利用冶金固廢制作水泥鐵質校正料的實踐

2020-09-17 04:41:10王棟毅寶武集團環境資源科技有限公司上海201900

綠色建筑 2020年2期

王棟毅，徐兵（寶武集團環境資源科技有限公司，上海 201900）

A 公司每年產生上百萬 t 的除塵灰和水處理污泥，其中大部分可以返產利用或內部處置，但約十多萬 t 低含鐵除塵灰和水處理污泥以及部分含有鋅等對高爐生產有危害元素的塵泥。雖然不屬于危廢，但無法返產內部處置，只能委外處置。這種處置方式費用較高，增加了企業的成本，既存在一定的環保風險，也未充分利用這些塵泥的有效元素。B 公司通過與水泥企業對接，利用上述塵泥，在適當添加需要的元素后，通過混合設備按一定比例混合后，制作成水泥鐵質校正料，替代水泥廠目前普遍使用的銅礦渣等材料。這樣，既減少對社會環境的影響及處置成本，又可以減少黏土質等自然資源的使用。利用冶金固廢制作水泥鐵質校正料的實踐實現了鋼廠與城市和諧共生。

1 待處置物料情況

1.1 低含鐵冶金除塵灰主要成分

A 公司低含鐵冶金除塵灰主要成分，如表1 所示。堆比重約 1.2 g/cm3。

表1 低含鐵冶金除塵灰主要成分表（平均值）%

1.2 低含鐵冶金水處理污泥主要成分

A 公司低含鐵冶金水處理污泥主要成分，如表2 所示。平均含水率為 65%，堆比重約 1.1 g/cm3。

表2 低含鐵冶金水處理污泥主要成分表（平均值）%

2 利用冶金固廢制水泥鐵質校正料的實踐

2.1 水泥鐵質校正料主要指標

各個水泥廠對鐵質校正料的成分要求不盡相同，經調研并與上海周邊水泥廠對接，確定鐵質校正料主要指標要求，如表3 所示。

表3 水泥鐵質校正料主要成分控制要求表%

2.2 建設混合產線的基本要求

要將上述冶金塵泥制作成水泥鐵質校正料，進行資源化利用，需要解決以下 2 個問題。

（1）水泥鐵質校正料的配料配方，主要包括鐵素的控制與水分的控制。

（2）可控可調節的混合生產線，主要要求：連續生產、自動控制、配方可調節、操作簡便等。

2.3 高鐵素添加物料的選擇

由于高鐵素物料一般都具有較高的價值，冶金固廢處置作為環保項目，要充分考慮成本的因素，因此選擇含鋅較高的高含鐵冶金除塵灰（不能返產利用，不含危廢）作為鐵素添加物料使用。其主要成分見表4；堆比重約 1.4 g/cm3。

表4 鐵素添加物料高含鐵冶金除塵灰主要成分表（平均值）%

2.4 冶金塵泥制作水泥鐵質校正料配料配方的確定

根據水泥廠對鐵質校正料的要求、需處置物料的成分以及鐵素添加物料的成分，在考慮各種物料需處置量的前提下，通過理論計算，確定低含鐵冶金水處理污泥、低含鐵冶金除塵灰與高含鐵冶金除塵灰的混合比例按重量比為 1:1:2。按此比例混合后物料的主要成分計算，如表5 所示。

表5 鐵質校正料主要成分計算表 %

2.5 混合生產線簡介

2.5.1 混合生產線主要性能參數

2018 年，為響應長江經濟帶固廢整治行動的要求，A公司做到固廢不出廠。為此，A 公司投資建設了一條水泥鐵質校正料的混合生產線?；旌仙a線主要由除塵灰筒倉、污泥料倉、連續式犁刀混合機、空壓機以及輸送系統組成。生產線通過 PLC 系統實現自動控制，物料調節通過變頻電機變頻實現。生產線主要性能如下所示。

（1）工作方式：連續生產、自動控制、操作簡便。

（2）產量：最大 20 t/h，年產量 14 萬 t 以上。

（3）總裝機量：230 kW。

（4）設備占地：約 600 m2。

2.5.2 混合工藝

冶金水處理污泥進入污泥料倉，再通過料倉下部的螺旋給料機送至連續式犁刀混合機入料口（泥）。除塵灰存于筒倉，通過筒倉下部的旋轉卸料閥和雙向螺旋給料機將高、低含鐵除塵灰送至混合機入料口（灰）。通過混合機混合后，在混合機出口處設置輸送膠帶機，將鐵質校正料送至成品堆場。其工藝如圖 1 所示。