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天鋼工業(yè)固體廢物綜合利用途徑及發(fā)展前景

文檔作者：趙健美文檔來源：天津鋼鐵集團有限公司能源環(huán)保部		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年12月31日
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天舜，么分
天鋼工業(yè)固體廢物綜合利用途徑及發(fā)展前景
趙健美
(天津鋼鐵集團有限公司能源環(huán)保部，天津300301)
【摘要】天津鋼鐵集團以“可再生資源一再生利用一再資源化”為目標，采用國內領先的新技術、新工藝消
納產生的廢棄物。介紹了企業(yè)工業(yè)固體廢物產生、綜合開發(fā)利用現(xiàn)況、主要利用途徑及企業(yè)綜合利用產業(yè)發(fā)展
思路、存在的問題和發(fā)展前景，為各企業(yè)如何綜合開發(fā)利用工業(yè)固體廢物提供了借鑒。
【關鍵詞】工業(yè)；固體廢物；綜合利用；發(fā)展前景
Comprehensive Utilization Approach and Development Prospects of Industrial
Solid W aste in TISC
ZHA0 Jian-mei
(Energy and Environment Protection Division ofTianjin Iron and Steel Group Co．，Ltd．，
Tianjin 300301，China)
Abstract With a goal of “recoverable resources_ recovery and utilization recycling”．Tianjin
Iron and Steel Group Co．，Ltd．(TISC)adopts domestically leading new technology and process to treat
wastes．The paper introduces the generation，comprehensive development and utilization status，main
utilization approaches，the development concept of enterprise comprehensive utilization industry，existing
problems and development prospects of industrial solid waste，providing references for the comprehensive
development and utilization of industrial solid waste in the enterprise．
Key words industry；solid waste；comprehensive utilization；development prospect
1 引言
節(jié)約資源是我國基本國策，天鋼從可持續(xù)
發(fā)展的戰(zhàn)略高度，在積極創(chuàng)建資源節(jié)約型和環(huán)
境友好型現(xiàn)代化企業(yè)的過程中，始終將環(huán)境保
護與生態(tài)平衡放在首位，注重對鋼鐵企業(yè)工業(yè)固
體廢棄物進行資源化的開發(fā)利用，使鋼鐵工業(yè)
固體廢棄物資源循環(huán)綜合利用向規(guī)模化、產業(yè)
化方向發(fā)展，從而成為天鋼非鋼產業(yè)的重要組
成部分和新的經濟增長點。
天鋼工業(yè)固體廢物從最初的簡易分選利用、
銷售和填埋逐步發(fā)展到現(xiàn)在的采用新技術處理、
返回生產系統(tǒng)和高附加值利用，綜合處置利用
率已達到98％ 以上，并逐年提高。
2 天鋼工業(yè)固體廢棄物的產生和利用現(xiàn)狀
2．1 工業(yè)固體廢棄物產生
伴隨公司發(fā)展壯大，生產規(guī)模不斷擴充，
收稿日期：2014—03—15 修回日期：2014—04—06
作者簡介：趙健美(196卜)，女，天津人，工程師，主要從事環(huán)保管理、
統(tǒng)計分析等工作。
固體廢棄物的排放種類和數(shù)量也不斷增大，按
照鋼鐵工業(yè)固體廢棄物的特點，天鋼工業(yè)固體
廢棄物主要包括：高爐渣、轉爐渣、氧化鐵皮
及含鐵塵泥等。
2．2 工業(yè)固體廢棄物綜合開發(fā)利用現(xiàn)狀
天鋼工業(yè)固廢綜合利用范圍涵蓋了原料、
燒結、煉鐵、煉鋼、軋鋼等長流程各生產工序，
通過不斷摸索實踐，逐步形成了一整套符合國
家產業(yè)政策、順應鋼鐵行業(yè)發(fā)展形勢、適合企
業(yè)自身發(fā)展需求、具有天鋼特色的發(fā)展思路。
2．2．1 鋼渣開發(fā)利用
鋼渣是鋼鐵冶煉過程中產生的主要固體廢
棄物之一，2013年我國粗鋼產量預計達7．82億
t(中鋼協(xié)統(tǒng)計數(shù)據(jù))。如鋼渣按每噸鋼12％ 渣
量計算，年產生的廢棄轉爐渣為9 384萬t。鋼
渣是由鈣、鐵、硅等氧化物構成的，其中鈣、
鐵氧化物占絕大部分，鐵及其氧化物含量按
20％計算，煉鋼鐵耗約1 877萬t。轉爐渣處理
除大部分采用以往的冷棄法之外，還有熱潑法、
一156一 (節(jié)能減排)
天鋼工業(yè)固體廢物綜合利用途徑及發(fā)展前景
水淬法、風淬法和機械破碎法等。這些方法各有
其不同，主要缺點是不安全、效率低、環(huán)境污染
嚴重，這些因素都不能滿足現(xiàn)代化企業(yè)長遠發(fā)展
的要求。
目前，全國正積極推廣鋼渣熱悶余熱自解工
藝?，F(xiàn)天鋼已在行業(yè)應用鋼渣熱悶處理技術，利
用鋼渣余熱產生的蒸汽使鋼渣中的f-CaO、f-MaO
消解穩(wěn)定，處理后的渣鋼可直接回用至煉鋼廠，
尾渣部分可用作轉爐造渣或燒結料，其余作為建
材原料使用。
2．2．1．1 鋼渣余熱自解熱悶處理
2010年天鋼建成投產鋼渣余熱自解熱悶生產
線，形成年加工處理廢鋼渣104萬t的處理規(guī)模。
產出金屬物12．5萬t，分離尾渣約91．5萬t。
鋼渣綜合處理工藝首先須對待處理的鋼渣進
行悶渣處理，悶渣工序是鋼渣綜合處理工藝的第
一道工序，其悶渣量的控制。池內溫度壓力的調
節(jié)以及悶渣時間的把握直接影響到鋼渣綜合處理
效率。
根據(jù)鋼渣綜合處理過程中悶渣工序的工藝要
求，悶渣過程中悶渣池內須采用密閉控壓打水，
保證鋼渣完全悶透，以提高磁選效率。
為保證較好的悶渣效果，堆渣量一般約為池
內最大堆渣量的75％ 一80％。悶渣過程中通過溫
度及壓力傳感器控制水量，間歇性打水冷卻。鋼
渣人池溫度在900℃以上，打人悶渣池內的冷卻
水通過熱交換，使池內的鋼渣逐步冷卻的同時，
冷卻水自身吸熱汽化，轉化為蒸汽。高溫的鋼渣
遇水冷卻過程中，表層碎裂，內部溫度較高的渣
質致使悶渣內的溫度逐漸升高，此時再次打水降
溫，由于悶渣量較大，悶渣過程中一般需要經過
三次打水降溫。當悶渣池內溫度在65～70℃不
再升高后，鋼渣基本冷卻完成，此時已持續(xù)悶渣
8～10h，以確保鋼渣均勻悶透。
工藝流程如下：
磕渣一落錘一悶渣 起渣 磁選一破碎
二次磁選一篩分
(1)磕渣落錘：轉爐渣及精煉爐在悶渣之前
須進行磕渣前處理，對大塊鋼渣還須進行落錘破
碎，以確保生產安全及悶渣效率。
(2)悶渣：利用鋼渣本身的余熱噴霧產生蒸
(3)起渣：悶渣完畢后由前端裝載機及履帶
挖掘機進行起渣。
(4)磁選：經振動蓖格板初選后的鋼渣經給
料機送至磁選線上料皮帶，皮帶頂端為永磁滾筒
除鐵器，中途上方設有懸掛式永磁除鐵器，鋼渣
隨皮帶向永磁滾筒方向前進，粒徑較大的金屬塊
及上層的渣鋼受懸掛式除鐵器磁場作用，向上飛
升吸附到除鐵器皮帶上選出，未被選出的鋼渣繼
續(xù)隨皮帶前進，進入永磁滾筒磁場范圍，大部分
鋼渣吸附在滾筒上被選出。
(5)破碎：大于50 mm的鋼渣進入液壓保
護顎式破碎機進行破碎。
(6)二次磁選：經破碎后的鋼渣，匯同一次
磁選后(小于50 mm的鋼渣)進入二次磁選。
(7)篩分：選用10 mm的分級振動篩，粒
徑大于10 mm的金屬物返回煉鋼車間，不足1O
mm的金屬物可回用到燒結車間。
上年實現(xiàn)銷售收入519．1萬元，產出的含鐵
料全部回用。
2．2．1．2 采用鋼渣提純深加工處理技術
天鋼于2013年11月份棒磨深加工項目也投
入正式生產，將鋼渣精選成多種產品，其中：含鐵
品位達90％ 以上精鋼?？芍苯臃祷剞D爐代替廢鋼
使用；含鐵品位40％ 以上的磁選粉可直接返回燒
結代替鐵精粉使用；尾渣粉和尾渣粒穩(wěn)定性好，
可廣泛應用于水泥生產、建筑砌塊、筑路和工程
回填，使尾渣利用率達到100％。
2．2．2 高爐渣開發(fā)利用
高爐渣是煉鐵工藝的副產品，噸鐵產渣量約
為340 kg。高爐渣處理方法較關鍵，采用先進技
術處理后的高爐水渣售價相當于傳統(tǒng)工藝生產水
渣售價的lO倍。
由于高爐水渣工藝需要大量的新水資源，降
低了能源使用效率。目前，許多研究機構正開展
高爐渣干法?；捌溆酂峄厥枕椖康难芯抗ぷ鳌?
高爐水淬一種是將爐渣直接水淬；一種是將
爐渣機械破碎后再進行水淬。主要處理工藝有因
巴法(INBA)、圓盤法(SGP)、圖拉法(TYNA)
及明特克(MTC)法等，幾種工藝各有自身優(yōu)勢。
我國大多數(shù)高爐采用深水底濾法，西方國家大部
分采用因巴法。
汽使鋼渣中f-CaO、f-MaO消解穩(wěn)定。 因巴法在國內寶鋼等多座高爐上使用，天鋼
(節(jié)能減排) 一157—
天滓 分
采用的也是因巴法。該法布置緊湊，占地面積小，
整個流程實現(xiàn)機械化、自動化，沖渣水閉路循環(huán)，
泵和管路的磨損小，無爆炸危險，安全度高，沒
有煙氣和蒸汽對環(huán)境的污染。
高爐水淬渣活性高，顆粒小，玻璃化程度高，
是優(yōu)良的天然無熟料水泥原料。天鋼為了提高產
品的附加值，2011年又建成投產年產120萬t的
礦渣微細粉粉磨生產線，對水淬?；母郀t渣進
行粉磨，生產$60、$95和S105礦渣微細粉。產
品滿足《用于水泥和混凝土中的?；郀t礦渣粉》
(GB／T18046—2008)標準要求。將高爐水渣制成
礦渣微粉，用作高性能摻合料，在混凝土工程得
到廣泛的應用，不僅大大緩解資源緊缺的壓力、
降低混凝土工程造價，而且，顯著改善混凝土施
工性能、強度標號和耐久性等指標。
目前天鋼產品一鋼宏牌礦渣超細粉廣泛用于
高速鐵路軌道板，高速公路、機場跑道、大型橋梁、
隧道、碼頭、水利、水庫、油田、超高層等工程。
生產工藝流程：利用天鋼爐前水淬?；牡V
渣進行粉磨，利用在建的鋼渣區(qū)破碎工序進行破
碎，破碎后的礦渣由汽車運至生產線，直接卸人
卸車坑內，或卸人露天堆場儲存。卸車坑底采用
手動流量閥控制喂人膠帶輸送機，由膠帶輸送機
送至振動篩，振動篩設置在膠帶機轉運點處，篩
分后物料經膠帶輸送機送至礦渣調配庫中。物料
輸送過程采用帶式電磁除鐵器出去物料中的含鐵
礦渣，以保證礦渣磨的安全運行。調配庫出口設
膠帶板式定量給料機，出庫物料喂料計量設備計
量后，送至礦渣磨。
礦渣經過鎖風閥喂人礦渣磨，物料隨磨盤的
旋轉從其中心向邊緣運動，同時受到磨輥擠壓而
粉磨。粉磨后礦渣粉在磨盤邊緣處被從風環(huán)進入
的熱氣體帶起，粗粉回到磨盤再粉磨，合格細粉
由氣流帶人氣箱脈沖袋收粉器收集后由空氣輸送
斜槽送至礦渣庫側提升機入庫。部分難磨的大顆
粒物料(包括鐵渣)在風環(huán)處不能被熱風帶起，
經吐渣口進人外循環(huán)系統(tǒng)，經除鐵后再人磨粉磨。
礦渣粉在入庫提升之前設有取樣裝置，取樣
器將礦渣粉取樣至樣筒，由人工將樣筒送到中央
控制室進行制樣分析。
礦渣粉儲存共設有四座 15×44 m筒倉結構
礦渣庫，總儲量為4×4 300 t。礦渣粉磨系統(tǒng)的礦
渣微細粉經斗式提升機、空氣輸送斜槽送人礦渣
庫內。庫底下卸料設有充氣裝置，由羅茨鼓風機
供氣。每個礦渣庫底各置散裝設施二套，礦渣微
細粉通過散裝汽車出廠。
2．2．3 含鐵塵泥開發(fā)利用
含鐵塵泥主要產生于煉鐵、煉鋼和軋鋼等工
藝，其產生量隨原料條件、工藝流程、設備配置、
管理水平的差異而不同。天鋼生產過程中產生的
除塵灰(泥)主要在燒結工序進行集中消化。特
別是轉爐污泥含有高鐵和氧化鈣，將轉爐污泥用
于燒結生產，不僅使其中的有用物質得到回收利
用，而且減少污染物的排放，在取得經濟效益的
同時還具有良好的環(huán)境效益。天鋼在2009年實施
了轉爐污泥送燒結混料項目，每年不僅可減少二
氧化硫排放量，還具有一定的經濟效益。每年可
節(jié)省采購精礦粉費用在4 000萬元以上[1】。
3 工業(yè)固廢綜合利用存在的問題
技術人才缺乏，技術力量不足，沒有形成一
批具有市場競爭力的產品。
經營機制不靈活，難以適應瞬息萬變的市場
環(huán)境。
工業(yè)固體廢物的利用途徑不盡合理，沒有實
現(xiàn)資源利用的高效化、優(yōu)化和效益最大化。同時
冶金渣轉化產品的技術含量和附加值還有待提高。
4 工業(yè)固廢綜合利用發(fā)展思路
工業(yè)固體廢物利用途徑較多，有些經深加工
后，附加值得到很大的提高，從目前全國鋼鐵企
業(yè)固體廢物利用現(xiàn)狀來看，鋼鐵工業(yè)固廢綜合利
用的潛力巨大。在國家環(huán)境保護部下發(fā)的《鋼鐵
工業(yè)發(fā)展循環(huán)經濟環(huán)境保護導則》(HJ465—2009)
中，提出了26項鋼鐵工業(yè)發(fā)展循環(huán)經濟延長產業(yè)
鏈中的先進生產工藝技術 】，而且對高爐渣、轉
爐渣、電爐渣、含鐵塵泥的綜合利用指標進行了
規(guī)定，這對鋼鐵工業(yè)固體廢物的再利用起到積極
的指導作用。
4．1 確定企業(yè)固廢綜合利用的總體規(guī)劃，提高工
業(yè)固體廢物利用的附加值
在貫徹執(zhí)行國家相關政策法規(guī)的基礎上，制定
實施企業(yè)發(fā)展循環(huán)經濟方案，保障循環(huán)經濟的發(fā)展。
根據(jù)工業(yè)固體廢物的構成及利用情況統(tǒng)一規(guī)
劃，確定一批起點高、規(guī)模大、有特色的工業(yè)固
廢綜合利用項目，大力推廣工業(yè)固廢綜合利用新
一158一 鼢(節(jié)能減排)
天鋼工業(yè)固體廢物綜合利用途徑及發(fā)展前景
工藝、新技術和新成品，幫助企業(yè)從簡單的初級
加工，逐步向資源化、產品化深度加工利用方向
發(fā)展，生產經營專業(yè)化，實現(xiàn)資源利用的規(guī)?；?
產業(yè)化，形成工業(yè)生態(tài)鏈，徹底解決工業(yè)固廢的
應用問題，實現(xiàn)循環(huán)經濟。
加大國家相關政策支持力度，把工業(yè)固體廢
物綜合利用基地建設作為推進節(jié)能環(huán)保、發(fā)展戰(zhàn)略
性新興產業(yè)、充分調動企業(yè)的積極陛；設立資源綜
合利用環(huán)保專項資金和獎勵、減免稅收優(yōu)惠政策等，
支持工業(yè)固廢綜合利用重點工程項目的建設。
積極宣傳循環(huán)經濟，樹立鋼鐵工業(yè)循環(huán)經濟
示范企業(yè)。
4．2 鋼鐵企業(yè)要加強工業(yè)固體廢物的管理
企業(yè)要全面落實科學發(fā)展觀，用科學的方法，
建立工業(yè)固廢管理長效機制，把工業(yè)固廢綜合利
用納入企業(yè)的生產經營管理；明確工業(yè)固廢的產
量、去向和利用產品產值；要認真執(zhí)行《鋼鐵工
業(yè)發(fā)展循環(huán)經濟環(huán)境保護導則》所確定的國家標
準，實行目標計劃管理，建立完善工業(yè)固廢綜合
利用產品生產報表、臺帳制度；將工業(yè)固廢綜合
利用措施納人企業(yè)技術改造總體規(guī)劃。
企業(yè)要積極推行清潔生產。清潔生產是通過
清潔的生產過程，使用清潔的原輔材料，清潔的
工藝設備和過程自動化作業(yè)等生產出清潔的產品，
這是實施鋼鐵工業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的關鍵，從源
頭減少廢物產生量，將固體廢物盡可能消滅在生
產過程中。
5 工業(yè)固廢綜合利用發(fā)展前景
資源是第一寶貴的，并且具有不可再生性。
我國鋼鐵工業(yè)固體廢物中，鋼渣的利用率是最低
的。但自鋼渣余熱自解熱悶處理工藝技術在國內
得到大量推廣應用后，解決了鋼渣不穩(wěn)定難題，
為鋼渣資源化利用提供了質量保證。就如何開展
鋼渣超細粉的研究，是天鋼當前急需求解決的課
題之一，鋼鐵渣“零排放”是我國循環(huán)經濟促進
法和循環(huán)經濟節(jié)能、減排政策的要求，是鋼鐵行
業(yè)的責任和緊迫任務，也是天鋼追求的目標。鋼
渣處理過程中有大量能源和資源可以加以開發(fā)利
用，企業(yè)和科研機構應攜起手來，共同擔當起循
環(huán)經濟的重任，實現(xiàn)經濟效益、環(huán)境效益和社會
效益三豐收。
參考文獻
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(上接第147頁)
蒸汽，降低燒結工序能耗，年可供熱16．2×10
GJ，緩解了廠內蒸汽需求缺口；而余熱鍋爐排
氣因均送人環(huán)冷機進行煙氣再循環(huán)，所對應臺
車上部煙罩區(qū)域的兩座煙囪及余熱鍋爐均不向
外排氣，使得環(huán)冷機減少了向大氣排放的熱空
氣，年可減少向大氣排放300～400 oC的熱空氣
76×10 Nm ／a，降低溫室效應；減少由常規(guī)燃燒
鍋爐帶來的SO：、粉塵之類的大氣污染物，年可
減少向大氣排放燒結礦粉塵3 800 t／a；該項目可
年節(jié)約標煤量5．528萬t，促進了資源的節(jié)約。
另外，本項目不僅能補充電力，節(jié)約購電費用，
同時還有助于改善天津地區(qū)的能源結構。
參考文獻
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