钢铁烟尘及有色冶炼渣资源化清洁利用项目

鑫联环保科技股份有限公司

作者：林 琳，周 昊，马黎阳，邮箱：linlin@greennovo.com

【基本情况】

鑫联科技云南省红河州个旧市泗水庄“钢铁烟尘及有色冶炼渣资源化清洁利用项目”，采用其自主研发的核心技术“火法富集—湿法脱杂—分级提取多段耦合集成处理技术”，以钢铁、有色冶炼、镀锌等领域产生的电炉灰、锌浮渣、铜镉渣、电镀污泥、酸洗污泥、热镀锌灰等含重金属固体危险废物为原料提取有价元素。该技术攻克了以成熟、稳定的工业化技术对含重金属固体危险废物进行脱氯除杂的难题，从中提取出锌、铟、铅、镉、铋、锡等多种有价元素，以及铁精粉、还原铁粉等工业产品；并从生产过程中产生的碱洗废水中回收碘及钠钾工业混盐；工业废水经处理后全部回用于生产，减少新水消耗，生产流程的余热用于配套发电；无害尾渣用于生产环保建材，极大程度实现了环保生产与循环生产。该项目自2013 年建成投产运营，并于2016 年进入大规模生产应用至今，生产运行良好，产品质量稳定，经济环境效益良好。该项目先后入选“无废城市”建设试点先进适用技术（第一批）、绿色技术推广目录（2020 年）、国家工业资源综合利用先进适用工艺技术设备目录（2021 年版）。

【技术/案例原理及技术路线】

本技术工艺流程见图1。

（1）火法部分是将钢铁烟尘与有色金属冶炼渣在高温状态下，使低熔点、低沸点物质如锌、铅、铟、铋、镉等金属及其化合物还原气化，再在烟气冷却过程中与氧结合成金属氧化物，最终形成含多种有色金属的富集物——次氧化锌粉（主要成分为ZnO，含量为45.0%～60.0%，因含量未达国家标准99.5%，故称次氧化锌），从而实现目标金属的粗分离。

（2）湿法综合回收工艺主要采用浸出、多段分离的方式，将有色金属溶出后回收，最终形成电锌、粗铟、铅泥、粗镉、铋渣、锡渣等产品类型，实现冶炼固废中的有价金属分离、提取。

（3）合金加工采用湿法回收工艺产出的阴极锌片，与外购铝锭形成锌铝合金。

（4）窑渣综合利用新技术采用“联合选铁—高温耦合焙烧—湿法分离集成”工艺路线，实现金属铁与杂质的高效分离，得到TFe 品位99% 以上的100 目纯化铁粉以及200 目、325 目高端超细纯化铁粉，实现了回转窑渣的综合利用。

（5）水处理工艺是对湿法回收工序产生的碱洗高盐废水及生产过程产生的低浓度含盐废水进行处理，回收碘及钠钾混盐，并将处理后的水回用于生产，实现废水零排放。

【技术/案例特点】

（1）本技术可处理多种含锌固体危险废物，包括电炉灰、高炉瓦斯灰、热镀锌渣、电镀污泥、酸洗污泥、铜镉渣等多种涉及重金属的固体危险废物，并可实现钢铁烟尘和有色冶炼渣的协同处置，循环利用原料具有多元化的特点。

（2）经综合回收，可提取出多种金属产品，包括锌锭、铟锭、铅、铋、锡、碘、铯、铁精粉、还原铁粉等，将冶炼固废中的有价金属分离、提取并实现资源化利用。特别是，通过对含重金属废水的处理，从湿法碱洗高盐废水中分离提取获得粗碘，含碘量大于90%，首次实现了次氧化锌粉中碘的回收，填补了国际空白，为钢铁烟尘的资源化清洁利用开发了新产品。

（3）技术工艺指标与国家、行业现行指标对比，锌产品单位能耗平均值比GB 21249—2014 锌冶炼企业单位产品能源消耗限额先进值低140.5 kg/t；产品综合能耗平均值比GB 21249—2014 先进值低75 kg/t；对于处理含锌二次资源，本技术锌冶炼总回收率达97%，远高于《铅锌行业规范条件(2015)》的规定值90%；实现废水100% 回收利用；排放烟气中SO2、NOx及烟尘排放量远小于相关排放标准的限定值。通过工艺优化及技术提升，减少CODCr排放量4.125 t/a，减少NH3-N 排放量0.123 8 t/a，重金属削减1 353.849 t/a，大气污染物减排43.463 t/a，减排碳量为12 808.256 t/a，减少外排水量82 500 t/a，实现节约标煤量19 116.8 t/a，有效地提升了污染防治水平。

【长效运行模式与机制】

该项目通过自建固体危险废物处理设施模式，向钢铁烟尘等固体危险废物产生企业购买钢铁烟尘等含重金属固体危险废物冶炼渣，经鑫联科技“钢铁烟尘及有色冶炼渣资源化清洁利用设备”处置，回收得到再生锌、铟、碘、硫酸铯等产品，通过对外销售这些产品使项目得以长期稳定运行。此外，该项目还开拓了合同环境服务模式，通过向钢铁企业等产废企业收费处置含重金属固体危险废物，并将产废企业需要的回收产品返还的运营方式，扩展项目营收渠道。

【经济、环境及社会效益】

（1）经济效益：每年可资源化处理钢铁烟尘及有色金属冶炼渣约1.2×106t，回收锌、铟、铅、镉、铋、锡、铁精粉、粗碘、硫酸铯、硫酸钠、氯化钾和氯化钠等产品。项目一次性投资费用5.5 亿元，综合经济效益10.3 亿元/a，直接经济效益2.08 亿元/a。

（2）环境效益：该项目的成功实施削减了重金属的排放量，实现了钢铁和有色冶炼行业固体废物的协同处理，提高了钢铁和有色冶炼行业含重金属固体危险废物的开发利用能力。同时，该项目产出产品为再生金属，相对于生产原生金属的采选冶的工序，减少了大气污染物、碳排放及能源消耗，一定程度上减少了矿产开采对环境的破坏和冶炼废渣堆积对土地的污染。

（3）社会效益：2016 年鑫联在国家级贫困县云南省元阳县建厂，助力元阳县在2019 年实现脱贫摘帽。该项目的成功实施，对推动我国废水开发利用、扩充我国稀缺资源储备、推动发展循环经济技术、带动节能环保产业、实现循环经济具有重要战略意义。