探讨钢铁循环经济中粉末冶金技术的应用

袁野

摘 要：钢铁是人类使用最多的金属材料，钢铁工业被称为现代工业的脊梁。我国作为一个发展大国，每年对于钢铁的需求都是极为庞大的。据不完全统计，我国每年生产的粗钢产量超过五亿吨。然而在钢铁生产的过程中，不可避免的会产生二次资源。结合我国为数巨大的钢铁产量，在其中发展循环经济的效益也就显得十分可观。

关键词：钢铁循环经济 粉末冶金技术 应用

1粉末冶金技术应用于钢铁循环经济的意义

1.1提升资源利用率

粉末冶金技术的应用能够对钢铁冶炼产业造成诸多积极影响，而其中最为直接的便是提高资源的利用效率。顾名思义，粉末冶金多的原材料是粉末，而冶金主要对象则是金属，所以，在其冶炼过程中需要使用到大量的金属粉末[5]。

一般而言，如无特殊需求，钢铁企业不会刻意的制取金属粉末进行冶炼。但在实际的生产活动中，经过一定的工艺流程之后，往往会产生相当一部分的含金属粉末，这些粉末，无疑可以通过粉末冶金技术进行二次加工，而不至于被当作工业垃圾处理导致资源浪费。

1.2提升经济效益

钢铁循环经济备受政府和企业推崇的原因还在于其经济效益，我国钢铁产业规模巨大，因此而产生的金属粉末总量也极为庞大，通过粉末冶金技术的二次加工，可以在一定程度上减少其在原材料方面的投入，并且由此而生产出的钢铁数量也不在少数，另外，从某种方面来说，这也可以减少企业在粉末处理方面投入的费用，由此，在增收减支共同影响下所产生的经济效益也就不言而喻了。

1.3提高环境效益

提及工业生产造成的环境问题，人们总是思维定式一般的想起钢铁产业。无可否认，钢铁行业的存在确实加剧了某些环境污染，但经过一系列的整改之后，这种状况已经得到了明显的改善。

然而，节能减排依然是钢铁行业的重要发展目标，粉末冶金技术的应用也正可以对这一状况进行适应。

粉末冶金技术较之传统的冶金技术，因其工艺方面的优越性，所以在生产时金属使用量和损耗将会大大减少。而这也就使得冶炼效率提高，能耗减少，间接的减少了钢铁产业在生产过程中造成的环境污染。

2粉末冶金技术在钢铁循环经济中的应用

2.1含铁粉末产生的环节

粉末冶金在钢铁循环经济中应用的前提是有效的制取含铁粉末，所以，必须对钢铁生产流程中各个生产环节的二次资源生产量进行了解，以求实现高效制取含铁粉末。通过笔者对钢铁厂生产实践的了解，可以发现二次资源的主要类型为炼钢铁皮和污泥粗颗粒等。

基于此，钢铁生产企业可以对制取工作进行优化，以此提高生产效率。

2.2制取铁粉的方式和要求

根据上文，可以认识到含铁粉末的主产生过程 ；然而，光对其产生有所了解还远远不够，在粉末冶炼之前，必须将其进行收集。以下将介绍一些比较成熟的粉末收集方法，以求在实践生产中有所裨益。

2.3利用固体碳制取铁粉

就现阶段而言，应用比较广泛的铁粉制取方法为固体碳法。与其他制取方法相比，该种方法的操作比较简单，而且因为其发展和运用比较成熟，所以在实际操作中往往体现出使用纯熟、应用经验丰富的特点。

如果要将该方法进行归类的化，可以将其归入化学收集法中，其应用原理如下 ：

首先，通过使用还原剂等化学试剂对合格铁粉进行筛选，使得到的粉末铁含量能够达到生产标准 ；

而后将收集的含铁粉末进行加热，去除其中的水分，再将经过处理的粉末置入反应设备中，加入适量的固体碳使其与粉末中的杂质发生反应而挥发。

另外，在对含铁粉末进行提纯在过程中，必须注意对其中的硫化物进行处理，否则便会对对往后的冶炼造成影响。

3工艺技术和装备技术特点

3.1 工艺技术和装备技术的先进性

烟气全部排放

到了国家倡导的节能、减排、降碳、环保和能源综合利用，是一项具有很大生命力的创新。

3.2 应用广泛

该工艺不但可用于废菱镁矿的煅烧分解活性氧化镁，亦可直接应用于煅烧白云石、活性石灰、硅钢级碳酸镁、碳酸锰等的煅烧并回收高纯二氧化碳及镁砂再烧结。

还可广泛应用于直接还原铁、制取煤气发生炉、兰炭、活性炭、催化剂、无机盐等化工物料 ；金属氧化物（氧化铁、氧化钴、彻底改变了菱镁矿轻烧的竖窑、反射窑、多层炉、内燃式回转窑、沸腾窑、悬浮窑等传统工艺和装备，在生产过程中产生的资源浪费严重、产能低、能耗高、机械化自动化程度低、污染重、产品档次低等弊端。是煅烧、焙烧、还原等领域工艺技术和装备技术的一次重大革新，具有广阔的发展空间。

3.3 節能减排降碳环保

燃烧燃料采用了电能、各种清洁燃气、燃油等清洁能源，提高了燃烧效率，菱镁矿分解减少了窑内粉尘泄露和加热烟气排放量，大大减少了粉尘污染 ；由于加热的温度不超过1050℃， 因此，产生的 NOx 量可忽略不计 ；窑炉采用的隔焰式加热，菱镁矿近50% 量经高温分解成高纯CO2 被回收并生产成“干冰” 副产品，并相对减少了50% 的CO2 被直排到大气中，大大减少了CO2 的排放量 ；菱镁矿利用加热的烟气，通过万能滚筒烘干预热机进行烘干、预热的热交换。

同时，在隔焰式回转窑出料口密闭下设滚筒缓冷机，利用活性氧化镁出窑时的显热，间接热加冷却循环水或热风，解决了冬氧化锰、氧化锌、氧化钼、氧化钒、氧化钨、稀土）等物料焙烧和直接还原 ；高龄土、矿物、精细陶瓷、耐火材料、磨料磨具、新型建材以及环保治理等物料的焙烧、烧成、干燥 ；涉及化工、能源、电子、轻工、建材 ；垃圾热解气化、秸秆等生物质材料热解气化、煤炭热解气化、页岩热解气化等多个领域。

4结语

以小颗粒废弃的菱镁矿为原料，利用万能滚筒烘干预热机及隔焰式通体外加热旋焰回转窑生产高纯活性氧化镁联产“干冰”副产品的装备技术和工艺技术，从根本上解决了轻烧竖窑、漏窑、多层炉、内燃式回转窑等设备传统生产的重污染（粉尘、碳排放）、产能低、浪费资源、高能耗、产品档次低等缺陷。

参考文献：

[1] 刘龙. 中国钢铁企业循环经济效率分析与评价[J]. 沈阳工程学院学报（ 社会科学版），2016，1204：485-493.

[2] 胡沙， 潘友发. 钢铁循环经济中粉末冶金技术的应用[J]. 化工设计通讯，2017，4307：73+144.