鋼鐵礦渣:改善土壤及水質,再資源化的優等生

【相關新聞】

【頁巖革命的勝者】（六）何為頁巖氣？

【迎接EPEAT挑戰】（上）全球製造業都將受到重大影響

地區電力市場使分布式能源系統成為可能

【頁巖革命的勝者】（五）天然氣乘用車不會普及

大地震可以「預測」嗎？

 

制鐵過程產生的副產物「礦渣」中，含有可改善土壤及水質的成分。作為有助實現二氧化碳減排及保護生物多樣性的有效材料，其用途正在擴大。

「撒上礦渣可以中和土壤酸化。稻子收成也比較好，很令人高興」，在福島縣相馬市進行稻子耕種的佐藤紀男這樣說道。

礦渣是在制鐵過程中產生的副產物。產生於將鐵礦石製成鋼時的還原及冶煉工序。最近，其土壤及水質改善效果獲得好評，得到越來越多的利用。

中和酸化土壤

9月30日，佐藤等人開始在相馬市巖子地區約50公頃的耕地上收割稻子。該地區曾在東日本大地震中遭遇海嘯。在清除了大量瓦礫及木屑之後，剩下了海水中的鹽分和被海水衝上岸的海底泥土。這些都會妨礙稻子的生長發育。如今距離地震發生已經過去了2年時間，撒布礦渣取得了成效，這片土地上的稻子終於再次有了收成。

遭受海嘯的稻田（左）。2011年9月由於海水乾涸後殘留的鹽分的影響，表土變得非常乾燥。之後通過降雨脫鹽以及撒布礦渣，才得以能夠重新種植稻子。2013年9月30日開始收穫大米（右）。

遭受海嘯侵襲的土壤必須進行脫鹽作業。農作物生長所需的水分會從鹽分濃度較低處流向較高處。因此，農作物不易從土壤中吸收水分。

在災區進行脫鹽作業的東京農業大學教授後藤逸男採取的方法是使土壤徹底淋雨。2012年4月，鹽分濃度下降至地震後的10分之1以下，已經改善為適合水稻生長的狀態。

問題在於海底泥土中的黃鐵礦（硫化鐵）。海中的硫化鐵如果接觸空氣，就會產生硫酸，土壤會酸化。2011年12月，土壤pH值低於4，酸性較強。

後藤教授將目光投向了礦渣中的鈣。如果在酸化土壤中撒上礦渣，硫酸離子就會和鈣離子結合，變成硫氧化鈣。由於這種物質呈鹼性，因此具備中和土壤的效果。

後藤教授稱：「通過撒布礦渣，硫酸離子驟減，8個月之後，pH值變為6左右，呈中和狀態。」他又說：「在未撒布礦渣的試驗稻田中，稻子高度較矮，1棵稻子的分櫱數較少。在生長方面出現差距。」

向東農大無償提供礦渣的新日鐵住金公司礦渣及水泥事業推進部策劃調整室主任川島雄幸說：「礦渣中含有鐵、鎂、磷和錳等大量有助促進農產品生長的成分。」

礦渣是由鐵礦石中所含的二氧化矽等鐵以外其他成分及還原使用的焦炭的灰分，與作為輔助原料的石灰石（氧化鈣）熔融結合而成。

根據產生的工序，其名稱也各不相同。還原鐵礦石並製造生鐵的高爐中產生的是「高爐礦渣」；將生鐵製成加工性較高的鋼的轉爐中產生的，是「轉爐礦渣」，東農大所使用的是轉爐礦渣；此外還有熔融廢鐵的電爐中產生的「電爐礦渣」。

高爐礦渣產生於利用鐵礦石生產生鐵時使用的高爐。轉爐礦渣產生於將生鐵製成加工性較高的鋼使使用的轉爐。另外，熔融及冶煉廢鐵時使用的電爐也會產生礦渣。