鋼鐵煙塵及有色冶煉渣資源化清潔利用項目

鑫聯(lián)環(huán)保科技股份有限公司

作者：林 琳，周 昊，馬黎陽，郵箱：linlin@greennovo.com

【基本情況】

鑫聯(lián)科技云南省紅河州個舊市泗水莊“鋼鐵煙塵及有色冶煉渣資源化清潔利用項目”，采用其自主研發(fā)的核心技術(shù)“火法富集—濕法脫雜—分級提取多段耦合集成處理技術(shù)”，以鋼鐵、有色冶煉、鍍鋅等領(lǐng)域產(chǎn)生的電爐灰、鋅浮渣、銅鎘渣、電鍍污泥、酸洗污泥、熱鍍鋅灰等含重金屬固體危險廢物為原料提取有價元素。該技術(shù)攻克了以成熟、穩(wěn)定的工業(yè)化技術(shù)對含重金屬固體危險廢物進行脫氯除雜的難題，從中提取出鋅、銦、鉛、鎘、鉍、錫等多種有價元素，以及鐵精粉、還原鐵粉等工業(yè)產(chǎn)品；并從生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的堿洗廢水中回收碘及鈉鉀工業(yè)混鹽；工業(yè)廢水經(jīng)處理后全部回用于生產(chǎn)，減少新水消耗，生產(chǎn)流程的余熱用于配套發(fā)電；無害尾渣用于生產(chǎn)環(huán)保建材，極大程度實現(xiàn)了環(huán)保生產(chǎn)與循環(huán)生產(chǎn)。該項目自2013 年建成投產(chǎn)運營，并于2016 年進入大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用至今，生產(chǎn)運行良好，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，經(jīng)濟環(huán)境效益良好。該項目先后入選“無廢城市”建設(shè)試點先進適用技術(shù)（第一批）、綠色技術(shù)推廣目錄（2020 年）、國家工業(yè)資源綜合利用先進適用工藝技術(shù)設(shè)備目錄（2021 年版）。

【技術(shù)/案例原理及技術(shù)路線】

本技術(shù)工藝流程見圖1。

（1）火法部分是將鋼鐵煙塵與有色金屬冶煉渣在高溫狀態(tài)下，使低熔點、低沸點物質(zhì)如鋅、鉛、銦、鉍、鎘等金屬及其化合物還原氣化，再在煙氣冷卻過程中與氧結(jié)合成金屬氧化物，最終形成含多種有色金屬的富集物——次氧化鋅粉（主要成分為ZnO，含量為45.0%～60.0%，因含量未達國家標(biāo)準(zhǔn)99.5%，故稱次氧化鋅），從而實現(xiàn)目標(biāo)金屬的粗分離。

（2）濕法綜合回收工藝主要采用浸出、多段分離的方式，將有色金屬溶出后回收，最終形成電鋅、粗銦、鉛泥、粗鎘、鉍渣、錫渣等產(chǎn)品類型，實現(xiàn)冶煉固廢中的有價金屬分離、提取。

（3）合金加工采用濕法回收工藝產(chǎn)出的陰極鋅片，與外購鋁錠形成鋅鋁合金。

（4）窯渣綜合利用新技術(shù)采用“聯(lián)合選鐵—高溫耦合焙燒—濕法分離集成”工藝路線，實現(xiàn)金屬鐵與雜質(zhì)的高效分離，得到TFe 品位99% 以上的100 目純化鐵粉以及200 目、325 目高端超細純化鐵粉，實現(xiàn)了回轉(zhuǎn)窯渣的綜合利用。

（5）水處理工藝是對濕法回收工序產(chǎn)生的堿洗高鹽廢水及生產(chǎn)過程產(chǎn)生的低濃度含鹽廢水進行處理，回收碘及鈉鉀混鹽，并將處理后的水回用于生產(chǎn)，實現(xiàn)廢水零排放。

【技術(shù)/案例特點】

（1）本技術(shù)可處理多種含鋅固體危險廢物，包括電爐灰、高爐瓦斯灰、熱鍍鋅渣、電鍍污泥、酸洗污泥、銅鎘渣等多種涉及重金屬的固體危險廢物，并可實現(xiàn)鋼鐵煙塵和有色冶煉渣的協(xié)同處置，循環(huán)利用原料具有多元化的特點。

（2）經(jīng)綜合回收，可提取出多種金屬產(chǎn)品，包括鋅錠、銦錠、鉛、鉍、錫、碘、銫、鐵精粉、還原鐵粉等，將冶煉固廢中的有價金屬分離、提取并實現(xiàn)資源化利用。特別是，通過對含重金屬廢水的處理，從濕法堿洗高鹽廢水中分離提取獲得粗碘，含碘量大于90%，首次實現(xiàn)了次氧化鋅粉中碘的回收，填補了國際空白，為鋼鐵煙塵的資源化清潔利用開發(fā)了新產(chǎn)品。

（3）技術(shù)工藝指標(biāo)與國家、行業(yè)現(xiàn)行指標(biāo)對比，鋅產(chǎn)品單位能耗平均值比GB 21249—2014 鋅冶煉企業(yè)單位產(chǎn)品能源消耗限額先進值低140.5 kg/t；產(chǎn)品綜合能耗平均值比GB 21249—2014 先進值低75 kg/t；對于處理含鋅二次資源，本技術(shù)鋅冶煉總回收率達97%，遠高于《鉛鋅行業(yè)規(guī)范條件(2015)》的規(guī)定值90%；實現(xiàn)廢水100% 回收利用；排放煙氣中SO2、NOx及煙塵排放量遠小于相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)的限定值。通過工藝優(yōu)化及技術(shù)提升，減少CODCr排放量4.125 t/a，減少NH3-N 排放量0.123 8 t/a，重金屬削減1 353.849 t/a，大氣污染物減排43.463 t/a，減排碳量為12 808.256 t/a，減少外排水量82 500 t/a，實現(xiàn)節(jié)約標(biāo)煤量19 116.8 t/a，有效地提升了污染防治水平。

【長效運行模式與機制】

該項目通過自建固體危險廢物處理設(shè)施模式，向鋼鐵煙塵等固體危險廢物產(chǎn)生企業(yè)購買鋼鐵煙塵等含重金屬固體危險廢物冶煉渣，經(jīng)鑫聯(lián)科技“鋼鐵煙塵及有色冶煉渣資源化清潔利用設(shè)備”處置，回收得到再生鋅、銦、碘、硫酸銫等產(chǎn)品，通過對外銷售這些產(chǎn)品使項目得以長期穩(wěn)定運行。此外，該項目還開拓了合同環(huán)境服務(wù)模式，通過向鋼鐵企業(yè)等產(chǎn)廢企業(yè)收費處置含重金屬固體危險廢物，并將產(chǎn)廢企業(yè)需要的回收產(chǎn)品返還的運營方式，擴展項目營收渠道。

【經(jīng)濟、環(huán)境及社會效益】

（1）經(jīng)濟效益：每年可資源化處理鋼鐵煙塵及有色金屬冶煉渣約1.2×106t，回收鋅、銦、鉛、鎘、鉍、錫、鐵精粉、粗碘、硫酸銫、硫酸鈉、氯化鉀和氯化鈉等產(chǎn)品。項目一次性投資費用5.5 億元，綜合經(jīng)濟效益10.3 億元/a，直接經(jīng)濟效益2.08 億元/a。

（2）環(huán)境效益：該項目的成功實施削減了重金屬的排放量，實現(xiàn)了鋼鐵和有色冶煉行業(yè)固體廢物的協(xié)同處理，提高了鋼鐵和有色冶煉行業(yè)含重金屬固體危險廢物的開發(fā)利用能力。同時，該項目產(chǎn)出產(chǎn)品為再生金屬，相對于生產(chǎn)原生金屬的采選冶的工序，減少了大氣污染物、碳排放及能源消耗，一定程度上減少了礦產(chǎn)開采對環(huán)境的破壞和冶煉廢渣堆積對土地的污染。

（3）社會效益：2016 年鑫聯(lián)在國家級貧困縣云南省元陽縣建廠，助力元陽縣在2019 年實現(xiàn)脫貧摘帽。該項目的成功實施，對推動我國廢水開發(fā)利用、擴充我國稀缺資源儲備、推動發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟技術(shù)、帶動節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)、實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟具有重要戰(zhàn)略意義。