鋼渣磷肥理化性質(zhì)

鋼渣磷肥的化學(xué)成分因生鐵質(zhì)量，助熔劑種類和數(shù)量及工藝條件不同而異。加足量SiO2時，其主要成分為硅磷酸鈣(5CaO·P₂O₅·SiO₂和7CaO·P₂O₅·2SiO₂)，加SiO₂量不足時，則為磷酸四鈣(Ca4P2O9)。一般含P2O516%～20%(中國出產(chǎn)的P₂O₅含量大多在3%～8%)，CaO 45%～55%，MgO2%～ 4%，F(xiàn)e2O311%～ 14%，MnO 3%～ 6%和SiO₂4%～6%等。呈褐灰或灰黑色粉末，工業(yè)產(chǎn)品細(xì)度為80%～90%通過100篩目的細(xì)粉，堿性。每立方米肥料重為2噸。

鋼渣磷肥中的磷酸鹽，不溶于水，但能溶于2%檸檬酸溶液，尚無統(tǒng)一質(zhì)量指標(biāo)，暫定為一級品有效磷(P₂O₅)≥14%，二級品≥10%，轉(zhuǎn)化率在90%以上。施入土壤后主要靠土壤酸度和根的酸性分泌物溶解，轉(zhuǎn)化為植物能吸收和利用的磷。其反應(yīng)式為：

可見，鋼渣磷肥適用于酸性土壤，不僅為植物提供養(yǎng)分，還可減少土壤酸性。據(jù)試驗(yàn)，鋼渣磷肥具有60%～80%的中和能力(以碳酸鈣為100)，因此，其肥效優(yōu)于過磷酸鈣。也可施于中性土壤，但肥效不及過磷酸鈣快。適于多數(shù)作物上施用，尤其對需硅、喜鈣作物(如水稻、豆類)施用效果更佳，但對嫌鈣作物如馬鈴薯施用后會影響其品質(zhì)。

在20世紀(jì)50年代以前相當(dāng)長的時期里，它曾是德國、法國等西歐國家磷肥的主要來源之一。1973年世界鋼渣磷肥總產(chǎn)量約為120萬噸五氧化二磷(P₂O₅)，1977年下降為57.2萬噸。原因是西歐的高磷生鐵產(chǎn)量從70年代起開始下降。在中國，由于生鐵中含磷量少，易煉出優(yōu)質(zhì)鋼材。雖然在鞍山、武漢、重慶等地鋼鐵廠均有出品，但因其中含磷量較低，加工成本較高，限制了它的推廣應(yīng)用。

鋼渣磷肥由含磷生鐵用托馬斯法煉鋼時所生成的堿性爐渣經(jīng)軋碎、磨細(xì)而得。大多是灰黑色。主要有效成分是磷酸四鈣Ca4(PO4)2O和硅酸鈣的固溶體，并含有鎂、鐵、錳等元素。五氧化二磷含量約12%~18%。是枸溶性肥料。適用于酸性土壤，可作基肥。

鋼渣磷肥最宜作基肥。一般撒施后再耕翻入土。作種肥或追肥時，應(yīng)避免與種子和莖葉直接接觸，以免影響發(fā)芽和灼傷莖葉，追肥要早施，可采用條施或穴施等，施用量為每公頃300～600千克(肥料含P₂O₅量12%～16%)。與酸性或生理酸性肥料如硫酸銨、氯化鉀等配合施用，但不可與銨態(tài)氮肥和水溶性磷肥混合施用，以免降低肥效。在施用前，可與新鮮有機(jī)肥料混合堆腐，可以提高鋼渣磷肥的有效性。但不能與腐熟有機(jī)肥料混合施用，以免引起氮素?fù)]發(fā)損失。

據(jù)中國8個省(自治區(qū))40多點(diǎn)試驗(yàn)，含有效磷(P₂O₅)15.4%～17.6%的鋼渣磷肥施在缺磷土壤上，對稻、麥、棉、油、豆類等作物均有增產(chǎn)效果，在中性土壤及東北的黑土上，當(dāng)年肥效不及普鈣，但后效較長，在酸性紅、黃壤及東北的白漿土上，肥效高于普鈣，在貧瘠砂土上肥效也顯著。

鋼渣磷肥散落性好，但粉末易飛揚(yáng)，在貯運(yùn)過程中應(yīng)注意防止風(fēng)吹雨淋，不要與過磷酸鈣等水溶性磷肥混合貯存，以防其有效性降低。人力裝卸時，須戴口罩和手套，以減少對皮膚等刺激作用。

鋼渣用于冶金原料

1）回收廢鋼鐵，鋼渣中含有較大數(shù)量的鐵，平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為25%，其中金屬鐵約 占10%。磁選后，可 回 收 各粒級的廢鋼，其中大部分含鐵品位高的鋼渣作為煉鋼、煉鐵原料。

2）鋼渣用作燒結(jié)材料，由于轉(zhuǎn)爐鋼渣中含40%～50%的CaO，用其代替部分石灰石作燒結(jié)配料，不僅可回收利用鋼渣中殘鋼、氧 化 鐵、氧 化 鈣、氧 化 鎂、氧 化 錳、稀 有 元 素（V、Nb等）等，而且可使轉(zhuǎn)鼓指數(shù)和結(jié)塊率提高并有利于燒結(jié)造球及提高燒結(jié)速 度。鋼渣中Fe、FeO在氧化反應(yīng)過程中產(chǎn)生的熱量可降低燒結(jié)礦燃料消耗。

3）鋼渣用作高爐熔劑，轉(zhuǎn)爐鋼渣中含有40% ～50%的CaO、6% ～10%的MgO，將其回收作為高爐助溶劑可代替石灰石、白云石，從而節(jié)省礦石資源。

另外，由于石灰石（CaCO3）、白云石[CaMg（CO3）2]分解為CaO、MgO的過程需耗能，而鋼渣中的Ca、Mg等均以氧化物形式存在，從而節(jié)省大量熱能 。

4）鋼渣用作煉鋼返回渣料，鋼渣返回轉(zhuǎn)爐冶煉可降低原料消耗，減少總渣量。對于冶煉本身還可促進(jìn)化渣，縮短冶煉時間。

鋼渣用于道路工程

1）鋼渣生產(chǎn)水泥及混凝土摻合料，鋼渣中含有具有水硬膠凝性的硅酸三鈣（C3S）、硅酸二鈣（C2S）及鐵鋁酸鹽等活性礦物，符合水泥特性。因此可以用作生產(chǎn)無熟料水泥、少熟料水泥的原料以及水泥摻合料 。鋼渣水泥具有耐磨、抗折強(qiáng)度高、耐腐蝕、抗凍等優(yōu)良特性。

2）鋼渣代替碎石和細(xì)骨料，鋼渣碎石具有強(qiáng)度高、表面粗糙、耐磨和耐久性好、容重大、穩(wěn)定性好、與瀝青結(jié)合牢固等優(yōu)點(diǎn)，相對于普通碎石還具有耐低溫開裂的特性，因而可廣泛用于道路工程回填。鋼渣作為鐵路道渣，具有不干擾鐵路系統(tǒng)電訊工作、導(dǎo)電性好等特點(diǎn)。由于鋼渣具有良好的滲水和排水性，其中的膠凝成分可使其板結(jié)成大塊。鋼渣同樣適于沼澤、海灘筑路造地。

新型建筑材料工程應(yīng)用

1）新型混凝土，通過磨細(xì)加工，使工業(yè)廢渣的活性提高并作為一種混凝土用摻合料進(jìn)入混凝土的第6組分———礦物細(xì)摻料 。細(xì)磨加工不僅使渣粉顆粒減小，增大其比表面積，使渣粉中的f－CaO進(jìn)一步水化以提高渣粉穩(wěn)定性，還伴隨著鋼渣晶格結(jié)構(gòu)及表面物化性能變化，使粉磨能量轉(zhuǎn)化為渣粉的內(nèi)能和表面能，提升鋼渣膠凝性。利用鋼渣微粉與高爐礦粉相互間的激發(fā)性，加以適當(dāng)?shù)募ぐl(fā)劑可配制出高性能的混凝土膠凝材料。

同時，根據(jù)不同的使用要求，還可配制出道路混凝土（抗拉強(qiáng)度高，耐磨、抗折、抗?jié)B性好）、海工混凝土（良好的滲水、排水性，海洋生物附著率高）等系列產(chǎn)品。

2）碳化鋼渣制建筑材料，造成鋼渣穩(wěn)定性不好的主要因素是游離氧化鈣和游離氧化鎂，它們都可以和CO2進(jìn)行反應(yīng)，且鋼渣在富CO2環(huán)境下，會在短時間內(nèi)迅速硬化。利用這種性質(zhì)，可利用鋼渣制成鋼渣磚，再次用到不同的建筑中，其重要意義在于碳化養(yǎng)護(hù)材料的物理化學(xué)性能得到了重大改進(jìn)。與此同時，有效控制了CO2的排放，改善溫室效應(yīng)。

鋼渣制微晶玻璃

礦渣微晶玻璃自20世紀(jì)60年代研發(fā) 出來以后，在許多國家形成了規(guī)?；a(chǎn)。程金樹等 以還原性鋼渣為主要原料研制出了外形美觀的微晶玻璃花崗巖。陳惠君等 以粉煤灰和鋼 渣為主要原料，研制出以鈣、鐵灰石為主晶相的微晶玻璃。

鋼渣在環(huán)境工程方面的應(yīng)用

鋼渣較高的堿性和較大的比表面積可用于處理廢水。研究表明，鋼渣具有化學(xué)沉淀和吸附作用。在鋼 渣 處 理含鉻廢水研究中，鉻的去除率達(dá)到99%。鋼渣處理含鋅廢水的研究中，鋅的去除率達(dá)98%以上，處理后的廢水達(dá)到GB　897888污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)。鋼渣處理含汞廢水的研究中，汞的去除率達(dá)到90．6%。其研究結(jié)果 為解決海洋 汞污染提供了一種有效途徑。鋼渣還可用于處理含磷廢水及含其他重金屬廢水。

鋼渣在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用

鋼渣作為堿性渣可以用于酸性土壤中，其中的CaO、MgO可改良土壤土質(zhì)。含磷高的鋼渣也可用于缺磷堿性土壤中并增強(qiáng)農(nóng)作物的抗病蟲害能力。硅是水稻生長需求量最大的元素，SiO2含 量 高 于15%的鋼渣可作硅肥。

其他用途

鋼渣還可生產(chǎn)免燒磚、鑄造砂、水泥膨脹劑、制流態(tài)砂硬化劑等。