钢材回收利用率低？冶金固废变废为宝，钢企如何降本增效

在我国, 冶金工业每年会产生大概4.3亿吨固体废弃物, 其综合利用率仅仅只有18.03%, 其中工业尾矿的年产量是2.84亿吨, 而利用率为1.5%, 钢渣年产量为3819万吨, 利用率是10% .大量没有得到充分利用的固废持久堆放, 不但会占用土地, 造成环境污染, 且会渐渐失去活性, 错过回收价值。伴随《循环经济促进法》的施行, 冶金固废的资源化处理以及综合利用, 已然成为钢铁企业可持续发展的关键课题。从冶金渣转变为尘泥, 借助于技术创新以及工艺优化, 这些被称作“工业废料”之物，正在逐渐转化成绿色建材、冶金原料等具有高价值的资源, 以此推动行业朝着循环经济方向转型。

一、冶金固废的价值

中国钢铁一年的产量达到了5亿吨, 每年产生的冶金渣超过1亿吨, 当中高炉水淬矿渣、高炉重矿渣利用效率比较高, 然而钢渣利用效率仅仅在20%左右, 可以通过“磁选除铁+尾料建材化”这个核心路径, 冶金渣能够达成高效利用, 磁选回收的废弃钢铁返回进行冶炼, 尾料用来生产像是水泥混合材、混凝土砖等建材, 兼顾节能以及环保。

用于水泥工业的钢渣混合材, 其利用已形成成熟模式, 国内每年大概会用1000万吨钢渣混合材, 传统做法是把含水12%的钢渣用汽车运至水泥厂, 接着烧煤烘干, 这样会增加10%运输量还消耗煤炭。现在却改用炼铁厂副产品“高炉煤气”就地烘干, 每吨钢渣从水分12%降到2%仅仅需要150立方米高炉煤气, 按照这个来算, 每年1000万吨钢渣能够节省标煤75万吨, 同样会减少那些有着30公里运距车次的汽车用油45万升, 极大地降低了能源消耗以及运输成本。

钢渣矿渣混凝土砖, 凭借90%的固废原料占比, 成为利废典范, 该砖以钢渣矿渣砌筑水泥作为胶凝材料, 配搭钢渣、水淬矿渣等骨料, 借助钢厂余热蒸汽养护, 于2006年在新余钢铁成就产业化。以新余钢铁30万立方米/年生产线来讲, 每年耗费钢渣11万吨, 矿渣11万吨, 重矿渣22万吨, 削减36万吨砂石开采与运输, 节约成品水泥9万吨（折合标煤1万吨）, 取代2亿块粘土砖（折合标煤3万吨）。假若全国范围内, 恰好有100家规模大型的钢厂, 然后分别各自建设一条属于同一类型的生产线, 那么每年能够利用冶金渣的数量便是4400万吨, 还节省下来用油的量为1620万升, 煤炭节省量则是400万吨, 并且可以同时保护耕地资源。

供能借助高炉煤气来实现绿色生产的, 便是冶金渣蒸压加气砌块。其原料乃是钢渣、矿渣, 还要添加添加剂、石膏等, 经过发气、再蒸压才制成。它90%的原料是冶金渣, 养护蒸汽由高炉煤气加热来提供。湘潭钢铁有30万立方米/年的生产线, 每年会消耗钢渣14万吨、矿渣14万吨, 还消耗7500万立方米高炉煤气（折合标煤3.4万吨）。要是全国100家大型钢厂各自都建一条, 那么每年能够利用冶金渣3000万吨, 节省煤炭340万吨, 能进一步拓宽冶金渣的建材化路径。

外观不显眼的钢铁厂冶金尘泥, 其中包含高炉瓦斯泥、转炉尘泥、除尘灰等, 因具有高含铁量以及有价元素, 从而成为了回收热点, 当下国内大型企业的回收率已然达到了 100%。转炉尘泥含铁量处于 70%至 95%之间, 并且还含有 CaO、ZnO, 锌属于炼铁时的有害元素需要单独进行回收, 其产量大约为 20 公斤/吨钢；高炉瓦斯泥含铁 20%、含碳 23%、含锌 1%至 5%, 颗粒十分细小（90%小于 200 目）, 锌集中在细颗粒当中, 产量约为 25 公斤/吨钢。

面向各异的尘泥特性, 行业塑造出三种核心利用工艺 , 面向各异特性的尘泥呀。在干法利用这一范畴内 , 转炉泥以及除尘灰 , 经历烧结返矿这样的流程之后 , 进入混合料加工场。于湿法利用的情景下 , 转炉泥先是进入搅拌池 , 而后送到烧结配料之处 ；或者与氧化铁皮 、粘结剂相混合 , 进行加压成为球 , 制成球团矿之后入炉。至于瓦斯泥 , 首先籍由重选提炼出铁精粉 , 送往烧结厂 ；含锌尾泥采用火法提锌 , 尾泥里百分之三十五的碳含量 , 还能够被回收 , 用以替代高炉喷吹无烟煤 , 达成多元素的梯级利用。

二、固废利用现状：高利用率下的结构性痛点

2024年, 我国重点钢铁企业所产生的固废, 也就是冶金渣以及含铁尘泥, 其产生量达到了3.64亿吨, 相较于前一年同比减少了1.6%, 三类主要固废的利用率都超过了99%, 然而, “高整体率、低附加值”。这种情况, 其中明显是该存在着一类, 也就是那样突出的一系列相关的结构性问题是那么的突出啦。

高炉渣一年产生的数量为2.34亿吨, 其利用率是99.43%, 其中85%以上的高炉渣被用作矿渣微粉, 然而东北、西北偏远地区因为建材需求不足, 在冬季常常堆存起来等待售卖, 在2024年到2025年期间受到钢铁水泥行业下行的影响, 价格大幅度下滑。

钢渣每年产生的数量为8454万吨, 其利用率是99.03%, 然而统计的口径拉高了实际利用率, 磁选回收铁以及外售给第三方选铁都被算作“利用”, 实际上钢渣尾渣的利用率仅仅只有30% - 40%, 大多被用作水泥混合材、工程回填, 因为安定性差、活性低, 在建材制品市场的认可度较低；含铁尘泥每年产生4017万吨, 利用率超过99%, 主要经由返烧结、转底炉、回转窑工艺在厂内循环, 但是高锌、高钾钠尘泥循环会使高炉能耗增加, 当前100余条回转窑（总规模1500万吨）、18座转底炉（总规模410万吨）是提锌的主流设备, 技术路径仍然需要优化。

管理层面存在局限致使推进难度上升于发展之推进有反向制约, 而协同层面所产生的阻碍也进一步对企业前行造成羁绊。企业固废弃物归属不明晰, 计量环节缺乏相关准确数据, 其流向的监管呈现薄弱态势, 精细化管理存在欠缺之处。中钢铁协会仅仅针对于一百余下重点企业展开统计工作, 全国范围内大概四百多家钢企相应数据显示缺失状况, 针对于利用技术以及途径等能够体现关键作用的信息并未被纳入统计范畴。固废弃物大多朝着建材以及回填范畴流动, 具备高价值转化潜能的技术。像是钢渣陶瓷以及稀有金属提取等技术仍旧处于发展瓶颈阶段, 至于研发推广机制并不完善健全。与建材以及化工等处于上下游位置的行业之间存在较高壁垒界限, 就如同新版《常用硅酸盐水泥》（GB175—2023）予以实行推行后, 钢板废渣在水泥行业的应用受到限制。

三、技术突破与“十五五”破局方向

“十四五”期间, 钢铁固废利用技术实现从“粗放”状朝着“精细”态的升级, 此升级为“十五五”的高值化突破筑牢基础。于高炉渣领域而言, 余热回收变为新方向, 中国宝武梅钢的中试项目有着年处理25万吨高炉渣的能力, 它的显热回收超过60%, 每生产吨铁产出蒸汽93千克；安阳永通铸管建成了处理量为60吨/时的干法粒化示范线, 其投资额达1亿元, 成功化解了“显热浪费”这一疑难问题。在钢渣方面, 热焖工艺成为主流的预处理方式, 其中宝武系运用滚筒法、马钢运用风淬粒化这些手段来提高后续利用效率。

在高值化应用方面取得了进展, 包钢建成了百万吨级湿法碳化产线后产出了高纯碳酸钙, 邢台德龙 30 万吨火法碳化线能够吸附 CO₂, 宝钢和太钢针对钢渣磷肥进行了试点, 且附加值相较于回填提高了 10 倍以上。含铁尘泥借助多工艺破解了“碱金属难题”, 永锋钢铁、山钢等采用回转窑提锌（占比 62%）, 中国宝武、首钢京唐运用转底炉生产金属化球团（环保水平高但投资大）, 山西建龙、抚顺新钢铁采用铁碳锌湿法分离技术（能耗低、投资小, 铁粉可循环利用）作为补充。

面向“十五五”，行业需从三方面发力破局。其一, 构建标准, 把钢企固废统计制度予以完善, 将统计样本扩充至全行业范围, 加紧去制定固废利用技术以及产品标准（像是钢渣建材质量标准）, 以此来推动绿色发展水平评价体系实现落地；其二, 攻克技术, 搭建起钢铁 - 建材 - 化工跨行业的技术联盟, 对钢渣碳化固碳以及含铁尘泥稀有金属提取等技术进行攻关, 并且去推广高炉渣余热回收、钢渣磷肥等已成熟的技术, 从而提升产品的附加值；其三, 降低成本, 把固废利用归入钢铁主业降本方案之中（例如回收铁资源去替代铁矿石）, 制定企业绿色发展专项规划, 清晰地明确技术上的升级路径。

原来有4.3亿吨堆存废料, 现在逐步转化成了高值资源, 冶金固废的“变身”之路开始了, 这是钢铁行业践行循环经济必然要做的选择, 也是破解资源约束、实现绿色发展关键的着手点。目前, 中国宝武、鞍钢等24家企业已经被评为省级以及以上级别的“无废企业”, 河钢唐钢每年回收铁资源50万吨, 首钢京唐余热用来供暖, 覆盖了150万㎡居民区（每年减少碳排放12万吨）, 行业标杆产生的效应渐渐显现出来了。技术创新持续推进着, 政策体系不断完善着, 在此情形下, 冶金固废会从“规模化利用”朝着“高值化突破”迈进, 给钢铁工业可持续发展注入新动力, 还为我国“双碳”目标实现施以重要支撑。