[摘 要]采用科學(xué)的冶金固廢資源化方法,可以有效地提高資源利用效率,是走出冶金固廢困境的有效途徑。本文對冶金廢渣的資源綜合利用的現(xiàn)狀以及發(fā)展進(jìn)行探討,旨在推動冶金固廢向資源化方向發(fā)展。

[關(guān)鍵詞]冶金固廢,資源化利用,現(xiàn)狀,發(fā)展

中圖分類號：TH137 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）36-0268-01

引言

資源、環(huán)境、能源和人口的協(xié)調(diào)發(fā)展是當(dāng)今世界的重大社會問題,資源短缺和環(huán)境污染嚴(yán)重阻礙我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。隨著新環(huán)保法的全面實(shí)施,特別是十三五提出的綠色發(fā)展新理念,將冶金固廢處理提到了一個新的高度。因此,非常有必要針對冶金固廢的綜合利用開展研究與應(yīng)用工作。

1 冶金固廢的概述

冶金固廢是指冶金工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各種固體廢棄物。主要指煉鐵爐中產(chǎn)生的高爐渣、鋼渣,有色金屬冶煉產(chǎn)生的各種有色金屬渣,如銅渣、鉛渣、鋅渣、鎳渣等以及從鋁土礦提煉氧化鋁排出的赤泥。國際上早在本世紀(jì)40年代就認(rèn)識到解決冶金污染渣害的重要性,經(jīng)過不懈努力,鋼渣在70年代也達(dá)到了產(chǎn)用平衡,主要用于制造各種建筑或工業(yè)用材。但是我國冶金污染物利用起步較晚,目前高爐渣利用率在70-85%,鋼渣利用率僅25%左右。

2 冶金固廢資源化的利用現(xiàn)狀

2.1 冶金廢渣

我國處理冶金廢渣的過程一共有三個階段,第一個階段直接將廢渣掩埋、丟棄,第二個階段過渡到粗放型的治理方式,對廢渣進(jìn)行初步的回收利用,第三個階段才優(yōu)化為整體回收、大力開發(fā)、綜合利用的處理方式。目前,冶金廢渣的綜合利用率在不斷攀升,其在建材行業(yè)和建筑行業(yè)被大量應(yīng)用。冶金廢渣中最主要的成分就是鋼渣,我國十二五期間鋼鐵與鋼鐵渣產(chǎn)量具體參見表1,如此多的鋼鐵渣如果不能通過資源化綜合利用,勢必會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染,甚至?xí)斐缮鷳B(tài)災(zāi)難?，F(xiàn)階段對鋼渣進(jìn)行回收、開發(fā)和利用的方式有三個：鋼渣磁選除鐵、鋼渣返燒結(jié)和制造鋼渣水泥。

2.1.1 鋼渣磁選除鐵

鋼渣中主要有粒鐵產(chǎn)物以及含鐵量較高的礦物,因含鐵礦物多具有強(qiáng)磁性,可以直接用除鐵器以及永磁滾筒選出,弱磁性鋼渣選鐵主要是采用濕式磁選作業(yè),濕選的工藝流程就是磨選流程：首先將鋼渣破碎成為較細(xì)的粒度入磨,將粗磨后的產(chǎn)物利用磁場稍弱的弱磁場磁選機(jī)進(jìn)行初選,將不含粒鐵及含鐵量相對較低的物料排出,再將粗選物料放入磨機(jī),進(jìn)行細(xì)磨作業(yè),細(xì)磨產(chǎn)物由磁場更弱的磁選裝備進(jìn)一步磁選。

2.1.2 鋼渣返燒結(jié)

鋼渣中含有豐富的鈣、鐵、鎂、錳、非金屬氧化物和少量的鐵酸鈣,這些物質(zhì)對燒結(jié)礦在高爐中反應(yīng)可以有效起到延緩碳酸鹽分解過程的作用,增加成品強(qiáng)度,減少使用燃料的作用?？梢?把鋼渣和燒結(jié)礦一起放入高爐中重新燒結(jié),不僅重新利用了鋼渣,節(jié)省了材料以及燃料,還提高了成品的性能,有效降低了成品的能耗比。

2.1.3 鋼渣水泥

鋼渣水泥是以鋼渣為主要成分,加入一定量的礦渣、粉煤灰、沸石等摻和料、石膏或者不超過總重量20%的硅酸鹽水泥熟料,再經(jīng)磨細(xì)形成的水硬性膠凝材料。目前,我國的工廠普遍通過汽車運(yùn)輸把含水鋼渣運(yùn)到水泥廠進(jìn)行烘干,當(dāng)然也有一些工廠直接在鋼渣產(chǎn)地通過高爐煤氣烘干再運(yùn)到水泥廠投入使用。

2.2 冶金塵泥

2.2.1 高爐塵泥

高爐塵泥是高爐冶煉過程中隨高爐煙氣帶出的原料粉塵13b8af3713a05194885ab928db34b7773aea37e039e8d68c502b0f5632971bc7、燃料粉塵經(jīng)過除塵而得到的產(chǎn)物,其中含有豐富的鋅元素、鐵元素和碳元素。除塵器的捕集方式包括干式捕集和濕式捕集：干式捕集到的稱為高爐瓦斯灰,主要是粉狀物質(zhì),濕式捕集到的稱為高爐瓦斯泥,主要是泥漿狀態(tài)的塵泥。目前,我國的工廠一般會通過弱磁鐵選技術(shù)對塵泥中的鐵精礦進(jìn)行回收,通過水里分離技術(shù)對塵泥中的鋅產(chǎn)品和富碳尾泥進(jìn)行回收,通過浮選技術(shù)對塵泥中的碳精礦進(jìn)行回收。

2.2.2 煉鋼塵泥

煉鋼塵泥是在冶金轉(zhuǎn)爐中冶煉鐵水時,由于環(huán)境溫度極高,高爐里熔點(diǎn)低的金屬雜質(zhì)發(fā)生氣化,導(dǎo)致鐵水沸騰并濺起,在空氣中形成大量細(xì)微的金屬液體,當(dāng)鐵水出爐時,由于爐內(nèi)熱空氣與爐外的冷空氣相遇,空氣迅速冷卻而形成金屬粉塵。金屬粉塵作為煉鋼塵泥的主要成分,含有豐富的鈣、鐵及其氧化物。目前我國工廠對于煉鋼塵泥的處理方法主要有三種：第一種,將煉鋼塵泥、干粉、燒結(jié)返礦等物質(zhì)按比例混合,作為燒結(jié)原料使用,第二種,把煉鋼塵泥作為生石灰的替代品,由于其中豐富的鈣元素,可以讓煉鋼成渣速度更快、效果更好,第三種,把煉鋼塵泥中的鐵元素制備成金屬化球團(tuán)后,重返回轉(zhuǎn)窖進(jìn)行還原焙燒。

3 冶金固廢資源化的發(fā)展分析

3.1 鋼渣資源化利用技術(shù)發(fā)展

目前,我國借鑒發(fā)達(dá)國家應(yīng)用過的技術(shù),比如熱潑技術(shù),熱悶技術(shù)等都取得了很大的進(jìn)步,并且國內(nèi)許多知名鋼鐵企業(yè)在鋼渣資源利用上進(jìn)行了大量的技術(shù)研究,研發(fā)出盤潑和滾筒技術(shù)、水淬技術(shù)、?；喖夹g(shù)等,總之隨著鋼渣資源化利用技術(shù)的發(fā)展,鋼渣資源化利用率也在不斷提高。但是從整體來看,鋼渣的利用率依然是比較低的,其中許多豐富的礦物質(zhì)無法真正的被利用起來。國外的鋼鐵企業(yè)在技術(shù)研發(fā)方面主要從兩方面開展,一方面是大力提高煉鋼技術(shù)水平,另一方面應(yīng)用綜合化的資源化利用系統(tǒng),對鋼渣中的礦物質(zhì)進(jìn)行分類回收,取得了不錯的經(jīng)濟(jì)效益。所以,國內(nèi)的鋼鐵企業(yè)應(yīng)該加強(qiáng)與國外知名企業(yè)的技術(shù)交流,明確研發(fā)方向,不斷提高鋼渣的資源綜合化利用水平。

3.2 冶金塵泥資源化利用發(fā)展

我國在對冶金塵泥進(jìn)行資源化回收利用時主要是采用單一回收工藝,而國外許多鋼鐵企業(yè)已經(jīng)開始應(yīng)用聯(lián)合回收工藝,集成兩種或兩種以上的單一回收工藝,形成綜合化的回收工藝系統(tǒng)。比如將弱磁選工藝與強(qiáng)磁選工藝進(jìn)行集成,回收冶金塵泥當(dāng)中廢鋼、鐵等。這種綜合性資源回收利用技術(shù)的效果十分顯著,冶金塵泥的資源回收利用率可以達(dá)到60%,甚至更高。由于我國的冶金企業(yè)在這方面的技術(shù)發(fā)展還比較落后,在今后的技術(shù)研發(fā)過程中,應(yīng)該從現(xiàn)在單一化的利用技術(shù),逐漸過渡到綜合性利用技術(shù),以提高冶金塵泥的資源化利用水平。

結(jié)束語

由于我國冶金固廢產(chǎn)量比較多,并且冶金固廢的資源化利用率還不是很高,對生態(tài)環(huán)境造成了巨大的破壞和污染。冶金企業(yè)應(yīng)該加大冶金固廢資源化利用的科研投入,提高資源利用率,創(chuàng)新生產(chǎn)工藝,減少企業(yè)生產(chǎn)對資源的破壞和影響,提高企業(yè)的綜合經(jīng)濟(jì)效益。

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