公司循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展路徑

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1概況

山東魯碧建材有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)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)生的固體廢棄物重要處理基地。目前公司具備年產(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)的廣闊天地和優(yōu)勢(shì)。魯碧公司冶金石灰石礦山開(kāi)采的成品礦用于煅燒冶金石灰,石灰石尾礦、萊鋼冶煉工業(yè)廢渣礦渣、鋼渣、粉煤灰等用于煅燒水泥熟料,水泥熟料、礦渣、鋼渣、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)。

3魯碧公司發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的一些措施

3.1加強(qiáng)礦山開(kāi)采中的“二率”管理,提高回采率,增加揀廢回收力度

“二率”指標(biāo)是衡量礦山企業(yè)資源開(kāi)發(fā)利用水平的主要指標(biāo),在加強(qiáng)二率管理方面采取的措施有:(1)制定落實(shí)各項(xiàng)管理制度。如制定落實(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》等等,從而為二率指標(biāo)的完成創(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)1.8m3、1臺(tái)1m3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_(kāi)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(chē)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260t/h提高到290t/h。破碎開(kāi)動(dòng)時(shí)間由以前的每天10h以上減少到9h,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,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),形成了多回收多拿錢(qián)的思想意識(shí)。

3.2通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新,提高工業(yè)廢棄物在水泥中的利用量

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%,但是國(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)中礦渣水泥70%的上限要求。近年來(lái),魯碧公司利用生產(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。即率先采用新的生產(chǎn)工藝替代傳統(tǒng)工藝: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),之后再進(jìn)行配制生產(chǎn)的新生產(chǎn)工藝。通過(guò)生產(chǎn)工藝技術(shù)創(chuàng)新,使水泥中礦渣摻入量由原來(lái)控制在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)的礦渣粉細(xì)度細(xì),20μm以下的微粉量大大增多,礦渣活性得以發(fā)揮,較好的改善了水泥性能。同時(shí),在基本不影響水泥性能情況下,配制水泥過(guò)程中直接摻入了3%左右Ⅰ級(jí)粉煤灰,資源綜合利用的同時(shí)降低了水泥生產(chǎn)成本。

3.3工業(yè)廢渣利用形式多樣,貫徹到水泥生產(chǎn)各個(gè)工序

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配料中的成分穩(wěn)定,提高低品位的利用量,魯碧公司投資300多萬(wàn)元實(shí)施了專(zhuān)門(mén)用于石灰石尾料的預(yù)均化破碎系統(tǒng),使尾礦在水泥燒成工序上得到保證;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)程中成功的將10mm以下的廢石屑充當(dāng)混合材摻加進(jìn)去,摻加量占總配比的5%左右,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(kāi)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)年曾獲得省冶金總公司科技進(jìn)步一等獎(jiǎng);1#10萬(wàn)t/年礦渣生產(chǎn)線建成投產(chǎn)后,水泥生產(chǎn)具備了攪拌配制的條件,魯碧公司又成功的在礦渣粉、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/年礦渣生產(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5%~10%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(chē)輸送,直接入庫(kù)、不再倒運(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

由于硫酸渣貨源的緊張,魯碧公司利用鋼渣代替部分硫酸渣進(jìn)行配制生料,同樣取得了較好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效果,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)1000t熟料生產(chǎn)線,采用了五級(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℃,基于當(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)。為次,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循環(huán)利用。

3.5開(kāi)展清潔生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程“廢料”、“廢渣”、“廢水”零排放

近年來(lái),魯碧公司積極開(kāi)展清潔生產(chǎn),爭(zhēng)創(chuàng)“清潔礦山”、“清潔工廠”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(lèi)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,基本實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)中的廢料、廢渣、廢水的“零”排放。

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

隨著萊鋼集團(tuán)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,冶煉過(guò)程中產(chǎn)生大量高爐礦渣、石灰石尾礦、轉(zhuǎn)爐鋼渣、電爐鋼渣等冶煉廢棄物的綜合利用和開(kāi)發(fā),已成為當(dāng)前萊鋼及魯碧公司面臨的首要問(wèn)題。因此,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)4800t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300萬(wàn),t可將萊鋼的高爐水渣資源吃干榨盡。日產(chǎn)4800t熟料項(xiàng)目主要原料利用集團(tuán)公司1000萬(wàn)t鋼生產(chǎn)需用熔劑石灰石的尾礦。在石灰石開(kāi)采以及破碎、篩分過(guò)程中產(chǎn)生的小于30mm的石灰石尾礦,由于含土量多,氧化鈣品位低,不能滿(mǎn)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,除此之外,還可利用鋼鐵主業(yè)生產(chǎn)的鋼渣、粉煤灰及其它原料生產(chǎn)水泥熟料,是完全符合發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)要求的。熟料線項(xiàng)目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)線可有機(jī)結(jié)合,增加企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的靈活性。

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,考慮分兩個(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。