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天钢工业固体废物综合利用途径及发展前景

文档作者：赵健美文档来源：天津钢铁集团有限公司能源环保部		点击数：	更新时间： 2022年12月31日
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天舜，么分
天钢工业固体废物综合利用途径及发展前景
赵健美
(天津钢铁集团有限公司能源环保部，天津300301)
【摘要】天津钢铁集团以“可再生资源一再生利用一再资源化”为目标，采用国内领先的新技术、新工艺消
纳产生的废弃物。介绍了企业工业固体废物产生、综合开发利用现况、主要利用途径及企业综合利用产业发展
思路、存在的问题和发展前景，为各企业如何综合开发利用工业固体废物提供了借鉴。
【关键词】工业；固体废物；综合利用；发展前景
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
节约资源是我国基本国策，天钢从可持续
发展的战略高度，在积极创建资源节约型和环
境友好型现代化企业的过程中，始终将环境保
护与生态平衡放在首位，注重对钢铁企业工业固
体废弃物进行资源化的开发利用，使钢铁工业
固体废弃物资源循环综合利用向规模化、产业
化方向发展，从而成为天钢非钢产业的重要组
成部分和新的经济增长点。
天钢工业固体废物从最初的简易分选利用、
销售和填埋逐步发展到现在的采用新技术处理、
返回生产系统和高附加值利用，综合处置利用
率已达到98％ 以上，并逐年提高。
2 天钢工业固体废弃物的产生和利用现状
2．1 工业固体废弃物产生
伴随公司发展壮大，生产规模不断扩充，
收稿日期：2014—03—15 修回日期：2014—04—06
作者简介：赵健美(196卜)，女，天津人，工程师，主要从事环保管理、
统计分析等工作。
固体废弃物的排放种类和数量也不断增大，按
照钢铁工业固体废弃物的特点，天钢工业固体
废弃物主要包括：高炉渣、转炉渣、氧化铁皮
及含铁尘泥等。
2．2 工业固体废弃物综合开发利用现状
天钢工业固废综合利用范围涵盖了原料、
烧结、炼铁、炼钢、轧钢等长流程各生产工序，
通过不断摸索实践，逐步形成了一整套符合国
家产业政策、顺应钢铁行业发展形势、适合企
业自身发展需求、具有天钢特色的发展思路。
2．2．1 钢渣开发利用
钢渣是钢铁冶炼过程中产生的主要固体废
弃物之一，2013年我国粗钢产量预计达7．82亿
t(中钢协统计数据)。如钢渣按每吨钢12％ 渣
量计算，年产生的废弃转炉渣为9 384万t。钢
渣是由钙、铁、硅等氧化物构成的，其中钙、
铁氧化物占绝大部分，铁及其氧化物含量按
20％计算，炼钢铁耗约1 877万t。转炉渣处理
除大部分采用以往的冷弃法之外，还有热泼法、
一156一 (节能减排)
天钢工业固体废物综合利用途径及发展前景
水淬法、风淬法和机械破碎法等。这些方法各有
其不同，主要缺点是不安全、效率低、环境污染
严重，这些因素都不能满足现代化企业长远发展
的要求。
目前，全国正积极推广钢渣热闷余热自解工
艺。现天钢已在行业应用钢渣热闷处理技术，利
用钢渣余热产生的蒸汽使钢渣中的f-CaO、f-MaO
消解稳定，处理后的渣钢可直接回用至炼钢厂，
尾渣部分可用作转炉造渣或烧结料，其余作为建
材原料使用。
2．2．1．1 钢渣余热自解热闷处理
2010年天钢建成投产钢渣余热自解热闷生产
线，形成年加工处理废钢渣104万t的处理规模。
产出金属物12．5万t，分离尾渣约91．5万t。
钢渣综合处理工艺首先须对待处理的钢渣进
行闷渣处理，闷渣工序是钢渣综合处理工艺的第
一道工序，其闷渣量的控制。池内温度压力的调
节以及闷渣时间的把握直接影响到钢渣综合处理
效率。
根据钢渣综合处理过程中闷渣工序的工艺要
求，闷渣过程中闷渣池内须采用密闭控压打水，
保证钢渣完全闷透，以提高磁选效率。
为保证较好的闷渣效果，堆渣量一般约为池
内最大堆渣量的75％ 一80％。闷渣过程中通过温
度及压力传感器控制水量，间歇性打水冷却。钢
渣人池温度在900℃以上，打人闷渣池内的冷却
水通过热交换，使池内的钢渣逐步冷却的同时，
冷却水自身吸热汽化，转化为蒸汽。高温的钢渣
遇水冷却过程中，表层碎裂，内部温度较高的渣
质致使闷渣内的温度逐渐升高，此时再次打水降
温，由于闷渣量较大，闷渣过程中一般需要经过
三次打水降温。当闷渣池内温度在65～70℃不
再升高后，钢渣基本冷却完成，此时已持续闷渣
8～10h，以确保钢渣均匀闷透。
工艺流程如下：
磕渣一落锤一闷渣 起渣 磁选一破碎
二次磁选一筛分
(1)磕渣落锤：转炉渣及精炼炉在闷渣之前
须进行磕渣前处理，对大块钢渣还须进行落锤破
碎，以确保生产安全及闷渣效率。
(2)闷渣：利用钢渣本身的余热喷雾产生蒸
(3)起渣：闷渣完毕后由前端装载机及履带
挖掘机进行起渣。
(4)磁选：经振动蓖格板初选后的钢渣经给
料机送至磁选线上料皮带，皮带顶端为永磁滚筒
除铁器，中途上方设有悬挂式永磁除铁器，钢渣
随皮带向永磁滚筒方向前进，粒径较大的金属块
及上层的渣钢受悬挂式除铁器磁场作用，向上飞
升吸附到除铁器皮带上选出，未被选出的钢渣继
续随皮带前进，进入永磁滚筒磁场范围，大部分
钢渣吸附在滚筒上被选出。
(5)破碎：大于50 mm的钢渣进入液压保
护颚式破碎机进行破碎。
(6)二次磁选：经破碎后的钢渣，汇同一次
磁选后(小于50 mm的钢渣)进入二次磁选。
(7)筛分：选用10 mm的分级振动筛，粒
径大于10 mm的金属物返回炼钢车间，不足1O
mm的金属物可回用到烧结车间。
上年实现销售收入519．1万元，产出的含铁
料全部回用。
2．2．1．2 采用钢渣提纯深加工处理技术
天钢于2013年11月份棒磨深加工项目也投
入正式生产，将钢渣精选成多种产品，其中：含铁
品位达90％ 以上精钢粒可直接返回转炉代替废钢
使用；含铁品位40％ 以上的磁选粉可直接返回烧
结代替铁精粉使用；尾渣粉和尾渣粒稳定性好，
可广泛应用于水泥生产、建筑砌块、筑路和工程
回填，使尾渣利用率达到100％。
2．2．2 高炉渣开发利用
高炉渣是炼铁工艺的副产品，吨铁产渣量约
为340 kg。高炉渣处理方法较关键，采用先进技
术处理后的高炉水渣售价相当于传统工艺生产水
渣售价的lO倍。
由于高炉水渣工艺需要大量的新水资源，降
低了能源使用效率。目前，许多研究机构正开展
高炉渣干法粒化及其余热回收项目的研究工作。
高炉水淬一种是将炉渣直接水淬；一种是将
炉渣机械破碎后再进行水淬。主要处理工艺有因
巴法(INBA)、圆盘法(SGP)、图拉法(TYNA)
及明特克(MTC)法等，几种工艺各有自身优势。
我国大多数高炉采用深水底滤法，西方国家大部
分采用因巴法。
汽使钢渣中f-CaO、f-MaO消解稳定。 因巴法在国内宝钢等多座高炉上使用，天钢
(节能减排) 一157—
天滓 分
采用的也是因巴法。该法布置紧凑，占地面积小，
整个流程实现机械化、自动化，冲渣水闭路循环，
泵和管路的磨损小，无爆炸危险，安全度高，没
有烟气和蒸汽对环境的污染。
高炉水淬渣活性高，颗粒小，玻璃化程度高，
是优良的天然无熟料水泥原料。天钢为了提高产
品的附加值，2011年又建成投产年产120万t的
矿渣微细粉粉磨生产线，对水淬粒化的高炉渣进
行粉磨，生产$60、$95和S105矿渣微细粉。产
品满足《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》
(GB／T18046—2008)标准要求。将高炉水渣制成
矿渣微粉，用作高性能掺合料，在混凝土工程得
到广泛的应用，不仅大大缓解资源紧缺的压力、
降低混凝土工程造价，而且，显着改善混凝土施
工性能、强度标号和耐久性等指标。
目前天钢产品一钢宏牌矿渣超细粉广泛用于
高速铁路轨道板，高速公路、机场跑道、大型桥梁、
隧道、码头、水利、水库、油田、超高层等工程。
生产工艺流程：利用天钢炉前水淬粒化的矿
渣进行粉磨，利用在建的钢渣区破碎工序进行破
碎，破碎后的矿渣由汽车运至生产线，直接卸人
卸车坑内，或卸人露天堆场储存。卸车坑底采用
手动流量阀控制喂人胶带输送机，由胶带输送机
送至振动筛，振动筛设置在胶带机转运点处，筛
分后物料经胶带输送机送至矿渣调配库中。物料
输送过程采用带式电磁除铁器出去物料中的含铁
矿渣，以保证矿渣磨的安全运行。调配库出口设
胶带板式定量给料机，出库物料喂料计量设备计
量后，送至矿渣磨。
矿渣经过锁风阀喂人矿渣磨，物料随磨盘的
旋转从其中心向边缘运动，同时受到磨辊挤压而
粉磨。粉磨后矿渣粉在磨盘边缘处被从风环进入
的热气体带起，粗粉回到磨盘再粉磨，合格细粉
由气流带人气箱脉冲袋收粉器收集后由空气输送
斜槽送至矿渣库侧提升机入库。部分难磨的大颗
粒物料(包括铁渣)在风环处不能被热风带起，
经吐渣口进人外循环系统，经除铁后再人磨粉磨。
矿渣粉在入库提升之前设有取样装置，取样
器将矿渣粉取样至样筒，由人工将样筒送到中央
控制室进行制样分析。
矿渣粉储存共设有四座 15×44 m筒仓结构
矿渣库，总储量为4×4 300 t。矿渣粉磨系统的矿
渣微细粉经斗式提升机、空气输送斜槽送人矿渣
库内。库底下卸料设有充气装置，由罗茨鼓风机
供气。每个矿渣库底各置散装设施二套，矿渣微
细粉通过散装汽车出厂。
2．2．3 含铁尘泥开发利用
含铁尘泥主要产生于炼铁、炼钢和轧钢等工
艺，其产生量随原料条件、工艺流程、设备配置、
管理水平的差异而不同。天钢生产过程中产生的
除尘灰(泥)主要在烧结工序进行集中消化。特
别是转炉污泥含有高铁和氧化钙，将转炉污泥用
于烧结生产，不仅使其中的有用物质得到回收利
用，而且减少污染物的排放，在取得经济效益的
同时还具有良好的环境效益。天钢在2009年实施
了转炉污泥送烧结混料项目，每年不仅可减少二
氧化硫排放量，还具有一定的经济效益。每年可
节省采购精矿粉费用在4 000万元以上[1】。
3 工业固废综合利用存在的问题
技术人才缺乏，技术力量不足，没有形成一
批具有市场竞争力的产品。
经营机制不灵活，难以适应瞬息万变的市场
环境。
工业固体废物的利用途径不尽合理，没有实
现资源利用的高效化、优化和效益最大化。同时
冶金渣转化产品的技术含量和附加值还有待提高。
4 工业固废综合利用发展思路
工业固体废物利用途径较多，有些经深加工
后，附加值得到很大的提高，从目前全国钢铁企
业固体废物利用现状来看，钢铁工业固废综合利
用的潜力巨大。在国家环境保护部下发的《钢铁
工业发展循环经济环境保护导则》(HJ465—2009)
中，提出了26项钢铁工业发展循环经济延长产业
链中的先进生产工艺技术 】，而且对高炉渣、转
炉渣、电炉渣、含铁尘泥的综合利用指标进行了
规定，这对钢铁工业固体废物的再利用起到积极
的指导作用。
4．1 确定企业固废综合利用的总体规划，提高工
业固体废物利用的附加值
在贯彻执行国家相关政策法规的基础上，制定
实施企业发展循环经济方案，保障循环经济的发展。
根据工业固体废物的构成及利用情况统一规
划，确定一批起点高、规模大、有特色的工业固
废综合利用项目，大力推广工业固废综合利用新
一158一 鼢(节能减排)
天钢工业固体废物综合利用途径及发展前景
工艺、新技术和新成品，帮助企业从简单的初级
加工，逐步向资源化、产品化深度加工利用方向
发展，生产经营专业化，实现资源利用的规模化、
产业化，形成工业生态链，彻底解决工业固废的
应用问题，实现循环经济。
加大国家相关政策支持力度，把工业固体废
物综合利用基地建设作为推进节能环保、发展战略
性新兴产业、充分调动企业的积极陛；设立资源综
合利用环保专项资金和奖励、减免税收优惠政策等，
支持工业固废综合利用重点工程项目的建设。
积极宣传循环经济，树立钢铁工业循环经济
示范企业。
4．2 钢铁企业要加强工业固体废物的管理
企业要全面落实科学发展观，用科学的方法，
建立工业固废管理长效机制，把工业固废综合利
用纳入企业的生产经营管理；明确工业固废的产
量、去向和利用产品产值；要认真执行《钢铁工
业发展循环经济环境保护导则》所确定的国家标
准，实行目标计划管理，建立完善工业固废综合
利用产品生产报表、台帐制度；将工业固废综合
利用措施纳人企业技术改造总体规划。
企业要积极推行清洁生产。清洁生产是通过
清洁的生产过程，使用清洁的原辅材料，清洁的
工艺设备和过程自动化作业等生产出清洁的产品，
这是实施钢铁工业可持续发展战略的关键，从源
头减少废物产生量，将固体废物尽可能消灭在生
产过程中。
5 工业固废综合利用发展前景
资源是第一宝贵的，并且具有不可再生性。
我国钢铁工业固体废物中，钢渣的利用率是最低
的。但自钢渣余热自解热闷处理工艺技术在国内
得到大量推广应用后，解决了钢渣不稳定难题，
为钢渣资源化利用提供了质量保证。就如何开展
钢渣超细粉的研究，是天钢当前急需求解决的课
题之一，钢铁渣“零排放”是我国循环经济促进
法和循环经济节能、减排政策的要求，是钢铁行
业的责任和紧迫任务，也是天钢追求的目标。钢
渣处理过程中有大量能源和资源可以加以开发利
用，企业和科研机构应携起手来，共同担当起循
环经济的重任，实现经济效益、环境效益和社会
效益三丰收。
参考文献
[1】崔金丽，张建良．天钢转炉污泥回收利用的研究与实践[J】．
天津冶金，2010(4)：48．
[2] 钢铁工业发展循环经济环境保护导则，HJ465—2009[S]．
(上接第147页)
蒸汽，降低烧结工序能耗，年可供热16．2×10
GJ，缓解了厂内蒸汽需求缺口；而余热锅炉排
气因均送人环冷机进行烟气再循环，所对应台
车上部烟罩区域的两座烟囱及余热锅炉均不向
外排气，使得环冷机减少了向大气排放的热空
气，年可减少向大气排放300～400 oC的热空气
76×10 Nm ／a，降低温室效应；减少由常规燃烧
锅炉带来的SO：、粉尘之类的大气污染物，年可
减少向大气排放烧结矿粉尘3 800 t／a；该项目可
年节约标煤量5．528万t，促进了资源的节约。
另外，本项目不仅能补充电力，节约购电费用，
同时还有助于改善天津地区的能源结构。
参考文献
【1] 范房灵，顾华兴，郑会军．攀钢烧结环冷机废气余热利用[J]
钢铁钒钛，2000(6)：46—52．
【2] 周翔，我国烧结余热发电现状及有关发展建议[J]．烧结球团，
2012(1)：57—60．
[3] 李宝东，李鹏元．烧结余热发电现状及存在问题的分析[J】I
冶金能源，2012(3)：49—52．
[4] 周翔．我国烧结余热发电现状及有关发展建议[J】烧结球团，
2012(1)：57—6O．

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