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废铁回收再利用技术是实现资源循环利用和推动钢铁工业绿色转型的关键环节。它涵盖了从废铁回收、预处理到深度资源化的全过程,旨在效率高地将废旧钢铁转化为高品质的再生原料。
一、废铁来源与预处理
废铁主要来源于建筑业(约占全球废铁产量的30%)、制造业(贡献约40%)以及汽车、家电和金属加工等行业产生的废料。回收后的废铁需经过预处理以提高后续冶炼效率:
分拣:常采用磁选法,利用铁与其他物质的磁性差异在不均匀磁场中进行分选。智能化分拣系统,如结合机器视觉与人工智能,能进一步提升分拣精度与效率。
清洁:使用化学溶剂或热的表面活性剂清除钢件表面的油污、铁锈、泥沙等污染物。对于粘附油脂和潮气的废铁,预热(火焰烘烤)是常见方法,用以去除水分和油脂,但需注意解决由此可能产生的碳氢化合物大气污染问题。
破碎与切割:使用破碎机将大块废铁破碎成小块,或采用火焰切割、等离子切割等技术将废铁处理成适合熔炼的尺寸。钢筋撕碎线等设备能效率高地将废旧钢筋撕碎成一定尺寸的颗粒。
二、深度资源化与冶炼技术
预处理后的废铁通过冶炼技术转化为高品质再生钢:
转炉短流程协同资源化技术:例如处理铁质废包装桶,通过清残压块后,利用转炉高温(1600-1800℃)将其中的废铁作为炼钢材料资源化利用,处理过程中产生的废油、油漆等危废可回收交由有资质的单位处理。
微波还原技术:针对难选低品位红铁矿和含铁工业废料中的弱磁性铁矿物,可采用微波磁化还原焙烧。该技术以废铁粉或铁泥作还原剂和促进剂,在微波场中选择性加热,使弱磁性铁矿物还原为强磁性磁铁矿,再经弱磁选获得高品质铁精矿。此法相比传统碳热还原,具有能耗低、反应效率高、清洁且成本低的特点。
固废制球与回用技术:不锈钢短流程炼钢中产生的氧化铁皮、除尘灰、污泥、钢渣处理回用金属料等固废,可通过干化制球技术制成冷压球团。这些球团(水分控制在1%以下,抗压强度1000N/cm²以上)可作为冶炼原料回用,具有成球率高、粘结强度大、干燥时间短等特点,并能减少烧结扬尘。
三、技术效益与未来趋势
废铁回收再利用技术带来显著效益:
经济效益:再生钢铁的生产成本通常低于传统炼钢工艺。
环境效益:减少对铁矿石等原生资源的开采需求,降低能源消耗和污染物排放。据预测,智能分拣和绿色冶炼等技术的应用预计可降低生产成本15%-20%,同时减少碳排放量约30%。
未来,废铁回收技术将继续向智能化、效率化和绿色化方向发展:
智能化与自动化:人工智能、机器视觉以及区块链技术在废铁追溯中的应用将日益广泛,旨在进一步提升分拣精度、效率和管理透明度。
绿色低碳技术:研发推广更节能、低碳的冶炼工艺,如电弧炉炼钢技术的进一步应用,并加强余热回收和废气净化。
政策支持:全球范围内对循环经济的重视程度不断提高,许多经济体的政策(如欧盟的《循环经济行动计划》)将支持并推动废铁回收率的提升和技术创新。
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