冶金行業(yè)含鐵固體廢棄物資源化綜合利用研究

王宗文

摘 要：隨著我國(guó)冶金行業(yè)的快速發(fā)展，冶金固體廢棄物產(chǎn)量正逐年增多，給生態(tài)環(huán)境帶了巨大壓力，因此，如何做好固體廢棄物的處理和合理利用是現(xiàn)階段可持續(xù)發(fā)展面臨的主要問(wèn)題。本文主要針對(duì)現(xiàn)階段我國(guó)冶金行業(yè)固體廢棄物處理現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并提出了針對(duì)含鐵固體廢棄物的處理和綜合利用方法，目的在于提高廢棄物回收利用效率，從而緩解我國(guó)生態(tài)壓力，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：冶金行業(yè);固體廢棄物;可持續(xù)發(fā)展;回收利用

一、引言

冶金行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)的巨大的經(jīng)濟(jì)效益，但隨之而來(lái)的還有大量的固體廢棄物。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)冶金行業(yè)每年排放的固體廢棄物高達(dá)4.3億噸，而且這個(gè)數(shù)字每年還在以驚人的速度增長(zhǎng)，但回收利用的比例僅有不到20%。這個(gè)數(shù)字表明，僅有很小一部分的固體廢棄物得到了科學(xué)合理的處理，余下大部分的廢棄物都流入到了生態(tài)環(huán)境中，給生態(tài)發(fā)展帶了巨大的影響，也給人類生存發(fā)展帶了潛在的威脅。因此，現(xiàn)階段的重點(diǎn)課題是在保障經(jīng)濟(jì)效益的前提下，如何提高固體廢棄物的回收利用效率，減小生態(tài)壓力，促進(jìn)我國(guó)可持續(xù)發(fā)展水平。

二、我國(guó)含鐵廢棄物綜合利用概述

我國(guó)鋼鐵行業(yè)發(fā)展迅猛，鋼鐵產(chǎn)量已經(jīng)連續(xù)幾年居世界首位。而我國(guó)的鐵礦石總儲(chǔ)量雖然比較豐富，但含鐵量較低，因此總體來(lái)說(shuō)我國(guó)的鐵礦石資源是出于缺乏狀態(tài)，從我國(guó)現(xiàn)階段接近三分之一的鐵礦石是依賴進(jìn)口這點(diǎn)也可以印證在這一點(diǎn)。近些年，國(guó)際鐵礦石的價(jià)格不斷上漲，給用鐵企業(yè)帶了一定的經(jīng)濟(jì)壓力，因此，如何充分利用冶金生產(chǎn)過(guò)程中的含鐵廢棄物，提升資源回收利用率，一方面能夠緩解我國(guó)鐵儲(chǔ)備不足的壓力，另一方面能夠改善生態(tài)環(huán)境[1]。

（一）含鐵廢棄物的來(lái)源

在鋼鐵冶煉過(guò)程中，通常需要經(jīng)過(guò)幾道工序，在冶煉過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一些廢渣，

這些廢渣中主要有瓦斯泥、瓦斯灰、轉(zhuǎn)爐泥、選礦廢渣、高爐礦渣、轉(zhuǎn)爐鋼渣等。通常情況下，單位鋼產(chǎn)品的廢渣產(chǎn)生量為340kg/t。

其中瓦斯泥是煉鋼過(guò)程中高爐煤氣洗滌廢水進(jìn)入沉淀池中，經(jīng)過(guò)處理得到的廢渣，主要包含鐵的礦物質(zhì)和鐵的氧化物以及其他一些金屬氧化物和金屬單質(zhì)，由于含鐵成分較高，因此廢渣主要呈黑色，同時(shí)廢渣具有表面粗糙以及形狀不規(guī)則等特點(diǎn)。另外，瓦斯泥中的含鐵量通常為25%-45%，鐵礦物多以三價(jià)或二價(jià)的形式存在[2]。

瓦斯灰主要以顆粒的形式出現(xiàn)，是伴隨高爐煤氣一起排出的煙塵，經(jīng)去塵處理后得到的灰色粉末狀顆粒，體積比瓦斯泥大。由于煉鋼過(guò)程中涉及到的氧化還原反應(yīng)比較復(fù)雜，因此瓦斯灰中的元素存在形式多樣，針對(duì)鐵礦物來(lái)說(shuō)，多以氧化鐵為主。由于瓦斯灰以粉末顆粒狀存在，因此在后期存放和運(yùn)輸過(guò)程中很容易擴(kuò)散極易造成環(huán)境污染。

（二）含鐵廢棄物對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響

冶金過(guò)程中產(chǎn)生的含鐵廢渣由于顆粒體積小，風(fēng)干后遇到風(fēng)很容易擴(kuò)散到空氣中，對(duì)大氣造成嚴(yán)重的污染。另外，含鐵塵泥中含有很多體積小的金屬顆粒，這些金屬顆粒遇到空氣中的氧氣，產(chǎn)生氧化反應(yīng)，生成的有害氣體極易污染大氣，人們吸入了污染的大氣對(duì)身體會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。

另外，含鐵廢渣會(huì)對(duì)水資源造成污染，廢渣中所含有的重金屬具有較強(qiáng)的毒性。一旦生產(chǎn)廢渣長(zhǎng)時(shí)間堆積得不到有效處理和利用，就會(huì)在雨水的作用下，其所含有的重金屬就會(huì)隨雨水滲入地下，對(duì)地下水造成污染。甚至有一些沿海冶金企業(yè)會(huì)將固體廢棄物直接排入江海湖泊中，不僅造成水資源的嚴(yán)重污染，嚴(yán)重的還會(huì)造成淤泥堵塞。此外，含鐵廢渣長(zhǎng)時(shí)間堆積會(huì)對(duì)土壤造成污染，其重金屬會(huì)改變土壤中成分，打破土壤的酸堿平衡，造成土地鹽堿化，影響農(nóng)作物的產(chǎn)量[3]。

三、含鐵固體廢棄物的回收利用

從上面的分析可以看出，含鐵固體廢棄物如果沒(méi)有及時(shí)進(jìn)行處理，會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生巨大影響，因此，要加大力度進(jìn)行廢棄物的處理和回收。

針對(duì)含鐵廢棄物的主要來(lái)源，目前我國(guó)處理方式主要采取以下幾種，首先是針對(duì)廢棄物的早期處理方法-直接堆放，這種方法簡(jiǎn)單易行，但占地面積大，同時(shí)很容易造成環(huán)境的污染，同時(shí)浪費(fèi)了其中可利用的資源。其次是作為建筑原料或是燒結(jié)配料，這種方法針對(duì)瓦斯灰的處理效果較好，但對(duì)于瓦斯泥的利用達(dá)不到預(yù)期。最后是綜合回收利用，這種方法也是現(xiàn)階段比較提倡的方法，利用物理或者化學(xué)手段對(duì)含鐵固體廢棄物進(jìn)行處理，提取出可利用成分進(jìn)行回收和利用，是目前對(duì)瓦斯灰和瓦斯泥處理最常見(jiàn)也是效果最好的方法，基本能夠徹底消除瓦斯泥和瓦斯灰對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞，同時(shí)能夠有效提取出其中的有效成分。

其中瓦斯灰和瓦斯泥中的主要成分就是鐵，含量高達(dá)30%-45%，對(duì)于這部分鐵，通常采用選礦法回收其中的鐵。另外，煉鋼過(guò)程中產(chǎn)生的煉鋼塵泥中所含的鐵的比例較高，對(duì)于這部分鐵可以進(jìn)行充分利用。

首先可以直接利用，將煉鋼塵泥作為燒結(jié)配料直接利用，作為高爐煉鐵的原料，進(jìn)行還原焙燒。其次，可將煉鋼塵泥進(jìn)行煅燒除碳，然后經(jīng)去雜過(guò)濾處理，并經(jīng)氧化后得到鐵紅，同時(shí)，氧化鐵紅還可用于磁性材料的加工，另外，過(guò)濾后的溶液可以用于制備氯化鐵，氯化鐵可用于化工工業(yè)[4]。

另外，對(duì)于以氧化鐵混合物形式存在的含鐵廢棄物，主要采用活化或者轉(zhuǎn)化晶型的方式制成所需晶型，可作為硬磁鐵氧化物的優(yōu)質(zhì)材料。

此外，含鐵廢棄物還可用于生產(chǎn)聚合硫酸提，生產(chǎn)過(guò)程主要以煉鋼塵泥、鋼渣、廢硫酸等為原料，經(jīng)過(guò)一系列工藝的到聚合硫酸鐵。

結(jié)束語(yǔ)：

近些年，隨著生態(tài)環(huán)境的不斷惡化，人們逐漸意識(shí)到環(huán)保的重要性，同時(shí)，國(guó)家各位注重可持續(xù)發(fā)展以及資源的可回收利用，力求可持續(xù)發(fā)展事業(yè)的推進(jìn)。

冶金行業(yè)固體廢棄物的處理問(wèn)題是我國(guó)環(huán)保首要解決的問(wèn)題，如何實(shí)現(xiàn)固體廢棄物的有效處理已經(jīng)資源的回收利用，特別是含鐵固體廢棄物的回收利用，不僅能夠有效降低廢棄物對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)能夠改善我國(guó)鐵儲(chǔ)備不足的現(xiàn)狀。含鐵廢棄物的綜合利用，實(shí)現(xiàn)了資源回收，同時(shí)提高了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，降低企業(yè)成本。同時(shí)也是促進(jìn)全國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，有效改善環(huán)境的重要手段。

參考文獻(xiàn)：

[1] 韓雪. 冶金行業(yè)含鐵固體廢棄物資源化綜合利用研究[J]. 中國(guó)資源綜合利用， 2018， 36（11）：58-60.

[2] 曹陽(yáng). 冶金企業(yè)含鐵固體廢棄物的基本特征與資源化綜合利用[J]. 環(huán)境工程， 2012（S2）：280-282.

[3] 陳濂. 周云花.含鐵固體廢棄物的綜合利用[C]// 全國(guó)選礦專業(yè)學(xué)術(shù)年會(huì). 2004（8）：15-17.

[4] 王莉. 曹盛， 閆占輝， et al. 煉鋼廠含鐵固體廢棄物資源化回收利用[J]. 中國(guó)冶金， 2018， 28（3）：73-79.