欧盟钢铁工业固废处理技术研究

李胜

摘 要：欧盟为了促进物料回收、循环经济的发展，业内一直在开发相关技术用以处理这些固废。笔者通过调查欧盟钢铁工业处理的发展、现状，重点关注了正在研究和尚未投产的技术，如现有的粉尘、炉渣和污泥等大型固废残渣处理工艺。文章重点介绍了欧盟地区OxyCup竖炉、综合DK回收路线及Befesa Waelz轧制管式炉工艺等现有的先进处理工艺，进一步对比分析了现有的残渣固废处理工艺，并对欧盟钢铁工业固废处理技术进行研究，从而为我国的工业固废处理提出建设性的意见。

关键词：欧盟;钢铁工业;固废;处理

中图分类号：X757 文献标识码：A 文章编号：1674-1064（2021）10-0-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.10.019

欧盟在近十年的快速发展中，无论是技术还是结构调整，都取得了很好的发展。尤其是在钢铁工业方面，该领域的可持续发展以循环经济为核心，各个方面对钢铁行业都非常重要，在欧盟范围内的标准中，确定生产过程中产生的工业副产品或废弃物的状态和处理方式。在废弃物中含有碳，这便意味着若将其用作原材料，则可以减少生产中的碳排放，扩大欧盟对废弃物的回收利用。因此，减少对原材料和能源等一次资源的需求迫在眉睫，该类举动将为钢铁生产企业节省更多的经济成本。为了创建循环经济，欧盟钢铁业界重点关注了相关技术的创新和发展[1]。

1 钢铁工业

1.1早期历程

工业革命使得钢铁行业能够得到可观的发展，在两次世界大战期间，很多军工行业都需要用到钢铁，因此该行业引发了很大的需求量，并有了高速发展。在二战结束后，经济的复苏使得钢铁行业又迎来了一次机会。

1.2 資源禀赋较弱，开启行业自律

地区由于大型焦煤和铁矿山资源的缺乏，导致钢铁行业的原材料大部分由进口来满足需要，使得整体行业的竞争力有所下降。面对激烈的市场竞争，钢铁厂便共同联合，以提高钢铁业在世界上的竞争力。

1.3 需求决定方向，迎来结构性机会

在经济引擎逐步切换的背景下，钢铁产品的需求量也随着各区域GDP的变化而改变。在总量上，消费开始逐步减少，因此使得该行业不得不通过创新来提高自己的研发能力，并维持自己的竞争力，从而在高端产品上占有一席之地[2]。

2 钢铁固废利用概况

2.1 我国钢铁工业固废利用概况

随着我国钢铁工业的不断发展，产能不断增加，环境保护问题引起了人们的重视，并得到社会各界的广泛关注。钢铁工业是一种能源密集型工业，因此在钢铁生产过程中，大量资源被消耗，从而产生了很多固体废弃物，这些物质的产生势必会对环境构成一定的威胁。通过调查可以知道，这些固废主要有高炉渣、钢渣、环境尘泥、自备电厂粉煤灰等，并且这些产物的后期清理存在一些难度，无法实现绿色处理[3]。

目前，我国钢铁工业固废的产生和利用主要呈以下特点：固废产生量大;固废品种多，成分复杂;规范化处置和资源化利用压力较大。党的十八大以来，我国深入实施污染防治计划，推进固废管理进程并迈出了坚实的一步。但我国固废产生强度高，不仅污染了环境，还浪费了资源。“十三五”以来，随着生铁产量的提高，大量固废产生，2018年达到了2.7亿吨。

2.2 欧盟固废利用策略

铁前工序固废。目前，欧盟的大部分钢铁企业在进行完烧结处理后，会产生一些粉尘，之后将返回到烧结机。而该过程产生的废气、灰尘则主要与水泥混合，经过固定处理后进行填埋处理。高炉污泥采用隔膜压滤分离，一部分残渣在带式烧结机上回收，另一部分则进行填埋。

炼钢工序固废。钢包铁水脱硫过程产生的炉渣分离为富铁和贫铁，通常在回收利用细颗粒粉尘或污泥时会出现一些问题。

典型钢铁企业。奥钢联公司的资源利用程度在欧盟钢铁工业中最高，该厂根据操作要求决定产生残渣的利用路径。

3 固废处理工艺

3.1 欧盟钢铁工业残渣固废的典型处理工艺

OxyCup竖炉。德国企业蒂森克虏伯与Küttner公司联合开发了OxyCup工艺，用于熔融还原物料。为了碳砖的硬化，在冷粘结压块处理后，与其他还原材料一起装入竖炉进行反应。炉顶煤气采用洗涤器进行处理，经过团聚体中的锌和碱等成分挥发后，最终富集于滤饼中。

DK工艺。德国DK回收公司与Roheisen股份有限公司合作开发了DK工艺，该工艺在原材料上采用了粉尘、污泥和轧机氧化铁皮，并进行不同的预处理，生产不同等级的生铁，DK工艺拥有2座高炉，其生产的生铁块出售给全球的铸造厂。

Befesa Waelz工艺。全球知名企业Befesa Sociedad Anonima Unipersonal致力于钢铁和镀锌行业的副产品回收，以及铝或含铝残渣的回收。Befesa处理的改良后能耗更低，熔剂用量更少。

3.2 欧盟正在开发的残渣固废处理工艺

综合INDUTECHR/EZINEX工艺概念。欧盟地区已经开发了一些冶金残渣处理技术，但部分技术未进行实际应用。Ferriere Nord工厂开展了由意大利比提尼提名的“综合INDUTECH/EZINEX”工艺的中试试验，该试验主要是现场处理电炉粉尘。该工艺是一个采用氧化锌材料的氯化物浸出的电积系统。

REDSMELTTM/REDIRON。Paul Wurth工程公司开发了REDSMELTTM和REDIRONTM两大工艺，对高炉、转炉和电炉的粉尘和污泥采用转底炉（RHF）和熔化装置进行处理，最后直接还原为铁。

4 欧盟地区钢铁残渣固废处理研究项目的进展

欧盟钢铁企业的资源利用程度很高，所以其将研究焦点放在改进现有残渣处理和利用方式，并开创全新的理念上。为实现循环经济，各个企业致力于提高副产品的回收利用率，从而减少对原材料的需求，并逐步缩小填埋的规模，使得钢铁行业能够可持续发展下去。

综合来讲，地区的高炉渣类型和我国的存在差异，这与两个地方的生产流程有关，我国的高炉渣通常是用于生产水泥的水渣，企业生产的则为干渣，可以用于建筑领域、肥料等。长久以来，欧盟以“零废弃、无填埋”作为目标，不断发展，其精细化管理使得他们在废渣统计上做得越来越精细。加之各类法规相辅相成，再配合可操作性强的评定流程，使得法规能够实施到生产中，真正实现工业固废的循环利用。因此，欧盟出台的一些政策及废渣利用技术，非常值得我国学习和参考。政策制定的标准是钢铁渣能够在生产中继续循环利用的基础，为其投入市场提供了有效保证，并且进一步促进了工业固废的利用。

5 我国钢铁工业固废利用存在的问题及解决措施

5.1 我国钢铁工业固废产生的特点

我国固废的产生，主要有以下几个特点：产生量大;固废种类较多，组成也比较复杂，在不同工序的生产中，铁尘泥的成分不同，钢的成分也有很大的差别。对于我国的工厂来说，在规范化处置方面存在一些压力。

5.2 在固废处理中存在的问题

据统计，我国对于固废处理的重视程度较低，也缺乏一定的管理。在回收利用方面，人员权责不清晰，设备不齐全，底数不清;在固废的利用、回收方面，以及技术能力、过程监管等都需要有所提高。针对这些问题，我国制定了一些政策，比如固废利用产品认证和税费优惠等。但是，这些政策在落地时出现了一些问题，比如企业的积极性不高、固废利用产生的经济效益也不理想等。

此外，由于行业的特殊性，行业交叉性强、固废利用的涉及面广，因此渐渐形成了行业壁垒，导致上下游沟通出现不畅，甚至出现上游固废利用技术与下游重复等。从某种意义上讲，这也是资源浪费，并大大降低了利用效率和效益。

5.3 主要应对措施

提高自我认识，发现不足，不仅要继续实施之前的政策，促进政策落地，还要通过的支持，提高企业在固废利用上的积极性。要推动钢铁企业落实资源环境责任，权责清晰，构建系统的管理机制，从而提高产品的综合竞争力，并进一步提高生态文明水平。

加强管理，细化相关的政策法规，加大企业固废量的计量标准，并不断完善体系，建立全程监控的防控体系。

突出行业标准，使企业朝着高质量的方向发展，全面覆盖各个固废管理环节，不断培训和引导企业进行固废管理利用。同时，加大资源的综合利用率，充分发挥政策实施的增效作用，促进我国钢铁行业的结构调整，为我国的环境生态保护事业作出应有的贡献。

不断鼓励行业技术创新，加大的投资，继续推广新技术、新产品，建立示范性项目。通过采用新技术，一方面可以提高能源利用率;另一方面可以减少环境污染，实现真正的清洁生产。

6 结语

在残渣固废利用方面，欧盟地区的钢铁企业通过技术处理，回收再利用炉渣和污泥等。同时，欧盟正在全面开发创新型工艺。OxyCup工艺通过竖炉还原，回收烧结厂和高炉的锌，最终产品为铸铁。该工艺可用于道路施工，无需巨大的财政投入，不过铁水硫的含量较高。

DK工艺的特征与OxyCup工艺相同，但在生成废物和融合性方面存在一定的差异。该项技术所产生的物料只有极少一部分需要进行填埋处理。

Befesa Waelz工艺采用转底窑炉，利用火法冶金工艺回收锌，原料主要是焦炭、石灰石，最终产品为氧化锌、炉渣。该技术有一个优点：产品在生产出来后可以直接在市场上进行销售，投入使用。但停留在炉渣中，不能进行再次回收。

综上所述，在物料的灵活性上，DK工艺要比OxyCup和Waelz工艺好，因为其进料是粉尘和污泥的混合物;但从循环经济层面来看的话，Waelz工艺则不太被认可，因为该项技术的残渣处理量满足不了生产需要，且产生的炉渣不能得到循环利用。某种程度上讲，这也是对环境的污染，没有更加绿色环保。

参考文献

[1] 徐志强.我国固废资源化的技术及创新发展分析[J].应用能源技术，2021（3）：19-21.

[2] 武華.欧盟钢铁工业固废处理技术进展[N].世界金属导报，2021-01-05（B14）.

[3] 罗晔.欧盟钢铁工业残渣固废处理工艺进展[J].冶金经济与管理，2019（6）：29-34.