钢铁资源的回收与再利用

钢铁资源的回收与再利用检索记录町f!l导航立I甬辛忡阳Elp'gym^回罔工砒疾litPkT&A&rria□□ (±H回乂匕幸!54虫科于回乂扯1H回回』輕常0■氐F怦邮記邑.忑it*叽怙jffi»LTrt 壬t」百畑2xoiUHITK璋站坏：祁・口<a)围曲 舅h吃-丽静4l^p-diK[]甘刊右1爾审测娴品曲可抻?!：刑剧诵中HP..口4hJ52003^2 7基他H田:•中空扯刨取厦引(USSCi〉中占円自囲科僧in章中占円自囲科僧in章》底工狀・JdK^UbU 押丰HS渊折 為童引眦站 m申車*丹■J_IHRRuiQiS：.*IN慢戒谥虫：廳鹰肩tin溜孚人崔用-搏it址猜期刊娠脚¥舍價沪勺逝址猜期刊娠脚¥舍價沪勺zi眾呂=■吃左粧序生产申的zi眾呂=■吃左粧序生产申的・ifMffl 网狂疋rmwrtlrih昌u带砾岀处：5痕朗制刚辑ii镯ffi>niftFRikliiattSSWLeS?Sz--^Hgilwa]U»iL^||flti?FWHSOGf；EWH.:O*A-:口Ml—^iUa>U3KIU?=dj.lMMtaiaMI：fa<XSi-i■ri.-l.'E'-taAnWJfeHAIi:I国晒云\kiik乂[mg如虫r^L^i文件主要是从贵州大学数据库进入中国知网与维普期刊搜寻。查询解读随着社会经济的发展，资源与环境问题日益成为影响发展的瓶颈问题。循环利用经济作为一种新的经济发展模式，是解决资源与环境问题的有效途径。再生资源的开发和利用是循环经济系统中一个重要的子系统，是解决资源枯竭、能源短缺、环境污染等诸多社会现实问题的有效对策和最佳途径，是解决现代社会基础材料供应不足问题的物质基础。再生资源回收利用是供销社的传统主业，几十年来各级供销社及再生资源回收利用企业，积极履行职责，努力建立贯通城乡的再生资源回收利用网络，在净化城市环境、维护生态平衡、减少自然资源消耗浪费等方面做出了积极的贡献。现阶段发展资源回收利用产业需要被重视，也应当被重视。因此，为了充分的利用资源，我从研究一套循环经济的角度出发，以“减量化、再利用、资源化”为原则，以提高资源利用为核心，促进资源利用由“资源一产品一废物”的线性模式向“资源一产品一废物一再生资源”的循环模式转变。以尽可能小的资源消耗和环境成本，实现经济社会的可持续发展，使社会经济系统与自然生态系统相和谐。我进行了钢铁与塑料两方面的资源再利用进行了浅析，主要是通过查询相关资料了解我国的资源不合理利用现象及现有的资源再利用技术模式，查询现阶段回收的效率和我国再生资源回收行业存在的主要问题，并通过查询提出资源在回收利用的建议，从而实现资源的合理回收和再利用循环模式。认识总结我国再生资源回收行业发展的现状与问题。近几年来，随着我国经济的快速发展和人民生活水平的提高，各种资源的消耗量越来越大，资源供给不足已成为我国可持续发展的重要制约因素。一方面，我国自然资源十分匮乏，主要45种资源的人均占有量不足世界平均水平的一半，天然气、石油、铝和铜等重要矿产资源的人均储量仅相当于世界人均水平的4.1%、8.3%、9.7%和25.5%，某些重要资源对国际市场的依存度越来越高，目前原油的35%、铁矿石和氧化铝的约40%、铜和天然橡胶的60%以上依靠进口，增大了国民经济和社会发展的风险；另一方面，每年约有500万吨的废钢铁、20多万吨废有色金属、1400万吨的废纸及大量的废塑料、废玻璃、废旧电子产品等废弃物没有被回收处理，资源严重浪费［1］。党的十六届三中全会提出了统筹人与自然和谐发展的要求，为再生资源回收行业的发展明确了目标。加快再生资源回收行业的发展，促进循环经济的建立，不仅可以解决资源短缺问题，还可减轻因资源过度开发和使用对环境造成的污染和破坏，是实现自然生态系统和社会经济良性循环的重要途径。1.1我国再生资源回收行业发展情况上世纪50〜60年代，为了解决社会物资严重匮乏问题，政府大力提倡勤俭节约、收旧利废，建立起了较完善的废旧物资回收系统。90年代以来，为了实现资源再利用，减轻环境污染，国家先后推出一系列优惠扶持政策，再生资源回收行业发展较快。目前，全国再生资源回收企业5000多家，回收网点16万个，回收加工厂3000多个，从业人员140万人，年再生资源回收量5000万吨以上，年回收总值接近500亿元。其主要发展分为三个阶段：非公有制已成为再生资源回收行业的主体、经营逐步向深加工、多领域发展、进入国际化的“循环经济”［2-4］。1.2我国再生资源回收行业存在的主要问题近年来，随着我国经济的快速发展和人民生活水平的提高，再生资源的品种和数量有了很大变化，再生资源回收行业随之也出现了一些新的情况和新的问题，主要体现在缺乏相应的管理法规和行业标准、资源回收率低，不易回收的再生资源丢弃现象严重、行业技术进步缓慢、与国外同行业差距较大［5］。2我国钢铁资源的回收与再利用我国铁矿资源2011年统计拥有743.9亿t,其中：储量56.67亿t,基础储量192.76亿t,资源量551.14亿t,富矿只有9,27亿t,占全国资源储量1.2%（表1），资源储量总的看比较丰富，居世界前五位，但储量和基础储量少，人均保有资源储量只有50多t,保证开采年限太短，为根本解决铁矿石问题，必须加快勘查步伐,加大勘查力度［6］。同时,也要充分利用钢铁资源、合理规划铁矿资源,发展钢铁资源的再生利用。然而钢铁能源利用效率约为30%~50%［7］,也就是说,开采出来的资源,我们的利用效率还达不到一半,并且在很多行业还在加工过程中造成了污染与二次污染,如氧割产生的烟尘自由排放对空气的污染、落锤加工造成的强烈震动和飞溅物对周围建筑物和人身产生的安全威胁、现代化废钢铁加工工艺产生的二次污染等［8］。因此,我们迫切的需要一种新的发展模式和生产的转换来平衡钢铁资源供给关系,使得充分利用钢铁资源,节约能源,减缓开发的步伐。2.1我国的钢铁资源回收废钢是钢铁工业可持续发展的重要的资源，特别是电炉炼钢必不可少的原料，未来若干年内电炉炼钢将有更大的发展，为了使电炉炼钢获取最大的经济效益，必须大力发展废钢加工业，废钢加工行业的工艺改革潜力巨大［9］。2.1.1我国的废钢来源废钢的来源划分自产废钢。指钢铁厂炼钢及前后相关工序生产过程中产生的废钢，也称厂内废钢。加工废钢。指使用钢铁产品的用户在加工使用过程中产生的废钢，也称即期或者当期废钢。折旧废钢。指固定资产使用到期或拆除的产品经再生回收的废钢。自产废钢属厂内自产、加工、自用。而加工废钢和折旧废钢由社会有关行业回收加工，称社会回收废钢或商业废钢。从废钢来源划分，有国内废钢和进口废钢［10］。2.1.2废钢来源与使用举例上世纪八九十年代，江苏省建设十几座电炉和上海市建设4座大电炉之前曾做过废钢来源的分析调查。但随着我国钢产量的迅猛增加，废钢问题引起专家学者、冶金工作者的关注。近年来有关废钢方面的基金课题、专题、调查研究、学术论文、科学预测等等陆续在报刊登载，倍受关注。目前见到的废钢资源有的是推算或有关部门和行业协会提供的。近年来冶金用废钢供需状1．自产废钢1530万t,相当于平均每生产It钢材回收63.45kg，而1990年是196.2kg。降低的主要原因：(1)连铸比从1990年的22.38％提高到2003年的93.52％(重点大中型企业为95.13％)；(2)行业的综合成材率由同期的83.13％提高到94.92％。因此，符合一般的下降规律。另根据鞍钢对20世纪10年中的统计，分工序的废钢铁回收量为：炼铁3kg/t,炼钢32kg/t,初轧85—90kg/t,成材55—60kg/t。日本1990年自产废钢125.53kg/t材，美国1996年为153kg/t材(不含铸造)。当然长材和板材及深加工程度也会对废钢产生量有影响。加工废钢量(见表4),计2385.6万t,占加工钢材量的9.49%，即加工成品率为90.51％。消费钢材用户的结构及加工技术水平直接影响到钢材的使用效果。过去很长一段时间内均采用15%的加工废钢比现在看是低估了加工业的技术进步,尤其建筑业钢材消、费比例高时,产生的废钢大大减少。折旧废钢2925万t,是按钢铁积蓄量19.5亿t、回收系数1.5%计算得来。国家对社会固定资产实行分行业分类折旧办法,折旧期：机械设备1215年，汽车10—15年，建筑和桥梁50〜100年，一般制品15年，饮料罐在2〜3周可回收。目前由于技术进步的加快折旧也在加速。折旧废钢的数量估算方法主要取决于数据统计和处理水平，下面的3种方法可供参考。①前推法。作为研究测算将前10年至前20年的累积钢产量的2%作为当年产生的折旧废钢量。②按回归方程式计算。例如俄罗斯依据19601985年的统计数据，折旧废钢量与金属积蓄量之间的回归方程fit=7.9+0.016M(rl为t年折旧废钢量；M为年均金属积蓄量)。③按钢铁积蓄量的比例系数计算。不管用哪种方法估算的折旧废钢量都是潜在的废钢资源，与实际回收绝非相同。折旧废钢的回收率中国是按1.5%，13本是按2.59%，我国有段时间按1.1%〜2.6%,而俄罗斯也用1.5%,但它有一个常数a(7.9Mt)。上述(1)+(2)+（3）=6840.6万t,加上进口废钢和DRI的废钢资源总量为7937.6万t,而表3中的冶金消费废钢（含DRI168万t））是5843万t,差额2094.6万t,可能是消费在小五金轻工生产、小炼钢和小轧钢生产、铸铁和铸钢方面,也可能是回收量未达到潜在应回收量。弄清上述问题,规范使用废钢,自然可看出电炉用废钢尚存的潜力。不难看出,折旧废钢是今后回收的重点,这部分回收利用好,电炉钢的增长空间就会大［11-12］。因此,废钢行业回收、加工、分类、选别的工作十分重要,关系到炼钢工艺的结构整调、节约能源和资源、保护环境、清洁生产和循环经济。因此,我国斥资亿元重庆筹建再生资源交易中心,逐步形成完善政策支持系统,逐步形成有效的社会动员机制［13］。 表1 ?D11年中国铁矿资源储量（单位•亿t） 地区 基础储量 储量 资源量 查明资源储量全国192.7656.67551.14743.90北京0.860.829.009.86天津——0.010.01河北26.73126157.0083.73山西13.40—20.9134.31内蒙古13.570.1525.9939.56辽宁52.065.33131.66183.72吉林2.442.043.996.43黑龙江0.38上海——0.090.09江苏1.831.295.967.79浙江0.39—0.550.94安徽8.410.8139.4047.81福建3.610.492.295.90江西1.571.077.208.77山东9.025.8242.6151.63河南2.191.4312.9915.18湖北5.920.6324.4730.39湖南1.480.7012.3413.82广东1.120.555.516.63广西0.290.254.604.89海南0.730.572.172.90重庆0.150.062.963.11四川29.1513.2167.0996.24贵州0.140.0911.2311.37云南3.762.3133.7837.54西藏0.17—1.962.13陕西3.870.023.727.59甘肃5.474.374.9810.45青海0.060.023.583.64宁夏——0.020.02新疆4.021.889.8513.87

表2衰3 198B-2D0S年倉舍用废爾供fll找况甲忸jKMHI厭万“内串冋收£斤门社去回收｛万HU口価02MSmsiQM*-9.6网220096氐2I22&亨4-9j盹2炳101115H.512IW11475WS8»1402.TU159!I$2611191-315%,PH9.8199)JITS]1砧15J5318伽)6001帧B6502加IW52895JT2015971351咖:790168012T0IS8刪1ioti]T50H3X1U1.927501son15902D2加267012101413妙2(m191013991㈣3L0idol1uoL妙1辄g沖2002J9M134422细785.31200S48201530J2ld箱«42001隼宜區加工废保产生■射材惟黒柠业胡制用th帀1/%)利用車1嗚'腹胸■(万n1.建筑业1J92O/5^.«94 聘久22,机馆制造甕3W+/L2.11i.:ft车工业DfiO/3.船85 144,04,覺船业立裁八-簞S5 39.§5.铁道运幫业33S/I.Q390 23.8h石愉比工业去11/!>.邓M 14.17.家用t^iE500/1,9?S5 75.0*.鼻盛诺制薩业542/13^90 M.29.轻工韭2jia/s,1990 231.0ia苴它和业22W/9.80 459.B合计25140^100.(MlZ385.6

2.2废钢的加工工艺2.2.1废钢的处理工艺方案利用金属打包液压机可以将一定厚度一下的边角余料、切屑、线材、钢带等轻薄废钢，挤压成具有一定尺寸规格和紧密度的包块，以便于储存、运输和入炉冶炼。废钢铁的回收加工过程中，常采用剪切、打包、破碎、分选、清洗、预热等形式，使废钢铁最终形成能被冶金业利用的优质炉料。根据废料的不同形式、尺寸和受污染程度以及回收用途和质量要求，选用不同的处理方式。剪切剪切处理主要针对长度超过一定尺寸的型钢、轴以及各种大型的金属结构件，进行冷态剪断。压块又可称为打包。主要针对体积松散的管材、容器、轻薄料、散粒料、粉料等。目的一是减少容积、便于装卸和运输；二是制取高密度料块，便于炼钢工艺。破碎就是把大块废钢铁及连带的附属物破碎成小块或小颗粒，以利于分选废物。破碎方式有机械破碎和物理破碎两种。机械破碎是利用各种破碎机破碎，是现今国内最常用的破碎方法。主要的破碎机械有鳄式破碎机、辊式破碎机、冲击破碎机和剪切破碎机等。物理法破碎有低温冷冻破碎、超声波破碎等。在机械制造企业中，金属打包液压机可采用以下三种工艺流程方案：工艺流程方案一：废钢一金属打包液压机一包块储存一冶炼工艺流程方案二：废钢一剪切机一短废钢一除杂、转运设备一合格废钢一金属打包液压机一包块储存一冶炼工艺流程方案三：废钢处理线工艺流程图废钢一破碎生产线一散状废钢一金属打包液压机一包块储存一冶炼[14-18]除尘系废钢处理线工艺流程图原料：可处理废钢的种类：整个的或压扁的汽车（拆掉电池并放空油箱）；回收的各种废钢、家用电器等。废钢处理后：不含铁锈、油漆等高纯度、高密度团聚体废钢；有效分开有色金属和各种非金属材料并单独归堆。上料系统：该系统通过3台抓钢机和一条链板式输送机将废钢由料堆按一定的工作节拍送至破碎机的进料溜槽内。抓钢机共配备3台，一台用于将废钢抓起并送入链板式输送机（带电子称重系统）Az，2台完成堆场内远处的废钢转运工作。链板式输送机负责将废钢输送至破碎机的进料溜槽内。整机采用电力驱动方式，变频调速控制，实现设备安全平稳运行。送料速度与破碎机的破碎进程实时连锁，避免出现送料过量或不足情况的发生，保证破碎机处于最佳工作状态。该输送机具有输送效率高、承载能力大、结构简单、维修方便等诸多优点。破碎系统：该系统包含送料机、破碎机震动给料机等设备，将废钢破碎到符合要求的块度，并为后续的分选工序提供作业条件。送料机包括进料溜槽和由液压驱动的双辊人料压辊。送料机同时起到预破碎的作用，一方面保证进入破碎机内的废钢块度符合进料要求，另一方面，完成对部分废钢的初次破碎，为破碎机的高效破碎提供有利的条件。输送及分选系统：该系统通过连接各工序点之间的输送机和适合不同物料分选的各类分选设备（包括旋风分离机、磁选机、涡电流分选机）及震动给料机等将从破碎机出来的物料运输到各个工序点，并通过一系列的处理，将混合料分选成不同成分的单一料品。a） 轻薄废料分选：废钢经破碎机破碎后产生的含尘轻薄废料在含尘轻薄废料旋风分离机风机的抽力作用下，通过破碎机顶盖上的吸风口和其连接的抽风管道，进入含尘轻薄废料旋风分离机进行分选。b） 废钢经破碎机破碎后产生的重厚废料穿过破碎机下部和顶部的栅格，首先落于重厚废料振动给料机上为重厚废料输送机加料，而后由重厚废料输送机送人z型分离箱，送风风机将高速风送入z型分离箱内将重厚废料中的轻薄金属吹起，飘散开来的轻薄金属在轻薄金属旋风分离机风机的抽力作用下，通过z型分离箱上部的出风口和其连接的抽风管道，进入轻薄金属旋风分离机进行分选，分选后的含尘废气通过管道送往除尘系统处理，不含尘的轻薄金属落到轻薄金属输送机上向前输送，在输送的过程中由轻薄铁金属磁选机分离出轻薄铁金属并落入轻薄铁金属料箱储存，留在输送机上的轻薄非铁金属继续由轻薄金属输送机送至轻薄非铁金属堆场储存。c） 非铁金属废料分选：强力磁选机磁选后留下的非铁金属废料落到一级非铁金属废料输送机上，并输送至非铁金属废料震动给料机，再由非铁金属废料震动给料机将非铁金属废料送人二级非铁金属废料输送机上均匀摊开并输送，随后的输送过程中由残留铁金属磁选机分离出残留铁金属并落人残留铁金属料箱储存，留在二级非铁金属废料输送机上的非铁金属废料输送至涡电流分选机分选，分离出非铁金属和重厚非金属，由相应的非铁金属输送机和重厚非金属输送机分别送至非铁金属堆场和重厚非金属堆场储存。d） 除尘系统：该系统通过一台文丘里除尘器、一套排风系统、一套污水处理系统及相应的连接管道完成生产过程中产生的含尘废气的收集、净化和排放［19］。设计中做到整体布局合理，物流通畅，并注重设备的节能措施，合理使用能源；贯彻执行相关环境保护、劳动安全卫生方面的法律法规，使整条生产线达到欧洲环保标准。该生产线所包含的全部设备均是国内未使用过的全新设备。回收处理好的钢铁产品再次生产电炉钢的炼钢操作。2.2.2加工废钢排放的尾气检测电炉冶炼回收废钢是生产优质钢的重要手段之一。在回收废钢中往往混带有大量有机物，如润滑油、防腐油、轧制冷却油等油污，还包括彩色钢板有机层，报废汽车钢板油漆等漆类，这些有机物在废钢的冶炼过程中随着温度、气氛的变化会生成多氯联苯（化学名为PCBs,其是一种类似于二呱英的难降解有机污染物，以痕量级广泛存在于自然界的水、土壤、沉积物以及动物和人体组织中，并主要以空气的形式传播到各处。在环境介质中具有持续性长、难降解、毒性大等特点,其潜在的致癌、致畸、致突变效应以及对生物内分泌系统、生殖系统和神经系统产生的强烈干扰和破坏作用已引起了人们的广泛关注）。工业常采用在1000°C〜1400工燃烧多氯联苯分解为二氧化碳、水、无机盐和灰渣的高温热分解方法［20］。可用顶空固相微萃取-气相色谱质谱联用测定废钢回收冶炼厂空气中多氯联苯,综合考察了顶空体积、离子强度、温度以及萃取时间对方法回收率的影响,得到了固相微萃取技术应用于分析多氯联苯的最佳实验参数,并就方法的有效性进行研究。方法用于测定废钢回收冶炼厂周围空气中多氯联苯,表观回收率为82．5％〜109．0％,相对标准偏差小于17．0％,检测限为0．08〜0．38ng／L［21］。3.对于再生资源的建议再生资源回收工作是关系到全面建设小康社会的生态文明目标能否顺利实现的关键,必须切实按照中央、国务院的统一部署,充分认识新时期加强再生资源回收工作的重要意义,积极探索规范行业发展的途径和方法,学习借鉴发达国家的先进经验,研究制定有利于行业健康发展的政策措施,建立与国民经济发展要求相适宜的再生资源回收体系。（一） 加快法规和标准建设。再生资源回收管理涉及多个部门,行业管理基础较差,经营秩序混乱,迫切需要出台一部调控力度较强的行政法规,以加强行业管理。应借鉴发达国家的经验,着手制订绿色消费、资源循环再生利用等方面的法律法规；建立健全各类再生资源回收制度,明确工业废弃物和产品包装物由生产企业负责回收,建筑废弃物由建设和施工单位负责回收,生活垃圾由政府负责回收,排放垃圾的居民和单位适当缴纳费用；制订充分利用再生资源的鼓励政策,在税收和投资等环节对再生资源回收采取激励措施。（二） 加强国际交流与合作。一方面要引进并吸收国外新工艺、新技术、新设备,促进我国再生资源回收企业的技术进步,提高资源利用率；另一方面,制定相关优惠措施,加大招商引资的力度,积极引导外商向再生资源行业投资,鼓励外商到中国投资建立再生资源加工处理中心。同时,要与世界发达国家或地区的再生资源协会建立广泛联系,吸取他们在工业化过程中处理经济发展与资源、环境问题的经验教训,借鉴其对再生资源行业的管理措施和相关政策,提高整个行业的技术水平和管理水平。（三） 给予再生资源回收行业政策扶持。目前国家对再生资源回收企业免征增值税的政策只能维持企业的生存,不能解决行业的发展问题。应制定有效的措施,在财政体制和投资体制改革的过程中,研究加大公共财政对再生资源回收利用的支持力度,并在信贷等方面给予必要支持,对经济效益差、但社会效益显著的不易回收的再生资源,国家在政策上鼓励企业回收和利用,包括支持一些经营好、符合上市条件的物资回收企业上市,为企业直接融资创造条件；对再生资源回收加工处理中心、再生资源信息网络等方面的示范项目，优先安排技改投资并给予财政贴息，缓解开发的资金压力。（四）规范再生资源回收加工网络体系。再生资源回收行业是具有社会公益性质的行业，随着社会的不断进步和发展愈趋重要，应当作为特殊行业来管理，并纳入国民经济发展纲要、城市建设整体规划和城市商业网点规划，按照方便、卫生、规范、有序和可持续发展的原则，建立城市回收网络体系，包括：社区回收站点设立；集回收、分拣、市场交易为一体的再生资源加工交易市场；综合利用加工网络建设。从根本上解决再生资源回收企业环境卫生差、城市综合管理难的问题。（五）加强宣传教育。要加大对再生资源回收、利用重要性的宣传力度，将有关再生资源回收利用的知识列入中、小学教育课本，让循环经济在下一代的思想中根深蒂固；在大中专院校设立再生资源专业教程，培养专业技术人才；加强对从业人员的培训，提高从业人员的素质；通过举办各种形式的宣传教育活动，提高全社会节约资源，保护环境的意识，使全社会都来理解、支持和自觉参与再生资源回收利用事业。/