文 / 北京瀚川鑫冶工程技術(shù)有限公司 張建國

如何有效防治廢鋼加工中的二次污染

文 / 北京瀚川鑫冶工程技術(shù)有限公司 張建國

本文論述了廢鋼資源的優(yōu)勢及廢鋼回收、加工過程中產(chǎn)生二次污染的根源，并針對不同污染要素提出了不同的應(yīng)對防治措施。同時指明了隨著我國工業(yè)化進(jìn)程的快速發(fā)展及生活水平的提高，越來越多的形形色色的鋼鐵制品將報廢淘汰，在廢鋼的回收加工處理過程中，若處理不當(dāng)、控制不嚴(yán)，會造成二次污染。如何有效防治廢鋼回收加工處理過程中的二次污染，成為廢鋼產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展中必須認(rèn)真面對而不容忽視的一個重要環(huán)節(jié)。

廢鋼基地 加工處理 二次污染 防治

一、概述

廢鋼是一種無限循環(huán)使用的綠色載能資源，是目前唯一可以逐步代替鐵礦石的優(yōu)質(zhì)煉鋼原料。而眾所周知，生鐵是高能耗、高污染產(chǎn)品，鐵鋼比高必然導(dǎo)致鋼鐵工業(yè)能耗上升，鐵鋼比每提高0.1個百分點，可造成噸鋼綜合能耗上升約20kg標(biāo)煤，降低鐵鋼比是鋼鐵工業(yè)降低能耗的重要手段。而且二氧化硫和煙粉塵排放也主要是在長流程的高爐－轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)中產(chǎn)生。

廢鋼是一種載能的綠色煉鋼資源，廢鋼作為可再生資源，是鋼鐵工業(yè)的重要原料之一，使用廢鋼煉鋼與鐵礦石等原生資源相比有以下四個優(yōu)點：

廢鋼可無限循環(huán)使用，利用廢鋼煉鋼，每噸廢鋼可再煉成近一噸鋼，可節(jié)約1.7噸鐵精礦，減少4.25噸原生礦的開采，同時可省去采礦、選礦、煉焦、煉鐵等過程，節(jié)省大量自然資源；

廢鋼又是一種載能資源，相比高爐－轉(zhuǎn)爐煉鋼流程，利用廢鋼煉鋼可以節(jié)約大量的能源和水資源，有資料顯示，用廢鋼直接煉鋼可節(jié)約能源60%，節(jié)水40%；

廢鋼還是一種環(huán)保資源，可以大幅減少煉鋼時的廢水、廢氣、廢渣排放，有資料顯示，用廢鋼直接煉鋼可減少廢氣86%、廢水76%和廢渣97%；

利用廢鋼煉鋼，即電爐煉鋼短流程工藝，不僅比投資較長流程低40～50%，同時可大量減少企業(yè)占地，緩解我國日益突出的土地緊張局面。

廢鋼在鋼鐵工業(yè)中的大量利用是突破資源瓶頸制約、建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會的必然要求，也是降低碳排放、緩解對鐵礦石依賴的重要途徑，廢鋼有著極高的開發(fā)利用價值，是實現(xiàn)鋼鐵循環(huán)利用的優(yōu)良再生資源。

提高廢鋼在鋼鐵工業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中的地位，對于降低資源和能源消耗、減輕環(huán)境壓力，發(fā)展我國循環(huán)經(jīng)濟(jì)具有重大的現(xiàn)實意義。在低碳時代日益到來之際，加大廢鋼利用，加快廢鋼產(chǎn)業(yè)發(fā)展，不僅保護(hù)環(huán)境、有效促進(jìn)鋼鐵工業(yè)節(jié)能減排，實現(xiàn)鋼鐵資源循環(huán)利用，同時也可實現(xiàn)鋼鐵業(yè)與廢鋼行業(yè)的互利共贏。

因此，充分利用廢鋼，既可減少原生資源的開采，增加資源循環(huán)利用，進(jìn)行資源合理配置，同時也符合目前節(jié)能減排、循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展要求。

但是，在廢鋼的回收、加工、處理過程中，若處理不當(dāng)，控制不嚴(yán)，就會出現(xiàn)廢有色金屬、廢橡膠、廢塑料、廢纖維、渣土等夾雜物的濫排和擴(kuò)散問題；同時也可能造成廢油、廢水、廢氣、噪音、揚塵、有毒有害物質(zhì)對環(huán)境的污染，甚至造成易燃、易爆物對人身安全的威脅，這些污染統(tǒng)稱為廢鋼加工過程中的二次污染。而如何有效防治廢鋼加工處理過程中的二次污染，成為廢鋼產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展中必須認(rèn)真面對而不容忽視的一個重要一環(huán)。

二、廢鋼加工過程中二次污染的形成

廢鋼在回收加工處理過程中，二次污染的形成則主要是由原料廢鋼的來源、品種、加工工藝、裝備水平和環(huán)保防控設(shè)施所決定的，一般其二次污染的形成有以下幾種。

1、原料廢鋼中混雜物的污染

廢鋼按照來源一般大致分為：進(jìn)口廢鋼、企業(yè)廢鋼、社會廢鋼。進(jìn)口廢鋼如是進(jìn)口的工業(yè)廢鋼，一般比較純凈，夾雜物極少，污染性也不大；而如進(jìn)口的是生活廢鋼，則由于其攜帶有大量的非金屬成分的雜質(zhì)，甚至混雜包裹有部分的洋垃圾，致使其產(chǎn)生的污染極大，如圖1所示是國內(nèi)某大型加工基地進(jìn)口的廢鋼堆料，成分復(fù)雜，夾雜物較多。

圖1 某廢鋼加工基地的進(jìn)口廢鋼堆場

企業(yè)廢鋼一般由加工制造企業(yè)的邊角料及鋼企自產(chǎn)廢鋼（切頭、切尾料頭、產(chǎn)品廢品）等組成，成分相對固定，質(zhì)量穩(wěn)定，污染危害小而便于治理，如圖2所示是某鋼廠的成品廢鋼堆場。

圖2 某鋼廠自產(chǎn)成品廢鋼

而社會廢鋼是我國廢鋼鐵資源的主要來源，占到總廢鋼量的60%以上，主要由分布在全國城鄉(xiāng)的廢鋼鐵回收網(wǎng)點和拾零人員來完成，其主要指城鄉(xiāng)居民生活和其他加工、制造、運輸、建筑等行業(yè)所產(chǎn)生的廢鋼資源的回收，由于其成分相對復(fù)雜，各個收購網(wǎng)點的收購質(zhì)量要求也不盡相同，夾雜物相對較多，再加上社會廢鋼回收行業(yè)運行機(jī)制陳舊，管理散亂，所以由此而產(chǎn)生的污染相對較大。如圖3所示是某企業(yè)的收購的社會廢鋼在卸料碼頭。

總之，由廢鋼原料造成污染的因素基本可以的概括為：

（1）是廢鋼中所夾雜的橡膠、塑料、海綿、纖維、樹脂、渣土等物質(zhì)的排放造成的環(huán)境污染；

（2）廢鋼中所殘留的有毒、有害液體及對被浸蝕的器皿、管道清洗排出的清洗劑、污水的污染；

（3）廢鋼中所混入的廢炮彈、核物質(zhì)、易燃易爆物和密封容器所隱藏的安全隱患；

（4）混入廢鋼中的放射性超標(biāo)物質(zhì)所造成的環(huán)境污染和人身安全隱患。

2、廢鋼鐵加工過程中所產(chǎn)生中間物對環(huán)境的污染

這類污染的產(chǎn)生主要是原料中的夾雜物、附著物、殘留物等在廢鋼加工處理過程中對環(huán)境造成的污染影響，基本分為以下幾種：

（1）廢汽車、廢船拆解過程中所產(chǎn)生的殘留汽油、機(jī)油、氟利昂、蓄電池對環(huán)境的污染；

（2）對依附在廢鋼表面或夾層中的油污、瀝青、塑料、橡膠樹脂、纖維等可燃物進(jìn)行烘烤、燃燒處理過程中所產(chǎn)生的二噁英氣體對空氣的污染；

（3）廢電腦及家電在拆解加工處理過程中所產(chǎn)生的廢水、廢酸、廢堿、電子垃圾等帶來的環(huán)境污染；

（4）廢鋼中所混入的廢炮彈、武器、易燃易爆物和密封容器所隱藏的安全隱患；

（5）混入廢鋼鐵中的放射性超標(biāo)的物質(zhì)，或受放射性物污染的廢鋼鐵所造成的環(huán)境污染和公民人身安全隱患；

（6）露天料場受污染的雨水對地下水和周邊的污染，如圖4、圖5是某鋼廠的加工成品廢鋼堆場；

圖4 加工制造企業(yè)產(chǎn)出成品打包廢鋼堆場

圖5 加工制造企業(yè)產(chǎn)出成品剪切料堆場

（7）對依附在廢鋼表面或夾層中的油污、瀝青、塑料、橡膠樹脂、纖維等可燃物進(jìn)行烘烤、燃燒處理過程中所產(chǎn)生的氣體對環(huán)境的污染。

3、廢鋼鐵加工工藝及裝備落后所造成的污染

上世紀(jì)，我國的廢鋼鐵的主要來源是鋼鐵企業(yè)在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢鋼鐵，設(shè)備制造行業(yè)、建筑行業(yè)在鋼材加工應(yīng)用過程中所產(chǎn)生的邊角余料以及其它制造業(yè)、運輸業(yè)報廢的機(jī)械設(shè)備、車輛、船只等。城鄉(xiāng)居民家庭主要以報廢的自行車、縫紉機(jī)、鐵制炊具為主，數(shù)量較少。

從當(dāng)時的廢鋼整體構(gòu)成來看，品種少、結(jié)構(gòu)簡單，廢鋼加工工藝和加工設(shè)備以落錘、爆破、氧割為主。工藝粗放，設(shè)備落后，污染控制能力差，生產(chǎn)的廢鋼產(chǎn)品體積大，純凈度不高，所造成的二次污染主要表現(xiàn)為：

（1）氧割產(chǎn)生的煙塵自由排放對空氣的污染；

（2）落錘加工造成的強(qiáng)烈震動和飛濺物對周圍建筑物和人身產(chǎn)生的安全威脅；

（3）爆破廢鋼所產(chǎn)生的噪音、沖擊波的污染及事故隱患；

（4）廢鋼加工過程中所產(chǎn)生的廢物直接排放到大自然對環(huán)境的污染。

進(jìn)入21世紀(jì)，我國鋼鐵工業(yè)加快了技術(shù)升級和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，隨著冶煉工藝、軋鋼工藝的革新，鋼鐵企業(yè)自產(chǎn)廢鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大的變化，社會廢鋼的產(chǎn)生量日益增加，大批的汽車和家用電器、電腦的報廢加大了社會廢鋼的復(fù)雜程度和加工處理難度。

因此，落后的廢鋼加工工藝和設(shè)備被迅速淘汰，代表著先進(jìn)的廢鋼加工處理工藝的剪切機(jī)、打包機(jī)、破碎機(jī)得到廣泛應(yīng)用，在廢鋼加工工藝現(xiàn)代化發(fā)展的新時期，加工中二次污染的表現(xiàn)形式也發(fā)生了很大的變化，主要表現(xiàn)為：揚塵、噪音、廢水、廢油、廢氣、電子輻射等的污染。

三、廢鋼加工過程中二次污染的防治

做好廢鋼回收加工過程中二次污染防治，關(guān)鍵在于如何在全行業(yè)加快產(chǎn)業(yè)集中，培養(yǎng)組建專業(yè)化廢鋼加工配送公司，推廣先進(jìn)的技術(shù)工藝、設(shè)備及環(huán)保設(shè)施和環(huán)境保護(hù)管理體系，淘汰落后，加強(qiáng)該領(lǐng)域的科研力度。而實施行業(yè)技術(shù)升級、提升行業(yè)科技底蘊的改革進(jìn)程的快慢和普及面的大小，直接決定著二次污染的控制效果。

(1)加工過程中對揚塵和噪音的控制，主要由設(shè)備的先進(jìn)性來決定。國內(nèi)普遍使用的進(jìn)口和國產(chǎn)的主體加工設(shè)備，凡是正規(guī)廠家制造的、有標(biāo)準(zhǔn)的，在正常生產(chǎn)狀態(tài)下都可達(dá)標(biāo)，如剪切機(jī)、打包機(jī)、破碎機(jī)等，而生產(chǎn)過程中的廢水基本沒有排出，用水很少，主要用于降塵。

(2)易爆物資的處理主要依靠在采購廢鋼中的嚴(yán)格質(zhì)檢，認(rèn)真分檢，認(rèn)真清理。分揀出的廢舊炸彈、武器一般集中交當(dāng)?shù)伛v軍和公安協(xié)助銷毀處理，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓芾眢w系是防治的關(guān)鍵。

(3)對放射性污染物的防治，主要靠防輻射檢測設(shè)備把關(guān)。被放射性物質(zhì)污染的廢鋼在回爐煉鋼、軋制、制造過程中，輻射不會消失，而是沿著生產(chǎn)工序和裝運持續(xù)污染環(huán)境，對人的生命安全危害很大。國內(nèi)大型的專業(yè)化廢鋼公司基本上都裝備了防輻射檢測設(shè)備，但中小型廢鋼回收企業(yè)對防輻射檢測的重要性未予以重視，防輻射的檢測工作還處于空白狀態(tài)，相關(guān)管理部門應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)督強(qiáng)制要求建章立制。

(4)對廢鋼中夾雜物的處理，無論是人工或是用機(jī)器分選，都能把夾雜物分選出來。關(guān)鍵是對這些夾雜物的去向如何處理。在大型的廢鋼公司，由于產(chǎn)生量大，可將可利用的再生物資（如塑料、橡膠、有色金屬等）分類直接銷售或加工成再生原料，供給專業(yè)生產(chǎn)廠家利用；不可再生利用的可以在不污染環(huán)境的前提下焚燒或集中填埋。

(5)對渣土的處理，有些發(fā)達(dá)國家不是填埋而是進(jìn)一步綜合利用。因為經(jīng)過破碎機(jī)粉碎分選產(chǎn)生的渣土里還含有大量的塑料、橡膠、纖維、木材的碎屑可燃物，可以通過熱能轉(zhuǎn)換循環(huán)利用。經(jīng)研究可加入一定的助燃劑（煤、油等）制成燃塊用于發(fā)電。產(chǎn)生的灰粉用于生產(chǎn)墻體材料，最終實現(xiàn)“零排放”。

(6)大力促進(jìn)廢鋼加工配送基地的建立，可以有效防治加工生產(chǎn)過程中的二次污染問題，實現(xiàn)廢鋼的綠色發(fā)展。在大型廢鋼加工中的噪聲、煙氣、灰塵、噴淋廢水等可得到有效的控制，廢鋼中的廢有色、橡膠、塑料、纖維、渣土等夾雜物得到有效的綜合利用和無害化處理。

總之，廢鋼鐵加工處理過程中二次污染的防治必須加以高度重視，防勝于治，防治污染的產(chǎn)生及擴(kuò)散是重中之重，而加強(qiáng)源頭控制尤為至關(guān)重要，對回收的廢鋼做好不同的品質(zhì)要求，嚴(yán)把檢測關(guān)是首要一步； 其次做好廢鋼原料堆存的防污染保護(hù)措施，并在加工中采取適當(dāng)?shù)拇胧?，分化消除原料中的污染因素，控制加工中加工因素產(chǎn)生的污染源，對加工后的非鋼成分物質(zhì)進(jìn)行細(xì)化處理，有價值的進(jìn)行回收利用，無價值的進(jìn)行無害化處理。

圖6 某廢鋼加工配送基地的破碎分選系統(tǒng)

四、結(jié)束語

隨著我國工業(yè)化進(jìn)程的快速發(fā)展，越來越多的復(fù)合型鋼鐵制品被報廢和淘汰，這些廢鋼鐵經(jīng)過回收利用可回爐煉鋼，循環(huán)使用。但在此過程中，若處理不當(dāng)、控制不嚴(yán)，會造成二次污染。通過改革廢鋼鐵回收加工體系，提高裝備水平和對二次污染的控制能力，進(jìn)而加強(qiáng)對夾雜物資源化轉(zhuǎn)變的研究和開發(fā)，實現(xiàn)“零排放”，走科學(xué)發(fā)展的道路，這是新時期政府部門、相關(guān)行業(yè)和企業(yè)應(yīng)當(dāng)關(guān)注和研究的新課題。

廢鋼回收加工處理過程中的二次污染防治，是一個專業(yè)課題，需要專門的科研機(jī)構(gòu)和專業(yè)人才進(jìn)行研究和開發(fā)。我國對該課題專項研究起步較晚，目前在這方面投入的資金和科研力量也非常薄弱，還未正式納入國家的科研發(fā)展規(guī)劃。全行業(yè)都達(dá)到上述防治目標(biāo)需要漫長的過程，需要持續(xù)深入的探討和研究、政策的支持、科技的進(jìn)步以及科學(xué)發(fā)展觀的落實。

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