摘　要：介紹了石灰石尾礦及冶金廢渣等在魯碧公司水泥生產(chǎn)中的綜合利用情況。采用分別粉磨工藝，使水泥中礦渣摻入量由30%提高到55%以上，利用鋼渣代替部分硫酸渣做鐵質(zhì)校正原料，在煅燒、粉磨、攪拌3道工序進行粉煤灰利用等，均取得了較好的效果。同時提出了圍繞鋼鐵主業(yè)加快實施礦渣粉項目、熟料項目、余熱發(fā)電等進一步發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的思路。

1 概 況

山東魯碧建材有限公司（簡稱魯碧公司）是萊鋼集團控股子公司，主要產(chǎn)品包括冶金輔料、礦渣微粉、水泥等，既是萊鋼冶金工業(yè)輔料供應基地，也是萊鋼冶金過程中產(chǎn)生的固體廢棄物的處理基地。目前具備年產(chǎn)200萬t水泥、微粉、300萬t冶金輔料的生產(chǎn)能力，產(chǎn)業(yè)定位決定了其在萊鋼發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈上的重要地位，以及發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的優(yōu)勢。魯碧公司冶金石灰石礦山開采的成品礦用于煅燒冶金石灰，石灰石尾礦、鋼渣、粉煤灰等用于煅燒水泥熟料，水泥熟料、礦渣、粉煤灰用于磨制水泥、微粉。總之，鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的固體渣絕大部分在水泥生產(chǎn)流程中得到消化，可以說魯碧公司的水泥生產(chǎn)是萊鋼鋼鐵主業(yè)生產(chǎn)中的一個循環(huán)經(jīng)濟、資源再利用過程。

2 發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟在水泥行業(yè)中的優(yōu)勢

水泥材料是多組分的混合物，主要化學成分為CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3，可采用多種原材料配合的方式設計其組成。從理論上講，凡是可以提供CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3的物質(zhì)，均可作為水泥原料。因此可做水泥原料的材料除天然的石灰石等礦物原料外，還有很多其它工業(yè)尾礦和廢棄物，如高爐礦渣、煤矸石、粉煤灰、鋼渣、爐渣、銅礦渣、銅尾礦、硫酸渣等。

水泥熟料的形成需要高溫燒結(jié)，凡能提供熱量的物質(zhì)均可作為水泥生產(chǎn)的燃料。所以煅燒水泥熟料需要的燃料除天然礦石燃料外，還可以采用廢輪胎、廢塑料、廢礦物油、廢油脂等可燃廢棄物。

另外，水泥在建筑業(yè)中的主要作用是通過膠凝作用膠結(jié)其他物質(zhì)提供強度，因此，諸如礦渣、粉煤灰、鋼渣、煅燒煤矸石、磷石膏等工業(yè)廢渣，凡是經(jīng)過適當處理后可在水泥的激發(fā)作用下產(chǎn)生膠凝性，都可以在建筑業(yè)中等量替代水泥熟料，減少水泥的需求量，間接地節(jié)省天然資源、能源，同時還可以有效地改善水泥混凝土的施工性能和耐久性能，延長混凝土的使用壽命。

魯碧公司依托萊鋼集團，在水泥生產(chǎn)中充分利用冶金工業(yè)廢渣，強化資源綜合利用工作，致力于循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展，建設節(jié)約型企業(yè)。魯碧公司的冶金輔料、水泥、微粉生產(chǎn)與鋼鐵工業(yè)產(chǎn)生的工業(yè)固體渣的綜合利用可組成萊鋼發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的一個閉合環(huán)，生產(chǎn)流程見圖1。

圖1  魯碧公司水泥與鋼鐵主業(yè)循環(huán)生產(chǎn)流程

3 發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的措施

3.1 加強礦山開采管理

1）制定落實各項管理制度。制定落實了《大破碎人工揀廢管理辦法》、《廢石場封閉管理辦法》和《回收利用獎勵辦法》等，從而為礦石回采率的提高和貧化率的降低創(chuàng)造了條件。

2）改進采礦工藝技術(shù)，為適應萊鋼發(fā)展需求和采礦業(yè)的發(fā)展，魯碧公司采用了3臺1.8 m3、1臺1 m3的液壓挖掘機，利用液壓挖掘機向下挖掘的特點，礦巖混雜區(qū)域?qū)嵭蟹謱娱_采技術(shù)，極大地提高了回采率，降低了廢巖混入率。

3）對廢石場實行封閉管理，實行責任承包，將人工揀出的礦石用于煅燒石灰，增加了回收力度，提高了回采率。

4）在破碎工段成立揀廢班，車間班組長以上領(lǐng)導輪流值班，帶領(lǐng)揀廢班對成品進行人工揀廢，降低了礦石貧化率。為了有效發(fā)揮人工揀廢作用，魯碧公司花巨資多次對破碎系統(tǒng)進行提產(chǎn)改造。2006年在2005年改造的基礎(chǔ)上再次進行了篩分改造，提高了大料出礦比例，使資源利用率大幅提高。破碎臺效由2005年的260 t/h提高到290 t/h。破碎開動時間由以前的每天10 h以上減少到9 h，實行白天生產(chǎn)，揀廢崗光線明亮，揀廢效果良好。這不僅降低了貧化率，也為廢巖礦石的回收創(chuàng)造了條件，提高了回采率。

5）落實職責，實行經(jīng)濟責任承包。礦石回收是提高回采率的主要手段之一，為了確?；厥沼媱澩瓿?，魯碧公司將回收計劃作為重要指標納入年度經(jīng)濟責任制考核內(nèi)容和勞動競賽中，使職工的收入與二率直接掛鉤，增強了職工對剝離回收的認識，形成了多回收多收益的思想意識。

3.2 通過技術(shù)創(chuàng)新，優(yōu)化水泥生產(chǎn)工藝

傳統(tǒng)的礦渣水泥生產(chǎn)工藝是將熟料、礦渣、石膏計量后，按比例混合，共同入磨進行粉磨。雖然國家標準中規(guī)定了礦渣摻入量控制范圍在20%～70%，但在國內(nèi)水泥企業(yè)生產(chǎn)中，礦渣水泥中礦渣摻入量的水平一般只能控制在20%～40%，再進一步提高的難度較大。魯碧公司采用此方式生產(chǎn)礦渣水泥，水泥各原料配比中礦渣摻入量一般在30%左右，遠遠低于國家標準中70%的上限要求。

魯碧公司依托萊鋼集團，礦渣資源豐富，近年來，利用生產(chǎn)礦渣粉的優(yōu)勢，進行了配制水泥工業(yè)性試驗。從試驗、試生產(chǎn)情況看，轉(zhuǎn)變粉磨工藝，配制生產(chǎn)水泥可以使礦渣摻入量提高到50%以上。因此，根據(jù)各種物料易磨性不同的特點，將熟料、礦渣單獨進行粉磨（粉磨中摻入適量石膏），達到一定的細度要求后，再將熟料粉、礦渣粉按比例配制生產(chǎn)水泥，在加大礦渣資源利用力度的同時，實現(xiàn)了水泥生產(chǎn)工藝的變革。通過生產(chǎn)實踐，使水泥中礦渣摻入量由原來的30%左右提高到55%以上，不但大大提高了礦渣的利用量，而且由于采用單獨粉磨方式，生產(chǎn)的礦渣粉粒度細，20 μm以下的微粉量大大增多，礦渣活性得以發(fā)揮，較好地改善了水泥性能。同時，在基本不影響水泥性能的情況下，配制水泥過程中直接摻入了3%左右的Ⅰ級粉煤灰，資源綜合利用的同時降低了水泥生產(chǎn)的成本。

3.3 擴大資源綜合利用途徑

3.3.1  石灰石尾料的“雙摻”效應  石灰石尾料中氧化鈣含量一般在45%～52%之間，波動比較大，有的甚至品位更低。品位太低、波動明顯均不利于水泥熟料煅燒質(zhì)量的穩(wěn)定。為確保石灰石尾料在水泥生料配料中的成分穩(wěn)定，提高低品位尾料的利用量，魯碧公司投資300多萬元實施了專門用于石灰石尾料的預均化破碎系統(tǒng)，使尾礦利用在水泥燒成工序上得到了保證；在水泥粉磨新工藝生產(chǎn)中，通過試驗，在熟料粉單獨粉磨過程中成功地將10 mm以下的廢石屑充當混合材摻加進去，摻加量不超過總配比的5%。由于廢石屑易磨性較熟料好，成本又低，摻入量相對較低，對水泥性能影響不大，但對磨機產(chǎn)能的提高卻有利，開辟了石灰石尾料利用的新途徑，既有經(jīng)濟效益又有社會效益。

3.3.2  粉煤灰的“三摻”效應  利用萊鋼熱電廠的濕粉煤灰，替代原黏土質(zhì)原料做熟料煅燒工序中的硅鋁質(zhì)原料，該項目當年曾獲得山東省冶金科技進步一等獎；1#10萬t/a礦渣生產(chǎn)線建成投產(chǎn)后，水泥生產(chǎn)具備了攪拌配制的條件，魯碧公司又成功地在礦渣粉、熟料粉攪拌配制水泥中，直接摻加了3%左右的Ⅰ級粉煤灰；2#10萬t/a礦渣生產(chǎn)線建成投產(chǎn)后，魯碧公司又考慮在兩條礦渣粉生產(chǎn)線磨頭喂料前，摻加3%～8%的粗粉煤灰充當?shù)V渣助磨劑。從而形成了水泥生產(chǎn)各工序中粉煤灰資源綜合利用的“三摻”效應?？紤]到濕粉煤灰在運輸、儲存、生產(chǎn)利用過程中造成的二次揚塵等問題，2006年，魯碧公司改變了用于煅燒熟料時作原料的濕粉煤灰使用、輸送形式，即進廠粉煤灰全部采用罐車輸送，直接入庫、不再使用倒運儲存的辦法，在保護環(huán)境、節(jié)能降耗方面起到了積極作用。

3.3.3  鋼渣的應用  由于硫酸渣貨源緊張，魯碧公司在燒成工序利用鋼渣代替部分硫酸渣配制水泥生料，同樣取得了較好的經(jīng)濟和社會效益。目前，生料配料中鋼渣與硫酸渣按1∶1搭配使用作鐵質(zhì)原料。下一步工作打算是逐步增大鋼渣用量，減少硫酸渣用量，直至完全替代。

3.4 余熱回收循環(huán)利用

魯碧公司日產(chǎn)1 000 t熟料生產(chǎn)線，采用了5級旋風預熱器、帶RSP分解爐窯外分解技術(shù)，窯尾旋風預熱器一級筒對外排散氣體溫度在320 ℃左右，窯頭蓖式冷卻機對出窯熟料進行冷卻后，對外排散氣體溫度也接近300 ℃?；诋敃r的技術(shù)水平，這兩部分氣體余熱得不到充分利用，導致熟料熱耗較高，能源浪費。為此，魯碧公司利用窯尾余熱作為生料磨粉磨原料時的烘干熱源，將窯頭余熱作為煤磨系統(tǒng)粉磨煤粉時的烘干熱源，使部分余熱得到回收利用。

3.5 實現(xiàn)生產(chǎn)過程中“廢物”的零排放

近年來，魯碧公司積極開展清潔生產(chǎn)，爭創(chuàng)“清潔礦山”、“花園式工廠”系列活動，積極創(chuàng)造條件，實現(xiàn)生產(chǎn)過程“廢料”、“廢渣”、“廢水”零排放的目標。水泥廠內(nèi)設立了生產(chǎn)用水循環(huán)處理系統(tǒng)，實現(xiàn)了生產(chǎn)用水“零”排放。生產(chǎn)過程中用過的廢舊材料分類集中回收，統(tǒng)一處理及循環(huán)利用，廢棉紗、機油等全部集中回收，作為烘干機等二次燃料使用，即節(jié)能又減少污染。烘干機熱風爐燃燒煤產(chǎn)生的煤渣回收作混合材使用。

4 發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的思路與探索

4.1 資源綜合利用方面

大力發(fā)展非鋼產(chǎn)業(yè)，提高魯碧公司工業(yè)廢渣處理能力，變廢棄資源為有用產(chǎn)品，化廢為利，變廢為寶，節(jié)能降耗，實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟，對企業(yè)可持續(xù)性發(fā)展，具有重要的現(xiàn)實意義和深遠的歷史意義。

對此，加快推進年產(chǎn)200萬t高爐水渣微粉工程和日產(chǎn)4 800 t熟料工程尤其重要，這兩個項目均已列入萊鋼第一批循環(huán)經(jīng)濟項目，是提高循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展水平的重要項目。高爐水渣粉產(chǎn)品可廣泛用于大型砼工程、高層建筑、飛機跑道、地下隧道、水處理工程、水電站基礎(chǔ)工程及墻體材料，市場前景廣闊，項目建成后年可處理高爐水渣200多萬t，基本處理掉了萊鋼的高爐水渣資源。日產(chǎn)4 800 t熟料項目主要原料是萊鋼1 000萬t鋼配套項目200萬t/a新石灰石礦山產(chǎn)生的尾礦。在石灰石開采以及破碎、篩分過程中產(chǎn)生的＜30 mm的石灰石尾礦，由于含土量多，氧化鈣品位低，不能滿足冶煉要求，這部分尾礦若外排則需占用大批耕地，既影響環(huán)境又浪費資源。與此同時，利用鋼鐵主業(yè)生產(chǎn)的鋼渣、粉煤灰及其它原料生產(chǎn)水泥熟料，年可利用石灰石尾礦100萬t以上、鋼渣12萬t、粉煤灰15萬t，并與200萬t礦渣微粉生產(chǎn)線有機結(jié)合配制生產(chǎn)水泥，增加了企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的靈活性，符合發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的形式需要。

4.2 余熱循環(huán)利用方面

一方面，探索利用萊鋼富余煤氣資源煅燒水泥熟料的可行性；另一方面，進一步提高現(xiàn)有水泥熟料生產(chǎn)線低溫余熱利用率。考慮分兩個階段進行：第一階段，將回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)所產(chǎn)生的外排廢氣余熱采集利用，實現(xiàn)廠區(qū)余熱供暖和職工洗浴，該系統(tǒng)考慮利用熱管熱水換熱器回收窯頭余熱，替代燃煤鍋爐，在節(jié)約能源的同時，減少環(huán)境污染；第二階段，是在新建熟料項目中考慮利用余熱進行發(fā)電，產(chǎn)生的電力將回用于水泥生產(chǎn)，這套系統(tǒng)在回收水泥生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量余熱的同時，可以減少水泥廠對環(huán)境的熱污染以及粉塵污染。

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