近日，英国剑桥大学的M.和F.等研究人员采取了不同的方法，将废钢回收与水泥回收结合起来废旧钢材回收，用再生水泥浆部分替代目前钢铁回收所需的石灰白云石熔剂。电弧炉中的再生水泥浆可以在不影响钢铁回收过程的情况下重新熟化，而生成的炉渣满足现有硅酸盐熟料的要求，可以与煅烧粘土和石灰石有效混合。在这一策略中，再生水泥可以大规模生产，如果电弧炉采用可再生能源供电，则意味着可以生产出低排放甚至零排放的水泥。同时，这一策略还可以通过减少对石灰熔剂的需求来减少钢铁回收过程中的碳排放。相关论文发表在该期刊上。
图 1. 钢水熟料的化学分析。图片来源：
在电弧炉钢水回收工艺中，熔剂是一种添加到钢水中以去除杂质的矿物，而产生的炉渣浮在钢水表面并作为废物去除。在本文中，作者尝试通过调整基于水合或回收水泥浆体的熔剂成分来生产可用作熟料的炉渣，同时不影响钢水回收工艺。所得的炉渣熟料经研磨和混合后可制成水泥。为了评估提出的新工艺路线，基于从建筑垃圾中回收的水泥浆体和制备的水泥浆体熔剂生产了28种炉渣。熔剂中添加了石灰、氧化铝和二氧化硅。这些炉渣的成分列于表1。将表2中列出的与传统熟料成分相匹配的一些炉渣混合并用于制造砂浆棒和后续测试。 所选炉渣的衍射图如图1所示。总体而言，所呈现的相与热力学CaO-SiO2-Al2O3-Fe2O3体系中预测的相一致。这些结果表明，本文提出的工艺路线可以按照现有标准在相当宽的范围内生产波特兰水泥熟料。电炉渣的冶金作用是除磷限硫。作者测试的炉渣成分与文献报道的一致，具有合适的化学性质。为了验证其对电炉的适用性，他们使用了典型成分的炉渣，并对所得钢液成分进行了测试，发现只有极少量的硫转移到钢液中，这证实了该工艺生产的碱性炉渣可用于电弧炉钢液脱磷。
作者用量热法测得水泥的凝固时间为 240-280 分钟。用这种水泥制成的砂浆没有过早或短暂凝固，也没有出现任何渗水现象。脱模时对样品进行检查时没有发现任何缺陷。所有水泥，无论是纯水泥还是与煅烧粘土和石灰石混合的水泥，都表现出与用商业熟料制成的水泥类似的强度发展。再生熟料和传统商业熟料的强度发展和放热之间的关系相似。商业水泥性能的改善与细磨有关，新工艺生产的熟料可能具有与使用商业研磨设备的商业熟料相同的可磨性。这些结果表明，所提出的工艺可用于回收电弧炉钢，使用水合水泥浆或再生水泥浆作为熔剂的一部分，生产高质量的波特兰水泥，而不会影响钢的质量。此外，作者对该工艺进行了环境和经济分析。 如果电弧炉能采用可再生能源（如风能、太阳能）供电，就有可能生产出低排放甚至零排放的水泥。此外废旧钢材回收，使用回收的水泥浆作为熔剂的一部分，还可以减少钢铁回收过程中对石灰熔剂的需求，从而减少碳排放。
图2. 新工艺生产熟料性能分析。图片来源：
