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冶金工程概论论文姓名：谭密 班级：建环12级2班学号：1262109216钢铁冶炼粉尘与环境保护谭 密（内蒙古科技大学能源与环境学院，内蒙古，包头）摘要：本文着眼于钢铁冶炼过程中具有较大污染性的粉尘的危害,探讨其治理方法。合理协调工业与环境的关系，对我国工业化、现代化具有现实意义。关键词：钢铁冶炼;工业污染；粉尘;环境保护The dust of Iron and Steel Smelting and Environmental ProtectionTAN Mi(School of Energy and Environment, Inner Mongolia University of Science and Technology,Baotou,Inner Mongolia,China)Abstrcat:The article focuses on the harm of polluting dust and steelmaking ,and prob into governance approach .Reasonably coordinate relationships between industry and the environment ,has a realistic significance to our countrys industrialization and modernization.Key Word:iron and steel smelting;industrial pollution；dust；environmental protection.一、 工业化、冶金与环境工业化指一个国家和地区国民经济中，工业生产活动取得主导地位的发展过程。工业化最初只是一种自然的社会现象，始于18世纪60年代的英国。这种以大会莫机器生产为特征的工业生产活动向原有的生产方式和狭小的地方市场提出挑战，老的生产方式已无法满足日益增长的市场容量的需求。同时，资本积累和科学技术化的产生奠定了基础。工业化极大地促进了人类文明，发展了生产力。在大时代下，冶金行业是很小很小的一个点，但从这一个点中可以对工业化进行某种程度的窥探。在生产力得到迅猛发展的同时，双刃剑的另一端锋利无比，同样席卷人类。伴随大规模工业化而产生的日益严重的大气、海洋和陆地水体等环境污染，大量土地被占用，水土流失和沙漠化加剧等，对社会、自然、生态造成巨大破坏，甚至人类自身生存，迫使各国对工业化的发展进行各种限制和改造。冶金对一个国家工业化有很大的意义，钢铁是工业的原材料，是基础的基础。但是同时由于钢铁是必需品，我们在得到钢铁成品时，钢铁冶炼过程中污染物也随之而至。我国工业化较晚，现在正是一个关键的节点。如何处理好发展与环境的关系，走出不同于已完成工业化国先破坏后治理的新路，对于我国后来居上，实现超越是很有意义的。吸取原有教训，不走弯路，是保证我国实现高质量现代化、工业化的前提。目前我国冶金行业排放的污染物排放量居高不下，严重制约钢铁工业的可持续发展，大大消弱了我国钢铁工业在国际市场的地位和作用。控制污染、节能减排是我国面临的急迫任务，这是危机，是挑战，同时也是广大从事工科建设人员的一次机遇。这是对中国人智慧的再一次考验。只有立足现在才能有光明的未来。二、 冶金工程污染物通过以上数据我们可以清晰明了地掌握各类污染物所占总量，及占总量的百分比，我觉得这些数字应该是值得我们重视的，它们是非常庞大的，尽管只是某个行业的污染，但是造成的污染却是巨大的，而且为此买单的是我们每个人。在上图中我们也能清楚的看到粉尘以及与之相关的气体污染是冶金过程中绝对污染源。钢铁污染的是多个方面的，因此治理污染也可以从多个方面下手，这需要不同学科的人一起努力。【1】三、 粉尘污染钢铁冶炼粉尘是钢铁生产过程产生的粉末状的物质，是钢铁工业的主要大气污染物之一。它的排放量大，污染面广，成分复杂，颗粒细，吸附力强。粉尘的性质与其发生源有关。一般由物料的破碎、筛分、输送过程散发到空气中的粉尘，其化学成分、真密度等物理性质与原物料近似，颗粒较粗，大颗粒可达数百微米。炉窑烟尘是在金属冶炼或加热过程中，因物理化学过程产生的升华物或蒸气，在空气中凝结或氧化而形成的固体颗粒物，如氧气转炉烟尘、吹氧平炉烟尘、电炉烟尘等，主要是金属氧化物，颗粒很细，大都是随高温烟气经烟囱排放的。主要危害：刺激呼吸道，造成儿童佝偻病，刺激眼睛，是眼结膜等眼病患病率增加；恶化生活卫生条件。粉尘对人体的危害程度，除与吸入量有关外，还与粉尘的理化特性有密切关系。一般来说，较大的尘粒在空气中停留时间较短不易被人体吸入，即使被吸入到呼吸道，也往往被鼻腔、咽喉和尚不气管的黏膜或纤毛所阻留。较小尘粒可较长时间悬浮在空气中，较易被人体吸入，可通过呼吸系统到达肺泡管。其中大微小尘粒，有可能被呼吸道的黏膜颤毛粘附或阻留下来，然后通过颤毛的生理活动，将这些尘粒逐渐推移到咽喉部，最终经咳嗽、喷嚏等保护反射作用，随痰咳出。细微尘粒可深入并滞留在肺泡内，从而对肺组织造成危害。颗粒越细的粉尘，化学活性越强，在人体内造成肺组织纤维化的作用也越显著。此外，细粉尘特别是金属氧化物粉尘具有较强的吸附和催化作用，大气中有许多游湖气体或元素易被吸附。如果吸附有害成分的粉尘被人体吸入，更加剧对人体的危害。四、 粉尘来源、现状钢铁厂粉尘主要来自于炼铁工序、炼钢工序和选矿工序，具体包括烧结尘泥、球团尘泥、高炉尘泥、转炉污泥、电炉除尘灰、转炉除尘灰、轧钢污泥、轧钢氧化铁鳞、出铁场集尘、钢管石墨污泥和含油铁屑等。目前，低锌尘泥可直接作为烧结配料使用，而锌含量高的尘泥需进行脱锌处理后才能返回钢铁生产流程。钢铁厂粉尘是整个钢铁行业的副产品，其数量甚至可以达粗钢产量的10%左右。我国2013年粗钢产量达到7.79亿吨，粉尘产生量十分巨大。粉尘中含有大量铁、碳等有价元素，可以部分代替含铁原料，降低生产成本；但粉尘中还含有锌、铅、钾、钠、铟等元素，这些元素有些是影响高炉冶炼的有害元素，不能直接进入高炉，国内许多钢铁企业将其进行堆积处理，造成了严重的环境污染。如果高效回收利用粉尘中的有价元素，“变废为宝”，具有非常重要的意义。目前，钢铁厂粉尘的处理工艺主要有转底炉工艺，回转窑工艺，OXYCUP竖炉工艺、DK工艺和湿法工艺等，但因各工艺自身还存在些许约束和不足，尚未能实现广泛的推广和应用。云南红河锌联公司的“钢铁烟尘火法富集湿法分离多段集成耦合处理技术”，是几种粉尘处理工艺的优化整合。目前看来，可以高效回收利用粉尘中的有价元素，前景广阔，并取得了良好的社会效益与经济效益。钢铁企业产生的尘泥具有种类多、数量大、成分复杂及波动大等特点，各工序产生粉尘在化学组成、矿物组成、粒度分布和微观组织结构上都有明显的区别，其资源化利用的核心在于结合粉尘自身特性，充分回收利用粉尘中的铁、碳等有价元素。因此，需要对钢铁厂各类粉尘的特性进行深入的基础研究，进而提出适合的工艺方法，这是实现钢铁厂粉尘回收利用的关键所在。目前，我国许多钢铁企业仍采用粗放式的处理手段，直接将粉尘配入烧结工序或球团工序中，这造成烧结矿、球团矿质量下降，有害元素在烧结/球团-高炉流程中大量循环富集，影响高炉顺行，这是以牺牲高炉寿命为代价处理粉尘的初级手段。事实上，当前，有害元素富集对高炉焦炭质量破坏及恶化高炉顺行等现象越来越严重，而钢铁企业自身建设粉尘处理装置需要大量投资和土地资源。因此，现在政府和钢铁企业需要转变观念，集成区域和技术优势，统一处理粉尘，以降低成本、节能减排。在钢铁企业集中的区域，应鼓励各钢铁厂将粉尘集中到专业的环保公司处理，确保所有烟尘能够得到良好的环保处理与清洁化利用，避免流入社会，从而有效加强大气治理和重金属治理；同时，也有效节约土地资源。日前，国家发展改革委、财政部和环境保护部联合印发关于调整排污费征收标准等有关问题的通知，提高了排污费的征收标准，提倡“谁污染、谁付费”的环境管理模式。先进的烟尘治理技术方案如果可以更广范围地应用于钢铁企业，将有助于有效减少污染物排放，同时这一治理模式可以降低企业投资成本，达到治理污染、回收资源的效果2。五、 粉尘治理粉尘如何治理，是人们越来越为关心的问题。主要以下几个方面：1、在厂内循环返烧结使用。直接返烧结回到高炉以利用其中的铁和碳，是目前各钢铁厂最常见的处理方式。但反复循环烧结后，钢铁烟尘中的铅、锌浓度越来越高，将逐渐引起高炉炉瘤、炉结，高炉利用系数降低，焦比升高，影响高炉的顺利运行及炉寿。因此，循环到一定程度后，必须对烟尘中的铅、锌进行外排。2、直接外排堆存。这不仅占用大量土地，而且烟尘造成大量的扬尘，并会对大气、土壤和地下水形成污染。近年来，我国环渤海、长三角周边的雾霾，与钢铁烟尘的巨量排放、流入社会有直接关系。有关数据显示，2010年全国粗钢产量6.27亿吨，钢铁企业所排放的二氧化硫、氮氧化物、烟尘和粉尘的量分别占同期工业排放量的9.5%、6.3%、9.3%和20.7%。堆积过程中产生的大量扬尘，是PM2.5、PM10的重要来源，造成了严重的环境污染。此外，钢铁烟尘中的锌、铁、碳等资源没有得到利用，造成巨大资源浪费。3、直接用作建材。将钢铁烟尘送水泥厂或砖厂做配料使用，虽然这样可利用部分铁和碳，但利用价值很低、增值空间小，且铅等重金属污染物不能去除，会一并进入建材中。这同样会导致环境的污染，并没有充分利用其中的锌等资源。4、尝试提取其中的铁、碳和其他有价元素。历年来，各钢铁企业已尝试过选矿法脱锌返铁、湿法萃取等多种方法，但钢铁烟尘中的铁和锌结合紧密，通过选矿等物理方法并不能实现有效的锌铁分离，效果较差，且其他杂质含量很高。因此，综合回收利用的效果不好，经济效益差，环保难以达标。5、企业将钢铁烟尘烧制成为次氧化锌粉后出售。但钢铁烟尘烧制而得到的次氧化锌粉的氯等有害杂质含量非常高，通常不能直接用于后续湿法炼锌，往往只能用于生产硫酸锌等粗级产品，增值空间小，效益差。六、我国冶金与环境展望目前我国正处在工业化、现代化的关键时期，我国冶金行业也得到了很大的发展，但是明显存在大而不强的问题，同时冶金行业所带来的环境问题却是越来越让人头疼。我们必须深思传统工业国发展以及我国上个世纪大练钢所带来的环境问题，吸取历史教训。事实证明不顾自然，一味的发展是并不科学的。工业是把双刃剑，造福我们的同时，也