多年来,在钢铁企业内部,一方面钢产量在增加;另一方面冶炼过程中产生的冶金渣也越堆越高,业内甚至有“一座钢厂一座渣山”的说法,成为企业的沉重负担。随着全社会对资源、环境的重视和科技水平的提高,企业逐渐开始对冶金渣中铁、钢资源进行回收利用,并对部分渣品种进行深加工形成高附加值产品,实现了可观的经济价值,同时促进了冶金渣零排放,带来了显著的社会效益和环保效益,顺应了我国低碳经济的社会发展趋势。
“十一五”期间,我国冶金渣已经基本实现由废弃到综合利用的转变,当前“十二五”在即,全行业担负着把“渣山”变成“金山”———提高冶金渣资源综合利用率、实现真正零排放———的责任,这不仅需要技术的进一步变革,也需要观念和理念的飞跃。8月10日,中国废钢铁应用协会召开冶金渣深度开发利用“十二五”规划座谈会,该领域权威人士悉数出席,就此课题进行了实事求是的分析和探讨。
冶金渣利用及其“含金量”
在会上,废钢协会常务副会长王镇武就认真贯彻落实好国家发改委关于固体废物利用实施方案和“抓住有利时机,编制好全行业和本单位‘十二五’发展规划,发展冶金渣深度加工这一新型产业,实现冶金渣零排放”提出了总体要求。
在废钢协会李树斌秘书长的主持下,该座谈会讨论了《冶金渣开发利用 “十二五”产业发展规划(讨论稿)》。《规划》讨论稿提出,在钢铁冶炼过程中,伴随着钢铁制造要产生大量的固体废物,炼铁工序产生的铁渣、炼钢工序产生的钢渣在业内统称为冶金渣轧钢工序产生的氧化铁皮、各除尘系统产生的冶金尘泥等称为冶金固废。
对冶金渣进行综合利用,可以实现节能减排、降低碳排放。其功用主要表现在:
一是节约能源。冶金渣中含有一定量的废钢铁和氧化铁、其中高炉渣含铁量为3%左右、钢渣为10%左右、尘泥为30%左右。2009年我国粗钢产量为5.68亿吨,生铁产量5.44亿吨,约产生钢铁渣2.6亿吨。按此测算,每年可生产钢铁渣粉2亿吨左右。钢渣粉和铁渣粉的生产是将钢渣和铁渣磨细即可,减少了在水泥生产中的生料粉磨和熟料煅烧工序,节约了能源。钢渣粉研磨设备采用卧式辊磨,粒化高炉铁渣粉磨采用立磨,以每生产1吨渣粉电耗比生产水泥节省60千瓦时计算,每年可节省电耗120亿千瓦时。同时,利用渣粉还可节省熟料煅烧的煤耗,与水泥相比可节省煅烧用煤约121公斤/吨,每年可节省标准煤0.24亿吨。
二是节省原生资源消耗。使用钢铁渣粉代替水泥,每生产1吨水泥须消耗1.1吨石灰石和0.18吨黏土质原料,相当于每年节省石灰石资源2.5亿吨。2009年,我国钢铁工业从钢渣中回收废钢约500余万吨,比2005年的回收量提高约46%,回收的铁精粉和渣钢可直接返回烧结或转炉炼钢,节省了大量废钢和石灰石资源,减少了土地和环境污染。
三是减少碳排放。在碳排放较多的行业中,冶金行业占总排放量的16.6%,水泥行业占13%。利用1吨钢铁渣作水泥或渣粉,将减少二氧化碳排放0.815吨。按每年可生产2亿吨钢铁渣粉计算,年可少排放二氧化碳1.6亿吨。
在座谈会上,与会代表一致认为,要从战略资源的高度,充分认识冶金渣开发利用对节约钢铁原料资源、减少建筑材料原生资源开采的支撑作用,促进经济增长方式转变和保障国家经济安全的重要意义。“如果每年约2.6亿吨的冶金渣能处理利用到位,特别是推进冶金渣中金属资源回用、直接返生产使用、深度开发利用,可以节省数量可观的钢铁冶金所需的原生资源,减少废弃物排放,降低环境负荷,是对社会的一大贡献。”中冶宝钢技术生产协力分公司程东波经理说。
我国冶金渣开发利用现状
据废钢协会监事闫启平介绍,我国对冶金渣的开发利用经历了三个阶段:20世纪的50年代~70年代属丢弃阶段,除部分铁渣经过水淬处理生产矿渣水泥等,其余熔渣直排大自然,填沟占地,污染严重。20世纪80年代~90年代中期属粗放型开发阶段,用人工或机械将钢渣简单分离,废钢回炉,尾渣用于回填、铺路。20世纪90年代末至21世纪初属综合开发利用阶段,在钢渣分离的基础上,开始研制开发尾渣的深加工产品。
据业内调研显示,“十一五”期间,我国冶金渣的开发利用已经进入综合利用阶段,大部分国有钢铁企业已配套建有专业化的冶金渣处理厂。尤其是“十一五”后期,全行业加快了对冶金渣高价值利用的研究和应用,冶金渣处理利用工艺装备水平不断提高。具体表现为:
高炉铁渣利用较为成熟。2000年,我国在引进、消化国外先进技术和装备的基础上自主创新,自行设计制造出国产立式辊磨,在国内推广应用,使得国内粒化高炉铁渣粉年产量从2000年的120万吨,增加到2009年的6100万吨,增长了50倍,建成投产100多条同类生产线。2009年,我国高炉铁渣的产生量为1.85亿吨,用于生产粒化高炉铁渣粉和水泥混合材的高价值综合利用率占76.7%。粒化高炉铁渣粉由于细度的提高,比表面积在400平方米/公斤以上,活性充分发挥,可等量取代10%~40%的水泥配制混凝土,提高混凝土的后期强度,因此这种混凝土掺和料被国家列为“鼓励发展的环境保护技术”和绿色建材产品。
钢渣利用处于起步阶段。2009年我国钢渣产生量约7950万吨,而综合利用率仅为22%。近年来,我国自行研发的钢渣余热自解热闷处理工艺技术在解决钢渣的不稳定性上取得很大的进步,可消解钢渣中游离氧化钙和游离氧化镁,使钢渣粉成分稳定,可回收10%的废钢。为实现钢渣的高价值资源综合利用,近年来我国还对钢渣成分与胶凝性能关系进行了研究,在世界上首次提出钢渣是过烧硅酸盐水泥熟料,磨细至比表面积为400平方米/公斤以上,可等量取代10%~30%的水泥配制混凝土,可提高混凝土后期强度、耐磨性和抗腐蚀性,降低水化热等理论,被国家环保部列为国家先进污染防治示范技术,并开始推广使用。
尾渣综合利用发展程度不一。尾渣利用方式主要包括:一是将磁选后的磁选粉选出作烧结矿;二是将渣钢直接返回炼钢;三是将除尘灰、工业污泥、氧化铁皮处理加工成球团矿回炉炼钢;四是用高科技手段将钢渣和高炉矿渣进行高价值深度开发研究,如钢渣水泥、墙体材料、矿棉、钢渣粉、钢铁渣复合粉磁性材料的研制,稀土、钛、矾、铬、铌等稀有金属的提取研究和推广应用;五是利用钢渣尾渣生产钢铁渣复合粉,作为混凝土的最佳掺合料,以及用于生产钢铁渣建材制品、建筑砂浆、道路材料、水泥原料等。
从全行业看,“十一五”期间,我国冶金渣处理技术呈现多元化发展态势,以武钢为代表的热泼技术,以宝钢为代表的滚筒技术,以马钢为代表的风淬技术,以京唐钢为代表的热闷技术,以鞍钢为代表的综合利用技术等,不断推陈出新,从投资、环保、故障率、合格率、成分转化等多层面分析,在各个阶段发挥了很好的作用。
但从总的发展情况看,我国冶金渣的平均综合利用率仅为54.9%。其中,高炉渣的综合利用率约76.7%,钢渣的综合利用率约22%,铁合金渣的综合利用率约20%,有色冶金渣的综合利用率约45%,距离实现冶金渣的“零排放”、完全循环还有不小差距。
亟待建立冶金渣开发利用新机制
在座谈会上,国内多家钢铁企业所属冶金渣公司和部分专业冶金渣处理公司负责人纷纷发言,介绍了企业运营的现状和难点。
鞍钢矿渣开发公司总经理苏兴文表示:“冶金渣利用当前迫切需要提高科技水平,创新理念;行业标准要科学统一;构筑新的冶金渣产业链,和建材行业有效沟通;呼吁国家给予合理的政策支持。”
武钢金属资源总厂组建后,集武钢的冶金渣利用、金属资源利用、固废管理于一体。该厂有关负责人介绍,武钢近年来对冶金渣处理开展了多种工艺上的尝试,采用和科研机构、社会专业化公司联合运营等模式,在渣处理和利用方面取得了显著的成绩。希望国家制订更为科学合理的税务政策,如对钢渣粉产品30%的返税点进行适当调整,如“阶梯免税”政策等,进一步调动渣处理企业生产的积极性。
沙钢新材料公司李建忠总经理介绍,沙钢从2005年开始进行冶金渣处理,先后和首钢、佳华、宝钢等进行技术交流,经营方式较为灵活,当前主要的目标一是探索更为成熟的冶金渣处理利用技术,二是为渣产品开拓稳定的市场。 同时,企业要算好账,成本为先。
针对目前渣制品销售市场不足的问题,湖北力帝覃林盛董事长建议:“要制订产品的标准,行业之间沟通的根本途径是行业标准。”
程东波经理也提出,冶金渣生产和利用企业不能“闭门造车”,应和同行、科研院校、用户等加强技术交流,共同制订产品的准入标准。研究和实践表明,基于不同处理工艺将产生不同特性的冶金渣,要做好分类管理,因地制宜地拓展冶金渣多种应用途径,有效提高使用量,促进冶金渣资源化利用水平的整体提升。
福建某专业化公司总经理杨圣明提出,目前行业面临的问题,一是产品质量不稳定,二是环保不过关,三是缺乏领军机构,四是需要优惠政策的扶持。他建议废钢协会的冶金渣处理专业委员会能够联合有关部门,牵头制订行业准入标准。同时,呼吁相关企业把冶金渣处理作为一个产业链来看待,在保钢铁生产的同时,推动渣深加工新产品的研发。
综合与会代表的建议,《冶金渣开发利用 “十二五”产业发展规划(讨论稿)》主要内容包括以下几个方面:
一是加强科学规划,加快科研开发,促进产业的科学发展。
如,建议组织完善产业规划、产业政策、结构调整、技术进步、投资管理模式等,将冶金渣综合利用纳入新兴产业“十二五”发展规划。
二是希望国家进一步健全冶金渣的综合利用政策。
如,完善冶金渣资源综合利用的鼓励和扶持政策措施,完善税收优惠政策。把冶金渣加工处理、产品销售和产品应用纳入再生资源优惠产品目录,进一步加大对冶金渣资源综合利用和深加工产业的支持力度。对于冶金渣综合利用要实现有奖有罚,形成对企业的激励机制。
三是改革运营模式,解决资金投入不足的问题。
据了解,目前我国冶金渣处理和运营以两种模式为主,一是由钢铁企业自己投资建设,自己或委托运营。二是由专业化公司投资和运营。钢铁企业长期以来以钢铁生产主体为重,近年来越来越重视冶金渣的处理和资源综合利用,但仍存在渣处理项目资金难落实的情况。近两年国内兴起的冶金渣专业化、规模化开发公司,专业性强、技术先进、管理经验丰富,参与到冶金企业的冶金渣处理和运营,有利于其引进和应用先进工艺设备,有利于终端产品和应用市场多元化发展,有利于保证冶金渣的零排放,是行业发展的重要途径。如中冶建研院在新余、九江、日照等地与企业共建钢渣零排放示范工程,由双方共同出资组建环保资源开发有限公司,不仅取得了显著的经济效益,也推动国内冶金渣利用水平大幅提高。新钢资源公司的邝东林副经理介绍,新余示范基地的制砖生产线二期已建成投产,可消化高炉渣、中铁渣、水渣30万吨。三期正在筹建,投产后将达到60万吨的规模。
该《规划》讨论稿提出,随着我国经济发展方式的转变,低碳经济的发展和资源节约型、环境友好型社会体系建设的加快,冶金渣开发利用产业将在经济环保和社会效益方面发挥更加积极的作用。但冶金渣的开发利用作为一个产业发展,在我国还是近年来的事,政策、技术、市场支撑体系和管理机制都还很薄弱,应当更加受到国家相关政府部门的关注和政策支持。
业内知名专家孙树杉教授提出:“‘十二五’期间,当务之急是推广运用一批先进、成熟、利用量较大的技术,如钢渣热闷工艺技术和钢铁渣复合粉技术,生产资源利用水平高、价值高、生产量大的产品,尽快提高冶金渣的利用水平和利用率。”
李树斌秘书长在会议总结时提出:“这是在关键时刻召开的一次关键会议。在国家发改委正在制订的各行业‘十二五’规划中,冶金渣是其中一项。冶金渣的综合利用、深度加工和高附加值产品研制,以及废钢协会确定的冶金渣零排放目标,也已提上行业发展的重要议程。”