探访南京首条钢渣“零碳”示范路
变“渣”为宝，“工业包袱”成抢手货
□南京日报/紫金山新闻记者杜莹 通讯员杨柳
日前，在南京市生态环境部门指导下，梅钢公司与宝武环科南京资源利用有限公司（以下简称“宝武环科南京公司”）携手打造的南京首条钢渣“零碳”示范路正式亮相，实现资源循环、降碳增效双重目标，也为全国钢铁行业工业固废高值化利用提供了示范样板。
钢渣资源化综合利用一直是世界性的行业难题。与钢铁领域其他专业不同，作为冶金末端工艺，钢渣处理技术的发展远远滞后于主工艺。昔日的“工业包袱”如何变废为宝？这一创新探索如何助力“双碳”目标实现？记者来到梅钢公司寻找答案。
钢渣来铺路，耐磨又减排
6月28日上午10时，采访车在偌大的梅钢厂区里兜兜转转，最终停在了一段双车道的沥青路面上。记者下车后看到，脚下踩着的是黑色路面，看上去与寻常沥青路面并无二致。“这条路总长81米，总面积1100平方米，用的就是钢渣。”宝武环科南京公司副总经理李文介绍。
据了解，该项目于去年12月在梅钢厂区路网建设中率先启动，通过“钢渣替代天然骨料”创新模式，采用双层钢渣沥青混凝土铺筑方案，钢渣骨料掺量高达60%，大幅减少了天然石材的消耗。
为了让大家感受更直观，李文端来两盘不同尺寸的钢渣，记者抓起一把直径5至10毫米的中粒式褐灰色粗料，手掌立刻传来沉甸甸的触感，骨料棱角分明，且明显比同等体积的石头要重。
“这是钢渣特有的质感。”李文解释，相比道路工程用玄武岩，钢渣质地坚硬、棱角较多，十分契合铺路石料的需求。将钢渣应用于沥青混凝土中，不仅可以有效提升路面的高温抗变形能力、抗水损害能力，增强其耐磨性和抗滑性能，还能降低工程成本。“测试发现，相较普通沥青路面，这条路抗车辙能力提高20%，抗压强度提升15%以上。”李文介绍。
在省循环经济协会固废专委会秘书长周统看来，这一探索对提升废弃物综合利用和协同推进降碳、减污、扩绿、增长具有重要意义。“1100平方米的道路消纳500吨钢渣尾渣，不仅解决了钢铁行业工业固废处置难题，还开创了工业固废资源产品化解决方案，具有极高的推广价值。”周统说，不仅如此，相较传统沥青路面，该示范道路每平方米预计可减少二氧化碳排放48千克（按全生命周期测算），减排成效显著。
“滚筒”转一转，“嚼”碎才好用
钢铁工业是现代工业的基石，作为钢铁工业产生的主要固体废物之一，我国每年钢渣产生量约1.5亿吨，但由于其成分复杂，体积稳定性差，无法得到有效利用。
“梅钢每天产生约4000吨钢渣，大部分销往水泥厂。”李文说，然而随着新国标正式实施，原用作水泥混合材料的钢渣不能再作为通用硅酸盐水泥的混合材料，大量钢渣无法消纳，堆存占用大量土地资源，也给环境带来较大安全隐患。
早在十多年前，由宝武工程科学家肖永力领衔的中央研究院热态渣技术研发团队就开始探索钢渣资源化利用路径，他们发现，钢渣坚硬耐磨，优于天然石料，倘若可以“上路”，不仅能解决钢渣清洁处理、规模化高值利用和路用石料资源日益短缺等难题，还能实现两大行业绿色协同发展。
但钢渣存在游离氧化钙高、吸水膨胀等问题，一旦路面鼓包开裂，后果不堪想象。为攻克这一难题，团队携手武汉理工大学、宝武环科、宝钢工程等单位进行了大量研究和实验，最终采用“快冷+机械搅拌”的滚筒法钢渣处理工艺，利用滚动金属球破碎快冷、多点喷淋精细冷却及在线分离分选等方法，使熔融态钢渣从1600℃迅速冷却至100℃以下并破碎成15毫米以下颗粒。
“这个过程因冷却速率大、破碎彻底，钢渣中游离氧化钙含量得到较好的抑制析出、分散均化和水化，尾渣中游离氧化钙含量能够保持在3%以下，同时，钢渣的晶粒尺寸也降低了约30%。”肖永力在接受采访时表示，滚筒法钢渣处理工艺得到的钢渣不仅自然粒度均匀、颗粒性能稳定，而且比天然石料棱角丰富，骨架结构牢固，钢渣又是碱性材料，与沥青的结合更加牢固。
“坚持+创新”，“包袱”变财富
攻克游离氧化钙富集膨胀难题，仅仅是研发团队勇闯创新“无人区”，攻克钢渣替代天然石料众多难关的一个缩影。
数十年磨一剑，研发团队自主创新研发的“大宗钢渣固废高效低碳制备高等级沥青路面材料及工程应用关键技术”，系统破解了从钢渣处理到制备高等级沥青路面材料的一系列技术、工程和产业化瓶颈，还成功地在全世界首次实现钢渣替代天然石料用于高速公路表层。
该发明成果先后通过国内相关院士和权威专家的科技评定、成果验收，国外同行公开评价，科技情报检索及国内外相关技术综合对比分析后，被给予高度评价。其中，在中国金属学会组织的科技成果评价会上，以中国工程院院士殷瑞钰为首的专家组表示，“炼钢熔渣高效清洁全量处理及产品化技术开发和应用”项目的技术成果被认定为“国际领先水平”。目前，该发明成果已在上海、湖北、广西、内蒙古等不同气候地区应用，有力支撑了钢铁与交通两大行业绿色发展与碳中和工作，经济、社会和环境效益显著。
记者在采访中获悉，目前宝武环科南京公司生产的钢渣已成功用于南京多条市政、交通道路工程建设，替代传统的玄武岩，不仅解决了钢渣固废处理难的问题，还为企业带来了实实在在的经济效益。
“以前是‘工业包袱’，现在成了抢手货。”宝武环科南京公司相关负责人说，“未来，这一技术有望在市政道路、交通道路、港口水利、新农村建设等更多场景中得到应用，也将进一步助力南京‘无废城市’建设。”