如何對固廢資源進行綜合利用從而實現冶金渣綠色循環

王 敏

（濟南市生態環境局鋼城分局，濟南 271104）

冶金工業生產過程中會產生大量固體廢棄物，如果處理不當，將會導致其中的金屬與非金屬失去資源利用價值，對生態環境造成嚴重的破壞。冶金固廢是指在冶金生產或者提煉過程中產生的固體廢棄物[1]。如果是鋼鐵冶煉中產生的廢棄物，它的主要成分是高爐渣和鋼渣。如果是有色金屬冶煉中產生的廢棄物，它的主要成分就有很多，如銅渣、鉛渣、鋅渣等。

1 冶金固廢資源化的利用現狀

冶金固廢大致有三種：冶金廢渣、冶金塵泥、粉煤灰。

1.1 冶金廢渣

我國冶金廢棄物的治理分為三個階段。第一階段采用最簡單也是最原始的方式，將廢渣直接掩埋。第二階段的治理方式過渡到粗放型，也就是對廢渣實施初步的再利用。第三階段屬于優化治理方式，將冶金固廢進行整體回收，大力開發和綜合利用資源。近年來，我國冶金渣的回收利用率不斷提升，可達60%左右。目前，冶金渣被大量應用于公路建設、建筑行業和建材行業。在實際生產過程中，最主要的冶金渣是鋼渣，而鋼渣回收、利用的方法主要有三種。

1.1.1 鋼渣磁選除鐵

粗鋼生產過程中會產生20%左右的鋼渣，而鋼渣中還含有大量廢鋼。當前，大部分企業會綜合運用自磨技術與磁選技術來處理廢鋼，還有部分企業會利用余熱自解熱悶技術進行處理廢鋼[2]。自磨技術與磁選技術的結合主要是通過對廢鋼渣進行干式破碎或者是利用濕式球墨磁選技術，充分利用廢鋼渣的物理屬性來達到資源回收的目的。余熱自解悶熱技術則是利用鋼渣的化學屬性，消除游離的氧化物，從而降低廢鋼的產量。

1.1.2 鋼渣反燒結

固體廢鋼渣中含有大量的鈣、鐵、鎂等金屬與非金屬氧化物、廢鋼以及少量的鐵酸鈣。在燒結礦的高爐中，這些成分通過化學反應可以使成品的強度有所增加，減少溶劑的使用率，最終減少燒結礦的燃料使用量。由此可見，將廢鋼渣和燒結礦兩者同時放入高爐中燒結，可以使資源配置得到優化，而且成品性能也有明顯的提高，更節約了大量的材料和燃料，使成品的能耗比有效降低。

1.1.3 鋼渣水泥

鋼渣水泥是指以鋼渣為主，加入適量的摻合料和石膏，然后經過機械設備磨細加工而形成的一種水硬性膠凝材料。研究顯示，在鋼渣中加入適量的礦渣、粉煤灰等摻合料，有助于提高水泥強度。目前，我國多數企業將含水鋼渣運送到水泥廠烘干后使用，也有企業將鋼渣就地放入高爐內進行煤氣烘干，再將其投入水泥生產中。

1.2 冶金塵泥

冶金塵泥的主要成分有高爐內的瓦斯塵灰、瓦斯泥、煉鋼塵泥等。

1.2.1 高爐塵泥

高爐塵泥主要指在冶金作業中被除塵器捕集到的金屬蒸汽，如伴隨高爐煤氣運動產生的原材料粉塵、高爐中燃料的粉塵等。除塵器捕集高爐塵泥的方式有兩種，即干式和濕式捕集。干式捕集是利用干式除塵器來捕集粉狀的固體物，它被稱作高爐瓦斯灰。濕式捕集是利用濕式除塵器對泥漿狀態的塵泥進行捕集，它被稱作高爐瓦斯泥。高爐塵泥中含有豐富的鋅、鐵等元素。目前，我國大部分企業使用弱磁鐵選技術進行分類選用，對塵泥中所含的鐵精礦進行回收，對于塵泥中所含的碳精礦通過浮選技術進行回收。

1.2.2 煉鋼塵泥

煉鋼塵泥是指在冶金轉爐中對鐵水進行加熱處理和冶煉時，受高溫環境影響，熔點較低的一些金屬雜質因發生變化會使已經沸騰的鐵水發生爆裂甚至濺起現象，當鐵水從高溫爐中出爐時，大量的細微金屬液體會迅速與爐外冷空氣形成交換，當空氣繼續冷卻時就形成了金屬粉塵。煉鋼塵泥的主要成分是金屬粉塵，它含有鈣、鐵等元素，通常以氧化物為存在形式。現階段，我國治理煉鋼塵泥的方式有三種。一是將煉鋼塵泥和其他干粉等物質按照一定比例進行混合和配抖，再配入部分燒結原料進行解凝后再利用。二是由于煉鋼塵泥中含有大量的鐵元素，可以將塵泥中的金屬化成球團，重新放入轉爐中進行焙燒后利用。三是由于煉鋼塵泥含有鈣元素等，煉鋼塵泥可以起到代替生石灰的作用。

1.3 粉煤灰

粉煤灰是指煤燃燒后，在產生的煙霧中收集的細灰。由于粉煤塵具有強大的吸附活性和吸水性能，大多數被用作混凝土的摻和料，實現了資源再利用。在制造混凝土過程中，加入適量的粉煤塵，可以節約水泥和細骨料，降低用水量和混凝土的和易性，提高混凝土的抗滲性能降。如今，我國建材、市政施工等行業己經廣泛應用粉煤灰。

2 冶金固廢資源化的發展分析

當前，我國各個廠礦的冶金廢渣處理設施存在較大差異，采用的冶金廢渣處理技術也不完全相同。我國冶金固廢資源化利用具有良好的前景，所以有關部門要科學應用各類技術來合理處理冶金固廢，使冶金廢渣資源發揮最大的利用價值，以實現綠色循環利用，保護生態環境。

2.1 冶金沉泥的處理

在冶金提煉中，人們可以采取有效措施來處理冶金沉泥，如煉鋼塵泥與高爐瓦斯塵泥。值得一提的是，除塵器捕集到的眾多粉塵會發生化學反應，而冶金塵泥數量較多，顆粒較小。未來，冶金企業要合理利用金屬蒸汽技術，加強對冶金沉泥的處理。

2.2 冶金渣的處理

目前，我國部分企業直接掩埋或丟棄冶金渣，很難實現資源化利用，造成極大的生態環境污染。有些企業雖然已經開始重視冶金渣的處理和資源化利用，但是依然存在較多問題。因此，相關部門需制定具體的冶金渣處理方案，正確認識冶金渣的資源化利用，以保證冶金渣處理質量[3]。比如，水泥生產要充分利用冶金渣，相關企業可以采用自磨磁選技術來處理和回收冶金渣，以免造成不必要的廢鋼消耗。這樣可以提升冶金固廢結構的穩定性，達到最佳的處理效果。

2.3 粉煤灰的處理

煤燃燒后，人們可以利用煙塵捕集器捕集煙霧中的粉煤灰。未來需要捕集煙氣中的粉煤灰，減小粉煤灰空隙，粉煤灰粒度細小，正好滿足建筑材料的實際生產需求。目前，很多企業以煤為燃料，因此相關部門要釆用科學的方式全面收集和處理粉煤塵，這樣不僅可以降低環境污染，還能為建筑材料行業提供價廉物美的原材料，促進社會經濟穩定發展。

3 冶金固廢資源化利用技術應用措施

未來，相關部門要采用科學的管理方式，通過技術對比，最終選出質量高、技術先進的冶金固廢資源化利用技術，并制定科學的回收方案，以提升資源利用率。

3.1 冶金泥鋅的回收處理措施

相關部門應對冶金泥實施全面的回收處理，利用科學的方法提取金屬資源，挖掘資源化利用價值。由于冶金泥種類較多，因此人們應根據具體情況，釆用不同的技術處理冶金固廢。

3.2 冶金泥中碳與鐵的處理措施

冶金泥處理期間一定要注意碳與鐵元素的回收，以進一步提升工作質量。首先，可以釆用浮選技術來回收冶金泥中的碳，使其發揮資源化利用價值。其次，可以利用重選與磁選等技術回收冶金泥中的鐵，也可以釆用反浮選技術回收鐵。最后，人們可以綜合運用多種回收技術，利用聯合工藝，有效回收冶金泥資源。

4 結論

隨著社會經濟的不斷發展，我國冶金固廢資源的綜合利用率會持續增長。冶金企業要運用先進的回收技術，科學規劃冶金固廢的回收利用方式，創新回收工藝，建立和完善固廢資源管控制度，設立標準化的管理體系，最大限度地滿足社會發展需求。同時，冶金企業必須制定科學的冶金廢渣處理方案，利用先進的技術和管理模式進行回收處理，充分發揮各種回收技術的作用。長此以往，冶金固廢數量會不斷減少，固廢資源的綜合利用率持續提高，從而實現冶金渣的綠色循環利用，促進社會實現健康、穩定、和諧發展。