摘　要：介紹了石灰石尾礦及冶金廢渣等在魯碧公司水泥生產(chǎn)中的綜合利用情況。采用分別粉磨工藝，使水泥中礦渣摻入量由30%提高到55%以上，利用鋼渣代替部分硫酸渣做鐵質(zhì)校正原料，在煅燒、粉磨、攪拌3道工序進(jìn)行粉煤灰利用等，均取得了較好的效果。同時(shí)提出了圍繞鋼鐵主業(yè)加快實(shí)施礦渣粉項(xiàng)目、熟料項(xiàng)目、余熱發(fā)電等進(jìn)一步發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的思路。

1 概 況

山東魯碧建材有限公司（簡(jiǎn)稱魯碧公司）是萊鋼集團(tuán)控股子公司，主要產(chǎn)品包括冶金輔料、礦渣微粉、水泥等，既是萊鋼冶金工業(yè)輔料供應(yīng)基地，也是萊鋼冶金過(guò)程中產(chǎn)生的固體廢棄物的處理基地。目前具備年產(chǎn)200萬(wàn)t水泥、微粉、300萬(wàn)t冶金輔料的生產(chǎn)能力，產(chǎn)業(yè)定位決定了其在萊鋼發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈上的重要地位，以及發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢(shì)。魯碧公司冶金石灰石礦山開采的成品礦用于煅燒冶金石灰，石灰石尾礦、鋼渣、粉煤灰等用于煅燒水泥熟料，水泥熟料、礦渣、粉煤灰用于磨制水泥、微粉�？傊�，鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的固體渣絕大部分在水泥生產(chǎn)流程中得到消化，可以說(shuō)魯碧公司的水泥生產(chǎn)是萊鋼鋼鐵主業(yè)生產(chǎn)中的一個(gè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)、資源再利用過(guò)程。

2 發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)在水泥行業(yè)中的優(yōu)勢(shì)

水泥材料是多組分的混合物，主要化學(xué)成分為CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3，可采用多種原材料配合的方式設(shè)計(jì)其組成。從理論上講，凡是可以提供CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3的物質(zhì)，均可作為水泥原料。因此可做水泥原料的材料除天然的石灰石等礦物原料外，還有很多其它工業(yè)尾礦和廢棄物，如高爐礦渣、煤矸石、粉煤灰、鋼渣、爐渣、銅礦渣、銅尾礦、硫酸渣等。

水泥熟料的形成需要高溫?zé)Y(jié)，凡能提供熱量的物質(zhì)均可作為水泥生產(chǎn)的燃料。所以煅燒水泥熟料需要的燃料除天然礦石燃料外，還可以采用廢輪胎、廢塑料、廢礦物油、廢油脂等可燃廢棄物。

另外，水泥在建筑業(yè)中的主要作用是通過(guò)膠凝作用膠結(jié)其他物質(zhì)提供強(qiáng)度，因此，諸如礦渣、粉煤灰、鋼渣、煅燒煤矸石、磷石膏等工業(yè)廢渣，凡是經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理后可在水泥的激發(fā)作用下產(chǎn)生膠凝性，都可以在建筑業(yè)中等量替代水泥熟料，減少水泥的需求量，間接地節(jié)省天然資源、能源，同時(shí)還可以有效地改善水泥混凝土的施工性能和耐久性能，延長(zhǎng)混凝土的使用壽命。

魯碧公司依托萊鋼集團(tuán)，在水泥生產(chǎn)中充分利用冶金工業(yè)廢渣，強(qiáng)化資源綜合利用工作，致力于循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建設(shè)節(jié)約型企業(yè)。魯碧公司的冶金輔料、水泥、微粉生產(chǎn)與鋼鐵工業(yè)產(chǎn)生的工業(yè)固體渣的綜合利用可組成萊鋼發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的一個(gè)閉合環(huán)，生產(chǎn)流程見圖1。

圖1  魯碧公司水泥與鋼鐵主業(yè)循環(huán)生產(chǎn)流程

3 發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的措施

3.1 加強(qiáng)礦山開采管理

1）制定落實(shí)各項(xiàng)管理制度。制定落實(shí)了《大破碎人工揀廢管理辦法》、《廢石場(chǎng)封閉管理辦法》和《回收利用獎(jiǎng)勵(lì)辦法》等，從而為礦石回采率的提高和貧化率的降低創(chuàng)造了條件。

2）改進(jìn)采礦工藝技術(shù)，為適應(yīng)萊鋼發(fā)展需求和采礦業(yè)的發(fā)展，魯碧公司采用了3臺(tái)1.8 m3、1臺(tái)1 m3的液壓挖掘機(jī)，利用液壓挖掘機(jī)向下挖掘的特點(diǎn)，礦巖混雜區(qū)域?qū)嵭蟹謱娱_采技術(shù)，極大地提高了回采率，降低了廢巖混入率。

3）對(duì)廢石場(chǎng)實(shí)行封閉管理，實(shí)行責(zé)任承包，將人工揀出的礦石用于煅燒石灰，增加了回收力度，提高了回采率。

4）在破碎工段成立揀廢班，車間班組長(zhǎng)以上領(lǐng)導(dǎo)輪流值班，帶領(lǐng)揀廢班對(duì)成品進(jìn)行人工揀廢，降低了礦石貧化率。為了有效發(fā)揮人工揀廢作用，魯碧公司花巨資多次對(duì)破碎系統(tǒng)進(jìn)行提產(chǎn)改造。2006年在2005年改造的基礎(chǔ)上再次進(jìn)行了篩分改造，提高了大料出礦比例，使資源利用率大幅提高。破碎臺(tái)效由2005年的260 t/h提高到290 t/h。破碎開動(dòng)時(shí)間由以前的每天10 h以上減少到9 h，實(shí)行白天生產(chǎn)，揀廢崗光線明亮，揀廢效果良好。這不僅降低了貧化率，也為廢巖礦石的回收創(chuàng)造了條件，提高了回采率。

5）落實(shí)職責(zé)，實(shí)行經(jīng)濟(jì)責(zé)任承包。礦石回收是提高回采率的主要手段之一，為了確�；厥沼�(jì)劃完成，魯碧公司將回收計(jì)劃作為重要指標(biāo)納入年度經(jīng)濟(jì)責(zé)任制考核內(nèi)容和勞動(dòng)競(jìng)賽中，使職工的收入與二率直接掛鉤，增強(qiáng)了職工對(duì)剝離回收的認(rèn)識(shí)，形成了多回收多收益的思想意識(shí)。

3.2 通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新，優(yōu)化水泥生產(chǎn)工藝

傳統(tǒng)的礦渣水泥生產(chǎn)工藝是將熟料、礦渣、石膏計(jì)量后，按比例混合，共同入磨進(jìn)行粉磨。雖然國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了礦渣摻入量控制范圍在20%～70%，但在國(guó)內(nèi)水泥企業(yè)生產(chǎn)中，礦渣水泥中礦渣摻入量的水平一般只能控制在20%～40%，再進(jìn)一步提高的難度較大。魯碧公司采用此方式生產(chǎn)礦渣水泥，水泥各原料配比中礦渣摻入量一般在30%左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中70%的上限要求。

魯碧公司依托萊鋼集團(tuán)，礦渣資源豐富，近年來(lái)，利用生產(chǎn)礦渣粉的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行了配制水泥工業(yè)性試驗(yàn)。從試驗(yàn)、試生產(chǎn)情況看，轉(zhuǎn)變粉磨工藝，配制生產(chǎn)水泥可以使礦渣摻入量提高到50%以上。因此，根據(jù)各種物料易磨性不同的特點(diǎn)，將熟料、礦渣單獨(dú)進(jìn)行粉磨（粉磨中摻入適量石膏），達(dá)到一定的細(xì)度要求后，再將熟料粉、礦渣粉按比例配制生產(chǎn)水泥，在加大礦渣資源利用力度的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了水泥生產(chǎn)工藝的變革。通過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐，使水泥中礦渣摻入量由原來(lái)的30%左右提高到55%以上，不但大大提高了礦渣的利用量，而且由于采用單獨(dú)粉磨方式，生產(chǎn)的礦渣粉粒度細(xì)，20 μm以下的微粉量大大增多，礦渣活性得以發(fā)揮，較好地改善了水泥性能。同時(shí)，在基本不影響水泥性能的情況下，配制水泥過(guò)程中直接摻入了3%左右的Ⅰ級(jí)粉煤灰，資源綜合利用的同時(shí)降低了水泥生產(chǎn)的成本。

3.3 擴(kuò)大資源綜合利用途徑

3.3.1  石灰石尾料的“雙摻”效應(yīng)  石灰石尾料中氧化鈣含量一般在45%～52%之間，波動(dòng)比較大，有的甚至品位更低。品位太低、波動(dòng)明顯均不利于水泥熟料煅燒質(zhì)量的穩(wěn)定。為確保石灰石尾料在水泥生料配料中的成分穩(wěn)定，提高低品位尾料的利用量，魯碧公司投資300多萬(wàn)元實(shí)施了專門用于石灰石尾料的預(yù)均化破碎系統(tǒng)，使尾礦利用在水泥燒成工序上得到了保證；在水泥粉磨新工藝生產(chǎn)中，通過(guò)試驗(yàn)，在熟料粉單獨(dú)粉磨過(guò)程中成功地將10 mm以下的廢石屑充當(dāng)混合材摻加進(jìn)去，摻加量不超過(guò)總配比的5%。由于廢石屑易磨性較熟料好，成本又低，摻入量相對(duì)較低，對(duì)水泥性能影響不大，但對(duì)磨機(jī)產(chǎn)能的提高卻有利，開辟了石灰石尾料利用的新途徑，既有經(jīng)濟(jì)效益又有社會(huì)效益。

3.3.2  粉煤灰的“三摻”效應(yīng)  利用萊鋼熱電廠的濕粉煤灰，替代原黏土質(zhì)原料做熟料煅燒工序中的硅鋁質(zhì)原料，該項(xiàng)目當(dāng)年曾獲得山東省冶金科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)；1#10萬(wàn)t/a礦渣生產(chǎn)線建成投產(chǎn)后，水泥生產(chǎn)具備了攪拌配制的條件，魯碧公司又成功地在礦渣粉、熟料粉攪拌配制水泥中，直接摻加了3%左右的Ⅰ級(jí)粉煤灰；2#10萬(wàn)t/a礦渣生產(chǎn)線建成投產(chǎn)后，魯碧公司又考慮在兩條礦渣粉生產(chǎn)線磨頭喂料前，摻加3%～8%的粗粉煤灰充當(dāng)?shù)V渣助磨劑。從而形成了水泥生產(chǎn)各工序中粉煤灰資源綜合利用的“三摻”效應(yīng)�？紤]到濕粉煤灰在運(yùn)輸、儲(chǔ)存、生產(chǎn)利用過(guò)程中造成的二次揚(yáng)塵等問(wèn)題，2006年，魯碧公司改變了用于煅燒熟料時(shí)作原料的濕粉煤灰使用、輸送形式，即進(jìn)廠粉煤灰全部采用罐車輸送，直接入庫(kù)、不再使用倒運(yùn)儲(chǔ)存的辦法，在保護(hù)環(huán)境、節(jié)能降耗方面起到了積極作用。

3.3.3  鋼渣的應(yīng)用  由于硫酸渣貨源緊張，魯碧公司在燒成工序利用鋼渣代替部分硫酸渣配制水泥生料，同樣取得了較好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。目前，生料配料中鋼渣與硫酸渣按1∶1搭配使用作鐵質(zhì)原料。下一步工作打算是逐步增大鋼渣用量，減少硫酸渣用量，直至完全替代。

3.4 余熱回收循環(huán)利用

魯碧公司日產(chǎn)1 000 t熟料生產(chǎn)線，采用了5級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器、帶RSP分解爐窯外分解技術(shù)，窯尾旋風(fēng)預(yù)熱器一級(jí)筒對(duì)外排散氣體溫度在320 ℃左右，窯頭蓖式冷卻機(jī)對(duì)出窯熟料進(jìn)行冷卻后，對(duì)外排散氣體溫度也接近300 ℃�；诋�(dāng)時(shí)的技術(shù)水平，這兩部分氣體余熱得不到充分利用，導(dǎo)致熟料熱耗較高，能源浪費(fèi)。為此，魯碧公司利用窯尾余熱作為生料磨粉磨原料時(shí)的烘干熱源，將窯頭余熱作為煤磨系統(tǒng)粉磨煤粉時(shí)的烘干熱源，使部分余熱得到回收利用。

3.5 實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中“廢物”的零排放

近年來(lái)，魯碧公司積極開展清潔生產(chǎn)，爭(zhēng)創(chuàng)“清潔礦山”、“花園式工廠”系列活動(dòng)，積極創(chuàng)造條件，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程“廢料”、“廢渣”、“廢水”零排放的目標(biāo)。水泥廠內(nèi)設(shè)立了生產(chǎn)用水循環(huán)處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)用水“零”排放。生產(chǎn)過(guò)程中用過(guò)的廢舊材料分類集中回收，統(tǒng)一處理及循環(huán)利用，廢棉紗、機(jī)油等全部集中回收，作為烘干機(jī)等二次燃料使用，即節(jié)能又減少污染。烘干機(jī)熱風(fēng)爐燃燒煤產(chǎn)生的煤渣回收作混合材使用。

4 發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的思路與探索

4.1 資源綜合利用方面

大力發(fā)展非鋼產(chǎn)業(yè)，提高魯碧公司工業(yè)廢渣處理能力，變廢棄資源為有用產(chǎn)品，化廢為利，變廢為寶，節(jié)能降耗，實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)，對(duì)企業(yè)可持續(xù)性發(fā)展，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)的歷史意義。

對(duì)此，加快推進(jìn)年產(chǎn)200萬(wàn)t高爐水渣微粉工程和日產(chǎn)4 800 t熟料工程尤其重要，這兩個(gè)項(xiàng)目均已列入萊鋼第一批循環(huán)經(jīng)濟(jì)項(xiàng)目，是提高循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要項(xiàng)目。高爐水渣粉產(chǎn)品可廣泛用于大型砼工程、高層建筑、飛機(jī)跑道、地下隧道、水處理工程、水電站基礎(chǔ)工程及墻體材料，市場(chǎng)前景廣闊，項(xiàng)目建成后年可處理高爐水渣200多萬(wàn)t，基本處理掉了萊鋼的高爐水渣資源。日產(chǎn)4 800 t熟料項(xiàng)目主要原料是萊鋼1 000萬(wàn)t鋼配套項(xiàng)目200萬(wàn)t/a新石灰石礦山產(chǎn)生的尾礦。在石灰石開采以及破碎、篩分過(guò)程中產(chǎn)生的＜30 mm的石灰石尾礦，由于含土量多，氧化鈣品位低，不能滿足冶煉要求，這部分尾礦若外排則需占用大批耕地，既影響環(huán)境又浪費(fèi)資源。與此同時(shí)，利用鋼鐵主業(yè)生產(chǎn)的鋼渣、粉煤灰及其它原料生產(chǎn)水泥熟料，年可利用石灰石尾礦100萬(wàn)t以上、鋼渣12萬(wàn)t、粉煤灰15萬(wàn)t，并與200萬(wàn)t礦渣微粉生產(chǎn)線有機(jī)結(jié)合配制生產(chǎn)水泥，增加了企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的靈活性，符合發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的形式需要。

4.2 余熱循環(huán)利用方面

一方面，探索利用萊鋼富余煤氣資源煅燒水泥熟料的可行性；另一方面，進(jìn)一步提高現(xiàn)有水泥熟料生產(chǎn)線低溫余熱利用率�？紤]分兩個(gè)階段進(jìn)行：第一階段，將回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)所產(chǎn)生的外排廢氣余熱采集利用，實(shí)現(xiàn)廠區(qū)余熱供暖和職工洗浴，該系統(tǒng)考慮利用熱管熱水換熱器回收窯頭余熱，替代燃煤鍋爐，在節(jié)約能源的同時(shí)，減少環(huán)境污染；第二階段，是在新建熟料項(xiàng)目中考慮利用余熱進(jìn)行發(fā)電，產(chǎn)生的電力將回用于水泥生產(chǎn)，這套系統(tǒng)在回收水泥生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量余熱的同時(shí)，可以減少水泥廠對(duì)環(huán)境的熱污染以及粉塵污染。

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”