转炉钢资源化再利用目前有三大难点，一是钢渣中磷含量高；二是钢渣中自由氧化钙不断析出，导致钢渣安定性差，在工程实际应用上困难；三是钢渣中的一些有价元素如钒等高附加值资源化利用难度大。针对这些问题，本项目通过钢渣改质的方式，添加合适的改质剂，将磷和有价元素富集于不同矿物相中，并控制渣中自由氧化钙含量。研究表明，在转炉钢渣中，磷元素主要依存于C2S相中，在铁酸盐、方镁石和基质相中含量极少，只要控制好C2S的生成量，就可实现磷元素在C2S相中的优质富集。转炉钢渣的SiO2改质表明，通过SiO2改质，转炉钢渣中的高硬度矿相C2F逐渐减少并消失，SiO2与C2S、自由氧化钙反应，使相对硬度较低的C2S相含量增加，钢渣安定性增强。P主要富集在C2S相中，合理控制钢渣中C2S相的析出量，就能实现磷的有效富集。而在Al2O3改质过程中，随着Al2O3加入量的增加，合成钢渣的矿相组织发生变化，渣中C2F含量不断减少，转变为铁铝酸盐，甚至出现尖晶石类组织。Al2O3可选择性地改变转炉钢渣中高硬度C2F的性质，使之转变为铁铝酸盐，这有利于改善转炉钢渣的易磨性。但Al2O3改质对于渣中C2S和MgO的影响不大，渣中磷元素仍主要富集于C2S相中。而随着SiO2加入量的增加，渣中Ca/Si降低，加入的SiO2与钢渣中自由CaO及C3S反应生成C2S，过量的C2S、SiO2将与MgO融合，渣中硅钙相发生转变：C2S→C3MS2→CMS，方镁石相逐渐溶入硅钙相中，实验结果与理论分析基本一致。渣中方镁石的减少将有利于提高钢渣的安定性。而对于含钒含磷的钢渣，控制合适的SiO2加入量，可使P富集于C2S相中，而V富集于钒铁尖晶石中，从而实现钢渣中磷和钒的分别富集。此外，本项目还研究了钢渣SiO2改质后的自粉化现象，明确了自粉化钢渣中C2S生成量的理论计算方式。本项目研究成果将为转炉钢的进一步资源化再利用提供科学依据。 2100433B