我国钢铁企业固体废弃物资源化处理模式和发展方向

北极星环保网讯:摘 要：本文论述了我国钢铁企业可持续发展的建设理念和绿色环保的新特点，讨论了钢铁厂从焦化、球团、烧结、炼铁、炼钢和轧钢及配套系统全工序产生的固废产物种类和相关冶金特性，研究不同种类固废产物的处理模式。重点针对工程堆放和外销类固体废弃资源，深入探讨 “含有害元素除尘灰处理方”、“危险废弃物处置”和“冶金渣高温转换与余热回收方式”的难题，并围绕这些难题创造性地提出了钢铁企业固废产物大平台处理的总体技术发展路线，希望能为今后我国的钢铁企业固体废弃物实现“零排放”起到促进作用。

关键词：钢铁企业，固体废弃物，再利用，零排放

钢铁工业是国民经济的基础产业，也是高消耗、高排放行业，整个产业链最大排放是钢铁生产过程产生的固体废弃物。2015 年，我国粗钢产量 8.04 亿吨，以每吨钢产生固体废弃物 600~800kg 估算，全年共产生固体废弃物 4.8 亿~6.4 亿吨，主要构成为冶炼过程形成的炉渣、含铁尘泥、烧结脱硫产物等，仅冶金渣就超过 2 亿吨 [1] 。固体废弃物占用大量的土地资源，污染周边环境，为此，提高钢铁流程固体废弃物资源化高附加值利用是钢铁企业必须解决的重大问题。

近年来，我国先后建成数家先进长流程大型钢铁厂，大幅增强了我国钢铁生产技术综合实力。钢铁厂侧重打造多元化功能，提升“钢铁产品制造”、“钢铁生产能源转换”和“钢铁废弃物消纳-处理和资源化”的多平台综合能力 [2] 。紧紧围绕“节能减排、发展循环经济、建立节约型企业、实现资源再利用、保护生态环境、打造绿色钢铁”的指导方针，努力探索冶金固体废弃物资源化处理的新途径 [3] 。

本文以年粗钢生产规模 900 万吨的钢铁厂为研究对象，阐述其绿色环保发展特点，分析钢铁生产全流程，包括焦化、球团、烧结、炼铁、炼钢和轧钢及配套系统工序的固废种类和冶金特性。针对不同类型的固体废弃物，重点研究抓好资源高效处理的技术手段与措施，结合生产实践指出包括“有害元素除尘灰处理”、 “危险废弃物处置”、“冶金渣高温转换与余热回收方式”等有待进一步优化解决的问题，并勾勒出打造固体废弃物处理大平台的工作路线。

1 我国钢铁企业绿色发展新特点

我国是全球最大的钢铁生产国和消费国，2016 年我国粗钢产量 8.08 亿吨，占世界粗钢总产量 49.6%。

支撑我国大规模钢铁生产的主要是以“高炉、转炉”为主的长流程钢铁企业。我国钢产量中约 90%采用长流程生产 [4] 。

近年我国陆续投产了一批先进长流程生产工艺的钢铁厂，包括鞍钢鲅鱼圈钢铁厂，首钢京唐曹妃甸钢铁厂、宝钢股份湛江钢铁厂等，这些厂在规划建设之初就规避了以往钢铁厂“工程投资高、生产成本高、能耗高、碳排放高”的被动局面，侧重打造“节能减排、可持续发展”的新特点。

2010 年，首钢京唐钢铁联合有限责任公司一期工程竣工，建有 7.63m 大型焦炉、550m 2 烧结机、504m 3球团带式焙烧机、5500m 3 超大型高炉、300t 大型转炉及连铸、冷热轧产线等先进装备。建设期间，坚持以“减量化、再利用、资源化”为原则，加大对余热、余压、余气、废水、含铁物质和固体废弃物的循环利用[5] 。投产后，该厂吨钢综合能耗、吨钢耗新水、吨钢粉尘排放量等指标均达到世界一流水平。宝钢股份湛江钢铁基地项目优先考虑减少资源、能源消耗和污染物排放，尽可能在企业内部实现固体废弃物资源化利用，兼顾资源再循环利用，实现了“高效率、低消耗和低排放” [ 6] 。

我国“十三五”期间将继续加快处理钢铁工业大宗固体废弃物的发展步伐，国务院发布的《“十三五”节能减排综合工作方案》中明确了节能减排工作的主要目标和重点任务，并要求钢铁行业把“绿色发展、循环发展、低碳发展、两化融合”作为实施途径，大力发展循环经济，拓宽钢铁生产流程中固体废弃物协同处置渠道 [7] 。由此，要全面实现我国钢铁工业绿色发展仍面临挑战，固体废弃物再利用和全量处理是需要重点解决的课题。

2 我国钢铁企业固体废弃物资源化处理模式探讨

2.1 固体废弃物产生情况与特性分析

以年粗钢生产规模约 900 万吨的某长流程钢铁厂为研究对象，统计得出伴随钢铁生产各工序年形成固体废弃物约 608.5 万吨，主要为 “含铁类固废产物”、“含碳类固废产物”和“其他类固废产物 ”3 类。

2.1.1 含铁类固体废弃物

图 1 和 2 分别为主要含铁类固体废弃物细分情况和产量分布，合计产生 26 种约 253 万吨，吨钢产生量约 280kg。其中，铁前与炼铁工序产生 9 种，占总重的 29.8%;炼钢工序产生 8 种，占总重的 58.5%、轧钢和其他工序产生 9 种，占总重的 11.7%。

表 1 是 3 种含铁类固废产主要化学成分，产物含较高铁锰等元素，利用价值很大。