中國鋼渣循環利用現狀調研

作為鋼鐵生產過程的副產品,鋼渣的產量是粗鋼產量的10%—15%。2014年,我國粗鋼產量8.2億噸,鋼渣產量約為0.82—1.2億噸,目前約有70%的鋼渣處于堆存和填埋狀態。如果能循環利用這些鋼渣,不僅能回收大量的有價金屬,還能減輕環境負擔。鋼渣的循環利用就是如何有效地、綠色地利用鋼渣尾渣,如何快速經濟地消解游離氧化鈣(f—CaO)和游離氧化鎂(f—MgO)。鋼渣處理分兩個階段,由液態渣到固態渣的處理過程即一次處理,固態渣及渣鋼鐵的分選加工及磁選過程即二次處理。以下將從鋼渣處理行業的環境影響、鋼渣一次處理和二次處理等方面進行調研。

鋼渣處理行業環境

2013年9月國務院頒布了《大氣污染防治行動計劃》,到2017年,全國地級及以上城市可吸入顆粒物濃度比2012年下降10%以上,優良天數逐年提高;京津冀、長三角、珠三角等區域細顆粒物濃度分別下降25%、20%、15%左右,其中北京市細顆粒物年均濃度控制在60μg/m3左右。

2015年1月1日實施的新《環保法》中對鋼鐵企業鋼渣粉塵排放也制定了詳細標準。鋼渣處理粉塵排放濃度要求由原來的120mg/m3提高到100mg/m3。綜上可知,我國對鋼渣處理行業的污染物排放要求越來越高,一些傳統的、污染比較嚴重的鋼渣處理方法必將面臨改造升級。

鋼渣一次處理工藝

常規的鋼渣一次處理方法主要有熱燜分解法、機械破碎法。其中,熱燜分解法包括熱燜法、熱潑法及淺盤法,這類處理工藝的原理是在高溫條件下利用鋼渣中的氧化鈣、氧化鎂等堿性氧化物與水反應形成氫氧化物,由體積的膨脹破碎來達到?;撛哪康?。機械破碎法,顧名思義,是通過機械外力的作用對流動狀態的鋼渣進行沖擊,使其破碎。機械破碎法包括水淬法、風淬法、滾筒法及鋼渣風淬?;?。國內129家大中型鋼鐵企業的鋼渣一次處理數據。采用熱燜法的有59家,占比達到45.73%;而采用熱潑法的改進處理工藝“熱潑燜渣法”(也叫“池內熱潑”)的共有51家,比例達到39.53%;居第三位的是寶鋼工程的滾筒鋼渣處理法,占比為7.75%。值得一提的是,寶鋼滾筒鋼渣處理法雖然在國內占有率較低,但因其具有處理速度快、環保效果好等優點已在韓國浦項制鐵、印度JSW、中國臺灣中龍和巴西CSP鋼廠得到應用。

鋼渣二次處理現狀

二次處理工藝包括水洗精鐵粉工藝技術、精鐵球磨制提純工藝、渣鋼鐵回收工藝(含破碎、磁選及篩分技術)及高純大塊渣鋼鐵加工提純工藝等。較早期的鋼渣二次處理工藝主要為簡單的破碎和篩分,目前都已升級為多級破碎、多級篩分和多級磁選,如梅鋼為3破7選5篩分、太鋼為2破3選5篩分等,都是為了能充分回收鋼渣中的金屬以及使尾渣得到充分利用。但是隨著處理工序的增加,設備投資、廠房投資以及日常維護人工都要成倍增加,因此,破碎、篩分及磁選還應該根據一次鋼渣處理的情況來調整。

鋼渣的細碎設備如慣性圓錐破碎機,制粉設備如柔性立式磨機、圓錐磨、臥式磨和輥壓磨等應用比較廣泛。機械法處理后的鋼渣粒度都比較細小,因此其在二次處理時則可以減少破碎、篩分和磁選的設備投資。從整體來看,國內鋼渣二次處理工序各有特色,需要結合鋼渣一次處理工序的整體價值優勢來判斷其優劣。

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