首钢京唐公司无废生产模式引领绿色制造 工业三废处理技术揭秘

一座搬迁钢厂一直追求对绿色制造发展趋势的引领和示范

“无废”钢厂是怎样炼成的

近日，在首钢京唐公司的锌资源循环产线，工作人员正在对设备的运行情况进行检查。这是本报记者王育民所拍摄的场景。

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近日，首钢京唐钢铁联合有限责任公司（以下简称“首钢京唐公司”）的“无废”生产模式被工业和信息化部、生态环境部评定为“无废企业”典型案例。该公司成为全省唯一一个入选的钢铁企业案例。

“无废”的概念起初仅局限于对固体废物的减排、处置以及利用等方面。然而在首钢京唐公司，“无废”在绿色生产的各个环节都有体现，涵盖了固体废物、废气以及废水等内容。

“工业三废”在首钢京唐公司是如何“消失不见”的呢？在废物处置过程中运用了哪些先进技术？经过处理后的废物最终去往了哪里？日前，记者来到这家“无废”钢厂，想要一探究竟。

能减的减

在源头上实现减排降碳

秋季的渤海湾，碧空如洗。

蓝是渤海湾的主色调，同时也是渤海湾畔首钢京唐公司厂区最为醒目的颜色。在该厂区，许多建筑物都顶着天蓝色的“帽子”。

眼见为蓝，但绿才是这里的底色。

这些“蓝帽子”的下方，存在着一个个封闭料场。从原料的运输这个环节开始，我们就已经开启了洁净生产。9 月 30 日，在首钢京唐公司的厂区里，公司环境保护处的综合主管兼计划管理魏金梅进行了介绍。

魏金梅认为，作为“无废”钢厂，需要在源头上达成减排降碳的目标，要将能够减少的部分尽量减少。在这当中，重点要做好无组织排放以及有组织排放这两个方面的治理工作。

原料在堆积、装卸以及传送等环节产生的排放，被称作无组织排放。与有组织排放相比较而言，它具备这样一些特点：排放源的数量较多，阵发性的特征较为强烈，分布较为分散，单个排放源的规模较小，但总体的排放量却很大。

在无组织排放治理领域，首钢京唐公司做得很到位：全面开展了料场封闭项目，将原燃料及固废物资的装卸和堆存过程中的无组织排放问题彻底解决了；建成了 20 个总贮存能力为 14 万吨的烧结矿筒仓，使烧结矿落地的情况得以杜绝；拥有 554 条上料、返矿、物料输送皮带，完全能够满足厂内大宗物料、返矿、返焦等进行密闭输送的需求……

治理生产环节产生的有组织排放，更是不能含糊。

在首钢京唐公司冷轧作业部的高强镀锌板成品库中，一卷卷打包好的钢卷被装载上车。公司能源技术运行中心的碳排放与能评管理高赫岐感到十分自豪，他说：“这些制造高端汽车、家电的钢材，其原料有 50%是废钢。”

高赫岐介绍，废钢是一种载能资源。废钢在炼钢过程中的占比增加，一方面能节约大量的焦炭和原煤；另一方面，还有助于降低生产过程中的碳排放和废水排放。研究表明，每使用 1 吨废钢，能够节约 0.4 吨焦炭或者 1 吨左右的原煤，并且比用铁水节能 60%、节水 40%。

2023 年开始后，在确保产品质量的情况下，首钢京唐公司将目标对准大废钢比连续生产并持续进行攻关。今年上半年，该公司顺利完成了 50%大废钢比的 7 炉连浇生产，在低碳炼钢技术方面取得了新的进展。

废钢比上去了，碳排放较高的炼铁环节也在不断优化工艺。

首钢京唐公司拥有 3 台 504 平方米的球团带式焙烧机以及 2 台 500 平方米的烧结机，并且还配套有 3 座 5500 立方米的高炉……该公司独创了 55%以上比例的高球团冶炼技术，使得废渣得以大大降低，碳排放量也显著减少。

高比例球团冶炼技术的目的在于改善高炉的“饮食结构”。高赫岐进行了一个比方，高炉“吃进去”的是铁矿石，而“产出来”的是铁水。球团易于“消化”和“吸收”，若按照 55%的比例来计算，每炼一吨铁水，碳排放量就能够降低 10%。

改良配餐还不行，首钢京唐公司为高炉采取了新举措，即开发高富氧冶炼技术，将更多氧气吹入高炉内部，就如同给高炉吃了“健胃消食片”一样，帮助高炉能更充分地“消化吸收”。如此一来，二氧化碳年排放量能够进一步降低。

钢铁企业方面，减排降碳始终在进行中。从北京的石景山到河北的曹妃甸，首钢所完成的不只是一座钢厂的迁移，还对绿色制造的发展趋势起到了引领作用，同时也是一种示范。

公司在建厂之初，所采用的环保标准比当时的国标要高很多。之后，随着环保要求越来越严格，公司把污染物排放量的控制线再次往下调了。并且，环保技术改造升级一直在持续进行着。魏金梅说道。

首钢京唐公司完成了 2000 多项治理工作，累计投入 42 亿元环保治理资金。如今，该公司的高炉渣比从 290kg/t 降低到 222kg/t 以下，除尘灰以及颗粒物的排放降低了 20%，并且获得了国家级“绿色工厂”以及河北省钢铁长流程环保绩效 A 级企业的称号。

能“吃”的“吃”

创新技术工艺让废弃物循环起来

行走在首钢京唐公司厂区，印象最深的便是各式腾空而架的管线。

首钢京唐公司能源与环境部部长陈恩军表示：这些有的属于物料运输连廊，有的属于资源循环利用的通道。

超低排放和“零排放”并不等同。对于在生产过程中不可避免会产生的废弃物，应该如何进行处置呢？

首钢京唐公司的答案是：能“吃”的“吃”。

陈恩军认为“废弃物是放错地方的资源”。基于这一理念，他们对技术工艺进行创新，使废弃物能够实现循环，把废弃物中有用的元素提取出来，做到将其“吃干榨净”。

在炼钢工序里，石灰有着为钢水进行脱硫以及脱磷的重要作用，是不可或缺的。可是，在这一处理过程当中会生成大量的二氧化碳。

首钢京唐公司进行了变废为宝的举措，建设了全国首例白灰窑尾气二氧化碳回收项目，并且将回收的二氧化碳运用到了转炉吹炼之中。

过去转炉吹炼使用的是氮气或氩气，然而其效果比不上使用二氧化碳。陈恩军表示，钢水中含有一定量的碳元素，而二氧化碳能够与钢水中的碳元素发生化学反应，从而使钢水更加纯净。

在首钢京唐公司的办公区，摆放着一款瓶装饮用水，它名为“海澄露”。喝上一口，能感受到那甘洌清甜的味道。再查看瓶身，会发现其水源竟然是渤海海水。

这款饮用水是通过海水淡化得来的。它已经通过了国家机构的检测。我们的职工在日常中都在饮用这款水。陈恩军表示。

大家都知道，钢铁企业属于用水较多的企业。每生产 1 吨钢大概需要耗费 3 吨淡水。

首钢京唐公司通过吹沙造地建成了厂区。这里没有地下水源，同时也没有完备的地表水输送系统。那么，炼钢用水究竟从何处而来呢？

面朝大海，就需要淡化海水。首钢京唐公司的海水淡化工程和主体工程几乎是同时开始动工的。

如今，首钢京唐公司的工业用水，有七成是来自海水淡化的。并且，每年能够节约 2600 万吨的地表水。

焦化是一个用水环节，冷轧是另一个用水环节。这两大用水环节产生的废水，由于水质较为复杂，所以处理起来难度比较大。

我们运用“分质处理、分质回用”这样的方式，同时配套构建了焦化废水处理站、冷轧废水处理站以及综合污水处理站，达成了工业废水全部能够高效回用的目标。陈恩军表示。

焦化废水采用双膜法进行深度处理，处理后的淡水被用于循环冷却水系统，达标排放的尾水则被用于烧结混料和炼铁冲渣。冷轧废水经过处理后，由于其含盐量低，采用耦合式盐平衡的方式将其全部回收利用，从而实现了全流程废水零排放。

首钢京唐公司的水资源有其“小循环”，并且融入了“燃—热—电—水—盐”的能源利用“大循环”。

陈恩军介绍，公司的海水淡化项目运用了热法海水淡化技术。该项目运行所使用的电能是由汽轮机发电提供的。推动汽轮机运转的，是冶金工序中燃气燃烧所产生的高温烟气。与此同时，热法海水淡化产生的一次浓盐水，成为了下游膜法海水淡化装置的原料水，能够被再次利用。

在这个“大循环”中，综合能源转化效率达81.5%。

废水零排放，固废“不出厂”。

钢铁企业面临钢渣处理这一难题，通常会将钢渣堆放在一角，如同将其打入“冷宫”一般。然而，首钢京唐公司却看中了钢渣里丰富的铁元素。

我们建成了钢渣辊压热闷产线。这条产线的作用相当于把钢渣碾碎后放进“高压锅”里进行处理，使其变成更细小的颗粒。然后通过类似“吸铁石”的设备将里面的铁挑选出来，这些挑选出的铁可以用于转炉炼钢。

锅炉渣、工业污泥、脱硫灰、粉煤灰、除尘灰、钢渣、水渣等。首钢京唐公司依据工业固废的特点与用途，按照“依法合规、全量处置、效益最大”的原则，已构建起固体废物梯级利用体系。此体系实现了钢铁企业固体废物的全量处置，能够将钢铁企业的工业固体废物全部纳入厂内工业原料制造单元进行消纳，助力企业实现资源增值、产业融合以及协同降碳。

目前，首钢京唐公司每年能够消纳 100 余万吨的固废。在这些固废中，含铁类固废和含钙类固废都实现了 100%的消纳。含碳类固废在高炉喷吹环节实现了 100%的循环利用。并且，在烧结工序中，配加固废的比例达到了 12%。

能卖的卖

将各种废弃物“点废成金”

钢企不仅售卖钢材，还售卖乙醇和饲料蛋白。这种“不专注于本业”的行为，在首钢京唐公司已经是习以为常的事情了。

首钢京唐公司厂区内，有 6 个罐体。这 6 个罐体十分巨大。它们看着与钢铁冶炼的场景不太相符。

首钢京唐公司循环经济中心研发管理室主任程峥明说道。

首钢朗泽依托研发的气体生物发酵技术，利用首钢京唐公司冶金产生的尾气，把一氧化碳转化为燃料乙醇和饲料蛋白，且这些产品具有高附加值。

首钢京唐公司已经进入废弃物利用的新阶段，从仅仅进行消纳到实现增值。这个新阶段被称为“点废成金”，即只要能够卖出的废弃物就会进行售卖。

程峥明介绍，我们正在努力构建一种发展模式，即“固废不出厂，并且固废产品能够占领更多的市场”。通过“无废细胞”的建设，首钢京唐公司推动全流程中废渣、尘泥等固体废物实现高效回收，通过进行深加工、再次利用以及提升价值等方式，达成资源增值、产业融合以及协同降低碳排放的目标。

首钢京唐公司的循环经济中心是“无废细胞”的“孵化器”。

2020 年 7 月 1 日，循环经济中心正式挂牌成立。该中心设立了研发管理室、运行管理室以及营销综合室。中心凭借对钢渣、水渣、粉煤灰等固废资源的利用，持续开拓冶金固废资源的利用途径。

皮带机快速地运转着，搅拌机发出嗡嗡的声响……在厂区的东南角位置，低碳胶凝材料的产线正在有秩序地进行生产。

冶金渣在化学组成上与水泥有相似性，我们经过适当的活化激发处理后，把冶金渣制作成了胶凝材料，这种胶凝材料具备普通硅酸盐水泥的功效。该产线生产负责人赵涛表示，如今厂区内多条道路铺设的都是自家生产的“新水泥”。

把冶金渣转变为胶凝材料，这样做解决了固体废弃物的处理问题，同时也开辟出了一条全新的赛道。

前不久，首钢京唐的一个国家循环经济标准化试点示范项目，即“钢铁生产国家循环经济标准化试点”项目正式开始启动了。

程峥明介绍，这个项目的建设周期是 1 年。会对当前的节能标准、环保标准以及固废循环利用相关标准进行收集工作。同时会对这些标准进行整理。并且会对这些标准进行完善。以此来构建一个循环经济标准体系，这个体系包括生产工序的能源管理、钢铁行业智能工厂的能源管控以及碳减排等方面。

钢渣辊压热闷产线在运行，水渣细磨产线也在运作，锌资源循环产线同样如此……当下，首钢京唐公司将冶金固废资源跨行业综合利用当作目标，正在持续加大与科研院所以及企业机构的合作力度。

程峥明说，我们主动向安徽工业大学等科研院所汇聚智慧。我们建立了研究、开发、生产一体化的先进固废管理体系。通过持续不断地进行研发，固废新材料的产品类型日益丰富。现已包含全固废胶凝材料、复合矿粉、盾粉、钢渣粉（超细粉）、固废基低碳混凝土、路基料、免烧砖等 150 多种新型材料产品。这些产品的附加值各不相同，从每吨几元到数千元不等。

程峥明的办公桌上，有由冶金渣制成的笔筒和花瓶，它们摆放在中间位置。程峥明表示：“这是我们的新尝试，等到完成市场调研并且时机成熟之后，我们将打造一批固废手工艺品，通过融入首钢元素，让‘首钢造’品牌更加响亮。”

记者手记

“环境包袱”也能是“绿色财富”

过去，钢渣对于钢铁企业而言是难以处理的废弃物。如今，它却变成了供应给下游生产的必需品。

钢渣还是那些钢渣，何以从“包袱”变为“财富”？

在首钢京唐钢铁联合有限责任公司能源与环境部部长陈恩军的视角里，这是由于他们“跳出了钢铁的范畴去看待固废”，从而找到了不同产业体系之间的交汇之处。

思路有了新的变化，到处都能发现黄金。立足于新的视角来看，“环境包袱”也能够成为“绿色财富”。

一个绿色“密码”，同样能解锁一座城市的转型。

如今，唐山正按照“减量化、再利用、资源化”的原则，将废弃物循环利用体系建设作为核心，致力于打造在国内处于一流水平的废弃物循环利用示范城市。

在滦南县，粉煤灰转变为新型建材陶瓷棉；在玉田县，废旧家电能够用于钢厂、铝厂、铜厂等进行再生产；在丰南区，废弃饮料瓶变成了织布做衣的涤纶产品……这些看似不同产业的“混搭”情况，构成了变废为宝的生动画面。

“无废城市”建设，“循环”是关键词。

唐山市发改委环资科的科长胥战海觉得，循环利用体系的作用在于把产业链进一步进行延伸、互补以及闭合。在这个过程中，看似流动的是各种各样的废弃物，然而实际上流动的却是宝贵的资源。

唐山金利海生物柴油股份有限公司，把令人作呕的地沟油当作生产生物柴油必不可少的东西。它每年能够回收利用 20 万吨地沟油等废弃油脂，并且每年能生产 16 万吨生物柴油，还实现了 10 亿元以上的销售收入。

滦南富瑞慈新能源科技有限公司将臭气熏天的禽畜粪便转化为可并网发电的清洁能源。该公司年能处理 100 万吨禽畜粪便，每年可实现沼气发电 5187.6 万千瓦时，碳减排量达到 1.14 万吨。

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物尽其用体现了对大自然馈赠的珍惜。权威部门测算表明，回收利用 1 万吨废旧物资，能节约 4.12 万吨原生资源，能节约 1.4 万吨标准煤，还能减少 6 万至 10 万吨垃圾处理量，同时可减排 3.67 万吨二氧化碳、119 吨二氧化硫、103 吨氮氧化物。

当前，设备在进行更新，消费品也在以旧换新，这些活动正火热开展。那么，换下来的旧设备以及旧产品将会去往何处呢？

这对城市废弃物循环利用体系的建设是一种考验。同时，对于城市的转型发展以及开辟固废产业的新蓝海来说，这也是一个机遇。