鋼鐵粉塵如何有效回收利用？
目前，我國鋼鐵煙粉塵產(chǎn)生量巨大，而鋼鐵企業(yè)在進(jìn)行煙粉塵處理過程中還面臨諸多現(xiàn)實(shí)難題。如何客觀認(rèn)識我國鋼鐵煙粉塵處理現(xiàn)狀，目前鋼鐵煙粉塵處理技術(shù)水平已達(dá)到什么程度，需要采取哪些措施才能真正將鋼鐵煙粉塵“變廢為寶”？記者就此采訪了中國金屬學(xué)會煉鐵分會理事長、北京科技大學(xué)原校長楊天鈞教授。
記者：我國鋼鐵煙粉塵產(chǎn)生量如何？處理處置情況如何？
楊天鈞：鋼鐵廠粉塵是整個(gè)鋼鐵行業(yè)的副產(chǎn)品，其數(shù)量甚至可以達(dá)粗鋼產(chǎn)量的10%左右。我國2013年粗鋼產(chǎn)量達(dá)到7.79億噸，粉塵產(chǎn)生量十分巨大。
粉塵中含有大量鐵、碳等有價(jià)元素，可以部分代替含鐵原料，降低生產(chǎn)成本；但粉塵中還含有鋅、鉛、鉀、鈉、銦等元素，這些元素有些是影響高爐冶煉的有害元素，不能直接進(jìn)入高爐，國內(nèi)許多鋼鐵企業(yè)將其進(jìn)行堆積處理，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。如果高效回收利用粉塵中的有價(jià)元素，“變廢為寶”，具有非常重要的意義。
鋼鐵廠粉塵主要來自于煉鐵工序、煉鋼工序和選礦工序，具體包括燒結(jié)塵泥、球團(tuán)塵泥、高爐塵泥、轉(zhuǎn)爐污泥、電爐除塵灰、轉(zhuǎn)爐除塵灰、軋鋼污泥、軋鋼氧化鐵鱗、出鐵場集塵、鋼管石墨污泥和含油鐵屑等。目前，低鋅塵泥可直接作為燒結(jié)配料使用，而鋅含量高的塵泥需進(jìn)行脫鋅處理后才能返回鋼鐵生產(chǎn)流程。
記者：目前鋼鐵煙粉塵處理工藝有哪些？技術(shù)水平已達(dá)到什么程度？
楊天鈞：目前，鋼鐵廠粉塵的處理工藝主要有轉(zhuǎn)底爐工藝，回轉(zhuǎn)窯工藝，OXYCUP豎爐工藝、DK工藝和濕法工藝等，但因各工藝自身還存在些許約束和不足，尚未能實(shí)現(xiàn)廣泛的推廣和應(yīng)用。
云南紅河鋅聯(lián)公司的“鋼鐵煙塵火法富集—濕法分離多段集成耦合處理技術(shù)”，是幾種粉塵處理工藝的優(yōu)化整合。目前看來，可以高效回收利用粉塵中的有價(jià)元素，前景廣闊，并取得了良好的社會效益與經(jīng)濟(jì)效益。
記者：實(shí)現(xiàn)鋼鐵粉塵回收利用的關(guān)鍵何在？
楊天鈞：鋼鐵企業(yè)產(chǎn)生的塵泥具有種類多、數(shù)量大、成分復(fù)雜及波動大等特點(diǎn)，各工序產(chǎn)生粉塵在化學(xué)組成、礦物組成、粒度分布和微觀組織結(jié)構(gòu)上都有明顯的區(qū)別，其資源化利用的核心在于結(jié)合粉塵自身特性，充分回收利用粉塵中的鐵、碳等有價(jià)元素。
因此，需要對鋼鐵廠各類粉塵的特性進(jìn)行深入的基礎(chǔ)研究，進(jìn)而提出適合的工藝方法，這是實(shí)現(xiàn)鋼鐵廠粉塵回收利用的關(guān)鍵所在。
記者：鋼鐵粉塵綜合利用需要注意哪些問題，可以采用哪些措施？
楊天鈞：目前，我國許多鋼鐵企業(yè)仍采用粗放式的處理手段，直接將粉塵配入燒結(jié)工序或球團(tuán)工序中，這造成燒結(jié)礦、球團(tuán)礦質(zhì)量下降，有害元素在燒結(jié)/球團(tuán)-高爐流程中大量循環(huán)富集，影響高爐順行，這是以犧牲高爐壽命為代價(jià)處理粉塵的初級手段。
事實(shí)上，當(dāng)前，有害元素富集對高爐焦炭質(zhì)量破壞及惡化高爐順行等現(xiàn)象越來越嚴(yán)重，而鋼鐵企業(yè)自身建設(shè)粉塵處理裝置需要大量投資和土地資源。因此，現(xiàn)在政府和鋼鐵企業(yè)需要轉(zhuǎn)變觀念，集成區(qū)域和技術(shù)優(yōu)勢，統(tǒng)一處理粉塵，以降低成本、節(jié)能減排。
在鋼鐵企業(yè)集中的區(qū)域，應(yīng)鼓勵各鋼鐵廠將粉塵集中到專業(yè)的環(huán)保公司處理，確保所有煙塵能夠得到良好的環(huán)保處理與清潔化利用，避免流入社會，從而有效加強(qiáng)大氣治理和重金屬治理；同時(shí)，也有效節(jié)約土地資源。
日前，國家發(fā)展改革委、財(cái)政部和環(huán)境保護(hù)部聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于調(diào)整排污費(fèi)征收標(biāo)準(zhǔn)等有關(guān)問題的通知》，提高了排污費(fèi)的征收標(biāo)準(zhǔn)，提倡“誰污染、誰付費(fèi)”的環(huán)境管理模式。先進(jìn)的煙塵治理技術(shù)方案如果可以更廣范圍地應(yīng)用于鋼鐵企業(yè)，將有助于有效減少污染物排放，同時(shí)這一治理模式可以降低企業(yè)投資成本，達(dá)到治理污染、回收資源的效果。
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處理處置高爐煙塵的常用方法
一、在廠內(nèi)循環(huán)返燒結(jié)使用
直接返燒結(jié)回到高爐以利用其中的鐵和碳，是目前各鋼鐵廠最常見的處理方式。但反復(fù)循環(huán)燒結(jié)后，鋼鐵煙塵中的鉛、鋅濃度越來越高，將逐漸引起高爐爐瘤、爐結(jié)，高爐利用系數(shù)降低，焦比升高，影響高爐的順利運(yùn)行及爐壽。因此，循環(huán)到一定程度后，必須對煙塵中的鉛、鋅進(jìn)行外排。
二、直接外排堆存
這不僅占用大量土地，而且煙塵造成大量的揚(yáng)塵，并會對大氣、土壤和地下水形成污染。近年來，我國環(huán)渤海、長三角周邊的霧霾，與鋼鐵煙塵的巨量排放、流入社會有直接關(guān)系。
有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2010年全國粗鋼產(chǎn)量6.27億噸，鋼鐵企業(yè)所排放的二氧化硫、氮氧化物、煙塵和粉塵的量分別占同期工業(yè)排放量的9.5%、6.3%、9.3%和20.7%。堆積過程中產(chǎn)生的大量揚(yáng)塵，是PM2.5、PM10的重要來源，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。此外，鋼鐵煙塵中的鋅、鐵、碳等資源沒有得到利用，造成巨大資源浪費(fèi)。
三、直接用作建材
將鋼鐵煙塵送水泥廠或磚廠做配料使用，雖然這樣可利用部分鐵和碳，但利用價(jià)值很低、增值空間小，且鉛等重金屬污染物不能去除，會一并進(jìn)入建材中。這同樣會導(dǎo)致環(huán)境的污染，并沒有充分利用其中的鋅等資源。
四、嘗試提取其中的鐵、碳和其他有價(jià)元素
歷年來，各鋼鐵企業(yè)已嘗試過選礦法脫鋅返鐵、濕法萃取等多種方法，但鋼鐵煙塵中的鐵和鋅結(jié)合緊密，通過選礦等物理方法并不能實(shí)現(xiàn)有效的鋅鐵分離，效果較差，且其他雜質(zhì)含量很高。因此，綜合回收利用的效果不好，經(jīng)濟(jì)效益差，環(huán)保難以達(dá)標(biāo)。
五、企業(yè)將鋼鐵煙塵燒制成為次氧化鋅粉后出售
但鋼鐵煙塵燒制而得到的次氧化鋅粉的氯等有害雜質(zhì)含量非常高，通常不能直接用于后續(xù)濕法煉鋅，往往只能用于生產(chǎn)硫酸鋅等粗級產(chǎn)品，增值空間小，效益差。
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