鋼鐵工業(yè)是典型的能源、資源密集型工業(yè)。鋼鐵生產(chǎn)需要消耗大量的能源和資源，同時(shí)產(chǎn)生大量的工業(yè)固廢。如果不能妥善處理固廢，不僅給區(qū)域生態(tài)環(huán)境帶來巨大壓力，還將造成資源的巨大浪費(fèi)。

　　近年來，我國推出了一系列產(chǎn)業(yè)政策，支持固廢資源循環(huán)利用產(chǎn)業(yè)發(fā)展；各地方也出臺(tái)相關(guān)政策，推動(dòng)鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排，綠色轉(zhuǎn)型。一系列相關(guān)政策的發(fā)布和實(shí)施，為鋼鐵行業(yè)發(fā)展工業(yè)固廢資源綜合開發(fā)利用產(chǎn)業(yè)提供了政策支撐、技術(shù)方向、經(jīng)濟(jì)引導(dǎo)，明確了資源綜合利用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向，促進(jìn)鋼鐵行業(yè)固廢資源綜合利用朝著專業(yè)化、規(guī)模化和高值化方向發(fā)展。

　　目前，鋼鐵冶煉流程已基本實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)生產(chǎn)。其中，廢水實(shí)現(xiàn)100%循環(huán)利用，廢氣達(dá)到國家超低排放標(biāo)準(zhǔn)，而鋼鐵塵泥等鋼鐵冶金固廢的綜合利用成為制約鋼鐵綠色循環(huán)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵課題。強(qiáng)化理念創(chuàng)新、加強(qiáng)科技研發(fā)、實(shí)行綠色改造、加強(qiáng)固廢管理等，可提高鋼鐵產(chǎn)業(yè)全流程的固廢綜合利用水平，推動(dòng)鋼鐵產(chǎn)業(yè)鏈向零排放方向合理再延伸。因此，踐行“鋼鐵固廢不出廠”的理念，對(duì)鋼鐵行業(yè)綠色發(fā)展、固廢零增長以及節(jié)能減排等戰(zhàn)略目標(biāo)，具有十分強(qiáng)烈的現(xiàn)實(shí)意義，也是鋼鐵行業(yè)可持續(xù)綠色發(fā)展的內(nèi)在要求。本文詳細(xì)介紹了鋼鐵塵泥產(chǎn)生的原因、分類，以及資源化利用方法。

　　鋼鐵塵泥種類較多

　　鋼鐵工業(yè)固體廢物種類繁多，主要有高爐渣、鋼渣、含金屬塵泥、脫硫石膏、脫硫灰、鐵合金渣等。其中，產(chǎn)生量最大的固廢是冶煉渣，其次是塵泥。2019年，我國粗鋼產(chǎn)量約為9.96億噸，鋼鐵塵泥按粗鋼產(chǎn)量的10%測(cè)算，約為9960萬噸。

　　鋼鐵塵泥來源于鋼鐵的生產(chǎn)車間，一般是指在原料處理、燒結(jié)、球團(tuán)、煉鐵、煉鋼等生產(chǎn)工序中利用除塵設(shè)施對(duì)高溫?zé)煔膺M(jìn)行除塵后產(chǎn)生的廢棄物，以及后續(xù)加工環(huán)節(jié)、清洗過程等方面產(chǎn)生的廢棄物。按塵泥產(chǎn)生環(huán)節(jié)區(qū)分，塵泥主要有燒結(jié)原料在轉(zhuǎn)運(yùn)、燒結(jié)過程中除塵器收集下來的塵泥（燒結(jié)塵、泥）、高爐煤氣凈化過程中收集的塵泥（高爐瓦斯灰、高爐瓦斯泥）、轉(zhuǎn)爐煉鋼煤氣除塵收集的塵泥（轉(zhuǎn)爐除塵灰或污泥）、電爐煉鋼煙氣收集的塵泥（電爐除塵灰或污泥）、鋼材軋制過程剝落的氧化鐵皮、在軋鋼廢水循環(huán)利用中沉淀池回收的污泥（軋鋼二次污泥）、鋼坯或鋼材的后續(xù)加工及其清洗過程中累積的塵泥等。

　　其中，環(huán)境除塵主要包含槽上的卸料、皮帶機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)衍生物、槽下的篩分、原料裝入料斗、集料斗等，粉塵的濃度為5克/立方米~8克/立方米。

　　燒結(jié)塵泥主要為燒結(jié)工序產(chǎn)生的除塵灰，包含機(jī)頭煙氣除塵灰、機(jī)尾成礦除塵灰等，產(chǎn)量約為0.9千克/噸生鐵~15千克/噸生鐵。

　　高爐塵泥（瓦斯灰、瓦斯泥、除塵灰）產(chǎn)生量約為9千克/噸生鐵~22千克/噸生鐵。當(dāng)煉鐵原料含有一定比例的鋅金屬時(shí)，95%~98%的鋅金屬以揮發(fā)物的形式進(jìn)入塵泥，該塵泥的鋅含量是其原料的20～30倍。

　　轉(zhuǎn)爐塵泥產(chǎn)量約為9千克/噸鋼~15千克/噸鋼。由于配入部分廢鋼和轉(zhuǎn)爐的高溫條件，廢鋼返回轉(zhuǎn)爐過程進(jìn)行再生時(shí)，鋅、鐵等金屬進(jìn)入塵泥中，塵泥中的鐵含量很高。

　　電爐（EAF）塵泥產(chǎn)量約為16千克/噸鋼~20千克/噸鋼。電爐煉鋼原料的鍍鋅廢鋼配比較大，廢鋼中的鋅金屬在高溫條件下絕大部分返回到塵泥中，導(dǎo)致塵泥中的鋅含量很高。不同廢鋼品種對(duì)應(yīng)塵泥中的鋅、鐵含量也有所不同。

　　其他塵泥，如軋鋼過程中產(chǎn)生的篩下塵泥、氧化鐵皮、含油污泥，以及鍛壓、切割、焊接、酸洗等后續(xù)加工、清洗流程中產(chǎn)生的塵泥、廢泥。

　　從鋼鐵塵泥產(chǎn)生情況來看，其主要有四個(gè)特征：一是來源多樣且產(chǎn)量大；二是成分復(fù)雜，含量低且波動(dòng)大；三是粒度偏小，污染隱患大；四是資源化利用的潛在價(jià)值大。

　　鋼鐵塵泥現(xiàn)有處理方式存在一定局限

　　目前，對(duì)鋼鐵塵泥的處理方式主要以堆存填埋覆蓋和返回高爐燒結(jié)為主。堆存處理不僅占用大量土地，污染生態(tài)環(huán)境，還造成大量的資源浪費(fèi)。2019年，我國鋼鐵塵泥的產(chǎn)生量約為1億噸，按50%的堆存量計(jì)算，占用土地超2500畝。

　　若通過燒結(jié)或球團(tuán)工序簡單處理，然后再次進(jìn)入高爐，會(huì)造成塵泥中的鋅等金屬元素在高爐內(nèi)循環(huán)富集，對(duì)含鐵爐料、焦炭以及爐內(nèi)襯耐火材料產(chǎn)生不利影響，進(jìn)而破壞高爐的穩(wěn)定順行，縮短高爐的使用壽命，提高企業(yè)的生產(chǎn)成本。如鋅金屬及堿在爐襯表面一旦過度沉積，容易產(chǎn)生爐瘤，阻礙爐料下降順暢，甚至導(dǎo)致懸料發(fā)生。鋅金屬及堿在爐襯內(nèi)部若過度沉積，容易造成爐襯顯著膨脹而被破壞；鋅金屬及堿在風(fēng)口處若過度聚集，容易燒損風(fēng)口等送風(fēng)設(shè)備，據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，爐齡因此或減少2年以上。

　　此外，我國鋼鐵固廢資源化利用存在裝備能耗高、資源回收率低、資源回收品種少等問題，許多鋼鐵企業(yè)在鋼鐵冶金固廢處理方面或是有選擇性地進(jìn)行少量回收利用，或是設(shè)置專用場(chǎng)所堆積存放或者外售。對(duì)于鋼鐵行業(yè)自身而言，亟待尋求先進(jìn)的含鐵鋅等金屬塵泥處理技術(shù)，以解決塵泥廢料的堆放占地、污染環(huán)境、資源浪費(fèi)、難以回收利用等難題。

　　鋼鐵塵泥資源化利用意義重大

　　支撐鋼鐵工業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色循環(huán)高質(zhì)量發(fā)展。鋼鐵冶煉加工企業(yè)加強(qiáng)固廢管理，紓解固廢綜合利用難題，提高固廢綜合利用效率，推動(dòng)固廢資源的循環(huán)利用，既是企業(yè)與城市的共融協(xié)調(diào)，也是實(shí)現(xiàn)綠色循環(huán)高質(zhì)量發(fā)展的必由之路。

　　助力鋼鐵行業(yè)聚集型城市轉(zhuǎn)型升級(jí)、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)性調(diào)整。鋼鐵固廢是資源型城市發(fā)展歷史進(jìn)程中的遺留寶藏，也是新時(shí)代背景下鋼鐵聚集型城市轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要抓手。國家出臺(tái)了一系列鋼鐵固廢綜合利用的政策鼓勵(lì)文件與相關(guān)限制措施，從正向鼓勵(lì)和反向倒逼兩個(gè)層面強(qiáng)力推動(dòng)鋼鐵行業(yè)轉(zhuǎn)向綠色循環(huán)發(fā)展。未來，我國將對(duì)各種固廢綜合利用提出更高標(biāo)準(zhǔn)、更嚴(yán)要求，多項(xiàng)限制措施為地方發(fā)展工業(yè)資源綜合利用產(chǎn)業(yè)提供重大機(jī)遇，也迎合了鋼鐵聚集型城市產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的迫切要求。

　　切實(shí)補(bǔ)充一次資源。我國鐵礦石對(duì)外依存度高，很大程度上影響我國的資源安全。鋼鐵塵泥中除含大量鐵元素以外，還含有很多有價(jià)值的金屬元素，如鉻、錳、鎳、銅、鈷、釩、鉬、鈮、鋅、鉀、鈉、金、銀、銦等。科學(xué)提取其中的價(jià)值金屬元素，對(duì)我國依賴進(jìn)口的鐵礦、錳礦、鎳礦、鉻礦以及開采難度較大的鉬礦、釩礦等一次資源形成有效補(bǔ)充。

　　亟待尋求新的鋼鐵塵泥資源化利用工藝

　　目前，我國對(duì)于鋼鐵塵泥的常規(guī)處理工藝主要有物理法、濕法和火法等。物理法主要包括磁性分離和水力螺流分離；濕法是利用酸浸、堿浸或浸取+焙燒等工藝對(duì)鋼鐵塵泥進(jìn)行處理；火法主要有燒結(jié)法、球團(tuán)法、直接還原法（回轉(zhuǎn)窯及轉(zhuǎn)底爐處理工藝等）、熔融還原法。

　　物理法處理鋼鐵塵泥的工藝比較簡單，缺點(diǎn)是鋅等金屬的富集率較低，富鋅產(chǎn)品的鋅含量過低，價(jià)值較小。一般物理法只作為濕法或火法工藝的預(yù)處理工藝。濕法工藝設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，大多操作條件較惡劣，生產(chǎn)效率較低，與鋼鐵企業(yè)的塵泥產(chǎn)量不匹配。火法工藝因?qū)︿撹F塵泥的處理效率高、規(guī)模大，是鋼鐵塵泥資源化利用選擇的主要途徑。

　　在鋼鐵塵泥資源化利用的火法工藝，轉(zhuǎn)底爐工藝產(chǎn)品是金屬化球團(tuán)，具有鐵等金屬品位低、渣量大等缺點(diǎn)。回轉(zhuǎn)窯在使用過程中容易結(jié)圈，維修費(fèi)用高，還原時(shí)間長，且對(duì)工藝條件的要求比較苛刻。熔融還原技術(shù)因原料適應(yīng)性廣、爐料強(qiáng)度要求低等優(yōu)勢(shì)而備受關(guān)注。

　　面對(duì)我國能源、資源、環(huán)境等壓力日益突出的新形勢(shì)，鋼鐵產(chǎn)業(yè)重視固廢資源高效利用是實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)循環(huán)發(fā)展的關(guān)鍵性必然選擇。投資經(jīng)濟(jì)性更好、環(huán)保性更優(yōu)、資源化效率更高的鋼鐵塵泥資源化利用工藝技術(shù)，對(duì)于包括不銹鋼在內(nèi)的鋼鐵冶金企業(yè)不僅迫在眉睫而且意義重大，更是時(shí)代賦予、環(huán)境倒逼鋼鐵產(chǎn)業(yè)的新要求。