寧夏工業(yè)爐渣綜述

寧夏工業(yè)爐渣綜述摘要：簡述了爐渣的產(chǎn)生途徑，爐渣的分類以及區(qū)內(nèi)爐渣現(xiàn)有的爐渣處理和再利用工藝。針對目前區(qū)內(nèi)的處理和再利用工藝，提出評價和改進(jìn)措施，科研人員研究的最新成果和適用性評價。關(guān)鍵詞：工業(yè)爐渣；鎂渣綜合處理與循環(huán)利用技術(shù)；爐渣正文：全區(qū)含煤地層分布面積17000平方公里，占寧夏總面積的四分之一。13個市縣中有10個市縣分布有煤炭資源。在全國14大煤種中，寧夏占有11種，主要分布在寧北賀蘭山煤田和寧東煤田。寧夏的煤炭僅寧東一地探明地質(zhì)儲量就約為273億噸，占寧夏煤炭探明總儲量的87%，相當(dāng)于東北三省煤炭探明儲量的總和。同時，寧夏還探明無污染、無危害、高發(fā)熱量的環(huán)保型煤炭164.5億噸，占全區(qū)累計探明煤炭資源量的54.76%。主要分布在汝箕溝礦區(qū)、碎石井礦區(qū)、鴛鴦湖勘探區(qū)、堿溝山礦區(qū)和馬家灘一萌城礦區(qū)。初步核算，2012年全區(qū)能源消費量為4560.2萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，增長5.7%，單位地區(qū)生產(chǎn)總值能耗下降5.2%。13全年全區(qū)能源消費總量為4850.5萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，比上年增長6.3%。單位地區(qū)生產(chǎn)總值能耗下降3.22%。全年全市能源消費量約892萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤（等價值），比上年增長6.2%，萬元GDP能耗同比下降4.2%。其中，規(guī)模以上工業(yè)能源消費總量787.79萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，增長6.6%，占全社會能源消費量的88.3%；萬元工業(yè)增加值能耗下降8.1%。目前，寧夏工業(yè)爐渣綜合利用率僅為58.5%，歷史堆存量較大，且渣場缺乏統(tǒng)一規(guī)劃。緊靠黃河北岸的寧夏天元錳業(yè)有限公司渣場年產(chǎn)生金屬冶煉廢渣足有100萬噸，且目前還在集中堆放，不但沒有采取任何措施，每年還在以20萬噸的排放量繼續(xù)累積，渣場越來越大。這樣不但很容易造成揚塵“二次污染”，更有可能對我們的“母親河”黃河造成污染。另外，位于中衛(wèi)市的魯西化工化肥公司磷石膏渣場臨時堆存廢渣的問題也十分突出。1爐渣產(chǎn)生途徑和分類1.1爐渣產(chǎn)生途徑爐渣又叫熔渣，是煉鋼過程中產(chǎn)生的。爐渣的主要來源有：1） 由造渣材料或爐料帶入的物質(zhì)。如加入石灰、白云石、螢石等，金屬材料中的泥沙或鐵銹，也將使?fàn)t渣中含有（FeO）、（SiO2）等。這是爐渣的主要來源。2） 元素的氧化產(chǎn)物。含鐵原料中的部分元素如Si、Mn、P、Fe等氧化后生成的氧化物，如Si02、Mn0、Fe0、P205等。3） 爐襯的侵蝕和剝落材料。由于高溫、化學(xué)侵蝕、機械沖刷等方面原因使?fàn)t襯剝落，則耐火材料進(jìn)入渣中。4） 合金元素脫氧產(chǎn)物及爐渣脫硫產(chǎn)物。如用Al脫氧化生成的（Al2O3），用Si脫氧生成的（SiO2），以及脫硫產(chǎn)物（CaS）等。1.2爐渣的分類根據(jù)冶金過程的不同，爐渣可分為熔煉渣、精煉渣、合成渣；根據(jù)爐渣性質(zhì)，有堿性渣、酸性渣和中性渣之分。許多爐渣有重要用處。例如高爐渣可作水泥原料；高磷渣可作肥料；含釩、鈦渣分別可作為提煉釩、鈦的原料等。有些爐渣可用來制爐渣水泥、爐渣磚、爐渣玻璃等。2爐渣的危害和區(qū)內(nèi)目前爐渣處理存在的問題2.1爐渣的危害2.1.1爐渣對土壤的危害爐渣長期露天堆放.其有害成分在地表徑流和雨水的淋溶、滲透作用下通過土壤孔隙向四周和縱深的土壤遷移。在遷移過程中，有害成分要經(jīng)受土壤的吸附和其他爐渣污染爐渣污染用。通常，由于土壤的吸附能力和吸附容量很大，隨著滲濾水的遷移，使有害成分在土壤固相中呈現(xiàn)不同程度的積累，導(dǎo)致土壤成分和結(jié)構(gòu)的改變，植物又是生長在土壤中，間接又對植物產(chǎn)生了污染，有些土地甚至無法耕種。2.1.2爐渣對大氣的污染爐渣中的細(xì)粒、粉末隨風(fēng)揚散；在爐渣運輸及處理過程中缺少相應(yīng)的防護和凈化設(shè)施，釋放有害氣體和粉塵;堆放和填埋的爐渣以及滲入土壤的爐渣，經(jīng)揮發(fā)和反應(yīng)放出有害氣體，都會污染大氣并使大氣質(zhì)量下降。石油化工廠油渣露天堆置，則會有一定數(shù)量的多環(huán)芳烴生成且揮發(fā)進(jìn)入大氣中。2.1.3爐渣對水體的危害如果將爐渣直接排入江、河、湖、海等地，或是露天堆放的爐渣被地表徑流攜帶進(jìn)入水體，或是飄入空中的細(xì)小顆粒，通過降雨的沖洗沉積和凝雨沉積以及重力沉降和十沉積而落入地表水系，水體都可溶解出有害成分，毒害生物，造成水體嚴(yán)重缺氧，富營養(yǎng)化，導(dǎo)致魚類死亡等。2.1.4爐渣對人體的危害人類以大氣、水、土壤為媒介，可以將環(huán)境中的爐渣直接由呼吸道、消化道或皮膚攝入人體，使人致病。2.2區(qū)內(nèi)目前爐渣處理存在的問題2.2.1沒有長遠(yuǎn)的統(tǒng)一規(guī)劃，管理環(huán)節(jié)薄弱有的固體廢棄物資源利用事業(yè)尚未制定一個長期的統(tǒng)一規(guī)劃，各地市在進(jìn)行垃圾處理廠建設(shè)時各行其是，技術(shù)選用不當(dāng)，垃圾處理廠選址、布局不合理或項目建成后不能正常運行的情況時有發(fā)生。已建垃圾處理廠，往往忽視對垃圾處理各個環(huán)節(jié)的管理，特別是垃圾源頭的管理工作。個別垃圾處理廠在日常運行中不按規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和運行程序操作，造成資金浪費及周邊環(huán)境的污染。2.2.2處理技術(shù)落后，無害化處理率低由于缺乏資金投入，固體廢棄物資源利用技術(shù)尚處于初始發(fā)展階段。采用簡易填埋或原始堆放的方式，這些固體廢棄物簡易填埋或露天堆放，造成周邊環(huán)境污染，不僅感觀污染，更嚴(yán)重的是對地下水、農(nóng)田、土壤、大氣的污染。各地都發(fā)生過由于垃圾滲濾液污染農(nóng)田而支付賠償?shù)氖录?寧夏爐渣資源化利用對策3.1新型墻體材料利用攀鋼高爐渣為主要原料研制新型墻體材料，開發(fā)出了空心率為52%的小型礦渣空心砌磚和MU15實心免燒磚?？招钠龃u綜合性能指標(biāo)達(dá)到MU10的水平，實心免燒磚質(zhì)量達(dá)到一級品標(biāo)準(zhǔn)。3.2衛(wèi)生瓷板將液態(tài)攀鋼高爐渣加熱到1500攝氏度，用澆注成型和離心成型法制作了不同外觀的礦渣微品玻璃，用于制備衛(wèi)生瓷板、墻磚、管道等。3.3鍋爐煤渣變成混凝土磚塊燃煤在鍋爐內(nèi)燃燒產(chǎn)生的灰渣，是工業(yè)生產(chǎn)中末端的廢棄物。但是現(xiàn)在可以生產(chǎn)成為磚塊，這種新興的磚塊包括煤渣，煤灰，石礦碎石，水泥，其中大部分為廢棄物，尤其以灰渣的利用率最高。3.4煤渣3.4.1制造砌筑砂漿和墻體材料以煤渣細(xì)粒為主（約占2/3），摻入適量粉煤灰(1/3左右)，另外再加10%左右石灰，3%左右石膏，或加5?10%水泥，拌合后制成砌筑砂漿。3.4.2作水泥混合材料煤渣為燒結(jié)火山灰質(zhì)材料，磨細(xì)后仍具有水硬膠凝性能，可同水泥熟料、水泥或同石灰和石膏等配制加工成少熟料或無熟料的水泥，其強度可達(dá)225?325號。3.4.3作輕混凝土骨料一般鍋爐煤渣或火力發(fā)電廠水淬液態(tài)渣經(jīng)破碎、調(diào)整級配后，可作輕混凝土骨料，配制容重低于1800公斤/米3的輕混凝土。還可作瀝青混凝土骨料。3.4.4制備混凝土骨料用高爐渣作原料，進(jìn)行了轉(zhuǎn)鼓法干料化制砂作混凝土骨料的研究，用攀鋼水淬高爐渣代替天然砂配制混凝土和砂漿的試驗，都表明粒化渣砂可以代替河砂使用。3.5新方法研究由寧夏惠冶鎂業(yè)集團有限公司、北方民族大學(xué)、北京鋼鐵研究總院與瑞典呂勒歐(Lule)科技大學(xué)合作承擔(dān)的的國家國際科技合作計劃專題項目“鎂渣綜合處理與循環(huán)利用技術(shù)合作研究”取得突破性進(jìn)展。目前，已完成無氟礦化劑煉鎂實驗、鎂渣粉化防治實驗等主要研究內(nèi)容，篩選出9種鎂渣穩(wěn)定劑和新型無氟礦化劑，申請發(fā)明專利1項。該項目針對國內(nèi)皮江法煉鎂工藝還原渣利用率低、廢渣含氧高以及廢料污染環(huán)境等亟待解決的問題，利用呂勒歐科技大學(xué)礦物金屬回收循環(huán)研究中心廢渣處理方面的最新技術(shù)和鋼鐵研究總院連鑄保護渣、轉(zhuǎn)爐煉鋼造渣劑方面的科技成果，產(chǎn)學(xué)研結(jié)合開展無氟礦化劑研制、降低煉鎂粉塵散發(fā)量關(guān)鍵技術(shù)、無氟鎂渣作為鋼鐵冶煉保護劑和建材原料等研究，實現(xiàn)鎂渣的資源化處理和循環(huán)利用，促進(jìn)煉鎂、煉鋼和建材工業(yè)的綠色生產(chǎn)和節(jié)能減排。使用該新型無氟礦化劑煉鎂產(chǎn)生的鎂渣，在不改變原有工藝、鎂的產(chǎn)出率不變的同時消除了含氟物的排放，鎂渣活性高，細(xì)粉含量低，便于在建材、水泥方面等領(lǐng)域推廣應(yīng)用。下一步，項目組將主要開展改質(zhì)鎂渣在電爐及其它煉鋼過程中作為渣料的研究(渣料量約為鋼產(chǎn)量的3-5%，需求巨大)，減少煉鋼過程自然造渣料的使用量和CO2排放，并降低煉鋼成本。參考文獻(xiàn)：[1]于翠蘭，郭心明.對包鋼高爐渣綜合利用的思考[J].包鋼科技.2011(02)“攀鋼高鈦型高爐渣高效綜合利用一一年處理1000噸級擴大試驗”項目通過論證[J].四川冶金.2003(02)張朝暉，莫濤.高爐渣綜合利用技術(shù)的發(fā)展[J].中