歐盟鋼鐵工業(yè)殘?jiān)虖U處理工藝進(jìn)展

□ 羅 曄

循環(huán)經(jīng)濟(jì)是鋼鐵工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要支柱。來自煉鋼工序的固體和污泥殘?jiān)写罅康慕饘俸偷V物質(zhì)等貴重原料，可作為二次資源使用。因此，迫切需要采取行之有效的手段對粉塵和污泥進(jìn)行回收，從而減少對原材料和能源等一次資源的需求，縮減填埋規(guī)模，同時(shí)為鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)節(jié)省經(jīng)濟(jì)成本。

目前，包括現(xiàn)場回收和外委企業(yè)進(jìn)行殘?jiān)迷趦?nèi)，歐盟鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)的副產(chǎn)品回收率已高達(dá)95%。為了實(shí)現(xiàn)物料回收、創(chuàng)建循環(huán)經(jīng)濟(jì)，歐盟鋼鐵業(yè)界一直致力于開發(fā)并推廣相關(guān)的處理和回收技術(shù)。

一、歐盟鋼鐵工業(yè)殘?jiān)虖U的利用策略

1.鐵前工序固廢

目前，歐盟大部分鋼鐵企業(yè)燒結(jié)處理（如篩分）產(chǎn)生的粉塵通常會(huì)返回至帶式燒結(jié)機(jī)（250 kg返礦/t燒結(jié)礦）。而對來自燒結(jié)廠廢氣的灰塵和污泥主要進(jìn)行填埋處理，由于其含有鉀、鉛和氯，但含鐵量較低，因此對這類固廢要進(jìn)行外部處理，即與水泥混合固定并隨即填埋。

高爐煤氣清洗通常分2步：粗顆粒粉塵與出鐵場粉塵一道返回至燒結(jié)廠，細(xì)顆粒粉塵通過帶有下游濕式靜電除塵器（ESP）的洗滌器系統(tǒng)分離。高爐污泥采用隔膜壓濾分離，由水力旋流器脫水后，一部分殘?jiān)趲綗Y(jié)機(jī)上回收，另一部分（鋅含量通常在1wt%～10wt%）則進(jìn)行填埋。洗滌器濾液在污水處理廠進(jìn)行外部清潔[1]。2016年歐盟地區(qū)高爐渣總量為2 580萬噸，主要應(yīng)用于水泥工業(yè)、道路建設(shè)、絕緣材料和肥料[2]，如圖1所示。

圖1 2016年歐盟地區(qū)高爐渣回收再利用情況

2.煉鋼工序固廢

鋼包鐵水脫硫過程產(chǎn)生的爐渣分離為富鐵和貧鐵組分。在燒結(jié)廠和高爐中回收細(xì)顆粒富鐵組分，其余進(jìn)行外部回收。多數(shù)情況下，轉(zhuǎn)爐煙氣中的粗顆粒粉塵由重力分離器處理，而細(xì)顆粒粉塵則通過ESP過濾器或洗滌器分離。粗顆粒粉塵通常返回至轉(zhuǎn)爐，此外還可在帶式燒結(jié)機(jī)上回收，或作為冷固結(jié)球團(tuán)在高爐上回收。細(xì)顆粒粉塵或污泥在回收利用上存在一定難度，這是因?yàn)檫@些組分的鋅和鉛含量高于粗顆粒粉塵，如表1所示。

表1 轉(zhuǎn)爐粉塵及污泥的主要成分 單位/wt%

這些重金屬主要來源于裝入轉(zhuǎn)爐的廢鋼。在某些情況下，可以控制廢鋼中鉛和鋅的含量。粉塵中鋅含量通過X射線光譜進(jìn)行測定，貧鋅組分可以在高爐或轉(zhuǎn)爐內(nèi)部回收利用，而細(xì)顆粒粉塵中的富鋅組分或污泥則不能在煉鋼工序中回收。此外，部分轉(zhuǎn)爐粉塵和污泥被填埋處理，轉(zhuǎn)爐爐渣在空氣中緩慢冷卻，隨后的磁處理對富鐵組分（轉(zhuǎn)爐渣總量占比約10%）進(jìn)行分離，并在高爐回收利用，另一部分則用于轉(zhuǎn)爐的冷卻劑或進(jìn)行內(nèi)部儲(chǔ)存，見圖2。

圖2 轉(zhuǎn)爐渣和電爐渣的利用途徑

3.典型鋼鐵企業(yè)

奧鋼聯(lián)公司（Voestalpine Stahl）和瑞典鋼鐵公司（SSAB）不僅在殘?jiān)幚砗屠梅矫媾读撕芏嘣敱M的信息，而且在歐盟鋼鐵工業(yè)的資源利用程度最高。表2總結(jié)了奧鋼聯(lián)公司林茨廠實(shí)施的殘?jiān)貌呗浴Ｔ搹S采用單一的“高爐—轉(zhuǎn)爐”工藝路線，2017年共生產(chǎn)粗鋼580萬噸。取決于操作要求，該廠采用美國科珀斯克里斯蒂Voestalpine MIDREX?工廠生產(chǎn)的熱壓塊（HBI）作為鐵水原料，考慮所有現(xiàn)場和場外的殘?jiān)寐窂?，奧鋼聯(lián)公司在2017年的資源利用率為89.3%[3，4]。

表2 奧鋼聯(lián)公司林茨廠的殘?jiān)貌呗?單位/kt

SSAB公司在瑞典、芬蘭和美國均設(shè)有鋼鐵廠，2017年的粗鋼總產(chǎn)量為880萬噸，其中美國鋼鐵廠通過廢鋼回收，粗鋼產(chǎn)量為240萬噸；在瑞典和芬蘭的分廠共有20%的粗鋼采用廢鋼生產(chǎn)。表3總結(jié)了SSAB公司的殘?jiān)貌呗?。根?jù)工藝路線的不同，約95%的殘?jiān)鼇碜澡F礦石，同時(shí)91%的殘?jiān)鼇碜詮U鋼，綜合采用內(nèi)部或外部利用的方式。

表3 SSAB公司的殘?jiān)貌呗?單位/kt

二、歐盟鋼鐵工業(yè)殘?jiān)虖U的典型處理工藝

1.OxyCup? 豎爐

德國企業(yè)蒂森克虜伯與Küttner公司聯(lián)合開發(fā)了OxyCup?熔融還原工藝。該工藝基于自還原碳磚的豎爐技術(shù)，可以生產(chǎn)鐵水。1座示范工廠位于德國杜伊斯堡的蒂森克虜伯歐洲鋼鐵公司。團(tuán)聚體含有焦粉、粘合劑（≤10 wt%水泥）、來自高爐和轉(zhuǎn)爐煤氣的粉塵和污泥、油膩軋機(jī)氧化鐵皮污泥，以及來自生鐵脫硫階段的磁性殘?jiān)?。為了碳磚的硬化，在冷粘結(jié)壓塊處理之后儲(chǔ)存5天[5]。

OxyCup?工廠的中心部位是1座圓頂豎爐，爐缸直徑2.6m，軸高8.8m（從風(fēng)口帶到頂部），工作容積為65m3。自還原碳磚與焦炭、添加劑（熔劑）一道裝入豎爐，每生產(chǎn)1t鐵水需要170～200kg的焦炭。為了產(chǎn)生還原氣體，注入最大溫度650℃、計(jì)示壓力400mbar的熱風(fēng)，穿過8個(gè)風(fēng)口的總流速約為30 000m3/hSTP，風(fēng)口帶附近的碳轉(zhuǎn)變?yōu)橐谎趸?，溫度接近最大? 200℃。此外，通過風(fēng)口注入了3 500m3/hSTP的純氧。氧化鐵的直接還原始于900℃，在1 400℃全部完成，20min后形成了海綿鐵。這些海綿鐵隨后在爐缸熔化，最終產(chǎn)物是碳含量約4wt%的鐵水，而爐渣則通過爐底的出鐵口連續(xù)流向后續(xù)的虹吸系統(tǒng)，由于密度不同，鐵水和爐渣則被分離[6，7]。

爐頂煤氣溫度為230℃～300℃，采用洗滌器進(jìn)行處理，而來自團(tuán)聚體的鋅和堿等成分經(jīng)過揮發(fā)，富集于濾餅中，隨后進(jìn)行外部處理。蒂森克虜伯的杜伊斯堡廠每年約有16.5萬噸的鐵水采用17.6萬噸的殘?jiān)a(chǎn)，鐵水生產(chǎn)率約為35～65t/h，爐渣生產(chǎn)率約為15～30t/h，每天共計(jì)有500t含鐵粉塵和污泥進(jìn)行回收。

2.DK工藝

德國DK回收公司與Roheisen股份有限公司（原名“Duisburger Kupferhütte”）合作開發(fā)了“DK”工藝，用以回收富鋅冶金殘?jiān)ㄆ骄\含量為3wt%，最高為10wt%）生產(chǎn)生鐵。DK工藝是基于傳統(tǒng)高爐鋼鐵廠建立的，同時(shí)采用了特殊的團(tuán)聚體用于鋅精礦生產(chǎn)[8]。該工藝在原材料的質(zhì)量上不同于傳統(tǒng)的煉鐵工藝，采用了不同的預(yù)處理方式。DK工藝采用的物料是來自高爐和轉(zhuǎn)爐的粉塵和污泥、軋機(jī)氧化鐵皮，以及其他富鐵殘?jiān)?。DK工藝的含鐵廢物年均回收量為34萬～46萬噸，最大回收能力可達(dá)50萬噸。利用這些殘?jiān)?，生產(chǎn)不同等級(jí)的生鐵，2017年總產(chǎn)量為25.9萬噸。物料處理始于燒結(jié)階段（燒結(jié)產(chǎn)能約64t/h），副產(chǎn)物與石灰石和焦粉混合，投入帶式燒結(jié)機(jī)。燒結(jié)尾氣采用靜電除塵器及洗滌系統(tǒng)（注入石灰乳和褐煤焦粉用以去除二氧化硫、二噁英和呋喃），袋式過濾器從凈化氣體中分離出固體殘?jiān)?/p>

燒結(jié)礦沿著外購焦炭投料，作為高爐還原劑，每生產(chǎn)1t生鐵需700～720kg還原劑，另需輔助還原劑用于替代部分焦炭，例如重油。DK工藝擁有2座高爐（3號(hào)高爐工作容積580m3，爐缸直徑5.5m；4號(hào)高爐工作容積460m3，爐缸直徑4.5m），日均鐵水總產(chǎn)量為1 500 t。2座高爐中，1座在運(yùn)行，1座處于備用狀態(tài)[9]。高爐生產(chǎn)的鐵水在澆鑄機(jī)中形成8～10kg的生鐵塊（DK工藝的第一產(chǎn)品），隨即出售給全球的鑄造廠。含有氧化鋅的高爐煤氣分2步凈化，依次為粗粒級(jí)除塵器和細(xì)粒級(jí)洗滌器。高爐渣在渣坑中冷卻至室溫，這一冷卻步驟產(chǎn)生的類似天然石料的產(chǎn)物，可用于建筑施工行業(yè)。

3.Befesa Waelz工藝

西班牙Befesa Sociedad Anonima Unipersonal （S.A.U.）是全球知名企業(yè)，致力于鋼鐵和鍍鋅行業(yè)的副產(chǎn)品回收，以及鋁或含鋁殘?jiān)幕厥?。歷經(jīng)數(shù)十年，Waelz技術(shù)一直用于高含量鋅（大于20wt%）金屬殘?jiān)奶幚怼?006年Befesa公司從位于德國杜伊斯堡的BUS Berzelius Umwelt Service GmbH公司接管了Waelz技術(shù)[10]。Befesa處理的主要部分就是所謂的“SDHL Waelz”工藝，以發(fā)明者Saage、Dittrich、Hasche和Langbein的姓名首字母命名，同時(shí)也是對Waelz工藝的進(jìn)一步改良，能耗更低，減少了熔劑用量和二氧化碳排放。該殘?jiān)幚砉に嚳梢苑譃椋悍侄芜\(yùn)輸、制備及物料投料，Waelz窯爐內(nèi)火法冶金工藝，尾氣處理。在SDHL Waelz工藝中，鋼鐵廠粉塵、各種含鋅殘?jiān)c焦炭、爐渣進(jìn)行混合并?；晌㈩w粒。為了確保穩(wěn)定操作，Waelz氧化物的鋅產(chǎn)出量高，爐渣質(zhì)量良好，將鋼鐵廠殘?jiān)c既定量的還原劑和造渣劑進(jìn)行混合?；鸱ㄒ苯鸸に囋赪aelz軋制管式爐中進(jìn)行，爐長通常為40～65m，直徑為3～4.5m。由于輕微傾斜和移動(dòng)（每分鐘1.2轉(zhuǎn)），連續(xù)裝料的微顆粒穿過窯爐，停留時(shí)間為4～6h。穿過窯爐的氣相與固體散料的當(dāng)前方向相反。

為了在鋅工業(yè)中有效利用Waelz氧化物產(chǎn)品，就必須降低鹵族元素含量，同時(shí)提升鋅含量。軋制氧化物經(jīng)過二級(jí)或三級(jí)逆流洗滌器處理，可以去除多于90%的鹵族元素和堿。在最終洗滌的軋制氧化物中，鋅含量為70wt%。Waelz爐渣可以用于填埋場的道路建造材料。Waelz工藝的一大缺點(diǎn)就是鐵被束縛在爐渣中，不能被回收和進(jìn)一步利用，例如，在鋼鐵生產(chǎn)中爐渣會(huì)作為鐵載體。

三、歐盟正在開發(fā)的殘?jiān)虖U處理工藝

1.綜合INDUTECH? /EZINEX? 工藝概念

歐盟地區(qū)已經(jīng)開發(fā)了一些冶金殘?jiān)幚砑夹g(shù)，但部分尚未投入實(shí)際應(yīng)用。位于意大利奧斯坡的Ferriere Nord工廠，已經(jīng)開展了名為“綜合INDUTECH?/EZINEXR”工藝的中試試驗(yàn)，該試驗(yàn)由意大利比提尼（Pittini）集團(tuán)開展，主要對電爐粉塵進(jìn)行現(xiàn)場處理。綜合INDUTECH?/E Z I N E X?概念工藝由意大利工程公司E n g i t e c h Technologies SPA開發(fā)。在20世紀(jì)90年代，為了處理含鋅的電爐粉塵物料，Engitech公司開創(chuàng)了EZINEXR工藝?；纠砟钍峭ㄟ^濕法冶金工藝從電爐粉塵生產(chǎn)陰極鋅。EZINEXR工藝是一個(gè)電積系統(tǒng)，采用氧化鋅材料的氯化物浸出。通過電爐粉塵的火法冶金處理（如Waelz工藝），在70℃～80℃的溫度條件下，含鋅物料在中性pH溶液中與氯化物浸出，從而生產(chǎn)粗氧化鋅[11]。

氧化鋅溶解并運(yùn)往第二步驟，而含有鋅鐵尖晶石和鐵尖晶石的部分則不會(huì)浸出，轉(zhuǎn)往粗鋅生產(chǎn)單元。除氧化鋅外，鎘和鉛等其他金屬則留在滲濾液中。膠結(jié)步驟是從其他金屬中分離出鋅，對于確保鍍鋅層而言，去除雜質(zhì)非常重要，因?yàn)樘砑愉\粉或顆粒，就會(huì)造成這些金屬的析出。膠合劑可以用作再生鉛工業(yè)的原材料，凈化液在下一步鋅電積進(jìn)行處理，這一工藝會(huì)生成金屬鋅陰極，同時(shí)采用鈦陰極和石墨陽極。

在大于65℃的溫度條件下進(jìn)行電解操作，同時(shí)采用空氣吹掃系統(tǒng)，由此改善了擴(kuò)散速率，有效混合溶液。電解采用的電流密度高達(dá)300A/m2，而且在較低的鋅濃度（標(biāo)準(zhǔn)操作范圍是5～15g/L）下進(jìn)行。鋅沉積持續(xù)24～48h，并在鈦陰極上出現(xiàn)。由于鈣和鎂會(huì)干擾鋅向陰極界面遷移，同時(shí)擾亂電解過程，為了去除這些雜質(zhì)，還需要進(jìn)一步的下游碳化步驟。為了避免這一問題，通過添加碳化鈉或碳酸氫鈉實(shí)現(xiàn)結(jié)晶和沉淀析出；除鈣和鎂外，在滲濾液中的其他主要雜質(zhì)是堿性氯化物和氟化物，盡管其并不會(huì)影響鍍層，但除了上述工序中的鹽結(jié)晶外，這些雜質(zhì)會(huì)改變電解質(zhì)導(dǎo)電性，降低歐姆電阻。蒸發(fā)或結(jié)晶單元的主要目標(biāo)為：蒸發(fā)掉帶入設(shè)備的水分（反應(yīng)物所含的水分、電化學(xué)添加劑、濾餅和陰極洗滌液），去除來自電解質(zhì)的堿性氯化物，含有鋅氨基化合物和氯化銨的母液被回收并返還至廠區(qū)[12]。

如前所述，EZINEX?理念采用了粗氧化鋅進(jìn)料。由于電爐粉塵必須進(jìn)行預(yù)處理，從而產(chǎn)生具有穩(wěn)定質(zhì)量的氧化鋅，那么就需要采用諸如Waelz工藝的火法冶金粉塵理念。因此，Engitech公司設(shè)計(jì)了INDUTEC?熱處理工藝，并在Ferriere Nord設(shè)立了150 kW的中試工廠，采用電爐粉塵、氧化鐵皮等不同物料進(jìn)行試驗(yàn)。?；锪涎b入感應(yīng)爐，在熱處理過程中，鋅與鎘、鉛和汞等其他揮發(fā)性金屬一起蒸發(fā)，氣流離開感應(yīng)爐冰杯冷卻，熱量用于進(jìn)料的預(yù)熱。兩步除塵系統(tǒng)（旋風(fēng)和袋式除塵器）從氣體中分離出含有固體氧化物混合物的金屬。除工藝氣體外，產(chǎn)出生鐵（鐵含量92wt% ～ 94wt%，碳含量2wt%～4wt%）和惰性渣。

目前，INDUTEC?/EZINEX?理念正在逐步實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)，近年來，鋅生產(chǎn)商在采用電爐粉塵制備鋅方面已經(jīng)取得了一些成果，因此，F(xiàn)erriere Nord決定將電爐粉塵運(yùn)往Befesa這類外部公司。

2.PRIMUS? 多段爐

PRIMUS?技術(shù)是由Paul Wurth工程公司開發(fā)的，用于回收高爐、轉(zhuǎn)爐和電爐的污泥、粉塵和氧化鐵皮。該工藝可以把鋅和鉛從粉塵中分離，并以液態(tài)金屬的形式回收鐵成分。PRIMUS?技術(shù)由兩部分組成：多段爐（Multihearth Furnace，MHF）和電爐。物料?；⑦\(yùn)往MHF。煤粉注入到預(yù)熱、脫油和煅燒裝置的這一區(qū)域以下。氧化物的還原在MHF的最低區(qū)域發(fā)生。重金屬氧化物與氧化鐵一起進(jìn)行預(yù)還原。煤粉的添加會(huì)促成鐵和鋅還原，以及金屬滲碳。在隨后的熔化步驟中完成鐵的還原，熔化生鐵，形成爐渣，同時(shí)完成鋅還原。鋅、鉛、氯和堿運(yùn)往尾氣系統(tǒng)，并在袋式過濾器中進(jìn)行分離，作為PRIMUS?氧化物，其氧化鋅含量很高[13]。液態(tài)生鐵的鐵含量為50wt%～80wt%，碳含量高達(dá)4wt%。產(chǎn)生的爐渣性質(zhì)與高爐渣相似，可以用于鋪路建設(shè)。除鋅、鉛、堿等成分外，氯也被蒸發(fā)并被采集。2003—2009年，盧森堡的PRIMOREC S. A.公司興建的工廠采用了這項(xiàng)技術(shù)，每年可以處理6萬噸的電爐粉塵和1.5萬噸的軋制氧化鐵皮污泥。

3.REDSMELTTM/REDIRONTM

位于盧森堡的Paul Wurth 工程公司開發(fā)了REDSMELTTM和REDIRONTM兩大工藝。兩種工藝均由兩步熔化和還原工序組成，采用轉(zhuǎn)底爐（RHF）和熔化裝置對高爐、轉(zhuǎn)爐和電爐的粉塵和污泥進(jìn)行處理，生產(chǎn)直接還原鐵（DRI）。精細(xì)研磨的殘?jiān)c煤或石油焦等碳質(zhì)還原劑混合，進(jìn)行預(yù)處理，用于后序的生球團(tuán)生產(chǎn)。?；襟E需要狹窄的粒度分布，80%小于100μm，100%小于250μm。

在攪拌器中制備濕潤的物料，通過添加水和少量的膨潤土作為粘合劑。采用圓盤造粒機(jī)對混合物進(jìn)行?；?，生球團(tuán)的粒徑約為7mm。干燥步驟以后，球團(tuán)裝入RHF進(jìn)行加熱和預(yù)還原處理。燃?xì)夂椭伎諝馔ㄟ^幾個(gè)側(cè)面燃燒器引入，分成3個(gè)控制區(qū)。在每個(gè)燒成帶，為了獲得理想的溫度和氣體成分（一氧化碳和氧氣），分別控制燃料和空氣流速。操作溫度約為1 450℃。二次空氣通過單獨(dú)的進(jìn)風(fēng)口引入，用于燃燒還原工序所產(chǎn)生的一氧化碳?？偼Ａ魰r(shí)間為10～18min，最終DRI金屬化程度接近70%～90%。取決于不同原材料的性質(zhì)，特定DRI產(chǎn)量約為60～100kg/（m2·h）。離開轉(zhuǎn)底爐的尾氣溫度約為1 100℃，一氧化碳隨后被氧化。為了產(chǎn)生蒸汽，還安裝了一個(gè)廢熱回收系統(tǒng)。起初在最終的熔化還原步驟上采用埋弧爐，經(jīng)后期改進(jìn)為吹氧煤基熔爐（新型熔化技術(shù)，NST）。NST熔爐被設(shè)計(jì)成垂直的反應(yīng)容器，底部配備虹吸出鐵口，這種設(shè)計(jì)與沖天爐（用撇渣器分離渣和鐵水）相似。熱DRI借助重力從頂部裝入水冷溜槽。熔煉反應(yīng)器配備了兩級(jí)側(cè)槍（每級(jí)三槍）用以注入氧氣和煤粉。上部槍向乳化液中注入氧氣，用以促進(jìn)過渡區(qū)的二次燃燒，而下部槍向熱金屬熔池中注入氧氣和煤粉。與之前的RHF（高達(dá)1 700℃）相比，熔化階段的尾氣溫度更高一些，而且在一個(gè)雙級(jí)系統(tǒng)（熱回收步驟后的熱氣除塵器和洗滌器）中與RHF尾氣一起處理[14]。

REDIRONTM工藝與REDSMELTTM的概念相似，在意大利皮奧姆比諾地區(qū)建成了1座示范工廠，該廠現(xiàn)歸屬于印度鋼鐵企業(yè)京德勒西南鋼鐵公司。REDIRON?工廠的殘?jiān)晏幚砟芰?萬噸，DRI的年產(chǎn)能為4萬噸，經(jīng)過壓塊后裝入高爐。目前，在歐洲地區(qū)尚沒有REDSMELT?或REDIRON?工廠處于運(yùn)行之中。

四、泛歐洲地區(qū)鋼鐵殘?jiān)虖U處理研究項(xiàng)目進(jìn)展

盡管歐盟鋼鐵企業(yè)的資源利用程度已經(jīng)高于90%，而泛歐洲地區(qū)的研究焦點(diǎn)則是對現(xiàn)有殘?jiān)幚砗屠梅绞竭M(jìn)行改進(jìn)或開創(chuàng)全新的理念。為了在2050年之前將歐盟鋼鐵工業(yè)二氧化碳排放量降至1990年的80%，循環(huán)經(jīng)濟(jì)在達(dá)成氣候目標(biāo)方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用[15，16]。按照時(shí)間順序，表4總結(jié)了尚在進(jìn)行中的歐洲研究項(xiàng)目（主要針對粉塵、爐渣和污泥處理），列出了歐盟相關(guān)的協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)、資助機(jī)構(gòu)，其中括號(hào)中的百分比為出資率。

表4 正在進(jìn)行的泛歐洲地區(qū)鋼鐵殘?jiān)幚硌芯宽?xiàng)目

五、總結(jié)

在殘?jiān)虖U的利用方面，奧鋼聯(lián)公司和瑞典鋼鐵公司是歐盟地區(qū)領(lǐng)先的鋼鐵企業(yè)，通過進(jìn)行必要的處理，粉塵、爐渣和污泥等鋼鐵工業(yè)固廢得到了有效的回收再利用；同時(shí)，歐盟正在全面開發(fā)INDUTECH? /EZINEX?、PRIMUS?多段爐和REDSMELTTM/REDIRONTM等創(chuàng)新型工藝。為了在2050年之前將歐盟鋼鐵工業(yè)二氧化碳排放量降至1990年的80%，各大科研機(jī)構(gòu)、院校和企業(yè)紛紛投身于鋼鐵殘?jiān)虖U處理項(xiàng)目之中。大的財(cái)政投入，但需要在豎爐廠旁興建壓塊系統(tǒng)，鐵和鋅的回收率分別在99%和95%以上。在不同投料量、貴金屬回收量、年均工廠產(chǎn)能、貴重金屬產(chǎn)出和處理限制等方面，DK工藝顯示出的特征與OxyCup?工藝相同，但在生成廢物和融合性方面存在一定差異。DK工藝有近1%的物料必須傾倒處理，且該工藝并不能直接融入傳統(tǒng)煉鋼工藝之中。

在鋼鐵產(chǎn)業(yè)的殘?jiān)幚矸矫?，Waelz工藝主要處理轉(zhuǎn)爐和電爐粉塵，由于不能對殘?jiān)M(jìn)行加工，與OxyCup?R和DK工藝不同，鋅是該工藝唯一能夠回收的貴重金屬，并以氧化物的形式向鋅工業(yè)出售；而鐵主要轉(zhuǎn)移到爐渣成分中，含量高達(dá)45wt%。由于鐵含量高，爐渣作為不可重復(fù)使用的廢物進(jìn)行部分填埋。將Waelz軋制管式爐融入現(xiàn)有煉鋼工藝路線的最大優(yōu)點(diǎn)就是簡單可行。Waelz工藝相比于其他2種工藝，在產(chǎn)能規(guī)模上更小一些，鋅回收率85%～95%，但該工藝進(jìn)料的最小鋅含量應(yīng)為15wt%。

在物料靈活性方面，DK工藝優(yōu)于OxyCup?和Waelz工藝，因?yàn)镈K工藝的進(jìn)料主要由高爐和轉(zhuǎn)爐的粉塵、污泥組成，但將DK工藝融入現(xiàn)有的綜合鋼鐵廠存在一定困難，而另2種工藝卻可以實(shí)現(xiàn)。在循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念方面，與OxyCup?和DK工藝相比，Waelz工藝略遜一籌，這是因?yàn)檐堉乒苁綘t的殘?jiān)幚砹扛?，且在大多?shù)情況下會(huì)產(chǎn)生不可重復(fù)利用的爐渣。○

OxyCup?工藝采用豎爐進(jìn)行火法冶金還原，原料主要是高爐和轉(zhuǎn)爐廢氣的粉塵和污泥、含有氧化鐵皮污泥、來自生鐵脫硫的磁性殘?jiān)?、焦炭和粘合劑等添加劑，最終產(chǎn)品為鐵水；操作成本為250歐元/t原料，投資成本為45百萬歐元（每年20萬噸原料），歐盟地區(qū)年產(chǎn)能17.6萬噸；優(yōu)點(diǎn)是加工氣體加熱值高達(dá)4.5MJ/m3，缺點(diǎn)是鐵水硫含量高達(dá)0.2wt%。

DK工藝采用火法冶金工藝回收燒結(jié)廠和高爐的鋅；原料主要是來自高爐和轉(zhuǎn)爐的粉塵和污泥、氧化鐵皮、熔劑、焦炭等添加劑；最終產(chǎn)品為鑄鐵（塊狀，8～10kg）、氧化鋅（粉塵）、爐渣，歐盟地區(qū)年產(chǎn)能41.9萬噸；優(yōu)點(diǎn)是不到1%的物料需進(jìn)行填埋處理。

Befesa Waelz工藝采用轉(zhuǎn)底窯爐利用火法冶金工藝回收鋅，原料主要是粉塵、污泥等含鋅殘?jiān)?、焦炭?90kg/t電爐粉塵）、石灰石（50kg/t電爐粉塵），最終產(chǎn)品為氧化鋅（粉塵）、爐渣，能耗為200kWh/t電爐粉塵，操作成本為105美元/t電爐粉塵，投資成本為7 500萬美元（年處理電爐粉塵40萬噸），歐盟地區(qū)年產(chǎn)能7.7萬噸；優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品可以直接進(jìn)行出售；缺點(diǎn)是鐵滯留在爐渣里，不能進(jìn)行內(nèi)部回收，原料的鋅含量高。

OxyCup?工藝可以加工2種不同的殘?jiān)F為其主要產(chǎn)品，來自尾氣粉塵的鋅為回收的金屬。OxyCup?爐渣可以用于道路施工，沒有廢物產(chǎn)生。在實(shí)施方面無需巨