冷固球團(tuán)技術(shù)在鋼鐵冶煉中固廢資源化利用
冷固球團(tuán)技術(shù)是一種通過(guò)常溫粘結(jié)成型工藝。鋼廠固體廢物資源化利用,實(shí)現(xiàn)低消耗、變“廢”為寶的重要“精益工序”,對(duì)煉鋼過(guò)程中產(chǎn)生的除塵灰、污泥、氧化鐵皮、鋼渣粉等含鐵量高的固體廢物進(jìn)行有效的二次利用,通過(guò)冷固結(jié)球工藝將其壓制成球團(tuán),具有一定的冶金功能,作為煉鋼冷料、造渣劑、冷卻劑等。有效實(shí)現(xiàn)了物料的循環(huán)利用,在提高利用率的同時(shí)成功降低了鋼鐵料消耗,在降本增效上功勞顯著。
一、高效回收有價(jià)元素,提升資源利用率
鋼鐵冶煉廢料中含有大量可回收利用的有價(jià)成分,例如:
1.鐵元素:高爐除塵灰、轉(zhuǎn)爐污泥、軋鋼氧化鐵皮等廢料中含鐵量通常在 20%~70%,冷固球團(tuán)技術(shù)可將這些廢料通過(guò)物理混合與粘結(jié)劑固化,制成含鐵球團(tuán),重新作為煉鐵原料返回高爐或轉(zhuǎn)爐,減少鐵礦石消耗。
2.碳元素:部分廢料(如高爐灰、轉(zhuǎn)爐塵泥)含有 10%~30% 的固定碳,制成球團(tuán)后可替代部分焦炭或煤粉,降低燃料消耗。
其他元素:含鋅、鉛等重金屬的廢料(如電爐除塵灰)可通過(guò)冷固球團(tuán)技術(shù)實(shí)現(xiàn)富集,為后續(xù)金屬回收創(chuàng)造條件。
二、降低能耗與碳排放,推動(dòng)綠色冶金
傳統(tǒng)廢料處理方式(如燒結(jié)、熱壓球團(tuán))需高溫(800~1300℃)燒結(jié),能耗高且碳排放顯著。冷固球團(tuán)技術(shù)通過(guò)常溫成型+低溫固化(通常≤200℃)工藝,可大幅降低能耗:
1.節(jié)能效果:與傳統(tǒng)燒結(jié)工藝相比,冷固球團(tuán)能耗降低 70%~80%,每噸球團(tuán)可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤 50~80kg。
2.減碳效果:避免高溫工藝的燃料燃燒碳排放,同時(shí)減少?gòu)U料露天堆放產(chǎn)生的揚(yáng)塵污染,符合鋼鐵行業(yè) “雙碳” 目標(biāo)。
三、優(yōu)化冶煉流程,改善工藝性能
冷固球團(tuán)通過(guò)調(diào)控原料配比與粘結(jié)劑性能,可定制化滿足冶煉需求:
1.改善爐料結(jié)構(gòu):球團(tuán)具有規(guī)則形狀和穩(wěn)定粒度(通常 φ8~15mm),堆密度高、透氣性好,可優(yōu)化高爐爐料的透氣性和傳熱效率,降低焦比。
2.控制有害元素循環(huán):通過(guò)合理配料,可抑制鋅、鉀、鈉等堿金屬在冶煉流程中的循環(huán)富集,減少對(duì)爐襯的侵蝕和工藝干擾。
3.靈活適配多品種廢料:可處理成分復(fù)雜的混合廢料(如除塵灰 + 鋼渣粉 + 氧化鐵皮),解決單一廢料難以直接利用的問(wèn)題。
四、鋼鐵固廢粘合劑關(guān)鍵技術(shù)
河南省遠(yuǎn)征遠(yuǎn)征冶金科技有限公司研發(fā)了由納米改性樹(shù)脂、聚合物、固化劑、交聯(lián)劑等材料合成的固廢固化新材料。改善了固廢不易固化的性能,突破了傳統(tǒng)材料適應(yīng)性差、粘結(jié)力低、球團(tuán)易粉化、不耐高溫等技術(shù)瓶頸。創(chuàng)新了免燒結(jié)、免烘干,成型率高達(dá)95%,堆放1-2天即可使用。具有固廢不用消解、成型率高,免燒結(jié)、免烘干,后期不粉化、強(qiáng)度高,用作煉鋼造渣劑或冷卻劑,爐層透氣性好、運(yùn)行穩(wěn)定、降低除塵器負(fù)荷、循環(huán)利用率高等特點(diǎn)。
五、減少固廢排放,降低環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)
鋼鐵行業(yè)每年產(chǎn)生數(shù)千萬(wàn)噸冶煉廢料,傳統(tǒng)堆存方式不僅占用土地,還可能通過(guò)雨水滲透造成土壤和地下水污染。冷固球團(tuán)技術(shù)可實(shí)現(xiàn):
1.零廢料排放:將除塵灰、污泥等 “固廢” 轉(zhuǎn)化為 “二次資源”,減少堆存成本和環(huán)境隱患。
2.重金屬穩(wěn)定化:粘結(jié)劑可與廢料中的重金屬離子發(fā)生物理化學(xué)作用,抑制其溶出,降低浸出毒性。
六、經(jīng)濟(jì)效益顯著,提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力
1.降低原料成本:利用廢料替代部分鐵礦石、焦炭等原生原料,降低噸鋼成本。以含鐵 50% 的冷固球團(tuán)為例,其成本僅為鐵礦石的 60%~70%。
2.簡(jiǎn)化處理流程:無(wú)需復(fù)雜的預(yù)處理(如干燥、磨礦),工藝設(shè)備投資低(約為熱壓球團(tuán)的 1/3~1/2),適合中小型鋼廠快速部署。
七、總結(jié)
冷固球團(tuán)技術(shù)是鋼鐵行業(yè)實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用、低碳綠色發(fā)展的核心技術(shù)之一,其作用不僅體現(xiàn)在廢料的高效回收,更通過(guò)節(jié)能、減排、降本的綜合效益,推動(dòng)鋼鐵冶煉向 “綠色化、智能化、循環(huán)化” 轉(zhuǎn)型。隨著粘結(jié)劑技術(shù)與裝備水平的提升,該技術(shù)有望在鋼鐵行業(yè)全流程廢料利用中發(fā)揮更重要的作用。
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