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經(jīng)濟(jì)的發(fā)展伴隨著能源消耗的快速增長(zhǎng)，大量化石燃料的使用給生態(tài)環(huán)境帶來(lái)了一系列負(fù)面影響。尤其鋼鐵、有色冶金、建材等高耗能行業(yè)，在這些行業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中，不可避免地會(huì)產(chǎn)生大量的中低溫余熱煙氣資源。這部分余熱如果沒(méi)有得到充分利用，而是被白白地排放到了環(huán)境中，在破壞大氣環(huán)境的同時(shí)更造成了資源的浪費(fèi)。冶金燒結(jié)工藝就是其中典型的一例，在鋼鐵生產(chǎn)中，燒結(jié)工序的能耗僅次于煉鐵，占總能耗的10％～20％。研究開(kāi)發(fā)新技術(shù)，充分利用現(xiàn)在工業(yè)過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣、廢熱，提高余熱資源利用效率和品質(zhì)已經(jīng)成為一個(gè)重要課題。 中冶北方工程技術(shù)有限作為鋼鐵行業(yè)鐵前領(lǐng)域重要的設(shè)計(jì)和研發(fā)力量，一直致力于燒結(jié)節(jié)能減排工藝的改革與創(chuàng)新，以打造綠色燒結(jié)為己任，開(kāi)發(fā)了包括燒結(jié)煙氣循環(huán)技術(shù)、活性焦煙氣綜合治理技術(shù)、多功能高效環(huán)冷機(jī)等節(jié)能減排技術(shù)。這些新工藝、新技術(shù)都在實(shí)際的工程中得到應(yīng)用，并取得了良好的效果。而這些新技術(shù)的研發(fā)，為余熱利用技術(shù)的研發(fā)也奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 滿足行業(yè)需求，邁出燒結(jié)余熱發(fā)電第一步 鋼鐵工業(yè)燒結(jié)余熱回收主要有兩部分：一部分是燒結(jié)機(jī)尾部廢氣余熱，另一部分是熱燒結(jié)礦在冷卻機(jī)前段空冷時(shí)產(chǎn)生的廢氣余熱。這兩部分廢氣所含熱量約占燒結(jié)總能耗的50%，充分利用這部分熱量是提高燒結(jié)工藝的效率，顯著降低燒結(jié)工序能耗的途徑之一。 目前，國(guó)內(nèi)燒結(jié)廢氣余熱回收利用主要有3種方式：一是直接將廢煙氣經(jīng)過(guò)凈化后作為點(diǎn)火爐的助燃空氣或用于預(yù)熱混合料，以降低燃料消耗，這種方式較為簡(jiǎn)單，但余熱利用量有限，一般不超過(guò)煙氣量的10%；二是將廢煙氣通過(guò)余熱鍋爐或熱管裝置產(chǎn)生蒸汽，并入全廠蒸汽管網(wǎng)，替代部分燃煤鍋爐；三是將余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽用于驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)組發(fā)電。 從實(shí)現(xiàn)能源梯級(jí)利用的高效性和經(jīng)濟(jì)性角度來(lái)看，最為有效的余熱利用途徑是余熱發(fā)電，對(duì)燒結(jié)礦產(chǎn)生的煙氣余熱回收，平均每噸成品礦可發(fā)電16千瓦時(shí)~20千瓦時(shí)，折合每噸鋼綜合能耗可降低約8千克標(biāo)準(zhǔn)煤。目前，我國(guó)燒結(jié)余熱發(fā)電機(jī)組按余熱鍋爐形式主要分為4種：?jiǎn)螇河酂岚l(fā)電技術(shù)、雙壓余熱發(fā)電技術(shù)、閃蒸余熱發(fā)電技術(shù)和帶補(bǔ)燃余熱發(fā)電技術(shù)。近年來(lái)，純低溫余熱發(fā)電技術(shù)已在建材等行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，特別是隨著雙壓、閃蒸發(fā)電技術(shù)和補(bǔ)汽、凝汽式汽輪機(jī)技術(shù)獲得突破，大大提高了余熱回收效率，為鋼鐵企業(yè)燒結(jié)余熱發(fā)電技術(shù)的推廣創(chuàng)造了條件。 在這種新形勢(shì)下，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的考察、研究等知識(shí)儲(chǔ)備，中冶北方在2008年設(shè)計(jì)了第一個(gè)燒結(jié)余熱發(fā)電項(xiàng)目，并在之后持續(xù)改進(jìn)和提高余熱利用技術(shù)及利用率，陸續(xù)設(shè)計(jì)、建設(shè)了各類燒結(jié)余熱利用項(xiàng)目20余個(gè)，余熱利用效果顯著，其中不乏像國(guó)內(nèi)裝機(jī)容量最大的單臺(tái)燒結(jié)余熱發(fā)電站——日照鋼鐵（營(yíng)口）公司600平方米燒結(jié)機(jī)余熱發(fā)電工程這樣的優(yōu)勢(shì)項(xiàng)目。就這樣一步一個(gè)腳印，中冶北方逐漸在燒結(jié)余熱利用領(lǐng)域嶄露頭角。 依托自主優(yōu)勢(shì)，形成系列完整的余熱利用技術(shù) 隨著多項(xiàng)燒結(jié)余熱工程的投產(chǎn)和應(yīng)用，中冶北方的余熱利用技術(shù)日臻成熟，依托打造綠色燒結(jié)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，余熱利用成為中冶北方開(kāi)疆拓土的利器，在冶金節(jié)能減排市場(chǎng)收取得顯赫戰(zhàn)功—— 多功能高效燒結(jié)環(huán)冷機(jī)成套技術(shù)與燒結(jié)余熱利用技術(shù)。中冶北方自主研發(fā)的多功能高效燒結(jié)環(huán)冷機(jī)成套技術(shù)，具有國(guó)際領(lǐng)先水平，運(yùn)用先進(jìn)的密封技術(shù)，極大地降低了燒結(jié)環(huán)冷機(jī)的漏風(fēng)率，有效提高了環(huán)冷機(jī)余熱鍋爐的取風(fēng)溫度，平均增加噸礦發(fā)電量2千瓦時(shí)。 全密封環(huán)冷機(jī)成套技術(shù)與燒結(jié)余熱梯級(jí)利用技術(shù)。傳統(tǒng)燒結(jié)環(huán)冷機(jī)，僅一、二段高溫段封閉，后續(xù)冷卻段均為敞開(kāi)式布置。中冶北方利用全密封環(huán)冷機(jī)成套技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)燒結(jié)環(huán)冷機(jī)上罩全密封，高溫段熱風(fēng)可用于燒結(jié)余熱發(fā)電等利用，中溫段熱風(fēng)可用于換熱器換熱產(chǎn)生熱水及低溫蒸汽以供采暖等用途，較低溫度段熱風(fēng)可以用于燒結(jié)礦料的解凍，最大程度梯級(jí)利用燒結(jié)環(huán)冷機(jī)余熱資源。 燒結(jié)機(jī)及環(huán)冷機(jī)一體化余熱利用技術(shù)。燒結(jié)機(jī)大煙道余熱利用技術(shù)是中冶北方的傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)，而燒結(jié)機(jī)及環(huán)冷機(jī)一體化余熱利用技術(shù)，是將大煙道余熱鍋爐采用與環(huán)冷機(jī)余熱鍋爐一體化設(shè)計(jì)的方案，將大煙道余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽送入環(huán)冷機(jī)余熱鍋爐，與環(huán)冷機(jī)余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽共同進(jìn)入過(guò)熱器過(guò)熱，從而產(chǎn)出穩(wěn)定合格的蒸汽用于汽輪機(jī)發(fā)電。 落料點(diǎn)取風(fēng)技術(shù)。不同于傳統(tǒng)環(huán)冷機(jī)高參數(shù)取風(fēng)，受料點(diǎn)取風(fēng)技術(shù)是將環(huán)冷機(jī)高參數(shù)取風(fēng)點(diǎn)前移至環(huán)冷機(jī)受料點(diǎn)。在取風(fēng)的同時(shí)，切斷受料點(diǎn)處的除塵風(fēng)門。通過(guò)對(duì)煙道系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)熱風(fēng)取熱和受料點(diǎn)除塵的一體化設(shè)計(jì)。同時(shí)，對(duì)環(huán)冷機(jī)余熱鍋爐進(jìn)口煙道做特殊的防護(hù)處理，避免增加的粉塵對(duì)鍋爐過(guò)熱器受熱面的磨損。此技術(shù)可避免落料口除塵搶吸熱風(fēng)的情況，減少高品質(zhì)熱能流失，將燒結(jié)余熱鍋爐高參數(shù)段進(jìn)口煙氣煙溫高于設(shè)計(jì)參數(shù)的時(shí)間增加10%，提高鍋爐產(chǎn)汽量3%。 主抽風(fēng)機(jī)燒結(jié)余熱回收三聯(lián)機(jī)系統(tǒng)。此系統(tǒng)是燒結(jié)余熱能量回收與電動(dòng)機(jī)聯(lián)合驅(qū)動(dòng)燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)的新型能量回收機(jī)組，具體由燒結(jié)余熱汽輪機(jī)、變速離合器、燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)、同（異）步電動(dòng)機(jī)組成。其將鋼鐵企業(yè)燒結(jié)余熱回收的能量直接作用在燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)軸系上，通過(guò)降低電機(jī)動(dòng)電流而達(dá)到節(jié)能的目的，即通過(guò)系統(tǒng)集成提高能量回收效率，節(jié)省投資及運(yùn)行成本。 取風(fēng)段前移的燒結(jié)余熱利用系統(tǒng)。在以往余熱利用的項(xiàng)目中，當(dāng)外界溫度變化較大時(shí)，尤其在北方寒冷地區(qū)，在冬季運(yùn)行時(shí)，由于外界溫度較低，燒結(jié)環(huán)冷機(jī)余熱鍋爐的高參數(shù)進(jìn)口煙氣溫度會(huì)有較明顯的下降，這是因?yàn)榄h(huán)冷機(jī)上罩及煙道在冬季散熱量遠(yuǎn)高于夏季，造成煙氣溫度在冬季明顯低于夏季，系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)波動(dòng)大。在改進(jìn)的系統(tǒng)中，中冶北方將高、中溫取風(fēng)段隔板前移，雖然取高溫段風(fēng)量相應(yīng)減小，但由于取風(fēng)風(fēng)箱都相對(duì)靠近落料口，高溫段風(fēng)溫都相應(yīng)提高；中溫段取風(fēng)位置也相應(yīng)前移，將原高溫段最后一個(gè)風(fēng)箱作為起始取風(fēng)點(diǎn)，從而使中溫段風(fēng)溫較之以前也有一定程度的升高，而總風(fēng)量仍為原系統(tǒng)的風(fēng)量；將高溫段煙氣取風(fēng)管道做成內(nèi)保溫結(jié)構(gòu)，最大程度地減少散熱量，系統(tǒng)運(yùn)行的冬夏季溫差可大幅下降。 豎冷窯余熱利用系統(tǒng)。傳統(tǒng)的環(huán)式冷卻工藝漏風(fēng)率高、顯熱回收效果差，而豎式冷卻窯具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)備臺(tái)套數(shù)較少、維護(hù)量小、密封效果好等特點(diǎn)。豎式冷卻窯可以將燒結(jié)礦中的顯熱回收到70%以上，噸礦冷卻風(fēng)量只有傳統(tǒng)冷卻工藝所需風(fēng)量的70%，節(jié)省了無(wú)效風(fēng)量的設(shè)備投資及運(yùn)行電耗，同時(shí)污染物排放只有傳統(tǒng)工藝的70%。另外，豎式冷卻窯余熱利用技術(shù)噸礦發(fā)電量在28kWh左右，極大程度提高了發(fā)電量。 燒結(jié)余熱回收利用是鋼鐵企業(yè)開(kāi)展節(jié)能減排、降耗增效的有效措施，也是鋼鐵企業(yè)實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的必由之路。中冶北方將借此契機(jī)，依托自主優(yōu)勢(shì)，在保持燒結(jié)余熱利用領(lǐng)域行業(yè)領(lǐng)先地位的前提下，不斷研發(fā)新技術(shù)，穩(wěn)步發(fā)展，以打造綠色燒結(jié)為己任， 為鋼鐵行業(yè)的節(jié)能環(huán)保事業(yè)作出更大貢獻(xiàn)。

記者5月31日從鞍鋼集團(tuán)攀鋼研究院獲悉，由該院和攀鋼集團(tuán)西昌鋼釩有限公司共同研究的“200噸半鋼煉鋼轉(zhuǎn)爐高效冶煉技術(shù)的開(kāi)發(fā)及工業(yè)應(yīng)用”項(xiàng)目榮獲2016年度四川省科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)，所形成的大型轉(zhuǎn)爐半鋼煉鋼技術(shù)居國(guó)際先進(jìn)水平。 據(jù)悉，該項(xiàng)目針對(duì)西昌鋼釩200噸大型半鋼煉鋼轉(zhuǎn)爐爐型及除塵工藝差異大、熔池?cái)嚢枘芰θ醯入y題，基于氧槍噴頭設(shè)計(jì)基本原理和仿真技術(shù)，設(shè)計(jì)了全新的半鋼煉鋼轉(zhuǎn)爐用氧槍噴頭，確定了最佳底吹透氣磚布置方式；開(kāi)發(fā)了專用底吹供氣模式，針對(duì)干法除塵工藝下的半鋼冶煉，研究形成了200噸轉(zhuǎn)爐的供氧制度、造渣制度、氧槍槍位控制制度等轉(zhuǎn)爐高效冶煉集成技術(shù)。該項(xiàng)目在國(guó)內(nèi)外首次實(shí)現(xiàn)了干法除塵工藝下200噸大型轉(zhuǎn)爐冶煉含釩半鋼的工業(yè)化應(yīng)用，冶煉周期縮短了6.9分鐘，自主研發(fā)的氧槍噴頭平均壽命達(dá)到587爐。 該項(xiàng)目研發(fā)過(guò)程共獲得7項(xiàng)國(guó)家授權(quán)專利，研究成果已在西昌鋼釩煉鋼廠全面推廣應(yīng)用，大大提高了轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，推動(dòng)了大型轉(zhuǎn)爐半鋼煉鋼技術(shù)的發(fā)展。

國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)爐煉鋼廠大多采用一槍吹煉到終點(diǎn)的冶煉技術(shù)，冶煉過(guò)程不起槍，并且冶煉終點(diǎn)的碳含量強(qiáng)制要求低于0.15%，此種技術(shù)顯然無(wú)法滿足品種鋼生產(chǎn)的終點(diǎn)低磷、高碳的技術(shù)要求。為實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)品種鋼的生產(chǎn)，干式除塵轉(zhuǎn)爐吹煉過(guò)程必須“起槍走雙渣”。此外，若吹煉終點(diǎn)高拉碳以后仍須進(jìn)行吹煉，也面臨吹煉過(guò)程中起槍并二次下槍吹煉的問(wèn)題。而煉鋼吹煉過(guò)程中起槍并二次下槍吹煉，有可能造成CO含量急劇上升，從而顯著提高泄爆發(fā)生頻率。因此，有必要研究一種避免CO含量增加的干式除塵轉(zhuǎn)爐二次下槍吹煉的方法。 日前，河鋼宣鋼研發(fā)的一種干式除塵轉(zhuǎn)爐二次下槍吹煉的方法獲得發(fā)明專利授權(quán)。該發(fā)明通過(guò)前期的頂吹氧氣流量實(shí)現(xiàn)熔池弱攪拌，使得二次吹煉前期的CO2含量逐步上升到15wt%、CO含量保持在＜3%的水平，從而有效避免了CO含量的增加，降低了泄爆發(fā)生頻率。 控制機(jī)理及吹煉工藝 為解決泄爆問(wèn)題，河鋼宣鋼研究出一種技術(shù)方案：即干式除塵冶煉過(guò)程高拉碳以后二次下槍吹煉時(shí)，頂吹噴槍首先采用計(jì)算得到的氧氣流量吹煉80s～100s，然后正常吹煉即可。操作人員降下轉(zhuǎn)爐活動(dòng)煙罩的同時(shí)二次下槍，使用手動(dòng)操作打開(kāi)頂吹噴槍的氮?dú)饨刂归y，使用氮?dú)獯祾叱龎m系統(tǒng)管路中的空氣與殘留的一氧化碳；吹掃后，頂吹噴槍切換成氧氣開(kāi)始吹煉。氮?dú)獯祾叱龎m系統(tǒng)管路至O2含量降至12%～14%。 具體而言，該干式除塵轉(zhuǎn)爐二次下槍吹煉的方法應(yīng)用下述機(jī)理及吹煉工藝： 前燒期的反應(yīng)機(jī)理。對(duì)吹煉過(guò)程中起槍并二次下槍吹煉的鐵水進(jìn)行吹煉的前期稱為前燒期。二次下槍吹煉過(guò)程中，CO+[O]=CO2的冶金反應(yīng)進(jìn)程最先進(jìn)行（前燒期），當(dāng)熔池?cái)嚢璩潭燃ち視r(shí)才會(huì)產(chǎn)生后繼的冶金反應(yīng)進(jìn)程：[C]+CO2=2CO。因此，熔池?cái)嚢璩潭葲Q定著化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行程度，也就決定著冶金反應(yīng)的產(chǎn)物種類。 前燒期熔池?cái)嚢璩潭瓤刂品椒??？刂坪脽掍撨^(guò)程中起槍并二次下槍吹煉時(shí)的熔池?cái)嚢璩潭?，決定著該工藝條件下的煉鋼操作能否順利進(jìn)行。在氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程中，爐內(nèi)的狀態(tài)是由力學(xué)、物理化學(xué)作用形成的一個(gè)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。氧氣經(jīng)過(guò)氧槍噴頭形成了氧氣射流，氧氣射流經(jīng)過(guò)高溫爐氣沖擊在熔池表面，引起了熔池運(yùn)動(dòng)，起機(jī)械攪拌作用。尤其是在剛下槍時(shí)，轉(zhuǎn)爐內(nèi)乳濁層尚未形成或者很薄，熔體內(nèi)部反應(yīng)尚未大規(guī)模開(kāi)始或者處于暫時(shí)停止階段，氧氣射流沖擊熔池的深度是判斷熔池?cái)嚢璩潭鹊闹匾椒?。前燒期熔池弱攪拌控制時(shí)，在將轉(zhuǎn)爐一次除塵管路中的O2含量由21%降至6%以下這段時(shí)間內(nèi)，轉(zhuǎn)爐熔池冶金反應(yīng)的產(chǎn)物主要為CO2氣體，CO氣體的冶金反應(yīng)被限制，CO氣體的產(chǎn)生量控制在9%以下。前燒期結(jié)束即可正常吹煉，隨著熔池?cái)嚢璩潭鹊奶岣?，化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)程迅速加快，冶金反應(yīng)產(chǎn)物也隨之發(fā)生變化：O2的含量降至0.2wt%～0.7wt%、CO含量從35wt%升至70wt%、CO2含量保持在5wt%～7wt%的水平。 煉鋼過(guò)程中二次下槍吹煉前的管路吹掃控制方法。煉鋼過(guò)程中起槍并二次下槍吹煉時(shí)，由于此生產(chǎn)間隙有空氣進(jìn)入荒煤氣管路，極可能會(huì)有過(guò)剩的空氣與煙道中殘留未燃的CO進(jìn)入除塵系統(tǒng)，造成燃燒爆炸?？刂品椒ㄊ墙迪罗D(zhuǎn)爐活動(dòng)煙罩的同時(shí)二次下槍，使用手動(dòng)操作打開(kāi)頂吹噴槍的氮?dú)饨刂归y，使用氮?dú)獯祾叱龎m系統(tǒng)管路中的空氣與殘留未燃的CO。操作人員觀察軸流風(fēng)機(jī)后的激光氣體分析儀數(shù)值，當(dāng)O2含量由21wt%左右降至12wt%～14wt%時(shí)，切換成氧氣進(jìn)行前面所述的熔池弱攪拌控制吹煉。 具體應(yīng)用案例 該干式除塵轉(zhuǎn)爐二次下槍吹煉的方法在河鋼宣鋼150噸轉(zhuǎn)爐上進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用。該轉(zhuǎn)爐爐膛直徑5.256m，高8.664m，有效容積165m3，采用靜電除塵器進(jìn)行一次除塵，平均出鋼量180t，平均供氧時(shí)間15min，石灰消耗35kg/t，輕燒白云石消耗20kg/t。具體工藝如下： 裝料。在得知鐵水具體成分、溫度以后，要及時(shí)調(diào)整廢鋼的加入量，并計(jì)劃好散裝料的具體加入批次、加入時(shí)間及每批加入量。 前期控制。正常模式開(kāi)吹氧流量設(shè)定為35000Nm3/h，開(kāi)吹在確定點(diǎn)火成功并度過(guò)泄爆期后，加入全部的輕燒白云石和1/3的石灰，槍位控制采用由高到低模式。待供氧量達(dá)到3000Nm3時(shí)開(kāi)始有爐渣從爐口溢出，初期的硅錳氧化渣已形成，此時(shí)起槍倒渣。這時(shí)的爐氣CO在35%左右，吹煉前期生成一定量的CO說(shuō)明爐內(nèi)溫度升高，化學(xué)反應(yīng)開(kāi)始加速。 煉鋼過(guò)程中起槍并二次下槍吹煉時(shí)的控制。提槍倒渣時(shí)要盡量多倒渣，倒完渣后立直爐子，待干法允許吹煉的信號(hào)給定后，降罩至下限。同時(shí)，向爐內(nèi)吹氮?dú)?0s～120s。當(dāng)軸流風(fēng)機(jī)后的激光氣體分析儀顯示的O2含量由21%左右降至12%～14%時(shí)，切換成氧氣，進(jìn)行前燒期的熔池弱攪拌控制吹煉。槍位設(shè)為200cm，開(kāi)吹采用熔池弱攪拌，控制流量為17711Nm3/h、時(shí)間持續(xù)80s～100s，80s～100s后氧流量恢復(fù)正常流量35000Nm3/h。其后可多批少量加入剩余石灰，一定要注意控制氧流量上升過(guò)程中爐渣發(fā)泡噴濺的情況。 過(guò)程及終點(diǎn)控制。過(guò)程控制槍位采用低槍位吹煉，造渣料主要以輕燒白云石、石灰、小粒級(jí)燒結(jié)礦等為主。終點(diǎn)控制按所煉鋼種終點(diǎn)要求進(jìn)行控制。若終點(diǎn)控制一次命中，即可結(jié)束吹煉，進(jìn)行下一步出鋼及脫氧合金化操作。假如終點(diǎn)控制高拉碳以后，終點(diǎn)成分或者溫度不合，則要進(jìn)一步吹煉，可重復(fù)上一步操作。 采用煉鋼過(guò)程中起槍并二次下槍吹煉時(shí)的控制方法后，CO含量為6.34%，O2含量6.06%，成功地錯(cuò)開(kāi)了干法系統(tǒng)電場(chǎng)的泄爆點(diǎn)，保障了設(shè)備的正常運(yùn)行。 經(jīng)長(zhǎng)期試用證實(shí)，該控制方法可使得干式除塵轉(zhuǎn)爐高拉碳含量為0.30%～0.60%，并在此過(guò)程中實(shí)現(xiàn)一次除塵用靜電除塵器的零泄爆紀(jì)錄。

我國(guó)是全球最大的電解金屬錳生產(chǎn)、消費(fèi)和出口國(guó)，產(chǎn)能已超過(guò)200萬(wàn)噸，占全球電解錳總產(chǎn)能的98%。電解錳渣是電解金屬錳后產(chǎn)生的過(guò)濾酸渣，是電解錳行業(yè)的重點(diǎn)污染物。電解錳渣產(chǎn)生量達(dá)7~11噸/噸錳，每年產(chǎn)生量約為2000萬(wàn)噸，歷年累積超過(guò)8000萬(wàn)噸，存量巨大。目前，企業(yè)尚未找到妥善處理電解錳渣的方法，一般將電解錳渣運(yùn)輸?shù)蕉褕?chǎng)筑壩堆放。國(guó)內(nèi)錳渣尾礦壩占地面積大，安全系數(shù)低，且長(zhǎng)期在風(fēng)化淋溶的作用下，污染了大片耕地和地下水源，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。 電解錳渣的處理技術(shù) 電解錳渣的處理是控制與治理錳渣污染的必經(jīng)之路。目前，電解錳渣的處理方法有以下3種： 一是電解錳渣分選處理技術(shù)。該技術(shù)利用電解錳渣各礦相間不同的物理化學(xué)特性，將各種成分分開(kāi)，如利用錳的磁性得到的磁選精料可成為生產(chǎn)電解錳的合格原料。 二是電解錳渣固化處理技術(shù)。該技術(shù)將電解錳渣中的有害成分固定或包裹在惰性的固化基礎(chǔ)材料中，是一種無(wú)害化處理方法。它一般將水泥作為固化添加的基礎(chǔ)材料，水泥的添加量不少于45%。 三是電解錳渣化學(xué)處理技術(shù)。錳渣中的有害成分主要是可溶性重金屬和氨氮。該技術(shù)通過(guò)添加合適的物料，破壞錳渣中的有害成分，從而使其無(wú)害化。目前，最常用且廉價(jià)的化學(xué)處理方法是在電解錳渣中添加石灰，將可溶性的重金屬鹽轉(zhuǎn)變?yōu)闅堅(jiān)?，將氨氮轉(zhuǎn)變?yōu)榘睔?，從而基本?shí)現(xiàn)有害物質(zhì)的去除或分離。 近年來(lái)，錳礦石的品位逐漸降低。同時(shí)，隨著生產(chǎn)工藝水平的提高，生產(chǎn)環(huán)節(jié)的效率不斷提高，電解錳渣中錳的含量進(jìn)一步降低，電解錳渣中的錳已經(jīng)很難通過(guò)分選處理的方法再次回收利用。固化處理效果雖然良好，但對(duì)于堆積成山的錳渣，該方法可能會(huì)消耗大量的水泥，勢(shì)必會(huì)造成處理成本的增加，工業(yè)化應(yīng)用前景一般?；瘜W(xué)處理技術(shù)的添加藥劑來(lái)源廣、成本低，且處理原理簡(jiǎn)單、效果顯著，所以化學(xué)處理技術(shù)是實(shí)現(xiàn)錳渣資源化利用的有效方法。 電解錳渣資源化利用 大量電解錳渣的囤積，給我國(guó)環(huán)保工作帶來(lái)了很大壓力。對(duì)電解錳渣進(jìn)行資源化利用，不僅可以解決其對(duì)環(huán)境的污染問(wèn)題，還能夠?yàn)槠髽I(yè)創(chuàng)造效益，降低生產(chǎn)成本。目前，電解錳渣的資源化利用主要有以下幾種方式： 回收有價(jià)金屬。電解錳渣中錳資源占比達(dá)到9%~13%。錳的回收方法主要有生物法、酸性浸出法和水洗沉淀法3種。生物法主要利用硫氧化細(xì)菌和鐵氧化細(xì)菌浸出錳渣中的錳，錳的浸出率可達(dá)90%以上。酸性浸出法則在電解錳渣中添加酸性浸出液、浸取助劑，超聲、除雜后能夠得到純度較高的硫酸錳產(chǎn)品。水洗沉淀法采用“清水洗渣+銨鹽沉淀”的方法回收可溶性錳，錳的回收率可達(dá)到99%以上，回收得到的富錳沉淀料中，錳的含量可達(dá)到30%以上。 酸性浸出法和水洗沉淀法由于工藝復(fù)雜、成本較高且會(huì)造成二次污染，導(dǎo)致應(yīng)用受限。生物法是一個(gè)極具潛力的回收錳渣中錳及其他金屬離子的方法，但對(duì)菌種和浸出條件的要求較高，并且細(xì)菌浸出時(shí)間普遍較長(zhǎng)。此外，菌種的培育也比較復(fù)雜，目前仍未能找到最合適的菌種。 制備全價(jià)肥。電解錳渣中富含有機(jī)物質(zhì)和植物所需要的大量營(yíng)養(yǎng)元素，如錳、硒、鉀、鈉、鐵、硼等，這為利用電解錳渣制備全價(jià)肥提供了可能。目前，電解錳渣制備的全價(jià)肥雖可增加一定肥效，但其肥效不如普通氮肥和磷肥。此外，電解錳渣中也含有很多有害元素，促進(jìn)農(nóng)作物生長(zhǎng)的同時(shí)也會(huì)污染土壤，危害人類健康。若能在施用錳渣肥料前，對(duì)其進(jìn)行無(wú)害化處理，那么錳渣肥料將在農(nóng)業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中得到廣泛采用。 用作水泥添加料。電解錳渣具有潛在的活性，其主要礦物為二水石膏。目前，錳渣可以作為水泥添加料的輕骨料、緩凝劑、礦化劑等。添加電解錳渣不僅能改善混凝土的各種性能，還能將部分重金屬離子固化在混凝土中，減小其對(duì)環(huán)境的危害。盡管如此，實(shí)際中，電解錳渣最高摻入量只有5%，較合適的摻入量為3%。電解錳渣摻入量如此之少，使得企業(yè)很難通過(guò)自建水泥廠來(lái)合理利用電解錳渣。在電解錳渣中添加還原劑并進(jìn)行高溫脫硫處理，可提高電解錳渣在混合材料中的添加量，添加量可達(dá)30%以上。 生產(chǎn)墻體材料。電解錳渣主要含有二氧化硅、氧化鈣、氧化鐵和氧化鋁等，適合用于制磚。目前，利用電解錳渣生產(chǎn)的主要產(chǎn)品有免燒磚、燒結(jié)磚、陶瓷磚、蒸壓磚和保溫磚。電解錳渣在制備墻體材料領(lǐng)域的主要問(wèn)題有：一是錳渣的摻入比例相對(duì)較少，增加摻加量將導(dǎo)致磚體的強(qiáng)度下降；二是錳渣中重金屬和有毒雜質(zhì)需進(jìn)一步去除。綜合比較，利用電解錳渣制備陶瓷磚和蒸壓磚具有錳渣消耗量大、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、成本低、產(chǎn)品用途廣且用量大等特點(diǎn)，具有較好的工業(yè)化應(yīng)用前景。 生產(chǎn)路基材料。電解錳渣粉配加粉煤灰和電石泥制備不含熟料的瀝青混合料，能有效提高瀝青混合料的穩(wěn)定性、強(qiáng)度、黏附性和抗腐性能。該瀝青混合料使用1年后的抗壓強(qiáng)度仍可達(dá)到10兆帕，滿足交通道路建設(shè)的要求。錳渣的添加量達(dá)到80%時(shí)，所制備的瀝青膠漿和瀝青混合料的性能和經(jīng)濟(jì)性最好。當(dāng)然，大規(guī)模地推廣錳渣在公路路基材料方面的應(yīng)用，還得考慮錳渣中重金屬離子的“毒化”影響。錳渣中的重金屬離子會(huì)通過(guò)雨水滲透到路基附近的土壤，從而影響其周邊環(huán)境。 制備微晶玻璃。電解錳渣是SiO2-CaO-MgO-Al2O3四元渣系，適合制備微晶玻璃。采用燒結(jié)法制備微晶玻璃的工藝流程為：混合配料—高溫熔化—成核晶化—切割拋光—成品。利用電解錳渣可制出咖啡色的微晶玻璃，錳渣摻入量可達(dá)到75%以上。電解錳渣微晶玻璃的制備方法具有工藝簡(jiǎn)單、能耗低和環(huán)保等特點(diǎn)，可以成為電解錳渣資源化利用的重要方向。 制備多孔陶瓷。多孔陶瓷是一種新型陶瓷，可以用作過(guò)濾材料、吸音材料和保溫保濕材料等。利用電解錳渣制備的強(qiáng)度和氣孔率大的多孔陶瓷可用作過(guò)濾材料，吸附廢水中的重金屬。這種方法可以達(dá)到“以廢制廢”的目的。 目前，電解錳渣的資源化利用技術(shù)研究大多處于理論研究階段，在實(shí)際工業(yè)化中得到應(yīng)用的寥寥無(wú)幾，其原因主要有以下3點(diǎn)：一是回收電解錳渣中的金屬錳無(wú)法取得良好的經(jīng)濟(jì)效益，且二次利用價(jià)值不大。二是電解錳渣在水泥行業(yè)和墻體材料領(lǐng)域進(jìn)行資源化利用時(shí)，摻入比例相對(duì)較低，難以解決大量電解錳渣的堆積問(wèn)題。三是電解錳渣在水泥行業(yè)、墻體材料、制備全價(jià)肥等領(lǐng)域的資源化利用過(guò)程中，均需要考慮對(duì)有害元素或重金屬的無(wú)害化處理，成本較高。 電解錳渣資源化利用建議 從目前情況來(lái)看，電解錳渣主要用于水泥生產(chǎn)和墻體材料制備。綜合比較來(lái)看，利用電解錳渣制備陶瓷磚和蒸壓磚，具有錳渣消耗量大、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、成本低、產(chǎn)品用途廣且用量大、工業(yè)化應(yīng)用前景廣闊等特點(diǎn)。另外，已有回轉(zhuǎn)窯設(shè)備的企業(yè)可考慮利用電解錳渣制備微晶玻璃和多孔陶瓷材料。

BIM是對(duì)工程項(xiàng)目信息的數(shù)字化表達(dá)，通過(guò)數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息，是數(shù)字技術(shù)在建筑業(yè)中的直接應(yīng)用。其內(nèi)容包括三維幾何形狀信息和非幾何形狀信息，集成了建筑工程項(xiàng)目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)，為設(shè)計(jì)師、建筑師、水電暖鋪設(shè)工程師、開(kāi)發(fā)商乃至最終用戶等各環(huán)節(jié)人員提供模擬和分析。 高爐檢修一直都是爐窯公司的重要業(yè)務(wù)，高爐檢修工程通常非常注重高質(zhì)高效，這就要求除了要在施工工藝上不斷改進(jìn)，在施工效率方面也應(yīng)該有所提高。傳統(tǒng)的高爐檢修施工存在許多弊端。例如：施工準(zhǔn)備繁瑣復(fù)雜，耗時(shí)長(zhǎng)；使用涉及的材料量小，結(jié)果代表性差、指導(dǎo)性差；完全人工操作，誤差大；費(fèi)工費(fèi)力，浪費(fèi)材料，成本高；耐材粉塵危害人身健康，環(huán)境污染嚴(yán)重；歷史數(shù)據(jù)、資料無(wú)法保存齊全、完整等。由于高爐檢修工程一般工期緊、任務(wù)重，加上高爐周邊場(chǎng)地小、環(huán)境差等因素，高爐大修面臨很大的困難。 而在高爐檢修工程中采用BIM技術(shù)，利用計(jì)算機(jī)模擬高爐大修工程的施工，取代預(yù)施工的技術(shù)，顯現(xiàn)出了優(yōu)勢(shì)。 以BIM技術(shù)為依托的仿真施工技術(shù)，可以完全替代預(yù)施工過(guò)程，及時(shí)、有效地在施工前發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)疏漏及磚材結(jié)構(gòu)尺寸缺陷，可以實(shí)現(xiàn)工序穿插設(shè)計(jì)，直接、準(zhǔn)確地指導(dǎo)實(shí)際的耐材預(yù)處理工作，可以對(duì)須要數(shù)據(jù)采集、整理、分析的施工部位和環(huán)節(jié)進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理，得到直觀可視的結(jié)果，同時(shí)可以為實(shí)際施工提供科學(xué)的操作參數(shù)。其技術(shù)流程如下：首先是建立模塊，利用BIM技術(shù)在軟件中建立與現(xiàn)場(chǎng)比例相符的部件所對(duì)應(yīng)的模型，進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算與分析。其次是建模動(dòng)畫，按照高爐檢修工程的施工順序，先拆除后砌筑，利用3Ds Max軟件實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)在部分施工方法中的應(yīng)用。再其次是施工進(jìn)程，根據(jù)施工進(jìn)度，遵循日程安排，用BIM技術(shù)中的Navisworks軟件實(shí)現(xiàn)施工進(jìn)程動(dòng)畫。最后是場(chǎng)地漫游，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)排布情況，通過(guò)Revit、3Ds Max、Photoshop和Lumion軟件的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)工程場(chǎng)地的漫游。 BIM技術(shù)應(yīng)用在高爐檢修中，人們能夠快速、直觀和真實(shí)地模擬高爐大修的全過(guò)程，替代預(yù)施工，由此克服了預(yù)施工的弊端。該技術(shù)通過(guò)對(duì)整體大修工程的模擬施工，來(lái)保證實(shí)際施工的準(zhǔn)確高效、高質(zhì)量；能夠檢驗(yàn)?zāi)筒慕Y(jié)構(gòu)尺寸缺陷，知道是否存在磚加工等；能夠檢測(cè)施工計(jì)劃中的疏漏，重點(diǎn)檢測(cè)磚與磚、磚層之間是否存在碰撞等；有效縮短施工工期，而且節(jié)約工程成本，降低風(fēng)險(xiǎn)，提高工程效率。

對(duì)于礦石樣品的分析檢測(cè)來(lái)講，樣品前處理技術(shù)主要涉及樣品的消解，是將樣品與酸、氧化劑、催化劑等一起放在敞開(kāi)式容器或密閉容器中，加熱分解并破壞有機(jī)物的一種方法。 常見(jiàn)的樣品消解方法有濕式消解法、干法灰化法以及熔融法，近幾年隨著科技技術(shù)的發(fā)展，也誕生了一些新的消解方法，比如燃燒法、粉末壓片法和高溫熔片法以及微波消解法等。其中濕式消解法是分析檢測(cè)樣品前處理技術(shù)最常用的一種方法。 濕式消解法即常說(shuō)的酸溶法，是指將礦石樣品稱入某一容器中，比如燒杯、錐形瓶、聚四氟乙烯燒杯、鉑金坩堝(不能用王水)等，加入一定混合比例的酸，放在電爐上加熱分解，使礦石樣品由固態(tài)向液態(tài)轉(zhuǎn)化，適合后期的檢測(cè)分析。根據(jù)不同的檢測(cè)手段選用不同的酸，溶解過(guò)程中也要根據(jù)難易程度控制合適的溫度以溶劑的劑量。 分解用的溶劑可以是單一溶劑如水、單一的酸或堿溶液，也可以是混合溶劑如混合酸、酸+氧化劑或酸+還原劑。常用的混合酸組合如下： 1、王水+氫氟酸 HNO3與HCL按1∶3(體積比)混合，由于硝酸的氧化性和鹽酸的配位性，使其具有更好的溶解能力，能溶解大部分金屬。氫氟酸能打開(kāi)礦物中的硅酸鹽，使溶樣更加完全。大多數(shù)礦石樣品都能用此混合酸消解。 2、王水+氫氟酸+高氯酸 由于高氯酸具有很強(qiáng)的氧化性，加入高氯酸能幫助溶解一些難溶解的礦物。 3、硫磷混酸+氫氟酸: 常用來(lái)處理鐵礦石、鉻礦石等。 4、硫酸+硝酸 這兩種酸都具有強(qiáng)氧化性，二者結(jié)合使用，可提高消解溫度和消解效果。礦冶用來(lái)處理銻礦。 5、硝酸+磷酸+高錳酸鉀 此混合酸可以用來(lái)處理鍺礦。 一般各種酸不會(huì)單一使用，都是幾種酸混合起來(lái)使用，才達(dá)到很好的溶解效果?；旌先軇┚哂懈鼜?qiáng)的溶解能力，應(yīng)用更廣泛。