技术背景

        2020年9月22日，在联合国气候大会上，习总书记首次承诺“我国的二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”。在“碳达峰、碳中和”目标下，钢铁行业减碳工作是重中之重。2021年1月20日，中国宝武钢铁集团有限公司公布其“碳达峰、碳中和”时间表——力争2023年实现二氧化碳排放达到峰值，2025年具备减碳30%的工艺技术能力，2035年力争减碳30%，2050年实现“碳中和”。

       当前，在我国钢铁工业的冶炼技术和能源结构还未发生革命性突破，促进钢铁行业减碳目标的重要途径是推进二次资源的循环利用。钢铁企业的二次资源主要包括固废、废水、废气，俗称“三废”。到目前为止，我国钢铁企业生产中新水用量、外排废水量和生产水重复利用率等指标明显改善，钢厂废水重复利用率高达99%。废气中主要污染物排放指标明显改善，吨钢工业粉尘、COD排放、SO2和NOx浓度满足国家标准。但是钢铁固废资源化利用率一直没有大的突破，尤其是钢渣。近年来，钢渣的资源化利用率一直低于30%。如果实现其资源化利用的大幅提高，必将对“双碳”目标的实现贡献极大。

       钢渣是转炉、电炉、精炼炉熔炼过程中排出的由金属原料中的杂质与助熔剂、炉衬形成的以硅酸盐、铁酸盐、氧化物为主要成分的渣（GB/T51387—2019），主要包括转炉渣、电炉渣、铸余渣、平炉渣等。每生产1t粗钢，产生100~150kg的钢渣，近年来我国钢渣的年产生量基本维持或超过1亿t。加之其资源化利用率一直不高，导致每年有7000万t左右的钢渣堆弃。这不仅占用大量土地，也会造成土壤、空气、水体的污染。钢渣的出渣温度高达1400~1600℃，蕴含着大量的热能。熔融钢渣的比热容约为1.2kJ/(kg·℃)，如果回收热量前后熔渣的温度分别以1400℃和500℃计，则每吨钢渣可回收1.2GJ的显热，大约相当于41kg标准煤完全燃烧后所产生的热量。

       综上所述，如果能够实现钢渣余热、铁资源、尾渣的回收利用，是实现钢铁企业节能减排、增效降碳的重要手段，也必将助力“双碳”目标的实现。

_解决方案

       我公司开发出钢渣新型处理工艺和高附加值产品制备，以期实现“热”“铁”和“渣”的全部资源化利用。未来钢渣处理的最优路径是先对钢渣进行还原改性回收铁，然后采用干式射流粒化或核心导热介质和余热锅炉等工艺对高温尾渣进行余热回收，实现“铁”“渣”分离，副产喷砂钢丸，最后对冷却后的尾渣进行资源化高附加值利用（碳化法尾渣综合利用产轻质碳酸钙或微纳米碳酸钙），这样可以实现熔融钢渣“热”“铁”和“渣”的全部资源化利用。

工艺流程

工艺流程说明：1、转炉金属冶炼炉；2、钢渣恒温装置；3、钢渣中间包；4、粒化装置；5、工艺泵；6、压缩空气系统4；7、流化风机；8高温排渣系统；9、回转窑；10、鼓风机；11、一次除尘；12、余热锅炉；13、除尘器；14、烟囱；15、引风机；16、低温排渣系统；17、渣球分离器；18、尾渣缓冲槽；19、钢球储罐；20、浸提反应器；21、液-渣分离器；22、二次尾渣储槽；23、矿化反应器；24、烟气分配器；25、矿化分离器；26、成品储槽；27、锅炉汽水系统。

干法粒化暨热回收技术工艺流程

市场前景

     据中国钢铁协会的统计，截止2024年底，全国转炉约1000座，粗钢产能达10亿吨，转炉钢渣显热未进行有效回收，副产渣钢和磁选粉附加值低，尾渣资源化率低于30%，堆存数量已经达到10亿吨左右，钢渣显热回收及尾渣综合利用技术目前市场处于空白状态，市场潜力巨大。

 效益分析（以年处理35万吨转炉钢渣为例）  

        陕西驭腾碳化法钢渣资源化技术不仅在生产环节中直接消耗二氧化碳（每1吨钢渣可以消耗0.2吨至0.4吨二氧化碳），同时在生产工艺、下游产品应用中实现可观的二氧化碳间接减排，是真正的“负碳”践行者。经测算，1吨钢渣可以生产出0.5~0.6吨高纯碳酸钙和0.6~0.7吨含铁烧结溶剂，剩余的尾矿渣还能作为炼钢制冷剂，减碳量达到1.248吨/吨渣，真正实现固体废料物综合利用。从钢渣到高纯度碳酸钙再到密度轻、强度好、韧性高的PVC管材，这样的绿色转变，凝结着废渣综合利用的“大智慧”。

       基于钢渣为原料的全球第一条产业化二氧化碳矿化生产技术，属重点领域关键技术攻关和成果转化项目，主要是以废弃钢铁渣和工业排放二氧化碳为原料，生产出高纯碳酸钙镁、含铁料、绿色负碳微粉等产品，可以真正实现固废资源化利用和二氧化碳的永久减排和封存，对钢铁行业乃至全球绿色低碳发展产生实质性影响。