冶金固废高附加值综合利用技术分析

发布于：2024-12-23 09:58:23 来自：环保工程/固废处理

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冶金作为促进国家经济发展的重要行业，其工作流程与环境具有较高的污染风险，在实际生产过程中容易产生固体废物，而由于传统冶炼的科学技术水平较低，不能充分开发固废的利用价值，通常是利用基本的净化流程之后，直接排向土壤和河流中，从而引发严重污染生态环境。科学技术不断发展，冶金行业也开始重视固废附加值综合利用技术，但相关技术还不够完善，技术应用水平有待提高，因此冶金企业需要加强技术研究，保障冶金行业的经济价值。

1 冶金固废的潜在价值和利用现状

1.1 冶金固废的分类和特点

冶金固废指的是在生产过程中产生的各种废弃物，主要包括废渣、废水、废气等。冶金废渣包括钢渣和炉渣等，不同废渣具有不同的成分和性能。例如，钢渣中包含氧化铁，炉渣中包含硅酸盐，相关工作人员需要根据其不同的特点选择合适的处理措施。

废水指的是冶金生产过程中排出的水，通常来源于冷却和洗涤等工作环节。废水中包含较多的污染物质，整体成分也比较复杂，其中包含较高含量的有机物和重金属，只有采取科学合理的处理措施，才能保证废水符合排放标准。

废气是指冶金生产过程中燃烧阶段排出的气体，包含二氧化硫等有害气体。直接排放废气不仅影响人体健康，而且会破坏生态环境，因此需要采取合适的净化技术，降低废气中的有害物质含量，满足环保需求。

1.2 固废利用的潜在价值

首先在对废渣处理的过程中，因为其中包含较多的金属物，通过采取回收再利用的措施，可以减少矿石原材料的开采量，在节省能源的同时避免破坏生态环境。同时还有利于减少资源消耗量，降低整体碳排放量，有效保护自然环境。其次通过处理废气和废水，可以优化生态环境保护效果。处理废水可以降低废水中的污染物含量，避免因为排放废水而危害整体水环境，同时保护水生动植物。最后从经济层面进行分析，通用资源化利用可以保障冶金行业的经济效益，为冶金行业带来新的发展机遇，降低冶金生产的成本，保障冶金企业的综合效益，使其完善循环经济发展模式，顺利实现企业可持续发展目标。

1.3 固废利用的现状

冶金固废高附加值综合利用面临较大的挑战，由于其过程复杂，涉及较深的行业知识，虽然在实际生产过程中有所应用，但是还存在不足之处，因此，需要加大对冶金固废高附加值综合利用技术的研究力度。废渣综合利用的筛分和磁选等技术，有利于高效提取废渣中的金属物质，但当前很难分离和处理特定成分。提取废渣金属的过程中，化学处理技术发挥着重要的作用，但是仍旧需要加强处理复杂成分和重金属等。在处理废水和废气的时候，吸附技术和生物降解技术发挥着重要的作用，但是在降解重金属和有机物的方面，仍旧具有较大的难度。另外，目前已有的回收工艺还存在着经济效益低的问题。某些先进工艺的投入费用较高，限制了其推广。而各类固体废弃物的处置要求各异，有些方法只能针对某一种固体废弃物，制约了该方法的推广应用。虽然在实际工作中存在较多的不足，但是对冶金固体废弃物的综合利用也带来了新的发展契机。通过持续的科技革新与改善，可以帮助冶金企业解决目前所遇到的难题。通过不断研发新型处理技术，有利于高效地处理资源，促进冶金行业向绿色环保方向发展，实现可持续发展目标。

2 冶金固废高附加值综合利用技术

2.1 侧吹炉处理工艺

侧吹炉处理工艺在铜冶炼等工作中被广泛应用，其原料成本较低，而且不会产生较高的能耗和污染。侧吹炉熔炼过程中，可以对各种固废中含有的金属物进行回收利用。近些年相关技术人员不断研究，逐渐完善侧吹炉处理工艺设备，在实际生产过程中无需严格要求物料粒度和含水量等，在炉中可以利用各种物料（不包括湿污泥）。由于炉床具有较大的面积、床能率，以及反应空间，因此无需配置二燃室即可充分反应物料和烟气。通过处理无害化的物料，可以实现能源节约目标，优化整体使用效益。此外侧吹炉具有良好的密闭性，可以控制烟气散逸，降低二噁英的含量，满足环保需求。

2.2 等离子炉处理工艺

利用等离子气化技术的过程中，将离子柜作为热源，因为离子柜具有较高的温度和能量，能够将含碳废弃物中的有机质全部高效地转变为以 CO、H 为主的合成气，还能将无机物料转变为无毒的飞灰。利用等离子体处理各种类型的污泥、垃圾和工业废弃物，已经成为国际上研究的热点。与一般的垃圾焚烧工艺比较，这种工艺可以大大增加废弃物的能源利用率，而且其适用范围更广，对物料的适应性也更强。利用等离子体处理冶炼垃圾，既可以将贵金属转化为合金，还可以将其转化为玻璃质材料，与其他危险废物一起处理。实际应用表明，此工艺不仅具有节能效果，还可以实现技术资源回收利用，此外可以控制烟气污染物。

2.3 含铁固废高附加值综合利用技术

冶金行业生产的固废量比较多，其中含铁尘泥中包含转炉泥和瓦斯灰等复杂的废弃物，整体污染问题比较严重。当前在处理这一类固废时，通常采取预处理措施，随后将其作为烧结厂的配料。

（1）处理含铁固废的主要方法包括粉尘喷吹法和直接还原法。其中粉尘喷吹技术指的是直接喷吹处理含铁的粉尘等，这种方法符合节能要求，同时不会造成严重的污染环境，但是高炉设备严格要求喷吹物料的技术，在一定程度上增加了工作难度。直接还原法主要是还原转变方式，将固废中的铁氧化物转变为金属铁，同时可以对其他有价值的元素进行回收，可以在高炉炼铁过程中利用还原的铁产品。

（2）冷固结球团法工艺也是重要的固废处理技术，指的是在固体废弃物中添加粘结剂，在较低温度下进行挤出成型或滚压成型。针对形成的产物，既可用作高炉原料，又可用作转炉投加料。

（3）氧化焙烧新技术的使用也较为广泛。根据固废中碳含量和铁含量较高的情况，对含铁固废配比进行改善，利用固废中的碳来还原铁，可以获取高强度的球团，不仅满足处理需求，同时提高钢水质量。通过发展含铁尘泥高附加值绿色加工技术，可以发挥出高附加值焙烧技术，可以用多个喷口焙烧工艺，对各种固体废弃物进行综合利用，制备出符合生产需求的球团。针对各种含铁固废原料采取高压造球，再进行煅烧，以此增强球团的强度，同时可以提高全铁品位。通过该技术的实施，可以有效地缓解当前钢铁企业中氧化铁皮、含铁尘泥的附加值较低、难以资源化、积压大等问题。

3 冶金固废的应用分析

3.1 环保高效天然气炉生产岩棉技术

近年来，墙体保温材料发展迅速，尤其是环保型的材料，新型环保材料逐渐取代了传统建材。其中很大部分原料都是冶金固废，这不仅可以降低原料资金投入量，还可以增强产品性能。

以市场发展需求为基础，逐渐研制了节能型天然气熔化炉，用于生产岩棉。该设备的炉衬材料具有耐火性特点，熔池部分砌筑了防渗电熔砖，外衬利用保温材料，在拐角部位设计为倒角，有利于后续清炉工作的便利性。同时设计了放流口，负责将炉内的熔体放空。

在燃烧系统中利用高速燃烧节能技术，通过设计环燃室结构，可以优化燃烧效果，同时可以保障操作的稳定性和自动化。此外利用控制系统对空燃比进行控制，在不同炉温背景下，可以自动化切换火焰模式，有利于保障热效率。将安全截断阀配置在主燃气管路上，有利于进一步提高安全等级。点火燃气管路可以发挥出压力调节和紧急切断等功能，有利于保障点火烧嘴的安全性。

3.2 冶金固废制备免烧砖技术

免烧砖具有隔热保温等功能，可以在建筑墙体施工中利用。为了提高土地资源的利用率，不断发展高层建筑，逐渐以免烧砖代替传统的材料，使其具有良好的发展前景。这项技术主要是利用冶金固废作为原材料，不仅节省了生产成本，还节约了资源，对于生态环境起到保护作用。在该项技术的操作过程中，根据特定比例合理搅拌冶金固废，然后形成浆料，再向制砖机中运输，经过压制处理之后开展码垛养护工作，最终形成成品。

3.3 冶金固废筑路应用

在道路建设时可以有效利用大量的冶炼固体废弃物，且其使用量大、费用低廉、工艺稳定。将粉煤灰、钢渣尾渣等冶炼固体废弃物优先用于高速公路、干线公路、县乡公路等项目，不仅能减少道路修建费用，还能有效地缓解企业冶炼固体废弃物的问题，这既符合对资源综合利用的行业发展，也是一项可持续发展的方针，具有显著的社会效益和经济效益。

4 冶金固废高附加值综合利用发展建议

4.1 加强集中管理固废资源

钢铁企业需要进一步发展固废再生业务，通过集中整合完善产业化发展平台，创新业务发展模式，合理划分工作责任，不仅可以集中管理固废资源，同时高效利用固废材料，优化固废末端管理工作，避免因为处理不合理引发二次污染等问题。当前固废利用产业不够完善，相关企业需要推动产业健康发展，实现固废利用产业化平台的发展，提高定价机制和资源配置机制的合理性，促使固废利用吸纳高端发展，增强企业的竞争力。

4.2 优化固废利用产业布局

由于冶金固废产量的不断增加，且其处理和运营成本受到交通、能量等因素的影响较大，因此很多企业选择区域化发展模式。在环保政策不断强化的背景下，实现与环境的协同发展已经成为企业发展追求的重要目标，企业也将更加注重固体废弃物的处理与利用，向量化、循环方向发展，也就是通过科技的发展，尽量降低钢铁生产单位固体废弃物的排放量，实现企业内部各生产单位对固体废弃物的再利用与消化。通过完善固废管理体系，钢铁企业需要合理规划固废业务发展。在建设钢铁项目的过程中，综合考虑固废场地和物流方面，降低整体固废处理资金投入量，充分利用固废资源，协调冶金行业主业和固废业务以及其他副产品，保障整体发展效益。

4.3 完善开放式科研体系

充分挖掘冶金行业固废资源，需要充分发挥科学技术的作用。现在各大钢厂纷纷成立研究所，有的甚至拥有自己的机械生产企业，拥有强大的技术实力。提出了既要加强对钢铁工业先进工艺的研究，又要重视对冶金固体废弃物综合处理的前沿科技。在固体废弃物综合利用的工业化平台上，还应该设立自己的专门技术研发中心和中试基地，建设一个顶级的、开放的科研系统，依靠研究院、外部大学、科研机构等的优势，进行技术上的合作，并以市场为导向，专门进行新的固体废物处理技术的研发与应用。具备基础设施的企业，也可以依托自有或外来设备生产实力，联合研发和生产冶炼固体废弃物工程设备，将固体废弃物处理业务与工程设备服务结合起来，发展出一种可以为再生资源综合利用产品及工艺设计、设备配套、工程技术咨询等服务的体系集成型竞争力。

来源：冶金渣与尾矿。

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只看楼主我来说两句 抢板凳

yj蓝天沙发

资料不错，学习了，谢谢楼主分享

2024-12-24 13:57:24
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