4.3.1.1 高炉渣的产生和分类
高炉炼铁时产生的废渣称为高炉渣。高炉渣的产生量与铁矿石的品位、焦炭中的灰分多少、石灰石的质量等因素有关，也和冶炼工艺有关。通常每炼1t生铁，可产生0.3～0.9t高炉渣。高炉渣中因碱性氧化物（氧化钙、氧化镁）与酸性氧化物（二氧化硅、氧化铝）的比例不同而使本身的性质有所不同。高炉渣的主要成分为：氧化钙、氧化镁、二氧化硅、氧化铝和氧化锰等，特种生铁渣中还含有二氧化钛和五氧化二钒等。
通常按照高炉渣的碱度大小将高炉渣分为碱性炉渣、酸性炉渣和中性炉渣，我国高炉渣大部分接近中性；也可按照所冶炼的生铁种类将高炉渣分为铸造生铁渣、炼钢生铁渣和特种生铁渣；按照处理方式可将高炉渣分为急冷矿渣和慢冷矿渣；按照高炉渣的形态可将其分为粒状矿渣、浮石状矿渣、块状矿渣和粉状矿渣。
4.3.1.2 高炉渣的处理方法与综合利用
在高炉炼铁生产中，炉渣的处理工艺主要分为干渣法和水渣法两种。干渣法是将高炉渣放进干渣坑用空气冷却，并在渣层面上洒水，采用多层薄层放渣法，冷却后破碎成适当粒度的致密渣块。水渣法是在炉前用高压水或机械将炉渣冲制成水渣，再经过渣水分离，冲渣水循环使用。水渣法与干渣法相比，水渣法的优点非常明显，主要有：渣粒度小，易粉碎，生产方法集中，并可在离高炉较远处进行，生产能力较高。根据水渣的过滤方式的不同，水渣法可分为滤池过滤、脱水槽脱水、机械脱水等。
高炉渣的利用已有成熟的技术：将其水淬成粒状矿渣（即高炉水渣）是生产水泥、矿渣砖瓦和砌块的原料；用适量水处理的高炉渣可形成浮石状物质；经急冷加工成膨胀矿渣珠或膨胀矿渣，可作轻质混凝土骨料；熔渣用气体可吹制成矿渣棉并制造各种隔热、保温材料及隔音材料；热浇铸成形可作耐磨、耐腐蚀的矿渣铸石；慢冷成块的重矿渣可以代替普通石材用于建筑工程中。
A 高炉水淬渣的利用
熔渣经水淬急冷，来不及形成矿物结晶而把其中的化学能储存于形成的玻璃体中，因而具有较高的潜在活性。当磨细以后，在水泥熟料、石灰、石膏等激发剂作用下，它与水作用可生成水硬性的胶凝材料。
我国大部分水泥厂生产矿渣硅酸盐水泥，少量生产石膏矿渣水泥和石灰矿渣水泥。大多数水泥厂用1t高炉水渣和1t水泥熟料，加入适量石膏磨细能生产超过2t 325号以上的矿渣硅酸盐水泥。高炉水渣与生石灰混合还可制造矿渣砖，其中高炉水渣占85%～90%。
B 高炉重矿渣的利用
高炉重矿渣就是高温熔融矿渣在空气中自然冷却形成的一种坚硬石质材料。重矿渣经开采、破碎、筛分后可得到不同粒径的分级矿渣（简称矿渣碎石），粒径在5mm以下的细粒称为矿渣砂，未经破碎筛分的称为混合矿渣。
高炉矿渣碎石与天然石料一样可作粗骨料配制混凝土，称为矿渣碎石混凝土（简称矿渣混凝土）。它不仅具有与普通混凝土相似的物理性能，而且还具有良好的保温隔热、耐热、抗渗和耐久性能，被广泛应用于建筑工程中。如普通矿渣混凝土应用于大型屋面板、墙板、平台板、挡矿板、平台梁、预应力屋架、预应力混凝土轨枕等，在离心构件上有预应力电杆、方管柱、方管屋架等。
高炉重矿渣具有2～3级石料的力学强度，耐磨性能也不次于石灰岩，可作筑路材料。混合矿渣可用于修筑各种道路的基层，分级矿渣可用于修筑各种道路的路面层。高炉重矿渣碎石作铁路道砟，称为矿渣道砟。应用时要严格控制矿渣道砟中渣粉含量，施工中要避免矿粉集中，以避免铁道道床板结。
C 热泼矿渣碎石的处理工艺和利用(www.xing528.com)
将熔融高炉渣泼成5～10cm厚的渣层，喷以适量的水，凝固后经破碎和筛分成为碎石，该碎石比天然碎石、卵石密度小，颗粒形状好，耐腐蚀，耐火性好，可作混凝土骨料和道路材料。国内外已广泛将矿渣碎石应用于公路、桥梁、机场、工业和民用建筑工程中。
D 生产膨胀矿渣珠或膨胀矿渣
高炉熔渣与少量水作用可形成块状或粒状膨胀矿渣珠或膨胀矿渣。它们是价廉物美的建筑材料，是良好的轻混凝土骨料。膨胀矿渣珠还是空心砌块的优质原材料。
E 生产矿渣棉
矿渣棉是以矿渣为主要原料，经熔化、高速离心法或喷吹法制成的一种白色棉丝状矿物纤维材料。矿渣棉可用作保温材料，可加工成保温板、保温毡、保温筒、保温带等。
矿渣棉可用作隔热材料，用矿渣棉加入黏结剂，制成板状，即矿渣棉隔热板。矿渣棉制造的耐火板或耐火纤维在700℃下使用不变质。矿渣棉也是吸音材料，可制成吸音板用作室内的天花板。
矿渣棉制品具有很多优点，如不燃烧，质轻，导热系数低，隔热性能好，吸音性能好，耐氧化性能好，电绝缘性能好，对金属不腐蚀等，并且有成本低、原料来源广、生产工艺简单等优点，是很有前途的一类产品。
F 用高炉渣浇铸铸石制品
适当控制熔融高炉渣的冷却速度，可浇铸铸石制品。由于铸石强度高，耐磨性好，可代替钢材使用。
用高炉渣作铸石原料，由于含氧化钙较多，容易出现硅酸盐分解的问题。由于硅酸钙的高温β-变体向低温γ-变体过渡时体积变化较大，使铸石制品在冷却时易分解破碎。为了避免硅酸盐分解，可在炉料中加入氟磷灰石作为稳定剂。用高炉渣生产铸石可以制出单一辉石矿相的铸石，但要根据炉渣的化学组成，配适当附加材料补足辉石的需要，并要进行适当的热处理。
G 生产高炉矿渣微晶玻璃
在固定式或回转式炉中，将高炉矿渣与硅石和结晶促进剂一起熔化成液体，用吹、压等一般玻璃成形方法成形，可制成高炉矿渣微晶玻璃。微晶玻璃具有耐腐蚀、耐热、耐磨、强度高、绝缘性好的特点，可用于冶金、化工、电力、光学等工业部门。
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