钢渣磷肥应用

在20世纪50年代以前相当长的时期里，它曾是德国、法国等西欧国家磷肥的主要来源之一。1973年世界钢渣磷肥总产量约为120万吨五氧化二磷(P₂O₅)，1977年下降为57.2万吨。原因是西欧的高磷生铁产量从70年代起开始下降。在中国，由于生铁中含磷量少，易炼出优质钢材。虽然在鞍山、武汉、重庆等地钢铁厂均有出品，但因其中含磷量较低，加工成本较高，限制了它的推广应用。

钢渣磷肥由含磷生铁用托马斯法炼钢时所生成的碱性炉渣经轧碎、磨细而得。大多是灰黑色。主要有效成分是磷酸四钙Ca4(PO4)2O和硅酸钙的固溶体，并含有镁、铁、锰等元素。五氧化二磷含量约12%~18%。是枸溶性肥料。适用于酸性土壤，可作基肥。

钢渣磷肥的化学成分因生铁质量，助熔剂种类和数量及工艺条件不同而异。加足量SiO2时，其主要成分为硅磷酸钙(5CaO·P₂O₅·SiO₂和7CaO·P₂O₅·2SiO₂)，加SiO₂量不足时，则为磷酸四钙(Ca4P2O9)。一般含P2O516%～20%(中国出产的P₂O₅含量大多在3%～8%)，CaO 45%～55%，MgO2%～ 4%，Fe2O311%～ 14%，MnO 3%～ 6%和SiO₂4%～6%等。呈褐灰或灰黑色粉末，工业产品细度为80%～90%通过100筛目的细粉，碱性。每立方米肥料重为2吨。

钢渣磷肥中的磷酸盐，不溶于水，但能溶于2%柠檬酸溶液，尚无统一质量指标，暂定为一级品有效磷(P₂O₅)≥14%，二级品≥10%，转化率在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，转化为植物能吸收和利用的磷。其反应式为：

可见，钢渣磷肥适用于酸性土壤，不仅为植物提供养分，还可减少土壤酸性。据试验，钢渣磷肥具有60%～80%的中和能力(以碳酸钙为100)，因此，其肥效优于过磷酸钙。也可施于中性土壤，但肥效不及过磷酸钙快。适于多数作物上施用，尤其对需硅、喜钙作物(如水稻、豆类)施用效果更佳，但对嫌钙作物如马铃薯施用后会影响其品质。

钢渣磷肥最宜作基肥。一般撒施后再耕翻入土。作种肥或追肥时，应避免与种子和茎叶直接接触，以免影响发芽和灼伤茎叶，追肥要早施，可采用条施或穴施等，施用量为每公顷300～600千克(肥料含P₂O₅量12%～16%)。与酸性或生理酸性肥料如硫酸铵、氯化钾等配合施用，但不可与铵态氮肥和水溶性磷肥混合施用，以免降低肥效。在施用前，可与新鲜有机肥料混合堆腐，可以提高钢渣磷肥的有效性。但不能与腐熟有机肥料混合施用，以免引起氮素挥发损失。

据中国8个省(自治区)40多点试验，含有效磷(P₂O₅)15.4%～17.6%的钢渣磷肥施在缺磷土壤上，对稻、麦、棉、油、豆类等作物均有增产效果，在中性土壤及东北的黑土上，当年肥效不及普钙，但后效较长，在酸性红、黄壤及东北的白浆土上，肥效高于普钙，在贫瘠砂土上肥效也显著。

钢渣磷肥散落性好，但粉末易飞扬，在贮运过程中应注意防止风吹雨淋，不要与过磷酸钙等水溶性磷肥混合贮存，以防其有效性降低。人力装卸时，须戴口罩和手套，以减少对皮肤等刺激作用。

钢渣用于冶金原料

1）回收废钢铁，钢渣中含有较大数量的铁，平均质量分数约为25%，其中金属铁约 占10%。磁选后，可 回 收 各粒级的废钢，其中大部分含铁品位高的钢渣作为炼钢、炼铁原料。

2）钢渣用作烧结材料，由于转炉钢渣中含40%～50%的CaO，用其代替部分石灰石作烧结配料，不仅可回收利用钢渣中残钢、氧 化 铁、氧 化 钙、氧 化 镁、氧 化 锰、稀 有 元 素（V、Nb等）等，而且可使转鼓指数和结块率提高并有利于烧结造球及提高烧结速 度。钢渣中Fe、FeO在氧化反应过程中产生的热量可降低烧结矿燃料消耗。

3）钢渣用作高炉熔剂，转炉钢渣中含有40% ～50%的CaO、6% ～10%的MgO，将其回收作为高炉助溶剂可代替石灰石、白云石，从而节省矿石资源。

另外，由于石灰石（CaCO3）、白云石[CaMg（CO3）2]分解为CaO、MgO的过程需耗能，而钢渣中的Ca、Mg等均以氧化物形式存在，从而节省大量热能 。

4）钢渣用作炼钢返回渣料，钢渣返回转炉冶炼可降低原料消耗，减少总渣量。对于冶炼本身还可促进化渣，缩短冶炼时间。

钢渣用于道路工程

1）钢渣生产水泥及混凝土掺合料，钢渣中含有具有水硬胶凝性的硅酸三钙（C3S）、硅酸二钙（C2S）及铁铝酸盐等活性矿物，符合水泥特性。因此可以用作生产无熟料水泥、少熟料水泥的原料以及水泥掺合料 。钢渣水泥具有耐磨、抗折强度高、耐腐蚀、抗冻等优良特性。

2）钢渣代替碎石和细骨料，钢渣碎石具有强度高、表面粗糙、耐磨和耐久性好、容重大、稳定性好、与沥青结合牢固等优点，相对于普通碎石还具有耐低温开裂的特性，因而可广泛用于道路工程回填。钢渣作为铁路道渣，具有不干扰铁路系统电讯工作、导电性好等特点。由于钢渣具有良好的渗水和排水性，其中的胶凝成分可使其板结成大块。钢渣同样适于沼泽、海滩筑路造地。

新型建筑材料工程应用

1）新型混凝土，通过磨细加工，使工业废渣的活性提高并作为一种混凝土用掺合料进入混凝土的第6组分———矿物细掺料 。细磨加工不仅使渣粉颗粒减小，增大其比表面积，使渣粉中的f－CaO进一步水化以提高渣粉稳定性，还伴随着钢渣晶格结构及表面物化性能变化，使粉磨能量转化为渣粉的内能和表面能，提升钢渣胶凝性。利用钢渣微粉与高炉矿粉相互间的激发性，加以适当的激发剂可配制出高性能的混凝土胶凝材料。

同时，根据不同的使用要求，还可配制出道路混凝土（抗拉强度高，耐磨、抗折、抗渗性好）、海工混凝土（良好的渗水、排水性，海洋生物附着率高）等系列产品。

2）碳化钢渣制建筑材料，造成钢渣稳定性不好的主要因素是游离氧化钙和游离氧化镁，它们都可以和CO2进行反应，且钢渣在富CO2环境下，会在短时间内迅速硬化。利用这种性质，可利用钢渣制成钢渣砖，再次用到不同的建筑中，其重要意义在于碳化养护材料的物理化学性能得到了重大改进。与此同时，有效控制了CO2的排放，改善温室效应。

钢渣制微晶玻璃

矿渣微晶玻璃自20世纪60年代研发 出来以后，在许多国家形成了规模化生产。程金树等 以还原性钢渣为主要原料研制出了外形美观的微晶玻璃花岗岩。陈惠君等 以粉煤灰和钢 渣为主要原料，研制出以钙、铁灰石为主晶相的微晶玻璃。

钢渣在环境工程方面的应用

钢渣较高的碱性和较大的比表面积可用于处理废水。研究表明，钢渣具有化学沉淀和吸附作用。在钢 渣 处 理含铬废水研究中，铬的去除率达到99%。钢渣处理含锌废水的研究中，锌的去除率达98%以上，处理后的废水达到GB　897888污水综合排放标准。钢渣处理含汞废水的研究中，汞的去除率达到90．6%。其研究结果 为解决海洋 汞污染提供了一种有效途径。钢渣还可用于处理含磷废水及含其他重金属废水。

钢渣在农业上的应用

钢渣作为碱性渣可以用于酸性土壤中，其中的CaO、MgO可改良土壤土质。含磷高的钢渣也可用于缺磷碱性土壤中并增强农作物的抗病虫害能力。硅是水稻生长需求量最大的元素，SiO2含 量 高 于15%的钢渣可作硅肥。

其他用途

钢渣还可生产免烧砖、铸造砂、水泥膨胀剂、制流态砂硬化剂等。