绿色冶金

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摘 要：钢铁工业作为国民经济的基础工业，支撑着我国机械、汽车、石油、建筑、造船业的发展，在推动国民经济快速发展的同时，自身也获得了巨大的发展。由于在生产过程中，不注重技术的改进和环境污染的治理，造成了我国钢铁企业粗放型的经济发展方式。由于环境污染的压力越来越大，改进生产技术破在眉睫。一向以污染著名的钢铁企业的污染治理工作是一直被忽视的，而许多大型钢铁企业越来越注意生态环境的建设，塑造企业的绿色形象。因此，绿色冶金的观念就应运而生，绿色冶金不仅有利于改进环境的状况，还有利于为钢铁企业带来更多的经济收入，适应全球化发展的大趋势和大环境。 关键词：钢铁企业；环境污染；发展之路；冶金污染治理



Abstract: Iron and steel industry as a basic industry of national economy, supporting China's machinery, automobile, petroleum, construction, development of shipbuilding industry, in promoting rapid economic development, itself was a great development. As in the production process, do not focus on technology improvements and environmental pollution treatment in iron and steel enterprises in China resulted in the extensive mode of economic development. Due to environmental pollution, increasing pressure to improve the immediate breaking production technology. Pollution has always been known that the greening of iron and steel enterprises has been neglected, and many large steel companies building more and more attention to the environment, create a green corporate image. Therefore, the concept of green metallurgy came into being, green metallurgy will not only help improve environmental conditions, but also help steel enterprises to bring more economic revenue to meet the development trend of globalization and the environment.

Key words: steel company; environment pollution; the development road; Metallurgy pollution

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1引言：冶金工业作为我国的工业大户不仅是能源与资源的消耗大户，其生产过程释放的

大量颗粒物、SO2、NO2、温室气体和废水等也使其成为了环境污染大户。除非钢铁工业能够确保环境不受污染与行业的可持续发展密切结合，否则社会将限制钢铁工业的存在。实施绿色冶金，在冶金工业中实施清洁生产，是解决该问题的根本方法和途径。

2绿色冶金

最近，德国奥尔登大学的一个试验小组已在一处废金属堆放场引种俄罗期大蓼获得成功。现在该试验小组已从德国各地尤其是环保组织接到了大量订单，同时还为推广这项研究成果专门成立了一家商业性公司。它的业务活动引起德国军事部门的很大兴趣，因为历史上的各种军事演习场包括二战时期用作化学武器仓库的地方都有待改造，消除污染。公司方面业已应约在那些地方种下了大蓼，以净化环境，回收有害金属。 最近还有文献报道，美国加利福尼亚的专家们通过研究发现，野生芥菜有从土壤中蓄积镍的功能，他们把种植的半公顷的野生芥菜杆割下来，晒干再烧成灰，从每100克芥菜灰中获得了15～20克镍。他们目前正着手培育蓄积金属能力更强的芥菜新品种，预计可以从每平方米的土地上获取12克镍。

科学研究证明，某些植物在千百万年漫长的演变过程中，已经练就了一身绝招，许多植物有累积某些金属元素的能力。如堇菜好锌、香薷含铜比较丰富、烟草含硒、苜蓿含钽、石松含锰格外丰富。生长在含黄金特别多的土壤中的玉米或木贼草，烧成灰，每吨竟可以提取到10克黄金。凤眼兰却能在根上累积铬，其含量可达到0.13%。

这一系列的发现引起了科学家们的极大兴趣，被人们称为“绿色冶金”技术。如果这些成果继续不断取得进展，人类将得所需的某些金属，同时还可以改善遭受人类破坏的环境。

3清洁生产的实施

1992年在里约联合国环境开发大会上，正式承认清洁生产是可持续发展的先决条件。《中国21世纪议程》中也将其列入其中，并制定了相应的法律。清洁生产的实现途径包括清洁材料、清洁工艺和清洁产品，要求在提高生产效率的同时，必须兼顾削减或消除危险物及其他有毒化学品的用量，改善劳动条件，减少对操作者的健康威胁，并能生产出安全的与环境兼容的产品。清洁生产的实施途径包括： （1） 材料投入，有用副产品的利用，回收产品的再利用，以及对原材料的就地再利用，特别是在工艺过程中的循环利用；

（2） 生产工艺或制造技术，改善工艺控制，改造原有设备，将原材料消耗量、废物产生量、能源消耗、健康与安全风险以及生态的损坏减少到最低程度；

（3） 自然资源使用以及空气、土壤、水体和废物排放的环境评价；根据环境负荷的相对尺度，确定其对生物多样性、人体健康、自然资源的影响评价。

4 无害化处理

冶金企业废水排放量大。掌握各工序废水的特点，对整体研究企业节水及废水治理、以废治废大有益处。例如利用不同工序的酸性废水和碱性废水调节混合，中和为中性后，不仅可满足环保上对废水ｐＨ值的要求，而且可消除废水复用时对管道的腐蚀，提高废水循环复用的实际可能性。另外，利用有些废水混合后反应产生沉淀物及产生的沉淀物的吸附性能，降低废水中悬浮物含量及其它有害物质含量，不仅提高废水水质，而且可使本不能复用的废水能够复用。然而更为根本的问题是：如何少用水、不用水或是水的充分循环利用。作为再能源化和不用水的绝妙结合的例子就是干熄焦(ＣＤＱ)。北美有的新建焦炉将原来炼焦—化工系统转为炼焦—发电系统也是值得注意的新动向。

烟气脱硫对于酸雨等大面积区域生态环境以及居民的健康有着直接的影响。目前氮氧化合物(NO2)的防治也应引起人们的重视。

5 能源在利用


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冶金企业排放的废气主要包括：烧结废气、高炉煤气、电炉烟气和轧钢加热炉烟气等，其余热回收后可用于预热助燃空气、预热煤气和生产蒸汽。

（1）烧结废气 在钢铁生产过程中，烧结工序的能耗约占总能耗的10%，仅次于炼铁工序而位居第二。在烧结工序总能耗中，有近50%的热能以烧结机烟气和冷却机废气的显热形式排入大气，既浪费了热能又污染了环境。采用热管蒸汽发生器可回收烧结废气余热。 （2）高炉煤气 高炉煤气的回收利用比其它废气的回收利用意义更为重大，因为这涉及到冶金企业的气体燃料平衡、减少烧油等重要的能源问题，所以应是废气余热、余能回收利用的重点之一。对钢铁联合企业来说，目标应当是努力降低高炉煤气的放散率，增加混合煤气量，或采用低热值煤气燃烧技术将其用于轧钢加热炉；对独立铁厂而言，则应尽快建设高炉煤气电站。

（3）电炉烟气 电炉炼钢过程中的废气余热回收技术，有可能使电炉炼钢节电100ｋＷ·ｈ/ｔ(钢)以上，并提高电炉的生产效率。在电弧炉的热平衡中，烟气显热一般占电炉热量的20%。一台100ｔ电弧炉废钢预热器的综合效益为：废钢平均预热温度可达200～250℃；电能消耗减少40～50ｋＷｈ/ｔ；熔炼时间缩短5～8ｍｉｎ；电极消耗下降0。2～0。4ｋｇ/ｔ；电炉热效率达70%(不预热废钢时一般为50%～60%)。

（4）轧钢加热炉烟气 可通过以下措施来提高轧钢加热炉烟气回收利用率：采用高保温性能、高密封性能的轻型地上烟道和高回收率的多行程优化排列的翅片或插入件强化传热的金属换热器；采用绝热性能良好的热回收管路；采用炉顶间隔墙来改善炉内热交换及降低排烟温度；采用能在高预热温度下以全热风方式工作的高效燃烧装置。

6资源的再利用

以回收废钢为原料，在电弧炉内溶化。溶化后的钢水在钢包内进行精练，再经过连铸和轧制成型。最初再生法只能生产低级产品，特别是钢筋，现在它占钢铁市场份量越来越大。目前美国40%以上的钢是用这种方法炼的。美国环境保护局的测试表明，使用废钢代替铁矿石炼钢时，总能耗降低近2/3，空气污染排放物可减少86%。

冶金生产中产生许多种排放物，对这些排放物进行适当处理，不仅可防止二次污染，而且可回收作为资源利用。例如：

（1）废油 回收设备→油水分离器→做燃料。

（2）粉尘和污染 除尘器和脱水后污泥→造球→做烧结原料或转炉原料。 （3）碎耐火砖 回收→分选和加工→供制造厂做原料。 （4）废料 回收→再生→利用。

（5）矿渣 高炉渣→重矿渣→做道路→修道路或做混凝土骨料；高炉渣→水淬渣→脱水加工→做水泥原料或肥料；转炉渣→重矿渣→破碎、磁选→返回燃结、转炉做原料或修道路。

参考文献：

[1]张永鑫.《冶金工程导论》.中南大学出版社 2005.07.03

[2]唐平 《冶金过程废气污染控制与资源化》，冶金工业出版社 2008-09-01 [3]殷瑞珏 《绿色制造也钢铁工业》 钢铁研究总院 2000,35 [4]《才智》 2009年 23期

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