鋼鐵工業(yè)是典型的能源、資源密集型工業(yè)。鋼鐵生產(chǎn)需要消耗大量的能源和資源，同時(shí)產(chǎn)生大量的工業(yè)固廢。如果不能妥善處理固廢，不僅給區域生態(tài)環(huán)境帶來(lái)巨大壓力，還將造成資源的巨大浪費。
近年來(lái)，我國推出了一系列產(chǎn)業(yè)政策，支持固廢資源循環(huán)利用產(chǎn)業(yè)發(fā)展；各地方也出臺相關(guān)政策，推動(dòng)鋼鐵行業(yè)節能減排，綠色轉型。一系列相關(guān)政策的發(fā)布和實(shí)施，為鋼鐵行業(yè)發(fā)展工業(yè)固廢資源綜合開(kāi)發(fā)利用產(chǎn)業(yè)提供了政策支撐、技術(shù)方向、經(jīng)濟引導，明確了資源綜合利用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向，促進(jìn)鋼鐵行業(yè)固廢資源綜合利用朝著(zhù)專(zhuān)業(yè)化、規?；透咧祷较虬l(fā)展。
目前，鋼鐵冶煉流程已基本實(shí)現達標生產(chǎn)。其中，廢水實(shí)現100%循環(huán)利用，廢氣達到國家超低排放標準，而鋼鐵塵泥等鋼鐵冶金固廢的綜合利用成為制約鋼鐵綠色循環(huán)可持續發(fā)展的關(guān)鍵課題。強化理念創(chuàng )新、加強科技研發(fā)、實(shí)行綠色改造、加強固廢管理等，可提高鋼鐵產(chǎn)業(yè)全流程的固廢綜合利用水平，推動(dòng)鋼鐵產(chǎn)業(yè)鏈向零排放方向合理再延伸。因此，踐行“鋼鐵固廢不出廠(chǎng)”的理念，對鋼鐵行業(yè)綠色發(fā)展、固廢零增長(cháng)以及節能減排等戰略目標，具有十分強烈的現實(shí)意義，也是鋼鐵行業(yè)可持續綠色發(fā)展的內在要求。本文詳細介紹了鋼鐵塵泥產(chǎn)生的原因、分類(lèi)，以及資源化利用方法。
鋼鐵塵泥種類(lèi)較多
鋼鐵工業(yè)固體廢物種類(lèi)繁多，主要有高爐渣、鋼渣、含金屬塵泥、脫硫石膏、脫硫灰、鐵合金渣等。其中，產(chǎn)生量最大的固廢是冶煉渣，其次是塵泥。2019年，我國粗鋼產(chǎn)量約為9.96億噸，鋼鐵塵泥按粗鋼產(chǎn)量的10%測算，約為9960萬(wàn)噸。
鋼鐵塵泥來(lái)源于鋼鐵的生產(chǎn)車(chē)間，一般是指在原料處理、燒結、球團、煉鐵、煉鋼等生產(chǎn)工序中利用除塵設施對高溫煙氣進(jìn)行除塵后產(chǎn)生的廢棄物，以及后續加工環(huán)節、清洗過(guò)程等方面產(chǎn)生的廢棄物。按塵泥產(chǎn)生環(huán)節區分，塵泥主要有燒結原料在轉運、燒結過(guò)程中除塵器收集下來(lái)的塵泥（燒結塵、泥）、高爐煤氣凈化過(guò)程中收集的塵泥（高爐瓦斯灰、高爐瓦斯泥）、轉爐煉鋼煤氣除塵收集的塵泥（轉爐除塵灰或污泥）、電爐煉鋼煙氣收集的塵泥（電爐除塵灰或污泥）、鋼材軋制過(guò)程剝落的氧化鐵皮、在軋鋼廢水循環(huán)利用中沉淀池回收的污泥（軋鋼二次污泥）、鋼坯或鋼材的后續加工及其清洗過(guò)程中累積的塵泥等。
其中，環(huán)境除塵主要包含槽上的卸料、皮帶機轉動(dòng)衍生物、槽下的篩分、原料裝入料斗、集料斗等，粉塵的濃度為5克/立方米~8克/立方米。
燒結塵泥主要為燒結工序產(chǎn)生的除塵灰，包含機頭煙氣除塵灰、機尾成礦除塵灰等，產(chǎn)量約為0.9千克/噸生鐵~15千克/噸生鐵。
高爐塵泥（瓦斯灰、瓦斯泥、除塵灰）產(chǎn)生量約為9千克/噸生鐵~22千克/噸生鐵。當煉鐵原料含有一定比例的鋅金屬時(shí)，95%~98%的鋅金屬以揮發(fā)物的形式進(jìn)入塵泥，該塵泥的鋅含量是其原料的20～30倍。
轉爐塵泥產(chǎn)量約為9千克/噸鋼~15千克/噸鋼。由于配入部分廢鋼和轉爐的高溫條件，廢鋼返回轉爐過(guò)程進(jìn)行再生時(shí)，鋅、鐵等金屬進(jìn)入塵泥中，塵泥中的鐵含量很高。
電爐（EAF）塵泥產(chǎn)量約為16千克/噸鋼~20千克/噸鋼。電爐煉鋼原料的鍍鋅廢鋼配比較大，廢鋼中的鋅金屬在高溫條件下絕大部分返回到塵泥中，導致塵泥中的鋅含量很高。不同廢鋼品種對應塵泥中的鋅、鐵含量也有所不同。
其他塵泥，如軋鋼過(guò)程中產(chǎn)生的篩下塵泥、氧化鐵皮、含油污泥，以及鍛壓、切割、焊接、酸洗等后續加工、清洗流程中產(chǎn)生的塵泥、廢泥。
從鋼鐵塵泥產(chǎn)生情況來(lái)看，其主要有四個(gè)特征：一是來(lái)源多樣且產(chǎn)量大；二是成分復雜，含量低且波動(dòng)大；三是粒度偏小，污染隱患大；四是資源化利用的潛在價(jià)值大。
鋼鐵塵泥現有處理方式存在一定局限
目前，對鋼鐵塵泥的處理方式主要以堆存填埋覆蓋和返回高爐燒結為主。堆存處理不僅占用大量土地，污染生態(tài)環(huán)境，還造成大量的資源浪費。2019年，我國鋼鐵塵泥的產(chǎn)生量約為1億噸，按50%的堆存量計算，占用土地超2500畝。
若通過(guò)燒結或球團工序簡(jiǎn)單處理，然后再次進(jìn)入高爐，會(huì )造成塵泥中的鋅等金屬元素在高爐內循環(huán)富集，對含鐵爐料、焦炭以及爐內襯耐火材料產(chǎn)生不利影響，進(jìn)而破壞高爐的穩定順行，縮短高爐的使用壽命，提高企業(yè)的生產(chǎn)成本。如鋅金屬及堿在爐襯表面一旦過(guò)度沉積，容易產(chǎn)生爐瘤，阻礙爐料下降順暢，甚至導致懸料發(fā)生。鋅金屬及堿在爐襯內部若過(guò)度沉積，容易造成爐襯顯著(zhù)膨脹而被破壞；鋅金屬及堿在風(fēng)口處若過(guò)度聚集，容易燒損風(fēng)口等送風(fēng)設備，據相關(guān)統計，爐齡因此或減少2年以上。
此外，我國鋼鐵固廢資源化利用存在裝備能耗高、資源回收率低、資源回收品種少等問(wèn)題，許多鋼鐵企業(yè)在鋼鐵冶金固廢處理方面或是有選擇性地進(jìn)行少量回收利用，或是設置專(zhuān)用場(chǎng)所堆積存放或者外售。對于鋼鐵行業(yè)自身而言，亟待尋求先進(jìn)的含鐵鋅等金屬塵泥處理技術(shù)，以解決塵泥廢料的堆放占地、污染環(huán)境、資源浪費、難以回收利用等難題。
鋼鐵塵泥資源化利用意義重大
支撐鋼鐵工業(yè)實(shí)現綠色循環(huán)高質(zhì)量發(fā)展。鋼鐵冶煉加工企業(yè)加強固廢管理，紓解固廢綜合利用難題，提高固廢綜合利用效率，推動(dòng)固廢資源的循環(huán)利用，既是企業(yè)與城市的共融協(xié)調，也是實(shí)現綠色循環(huán)高質(zhì)量發(fā)展的必由之路。
助力鋼鐵行業(yè)聚集型城市轉型升級、經(jīng)濟結構性調整。鋼鐵固廢是資源型城市發(fā)展歷史進(jìn)程中的遺留寶藏，也是新時(shí)代背景下鋼鐵聚集型城市轉型升級的重要抓手。國家出臺了一系列鋼鐵固廢綜合利用的政策鼓勵文件與相關(guān)限制措施，從正向鼓勵和反向倒逼兩個(gè)層面強力推動(dòng)鋼鐵行業(yè)轉向綠色循環(huán)發(fā)展。未來(lái)，我國將對各種固廢綜合利用提出更高標準、更嚴要求，多項限制措施為地方發(fā)展工業(yè)資源綜合利用產(chǎn)業(yè)提供重大機遇，也迎合了鋼鐵聚集型城市產(chǎn)業(yè)轉型升級的迫切要求。
切實(shí)補充一次資源。我國鐵礦石對外依存度高，很大程度上影響我國的資源安全。鋼鐵塵泥中除含大量鐵元素以外，還含有很多有價(jià)值的金屬元素，如鉻、錳、鎳、銅、鈷、釩、鉬、鈮、鋅、鉀、鈉、金、銀、銦等?？茖W(xué)提取其中的價(jià)值金屬元素，對我國依賴(lài)進(jìn)口的鐵礦、錳礦、鎳礦、鉻礦以及開(kāi)采難度較大的鉬礦、釩礦等一次資源形成有效補充。
亟待尋求新的鋼鐵塵泥資源化利用工藝
目前，我國對于鋼鐵塵泥的常規處理工藝主要有物理法、濕法和火法等。物理法主要包括磁性分離和水力螺流分離；濕法是利用酸浸、堿浸或浸取+焙燒等工藝對鋼鐵塵泥進(jìn)行處理；火法主要有燒結法、球團法、直接還原法（回轉窯及轉底爐處理工藝等）、熔融還原法。
物理法處理鋼鐵塵泥的工藝比較簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是鋅等金屬的富集率較低，富鋅產(chǎn)品的鋅含量過(guò)低，價(jià)值較小。一般物理法只作為濕法或火法工藝的預處理工藝。濕法工藝設備腐蝕嚴重，大多操作條件較惡劣，生產(chǎn)效率較低，與鋼鐵企業(yè)的塵泥產(chǎn)量不匹配?；鸱üに囈驅︿撹F塵泥的處理效率高、規模大，是鋼鐵塵泥資源化利用選擇的主要途徑。
在鋼鐵塵泥資源化利用的火法工藝，轉底爐工藝產(chǎn)品是金屬化球團，具有鐵等金屬品位低、渣量大等缺點(diǎn)?；剞D窯在使用過(guò)程中容易結圈，維修費用高，還原時(shí)間長(cháng)，且對工藝條件的要求比較苛刻。熔融還原技術(shù)因原料適應性廣、爐料強度要求低等優(yōu)勢而備受關(guān)注。
面對我國能源、資源、環(huán)境等壓力日益突出的新形勢，鋼鐵產(chǎn)業(yè)重視固廢資源高效利用是實(shí)現綠色可持續循環(huán)發(fā)展的關(guān)鍵性必然選擇。投資經(jīng)濟性更好、環(huán)保性更優(yōu)、資源化效率更高的鋼鐵塵泥資源化利用工藝技術(shù)，對于包括不銹鋼在內的鋼鐵冶金企業(yè)不僅迫在眉睫而且意義重大，更是時(shí)代賦予、環(huán)境倒逼鋼鐵產(chǎn)業(yè)的新要求。
