莱钢固体废弃物综合利用现状与对策
摘要：介绍了莱钢固体废弃物的综合利用现状，针对存在的利用途径不合理、钢渣深加工能力不足、废弃耐火材料未实现资源化等问题，探讨了莱钢固体废弃物资源进一步综合利用的对策，如建立多个具有一定规模的循环型、生态型综合利用基地，完善循环经济产业链，推进循环经济技术进步和废旧油的回收利用等。
1 前言
目前，全球性资源短缺已严重制约着经济与社会的可持续发展，对废弃物进行资源化再生，实现废弃物的循环利用日益受到人们的关注和重视。钢铁企业在生产过程中，要产生一定数量的固体废弃物。根据生产流程的不同，每生产1 t 钢，就要产生大约300～500 kg 的固体废弃物，其中，高炉渣约占钢产量的30%、转炉渣约占12%～15%、尘泥约4%、氧化铁皮约1.5%。在落实科学发展观，大力发展循环经济的今天，各冶金企业都在加大固体废弃物资源化的进程，积极探索固体废弃物资源化的途径和方法。
2 莱钢固体废弃物综合利用现状
2.1 莱钢固体废弃物产生处置情况
莱钢目前具有年产1 000 万t 钢的能力。“十五”以来，随着生产规模的不断扩大和发展，废弃物的排放品种和数量也相应增多，近年来已达到500万t/a。按照冶金工业废弃物特点，莱钢固体废弃物分含铁类和非含铁类。含铁类固体废弃物主要有钢渣、含铁除尘灰（泥）、氧化铁皮、脱硫渣等，非含铁固体废弃物主要有高炉矿渣（水渣）、高炉干渣、焦油渣和酸焦油、焦炉除尘灰、废弃耐火材料、焦炉煤气脱硫硫磺、工业垃圾（含建筑垃圾）等。多年来，莱钢在废弃物综合治理方面走着一条以废养废、自我完善、良性循环的可持续发展道路，按照循环经济的理念，以“减量化、再利用、再循环”的原则探索着一
种“资源—产品—再生资源—再生产品”的循环经济模式。根据统计，2007 年莱钢固体废弃物产生量为480 万t（不含废旧耐材、工业垃圾、脱硫石膏等），其中水渣275万t、转炉钢渣105万t、电炉钢渣11万t、除尘灰72 万t，综合利用率达到98.3%；高炉渣、除尘灰（泥）综合利用率达到100%。含铁固体废弃物资源莱钢内部闭路利用率达到52.6%。
2.2 莱钢固体废弃物综合利用现状
2.2.1 钢渣的综合利用
钢渣是炼钢过程中排出的废渣，莱钢主要有转炉渣和电炉渣。钢渣综合利用包括钢渣处理和钢渣利用两个环节，其中钢渣处理技术主要有冷弃法、闷罐法、风淬粒化法、水淬法、滚筒法、热泼法等。钢渣的利用方式可分为无害化处理和综合利用。国内外钢渣的主要用途一是用作冶金原料，主要用作烧结溶剂、高炉或化铁炉溶剂和回收废钢铁；二是用于建筑材料，用来生产水泥、水泥掺和料、钢渣砖等；三是应用于环境工程、农业、医学等。
根据转炉钢渣、喷溅渣、脱硫渣等成分和性能的不同，莱钢在钢渣处理阶段采取热泼、机械破碎磁选和湿式球磨工艺进行处理。热泼处理工艺就是在钢渣进入破碎磁选处理生产线之前，先对热渣进行粉化，然后进入破碎磁选处理生产线，经过2 破5 选处理工艺，得到30～300 mm 的渣钢和＜30 mm用于球磨磁选生产线的球磨料以及尾渣。其中渣钢约占钢渣量的1.5%，球磨料约占13%，尾渣约占85.5%。渣钢产品需再采用干涮筒自磨工艺，剔除钢渣，产生的大块粒钢返炼钢厂、特钢厂循环利用；球磨料产品需再采用湿法球磨工艺进入湿法球磨磁选生产线进行水洗球磨加工，产生的粒钢和钢精粉返钢厂循环利用，球磨生产线产生的尾渣（含铁素3%以下）产品，可直接销往水泥厂；磁选生产线产生的尾渣（含铁素18%以下）目前部分销售水泥厂。以后随工艺的改造，生产出来的含铁素较低的尾渣产品产量将增加，可扩大水泥厂用量和用于建材生产或生产钢渣微粉。
2.2.2 高炉水渣的综合利用
高炉水渣是冶炼生铁时产生的废渣，也是冶金行业产生数量最多的一种废渣，主要用于水泥混合材料、混凝土掺和料、砌块、道路、地基加固材料，还可用于生产硅肥、微晶玻璃、提取Ti 等有价组分。
莱钢主要利用水淬和图拉法工艺处理高炉渣，形成水渣产品，长期用于水泥生产。近年来，水渣又是生产微粉的主要原料。2007年，莱钢2×100万t矿渣微粉生产线投产，加上先前投产的30 万t 微粉生产线，高炉水渣基本全部利用生产微粉，只有极少部分水渣产品外销。
2.2.3 除尘灰（泥）的综合利用
含铁尘（泥）是品种最多、成分最复杂的一类废弃物，主要产生于烧结、炼铁、炼钢和轧钢等工艺，其产生量随原料条件、工艺流程、设备配置、管理水平的差异而不同。在传统的高炉－转炉生产工艺中，一般为钢产量的8%～12%。含铁尘泥在国内的用途一般是返回烧结或炼铁，有的可用作转炉炼钢的冷却剂。莱钢生产过程产生的除尘灰（泥）包括焦化、烧结、高炉、转炉、电炉除尘灰和脱硫石膏等。
1）焦化除尘灰。煤尘或焦尘主要产生于炼焦煤和焦炭的输送、破碎、筛分过程中，经除尘器收集后，可直接回用作焦化生产原料或送烧结配料。2007 年回收利用焦化除尘灰1.5 万t，利用率100%。除此之外，焦化生产过程中还产生一定数量的焦油渣、酸焦油和生化污泥，每年约0.6 万t，回收后用于配煤，利用率100%。
2）原料场和烧结除尘灰。2007 年原料场除尘系统年回收含铁除尘灰5.5 万t，回收的粉尘均返回原料场配料使用。烧结产生除尘灰20.3 万t、球团产生除尘灰4.1 万t，经回收后，返回烧结和球团生产。共计回收并利用22.9 万t，利用率100%。
3）炼铁除尘灰。炼铁过程中经重力除尘和电除尘捕集的含铁粉尘，其成分主要含TFe（50.61%）、SiO（2 4.12%）、Al2O（3 0.124%）、S（0.182%）、P（0.059%）等。目前未经处理全部返回烧结配料使用。
4）瓦斯灰。高炉炼铁过程中随高炉煤气一起排出的烟尘，经干法除尘收集之后统称为瓦斯灰，呈灰色粉末状。由于高炉炼铁过程中使用的铁矿石、焦炭、石灰石、白云石以及萤石等原料经过高炉内部炉膛不同温度区域十分复杂的氧化－还原等物理化学变化，其排放出来的烟尘中含有多种元素自由态和结合态的复合物。瓦斯灰干燥、易流动，堆放、运输污染严重。其主要化学成分以Fe（46%）、C（20%）为主，并含FeO（6%）、SiO2（3.72%）、Al2O3（1.97%）、MgO 及少量的Zn 等。莱钢目前瓦斯灰未经处理全部返烧结利用。
5）炼钢污泥和干法除尘灰。转炉污泥是转炉吹炼过程中产生的烟气经湿法除尘所得；除尘灰是转炉吹炼过程中产生的烟气经干法除尘所得。其成分主要含Fe、FeO、Fe2O3和CaO，并含少量Si、Mn、Mg 氧化物。目前，莱钢全部返烧结配料使用。
2.2.4 氧化铁皮（铁红）的综合利用
氧化铁皮是轧钢过程中产生的含铁量较高的一种资源，可用来生产粉末冶金铁粉。国内还原铁粉中的90%以上是以铁磷为原料生产的，铁磷经过清洗、分选去除杂质后可用来生产高附加值的磁性材料。冷轧酸洗氧化铁红是一种重要的工业原料，主要成分是Fe2O3，最低含量达96.78%，广泛用于建材、陶瓷、涂料、油漆等领域的生产，经提纯后，Fe2O3含量达到98%以上，可用于磁性材料的生产。
莱钢目前年产16 万t 氧化铁皮，5.5 万t 应用于粉末冶金生产还原铁粉和雾化铁粉，特钢轧线氧化铁皮1 万t 左右外销地方企业，其余全部返烧结配料使用。冷轧生产线产生的酸洗氧化铁红全部外销，随着生产规模的扩大和宽厚板生产线的投产，将有更多的酸洗氧化铁红产生。
2.2.5 其他
2007年莱钢石灰生产中产生粉尘0.1万t，全部返回烧结配料用；产生工业垃圾6.7 万t，主要有废耐火砖3.6万t、污泥1.5万t、焦化废渣0.6万t，其他为建筑废弃物，运至工业垃圾场分类堆放。经分捡，橡胶、金属、耐火砖等被分类回收，污泥及渣土回填。2007年莱钢回收利用工业垃圾1.7万t，利用率25.4%。
3 存在的问题
根据莱钢固体废弃物现状分析，莱钢对固体废弃物的治理和再利用取得了一定的成绩。然而，莱钢旧有工艺装备比例较大，环保治理和综合利用的历史欠帐多，在生产消耗减量化和排废减量化以及废弃物资源化方面仍存在几方面不足：
1）个别固体废弃物的利用途径不尽合理，没有实现资源利用的高效化、最佳化。如烧结工序消纳除尘灰负担过重（50 kg/t），远高于行业平均水平。由于除尘灰粒度细、品位低，影响产品质量和生产顺行。实施烧结厂三电场除尘灰开路利用后，情况有所好转，但尚未从根本上解决问题。再者，除尘灰长期闭路循环利用，造成碱金属离子富集，影响烧结生产和高炉稳定，腐蚀煤气管道，堵塞管道等。又如，优质氧化铁皮返烧结利用，没有提升其附加值；再如，冷轧酸洗氧化铁红是一种重要的工业原料，没有提纯加工提高附加值而低价销售，导致经济效益流失。高炉干法除尘灰没有经过提锌、提碳等处理，而简单地返烧结，没有实现资源的高效利用。
2）钢渣深加工能力不足，钢渣资源的经济效益没有得到完全实现。钢渣处理采用“水泼分化—粗破磁选—球磨磁选”工艺，现有深加工能力不足。除部分球磨料用于生产精粉外，钢渣尾渣（含铁20%）全部外销地方企业处理，占钢渣总量的70%，造成含铁资源流失。
3）废弃耐火材料未实现资源化。莱钢消耗的耐火材料除极少量废弃耐火材料重新利用外，由于现有技术条件限制，绝大部分未能实现再循环和资源化，对周边环境造成污染。
4）固体废弃物的基础管理工作需进一步加强。固体废弃物的分类、堆放、处理、利用还缺乏更加细化的管理，易造成不同种类、不同品种的废弃物混杂，直接影响固体废弃物的加工和再生利用效果。随着钢产量快速增长，相应固体废弃物产生量增多，给企业生产、管理、环保治理带来更大的困难。从源头抓起，减量化工作仍有潜力。
4 固体废弃物进一步综合利用的对策
对废弃物进行综合利用研究，可以为实现废弃物利用效益最大化提供强有力的理论和技术支持。首先要用生态理论工业化的理念，按照管理资源的模式管理废弃物，从设计开始，在生产组织及管理等方面对废弃物进行资源化管理。因此，莱钢在今后固体废弃物综合利用产业链的发展定位上，就是以钢铁主业为依托，以市场为导向，在努力提高返生产线循环利用的基础上，发挥资源优势，大力拓展非钢产业利用废弃物资源的外循环利用途径，大力开发综合利用产品，实现莱钢废渣、灰（泥）等固体废弃物和副产品工业化，形成冶金辅料、磁性材料、耐火材料、建筑材料等冶金固体废弃物综合利用支柱产业。
4.1 完善循环经济产业链
在加快综合利用项目建设的基础上，建立若干个具有一定规模的循环型、生态型综合利用基地。以莱钢鲁碧建材公司为核心，建立非含铁固体废弃物综合利用基地，消纳处理和资源化高炉矿渣、钢渣尾渣、石灰石尾矿、脱硫石膏、粉煤灰及低铁除尘灰，实现固废高效利用；以莱钢烧结厂为核心，建立含铁固体废弃物消纳利用基地，集中消纳、利用除尘灰、低品质氧化铁皮、钢精粉等含铁资源；以莱钢泰东实业公司为核心，建立渣处理生产基地，处理钢渣、铁渣、大块氧化铁皮、废弃耐火材料、工业垃圾、建筑垃圾、冷轧酸洗氧化铁红，实现固体废弃物的资源化。以上三大基地以资源利用效率为核心，优化资源利用方式，完善循环经济产业链。
4.2 推进循环经济技术进步
1）实现高炉除尘灰高效利用。通过建设20 万t转底炉，实施焦化干熄焦除尘灰用于高炉喷煤、烧结机头除尘灰选别处理、烧结工序除尘灰造球生产线、高炉除尘灰高效分离利用、炼钢除尘灰压球利用、特钢冷压球生产线综合利用改造、焦化废渣配型煤炼焦等技术改造项目，实现除尘灰高效利用，减轻烧结生产消纳利用除尘灰的压力，稳定生产。
2）钢渣高效利用。通过建设热态钢渣热闷分离粉化生产线、钢渣高效回收利用技术改造、建设30 万t钢渣微粉生产线等措施，提高钢渣产品附加值，实现钢渣高效利用。3）建设2 万t 冷轧酸洗氧化铁红深加工生产线，提纯氧化铁红，使Fe2O3 含量达到98%以上，生产磁性材料，提高氧化铁红附加值。4）提高粉末冶金生产规模，扩建3 万t/a 还原铁粉生产线，将返烧结的部分氧化铁皮用于还原铁粉生产，提高资源利用效率。
4.3 废弃耐火材料资源化
通过对废弃滑板材料修复再利用，废弃镁铬砖、镁碳砖、铁水沟料、高铝砖等回收分选破碎再利用等措施，逐步实现废弃耐火材料资源化。
4.4 推进修旧利废和废旧油的开发
废旧设备零部件的修复和梯次利用、再利用，是降低生产成本的重要措施，应作为下一步发展循环经济的一个主攻方向。莱钢每年产生上千吨废旧油，应研究引进废旧油处理设备，提高废旧油的利用价值。
使用微信“扫一扫”功能添加“谷腾环保网”
