浅谈冶金固废资源化利用现状及发展

1066 编辑：中冶有色技术网来源：李卫东

2024-03-12 10:37:29

[摘要]采用科学的冶金固废资源化方法,可以有效地提高资源利用效率,是走出冶金固废困境的有效途径。本文对冶金废渣的资源综合利用的现状以及发展进行探讨,旨在推动冶金固废向资源化方向发展。

[关键词]冶金固废,资源化利用,现状,发展

中图分类号：TH137 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）36-0268-01

引言

资源、环境、能源和人口的协调发展是当今世界的重大社会问题,资源短缺和环境污染严重阻碍我国经济的发展。随着新环保法的全面實施,特别是十三五提出的绿色发展新理念,将冶金固废处理提到了一个新的高度。因此,非常有必要針对冶金固废的综合利用开展研究与应用工作。

1 冶金固废的概述

冶金固废是指冶金工业生产过程中产生的各种固体废弃物。主要指炼铁炉中产生的高炉渣、钢渣,有色金属冶炼产生的各种有色金属渣,如铜渣、铅渣、锌渣、镍渣等以及从铝土矿提炼氧化铝排出的赤泥。国际上早在本世纪40年代就认识到解决冶金污染渣害的重要性,经过不懈努力,钢渣在70年代也达到了产用平衡,主要用于制造各种建筑或工业用材。但是我国冶金污染物利用起步较晚,目前高炉渣利用率在70-85%,钢渣利用率仅25%左右。

2 冶金固废资源化的利用现状

2.1 冶金废渣

我国处理冶金废渣的过程一共有三个阶段,第一个阶段直接将废渣掩埋、丢弃,第二个阶段过渡到粗放型的治理方式,对废渣进行初步的回收利用,第三个阶段才优化为整体回收、大力开发、综合利用的处理方式。目前,冶金废渣的综合利用率在不断攀升,其在建材行业和建筑行业被大量应用。冶金废渣中最主要的成分就是钢渣,我国十二五期间钢铁与钢铁渣产量具体参见表1,如此多的钢铁渣如果不能通过资源化综合利用,势必会造成严重的环境污染,甚至会造成生态灾难。现阶段对钢渣进行回收、开发和利用的方式有三个：钢渣磁选除铁、钢渣返烧结和制造钢渣水泥。

2.1.1 钢渣磁选除铁

钢渣中主要有粒铁产物以及含铁量较高的矿物,因含铁矿物多具有强磁性,可以直接用除铁器以及永磁滚筒选出,弱磁性钢渣选铁主要是采用湿式磁选作业,湿选的工艺流程就是磨选流程：首先将钢渣破碎成为较细的粒度入磨,将粗磨后的产物利用磁场稍弱的弱磁场磁选机进行初选,将不含粒铁及含铁量相对较低的物料排出,再将粗选物料放入磨机,进行细磨作业,细磨产物由磁场更弱的磁选装备进一步磁选。

2.1.2 钢渣返烧结

钢渣中含有丰富的钙、铁、镁、锰、非金属氧化物和少量的铁酸钙,这些物质对烧结矿在高炉中反应可以有效起到延缓碳酸盐分解过程的作用,增加成品强度,减少使用燃料的作用。可见,把钢渣和烧结矿一起放入高炉中重新烧结,不仅重新利用了钢渣,节省了材料以及燃料,还提高了成品的性能,有效降低了成品的能耗比。

2.1.3 钢渣水泥

钢渣水泥是以钢渣为主要成分,加入一定量的矿渣、粉煤灰、沸石等掺和料、石膏或者不超过总重量20%的硅酸盐水泥熟料,再经磨细形成的水硬性胶凝材料。目前,我国的工厂普遍通过汽车运输把含水钢渣运到水泥厂进行烘干,当然也有一些工厂直接在钢渣产地通过高炉煤气烘干再运到水泥厂投入使用。

2.2 冶金尘泥

2.2.1 高炉尘泥

高炉尘泥是高炉冶炼过程中随高炉烟气带出的原料粉尘13b8af3713a05194885ab928db34b7773aea37e039e8d68c502b0f5632971bc7、燃料粉尘经过除尘而得到的产物,其中含有丰富的锌元素、铁元素和碳元素。除尘器的捕集方式包括干式捕集和湿式捕集：干式捕集到的称为高炉瓦斯灰,主要是粉状物质,湿式捕集到的称为高炉瓦斯泥,主要是泥浆状态的尘泥。目前,我国的工厂一般会通过弱磁铁选技术对尘泥中的铁精矿进行回收,通过水里分离技术对尘泥中的锌产品和富碳尾泥进行回收,通过浮选技术对尘泥中的碳精矿进行回收。

2.2.2 炼钢尘泥

炼钢尘泥是在冶金转炉中冶炼铁水时,由于环境温度极高,高炉里熔点低的金属杂质发生气化,导致铁水沸腾并溅起,在空气中形成大量细微的金属液体,当铁水出炉时,由于炉内热空气与炉外的冷空气相遇,空气迅速冷却而形成金属粉尘。金属粉尘作为炼钢尘泥的主要成分,含有丰富的钙、铁及其氧化物。目前我国工厂对于炼钢尘泥的处理方法主要有三种：第一种,将炼钢尘泥、干粉、烧结返矿等物质按比例混合,作为烧结原料使用,第二种,把炼钢尘泥作为生石灰的替代品,由于其中丰富的钙元素,可以让炼钢成渣速度更快、效果更好,第三种,把炼钢尘泥中的铁元素制备成金属化球团后,重返回转窖进行还原焙烧。

3 冶金固废资源化的发展分析

3.1 钢渣资源化利用技术发展

目前,我国借鉴发达国家应用过的技术,比如热泼技术,热闷技术等都取得了很大的进步,并且国内许多知名钢铁企业在钢渣资源利用上进行了大量的技术研究,研发出盘泼和滚筒技术、水淬技术、粒化轮技术等,总之随着钢渣资源化利用技术的发展,钢渣资源化利用率也在不断提高。但是从整体来看,钢渣的利用率依然是比较低的,其中许多丰富的矿物质无法真正的被利用起来。国外的钢铁企业在技术研发方面主要从两方面开展,一方面是大力提高炼钢技术水平,另一方面应用综合化的资源化利用系统,对钢渣中的矿物质进行分类回收,取得了不错的经济效益。所以,国内的钢铁企业应该加强与国外知名企业的技术交流,明确研发方向,不断提高钢渣的资源综合化利用水平。

3.2 冶金尘泥资源化利用发展

我国在对冶金尘泥进行资源化回收利用时主要是采用单一回收工艺,而国外许多钢铁企业已经开始应用联合回收工艺,集成两种或两种以上的单一回收工艺,形成综合化的回收工艺系统。比如将弱磁选工艺与强磁选工艺进行集成,回收冶金尘泥当中废钢、铁等。这种综合性资源回收利用技术的效果十分显著,冶金尘泥的资源回收利用率可以达到60%,甚至更高。由于我国的冶金企业在这方面的技术发展还比较落后,在今后的技术研发过程中,应该从现在单一化的利用技术,逐渐过渡到综合性利用技术,以提高冶金尘泥的资源化利用水平。

结束语

由于我国冶金固废产量比较多,并且冶金固废的资源化利用率还不是很高,对生态环境造成了巨大的破坏和污染。冶金企业应该加大冶金固废资源化利用的科研投入,提高资源利用率,创新生产工艺,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

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[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.

[3] 徐景炎,杨文静,王荣.冶金固废资源化利用技术现状及发展建议[J].山西冶金,2017,02：39-40+64.

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