2焚烧炉渣综合利用工艺路线分析
2.1预处理工艺
预处理工艺旨在去除炉渣不利于后续利用的杂质;按利用要求,破碎调整粒径;并回收其中的金属资源,以获得一定经济收益。具体项目各功能单元的流程设计不仅受产品技术要求影响,也与选用设备的效率、作业维护管理水平有关。如生产高品质的炉渣砖,则需要增加除杂设备级数;生产道路集料则需要增加破碎级数;去除效率高的设备则可替代多级低效率设备,见表2。
炉渣预处理方式分为湿法和干法2种,主要差别在于去除有色金属单元:湿法工艺采用通过跳汰机与摇床的结合方式,需要使用大量的水;而干法工艺主要利用涡电流分选设备,则无需添加水。由于国内采用的干法工艺,难以提取5mm以下的有色金属,如铜、铝等贵金属,对综合利用项目整体经济性影响较大,因此目前国内普遍采用湿法预处理工艺。
2.2综合利用产品生产(应用)工艺
当前国内外炉渣综合利用主要途径有:制免烧砖、替代集料、水泥相关产品、填埋场覆盖土等。其中,制免烧砖、替代集料是我国主要的利用途径。
2.2.1制免烧砖
我国严格限制黏土砖生产的政策极大推动了免烧砖的应用。炉渣制免烧砖可以消纳大量的炉渣(可占生产原料80%),同时具有生产工艺简单、地区适应性强、投资最少、见效最快的特点。目前炉渣砖质量参差不齐,以生产高附加值、高质量炉渣砖的项目较少,多数项目产品用作道路砖,不用于地面以上的建筑物。
2.2.2替代集料
炉渣集料用作道路/建材中替代集料,不仅用量大、利用成本低,而且可以替代日益紧缺的砂石材料。但炉渣集料抗压强度相对较低,而且含有的少量重金属等污染物对环境存在一定潜在影响,因此只用于低等级道路或路基材料,以及配制较低标号混凝土,并且对现场施工要求较高。另外,用于道路集料时还需要不同粒径的炉渣集料,对预处理产品有粒径要求。
2.2.3免烧砖与替代集料对比
免烧砖附加值相对较高,投资最少,见效最快,用户覆盖半径大;但厂区占地较大(砖自然养护需28d),污水处理压力大;产品销售受市场需求影响大,难以保证稳定销量。替代集料应用广泛,价格相对较低;由于运输成本较高,用户通常处于炉渣处理设施的30km内。
2.3炉渣综合利用项目工艺路线确定原则
1)炉渣综合利用属于技术水平要求不高的项目。湿法预处理一制免烧砖、湿法预处理一替代集料是当前我国炉渣综合利用项目适用的成熟工艺。其中预处理环节包括破碎一筛分一除铁一除有色金属等功能单元。
2)综合利用产品的类型(如制砖或替代集料)是由产品市场确定。因此,在确定总体技术路线时,首先要明确产品的市场以及销售渠道。3)综合利用项目具体的工艺流程设计不仅受产品技术要求影响,也与选用的设备效率以及维护管理水平有关,因此要结合设备选型与企业管理水平设计布置工艺流程。