大宗固废赤泥资源化综合利用生产炼钢辅料技术方案

一、项目背景

赤泥是铝土矿生产氧化铝过程产生的尾矿，每生产一吨氧化铝产生1-1.8吨赤泥。据统计，我国赤泥产出量每年高达一亿多吨，年利用量仅600多万吨,利用率不足7％。赤泥的强碱性和难脱除极大阻碍了赤泥的规模化利用。赤泥的处置方式多是露天堆积以及修筑赤泥坝，不但占用大量土地，还污染土壤和地下水。

二、项目概况

本项目拟建一座年处理100万吨的赤泥资源化处理厂，使用的原料主要是赤泥。因赤泥中富含AL?O?、Fe?O?、N?O等成分，这些都是炼钢的优质材料。赤泥可生产的炼钢辅料系列产品有：1、高铁脱磷化渣剂；2、钢包顶渣改质剂；3、无氟化渣剂；4、调渣剂；5、冷却剂（根据钢厂需要，配方不同，产品不同）。

本项目主打产品是高效脱磷化渣剂，该产品能快速形成熔点低、流动性良好的CaO-FeO-SiO2-Al2O-Na2O基初渣，为前期深度脱磷创造有利的动力学条件，并能在低FeO条件下有效降低熔渣熔点，改善钢水的流动性，提高钢水的纯净度，大大缩短冶炼时间，降低冶炼成本。该产品不仅可以化渣，还可以脱磷，同时还能增铁，提高钢产量，具有较高的经济效益。

三、项目设计依据及设计原则

设计依据

1、《中华人民共和国环境保护法》。

2、《中华人民共和国环境影响评价法》。

3、“十四五”大宗固体废弃物综合利用的指导意见》（发改环资）（2021）381号。

4、三部委关于印发十四五原材料工业发展规划的通知》工信部联规〔2021〕212号。

设计原则

1、依据国家的有关环保法律、法规及产业政策要求对工业污染进行治理，充分发挥建设项目的社会效益、环境效益和经济效益。

2、积极稳妥地采用高新技术、高品质设备，结合企业的现状和管理水平，采用先进、可靠的处理技术和污染治理工艺技术，力求运行稳定、费用低、管理方便、维护容易，从而达到治理污染、保护环境的目的。

妥善解决项目建设及运行过程中产生的污染物，避免二次污染。

4、严格执行现行的防火、安全、卫生、环境保护等国家和地方颁布的规范、法规和标准。

四、项目设计指标

1、炼钢辅料系列产品符合各钢厂、钢种生产标准要求。

2、废气处理符合以下标准：污染物排放标准（表1）

《挥发性有机物无组织排放控制标准》（GB37822-2019）	表 A.1	VOCS	监控点处 1h 平均浓度值10 mg/m3
			监控点处任意一次浓度值30 mg/m3
《恶臭污染物排放标准》 （GB14554-1993）	表  1 厂界标准值二级标准	H2S	0.06 mg/m3
		NH3	1.5 mg/m3
		臭气浓度（无量纲）	20

五、项目规划

本项目每日运行16h，年运行300日，设计赤泥资源化生产线5条，年处理赤泥100万t/a，日处理赤泥3000t/d，年生产炼钢辅料系列产品100万t/a。

1、投资方：上海季明环保工程有限公司

2、技术方：上海季明环保工程有限公司

3、投资金额：5亿元，其中设备费4亿元，厂房（4万平方米）、原料库（1万平方米）、成品库（1万平方米）6000万，流动资金4000万）。

4、建设周期：2022年9月至2023年9月

5、占地面积：面积150亩—200亩，含原料和成品仓库等公辅设施。

6、装机总功率：1250KVA

7、用水量（可用中水或自来水）：15万立方米/年。

8、用气量：3000万立方米/年。

9、劳动定员：230人，其中生产人员200人，管理人员30人。

表2 项目原辅材料用量一览表

原、辅料名称	年用量	备注
赤泥原料	100万吨
配料	20万吨	不同配料，配量不同

六、建设条件

4.1给排水

本项目水源取自XX区，日供水能力3000立方米。

4.2供电

电源来自XX变电所，总容量1250KVA，变配电间进线电压等级为10KV，低压系统采用分段单母线接线。

七、建设内容及项目组成

序号	项目组成	生产任务及内容	备注
一	主 体 工 程
1	生产车间	炼钢辅料系列产品生产	新建
2	库房	原料、辅料仓库、其它附属设施等	新建
二	环 保 工 程
1	废气治理	废气处理系统。	新建
2	污水处理	污水处理系统	新建
3	固体废物	主要固体废弃物为废吨包袋，依托赤泥处理车间设面积约200m2的一般工业固体废物储存间。	依托

本项目主体工程为一座无害化车间，总建筑面积约需60000m2，其中生产车间约40000m2、赤泥库约10000m2、成品库约10000m2，环保工程主要包括废气治理系统、污水处理系统等。（主体工程项目内容及项目组成见表3）

表3 主体工程项目组成一览表

表4 项目主要设备一览表

设备名称	型 号	数量（台/套）
多仓料仓	容积100m?	5
无尘上料系统	40T/h	5
配料系统	40T/h	5
化渣剂生产系统	40T/h	5
废气处理系统	20000m?/h	1
污水处理系统	100m?/h	1
PLC自控系统		1

八、项目生产工艺

通过多批次赤泥成分的分析，中州铝厂赤泥成分如下： 

表5    赤泥成分表

物料名称	AL?O?	SiO?	Fe?O?	C?O	N?O	TiO?
含量％	17.96	10.54	54.76	2.92	2.88	4.59

赤泥经过上料——干燥——破碎——配料——混料——压球——干燥——炼钢辅料化渣剂系列产品，各节点废气管道收集——除尘——洗涤塔——污水循环使用——尾气达标排放。

1、原料输送

中州氧化铝厂赤泥经运输车转运至原料库（含水量25%左右）。配料等辅料直接运至料仓附近相应堆场。

2、干燥、破碎工段

将原料库的赤泥经输送机输送到隧道窑烘干机脱水到10%以下，经破碎机破碎成粉末状后进入料仓。

3、配料、混料工段

将料仓内的赤泥、以及各种配料（科学配方），通过电子配料秤进入混料机。

4、炼钢辅料工段

混料后的物料进入压球机，即可生产出炼钢辅料系列产品（不同配方，不同产品）。 压球后的产品进入隧道窑烘干机脱水到1—3%即可入库、出厂。

5、气体净化工段

赤泥烘干、破碎、配料、混合、压球、输送、成品干燥等工序产生的粉尘、废气，收集风罩及管道把废气集中收集.利用风机把废气送进一级除尘器，再次进入二级除尘器，经风机送水洗吸收塔，污水进入污水处理系统循环利用，气体达标排放。

九、项目投资  表7 项目投资概算表

序号	名称	投资（万元）	备注
1	设备购置费	40000	含安装费、调试费、培训费等
2	其它费用	10000	厂房及其它附属设施6000万，流动资金4000万
3	总投资	50000

表8    年直接运行成本估算

序号	名称	单价(元/吨)	用量（吨）	价格（万元）	备 注
1	配料	1300	200000	26000
1.1	赤泥	0	1000000	0
2	动力能耗			7299.2
2.1	电（MWH）	6.66	1200000	799.2
2.2	天然气	5	30000000	15000
2.3	自来水	5	1000000	500
3	人工费	100000/年	230	2300
4	折旧费			1000	10年折旧
5	修理费			2000	20元/吨
6	管理费			2000	20元/吨
7	销售费用			5000	50元/吨
	合计			45599.2

表9 项目年产品产量及销售收入估算表

序号	产 品 名 称	单价(元/t)	销售量(t)	销售额(万元)
1	化渣剂系列产品	800（经销价）	1000000	80000（保守）
2	赤泥处理费	60	1000000	6000
3	合计			86000

表10 项目效益分析表

工程或费用名称	价值（万元）	备   注
总投资	50000	含流动资金
运行成本	45599.2
产品收益	80000
环保效益	6000	处置费60元/吨
总利润	40400.8	未计算免税政策
回收期	约15个月	不含建设期

十、结论

项目总投资50000万元，所用原料为中州氧化铝厂的固废赤泥，生产的产品为炼钢辅料系列产品。根据对项目的分析，并综合考虑项目的规模、投资、生产成本、效益分析等多方面因素得出结论：

1、本项目工艺流程短，技术成熟，投资小；

2、从经济角度分析，产品具有较高的附加值；

3、从环保角度看，整体工艺无废水排放、无固废排放，废气经过净化即可达到国家标准；

4、从技术风险考虑，该项目生产的产品已在多家钢厂使用。