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发布时间:2015/6/9 9:52:00
绿色钢铁 点渣成金

党的十八大提出,我国要大力推进生态文明建设,把生态文明建设提升到一个全新的政治高度,发展循环经济、实现资源再利用已经成为一项时不我待的政治任务。

在生态环境中,资源是第一宝贵的,并且具有不可再生性。近几年,随着世界范围内钢铁产能的持续增加,原燃材料供应形势日益严峻。钢铁企业间的竞争已演变为对资源的竞争,谁掌握了资源,谁就掌握了市场的主动权,资源问题是制约企业发展的重要因素。

随着自然界中的资源不断被开发利用,资源总量在不断减少,这不利于钢铁行业乃至社会的可持续发展。钢渣是炼钢生产过程中的副产品,是一种很好的二次资源。随着钢铁工业的持续发展,钢铁企业对于环境保护和降低成本越来越重视,钢渣的开发利用已成为我国钢铁工业循环经济的重要切入点,加强钢渣的综合利用是钢铁行业加强生态文明建设和促进行业产业升级的迫切要求。

钢渣处理关系钢铁可持续发展

据中国钢铁工业协会公布的数据,钢渣和高炉渣是钢铁行业排放量最大的冶金渣,产出率分别约为粗钢产量的14%和30%。目前,高炉水渣的处理技术已经相对成熟,而钢渣的处理一直是行业的难题。

国家统计局数据显示,2014年,我国共生产粗钢8.23亿吨。按照生产1吨粗钢约产生0.14吨钢渣来计算,2014年,我国共产生钢渣1.1亿多吨,其全铁含量在20%左右,其中金属铁约占10%。这些钢渣经过磁选加工后,排放钢尾渣近6000万吨。

截至目前,全国钢渣累计堆存近10亿吨。但是,由于观念、技术等多种因素,目前我国冶金渣的综合利用率仅为50%,钢渣的综合利用率仅为10%。国内多数钢厂处理钢渣长期以来采用外销或回填的方式,而钢渣处理企业将买来的钢渣分选后,选出渣钢和磁选粉再卖给钢厂,剩余的尾渣除了少部分卖给水泥厂以外,大部分被无组织地堆弃。钢渣堆放不仅占用土地、淤塞沟溪、污染水系、影响环境质量,更是资源的巨大浪费。如果将这部分钢渣经过处理有效地利用起来,其带来的经济效益和社会效益将十分可观。

作为钢铁行业最主要的固体废弃物之一,如何从钢渣中有效地回收残钢、保证选后尾渣的活性和稳定性,确保实现其高附加值利用,走可持续发展道路,在减少污染的同时增加企业的经济效益,一直是钢铁企业面临的重要课题。

钢渣深度利用,能带来多大价值?

钢渣循环利用的价值有多大?值得行业好好算算账。

目前,钢渣开发利用比较成熟的做法是将钢尾渣磨细成钢渣粉,并与矿渣粉混合后生产钢铁渣粉用于水泥和混凝土生产。钢铁、建材都是高资源消耗型、高能耗行业,钢铁工业的冶金固体废弃物经深加工生产出的高附加值产品,作为原料用于建材行业,不仅可以起到节约资源、减少浪费、改善环境的效果,而且可以打造最佳产业链组合,实现两大行业和谐发展。

从环境效益看,众所周知,二氧化碳是造成地球温室效应的主要原因之一。为应对全球气候变暖,哥本哈根全球气候大会提出了推行低碳经济、实施低碳生产的全新理念,这为国内钢铁企业的发展提出了新的标准和新的要求。

钢铁工业和水泥工业是二氧化碳排放大户。有关数据显示,每生产1吨钢会产生2.18吨二氧化碳,每生产1吨水泥会产生0.815吨二氧化碳。以4000万吨钢生产规模计算,若将从冶金渣中回收提取的钢铁物料全部用于钢铁生产,尾渣粉磨后取代熟料全部用于水泥生产,每年可减少二氧化碳排放2165万吨。这样既减少了钢铁和水泥生产造成的环境污染,为钢铁生产和建材行业提供了资源保障,也实现了低碳生产,为解决全球气候变暖问题做出了贡献。

同时,钢渣在其热能利用方面也有很大潜力。炼钢产生的熔融态钢渣含有大量热能,实施熔融渣热能利用战略,可显著提高钢铁企业的节能减排水平。据了解,每千克1600摄氏度钢渣含有热量2000千焦。过去,钢渣处理方法都是将热态钢渣冷却后进行磁选加工,而熔融钢渣从1600摄氏度冷却到常温,不仅浪费了钢渣中的丰富热能,而且在冷却过程中消耗了大量水资源,并对周围环境造成污染。随着电价的不断上涨,钢铁企业的电力成本不断提高,充分利用二次能源发电,扩大自发电量,成为钢铁企业节能降本的有效措施。以年产300余万吨钢渣计算,其所蕴含的总热量超过600万吉焦,如全部回收,仅降低煤耗一项每年就可节省上亿元的资金。同时,利用钢渣余热取暖也可以为当地的绿色供暖做出贡献。

从经济效益看,以鞍钢为例,其拥有13条现代化冶金渣处理加工线,16种系列产品,仅2006年~2014年,这些生产线共处理冶金渣1800万吨,为鞍钢提供精品钢铁物料690万吨,为市场提供优质建材产品680万吨;近10年累计实现销售收入26亿元,创造利润6.26亿元。鞍钢新投产的50万吨钢渣微粉生产线,每年将创造高于3000万元的利润,成为鞍钢钢铁主业外又一增长引擎。

钢渣零排放,工艺技术能实现吗?

推进钢渣综合利用的基础和前提是技术。尽管一些企业在冶金渣综合处理利用领域取得了突破,但从当前冶金渣综合利用的全局看,我国对钢渣的处理工艺尚缺乏系统性研究,仍存在观念和技术装备的内外条件制约,钢企整体还处于实践摸索阶段。

据鞍钢矿渣公司总经理苏兴文介绍,我国几十年来面临的钢渣处理的难题,就是如何消解钢尾渣中的有害物质,如何大幅降低尾渣含铁率,如何解决尾渣产品膨胀性、稳定性、含铁量和活性指数的问题。这些问题不能攻克,钢渣的零排放则无法实现。

苏兴文认为,整个钢渣的处理过程就是渣铁分离和钢铁物料的提取过程,然后才是钢尾渣的利用问题。“解决了前面两个问题,使钢渣中钢铁物料的提取率达到99%,剩余不足1%,才能解决尾渣产品膨胀性、活性指数等问题,也标志着钢尾渣的利用成功了一半。”苏兴文说。

经过多年的实践探索,鞍钢矿渣公司创造性地提出了熔融钢渣热焖、磁选、深加工生产工艺,并于2008年投产了第一条焖渣线,使得钢渣处理的几大难题迎刃而解。该工艺明显消解了钢渣中的有害物质,实现了渣铁分离,保证了钢渣活性指数,利于其在建筑行业应用,同时还解决了不同种类和成分的钢渣原来因混合排放处理所带来的一系列后续应用的问题。

在创新焖渣和磁选技术的同时,鞍钢矿渣公司早在2007年就开始与德国蒂森克虏伯工业工程有限公司就钢渣的开发与应用展开技术合作,并成立了项目联合开发试验组,对钢渣粉生产工艺与设备的技术难题进行攻关,取得了重大突破。同时,该公司与沈阳北方建材检测中心进行技术合作,成功进行了钢渣粉及钢铁渣粉应用于建材业水泥和混凝土的研究与试验。2012年,鞍钢投资7500万元建设国际首条辊压机终粉磨钢渣粉生产线。目前,该生产线已经成功达产,生产出了比表面积为400㎡/㎏~500㎡/㎏的钢渣粉和钢铁渣粉产品,钢渣粉金属铁含量小于0.02%,活性和稳定性完全满足建筑水泥和混凝土用高活性混合材的要求。预计该生产线年可加工钢尾渣60万吨,实现销售收入6000万元。这一生产线的投产也意味着钢铁企业能够实现钢渣的零排放。

中国钢铁工业协会常务副会长朱继民曾表示:“钢铁联合企业如果能够在冶金渣利用方面产生一个新的产业、产生系列新的产品,对于我国钢铁行业的结构调整和转变发展方式,意义将非常重大。”各大钢铁联合企业应该把加快循环经济发展步伐,加强对高附加值炉后渣新产品的开发作为企业实现科学发展的必由之路。只有坚持低碳生产战略,推动新的产业链融合,才能全面提高资源利用率,成功建立资源节约型、环境友好型企业。

 

来源:中国冶金报

 

 

 

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