探討鋼鐵循環經濟中粉末冶金技術的應用

袁野

摘 要：鋼鐵是人類使用最多的金屬材料，鋼鐵工業被稱為現代工業的脊梁。我國作為一個發展大國，每年對于鋼鐵的需求都是極為龐大的。據不完全統計，我國每年生產的粗鋼產量超過五億噸。然而在鋼鐵生產的過程中，不可避免的會產生二次資源。結合我國為數巨大的鋼鐵產量，在其中發展循環經濟的效益也就顯得十分可觀。

關鍵詞：鋼鐵循環經濟 粉末冶金技術 應用

1粉末冶金技術應用于鋼鐵循環經濟的意義

1.1提升資源利用率

粉末冶金技術的應用能夠對鋼鐵冶煉產業造成諸多積極影響，而其中最為直接的便是提高資源的利用效率。顧名思義，粉末冶金多的原材料是粉末，而冶金主要對象則是金屬，所以，在其冶煉過程中需要使用到大量的金屬粉末[5]。

一般而言，如無特殊需求，鋼鐵企業不會刻意的制取金屬粉末進行冶煉。但在實際的生產活動中，經過一定的工藝流程之后，往往會產生相當一部分的含金屬粉末，這些粉末，無疑可以通過粉末冶金技術進行二次加工，而不至于被當作工業垃圾處理導致資源浪費。

1.2提升經濟效益

鋼鐵循環經濟備受政府和企業推崇的原因還在于其經濟效益，我國鋼鐵產業規模巨大，因此而產生的金屬粉末總量也極為龐大，通過粉末冶金技術的二次加工，可以在一定程度上減少其在原材料方面的投入，并且由此而生產出的鋼鐵數量也不在少數，另外，從某種方面來說，這也可以減少企業在粉末處理方面投入的費用，由此，在增收減支共同影響下所產生的經濟效益也就不言而喻了。

1.3提高環境效益

提及工業生產造成的環境問題，人們總是思維定式一般的想起鋼鐵產業。無可否認，鋼鐵行業的存在確實加劇了某些環境污染，但經過一系列的整改之后，這種狀況已經得到了明顯的改善。

然而，節能減排依然是鋼鐵行業的重要發展目標，粉末冶金技術的應用也正可以對這一狀況進行適應。

粉末冶金技術較之傳統的冶金技術，因其工藝方面的優越性，所以在生產時金屬使用量和損耗將會大大減少。而這也就使得冶煉效率提高，能耗減少，間接的減少了鋼鐵產業在生產過程中造成的環境污染。

2粉末冶金技術在鋼鐵循環經濟中的應用

2.1含鐵粉末產生的環節

粉末冶金在鋼鐵循環經濟中應用的前提是有效的制取含鐵粉末，所以，必須對鋼鐵生產流程中各個生產環節的二次資源生產量進行了解，以求實現高效制取含鐵粉末。通過筆者對鋼鐵廠生產實踐的了解，可以發現二次資源的主要類型為煉鋼鐵皮和污泥粗顆粒等。

基于此，鋼鐵生產企業可以對制取工作進行優化，以此提高生產效率。

2.2制取鐵粉的方式和要求

根據上文，可以認識到含鐵粉末的主產生過程 ；然而，光對其產生有所了解還遠遠不夠，在粉末冶煉之前，必須將其進行收集。以下將介紹一些比較成熟的粉末收集方法，以求在實踐生產中有所裨益。

2.3利用固體碳制取鐵粉

就現階段而言，應用比較廣泛的鐵粉制取方法為固體碳法。與其他制取方法相比，該種方法的操作比較簡單，而且因為其發展和運用比較成熟，所以在實際操作中往往體現出使用純熟、應用經驗豐富的特點。

如果要將該方法進行歸類的化，可以將其歸入化學收集法中，其應用原理如下 ：

首先，通過使用還原劑等化學試劑對合格鐵粉進行篩選，使得到的粉末鐵含量能夠達到生產標準 ；

而后將收集的含鐵粉末進行加熱，去除其中的水分，再將經過處理的粉末置入反應設備中，加入適量的固體碳使其與粉末中的雜質發生反應而揮發。

另外，在對含鐵粉末進行提純在過程中，必須注意對其中的硫化物進行處理，否則便會對對往后的冶煉造成影響。

3工藝技術和裝備技術特點

3.1 工藝技術和裝備技術的先進性

煙氣全部排放

到了國家倡導的節能、減排、降碳、環保和能源綜合利用，是一項具有很大生命力的創新。

3.2 應用廣泛

該工藝不但可用于廢菱鎂礦的煅燒分解活性氧化鎂，亦可直接應用于煅燒白云石、活性石灰、硅鋼級碳酸鎂、碳酸錳等的煅燒并回收高純二氧化碳及鎂砂再燒結。

還可廣泛應用于直接還原鐵、制取煤氣發生爐、蘭炭、活性炭、催化劑、無機鹽等化工物料 ；金屬氧化物（氧化鐵、氧化鈷、徹底改變了菱鎂礦輕燒的豎窯、反射窯、多層爐、內燃式回轉窯、沸騰窯、懸浮窯等傳統工藝和裝備，在生產過程中產生的資源浪費嚴重、產能低、能耗高、機械化自動化程度低、污染重、產品檔次低等弊端。是煅燒、焙燒、還原等領域工藝技術和裝備技術的一次重大革新，具有廣闊的發展空間。

3.3 節能減排降碳環保

燃燒燃料采用了電能、各種清潔燃氣、燃油等清潔能源，提高了燃燒效率，菱鎂礦分解減少了窯內粉塵泄露和加熱煙氣排放量，大大減少了粉塵污染 ；由于加熱的溫度不超過1050℃， 因此，產生的 NOx 量可忽略不計 ；窯爐采用的隔焰式加熱，菱鎂礦近50% 量經高溫分解成高純CO2 被回收并生產成“干冰” 副產品，并相對減少了50% 的CO2 被直排到大氣中，大大減少了CO2 的排放量 ；菱鎂礦利用加熱的煙氣，通過萬能滾筒烘干預熱機進行烘干、預熱的熱交換。

同時，在隔焰式回轉窯出料口密閉下設滾筒緩冷機，利用活性氧化鎂出窯時的顯熱，間接熱加冷卻循環水或熱風，解決了冬氧化錳、氧化鋅、氧化鉬、氧化釩、氧化鎢、稀土）等物料焙燒和直接還原 ；高齡土、礦物、精細陶瓷、耐火材料、磨料磨具、新型建材以及環保治理等物料的焙燒、燒成、干燥 ；涉及化工、能源、電子、輕工、建材 ；垃圾熱解氣化、秸稈等生物質材料熱解氣化、煤炭熱解氣化、頁巖熱解氣化等多個領域。

4結語

以小顆粒廢棄的菱鎂礦為原料，利用萬能滾筒烘干預熱機及隔焰式通體外加熱旋焰回轉窯生產高純活性氧化鎂聯產“干冰”副產品的裝備技術和工藝技術，從根本上解決了輕燒豎窯、漏窯、多層爐、內燃式回轉窯等設備傳統生產的重污染（粉塵、碳排放）、產能低、浪費資源、高能耗、產品檔次低等缺陷。

參考文獻：

[1] 劉龍. 中國鋼鐵企業循環經濟效率分析與評價[J]. 沈陽工程學院學報（ 社會科學版），2016，1204：485-493.

[2] 胡沙， 潘友發. 鋼鐵循環經濟中粉末冶金技術的應用[J]. 化工設計通訊，2017，4307：73+144.