【技术前沿】日本铁钢渣的物化和利用技术研究简介

1 铁钢渣的物理化学研究以下以脱磷反应为中心，介绍关于炉渣的研究。为降低炉渣产生量，需要提高精炼能力和精炼效率，增加石灰的利用效率，这就需要在保证精炼能力的同时，减少炉渣产生量的炉渣设计和工艺设计。在脱磷反应中，磷以磷酸根离子的形态进入熔融炉渣中，作为熔渣吸收磷能力的指标，提出了磷酸盐容量（CPO

1 铁钢渣的物理化学研究

以下以脱磷反应为中心，介绍关于炉渣的研究。

为降低炉渣产生量，需要提高精炼能力和精炼效率，增加石灰的利用效率，这就需要在保证精炼能力的同时，减少炉渣产生量的炉渣设计和工艺设计。

在脱磷反应中，磷以磷酸根离子的形态进入熔融炉渣中，作为熔渣吸收磷能力的指标，提出了磷酸盐容量（CPO ^3- ₄ ）。根据操作条件，利用CPO ^3- ₄ 可对脱磷反应进行评价。

在实际操作中，采用非均匀液相的固相CaO及其固体化合物和液相炉渣共存的助熔剂进行精炼，要求提高炉渣中固相的利用效率。固相-液相共存的助熔剂命名为“多相助熔剂”，对有效利用与熔融炉渣共存的固相的精炼反应进行了研讨。

在实际操作中，精炼渣通过固液共存的炉渣进行精炼。在铁水处理温度下，2CaO·SiO ₂ -3CaO·P ₂ O ₅ 形成固溶体。考虑利用这一点，将磷作为氧化物引入固溶体中，有效利用固相CaO。

早稻田大学伊藤公久得出多相渣脱磷效果预测：将钢水中的磷浓度从0.1%降低到0.01%时，钢水中的磷完全进入到磷酸钙化合物相中，可以大幅度降低CaO的单耗。

将固体CaO浸渍在炉渣中，研究了CaO-炉渣在界面的反应机制，进一步阐明含磷酸化物固溶体的热力学性质。

2 铁钢渣利用技术的研究

铁钢渣是以铁矿石和煤炭为原料的现代炼铁工艺必然产生的副产物，所以，必须进行将铁钢渣作为资源利用的技术开发和对铁钢渣赋予新功能利用的技术开发。

到目前为止，铁钢渣已经被广泛用作水泥原料、混凝土骨料、路基材料、海洋港湾土建材料、肥料、土壤改良材料等。此外，钢渣用作东日本大地震受灾的沿岸田园地区的再生材料研究取得了成果。最近，对于作为资源的磷的回收利用也进行了多方面研究。

在铁钢渣利用技术开发方面，日本产发铁钢研究项目“炼钢渣作为海洋环境修复材料在海洋领域的利用技术开发”对炼钢渣在海域的利用进行了研究。由于有机酸的缺乏和铁离子的缺乏，矶烧这个海洋区域正在发生沙漠化。通过河流与从陆地森林流入的腐殖酸反应生成铁螯合物，吸收海洋植物中的铁离子，铁离子的存在起着重要的作用。为此，作为铁离子的稳定供给材料，利用炉渣、有机酸、疏浚土，研究了钢铁炉渣在港湾·海洋区域作为海洋环境修复材料的利用。

有研究者调查了浸出条件对各种元素从炼钢渣向海水溶出行为的影响，明确了有机酸对海水中炼钢渣元素溶出行为的影响、疏浚土的影响、炉渣碳酸化的影响以及炼钢渣的连续溶出行为等。

来源：《世界金属导报》。