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 1前言

節(jié)約資源是我國的基本國策。開展資源綜合利用是實(shí)施節(jié)約資源和轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式的具體體現(xiàn)，是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)的一項(xiàng)緊迫任務(wù)。

鋼鐵工業(yè)是資源、能源消耗最多的行業(yè)，在冶煉過程勢(shì)必產(chǎn)生大量的鋼鐵渣。每煉一噸鐵約產(chǎn)生0.34噸高爐渣，每煉一噸鋼約產(chǎn)生0.12噸的鋼渣。隨著鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展，鋼鐵渣的數(shù)量隨之增加，鋼鐵渣的“零排放”成為鋼鐵工業(yè)走循環(huán)經(jīng)濟(jì)道路，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要問題。

“十一五”以來，我國大中型鋼鐵企業(yè)，普遍重視鋼鐵渣的科學(xué)處理和資源化利用。如鞍鋼鲅魚圈新煉鋼、首鋼京唐鋼鐵公司（曹妃甸）、新余中冶環(huán)保資源開發(fā)有限公司、九江中冶環(huán)保資源開發(fā)有限公司等企業(yè)都以先進(jìn)技術(shù)作為支撐，建設(shè)鋼鐵渣“零排放”的示范工程，改善了企業(yè)的環(huán)境，創(chuàng)造了相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效益，使鋼鐵渣的處理和利用工作納入循環(huán)經(jīng)濟(jì)的軌道。

然而，我國鋼鐵渣的綜合利用率還不高，與國家要求2010年利用率達(dá)到86%以上還有一定的差距。部分企業(yè)仍采用簡(jiǎn)單的處理造成鋼渣不能全部利用，轉(zhuǎn)移至農(nóng)村，粗選廢鋼后堆棄、占用土地、污染環(huán)境、浪費(fèi)資源，使企業(yè)可持續(xù)發(fā)展面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

因此，按照科學(xué)發(fā)展觀和走新型工業(yè)化道路的要求，加快鋼鐵渣“零排放”是鋼鐵行業(yè)的責(zé)任和緊迫的任務(wù)。

2我國鋼鐵渣資源化利用現(xiàn)狀

2009年國家實(shí)施了《循環(huán)經(jīng)濟(jì)促進(jìn)法》，將資源化綜合利用作為一項(xiàng)重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策推進(jìn)，并以法律形式確定。近幾年在國家有關(guān)法規(guī)和優(yōu)惠政策支持下，在各企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)的重視下，鋼鐵渣的處理工作不斷創(chuàng)新，資源化利用途徑更加明確，利用規(guī)模不斷擴(kuò)大，技術(shù)水平逐步提高，一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和裝備大力推廣應(yīng)用，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益。

2.1取得的成績(jī)
2.1.1高爐渣高價(jià)值資源化利用規(guī)模不斷擴(kuò)大
2008年我國高爐渣的產(chǎn)生量約為1.6億噸，綜合利用率約為80%。用于生產(chǎn)粒化高爐礦渣粉和水泥混合材的數(shù)量約為76.7%。

在二十世紀(jì)九十年代中冶建筑研究總院有限公司協(xié)同有關(guān)單位即進(jìn)行粒化高爐礦渣粉的研究、生產(chǎn)和推廣應(yīng)用。中冶建筑研究總院有限公司在院屬試驗(yàn)廠生產(chǎn)了2萬噸粒化礦渣粉用于北京第三航站樓和地鐵復(fù)八線工程建設(shè)，取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，獲得了業(yè)內(nèi)認(rèn)可，為起草《用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉》國家標(biāo)準(zhǔn)及在國內(nèi)推廣起技術(shù)支撐作用。經(jīng)調(diào)研及論證1999年提出采用立式輥磨生產(chǎn)礦渣粉。2000年我國粒化高爐礦渣粉的年產(chǎn)量只有120萬噸。2008年我國粒化高爐礦渣粉生產(chǎn)線約有100多條，年產(chǎn)量約為6000萬噸。

粒化高爐礦渣粉由于細(xì)度的提高，比表面積在400m2/kg以上，活性充分發(fā)揮，等量取代10%~40%的水泥配制混凝土，提高混凝土的后期強(qiáng)度、改善耐久性、改善工作性能，可實(shí)現(xiàn)泵送澆注施工，2005年被國家列為“鼓勵(lì)發(fā)展的環(huán)保技術(shù)”和綠色建材產(chǎn)品。

2.1.2自主創(chuàng)新技術(shù)在大力推廣
（1）鋼渣余熱自解熱悶技術(shù)

制約我國鋼渣綜合利用的關(guān)鍵問題是鋼渣中游離氧化鈣（f-CaO）和游離氧化鎂（f-MgO）遇水體積膨脹。在使用時(shí)會(huì)造成建筑物、制品、道路開裂。近幾年來中冶建筑研究總院有限公司研發(fā)出第三代鋼渣余熱自解熱悶處理工藝技術(shù)和設(shè)備，成功的解決了鋼渣的不穩(wěn)定問題。該技術(shù)是將液態(tài)鋼渣傾翻在熱悶裝置內(nèi)，蓋上蓋自動(dòng)化噴水。水遇熱渣產(chǎn)生蒸汽，消解鋼渣中游離氧化鈣和游離氧化鎂，鋼渣粉化后變穩(wěn)定。鋼渣中廢鋼充分回收，尾渣可100%用于生產(chǎn)建筑材料、建材制品和道路材料，實(shí)現(xiàn)鋼渣“零排放”。
（2）鋼渣粉技術(shù)

為了實(shí)現(xiàn)鋼渣的高價(jià)值資源化利用，中冶建筑研究總院有限公司和中國京冶工程技術(shù)有限公司研發(fā)了鋼渣成分與膠凝性能關(guān)系，在國際上首次提出鋼渣是“過燒硅酸鹽水泥熟料”。把鋼渣磨細(xì)至比表面積在400m2/kg以上，可等量取代10%~30%的水泥配制混凝土，可提高混凝土的后期強(qiáng)度、提高耐磨性和抗腐蝕性、降低水化熱等。經(jīng)北京、杭州、漣源等地生產(chǎn)使用取得了較好的效果。由中冶建筑研究總院負(fù)責(zé)制定的國家標(biāo)準(zhǔn)《用于水泥和混凝土中的鋼渣粉》GB/T 20491-2006已發(fā)布實(shí)施。

中國京冶工程技術(shù)有限公司從2003年開始調(diào)研、論證試驗(yàn)，認(rèn)為臥式輥磨是鋼渣粉最佳粉磨設(shè)備。當(dāng)產(chǎn)品比表面積為400m2/kg以上時(shí)，噸產(chǎn)品的粉磨電耗為29kW·h，解決了鋼渣粉磨電耗高難以推廣的瓶頸問題。已引進(jìn)臥式輥磨建設(shè)示范生產(chǎn)線，推動(dòng)鋼渣粉的生產(chǎn)應(yīng)用。

2.1.3鋼鐵渣綜合利用技術(shù)裝備水平顯著提高
近幾年來，通過不斷技術(shù)創(chuàng)新和引進(jìn)，消化吸收國外的先進(jìn)技術(shù)裝備，鋼鐵渣處理利用技術(shù)裝備水平不斷提高。

高爐水力沖渣在國外INBA法的基礎(chǔ)上創(chuàng)新出我國自己的新INBA工藝設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了無污染、沖渣質(zhì)量好、蒸汽回收的生產(chǎn)技術(shù)裝備，并達(dá)到國際先進(jìn)水平。

我國自行研發(fā)的鋼渣余熱自解熱悶處理設(shè)備與日本相比實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗，開創(chuàng)了液態(tài)鋼渣直接熱悶處理的短流程工藝，達(dá)到了國際先進(jìn)水平。

中冶建筑研究總院和中國京冶工程技術(shù)有限公司研發(fā)的有壓熱悶處理設(shè)備通過中冶科工集團(tuán)的鑒定，正在進(jìn)一步研發(fā)大型化有壓熱悶設(shè)備。

粒化高爐礦渣粉的粉磨設(shè)備在引進(jìn)、消化、創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，自行設(shè)計(jì)制造出國產(chǎn)立式輥磨，并開發(fā)了30萬噸/年、60萬噸/年、120萬噸/年的系列產(chǎn)品，在國內(nèi)推廣應(yīng)用。

鋼渣的節(jié)能粉磨設(shè)備由中國京冶工程技術(shù)有限公司在引進(jìn)國外臥式輥磨設(shè)備基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)創(chuàng)新，已設(shè)計(jì)出設(shè)備圖紙，正進(jìn)行樣機(jī)的加工制造，以滿足國內(nèi)鋼渣粉生產(chǎn)的需要。 

鋼渣渣鋼提純磁選設(shè)備，在吸收消化國外鋼渣棒磨機(jī)和寬帶磁選機(jī)組的基礎(chǔ)上，自行設(shè)計(jì)制造了國產(chǎn)鋼渣提純棒磨機(jī)和磁選機(jī)，并在鋼渣加工生產(chǎn)線上應(yīng)用。 

2.1.4鋼鐵渣資源化利用投資運(yùn)營方式的轉(zhuǎn)變 

傳統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)行模式制約了企業(yè)鋼鐵渣資源化利用工作的發(fā)展。長(zhǎng)期以來，鋼鐵工業(yè)的環(huán)保與污染防治設(shè)施投資、建設(shè)與運(yùn)營管理存在以下問題： 

（1）在鋼鐵工業(yè)項(xiàng)目建設(shè)過程中，由于基建投資緊張，同時(shí)又為了滿足國家“三同時(shí)”要求，往往采取消減環(huán)保投資采用簡(jiǎn)單而落后的工藝處理，導(dǎo)致鋼鐵渣處理設(shè)施滿足不了生產(chǎn)和環(huán)保的要求，造成企業(yè)污染、排渣占地、資源化利用提不到日程。 

（2）在建設(shè)主體工程的同時(shí)，主體工程設(shè)計(jì)院和EPC總承包單位不掌握鋼鐵渣資源化利用的先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，往往采用傳統(tǒng)的落后的工藝設(shè)備，導(dǎo)致與生產(chǎn)設(shè)施配套的渣處理部分達(dá)不到預(yù)期效果，造成新的污染。不斷進(jìn)行技術(shù)改造，浪費(fèi)了企業(yè)建設(shè)資金，影響企業(yè)正常生產(chǎn)。 

（3）由于鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)流程較長(zhǎng)，環(huán)保設(shè)施系統(tǒng)繁多，造成備品備件繁多，且不能統(tǒng)一供應(yīng)，直接影響設(shè)施的及時(shí)修復(fù)運(yùn)行。 

（4）渣處理設(shè)施的操作維修人員專業(yè)性不強(qiáng)，影響設(shè)施正常運(yùn)行。 

在這種情況下，新建鋼鐵企業(yè)或企業(yè)技改擴(kuò)建時(shí)如按照傳統(tǒng)的方式建設(shè)、運(yùn)營與管理，會(huì)使企業(yè)背上較沉重的資金和人員負(fù)擔(dān)，同時(shí)使企業(yè)無法改變環(huán)境管理現(xiàn)狀和實(shí)現(xiàn)鋼鐵渣“零排放”目標(biāo)。 

近幾年來，很多企業(yè)采取了“外協(xié)”或“BPO”的方式對(duì)非主體工藝進(jìn)行外包，以減輕企業(yè)負(fù)擔(dān)，提高企業(yè)效益起到了很好的效果。但存在資產(chǎn)所有者和管理者分離，管理者收益與資產(chǎn)維護(hù)的工作量有關(guān)，外協(xié)單位對(duì)資產(chǎn)維護(hù)的不夠精細(xì)使設(shè)備壽命縮短。應(yīng)該采取將資產(chǎn)的所有權(quán)和管理權(quán)統(tǒng)一，即采用“BOO”投產(chǎn)、運(yùn)營的新模式，具有的優(yōu)點(diǎn)在于： 

（1）減少企業(yè)投資。 

（2）環(huán)保設(shè)施的建設(shè)由運(yùn)營方投資、精心設(shè)計(jì)、精心制作、精心安裝、精心運(yùn)營一條龍的服務(wù)，才能達(dá)到預(yù)期效果。 

（3）投資運(yùn)營者專業(yè)化管理后，加強(qiáng)了專業(yè)人員素質(zhì)的提高，有利于消除事故隱患，保證設(shè)備完好率。 

（4）實(shí)行承包責(zé)任制。雙方簽訂責(zé)任合同，政府直接對(duì)環(huán)保承包商的運(yùn)營進(jìn)行考核，有利于鋼鐵企業(yè)管理機(jī)構(gòu)的精簡(jiǎn)，降低鋼鐵企業(yè)管理成本。 

近年來，中冶建筑研究總院有限公司設(shè)置了投資運(yùn)營管理機(jī)構(gòu)，調(diào)配了專職人員，投資組建了新余中冶環(huán)保資源開發(fā)有限公司、九江中冶環(huán)保資源開發(fā)有限公司、天津中冶天管環(huán)保資源開發(fā)有限公司、西昌中冶環(huán)保資源開發(fā)有限公司，對(duì)鋼鐵渣“零排放”進(jìn)行投資運(yùn)營。專業(yè)公司專業(yè)性強(qiáng)，管理經(jīng)驗(yàn)豐富，可以保證鋼鐵渣“零排放”、環(huán)境達(dá)標(biāo)，使上級(jí)環(huán)保部門易于監(jiān)控。這種運(yùn)營方式的轉(zhuǎn)變是保證鋼鐵渣“零排放”的重要途徑。 

2.1.5積極進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的制定工作

近幾年，由中冶建筑研究總院有限公司負(fù)責(zé)制定的冶煉渣資源綜合利用的有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有32項(xiàng)，其中10項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)已發(fā)布實(shí)施，15項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)已完成報(bào)批，7項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)正在編制中。2010年所有標(biāo)準(zhǔn)完成后，為鋼鐵渣資源化利用提供技術(shù)支撐，將推動(dòng)我國鋼渣“零排放”快速發(fā)展。 

標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容見表1。 

表1  冶煉渣資源綜合利用標(biāo)準(zhǔn) 

2.2存在的問題

2.2.1應(yīng)提高鋼鐵渣是寶貴資源的認(rèn)識(shí) 

鋼鐵渣是鋼鐵生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢渣，但它是一種寶貴的資源。由于對(duì)鋼渣性質(zhì)及資源化工藝、設(shè)備、用途等認(rèn)識(shí)不足，在發(fā)展鋼鐵生產(chǎn)的同時(shí)仍采用簡(jiǎn)單的處理技術(shù)，大部分鋼渣分散堆棄。而沒有作為發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的核心內(nèi)容和提高資源效率和價(jià)值，減少環(huán)境污染的高度去認(rèn)識(shí)它的重要性。 

2.2.2資源綜合利用水平不高 

與發(fā)達(dá)國家相比，仍有一定差距。我國2008年鋼鐵渣的產(chǎn)生量約為2.25億噸，利用率約為59.56%。高爐渣產(chǎn)生量為1.6億噸，利用率約為80%，鋼渣的產(chǎn)生量約為6500萬噸，利用率約為10%。2008年高爐渣利用情況見表2。 

表2  2008年高爐渣的利用情況