冶金廢渣，高速公路的優(yōu)質(zhì)“外衣”？

作者：李傳福 史湘綺

在環(huán)保意識日益增強的今天，如何將工業(yè)副產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為有價值的資源，成為了科技創(chuàng)新的重要課題。本文介紹的創(chuàng)新成果是如何將冶金廢渣，特別是鋼渣，轉(zhuǎn)化為高速公路的優(yōu)質(zhì)面料。該成果榮獲了2023年度上海市科學(xué)技術(shù)一等獎。

在煉鋼過程中，為了去除鋼水中的硅、氧、碳、磷、硫等雜質(zhì)，需要加入大量的石灰等溶劑。這些石灰與雜質(zhì)反應(yīng)后形成廢渣，漂浮在鋼水表面，即我們所說的鋼渣。鋼渣是煉鋼過程中的副產(chǎn)物，每年產(chǎn)生量超過1.5億噸。70%的鋼渣作為工業(yè)固廢被堆存廢棄，累計超過18億噸，不僅資源浪費，而且占用土壤，污染環(huán)境。

由于鋼渣中含有的游離氧化鈣（f-CaO）遇水反應(yīng)緩慢，且被鋼渣包裹，難以在處理過程中完全釋放和水化，這影響了鋼渣的體積穩(wěn)定性，成為制約其資源化利用的關(guān)鍵因素。

寶山鋼鐵股份有限公司的首席研究員肖永力領(lǐng)銜的研發(fā)團隊，聯(lián)合武漢理工大學(xué)等單位，通過對鋼渣理化特性的深入研究，開發(fā)出了一種將鋼渣轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)集料的技術(shù)。這項技術(shù)采用快冷+機械攪拌的滾筒法鋼渣處理工藝，通過滾動金屬球破碎快冷、多點噴淋精細(xì)冷卻及在線分離分選方法，使熔融態(tài)鋼渣從1600℃迅速冷卻至100℃以下并破碎成15mm以下顆粒。這一過程不僅有效抑制了f-CaO的析出和水化，還降低了鋼渣的晶粒尺寸約30%，得到的鋼渣集料自然粒度均勻，滿足集料的級配要求，且性能穩(wěn)定。

與傳統(tǒng)的天然石料相比，鋼渣集料具有多棱角、體積穩(wěn)定、與瀝青結(jié)合力強等優(yōu)點。由于鋼渣是堿性材料，與酸性的瀝青結(jié)合更加牢固，這使得鋼渣瀝青路面材料的路用性能在很多方面超過了傳統(tǒng)瀝青路面。

這項技術(shù)不僅解決了鋼渣的環(huán)境污染問題，還實現(xiàn)了資源的高效利用。每年有超過1.5億噸的鋼渣產(chǎn)生，而其中70%作為工業(yè)固廢被堆存廢棄。通過這項技術(shù)，可以將這些廢渣轉(zhuǎn)化為用于公路建設(shè)和日常維護的優(yōu)質(zhì)集料，替代日益緊俏的天然石料。此外，這項技術(shù)還有助于減少碳排放，支撐鋼鐵與交通兩大行業(yè)的綠色發(fā)展與碳中和。

寶山鋼鐵股份有限公司的研發(fā)團隊通過創(chuàng)新科技手段，成功將冶金廢渣轉(zhuǎn)化為高速公路的優(yōu)質(zhì)面料，這一成果不僅解決了環(huán)保問題，還實現(xiàn)了經(jīng)濟效益的最大化。這項技術(shù)的應(yīng)用，不僅在上海，還在湖北、廣西、內(nèi)蒙古等不同氣候地區(qū)的公路建設(shè)中得到了成功應(yīng)用，建設(shè)公路超過3000公里，應(yīng)用鋼渣瀝青混凝土3000萬噸，碳減排198萬噸。這一科技創(chuàng)新，為全球鋼鐵行業(yè)的渣處理技術(shù)進步提供了有力支撐，也為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供了新的思路。