王瑞良 安亮
(邯鄲鋼鐵集團有限責任公司 邯鄲 056015)
摘要:隨著我國對于能源需求的不斷增加,鋼鐵企業的生產壓力日益加大,在過程中也產生大量固體廢棄物,這些固體廢棄物具備一定的回收利用價值。本文首先以SM鋼鐵公司為例,對其鋼鐵生產過程中所產生的固體廢棄物簡要情況加以介紹,進而探討鋼鐵公司固體廢棄物綜合利用的有效方法。
關鍵詞:鋼鐵企業;固體廢棄物;回收利用
前言
鋼鐵企業生產環節會產生大量固體廢棄物,而這些固體廢棄物會占用較多土地資源,會造成較為嚴重的環境污染問題,針對這種問題,鋼鐵企業應對于固體廢棄物具體情況加以全面了解,對其特點進行歸納與總結,并就鋼鐵企業固體廢棄物的綜合利用方法加以探討。
1 鋼鐵企業的固廢簡要概況
以SM鋼鐵企業為例,該鋼鐵公司每年生產的粗鋼規模約為900萬噸,對該鋼鐵公司鋼鐵各工序及各環節所產生的固體廢棄物進行數據統計與分析,經過數據統計計算,可以確定其固體廢棄物規模約為608萬噸,這些固體廢棄物的類型包括含鐵類固體廢棄物、含碳類固體廢棄物及其他類固體廢棄物。
(1)含鐵類固體廢棄物
對該公司所產生的含鐵類固體廢棄物類型可按照鋼鐵生產的具體工序進行類型劃分,在鐵前與煉鐵環節,會產生旋風灰、料倉環境灰、秘魯尾礦;在煉鋼環節,會產生尾渣、一次灰及二次灰、小粒鋼渣等;在熱軋環節,會產生砂輪泥、氧化鐵皮等廢棄物;在冷軋環節,會產生酸再生泥餅、含油污泥、水處理站泥餅等;在供料環節,會產生料場的環境灰。該鋼鐵公司生產過程中所產生的含鐵類固體廢棄物類型共計26種,規模為253萬噸,每噸及固體廢棄物的鋼產量為280公斤。含鐵類固體廢棄物主要成分包括鐵元素及錳元素等,具備可利用價值。
(2)含碳類固體廢棄物
這種固體廢棄物的產生,涵蓋鋼鐵公司生產的各個環節,其廢棄物類型包括篩下焦末、焦化環境灰、生化污泥與焦油渣。含碳類固體廢棄物每年產生規模約55.5萬噸,每噸材料所產生的鋼鐵材料約為65公斤。含碳類固體廢棄物中包含的篩下焦末比例約為87.5%,這些篩下焦末可作為燒結燃料。含碳類固體廢棄物中含有較高碳質量分數,因此便于進行回收與再利用。
(3)其他固體廢棄物
含鐵類及含碳類固體廢棄物以外的其他固體廢棄物類型每年產量為300萬噸,這些固體廢棄物類型包括煉鐵過程中產生的脫硫灰、高爐渣;配套電廠生產過程中產生的粉煤灰與爐渣材料、耐火磚及冷軋鋅渣,廢棄物中的絕大部分為高爐渣,而高爐渣的再利用,通??蓪⑺愀郀t渣制成超細粉,用于生產建筑材料。
2 鋼鐵企業生產中的固體廢棄物資源化再利用
現代生態工業鏈中,鋼鐵生產是其中極為重要的環節。鋼鐵行業是資源密集型行業,在生產過程中所產生的固體廢棄物可以作為鋼鐵生產的資源渠道。鋼鐵公司需充分結合自身技術特性,優化固體廢棄物的回收與再利用。鋼鐵公司需對其固體廢棄物的內部循環使用路徑加以明確,暫時無法用于回收再利用的固體廢棄物,可進行工程堆存與資源外銷。
2.1鋼鐵流程內部循環使用
鋼鐵公司需充分考量與固體廢棄物冶金性能、廢棄物產生量、具體冶煉生產工序相互匹配的相關因素,優化設計主流層清潔生產內循環路徑,針對不同廢棄物類型,可進行過程間體系設計[1]。
含鐵類固體廢棄物具備較高的資源回收價值,廢棄物總量的52.9%可用于循環使用。具體的使用流程包括以下環節:
(1)鐵前與煉鐵環節
采用吸排車將SM鋼鐵公司鐵前及煉鐵環節的礦料場、球團料場、高爐生產等各生產程序中所產生的除塵灰運輸至礦料場,與礦料相互混合均勻加以利用。采用管道對鋼鐵公司的燒結廠內部產生的除塵灰加以輸送,將除塵灰與燒結灰倉相互搭配并加以利用,將球團環境灰納入球團灰倉自循環體系并加以利用。在這一過程中,對于廢棄物進行處理的難點在于粉塵灰的耗用。鐵前與煉鐵環節中所產生的粉塵灰產出量極高,應在這一環節增設小倉,將生產過程中所產生的固體廢棄物納入鋼鐵聲場流程并加以利用。
(2)煉鋼環節
該環節的煉鋼生產,可在冷固球團造球之后,將煉鋼時產生的一次灰加以利用,在混勻礦或煉鋼環節,將煉鋼過程中所產生的氧化鐵皮、脫硫渣等固體廢棄物進行回收與利用,將煉鋼環節產生的渣鋼與鑄余鋼作為固廢進行回收與利用,在混勻礦環節,對煉鋼環節產生的小粒鋼渣加以利用。
(3)軋鋼環節
該工序環節所產生的熱軋氧化鐵皮等固體廢料,運輸至礦料場,配入混勻礦,進行燒結磚生產。軋鋼環節所產生的熱軋油泥進行干燥處理,所產生的鐵質量分數為50%~60%,且具備較細粒度,可以用于球團造球。冷軋工序中所產生的酸再生泥餅可直接進行球團造球。SM鋼鐵公司生產環節所產生的含碳類固體廢棄物基本上已經實現整體上的內部循環與回收利用。軋鋼環節所產生的篩下焦末可以用于燒結生產,所產生的焦化環境灰、焦化生化池的焦油渣及生化污泥可與型煤進行混用,保證固體廢棄物回收利用的無害化。
2.2工程堆存與外銷環節
針對現階段鋼鐵公司生產環節所產生的不具備回收利用或無法自行處理的固體廢棄物,需進行工程堆存與外銷處理。SM鋼鐵公司生產與經營過程中,每年所產生的煉鋼渣悶渣進行渣鋼提取,產生大量尾渣,需要進行工程堆存處理。高爐渣、冷軋氧化鐵粉等其它類固體廢棄物可采用外銷方式進行處理。
2.3固體廢棄物處理問題
鋼鐵公司生產過程中所產生的固體廢棄物中,可能含有一定的有害元素或污染元素,需采取更加有效的處理方法削弱其中危害。
(1)除塵灰廢棄物中可能含有鈉元素、鉛元素、鋅元素及鉀元素等有害物質,對于除塵灰進行處理的過程中,有可能由于高爐煉鋼的循環富集環節而受到較大影響。除塵灰循環利用過程中,鋅元素的質量分數超過2.0%的情況下,會導致高爐的鋅負荷加大,影響高爐生產的穩定性與安全性,為此可采用轉底爐生產以實現對于鋅負荷的有效處理。
(2)固體廢棄物的危險系數較高的情況下,對于這種固體廢棄物的處理,需要消耗較大成本,而SM鋼鐵公司在實際的處理過程中,對于危險系數較高的固體廢棄物處理技術應用尚未成熟,出于減少成本支出的考量,需結合危險廢棄物的產量特點進行分析,以強化處理質量。為此可在鋼鐵企業內增設危險廢棄物的處理加工中心,以保證處理的有效性[2]。
3 結語
鋼鐵行業是資源密集型產業,而在鋼鐵企業生產過程中,應強化對于固體廢棄物的類型劃分與回收利用,為鋼鐵企業生產加工提供資源補充,減少固體廢棄物所造成的環境污染問題所造成的影響,減少資源消耗與浪費,降低企業生產成本。
參考文獻
[1] 張壽榮,張衛東.中國鋼鐵企業固體廢棄物資源化處理模式和發展方向[J].鋼鐵,2017,52(04):1-6.
[2] 司金鳳.中國鋼鐵企業固體廢棄物資源化處理模式及發展方向[J].化工管理,2017(21):149+152.