鋼鐵塵泥資源化利用大有可為

鋼鐵工業(yè)是典型的能源、資源密集型工業(yè)。鋼鐵生產(chǎn)需要消耗大量的能源和資源，同時產(chǎn)生大量的工業(yè)固廢。如果不能妥善處理固廢，不僅給區(qū)域生態(tài)環(huán)境帶來巨大壓力，還將造成資源的巨大浪費。

近年來，我國推出了一系列產(chǎn)業(yè)政策，支持固廢資源循環(huán)利用產(chǎn)業(yè)發(fā)展；各地方也出臺相關(guān)政策，推動鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排，綠色轉(zhuǎn)型。一系列相關(guān)政策的發(fā)布和實施，為鋼鐵行業(yè)發(fā)展工業(yè)固廢資源綜合開發(fā)利用產(chǎn)業(yè)提供了政策支撐、技術(shù)方向、經(jīng)濟引導(dǎo)，明確了資源綜合利用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向，促進鋼鐵行業(yè)固廢資源綜合利用朝著專業(yè)化、規(guī)模化和高值化方向發(fā)展。

目前，鋼鐵冶煉流程已基本實現(xiàn)達標(biāo)生產(chǎn)。其中，廢水實現(xiàn)100%循環(huán)利用，廢氣達到國家超低排放標(biāo)準(zhǔn)，而鋼鐵塵泥等鋼鐵冶金固廢的綜合利用成為制約鋼鐵綠色循環(huán)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵課題。強化理念創(chuàng)新、加強科技研發(fā)、實行綠色改造、加強固廢管理等，可提高鋼鐵產(chǎn)業(yè)全流程的固廢綜合利用水平，推動鋼鐵產(chǎn)業(yè)鏈向零排放方向合理再延伸。因此，踐行“鋼鐵固廢不出廠”的理念，對鋼鐵行業(yè)綠色發(fā)展、固廢零增長以及節(jié)能減排等戰(zhàn)略目標(biāo)，具有十分強烈的現(xiàn)實意義，也是鋼鐵行業(yè)可持續(xù)綠色發(fā)展的內(nèi)在要求。本文詳細(xì)介紹了鋼鐵塵泥產(chǎn)生的原因、分類，以及資源化利用方法。

鋼鐵塵泥種類較多

鋼鐵工業(yè)固體廢物種類繁多，主要有高爐渣、鋼渣、含金屬塵泥、脫硫石膏、脫硫灰、鐵合金渣等。其中，產(chǎn)生量最大的固廢是冶煉渣，其次是塵泥。2019年，我國粗鋼產(chǎn)量約為9.96億噸，鋼鐵塵泥按粗鋼產(chǎn)量的10%測算，約為9960萬噸。

鋼鐵塵泥來源于鋼鐵的生產(chǎn)車間，一般是指在原料處理、燒結(jié)、球團、煉鐵、煉鋼等生產(chǎn)工序中利用除塵設(shè)施對高溫?zé)煔膺M行除塵后產(chǎn)生的廢棄物，以及后續(xù)加工環(huán)節(jié)、清洗過程等方面產(chǎn)生的廢棄物。按塵泥產(chǎn)生環(huán)節(jié)區(qū)分，塵泥主要有燒結(jié)原料在轉(zhuǎn)運、燒結(jié)過程中除塵器收集下來的塵泥（燒結(jié)塵、泥）、高爐煤氣凈化過程中收集的塵泥（高爐瓦斯灰、高爐瓦斯泥）、轉(zhuǎn)爐煉鋼煤氣除塵收集的塵泥（轉(zhuǎn)爐除塵灰或污泥）、電爐煉鋼煙氣收集的塵泥（電爐除塵灰或污泥）、鋼材軋制過程剝落的氧化鐵皮、在軋鋼廢水循環(huán)利用中沉淀池回收的污泥（軋鋼二次污泥）、鋼坯或鋼材的后續(xù)加工及其清洗過程中累積的塵泥等。

其中，環(huán)境除塵主要包含槽上的卸料、皮帶機轉(zhuǎn)動衍生物、槽下的篩分、原料裝入料斗、集料斗等，粉塵的濃度為5克/立方米~8克/立方米。

燒結(jié)塵泥主要為燒結(jié)工序產(chǎn)生的除塵灰，包含機頭煙氣除塵灰、機尾成礦除塵灰等，產(chǎn)量約為0.9千克/噸生鐵~15千克/噸生鐵。

高爐塵泥（瓦斯灰、瓦斯泥、除塵灰）產(chǎn)生量約為9千克/噸生鐵~22千克/噸生鐵。當(dāng)煉鐵原料含有一定比例的鋅金屬時，95%~98%的鋅金屬以揮發(fā)物的形式進入塵泥，該塵泥的鋅含量是其原料的20～30倍。

轉(zhuǎn)爐塵泥產(chǎn)量約為9千克/噸鋼~15千克/噸鋼。由于配入部分廢鋼和轉(zhuǎn)爐的高溫條件，廢鋼返回轉(zhuǎn)爐過程進行再生時，鋅、鐵等金屬進入塵泥中，塵泥中的鐵含量很高。

電爐（EAF）塵泥產(chǎn)量約為16千克/噸鋼~20千克/噸鋼。電爐煉鋼原料的鍍鋅廢鋼配比較大，廢鋼中的鋅金屬在高溫條件下絕大部分返回到塵泥中，導(dǎo)致塵泥中的鋅含量很高。不同廢鋼品種對應(yīng)塵泥中的鋅、鐵含量也有所不同。

其他塵泥，如軋鋼過程中產(chǎn)生的篩下塵泥、氧化鐵皮、含油污泥，以及鍛壓、切割、焊接、酸洗等后續(xù)加工、清洗流程中產(chǎn)生的塵泥、廢泥。

從鋼鐵塵泥產(chǎn)生情況來看，其主要有四個特征：一是來源多樣且產(chǎn)量大；二是成分復(fù)雜，含量低且波動大；三是粒度偏小，污染隱患大；四是資源化利用的潛在價值大。

鋼鐵塵泥現(xiàn)有處理方式存在一定局限

目前，對鋼鐵塵泥的處理方式主要以堆存填埋覆蓋和返回高爐燒結(jié)為主。堆存處理不僅占用大量土地，污染生態(tài)環(huán)境，還造成大量的資源浪費。2019年，我國鋼鐵塵泥的產(chǎn)生量約為1億噸，按50%的堆存量計算，占用土地超2500畝。

若通過燒結(jié)或球團工序簡單處理，然后再次進入高爐，會造成塵泥中的鋅等金屬元素在高爐內(nèi)循環(huán)富集，對含鐵爐料、焦炭以及爐內(nèi)襯耐火材料產(chǎn)生不利影響，進而破壞高爐的穩(wěn)定順行，縮短高爐的使用壽命，提高企業(yè)的生產(chǎn)成本。如鋅金屬及堿在爐襯表面一旦過度沉積，容易產(chǎn)生爐瘤，阻礙爐料下降順暢，甚至導(dǎo)致懸料發(fā)生。鋅金屬及堿在爐襯內(nèi)部若過度沉積，容易造成爐襯顯著膨脹而被破壞；鋅金屬及堿在風(fēng)口處若過度聚集，容易燒損風(fēng)口等送風(fēng)設(shè)備，據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，爐齡因此或減少2年以上。

此外，我國鋼鐵固廢資源化利用存在裝備能耗高、資源回收率低、資源回收品種少等問題，許多鋼鐵企業(yè)在鋼鐵冶金固廢處理方面或是有選擇性地進行少量回收利用，或是設(shè)置專用場所堆積存放或者外售。對于鋼鐵行業(yè)自身而言，亟待尋求先進的含鐵鋅等金屬塵泥處理技術(shù)，以解決塵泥廢料的堆放占地、污染環(huán)境、資源浪費、難以回收利用等難題。

鋼鐵塵泥資源化利用意義重大

支撐鋼鐵工業(yè)實現(xiàn)綠色循環(huán)高質(zhì)量發(fā)展。鋼鐵冶煉加工企業(yè)加強固廢管理，紓解固廢綜合利用難題，提高固廢綜合利用效率，推動固廢資源的循環(huán)利用，既是企業(yè)與城市的共融協(xié)調(diào)，也是實現(xiàn)綠色循環(huán)高質(zhì)量發(fā)展的必由之路。

助力鋼鐵行業(yè)聚集型城市轉(zhuǎn)型升級、經(jīng)濟結(jié)構(gòu)性調(diào)整。鋼鐵固廢是資源型城市發(fā)展歷史進程中的遺留寶藏，也是新時代背景下鋼鐵聚集型城市轉(zhuǎn)型升級的重要抓手。國家出臺了一系列鋼鐵固廢綜合利用的政策鼓勵文件與相關(guān)限制措施，從正向鼓勵和反向倒逼兩個層面強力推動鋼鐵行業(yè)轉(zhuǎn)向綠色循環(huán)發(fā)展。未來，我國將對各種固廢綜合利用提出更高標(biāo)準(zhǔn)、更嚴(yán)要求，多項限制措施為地方發(fā)展工業(yè)資源綜合利用產(chǎn)業(yè)提供重大機遇，也迎合了鋼鐵聚集型城市產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的迫切要求。

切實補充一次資源。我國鐵礦石對外依存度高，很大程度上影響我國的資源安全。鋼鐵塵泥中除含大量鐵元素以外，還含有很多有價值的金屬元素，如鉻、錳、鎳、銅、鈷、釩、鉬、鈮、鋅、鉀、鈉、金、銀、銦等?？茖W(xué)提取其中的價值金屬元素，對我國依賴進口的鐵礦、錳礦、鎳礦、鉻礦以及開采難度較大的鉬礦、釩礦等一次資源形成有效補充。

亟待尋求新的鋼鐵塵泥資源化利用工藝

目前，我國對于鋼鐵塵泥的常規(guī)處理工藝主要有物理法、濕法和火法等。物理法主要包括磁性分離和水力螺流分離；濕法是利用酸浸、堿浸或浸取+焙燒等工藝對鋼鐵塵泥進行處理；火法主要有燒結(jié)法、球團法、直接還原法（回轉(zhuǎn)窯及轉(zhuǎn)底爐處理工藝等）、熔融還原法。

物理法處理鋼鐵塵泥的工藝比較簡單，缺點是鋅等金屬的富集率較低，富鋅產(chǎn)品的鋅含量過低，價值較小。一般物理法只作為濕法或火法工藝的預(yù)處理工藝。濕法工藝設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，大多操作條件較惡劣，生產(chǎn)效率較低，與鋼鐵企業(yè)的塵泥產(chǎn)量不匹配?；鸱üに囈?qū)︿撹F塵泥的處理效率高、規(guī)模大，是鋼鐵塵泥資源化利用選擇的主要途徑。

在鋼鐵塵泥資源化利用的火法工藝，轉(zhuǎn)底爐工藝產(chǎn)品是金屬化球團，具有鐵等金屬品位低、渣量大等缺點?；剞D(zhuǎn)窯在使用過程中容易結(jié)圈，維修費用高，還原時間長，且對工藝條件的要求比較苛刻。熔融還原技術(shù)因原料適應(yīng)性廣、爐料強度要求低等優(yōu)勢而備受關(guān)注。

面對我國能源、資源、環(huán)境等壓力日益突出的新形勢，鋼鐵產(chǎn)業(yè)重視固廢資源高效利用是實現(xiàn)綠色可持續(xù)循環(huán)發(fā)展的關(guān)鍵性必然選擇。投資經(jīng)濟性更好、環(huán)保性更優(yōu)、資源化效率更高的鋼鐵塵泥資源化利用工藝技術(shù)，對于包括不銹鋼在內(nèi)的鋼鐵冶金企業(yè)不僅迫在眉睫而且意義重大，更是時代賦予、環(huán)境倒逼鋼鐵產(chǎn)業(yè)的新要求。

備注：數(shù)據(jù)僅供參考，不作為投資依據(jù)。