黨的十八大提出，我國要大力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，把生態(tài)文明建設(shè)提升到一個全新的政治高度，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、實現(xiàn)資源再利用已經(jīng)成為一項時不我待的政治任務(wù)。
在生態(tài)環(huán)境中，資源是第一寶貴的，并且具有不可再生性。近幾年，隨著世界范圍內(nèi)鋼鐵產(chǎn)能的持續(xù)增加，原燃材料供應(yīng)形勢日益嚴(yán)峻。鋼鐵企業(yè)間的競爭已演變?yōu)閷Y源的競爭，誰掌握了資源，誰就掌握了市場的主動權(quán)，資源問題是制約企業(yè)發(fā)展的重要因素。
隨著自然界中的資源不斷被開發(fā)利用，資源總量在不斷減少，這不利于鋼鐵行業(yè)乃至社會的可持續(xù)發(fā)展。鋼渣是煉鋼生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品，是一種很好的二次資源。隨著鋼鐵工業(yè)的持續(xù)發(fā)展，鋼鐵企業(yè)對于環(huán)境保護(hù)和降低成本越來越重視，鋼渣的開發(fā)利用已成為我國鋼鐵工業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要切入點，加強(qiáng)鋼渣的綜合利用是鋼鐵行業(yè)加強(qiáng)生態(tài)文明建設(shè)和促進(jìn)行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級的迫切要求。
鋼渣處理關(guān)系鋼鐵可持續(xù)發(fā)展
據(jù)中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會公布的數(shù)據(jù)，鋼渣和高爐渣是鋼鐵行業(yè)排放量最大的冶金渣，產(chǎn)出率分別約為粗鋼產(chǎn)量的14%和30%。目前，高爐水渣的處理技術(shù)已經(jīng)相對成熟，而鋼渣的處理一直是行業(yè)的難題。
國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2014年，我國共生產(chǎn)粗鋼8.23億噸。按照生產(chǎn)1噸粗鋼約產(chǎn)生0.14噸鋼渣來計算，2014年，我國共產(chǎn)生鋼渣1.1億多噸，其全鐵含量在20%左右，其中金屬鐵約占10%。這些鋼渣經(jīng)過磁選加工后，排放鋼尾渣近6000萬噸。
截至目前，全國鋼渣累計堆存近10億噸。但是，由于觀念、技術(shù)等多種因素，目前我國冶金渣的綜合利用率僅為50%，鋼渣的綜合利用率僅為10%。國內(nèi)多數(shù)鋼廠處理鋼渣長期以來采用外銷或回填的方式，而鋼渣處理企業(yè)將買來的鋼渣分選后，選出渣鋼和磁選粉再賣給鋼廠，剩余的尾渣除了少部分賣給水泥廠以外，大部分被無組織地堆棄。鋼渣堆放不僅占用土地、淤塞溝溪、污染水系、影響環(huán)境質(zhì)量，更是資源的巨大浪費。如果將這部分鋼渣經(jīng)過處理有效地利用起來，其帶來的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益將十分可觀。
作為鋼鐵行業(yè)最主要的固體廢棄物之一，如何從鋼渣中有效地回收殘鋼、保證選后尾渣的活性和穩(wěn)定性，確保實現(xiàn)其高附加值利用，走可持續(xù)發(fā)展道路，在減少污染的同時增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，一直是鋼鐵企業(yè)面臨的重要課題。
鋼渣深度利用，能帶來多大價值？
鋼渣循環(huán)利用的價值有多大？值得行業(yè)好好算算賬。
目前，鋼渣開發(fā)利用比較成熟的做法是將鋼尾渣磨細(xì)成鋼渣粉，并與礦渣粉混合后生產(chǎn)鋼鐵渣粉用于水泥和混凝土生產(chǎn)。鋼鐵、建材都是高資源消耗型、高能耗行業(yè)，鋼鐵工業(yè)的冶金固體廢棄物經(jīng)深加工生產(chǎn)出的高附加值產(chǎn)品，作為原料用于建材行業(yè)，不僅可以起到節(jié)約資源、減少浪費、改善環(huán)境的效果，而且可以打造最佳產(chǎn)業(yè)鏈組合，實現(xiàn)兩大行業(yè)和諧發(fā)展。
從環(huán)境效益看，眾所周知，二氧化碳是造成地球溫室效應(yīng)的主要原因之一。為應(yīng)對全球氣候變暖，哥本哈根全球氣候大會提出了推行低碳經(jīng)濟(jì)、實施低碳生產(chǎn)的全新理念，這為國內(nèi)鋼鐵企業(yè)的發(fā)展提出了新的標(biāo)準(zhǔn)和新的要求。
鋼鐵工業(yè)和水泥工業(yè)是二氧化碳排放大戶。有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，每生產(chǎn)1噸鋼會產(chǎn)生2.18噸二氧化碳，每生產(chǎn)1噸水泥會產(chǎn)生0.815噸二氧化碳。以4000萬噸鋼生產(chǎn)規(guī)模計算，若將從冶金渣中回收提取的鋼鐵物料全部用于鋼鐵生產(chǎn)，尾渣粉磨后取代熟料全部用于水泥生產(chǎn)，每年可減少二氧化碳排放2165萬噸。這樣既減少了鋼鐵和水泥生產(chǎn)造成的環(huán)境污染，為鋼鐵生產(chǎn)和建材行業(yè)提供了資源保障，也實現(xiàn)了低碳生產(chǎn)，為解決全球氣候變暖問題做出了貢獻(xiàn)。
同時，鋼渣在其熱能利用方面也有很大潛力。煉鋼產(chǎn)生的熔融態(tài)鋼渣含有大量熱能，實施熔融渣熱能利用戰(zhàn)略，可顯著提高鋼鐵企業(yè)的節(jié)能減排水平。據(jù)了解，每千克1600攝氏度鋼渣含有熱量2000千焦。過去，鋼渣處理方法都是將熱態(tài)鋼渣冷卻后進(jìn)行磁選加工，而熔融鋼渣從1600攝氏度冷卻到常溫，不僅浪費了鋼渣中的豐富熱能，而且在冷卻過程中消耗了大量水資源，并對周圍環(huán)境造成污染。隨著電價的不斷上漲，鋼鐵企業(yè)的電力成本不斷提高，充分利用二次能源發(fā)電，擴(kuò)大自發(fā)電量，成為鋼鐵企業(yè)節(jié)能降本的有效措施。以年產(chǎn)300余萬噸鋼渣計算，其所蘊含的總熱量超過600萬吉焦，如全部回收，僅降低煤耗一項每年就可節(jié)省上億元的資金。同時，利用鋼渣余熱取暖也可以為當(dāng)?shù)氐木G色供暖做出貢獻(xiàn)。
從經(jīng)濟(jì)效益看，以鞍鋼為例，其擁有13條現(xiàn)代化冶金渣處理加工線，16種系列產(chǎn)品，僅2006年~2014年，這些生產(chǎn)線共處理冶金渣1800萬噸，為鞍鋼提供精品鋼鐵物料690萬噸，為市場提供優(yōu)質(zhì)建材產(chǎn)品680萬噸；近10年累計實現(xiàn)銷售收入26億元，創(chuàng)造利潤6.26億元。鞍鋼新投產(chǎn)的50萬噸鋼渣微粉生產(chǎn)線，每年將創(chuàng)造高于3000萬元的利潤，成為鞍鋼鋼鐵主業(yè)外又一增長引擎。
鋼渣零排放，工藝技術(shù)能實現(xiàn)嗎？
推進(jìn)鋼渣綜合利用的基礎(chǔ)和前提是技術(shù)。盡管一些企業(yè)在冶金渣綜合處理利用領(lǐng)域取得了突破，但從當(dāng)前冶金渣綜合利用的全局看，我國對鋼渣的處理工藝尚缺乏系統(tǒng)性研究，仍存在觀念和技術(shù)裝備的內(nèi)外條件制約，鋼企整體還處于實踐摸索階段。
據(jù)鞍鋼礦渣公司總經(jīng)理蘇興文介紹，我國幾十年來面臨的鋼渣處理的難題，就是如何消解鋼尾渣中的有害物質(zhì)，如何大幅降低尾渣含鐵率，如何解決尾渣產(chǎn)品膨脹性、穩(wěn)定性、含鐵量和活性指數(shù)的問題。這些問題不能攻克，鋼渣的零排放則無法實現(xiàn)。
蘇興文認(rèn)為，整個鋼渣的處理過程就是渣鐵分離和鋼鐵物料的提取過程，然后才是鋼尾渣的利用問題。“解決了前面兩個問題，使鋼渣中鋼鐵物料的提取率達(dá)到99%，剩余不足1%，才能解決尾渣產(chǎn)品膨脹性、活性指數(shù)等問題，也標(biāo)志著鋼尾渣的利用成功了一半。”蘇興文說。
經(jīng)過多年的實踐探索，鞍鋼礦渣公司創(chuàng)造性地提出了熔融鋼渣熱燜、磁選、深加工生產(chǎn)工藝，并于2008年投產(chǎn)了第一條燜渣線，使得鋼渣處理的幾大難題迎刃而解。該工藝明顯消解了鋼渣中的有害物質(zhì)，實現(xiàn)了渣鐵分離，保證了鋼渣活性指數(shù)，利于其在建筑行業(yè)應(yīng)用，同時還解決了不同種類和成分的鋼渣原來因混合排放處理所帶來的一系列后續(xù)應(yīng)用的問題。
在創(chuàng)新燜渣和磁選技術(shù)的同時，鞍鋼礦渣公司早在2007年就開始與德國蒂森克虜伯工業(yè)工程有限公司就鋼渣的開發(fā)與應(yīng)用展開技術(shù)合作，并成立了項目聯(lián)合開發(fā)試驗組，對鋼渣粉生產(chǎn)工藝與設(shè)備的技術(shù)難題進(jìn)行攻關(guān)，取得了重大突破。同時，該公司與沈陽北方建材檢測中心進(jìn)行技術(shù)合作，成功進(jìn)行了鋼渣粉及鋼鐵渣粉應(yīng)用于建材業(yè)水泥和混凝土的研究與試驗。2012年，鞍鋼投資7500萬元建設(shè)國際首條輥壓機(jī)終粉磨鋼渣粉生產(chǎn)線。目前，該生產(chǎn)線已經(jīng)成功達(dá)產(chǎn)，生產(chǎn)出了比表面積為400㎡/㎏~500㎡/㎏的鋼渣粉和鋼鐵渣粉產(chǎn)品，鋼渣粉金屬鐵含量小于0.02%，活性和穩(wěn)定性完全滿足建筑水泥和混凝土用高活性混合材的要求。預(yù)計該生產(chǎn)線年可加工鋼尾渣60萬噸，實現(xiàn)銷售收入6000萬元。這一生產(chǎn)線的投產(chǎn)也意味著鋼鐵企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)鋼渣的零排放。
中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會常務(wù)副會長朱繼民曾表示：“鋼鐵聯(lián)合企業(yè)如果能夠在冶金渣利用方面產(chǎn)生一個新的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)生系列新的產(chǎn)品，對于我國鋼鐵行業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，意義將非常重大。”各大鋼鐵聯(lián)合企業(yè)應(yīng)該把加快循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展步伐，加強(qiáng)對高附加值爐后渣新產(chǎn)品的開發(fā)作為企業(yè)實現(xiàn)科學(xué)發(fā)展的必由之路。只有堅持低碳生產(chǎn)戰(zhàn)略，推動新的產(chǎn)業(yè)鏈融合，才能全面提高資源利用率，成功建立資源節(jié)約型、環(huán)境友好型企業(yè)。
在生態(tài)環(huán)境中，資源是第一寶貴的，并且具有不可再生性。近幾年，隨著世界范圍內(nèi)鋼鐵產(chǎn)能的持續(xù)增加，原燃材料供應(yīng)形勢日益嚴(yán)峻。鋼鐵企業(yè)間的競爭已演變?yōu)閷Y源的競爭，誰掌握了資源，誰就掌握了市場的主動權(quán)，資源問題是制約企業(yè)發(fā)展的重要因素。
隨著自然界中的資源不斷被開發(fā)利用，資源總量在不斷減少，這不利于鋼鐵行業(yè)乃至社會的可持續(xù)發(fā)展。鋼渣是煉鋼生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品，是一種很好的二次資源。隨著鋼鐵工業(yè)的持續(xù)發(fā)展，鋼鐵企業(yè)對于環(huán)境保護(hù)和降低成本越來越重視，鋼渣的開發(fā)利用已成為我國鋼鐵工業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要切入點，加強(qiáng)鋼渣的綜合利用是鋼鐵行業(yè)加強(qiáng)生態(tài)文明建設(shè)和促進(jìn)行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級的迫切要求。
鋼渣處理關(guān)系鋼鐵可持續(xù)發(fā)展
據(jù)中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會公布的數(shù)據(jù)，鋼渣和高爐渣是鋼鐵行業(yè)排放量最大的冶金渣，產(chǎn)出率分別約為粗鋼產(chǎn)量的14%和30%。目前，高爐水渣的處理技術(shù)已經(jīng)相對成熟，而鋼渣的處理一直是行業(yè)的難題。
國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2014年，我國共生產(chǎn)粗鋼8.23億噸。按照生產(chǎn)1噸粗鋼約產(chǎn)生0.14噸鋼渣來計算，2014年，我國共產(chǎn)生鋼渣1.1億多噸，其全鐵含量在20%左右，其中金屬鐵約占10%。這些鋼渣經(jīng)過磁選加工后，排放鋼尾渣近6000萬噸。
截至目前，全國鋼渣累計堆存近10億噸。但是，由于觀念、技術(shù)等多種因素，目前我國冶金渣的綜合利用率僅為50%，鋼渣的綜合利用率僅為10%。國內(nèi)多數(shù)鋼廠處理鋼渣長期以來采用外銷或回填的方式，而鋼渣處理企業(yè)將買來的鋼渣分選后，選出渣鋼和磁選粉再賣給鋼廠，剩余的尾渣除了少部分賣給水泥廠以外，大部分被無組織地堆棄。鋼渣堆放不僅占用土地、淤塞溝溪、污染水系、影響環(huán)境質(zhì)量，更是資源的巨大浪費。如果將這部分鋼渣經(jīng)過處理有效地利用起來，其帶來的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益將十分可觀。
作為鋼鐵行業(yè)最主要的固體廢棄物之一，如何從鋼渣中有效地回收殘鋼、保證選后尾渣的活性和穩(wěn)定性，確保實現(xiàn)其高附加值利用，走可持續(xù)發(fā)展道路，在減少污染的同時增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，一直是鋼鐵企業(yè)面臨的重要課題。
鋼渣深度利用，能帶來多大價值？
鋼渣循環(huán)利用的價值有多大？值得行業(yè)好好算算賬。
目前，鋼渣開發(fā)利用比較成熟的做法是將鋼尾渣磨細(xì)成鋼渣粉，并與礦渣粉混合后生產(chǎn)鋼鐵渣粉用于水泥和混凝土生產(chǎn)。鋼鐵、建材都是高資源消耗型、高能耗行業(yè)，鋼鐵工業(yè)的冶金固體廢棄物經(jīng)深加工生產(chǎn)出的高附加值產(chǎn)品，作為原料用于建材行業(yè)，不僅可以起到節(jié)約資源、減少浪費、改善環(huán)境的效果，而且可以打造最佳產(chǎn)業(yè)鏈組合，實現(xiàn)兩大行業(yè)和諧發(fā)展。
從環(huán)境效益看，眾所周知，二氧化碳是造成地球溫室效應(yīng)的主要原因之一。為應(yīng)對全球氣候變暖，哥本哈根全球氣候大會提出了推行低碳經(jīng)濟(jì)、實施低碳生產(chǎn)的全新理念，這為國內(nèi)鋼鐵企業(yè)的發(fā)展提出了新的標(biāo)準(zhǔn)和新的要求。
鋼鐵工業(yè)和水泥工業(yè)是二氧化碳排放大戶。有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，每生產(chǎn)1噸鋼會產(chǎn)生2.18噸二氧化碳，每生產(chǎn)1噸水泥會產(chǎn)生0.815噸二氧化碳。以4000萬噸鋼生產(chǎn)規(guī)模計算，若將從冶金渣中回收提取的鋼鐵物料全部用于鋼鐵生產(chǎn)，尾渣粉磨后取代熟料全部用于水泥生產(chǎn)，每年可減少二氧化碳排放2165萬噸。這樣既減少了鋼鐵和水泥生產(chǎn)造成的環(huán)境污染，為鋼鐵生產(chǎn)和建材行業(yè)提供了資源保障，也實現(xiàn)了低碳生產(chǎn)，為解決全球氣候變暖問題做出了貢獻(xiàn)。
同時，鋼渣在其熱能利用方面也有很大潛力。煉鋼產(chǎn)生的熔融態(tài)鋼渣含有大量熱能，實施熔融渣熱能利用戰(zhàn)略，可顯著提高鋼鐵企業(yè)的節(jié)能減排水平。據(jù)了解，每千克1600攝氏度鋼渣含有熱量2000千焦。過去，鋼渣處理方法都是將熱態(tài)鋼渣冷卻后進(jìn)行磁選加工，而熔融鋼渣從1600攝氏度冷卻到常溫，不僅浪費了鋼渣中的豐富熱能，而且在冷卻過程中消耗了大量水資源，并對周圍環(huán)境造成污染。隨著電價的不斷上漲，鋼鐵企業(yè)的電力成本不斷提高，充分利用二次能源發(fā)電，擴(kuò)大自發(fā)電量，成為鋼鐵企業(yè)節(jié)能降本的有效措施。以年產(chǎn)300余萬噸鋼渣計算，其所蘊含的總熱量超過600萬吉焦，如全部回收，僅降低煤耗一項每年就可節(jié)省上億元的資金。同時，利用鋼渣余熱取暖也可以為當(dāng)?shù)氐木G色供暖做出貢獻(xiàn)。
從經(jīng)濟(jì)效益看，以鞍鋼為例，其擁有13條現(xiàn)代化冶金渣處理加工線，16種系列產(chǎn)品，僅2006年~2014年，這些生產(chǎn)線共處理冶金渣1800萬噸，為鞍鋼提供精品鋼鐵物料690萬噸，為市場提供優(yōu)質(zhì)建材產(chǎn)品680萬噸；近10年累計實現(xiàn)銷售收入26億元，創(chuàng)造利潤6.26億元。鞍鋼新投產(chǎn)的50萬噸鋼渣微粉生產(chǎn)線，每年將創(chuàng)造高于3000萬元的利潤，成為鞍鋼鋼鐵主業(yè)外又一增長引擎。
鋼渣零排放，工藝技術(shù)能實現(xiàn)嗎？
推進(jìn)鋼渣綜合利用的基礎(chǔ)和前提是技術(shù)。盡管一些企業(yè)在冶金渣綜合處理利用領(lǐng)域取得了突破，但從當(dāng)前冶金渣綜合利用的全局看，我國對鋼渣的處理工藝尚缺乏系統(tǒng)性研究，仍存在觀念和技術(shù)裝備的內(nèi)外條件制約，鋼企整體還處于實踐摸索階段。
據(jù)鞍鋼礦渣公司總經(jīng)理蘇興文介紹，我國幾十年來面臨的鋼渣處理的難題，就是如何消解鋼尾渣中的有害物質(zhì)，如何大幅降低尾渣含鐵率，如何解決尾渣產(chǎn)品膨脹性、穩(wěn)定性、含鐵量和活性指數(shù)的問題。這些問題不能攻克，鋼渣的零排放則無法實現(xiàn)。
蘇興文認(rèn)為，整個鋼渣的處理過程就是渣鐵分離和鋼鐵物料的提取過程，然后才是鋼尾渣的利用問題。“解決了前面兩個問題，使鋼渣中鋼鐵物料的提取率達(dá)到99%，剩余不足1%，才能解決尾渣產(chǎn)品膨脹性、活性指數(shù)等問題，也標(biāo)志著鋼尾渣的利用成功了一半。”蘇興文說。
經(jīng)過多年的實踐探索，鞍鋼礦渣公司創(chuàng)造性地提出了熔融鋼渣熱燜、磁選、深加工生產(chǎn)工藝，并于2008年投產(chǎn)了第一條燜渣線，使得鋼渣處理的幾大難題迎刃而解。該工藝明顯消解了鋼渣中的有害物質(zhì)，實現(xiàn)了渣鐵分離，保證了鋼渣活性指數(shù)，利于其在建筑行業(yè)應(yīng)用，同時還解決了不同種類和成分的鋼渣原來因混合排放處理所帶來的一系列后續(xù)應(yīng)用的問題。
在創(chuàng)新燜渣和磁選技術(shù)的同時，鞍鋼礦渣公司早在2007年就開始與德國蒂森克虜伯工業(yè)工程有限公司就鋼渣的開發(fā)與應(yīng)用展開技術(shù)合作，并成立了項目聯(lián)合開發(fā)試驗組，對鋼渣粉生產(chǎn)工藝與設(shè)備的技術(shù)難題進(jìn)行攻關(guān)，取得了重大突破。同時，該公司與沈陽北方建材檢測中心進(jìn)行技術(shù)合作，成功進(jìn)行了鋼渣粉及鋼鐵渣粉應(yīng)用于建材業(yè)水泥和混凝土的研究與試驗。2012年，鞍鋼投資7500萬元建設(shè)國際首條輥壓機(jī)終粉磨鋼渣粉生產(chǎn)線。目前，該生產(chǎn)線已經(jīng)成功達(dá)產(chǎn)，生產(chǎn)出了比表面積為400㎡/㎏~500㎡/㎏的鋼渣粉和鋼鐵渣粉產(chǎn)品，鋼渣粉金屬鐵含量小于0.02%，活性和穩(wěn)定性完全滿足建筑水泥和混凝土用高活性混合材的要求。預(yù)計該生產(chǎn)線年可加工鋼尾渣60萬噸，實現(xiàn)銷售收入6000萬元。這一生產(chǎn)線的投產(chǎn)也意味著鋼鐵企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)鋼渣的零排放。
中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會常務(wù)副會長朱繼民曾表示：“鋼鐵聯(lián)合企業(yè)如果能夠在冶金渣利用方面產(chǎn)生一個新的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)生系列新的產(chǎn)品，對于我國鋼鐵行業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，意義將非常重大。”各大鋼鐵聯(lián)合企業(yè)應(yīng)該把加快循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展步伐，加強(qiáng)對高附加值爐后渣新產(chǎn)品的開發(fā)作為企業(yè)實現(xiàn)科學(xué)發(fā)展的必由之路。只有堅持低碳生產(chǎn)戰(zhàn)略，推動新的產(chǎn)業(yè)鏈融合，才能全面提高資源利用率，成功建立資源節(jié)約型、環(huán)境友好型企業(yè)。