钢铁工业是国民经济发展的重要基础，近几年随着持续快速发展，每年产生的钢渣超亿吨，主要用于 “粉、砂、砖、土”等建筑材料原料，其销售价格低、市场半径小，导致钢渣利用率严重受限、大量堆存给环境造成风险巨大。近年来，已有几家钢铁公司因违规堆存、弃置钢渣受到中央环保督察组的点名和国家生态环境部的重罚。因此，如何进一步拓展钢渣资源利用领域，尤其是攻克钢渣高值化利用行业难点与痛点，已成为钢铁行业践行新时代“绿水青山”国家战略的“卡脖子”问题之一。 本项目在深入研究钢渣及相关固废特性的基础上，提出将其与相关固废进行协同用于橡胶、涂料功能填充材料的跨行业高值化利用新途径，替代原有生产工艺繁杂，能源和资源消耗巨大的炭黑、氢氧化铝、硫酸钡、铁红粉等化工填料，实现了钢铁企业“以废增效”、橡胶与涂料企业“以废降本”的双赢。 历经多年与钢铁企业、环保高新技术企业共同攻关，其技术成果在橡胶、涂料行业龙头企业推广应用，将市场售价20-30元/吨的普通钢渣与相关固废经改性与功能重构后，生产出800-1200元/吨的钢渣基新填充材料，性能超过国家标准。该技术自2016年10月开始在上述5家应用，近三年合计新增销售额54750万元、新增利润16765万元，具有显著的社会效益和经济效益。

着眼于钢铁企业固体废弃物循环利用问题，针对钢铁企业高炉矿渣制粉等固废循环利用综合监控管理中存在的问题开发了基于RFID、GPS等物联网技术的固废循环利用综合管控技术，构建了集固废产生与消耗实绩、仓储管理、委托计量以及流转监控为一体的钢铁企业固废循环利用综合管理系统。解决的共性技术难题包括：1）针对高炉矿渣制粉等钢铁企业固废循环利用综合监控管理问题，开发了异构数据平台；2）研究钢铁企业物质流网络模型，提出一种钢铁企业固废循环利用调度流程和方法，构建了集8大业务功能于一体的固废循环利用综合管理系统；3）针对钢铁生产环境下的物联网数据感知问题，创新研发了适合钢铁企业的高可靠的无线传感网络工程技术。

选择先进可靠的钢渣二次处理工艺及流程、配置性能可靠的设备系统，是钢渣二次处理生产线稳定、高产、低耗运行的基本条件，也是研究和开发钢渣处理及综合利用的必然要求。首钢国际工程致力于研究钢渣固态渣多级破碎-筛分-磁选一体化处理技术，以“技术先进、设备性能可靠、自动化水平高、投资经济、生产适用、实现高质量、高效益”为原则，采用先进合理的集成化工艺技术和装备，工艺流程顺畅，使产品达到低成本高质量的要求。尽可能减少生产线占地面积，降低建设投资，实现资源再利用。按照国家有关节能、消防、安全、工业卫生和环境保护方面的标准、规范，积极采取各种措施，严格控制污染。

钢铁工业含锌尘泥具有种类多、数量大、难利用等特点；含锌尘泥化学成分复杂且波动较大，并含有Zn、Pb等元素，直接堆放不仅污染环境，还造成大量金属资源浪费。鉴于此，开发含锌尘泥资源化综合利用技术非常迫切，是钢铁产业实现可持续发展的重要方向。本项目旨在开发钢铁工业含锌尘泥火法-湿法联合处理新工艺，获得关键工艺参数，揭示联合工艺中有价组元的迁移规律，实现含锌尘泥全组元高效利用，具有重要的理论研究价值和工程应用意义。

本专项执行期从2018—2022年。2018年拟部署33个研究方向，国拨经费概算约8.5亿元。重点针对固废源头减量、智能分类回收、清洁增值利用、高效安全转化、智能精深拆解、精准管控决策，以及综合集成示范等内容部署相关基础研究、共性关键技术、应用示范类研究任务。 本专项以项目为单元组织申报，项目执行期2018—2022年。鼓励产学研用联合申报。项目承担单位需推动研究成果转化应用和支持专项数据共享。除指南中有特殊说明外，对于共性关键技术类项目，其他经费（包括地方财政经费、单位出资及社会渠道资金等）与中央财政经费比例不低于1：1；对于应用示范类项目，其他经费（包括地方财政经费、单位出资及社会渠道资金等）与中央财政经费比例不低于2：1。同一指南方向下，原则上只支持1项，仅在申报项目评审结果相近，技术路线明显不同时，可同时支持2项，并建立动态调整机制，结合过程管理开展中期评估，根据中期评估结果，再择优继续支持。所有项目均应整体申报，须覆盖全部考核指标。除指南中有特殊说明外，每个项目下设课题数不超过6个，项目所含单位总数不超过10家。

主要目标： 揭示Cr在钢渣中的迁移轨迹、变价条件和固化机理，明确析晶过程中晶核形成和长大的热力学和动力学条件，实现含Cr微晶玻璃的高效固化，开发出具有自主知识产权的含Cr钢渣制备微晶玻璃的绿色再利用技术和装备，建立含Cr钢渣高值化、功能化的绿色回收再利用于微晶玻璃示范线，为冶金行业危险固废绿色高值化再利用提供示范。 主要内容： 研究含Cr钢渣重金属Cr价态变化条件及机理 ①研发含Cr钢渣中重金属Cr的存在价态及其变化条件； ②研究含Cr钢渣中铬的浸出条件； ③研究铬的溶出量与渣的碱度及渣组分的关系； ④研究含Cr钢渣经磁选后，铬的存在状态； ⑤研究含Cr6+固化的基本条件。 含Cr钢渣成分调配技术 ①研究废料配比对晶核形成及其长大、微晶玻璃性能等影响规律； ②优化并确定各种废料的配比，实现含Cr 钢渣的用量最大化。 研发含Cr钢渣微晶玻璃双棍压延成形工艺和设备，优化工艺参数，确保微晶玻璃光洁度和平整度。 研发含Cr钢渣微晶玻璃的析晶控制工艺 ①研究析晶和晶粒生长动力学和热力学； ②研究工艺参数对晶粒尺寸、微晶含量和微晶玻璃性能的影响； ③优化工艺参数，形成最佳的析晶工艺条件和装备。 Cr在微晶玻璃中的稳定性研究 ①Cr在微晶玻璃中的存在状态及机理； ②微晶玻璃中Cr的温度稳定性及机理； ③微晶玻璃中Cr的酸碱稳定性及机理。 含Cr钢渣微晶玻璃产业化装备及示范线建设。

北京大学自主研发的专利技术——利用热态高炉渣制造矿渣纤维的方法。该技术以热态高炉渣、粉煤灰及铁尾矿等为主要原料，利用高炉熔渣的热量，经过废弃物能质耦合及形貌转化调质改性处理后，通过高温熔滴纤维化转化及多力场协调作用直接制备矿物纤维产品。该产品属于无机矿物纤维类保温节能材料，产品具有轻质、保温、防火、隔音、防水、生产原料来源丰富、价格低廉、生产过程清洁环保、符合国家产业政策发展方向等特点；产品主要应用于电厂、石油化工厂、钢铁冶金及交通运输、管道、罐体、锅炉、建筑及各种加热炉体的绝热保温工程；它又是重要的新型建筑保温材料，与其它材料复合即可制成各种复合材料用于建筑物的墙板或屋面、地板等保温工程。该技术已经完成千吨级工业示范生产线和年产2万吨利用热态高炉渣耦合制备矿渣纤维外墙保温板的工业生产线成功投产运行。已经取得多项具有自主知识产权的专利技术，拥有整体核心技术，技术整体水平处于国际先进。