冶金作為促進(jìn)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，其工作流程與環(huán)境具有較高的污染風(fēng)險(xiǎn)，在實(shí)際生產(chǎn)過程中容易產(chǎn)生固體廢物，而由于傳統(tǒng)冶煉的科學(xué)技術(shù)水平較低，不能充分開發(fā)固廢的利用價(jià)值，通常是利用基本的凈化流程之后，直接排向土壤和河流中，從而引發(fā)嚴(yán)重污染生態(tài)環(huán)境?？茖W(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，冶金行業(yè)也開始重視固廢附加值綜合利用技術(shù)，但相關(guān)技術(shù)還不夠完善，技術(shù)應(yīng)用水平有待提高，因此冶金企業(yè)需要加強(qiáng)技 術(shù)研究，保障冶金行業(yè)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

1 冶金固廢的潛在價(jià)值和利用現(xiàn)狀

1.1 冶金固廢的分類和特點(diǎn)

冶金固廢指的是在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各種廢棄物，主要包括廢渣、廢水、廢氣等。冶金廢渣包括鋼渣和爐渣等，不同廢渣具有不同的成分和性能。例如，鋼渣中包含氧化鐵，爐渣中包含硅酸鹽，相關(guān)工作人員需要根據(jù)其不同的特點(diǎn)選擇合適的處理措施。

廢水指的是冶金生產(chǎn)過程中排出的水，通常來源于冷卻和洗滌等工作環(huán)節(jié)。廢水中包含較多的污染物質(zhì)，整體成分也比較復(fù)雜，其中包含較高含量的有機(jī)物和重金屬，只有采取科學(xué)合理的處理措施，才能保證廢水符合排放標(biāo)準(zhǔn)。

廢氣是指冶金生產(chǎn)過程中燃燒階段排出的氣體， 包含二氧化硫等有害氣體。直接排放廢氣不僅影響人體健康，而且會(huì)破壞生態(tài)環(huán)境，因此需要采取合適的凈化技術(shù)，降低廢氣中的有害物質(zhì)含量，滿足環(huán)保需求。

1.2 固廢利用的潛在價(jià)值

首先在對(duì)廢渣處理的過程中，因?yàn)槠渲邪^多的金屬物，通過采取回收再利用的措施，可以減少礦石原材料的開采量，在節(jié)省能源的同時(shí)避免破壞生態(tài)環(huán)境。同時(shí)還有利于減少資源消耗量，降低整體碳排放量，有效保護(hù)自然環(huán)境。其次通過處理廢氣和廢水，可以優(yōu)化生態(tài)環(huán)境保護(hù)效果。處理廢水可以降低廢水中的污染物含量，避免因?yàn)榕欧艔U水而危害整體水環(huán)境， 同時(shí)保護(hù)水生動(dòng)植物。最后從經(jīng)濟(jì)層面進(jìn)行分析，通用資源化利用可以保障冶金行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，為冶金行業(yè)帶來新的發(fā)展機(jī)遇，降低冶金生產(chǎn)的成本，保障冶金企業(yè)的綜合效益，使其完善循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，順利實(shí)現(xiàn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

1.3 固廢利用的現(xiàn)狀

冶金固廢高附加值綜合利用面臨較大的挑戰(zhàn)，由于其過程復(fù)雜，涉及較深的行業(yè)知識(shí)，雖然在實(shí)際生產(chǎn)過程中有所應(yīng)用，但是還存在不足之處，因此，需要加大對(duì)冶金固廢高附加值綜合利用技術(shù)的研究力度。廢渣綜合利用的篩分和磁選等技術(shù)，有利于高效提取廢渣中的金屬物質(zhì)，但當(dāng)前很難分離和處理特定成分。提取廢渣金屬的過程中，化學(xué)處理技術(shù)發(fā)揮著重要的作用，但是仍舊需要加強(qiáng)處理復(fù)雜成分和重金屬等。在處理廢水和廢氣的時(shí)候，吸附技術(shù)和生物降解技術(shù)發(fā)揮著重要的作用，但是在降解重金屬和有機(jī)物的方面，仍舊具有較大的難度。另外，目前已有的回收工藝還存在著經(jīng)濟(jì)效益低的問題。某些先進(jìn)工藝的投入費(fèi)用較高，限制了其推廣。而各類固體廢棄物的處置要求各異，有些方法只能針對(duì)某一種固體廢棄物，制約了該方法的推廣應(yīng)用。雖然在實(shí)際工作中存在較多的不足，但是對(duì)冶金固體廢棄物的綜合利用也帶來了新的發(fā)展契機(jī)。通過持續(xù)的科技革新與改善，可以幫助冶金企業(yè)解決目前所遇到的難題。通過不斷研發(fā)新型處理技術(shù)，有利于高效地處理資源，促進(jìn)冶金行業(yè)向綠色環(huán)保方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

2 冶金固廢高附加值綜合利用技術(shù)

2.1 側(cè)吹爐處理工藝

側(cè)吹爐處理工藝在銅冶煉等工作中被廣泛應(yīng)用， 其原料成本較低，而且不會(huì)產(chǎn)生較高的能耗和污染。側(cè)吹爐熔煉過程中，可以對(duì)各種固廢中含有的金屬物 進(jìn)行回收利用。近些年相關(guān)技術(shù)人員不斷研究，逐漸完 善側(cè)吹爐處理工藝設(shè)備，在實(shí)際生產(chǎn)過程中無需嚴(yán)格 要求物料粒度和含水量等，在爐中可以利用各種物料 (不包括濕污泥)。由于爐床具有較大的面積、床能率， 以及反應(yīng)空間，因此無需配置二燃室即可充分反應(yīng)物料和煙氣。通過處理無害化的物料，可以實(shí)現(xiàn)能源節(jié)約目標(biāo)，優(yōu)化整體使用效益。此外側(cè)吹爐具有良好的密閉性，可以控制煙氣散逸，降低二噁英的含量，滿足環(huán)保需求。

2.2 等離子爐處理工藝

利用等離子氣化技術(shù)的過程中，將離子柜作為熱源，因?yàn)殡x子柜具有較高的溫度和能量，能夠?qū)⒑紡U棄物中的有機(jī)質(zhì)全部高效地轉(zhuǎn)變?yōu)橐?CO、H 為主的合成氣，還能將無機(jī)物料轉(zhuǎn)變?yōu)闊o毒的飛灰。利用等離子體處理各種類型的污泥、垃圾和工業(yè)廢棄物，已經(jīng)成為國際上研究的熱點(diǎn)。與一般的垃圾焚燒工藝比較，這種工藝可以大大增加廢棄物的能源利用率，而且其適用范圍更廣，對(duì)物料的適應(yīng)性也更強(qiáng)。利用等離子體處理冶煉垃圾，既可以將貴金屬轉(zhuǎn)化為合金，還可以將其轉(zhuǎn)化為玻璃質(zhì)材料，與其他危險(xiǎn)廢物一起處理。實(shí)際應(yīng)用表明，此工藝不僅具有節(jié)能效果，還可以實(shí)現(xiàn)技術(shù)資源回收利用，此外可以控制煙氣污染物。

2.3 含鐵固廢高附加值綜合利用技術(shù)

冶金行業(yè)生產(chǎn)的固廢量比較多，其中含鐵塵泥中包含轉(zhuǎn)爐泥和瓦斯灰等復(fù)雜的廢棄物，整體污染問題比較嚴(yán)重。當(dāng)前在處理這一類固廢時(shí)，通常采取預(yù)處理措施，隨后將其作為燒結(jié)廠的配料。

(1)處理含鐵固廢的主要方法包括粉塵噴吹法和直接還原法。其中粉塵噴吹技術(shù)指的是直接噴吹處理含鐵的粉塵等，這種方法符合節(jié)能要求，同時(shí)不會(huì)造成嚴(yán)重的污染環(huán)境，但是高爐設(shè)備嚴(yán)格要求噴吹物料的技術(shù)，在一定程度上增加了工作難度。直接還原法主要 是還原轉(zhuǎn)變方式，將固廢中的鐵氧化物轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘勹F， 同時(shí)可以對(duì)其他有價(jià)值的元素進(jìn)行回收，可以在高爐煉鐵過程中利用還原的鐵產(chǎn)品。

(2)冷固結(jié)球團(tuán)法工藝也是重要的固廢處理技術(shù)， 指的是在固體廢棄物中添加粘結(jié)劑，在較低溫度下進(jìn)行擠出成型或滾壓成型。針對(duì)形成的產(chǎn)物，既可用作高爐原料，又可用作轉(zhuǎn)爐投加料。

(3)氧化焙燒新技術(shù)的使用也較為廣泛。根據(jù)固廢中碳含量和鐵含量較高的情況，對(duì)含鐵固廢配比進(jìn)行改善，利用固廢中的碳來還原鐵，可以獲取高強(qiáng)度的球團(tuán)，不僅滿足處理需求，同時(shí)提高鋼水質(zhì)量。通過發(fā)展含鐵塵泥高附加值綠色加工技術(shù)，可以發(fā)揮出高附加值焙燒技術(shù)，可以用多個(gè)噴口焙燒工藝，對(duì)各種固體廢棄物進(jìn)行綜合利用，制備出符合生產(chǎn)需求的球團(tuán)。針對(duì)各種含鐵固廢原料采取高壓造球，再進(jìn)行煅燒，以此增強(qiáng)球團(tuán)的強(qiáng)度，同時(shí)可以提高全鐵品位。通過該技術(shù)的實(shí)施，可以有效地緩解當(dāng)前鋼鐵企業(yè)中氧化鐵皮、含鐵塵泥的附加值較低、難以資源化、積壓大等問題。

3 冶金固廢的應(yīng)用分析

3.1 環(huán)保高效天然氣爐生產(chǎn)巖棉技術(shù)

近年來，墻體保溫材料發(fā)展迅速，尤其是環(huán)保型的材料，新型環(huán)保材料逐漸取代了傳統(tǒng)建材。其中很大部分原料都是冶金固廢，這不僅可以降低原料資金投入量，還可以增強(qiáng)產(chǎn)品性能。

以市場發(fā)展需求為基礎(chǔ)，逐漸研制了節(jié)能型天然氣熔化爐，用于生產(chǎn)巖棉。該設(shè)備的爐襯材料具有耐火性特點(diǎn)，熔池部分砌筑了防滲電熔磚，外襯利用保溫材料，在拐角部位設(shè)計(jì)為倒角，有利于后續(xù)清爐工作的便利性。同時(shí)設(shè)計(jì)了放流口，負(fù)責(zé)將爐內(nèi)的熔體放空。

在燃燒系統(tǒng)中利用高速燃燒節(jié)能技術(shù)，通過設(shè)計(jì)環(huán)燃室結(jié)構(gòu)，可以優(yōu)化燃燒效果，同時(shí)可以保障操作的穩(wěn)定性和自動(dòng)化。此外利用控制系統(tǒng)對(duì)空燃比進(jìn)行控制，在不同爐溫背景下，可以自動(dòng)化切換火焰模式，有利于保障熱效率。將安全截?cái)嚅y配置在主燃?xì)夤苈飞希?有利于進(jìn)一步提高安全等級(jí)。點(diǎn)火燃?xì)夤苈房梢园l(fā)揮出壓力調(diào)節(jié)和緊急切斷等功能，有利于保障點(diǎn)火燒嘴的安全性。

3.2 冶金固廢制備免燒磚技術(shù)

免燒磚具有隔熱保溫等功能，可以在建筑墻體施工中利用。為了提高土地資源的利用率，不斷發(fā)展高層建筑，逐漸以免燒磚代替?zhèn)鹘y(tǒng)的材料，使其具有良好的發(fā)展前景。這項(xiàng)技術(shù)主要是利用冶金固廢作為原材料， 不僅節(jié)省了生產(chǎn)成本，還節(jié)約了資源，對(duì)于生態(tài)環(huán)境起到保護(hù)作用。在該項(xiàng)技術(shù)的操作過程中，根據(jù)特定比例 合理攪拌冶金固廢，然后形成漿料，再向制磚機(jī)中運(yùn)輸， 經(jīng)過壓制處理之后開展碼垛養(yǎng)護(hù)工作，最終形成成品。

3.3 冶金固廢筑路應(yīng)用

在道路建設(shè)時(shí)可以有效利用大量的冶煉固體廢棄物，且其使用量大、費(fèi)用低廉、工藝穩(wěn)定。將粉煤灰、鋼渣尾渣等冶煉固體廢棄物優(yōu)先用于高速公路、干線公路、縣鄉(xiāng)公路等項(xiàng)目，不僅能減少道路修建費(fèi)用，還能有效地緩解企業(yè)冶煉固體廢棄物的問題，這既符合對(duì)資源綜合利用的行業(yè)發(fā)展，也是一項(xiàng)可持續(xù)發(fā)展的方針，具有顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

4 冶金固廢高附加值綜合利用發(fā)展建議

4.1 加強(qiáng)集中管理固廢資源

鋼鐵企業(yè)需要進(jìn)一步發(fā)展固廢再生業(yè)務(wù)，通過集 中整合完善產(chǎn)業(yè)化發(fā)展平臺(tái)，創(chuàng)新業(yè)務(wù)發(fā)展模式，合理劃分工作責(zé)任，不僅可以集中管理固廢資源，同時(shí)高效利用固廢材料，優(yōu)化固廢末端管理工作，避免因?yàn)樘幚聿缓侠硪l(fā)二次污染等問題。當(dāng)前固廢利用產(chǎn)業(yè)不夠完善，相關(guān)企業(yè)需要推動(dòng)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，實(shí)現(xiàn)固廢利用產(chǎn)業(yè)化平臺(tái)的發(fā)展，提高定價(jià)機(jī)制和資源配置機(jī)制的合 理性，促使固廢利用吸納高端發(fā)展，增強(qiáng)企業(yè)的競爭力。

4.2 優(yōu)化固廢利用產(chǎn)業(yè)布局

由于冶金固廢產(chǎn)量的不斷增加，且其處理和運(yùn)營 成本受到交通、能量等因素的影響較大，因此很多企業(yè) 選擇區(qū)域化發(fā)展模式。在環(huán)保政策不斷強(qiáng)化的背景 下，實(shí)現(xiàn)與環(huán)境的協(xié)同發(fā)展已經(jīng)成為企業(yè)發(fā)展追求的 重要目標(biāo)，企業(yè)也將更加注重固體廢棄物的處理與利 用，向量化、循環(huán)方向發(fā)展，也就是通過科技的發(fā)展，盡 量降低鋼鐵生產(chǎn)單位固體廢棄物的排放量，實(shí)現(xiàn)企業(yè) 內(nèi)部各生產(chǎn)單位對(duì)固體廢棄物的再利用與消化。通過 完善固廢管理體系，鋼鐵企業(yè)需要合理規(guī)劃固廢業(yè)務(wù) 發(fā)展。在建設(shè)鋼鐵項(xiàng)目的過程中，綜合考慮固廢場地 和物流方面，降低整體固廢處理資金投入量，充分利 用固廢資源，協(xié)調(diào)冶金行業(yè)主業(yè)和固廢業(yè)務(wù)以及其他 副產(chǎn)品，保障整體發(fā)展效益。

4.3 完善開放式科研體系

充分挖掘冶金行業(yè)固廢資源，需要充分發(fā)揮科學(xué)技術(shù)的作用。現(xiàn)在各大鋼廠紛紛成立研究所，有的甚至擁有自己的機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)，擁有強(qiáng)大的技術(shù)實(shí)力。提出了既要加強(qiáng)對(duì)鋼鐵工業(yè)先進(jìn)工藝的研究，又要重視對(duì)冶金固體廢棄物綜合處理的前沿科技。在固體廢棄物綜合利用的工業(yè)化平臺(tái)上，還應(yīng)該設(shè)立自己的專門技術(shù)研發(fā)中心和中試基地，建設(shè)一個(gè)頂級(jí)的、開放的科研系統(tǒng)，依靠研究院、外部大學(xué)、科研機(jī)構(gòu)等的優(yōu)勢，進(jìn)行技術(shù)上的合作，并以市場為導(dǎo)向，專門進(jìn)行新的固體廢物處理技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用。具備基礎(chǔ)設(shè)施的企業(yè)，也可以依托自有或外來設(shè)備生產(chǎn)實(shí)力，聯(lián)合研發(fā)和生產(chǎn)冶煉固體廢棄物工程設(shè)備，將固體廢棄物處理業(yè)務(wù)與工程設(shè)備服務(wù)結(jié)合起來，發(fā)展出一種可以為再生資源綜合利用產(chǎn)品及工藝設(shè)計(jì)、設(shè)備配套、工程技術(shù)咨詢等服務(wù)的體系集成型競爭力。