鋼鐵行業(yè)的環(huán)境保護(hù)與資源再利用

李斯文 陳躍宗

【摘 要】近年來，鋼鐵行業(yè)能量消耗巨大，產(chǎn)生的廢氣、廢水、固體廢物等越來越多，嚴(yán)重污染環(huán)境。針對(duì)此問題，本文綜述了對(duì)廢氣、廢水、固體廢物循環(huán)再利用的相關(guān)技術(shù)，希望能促進(jìn)鋼鐵行業(yè)的綠色發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】鋼鐵行業(yè)；環(huán)境保護(hù)；循環(huán)經(jīng)濟(jì)

鋼鐵行業(yè)是我國工業(yè)化進(jìn)程過程中的產(chǎn)業(yè)支柱，對(duì)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有巨大的推動(dòng)作用。近年來，河北鋼鐵產(chǎn)業(yè)面臨著一個(gè)巨大的問題：能量消耗巨大，產(chǎn)生的廢氣、廢水、固體廢物等嚴(yán)重污染環(huán)境。鋼鐵行業(yè)每年能耗占全國10%以上，廢氣和廢水的排放占全國工業(yè)排放總量的14%，固體廢棄物占全國工業(yè)排放總量的16%。轉(zhuǎn)變“高投入、高能耗、高排放、難循環(huán)、低效率”為特征的粗放型增長方式為“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”科學(xué)發(fā)展，是當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的迫切需求。針對(duì)此問題，鋼鐵行業(yè)提出優(yōu)先發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)。循環(huán)經(jīng)濟(jì)要求資源的重復(fù)使用，使產(chǎn)品在完成其使用功能后，經(jīng)過處理可以被再次利用。循環(huán)經(jīng)濟(jì)策略實(shí)現(xiàn)了再資源化和再能源化，不僅為工藝生產(chǎn)提供了原材料，節(jié)約了能源，更保護(hù)了環(huán)境，減少了環(huán)境的壓力。

一、水的再利用

鋼鐵行業(yè)的整個(gè)生產(chǎn)過程包括原料準(zhǔn)備、鋼鐵冶煉和軋制成品等過程均離不開水，廢水排放量大，種類繁多，成分復(fù)雜。廢水產(chǎn)生主要有：鐵礦的采選廢水、燒結(jié)廠廢水、煉鐵廠廢水、煉鋼廠廢水、軋鋼廠廢水。其中燒結(jié)廢水中的除塵水、沖洗水和設(shè)備冷卻水的懸浮物含量較高、煉鐵廢水的水溫較高，但是未受污染，這些污水經(jīng)過凈化后都可以重復(fù)使用。部分無毒都廢水可以集中處理，而有毒性的污水必須要單獨(dú)進(jìn)行處理。鋼鐵廢水排放及處理情況見表1。

由表1可知，我國每年廢水使用量巨大。因此，鋼鐵企業(yè)應(yīng)該在節(jié)約用水的基礎(chǔ)之上實(shí)現(xiàn)循環(huán)用水，實(shí)現(xiàn)廢水循環(huán)、階梯、分類使用。首先，根據(jù)生產(chǎn)工藝的需要，針對(duì)不同的生產(chǎn)步驟分別使用軟水、凈化水、深井水、自來水、工藝水等[4]。然后，建設(shè)高水平的廢水處理泵站，將廢水加工成中水、除鹽水等，以供生產(chǎn)環(huán)節(jié)使用，從而提高了污水回收利用率。另外，需要加快技術(shù)創(chuàng)新，研究開發(fā)新水種，將城市污水以及煤礦周邊的礦井水經(jīng)過處理后成為可供生產(chǎn)使用的中水。

二、廢氣的再利用

鋼鐵行業(yè)每年都會(huì)產(chǎn)生大量的廢氣，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的影響。表2是對(duì)鋼鐵行業(yè)廢氣排放量的總結(jié)。

煤作為主要能源會(huì)產(chǎn)生大量的有害氣體，例如，二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳等[5]。目前，鋼鐵行業(yè)有很多處理廢氣的方法。針對(duì)二氧化硫，有焦?fàn)t煤氣脫硫、燒結(jié)排煙脫硫、元燃料低硫化等；針對(duì)二氧化碳，減少高爐煉鐵過程中的能源消耗才能明顯減少二氧化碳的排放量；針對(duì)二惡英，可以選擇低氯化物含量的原料等。這些方法雖然可以減少有害氣體的排放，但是仍然避免不了一部分有害氣體的排放。針對(duì)鋼鐵行業(yè)排放的大量廢氣，目前已經(jīng)利用相關(guān)設(shè)備進(jìn)行處理，具體數(shù)據(jù)見表3。

利用設(shè)備處理廢氣需要消耗大量的人力物力，所以要對(duì)這些有害氣體循環(huán)利用，盡可能減少廢氣處理費(fèi)用。在燒結(jié)階段，可以采用活性炭脫硫技術(shù)，此過程中產(chǎn)生的二氧化硫可用于制備硫酸；高爐、轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)過程中的煤氣可作為副燃料被回收[7]。

三、固體廢物的再利用

自20世紀(jì)60年代以來，我國開始探究固體廢物的再次利用。固體廢物的循環(huán)利用一直是鋼鐵行業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重點(diǎn)課題，鋼鐵在生產(chǎn)過程當(dāng)中會(huì)產(chǎn)生種類繁多的固體廢物，例如，高爐渣、鋼渣、含鐵沉泥、氧化鐵皮。不同固體廢物含有不同成分，具體見表4。

不同的固體廢物有不同的性質(zhì)，針對(duì)其不同的性質(zhì)，有不同的利用途徑。

（一）高爐渣

在生產(chǎn)礦渣水泥的過程中，高爐水渣可作為摻和料，每噸水泥幾月石灰石原料45%，減少44%的二氧化碳排放，節(jié)約能源50%。目前，高爐渣已被建材市場(chǎng)認(rèn)可，利用高爐水渣制成的水渣微粉可代替水泥生產(chǎn)混凝土，水渣微粉有更高的工作性能和更大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。此外，高爐熔渣還可以用于生產(chǎn)微晶玻璃制品和擴(kuò)棉制品，既降低了能源消耗，又節(jié)約了成本。

（二）鋼渣

通過豎爐將經(jīng)過磁選、篩分出含鐵量較高的渣鋼與焦炭等還原為鐵水，可以繼續(xù)作為煉鋼的原料。鋼渣也可以代替碎石用于鐵路、公路路基，也可作為燒結(jié)輔料和水泥原料。

（三）含鐵沉泥

每年我國生產(chǎn)的鋼鐵中，伴生的燒結(jié)除塵灰、返礦、高爐除塵灰、煉鋼轉(zhuǎn)爐污泥等鐵塵泥每年約產(chǎn)生千萬噸以上，這些含鐵沉泥中的含鐵量達(dá)到45%，通過經(jīng)過恰當(dāng)?shù)靥幚砜梢匀垦h(huán)利用[10]。

四、結(jié)論

鋼鐵產(chǎn)業(yè)是我國工業(yè)體系的重要組成部分，它必然會(huì)長期、穩(wěn)定地發(fā)展。鋼鐵行業(yè)在發(fā)展的過程中，正在不斷地向綠色、循環(huán)的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變。希望我國鋼鐵企業(yè)加強(qiáng)與擁有先進(jìn)技術(shù)的國外鋼鐵企業(yè)的交流，吸收國外先進(jìn)技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)；調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，降低能源，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展；不斷推進(jìn)新工藝，加強(qiáng)對(duì)工業(yè)廢水。廢氣、固體廢物的循環(huán)再利用工藝，爭取實(shí)現(xiàn)污染物零排放，從而促進(jìn)我國鋼鐵行業(yè)的發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

[1]孟群. 鋼鐵材料的循環(huán)利用[N]. 世界金屬導(dǎo)報(bào)，2017-08-15（B01）.

[2]. 發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì) 打造綠色新鋼——記陽春新鋼鐵有限責(zé)任公司[J/OL].環(huán)境保護(hù)，2016，（23）：82-83（2016-12-12）.http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.1700.X.

20161212.1514.042.html.