【新刊速览】崔心宇：钢渣资源化技术及展望

企业 2024-11-13 11:02 北京

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钢渣资源化技术及展望

崔心宇，那贤昭

(钢铁研究总院有限公司先进钢铁流程及材料国家重点实验室，北京 100081)

摘要

随着中国钢铁产量不断提高，钢铁工业面临着严重的资源和环境问题，在钢渣的处理和利用方面尤为突出。目前的钢渣处理工艺中，钢渣热能大量浪费，金属铁回收过程能源消耗大；大部分钢渣填埋堆存，尾渣综合利用水平较低。“双碳”背景下，发展低碳绿色钢渣资源化技术势在必行。总结了目前主流的钢渣处理工艺并分析讨论了不同方法的优缺点；归纳了钢渣主要的资源化利用途径，对近年来钢渣综合利用的技术进行分析。结合钢渣处理和利用现状，讨论并展望了钢渣资源化技术的发展方向。在“双碳”目标下，应该利用好熔融钢渣的热能，发展余热回收和热态钢渣提铁技术，利用钢渣碳化技术制备高附加值产品，实现热、铁、尾渣资源的全面回收与利用。

关键词

钢渣；处理工艺；余热回收；综合利用； “双碳”目标

引言

自2020年开始中国钢铁产量超过10亿t，占全球总钢铁产量的50%以上。随着钢铁产量的快速增长，生产过程中的冶金废气、废水、废渣大量排放堆积，带来了严峻的环境问题，特别是在碳排放方面。近几年中国钢铁行业碳排放量占全国碳排放总量的15%左右，是制造业中碳排放量较大的行业之一。自2020年中国提出了CO₂排放力争于2030年前达到峰值、2060年前实现“碳中和”的“双碳”目标以来，中国钢铁行业做出积极响应，遵循以“低消耗、低污染、低碳排”为核心的低碳发展路线，持续推进超低排放和极致能效工作。其中，开展钢渣资源高效回收和利用是钢铁行业实现协同推动减污降碳的重要环节。

钢渣是炼钢过程中产生的主要固废，同时也是具有重要利用价值的副产品。钢渣的产量大约是粗钢产量的10%~15%，每生产1 t钢就会产生约100~150 kg的钢渣，2022年中国钢渣产量约为1.37亿t。钢渣产出后，全铁质量分数为20%~30%，其中包含10%的单质铁，并且每吨热态钢渣具有相当于50 kg标煤的热值，经过处理后的尾渣进一步综合利用，可用于工业烧结、建材生产、土壤改良、废气废水处理等，具有相当大的应用潜力和经济价值。但是目前钢渣处理过程中热回收率低，大量的热能被浪费，同时铁资源回收过程复杂、能耗较高。另外，由于钢渣的成分波动大、加工难度高、安定性不良，目前中国钢渣综合利用率不足35%，可见钢渣资源的回收利用还有很大的发展空间。

基于此，本研究首先总结了钢渣处理技术的现状，归纳了不同处理工艺的优势与不足；然后介绍了钢渣综合利用技术的现状，探讨钢渣的多元化利用途径；最后从余热回收、热态钢渣提铁、钢渣碳捕集以及钢渣的高附加值利用几个方面，提出了钢渣绿色处理及利用的发展方向。

精选图表

结论和展望

1)钢铁行业作为中国工业的支柱产业之一，在行业发展中面临严重的资源环境问题，尤其是碳排放问题。在“双碳”目标下，钢渣的处理与利用是钢铁行业绿色、循环、可持续发展的突破口之一。

2)目前钢渣处理存在处理过程能耗高、余热利用率低、金属铁回收不彻底等问题。应进一步关注并加强熔融钢渣中金属铁、尾渣中铁的全量化回收，提高渣、钢的分离度以及钢渣与冷却介质之间的换热效率，尽可能地提高金属铁和显热的回收率；同时，应优化钢渣处理过程，缩短工艺流程，降低能耗和成本，减少污染。

3)钢渣的资源化利用呈现多元化趋势，可以考虑利用钢渣碳化技术，在实现固碳的同时，使钢渣在建筑、水利、筑路等行业中大量稳定利用，解决目前钢渣被大量堆积丢弃的问题，并减少对自然资源的过度开采。后期需要发展钢渣在工业烧结、农业、环境等领域应用的高新技术，探明钢渣对工艺流程、农作物以及生态环境的长久影响，以寻求新的“碳中和”途径。

来源：《中国冶金》2024年第10期

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