冶金固体废弃物资源化处理与综合利用

冶金固体废弃物资源化处理与综合利用

李树喜，连雄

陕西有色榆林新材料集团有限责任公司，陕西省榆林市  719000

摘要：近年来，我国的冶金行业有了很大进展，在冶金企业中，固体废弃物的处理是非常重要的一项内容。由于这些固体废弃物来自于不同工序，各种固体废弃物物化性能差异较大，必须进行充分混和均匀后再参与烧结配料，以保证原料稳定性，进而保证烧结矿质量及生产顺行。一些企业对这些固体废弃物的预处理只是简单粗放地采用铲车堆混，不但影响混匀效果，又污染环境。本文首先分析了我国的冶金固体废弃物资源化处理与综合利用现状，其次探讨了燃烧技术的分类，最后就燃烧技术在固体废弃物资源化利用中的应用进行研究，为多种固体废弃物混匀工艺提供数据支持和参考。

关键词：固体废弃物；资源化；热量回收

引言

焚烧制能是最先发展起来且技术非常成熟的固体废弃物处理技术，经过大量的实践证明，该技术简单、可行性高且高效。燃烧技术用于处理固体废物不仅使得垃圾的体积和质量大大地减少了，还能将其中所蕴含的大部分热能加以回收利用。由于我国的垃圾处理技术起步较晚，因此，该技术的工业化应用还没达到全国普及，目前，发达国家已经将该技术广泛地应用于固体垃圾的处理当中，且有的国家用该技术处理的固体垃圾已经占全部垃圾的90%上，我国部分地区也开始将该技术用于固体废弃物的处理中，与此同时，很多相关科研单位也在继续研究焚化炉以及其他焚烧装置，以期将焚烧尽可能地做到零污染或少污染。

1我国的冶金固体废弃物资源化处理与综合利用现状

在钢铁工业中，企业对于产生的固体钢渣的利用率偏低。在进行矿物采取过程中，尾矿的处理量很大，但是对其利用的数量却很低，而其中的废石渣的回收处理状况更是不尽人意，因此造成了大量的采矿区固体废渣堆积。对比世界上的部分发达国家，我国在钢铁工业中的固体废弃物二次回收处理方面做得并不好，回收工艺与效率与之相比还存在较大的差距。再者，根据各大钢铁生产企业所使用的生产原料的差异，生产设备的差距以及生产工艺的不同，导致了相同种类和性质的固体废弃物，在不同企业以及不同工艺生产线上的资源回收利用效益差别巨大。目前来看，钢铁生产工业的主要废弃物二次处理资料较为缺乏，对于废铁矿石的处理和回收工作做得不到位，极大增加了废铁矿渣的回收处理难度。因此，对于钢铁工业的固体废渣的资源化回收处理工作的研究就显得相当迫切且有必要。

2燃烧技术的分类

2.1箱式垃圾焚烧技术

箱式垃圾焚烧炉又名固定炉排焚烧炉，该技术的炉排采用固定角度的阶梯式炉排，炉排只有一个排烟通道。垃圾投入、除渣和拨火均由人工在炉门处进行，在焚烧前由炉拱发出的高温辐射对垃圾进行烘干处理，进而再进一步的彻底将其燃烧，这类箱式焚烧炉比较适用于固体垃圾的彻底焚烧。但是，该技术需要耗费大量的人力，且工作条件恶劣，由于很多步骤均需要人为干预，若是中途有间断，就会造成燃烧过程的间断性，浪费能源。

2.2水泥固化法

该技术主要用于固化含有重金属、酸和氧化物等的废物垃圾。其优点为采用水泥和废弃物搅拌并凝固的方式，因为水泥为建筑材料之一，因此处理技术已经非常成熟可靠，而且不需要什么先进的设备，在设备和材料上花费较少，具有价廉易得的优点，再者，废弃物无需通过预处理阶段，可直接对其进行处理。缺点为废物中不能包含有特殊的盐类，否则最终会造成目标固体自动破裂；而且，因为固化剂为水泥，因此会增大目标产物的体积和质量，加大运输的困难程度。

2.3转底炉燃烧控制技术

转底炉直接还原含铁球团是一个复杂的物理化学过程，金属铁的还原程度与温度、气氛和炉底转速密切相关。中国宝武钢铁集团自主研发的转底炉控制专家系统、燃烧模型和物料跟踪模块可实现炉内气氛及反应过程的精准控制，从而大大降低一次能源的消耗。燃烧控制系统可以实现对转底炉还原段残氧和可燃物含量的数据读取，并根据工艺要求，以曲线图、棒线图、瞬时值的方式显示，数值稳定、可靠。专用算法可实现节能量的在线计算，可以以瞬时值、曲线值和累计值的方式显示，燃烧控制系统再输出控制参数给分散控制系统（DCS），包括空燃比修正值或其他调节空燃比的控制参数，能实现反馈控制。燃烧控制系统具有两大突出功能。

2.4自胶结固化法

该方法主要针对硫酸钙和亚硫酸钙含量较大的固体废弃物，比如磷石膏和烟道气脱硫废渣，主要利用这类物质的遇热自成胶性质，无需发生化学反应，生成的固化物不会被降解，且具有不可燃性，生成物稳定；缺点在于只能应用于硫酸钙和亚硫酸钙，应用面较窄，且需要大量的能量和特殊设备，以及专业人员。

3燃烧技术在固体废弃物资源化利用中的应用

我国有机固体废弃物的燃烧技术于上世纪80年代中期起步，开始研发至今，逐步受到政府和各界人士的重视。各科研机构纷纷优化技术参数，相关研究所和各大高校分别对强气流流化床、异重流化床、气化、热解和燃烧后的废气特性进行了研究，并将其应用于垃圾焚烧发电等工业应用当中。张等人以锯末、稻壳、纸屑、橱芥、塑料和橡胶不同的有机固体废弃物为燃料进行了高温热解实验，并测量了6种燃料的固、液、气相产物率，分析了三相产物的成分。采用层析、模拟蒸馏和气相色谱分析法研究了液相产物的成分。结果表明，高分子类的有机固体比生物质类的有机固体的产率更高，研究的气相产物组成成分表明，6种有机固体废弃物经热解处理后均产生具有较高经济价值的气体，这些产物在经过深加工后可望用于燃料，或作为化工用品的原料。工程应用方面，目前我国的垃圾焚烧发电还处于发展阶段，受制于设备的制造，我国的垃圾焚烧设备大多靠从欧洲进口，因此，花费不菲。目前，广州的垃圾焚烧发电站已经在大刀阔斧的建设当中，并有信心将其推广至其他城市。根据我国其他各大城市年度统计报告可知，每年我国均有新的垃圾焚烧厂建设，而且新建的垃圾焚烧厂的规模也在逐渐扩大，用于垃圾焚烧的专业设备比例逐年提高。由此可见，我国的垃圾焚烧技术一直在提升，正在不断向着发达国家的高水平技术和设备靠近。垃圾直接燃烧技术参数的不断优化且在工业中的有效应用，可将其和发电厂之间有效融合起来，就可利用垃圾燃烧产生的热量转变为电力资源，真正实现固体垃圾的资源化利用，变废为宝的循环状态。就目前来说，垃圾焚烧厂的市场份额相比于其他行业来说相对较小，但是，该行业对于生态保护和人类的可持续发展的意义不容小觑，只要提升垃圾焚烧厂处理垃圾的能力，该行业的投资价值巨大，垃圾焚烧发电技术将成为全球关注的热点问题。

结语

近几年，国家开始提倡在国内发展绿色经济、循环经济，提倡节能减排、绿色生产。在钢铁工业当中，对于冶金行业产生的固体废弃物的二次回收处理与资源化综合利用就是行之有效且大有可为的节能项目，同时也是钢铁生产企业和整个钢铁工业的生命之源。在对冶金固体废弃物进行资源化处理和综合利用之后，其废渣和废热等资源可以进一步满足企业和工厂的市场化需求，进而创造出大量的绿色效益、环境效能、社会效益。基于此分析，我国的钢铁工业应该持续强化冶金固体废弃物的处理和利用体系，为我国冶金工业持续发展增添活力与动力。

参考文献

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