1、摘要通過對攀鋼本部及其西昌公司在生產中所產生的鋼鐵冶煉二次資源進行分類并分析其產生途徑和化學成分，結合冶輔分公司生產冶金輔料的經驗以及瑞海冶金材料分公司項目初設，對如何將鋼鐵冶煉二次資源應用到冶金輔料的生產中進行了闡述，并提出如何更加合理的應用這些二次資源，比如說利用這些二次資源生產新型造渣劑、終渣調整劑以及提釩冷固球團等。對鋼鐵冶煉二次資源的利用是所有鋼鐵企業所共同關注的問題，也是我們瑞海冶金材料分公司所重視的問題，回收利用好這些二次資源，不但大大節約了生產成本，提高了經濟效益，也為環境的保護做出了巨大的貢獻關鍵詞：二次資源；冶金輔料；造渣劑；環境保護目錄第一章 緒論11.1 鋼鐵冶煉二次資

2、源概述11.2 攀鋼鋼鐵冶煉二次資源概況11.3 可應用于冶金輔料生產的鋼鐵冶煉二次資源11.3.1 可應用于冶金輔料生產的二次資源的產生途徑21.3.1.1 氧化鐵皮的產生途徑21.3.1.2 污泥、油泥的產生途徑21.3.1.3 除塵灰的產生途徑21.3.1.4 廢舊耐火材料21.3.2 可應用于冶金輔料生產的二次資源的具體分類及化學成分31.3.2.1 氧化鐵皮的分類和主要化學成分31.3.2.2 污泥、油泥的分類和主要化學成分31.3.2.3 各類除塵灰的分類和主要化學成分31.3.2.4 廢舊耐火材料的分類和主要化學成分41.4 小結5第二章 對攀鋼及其西昌公司所產生的二次資源的應用

3、62.1 氧化鐵皮的應用62.2 污泥、油泥的應用62.2.1 煉鋼污泥的應用62.2.2 提釩污泥和油泥的應用72.3 除塵灰的應用72.3.1 煉鐵除塵灰和提礬轉爐除塵灰的應用72.3.2 煉鋼除塵灰和廠房無組織排放灰塵的應用72.4 廢舊耐火材料的應用82.5 小結10第三章 總結11參考文獻12瑞海大學生見習論文第一章 緒論1.1 鋼鐵冶煉二次資源概述隨著國家經濟的高速增長，資源環境約束的矛盾日益突出，環境保護面臨嚴峻的挑戰，鋼鐵工業是我國國民經濟的基礎產業，鋼鐵用量占結構材料用量的80%90%，在社會經濟發展中占重要的地位，但是過去我國鋼鐵工業的發展是粗放型，資源、能源消耗非常高，污

4、染也相當嚴重。鋼鐵工業生產的主要特點是工序多、流程長、設備規模大、資源密集、能源消耗大、環境污染嚴重1。而且生產過程中會產生大量的二次資源，例如：氧化鐵皮、各類污泥、各類除塵灰、廢舊耐火材料、鋼渣、鐵渣等。這些二次資源若直接排放不僅能給環境造成重大的污染，也會造成資源的極度浪費，因此對這些二次資源的回收利用已經成為所有鋼鐵行業共同關注的問題。1.2 攀鋼鋼鐵冶煉二次資源概況攀鋼本部目前綜合生產規模（2007年）大概為年產鋼664萬噸、生鐵659萬噸、鋼材612萬噸，攀鋼西昌釩鈦資源綜合利用項目設計綜合生產規模（一期）為年產鐵422.6萬噸，鋼380.9萬噸，鋼材370.2萬噸。這么大規模的鋼鐵

5、產量，在生產過程中必然會產生大量的二次資源，對于這些二次資源的利用值得我們重視。根據冶輔分公司和攀鋼多年的合作以及冶輔分公司多年開發冶金輔料的經驗，西昌冶金材料分公司準備將攀鋼西昌釩鈦資源綜合利用項目所產生的二次資源加以利用進行冶金輔料的開發。攀鋼西昌釩鈦資源綜合利用項目所產生的幾種具有代表性鋼鐵冶煉二次資源量大致如表1-1。表1-1 攀鋼西昌釩鈦資源綜合利用項目所產生的鋼鐵冶煉二次資源量（部分）資源名稱氧化鐵皮污泥、油泥瓦斯灰（泥）各類除塵灰廢舊耐火材料產量/萬噸/年7.41.08.019.83.21.3 可應用于冶金輔料生產的鋼鐵冶煉二次資源鋼鐵冶煉二次資源種類很多，其中只有一部分可以用于

6、冶金輔料的生產，還有一部分用于其他用途。其中可用于生產冶金輔料的鋼鐵冶煉二次資源主要有四大類，分別是氧化鐵皮、各類污泥、各類除塵灰以及廢舊耐火材料。1.3.1 可應用于冶金輔料生產的二次資源的產生途徑1.3.1.1 氧化鐵皮的產生途徑氧化鐵皮的形成過程也是氧和鐵兩種元素的擴散過程，氧由表面向鐵的內部擴散，而鐵則向外部擴散。外層氧的濃度大，鐵的濃度小，生成鐵的高價氧化物；內層鐵的濃度大，而氧的濃度小，生成氧的低價氧化物。氧化鐵皮的結構是分層的，一般氧化鐵皮的層次有三層：最外一層為Fe2O3，約占整個氧化鐵皮厚度的10%，其性質是：細膩有光澤、松脆、易脫落，并且有阻止內部繼續劇烈氧化的作用；第二層

7、是Fe2O3和FeO的混合體，通常寫成Fe3O4，約占全部厚度的50%；與金屬本體相連的第三層是FeO，約占氧化鐵皮厚度的40%，FeO的性質發粘，粘到鋼料上不易除掉2。在連鑄軋鋼過程中，鋼材料表面的的氧化鐵皮經機械或水力作用脫落，落入鐵皮溝內經水沖至沉淀池，撈出后運至料場堆存，再經篩分后可予以利用。我國的氧化鐵皮平均產出量為20kg/t鋼材3，按照攀鋼西昌釩鈦資源綜合利用項目的鋼材產量可以估算出每年該項目能產生軋鋼氧化鐵皮7.4萬噸左右。1.3.1.2 污泥、油泥的產生途徑煉鋼污泥是煉鋼濕法除塵的產品，其產量較大，含鐵高，有害雜質少，并含有相當數量的氧化鈣等堿性氧化物。煉鋼污泥粒度細，小于0

8、.074mm粒級在90%以上，故而脫水困難。污泥品位高，堿性物含量也高，污泥質量分數20%以下時，靜置3h無沉淀；質量分數在50%65%時，粘度大脫水困難4,5。提釩污泥是轉爐提釩時，一次除塵煙塵濕法冷卻后形成的含鐵泥塵。基本的物理特性和煉鋼污泥相似。熱軋冷卻系統的水中含有較多的潤滑油脂，粗、細氧化鐵皮、泥砂等雜質。由于熱軋過程中產生的氧化鐵皮顆粒較細，油與金屬顆粒以及泥砂等雜質粘合在一起，形成了具有較大粘性的油泥。1.3.1.3 除塵灰的產生途徑工業生產中排放的大氣污染物經過一定的除塵設備的處理，大部分顆粒廢物經收集得到飛灰6。其成分于所收集的顆粒物氣體有關，鋼鐵企業會產生大量的各類除塵灰，

9、一般都有很好的利用價值。1.3.1.4 廢舊耐火材料耐火材料是鋼鐵冶金行業的重要輔助材料，在鋼鐵企業有著廣泛的應用。鋼鐵行業每年消耗大量的耐火材料，同時也會產生大量的廢舊耐火材料，廢舊耐火材料的回收循環利用是我們急需解決的一個問題。煉鋼過程中使用的耐火材料是有使用期限的，當這些耐火材料到達使用期限后，就成了廢舊耐火材料，廢舊耐火材料的可利用價值非常高，值得我們重視。1.3.2 可應用于冶金輔料生產的二次資源的具體分類及化學成分下面我們詳細介紹一下能作為冶金輔料生產原料的鋼鐵冶煉二次資源的分類及其化學成分。1.3.2.1 氧化鐵皮的分類和主要化學成分攀鋼以及攀鋼西昌釩鈦資源綜合利用項目在鋼鐵冶煉

10、過程中產生的氧化鐵皮主要有軋鋼氧化鐵皮和煉鋼氧化鐵皮兩種。X射線衍射物相分析表明，在氧化鐵皮物相中浮氏體約占50%，其余為磁鐵礦和-赤鐵礦。鋼料氧化后在掃描電鏡觀察下可以看出鋼料表面氧化鐵皮呈多孔結構，浮氏體出現在貼近鋼料一面，其最外層-赤鐵礦，兩層間是磁鐵礦7。軋鋼、煉鋼氧化鐵皮的主要化學成分如表1-2。表1-2 軋鋼氧化鐵皮的主要化學成分8二次資源名稱化學成分/%TFeMFeCaOSiO2軋鋼氧化鐵皮68.1474.171.000.50.770.561.95煉鋼氧化鐵皮60.3665.745.004.287.323.575.461.3.2.2 污泥、油泥的分類和主要化學成分攀鋼生產所產生的

11、污泥、油泥主要分為煉鋼污泥、提礬污泥和油泥三類。目前攀鋼西昌釩鈦資源綜合利用項目一起產生少量的污泥，基本沒有油泥。污泥、油泥的主要化學成分如表1-3。表1-3 煉鋼污泥的主要化學成分8二次資源名稱化學成分/%TFeMFeCaOSiO2煉鋼污泥42.9147.601.0012.0623.873.404.81提釩污泥66.9085.083.7947.690.501.021.162.50油泥51.4772.95<0.500.502.481.012.351.3.2.3 各類除塵灰的分類和主要化學成分攀鋼以及攀鋼西昌釩鈦資源綜合利用項目在鋼鐵冶煉所產生的除塵灰主要分為：鐵水罐除塵灰，煉鐵其他除塵灰

12、，煉鋼高鈣除塵灰，煉鋼轉爐除塵灰，提礬轉爐除塵灰及提礬、煉鋼廠房內無組織排放灰塵。其主要主要化學成分如表1-4。表1-4 各類除塵灰的的主要化學成分8資源名稱主要成分/%TFeCaOSiO2鐵水罐除塵灰67.631.331.08煉鐵其它除塵灰36.887.857.98煉鋼高鈣除塵灰4.4557.85CaO：8.9740.32MgO：15181.3813.76煉鋼轉爐除塵灰35.856.87.2提釩轉爐除塵灰57.040.937.4提釩、煉鋼廠房內無組織排放灰塵17.1657.126.1017.143.268.321.3.2.4 廢舊耐火材料的分類和主要化學成分鋼鐵冶金行業需要的耐火材料種類非常

13、多，因此所產生的廢舊耐火材料的種類也很多，廢舊耐火材料的化學成分和未使用之前是有很大區別的，而且同一種耐火材料由于早不同的生產環境下使用，其廢棄之后的成分也會有所區別，所以說廢舊耐火材料的化學成分是不穩定的。下面列出攀鋼以及攀鋼西昌公司一些常見的廢舊耐火材料及其化學成分，如表1-5。表1-5 常見廢舊耐火材料的種類及其主要化學成分9資源名稱主要成分/MgO%其他成分（%）鎂碳磚6570C：814白鎂磚8588鋼包鎂磚5560Al2O3：1520擋渣墻7075廢干式振動料5565CaO：46 SiO2：812鎂鉻磚5560滑板、水口、塞棒Al2O3：6575釩制品廠打結料6570CaO：24 S

14、iO2：461.4 小結目前國內鋼鐵行業生產過程中產生的二次資源數量非常龐大，如果這些二次資源不能有效地加以利用就會成為危害我們賴以生存的自然環境，成為我們的社會的負擔；如果我們能過找到一個有效而且徹底利用這些二次資源的途徑，不僅能夠給我們帶來巨大的經濟效益，而且還可以解決環境污染的問題；對于鋼鐵冶煉二次資源的有效合理利用已經成為需要整個鋼鐵冶金行業共同解決的問題。通過前面對攀鋼西昌釩鈦資源綜合利用項目可能產生的一些可利用的二次資源的細致分析，有一部分二次資源可以利用到冶金輔料的生產中，例如氧化鐵皮、污泥、油泥、除塵灰和廢舊耐火材料等，怎樣合理的將這些二次資源應用到冶金輔料的生產中，接下來我們

15、做進一步的探討。第二章 對攀鋼及其西昌公司所產生的二次資源的應用2.1 氧化鐵皮的應用由于氧化鐵皮粒度較大（05mm），因此不能直接分選金屬鐵粉，如果要選金屬鐵粉則必須先進行烘干、細磨處理，但其硬度相對較高，需要特殊的磨礦設備才能處理，成本較高。氧化鐵皮還可以做還原鐵粉和磁性材料。由表1-2和可以看出，氧化鐵皮TFe、CaO、SiO2等主要成分相對穩定，且TFe含量較高，CaO和SiO2含量較低，目前冶輔公司利用該類資源配加鐵精礦及結合劑生產提釩冷固球團。由于該類資源豐富，提釩轉爐對提釩冷固球團的需求量與資源量接近持平，預計在西昌新基地也用于加工提釩冷固球團。生產提礬冷固球團原料中氧化鐵皮大概

16、占37.5%。提釩冷固球團的生產工藝如圖2-1。原料檢測入料倉配料攪拌混合壓球篩分冷固篩分成品倉篩分發貨圖2-1提釩冷固球團生產工藝102.2 污泥、油泥的應用2.2.1 煉鋼污泥的應用煉鋼污泥能夠選金屬鐵粉和做還原鐵粉，但不能做磁性材料，因為其含有較高的非鐵氧化物（CaO等）不好處理。此外冶輔公司所拉來的煉鋼污泥是經過合金分公司富集鐵粉后的尾料，含鐵量相對較低，從表1-3可看出其TFe為42.9147.6%，MFe為1.00%。（1）由表1-3可知煉鋼污泥的化學成分，直接添加結合劑可用于生產煉鋼污泥球，能達到產品TFe40.00%、SiO215.00%的要求，目前冶輔分公司本部年產煉鋼污泥球

17、2萬噸。（2）煉鋼污泥加上一定量的石英砂，錳礦，結合劑（水泥）可用于生產WN型造渣劑，其中需要煉鋼污泥大概19%。WN型造渣劑在煉鋼中能夠起到造渣、護爐的作用。（3）煉鋼污泥加以一定量的其他原料能夠生產終渣調整劑，其中大概需要煉鋼污泥10%。終渣調整劑有調整終渣成分和濺渣護爐的作用。WN型造渣劑和終渣調整劑生產工藝如圖2-2。原料檢測入料倉配料攪拌混合壓球篩分干燥篩分成品倉篩分發貨010mm返料010mm返料圖2-2 WN型造渣劑和終渣調整劑生產工藝10把煉鋼污泥用來生產這些冶金輔料不但解決了煉鋼污泥廢棄污染環境的問題，而且生產出來的產品能夠很好的輔助鋼鐵的冶煉，提高了資源的利用率。冶輔分公司

18、對煉鋼污泥的綜合利用效果顯著，預計在西昌新基地也用于生產煉鋼污泥球團、WN型造渣劑和終渣調整劑。2.2.2 提釩污泥和油泥的應用由表1-3可以看出提釩污泥和油泥的主要化學成分（TFe、CaO、SiO2）相對穩定，TFe含量較高，CaO和SiO2含量較低，可配加鐵精礦及結合劑生產提釩冷固球團。生產工藝見圖2-1。但是攀鋼西昌釩鈦資源綜合利用項目基本沒有油泥，所以說冶金材料分公司基本不予考慮。2.3 除塵灰的應用2.3.1 煉鐵除塵灰和提礬轉爐除塵灰的應用有表1-4可以看出，鐵水罐除塵灰和提釩轉爐除塵灰中TFe含量較高，而且主要的化學成分的含量基本穩定，符合生產提釩冷固球團的要求，可用來加入鐵精礦

19、及結合劑生產提釩冷固球團，這類除塵會在提釩冷固球團的生產原料中大概占到25%。預計在西昌新基地這類除塵灰用于加工提釩冷固球團。鐵水罐除塵灰以及其他煉鐵除塵灰還可以由冶金材料分公司來生產瓦斯泥小球用于返回燒結，不過這種返回燒結的直接循環利用的方法會造成二次污染，不是最好的利用途徑。2.3.2 煉鋼除塵灰和廠房無組織排放灰塵的應用煉鋼高鈣除塵灰、煉鋼轉爐除塵灰、提釩煉鋼廠房內無組織排放灰塵，這部分資源的產量比較大，各收塵點之間成分波動較大。此類資源中地下料倉高鈣除塵灰量最大，TFe含量低，CaO、MgO含量高，其他成分相對穩定，冶輔分公司已利用該除塵灰開發出終渣調整劑和脫硫渣調整劑；其他如煉鋼轉爐

20、除塵灰、提釩煉鋼廠房內無組織排放灰塵等資源目前利用較少，從檢測結果分析來看其中部分高鈣資源可作為終渣調整劑和脫硫渣調整劑生產原料。終渣調整劑的生產工藝如圖2-2，脫硫渣調整劑生產工藝如圖2-3。原料入場原料檢測原料入庫入料倉配料攪拌混合定量包裝產品入庫圖2-3 脫硫渣調整劑生產工藝10預計在西昌新基地主要也是利用這類除塵灰生產中調整劑和脫硫渣調整劑，若半金屬化球團試驗成功，部分高鐵除塵灰也可用于生產半金屬化球團。2.4 廢舊耐火材料的應用廢舊的耐火材料成分相對復雜，要想合理的回收利用，要對其成分有細致的了解，并且將其中的不同的成分進行分離，利用不同的途徑進行回收利用。下面我們先了解一下首鋼回收

21、利用廢舊耐火材料的工藝。具體工藝流程為：廢棄耐火材料經過集中收集，分選和切割，分為變質層和原生層兩部分，其中變質層主要由亞鐵侵蝕造成，在變質層表面含有一定量的磁性鐵，經過破碎和磁選可以將含鐵物質分離出來，分離的含鐵顆粒可以作為燒結配料使用，不含鐵顆粒可以進入煉鋼造渣劑配料使用。原生層經過分選后，將鎂碳、鎂鋁碳、鋁碳等材料分開，經過分級破碎后，將不同粒級的顆粒作為耐火材料配料使用。一些高檔次耐火材料，例如水口、滑板、塞棒等材料，可以經過修補后繼續使用，也可以采用降級使用的方式回收利用。圖2-4是具體的工藝流程圖。廢舊耐火材料變質層原生層含鐵廢料不含鐵廢料破碎磁選鎂碳鎂鋁碳··

22、·鋁碳分級破碎耐火材料骨料燒結煉鋼造渣劑等分選切割圖2-4 廢舊耐火材料再利用工藝圖11該回收工藝有如下優點：（1）體現了循環經濟概念，本工藝處理的是鋼鐵企業生產過程中產生的廢棄耐火材料，產品基本上全部回收利用，實現了廢棄物的零排放；（2）工藝處理能力靈活，根據鋼鐵企業鋼鐵產量、產品結構、耐火材料壽命變化，可以靈活調整工藝設備配置和處理能力；（3）經濟效益高，本工藝利用的是廢棄的耐火材料，經過加工處理后，生產的產品多為高附加值產品，在當前資源、能源緊張的市場條件下，具有很高的經濟效益11。目前來說，冶輔分公司本部對廢舊耐火材料回收利用的工藝還相對簡單，不夠成熟，回收率還不夠高，這是我

23、們需要改進的地方，應該多多向這方面技術比較先進的企業進行學習，冶金材料分公司在建設過程中需要進行一定的改進。下面介紹一下冶輔分公司本部對廢舊耐火材料的利用情況。鎂碳磚、鋼包鎂磚、廢干式振動料、釩制品廠打結料MgO含量較穩定，目前冶輔分公司對這部分資源回收加工后用于生產終渣調整劑（生產工藝見圖2-2），能夠滿足產品要求。白鎂磚、擋渣墻、釩制品廠打結料MgO含量較穩定，目前冶輔分公司對這部份資源回收加工后用于生產干式振動料，能達到產品各項指標要求。鎂鉻磚，目前回收加工后主要用于生產鎂質搗打料、打結料、澆注料等，效果良好。滑板、水口、塞棒等鋁質材料經回收加工后用于生產鐵水罐底澆注料、鋼包永久層澆注料

24、、鋼包渣線噴補料、脫硫渣調整劑，產品效果穩定且良好。釩制品廠打結料，鎂含量較穩定，目前回收加工后也用于生產鎂質噴補料，能滿足產品各項指標要求9。以上是冶輔分公司對這些廢舊耐火材料的利用途徑，預計西昌基地所產生的這些廢舊耐火材料也會通過這些途徑加以回收利用。2.5 小結鋼鐵冶煉所產生的二次資源雖然說是鋼鐵冶煉過程中所產生的廢棄物，但是我們只要能找到合適的處理、利用途徑，它們就能變廢為寶，為我們創造經濟價值。對于這些二次資源的利用來說，處理工藝是回收利用的關鍵，通過對處理工藝的不斷改進，減少污染，提高二次資源的利用率，減少生產成本，提高經濟效益，是需要我們努力的方向。第三章 總結鋼鐵工業是國民經濟

25、的基礎產業，是實現我國全面建設小康社會和經濟社會可持續發展的重要物質保障。目前能源緊張和環境惡化已成為全球關注的熱點，我國經濟建設在取得巨大成就的同時，經濟發展和資源環境的矛盾也日益突出。因此研究新工藝、新技術，提高資源利用率降低生產成本勢在必行。不同的工業部門可持續發展可能具有不同的內容，但對所有工業部門都要求最大限度實現零排放和零廢料。所以建立副產品協同作用理念12，使一個工業部門的廢料成為另一個工業部門的原料，然后通過綜合利用途徑可達到節約資源、保護資源環境的目的。鋼鐵冶煉產生的大量的二次資源，對這些二次資源的開發利用是急需我們去解決的問題，冶輔分公司采用攀鋼所產生的一些二次資源進行冶金輔料的生產就很好的體現了副產品協同作用的理念，攀鋼所產生的廢料，冶輔分公司用來作為生產冶金輔料的原料。不過我們在這方面的處理、利用的技術上和國內先進指標相比，還有一定的差距，這是需要我們去改進的地方。比如說前面所提到的首鋼對廢舊耐火材料回收的