淺談鋼鐵企業(yè)固廢綜合利用

姚麗艷 馮梅

摘 要：隨著我國(guó)對(duì)于能源需求的不斷增加，鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)壓力日益加大，在過(guò)程中也產(chǎn)生大量固體廢棄物，這些固體廢棄物具備一定的回收利用價(jià)值。本文首先以SM鋼鐵公司為例，對(duì)其鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的固體廢棄物簡(jiǎn)要情況加以介紹，進(jìn)而探討鋼鐵公司固體廢棄物綜合利用的有效方法。

關(guān)鍵詞：鋼鐵企業(yè)；固體廢棄物；回收利用

前言：鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)會(huì)產(chǎn)生大量固體廢棄物，而這些固體廢棄物會(huì)占用較多土地資源，會(huì)造成較為嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題，針對(duì)這種問(wèn)題，鋼鐵企業(yè)應(yīng)對(duì)于固體廢棄物具體情況加以全面了解，對(duì)其特點(diǎn)進(jìn)行歸納與總結(jié)，并就鋼鐵企業(yè)固體廢棄物的綜合利用方法加以探討。

1.鋼鐵企業(yè)的固廢簡(jiǎn)要概況

以SM鋼鐵企業(yè)為例，該鋼鐵公司每年生產(chǎn)的粗鋼規(guī)模約為900萬(wàn)噸，對(duì)該鋼鐵公司鋼鐵各工序及各環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的固體廢棄物進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)計(jì)算，可以確定其固體廢棄物規(guī)模約為608萬(wàn)噸，這些固體廢棄物的類(lèi)型包括含鐵類(lèi)固體廢棄物、含碳類(lèi)固體廢棄物及其他類(lèi)固體廢棄物。

（1）含鐵類(lèi)固體廢棄物

對(duì)該公司所產(chǎn)生的含鐵類(lèi)固體廢棄物類(lèi)型可按照鋼鐵生產(chǎn)的具體工序進(jìn)行類(lèi)型劃分，在鐵前與煉鐵環(huán)節(jié)，會(huì)產(chǎn)生旋風(fēng)灰、料倉(cāng)環(huán)境灰、秘魯尾礦；在煉鋼環(huán)節(jié)，會(huì)產(chǎn)生尾渣、一次灰及二次灰、小粒鋼渣等；在熱軋環(huán)節(jié)，會(huì)產(chǎn)生砂輪泥、氧化鐵皮等廢棄物；在冷軋環(huán)節(jié)，會(huì)產(chǎn)生酸再生泥餅、含油污泥、水處理站泥餅等；在供料環(huán)節(jié)，會(huì)產(chǎn)生料場(chǎng)的環(huán)境灰。該鋼鐵公司生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的含鐵類(lèi)固體廢棄物類(lèi)型共計(jì)26種，規(guī)模為253萬(wàn)噸，每噸及固體廢棄物的鋼產(chǎn)量為280公斤。含鐵類(lèi)固體廢棄物主要成分包括鐵元素及錳元素等，具備可利用價(jià)值。

（2）含碳類(lèi)固體廢棄物

這種固體廢棄物的產(chǎn)生，涵蓋鋼鐵公司生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，其廢棄物類(lèi)型包括篩下焦末、焦化環(huán)境灰、生化污泥與焦油渣。含碳類(lèi)固體廢棄物每年產(chǎn)生規(guī)模約55.5萬(wàn)噸，每噸材料所產(chǎn)生的鋼鐵材料約為65公斤。含碳類(lèi)固體廢棄物中包含的篩下焦末比例約為87.5%，這些篩下焦末可作為燒結(jié)燃料。含碳類(lèi)固體廢棄物中含有較高碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)，因此便于進(jìn)行回收與再利用。

（3）其他固體廢棄物

含鐵類(lèi)及含碳類(lèi)固體廢棄物以外的其他固體廢棄物類(lèi)型每年產(chǎn)量為300萬(wàn)噸，這些固體廢棄物類(lèi)型包括煉鐵過(guò)程中產(chǎn)生的脫硫灰、高爐渣；配套電廠生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的粉煤灰與爐渣材料、耐火磚及冷軋鋅渣，廢棄物中的絕大部分為高爐渣，而高爐渣的再利用，通常可將水淬高爐渣制成超細(xì)粉，用于生產(chǎn)建筑材料。

2.鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)中的固體廢棄物資源化再利用

現(xiàn)代生態(tài)工業(yè)鏈中，鋼鐵生產(chǎn)是其中極為重要的環(huán)節(jié)。鋼鐵行業(yè)是資源密集型行業(yè)，在生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的固體廢棄物可以作為鋼鐵生產(chǎn)的資源渠道。鋼鐵公司需充分結(jié)合自身技術(shù)特性，優(yōu)化固體廢棄物的回收與再利用。鋼鐵公司需對(duì)其固體廢棄物的內(nèi)部循環(huán)使用路徑加以明確，暫時(shí)無(wú)法用于回收再利用的固體廢棄物，可進(jìn)行工程堆存與資源外銷(xiāo)。

2.1鋼鐵流程內(nèi)部循環(huán)使用

鋼鐵公司需充分考量與固體廢棄物冶金性能、廢棄物產(chǎn)生量、具體冶煉生產(chǎn)工序相互匹配的相關(guān)因素，優(yōu)化設(shè)計(jì)主流層清潔生產(chǎn)內(nèi)循環(huán)路徑，針對(duì)不同廢棄物類(lèi)型，可進(jìn)行過(guò)程間體系設(shè)計(jì)[1]。

含鐵類(lèi)固體廢棄物具備較高的資源回收價(jià)值，廢棄物總量的52.9%可用于循環(huán)使用。具體的使用流程包括以下環(huán)節(jié)：

（1）鐵前與煉鐵環(huán)節(jié)

采用吸排車(chē)將SM鋼鐵公司鐵前及煉鐵環(huán)節(jié)的礦料場(chǎng)、球團(tuán)料場(chǎng)、高爐生產(chǎn)等各生產(chǎn)程序中所產(chǎn)生的除塵灰運(yùn)輸至礦料場(chǎng)，與礦料相互混合均勻加以利用。采用管道對(duì)鋼鐵公司的燒結(jié)廠內(nèi)部產(chǎn)生的除塵灰加以輸送，將除塵灰與燒結(jié)灰倉(cāng)相互搭配并加以利用，將球團(tuán)環(huán)境灰納入球團(tuán)灰倉(cāng)自循環(huán)體系并加以利用。在這一過(guò)程中，對(duì)于廢棄物進(jìn)行處理的難點(diǎn)在于粉塵灰的耗用。鐵前與煉鐵環(huán)節(jié)中所產(chǎn)生的粉塵灰產(chǎn)出量極高，應(yīng)在這一環(huán)節(jié)增設(shè)小倉(cāng)，將生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的固體廢棄物納入鋼鐵聲場(chǎng)流程并加以利用。

（2）煉鋼環(huán)節(jié)

該環(huán)節(jié)的煉鋼生產(chǎn)，可在冷固球團(tuán)造球之后，將煉鋼時(shí)產(chǎn)生的一次灰加以利用，在混勻礦或煉鋼環(huán)節(jié)，將煉鋼過(guò)程中所產(chǎn)生的氧化鐵皮、脫硫渣等固體廢棄物進(jìn)行回收與利用，將煉鋼環(huán)節(jié)產(chǎn)生的渣鋼與鑄余鋼作為固廢進(jìn)行回收與利用，在混勻礦環(huán)節(jié)，對(duì)煉鋼環(huán)節(jié)產(chǎn)生的小粒鋼渣加以利用。

（3）軋鋼環(huán)節(jié)

該工序環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的熱軋氧化鐵皮等固體廢料，運(yùn)輸至礦料場(chǎng)，配入混勻礦，進(jìn)行燒結(jié)磚生產(chǎn)。軋鋼環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的熱軋油泥進(jìn)行干燥處理，所產(chǎn)生的鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%～60%，且具備較細(xì)粒度，可以用于球團(tuán)造球。冷軋工序中所產(chǎn)生的酸再生泥餅可直接進(jìn)行球團(tuán)造球。SM鋼鐵公司生產(chǎn)環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的含碳類(lèi)固體廢棄物基本上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)整體上的內(nèi)部循環(huán)與回收利用。軋鋼環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的篩下焦末可以用于燒結(jié)生產(chǎn)，所產(chǎn)生的焦化環(huán)境灰、焦化生化池的焦油渣及生化污泥可與型煤進(jìn)行混用，保證固體廢棄物回收利用的無(wú)害化。

2.2工程堆存與外銷(xiāo)環(huán)節(jié)

針對(duì)現(xiàn)階段鋼鐵公司生產(chǎn)環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的不具備回收利用或無(wú)法自行處理的固體廢棄物，需進(jìn)行工程堆存與外銷(xiāo)處理。SM鋼鐵公司生產(chǎn)與經(jīng)營(yíng)過(guò)程中，每年所產(chǎn)生的煉鋼渣悶渣進(jìn)行渣鋼提取，產(chǎn)生大量尾渣，需要進(jìn)行工程堆存處理。高爐渣、冷軋氧化鐵粉等其它類(lèi)固體廢棄物可采用外銷(xiāo)方式進(jìn)行處理。

2.3固體廢棄物處理問(wèn)題

鋼鐵公司生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的固體廢棄物中，可能含有一定的有害元素或污染元素，需采取更加有效的處理方法削弱其中危害。（1）除塵灰廢棄物中可能含有鈉元素、鉛元素、鋅元素及鉀元素等有害物質(zhì)，對(duì)于除塵灰進(jìn)行處理的過(guò)程中，有可能由于高爐煉鋼的循環(huán)富集環(huán)節(jié)而受到較大影響。除塵灰循環(huán)利用過(guò)程中，鋅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)2.0%的情況下，會(huì)導(dǎo)致高爐的鋅負(fù)荷加大，影響高爐生產(chǎn)的穩(wěn)定性與安全性，為此可采用轉(zhuǎn)底爐生產(chǎn)以實(shí)現(xiàn)對(duì)于鋅負(fù)荷的有效處理。

（2）固體廢棄物的危險(xiǎn)系數(shù)較高的情況下，對(duì)于這種固體廢棄物的處理，需要消耗較大成本，而SM鋼鐵公司在實(shí)際的處理過(guò)程中，對(duì)于危險(xiǎn)系數(shù)較高的固體廢棄物處理技術(shù)應(yīng)用尚未成熟，出于減少成本支出的考量，需結(jié)合危險(xiǎn)廢棄物的產(chǎn)量特點(diǎn)進(jìn)行分析，以強(qiáng)化處理質(zhì)量。為此可在鋼鐵企業(yè)內(nèi)增設(shè)危險(xiǎn)廢棄物的處理加工中心，以保證處理的有效性[2]。

結(jié)語(yǔ)：鋼鐵行業(yè)是資源密集型產(chǎn)業(yè)，而在鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)強(qiáng)化對(duì)于固體廢棄物的類(lèi)型劃分與回收利用，為鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)加工提供資源補(bǔ)充，減少固體廢棄物所造成的環(huán)境污染問(wèn)題所造成的影響，減少資源消耗與浪費(fèi)，降低企業(yè)生產(chǎn)成本。

參考文獻(xiàn)：

[1]張壽榮，張衛(wèi)東.中國(guó)鋼鐵企業(yè)固體廢棄物資源化處理模式和發(fā)展方向[J].鋼鐵，2017，52（04）：1-6.

[2]司金鳳.中國(guó)鋼鐵企業(yè)固體廢棄物資源化處理模式及發(fā)展方向[J].化工管理，2017（21）：149+152.