利用钢渣实现二氧化碳减排
进入21世纪，世界钢铁工业的发展环境发生了深刻变化。其核心的课题是“促进环境保护和物质循环”，具体的目标是追求“二氧化碳的减排”及“资源的再利用”。
近年来，人们注意到利用钢渣吸收二氧化碳既能改变钢渣性质，使之变成可利用的再生资源，又能有效地降低二氧化碳的排放，是一个值得重视和发展的环保节能的大课题。
这方面的一个工作实例就是美国密苏里科技大学进行的利用钢渣实现CO2螯合作用的研究。该工艺中，从转炉、电炉或钢包精炼炉排出的钢渣，经过专门的处理后，与炼钢尾气接触并反应，生成碳酸盐，从而捕获并收集CO2。在生产每吨钢时，转炉产生的等效CO2平均为519kg，电炉产生的等效CO2平均为119kg。利用钢渣捕集CO2最高可达45%。
钢渣可与二氧化碳起反应形成稳定的碳酸盐。钢渣的吸收能力是由渣量和渣内碳酸盐的种类所决定的。美国全国炉渣处理业协会估计，碱性氧气转炉的吨钢渣量为75～150kg，而电炉的吨钢渣量为65～80kg,，其中，氧化钙和氧化镁能很快与二氧化碳反应生成碳酸盐，而其他一些化合物，如氧化硅，氧化铁，氧化铝，氧化锰，则难于与二氧化碳发生自发反应。氧化钾和氧化钠也无多大价值。氧化钙和氧化镁与二氧化碳以1比1的反应分别生成CaCO3和MgCO3。研究表明，吨钢产生的钢渣可以吸收高炉－碱性氧气转炉二氧化碳排放量的5%～10%，电炉二氧化碳排放量的28%～34%；精炼用钢包炉吨钢所产生的钢渣可以捕集碱性氧气转炉二氧化碳排放量的1.0%～1.3%，电炉的7.8%～10.4%。因而，钢渣对二氧化碳排放量的总吸收能力是：联合钢厂的6%～11%，废钢炼钢厂的35%～45%。
上述用钢渣吸收二氧化碳的工艺的另一大好处是形成渣的化学稳定性。这种稳定后的渣可以避免最终利用时的膨胀或浸出，消除商业利用前的贮存陈化，提高钢渣的价值，为钢渣的利用打开更多的市场。
实现钢渣吸收二氧化碳工艺的关键之一是设计合适的二氧化碳捕集系统。钢渣的加工可分为几个步骤：破碎、筛分和磁选以回收金属。钢渣的吸收系统必须简便而耐用以降低处理成本。钢渣和二氧化碳接触的反应器通常安装于气体清洁系统，例如布袋收尘器或静电除尘器之后，以防止粉尘污染。
钢渣的颗粒尺寸对反应效果有显著的影响。颗粒尺寸必须小于100微米才能实现显著的反应。通过降低颗粒尺寸并借助催化剂的使用，可以实现反应动力学的改善。降低钢渣颗粒尺寸，不仅改善碳酸化作用的动力学条件，而且也提高了钢渣中铁的收得率。更具有发展前景的是“湿式”反应炉，炉内钢渣与水混合，并不断地与尾气进行气泡反应，从而保证在水分散的系统中，气固相之间的密切接触。
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