推进钢铁渣综合利用产业发展,实现钢铁渣“零排放”

推进钢铁渣综合利用产业发展，实现钢铁渣“零排放”主讲人：孙树杉中冶集团建筑研究总院11.我国钢铁渣综合利用概况2•我国是钢铁工业生产大国，钢铁工业的发展支撑了国民经济建设。•随着钢铁工业的发展，钢铁渣的产生量随之增加。2012年我国钢渣的产生量约为9300万吨，高炉渣的产生量约为22134万吨，综合利用率分别为22%和78%，与“十二五”大宗固体废物综合利用规划要求的指标仍有一定差距。我国钢铁渣综合利用概况3年份种类2008年2009年2010年2011年2012年高炉渣1600018500200672142022134钢渣65107950814790429300合计22510264502821430462314342008年—2012年我国钢铁渣的产生量/万吨我国钢铁渣综合利用概况42008年-2012年钢渣的利用率和堆存量年份种类2008年2009年2010年2011年2012年高炉渣利用率（%）7077767878钢渣利用率（%）1022212222当年堆存量（万吨）107331059411952705312123累积堆存量（万吨）70031806259257799630111753我国钢铁渣综合利用概况5钢铁渣利用途径及所占利用量的比重种类主要利用途径利用量（万吨）占总利用量的比例（%）高炉渣矿渣粉12430.572.00水泥混合材4143.523.00慢冷渣碎石690.65.00钢渣钢渣粉400.419.60钢渣水泥200.29.80硅酸盐水泥配料240.211.70钢渣砖及道路材料764.737.40钢渣返回烧结矿配料440.421.50我国钢铁渣综合利用概况62.近几年钢渣“零排放”取得的成绩71.建材制品开裂现象2.钢渣回填的地基造成地面开裂现象3.钢渣回填造成墙体开裂现象使用稳定性不良的钢渣产生的不良结果82.1熔融钢渣余热自解热闷处理技术近几年钢渣“零排放”取得的成绩熔融钢渣余热自解热闷处理技术工艺图采用本技术后，可使钢和渣自然分离，废钢回收率在98%以上。尾渣生产钢渣粉可替代10%-40%的水泥配制混凝土。近几年钢渣“零排放”取得的成绩92.2钢渣棒磨机进行金属提纯技术钢渣和钢包裹粘连在一起，只用磁选设备选铁，铁品位低，返回炼钢和烧结矿使用达不到技术要求。采用棒磨机剥离钢渣和钢，提纯钢然后再通过双辊磁选机磁选，回收的金属物料铁品位达90%以上，可直接返回烧结和炼钢使用。近几年钢渣“零排放”取得的成绩102.3钢铁渣生产复合粉技术粒化高炉矿渣粉矿渣粉作混凝土掺合料可提高强度和流动性，但碱度低使混凝土耐久性欠缺，大掺量时降低混凝土液相碱度会引起钢筋锈蚀，耐磨性降低，表面易炭化起砂。钢渣粉钢渣碱度高，配制的混凝土耐磨性好，水化热低，微膨胀，抗折强度和后期强度高，但早期强度较低。两者按一定比例复合使用优缺点互补，成为混凝土最佳掺合料。近几年钢渣“零排放”取得的成绩112.4钢铁渣制砖技术以稳定化处理后的钢渣为主要原料，掺入少量激发剂可生产建筑用砖、地面砖、透水砖和砌块等建筑材料，其强度和耐久性高于粘土砖。钢渣砖连锁块铺路近几年钢渣“零排放”取得的成绩12钢渣砖开裂缺陷钢渣作砖和砌块必须是经热闷处理的钢渣，未经稳定化处理的钢渣作砖后期会出现膨胀开裂。例如某砖厂引进国外设备建设了一条现代化的钢渣砖生产线，其产品用于城市和农村建筑中短期效果良好，曾在中央电视台科技频道播出，但三五年后因后期膨胀破坏，生产线停产。近几年钢渣“零排放”取得的成绩132.5钢渣泡沫混凝土砌块技术泡沫混凝土砌块是一种轻质、保温、隔热、防火、隔音的墙体材料。可应用于工业与民用建筑非承重墙体材料。以钢渣粉、高炉矿渣粉、脱硫石膏、硅酸盐水泥和活性铝粉为原料，经制浆、计量混合、搅拌加热、浇注发气、静停预养、脱模切割、蒸汽养护、陈化检验等工序制得钢渣泡沫混凝土砌块。钢渣泡沫混凝土砌块近几年钢渣“零排放”取得的成绩142.6普通预拌砂浆用钢渣砂技术用于对生态环境和自然资源保护的要求，天然砂石的开采受到一定限制，利用工业废渣作砂石是综合利用的重要内容。钢渣作砂的关键是一定使用经稳定化处理的钢渣，才能保证安定性，应满足《外墙外保温抹面和粘结砂浆用钢渣砂》GB/T24764-2009标准。2.7钢渣作公路材料技术经稳定化处理后的钢渣可作砂、碎石，在道路垫层、基层、面层等使用。可提高道路抗压、抗折强度，改变公路抗弯沉性能。近几年钢渣“零排放”取得的成绩153.先进的钢渣处理利用设备已推广应用163.1高炉渣水力冲渣“十一五”期间，通过自主创新和技术引进、消化吸收国外先进设备技术，自主研发出一批钢铁渣处理利用装备，使我国技术装备水平不断提高，推动了钢铁渣“零排放”进程。先进的钢渣处理利用设备已推广应用17在国外INBA法的基础上创新出我国的新型水力冲渣工艺设备，实现了无污染、蒸汽回收、占地少的装备，在国内大、中型钢铁企业推广使用。3.2粉磨粒化高炉矿渣的立式辊磨机在引进、消化、创新的基础上，自行设计制造出国产立式辊磨，在国内推广使用。其吨产品电耗、设备生产能力和运转率均达到国际先进水平。目前已有十余个机械设备公司生产的矿渣粉立磨在国内生产线上应用。立式辊磨18先进的钢渣处理利用设备已推广应用3.3钢渣粉用卧式辊磨设备在引进国外卧式辊磨设备的基础上，消化创新，中冶建研总院和中国第一重型机械公司制造出钢渣卧式辊磨设备已在钢渣粉生产线上安装试用。不断总结经验，进一步改进，降低设备价格，以满足钢渣粉生产的需要。卧式辊磨19先进的钢渣处理利用设备已推广应用3.4钢渣金属提纯用棒磨机设备20中冶建研总院研发的钢渣金属提纯用棒磨机，已在多条钢渣加工生产线上应用，达到钢渣与金属剥离提纯的效果，回收的渣钢和磁选粉满足了钢铁生产的要求，实现了金属回收利用。先进的钢渣处理利用设备已推广应用棒磨机设备21中冶建研总院在三代创新的基础上，开发出1650℃熔融钢渣处理设备，解决了设备安全性、耐久性等技术问题，实现了快速排渣稳定化处理，安全、环保，渣铁分离，尾渣稳定性合格，解决了钢渣在建材工业、道路工程等方面应用关键技术问题。3.5熔融钢渣余热自解热闷处理设备液态渣入热闷池钢渣热闷中先进的钢渣处理利用设备已推广应用4.钢铁渣综合利用投资运营方式的创新22原模式在“十一五”计划前期，我国高炉渣的处理一般由钢铁企业自行建设和负责运营，粒化高炉渣销售给建材行业使用；钢渣的处理是冶金企业排渣，由乡镇企业或个体、民营企业建设和运营。弊端：冶金企业承担的建设费和运营费用大，管理责任不明，环保和技术人才不足，难以正确进行科学合理的运营管理，钢渣利用率低，高炉渣不能全部利用。钢铁渣综合利用投资运营方式的创新23现模式优点：组建了专业运营公司，专业性强、管理经验丰富，可保证钢铁渣“零排放”，环保达标，使上级环保部门易于管理，保证了钢铁渣的资源化利用。投资冶金企业的钢铁渣处理和高价值利用项目并实现长期运营管理的新模式。成果：使我国钢渣利用率3年间由10%提高到22%，推动了钢渣资源化利用进程。钢铁渣综合利用投资运营方式的创新245.钢铁渣资源化综合利用标准体系的建立25中冶建研总院与冶金标准信息研究院承担了科技部下达的并由全国钢标委组织的钢铁工业固体废物资源化综合利用标准化研究工作，制订了31项相关标准，建立了该领域标准体系，推动了钢铁渣“零排放”。钢铁渣资源化综合利用标准体系的建立26用于水泥和混凝土中的钢渣粉标准钢渣硅酸盐水泥标准标准实例钢铁渣资源化综合利用标准体系的建立276.“十二五”钢铁渣综合利用工作目标和任务28•主要目标：到2015年工业固体废物综合利用率达到72%。•重点领域：进一步推广高炉渣和钢渣生产建材、回收有用组分等综合利用。•重点工程：（1）建设一批钢渣预处理和“零排放”示范项目；（2）建设10个利用高炉渣、钢渣复合粉生产水泥和混凝土掺合料示范项目。（3）钢渣生产微膨胀型充填采矿专用胶凝材料等特种胶凝材料项目。发改环资[2011]2919号文件《“十二五”资源综合利用指导意见和大宗固体废物综合利用实施方案》“十二五”钢铁渣综合利用工作目标和任务29•主要任务：（1）鼓励钢厂推广应用钢渣“零排放”技术；（2）推动建立技术创新体系，加大钢渣处理、渣钢提纯磁选等先进技术研发力度；（3）大力发展钢渣余热自解稳定化处理，提高金属回收率，推广生产钢铁渣复合粉作水泥和混凝土掺合料。（4）钢渣生产微膨胀型充填采矿专用胶凝材料等特种胶凝材料。“十二五”钢铁渣综合利用工作目标和任务30工信部规[2011]600号文《大宗工业固体废物综合利用“十二五”规划》•主要目标：冶炼渣2015年综合利用率达到75%。•重点领域：重点推广钢渣自解及稳定化技术，大规模、低能耗破碎磁选技术，钢渣微粉和钢铁渣复合微粉应用技术，发展钢铁渣在路面基层材料、采矿充填胶凝材料及建筑材料中应用，实现钢铁渣集约化规模化综合利用。•重点工程：钢渣处理和综合利用工程。“十二五”钢铁渣综合利用工作目标和任务31工程名称项目名称社会投资额（亿元）产值（亿元/年）消纳固废量（万吨/年）钢渣处理与综合利用工程专业钢渣预处理项目1201255475钢渣粉和钢、矿渣复合粉项目钢渣生产微膨胀型充填采矿专用胶凝材料等特种胶凝材料项目钢渣处理及综合利用重点工程投资效益预测“十二五”钢铁渣综合利用工作目标和任务327.完成“十二五”冶炼渣综合利用实施方案建议337.1根据主要省份钢渣近两年钢渣产生量布局十大重点工程。完成“十二五”冶炼渣综合利用实施方案建议34近两年主要省份钢产量及钢渣产生量—1序号省份粗钢产量（万吨）钢渣产生量（万吨）1河北18048.42346.302山东7419.7964.563江苏5957.0774.404辽宁5177.0673.005山西3950.1513.51注：序号1—5省份为2012数据。序号省份粗钢产量（万吨）钢渣产生量（万吨）6湖北2752357.767河南2370308.108江西2067268.719安徽1966255.5810四川1728224.6411内蒙1669216.9712浙江1329172.7713广东1323172.0014云南1323172.0015广西1207156.91近两年主要省份钢产量及钢渣产生量—2注：序号6—15省份为2011年数据。完成“十二五”冶炼渣综合利用实施方案建议35完成“十二五”冶炼渣综合利用实施方案建议近两年主要省份钢产量及钢渣产生量—3序号省份粗钢产量（万吨）钢渣产生量（万吨）16福建1166151.5817吉林925120.2518新疆881114.5319甘肃819106.4720陕西76699.5821黑龙江66786.7122贵州43456.4223青海13918.0724宁夏283.64注：序号16—24省份为2011年数据。36377.2重点工程应以钢渣产生量大的省份或企业为龙头，组建跨省份的大型专业化冶炼渣粉企业集团，整合企业资源，由低效分散向高效规模化转变，依靠科技成果和先进技术装备，对企业集团发展提供有效支撑。使企业技术水平全面提升，获得明显的规模效益。7.3坚持规模化发展，促进钢铁产业冶炼渣粉产业链的延伸和健全生产链条，开辟新兴市场，促进冶炼渣粉产业快速发展。完成“十二五”冶炼渣综合利用实施方案建议387.4建立冶炼渣产生、综合利用及堆存状况等数据信息收集渠道和公共信息平台，采用遥感卫星监测分析冶炼渣排放和堆存的动态状况和数据，发布年度报告，逐步实现信息发布制度化。将数据信息纳入国民经济统计体系，为综合利用工作的长期开展和分阶段重点实施提供决策依据。完成“十二五”冶炼渣综合利用实施方案建议8.钢铁渣综合利用与循环经济节能减排398.1经稳定化处理的钢渣可充分回收废钢；8.2经稳定化处理可生产钢渣粉，用作水泥和混凝土掺合料；8.3生产钢渣粉可节约水泥生产的原料资源；8.4降低能耗；8.5减排CO2。钢铁渣综合利用与循环经济节能减排404141