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1、欧洲钢铁工业粉尘和污泥的工业处理技术引言:在物料利用方面,来自钢铁生产工序的固废是一种有价二次资源。在欧盟,为了实现物料回收、循环经济,业内一直在开发相关技术用以处理这些固废。通过提升副产品回收效率,减少对一次资源(原材料和能源)的需求,缩减填埋规模,最大的收益就是节省经济成本,实现钢铁工业可持续发展。本文回顾了欧盟钢铁工业处理和利用固废的现状,重点关注了粉尘和污泥,并对欧盟现有大型固废处理技术进行了介绍。另外,对有关固废利用的泛欧洲研究项目也进行了描述。最后,在物料灵活性和成分等方面,对现有的固废处理工艺进行了对比评估。欧洲钢铁工业粉尘和污泥的工业处理技术欧盟钢铁工业固废处理技术进展(上)本
2、文对奥钢联钢铁公司和瑞典钢铁公司(SSAB)在粉尘和污泥方面的工业处理技术进行了介绍,这两家企业不仅在固废处理和利用方面做了很多努力,而且在欧盟钢铁工业的资源利用程度最高。另一方面,对欧盟现行工业规模处理的技术进行了阐述,同时介绍了欧盟正在全面开发的、尚未实际应用的回收技术。表1 总结了奥钢联钢铁公司林茨厂所实施的固废利用情况。2017 年该厂通过高炉-转炉工艺路线生产了580万吨粗钢。根据操作要求,该厂采用位于美国科珀斯克里斯蒂的奥钢联MIDREX工厂生产的热压块(HBI)来生产铁水,综合考虑所有现场和场外的固废利用方式,奥钢联钢铁公司在2017财年的资源利用程度为89.3%。SSAB 公司
3、在瑞典、芬兰和美国都设有钢铁厂,2017年的粗钢总产量为880万吨,其中美国钢铁厂通过废钢回收利用,实现粗钢产量240万吨;在瑞典和芬兰的分厂共有20%的粗钢采用废钢生产。表2 总结了SSAB 公司的固废利用情况。约95%的矿石炼钢所产固废和91%的废钢炼钢所产固废分别在内部和外部得到利用。01OxyCup 竖炉德国蒂森克虏伯与库特纳公司联合开发了OxyCup熔融还原工艺,这是一种基于自还原含碳压块生产铁水的竖炉技术。一座示范工厂建于德国杜伊斯堡的蒂森克虏伯欧洲钢铁公司。含碳压块含有焦粉、黏合剂(约10wt%水泥)、冶金副产物,如来自高炉和转炉煤气的粉尘和污泥、油腻轧钢氧化铁皮污泥以及来自生铁
4、脱硫阶段的磁性固废。为了使自还原含碳压块硬化,在冷黏结压块处理之后储存5天。OxyCup工厂的中心部位是一座圆顶竖炉。炉缸直径2.6m,轴高8.8m(从风口带到顶部),工作容积为65m。自还原含碳压块与焦炭和添加剂(熔剂)一道装入竖炉。每生产1t 铁水需要170-200kg 焦炭。为了产生还原气体,注入最大温度650、压力400mbar 的热风,穿过8 个风口的总流速约为30000m/h。风口带附近的碳转变为一氧化碳。温度接近最大值2200。此外,通过风口注入了3500m/h 纯氧。铁氧化物的直接还原始于900,在1400全部完成,20min 后形成海绵铁,随后在炉缸中熔化。最终产物是碳含量约
5、4wt%的铁水,而炉渣则通过炉底的出铁口连续离开熔炉,流向后续的虹吸系统。铁水和炉渣因密度差而分离,最终被转移到鱼雷罐中。炉顶煤气温度约为230-300,采用洗涤器进行处理,而来自含碳压块的锌和碱等成分经过挥发,富集于滤饼中,随后进行外部处理。在杜伊斯堡的蒂森克虏伯工厂,每年生产铁水约16.5 万吨,产生固废17.6 万吨,铁水生产率约为35-65t/h,炉渣生产率约为15-30t/h。每天共计回收500t含铁粉尘和污泥。此外,在欧盟地区以外也有OxyCup工厂,这是由原新日铁住金公司和JFE 钢铁公司设立的,均采用了废钢熔化技术,日均铁水产量分别为1350t 和2400t。02DK 工艺德国
6、DKRecycling&Roheisen股份有限公司开发了一种名为“DK”的工艺,用以回收富锌冶金固废(平均锌含量为3wt%,最高为10wt%)生产生铁。DK工艺是基于传统钢铁厂的概念(包含烧结厂和高炉炼铁厂)而建立的,此外,还采用了一种锌精矿生产专用物料。该工艺在原材料的质量上不同于传统的炼铁工艺,采用了不同的预处理方式。DK工艺采用的物料是来自高炉和转炉的粉尘和污泥、轧钢氧化铁皮以及其他富铁固废。DK工艺的含铁废物年均回收量为34-46万吨,最大回收能力可达50万吨。利用这些固废可生产不同等级的生铁,2017年的总产量为25.9万吨。物料处理始于烧结阶段(烧结生产率约为64t/h)。副产物
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