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2.1.2 含碳类固体废弃物
图 3 为各工序含碳类固体废弃物细分情况,包括筛下焦末、焦化环境灰、生化污泥和焦油渣。
表 2 是各种含碳类固体废弃物年产生量,总计约55.5 万吨,相当于吨钢产生量 65kg,筛下焦末占比达87.5%,主要作为烧结燃料使用。
表 3 是典型含碳类固体废弃物主要化学成分,碳含量较高,适合回收利用。
2.1.3 其他类固体废弃物
其他类固废年产生量约 300 万吨,主要包括:炼铁工序产生的脱硫灰、高炉渣,配套电厂产生的粉煤灰及炉渣,废弃耐火砖和冷轧工序锌渣等,其中高炉渣占比约 90%,目前水淬高炉渣细磨成超细粉用于建筑工程。
2.2 固体废弃物资源化再利用实践
钢厂是生态工业链中重要的一环,而固体废弃物再利用是钢铁厂重新获取资源的重要渠道之一 [8] 。钢厂结合自身技术工艺特性,选择经济合理的再利用策略,确定内部循环使用路径。对于暂时不能处理的固体废弃物采用工程堆存或外销的处理模式。
2.2.1 钢铁流程内部循环使用
图 4 为主流程清洁生产内循环设计路径,综合考虑各种固体废弃物的冶金性能、产生量与炼铁-炼钢工序相匹配等因素,尽量利用不同过程的排放物、废弃物和剩余能量进行过程间体系设计。
含铁类固体废弃物中,约有 133.5 万吨在钢厂内循环使用,占总产生量的 52.9%,具体如下:
(1)铁前和炼铁工序:矿料场、球团料场、厂际间转运站和高炉产生的除尘灰由吸排车运送到矿料场,配入混匀矿使用。烧结厂内部除尘灰由管道输送进入烧结灰仓搭配使用,球团环境灰进入球团灰仓自循环使用。
各类粉尘灰耗用是处理难点,2011 年韩国浦项钢铁公司粉尘排放量为 0.11kg/t 钢,同期我国重点企业达0.99kg/t 钢 [9] ,差异明显。为此在粉尘灰产出量高的铁前和炼铁工序大量增加小仓,把厂内产生量多而且种类各异的灰尘配入钢铁流程中使用。
(2)炼钢工序:炼钢一次灰应用于冷固球团造球后供炼钢使用,炼钢产生的氧化铁皮、脱硫渣进入混匀矿或炼钢回用,渣钢和铸余钢作为废钢回用,小粒钢渣配入混匀矿使用。
(3)轧钢工序:热轧氧化铁皮运到矿料场配入混匀矿,用于烧结。热轧油泥干燥后铁含量 50%~60%且粒度较细,供球团使用。冷轧酸再生泥饼直接在球团配用。
含碳类固体废弃物已实现钢厂 100%内部循环。筛下焦末供烧结使用,焦化环境灰、焦化生化池的焦油渣和焦化生化污泥配入型煤,实现了无害化回用。
2.2.2 工程堆存或外销
针对目前不能处理的固体废弃物,钢厂采用工程堆存或外销的处理方式。每年约有 92 万吨炼钢渣闷渣提取渣钢后的尾渣需要堆存。成为钢厂急需解决的难题。
其他类固废产物基本采用外销方式,包括高炉渣、冷轧的氧化铁粉等。每年约有 27 万吨的含铁类固体废弃物外销。
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