2022年铁合金循环经济 .pdf
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1、循环经济铁合金工业可持续发展的必由之路摘要:铁合金生产大量消耗能源和矿产资源,同时也大量产生烟气、粉尘和固体废弃物。以循环经济的理念指导铁合金生产和技术开发, 最大限度利用资源和能量, 减少废弃物的排放有助于行业的可持续发展。本文介绍了义望铁合金公司自爱提高铁合金生产过程的元素回收率,降低冶炼能耗, 将炉渣和烟气作为资源充分利用的经验,同时对行业的循环经济发展和技术开发的潜力提出了建议。1. 前言循环经济是近年来社会发展提出的概念。大多数人对于这一概念并不陌生。70 年代提出的资源综合利用, 80 年代提出的节能降耗,90 年代提出的无害化与资源化生产都是循环经济的基础。循环经济用生态学的规律
2、。将人类经济活动组织成为资源生产 消费 再生资源的过程, 实现低开采、高利用、低排放,最大限度地利用进入生产和消费系统的物质和能量。因此,循环经济与各行各业的发展密切相关。国家发改委提出的我国循环经济的总体战略目标是:用50 年左右的时间全面建成人、自然、社会和谐统一的,资源节约的循环性社会。资源生产率、循环利用率、废弃物的最终处理量等循环经济的主要指标及生态环境、 可持续发展能力达到世界先进水平,极大提高生态环境质量并整体改善生存空间,全面进入可持续发展的两性循环。工业生产中有大量固体废弃物、 废气和废水产生。 这些废弃物的排放对人类生存的环境造成严重危害。在山西省工业地区四周随处可见大量的
3、工业固体废弃物,包括炉渣、煤矸石、粉尘等;空气中弥漫大量烟气和烟尘。随着科学技术的发展,这些废弃物正在成为一种新的资源,造福人类。在许多企业,废弃物的零排放已经变成现实。当今,建设一个无害化、资源化的工业企业是实现可持续发展的重要内容,也是世界各国经济发展的目标。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 8 页 - - - - - - - - - 铁合金工业离不开矿产资源、能源;铁合金工业大量产生废渣、废气、废水。以循环经济的理念指导铁合金的生产和发展,变废为利,变
4、害为宝,才能最大程度降低生产成本 ,提高企业的竞争能力。2. 义望铁合金公司在发展循环经济方面的实践循环经济所利用的资源包括:热能、电能、水资源、矿产资源等。铁合金的发展离不开这些资源。发展循环经济对铁合金行业的可持续发展有着重要意义。义望铁合金公司是我国最大的金属锰生产企业。在发展循环经济做了大量工作,包括矿产资源的高效利用,降低废弃物的排放,降低冶炼能耗等。目前义望铁合金公司生产金属锰、低碳锰铁的指标居世界领先地位。通过发展循环经济取得了巨大经济效益。2.1 矿产资源的高效利用铁合金生产是提取冶金过程,即用冶炼方法将有用元素从矿石中提取出来。锰铁、铬铁是最主要的铁合金。生产锰铁和铬铁要大量
5、消耗锰矿和铬矿。中国是一个锰矿、铬矿资源短缺的国家。中国锰矿储藏以贫矿为主,平均品位只有30%左右。中国每年生产锰矿500-600 万吨,铬矿不足20 万吨,远远不能满足国内钢铁生产的需求 。每年必须 进口大量锰、铬矿石。 2004 年我国进口 217 万吨铬矿、 465万吨富锰矿。进口矿石价格昂贵,矿石消耗占铁合金成本的比例很大。为此铁合金企业对降低锰矿消耗,提高元素回收率付诸极大的注意力。表 1 列出了锰和铬等有用元素在冶炼过程中的分布。表 1 锰和铬元素在冶炼过程中的分布,% 合金炉渣烟尘高炉锰铁(熔剂法 ) 78 10 12 硅锰合金82 13 5 高碳铬铁90 7 3 中低碳铬铁83
6、 10 7 由表 1可以看出,在冶炼过程中有相当可观数量的锰和铬元素进入了炉渣和烟气。由于矿石价格锰涨,锰矿和铬矿费用已经占锰铁和铬铁产品成本50%以上。 回收率提高 2 个百分点即相当于降低成本1%。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 8 页 - - - - - - - - - 目前铁合金价格大幅回落,铁合金生产已走入微利经营。通过发展循环经济,改进生产技术,提高元素回收率已经成为企业竞争取胜的至关要素。义望铁合金公司每年消耗进口锰矿十几万吨,进口锰矿的费用
7、占整个企业生产成本的50%以上。在矿产资源的高效利用上我们做了大量工作。通过多年经验的积累,我们开发了全新的金属锰生产工艺。这一工艺采用全热装方法生产金属锰。在这一生产流程中,中间产品得到充分利用。最大限度减少锰元素以炉渣和粉尘的形式流失和排放,有用元素得到最大回收利用。目前经过贫化处理的金属锰炉渣平均含锰量小于5%(见表 2)。表 2 精炼锰铁炉渣成分化学成分Mn SiO2CaO Al2O3MgO 精炼锰铁炉渣4.2% 42.1% 43% 6.4% 2.7% 表 3 锰尘化学成分化学成分Mn SiO2CaO Al2O3MgO 高碳锰铁 电炉19 36 4.2 25 2.7 精炼电炉18 5
8、43 3 1 通过工艺改进,义望铁合金厂的锰的综合利用率达到90%以上,居世界领先地位。2.2 能源的高效利用循环经济是以资源高效利用和循环利用为核心,2.2.1 煤矸石的利用煤矸石是煤炭工业的主要固体废弃物之一。我国每年排放煤矸石2 亿多吨,占地 2 万亩左右,煤矸石的排放不仅污染了环境,也大量占用耕地,影响了国民经济发展和生态。煤矸石发热量在12000kJ/kg以下。国家鼓励企业利用煤矸石资源,但是现在煤矸石的利用率仅为15%。山西交城地区煤矸石资源十分丰富。在义望铁合金厂周围有约20 座以上洗煤厂。每年产生煤矸石达50 万吨。长期以来这些煤矸石占用了大片土地,给当地环境造成了严重威胁。为
9、了给铁合金厂提供名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 8 页 - - - - - - - - - 能源, 2000 年我厂建设的发电厂投产。这一电厂由2x6000kW 发电机组组成,每年消耗20 万吨。 2004 年我厂扩建一台12500KW 发电机祖。我们的自备电厂除了向铁合金电炉供电以外,还向当地居民和企业提供采暖蒸汽。2.2.2 焦炉煤气的利用近年来山西建设了许多焦化厂。这些焦化厂所产生的焦炉煤气没有得到成分利用。据报道山西省未加利用的焦炉煤气相当于3 个
10、西气东输工程。 义望铁合金厂临近的华鑫焦化公司每小时放散的煤气高达3 万立方米以上。 焦炉煤气的发热值在4000kcal/m3以上。放散的煤气每天都点了天灯,浪费掉大量能源。与此同时,义望铁合金公司每天要消耗数十吨优质煤用于铁合金生产。煤和焦炉煤气中都含有一定数量的硫份,过量排放对大气造成了污染。为了提高能源的利用率我厂已与华鑫公司取得共识,将焦炉煤气用煤气管线引到义望铁合金厂回转窑代替目前使用的煤粉。这样,即充分利用了地区资源,又减少了向大气排放的硫和CO2。2.3 烟气减量排放温室效应已经成为全人类共同关心的环境保护问题。在1997 年的京都议定书(联合国气候变化框架公约)上签字的各国均明
11、确承诺降低或限制CO2等温室气体的排放, 以保护人类赖以生存的地球。京都议定书规定到2010 年发达国家排放的二氧化碳等6 种温室气体的数量要比1990 年降低 5.2%。铁合金生产伴随大量的温室气体产生。一方面铁合金消耗的电能主要来自火电厂,火力发电过程有大量二氧化碳气体排放; 另一方面采用碳质还原剂的铁合金冶炼生成以CO2气体为主的烟气。 同时,铁合金电炉所排放的烟气携带大量热能散发到工厂四周,提高了环境温度。按照循环经济的要求要实现铁合金电炉烟气的减量排放,同时也要把高温烟气作为一种资源来利用。烟气减量排放可以通过改进技术经济指标和烟气回收利用的方式来完成。采用热装工艺生产铁合金可以最大
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