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钢铁企业资源综合利用与绿色发展 程志民1安霞2 1． 太原钢铁 集团 有限公司， 太原 030003; 2． 太原理工大学化学化工学院， 太原 030024 摘要 把生态理论引入太钢， 将企业生产过程中的资源、 能源、 产品、 废弃物等全部视为钢铁生态链中的一个物种， 通过 循环利用和产业链延伸实现了全流程的清洁、 高效和企业的绿色发展。 关键词 钢铁企业; 循环经济; 绿色发展 DOI 10. 7617/j. issn. 1000 －8942. 2013. 04. 026 GREEN DEVELOPMENT AND RESOURCE COMPREHENSIVE UTILIZATION IN IRON AND STEEL ENTERPRISES Cheng Zhimin1An Xia2 1． TISCO， Taiyuan 030003， China; 2． College of Chemistry and Chemical Engineering， Taiyuan University of Technology，Taiyuan 030024， China AbstractEcological theory is introduced into Taiyuan Iron ＆ Steel Company TISCO ． Resources， energy， product and waste in the production process are all regarded as a species in the ecological chain of the enterprises，through recycling and extension of industrial chain，the enterprises achieve results of the clean and efficient whole process and sustainable development． Keywordsiron and steel enterprise; cyclic economy; green development 0引言 铁矿石价格高位运行、 市场需求持续低迷、 行业利 润空间一再受到挤压， 促使我国钢铁企业必须关注节能 减排循环经济。我国是世界第一钢铁大国， 2011 年我国 粗钢产量68 327 万t， 生铁和钢材产量分别为62 969 万t 和88 131 万t， 产生钢铁渣约31 276 万t。冶金渣若能实 现合理的开发利用， 将产生巨大的经济效益。 太原钢铁 集团 有限公司 以下简称太钢 本部 位于太原市城北地区。太钢始终将建设都市型钢厂 作为追求目标 ［1 ］， 加快由企业内部的小循环向社会 的大循环转变， 使太钢厂区看不见冒烟的烟囱、 听不 见扰民的噪声、 闻不见工业特征异味， 没有含铁固废 外排， 各类污染物排放全面达标， 实现了企业与城市、 与自然、 与社会的和谐共融。环保部部长周生贤于 2012 年 7 月 16 日考察太钢时， 对太钢的节能环保事 业给予了高度评价 “身居 ‘闹市’ ， 一尘不染” 。 1钢铁企业的绿色生态发展理论 绿色生态发展理论的提出源于生态经济， 生态经 济理论着眼于如何利用生物种群间关系提高生态效 益。把生态理论引入钢铁企业， 就是要将钢铁企业生 产过程中出现的资源、 能源、 产品、 废弃物等全部视为 钢铁生态链中的一个环节或物种， 加以研究和管理， 通过循环利用和产业链延伸实现全流程的清洁、 高效 和企业的可持续发展［2- 3 ］。 太钢把生态理论引入钢铁企业， 延伸产业链， 建 立和完善无害化、 减量化、 资源化技术路线， 实现资源 利用效率最大化、 污染物排放最小化 。“废物是放错 了位置的资源” 这一理念在太钢产生了巨大的效益。 太钢已形成了一个“资源产品再生资源” 的反馈 流程， 所有的资源和能源在生产系统不断运行的闭环 中得到合理和持久的利用， 将经济活动对自然环境的 影响降低到了尽可能小的程度。 2太钢的资源综合利用 在新一轮产业升级改造过程中， 太钢以钢铁绿色 生态理论为基础， 实施了装备、 技术、 工艺、 节能环保 设施等全方位改造， 在资源、 能源高效利用方面走出 201 环境工程 2013 年 8 月第 31 卷第 4 期 了一条清洁生产循环经济的道路。企业完成了向环 境友好型钢铁企业的转型， 经济效益、 社会效益、 环境 效益显著提升。 2. 1引进先进技术实现清洁生产 目前， 太钢的原料工序拥有亚州最长的管状皮带 和世界第二的矿粉灌浆远程输送装置; 焦化工序采用 干熄焦 CDQ 、 煤调湿、 脱硫脱氰制酸技术， 率先实 现焦化工序的清洁生产; 烧结工序为国内首家采用当 今世界环保性能最优的活性炭工艺， 对烧结机烟气进 行脱硫脱硝; 炼铁工序在 4 350 m3高炉采用了煤气干 法除尘技术和余压发电技术 TRT ， 高炉利用系数、 高炉喷煤比等一系列关键技术指标达到同行业最高 水平; 在炼钢工序对转炉煤气进行回收， 实现负能炼 钢， 提高连铸板坯红送率， 节能降耗， 电炉粉尘全封闭 式回收， 转炉二次烟气通过屋顶罩全部回收处理; 轧 钢工序采用国际先进的蓄热式燃烧技术和汽化冷却 技术， 使加热炉能耗下降 40. 8， 且实现了废混酸再 生、 酸污泥处理、 金属氧化物回收、 废水减排; 水处理 工序采用当今世界上最先进的膜法水处理技术、 蒸发 空冷技术、 离心脱水技术， 形成了“补充新水工业 用水水处理替代新水” 的循环系统， 实现了工业 废水零排放。 2. 2资源综合利用 太钢积极引进国内外先进的资源综合利用工艺 技术处理粉煤灰、 炉渣、 脱硫石膏、 钢渣、 除尘灰、 废油 脂等企业内部及社会周边工业固体废物， 包括报废汽 车的回收拆解， 回收利用低品位矿石、 尾矿等矿山废 弃资源等。实现年利用固体废物能力 1 199. 4 万 t， 固体废物综合利用总产值 300 069 万元。 2. 2. 1粉煤灰综合利用 建成年产 30 万 m3的粉煤灰混凝土砌块和 2 亿 块蒸压粉煤灰标砖生产线， 正在建设年产 20 万 m3的 蒸压加气砼板生产线， 从而实现太钢粉煤灰的全干送 及零排放， 并有效吸纳利用周边区域的粉煤灰。 2. 2. 2汽车、 废钢分拣线 太钢目前拥有符合国家相关标准并达到先进水 平的专业设备， 年处理报废车辆为 7 200 辆， 分拣废 钢 1. 2 万 t、 废不锈钢 3 万 t。 2. 2. 3冶金钢渣尾渣综合利用 建设了 100 万 t 不锈钢钢渣湿选处理、 50 万 t 不 锈钢尾渣干燥与肥料制造、 30 万 t 碳钢尾渣破碎与超 细粉、 35 万 t 钢渣路基材料生产线， 可生产不锈钢废 钢、 钢渣肥料、 水泥熟料掺和料、 钢渣路基料、 钢渣超 细粉、 炼钢辅料 6 大系列产品， 其中主要产品钢渣肥 料 包括土壤调理剂、 草坪肥、 复合肥 具有低碳环保 特性， 用于农业生产可有效改善土壤结构， 增产显著。 2. 2. 4高炉矿渣超细粉生产线 建成达到世界先进水平的高炉矿渣超细粉生产 线， 对矿渣全部综合利用， 并转化为高品质混凝土掺 和料， 打造低成本、 高质量的“绿色水泥” ， 相当于建 设一个年产 280 万 t 的新型建材生产基地。 2. 2. 5钢渣处理线 碳素钢渣处理线采用热泼、 热焖工艺， 将热焖冷却 后的钢渣送入磁选、 破碎、 筛分线处理， 实现渣钢与尾渣 的分离和提纯， 金属回收率达 95; 不锈钢渣处理线采 用破碎筛分工艺， 通过破碎、 磁选、 筛分、 感应设备实现了 不锈钢渣钢粒与尾渣分选分离， 金属回收率达98。 2. 2. 6冶金除尘灰资源化项目 太钢采用了先进的富氧竖炉新技术， 建成世界首 套全功能冶金除尘灰资源化项目， 将除尘灰等含铁尘 泥成型处理， 与钢渣中分选出的渣钢及焦炭一起加入 竖炉。这些物料在竖炉中被还原成铁水作为炼钢原 料回用于生产， 冶炼过程中产生的煤气经洗涤净化后 作为清洁燃料利用， 炉渣制成水淬渣作为生产超细粉 的原料， 实现了固体废弃物的资源化利用。 2. 2. 7废油处理生产线 采用废油净化技术， 通过沉降、 过滤、 真空净化等 工艺处理废旧矿物油脂， 实现了废旧油脂再生回用， 是由山西省环保厅核发的“山西省危险废物经营许 可证” 持证企业之一， 同时与山西省内外多家单位签 订了废油回收处理协议， 回收处理社会周边废旧油 脂， 实现年处理再生废旧油脂 2 000 t。 2. 2. 8矿产资源节约与综合利用 太钢将铁矿选矿品位下限降低 5， 回收低品位 矿石， 主要案例有 尖山铁矿胶带排岩系统增加干选装置 在半移动 破碎胶带排岩系统的破碎站出料皮带增加磁滑轮对 出料进行干选， 回收利用其中混入的矿石。 废石场回收矿石项目 在北排土场设置一条干选 系统以便就近装运处理， 处理后岩石回排， 矿石运至 溜井， 铲装、 运输工序系外委， 年废石处理量为200 万 t， 回收贫矿 10 万 t。 峨口铁矿岩矿混合矿回收利用工程 采用挖掘 机、 汽车采装运输岩矿混合物至两条新建干选生产线 301 环境工程 2013 年 8 月第 31 卷第 4 期 工艺进行回收。 尾矿捞选工程 从尾矿接出矿浆经强磁机 捞选 机 磁选机过滤机皮带输出至堆场面。 复合材料厂轻烧粉压球 太钢的轻烧白云石粉压 球工艺的产品强度和化学成分均满足了炼钢需求， 轻 烧粉经汽车运至公司压球后供太钢炼钢二厂使用。 东山石灰石粉回收利用项目 石灰石粉以前均排 倒至采矿废石场， 占用土地且污染环境。通过技术研 发和下游市场开拓， 将石灰石粉收集处理并用做水泥 厂水泥生产原料、 电厂脱硫剂等。 2. 2. 9水处理系统 太钢先后建成焦化酚氰水处理、 冶炼废水处理、 轧钢废水处理、 生活污水处理、 膜法深度处理、 冷凝水 回收等一批污废水处理回用项目， 形成了“补充新 水工业用水污水处理替代新水” 的循环系统， 工业水循环利用率达 98; 各生产工序均设置了净 循环水系统和浊循环水系统， 采用水质稳定技术， 适 当提高循环系统水温， 并采用节水型冷却塔; 在供排 水方面， 严格分质给水， 分流排放; 将太原市尖草坪地 区、 北沙河、 北涧河的生活污水截流引入太钢进行处 理并利用， 日处理能力 5 万 t， 其工艺主体为 MSBR 处 理工艺， MSBR 出水再经过快滤池进行过滤， 进一步 去除水中残留的悬浮物和 COD， 出水经过反渗透膜 进行深度处理并回用。 3太钢资源综合利用绩效 3. 1绿色发展绩效 与 2002 年相比， 2011 年太钢钢产量由 429 万 t 增长到 990 万 t， 增长了 2. 31 倍。其中， 不锈钢由 38 万 t 增长到 302 万 t， 营业收入由 143 亿元增长到 1 270亿元， 利润由 5 亿元增长到 20 亿元。 同时， 与2002 年相比， 2011 年太钢能效环保各项 指标显著进步 吨钢综合能耗从 948 kg 标煤减少到 542 kg 标煤， 下降了42. 8; 万元产值能耗从2. 58 t 标 煤减少到 0. 63 t 标煤， 下降了 75. 6; 吨钢耗新水从 12. 5 t 减少到1. 8 t， 下降了85. 6; 吨钢烟粉尘排放量 从2. 73 kg 减少到0. 42 kg， 下降了84. 6; 吨钢 SO2排 放量从 8. 8 kg 减少到 0. 57 kg， 下降了 93. 5; 吨钢 COD 排放量从0. 9 kg 减少到0. 03 kg， 下降了96. 7。 3. 2经济效益可观 目前已实施的一大批重点循环经济资源综合利 用项目， 每年可为太钢增加产值约 30 亿元， 增加效益 逾 6 亿元， 详见表 1。 表 1固体废物资源综合利用绩效 Table 1Economic benifits of the comprehensive utilization of solid waste 项目名称处理量/万 t产值/万元效益/万元 钢渣处理线173277506018 高炉矿渣超细粉处理线100134502914 除尘灰综合利用529792215152 粉煤灰综合利用4034051479 汽车、 废钢分拣线4. 2399485992 钢渣综合利用150475749515 矿业公司资源综合利用6806942020826 废油处理生产线0. 2600180 合计1199. 430006962076 参考文献 ［1］刘复兴，郭俊才． 打造与城市和谐发展的都市型钢厂的实践 和探索［ J］ ． 环境工程， 2010， 28 6 118- 121． ［2］刘颖昊，沙高原，黄志甲， 等． 产品生命周期评价在钢铁行业 中的应用和前景［ J］ ． 环境工程， 2008， 26 1 81- 86． ［3］殷瑞钰，张春霞． 钢铁企业功能拓展是实现循环经济的有效 途径［ J］． 钢铁， 2005， 40 7 1- 8． 作者通信处安霞030024山西省太原市太原理工大学化学化工 学院 E- mailchengzm2000 tom． com 2012 －10 －31 收稿 401 环境工程 2013 年 8 月第 31 卷第 4 期