“十五五”钢铁工业规划丨钢铁工业固废综合利用进展及“十五五”发展建议

钢铁冶炼生产工序包括焦化、烧结、高炉、转炉/电炉、精炼、连铸、轧钢等生产环节，钢铁流程固废来源主要有以下几个方面：冶炼工艺过程中的造渣、生产过程中产生的烟尘、物料运输过程中的扬尘以及冶金流程各种杂物，具有种类多、成分复杂、排放量大等特点。据中钢协统计2024年重点钢铁企业固废（冶金渣、含铁尘泥）产生总量为3.64亿吨，比上年减少1.6%，冶金渣以及含铁尘泥综合利用率仍持续保持在较高水平，其中高炉渣利用率较2023年降低0.06个百分点，钢渣利用率较2023年提高0.24个百分点，含铁尘泥利用率较2023年提高0.16个百分点，具体指标详见表1。钢渣利用率较高的原因是各企业对于钢渣利用统计口径原因造成的，如进行磁选也算做利用，外售第三方选铁算作全部利用。

表1  2024年中钢协重点统计钢铁企业固体废弃物综合利用指标

高炉渣属于硅酸盐质材料，与普通硅酸盐水泥类似，可作为优质的水泥原料，我国除东北以及甘肃、宁夏自治区、内蒙古自治区等偏远地区因市场需求不足等原因未有效利用，其他地区如东部、中部地区钢铁企业产生高炉渣均实现较好利用。钢渣利用主要为钢铁企业进行热焖、破碎磁选回收铁，其中钢渣尾渣利用率较低，只有约30%～40%，应用方向为水泥生产、工程回填、道路骨料等方向，利用附加值低，同时因其自身的安定性差、易磨性差、活性较低，钢渣建材制品市场认可度不高，推广应用存在较大困难。含铁尘泥以返烧结生产为主，含锌、钾和钠等碱金属复杂固废，以烧结回用处置、回转窑、转底炉工艺为主，通过厂内循环基本实现全部综合利用。

近年来，国家积极推动生态文明建设，秉承“绿水青山就是金山银山”的发展理念，稳步推进资源综合利用产业高质量发展，提出建设生态文明是中华民族永续发展的千年大计，对生态文明建设进行了一系列决策部署，要求推进绿色发展。钢铁工业固废作为重要的二次资源，国家对该产业的引导、推动力度持续加大。2021年，国务院印发《关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》，将推进工业绿色升级作为重点任务之一。鼓励地方及企业加快健全绿色低碳循环发展的生产体系，建设资源综合利用基地，促进工业固体废物综合利用。2021年，发改委印发《“十四五”循环经济发展规划》，规划到2025年，大宗固废综合利用率达到60%，资源循环利用产业产值达到5万亿元。同时，文件明确具体工作任务，鼓励拓宽冶金渣、工业副产石膏等大宗固废综合利用渠道，扩大在生态修复、绿色开采、绿色建材、交通工程等领域的利用规模。推广钢铁、有色、石化等重点行业循环经济发展典型模式，实现废物资源化。2022年，工信部、发改委等8部委联合印发《关于加快推动工业资源综合利用的实施方案》，到2025年，大宗工业固废的综合利用水平显著提升，资源综合利用行业持续健康发展，工业资源综合利用效率明显提升。努力构建创新驱动的规模化与高值化并行、产业循环链接明显增强、协同耦合活力显著激发的工业资源综合利用产业生态。2024年，发改委等五部门联合发布《钢铁行业节能降碳专项行动计划》，提出推动以高炉矿渣、钢渣替代水泥和混凝土原辅料。此外，财政部、国家税务总局等部门先后发布《资源综合利用企业所得税优惠目录（2021年版）》《资源综合利用产品和劳务增值税优惠目录（2022年版）》，对大宗固废等资源综合利用企业和产品实施所得税、增值税减免等优惠政策。

高炉渣为炼铁过程产生的固体废弃物，热态熔渣温度在1300℃左右，含有大量的显热，吨铁高炉渣产生量在0.35吨左右，我国年产生量在3亿吨左右。“十四五”期间，高炉渣仍以生产矿渣微粉为主，在水泥行业进行利用，由于不同区域建材行业需求不同和当地水泥市场因素，在黑龙江、内蒙自治区西部、宁夏自治区等东北和西北地区，由于经济欠发达，建筑业对水泥以及相关矿粉需求小，以上地区存在高炉渣难以综合利用问题，尤其是在冬季市场淡季销售困难，各企业以堆存为主，待来年市场好转后进行低价外销。在北京地区、长三角、湖北、安徽及广东等南方地区，由于当地缺少粉煤灰，对高炉渣需求大，但在2024~2025年，随着钢铁水泥行业下行，高炉渣综合利用难度增大、市场价格大幅下降。同时，中国宝武以及安阳钢铁集团积极开发熔渣显热回收技术，中国宝武高炉熔渣粒化及余热回收中试工程在梅钢炼铁厂二号高炉实施，该中试项目具备高炉熔渣年处理能力25万吨，熔渣显热回收比例不低于60%，吨铁蒸汽回收量不低于93千克/吨。2023年安阳永通铸管建设高炉渣干法粒化工业示范线，处理能力60吨/时，投资约1亿元。高炉渣综合利用技术见表2。

表2  高炉渣综合利用技术

钢渣由于自身安定性差、易磨性差、活性低、成分不稳定等原因，是钢铁渣中资源化利用难度最大的一类固废。近几年钢渣处理技术的核心进展是围绕“稳定化、资源化、高值化、绿色化”展开。热焖工艺成为主流预处理方式；在资源化利用方面，钢渣作为水泥混合材/混凝土掺合料（尤其是通过高效粉磨和化学/碳化激发提升活性）和道路工程材料是规模化应用的重点方向，碳化固碳技术更是极具潜力的前沿热点，部分企业取得一定突破。未来，技术的深度融合（如碳化与建材利用结合）、产品附加值的进一步提升、全生命周期环境效益的优化将是持续发展的方向。钢渣综合利用技术见表3。

表3  钢渣综合利用技术

含铁尘泥成分复杂，包含铁、锌、钾、钠等元素，具有较好的回收利用经济价值，企业基本上通过返回原料车间参与配料，在厂内循环利用，基本实现全部综合利用。但高锌、高钾钠尘泥若循环利用，影响高炉顺产、增加工序能耗。目前，含锌类尘泥主要以转底炉、回转窑等火法工艺为主，同时部分省份有开展利用熔融炉法（小高炉）处理各类含铁固废。截至目前，行业运营和在建转底炉数量有18座，合计总规模达410万吨，规模占比约17%；运行提锌回转窑数量达100条以上，合计总规模约1500万吨，规模占比约62%；运行冶金固废熔融炉6座，合计规模约400万吨，规模占比17%左右。同时行业铁碳锌湿法分离技术以及烧结电除尘灰水洗提盐技术进行应用，国内已建设烧结电除尘灰综合利用项目近10个。含铁尘泥利用技术见表4。

表4  含铁尘泥利用技术

“十四五”期间，钢铁行业在推动“无废集团/企业”建设方面取得了显著成果，据不完全统计，已有24家企业获评省级以上“无废集团/企业”，如中国宝武、鞍钢集团以及河北省等十几家大中型钢铁企业，带动行业取得重大进步。创建过程中取得成果如下：一是固废资源化率突破性提升。头部企业固废综合利用率达8%以上，钢渣、除尘灰、脱硫石膏等主要固废实现近零排放，钢渣有效资源化率从不足70%提升至超过95%，用于路基材料、水泥掺合料等。二是构建形成成熟循环经济产业链。例如，中国宝武钢渣制建材年消纳量超千万吨，减少天然石材开采。河钢唐钢通过回转窑处理，年回收铁资源50万吨，降低铁矿石依赖。首钢京唐公司余热供暖覆盖周边150万平方米居民区，年减碳12万吨。此外，中钢协主导制定ISO钢渣国际标准，技术输出至东南亚、中东地区，为全球制造业碳中和提供中国方案。下一步，“无废集团/工厂”重点将向CO?矿化固废（如钢渣捕集封存二氧化碳）、稀有金属提取（除尘灰中回收锌、铟）等尖端领域突破。

中国钢铁工业协会重点统计钢铁企业固废综合利用率高达95%以上。然而，钢铁渣等固废以外售和建材化利用为主，固废处置的过程管理和利用水平亟待提升，固废利用的技术创新和标准体系有待加强，产业规范化、规模化发展水平有待提高，具体表现为：

一是重视不够，管理水平亟待提升。钢铁企业固废普遍存在管理分散、归属不清，主要计量设施缺失，利用途径及流向监管薄弱，项目统筹管理不完善等问题，精细化管理水平亟待提高。

二是底数不清，数据统计有待完善。我国具备冶炼生产能力的钢铁企业有400余家，但行业协会重点统计钢铁固废企业只有100多家，统计样本量还不够多。行业统计数据主要有固废产生量、回收量、利用量和利用率等数据，利用途径和利用技术项目统计情况缺失，无法监控固废最终流向和比较不同技术项目情况。

三是技术瓶颈，工艺及装备水平有待提高。当前，钢铁行业对固废源头减量化技术研究尚不够深入、不够系统，固废规范化处置和无害化处理要求不够细化，固废利用存在技术单一、产品附加值低、低成本高值化技术紧缺等问题。技术研发和推广机制不健全，难以支撑先进技术、装备的推广应用。

四是行业壁垒，上下游协同发展有待加强。钢铁工业固废利用涉及面广、行业交叉特性明显，与上下游建材、有色、化工、农业等领域均有明显交叉，尤其是钢铁渣在建材领域已大规模产业化应用。但目前上下游衔接不畅、不同行业间技术壁垒和资质壁垒问题突出，尤其是《通用硅酸盐水泥》（GB175—2023）发布实施后，对钢渣在水泥行业的综合利用影响重大。

相关行业管理部门应科学指导行业优化完善统计制度，摸底家底，引导与企业选择先进适用的固废综合利用技术，推动其绿色发展水平评价方法、先进利用技术、产品和装备等标准制修订，建立健全相关标准体系。企业亦应通过对标找差、产业化技术应用等措施，全面提升固废综合利用水平。

开展节能低碳的固废综合利用技术研发及推广应用，通过建立跨行业产品和技术协同开发及多部门联动机制，解决制约上下游协同利用的关键瓶颈问题。基于全生命周期理念，大力推广以高炉渣、钢渣等作为原料生产的新 型建筑材料应用，减少原生资源的开发利用和二氧化碳排放。

选择合理的固废处理及资源化工艺，不仅仅关乎循环经济发展水平，更有利于钢铁主业降本增效、低碳绿色发展，尤其是在当前钢铁主业效益下行的阶段下，开展以固废高效利用为主的降本提质方案愈发重要，主动寻找存在的不足，明确未来提升实施路径，将有效推动行业高质量发展水平进一步提升。