当前世界环境

介绍

在铁和粗钢生产期间产生炉渣。在不同的应用中使用，例如农业，减少垃圾填埋场，并保留自然资源。有关农业钢渣利用的主要问题包括浸出重金属的浸出。植物的金属吸收受土壤性质的影响。例如，在具有更高含量的有机物质和骨骼的土壤中，将Cr和V含量降低到土豆中。此外，马铃薯的Cr，V和Cd的摄取是由低pH值的青睐。

图1:成分和pH值 渣粒（1997年） 点击这里查看图

材料和方法

炼钢炉渣用作肥料和石灰剂

少量渣子用作农业肥料，这一用途取决于市场情况。由于肥料的低位市场价值，长距离运输是一个限制因素。此外，天然石灰石肥料竞争为渣打。因此，需要开发渣的新市场，以确保将来的利用。在这方面，钢铁工业致力于最小化必须通过改善其性质的增加（Drissen等，200）来最小化必须存放的渣量。直到八十年代钢铁通过托马斯隔盘工艺生产，通过开放的炉膛炉。含有磷酸盐的所得炉渣已被用作肥料约70年。

目前的炼钢工艺基于基本的氧气炼钢工艺，其中在Linz-Donawitz转换器中产生基本炉渣。LD矿渣含有约1-3wt％的P2O5，其太低，不能用作磷酸盐肥料，但同时，它太高而不能在BF中使用或在烧结植物中再循环。

转炉石灰肥料(使用铁、钢渣)

应用	优势	使用示例
水稻农业	氧化铁和锰给了根系的生命力。 硅酸盐，石灰，磷酸盐和氧化镁会产生健康的水稻植物。 有效地改善铁贫瘠的土壤（防止根腐，叶片枯燥，秋季稻谷劣化）。	转炉炉渣肥料
旱地农业	产生一般的土壤肥料，含有作物所需的各种肥料成分的良好平衡，包括硅酸盐，氧化铁，石灰，氧化镁，磷酸盐，锰和硼。 有助于改善酸性和恶化的土壤，创造一个平衡的土壤，不仅改善碱度，而且促进有机物质的分解。

钢渣作为工厂硅源

除氧外，硅(Si)是地壳中含量最丰富的元素。在特定的农业气候条件下，它与其他一些不被认为是必需的元素一起，可以通过促进某些生理过程来增加作物产量。农业用硅源必须具有可溶性硅含量高、成本低、对植物有效、钙和镁的比例和数量平衡、磷酸盐迁移率高、物理性质合适、易于应用和不含重金属等重要特征。

由于高炉渣含有肥料组分CaO，SiO2和MgO，它用于水稻栽培作为硅酸钙肥料。除了这三种组分之外，炼钢渣还含有FeO，MNO和P2O5等组分，并且用于广泛的农业目的，除了水稻培养外还包括干燥的田间养殖和牧场。它的碱性物质还包括土壤酸度。所需量的硅酸盐

图2:所需的硅酸盐量 点击这里查看图

硅酸钙肥料(利用高炉炉渣)

特征	优势	使用示例
用于健康水稻植物的硅酸盐	通过改善叶片的光接收条件来促进光合作用。 提高根部活动，减少下叶的萎缩。 创造坚强的茎，抵抗倒塌。 硅化细胞在叶片表面上形成，防止米枯萎。	肥料使用粒状炉渣
提高干物质生产	促进干物质生产。 促进生长后期的成熟。(增加千粒重。)
改善收成的数量，外观和味道	通过增加稻谷的脱壳粒数和千粒重来提高产量。 提高外观质量，增加最高等级米的比例。 促进成熟，改善风味。

讨论

炉渣作为铁肥料的使用

铁（Fe）氯化的问题可能影响钙质土壤上的许多作物，导致大量产量损失。通常，通过添加Fe合成螯合物已经校正，但这些导致非常昂贵。各种研究一直专注于应用不同的FE源，以减少经济负担并回收一些工业副产品，如换炉渣（华莱士等，1982）（Sikka＆Kansal，1994）。它们不仅用作土壤修正，而且作为重要植物营养素的来源，如P，K，Mg和Fe氧化物。1984年追求的调查表明，将钢副产品（含有430g Fe Kg-1的粉尘）作为肥料，有或没有硫酸的肥料，高粱干物质收益率增加（安德森＆Parkpian，1984）。通过硫酸和铁硫酸盐的混合物，类似的处理使得在玉米和苜蓿（Strohin＆Berger，1963）中纠正Fe氯结度。

转炉污泥在石灰性土壤中用作铁肥已取得了良好的效果，近年来利用转炉渣作为铁肥的来源在一些石灰性土壤培养研究中也取得了相关成果。在这方面，中国已经在温室中进行了盆栽试验(Wang &Cai, 2006)。本研究的相关结果表明，施用适量钢渣或酸化钢渣作铁肥可提高玉米对铁的吸收和干物质产量。这一现象与施用量成正比，炉渣酸化可增强这一现象，尽管增加施用量并不能进一步提高产量和铁吸收。这表明，这些应用物质的可能的优化率。另一方面，砂壤土干物质产量显著降低。这可能是因为铁的有效性随着盐的增加而降低，导致产量下降和植物褪绿增多。虽然还需要进行进一步的研究，以调查不同作物转炉炉渣的正确比例及其对土壤可能的残留环境影响，但利用这一副产物作为可用铁的来源已经取得了重要的成果(Torkashvand, 2011)。在一项培养研究中，通过向土壤转炉炉渣(来自伊朗伊斯法罕钢铁厂)中添加约24%的铁氧化物，以及单质硫和有机物，由于炉渣的pH值为碱性，土壤的pH值已经增加。但在培养时间内pH值下降。 This can be due, according to some previous studies, either to the precipitation of the free carbonates as calcium carbonate (Abassapour et al., 2004) or to the hydrolysis of Fe3+ in the soil (Rodriguez et al., 1994). The decrease of soil pH probably results from the decomposition of organic matter applied and subsequent organic acids and CO2 release as well as the buffering ability of the calcareous soils. The observed yield increase in these soils may be due to the some nutrients availability as a consequence of pH increase.

钢渣在污染土壤金属稳定中的应用

已经进行了关于在受污染的土壤中加入钢渣的一些调查。稳定技术基于修改的掺入，以最小化金属和金属，例如Cr，Cu，Pb，Cd和Zn，其可以在木材处理厂的污染土壤中发现。特别是，当硫酸铜和铬酸盐铜砷酸铜用于保护木材免受昆虫和真菌来保护木材，它们会导致他土壤植物毒性。虽然可以通过Fe氧化物的吸附稳定，并且通过形成无定形Fe（III）酸酯，但是Cr固定通过来自Cr（VI）的Cr Exation，它们是移动和毒性的Cr（III），这是稳定的。土壤中的Cu稳定性是pH依赖性，因为其迁移率随着降低的pH值而增加。碳酸盐，磷酸盐和粘土可以降低土壤中Cu的迁移率和可用性。所提出的机理包括Cu碳酸酯和氧 - 氢氧化物，离子交换和在Fe和Al羟基氧化物表面上的三元阳离子 - 阴离子复合物的形成。虽然通过使用含磷的修正可以稳定Pb，但通过使用磷的修正和粘土，可以将Zn固定在土壤中。为此目的，已经应用了一些化学和矿物学药物，例如工业副产物。 For instance, the use of alkaline materials, organic matters, phosphates, alumina-silicates and basic slag has been shown to limit the accumulation of Cu in plants cultivated in Cu-contaminated soils.

结论

本文从技术、经济和环境三个方面综述了钢渣在作物栽培中的应用。可用营养/土壤中污染物的性质取决于化学与有机金属残留和土壤之间的关联矩阵,土壤的pH值、元素的浓度在堆肥和土壤和植物的能力调节特定元素的吸收。水稻(Oryzasativa)施用硅(Si)的价值已在土壤可溶硅含量低时得到证实。炉渣在农田里用来整地土壤是最有效的。炉渣用于大多数淤泥土和用于种植水稻和甘蔗的伴生砂土。有必要调查硅源的可用性，在那些对硅的响应也被证明的地方，干重。除了硅酸钙渣，热磷酸盐——一种提供硅、磷和镁的肥料产品——似乎是一个很好的使用来源。钢渣用于农业生产不仅具有经济效益，而且具有生态效益。

Referenecs

1. www.nationalslag.org/.../nsa_185-5_bf_slag_as_agricultural_liming_mat
2. http://www.intechopen.com/books/material-recycling-trends-and-perspectives/possible-uses-of-steelmaking-slag-in-agriculture-an-overview
3. Aarabi-Karasgani, M.， Rashchi, F.， Mostoufi, N. &Vahidi, E.(2010)。硫酸浸出LD转炉炉渣中的钒。湿法冶金，Vol. 102, No. 1-4, pp. (14-21)， ISSN 0304-386X
4. 阿里，M.T.＆Shahram，S.H.（2007）。转换器渣作为酸性土壤改善的雨指代理。国际农业与生物学杂志，Vol。9，第5号，（2007），PP。（715-720），ISSN 1560-8530
5. Peregrina，F .;Mariscal，I .;ordonez，r。gonzalez，p .;Terefe，T .;Espejo，RACROMOMIC对转化器基础渣作为酸性土壤的镁来源..美国科学学会杂志72（2）：402-411。（2008年4月）2008年4月）
6. 张翔宇;张华;他PinJing;邵石灰;王如意;和陈荣华有益的回用不锈钢渣及其重金属污染风险。环境科学研究21(4):33-37。(2008);ISSN: 1001 - 6929