一、鋼鐵工業(yè)塵泥、冶煉渣處理現(xiàn)狀

鋼鐵廠內(nèi)部每天產(chǎn)生大量的含有容易循環(huán)富集的鉀鈉鋅等有害元素的高爐布袋瓦斯灰、燒結(jié)機頭灰和煉鋼污泥等固廢得不到處理，每天產(chǎn)出量更大的轉(zhuǎn)爐鋼渣因含有害元素磷，同樣不便在燒結(jié)生產(chǎn)環(huán)節(jié)消納利用。湖南建鑫公司研究開發(fā)了利用鋼廠泰科鋼鐵等高溫熔體協(xié)同處理塵泥、冶煉渣固廢危廢分離回收整體解決方案的兩項專利技術，發(fā)表了《含鋅瓦斯灰、除塵灰、污泥及冶金渣等固廢協(xié)同處理整體解決方案探討》、《利用鋼廠高溫熔融鋼渣協(xié)同處理鋼鐵及有色化工塵泥、冶煉渣等固廢危廢新技術》兩篇文章，引起了業(yè)內(nèi)同行的關注。其中，熔融鋼渣的液態(tài)下采用處理爐處理，如何實施是大家關心的問題，本文結(jié)合現(xiàn)有大鋼廠拆小建大，將停產(chǎn)的小高爐改建成處理熔融鋼渣與鋼廠及有色化工固廢危廢的類似高爐進行鋼渣固廢處理生產(chǎn)，不失為一條新的路子。

處理含鐵含鋅塵泥固廢，國內(nèi)有物理分選法、回轉(zhuǎn)窯及轉(zhuǎn)底爐法（固態(tài)）、國內(nèi)引進的太鋼OxyCup豎爐法（液態(tài)）和寶鋼Corex、山東墨龍HIsmelt熔融還原法（液態(tài)）也能處理部分塵泥固廢。其中，OxyCup豎爐法工藝---類似于一個直筒爐型的小高爐，借鑒了高爐煉鐵的一些技術，將各種含鐵廢料做成含碳壓塊加入豎爐內(nèi)，直接產(chǎn)出鐵水和爐渣，并且在煤氣除塵系統(tǒng)收集到含鋅的煙灰或除塵泥。但不便大量循環(huán)利用的含磷有害元素的轉(zhuǎn)爐鋼渣的處理大多停留在傳統(tǒng)熱撥、熱悶等冷態(tài)處理上，未見有新的鋼渣固廢處理技術出現(xiàn)。

OxyCup豎爐法工藝實際上就是一個專門用來處理固廢加廢鋼的半化鐵半煉鐵高爐工藝，在處理固廢方面具有一定的合理性。太鋼引進的德國帝森-克虜伯OxyCup豎爐法技術，是一項在現(xiàn)有成熟高爐煉鐵技術上開發(fā)的專門用于處理太鋼不銹鋼生產(chǎn)產(chǎn)生的固廢新工藝。

生產(chǎn)工藝流程：

產(chǎn)品：

①、鐵水，送煉鋼。

②、渣沖成水渣，磨成超細粉作水泥摻加料，或直接送水泥廠。

③、含鋅粗灰，送有色冶煉廠濕法浸出。

二、一種利用鋼廠高溫熔融鋼渣協(xié)同處理鋼鐵及有色化工塵泥、冶煉渣等固廢危廢新技術

湖南建鑫公司與煉鋼煉鐵專家共同研究，創(chuàng)新地提出了一種新的利用鋼廠高溫熔融鋼渣的類高爐含碳壓塊(球團)熔融鋼渣還原揮發(fā)熔煉爐處理鋼渣新工藝，還原揮發(fā)熔煉爐處理新工藝是以標準的煉鐵高爐、OxyCup豎爐法及HIsmelt熔融還原法，結(jié)合高溫熔融鋼渣處理需要形成的技術集成，類高爐處理新工藝綜合以上兩法采用降低高度的短爐型熔煉爐體，上部變成爐料預熱段吸收煤氣熱量，以消除塊狀帶不透氣，降低爐內(nèi)壓力，便于從處理爐側(cè)面加入液態(tài)熔融鋼渣；在用料和加料方面，以液態(tài)從側(cè)面向爐內(nèi)加入高溫熔融鋼渣，同時，采用OxyCup豎爐法，上部向爐內(nèi)加入含碳含鐵自還原壓塊(壓球)、含鐵塊狀物（如渣鋼、廢鋼、含鐵塊礦等），以及焦炭、塊煤、熔劑，下部采用標準的高爐煉鐵的鼓風、鼓氧，噴入煤粉含鐵粉料或廢油燃燒，為鋼渣處理爐提供熱量；煙氣系統(tǒng)采用HIsmelt法和有色行業(yè)煙化揮發(fā)法的噴入三次風高溫煤氣二次燃燒，加熱高溫煤氣直接預熱預還原含碳壓塊等含鐵料，熱料進入爐內(nèi)，亦采用余熱鍋爐回收高溫煙氣熱量蒸汽發(fā)電，高熱值煤氣除塵后供用戶；通過使用低價的固體廢料、煤矸石、高灰分動力塊煤和半焦炭以及廢鋼，以克服偏高的燃料消耗的不足，獲得低的綜合生產(chǎn)成本。通過利用高溫熔融鋼渣溫度高、數(shù)量大的優(yōu)勢，使用難還原難處理的低價特殊復雜礦（如鎳鉻紅土礦、高鐵鉛鋅礦等），進一步協(xié)同處理有色化工行業(yè)不易處理的含鐵含有色金屬塵泥、有色冶煉渣、廢油（及油泥渣）等危險廢物，城市生活垃圾焚燒后的廢物(如垃圾焚燒飛灰等)固廢危廢，以求得更好的經(jīng)濟效益，實現(xiàn)鋼鐵、有色化工、煤矸石廢渣等大量固廢危廢得到整體解決。由于熔融鋼渣的高堿性和各種固體廢料煤矸石廢渣等物料的脈石大多高酸性，兩者酸堿互補特點，因此，利用高溫高堿度熔融鋼渣協(xié)同處理鋼鐵有色化工固廢危廢，實際上也是一項不需要石灰白云石鈣鎂堿性熔劑，也可以不使用硅石等硅鋁酸性熔劑、有鐵鋼渣變成易于利用的無鐵水渣的一種完全不同的煉鐵冶煉新工藝。

1、熔融鋼渣協(xié)同處理含鐵固廢危廢原理

作為轉(zhuǎn)爐煉鋼產(chǎn)生的大量高溫熔融含鐵鋼渣，對煉鋼專業(yè)來說，它就是煉鋼的棄渣，通常，處理煉鋼鋼渣的許多三產(chǎn)公司都不是煉鋼煉鐵冶煉專業(yè)人員，因此，在轉(zhuǎn)爐鋼渣的熱態(tài)處理研究上就產(chǎn)生了一個空白，傳統(tǒng)上，轉(zhuǎn)爐排出的高溫熔融含鐵鋼渣都是采用渣罐外排拉走冷卻后，由鋼廠的附屬單位進行破碎磁選加工處理。若要對含鐵鋼渣真正科學有效再深度進行研究處理，很顯然，這就涉及到煉鐵冶煉專業(yè)氧化物還原理論的范疇，是跨專業(yè)的，需要用煉鐵冶煉的C還原等方法去處理，將鋼渣降堿改質(zhì)成為普通爐渣。在高溫液態(tài)下，從源頭就開始去解決鋼廠鋼渣處理問題，顯然是最合理的。

轉(zhuǎn)爐熔融鋼渣具有高溫高鈣高鎂高氧化鐵夾帶鐵珠的特點，在高溫液態(tài)下在線進行處理是最好的時機，采用類似煉鐵高爐冶煉的氧化物還原法原理進行處理，把鋼渣的堿度降下來、把氧化鐵還原出來，就可以分離回收其中的鐵、磷，并使含鐵難磨的高堿度鋼渣變成易磨有利加工成水泥細粉的普通低堿度爐渣，其具體方法是：針對鋼渣超高堿度特點，鋼渣堿度在1.6～2.0是熔點粘度急劇升高區(qū)，鋼渣中鐵與渣分離顯著變差，鋼渣堿度在2.0以上，鋼渣夾帶鐵珠非常嚴重，轉(zhuǎn)爐出鋼，渣中夾帶金屬鐵一般在7～10%以上，這部分金屬鐵，只要加入含硅等酸性成分的含鐵廢料、高硅鐵礦石，包括含硅鋁成分高的焦炭、塊煤以及煤矸石，或者硅石等，將熔渣堿度降低（例如1.1～1.3水平），渣的熔點和粘度大幅降低，金屬鐵就可以很容易地從渣中分離出來，另一方面，鋼渣中還含有20%以上的氧化亞鐵和三氧化二鐵，在熔渣堿度降低，流動性大幅提高的同時，只要加入足夠碳還原劑，就可以將鐵和磷的氧化物還原，從而得到含磷鐵水，鐵磷得到回收，同樣的，加入爐內(nèi)處理的由鋼廠內(nèi)各種除塵灰、轉(zhuǎn)爐污泥等制成的含碳含鐵含鋅壓塊，在處理爐內(nèi)高溫碳還原劑還原下，鐵元素還原變成了鐵水，鉀鈉鋅等有害元素還原揮發(fā)去除，而高堿度鋼渣改質(zhì)降堿變成了類似高爐的普通爐渣，沖成水渣，成為易加工的水泥原料，磨成超細粉。

除鋼廠內(nèi)部固廢外，有色化工行業(yè)也有大量不易處理的含鐵含鋅鉛銅錫等金屬元素的固廢，甚至危廢，比如硫酸渣、鉛渣、銅渣及鋅浸出渣、各種含重金屬電鍍及酸洗污泥，以及垃圾焚燒飛灰等，這些粉狀、泥狀及塊狀固廢、危廢，如能利用轉(zhuǎn)爐倒出的高溫熔融鋼渣這一載體，協(xié)同處理，將不僅能夠回收其中的含鐵元素，還能順利回收這些固危廢中的易揮發(fā)或不揮發(fā)的鉛鋅銅錫金銀等有色金屬，有效解除有色化工固廢危廢難處理之苦，回收到價值較高的有色金屬，具有顯著的環(huán)保和經(jīng)濟效益，是一個比水泥回轉(zhuǎn)窯協(xié)同處理固廢危廢處理溫度更高、處理更徹底、處理效果更好的固廢危廢處置的更優(yōu)解決方案。

不僅如此，在煤炭行業(yè)，還有大量的含碳煤矸石廢渣，是低值的塊煤，可以替代塊煤。高爐煉鐵不要的高硅高鋁原燃料，正是鋼渣處理爐降堿度所需要的酸性料。煤矸石除含碳外，其主要成分是SiO2和Al2O3酸性成分，既是燃料還原劑又是硅鋁酸性熔劑，將“鋼鐵”+“有色化工”+“煤炭”三大行業(yè)固廢結(jié)合起來，進行“三固廢危廢”協(xié)同處理，那將更能降低處理成本，取得更大的協(xié)同效果，做到既技術上可行，又能在經(jīng)濟上獲得突出的效益，以達到節(jié)能減排經(jīng)濟環(huán)保、治理污染有益社會更優(yōu)更全面的綜合效果。

“鋼鐵+有色化工+煤炭”“三固廢危廢”在高溫下在線協(xié)同處理，正是本專利技術的出發(fā)點?！叭袠I(yè)”“三固廢危廢”包括：鋼鐵及有色化工塵泥、冶煉渣廢渣以及煤矸石、廢油、廢油泥渣等工業(yè)固廢、危廢。

基于此，根據(jù)熔融鋼渣高鈣高鎂高氧化鐵高溫特點，結(jié)合有色化工行業(yè)大量含鐵含有色金屬廢渣廢料和煤炭行業(yè)大量含碳含高硅高鋁煤矸石廢渣的資源特點，本專利技術總的思路是：以煉鐵的專業(yè)角度來解決煉鋼產(chǎn)生的含鐵鋼渣處理問題，以煉鐵的碳還原劑還原金屬氧化物、碳燃燒加熱提溫、硅鋁降堿度等煉鐵冶煉方法來解決鋼渣處理的技術問題，以熔融鋼渣的高溫液態(tài)熔池和以大帶小來解決鋼渣的高溫還原和快速處理問題，以回收鋼鐵及有色化工固廢危廢的鐵和各種有色金屬的價值和危廢處理補償機制、煤矸石固廢二次資源利用進行協(xié)同處理（跨行業(yè)跨界）來解決整個處理工藝的經(jīng)濟效益問題。

2、轉(zhuǎn)爐熔融鋼渣 “三固廢”還原揮發(fā)協(xié)同處理工藝（熔融鋼渣Mss含碳壓塊cob還原揮發(fā)工藝---MSSCOB工藝）

⑴、主要工藝流程：

壓塊制球：各種含鐵或含有色化工固廢危廢、煤粉煤矸石等含碳燃料或物料、添加劑助劑等配料→混勻加工壓塊制球→“三固廢”協(xié)同：高溫熔融鋼渣+含鐵含鉛鋅銅錫等預處理物料壓塊(球團)+煤矸石煤塊等+酸性熔劑料→還原揮發(fā)熔煉爐處理：高溫還原揮發(fā)爐高溫協(xié)同處理→得到產(chǎn)品：鐵水或鐵塊、有色金屬富集物、鉛鋅銦等有色金屬煙灰和高溫熔渣(高溫熔渣制成水渣磨成超細粉、或回用至轉(zhuǎn)爐、或制礦棉及微晶玻璃等材料)四種產(chǎn)品→再加工、分離、精煉及后續(xù)產(chǎn)業(yè)化。

⑵、“三固廢”協(xié)同處理的固廢、危廢：

①、含鐵、鋅鉛類、含銅錫類：鋼鐵廠固廢：鋼渣、煉鋼污泥、煉鋼煉鐵除塵灰及污泥、脫硫脫磷渣、氧化鐵皮、鐵粉；有色化工固危廢：鉛渣鋅渣類、高鐵銅渣錫渣類、氰化提金提銀尾渣等有色冶煉渣、濕法浸出渣、除塵灰、電鍍酸洗污泥類、赤泥、選后尾礦，硫酸渣、化工污泥沉渣，垃圾焚燒飛灰；高硅鐵礦、高鐵鉛鋅礦或紅土鎳礦含鎳鉻鐵礦粉等難選難處理復合礦，分類處理。

②、含碳還原劑、燃料類：焦炭、塊煤、煤矸石、含碳除塵灰及污泥、廢油及油泥渣、廢棄含碳可燃有機物料以及需處理的各類可燃物料。

③、酸性熔劑料：硅石、河沙、廢玻璃及高硅高鋁物料，用于調(diào)降堿度。

⑶、“三固廢”協(xié)同處理得到的產(chǎn)品：

①、鐵水→→中低磷鐵水，或脫磷供煉鋼，或鑄成鐵塊的高磷生鐵塊(磷鐵合金)，或鎳鉻生鐵塊、含銅生鐵塊等；

②、有色金屬富集物等副產(chǎn)物→→含金銀銅等混合金屬富集物、含有色金屬粗鉛等，精煉分離；

③、含鉛鋅銦等有色金屬煙灰→→含鉛鋅銦鎘等有色金屬元素的粉末煙灰收集、分離、提級后轉(zhuǎn)入下工序加工→→外銷有色冶煉廠濕法浸出等方法分離其中的有用金屬（根據(jù)不同廢料分類處理，得到不同類別產(chǎn)物）。

④、高溫熔渣→→①直接沖成水渣，磨成超細粉，作為水泥混凝土摻合料；②控制好吹煉進程，調(diào)整好熔渣成分，控制鋼渣去磷后高溫熔渣部分直接返回轉(zhuǎn)爐，作為高溫渣料替代部分石灰等熔劑料、其余部分空冷成爐渣再加工成水泥細粉、或直接沖成水渣再加工成水泥超細粉；③將熔渣酸度系數(shù)調(diào)整到礦棉適宜成分，高速吹成礦棉保溫材料，或調(diào)質(zhì)后澆筑成微晶玻璃。

3、轉(zhuǎn)爐鋼渣高溫熔池熔融還原揮發(fā)“三固廢”協(xié)同處理工藝的優(yōu)點：

鋼鐵廠轉(zhuǎn)爐鋼渣，因堿度太高，以致熔點高、流動性差、渣鐵分離差，渣中包裹了大量金屬鐵粒，鋼渣的高鈣高鎂必須加高硅高鋁酸性熔劑料將鋼渣堿度降下來，以改善鋼渣流動性，達到還原揮發(fā)處理時鋼渣內(nèi)各種反應和渣鐵分離能夠順利進行。鋼渣有用成分主要是鐵，在熔融態(tài)單獨只對鋼渣進行高溫熔融處理，價值不是很高，面對鋼渣的鐵資源、鈣鎂熔劑和高溫“熱”資源的浪費，與鋼鐵及有色化工等其它行業(yè)高價值固廢危廢協(xié)同處理，才是最佳方案。

高溫熔池熔融還原揮發(fā)是最有效、最快速和效果最好的有色金屬固廢危廢處理方法，但有色冶煉廠專門為此單獨建爐，有一些現(xiàn)實問題，能耗也相對高，難以獲得經(jīng)濟效益。各有色廠主業(yè)差異很大，各種有色固廢成分復雜，產(chǎn)生的點多、不集中，有色廠規(guī)模普遍不大、比較分散，單個點固廢產(chǎn)出量偏小，給各個點單獨建爐處理造成了一定限制，增加了不少難度。而鋼鐵企業(yè)的鋼鐵廠具有規(guī)模大、高溫熔渣產(chǎn)出量大的特點，在固廢的數(shù)量上是有色冶煉行業(yè)所不能比擬的，轉(zhuǎn)爐每天產(chǎn)出的大量1600℃以上的高溫熔融鋼渣，是大部分有色冶煉廠所沒有的一個天然的高溫熔渣熔池載體，給處理這些有色固廢、危廢提供了一個絕佳的高溫處理（實際上就是超級焚燒）平臺。利用轉(zhuǎn)爐倒出的大量的1600℃的高溫熔融鋼渣這個載體，在一個特別設計的處理爐內(nèi)，做成一個特別類似半個煉鐵高爐的高溫熔煉處理爐內(nèi)進行有色固廢危廢的熔融還原揮發(fā)處理，不失為一個好方法，起到了量大的高溫熔融鋼渣“以大帶小”協(xié)同處理量小的有色固廢危廢、四兩撥千斤的效果，其“熔融鋼渣”+“有色固廢”協(xié)同處理的綜合效果遠超目前普遍存在的鋼鐵行業(yè)的“冷態(tài)鋼渣處理”和有色行業(yè)的“有色固廢分散委托處理”的各自單獨處理的效果。毫無疑問，在鋼鐵廠生產(chǎn)區(qū)現(xiàn)場采取轉(zhuǎn)爐熔融鋼渣高溫液態(tài)下在線協(xié)同處理有色固廢危廢（包括鋼廠自產(chǎn)和外部的各種含鐵塵泥），分離回收了鐵、磷資源和高價值的有色和稀貴金屬。由于還原揮發(fā)爐處理鋼渣與有色固廢危廢、廉價的煤矸石“三固廢”協(xié)同處理，不僅鋼渣得到了處理，產(chǎn)生了經(jīng)濟效益，鋼廠內(nèi)大量的含鐵品位低的各種塵泥不在燒結(jié)工序使用，可以有效提高燒結(jié)礦品位，而且延伸到有色化工行業(yè)的固廢危廢處理，緩解了有色化工行業(yè)固廢危廢（大多數(shù)是危廢）難處理之苦，為有色化工固廢危廢、煤炭開采的煤矸石廢渣找到了一條利廢減排新途徑，對污染治理和節(jié)能減排環(huán)保，對企業(yè)對社會都帶來益處。與現(xiàn)今國家鼓勵正大力推動的水泥回轉(zhuǎn)窯協(xié)同處理固廢危廢工藝相比，其處理溫度更高，能徹底裂解有毒物質(zhì)和二噁英，轉(zhuǎn)爐鋼渣的高堿度CaO能完全吸納硫等有害元素，同時能有效分離出、并回收鐵和有色金屬等有用物質(zhì)，避免水泥回轉(zhuǎn)窯協(xié)同處理存在的建筑水泥重金屬超標和二次資源的浪費，因而具有很好的社會和經(jīng)濟價值，是一項開創(chuàng)性的利用轉(zhuǎn)爐液態(tài)下高溫熔融鋼渣協(xié)同處理固廢危廢的不需要石灰白云石等鈣鎂堿性熔劑也可以不使用硅石等硅鋁酸性熔劑降堿的有鐵鋼渣變無鐵水渣的一種新的煉鐵冶煉新工藝。+

4、熔融鋼渣協(xié)同處理鋼鐵及有色化工固廢危廢項目投資和效益測算

①項目投資：

可分兩步實施，初期可以建設一座以還原揮發(fā)熔煉爐為主體的生產(chǎn)線(類似高爐下半部的爐缸爐腹圓形爐型、也可以是矩形，如矩形爐3×3×5，容積45M3左右)，之后再相應配套有關鼓風空氣預熱、噴煤(也可不用上噴煤而噴廢油)、煙氣鍋爐余熱回收等相應配套設施，必要時再考慮擴大爐容(矩形爐則可以側(cè)向擴大爐容)。

②年處理35萬噸液態(tài)熔融鋼渣，協(xié)同處理9萬噸含鐵或含鋅鉛等固廢危廢(4:1)，測算效益：

經(jīng)冷卻破碎磁選外賣鋼渣塊一般在50元左右，高溫液態(tài)鋼渣中含有25～30%左右的鐵，以殘鋼、金屬鐵珠和氧化鐵存在，在高溫液態(tài)下，鐵珠不需要熔化和還原消耗碳，鐵磷氧化物也只要還原耗熱，含碳自還原固廢壓塊反應快速，在短時間反應完成，只需加入廉價的含鐵固廢及塊煤或煤矸石等廢料（加熱燃料、還原劑和降堿酸性熔劑），就可以得到價值2500元以上的生鐵（磷高可作磷鐵合金）和100元左右的水渣（磨成超細粉價格在300元），經(jīng)濟效益顯著，如再配入含鐵含有色金屬危廢、廢油、廢油泥渣等協(xié)同處理，則不付費甚至收取產(chǎn)廢企業(yè)危廢處置費（部分危廢處置費高達1000～3000元），估算年效益在1億左右。處理量越大效益更大。

三、利用鋼廠停產(chǎn)小高爐改建熔融鋼渣協(xié)同處理塵泥、渣等固廢危廢新思路

湖南建鑫公司技術人員已經(jīng)在鋼廠生產(chǎn)線上，在轉(zhuǎn)爐出渣時，在渣罐內(nèi)進行了加入添加了碳的含碳塵泥球等物料的降堿度還原回收鐵(加含C還原劑、燃料和加含SiO2酸性熔劑料)的原理驗證試驗，并在一個有一個風口一個排渣鐵口的小型模擬試驗爐進行了倒入熔融鋼渣和含碳塵泥球等物料的小型模擬試驗，通過原理驗證試驗、小型模擬試驗、現(xiàn)場分析研究，將該技術擴大，在鋼廠生產(chǎn)線上進行產(chǎn)業(yè)化實施，同樣不存在限制環(huán)節(jié)。通過此技術開展的前期工作表明，該專利技術類似高爐煉鐵冶煉，原理清晰，進行工程產(chǎn)業(yè)化實施不會存在大的問題，可以按以下兩種方式實施：

⑴、在煉鋼廠生產(chǎn)工區(qū)建造一座中試試驗爐，然后再配套完善或擴大

可以分二步進行，與鋼廠、設計院合作，在煉鋼工區(qū)（一般都采用雙轉(zhuǎn)爐布置）轉(zhuǎn)爐出鋼跨一端合適區(qū)域(新建鋼廠時進行專門規(guī)劃)，先期設計建設一座鋼渣提鐵還原揮發(fā)處理中試爐及相應配套設施，進行項目半產(chǎn)業(yè)化，在驗證生產(chǎn)數(shù)據(jù)、優(yōu)化工藝參數(shù)、主體試驗成功后再進行進一步的工藝改進，第二步再視情況相應配套有關鼓風空氣預熱、噴煤(也可噴廢油)、余熱鍋爐蒸汽能源回收等降低成本的附屬設施，同時，在降低能源消耗、使用低值塊煤或煤矸石降低處理成本、以及在政策允許的情況下尋求配入含鐵含鋅鉛銅錫等有色金屬固廢危廢，協(xié)同處置產(chǎn)廢企業(yè)危廢，擴大收益來源等方面再進行有益嘗試，以實現(xiàn)本技術的效益最大化。工藝完善后，根據(jù)熔融鋼渣處理量，再按需要擴大爐容，滿足所對應的轉(zhuǎn)爐所產(chǎn)鋼渣處理的需求。

⑵、利用鋼廠停產(chǎn)小高爐改建熔融鋼渣協(xié)同處置固危廢類高爐新型處理爐

通過與目前的高爐煉鐵生產(chǎn)系統(tǒng)比較，我們不難發(fā)現(xiàn)，熔融鋼渣協(xié)同處理固廢危廢新工藝，除所采用的原料和核心的還原揮發(fā)熔煉處理爐外，其它公輔系統(tǒng)差別并不大，而處理爐本身就是借鑒高爐煉鐵技術應用于液態(tài)下熔融鋼渣協(xié)同處理固廢危廢，若將淘汰下來的停產(chǎn)小高爐就地改造（或易地拆建），將爐型改造成適合處理熔融鋼渣和鋼廠固廢的只有爐缸爐腹沒有爐身的還原揮發(fā)鋼渣處理爐，那么，可以將原高爐的整個系統(tǒng)資產(chǎn)全部利用，將使鋼廠原有的占地很大、污染嚴重的傳統(tǒng)冷態(tài)處理鋼渣場變成先進的整個鋼鐵廠集中的各個轉(zhuǎn)爐高溫熔融鋼渣處理工廠，不僅鋼渣中的鐵得到了還原回收，高堿度難處理鋼渣變成了低堿度普通水渣，而且將鋼廠的含鐵塵泥固廢一并得到了處理，并且進一步延伸到協(xié)同處理有色化工有色金屬等固廢危廢的處置，不僅鋼廠的大量鋼渣處理的老大難問題得到了較好的解決，可以在一定程度上又可以替代常規(guī)的轉(zhuǎn)底爐、回轉(zhuǎn)窯（包括水泥回轉(zhuǎn)窯）處理鋼廠內(nèi)部的含鋅塵泥除塵灰和有色化工有色金屬固廢危廢的協(xié)同處理，使轉(zhuǎn)爐鋼渣的高溫熱資源、鈣鎂堿性熔劑資源、金屬鐵資源，以及各種固廢危廢的鐵資源、有色金屬高價值資源和高爐煉鐵冶煉不需要的硅鋁酸性成分元素廢棄資源都得到了很好的利用，實現(xiàn)了固廢危廢資源綜合回收利用的效益最大化。

①、高爐爐型的改造

高爐煉鐵的核心就是高爐本體、爐型，熔融鋼渣處理爐的核心不同就在于爐型的不同，在現(xiàn)有高爐基礎上，將爐身去除掉，只保留爐腹和爐缸以下部分，作為高溫熔融鋼渣的接收容器和處理熔池，增加熔融鋼渣接渣口，將上部裝料設施整體平移下來，作為頂部，將固廢（或危廢）壓球、含鐵物料以及各種燃料或熔劑料加入預熱段，經(jīng)過預熱升溫后進入熔煉處理爐內(nèi)。

②、增加爐料預熱段，上料系統(tǒng)斜橋角度大幅降低

在鋼渣熔煉處理爐上部增設固廢壓塊等物料預熱段，以吸收處理爐高溫煤氣熱量，提高進入熔煉物料的溫度，同時，使壓塊在高溫下提前進行預還原。爐頂裝料設施下移后，將上料斜橋同步降低，其它輔助系統(tǒng)相應進行改造。

③、高爐爐前出鐵場平臺及附屬設施和熱風爐、送風系統(tǒng)可以利用

高爐本體的關鍵部位：爐腹和爐缸保留，那么處理爐的鼓風系統(tǒng)及出鐵出渣、水沖渣系統(tǒng)、出鐵場地平臺等現(xiàn)有設施都得到了利用，熱風爐加熱鼓風也可以得到利用。由于熔融鋼渣已經(jīng)是液態(tài)，不需要象高爐那樣消耗大量的燃料和空氣來熔化入爐的各種含鐵物料，鼓入處理爐的空氣或富氧空氣量較小，使用小風機鼓風。

④、處理爐煙氣系統(tǒng)增設余熱回收裝置，提高能源利用效率

原高爐爐身去掉后，爐頂裝料設施平移下來，爐頂?shù)臒煔猓ɑ蚍Q煤氣）收集系統(tǒng)也可一同改造下移，并對煙氣管路進行隔熱，對高溫煙氣進行多級換熱和余熱回收，以降低煙氣溫度，滿足煙氣進入布袋除塵器溫度要求。根據(jù)處理工藝要求，通常需要配置引風風機，以便控制處理爐爐內(nèi)達到合適壓力。

⑤、熔融鋼渣的渣罐轉(zhuǎn)運與管理

在煉鋼工區(qū)內(nèi)就近將轉(zhuǎn)爐出爐的高溫熔融鋼渣即時倒入鋼渣處理爐內(nèi)，時間上沒有問題，鋼渣來不及凝固或結(jié)殼，可以順利地倒入處理爐內(nèi)。采用利用與轉(zhuǎn)爐有一定距離的停產(chǎn)高爐或易地拆建的高爐集中處理鋼鐵廠各個轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生的鋼渣，快速將轉(zhuǎn)爐出爐的高溫熔融鋼渣通過渣罐等轉(zhuǎn)運至鋼渣處理爐，防止鋼渣溫降過多，或結(jié)殼或凝固，造成結(jié)罐，鋼渣不能順利倒入處理爐就顯得非常重要。通過合理組織，快速調(diào)運快速倒渣，采取渣面投撒保溫劑、減少渣罐散熱損失降溫等一些有針對性措施，應該能夠?qū)崿F(xiàn)熔融鋼渣的入爐目的。

四、結(jié)語

長期以來，鋼鐵廠轉(zhuǎn)爐排出的鋼渣都是采用冷態(tài)處理方式，已不適應越來越嚴格的環(huán)保要求，堆積如山的鋼渣，甚至已成為制約鋼廠生產(chǎn)的一個頭痛問題。改變由來已久已成習慣的熱撥熱悶降溫后再處理的傳統(tǒng)方法，在熔融態(tài)下在轉(zhuǎn)爐出渣時就開始進行還原回收鐵、鋼渣降堿變成普通水渣應是一條值得探討的鋼渣處理工藝技術路線。結(jié)合各個鋼廠不同的規(guī)模和工藝布局，可采用在煉鋼工區(qū)就近處理，大型鋼廠亦可根據(jù)自身實際，可利用拆小改大的停產(chǎn)小高爐改建成專門處理鋼渣、塵泥以及其它固廢危廢高溫熔煉爐，以發(fā)揮集中處置的優(yōu)勢。從投入產(chǎn)出比和協(xié)同處理效果來看，本專利技術應該比當前鋼渣熱撥熱悶降溫冷態(tài)處理，塵泥固廢危廢轉(zhuǎn)底爐、回轉(zhuǎn)窯處理（包括水泥回轉(zhuǎn)窯協(xié)同處理）三種方式單獨處理更有一定的優(yōu)勢，期望此技術能為鋼鐵及有色化工的各種塵泥、鋼渣、有色冶煉渣等固廢危廢處理提供一個好的解決方案，使這些固廢危廢變“廢”為“寶”，為鋼廠打造花園式綠色工廠創(chuàng)造條件。