从环保产业市场来看，我国固废处理行业还处于发展初期，固废处理投资占环保行业整体投入比重不足15％。而在发达国家，固废处理是环保领域投资和产值占比均超过50％的行业，行业市场前景都较大。“十五”期间，我国环保投资总额不足万亿元，到“十一五”期间，我国环保总投资额与固废处理投资额分别达到2.16万亿和0.21万亿，而根据国家相关政策，到“十二五”末，我国环保投资总额和固废处理投资额分别达到3.40万亿和0.80万亿，市场规模急剧扩大。据环保部规划院测算，预计“十三五”期间环保投入将增加到每年2万亿元左右，“十三五”期间社会环保总投资有望超过17万亿元。根据行业发展，未来几年固废市场规模将占环保投资总额的30％左右。而目前大概是24％左右，据此测算的话，前瞻认为“十三五”期间固废处理行业投资区间在4.25－5.10万亿之间，那么到2020年前，我国固废处理行业市场规模有望达到万亿元。
随着我国冶金工业的快速发展，冶金固体废弃物的处理及利用日益得到重视。钢铁企业免烧砖；筑路材料在整个冶炼流程中会产生大量的固体废弃物，特别是在烧结、炼铁、炼钢、乳钢等生产工序中各工序都会产生一些不同种类的含铁固体废弃物。这些冶金固废主要包括：采矿废石、矿石洗选过程排出的尾矿、冶炼过程产生的各种冶炼矿渣、乳钢过程中产生的氧化铁皮和生产环节净化装置收集的各种粉尘、污泥等。本文对北京钢研新冶工程技术中心近年研发和工程化的冶金固废高附加值综合利用技术进行介绍。
1含铁固废高附加值综合利用技术
1.1技术背景
钢铁企业生产过程中会产生大量固废，主要有钢渣、氧化铁皮、含铁尘泥等。以一个年产100万吨钢的钢铁厂为例，每年将产生钢渣约10万吨、氧化铁皮约2万吨，各类含铁尘泥约10万吨。其中，含铁尘泥主要包括除尘灰、转炉泥、瓦斯灰和瓦斯泥等固体废弃物，数量巨大，污染严重。据测算，每生产1t钢，约产生除尘灰59kg，高炉瓦斯灰和瓦斯泥22kg，转炉污泥20kg。目前，将固废预处理后返回烧结厂进行烧结配料是最常用的固废处理方式，处理量约占固废处理总量的85％以上。钢铁企业对固废的处理方法还有粉尘喷吹法、直接还原法、冷固结球团法以及外售和堆存等。粉尘喷吹技术是将含铁粉尘和高炉烟灰（或与煤粉混合）以一定比例经高炉底部直接喷吹，该方法节能且环境污染小，但高炉对喷吹物料有相当的技术要求和限量。直接还原法是将固废中的铁氧化物通过还原转变成金属铁，并回收粉尘中的其它有用元素，产品直接还原铁供高炉炼铁或电炉炼钢使用。但这种处理方式投资较大，部分小型钢铁企业难以承受。冷固结球团法是将固废加入粘合剂后，在低温条件下挤压造块或滚动成球的方法。含铁固废的冷造块可以作为高炉配料使用，也可以作为转炉添加料利用。它所存在的问题主要是很难获得价廉物美的粘结剂，从而难于获得较高的冷固结球团的强度。将固废进行外售处理的方法仅适合于某些少量特殊的固废。在我国，一些企业所售出的固废经简单再加工后又返回钢铁厂该方法不仅造成较大的经济损失，而且给加工地周边环境带来严重污染。至于堆存方法，由于占用土地和污染环境应逐步取消。
1.2含铁固废氧化焙烧新技术
技术原理：根据氧化铁皮与含铁尘泥成分特点：充分利用高炉灰中碳含量高（C30％左右、TFe30％左右），氧化铁皮（TFe50％以上）、转炉泥、磁选粉中铁含量高的特点，通过优化改善含铁固废配比，利用固废中的碳作为还原剂，提高了铁的还原率，同时提高球团强度，达到满足转炉炼钢高品质球团的质量要求，有利于钢水质量的提高。
北京钢研新冶工程技术中心（钢铁研宄总院工程技术中心）研发的含铁尘泥高附加值绿色深加工技术，采用的是高附加值焙烧新工艺，采用多喷嘴焙烧技术，通过优化改善氧化铁皮、除尘灰、转炉泥、磁选粉、瓦斯灰、瓦斯泥等固废配比，分别生产用于满足高炉炼铁和转炉炼钢生产需求的高附加值球团。上述氧化铁含铁尘泥等含铁固废原料经强混压球后，经焙烧处理，球团抗压强度可达2500N／个以上，全铁品位提高10％以上。通过投建项目，一方面可解决目前钢铁企业氧化铁皮、含铁尘泥附加值低，利用困难，堆积严重难题，另一方面生产的高附加值球团产品可为企业创造可观的经济价值，具有可观的经济效益和社会效益。
2环保高效天然气炉生产岩棉技术
2.1技术背景
相关数据显示，墙体保温材料和建筑节能行业正处在快速发展的时期，近五年来，环保新型墙体材料，尤其是新型墙体保温材料的产值以每年约20％的速度发展。传统高能耗建材逐渐被新型建材替代，从而淡出市场。以冶金固废如钢渣、高炉渣、铁尾矿、煤矸石、粉煤灰等为原料制备新型无机纤维保温材料，节约了原料成本，具有生产成本低、产品性能优异等优点。传统岩棉的生产工艺流程如图1所示，由于近年环保要求提高，冲天炉己开始被大部分地方政府列为关停目标，熔化炉成为岩棉生产的受限工序。
2.2关键环保装备“高效节能型天然气熔化炉”的研发
凭借多年的技术积累，结合市场需求，北京钢研新冶工程技术有限公司成功研发了专门应用于岩棉生产的高效节能型天然气熔化炉。高效节能型天然气熔化炉与传统冲天炉技术对比如表1所示。
天然气熔化炉技术特点：熔制部分由熔炉钢结构、耐火复合内衬、燃烧系统、上料机等组成。熔化炉，是用于熔化岩石（矿猹）的设备，由喷枪将天然气喷入池内燃烧熔化原料。主要组成为：
（1）钢结构
炉壳为完全焊接钢结构，由10mm钢板构成，槽钢选用14＃；工字钢10＃。
（2）耐火复合炉衬
炉衬耐火材料设计充分考虑熔池侧墙、炉底工况及载荷变化的不同，分别作针对性结构设计：熔池部分由熔池用防渗电熔砖砌筑＋防渗料做炉内胆，外衬复合保温材料、轻质保温砖和硅酸铝纤维棉组成，拐直角处设计为倒角，防止熔液死角，方便清炉，并有效化解直角产生的应力。熔化炉设一个放流口，布置在炉子熔池低部，可全部放空炉内熔体。本设计采用新型外压式整体流口砖结构，流口砖采用材质。
（3）燃气加热系统
燃烧系统采用高速燃烧节能技术，燃烧室结构采用环燃室结构，稳定充分燃烧，分层进入熔化区。主要电子阀件选用进口品牌，安全系数高。该系统主要由高速烧嘴，燃气系统，供风系统，排烟系统等组成。该系统具有工作稳定，操作安全，自动化程度高等特点。
（4）控制系统
能实现整个燃烧功率范围内精确的空燃比控制，能实现在不同炉温下火焰模式的自动切换，充分利用高速烧嘴先进性，获得最佳热效率。主燃气管路配安全切断阀，确保符合安全标准。点火燃气管路配备压力调节、高低压安全连锁、紧急切断等功能，确保点火烧嘴的运行稳定和安全。符合NAPF标准要求的点火过程、熄火保护等安全程序设计。
天然气熔化炉技术参数如下：
1）熔化炉容量5＋10％吨
2）运行方式全天运行
3）炉衬形式熔池用防渗电熔砖砌筑＋防渗料做炉内胆，外衬复合保温材料
4）炉衬寿命8－12个月（正常工作条件下）
5）炉料性质玄武岩、钢渣、煤矸石、白云石等
6）固体料加料方式结合排烟口加料
7）燃料天然气8500Kcal／Nm3
8）熔化期单位能耗＜200 Nm3/t
9）炉膛工作温度max1600℃
10）炉压控制范围0－100Pa
11）出液温度1450℃
12）烧嘴形式高速烧嘴
13）额定燃料供给量200 Nm3/t
14）烧嘴负荷调节方式自动
15）空气过剩系数1.05~1.15
16）烧嘴负荷调节比1:10&off
17）助燃风机离心风机
18）排烟方式烟道辅助排烟
3冶金固废制备免烧砖技术
3.1技术背景
免烧砖具有保温、隔热、不燃等特点，可以加工制作成不同规格的实心砖、空心砖、砌块等，作为单一的墙体材料，完全可以满足节能建筑的需要，在世界各国得到了广泛的应用，随着经济的快速发展，城市的不断扩大，耕地的非农业建设占用耕地的严格控制，低层次的矮小建筑已不适应时代的发展和人们的需求。为了节约土地，保护生态环境，增大使用空间，扩大城市绿化面积，建筑物正向高层和超高层发展。由此受到国家限制发展的黏土实心砖全被新型建筑材料免烧砖和加气混凝土取代，免烧砖有着广阔的市场前景和具有较强的市场竞争力。
3.2免烧砖生产技术
充分利用矿渣、尾矿、粉煤灰、炉渣、废水等废弃物作为原料，制成一种新型的废弃物复合材料，既创造了一种价廉质优的新材料，又达到了节约资源，保护环境的目的。免烧砖生产工艺流程及工艺如下：配料一搅拌一输送—成型一码垛一自然养护＿产成品一出厂，将矿渣、尾矿、粉煤灰、炉渣、废水、水泥等按一定比例混合后经撹拌机搅拌后制成浆料，通过运输带进入制砖机压制成型后码垛养护，最后进入货场堆放出厂。
4冶金固废筑路应用
冶金工业固废在筑路领域已有诸多应用实例，筑路可消化掉大量冶金固废，具有用量大，成本低，技术可靠等优点。在高速公路、干线公路、县乡公路建设与改造工程中，优先使用粉煤灰、钢尾渣等冶金固废，即可以降低筑路成本，同时又解决了企业冶金固废处理难题，是符合国家资源综合利用产业政策的重大举措，也是可持续发展的政策，具有非常重要的经济效益和社会效益。
5结语
随着我国对各行业环保要求的逐渐提高，钢铁企业承受着越来越大的环保压力，而对钢铁生产过程中产生的各类冶金固体废弃物的资源化利用就显得尤为重要。因此，对钢铁企业冶金固废的资源化处理应在回收铁等有价金属、建材制品生产等传统方式的基础上，继续进行新领域和新方向的资源化利用方式研究。