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北斗智库环保管家网讯：0 引言
2022年我国粗钢产量为10.18亿吨，占世界总产量50%以上。钢渣产量为粗钢产量的10%-15%，年产量超1亿吨，目前我国钢渣综合利用率仍不足30%，导致遗留钢渣堆存严重，给周边生态环境造成了极大压力，急需进行有效的风险管控和资源化利用处置。
我国是工业大国，工业固废年产量超过33亿吨，累计堆存量超过600亿吨。钢渣作为典型大宗冶金工业固废，累计堆存量巨大，目前堆存量超10亿吨，已成为我国大宗固废治理的重点关切问题。针对钢渣的堆存和利用问题，国家一方面出台了众多钢铁产业政策，如《钢铁工业调整升级规划（2016-2020年）》、《关于推进大宗固体废弃物综合利用产业集聚发展的通知》、《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》、《关于推动钢铁工业高质量发展的指导意见（征求意见稿）》、《 关于“十四五”大宗固体废弃物综合利用的指导意见》等政策鼓励和推动钢渣综合利用率的提升，为钢渣处理行业的发展提供了指导方向和政策保障；另一方面，国家为落实习近平生态文明思想以及贯彻落实新发展理念组建中央生态环境环保督察组对重点行业企业的生态环境进行督察。钢渣堆存已被中央环保督察多次点名，如2018年长江岸边堆放230万吨钢渣被中央环保督察组“回头看”点名通报，2020年长江沿岸堆存30万吨钢渣又被中央环保督察组点名通报。可以看出，目前我国钢渣堆存所造成的环境问题已受到国家生态环保重点关注，其环境风险问题亟待有效解决。
固废被称为放错位置的资源，钢渣作为典型大宗工业固废，遗留堆存量巨大，并具有硬度高、密实性好、抗压强度大等突出特点，还有一定的水硬胶凝性，也使钢渣资源化利用一直是研究热点。但由于钢渣成分中含有游离氧化钙（f-CaO），导致钢渣安定性不良，限制了其在建筑、道路材料中的规模化应用，而且钢渣中的f-CaO遇水反应生成Ca(OH)2，极易造成强碱性污染，危害周边环境。目前对于钢渣堆存的迫切环境问题，钢渣存场地环境调查、环境危害性评估及环境风险管控等相关研究均未见报道，急需进行深入研究和探讨。
资源化利用是大量消纳遗留钢渣的主要途径，钢渣资源化利用方法较多，主要分为钢铁企业内部循环利用和外部的资源化利用。钢渣的内部利用主要是作为烧结矿固溶剂以及高炉或化铁炉的溶剂使用，外部利用主要是作为水泥原料、混凝土原料、道路材料、水体及烟气治理等进行使用，现阶段的利用主要集中在建筑、道路等土木工程方面 。另外，针对全球愈加突出的碳排放问题， 2020年我国发布了 “30·60”双碳目标，所以发展有效的固碳技术也是我国今后一段时期的重要任务。钢渣作为典型碱性工业固废，可与CO2反应达到固碳的目的，在碳捕获与封存（CCS）方面具有较好发展前景，这也为钢渣资源化利用提供了新方向。
基于上述钢渣的生态环境安全及综合利用现状，本文根据钢渣基本性质、组成结构及污染特性，结合水文地质差异明显的南北方钢渣堆存场地污染特征，提出钢渣堆存场地风险管控和资源化利用建议，为钢渣场地治理提供系统参考，也为固废场地治理和处置提供借鉴。
1 钢渣的组成、结构及其污染特性分析
我国90%的粗钢是采用转炉炼钢工艺生产，转炉钢渣产生后主要经过热态钢渣冷却和冷渣破碎磁选工艺实现铁质组分的回收，回收率约为10%～15%，剩余超过85%难利用的转炉钢渣尾渣就是我们通常所说的钢渣。
1.1
钢渣的组成及微观特征
钢渣的组成结构是决定钢渣性能的关键因素，研究掌握钢渣的物理性质、化学组成、物相及微观结构等基本性质，可为钢渣处理和资源化利用相关技术应用提供重要理论基础。
1.1.1 钢渣的物理性质
钢渣的密度一般为 3.1~3.6 g/cm3，通常具有高硬度、密实性好、抗压强度高等特点。由于钢渣含有一定量的金属铁粒及含铁矿相，导致其易磨性较差（易磨指数：标准砂为 1，高炉渣为 0.96，而钢渣仅为0.7），增加了处理成本，从而限制了其大规模工程化应用。钢渣的外观形态受钢渣成分影响较大，当钢渣碱度较低时，一般呈黑色，随钢渣碱度的不断增加，钢渣的颜色由深变浅，逐渐由黑色变为灰色、褐灰色、甚至可逐渐变浅至灰白色，并且随碱度的提高，钢渣会呈现表面粗糙、多孔、形状不规则的趋势。
1.1.2 钢渣的化学组成
钢渣作为一种由多矿物组成的固熔体，主要化学组成为 CaO、SiO2、Al2O3、MgO、Fe2O3、MnO 和P2O5等，另外还有少量的其他硫化物和氧化物，这些成分的含量也可能存在较大的差异。造成钢渣成分含量产生差别的原因较多，如在生产过程中随着炼钢过程中加入石灰就会发生一些取代反应如下式， 导致钢渣碱度提高，也会使得固溶体RO相等成分及含量发生变化。
不同钢铁企业生产原料、产品、炉型以及生产工艺均有差别，使得钢渣主要成分及碱度也存在一定程度的差异，表 1 为国内某些大型钢铁企业的转炉钢渣化学成分组成，其主要成分、游离氧化钙（f-CaO）及碱度也均存在较大差异 。
表1 国内某些大型钢铁企业转炉钢渣化学组成和碱度
1.1.3 钢渣物相及微观结构
钢渣的物相组成及微观结构与其本身性能密切相关。黄世烁等对某钢铁企业未经处理的原钢渣样品进行物相分析，通过 X 射线衍射（XRD）分析得到钢渣的主要物相是硅酸二钙（C2S），其次为铁酸钙（C2F），还有少量四氧化三铁（Fe3O4）和固溶体（RO）。不同钢铁企业排出的钢渣成分含量存在一定的差距，但钢渣的物相组成差异不明显，图1为某钢铁企业转炉钢渣的XRD物相分析 。
图1 某钢铁企业转炉钢渣的XRD分析物相
通过微观形貌分析可对钢渣进行直接微观形态表征，黄毅等[采用扫描电子显微镜（SEM）对钢渣微观形貌进行观测表征，得到某钢铁厂的转炉钢渣微观形貌和结构表征如图2，其中 A为铁酸钙相、B为硅酸钙相、C 为完全固溶体相、D为游离氧化钙相。另外不同类型或成分的钢渣，其微观形貌也存在显著差别。
1.2钢渣污染特性及利用堆存现状
钢渣作为钢铁行业主要副产物，其组成及潜在环境危害与其冶金原料、生产工艺有关。要明确我国钢渣堆存的环境危害，就需要了解钢铁企业特征污染物、钢渣产生过程中的典型污染物以及钢渣利用和堆存现状。
1.2.1 钢渣典型污染分析
（1）特征污染物分析 不同行业企业生产过程所造成的场地环境污染显著不同，参照《建设用地土壤污染状况调查技术导则》（H25.1-2019）标准中常见地块类型及特征污染物表，钢铁冶炼行业特征污染物主要为重金属类有害物质，所以针对钢渣堆存场地要重点对重金属类污染物进行分析研究。
（2）碱性污染分析 钢渣中的CaO将有部分以f-CaO的形式存在，溶于水会导致强碱环境，化学反应公式如下；钢渣中也富含 f-MgO（游离氧化镁）、钙硅酸盐、铝硅酸盐等成分，这些物质溶解和水合反应均能产生OH-，导致钢渣及渗滤液具有较高的 pH 值，化学反应公式如下。高碱性钢渣长期堆存，受雨水淋溶及场地积水等影响，对周边生态环境安全也有潜在的危害。
（3）氟化物污染分析 钢渣氟含量主要来自于原料中的氟化物以及生产工艺中的氟化剂（萤石）等。这些氟化物在钢铁冶炼 过程中进入废水、废气、粉尘和废渣当中，当钢渣被堆存或不当处理时，氟化物可能会渗透到土壤和地下 水中，对环境造成污染。
1.2.2 钢渣利用、堆存及分布
欧美及日本等发达国家在钢渣综合利用方面研究较早，部分国家钢渣利用情况如表2所示。我国钢渣不同于这些发达国家，主要为转炉钢渣，钢渣含有大量f-CaO导致其安定性较差，使得综合利用率较低。
表2 世界部分国家钢渣资源化利用情况
我国钢渣资源化综合利用率不足 30%，钢渣堆存已超 10 亿吨，由于钢渣产量大、运输费用高，使得多数钢渣堆存场地主要分布于钢铁企业附近区域，所以我国钢渣堆存场地分布与钢铁企业分布趋势基本一致。我国钢渣分布遍及各个省份，亟待进行重点关切和有效治理。
2 典型钢渣堆存场地污染特征及环境危害性风险评估
本文针对南北方地区地下水等水文地质条件差异较大的情况，选取2个典型钢渣堆存场地案例进行介绍，重点对其场地基本概况、水文地质条件、污物特征以及危害性进行分析和评估，为钢渣堆存场地风险管控与治理工作提供参考。
2.1北方地区某钢渣堆存场地污染调查及环境
危害性评估
开展北方地区某钢渣堆存场地污染调查及环境危害性评估研究，重点对该场地的水文地质特点进行勘查，考察场地及周边污染状况，综合评估钢渣场地对周边生态环境的危害性。
2.1.1 钢渣堆存场地基本概况
本文研究的钢渣堆存场地面积为26800 m2，累计堆存量超20万 m3。场地土壤类型主要为褐土和矿山土，褐土中有机质、全氮含量处于中等水平，土壤土质较好。该区域气候相对干旱，场地及周边区域未见地表水。根据场地水文地质资料描述，该区域地下水水位埋深大于50 m，结合现场场地专业设备钻探，均未见地下水。
2.1.2 钢渣堆存场地采样调查
该场地无地表水和地下水，故仅需对场地土壤进行样品采集和检测分析。依据《建设用地土壤污染状况调查技术导则》（HJ25.1-2019）、《建设用地土壤污染风险管控和修复监测技术导则》（HJ25.2-2019）、《建设用地土壤环境调查评估技术指南》（环保部 2017 年第 72 号）等技术导则及指南进行土壤相应取样点位的布设。按照规定，场地区域面积＞5000 m2，土壤采样点位数应不少于6个，本场地区域共布设土壤采样点9个（包括上游对照点1个），共采集土壤样品9个。在采样过程中，采用赛默飞NitonXL3t960型便携式X射线荧光分析仪对现场采集样品进行重金属含量实时检测，为有效的样品采集提供快速检测辅助依据，现场作业情况如图3所示。
图3 北方地区某钢渣堆存场地土壤采样钻探及辅助快速检测
2.1.3 钢渣堆存场地污染物检测结果分析及环境危害性评估
本文钢渣堆存场地区域的用地规划为工况用地，故采用《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 36600-2018）对钢渣堆存场地土壤质量进行分析和评价。结合钢渣场地污染特征，主要对场地土壤的pH值和重金属砷、镉、铬（六价）、铜、铅、汞、镍等污染因子进行重点检测和分析，检测及分析结果如表3所示。土壤中重金属污染程度采用单因子污染指数法进行评价，其污染程度可以采用污染物实测浓度与限值相比较的倍数来评价，即单因子污染指数（Pi，无量纲）。Pi计算公式如下：
式中：Pi—污染物的污染指数，无量纲；Ci—污染物的实测含量，mg/kg；Cs—污染物的评价标准，mg/kg。当Pi≤1时，表示未受到污染；Pi>1时，表示场地受到污染；Pi值越大，则表示污染越严重。
采用单因子污染指数法对钢渣场地重金属砷、镉、铬（六价）、铜、铅、汞、镍等特征污染物进行分析，结果如表3中数据所示，污染物的污染指数Pi均远小于1，证明该场地土壤未受到钢渣堆存的污染。
表3 北方地区某钢渣堆存场地土壤检测结果及分析
综上，该场地土壤的特征污染物均未超标，土壤未受到污染。另外该区域无地表水，并且地下水埋深较深（大于 50 m），年降雨量较小，污染物也基本没有扩散污染风险。但土壤碱性相对较强，虽然对建设用地土壤质量无影响，但会土壤生态和土质有一定影响，建议做好土壤pH值的长期监测。
2.2南方地区某钢渣堆存场地污染调查及环境危害性评估
本文对南方地区某钢渣堆存场地进行了污染调查及环境危害性评价研究，场地区域水系较发达，地下水较丰富，水文地质条件均与北方有较大差异。
2.2.1 钢渣堆存场地基本概况
本文研究的钢渣堆存场地面积约22800 m2，渣堆高度约12 m，总堆存量为11.2万吨。根据本场地前期勘查资料，得到该场地由上至下依次为地表填土层、粉质粘性土层、细砂层、砂层、圆砾层和砾岩层等。场地地下水类型主要是赋存与第四系人工填土、黏性土层中的上层滞水及粉细砂、圆砾层中的潜水和基岩风化带内所赋存的基岩裂隙水。该场地钢渣堆存场地区域有积存地表渗滤液。经场地实际勘查，该区域地下水埋深约为3.7 m，长期堆放钢渣可能会对地下水水质造成潜在危害。
2.2.2 钢渣堆存场地采样调查
本文研究的钢渣堆存场地面积约 22800 m2，地块面积＞5000 m2，按照相关技术导则和指南规定，土壤采样点位数应不少于6个，本场地共布设土壤采样点位12个，采集表层土壤样品12个，并对样品开展了pH值和砷、镉、铬（六价）、铜、铅、汞、镍等重金属特征污染物的检测分析。该钢渣堆存场地与北方场地显著的差异在于地下水普遍埋深较浅，降雨量相对较大，水系较发达，场地也易产生地表积水，钢渣通过雨水淋溶或浸泡等方式易形成渗滤液对场地地表水造成污染，另外钢渣渗滤液如进入地下水环境，会强化污染扩散条件对地下水形成潜在的污染危害。本文根据场地概况进行地表水样品采集，在钢渣堆场附近采集地表渗滤液样品2个；进行地下水样品采集，在堆渣区域建设地下水监测井，采用专业钻探设备进行土壤柱状样品采集勘查地层结构，建设地下水监测井1口，进行地下水样品采集，如图4所示。将采集的地表渗滤液、地下水样品进行检测和分析。
图4 南方地区某钢渣堆存场地地下水建井及样品采集
2.2.3 钢渣堆存场地污染物检测结果分析及环境危害性评估
本文的钢渣堆存场地类型为建设用地，故采用《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 36600-2018）对土壤质量进行分析。由于钢渣的强碱性的特点，主要针对采集的12个样品中的土壤的pH值和砷、镉、铬（六价）、铜、铅、汞、镍等重金属特征污染物进行污染状况分析，并采用单因子污染指数法（如公式（11））对土壤的污染程度进行评价，检测结果及污染分析如表 4 所示。由检测结果可以看出，土壤中的重金属特征污染物含量均未超过土壤质量标准的筛选值，进一步计算得到污染物污染指数Pi都远小于1，可知渣场周边土壤未受到污染。另外，该场地土壤pH值较大平均值为9.03，虽然对于建设用地土壤pH值对人体健康无明显影响，但对于土壤生态和土质有一定影响，建议土壤pH值进行长期监测，来保障土壤安全性。
表4 南方地区某钢渣堆存场地土壤检测结果及分析
由于钢铁行业的典型污染物主要是 pH 值和氟化物含量较高的污染，考虑到钢渣受雨水淋滤可能造成盐类富集，本文对钢渣场地周边采集的 2个地表渗滤液样品进行了检测分析，主要对pH值和氟化物、氯化物、碘化物、硫酸盐、亚硝酸盐、硝酸盐、氰化物等盐类指标进行检测，检测结果及分析如表5所示，渗滤液的pH超过12，可对水体造成较强的碱性污染，同时经计算得到氟化物污染物污染指数Pi为3.015，可知渣场地表渗滤液氟化物超标3倍以上，这也与钢渣的典型高碱、高氟特征污染相一致。
表5 南方地区某钢渣堆存场地地表渗滤液检测结果及分析
地下水是否受到污染是决定场地污染程度的关键因素。本文也重点对钢渣堆场下游临近区域采集的 1个地下水样品进行检测分析，对地下水样品的39项常规指标除微生物指标和放射性指标以外的35项常规指标进行检测。检测结果及分析如表6所示，按《地下水质量标准》（GB/T 14848-2017）水质标准分析，除耗氧量指标属于IV类水质，肉眼可见物属于V类水质外，其余33项常规指标均符合III类水质标准。其中仅有耗氧量染物污染指数Pi约为2.3（＞1），污染程度较轻属于IV类水质；肉眼可见物超标较明显，主要是因为新建地下水监测井沉淀时间短，泥沙未完全沉淀所致。其他地下水指标包括 pH、氟化物及特征重金属污染物污染指数 Pi均远小于 1，符合地下水 III水质标准。综合检测结果分析可以看出，钢渣基本未对地下水造成污染，故其对人体危害性不显著，考虑到钢渣受到淋滤可能造成碱性或氟化物的污染，对地下水环境有潜在危害，建议对堆存钢渣污染区域地下水污染进行风险管控。
表6 南方地区某钢渣堆存场地地下水检测结果及分析
综上所述，在地下水埋深较大的北方钢渣堆存场地，钢渣堆存对土壤质量影响较小，由于钢渣不处于水环境中，碱性及氟化物污染的传播途径受到限制，不会对钢渣堆存场地及周边造成污染。而南方水系较丰富，且地下水埋深相对较浅，钢渣场受降雨淋滤及地表渗滤等条件影响，存在地下水环境存在潜在污染危害风险，为有效防范地下水环境污染，建议对钢渣堆存场地采取进一步的风险管控措施。
3 钢渣堆存场地污染治理方案建议
针对钢渣产量大、利用率低、环保压力大的现状，迫切地需要通过有效环境风险管控手段解决钢渣堆存的环境问题，同时要了解和掌握更多钢渣的有效处理和处置途径，探寻更加有效的钢渣大规模消纳途径。
3.1钢渣堆存场地风险管控方案建议
污染场地的治理主要有风险管控和修复两种主要处理方式。污染场地环境风险管控技术相对修复技术具有治理成本低，对环境影响小的优点 。钢渣堆存场渣堆存体量大、污染区域范围广，但污染相对较轻，适合采用环境长期监测及风险管控的治理方式。结合上述南北方典型钢渣场地污染特征，对于地下水埋深较大的北方或干旱场地，基本不涉及地下水污染，建议开展长期监测；如遇到一些地下水埋深较浅的南方水涝或存在风险隐患的钢渣堆存场地，可以通过风险管控技术切断污染源，再进行长期监测以保障环境安全性。
3.1.1 堆存场地环境长期监测
对钢渣场地监测，主要依据《一般固体废物贮存和填埋污染控制标准》（GB 18599-2020），监测对象以土壤和地下水为主，土壤监测主要是依据标准定期对场地周边土壤样品进行采集和送检检测，在采集过程中，使用便携式X射线原子荧光光谱检测仪对钢渣场地周边土壤的重金属特征污染物进行快速检测，高效协助土壤样品采集。地下水监测是要依据标准重点对高碱、氟化物、重金属特征污染物进行监测，主要是在渣场上游、中游、下游进行地下水水质监测，地下水监测现场可采用水质高精度重金属快速检测仪及水质多参数检测仪对 pH 值、氟、以及重金属特征污染物进行现场快速检测，辅助地下水样品采集送检，形成对地下水水质的即时有效监测。
3.1.2 堆存场地阻隔风险管控
钢渣堆存场地主要可能存在 pH 值和氟化物等污染物超标，为阻断污染继续扩散，宜采用工程阻隔技术对污染源进行有效管控。工程阻隔技术应用一般是通过结合垂直阻隔技术和水平覆盖技术来进行实施。目前垂直阻隔技术主要方式有泥浆墙（在开挖的沟渠中回填低渗透率的材料）、灌浆墙（通过喷灌的方式在不透水地质结构或人造结构上形成完整的不透水层）、板桩墙（将预制板材插入地下至隔水层或基岩以实现阻隔污染物的目的）、土工膜衬层（通过在特定区域铺设低渗透率的材料膜或布来阻隔污染物）等。
水平覆盖技术主要有混凝土水平阻隔、黏土水平阻隔、柔性水平阻隔技术等。对于堆存量大、综合利用率较低的钢渣，实行阻隔和覆盖来对钢渣堆存场进行有效的风险管控，可以较大限度的节约治理成本，为后续钢渣资源的高效利用做好资源储备，是当前处理钢渣固废较适宜的技术手段。钢渣堆存场地属于一般大宗固废的工业遗留堆存场地，可采用土-膨润土防渗墙的泥浆墙、高密度聚乙烯膜、黏土等材料对场地进行垂直阻隔和水平覆盖的风险管控技术实施应用。钢渣堆存场地进行阻隔后，污染物传播途径被阻断。土壤和地下水中的浓度会逐渐降低，可采用场地环境监测技术对场地环境及风险管控效果进行长期监测。
3.2钢渣资源化利用建议
钢渣堆存场地实施风险管控是中短期的治理方法，钢渣主要还是要通过长期的资源化利用进行大规模消纳。但钢渣中的f-CaO不仅造成碱性污染而且遇水膨胀，是造成钢渣后续建材化利用难题的主要因素。所以在关注堆存环境危害性的同时，也要不断总结钢渣的资源化利用技术，发展钢渣利用新技术。目前钢渣利用主要集中在土木工程应用、环境修复治理方面，另外钢渣作为碱性固废可对 CO2进行固定，实现CO2的有效减排也是钢渣利用的一个新途径。
3.2.1 土木工程应用
目前我国钢渣大规模的资源化利用多集中在土木工程领域，其中主要应用在水泥掺合料、混凝土掺合料以及道路材料等方面。
（1）水泥掺合料 转炉钢渣主要成分为 CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O,、FeO、MgO和P2O等，其化学成分与水泥熟料相似，常用于水泥掺合料 。钢渣与常用胶凝材料如硅酸盐水泥熟料的主要化学成分对比，钢渣中的酸性氧化物SiO2和Al2O3含量低于硅酸盐水泥熟料，钢渣中CaO含量也较低，导致钢渣中的硅酸盐矿物含量低于水泥熟料，所以水泥可作为胶凝材料添加，但添加量受到限制。
（2）混凝土掺合料 钢渣机械强度较高、水合物的溶解度和孔隙率较低，拥有较低的水化热，优异的耐久性和更强的集料-基体界面，在混凝土行业中可作为掺合料进行应用，有时也骨料使用。李国进研究了钢渣粉作为掺合料对混凝土性能的影响，研究结果显示，添加比表面积为450m2/kg钢渣粉替代10%的水泥时，28d的抗压强度超过基准混凝土，同时混凝土的抗气体渗透性及抗氯离子渗透性等性能均表现较好。
（3）道路材料 钢渣硬度较高、颗粒较均匀，其物化特性及经济性等指标使其成为一种沥青材料和路面基层材料的理想集料。实践证明，钢渣由于本身存在f-CaO等碱性物质，与沥青的粘附性能好，所制备的材料较传统沥青具有一定优势。由于钢渣本身f-CaO和f-MgO的存在使其存在不可控的膨胀特性，继而不能作为道路材料直接应用，需要先对其进行陈化处理等预处理。
3.2.2 环境修复治理
钢渣的物理性质和化学成分使其可以用于废水污染治理，通过“以废治废”，实现良好的环境效益。钢渣经粉碎后可达到较大的比表面积（0.3~0.5 m2/g），因而具有良好的过滤性能，能实现对水中的污染物具有吸附和沉淀作用。相关研究表明，钢渣对废水中的杂质颗粒、溶解性有机物和镍、铬、砷等离子具有良好的去除作用，同时钢渣本身呈碱性并且含有植物所需的P等有益元素，还可有效改良土壤质量。
3.2.3 钢渣固碳减排
钢渣除进行资源化利用和环境治理以外，还可用于碳捕获与封存（CCS）领域。矿物碳酸化固定 CO2技术是一项固碳的重要技术，其原理是利用矿物同CO2进行碳酸化反应，获得稳定的固态碳酸盐。橄榄石、蛇纹石等天然含钙镁矿物可用作矿化固碳的原料。但天然矿石固定CO2会消耗大量的矿产资源，而工业固体废物（粉煤灰、钢渣、电石渣等）通常含有大量的钙、镁元素，可作为碳酸化所需钙镁离子来源以替代天然矿石对CO2进行固碳。近年来在碱性工业固废矿化固碳领域相关学者进行了大量研究，在钢渣碳酸化方面也取得了一些进展。Huijgen 等研究了在温度和压力条件下不同反应固液比对粒度小于38μm的钢渣的碳酸化效果，研究结果表明，在 100 ℃、 CO2压力为 1.8 MPa 条件下反应30 min，钢渣中钙的转化率可达 74%。伊元荣研究了白云石尾矿、钢渣及赤泥对 CO2的捕获效果，其中钢渣碳捕获量约为 160-200 g/kg。可以看出，钢渣作为产量和堆积量均有明显优势的碱性固废，其固碳技术应用具有良好的发展前景。
4 结论
本文针对我国钢渣大量堆存、缺少生态环境风险管控及系统利用思路的现状，从钢渣组成结构、污染特征及危害，南北方区域典型钢渣堆存场地环境调查及危害性评估、钢渣堆存环境风险管控及资源化利用等方面进行了全面梳理，归纳为以下几点结论。
（1）我国钢渣以转炉钢渣为主，主要成分为CaO、SiO2、Al2O3、MgO、Fe2O3、MnO和P2O5等，主要物相为硅酸二钙（C2S），其次为铁酸钙（C2F），还有少量四氧化三铁（Fe3O4）和固溶相（RO）。钢渣中含有 f-CaO，遇水反应生产 Ca(OH)2，不但影响了钢渣的安定性严重限制了钢渣的规模化应用，并且可造成碱性污染危害周边生态环境。
（2）受不同水文地质影响，北方和南方区域钢渣堆存场地的污染状况也存在显著差异，研究发现钢渣堆存可能会产生高碱、高氟渗等滤液污染，其对建设用地土壤质量影响较小，主要对钢渣堆存场地及周边的地表水造成潜在危害。所以相对来说，水系丰富、雨水充沛、地下水埋深较浅的南方钢渣堆存场地易存在高碱、高氟等污染隐患，需要开展监测和相应的风险管控。
（3）针对钢渣堆存量大的问题，提出了堆存场地阻隔风险管控结合长期环境监测的建议，同时也系统介绍了钢渣在土木工程、环境治理及固碳领域的资源化利用途径。本文从钢渣中短期环境生态治理到长期的资源化利用，对钢渣堆存场地提出了系统化治理建议，也为大宗工业固废场地治理和处置提供了重要参考。
