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摘要:我国2023年不锈钢产量达3 600万t，居全球首位，伴生不锈钢渣约1 200万吨。该渣含铁、铬、镍等有价金属，但铬元素易氧化生成剧毒，传统处置易引发重金属污染与资源浪费。资源化核心在于物理法渣铁分离:湿法工艺通过破碎筛分、湿磨结合磁选重选回收金属，需配套水循环脱毒系统，适用高Cry'渣但投资高且尾渣活性低;干法工艺采用磁选破碎与感应分选，成本低无污水，但对高Cry渣脱毒效果有限。两种工艺均能回收97%以上金属，产出品位超85%的渣钢回用冶炼，尾渣可作建材或土壤改良剂。技术推广需攻克余热利用、粉尘治理、污水处理及成本控制等挑战。未来应开发绿色集约化工艺，结合智能技术提升处理效能，实现资源循环与环保双赢。

    不锈钢因其具有良好的力学性能、机械加工性能和优异的耐腐蚀性而被广泛应用到生产生活的各个方面。随着钢铁工业的快速发展，我国的不锈钢产量已经连续多年稳居世界第一，其中2023年全球不锈钢产量约为5 700万t，而我国的不锈钢产量占比超过60，达到了3 600万t}

    不锈钢渣作为不锈钢生产过程中的一种主要副产物，因其含有Fe , Cr, Ni , Mn等有价金属元素而具有一定的回收利用价值。按照每生产3t不锈钢就会产生It不锈钢渣估算,2023年我国的不锈钢渣产生量将

达到1 200万t，如果随意堆弃或采用传统的填埋方式进行处理，不仅会造成金属资源的浪费，还会引发严重的重金属污染问题。同时，我国陆续出台的《中华人民共和国环境保护税法》《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》等政策法规也意味着我国不锈钢渣的处理方式aJ}需转型。但由于我国不锈钢渣的处置技术起步较晚，相关的处理工艺设备和回收利用体系还不完善，并且受传统堆弃填埋处理方式的影响，导致我国目前的不锈钢渣整体利用率还比较低、利用方式也较为单一。因此，探索不锈钢渣的无害化处理和资源化回收利用技术已成为不锈钢行业的发展重点，这对于突破不锈钢渣处理难题和促进行业健康绿色发展并实现产业化具有重要意义。〕

1不锈钢渣的基本性质及特点

1. 1不锈钢渣的基本性质

    不锈钢渣主要来自冶炼过程中原料带入的杂质、造渣材料、化学反应产物以及被侵蚀的耐材等。不锈钢渣多以碱性渣为主，碱度一般为2一4，成分以Ca0和M}0为主，二者约占不锈钢渣量的50，还含有少

量A1z 03 , Fe0 , Mn0 , Crz 03等金属氧化物，矿物组成以硅酸二钙和镁硅钙石为主，还含有部分尖晶石固溶体等其他矿相[a}。目前主流的不锈钢冶炼工艺均采用AF电弧炉+AOD转炉的方式进行，所以不锈钢渣主要分为EAF渣,AOD渣和少量的VOD渣。相较而言，EAF渣一般呈黑色块状或大颗粒状，碱度较低，金属含量高，性能较为稳定;AOD渣和VOD渣一般呈白色细小颗粒状或粉末状，碱度较高，金属含量低，且AOD渣在自然缓冷过程中容易粉化[5}v

1. 2不锈钢渣的特点

    与普碳钢渣相比，不锈钢渣最大的特点在于其含有C:元素而具有毒性。不锈钢渣中的C:元素主要以Cr;+和C r}+的形式存在于含C:的合金颗粒和矿物相中。在强氧化性、高碱度条件下或长期堆放过程中，一部分赋存在不锈钢渣不稳定物相中的C:元素会被氧化成C护',C护+浸出后毒性大、致癌致畸变作用强烈，是世界卫生组织指出的强致癌物，因此含铬废物已被列入国家危险废物名录[7es。大量不锈钢渣的随意堆放或不合理处置不仅会造成金属资源的浪费，还会严重污染环境、损害人体健康。

2不锈钢渣的渣铁分离回收工艺

    对不锈钢渣中的渣铁进行分离分级回收利用是实现不锈钢渣无害化处理和资源化利用的有效途径之一。目前不锈钢渣渣铁分离回收工艺主要有两种:以日本磁力选矿为代表的湿法重力浮选工艺和荷兰S3 R

公司独有的干式磁选工艺。这两种处理工艺均分为冷却和金属回收两道工序。

2. 1不锈钢渣冷却

    对于不锈钢渣的冷却工序来说，两种处理工艺所采用的冷却方式基本一致，都是先采用渣罐或渣盘在炉下接渣后运输至冷却区域，然后在空气中自然冷却一段时间后采用浸泡冷却处理或将钢渣倒入热泼渣箱内进行洒水冷却处理，待不锈钢渣冷却至60一80℃后再利用装载机将钢渣运输至金属回收工序进行下一步处理。

2. 2  AOD渣预处理

    由于AOD渣中金属含量较少，且在冷却过程中易粉化导致其粒度进一步下降，10 mm以下的渣量约占总渣量的90%以上，这部分渣中金属含量极少。为了减少金属回收过程中的设备负荷，在与其他不锈钢渣混合处理前需对AOD渣进行单独预筛分处理，筛出的细粉尾渣送入尾渣料箱储存，其余的块渣送入EAF渣和VOD渣线进行下一步处理〕

2. 3湿式法金属回收

    采用湿式法对不锈钢渣进行金属回收的一般工序如图1所示。冷却后的EAF渣,VOD渣和大颗粒的AOD渣经混合后送入颗式破碎机进行初破，然后送入一级振动筛进行筛分。一级筛上料送入干式棒磨机进

行粗破，然后送入二级振动筛进行筛分，筛出的二级筛上料送入1#金属箱储存，一、二级筛下料均送入湿式棒磨机进行细磨后再送入三级振动筛进行筛分。三级筛上料送入2#金属箱储存，三级筛下料送入一级螺旋进行渣浆分离，分离出的钢渣通过渣浆分配器送入跳汰机和湿式磁选机依次进行重选和磁选，得到的高品位渣钢送入3#金属箱，低品位渣钢送入尾矿料箱，余渣送入二级螺旋进行渣浆分离，得到的尾渣送入尾渣料箱。湿式法处理过程中产生的各级溢流渣浆由砂浆泵统一送往沉淀池进行脱毒、絮凝处理，得到的上清液送回金属回收系统循环使用，沉淀浓缩后的渣浆送入脱滤机进行脱水，得到的滤饼烘干后制成泥饼外卖，滤液返回沉淀池后循环使用。

2. 4干式法金属回收

    采用干式法对不锈钢渣进行金属回收的一般工序如图2所示。冷却后的EAF渣,VOD渣和大颗粒的AOD渣经混合后送入一级振动筛进行筛分。一级筛上料经过人工、干式磁选机依次进行手选和磁选，得到

的高品位渣钢送入1#金属箱，其余渣块和一级筛下料一同送入反击式破碎机进行粗破，破碎后的渣块送入二级振动筛进行筛分。二级筛上料送入金属感应器进行分选，分选出金属含量高的渣钢送入2#金属箱，其余渣块送入强磁滚筒进行渣钢分离，分离出的渣钢再返回破碎机进行二次破碎，尾渣送入尾渣料箱，二级筛下

    以上两种渣铁分离回收工艺主要依靠不锈钢渣中不同组分密度、磁性的差异，以物理方式实现对渣中铁、铬和镍等有价金属元素的高质、高效回收利用，回收过程中基本不涉及化学反应，回收得到的渣铁金属品味均可达85%以上，渣中的金属回收率达97%以上。回收得到的各级渣钢可作为生产不锈钢的原料返回炼钢工序继续使用，其余的各级尾渣和泥饼不仅可用于生产水泥、混凝土、微晶玻璃及陶瓷等材料，还因其中富含氧化钙和硅酸盐可作为农用土壤改良剂和肥料添加剂。

    两种金属回收工艺均能充分回收不锈钢渣中的有价金属元素，实现对不锈钢渣的综合利用，但又各具优劣。湿式法能有效减少不锈钢渣处理过程中粉尘对环境的污染，但需设计专用水循环系统并采取循环水脱毒技术，投资较大，且处理后的尾渣活性低，不利于尾渣外售，适合处理Cry+含量高的不锈钢渣;干式法投资较少、占地面积小、运行成本低且没有污水产生，但需增加完善的收尘系统，且钢渣中Cry+浓度过高时尾渣脱毒效果较难达到排放标准，适合处理Cry+含量低的不锈钢渣。〕