●不锈钢冶炼生产过程中每生产1t 不锈钢产生约40kg 除尘灰。不锈钢除尘灰中含有大量的镍、铬贵重金属元素，如果处理不当不仅严重污染环境，而且还会造成资源的极大浪费牟老师
[1]
。1988年美国环保局
(EPA )对不锈钢除尘灰做了毒性浸出试验(TCLP )，其
中Zn 、Cr 、Pb 等多种重金属不能达到环保法标准，将该粉尘定义为危险废物，禁止直接填埋处置[2]。
从不锈钢除尘灰的成分组成、资源回收及利用效果等角度分析，不锈钢除尘灰利用采用经还原提取镍、铬及铁等元素，制备铬镍生铁，再作为冶炼不锈钢合金原料利用工艺，既可消除镍、铬重金属对环境造成污染的隐患，又可实现镍、铬贵重金属的回收利用，降低不锈钢生产成本，推动不锈钢产业可持续战略的实施。
含镍、铬固体废弃物资源化利用工艺研究
赵海泉1,2，齐渊洪1，史永林2，冯焕林2，那贤昭1
(1.钢铁研究总院先进钢铁流程及材料国家重点实验室，北京100081;2.山西太钢不锈钢股份有限公司技术中心，太原030003)
摘要：不锈钢尘、泥及氧化铁皮等固体废弃物因含有大量的镍、铬等重金属，如处理不当，不仅造成资源浪费，而且严重污染环境，尤其存在六价铬污染。镍、铬是不锈钢生产必需的合金，随着资源日益枯竭，镍、铬资源的回收对不锈钢产业的可持续发展意义远大。在研究含镍、铬固体废弃物基本特性及其当前回收利用基础上，阐述了OXYCUP 工艺的机理及优点。该工艺首先将不锈钢除尘灰、尘泥、氧化铁皮等废弃资源制成含碳砖；再经富氧竖炉冶炼出含铬镍铁水，返回到不锈钢冶炼工序利用，回收镍、铬资源，实现了含铬镍废弃资源循环利用，降低了不锈钢生产成本，实现了不锈钢生产的绿色、环保运营。关键词：含铬镍废弃物；富氧竖炉；含碳砖；镍铬合金；循环利用中图分类号:X757
文献标识码:A
文章编号:1008-9500(2015)06-0043-04
The Technical Study on Recycling of Waste Containing
Nickel and Chromium
Zhao Haiquan 1,2,Qi Yuanhong 1,Shi Yonglin 2,Feng Huanlin 2,Na Xianzhao 1
不要走打一字(1.State Key Laboratory of Advanced Steel Processing and Products ,Central Iron &Steel Rearch Institute ,Beijing 100081,China ;
2.The Technology Centre of Taiyuan Iron &Steel (Group )Co.Ltd.,Taiyuan 030003,China )
Abstract :Solid waste of dust,mud and skin compod by oxide from producing stainless steel contain large amounts of Nickel ,Chromium and other heavy metal.If they are not dispod properly ,it works not only the
waste of resource ,but also the rious environmental pollution ,especially pollution of six-price chromium.Nickel and Chromium alloy are necessary for stainless steel production ,along with the nickel and chromium
drying up ,it is important for continuance advancing development of stainless steel industry that nickel ,chromium is reud into producing stainless steel.In the rearch ba of basic characteristics and using of solid waste containing nickel and chromium generated in the stainless steel production process ,the paper
expound the Oxycup technics.Firstly making bricks containing carbon in u of stainless steel dust ,mud ,iron oxide and other waste ;then the bricks is smelt into high nickel-chromium alloy by Oxycup ;lastly the alloy is returned to producing stainless steel by way of material,in order to reu nickel and chromium ,
achieve the nickel chromium recycling ,reduce the production cost of stainless steel ,and realize that the production of stainless steel achieving a green ,environmentally friendly operations.
Keywords :nickel-chromium wastes ;OXYCUP ;bricks within carbon ;nickel-chromium alloy ;cyclic utilization
收稿日期:2015-03-27
基金项目：山西省科技创新计划项目：除尘灰资源化综合利用技术(编号:2010101003)。
作者简介：赵海泉(1975-)，男，山西文水人，博士，工程师，从事冶金固体废弃物资源化利用研究工作。
Vol.33,No 62015年6月
中国资源综合利用
China Resources Comprehensive Utilization
综合利用抓鱼游戏
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●
对不锈钢除尘灰利用的主要技术，目前有德国人于20世纪40年代早期发明的Scan Dust AB等离子技术。该技术是在通电电极产生的高温(3000℃)下，将不锈钢粉尘还原成金属蒸气，来回收铬、镍及铁等金属[6]；有美国Midrew公司和日本Kobe Steel公司合作共同开发的Fasmet/Fastmelt直接还
原工艺。该工艺采用转底炉利用碳将不锈钢除尘灰还原成含铬镍的海绵铁[7]；有美国Bureau of Mines 开发的电炉还原回收不锈钢粉尘铬、镍重金属技术，生产镍铬合金[8]；以及日本Kawasaki Steel公司开发的STAR炉工艺处理不锈钢粉尘技术[11-12]。我国也认识到粗放型处理不锈钢粉尘等废弃物造成了巨大资源浪费及严重环境危害。近年来我国冶金工作者也对不锈钢粉尘等废弃物的资源化利用开展了大量研究工作，太钢段建平、魏海永等进行了电炉直接还原回收不锈钢粉尘工艺研究[9-10]。
以上工艺存在处理含铬镍废弃物种类少、能力小、铬镍收得率低、单产规模小及效率低等不足。当前，废弃物资源化利用及绿色环保已经替代高合金成本成为制约不锈钢产业发展的“瓶颈”。为此，探
索一种废弃物种类适应力强、铬镍收得率高、处理能力大及高环保的资源综合利用工艺迫在眉睫。本文介绍了一种采用OXYCUP技术处理含铬镍废弃物工艺，该工艺高效、高环保，经济效益、环境效益显著。
1含铬镍废弃物的基本性质
1.1化学组成
含铬镍除尘灰和氧化铁皮中含有Fe、Cr、Ni、Si、Ca、Mn、Zn、A1、Mg等元素，其中除尘灰中含Ni 1.5%、Cr8.5%、Fe33%，含铬镍氧化铁皮中含Ni 0.7%、Cr7%、Fe60%。
典型不锈钢除尘灰、氧化铁皮的主要化学成分见表1。
表1不锈钢除尘灰、氧化铁皮的典型成分
1.2粒度分布
由于炼钢物料繁多、冶炼工序复杂及温度高，故导致炼钢粉尘虽然粒度细小，但粒度分布范围较宽。
国内某不锈钢厂AOD、EAF不锈钢除尘灰及氧化铁皮粒度分布见表2。
表2不锈钢除尘灰及氧化铁皮粒度分布
从表2中可看出，不锈钢除尘灰粒度均小于0.5 mm，其中粒度小于0.15mm的比例达80%以上。相比较而言,AOD除尘灰比EAF除尘灰粒度细小；不锈钢氧化铁皮粒度基本在0.5mm以上。
1.3物相组成
不锈钢除尘灰的物相通过X射线衍射法鉴定。方法是将X射线扫射得到的图谱与标准图对照，进而确定某些物相是否存在。由于存在比对的误差，人们对不锈钢除尘灰物相鉴别的研究结果也不尽相同。马国军等的研究认为，不锈钢厂除尘灰的主要物相是铬铁尖晶石、磁铁矿、石英和NiO，还有少量的ZnO。经研究表明，不锈钢除尘灰的主要物相组成是金属氧化物，其中铁以Fe2O3和Fe3O4的形式存在；铬以CrO和FeCr2O4的形式存在；镍以NiO的形式存在[4]。
通过XRD分析表明，不锈钢除尘灰属尖晶石磁铁矿类，其中的铁、铬及镍主要以磁铁矿(FeO·Fe2O3)为主，还有较多铬铁矿(FeO·Cr2O3)和镍铬尖晶石(NiO·Cr2O3)[5]。
2不锈钢除尘灰利用工艺试验研究
利用OXYCUP工艺技术回收铬、镍废弃资源工艺主要包括碳砖制备、冶炼2个步骤。
2.1造块
由于不锈钢除尘灰、氧化铁皮等含铬镍废弃物的粘度细小，所以冶炼前应首先造块加工。同时，从提高铬、镍及铁的回收率角度出发，结合造块中传质条件差的情况，采用了内配碳提高铬、镍及铁还原率的措施。为了使铬、镍及铁氧化物充分还原，碳氧摩尔比按为1.2配加焦粉，并配加13%水泥作为烧结剂。造块采用制砖机，将不锈钢除尘灰、氧化铁皮、酸再生铁粉等含铬镍废弃物与焦粉、水泥混合均匀通过制砖机制成六棱柱状含碳砖，碳砖强度在6MPa以上。
%废弃物TFe Cr2O3NiO SiO2MgO CaO Al2O3S P EAF灰37.9817.343.048.043.7614.220.700.0140.021 AOD灰35.4818.252.766.633.6017.180.450.1200.015氧化铁皮62.8211.221.020.90.040.350.300.0510.021
% ~0.50mm0.35~0.50
mm0.15~0.35
mm0.074~0.15
mm<0.074mm EAF0 2.316.756.025.0 AOD0 2.4 4.071.522.1氧化铁皮79.412.4 4.6 2.1 1.5
综合利用中国资源综合利用第6期.com. All Rights Rerved.
●2.2冶炼
OXYCUP 工艺采用焦炭为还原剂，采取高富氧
措施，此工艺具有高环保、高效率等优点。
2.2.1
冶炼工艺参数
通过试验，不断优化冶炼工艺参数，使OXYCUP 冶炼非常顺利。
冶炼过程中理想工艺参数控制见表3。
表3OXYCUP 冶炼工艺主要参数
2.2.2
冶炼产品——
—高镍铬合金采用OXYCUP 工艺对含碳砖高温、高富氧冶
炼，生产高镍铬合金。从高镍铬合金断面来看，由于合金中铬含量已超过不锈钢铬含量最低要求(12%)，所以合金表面表现出耐腐蚀特性。2.3分析
2.3.1
产品主要化学成分
OXYCUP 工艺投产后，通过工艺参数优化以及含铬镍废弃物资源配比调整等，生产的高镍铬生铁
化学成分基本稳定。
高镍铬合金主要成分见表4。
表4高镍铬合金主要成分
从表4可看出，高铬镍合金中铬含量达12.1%，镍达3%，并且，磷、硫含量不高，是冶炼不锈钢的理想原料。2.3.2
合金元素回收率
采用OXYCUP 工艺回收含铬镍废弃物资源，铬、镍及铁金属主要流向是合金及渣中。
OXYCUP 工艺炉渣的主要成分见表5。
表5OXYCUP 工艺炉渣的主要成分
提档OXYCUP 工艺投产运行至成熟稳定后，对铬、
镍及铁的金属收得率进行了测算、统计。从铬、镍及铁回收率指标来看，符合冶金规律，并且说明采用焦炭作为还原剂是可行的。
OXYCUP 工艺的铬、镍及铁回收率见表6。
表6OXYCUP 工艺的铬、镍及铁回收率3结论
(1)利用OXYCUP 工艺回收除尘灰、氧化铁皮
等含铬镍废弃物工艺可行，具有流程短、效率高、环保水平高等优点。
(2)对于除尘灰、氧化铁皮等含铬镍废弃物，采
用按碳氧摩尔比为1.2配加焦粉，产配加13%水泥进行造块，此含碳块强度可达6MPa 以上，可以满足竖炉冶炼要求。
(3)采用OXYCUP 工艺回收利用除尘灰、氧化
铁皮等含铬镍废弃物资源，铬、镍及铁金属回收率高，铬回收率达89.5%、镍回收率达97.6%、铁回
收率达96.8%。
斤的英文(4)本研究可充分利用废弃物资源，降低不锈
钢生产成本；同时，减轻了不锈钢生产对环境的污染，可推动不锈钢产业的良性循环发展。
(5)该工艺实施过程中存在提高铬回收率与降
低焦比的矛盾以及铬的还原率受渣性质影响及铬
回收率不稳定等问题。因此，下一步应着重研究氧化铬在球团中的还原机理；氧化铬在钢渣界面的反应机理以及还原产物在渣液中的存在和运动方式等相关问题，以便为今后工艺设计提供理论依据。
参
考
文
献
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reduction process with a coke packed bed for steelmaking dust C
Si
Mn
P
S
Cr
Ni
4.30.650.400.0450.08712.1 3.0
CaO
SiO 2
MgO Al 2O 3MnO
FeO Cr 2O 3NiO
其它42.4837.426.27
9.15
1.31
0.581.87
0.15
0.77
主要参数入炉物料配比(%)富氧率(%)碱度
冶炼能力(t/h )焦比
(kg/t )碳砖铁料熔剂典型
86
10
4
9
1.15
40
400
%
%
%
元素回收率元素回收率镍97.6铁
96.8
铬
89.5
第6期综合利用
赵海泉等：含镍、铬固体废弃物资源化利用工艺研究
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北方工业大学学报,2003,15(1):34-39.
(责任编辑/陈军)
简
花千骨播出时间
讯
永康市推出资源产出率统计核算体系
近日，浙江省永康市推出完整的县域循环经济资源产出率统计核算体系。这是我国首个县级资源产出率核算体系，对推动建立国家和省级层面的资源产出率统计核算和考核评价体系具有重要意义。
永康市2014年6月开始开展了县级资源产出率统计核算体系研究。2015年1月启动在全市600多家规模以上工业企业、200余家规模以下抽中的工业企业以及建筑业企业进行循环经济统计调查工作。经过近3个月试运行，已经建立起循环经济核算统计调查平台，实现了数据填报与审核、资源产出率计算预发布的智能化。根据测算,2014年该市资源产出率为5073.3元/吨。
此前，国务院印发了《循环经济发展战略及近期行动计划》。国家发改委、中国人民银行、中国银监会、中国证监会等4部门正在建立联动机制，酝酿和完善相关金融措施支持循环经济发展，支持循环经济企业上市和利用债券融资。国家发改委有关负责人曾表示，有关方面将出台支持循环经济发展的投融资政策措施，按照政府推动、市场引导的方针，综合运用政策措施，建立一个有利于循环经济发展的投融资政策支持体系，引导社会资金投向循环经济发展，解决企业发展循环经济融资难问题。
近年来，源头预防和全过程污染控制逐步成为发达国家发展主流，各国纷纷开始推行以资源利用最大
化和污染排放最小化为主线，将清洁生产、资源综合利用、生态设计和可持续消费等融为一体的循环经济战略。放眼全球，发展循环经济已经成为综合国力竞争和抢占经济发展制高点的一场新的竞赛。循环经济目前已成为发达国家新的经济潮流和趋势，许多新兴的发展中国家也纷纷仿效并制定出相应的措施和政策，力图走出一条以最有效利用资源和环境保护为基础的经济可持续发展之路。
中国目前仍处于工业化中期阶段，多数行业沿用的仍是“高消耗、高产出、高排放”的线型经济模式。在经济高速发展的同时，消耗大量资源，生态环境和人居环境趋于恶化。尤其是房地产业在持续多年经济高增长的背后，伴随着城市大拆大建是触目惊心的高能耗、高物耗和对环境的高损害。
循环经济作为一种创新性经济增长方式，是保障中国可持续发展基础上最终实现现代化的必由之路。毋庸置疑，发展循环经济是一项社会系统工程，需要着力把握好两个导向。一是正确的舆论导向。发展循环经济既需要政府的倡导和企业的自律，更需要广大社会公众的参与，只有增强全民的节约意识、环保意识和循环经济的意识，才能在全社会树立起科学消费、保护环境和废弃物综合利用的良好风尚；二是正确的利益导向。一方面建立完善循环经济的法律法规体系，确立循环经济在经济社会发展中的地位。随着《固体废物污染环境防治法》中明确提出“循环经济”法律概念后，循环经济正进一步渗透到立法进程中；另一方面，加大对循环经济的政策支持力度。如对于参与循环生产、回收和加工废旧物资的企业，给予适当的税收、信贷等方面的优惠，建立卓有成效的激励机制，大力支持发展循环经济的科学研究和发明创造等。
(再
协)
综合利用
中国资源综合利用
第6期
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