鋼鐵工業在我國基礎設(she)施建設(she)過程中發揮(hui)著舉足輕(qing)重(zhong)的作用，為我國的經濟(ji)建設(she)立下了汗馬功(gong)勞。同時，鋼鐵工業也是能源、資源消耗(hao)及汙染物排(pai)放大戶。鋼鐵生產過程中粉塵、汙泥等固體(ti)廢物的產生不(bu)可避(bi)免(mian)。在傳統的高爐-轉爐鋼鐵生產長流程工藝中，含鐵塵泥的產生量約為鋼產量的10%，2017年中國的塵泥產生量約為8000萬噸，數量龐大。塵泥若(ruo)通過燒結或球團工序簡單處理，然(ran)後再次進入(ru)高爐，會造(zao)成塵泥中鋅等元素在高爐內的循環富(fu)集，對含鐵爐料、焦炭以及爐內耐火材(cai)料產生不(bu)利影響(xiang)，進而破壞高爐穩定(ding)順行，縮短高爐壽命(ming)。因此，中國鋼鐵工業塵泥的資源化回收利用將是決(jue)定(ding)鋼鐵工業實現綠(lv)色、可持續發展的關鍵因素之一(yi)。

鋼鐵工業塵泥從何而來？

鋼鐵企業產生的大量塵泥主要來自於燒結球團、高爐煉鐵、煉鋼、軋鋼等各(ge)個工序。塵泥中含有鐵、碳、鋅等有價(jia)元素，其中鐵含量一(yi)般(ban)為30%~70%。從資源回收利用的角(jiao)度(du)來看，鋼鐵企業產生的塵泥二次資源極具(ju)回收價(jia)值。鋼鐵企業塵泥來源多樣，造(zao)成了其物相(xiang)組成複雜、粒度(du)分(fen)布(bu)不(bu)均勻和多變性，這也增(zeng)加了塵泥回收利用的難度(du)。鋼鐵冶(ye)煉長流程生產過程中，燒結粉塵、高爐粉塵、轉爐粉塵及電爐粉塵產生量分(fen)別為8~25千克/噸燒結礦、20~30千克/噸鐵、8~20千克/噸鋼、10~20千克/噸鋼。其中，高爐工藝產生的塵泥.多，占51%左右（主要為高爐重(zhong)力灰和布(bu)袋(dai)灰）；轉爐工藝產生的塵泥次之，占22%左右（主要為轉爐LT灰和OG泥）；軋鋼工藝產生的氧化鐵鱗約占19%；電爐工藝產生的塵泥約占6%；燒結除塵灰產生量.少，燒結機頭(tou)灰為2%。

的典型(xing)處理工藝有哪些？

鋼鐵企業塵泥特征工藝參數主要包括(kuo)有價(jia)元素質(zhi)量分(fen)數、塵泥成型(xing)性能、自還原性能以及熔分(fen)性能等。影響(xiang)塵泥有價(jia)元素質(zhi)量分(fen)數的指(zhi)標主要有全鐵質(zhi)量分(fen)數、鋅質(zhi)量分(fen)數和堿金屬質(zhi)量分(fen)數，影響(xiang)塵泥成型(xing)性能的主要因素有平(ping)均粒徑等，影響(xiang)塵泥自還原性能的塵泥特性主要有碳質(zhi)量分(fen)數、碳氧原子比等。此外，堿度(du)對塵泥的成型(xing)性能和自還原性能均有較大影響(xiang)。

鋼鐵企業工藝主要可分(fen)為物理法、濕法和火法三(san)大類。其中，物理法處理工藝一(yi)般(ban)作為預處理工藝，濕法處理工藝分(fen)為堿浸和酸(suan)浸兩種，火法處理工藝主要包括(kuo)燒結法、球團法、粉塵噴吹法、直接還原法、熔融(rong)還原法和造(zao)塊(kuai)返回煉鋼法等。直接還原法和熔融(rong)還原法的代表工藝有回轉窯、轉底爐、OxyCup和DK工藝等。這些工藝能有效回收利用塵泥中的鐵、碳、鋅等有價(jia)元素，.終產品為金屬化球團或鐵水，處理效果較好。

濕法處理工藝一(yi)般(ban)用來處理鋅含量較高的塵泥，首先通過酸(suan)性或堿性浸出劑將塵泥中的氧化鋅及其他金屬氧化物浸出，然(ran)後通過渣分(fen)離、淨化、電解、結晶等工藝步驟獲得金屬鋅和鐵氧化物。典型(xing)的濕法工藝有雲南(nan)紅河鋅聯公司的瓦斯灰（泥）處理工藝。該(gai)工藝的特點是：經過火法揮(hui)發富(fu)集、窯渣聯合選礦、濕法提鋅、提鋅殘渣濕法提銦、提銦殘渣濕法提鉍、終渣火法熔煉並分(fen)離錫鉛等6道工序後，產出的產品品種多達5類、9種。該(gai)工藝使用包括(kuo)火法冶(ye)金技術、濕法冶(ye)金技術及聯合聯礦技術等多種技術手(shou)段，.終實現了對粉塵資源中多種有價(jia)元素的分(fen)類回收與綜合利用。

回轉窯工藝處理含鐵塵泥能充(chong)分(fen)利用塵泥中的鐵、碳資源，還能有效地脫除並回收鉛、鋅等元素。日本住友鋼鐵廠SPM法省去了造(zao)球、生球幹燥、生球預熱(re)等操(cao)作步驟，將混合料直接裝入(ru)回轉窯進行還原焙燒並冷(ling)卻(que)後製(zhi)成海綿鐵，其中直徑7~50毫米(mi)的作為成品金屬化球團礦，直徑小於7毫米(mi)的部分(fen)則(ze)需(xu)要重(zhong)新回窯焙燒。該(gai)工藝設(she)備簡單、技術成熟，目前在歐洲國家、美國、日本有廣泛的應用。國內有新鋼、昆鋼等鋼企曾(zeng)采用該(gai)技術處理塵泥。

轉底爐是目前關注度(du)較高的用於處理鋼鐵企業塵泥的快速(su)直接還原裝置，其優勢在於對原料強度(du)的要求低，可有效避(bi)免(mian)爐襯磨損(sun)，易於密封(feng)控製(zhi)，裝置便於操(cao)作和維護，處理效率高，處理能力適中，對能源要求不(bu)是很高，能夠很好地處理回收含鐵塵泥中的鐵、鋅等有價(jia)元素。目前國內外已應用多套轉底爐裝置進行鋼鐵廠粉塵處理，包括(kuo)日本的新日鐵、神戶製(zhi)鋼和韓國的浦(pu)項，以及中國的寶鋼股份湛江基地、沙鋼、馬鋼等。

德國蒂森-克虜(lu)伯公司開發的OxyCup工藝是能夠綜合回收處理鋼鐵企業的塵泥資源，並實現工業化的代表性工藝之一(yi)。該(gai)工藝原料適應性廣，既可以處理鋼鐵企業產生的包括(kuo)渣鋼、鐵鱗、廢鐵等塊(kuai)狀物，也可以處理含鋅粉塵等細顆(ke)粒固體(ti)廢物。.終產品鐵水經預處理後可用於轉爐煉鋼，同時可產生高熱(re)值煤氣、爐渣、富(fu)鋅粉塵等副(fu)產品。太鋼集團於2011年引進了OxyCup工藝處理塵泥。

DK工藝的原料以轉爐除塵灰為主，加入(ru)石英砂用來調節爐渣堿度(du)，配(pei)加少量的粗顆(ke)粒鐵礦粉來改善燒結料層(ceng)透氣性，還原劑為焦炭，利用小高爐進行生產，需(xu)要大量的氧氣、空氣。該(gai)工藝可以利用閑置的小燒結機和小高爐，生產技術和設(she)備成熟穩定(ding)，不(bu)需(xu)要新的投資，是一(yi)種技術風險較低的節能 鋼鐵廠含鐵廢料處理技術，該(gai)工藝在德國DK公司得到(dao)工業應用。北京科(ke)技大學也於2009年提出了“一(yi)種處理鋼鐵廠含鐵廢料的方法”，獲得了國家..。該(gai)方法利用中小高爐處理鋼鐵企業含鐵廢料，將整個鋼鐵廠的廢料集中在中小高爐中處理，從而使塵泥中有害元素對整個鋼鐵廠的生產影響(xiang)得到(dao)有效降低。

鋼企塵泥處理有了新思路(lu)

中國鋼鐵行業需(xu)要盡快完成由粗放型(xing)向集約環保型(xing)轉變，這也符合中國當今可持續發展的政策。目前，我國鋼鐵企業廣泛采取(qu)的仍(reng)是將塵泥返回燒結的方式進行處理，這種處置方式會對高爐順行產生一(yi)係列不(bu)利影響(xiang)。如何實現既 環境友好，又能 充(chong)分(fen)回收利用鋼鐵企業塵泥中的有價(jia)元素，從而提高其附加值是國內鋼鐵行業當前亟待(dai)解決(jue)的問題。

回轉窯工藝、轉底爐工藝、OxyCup工藝以及DK工藝都能在一(yi)定(ding)程度(du)上回收處理鋼鐵企業塵泥資源，但綜合來看，目前仍(reng)須結合實際(ji)情(qing)況，開發適合我國國情(qing)的塵泥處理工藝。北京科(ke)技大學的科(ke)研人(ren)員(yuan)結合OxyCup工藝與小高爐工藝的優勢，提出了一(yi)種新型(xing)熔融(rong)法處理鋼鐵全流程塵泥資源的新工藝，與現有塵泥處理工藝相(xiang)比，新工藝原燃(ran)料適應性強，無需(xu)燒結等高溫造(zao)塊(kuai)工藝，汙染少。

新型(xing)熔融(rong)法處理含鋅鐵塵泥工藝的技術路(lu)線如下：首先將鋼鐵企業含鋅鐵塵泥集中收集，其次將塵泥和一(yi)定(ding)量的黏結劑、還原劑混合，冷(ling)固結壓(ya)塊(kuai)製(zhi)成塵泥團塊(kuai)，.後將塵泥團塊(kuai)與一(yi)定(ding)比例的燃(ran)料和熔劑裝入(ru)新型(xing)熔融(rong)爐中進行冶(ye)煉，.終得到(dao)鐵水和熔渣。經渣鐵分(fen)離後的鐵水可用於轉爐煉鋼或生產鑄鐵；從熔融(rong)爐排(pai)出的含塵煙氣，經煤氣除塵器淨化後可獲得富(fu)鋅煙塵，作為製(zhi)鋅工業的原料；產生的煤氣可用於發電等。