浅谈冶金固废资源化利用现状及发展

etallurgical smelting

浅谈冶金固废资源化利用现状及发展

班󰀁燕1，崔󰀁成2

（１．包钢冶金渣公司（绿化公司），内蒙古　包头　０１４０１０；２．包头市环境保护宣传教育中心，内蒙古　包头　０１４０１０）

文章主要从当前冶金固废资源化利用存在的问题、冶炼厂对冶金固废的处理与应用和冶金固废资源化利用的摘 要：

整体发展趋势这三方面进行深入研究，共同解决冶金固废的资源再利用问题。

冶金固废；冶金；资源利用关键词：

Ｘ７５６　 Ａ　　１００２－５０６５（２０２１）０７－０００８－２中图分类号：文献标识码：文章编号：

Status and development of resource utilization of metallurgical solid waste

BAN󰀁Yan1,󰀁CUI󰀁Cheng2

（１．Ｂａｏｓｔｅｅｌ　Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ　ｓｌａｇ　ｃｏｍｐａｎｙ　（ｇｒｅｅｎｉｎｇ　ｃｏｍｐａｎｙ），　Ｂａｏｔｏｕ　０１４０１０，Ｃｈｉｎａ；　２．　Ｂａｏｔｏｕ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｐｕｂｌｉｃｉｔｙ　ａｎｄ　ｅｄｕｃａｔｉｏｎ　ｃｅｎｔｅｒ，　Ｂａｏｔｏｕ　０１４０１０，Ｃｈｉｎａ）

Abstract: Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｍａｉｎｌｙ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ　ｓｏｌｉｄ　ｗａｓｔｅ　ｒｅｓｏｕｒｃｅ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ，　ｓｍｅｌｔｅｒｓ　ｏｆ　

ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ　ｓｏｌｉｄ　ｗａｓｔｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ　ｓｏｌｉｄ　ｗａｓｔｅ　ｒｅｓｏｕｒｃｅ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｏｖｅｒａｌｌ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｔｒｅｎｄ　ｏｆ　ｔｈｅｓｅ　ｔｈｒｅｅ　ａｓｐｅｃｔｓ　ｏｆ　ｉｎ－ｄｅｐｔｈ　ｒｅｓｅａｒｃｈ，　ｔｏ　ｓｏｌｖｅ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍ　ｏｆ　ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ　ｓｏｌｉｄ　ｗａｓｔｅ　ｒｅｓｏｕｒｃｅ　ｒｅｕｓｅ．Keywords: Ｋｅｙｗｏｒｄｓ　ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ　ｓｏｌｉｄ　ｗａｓｔｅ；　ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ；　ｒｅｓｏｕｒｃｅ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ

根据相关调查显示，当前我国冶金工业产生的固体废弃物已经呈大规模增长的态势，年产量约为6.9亿吨，而对冶金固废的综合利用率却只有21.09%。具体来看，固体废弃物中产生的工业尾矿约为3.85亿吨，对这部分的利用率大致为2.4%；产生的高炉渣约为94万吨，对这部分的利用率大致为72%；产生的冶金固废约为4021万吨，对这部分的利用率大致为9%；产生的铁合金渣约为136万吨，对这部分的利用率大致为87%；产生的粉灰煤约为563万吨，对这部分的利用率大致为63%；产生的工业垃圾约为583万吨，对这部分的利用率大致可以达到52%。

通过对当前我国的冶金固废的利用现状进行分析，发现关于冶金固废的资源化利用在当前我国工业发展中发挥着重要作用，因此，加大对冶金固废资源化利用的实际情况与其未来发展的整体态势进行分析显得尤为重要。本文主要将冶金固废作为研究视角，分析冶金固废的资源化利用与发展态势，进行分析探讨。

1.2 其它固废的处置水平低

当前，高炉水渣的附加值得到了一定的提高，例如矿渣与矿渣棉主要来源于高炉水渣，此外，还可以在高炉水渣中提取出稀缺金属。将从高炉水渣中提取出的这些物质用于工程建筑是这些年建筑中较为普遍的现象，但与国外冶金固废资源化利用的实际情况相比还存在不小的差距。例如产生的冶金固废约为4021万吨，对这部分的利用率大致为9%，而国外对工业尾矿的利用率可以高达34%。由此观之，我国的冶金企业应该加大对冶金固废资源的再利用，做到节约资源与保护环境。

2 冶金固废的处理与再利用

当前我国每年的冶金生产总量能够达到8.5亿吨，随之产生的冶金渣能够达到1.7亿吨左右。在产生的冶金渣中，成分含量较多的主要有冶金固废和高炉矿渣，但是两者的利用率却存在很大的差异，其中，高炉矿渣的利用率很高，而冶金固废的利用率却不能达到18%。很多堆积存放的冶金渣由于长时间暴露在空气中而没有被有效利用起来，致使其逐渐失去活性，之后也便被更难再利用，同时，这些冶金固废也对我们的生态环境造成了极大的污染，可谓是存在双重危害。当前我国尤其注重冶金固废的再利用，并颁布了相应的法律条文，合理利用冶金固废已成为冶金固废资源再利用发展的大趋势。

2.1 冶金固废资源化利用与发展的主要方向

从我国当前的实际情况出发，综合我国的冶金提炼技术，要想使得我国的冶金废渣能够得到有效的利用，那么我国要遵循有效利用废弃物、节约能源资源、保护生态环境的这条道路。对冶金固废进行资源化利用主要指的是在冶金的过程中分离出冶金废渣，再将废渣中的铁分离出去，对废渣中的尾料进行处理，将尾料作为生产建筑材料的主要成分。通过分离冶金固废中的废渣，使得这些材料能够在建筑中得到有效利用，将固废的尾料转化为水泥、土砖等[1]。对于冶金固废的资源化利用，既要认识到固废再利用的相关，也要考虑到其对生态环境的影响，同时也要保证通过固废再利用能够达到节约资源与保护环境的效果，使得最后生产出

1 冶金固废资源化利用存在的问题

1.1 冶金固废的综合利用较低

当前，虽然有些冶金企业在处理冶金固废资源时，将固废资源中的废渣筛选、磁选后运用在一些建筑材料中，使得固废资源化，产生了较好的社会效益与经济效益，但是有些冶金固废的研磨工艺尚存在很大的漏洞，当前研磨冶金固废的工艺只能使35%的固废得到有效利用，且有些冶金固废在循环利用的过程中不能直接用于建筑材料中，需要再进行进一步分离。且当前很多冶金固废在用于建筑材料时，需要添加一定量的造渣剂，造渣剂只能作用于那35%的冶金废固，其他65%的废固无法得到再利用。因此，当前我国正在加大建设冶金固废处理项目，这类项目主要用于将冶金固废转化成精炼渣，使得冶金固废得到有效再利用。

２０２１－０３收稿日期：

班燕，女，生于１９８４年，汉族，河北人，硕士研究生，中级环作者简介：

境保护工程师，研究方向：冶金固废综合利用。

8世界有色金属 2021年 4月上

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来的这些建筑材料能够满足建筑市场的要求，符合我国建筑材料规定的标准。

2.2 冶金固废资源化利用与节约资源、保护环境的关系

冶金废渣中的冶金固废是生产建筑材料的主要成分，利用冶金固废生产建筑材料既起到了节约资源的作用，同时也保护了生态环境，一定程度上降低了冶金固废对土壤的污染。利用磁选出冶金固废中的矿物质，充分利用冶金固废与矿渣，二者组合后会发生反应，使得生产出来的产品能够具有稳定性。此外，利用磁也能够选出重矿渣，由于重矿渣本身的密度较大，具有较强的稳定性，与建筑中常用的黄沙相比更具安定性，使用重矿渣进行工程建筑能够极大的节省建筑材料，保护生态环境，在建筑工程中发挥着重要作用。

①冶金固废与节能环保。40年前，我国很多水泥工厂在生产水泥的过程中使用了大量的冶金固废，截止目前，我国95%的水泥工厂都使用冶金固废生产水泥。但是在生产水泥的过程中，所使用的冶金固废混合物要确保百分百全干，否则水泥的质量会大打折扣。常见的冶金固废烘干方式主要是汽车烘干，冶金固废混合物在装上汽车前的含水量为13%，在装上汽车之后还要使用能源进行燃烧，同时这些混合物在运输的过程中难免会受到热风的影响，持续的热风会进一步烘干冶金固废混合物，这种方式加大了矿产资源的消耗，在浪费资源的同时也污染了环境。而冶金废渣中的高炉煤气在水泥生产中发挥着重大作用，它可以加快烘干水泥，节省矿物资源。②冶金固废、矿渣混凝土砖与节能环保。将冶金固废与矿渣的混合物进行结合可以配制出土砖，这种土砖被称为混凝土砖，混凝土砖的主要成分为冶金固废和矿渣，在其中再加入适当比例的添加剂，使用冶炼厂热气烘干，再放置一些时日，最终制成的砖叫做混凝土砖，这种砖也叫渣砖。这种生产渣砖的方式出现于2007年，这种生产手法经过了多重研究理论与实际生产的检验，生产出的混凝土砖符合我国土砖生产的各项标准。由于混凝土砖主要以冶金固废为主要原材料，因此其具有生产成本低的优势，既实现了冶金固废的资源化利用，同时也节省了生产成本，响应了我

[2]

国节能环保的号召。

以冶金固废和矿渣为原材料制成的混凝土砖需要添加胶凝材料，胶凝材料也可以直接从工厂生产出的废渣中提炼，这在一定程度上降低了能耗，同时，在工厂就地取材也降低了能源的开采量，不需要再另行专门的运输，节约了生产成本。由冶金固废和矿渣制成的土砖只需要利用冶炼厂发热的余温便可进行加热，节约了煤炭资源。如果我国的冶炼厂都将冶金固废和矿渣作为原材料而生产混凝土砖，那么我国的冶金固废资源利用率将得到极大提高。冶金固废制成的混凝土砖将逐渐占据土砖市场，黏土砖将逐渐丧失市场地位，这种转变很大程度上保护了土地资源。可见，将冶金固废与矿渣制成的混凝土砖实现了节能环保。

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利用的方式虽然使得固废得到了有效利用，但是也存在弊端，主要表现在利用层次有待提升、利用效率低、生产产品的附加值等问题，所体现出的生态效益与经济效益都有待提升，因此，进一步开发利用冶金固废势在必行。3.1 大力研究冶金固废配料对烧结矿的影响

充分利用冶金固废中的冶金固废，磁选出来的冶金固废中加入熔剂渣，按照比例配比完成后形成烧结矿。实际生产发现，熔剂渣的配比情况与烧结矿的质量存在很大的关联，如果在冶金固废中加入大量的水，那么冶金固废的性能会较差。因此，为了保证烧结矿的质量，冶炼厂对于熔剂渣的使用非常有限，甚至有些冶炼厂在生产烧结矿中严禁使用熔剂渣，在这种大形势下，熔剂渣的销售急剧下降。但目前，针对熔剂渣与烧结矿的使用研究逐渐升温，研究指出只要严格控制熔剂渣与烧结矿之间的配比，那么烧结矿的产出率与利用率将会得到有效提高。

3.2 大力研究冶金固废对水泥生产的影响

在水泥生产中加入大量的冶金固废不仅能够节约资源，同时能够保护环境，因此，应该大力研究冶金固废在水泥生产中的运用，但要注意合理配置冶金固废在水泥生产中的比例，在水泥中掺入的冶金固废要符合国家规定。3.3 利用冶金固废生产冶金固废粉

为了使得我国的冶金固废资源得到最大化的利用，要充分利用冶金固废粉，常见的冶金固废粉主要存在水泥中。通常情况下，在表面积为200m2/kg的冶金固废量可以代替5%~15%的水泥量，这些冶金固废在工程建设中起到了重要作用。在混凝土中添加冶金固废可以使得工程的承受强度变大，增强抗腐蚀性。由于冶金固废粉的成本比水泥的成本存在天然优势，因此冶金固废粉收到了建筑工程的青睐，市场前景广阔。现如今，我国每年的冶金固废粉产量能够达到500万吨，绝大多数的冶金固废粉运用在了建筑工程中。3.4 利用冶金固废生产道路材料

冶金固废的稳定性影响着冶金固废的使用情况，因此，要注重对冶金固废稳定性的相关研究。当前的冶金固废生产主要采用热泼法，增强冶金固废的稳定性需要对现行的工艺进行整改，注重对冶金固废进行热闷法处理研究。目前，湖南已经研究出用热闷法处理冶金固废，使用这种工艺可以将冶金固废转化成常用的道路材料或建筑材料。此外，英国科学家卢森尔运用热闷法处理冶金固废，生产出了耐磨玻璃。

4 结语

从整体的工业生产环境来看，当前我国尤其注重循环经济的发展，国家注重节约资源与保护环境。冶金固废资源化利用恰好是响应的国家节能环保的号召，这不仅促进了我国冶金行业的发展，同时也促进了整个社会的发展。冶金固废中含有大量的冶金固废、矿渣、蒸汽，这些废渣既绿色又可再生，获得了建筑市场的青睐。由此可见，我国更要加大对冶金固废资源的开发与利用，使得冶金固废资源利用最大化，整体促进我国冶金行业的健康发展。[1]󰀡刘书宝.城市固体废弃物处理现状及发展路径研究[J].黑龙江科

学,2020（11）：106-108.

[2]󰀡李包公.固体废弃物资源化综合利用途径[J].江西建材,2020（12）：

56-58.

3 冶金固废资源化利用的发展趋势

近些年，冶金企业在发展过程中秉承着“综合利用固废、降低排放减少污染”的观念，使得我国在固废资源化利用上取得了进展，冶金生产也越来越专业。当前，我国的冶金企业在利用冶金固废中采用了循环利用的模式，先是将固废进行集中回收，通过在高炉中进行煅烧，再进行炼轧这种循环

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