要
冶金工业作为国民经济重要的基础产业，生产过程中产生了巨量的固体废弃物，构成严峻的资源与环境挑战。首先，系统梳理国内冶金大宗固废（钢渣、高炉矿渣、赤泥、有色金属冶炼渣）的产生和利用现状，揭示其资源错置与环境风险的严重性；其次，深入剖析大宗建材化、有价组分回收至高端材料化的多层次技术路径，指出当前“低值化利用”模式的经济与技术瓶颈；最后，从包含技术迭代、产业协同、政策支持与商业模式创新4个维度，提出系统性发展路径，助力推动冶金大宗固废高效高质利用。
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发展现状
我国冶金大宗固废的产排与堆存规模巨大，综合利用水平参差不齐。
1.钢铁冶金固废
钢铁冶金固废主要包括钢渣、高炉矿渣和含铁尘泥等，产生量超过粗钢产量的50%。
钢渣方面：2025年我国钢渣产生量约1.2亿吨，实际资源化率维持在40%上下，但主要集中于路基回填等低附加值领域，历史堆存量已超过20亿吨，且每年仍有数千万吨新增堆存；钢渣资源化利用瓶颈在于游离氧化钙（f-CaO）和游离氧化镁（f-MgO）导致的安定性不良，以及渣钢分离不彻底导致的铁资源浪费，部分尾渣全铁含量仍高于10%。
高炉矿渣方面：2025年我国高炉矿渣产生量约3亿吨，因具备良好的潜在水硬活性，综合利用率可达90%以上，主要用于生产矿渣微粉作为水泥混合材；但当前高炉矿渣利用仍面临区域发展不平衡（东部利用率高，西部低）、产品同质化严重、高活性矿渣微粉（比表面积≥500 m2 / kg）占比不高等问题。
含铁尘泥方面：2025年我国钢铁行业含铁尘泥年产量约0.5亿吨，以企业内部循环利用为主，或通过回转窑、转底炉脱除钾、钠、锌等有害组分再返回利用，除脱硫灰、石膏、废水污泥等难处理尘泥外，其余基本可实现全量资源化利用。
2.有色金属冶金固废
有色金属冶金固废主要包括赤泥、铜渣、镍铁渣等，相比钢铁行业，有色金属行业产废强度更大、处理难度更高。
赤泥方面：2023年我国赤泥产生量突破1亿吨，但综合利用率长期徘徊在30%以下，累计堆存量已超16亿吨；赤泥是氧化铝工业的世界性处置难题，具有强碱性（pH值为 10~13），成分复杂，含铁、铝、钠及稀土元素，大规模安全处置与资源化技术尚未被攻克，环境风险极高。
铜渣、镍铁渣、铅锌渣等方面：2025年我国铜渣产生量约2 200万吨，镍铁渣约4 500万吨，渣中通常含有铜、金、银、铅、锌等贵重有价金属，例如铜渣含铜0.5%~2.5%、含铁35%~45%，但除部分返回冶炼流程或用于建材外，整体高值化利用不足，堆存问题突出。
3.存在的主要问题
当前，冶金大宗固废资源化利用存在三大核心矛盾：一是以低值化利用为主的现状与提升资源效益发展需求的矛盾；二是固废巨量堆存与土地资源、环保要求之间的矛盾；三是绿色低碳高质量发展目标与政策标准体系有待完善的矛盾。
首先，冶金大宗固废综合利用率偏低且高附加值利用不足。从总量看，我国冶金固废年产生量超过15亿吨，历史累计堆存量已超过300亿吨，综合利用率长期稳定在57%左右，远低于发达国家85%的平均水平。其中，高炉渣利用率相对较高，但钢渣、赤泥、尾矿等品类利用率明显偏低，赤泥利用率不足15%，钢渣有效利用率仅约40%。更关键的是，现阶段国内固废利用方式以筑路、回填、生产低端建材等低附加值应用为主，占比超过70%。此类应用虽能消耗部分固废，但存在技术门槛低、产品利润微薄、市场半径有限等问题，且易受房地产和基建周期影响。相比之下，高附加值利用路径如提取有价金属（从赤泥中回收铁、铝、稀土，阳极泥中提取金、银，等等）、制备高性能材料（微晶玻璃、陶瓷纤维等）等，多停留在实验室或中试阶段，产业化进程缓慢。总体看，冶金大宗固废组分复杂、成分波动大，尤其钢渣因含有游离氧化钙而易导致体积不稳定，赤泥则因碱性强、重金属含量高而处理困难。原料特点对提纯、改性和工艺稳定性均提出极高要求，企业普遍缺乏投资研发动力。因此，冶金大宗固废长期处于低端循环状态，未能有效转化为高价值资源。
其次，堆存与处置引发的环境风险突出。由于利用率不足，大量冶金固废被迫堆存；全国冶金渣场和尾矿库数量上万座，占用土地百万亩以上，且多位于城市周边或生态敏感区。堆存带来多重环境隐患：一是土壤与水体污染，如赤泥强碱性组分和重金属易随雨水淋溶渗入地下，影响农产品安全，同时存在尾矿库溃坝风险；二是扬尘污染，干法堆存的细粒渣粉在风力作用下易形成微颗粒物来源，加剧区域雾霾；三是资源浪费，固废中含有的铁、铝、硅、铜等有价元素未被全部回收利用，导致资源浪费。此外，部分企业为降低成本，采用简易填埋甚至非法倾倒处置方式，进一步加剧环境负荷。尽管近年环保监管趋严，但历史遗留问题治理资金缺口大、监测技术覆盖不足，导致环境风险长期存在。尤其在经济欠发达地区，管理能力薄弱，污染事件时有发生，形成“旧账未还、新账又添”的治理困境。
最后，政策与市场机制不完善制约高质量发展。当前固废治理过度依赖强制性政策，配套措施不足。一是标准体系有待完善。现行建材化利用标准缺乏针对不同品类固废的差异化指标，下游应用端接受度低；《通用硅酸盐水泥》（GB175—2023）正式实施后，钢渣将不再允许作为混合材料用于通用硅酸盐水泥的生产，在该领域钢渣年用量曾高达约5 000万吨，制约了钢渣的二次利用。二是激励措施不足。尽管国家出台了增值税即征即退70%等资源综合利用税收优惠，但申报程序复杂、准入门槛高，且对高附加值技术研发的专项补贴较少，难以覆盖企业改造成本。以钢渣处理为例，建设一条年处理能力30万吨的生产线需投资数千万元，而生产出的低端建材利润仅每吨数十元，项目投资回报周期长。三是产业链协同缺失。冶金企业、处理商、建材商之间缺乏信息互通与利益共享机制，固废产生与利用在产能布局上不匹配，钢厂集中地区的消纳能力饱和。此外，跨区域生态补偿机制缺失，导致固废往往向监管洼地转移。综上，缺乏系统化的政策“组合拳”与市场化驱动，成为制约固废从末端治理转向源头减量、过程控制、末端资源化发展的主要瓶颈。
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主要技术路线分析
目前，冶金固废资源化技术已形成较为清晰的谱系，正经历从“量”到“质”的深刻变革。
1. 大宗建材化利用技术
大宗建材化利用是当前最成熟、应用市场最广的技术路线，在未来较长一段时间内，仍将是冶金固废资源化最主流的方向。
（1）矿渣微粉与胶凝材料制备技术
高炉矿渣、钢渣或混合粉经粉磨至比表面积400~550 m2/ kg制成矿渣微粉，按20%~70%比例掺入水泥或混凝土，可降低水化热、提升长期强度与耐久性，并减少30%~50%的熟料用量，相应降低碳排放。未来发展方向为开发超细粉磨、化学-机械复合激活技术，并拓展至海洋工程、超高建筑等特种领域。
（2）骨料与道路工程材料制备技术
钢渣、铜渣等经破碎、筛分、陈化稳定后，可作为粗细骨料用于道路基层、沥青路面、混凝土工程。关键技术在于高效稳定化预处理工艺，如通过蒸汽陈化、碳化处理消除体积膨胀隐患。北京、上海等地已出台地方标准，推动其在市政工程中的应用。
（3）新型墙体与功能建材制备技术
利用钢渣、铜渣等固废制备透水砖、烧结砖、陶粒等建材，工艺优化重点在于配料、烧结制度及表面改性，以解决产品易风化、开裂等问题，同时赋予建材保温、调湿、净水等生态功能。
2.有价组分回收技术
该类技术重点在于提升固废资源价值，部分工艺路线已取得明显突破，显著推动行业效益增长。
（1）金属组分物理分选技术
对钢渣、铜渣等采用多级破碎、磁选、重选、浮选联合工艺，高效回收其中的铁粒、铜粒等金属组分。例如，采用高压辊磨-精细磁选/浮选工艺，可将钢渣尾渣含铁量降至2%以下，金属铁回收率超90%，铜渣尾渣含铜量降至0.2%以下。该技术在智能化、低成本、高效率等方面仍存在较大优化提升空间。
（2）稀贵金属湿法/火法提取技术
稀贵金属湿法/火法提取技术可从有色金属冶炼渣、阳极泥中回收金、银、硒、碲、铟、锗等高价值元素，如采用加压酸浸-溶剂萃取-电积工艺从铜阳极泥中综合回收硒、碲，回收率均可超95%。该技术的难点在于复杂多元素体系的高选择性分离与短流程、低能耗工艺开发。
（3）赤泥多组分协同回收技术
赤泥各组分协同回收是资源化领域的技术高地，主要路径：一是铁回收，采用直接还原-磁选工艺，可获得铁品位超90%的金属铁粉，铁回收率超85%；二是碱回收，通过水洗、钙化或生物法回收钠碱，降低环境危害；三是提取氧化铝与稀土，开发新型酸法或碱法工艺，实现铝、镓、钪等元素的协同提取。
3.高端材料化与功能化技术
高端材料化与功能化技术潜力较大、创新性较强，但大多处于实验室或中试阶段，在产业化、规模化等方面仍面临诸多难题。
（1）微晶玻璃与陶瓷材料制备技术
以高炉渣、钢渣、尾矿为主要硅钙源，通过熔融、核化、晶化控制，制备高性能微晶玻璃，又称矿渣微晶玻璃；该材料力学性能、耐腐蚀性能均优于天然石材，产品附加值提升10倍以上。
（2）地质聚合物制备技术
在碱性激发剂作用下，矿渣、粉煤灰中的硅铝酸盐溶解并重聚，生成三维网络结构的低碳胶凝材料。该材料生产能耗仅为传统水泥的30%~40%，碳排放可减少70%~80%，且具有优异的耐高温、耐酸碱性能。
（3）环境修复与碳捕集材料制备技术
钢渣等碱性冶金固废改性后可用于酸性废水处理、土壤重金属钝化修复。更具前瞻性的是将其用于直接空气碳捕集或二氧化碳矿化封存。钢渣中的氧化钙、氧化镁可与二氧化碳反应生成稳定的碳酸盐，实现二氧化碳永久封存。相关研究显示，每吨钢渣理论可封存0.3~0.4 tCO2 。
（4）功能性填料与土壤调理剂制备技术
精细加工的固废粉体可用于橡胶、塑料的补强填料；或作为酸性土壤的硅钙调理剂，改良土壤结构。
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发展路径建议
为实现冶金大宗固废从负担到核心资源的根本性转变，亟需从技术、产业、政策与商业模式多方面协同推进。
1. 加强技术突破与创新，从迭代到引领
短期内，应重点对关键技术进行攻关与集成示范，将冶金大宗固废综合利用率提升20%以上，攻克3~5项规模化利用共性技术难题。依托行业龙头企业、上下游单位、高校、科研院所等，组建冶金大宗固废综合利用技术研发及推广应用创新联合体，由有关部门牵头设立专项课题，支持联合攻关，解决制约上下游协同利用的关键瓶颈问题，全力拓展固废利用途径。同时，建设一批可复制可推广的示范项目，如支持在山东、广西等氧化铝产区建设2~3个百万吨级赤泥脱碱与铁铝协同回收产业化示范基地，力争区域赤泥利用率达30%以上。
中长期，应重点构建国际领先的资源化技术体系，形成产业引领优势。依托大型骨干冶金企业，在产业基地周边打造冶金渣基微晶玻璃、地质聚合物、碳捕集功能材料等特色产业集群。行业层面，布局建立全国性冶金固废数据库与全生命周期管理平台，实现从产生、运输、处理到产品应用的数字化溯源与精准调控。此外，进一步开展颠覆性技术探索，如阳极泥提取锗、锂等稀贵金属，用于储能材料、催化材料等前沿领域的基础研究。
2.强化循环经济，产业协同共生
在京津冀、长三角、粤港澳大湾区等工业集聚区，构建“冶金-建材-化工”无废产业生态圈。如，将钢铁企业的煤气、余热直供建材厂或有色金属企业，将高炉渣、钢渣直接输送至水泥厂和混凝土搅拌站，将赤泥输送至钢铁企业、建材厂或化工厂作为原料，实现区域内固废“近零”外运。推行产品绿色设计与闭环供应链，鼓励企业在产品设计阶段优先选用含再生材料成分的原料，并建立固废产品回收网络。例如，提取赤泥和铜渣中的铁元素作为废钢或二次原料返回钢铁生产流程，构建产品、再生、再制造的大循环体系。
3.完善政策驱动路径，约束与激励并重
指导相关企业及地方政府严格落实《固体废物综合治理行动计划》，为历史堆存渣场制定强制性生态修复与资源化实施时间表。在重点区域试点将“固废产生强度”和“资源产出率”指标纳入地方政府与企业考核，并与新增产能审批挂钩。同时，进一步强化创新经济激励与市场创造，优化并落实资源综合利用增值税即征即退、企业所得税减免等财政政策；研究对使用固废原料生产的高附加值产品给予绿色产品补贴，在政府投资工程、绿色建筑认证中明确固废建材产品强制使用配比，创造稳定的初级市场需求。加快出台冶金固废基产品国家标准、工程应用技术规范，以及与之配套的绿色产品标识与碳足迹核算认证体系，破除市场壁垒。
4.创新商业模式路径，增强服务能力
行业层面，加快培育专业化“城市矿山”开发运营商，支持发展技术驱动型、轻资产运营的专业化公司，为产废企业提供从检测、诊断、技术方案到运营管理的全流程管家式服务，推动盈利模式从处理费向价值增值分成转型；推动发展“互联网+资源循环”平台经济，构建全国统一的固废资源交易平台，实现产废信息发布、技术匹配、物流优化、线上交易与结算，提升资源配置效率；创新绿色金融工具，鼓励相关方开发固废资源化项目贷款、绿色技术保险等金融产品，吸引社会资本进入。
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结论与展望
推进冶金工业大宗固废高效利用，是一场贯穿技术创新、产业协同、政策支持和商业模式创新的深刻变革，不仅是缓解环境压力的应急举措，更是增强我国冶金工业绿色低碳竞争力、保障战略性资源供应、深度参与并引领全球循环经济治理的长远发展战略。至2035年，通过上述4条路径的协同推进，有望实现以下愿景。
1. 资源循环愿景
基本建成覆盖主要冶金品种的固废资源循环体系，每年从“城市矿山”中回收数亿吨原生矿产资源当量，大幅提升国家资源安全保障能力。
2.产业生态愿景
“无废园区”与产业共生成为主流，冶金行业与建材、化工、环保产业深度融合，培育形成万亿级规模的资源循环利用产业集群。
3.碳中和贡献愿景
冶金固废资源化利用将成为工业领域实现碳中和的关键技术路径之一，通过原生材料替代、碳矿化封存等方式，为全国碳中和目标实现提供有力的排支撑。
4.全球引领愿景
我国将形成全球最完整、最先进的冶金固废资源化技术体系和商业模式，为全球特别是“一带一路”共建国家提供系统性解决方案，推广我国先进的技术与行业标准。
文章来源：技术经济
文章原文：冶金工业大宗固废综合利用现状及高质量发展展望
原文作者：孙泽辉，员 晓，缪 骏
编辑整理：冶金渣与尾矿
本文基于公开文献整理，旨在学术交流，如有侵权请联系删除。联系方式：slag2019@163.com
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