冶金固廢棄物資源化處理與利用

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【摘要】針對(duì)冶金固廢棄物資源化處理與綜合利用課題，做簡(jiǎn)單的論述，總結(jié)資源化處理的方法，提出實(shí)現(xiàn)綜合利用的方法。根據(jù)課題的研究提出，對(duì)鋼鐵、有色冶金污泥以及冶金渣等，采取資源化處理與綜合利用手段，提取有用的資源，可達(dá)到處理與利用的標(biāo)準(zhǔn)，切實(shí)提高固廢的處理效益，現(xiàn)結(jié)合處理實(shí)踐進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵詞】冶金固廢棄物；資源化處理；綜合利用

前言

目前來(lái)說(shuō)，我國(guó)固廢棄物資源化與綜合利用水平還存在很大的提升空間。以鋼鐵行業(yè)為例，冶煉廢渣每年產(chǎn)生大約4.2億t，我國(guó)冶金渣綜合利用量大約為2.3億t，資源綜合利用率為67%。其中，高爐渣綜合利用率與鋼渣綜合利用率，分別為82%、30%?；诖?，深度分析此課題，提出有效的資源化與綜合利用化水平，有著積極的意義。

1冶金固廢棄物處理的發(fā)展空間

冶金固廢處理的上游為金屬冶金行業(yè)，例如煉鋼與其他金屬生產(chǎn)企業(yè)等。此類企業(yè)生產(chǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的工業(yè)廢渣，若能夠?qū)崿F(xiàn)資源化處理與綜合利用，可獲得不錯(cuò)的成效。鋼鐵工業(yè)的發(fā)展也明確提出，要加快鋼鐵行業(yè)資源能源回收利用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，加強(qiáng)冶金渣和塵泥等固體廢棄物的綜合利用?；诖吮尘?，未來(lái)冶金固廢棄物資源化處理和綜合利用市場(chǎng)將會(huì)迎來(lái)很大的發(fā)展空間。

2冶金固廢棄物資源化處理與利用現(xiàn)狀

2.1冶金塵泥的處理

冶金固廢棄物資源化處理中的冶金塵泥處理，指的是在冶金中對(duì)塵泥進(jìn)行處理。舉例來(lái)說(shuō)，煉鋼與高爐瓦斯等類型塵泥。從生產(chǎn)角度分析，使用的除塵器運(yùn)行時(shí)會(huì)吸收很多的粉塵，并且會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。產(chǎn)生的塵泥不僅顆粒很小，而且數(shù)量比較多。隨著資源化與綜合處理技術(shù)的發(fā)展，利用高爐塵泥的方法進(jìn)行處理。目前，部分企業(yè)采用銅污泥有價(jià)成分的提取方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)污泥的資源化利用。采用的技術(shù)如下：①污泥的預(yù)處理。對(duì)銅污泥采用脫水預(yù)處理方法，在100~150℃條件下進(jìn)行12h的干燥處理，經(jīng)過(guò)處理后研磨，達(dá)到物料粒度要求；②將獲得的物料同還原劑進(jìn)行混合處理，放置到真空爐內(nèi)。對(duì)真空爐殘壓設(shè)置為6.67~26.7Pa范圍內(nèi)，處于800~1200℃的溫度條件下，開展真空高溫精餾處理，處理20~60min，對(duì)反應(yīng)中揮發(fā)的成分，采用冷凝手段收集，獲得一次精餾產(chǎn)物，再放入真空爐內(nèi)，采取蒸餾處理措施，獲得含砷與銻元素的合金；③采用銻精煉技術(shù)，進(jìn)行合金的回收。在進(jìn)行精煉處理時(shí)，將溫度設(shè)置為500~700℃，殘壓設(shè)置為40Pa，進(jìn)行30~60min的處理，回收合金，在合金精煉過(guò)程中添加還原劑，還原劑的添加量是物料質(zhì)量的5%~10%；④將首次蒸餾產(chǎn)生的殘留物料以及二次產(chǎn)生的摻和，全都放入焙燒爐，并且通入氧氣，開展氧化焙燒，對(duì)產(chǎn)生的物料進(jìn)行固化處理。需要注意的是，此過(guò)程會(huì)產(chǎn)生有害氣體，要做好收集處理，以免造成環(huán)境污染[1]。

2.2冶金渣的處理

從當(dāng)前冶金固廢棄物資源化處理實(shí)際情況分析，很多部門具體處理時(shí)多采取將冶金渣丟棄的方式，無(wú)法達(dá)到資源化利用的效果，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境污染。部分單位雖然注重冶金渣的資源化利用，不過(guò)處理與利用方面還存在問(wèn)題。未來(lái)，采用自磨磁選技術(shù)與其他技術(shù)等，對(duì)冶金渣開展回收處理，可有效避免產(chǎn)生廢鋼消耗的情況，達(dá)到增強(qiáng)冶金固廢結(jié)構(gòu)成分穩(wěn)定性的效果，實(shí)現(xiàn)預(yù)期處理目標(biāo)?，F(xiàn)階段，我國(guó)正在開展清廢行動(dòng)，各企業(yè)都在積極探索冶金固廢棄物資源化與綜合化利用的方法，同時(shí)防控重金屬污染。從鋼渣與冶金塵泥等的處理角度分析，使用等離子體火炬固廢處理裝置，對(duì)固廢進(jìn)行高效處理，同時(shí)減少對(duì)環(huán)境的影響。

2.3有害物的去除

固廢實(shí)現(xiàn)資源化利用，必須經(jīng)過(guò)有害物去除處理，使其達(dá)到再應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)。目前來(lái)說(shuō)，常用技術(shù)方法如下：①微波萃取技術(shù)。選擇適宜的溶劑，經(jīng)過(guò)微波反應(yīng)器，從固廢中提取各類化學(xué)成分。采用的技術(shù)原理為利用電磁場(chǎng)作用，使得固體或者半固體中含有的有機(jī)物成分能夠和機(jī)體實(shí)現(xiàn)分離，同時(shí)保持分析對(duì)象原本化合物的狀態(tài)。相關(guān)研究人員使用微波—萃取氣相色譜—質(zhì)譜法，對(duì)固廢中的苯胺進(jìn)行測(cè)定，選擇丙酮-二氯甲烷當(dāng)作萃取劑，選擇萃取溫度為110℃、萃取時(shí)間為30min，完成固廢中苯胺的提取；②索氏萃取。固廢資源化利用，常用的液—固萃取方法中索氏萃取方法，可適用于固體樣品的萃取分離。技術(shù)原理溶劑的回流與虹吸原理，實(shí)現(xiàn)對(duì)固廢混合物中所需成分的連續(xù)提取，具有提取效率高的特點(diǎn)。按照技術(shù)操作流程，要先進(jìn)行固體的研磨處理，將固體物質(zhì)放入濾紙?zhí)變?nèi)，放到萃取室內(nèi)。溶劑加熱處理后，蒸汽經(jīng)過(guò)導(dǎo)氣管上升，被冷凝為液體滴入提取器內(nèi)。若液面超過(guò)虹吸管最高位置時(shí)，可出現(xiàn)虹吸的情況，溶液回流到燒瓶?jī)?nèi)，則可以萃取出溶于溶劑內(nèi)的部分物質(zhì)。研究者運(yùn)用索氏提取法檢測(cè)ABS木塑材料中DecaBDE的方法，運(yùn)用正交試驗(yàn)研究主要影響因素同時(shí)進(jìn)行參數(shù)的優(yōu)化，有效提取木塑中的有機(jī)物。

3冶金固廢棄物資源化處理與利用的策略

3.1加強(qiáng)鋼渣溶劑渣配料影響分析

從冶金固廢棄物資源化與綜合利用角度分析，若想實(shí)現(xiàn)鋼渣利用目標(biāo)，要加強(qiáng)鋼渣溶劑渣配料影響分析。一般來(lái)說(shuō)，鋼渣的處理主要流程為破碎與磁選，獲得熔劑渣資源，為燒結(jié)廠提供材料，配比多控制5%以下。不過(guò)溶劑渣的配入，將會(huì)給燒結(jié)礦品位與質(zhì)量帶來(lái)影響。究其原因，主要是因?yàn)樗滗撛募铀疂駶?rùn)性性能以及造球性能相比鐵礦粉要差，燒結(jié)廠的使用量有限，甚至部分廠子已經(jīng)停止使用，因此增加了溶劑渣的利用壓力。通過(guò)加強(qiáng)對(duì)燒結(jié)礦配加鋼渣溶劑渣強(qiáng)化制粒的試驗(yàn)研究，掌握適宜的鋼渣溶劑配入?yún)?shù)，精準(zhǔn)控制燒結(jié)速度、燒結(jié)礦強(qiáng)度以及成品率等，提升應(yīng)用品質(zhì)[2]。

3.2提高固廢處理的水平

冶金固廢棄物資源化與綜合利用方式很多，除了提取合金外，還可以用作其他領(lǐng)域的原材料。從推進(jìn)的角度分析，要加大技術(shù)革新力度，積極完善固廢物的處理設(shè)施，切實(shí)提高資源化和綜合利用水平。目前來(lái)說(shuō)，部分城市的冶金固廢物處理技術(shù)水平還比較低，缺少有效的資金與技術(shù)支持，處理能力較弱?；诖耍枰哟笾С至Χ?，結(jié)合當(dāng)前的發(fā)展情況與未來(lái)發(fā)展戰(zhàn)略，鼓勵(lì)固廢處理企業(yè)進(jìn)行技術(shù)的創(chuàng)新與引進(jìn)，切實(shí)提高處理水平。除此之外，要擴(kuò)大固廢的用途。具體措施如下：①將鋼渣應(yīng)用到水泥生產(chǎn)實(shí)踐。從促進(jìn)固廢資源化利用的角度分析，要積極拓展應(yīng)用領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)綜合化利用。實(shí)踐中要加強(qiáng)對(duì)鋼渣在水泥廠生產(chǎn)試驗(yàn)研究以及生產(chǎn)線驗(yàn)證，提出最合理的工藝控制參數(shù)，為鋼渣的應(yīng)用提供技術(shù)方案支持；②用作道路材料與建筑材料。圍繞鋼渣穩(wěn)定性問(wèn)題進(jìn)行技術(shù)研究，對(duì)采用的工藝進(jìn)行優(yōu)化，為應(yīng)用提供支持，保障處理的效益。3.3推廣適宜的技術(shù)手段從當(dāng)前的冶金固廢類型分析，主要包括冶金廢渣、冶金塵泥和粉煤灰。若想實(shí)現(xiàn)有效的處理與利用，要選擇適宜的技術(shù)手段。具體措施如下：①冶金廢渣。一般來(lái)說(shuō)，冶金廢棄物的治理，大致劃分為三個(gè)階段。最初采用的方法為最原始方法，即掩埋處理，后期經(jīng)過(guò)發(fā)展對(duì)廢渣實(shí)施初步再利用。目前，實(shí)現(xiàn)治理方式的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)對(duì)冶金固廢的整體回收，促使資源開發(fā)與綜合利用水平得到提高。隨著冶金渣回收技術(shù)水平的不斷提高，回收利用率不斷提高，能夠達(dá)到60%左右，多應(yīng)用于公路建設(shè)和建筑領(lǐng)域等。利用鋼渣磁選除鐵技術(shù)，可達(dá)到生產(chǎn)與綜合利用的目標(biāo)。粗鋼生產(chǎn)環(huán)節(jié)會(huì)產(chǎn)生大約20%的鋼渣，同時(shí)鋼渣含有很多的廢鋼。采用自磨技術(shù)與磁選技術(shù)或者自解熱悶技術(shù)，開展廢鋼的處理，實(shí)現(xiàn)資源的利用。采用反燒結(jié)技術(shù)，對(duì)鋼渣進(jìn)行處理，能夠增強(qiáng)鈣鐵鎂等的強(qiáng)度；②冶金塵泥。一般來(lái)說(shuō)，其主要成分包括高爐內(nèi)的瓦斯塵灰和瓦斯泥等。其中，高爐塵泥主要是冶金作業(yè)環(huán)節(jié)被除塵器搜集的金屬蒸汽，含有較為豐富的鋅鐵元素，采用弱磁鐵選技術(shù)以及浮選技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)有效回收。

3.4貫徹綠色循環(huán)利用理念，保護(hù)生態(tài)環(huán)境

從實(shí)踐的角度分析，對(duì)冶金塵泥要做好有效處理，避免給生態(tài)環(huán)境帶來(lái)不利影響。推廣應(yīng)用金屬蒸汽技術(shù)手段，達(dá)到高效處理的目的，切實(shí)保障生態(tài)環(huán)境質(zhì)量達(dá)標(biāo)。積極轉(zhuǎn)變思想認(rèn)識(shí)，認(rèn)識(shí)到冶金固廢棄物資源化處理與綜合利用的價(jià)值，探索有效的技術(shù)，提高對(duì)冶金固廢的資源處理水平，提高處理效率，促進(jìn)環(huán)境保護(hù)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。固廢處理企業(yè)要加強(qiáng)和上下游企業(yè)的合作，積極收集可利用的合金與其他資源，為下游企業(yè)提供所需的資料，實(shí)現(xiàn)資源化與綜合化利用。梳理當(dāng)前冶金固廢利用工藝存在的薄弱點(diǎn)與不足，加大技術(shù)創(chuàng)新和優(yōu)化的力度，切實(shí)提高資源利用率，實(shí)現(xiàn)綜合化運(yùn)用[3]。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，冶金固廢棄物資源化處理與綜合利用，既能夠獲得很多的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)能夠創(chuàng)造良好的生態(tài)效益，因此要加大技術(shù)投入力度，切實(shí)提高資源的利用水平。實(shí)踐中要加大技術(shù)研究力度，積極探索更多的資源化用途，提高冶金固廢的資源化處理水平，實(shí)現(xiàn)處理的價(jià)值，促進(jìn)可持續(xù)化發(fā)展。目前來(lái)說(shuō)，固廢的處理率還待提高，需要不斷加大技術(shù)研究與投入，提高技術(shù)水平，促進(jìn)冶金固廢處理行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]楊尚欣.有色冶金工業(yè)含砷廢棄物的處理現(xiàn)狀與展望[J].世界有色金屬，2019（18）：11-12.

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[3]司金鳳.中國(guó)鋼鐵企業(yè)固體廢棄物資源化處理模式及發(fā)展方向[J].化工管理，2017（21）：149，152.

作者：曹立成 郭存濤 單位：松陽(yáng)光潔固廢處置有限公司