鑫联环保,将钢铁烟尘变废为宝


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被绿油油的菜地“包围”的厂区干净明亮,置身于鑫联环保公司个旧生产基地,传统重工企业“傻大黑粗”的印象被彻底颠覆。鑫联环保技术工艺的钢铁企业烟尘中的有色金属经过火法富集、湿法萃取等多个工序后,回收出锌、铟、铅、铋等有色金属,整个生产过程实现零排水、零排渣,废气达标排放。

鑫联环保,是目前全国乃至全世界范围内钢铁烟尘处理规模最大、技术最先进、产业链最完整的高科技环保企业,也是中国在含重金属固危废的资源化利用领域的龙头企业。全国十余家生产基地,目前含重金属固危废处置能力近200万吨/年,预计三年内处理规模达到300万吨。

其核心技术“钢铁烟尘火法富集——湿法分离多段耦合集成处理技术”已发展到第七代,拥有多项国家发明专利,可以实现多种含重金属固危废的协同资源化清洁利用,并可实现零排水、零排渣,无二次污染,国内外尚无同类技术。

重金属固危废排量大

国内

作为世界冶金第一大国,中国的钢铁、有色、化工等工业每年产生巨量的各种重金属废渣、废泥、废灰等固体废物,每年新增进入环境中的排放总量多达5000万吨以上,历史存量超过7亿吨(数据来源:《中国钢铁烟尘及有色冶炼渣回收利用研究报告》(冶金工业规划研究院)),绝大部分只是在自然环境中简单堆存,其中含有铅、锌、镉等多种重金属,以及铟、铋、锡、银等稀贵金属,并含氯、氟、硫等多种有害杂质,成分复杂、有价元素含量低、处理难度大,是导致我国土壤重金属污染的主要来源,如何对其进行有效处置也一直是困扰环境保护的难题。

云南

10亿吨危废沉积、3亿亩耕地受污染,危及国计民生。

云南作为我国最为重要的有色金属工业产区,每年产生上千万吨钢铁烟尘等各类冶金固危废,含有多种重金属,亟需得到有效处置。各类冶金危废在露天堆置过程中,不仅占用大量土地资源,而且废渣中的砷、铜、镉、铅等具有高度迁移性的有价金属元素和有毒元素,经过自然风化和淋洗容易释放到自然环境中,对土壤、地表水、地下水等周边生态环境造成严重的污染和潜在危害,最终直接或间接地危害人类的生命健康。红河州作为多年的有色金属工业基地,重金属污染更为集中和严重,亟需有效的手段来予以改善。

重金属污染危害巨大

环境污染

重金属污染土壤和地下水。钢铁烟尘等涉重金属固危废中含有铅、锌、镉等重金属,经过自然风化和淋洗容易渗透到地表中,对土壤、地下水、大气形成重金属污染,政府对重金属污染极为重视。若直接作为废渣处理,包括作为建材处理,均因其中的重金属并未被分离提取出来,而导致其重金属污染继续形成威胁。

造成大气污染形成雾霾。钢铁工业排放的粉尘是雾霾的重要组成部分。以京津冀地区为例,煤电厂和钢铁厂、水泥厂等工业排放源占京津冀地区一次PM2.5颗粒物总排放的57%,占二氧化硫和氮氧化物总排放的81%和64%。

大量固危废堆存占用土地资源形成环境隐患。钢铁烟尘等涉重金属固危废体积庞大,堆放占用大量土地资源,形成严重环境隐患。处理难度大现有处理能力远不及每年新增。钢铁、有色等行业产生的各类涉重金属危废数量庞大、成分复杂、金属品位低、杂质含量高,现有以填埋为主的处置能力远不能满足每年新增6000万吨涉重金属危废的处理要求。绝大部分危废通过非法手段堆存、简易处理,以至于十几亿吨的涉重金属危废“大雪球”越滚越大,危逼全国。

人体伤害

以各种化学状态或化学形态存在的重金属,在进入环境或生态系统后就会存留、积累和迁移,造成危害。如随废水排出的重金属,即使浓度小,也可在藻类和底泥中积累,被鱼和贝的体表吸附,产生食物链浓缩,从而造成公害。

镉中毒早期表现为咽痛、咳嗽、胸闷、气短、头晕、恶心、全身酸痛、无力、发热等症状,严重者可出现中毒性肺水肿或化学性肺炎,有明显的呼吸困难、胸痛、咯大量泡沫血色痰,可因急性呼吸衰竭而死亡。

汽车尾气排放的铅经大气扩散等过程进入环境中,造成目前地表铅的浓度已有显著提高,致使近代人体内铅的吸收量比原始人增加了约100倍,损害了人体健康。

如何解决

现有的固废集中处置中心主要以处置医疗和化工固废为主,工艺为焚烧、固化、填埋,而钢铁、有色等行业产生的重金属固废数量庞大、成分复杂、金属品位低、杂质含量高,对其进行固化填埋成本高昂,且填埋的处置能力远不能满足每年新增的巨量重金属固废的处理要求。发挥市场作用,提高规模效益,建设重金属固废集中资源化利用示范中心;建设专门针对重金属固废处理的集中资源化利用中心,运用已有成熟的重金属固废资源化利用技术,将重金属固废中的铅、锌、镉等重金属提取出来实现资源化利用,并将提取重金属后的尾渣制成水泥、超细粉、免烧砖等环保建材等产品,实现“吃干榨尽”和彻底的资源化,有效地解决重金属固废所导致的环境问题。

“火法富集”与“湿法分离”

成立于2008年8月的鑫联环保科技股份有限公司,是一家致力于钢铁烟尘等含重金属固危废无害化环保处理及资源化清洁利用的高科技企业。公司主业是对钢铁、有色、化工等行业生产中产生的尘、泥、渣等进行减量化、无害化处理及资源综合利用。

公司历经多年努力而发展成熟的核心专利技术“钢铁烟尘火法富集——湿法分离多段耦合集成处理技术”,对各种重金属固废进行无害化和资源化处理,从中提取出锌、铅、铟、铋、铁等金属,尾渣则全部用于制造环保建材,并通过余热发电等手段实现节能和清洁利用,消除环境污染,创造经济效益与环保效益。公司所涵盖的产业链能够提供完整的一站式综合处理,将原始的重金属固废经过多道工序直至最终制成金属产品,零排水、零排渣,无二次污染,实现清洁生产,是符合重金属污染治理、雾霾治理、循环经济、节能减排要求的资源化清洁利用项目。目前国内、国外均尚无能达到同样经济性、环保性的类似技术。

与国外技术比较

鑫联环保经过近几年的快速成长,目前已经具备年处理200万吨烟尘的能力,在全国设有16个火法工厂,实际已年处理各类烟尘及冶金固废130万吨。公司技术覆盖烟尘原位分选、火法富集协同处理、节能环保配套、窑渣选铁及还原铁粉制备、湿法分离提取等全产业链领域,具有技术全面、产品种类齐全、处理烟尘及固废种类多的领导优势。已经成为全球处理烟尘规模最大、技术最全面的烟尘环保治理公司。

马头控股公司(Horsehead Holding Corp.)在美国NASDAQ上市,是北美最大EAF处理企业。在美国和欧洲设有火法工厂8个,年处理烟尘能力约100万吨。2014年,马头控股公司总资产10亿美元,净资产5亿美元,营业收入4.5亿美元、净利润亏损1550万美元,2015年预计亏损额将超过5000万美元。马头公司2012年开始尝试湿法技术,迄今尚未成功且严重亏损。

德国Befesa公司的处理重点是电炉灰。目前主要技术包括威尔兹回转窑、等离子炉、埋弧电炉等火法处理工艺,未涉及湿法处理技术。BEFESA公司是全球仅次于鑫联环保和Horsehead的第三大含锌烟尘处理商,曾是西班牙的上市公司,2014年初被瑞典基金Rriton以10.75亿欧元的高估值私有化收购。Befesa公司年烟尘处理能力约60万吨,设有火法工厂6个。该公司尚未开始尝试湿法技术。

工艺主要特点:

1. 火法富集方面:变废为宝,将原本的钢铁含锌烟尘和有色冶金固废变成了多金属资源。鑫联环保的火法富集回转窑技术针对含锌烟尘进行了优化,在设计、建设、运营、能耗、生产指标控制、成本等方面均具有显著的优势,已经克服了高铁、高氟氯、低铅锌等现实困难,且综合处理能耗低、还原铁效果好,并可实现余热回收利用产出蒸汽或发电。配套的窑渣选铁工艺,可实现对窑渣中铁的最大限度选别,直接回收产出还原铁粉供冶金化工使用。

2. 湿法冶炼方面:(1)主要是氟氯问题、鑫联环保公司针对硫酸锌溶液脱氟氯已申报相关发明专利4项,并投入生产使用,效果稳定。目前,鑫联环保已成功研发第七代脱氯技术并正在实施。(2)铟铋锡分步回收,通过控制浸出条件,根据元素特性,使铟、铋、锡分离回收,得到高价值的富集物产品,是综合回收和实现高附加值的关键技术。(3)稀贵金属富集,火法富集后的次氧化锌粉进入湿法后,在锌、铟等进入溶液回收的同时,各种稀贵金属得到富集,综合价值高。(4)含氟氯液的处理回收钾钠盐,通过生产控制,使用三效蒸发结晶含氟氯液,生产稳定,技术成熟,是废水零排放的关键技术。

3. 投资模式方面 :该工艺技术投资模式灵活。火法工序投资相对较小,可设置于钢铁企业和有色冶金固废集中产地周边,处理10万吨钢铁含锌烟尘、有色冶金固废,仅需投资2千万左右,转底炉工艺则需投资上亿元;此外,湿法工序对规模有要求,可集中部署于某个地点,用于处理全国范围内多个火法工厂富集所得到的高氟氯次氧化锌粉。鑫联环保该生产工艺的大规模工业化生产已经持续运行7年以上,相关工艺已经得到充分检验、完善,环保达标,完全成熟。

成果及运用

现有技术运用取得的成果

多年来,公司共获省部级以上科技奖3项,其中中国有色金属工业科学技术二等奖1项,云南省科学技术三等奖1项,云南省创新成果奖1项。累计申请专利13项,获授权专利8项。起草参编制定行业标准4项。

公司今年来在国家、省级各政府部门立项计划项目总数为12项,获得批准各类项目经费共计6833万元。

截至2015年11月,公司获得国家、省级认定创新能力平台建设情况:(1)国家高新技术企业2家;(2)省级企业技术中心1个;(3)省级工程技术研究中心1个;(4)省级创新型试点1家;(5)院士工作站1个;(6)云南省科技小巨人企业1家。

产业化运用成果

鑫联环保在全国拥有全资、控股分子公司10余家,公司在云南个旧、河北唐山曹妃甸、江西新干布局了三个深加工基地,未来辐射全国20个以上的火法富集基地,处理全国的钢铁烟尘等含重金属固危废。

泗水庄新区。公司于2011年5月斥资约5亿元,新建泗水庄新区——固废物炼铁烟尘资源化综合利用项目,项目占地面积240亩,总建筑面积5.4万m2,可无害处理云南地区生产的高炉炼铁烟尘11万吨,并处理红河锌联集团在全国范围内各大钢厂钢铁烟尘而产生的次氧化锌粉8万吨,合计相当于年处理钢铁烟尘约100万吨(同行业世界第一)。项目于2013年月6月进入试生产,2014年4月达产。达产后,年产金属锌4万吨、铟锭40吨、铋精矿含铋520吨、粗镉80吨。全年总产值近10亿元,经济效益良好。目前,经过技术创新改造,项目已扩产至年产金属锌4.8万吨。

辐射全国。自2012年开始,随着规模的不断扩张,公司火法富集技术也不断对外推广。截止2015年11月,已经成功推广至云南昆明、云南曲靖、河北唐山、河北邯郸、山东莱芜、浙江衢州、贵州赫章、四川什邡、四川达州、四川攀枝花、江苏扬州等地,建设十多个火法工厂,已经全部建成。加上个旧的两个火法工厂,总共已经形成200万吨钢铁烟尘等含重金属固危废的处理能力。

未来规划。目前,公司正在与国家工信部、环保部共同编制《重金属固体废物集中资源化利用十三五规划》,并正在积极推动设立“重金属固废集中资源化利用PPP基金”,力争在十三五期内,在全国设立20个以上的省级重金属固废集中资源化利用中心,实现重金属固废处理能力2000万吨/以上,创造产值500亿元,解决就业超过1.5万人,创造利税30亿元。