冷固球團技術在鋼鐵冶煉中固廢資源化利用
冷固球團技術是一種通過常溫粘結成型工藝。鋼廠固體廢物資源化利用,實現低消耗、變“廢”為寶的重要“精益工序”,對煉鋼過程中產生的除塵灰、污泥、氧化鐵皮、鋼渣粉等含鐵量高的固體廢物進行有效的二次利用,通過冷固結球工藝將其壓制成球團,具有一定的冶金功能,作為煉鋼冷料、造渣劑、冷卻劑等。有效實現了物料的循環利用,在提高利用率的同時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成分,例如:
1.鐵元素:高爐除塵灰、轉爐污泥、軋鋼氧化鐵皮等廢料中含鐵量通常在 20%~70%,冷固球團技術可將這些廢料通過物理混合與粘結劑固化,制成含鐵球團,重新作為煉鐵原料返回高爐或轉爐,減少鐵礦石消耗。
2.碳元素:部分廢料(如高爐灰、轉爐塵泥)含有 10%~30% 的固定碳,制成球團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)可通過冷固球團技術實現富集,為后續金屬回收創造條件。
二、降低能耗與碳排放,推動綠色冶金
傳統廢料處理方式(如燒結、熱壓球團)需高溫(800~1300℃)燒結,能耗高且碳排放顯著。冷固球團技術通過常溫成型+低溫固化(通常≤200℃)工藝,可大幅降低能耗:
1.節能效果:與傳統燒結工藝相比,冷固球團能耗降低 70%~80%,每噸球團可節約標準煤 50~80kg。
2.減碳效果:避免高溫工藝的燃料燃燒碳排放,同時減少廢料露天堆放產生的揚塵污染,符合鋼鐵行業 “雙碳” 目標。
三、優化冶煉流程,改善工藝性能
冷固球團通過調控原料配比與粘結劑性能,可定制化滿足冶煉需求:
1.改善爐料結構:球團具有規則形狀和穩定粒度(通常 φ8~15mm),堆密度高、透氣性好,可優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:通過合理配料,可抑制鋅、鉀、鈉等堿金屬在冶煉流程中的循環富集,減少對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題。
四、鋼鐵固廢粘合劑關鍵技術
河南省遠征遠征冶金科技有限公司研發了由納米改性樹脂、聚合物、固化劑、交聯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,突破了傳統材料適應性差、粘結力低、球團易粉化、不耐高溫等技術瓶頸。創新了免燒結、免烘干,成型率高達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、免烘干,后期不粉化、強度高,用作煉鋼造渣劑或冷卻劑,爐層透氣性好、運行穩定、降低除塵器負荷、循環利用率高等特點。
五、減少固廢排放,降低環境風險
鋼鐵行業每年產生數千萬噸冶煉廢料,傳統堆存方式不僅占用土地,還可能通過雨水滲透造成土壤和地下水污染。冷固球團技術可實現:
1.零廢料排放:將除塵灰、污泥等 “固廢” 轉化為 “二次資源”,減少堆存成本和環境隱患。
2.重金屬穩定化:粘結劑可與廢料中的重金屬離子發生物理化學作用,抑制其溶出,降低浸出毒性。
六、經濟效益顯著,提升企業競爭力
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% 的冷固球團為例,其成本僅為鐵礦石的 60%~70%。
2.簡化處理流程:無需復雜的預處理(如干燥、磨礦),工藝設備投資低(約為熱壓球團的 1/3~1/2),適合中小型鋼廠快速部署。
七、總結
冷固球團技術是鋼鐵行業實現資源循環利用、低碳綠色發展的核心技術之一,其作用不僅體現在廢料的高效回收,更通過節能、減排、降本的綜合效益,推動鋼鐵冶煉向 “綠色化、智能化、循環化” 轉型。隨著粘結劑技術與裝備水平的提升,該技術有望在鋼鐵行業全流程廢料利用中發揮更重要的作用。
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