鋼鐵塵泥資源化利用大有可為
2026-04-16 10:47:16
鋼鐵工業是典型的能源、資zi源yuan密mi集ji型xing工gong業ye。鋼gang鐵tie生sheng產chan需xu要yao消xiao耗hao大da量liang的de能neng源yuan和he資zi源yuan,同tong時shi產chan生sheng大da量liang的de工gong業ye固gu廢fei。如ru果guo不bu能neng妥tuo善shan處chu理li固gu廢fei,不bu僅jin給gei區qu域yu生sheng態tai環huan境jing帶dai來lai巨ju大da壓ya力li,還hai將jiang造zao成cheng資zi源yuan的de巨ju大da浪lang費fei。
近年來,我國推出了一係列產業政策,支持固廢資源循環利用產業發展;各ge地di方fang也ye出chu台tai相xiang關guan政zheng策ce,推tui動dong鋼gang鐵tie行xing業ye節jie能neng減jian排pai,綠lv色se轉zhuan型xing。一yi係xi列lie相xiang關guan政zheng策ce的de發fa布bu和he實shi施shi,為wei鋼gang鐵tie行xing業ye發fa展zhan工gong業ye固gu廢fei資zi源yuan綜zong合he開kai發fa利li用yong產chan業ye提ti供gong了le政zheng策ce支zhi撐cheng、技術方向、經濟引導,明確了資源綜合利用產業的發展方向,促進鋼鐵行業固廢資源綜合利用朝著專業化、規模化和高值化方向發展。
目前,鋼鐵冶煉流程已基本實現達標生產。其中,廢水實現100%循(xun)環(huan)利(li)用(yong),廢(fei)氣(qi)達(da)到(dao)國(guo)家(jia)超(chao)低(di)排(pai)放(fang)標(biao)準(zhun),而(er)鋼(gang)鐵(tie)塵(chen)泥(ni)等(deng)鋼(gang)鐵(tie)冶(ye)金(jin)固(gu)廢(fei)的(de)綜(zong)合(he)利(li)用(yong)成(cheng)為(wei)製(zhi)約(yue)鋼(gang)鐵(tie)綠(lv)色(se)循(xun)環(huan)可(ke)持(chi)續(xu)發(fa)展(zhan)的(de)關(guan)鍵(jian)課(ke)題(ti)。強(qiang)化(hua)理(li)念(nian)創(chuang)新(xin)、加強科技研發、實行綠色改造、加強固廢管理等,可提高鋼鐵產業全流程的固廢綜合利用水平,推動鋼鐵產業鏈向零排放方向合理再延伸。因此,踐行“鋼鐵固廢不出廠”的理念,對鋼鐵行業綠色發展、gufeilingzengchangyijijienengjianpaidengzhanlvemubiao,juyoushifenqiangliedexianshiyiyi,yeshigangtiexingyekechixulvsefazhandeneizaiyaoqiu。benwenxiangxijieshaolegangtiechennichanshengdeyuanyin、分類,以及資源化利用方法。
鋼鐵塵泥種類較多
鋼鐵工業固體廢物種類繁多,主要有高爐渣、鋼渣、含金屬塵泥、脫硫石膏、脫硫灰、鐵合金渣等。其中,產生量最大的固廢是冶煉渣,其次是塵泥。2019年,我國粗鋼產量約為9.96億噸,鋼鐵塵泥按粗鋼產量的10%測算,約為9960萬噸。
鋼鐵塵泥來源於鋼鐵的生產車間,一般是指在原料處理、燒結、球團、煉鐵、煉鋼等生產工序中利用除塵設施對高溫煙氣進行除塵後產生的廢棄物,以及後續加工環節、清洗過程等方麵產生的廢棄物。按塵泥產生環節區分,塵泥主要有燒結原料在轉運、燒結過程中除塵器收集下來的塵泥(燒結塵、泥)、高爐煤氣淨化過程中收集的塵泥(高爐瓦斯灰、高爐瓦斯泥)、轉爐煉鋼煤氣除塵收集的塵泥(轉爐除塵灰或汙泥)、電爐煉鋼煙氣收集的塵泥(電爐除塵灰或汙泥)、鋼材軋製過程剝落的氧化鐵皮、在軋鋼廢水循環利用中沉澱池回收的汙泥(軋鋼二次汙泥)、鋼坯或鋼材的後續加工及其清洗過程中累積的塵泥等。
其中,環境除塵主要包含槽上的卸料、皮帶機轉動衍生物、槽下的篩分、原料裝入料鬥、集料鬥等,粉塵的濃度為5克/立方米~8克/立方米。
燒結塵泥主要為燒結工序產生的除塵灰,包含機頭煙氣除塵灰、機尾成礦除塵灰等,產量約為0.9千克/噸生鐵~15千克/噸生鐵。
高爐塵泥(瓦斯灰、瓦斯泥、除塵灰)產生量約為9千克/噸生鐵~22千克/噸生鐵。當煉鐵原料含有一定比例的鋅金屬時,95%~98%的鋅金屬以揮發物的形式進入塵泥,該塵泥的鋅含量是其原料的20~30倍。
轉爐塵泥產量約為9千克/噸鋼~15千克/噸鋼。由於配入部分廢鋼和轉爐的高溫條件,廢鋼返回轉爐過程進行再生時,鋅、鐵等金屬進入塵泥中,塵泥中的鐵含量很高。
電爐(EAF)塵泥產量約為16千克/噸鋼~20千克/dungang。dianluliangangyuanliaodeduxinfeigangpeibijiaoda,feigangzhongdexinjinshuzaigaowentiaojianxiajuedabufenfanhuidaochennizhong,daozhichennizhongdexinhanlianghengao。butongfeigangpinzhongduiyingchennizhongdexin、鐵含量也有所不同。
其他塵泥,如軋鋼過程中產生的篩下塵泥、氧化鐵皮、含油汙泥,以及鍛壓、切割、焊接、酸洗等後續加工、清洗流程中產生的塵泥、廢泥。
從鋼鐵塵泥產生情況來看,其主要有四個特征:一是來源多樣且產量大;二是成分複雜,含量低且波動大;三是粒度偏小,汙染隱患大;四是資源化利用的潛在價值大。
鋼鐵塵泥現有處理方式存在一定局限
目mu前qian,對dui鋼gang鐵tie塵chen泥ni的de處chu理li方fang式shi主zhu要yao以yi堆dui存cun填tian埋mai覆fu蓋gai和he返fan回hui高gao爐lu燒shao結jie為wei主zhu。堆dui存cun處chu理li不bu僅jin占zhan用yong大da量liang土tu地di,汙wu染ran生sheng態tai環huan境jing,還hai造zao成cheng大da量liang的de資zi源yuan浪lang費fei。2019年,我國鋼鐵塵泥的產生量約為1億噸,按50%的堆存量計算,占用土地超2500畝。
若通過燒結或球團工序簡單處理,然後再次進入高爐,會造成塵泥中的鋅等金屬元素在高爐內循環富集,對含鐵爐料、焦(jiao)炭(tan)以(yi)及(ji)爐(lu)內(nei)襯(chen)耐(nai)火(huo)材(cai)料(liao)產(chan)生(sheng)不(bu)利(li)影(ying)響(xiang),進(jin)而(er)破(po)壞(huai)高(gao)爐(lu)的(de)穩(wen)定(ding)順(shun)行(xing),縮(suo)短(duan)高(gao)爐(lu)的(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming),提(ti)高(gao)企(qi)業(ye)的(de)生(sheng)產(chan)成(cheng)本(ben)。如(ru)鋅(xin)金(jin)屬(shu)及(ji)堿(jian)在(zai)爐(lu)襯(chen)表(biao)麵(mian)一(yi)旦(dan)過(guo)度(du)沉(chen)積(ji),容(rong)易(yi)產(chan)生(sheng)爐(lu)瘤(liu),阻(zu)礙(ai)爐(lu)料(liao)下(xia)降(jiang)順(shun)暢(chang),甚(shen)至(zhi)導(dao)致(zhi)懸(xuan)料(liao)發(fa)生(sheng)。鋅(xin)金(jin)屬(shu)及(ji)堿(jian)在(zai)爐(lu)襯(chen)內(nei)部(bu)若(ruo)過(guo)度(du)沉(chen)積(ji),容(rong)易(yi)造(zao)成(cheng)爐(lu)襯(chen)顯(xian)著(zhu)膨(peng)脹(zhang)而(er)被(bei)破(po)壞(huai);鋅金屬及堿在風口處若過度聚集,容易燒損風口等送風設備,據相關統計,爐齡因此或減少2年以上。
此外,我國鋼鐵固廢資源化利用存在裝備能耗高、資源回收率低、ziyuanhuishoupinzhongshaodengwenti,xuduogangtieqiyezaigangtieyejingufeichulifangmianhuoshiyouxuanzexingdijinxingshaolianghuishouliyong,huoshishezhizhuanyongchangsuoduijicunfanghuozhewaishou。duiyugangtiexingyezisheneryan,jidaixunqiuxianjindehantiexindengjinshuchennichulijishu,yijiejuechennifeiliaodeduifangzhandi、汙染環境、資源浪費、難以回收利用等難題。
鋼鐵塵泥資源化利用意義重大
支(zhi)撐(cheng)鋼(gang)鐵(tie)工(gong)業(ye)實(shi)現(xian)綠(lv)色(se)循(xun)環(huan)高(gao)質(zhi)量(liang)發(fa)展(zhan)。鋼(gang)鐵(tie)冶(ye)煉(lian)加(jia)工(gong)企(qi)業(ye)加(jia)強(qiang)固(gu)廢(fei)管(guan)理(li),紓(shu)解(jie)固(gu)廢(fei)綜(zong)合(he)利(li)用(yong)難(nan)題(ti),提(ti)高(gao)固(gu)廢(fei)綜(zong)合(he)利(li)用(yong)效(xiao)率(lv),推(tui)動(dong)固(gu)廢(fei)資(zi)源(yuan)的(de)循(xun)環(huan)利(li)用(yong),既(ji)是(shi)企(qi)業(ye)與(yu)城(cheng)市(shi)的(de)共(gong)融(rong)協(xie)調(tiao),也(ye)是(shi)實(shi)現(xian)綠(lv)色(se)循(xun)環(huan)高(gao)質(zhi)量(liang)發(fa)展(zhan)的(de)必(bi)由(you)之(zhi)路(lu)。
助力鋼鐵行業聚集型城市轉型升級、jingjijiegouxingtiaozheng。gangtiegufeishiziyuanxingchengshifazhanlishijinchengzhongdeyiliubaozang,yeshixinshidaibeijingxiagangtiejujixingchengshizhuanxingshengjidezhongyaozhuashou。guojiachutaileyixiliegangtiegufeizongheliyongdezhengceguliwenjianyuxiangguanxianzhicuoshi,congzhengxianggulihefanxiangdaobilianggecengmianqianglituidonggangtiexingyezhuanxianglvsexunhuanfazhan。weilai,woguojiangduigezhonggufeizongheliyongtichugenggaobiaozhun、更嚴要求,多項限製措施為地方發展工業資源綜合利用產業提供重大機遇,也迎合了鋼鐵聚集型城市產業轉型升級的迫切要求。
切qie實shi補bu充chong一yi次ci資zi源yuan。我wo國guo鐵tie礦kuang石shi對dui外wai依yi存cun度du高gao,很hen大da程cheng度du上shang影ying響xiang我wo國guo的de資zi源yuan安an全quan。鋼gang鐵tie塵chen泥ni中zhong除chu含han大da量liang鐵tie元yuan素su以yi外wai,還hai含han有you很hen多duo有you價jia值zhi的de金jin屬shu元yuan素su,如ru鉻ge、錳、鎳、銅、鈷、釩、鉬、铌、鋅、鉀、鈉、金、銀、銦等。科學提取其中的價值金屬元素,對我國依賴進口的鐵礦、錳礦、鎳礦、鉻礦以及開采難度較大的鉬礦、釩礦等一次資源形成有效補充。
亟待尋求新的鋼鐵塵泥資源化利用工藝
目前,我國對於鋼鐵塵泥的常規處理工藝主要有物理法、濕法和火法等。物理法主要包括磁性分離和水力螺流分離;濕法是利用酸浸、堿浸或浸取+焙燒等工藝對鋼鐵塵泥進行處理;火法主要有燒結法、球團法、直接還原法(回轉窯及轉底爐處理工藝等)、熔融還原法。
物(wu)理(li)法(fa)處(chu)理(li)鋼(gang)鐵(tie)塵(chen)泥(ni)的(de)工(gong)藝(yi)比(bi)較(jiao)簡(jian)單(dan),缺(que)點(dian)是(shi)鋅(xin)等(deng)金(jin)屬(shu)的(de)富(fu)集(ji)率(lv)較(jiao)低(di),富(fu)鋅(xin)產(chan)品(pin)的(de)鋅(xin)含(han)量(liang)過(guo)低(di),價(jia)值(zhi)較(jiao)小(xiao)。一(yi)般(ban)物(wu)理(li)法(fa)隻(zhi)作(zuo)為(wei)濕(shi)法(fa)或(huo)火(huo)法(fa)工(gong)藝(yi)的(de)預(yu)處(chu)理(li)工(gong)藝(yi)。濕(shi)法(fa)工(gong)藝(yi)設(she)備(bei)腐(fu)蝕(shi)嚴(yan)重(zhong),大(da)多(duo)操(cao)作(zuo)條(tiao)件(jian)較(jiao)惡(e)劣(lie),生(sheng)產(chan)效(xiao)率(lv)較(jiao)低(di),與(yu)鋼(gang)鐵(tie)企(qi)業(ye)的(de)塵(chen)泥(ni)產(chan)量(liang)不(bu)匹(pi)配(pei)。火(huo)法(fa)工(gong)藝(yi)因(yin)對(dui)鋼(gang)鐵(tie)塵(chen)泥(ni)的(de)處(chu)理(li)效(xiao)率(lv)高(gao)、規模大,是鋼鐵塵泥資源化利用選擇的主要途徑。
在鋼鐵塵泥資源化利用的火法工藝,轉底爐工藝產品是金屬化球團,具有鐵等金屬品位低、渣(zha)量(liang)大(da)等(deng)缺(que)點(dian)。回(hui)轉(zhuan)窯(yao)在(zai)使(shi)用(yong)過(guo)程(cheng)中(zhong)容(rong)易(yi)結(jie)圈(quan),維(wei)修(xiu)費(fei)用(yong)高(gao),還(hai)原(yuan)時(shi)間(jian)長(chang),且(qie)對(dui)工(gong)藝(yi)條(tiao)件(jian)的(de)要(yao)求(qiu)比(bi)較(jiao)苛(ke)刻(ke)。熔(rong)融(rong)還(hai)原(yuan)技(ji)術(shu)因(yin)原(yuan)料(liao)適(shi)應(ying)性(xing)廣(guang)、爐料強度要求低等優勢而備受關注。
麵對我國能源、資源、環境等壓力日益突出的新形勢,鋼鐵產業重視固廢資源高效利用是實現綠色可持續循環發展的關鍵性必然選擇。投資經濟性更好、環保性更優、資源化效率更高的鋼鐵塵泥資源化利用工藝技術,對於包括不鏽鋼在內的鋼鐵冶金企業不僅迫在眉睫而且意義重大,更是時代賦予、環境倒逼鋼鐵產業的新要求。
來源:中國冶金報-中國鋼鐵新聞網
編輯:陳曦
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