宋雪

（中冶南方工程技術有限公司 湖北武漢 430223）

0 引言

國家發(fā)改委等10 部門聯(lián)合發(fā)布的《關于“十四五”大宗固體廢棄物綜合利用的指導意見》 中指出在鋼鐵冶金行業(yè)推廣“固廢不出廠”，加強全量化利用，而合理處置充分利用冶金塵泥是實現(xiàn)“固廢不出廠”的重要環(huán)節(jié)。轉底爐工藝處置冶金塵泥在國內已有多家鋼企予以應用，未來各大長流程鋼鐵企業(yè)采用轉底爐處置廠內冶金塵泥是必然之舉［1］。轉底爐工藝處置冶金塵泥屬于固廢綜合利用的環(huán)保類項目，但其運行過程中可能存在的環(huán)境污染問題不可輕視。在開展環(huán)境影響評價工作時應對照各類環(huán)保相關政策分析，深入了解其工藝路線，分析各環(huán)節(jié)產污情況，并針對性地提出切實可行的污染治理措施和風險防范措施。

1 轉底爐工藝路線及產污節(jié)點

1.1 冶金固廢處置現(xiàn)狀

鋼鐵行業(yè)生產運行過程中會產生大量固體廢物—冶金塵泥，其產生量約為粗鋼產量的8%～12%。冶金塵泥種類多、產量大，如處理不當會造成嚴重的環(huán)境污染，且含有豐富的碳、鐵、鋅、鉛等有價元素，若不進行回收利用則會造成資源浪費［2］。

不同工序產生的冶金塵泥的物化特征存在較大的差異，需要根據(jù)其特性分類處置。傳統(tǒng)做法主要是采用直接返回燒結、煉鋼等廠內工序回用的方式，這會導致鋅、鉛等有害元素在系統(tǒng)內循環(huán)富集，對高爐系統(tǒng)冶煉和爐況帶來不利影響，同時出現(xiàn)影響燒結穩(wěn)定性的問題。為解決這一難題，鋼鐵企業(yè)實踐各類處置冶金塵泥的方法，其中應用最廣泛的方法為轉底爐工藝，具有工藝成熟、原料適應性強、操作靈活等優(yōu)勢，可實現(xiàn)冶金塵泥的循環(huán)利用。

1.2 轉底爐工藝路線簡述

轉底爐工藝是一種典型的基于含碳球團直接還原技術，通常以煉鐵、煉鋼等環(huán)節(jié)產生的各類塵泥為原料，其中部分原材料根據(jù)物化性質需進行預處理，如消解、污泥干燥等，以保障后續(xù)工序的穩(wěn)定。經預處理的原料以及黏結劑、還原劑等輔料儲存在密閉配料倉內，經定量給料機按一定比例進行配料后，送強力混合機進行混合?；靹蚝蟮奈锪线M入成球緩沖倉，再經倉下定量給料機送至壓球機壓制成球，成型的球團經皮帶機輸送，進入生球烘干室，依次經過擺式布料器、生球篩，進入生球干燥機，干燥至含水率＜1%。烘干后的干球經過振動布料器的篩分后，均勻布置到轉底爐爐床上。生球篩分及生球烘干機產生的返料輸送進入返料倉，經倉下定量給料裝置進入強力混合機，混勻后重新進入成球干燥系統(tǒng)。

轉底爐爐床的生球利用爐內的高溫及球團中的碳發(fā)生還原反應，鐵氧化物大部分還原為單質鐵，鋅氧化物還原為單質鋅，鋅揮發(fā)進入煙氣中并被再次氧化成氧化鋅粉末，高溫煙氣依次經過沉降室、余熱鍋爐、收粉除塵器，余熱鍋爐對煙氣進行余熱回收，產生的蒸汽并入全廠蒸汽管網或就近發(fā)電，隨后煙氣進入收粉除塵器，氧化鋅粉塵在煙氣處理系統(tǒng)中進行回收作為產品外售。還原的金屬化球團從轉底爐排出，進入冷卻機冷卻至200 ℃，再經振動篩篩分為成品球（粒徑≥5 mm）和成品篩下粉（粒徑＜5 mm），供給廠內燒結、煉鐵或煉鋼工序［3-4］。

1.3 主要產污節(jié)點分析

1.3.1 廢氣

廢氣主要為配料粉塵、混合粉塵、制球篩分粉塵、烘干廢氣、轉底爐焙燒煙氣、成品篩分粉塵等。烘干廢氣主要污染物為顆粒物、二氧化硫、氮氧化物，轉底爐焙燒煙氣主要污染物為顆粒物、二氧化硫、氮氧化物、重金屬污染物，其他污染源污染因子為顆粒物。主要治理措施包括粉狀原輔料密閉儲存、輸送，物料輸送落料點、工藝過程產塵點均設置集氣罩和除塵設施。

1.3.2 廢水

廢水主要為轉底爐、余熱鍋爐、除塵風機等各工序設備冷卻產生的凈環(huán)水系統(tǒng)排污水和初期雨水。凈環(huán)水系統(tǒng)用水僅水溫升高，水質未受污染，經冷卻降溫后循環(huán)使用，少量排污水根據(jù)工藝需求回用或排入全廠生產廢水管網進一步處理后回用于生產。初期雨水為降雨后初期產生的有一定污染的雨水徑流，對工藝占地范圍內前15 min 產生的降水進行收集后回用于工序或進入全廠生產廢水管網進一步處理后回用于生產。

1.3.3 噪聲

噪聲主要為給料機、壓球機、振動篩、混合機、干燥機、轉底爐機械、冷卻機、空壓機、各種風機、水泵以及余熱鍋爐汽包排汽等設備運行時產生的噪聲，源強約90～100 dB（A）。主要防治措施包括選用低噪聲設備、合理布局，并根據(jù)噪聲強度和噪聲源的不同性質與特點，分別采取隔聲、減振、消聲等措施。

1.3.4 固體廢物

固體廢物主要為篩下料、各工序廢氣治理收集的除塵灰、轉底爐廢耐火材料以及設備運行廢機油等。篩下料和除塵灰收集后采用封閉或密閉方式輸送至配料倉，返回轉底爐生產線循環(huán)利用；廢耐火材料返回廠家回收利用；廢機油屬于危險廢物，委托有資質的單位進行處置。

轉底爐處置冶金塵泥的工藝路線及產污節(jié)點如圖1 所示。

圖1 轉底爐處置冶金塵泥主要工藝路線及產污節(jié)點圖

2 環(huán)境污染特征

2.1 工藝廢氣污染源繁雜

轉底爐使用的原輔料多為粉狀物料，運輸、轉運等過程易形成無組織粉塵排放，幾乎所有生產環(huán)節(jié)設備運轉過程都伴有煙粉塵，其廢氣污染源涵蓋整個工藝過程，有效收集各類廢氣并優(yōu)化各產塵點廢氣治理措施尤為關鍵。此外，轉底爐焙燒煙氣中污染因子較多，其中重金屬污染物排放種類與處置的冶金塵泥成分息息相關，其中可能存在重點防控的重金屬污染物鉛、鉻、鎘、砷等，因此需對轉底爐焙燒煙氣的廢氣治理措施提出更高的要求。

2.2 土壤、地下水污染路徑多

整個工藝過程可能對土壤、地下水造成污染的途徑較多，防控難度較大，主要有各類冶金塵泥、廢機油貯存場所不規(guī)范，防風、防水、防雨及防滲措施不到位造成垂直下滲污染土壤、地下水；轉底爐焙燒向大氣排放的重金屬污染物受重力沉降、雨水淋洗等作用污染土壤、地下水；場區(qū)初期雨水可能造成地面漫流而下滲污染土壤、地下水等。土壤、地下水若被污染是相當難修復的，這就需要從源頭加以控制，強化相應的污染防控措施。

2.3 原料屬于環(huán)境風險物質

轉底爐處置的冶金塵泥主要為含鋅量較高的塵泥，如高爐瓦斯灰、高爐布袋灰、轉爐除塵灰、電爐除塵灰、煉鋼除塵灰、水處理污泥等，其中電爐除塵灰、含油污泥已被列入《國家危險廢物名錄》（2021 年版），高爐瓦斯灰在部分省份按危險廢物進行管理。轉底爐工序使用的原料含鉛、鋅等重金屬，屬于毒性物質，這些物質尤其是危險廢物存在一定的環(huán)境風險。若在其運輸、貯存、利用過程中發(fā)生泄漏，會對周邊環(huán)境造成污染風險，需要引起重視。

3 環(huán)境影響評價技術要點

3.1 產業(yè)政策及規(guī)劃符合性

環(huán)境影響評價過程中應對照國家及地方生態(tài)環(huán)境保護相關法律法規(guī)、相關產業(yè)政策以及行業(yè)發(fā)展規(guī)劃，重點分析與固體廢物污染防治相關法律、法規(guī)、政策、規(guī)劃的相符性和重點污染物總量控制的政策要求。項目選址需重點對照 “三線一單”生態(tài)環(huán)境分區(qū)管控和區(qū)域相關規(guī)劃及規(guī)劃環(huán)評的要求，在長江經濟帶區(qū)域內及沿黃重點地區(qū)的項目還應分析與該區(qū)域相關環(huán)保政策的符合性。

3.2 大氣環(huán)境影響及其防治措施

轉底爐工藝過程中物料儲存、配料、混合、制球篩分、烘干、轉底爐焙燒、成品篩分等環(huán)節(jié)均有廢氣產生，針對不同環(huán)節(jié)產生的有組織或無組織廢氣應提出有效的廢氣收集、控制與治理措施，同時按照污染源源強核算技術指南確定各類污染物排放情況，分析論證廢氣中各污染物達標排放可行性，預測分析其大氣環(huán)境影響程度。

需特別注意的是，轉底爐處置鋼鐵企業(yè)冶金塵泥廢氣治理措施應符合 《關于推進實施鋼鐵行業(yè)超低排放的意見》（環(huán)大氣 〔2019〕35 號）、《工業(yè)爐窯大氣污染綜合治理方案》（環(huán)大氣〔2019〕56 號）中的相關要求，包括原料除塵灰等粉狀物料采用料倉、儲罐等方式密閉儲存，采用管狀帶式輸送機、氣力輸送設備、罐車等方式密閉輸送，配料、混合、篩分等設備設置密閉罩并配套除塵設施。為減少轉底爐焙燒煙氣中重金屬的排放，除塵設施應選用高效除塵技術，除塵效率至少達到99.5%以上，協(xié)同去除附著在顆粒物上的重金屬污染物。同時，轉底爐、熱風爐應燃用凈化后的煤氣等清潔能源并配套低氮燃燒技術，根據(jù)原輔料、燃料含硫量進行硫平衡分析，必要時采取脫硫技術，確保顆粒物、二氧化硫、氮氧化物及重金屬污染物達標排放。

3.3 土壤、地下水污染防控

環(huán)境影響評價過程應全面分析各生產單元的布置，各單元污染物特征，可能泄漏污染土壤、地下水的位置，以此為基礎提出土壤、地下水污染防治措施。工藝使用的原輔料冶金塵泥屬于鋼鐵企業(yè)生產過程中產生的固體廢物，包括一般工業(yè)固廢和危險廢物，冶金塵泥貯存應遵循《一般工業(yè)固體廢物貯存和填埋污染控制標準》（GB 18599—2020）、《危險廢物貯存污染控制標準》（GB 18597—2023）。遵循源頭控制優(yōu)先的原則，冶金塵泥盡可能實現(xiàn)不落地輸送、貯存，強化清潔生產、優(yōu)化廢氣治理措施以減少廢氣排放，初期雨水應集中收集處置。此外，根據(jù)《環(huán)境影響評價技術導則 地下水環(huán)境》（HJ 610—2016）要求，依據(jù)建設項目場地天然包氣帶防污性能、污染控制難易程度和污染物特性確定場地分區(qū)防控措施，并參照《工業(yè)企業(yè)土壤和地下水自行監(jiān)測技術指南（試行）》（HJ 1209—2021）提出自行監(jiān)測計劃。

3.4 環(huán)境風險

除關注常見風險物質煤氣、油類物質外，由于轉底爐工藝原料的特殊性，環(huán)境影響評價過程應對冶金塵泥的運輸、貯存、處置利用可能產生的環(huán)境風險進行識別。分別針對運輸過程的泄漏風險事故、貯存利用過程的泄漏和粉塵爆炸事故風險以及廢氣治理措施事故排放風險提出風險管理和防范措施，并要求制定涵蓋此類事故的突發(fā)環(huán)境事故應急預案，配備冶金塵泥泄露時收集廢物的應急設施，控制物料不擴散至外環(huán)境，將事故影響減少到最低。

4 結語

采用轉底爐工藝處置冶金塵泥可實現(xiàn)冶金塵泥的循環(huán)利用，有利于鋼鐵企業(yè)實現(xiàn)固廢不出廠，對鋼鐵企業(yè)發(fā)展循環(huán)經濟、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有積極意義。而轉底爐工藝處置冶金塵泥過程中所帶來的環(huán)境影響亦需要引起關注，在環(huán)境影響評價中應重點分析與固體廢物污染防治相關法律、法規(guī)、政策、規(guī)劃的相符性和重點污染物總量控制的政策要求，重點關注大氣環(huán)境影響及其防治措施、土壤和地下水污染防控措施以及可能存在的環(huán)境風險，充分分析論證轉底爐工藝處置冶金塵泥的環(huán)境可行性。