量，使烧结矿燃料消耗降低。高炉使用配入钢渣的烧结矿，由于强度高，粒度组成有所改善，尽管铁品位略有降低，炼铁渣量略有增加，但高炉操作顺行，焦比有所降低。

　1.5.6钢渣用作高炉溶剂

　早在二十世纪四十年代，国外就开始用钢渣作高炉熔剂。钢渣做高炉熔剂的主要优点有：回收利用了渣中大量的金属铁。利用1t钢渣，可大量节省烧结矿用量和石灰石用量。可提高高炉的脱硫能力。钢渣使高炉的流动性和稳定性变好，提高料柱的透气性。既使炉料顺行又提高了炉渣的脱硫能力。高炉配用钢渣量，主要取决于钢渣中有害成分磷的含量，以及高炉需要加入的石灰石用量。经济效益提高。

　1.5.7钢渣用于生产钢渣微粉

　钢渣微粉是钢渣经过加工、筛选、干燥后磨细并掺加适量的外加剂加工混合而成的产品。目前配制高标号混凝土主要采用降低水胶比、添加高效减水剂和超细粉体的方法与普通混凝士相比水泥用量偏多对混凝土的耐久性有不利影响。中高碱度的钢渣因含有胶凝性矿物，不仅可直接磨粉生产钢渣水泥，而且也可作为活性混合材在水泥生产中作为添加剂应用。研究表明，在混凝土拌和过程中掺加适量的钢渣微细粉取代部分水泥，可以提高其结构的致密度和力学强度，我国宝冶钢渣公司己在道路、场坪、制品等多方面广泛应用，经过多年实践验证，钢渣微粉性能稳定可靠。而且掺钢渣微粉可使混凝土抗冻性能大幅提高，当钢渣微粉掺量为l0％(质量分数)时，其抗折强度比普通基准混凝土提高约30％，脆度系数降低30％，耐磨性能提高13％以上。

　1.5.8农业方面的应用

　钢渣中含有P，Si，Ca，Mg等有利用价值的元素，可以起到不同程度的肥效作用，因此可以用作生产钢渣磷肥、钢渣硅肥、酸性土壤改良剂以及钙镁磷肥等。钢渣磷肥是由含磷生铁用托马斯法炼钢时所生成的碱性炉渣经轧碎、磨细而得，主要有效成分是磷酸四钙和硅酸钙的固溶体，并含有镁、铁、锰等元素，适用于酸性土壤，可作基肥。钢渣硅肥中含有较多的可被植物吸收的活性硅，施用具有极好的效果，主要用于水稻、小麦、玉米等喜硅作物，尤以水稻对硅最敏感。钢渣中含有较高的CaO和MgO，因而具有很好的改良酸性土壤和补充钙镁营养元素的作用。钢渣中除含有硅、磷等有效成分可直接用作农肥外，还可利用其中高含量的氧化钙和氧化镁，将其作为助剂与矿石一起制备成钙镁磷肥，对农作物的增产具有明显的效果。

　1.5.9钢渣用作土壤改良剂

　我国钢渣在农业改良土壤方面的应用始于20世纪50年代末60年代初。钢渣中钙、镁元素含量较高，呈碱性，可用来改良酸性土壤。传统上多采用石灰来调节酸性土壤的pH值和改善土壤结构，但长期施用石灰也存在一定的副作用，它会引起镁、钾、钙等元素的失衡，从而降低镁的活度和植物有效性。而采用钢渣作为酸性土壤改良剂．钢渣中含的CaO能在很长时期内缓慢中和土壤，且由于钢渣本身含有可溶性的镁和磷，可以取得比石灰改良酸性土壤更好的效果。

　1.6钢渣利用的新途径

　1.6.1钢渣热态成型为陶瓷产品新技术

　国外已经在研究用水淬渣制造高附加值陶瓷产品。例如: 美国的Agarwal·G 等人利用钢铁炉渣制造富CaO 的微晶玻璃, 具有比普通玻璃高2 倍的耐磨性及较好的耐化学腐蚀性。西欧的Goktas·AA 用废钢铁炉渣制造出透明玻璃和彩色玻璃陶瓷, 拟用作墙面装饰块及地面瓷砖。从以上文献可以看出, 利用钢铁炉渣来制造结构性能稳定的陶瓷建筑制件是完全可行的。但是现有研究大部分是将水淬后的钢渣加入添加料后重熔, 需消耗大量的能量。早在1979 年美国 Harada G 等人利用熔融钢渣与铝业红泥作用来改善钢渣的结构稳定性, 使钢渣能满足作为路基或碎石的替代品。他们认为熔融钢渣与红泥在高温下能发生热化学反应, 产生不膨胀、不破碎的成分, 从而使冷却后的钢渣结构稳定。如果在出炉的高温熔融钢渣中加入一定的调节料, 混合均匀后浇注到铸型中, 直接得到任意形状的建筑制件。这样既消除了钢渣水淬工艺带来的污水等环境污染问题, 又节省了大量的热能, 而且简化了钢渣资源化的流程, 由熔融钢渣直接获得高附加值的陶瓷产品。该钢渣热态资源化利用新技术投资小, 非常适合我国的中小规模钢铁企业。

　1.6.2高炉渣和钢渣可建设人工藻场

　一是高炉渣和钢渣碳酸固化体及附生其上的大型海藻均可吸收氮、磷等营养盐，起到净化水质、减轻海水富营养化的作用，预防赤潮爆发。

　二是高炉渣和钢渣碳酸固化体不仅能向海水提供铁、硅等营养元素，而且能使海水中营养元素的浓度比更接近于海洋中浮游植物生长的最适比例，促进浮游植物生长繁殖，提高海洋初级生产力。三是高炉渣比天然海砂更适合多种底栖生物繁衍生息，通过促进底栖生物固定营养盐、分解有机物，使海底底质得到净化。四是钢渣对铜、铬、镍、铅等重金属离子具有良好的去除能力，可起到净化海水的作用。五是生长迅速的大型海藻具有极高的初级生产力，为初级消费者提供了丰富的食物，同时也吸引了大量以藻食动物为食的捕食者。藻场还为海洋生物提供了附着基质、繁殖场所和逃避敌害的场所。为了实现高炉渣和钢渣资源的最优化利用和海洋生态环境的有效改善，应加强对高炉渣和钢渣用作覆砂材料、人工藻礁材料的基础和应用技术研究，积极推广利用高炉渣和钢渣在近海海域构建人工藻场。

　1.6.3 钢渣可用于脱硫脱销

　钢渣法脱硫脱硝及副产物综合利用技术，利用炼钢产生的转炉渣(钢渣)，经破碎选铁后，产生的尾渣来替代石灰石和石灰作为二氧化硫吸收剂，另外还可以选用水渣、粉煤灰、赤泥、白泥等各类碱性废渣来做脱硫剂。处理二氧化硫浓度范围200—80000mg/Nm3，排放浓度低于100mg/Nm3(钢铁)，50mg/Nm3(电力)，综合脱硫率95%以上。低温脱硝温度100—180度，脱硝率30%—60%。钢渣经过脱硫脱硝，可用作水泥调凝剂和生料配料剂，更可以加工成土壤改良剂，改造盐碱地。

　这项技术不仅可以为企业节能减排带来生机，更为大气污染防治工作做出极大的贡献。

　1.7我国的钢渣综合利用情况

　钢渣是炼钢过程中的副产品，成为钢铁行业的主要固体废弃物之一。它的发生量与治金技术、装备水平密切相关。工业发达国家大多采用少渣和无渣炼钢工艺，而我国由于生产技术比较落后，原料质量低，所以炼钢产出的渣量较多，每生产1吨钢排渣150～200千克。1994年我国年排钢渣约1400万吨，其中转炉钢渣占700万吨左右，利用率约76%。到2000年钢产量达1亿吨，年排渣量将达1800万吨，其中转炉钢渣约1200万吨。，既占用大量土地、浪费资源，又造成了严重的环境污染。因而钢渣的无害高效利用十分重要。

　, 虽然近几年来已在钢渣资源化技术的开发及应用上取得了一定的成绩, 但最明显的缺陷是钢渣的利用率与发达国家相比还相差甚远, 特别是新领域的开拓和新技术的开发还有很大的距离,因此我国在此方面的研究仍任重而道远。传统的钢渣综合利用途径虽然技术成熟，但许多仍存在着资源并未充分利用或造成较大污染等问题。所以研究新的利用途径和方法意义重大。

　2．政策技术市场环境分析

　2.1钢渣市场的政策

　目前，我国钢渣的主要资源在利用形式以微粉形式为主，为了指导钢渣粉在水泥和混凝土中的应用，有关部门制定了国家标准《用于水泥和混凝土中的钢渣粉》GB/T2049-2006，该标准为钢渣粉应用于水泥和混凝土给出了相关的技术要求。

　国家为了加强相关企业落实科学发展观，低碳经济和循环经济的指导方针，推进钢铁行业节能减排，对钢渣处理工艺做出规定，指导和评价钢渣处理技术的应用，结合国内外的实际情况，根据国标委《2008-2010年资源节约与综合利用标准发展规T-605。此项规定对当前炼钢渣处理工艺方法的选用起到指导作用，减少钢渣无序外排造成的环境污染。同时，通过本标准的应用指导，将有利于钢渣综合加工利用，提高企业经济效益，为实现完全的钢渣零排放做出贡献。

　除此之外，对于钢渣所制造的相关产品的行业规范，国家发改委出台了《十二五墙体材料革新指导意见》(发改环资[2011]2437号)，工信部也出台了《大宗工业固体废物综合利用“十二五”规划》（工信部规[2011]600号）。目的在于贯彻《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》，落实节约资源和保护环境的基本国策，深入开展“十二五”时期墙体材料革新工作，落实节约资源和保护环境的基本国策，有效保护耕地和环境、节约能源，提高资源利用效率，促进经济发展方式转变，缓解经济社会发展与资源环境矛盾，增强可持续发展能力。

　2.2国内外钢铁企业钢渣处理工艺情况介绍和比较

　目前钢渣以选铁利用最为普遍，因此对钢渣的处理主要围绕破碎、磁选进行工艺设施的配套。为减轻破碎压力，采用热泼、风碎、水淬等方式先对熔融状态热钢渣进行尽可能的粒化处理并进行粗磁选(可选出大块渣钢)，再通过1～3次机械破碎和磁选，选出渣钢返回利用。每种工艺都有各自的优缺点。

　工艺特点及过程 工艺特点及过程 缺点 使用厂家 热闷法 利用高温液态渣的显热洒水产生物理力学作用和游离氧化钙的水解作用是渣碎化 工艺简单，适用于处理高碱度钢渣。钢渣活性较高、安定性较好，并能处理固态渣 粒度不均匀、后续破碎加工量大、处理周期长 鞍钢、首钢、涟钢、宝钢 热泼法 在炉渣高于可淬温度时，以有限的水向炉渣喷洒，使渣产生的温度应力大于渣本身的极限应力，产生碎裂，游离氧化钙的水化所用是渣进一步裂解 排渣速度快，冷却时间短、便于机械化生产，处理能力大；钢渣活性较高、生产率高 设备损耗大，占地面积大，破碎加工粉尘大，蒸汽量大；钢渣加工量大。对环境和节能两方面都不理。钢渣安定性差 唐钢、武钢二炼钢 盘泼法 将热熔渣倒在渣罐中，运至渣盘边，用吊车将罐中的渣均匀倒在渣盘中，待表面凝固即喷淋大量水急冷，再倾翻到渣车中喷水冷却，最后倾入水池中冷却 快速冷却、占地少、处理量大、粉尘少、钢渣活性较高 渣盘易变形、工艺复杂、运行和投资费用大。钢渣安定性差 新日铁、宝钢 水淬法 高温液态渣在流出、下降过程中被高压水分割、击碎，再加上高温熔渣遇水急冷收缩产生应力集中而破裂，同时进行了热交换，使熔渣在水幕中粒化 排渣快、流程简单、占地少、投资少，处理后钢渣粒度小（5mm左右），性能稳定 熔渣水淬时操作不当，易发生爆炸，钢渣粒度均匀性差。只能处理液渣 济钢、美国伯利恒钢铁公司、马钢 滚筒法 高温液态钢渣在高速旋转的滚筒内，以水作冷却介质，急冷固化、破碎 排渣快、占地面积较小，污染小，渣粒性能稳定 钢渣力度大，不均匀（>9.5mm达18%），活性差、设备较复杂，故障率高，容易粘渣，设备投资大。只能处理液态渣。 宝钢二炼钢、马钢、宣钢 风淬法 用压缩空气作冷却介质，使液态钢渣急冷、改质、粒化 安全高效、排渣快、工艺成熟，占地面积较小。污染小，渣粒性能稳定，粒度小、均匀且光滑（≦5mm），投资少 只能处理液态渣 日本钢管公司福山厂、台湾中钢集团、重钢 粒化轮法 将液态钢渣落到高速旋转的粒化轮上，是熔渣破碎渣化，喷水冷却 排渣快、适宜于流动性好的高炉渣 设备磨损大，寿命短，处理量大则水量小时易发生爆炸，处理率低。粒度不均匀（>9.5mm达29%） 沙钢 选择处理工艺一般从钢渣综合利用途径、节能和环境保护、投资等几方面加以综合考虑，在满足炼钢工艺顺利进行的前提下，结合考虑液态钢渣的黏度和流动性，选择相对合理的处理工艺，达到渣铁的有效分离，尽量保持钢渣的活性，降低钢渣的不稳定性。

　目前国内钢渣市场的主要产品（下图）

　我国的钢铁工业体积十分庞大，同时面临着巨大转机。国家发改委于2005年提出的《钢铁产业发展政策》中指出“企业应根据发展循环经济的要求，建设污水和废渣综合处理系统，采用干熄焦，焦炉、高炉、转炉煤气回收和利用，煤气－蒸汽联合循环发电，高炉余压发电、汽化冷却，烟气、粉尘、废渣等能源、资源回收再利用技术，提高能源利用效率、资源回收利用率和改善环境。”，以政策带动市场，推进我国的产业政策改革，而中东部沿海地区在十二五之后，地区内的产业结构升级刻不容缓，钢渣作为钢铁产业所产生的极为重要的可资源化的产品，其市场前景也相对比较乐观。

　从目前的市场形式来看，钢渣市场的发展仍然十分缓慢，同《大宗工业固体废物综合利用“十二五”规划》要求75%

　(1)市场对于钢渣作为二次资源的认识不足，目前对于钢渣的利用主要是获取废钢，二是对钢渣的性质、资源化工艺、设备，认识不足，没有将钢渣利用作为发展循环经济的核心内容如认识。

　(2)钢渣的处理仅仅依附于钢铁企业，而它们对钢渣的利用的生产装备整体落后重视不足，对于钢渣的处理资金不能及时到位。

　(3)存在地区发展不平衡，企业大小发展不平衡，钢渣利用率高的企业基本集中在东、中部地区，且特大企业做的相对较好。

　(4)政策法规的指导性和可操作性不强，缺乏有效的鼓励和监督机制。

　目前我国的钢渣市场尚处于起步阶段，同发达国家相比仍然有很大的距离，市场方面也没有真正成熟的能在全国推广的钢渣产品，各个企业的产品也仅仅局限在本地的实际情况。究其原因还是钢渣的规范标准的不完善，市场整体对于钢渣的发展潜力认识严重不足，从另一个角度来看，我国的钢渣市场的潜力也是无限的，大型企业，高新技术和资金的介入，配合完善成熟的政策规定和市场体系对于钢渣市场的良性发展至关重要。

　3.钢渣市场项目典型企业及案例

　3.1典型钢渣企业

　3.1.1上海宝冶钢渣综合开发实业有限公司

　3.1.2江苏沙钢集团

　3.1.3 青海正维集团（西钢集团）

　3.1.4湖南涟钢钢渣开发有限公司

　3.2典型应用案例

　3.2.1用作钢渣砖和砌块

　攀钢马保勇等人利用钢渣和粉煤灰，加入少量激发剂，制成150以上标准的新型钢渣粉煤灰免烧砖.

　武汉理工大学陈吉春等人也用鄂钢钢渣成功研制成钢渣空心砖，降低了钢渣砖的比重.武钢利用水淬钢渣研制的钢渣砖所建的三层楼房已使用25年之久，证明钢渣砖质量可靠，性能稳定，强度高.另外，武钢利用平炉钢渣研制出空心砌块，产品达到合格产品标准，已获国家专利.

　3.2.2用于生产水泥

　2009年，我国有50多个钢渣水泥厂，钢渣水泥年产量超过50万t，本溪、安阳、邯郸等建有10万t的钢渣水泥厂，但钢渣掺量较少，一般为20%左右[3]。

　3.2.3钢渣铺路和建筑地桩

　近年来出现了钢渣粉煤灰和石灰配制料在道路基层中的应用;钢渣矿粉细集料在混凝土面层的应用;钢渣微粉和水泥掺和料在城市道路混凝土中的应用;钢渣沥青混凝土路面在高速公路上的应用整体情况比较理想，强度、回弹模量等指标都能达到道路工程的有关标准。钢渣用于建筑用地桩也是最近出现的新的用途，值得关注。

　3.2.4用作农肥和酸性土壤改良剂

　1958~1960年，中国科学院东北林业土壤研究所对全国各地主要炼钢厂的平炉钢渣进行了分析研究，加工粉化用于各种不同的土壤中进行田间肥度试验。

　1965~1973年中科院南京土壤研究所对含磷较多的平炉钢渣加工粉化用于水稻、黄豆作物试验。1984~1985年中科院开展了钢渣的农用试验研究，使钢渣农用试验在用量、用法、粒度、土种、肥度及作物品种、性状、抗性和肥料品种对比等10个方面，取得了可喜进展。

　目前我国用钢渣生产的磷肥品种有钢渣磷肥和钙镁磷肥。

　3.2.5用于废水处理

　近年来，有人把钢渣用于治理废水，达到“似废治废”的目的，实验发现钢渣处理重金属废水中的Cr3+ (pH=2~13，浓度在0~300mg/L)， As3+ (pH=1.5~9.0，浓度在0~200mg/L)的去除率均达到98%。

　废水处理过程中使用的絮凝剂原料也可以使用钢渣。

　3.2.6用于化学领域

　现在有很多专家越来越将注意力投放到钢渣用于化学领域。目前有利用钢渣开发白碳黑、硅胶等产品;利用钢渣含有少量游离氧化钙(f Ca0)在后期有微小膨胀的特性，开发各种膨胀剂包括膨胀水泥。

　3.2.7用于装饰工程

　有厂家用钢渣开发人造石和人造仿古建筑材料，用于大型公园的外装饰墙、人造雕塑、人造无机座椅等。

　4.商业模式及目标定位

　4.1效益分析

　4.1.1经济效益

　2004年起始湖南涟钢钢渣开发有限公司利用钢渣综合资源方式生产的环保砖，经济测算指标为：每块钢渣砖的成本价在0.12元，市场价0.13元，每块砖毛利0.01元，毛利润率可达7.7%。

　2007年，青海正维集团公司同西钢集团公司看到了废钢渣资源化利用的广阔前景，开始启动合作开发新型绿色环保免烧钢渣砖项目，此项目每年可将西钢排出的27万吨废渣充分利用，带来的经济效益十分可观，仅西钢集团公司固体废弃物回收利用每年可获得经济效益600万元。

　2012年度仅一季度，该公司共加工处理各类钢渣63.36万吨，完成产值2.9亿元，实现利润1.6亿元

　4.1.2社会效益

　钢渣的有效回收和合理利用是现代钢铁工业技术进步的重要标志，是钢铁企业解决废钢短缺、降低生产成本、提高企业经济效益的一项重要措施，也是保护环境、减少污染、化害为利、变废为宝、利国利民的良策，是我国可持续发展战略决策下的一个重要发展领域。

　4.1.3环境效益

　节能减排是我国的一项基本国策，“十二五”期间工业固体废物综合利用率要求提高到72％左右[5]，围绕“十二五”期间国家节能减排、环境治理和绿色低碳发展的目标和任务，完善技术装备和产品标准体系。

　2012年三渣历年累计堆存约8亿吨，占用了超过8万亩土地[4]，既占用大量土地、浪费资源，又造成了严重的环境污染。提炼出粒子钢、球磨金属粉等烧结厂的原料，并将最后的尾渣制作成板砖、空心砖等优质建筑材料，在解决钢渣堆放的同时，又制造了经济效益

　国标委《2008-2010年资源节约与综合利用标准发展规T-605。此项规定对当前炼钢渣处理工艺方法的选用起到指导作用，减少钢渣无序外排造成的环境污染。同时，通过本标准的应用指导，将有利于钢渣综合加工利用，提高企业经济效益，为实现节材节能、完全的钢渣零排放做出贡献。

　4.2商业模式

　中建进入钢渣市场项目还是以钢铁主业为依托，环境经营和体现循环经济水平为导向，建立与钢铁业共同规划、协同发展的共赢机制，充分利用国家政策支持，培育面向钢厂和市场的钢渣等固废资源再生利用产品开发、装备集成、工程服务的协同发展模式，成为具有核心竞争力、可持续发展的再生资源综合利用集成供应商。

　 大型钢铁厂 —— 钢铁厂

　中建-钢渣来源 政府

　 亟待处理的钢渣堆场

　 获益企业

　 投资建厂自施

　 无差异化处理

　中建-处理方式 投资建厂参股

　 国内、国外先进企业参股技术股

　差异化处理

　创新型并购

　4.2.1投资模式

　投资：以中国建筑发展有限公司为主体，以股权参股控股，或与创新型并购的公司所达成合作为依托，参与大型钢铁厂或政府亟待解决的钢渣资源化项目。

　模式示意图：

　图1 投资公司商业模式模型

　4.2.2参与实体公司营运模式

　参与实体公司营运：以中建水务环保有限公司为主体，与先进技术的国内外企业合作，中建的选择依靠大客户关系与政府关系通过合作以投建、运营、产品销售等的多种方式进入钢渣项目市场。

　尤其考虑或得某个区域或某几个钢厂20-30年的钢渣处理的BOT权限(特殊经营许可权限，即在市场价格的调解下，获得某个区域或某几个钢厂20-30年的钢渣唯一授权处理权限等)。

　模式示意图：

　图2 实体公司商业模式模型

　4.2.3混合模式（BOO模式）

　BOO即建设拥有经营,根据政府赋予的特许,建设并经营项目，但是并不将此项基础产业项目移交给。

　4.3目标定位

　国家《大宗工业固体废物综合利用“十二五”规划》把钢渣列为重点发展技术和项目，具体规划如下：

　对于钢渣处理技术：重点推广钢渣自解及稳定化技术、大规模低能耗破碎磁选技术、钢渣微粉和钢铁渣复合微粉应用技术，发展钢铁渣在路面基层材料、采矿充填胶凝材料及建筑材料中的应用，实现钢铁渣集约化、规模化综合利用。

　对于钢渣处理与综合利用工程

　积极推进钢渣综合利用专业化企业与钢铁企业合作，实现钢渣“零排放”。促进钢渣热焖自解、低能耗破碎磁选提取渣钢、生产钢渣微粉和钢、矿渣复合微粉为核心内容的整体利用，建设和改造一批专业钢渣预处理、钢渣微粉和钢、矿渣复合微粉项目；在钢渣生产微膨胀型充填采矿专用胶凝材料等特种胶凝材料方面，建设若干个示范项目，实现年消纳钢渣5,475 万吨，预计年产值125 亿元。

　4.3.1 基于建筑市场应用的视角：

　中建是中国最大的建筑企业，应从建筑应用这个角度研究和思考。由于目前我国钢渣等固废利用产业还不发达，尤其是固废应用于节能环保建材总体规模很小，主要原因就是固废原料、技术、市场三者的有机结合工作没有做好，其中市场应用是短板。如果以市场导向研究钢渣等固废的应用，将起到提纲挈领的作用。中建应从支持钢渣利用产业健康发展的角度出发，与钢渣利用产业化平台之间建立有效的商业运营模式，包括合理的定价机制和资源分配机制，形成自己的竞争优势。

　4.3.2 方向上应聚焦钢渣砖、钢渣砌块，兼顾钢渣粉等

　钢渣在建筑上的应用，低端为铺路，中端为制砖，高端为生产水泥等等。目前高端钢渣粉研究应用最多，尤其是中冶建筑研究总院对于钢渣粉的技术路线、生产工艺和市场应用都组织了专业的团队，相应都已经做了大量的工作。

　中建应根据自己的优劣势和特色，聚焦于市场应用，重点研究钢渣砖和钢渣砌块，兼顾钢渣粉等，尤其是市场前景巨大的墙体材料市场，即符合环保要求的具有保温隔热性能的钢渣砌块。

　4.3.3从宏观和规模效应论证可行性

　由于运输和能源对钢渣利用业务成本影响较大，因此大部分业务受物流半径等因数制约，目前只在钢厂周围区域化发展。

　因此，产业化布局着眼于未来，逐步推进与固废利用平台中循环、以及与社会之间大循环的协调发展，实现一次资源的利用效率最大化，二次资源的回用价值最大化，三次资源的综合利用效益最大化，使固废、其他副产品利用业务协调发展，形成自上而下的全产业链条，肩负起央企责任，实现系统最优、社会和经济效益整体最优。

　可以考虑钢渣的资源化处理循环经济产业园、生态工业园或绿色产业园的模式，将中建未来可能直营和合作的钢渣企业，以互联网+联合起来，即通过建立虚拟的形式计算机模型和数据库，在计算机上建立成员间的物料、能量、产品联系，根据市场变化全国范围内灵活调配钢渣类建材产品，在整个中建工地和全国建筑市场宏观应用，减少局部市场波动的风险和运输半径的束缚。

　5.讨论

　5.1钢渣市场方面，目前我国的钢渣市场尚处于起步阶段，同发达国家相比仍然有很大的距离，市场方面也没有真正成熟的能在全国推广的钢渣产品.

　5.2钢渣处理技术，尤其是钢渣砖，已基本成熟，国内外已有大量成功的案例和成熟的处理设备。

　5.3中建进入钢渣处理领域，市场销售是瓶颈。

　5.4中建若要进入钢渣领域，应以谈判项目公司获得某个区域或某几个钢厂20-30年的钢渣特许授权处理权限（BOT）为前提。

　5.5具体的项目论证应考虑以钢厂为中心的物流半径的运输费用递增的问题。

　5.6从经济性来说，低端为铺路，中端为制砖，高端为生产水泥等等，中建应根据自己的优劣势和特色，聚焦于市场应用，考量市场规模效应和高端创新带来的高附加值之间平衡。

　5.7从国内权威机构获悉，钢渣粉的技术生产已经非常成熟，且已制定相应的国家标准，但钢渣粉的市场应用效果并不理想；钢渣砖的技术也已成熟，但市场推广规模极小，仅仅用于砌砌围墙和铺铺道路；钢渣砌块用于墙体市场应用近乎空白，仅仅见过武钢相关的试验楼性质的报到，未见有大规模的应用实例。

　6.结论和建议

　6.1钢渣类项目，属于国家重点关注的环保类项目，目前有巨大的政策驱动的，现阶段钢渣处理量，离国家“十二五规划”要求还存在巨大差距，值得投入资源深入研究。

　6.2基于中建优势和巨大的建筑市场，中建进入钢渣类项目有成功的可能性，建议对此类项目进一步深入研究和跟踪。

　6.3方向的选择很重要，建议中建深入了解钢渣在建筑上的应用，如钢渣砖、钢渣砌块、钢渣瓦、钢渣铺路和建筑地桩，兼顾钢渣粉，尤其是市场前景巨大的墙体材料市场，即符合环保要求的具有保温隔热性能的钢渣砌块。

　6.4钢渣应用于墙体材料，钢渣中的有害成分，能否处理到符合人体接受的环保要求，应是关注的焦点。

　6.5从运作模式上，可以考虑钢渣的静脉类虚拟循环经济产业园模式；对于商业模式的选择，建议BOO模式。

　7.参考文献

　[1][2]黄迪，任志国，张宏伟等《新型轮法钢渣处理技术及其资源化利用技术》北京中冶设备研究设计总院有限公司/中冶国际工程技术有限公司2013

　[3]青岛市刘家工贸公司钢渣资源综合利用项目财务可行性研究.硕士毕业论文.2009年1月

　[4]中国钢铁产业现状分析.《经济研究导刊》.2012年35期

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