• 清潔冶煉綠色發展,城市礦山變廢為寶

    ——記中國恩菲工業固廢開發利用事業

    2019年10月17日 9:59 4029次瀏覽 來源:   分類: 重點新聞   作者:

    導讀: 2010年,國家發展改革委、財政部決定組織開展“城市礦產”示范基地建設,資源循環利用產業成為新的經濟增長點。2019年初,國務院辦公廳部署開展“無廢城市”建設試點工作,要求以有色金屬、黃金、冶金、化工、非金屬礦等行業為重點,全面實施綠色開采,減少礦業固體廢物產生和貯存處置量。

    2010年,國家發展改革委、財政部決定組織開展“城市礦產”示范基地建設,資源循環利用產業成為新的經濟增長點。2019年初,國務院辦公廳部署開展“無廢城市”建設試點工作,要求以有色金屬、黃金、冶金、化工、非金屬礦等行業為重點,全面實施綠色開采,減少礦業固體廢物產生和貯存處置量。
    按照我國現行分類標準,固體廢物一般分為工業固體廢物、危險固體廢物、醫療廢物和城市生活垃圾等四個大類,其中工業固體廢物由于其成分復雜,存在著危害大、污染嚴重、不易祛除等特征,成為固廢處理行業的重點和難點。對工業固廢進行開發利用,不僅可減輕環境污染,更能替代部分原生資源。作為有色冶金排頭兵,新興技術引領者,中國恩菲積極響應國家政策,結合自身有色冶煉行業的技術優勢和豐富工程經驗,開展了多項專長技術研發并進行廣泛推廣,現已形成工業廢棄物綜合回收領域國內最完整的技術體系,覆蓋火法冶金、濕法冶金、稀有金屬冶金和環境治理等多專業多學科,為我國及全球工業固廢減量化、資源化和無害化處理提供了可靠的技術支撐。
    依托自有核心專長技術,中國恩菲于2017年初成立了冶金化工事業部工業廢棄物開發利用室,專門從事工業固廢開發利用、危廢物無害化處理等技術的深入研發和推廣工作,為國家綠色發展和城市礦產開發貢獻自己的力量。
    側吹熔池熔煉技術引領行業發展
    工業廢棄物具有腐蝕性、毒性等特性,處理難度較大。而我國各種廢棄物每年以10%的平均速度增長,年產生量超過40億噸。固廢原料種類繁雜,很多廢棄物中含有鉛、汞、鎘等大量有害金屬,隨意堆棄會對自然環境和人類生存產生較大危害性,須進行妥善處理。工業廢棄物也含有金、銀、鉑等有價金屬,具有很高的利用價值,處置得當即可變廢為寶。
    目前,國內工業固廢處置大多以反射爐、燒結爐、鼓風爐工藝為主。反射爐工藝落后,裝備陳舊,生產環境差,煙氣余熱無法經濟利用;燒結爐和鼓風爐則因煙氣溫度低、燒結產生的二惡英無法處理而詬病頗多;且鼓風爐采用料柱熔煉,需要使用焦炭或者炭精塊、人工制磚,勞動強度大。工業廢棄物處置行業亟待綠色節能的綜合解決方案。
    面對行業難題,中國恩菲依托在有色冶煉行業的技術積累,開展了多項技術創新,針對工業廢棄物熱值低、成分復雜、物料含水高、煙氣需要除二惡英的難點,開發了具有自主知識產權的側吹浸沒燃燒熔池熔煉技術(Side-Submerged Combustion Smelting Process,SSC技術)。
    側吹熔池熔煉技術思路由我國知名重有色冶煉專家、中國恩菲高級專家王忠實首提,在中國恩菲副總工程師、國家百千萬人才李東波協的帶領下,恩菲團隊協同相關企業開展大量工藝研究和工程實踐探究工作,2015年在第三次全國熔池熔煉會議上,中國恩菲首次正式對外提出,揭開了側吹技術推廣提升的新篇章。
    該技術屬于強化熔池熔煉技術,富氧空氣和燃料通過熔煉爐側墻浸沒熔池的噴槍,直接鼓入熔融熔體或爐渣中,加入熔池的物料隨熔體的攪動快速分布于熔體之中,在1300℃的高溫下與周圍熔體快速傳熱、傳質,完成物理化學反應。產出的熔煉渣為玻璃態渣,屬于一般固廢,可用作建材,不存在二次污染。側吹煙氣配有高效收塵及煙氣凈化系統,煙氣經過驟冷、活性吸附、收塵、脫硫、脫硝、脫氟氯及除二惡英綜合處理后實現達標排放。因其氧濃度高、燃料適應性強、爐體結構合理等特點,使其與同類技術相比,具有熱利用率高、作業率高、安全性好、環保好等突出優勢。該工藝首次在處理鉛膏中使用,利用浸沒燃燒熔池熔煉直接燃燒向熔體補熱的特點,實現了節能、低碳的新型的再生鉛處理工藝。
    SSC 技術經過多年的實踐和優化,已成為處理液態鉛渣、廢鉛酸蓄電池等二次鉛雜料、二次銅雜料、二次鋅雜料、含有色金屬污泥等不發熱物料最先進的冶煉技術,為我國有色冶煉領域和固體廢棄物無害化、資源化領域工藝技術升級的首選方案。
    【鋅渣處理】鋅浸出渣作為一種工業固廢,無害化處理一直是困擾國內外鋅冶煉企業的重大難題。當前,全球鋅冶煉處理工藝80%仍以濕法冶煉為主,全球每年產生的鋅浸出渣近千萬噸,目前國內年產鋅渣約500萬噸,而以往未加處理堆存的數量更為龐大。2016年《國家危險廢物名錄》正式將鋅冶煉的濕法浸出渣列入其中,其所含有害元素(如鎘、鉛、鋅、砷等)如不處理極易造成環境危害。“如何實現鋅浸出渣無害化,并實現有價金屬的回收,且最大程度降低處理成本”,是整個鋅冶煉行業關注的重點及難點。
    過去,行業最常用的鋅浸出渣處理工藝主要有回轉窯揮發法、奧斯麥特法和煙化爐煙化法?;剞D窯處理鋅浸出渣,其工藝操作簡單,技術比較成熟,但是存在占地面積大、加工成本高、操作環境差、銀回收率低等缺點。目前,只有一家韓國企業掌握此種技術,引進費用高、建設投資大。煙化爐處理鋅浸出渣冷料存在床能率低、水套壽命短等問題,也并非“完美的選擇”。
    針對以上工藝存在的不足與問題,中國恩菲啟動了高富氧側吹浸沒燃燒熔池熔煉處理鋅浸出渣工藝的研發工作。2008年,中國恩菲聯合云南馳宏公司研發側吹熔化處理鋅浸渣,經過前期大量工業試驗、方案論證,結合自身在側吹浸沒燃燒熔煉技術的最新發展成果,于2017年啟動可研以及后續的設計和建設工作,最終實現側吹熔化爐的順利投產。由于側吹熔化爐采用高富氧,能耗低,綜合后續的煙化爐貧化工序,噸渣實際標煤消耗~300kg,比現有其他火法渣處理工藝減少30%~40%的標煤消耗;鋅、鉛、銀的回收率均超過了95%。其能耗指標和有價金屬的回收率均達到了國內領先水平。
    會澤側吹熔化爐投產后,在國內外鋅冶煉行業引起了巨大反響。包括秘魯、土耳其等業主均進行了實地參觀了解,對該技術表現出極大的興趣,并給予了高度評價??梢灶A見的是,此項技術必將對解決我國鉛鋅冶煉行業渣污染現狀和再生資源利用起到推動和示范作用,成為解決全球鋅浸出渣處理難題的新方案。
    【工業固廢】中國恩菲冶金化工事業部工業廢棄物開發利用室成立近3年,承擔工作固廢咨詢、設計、供貨項目30余項(不含再生鉛、再生銅、鋅渣處理等項目),其中20余項采用SSC技術。SSC技術在固廢領域得到廣泛應用,處理的工業廢棄物涵蓋含銅廢物、含鉻廢物、電鍍污泥、有機污泥、有機溶劑、廢油漆、醫藥廢物、廢線路板、有機樹脂、廢鉛酸電池、廢催化劑、濕法浸出渣等多種類別。
    SSC技術處理含銅污泥、廢催化劑、飛灰、含銅冶煉粉塵、冶煉殘渣、廢線路板、有機危廢、廢活性炭等物料過程中,工業廢棄物中的有價金屬進入粗銅;金屬氧化物與熔劑造渣固化,成為一般固廢;入爐物料中的有機物經高溫、二次燃燒、驟冷、煙氣治理后達標排放;高溫煙氣經余熱鍋爐產生蒸汽,充分回收余熱;該技術既充分利用了工業廢棄物中的熱值,又回收了銅等有價金屬,還能將余熱充分回收,最后生成一般固廢,達到危廢處置的目的。
    2019年,世界上第一套側吹技術處理危廢的裝置在浙江實施,項目采用新型側吹爐處理有機污泥、無機污泥、廢有機溶劑等多種混合危險廢物。目前,固廢項目團隊還將側吹技術推廣應用到廣東江門、江西上饒、廣西象州、廣東珠海等項目中,這些項目的順利建設,預示著鼓風爐處置工業固廢將成為歷史。
    未來,隨著有色行業有價金屬綜合回收需求的增加,行業對側吹熔池熔煉技術的需求會日益增強。應用SSC技術處理各類固體危險廢物,達到資源化、無害化,并有效抑制二惡英的排放,實現環境友好,具有十分重要的環保和經濟價值。
    電子垃圾協同處置解決行業難題
    據統計,中國工業和生活中產生的各類垃圾每年以數十億噸的速度增加,在廢舊電子產品、金屬污泥及其它廢料中有大量可循環利用的有色金屬、貴金屬、塑料、橡膠等資源,形成一座埋藏于城市的寶藏。如何實現電子廢棄物的精細化分類回收及全元素利用,綜合回收與集成處置,智能控制與規?;瘧?,摸清廢舊線路板熱解機理與高值化利用方法,及如何形成系統的創新技術體系,是未來技術發展的一大難點,誰能攻克便占領未來技術的制高點。
    當前,高技術門檻正成為“城市礦山”的新方向,它不再是小作坊式分散地由單個回收企業運作,而是要求資源利用系統化、精細化、規?;?,形成分揀、拆解、加工完整的產業鏈條,并在廢棄物收集處理中,采取嚴格的環保措施,防止二次污染。
    其中,廢線路板資源化回收是中國面臨的重大課題。“十一五”以來,我國廢線路板處置技術有了很大的提升,“廢線路板機械破碎-重力分選”“多金屬粉末冶煉及電解”“單純利用廢線路板樹脂粉末制備建材”等廢線路板處置主流技術在全國范圍得到了推廣應用,但相對國外廢線路板的整體利用主流技術,目前存在金屬回收率不高、樹脂等二次危廢及能源利用效率低等問題,除此之外,還存在廢線路板熱解過程熱解油氣捕集率低、成分復雜及利用價值低,樹脂及金屬綜合利用率低、熱解能源效率低、二惡英/重金屬等二次污染重等問題,急需開發適合我國國情的成套技術。
    2018年,中國恩菲作為牽頭單位成功申報廢線路板國家專項,目前正依托該國家重點專項,全力進行技術攻關,開展廢線路板低溫熱解充分碳化及自熱回用工藝技術、熱解產物控制燃燒技術、大型專用裝置核心系統研制工作。目前,已結合客戶需求為江西和內蒙古兩家公司提供廢線路板低溫熱解及多組分產品化技術方案,通過回收有價金屬的同時實現危廢無害化處置,為線路板多種資源綠色回收指明了技術方向。
    鋼廠煙灰綜合回收利用建經典
    據統計,我國電爐煉鋼年產出煙灰量約200萬噸,煙灰含鋅量高,是重要的含鋅二次資源,同時因含有Dioxin等有害物質,也被劃為“危險廢物”范圍。
    在鋼鐵生產集散地唐山,銅煙灰含鋅二次資源處理長期以來采用小工廠分散作業,各工廠工藝技術落后,裝備水平低,經濟效益差,生產操作條件惡劣,造成二次資源回收利用率低,環境污染嚴重。2018年,中國恩菲受唐山騰龍再生科技有限公司委托,在河北樂亭經濟開發區設計建設以處理當地鋼廠煙灰為主的二次鋅資源。該項目采用了一種新的獨特的含鋅二次資源處理專利技術即有機溶劑萃取與濕法煉鋅相結合的工藝路線及富氧回轉窯揮發技術處理鋼煙灰,可高效回收有價金屬鋅、鉛、鎘等,產出鋅純度達55%的粗氧化鋅產品,同時也實現了爐渣的無害化。項目年產15萬噸鋅產品,是國內最大的鋅二次資源回收企業。
    冶煉銅渣綜合回收新方案
    銅熔煉渣作為銅冶煉生產過程中重要的“三廢”之一,其處置即關系到企業的經濟效益,也關系到其社會效益。據統計,我國銅渣年產生量逾2000萬噸,目前全球銅熔煉渣處理大多采用渣選礦工藝。該工藝銅回收率高,但存在渣中鋅、銻、鉛等其它有價金屬回收困難,尾礦含砷超標,流程長、投資大、占地面積大等問題。
    為革除渣選礦工藝弊端,中國恩菲正在研究一種短流程的銅冶煉技術,并同時進行核心裝備CR爐(全稱“全面回收(completely recycle)爐”)的開發。該工藝通過讓熱態熔煉爐渣直接入CR爐,同時加入特殊添加劑和還原劑并控制冶煉條件,實現銅锍沉降分離的同時,鉛鋅揮發回收、砷定向富集。該工藝可全面回收銅渣中銅、鉛、鋅、金、銀等多種有價金屬元素,實現資源綜合利用,避免資源浪費。同時,深度脫除銅渣中的砷,實現尾渣無害化,契合國家綠色可持續發展要求。并通過與上游冶煉工序無縫對接,充分利用爐渣余熱,實現高效、節能、短流程冶煉,達到節能降耗的目的。目前,中國恩菲正積極進行工業化試驗,為技術早日投入應用做準備。
    2019年,由中國恩菲冶煉專家共同撰寫的我國首部側吹冶煉領域專著《現代有色金屬側吹冶金技術》出版。系統總結了國內外側吹冶金技術的發展歷程,各種側吹冶金的爐型和特點,重點介紹了中國恩菲在液態鉛渣還原、銅精礦、再生鉛膏、鋅浸渣、工業污泥等工業廢棄物領域實踐和應用。根據目前城市礦產資源利用、危險廢棄物綜合利用和處置的發展與市場需要,重點介紹了側吹浸沒燃燒技術的機理及應用、側吹強化攪拌模擬仿真、側吹處理銅鎳精礦技術等最新成果。為了適應智能冶煉和綠色冶煉要求,書中對智能優化控制系統在側吹冶煉領域的應用也有涉及,形成鮮明的恩菲特色。
    “日日行,不怕千萬里;常常做,不怕千萬事。”作為冶煉行業排頭兵,中國恩菲堅持以市場需求為導向,從未放慢綠色冶煉技術研究的步伐。為了把側吹浸沒燃燒技術延伸到更多的產業中,使之符合時代的需求,恩菲人持續提升技術水平,當前,正在深入挖掘側吹浸沒燃燒冶煉技術的發展潛力,將側吹冶煉裝置將繼續向多功能化、爐體大型化、高床能率化、長壽命化進行優化和提升;同時,積極探索側吹技術在處理錫、銻等領域的應用。近期研發團隊已經開始了第二代側吹浸沒燃燒熔煉技術的研發,以進一步拓展在黑色金屬、高熔點金屬氧化物料還原熔煉領域的應用。
    習主席曾說,“綠水青山,就是金山銀山”。從廢銅爛鐵到真金白銀,中國恩菲將利用最先進的行業技術和先發優勢,秉持 “資源有限,循環無限”的理念, 引領整個行業綠色升級,擎起的中國創新綠色發展的大旗。

    責任編輯:dl

    如需了解更多信息,請登錄中國有色網:www.fmesky.com了解更多信息。

    中國有色網聲明:本網所有內容的版權均屬于作者或頁面內聲明的版權人。
    凡注明文章來源為“中國有色金屬報”或 “中國有色網”的文章,均為中國有色網原創或者是合作機構授權同意發布的文章。
    如需轉載,轉載方必須與中國有色網( 郵件:mqk@cnmn.com.cn 或 電話:010-63971479)聯系,簽署授權協議,取得轉載授權;
    凡本網注明“來源:“XXX(非中國有色網或非中國有色金屬報)”的文章,均轉載自其它媒體,轉載目的在于傳遞更多信息,并不構成投資建議,僅供讀者參考。
    若據本文章操作,所有后果讀者自負,中國有色網概不負任何責任。

    如东| 河池| 汕尾| 昌吉| 本溪| 天门| 菏泽| 防城港| 曹县| 晋城| 广西南宁| 清徐| 周口| 绍兴| 象山| 安徽合肥| 泰州| 桐城| 张家界| 新乡| 吉安| 恩施| 濮阳| 遵义| 吐鲁番| 崇左| 天水| 琼中| 牡丹江| 安庆| 济南| 阜阳| 许昌| 江苏苏州| 迁安市| 毕节| 新疆乌鲁木齐| 阳春| 株洲| 河南郑州| 阳春| 安徽合肥| 漳州| 滁州| 海南| 瑞安| 神木| 阿坝| 绍兴| 衢州| 如皋| 酒泉| 乌海| 乐平| 澳门澳门| 启东| 普洱| 文昌| 孝感| 宁国| 迁安市| 阿坝| 阿克苏| 通辽| 澄迈| 莱芜| 澳门澳门| 德清| 通辽| 赤峰| 大连| 包头| 绵阳| 衡阳| 山南| 基隆| 绥化| 湖州| 库尔勒| 珠海| 黄冈| 阳江| 松原| 滨州| 七台河| 万宁| 宜昌| 桂林| 济源| 中卫| 长治| 潮州| 海门| 巴彦淖尔市| 陕西西安| 湘潭| 开封| 临汾| 济宁| 大同| 河南郑州| 东阳| 阜新| 汉中| 汕尾| 宜昌| 桐乡| 三亚| 保定| 甘南| 馆陶| 嘉兴| 池州| 南通| 绍兴| 启东| 恩施| 塔城| 白山| 临汾| 四平| 百色| 崇左| 莱芜| 吴忠| 徐州| 阿坝| 齐齐哈尔| 池州| 黄石| 永新| 禹州| 燕郊| 舟山| 台南| 遵义| 荆门| 阿勒泰| 内江| 舟山| 梅州| 宜都| 汉川| 义乌| 信阳| 南京| 馆陶| 宝应县| 忻州| 蚌埠| 安康| 丹东| 天水| 诸城| 楚雄| 博罗| 澳门澳门| 克拉玛依| 禹州| 淮安| 佛山| 莆田| 淄博| 张家界| 黄南| 新乡| 阳江| 晋城| 沧州| 洛阳| 定州| 牡丹江| 许昌| 单县| 乳山| 辽宁沈阳| 河南郑州| 醴陵| 许昌| 海门| 通辽| 安庆| 醴陵| 五家渠| 通化| 定安| 林芝| 宝鸡| 绵阳| 安阳| 普洱| 济南| 抚州| 莱州| 吴忠| 山西太原| 涿州| 淮南| 吉林| 启东| 辽宁沈阳| 博罗| 克孜勒苏| 三河| 平潭| 本溪| 宜宾| 潜江| 丹东| 万宁| 瓦房店| 九江| 南京| 浙江杭州| 南阳| 铜陵| 海南| 乌兰察布| 海门| 阿里| 明港| 嘉善| 铜陵| 简阳| 杞县| 醴陵| 吐鲁番| 神农架| 招远| 眉山| 偃师| 襄阳| 南京| 安康| 江苏苏州| 丹东| 福建福州| 朝阳| 延边| 吉林| 秦皇岛| 怀化| 阿里| 屯昌| 聊城| 丹阳| 醴陵| 武安| 金昌| 景德镇| 黔西南| 靖江| 莒县| 公主岭| 淄博| 湛江| 宜宾| 中卫| 天门| 莒县| 单县| 乳山| 曲靖| 济宁| 阿勒泰| 张掖| 肇庆| 温岭| 安吉| 宿州| 吉安| 昆山| 新泰| 海北| 上饶| 南阳| 西双版纳| 三明| 晋中| 昌都| 燕郊| 玉环| 临汾| 海安| 绵阳| 嘉峪关| 鸡西| 日土| 天门| 驻马店| 曲靖| 玉林| 吴忠| 漳州| 黑龙江哈尔滨| 博罗| 五指山| 荆州| 临猗| 贺州|