如何對固廢資源進(jìn)行綜合利用從而實(shí)現(xiàn)冶金渣綠色循環(huán)

王 敏

（濟(jì)南市生態(tài)環(huán)境局鋼城分局，濟(jì)南 271104）

冶金工業(yè)生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量固體廢棄物，如果處理不當(dāng)，將會導(dǎo)致其中的金屬與非金屬失去資源利用價值，對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞。冶金固廢是指在冶金生產(chǎn)或者提煉過程中產(chǎn)生的固體廢棄物[1]。如果是鋼鐵冶煉中產(chǎn)生的廢棄物，它的主要成分是高爐渣和鋼渣。如果是有色金屬冶煉中產(chǎn)生的廢棄物，它的主要成分就有很多，如銅渣、鉛渣、鋅渣等。

1 冶金固廢資源化的利用現(xiàn)狀

冶金固廢大致有三種：冶金廢渣、冶金塵泥、粉煤灰。

1.1 冶金廢渣

我國冶金廢棄物的治理分為三個階段。第一階段采用最簡單也是最原始的方式，將廢渣直接掩埋。第二階段的治理方式過渡到粗放型，也就是對廢渣實(shí)施初步的再利用。第三階段屬于優(yōu)化治理方式，將冶金固廢進(jìn)行整體回收，大力開發(fā)和綜合利用資源。近年來，我國冶金渣的回收利用率不斷提升，可達(dá)60%左右。目前，冶金渣被大量應(yīng)用于公路建設(shè)、建筑行業(yè)和建材行業(yè)。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，最主要的冶金渣是鋼渣，而鋼渣回收、利用的方法主要有三種。

1.1.1 鋼渣磁選除鐵

粗鋼生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生20%左右的鋼渣，而鋼渣中還含有大量廢鋼。當(dāng)前，大部分企業(yè)會綜合運(yùn)用自磨技術(shù)與磁選技術(shù)來處理廢鋼，還有部分企業(yè)會利用余熱自解熱悶技術(shù)進(jìn)行處理廢鋼[2]。自磨技術(shù)與磁選技術(shù)的結(jié)合主要是通過對廢鋼渣進(jìn)行干式破碎或者是利用濕式球墨磁選技術(shù)，充分利用廢鋼渣的物理屬性來達(dá)到資源回收的目的。余熱自解悶熱技術(shù)則是利用鋼渣的化學(xué)屬性，消除游離的氧化物，從而降低廢鋼的產(chǎn)量。

1.1.2 鋼渣反燒結(jié)

固體廢鋼渣中含有大量的鈣、鐵、鎂等金屬與非金屬氧化物、廢鋼以及少量的鐵酸鈣。在燒結(jié)礦的高爐中，這些成分通過化學(xué)反應(yīng)可以使成品的強(qiáng)度有所增加，減少溶劑的使用率，最終減少燒結(jié)礦的燃料使用量。由此可見，將廢鋼渣和燒結(jié)礦兩者同時放入高爐中燒結(jié)，可以使資源配置得到優(yōu)化，而且成品性能也有明顯的提高，更節(jié)約了大量的材料和燃料，使成品的能耗比有效降低。

1.1.3 鋼渣水泥

鋼渣水泥是指以鋼渣為主，加入適量的摻合料和石膏，然后經(jīng)過機(jī)械設(shè)備磨細(xì)加工而形成的一種水硬性膠凝材料。研究顯示，在鋼渣中加入適量的礦渣、粉煤灰等摻合料，有助于提高水泥強(qiáng)度。目前，我國多數(shù)企業(yè)將含水鋼渣運(yùn)送到水泥廠烘干后使用，也有企業(yè)將鋼渣就地放入高爐內(nèi)進(jìn)行煤氣烘干，再將其投入水泥生產(chǎn)中。

1.2 冶金塵泥

冶金塵泥的主要成分有高爐內(nèi)的瓦斯塵灰、瓦斯泥、煉鋼塵泥等。

1.2.1 高爐塵泥

高爐塵泥主要指在冶金作業(yè)中被除塵器捕集到的金屬蒸汽，如伴隨高爐煤氣運(yùn)動產(chǎn)生的原材料粉塵、高爐中燃料的粉塵等。除塵器捕集高爐塵泥的方式有兩種，即干式和濕式捕集。干式捕集是利用干式除塵器來捕集粉狀的固體物，它被稱作高爐瓦斯灰。濕式捕集是利用濕式除塵器對泥漿狀態(tài)的塵泥進(jìn)行捕集，它被稱作高爐瓦斯泥。高爐塵泥中含有豐富的鋅、鐵等元素。目前，我國大部分企業(yè)使用弱磁鐵選技術(shù)進(jìn)行分類選用，對塵泥中所含的鐵精礦進(jìn)行回收，對于塵泥中所含的碳精礦通過浮選技術(shù)進(jìn)行回收。

1.2.2 煉鋼塵泥

煉鋼塵泥是指在冶金轉(zhuǎn)爐中對鐵水進(jìn)行加熱處理和冶煉時，受高溫環(huán)境影響，熔點(diǎn)較低的一些金屬雜質(zhì)因發(fā)生變化會使已經(jīng)沸騰的鐵水發(fā)生爆裂甚至濺起現(xiàn)象，當(dāng)鐵水從高溫爐中出爐時，大量的細(xì)微金屬液體會迅速與爐外冷空氣形成交換，當(dāng)空氣繼續(xù)冷卻時就形成了金屬粉塵。煉鋼塵泥的主要成分是金屬粉塵，它含有鈣、鐵等元素，通常以氧化物為存在形式?，F(xiàn)階段，我國治理煉鋼塵泥的方式有三種。一是將煉鋼塵泥和其他干粉等物質(zhì)按照一定比例進(jìn)行混合和配抖，再配入部分燒結(jié)原料進(jìn)行解凝后再利用。二是由于煉鋼塵泥中含有大量的鐵元素，可以將塵泥中的金屬化成球團(tuán)，重新放入轉(zhuǎn)爐中進(jìn)行焙燒后利用。三是由于煉鋼塵泥含有鈣元素等，煉鋼塵泥可以起到代替生石灰的作用。

1.3 粉煤灰

粉煤灰是指煤燃燒后，在產(chǎn)生的煙霧中收集的細(xì)灰。由于粉煤塵具有強(qiáng)大的吸附活性和吸水性能，大多數(shù)被用作混凝土的摻和料，實(shí)現(xiàn)了資源再利用。在制造混凝土過程中，加入適量的粉煤塵，可以節(jié)約水泥和細(xì)骨料，降低用水量和混凝土的和易性，提高混凝土的抗?jié)B性能降。如今，我國建材、市政施工等行業(yè)己經(jīng)廣泛應(yīng)用粉煤灰。

2 冶金固廢資源化的發(fā)展分析

當(dāng)前，我國各個廠礦的冶金廢渣處理設(shè)施存在較大差異，采用的冶金廢渣處理技術(shù)也不完全相同。我國冶金固廢資源化利用具有良好的前景，所以有關(guān)部門要科學(xué)應(yīng)用各類技術(shù)來合理處理冶金固廢，使冶金廢渣資源發(fā)揮最大的利用價值，以實(shí)現(xiàn)綠色循環(huán)利用，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

2.1 冶金沉泥的處理

在冶金提煉中，人們可以采取有效措施來處理冶金沉泥，如煉鋼塵泥與高爐瓦斯塵泥。值得一提的是，除塵器捕集到的眾多粉塵會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而冶金塵泥數(shù)量較多，顆粒較小。未來，冶金企業(yè)要合理利用金屬蒸汽技術(shù)，加強(qiáng)對冶金沉泥的處理。

2.2 冶金渣的處理

目前，我國部分企業(yè)直接掩埋或丟棄冶金渣，很難實(shí)現(xiàn)資源化利用，造成極大的生態(tài)環(huán)境污染。有些企業(yè)雖然已經(jīng)開始重視冶金渣的處理和資源化利用，但是依然存在較多問題。因此，相關(guān)部門需制定具體的冶金渣處理方案，正確認(rèn)識冶金渣的資源化利用，以保證冶金渣處理質(zhì)量[3]。比如，水泥生產(chǎn)要充分利用冶金渣，相關(guān)企業(yè)可以采用自磨磁選技術(shù)來處理和回收冶金渣，以免造成不必要的廢鋼消耗。這樣可以提升冶金固廢結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，達(dá)到最佳的處理效果。

2.3 粉煤灰的處理

煤燃燒后，人們可以利用煙塵捕集器捕集煙霧中的粉煤灰。未來需要捕集煙氣中的粉煤灰，減小粉煤灰空隙，粉煤灰粒度細(xì)小，正好滿足建筑材料的實(shí)際生產(chǎn)需求。目前，很多企業(yè)以煤為燃料，因此相關(guān)部門要釆用科學(xué)的方式全面收集和處理粉煤塵，這樣不僅可以降低環(huán)境污染，還能為建筑材料行業(yè)提供價廉物美的原材料，促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展。

3 冶金固廢資源化利用技術(shù)應(yīng)用措施

未來，相關(guān)部門要采用科學(xué)的管理方式，通過技術(shù)對比，最終選出質(zhì)量高、技術(shù)先進(jìn)的冶金固廢資源化利用技術(shù)，并制定科學(xué)的回收方案，以提升資源利用率。

3.1 冶金泥鋅的回收處理措施

相關(guān)部門應(yīng)對冶金泥實(shí)施全面的回收處理，利用科學(xué)的方法提取金屬資源，挖掘資源化利用價值。由于冶金泥種類較多，因此人們應(yīng)根據(jù)具體情況，釆用不同的技術(shù)處理冶金固廢。

3.2 冶金泥中碳與鐵的處理措施

冶金泥處理期間一定要注意碳與鐵元素的回收，以進(jìn)一步提升工作質(zhì)量。首先，可以釆用浮選技術(shù)來回收冶金泥中的碳，使其發(fā)揮資源化利用價值。其次，可以利用重選與磁選等技術(shù)回收冶金泥中的鐵，也可以釆用反浮選技術(shù)回收鐵。最后，人們可以綜合運(yùn)用多種回收技術(shù)，利用聯(lián)合工藝，有效回收冶金泥資源。

4 結(jié)論

隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國冶金固廢資源的綜合利用率會持續(xù)增長。冶金企業(yè)要運(yùn)用先進(jìn)的回收技術(shù)，科學(xué)規(guī)劃冶金固廢的回收利用方式，創(chuàng)新回收工藝，建立和完善固廢資源管控制度，設(shè)立標(biāo)準(zhǔn)化的管理體系，最大限度地滿足社會發(fā)展需求。同時，冶金企業(yè)必須制定科學(xué)的冶金廢渣處理方案，利用先進(jìn)的技術(shù)和管理模式進(jìn)行回收處理，充分發(fā)揮各種回收技術(shù)的作用。長此以往，冶金固廢數(shù)量會不斷減少，固廢資源的綜合利用率持續(xù)提高，從而實(shí)現(xiàn)冶金渣的綠色循環(huán)利用，促進(jìn)社會實(shí)現(xiàn)健康、穩(wěn)定、和諧發(fā)展。