冶金固废资源化利用现状及发展分析

529 编辑：中冶有色技术网来源：蔡增新

2024-03-05 15:35:07

[摘要]冶金行业是我国工业部门中重要行业之一，同时也是高污染行业，在生产过程中会产生大量的废物、废气和废水，其中固体废物（全文简称固废）是冶金行业主要污染物。传统思想认为，固废就是完全是废物，无法进行再利用。伴随着科技的发展，固废资源化利用已经不是一个新鲜事物，欧美很多国家冶金固废的资源化利用都有很高的水平，甚至达到了无害化利用的水平。但我国冶金固废的资源化利用水平还比较低，有待于进一步的改进和提高。

[关键词]冶金行业,固废资源,发展

中图分类号：X756 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）44-0140-01

冶金固废处置一直是全球环境保护的重点和难点，其显著特征是含有价格较高的冶金，比如铜、铅、锌、锡、镍等，然而这些冶金类危险固废一旦直接进入环境，将严重危害资源环境和人体健康。

1 我国冶金固废资源化利用

1.1 冶金废渣

我国现阶段，将有效金属元素的回收类型，分为两种：一是金属类元素，这类元素，可以通过再次冶炼，比如火法冶炼或者湿法冶炼等技术。二是非金属元素，这类元素可以采用阶梯利用法。有效元素的回收再利用原则是，无害化、减量化。

1）选冶法有效元素回收

在进行有效元素回收处理时，需要根据矿石物理表面所附着的不同化学成分等，进行再次选矿，然后进行选冶流程。也可以通过新型药剂，比如浓缩脱液等，从粗精矿中直接选择出精矿。这么做的目的，是为了提高尾矿回收率，从而进一步增加经济收益，避免矿山开采和利用率低而造成恶性循环，有色金属冶炼能够良性循环，可持续发展

2）湿法冶金有效元素回收

湿法冶金，是目前我国使用最为广泛，回收利用率也相对较高的方法。湿法冶金可以通过酸、碱、微生物水溶液浸出方法提取所属金属元素，然后利用电解水溶液进行金属元素回收。湿法冶金被广泛运用的另一个优点在于，对冶金环境要求不高，生产出来的有毒气体很少，基本可以忽略不计，完全可以达到相关标准，因此，湿法冶金也常常作用于复杂废渣冶金或尾矿再开发。

3）火法冶金有效元素回收

火法冶金，是一种技术相对老旧的办法，在以前经常被使用，但是由于其耗能高、污染大的特点，与当今节能环保的初衷不符合，正在渐渐退出金属冶炼的历史舞台。虽然火法冶金的耗能和污染都很高，但是如果与湿法冶金配合使用，还是有一定的经济价值，值得研究探讨的。比如在对火法冶金中烟气的利用上，优先考虑将烟气的余热回收利用于生产工艺过程本身。这么做，既可以将烟气中所产生的热量再利用，直接减少燃烧材料的使用量。另外，冶金过程中WpTu3loezLPJkP2A2DuxQwqDDUAu/kUfd6gXE2/YlU=所产生的高温热量，也可以进行水蒸气发电利用。

1.2 冶金尘泥

1）转炉粒化渣

转炉粒化渣为转炉Q5oxB+pcsr0J5rIsbnRBW+t1ANk7vStk2ICom7iTi0=炼钢过程中的副产品，铁品位及CaO含量相对较高，具有一定的回收利用价值。针对粒化渣的物化特性，经过长期的试验生产研究，结合柳钢实际，提出了一条可行的工艺生产流程，首先将钢渣经水处理颗粒化，磁选得到的产物经螺旋输送机收集后再转运至烧结中和一次料场，混匀后送至中和预配料，按1%～2%的配比作为部分烧结铁料和熔剂的替代品进行生产，对烧结工艺操作和烧结矿指标无负面影响。

2）转炉除尘灰

转炉除尘灰为转炉炼钢过程中产生的含铁废弃物，粒度很细，小于200目（孔径0.074mm）达到85%以上，铁品位为51%左右，若不回收处理，既污染环境，又浪费资源。针对转炉除尘灰粒度细、含铁品位高、温度高、CaO含量高、二次扬尘污染大等特性，柳钢开发了一条转炉除尘灰泥浆回收再利用技术工艺。首先将转炉除尘灰加水混合成污泥，通过管道将转炉除尘灰泥浆输送至输浆池中，池中4个搅拌泵对泥浆进行搅拌均匀，再利用中压输浆泵将泥浆输送至一次混合圆筒内，通过除尘灰泥浆防堵装置将转炉除尘灰泥浆均匀喷洒至烧结混合料中进行混匀，保证连续输送和烧结生产中的均衡使用，全部消化完转炉产生的除尘灰，同时保证了烧结矿的成分和烧结混合料水分的稳定。

3）轧钢污泥

轧钢污泥为轧钢过程中的副产品，铁品位可达70%以上，且杂质含量较低，具有很高的回收利用价值。针对其物化特性，将其在一次料场混匀后，可作为烧结优质铁料进行生产，经过烧结试验研究，轧钢污泥最佳配比范围为3%～8%。

1.3 烟气余热回收

充分利用CSF炉的炉口辐射热、烟尘的氧化和硫酸盐化放热，在CSF炉的上方设置直升烟道，直升烟道的高度要保证炉料中的Sn的硫化挥发完全，在直升烟道恰当的地方设置鼓风口，挥发出的SnS能够在合适的温度下反应生成SnO2，SnO2随即进入下降段，在一个较大的辐射空腔内，大部分以烟尘的形式回收。

余热锅炉的蒸汽压力设计为3.9MPa，饱和蒸汽，蒸汽通过管网送入余热电站。由于CSF炉存在放冰铜和炉渣等操作，所以在整个操作周期蒸汽是波动，为了延长发电设备的使用寿命，在设计过程中使用了螺杆发电机组和抽凝发电机组混合的形式。以抽凝发电机组负责基本负荷，螺杆发电机组负责整个系统的调峰负荷。

以CSF炉为技术核心的重金属危险固废，能够按照不同金属的属性，实现资源的分布式回收和能源的最大化利用。从经济效益上来看，由于重金属危险固废的特点，每年总收益近10億，具有广阔的应用前景。

2 冶金固废资源化利用技术发展情况

2.1 钢渣资源化利用技术发展

现在我国钢渣资源化利用程度已经达到了比较高的水平，技术上也是越来越先进，国内知名钢铁企业在钢渣资源利用上进行大量的技术研发工作，钢渣资源化利用技术也不断发展，出现了一些新的资源化利用技术，比如说武钢的热泼技术，京唐钢的热闷技术等，但是这些技术都是发达国家已经应用过的。而宝钢的盘泼和滚筒技术，济钢的水淬技术、沙钢的粒化轮技术等，这些技术在国内处于领先地位，在国际上也是比较先进的技术。虽然我们提取了伴生矿渣中的有效元素，但是不能对剩下的无用废渣进行简单的丢弃处理，仍然需要进行回收再利用用步骤。比如在对废渣进行无公害处理后，可以将其用于矿井的填充物使用，有效的减少了对黄沙等自然资源的需求。也可以经过精细化碾压后，与水泥进行混合，作为水泥的活性材料来使用。有色金属的废矿渣中，经常包含二氧化硅、一氧化钙等元素，这些物质和我们生活中常见的玻璃制品材料基本相同，所呈现出来的应力情况也基本一致，所以，可以将这些废矿渣应用的这些玻璃的制造中去。其实废矿渣还有很多的用途，比如制造墙体材料，或者制作添加剂等等。

2.2 冶金尘泥资源化利用

多钢铁企业已经应用了联合回收工艺，也就是将两种或两种以上的单一回收工艺进行集成，形成一种综合化的回收工艺系统。比如说弱磁选工艺与强磁选工艺结合，回收冶金尘泥当中废钢、铁等，粗磨→弱磁→强磁→反浮工艺可以实现多元化的多种资源的综合性回收利用。从这些综合性资源回收利用资源技术来看，回收利用的效果还是很不错的，冶金尘泥的资源回收利用率可以达到60%，甚至可以达到更高。

总之，我国冶金固废产量比较多，对环境造成了巨大的破坏和污染，而现在冶金固废的资源化利用率并不高，冶金企业应该加大这一方面的科研投入，在提高固废资源利用水平的基础上，减少企业生产对资源的破坏和影响，提高企业的综合经济效益。

参考文献

[1] 赵健美，王增报，王学智.冶金固废资源综合利用现状及改进[J].天津冶金，2016，S1：74-77.

[2] 施虎虎，陆洋，杨华.冶金固废资源化利用现状及发展分析[J].化工设计通讯，2017，02：166-167.

声明：

“冶金固废资源化利用现状及发展分析” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。

我是此专利(论文)的发明人(作者)