冶金固废材料化利用的研究进展

冶金固体废弃物的材料化利用能充分发挥二次资源的资源禀赋,提升附加值,不仅是冶金固废大宗量低附加值利用途径的有效补充,而且为材料制备提供了低成本、可持续的新方法.着重阐述了冶金固废中钢渣、高炉渣、高炉尘、电炉尘等的材料化利用研究现状,并对其发展前景进行了展望.     

钢渣在水泥行业中的应用研究进展

钢渣是炼钢过程中产生的废弃物,具有与水泥熟料相类似的矿物组成、化学成分和一定的胶凝活性,将钢渣有效地运用于水泥行业不仅能实现钢渣的二次利用,改善环境问题,并在一定程度上改善石灰石能源紧缺的现状、实现建材绿色环保、响应我国可持续发展战略目标。本文论述了钢渣在水泥行业中的几种主要应用途径,分析了钢渣在水泥行业应用中存在的问题、讨论了国内外现有解决方案,希望能对实现钢渣全面、大规模的综合利用。     

“双碳”战略下的冶金行业资源循环利用技术前沿

资源循环利用是冶金行业保障关键金属资源安全供给、实现碳达峰、碳中和的重要途径。本工作立足“双碳”战略视角，概述了冶金行业资源循环利用总体现状与绿色低碳转型发展趋势，从物质循环科学基础、“无废冶金”变革性技术、资源循环与碳循环耦合、二次金属资源高质循环以及基于数字技术的知识产权重构等多角度，展望了冶金行业资源循环利用技术发展前沿，提出了系列观点，以期为冶金行业绿色低碳转型发展提供参考。     

“生物质&固废低碳清洁利用”专题 客座主编致读者

<正>2024年《政府工作报告》指出,“深入推进能源革命,控制化石能源消费,加快建设新型能源体系”。生物质能具有绿色、低碳、清洁及可再生等特点,是新型能源体系的重要组成部分。加强生物质、固废清洁能源转化研究,实现生物质、固废低碳清洁利用,可有力支撑我国能源革命和“双碳”目标实现。为实现生物质及固废的低碳清洁利用,我国学者在生物质能源转化及废弃物资源化利用方面开展了大量深入研究,取得了重要的研究进展和成果。针对不同生物质资源的结构特性,     

利用钢渣与陶瓷工业固废制备瓷质釉面砖的研究

近年来,随着经济与工业快速发展,工业固废日益增多,对环境造成了巨大压力。本文研究了钢渣与陶瓷工业固废的资源化利用,对钢渣、陶瓷烧成废砖破碎瓷粉的性能进行了研究,将其加入到釉面砖配方中,资源化利用生产瓷质釉面砖,解决了工业固体废弃物的处理难题,提升了工业固废的产品附加值,同时也减少了陶瓷生产造成的资源浪费。制得的钢渣瓷粉抛釉砖相较于普通抛釉砖产品,耐磨度、抗热震性能更优异。除此之外,钢渣瓷粉抛釉砖固化了钢渣中的重金属离子,实现了钢渣无害化的处理过程。     

钢渣粉在水泥基材料中应用研究综述

目前,钢渣废弃物堆存造成了严重的环境污染和资源浪费,钢渣资源化利用迫在眉睫。将钢渣粉应用于水泥基材料中,不仅可以提高固废资源利用率,还可以减少天然资源的消耗,替代水泥降低CO₂的排放。本文介绍了钢渣的物理化学特性、胶凝性能和活性激发方式,综述了钢渣粉在混凝土复合胶凝材料、全固废胶凝材料、充填胶结材料、干混砂浆四个领域的资源化利用现状。从凝结时间、和易性、力学性能、耐久性和体积稳定性等方面分析了钢渣粉对水泥基材料性能的影响。掺入适量的钢渣粉,可有效改善水泥基材料的性能,特别是在调控拌合物和易性与提升耐久性方面有显著优势。最后,提出了将钢渣粉应用在水泥基材料中存在的问题和未来的研究发展方向。     

钢渣综合利用现状研究

钢渣作为钢铁生产过程中产生的废弃物,其年排放量随着钢铁工业的不断发展逐年增加,我国目前现存的钢渣已超过2亿t,但其综合利用率仅为22%左右。钢渣的大量堆积,不仅占用土地,还对土壤及周围环境造成了污染。阐述了钢渣的基本特性、国内外综合利用现状,系统总结了钢渣中的铁回收技术以及钢渣在矿山充填、肥料生产、土壤改良、筑路施工、混凝土、烧结材料、阻燃工程等方面的应用。目前的钢渣多元化利用研究虽已取得了不少成果,多项关键技术日趋成熟,但在钢渣利用过程中仍有诸多问题亟待解决,例如钢渣安定性不良、活性低等。因此,应在现有钢渣利用技术的基础上探索其他利用途径,以提高其资源利用效率。     

节能减排

大力推进循环经济和资源综合利用2013年,工信部大力推进工业节能与综合利用工作,将以推动工业绿色转型为目标,工信部今年将重点抓好七项工作:大力推进循环经济和资源综合利用,选择确定1～2个行业,重点突破大宗工业固废综合利用问题,加强资源再生利用行业准入管理。一是以电机能效提升计划、铅循环利用体系建设试点、工业固废综合利用工程为抓手,组织实施节能与绿色发展专项行动。二是扎实推进终端用能产品能效提升,加大技术     

济南钢铁厂钢渣微粉生产实践

0引言济钢2005年钢渣量为130万t,2006年预计为150万t以上,随着钢渣排量的逐渐增加,如何把钢渣进行综合处理再利用,实现炼钢固废资源的转化,成为公司当前亟待解决的问题。     

粉煤灰、钢渣基腻子粉的性能对比研究

为了降低腻子粉生产成本和拓展工业固废利用途径,本文研究了利用粉煤灰和钢渣制备建筑外墙用腻子粉的可行性,试验以粉煤灰、钢渣、水泥为主要原料,配加少量的羟丙基甲基纤维素和可分散性乳胶粉,制备了固废基建筑外墙用腻子粉,试验考察了粉煤灰和钢渣掺入量变化对应腻子粉性能变化规律。结果表明:在相同条件下,粉煤灰和钢渣占比为50%时,腻子粉黏结强度达最高,分别为0.83MPa和0.87MPa,较纯水泥时分别提高了29% 和36%;当粉煤灰和钢渣占比为70%时,腻子粉黏结强度分别为0.62MPa和0.69MPa,均满足国家标准要求,显示出良好的应用前景。     

柴达木盐湖化工产业关键技术研究

柴达木盐湖化工产业已发展成为具有青海省特色的优势产业,依据资源禀赋和产业发展基础,将继续做大做强钾肥产业、着力打造镁盐产业、稳步拓展钠盐产业、重点培育锂盐产业、逐步壮大硼化工产业。随着盐湖资源开发在广度和深度上的不断推进,柴达木地区发展盐湖化工循环经济产业的技术瓶颈日渐突显,如盐湖化工产业链、产品链、技术链短,产品的加工增值率和科技含量低,影响了产业结构的优化升级,需求关键技术来提升盐湖产业的持续发展。分析了柴达木地区盐湖化工产业链,指出柴达木地区发展盐湖化工循环经济必须要解决的关键技术问题:1）盐湖难开采低品位固体钾矿溶解开采技术;2）固体钾矿固-液转化技术;3）盐湖卤水补采平衡关键技术;4）镁资源高效利用延伸技术;5）盐湖稀散元素铷、铯、溴、碘的分离提取技术;6）盐湖硼资源分离提取技术;7）盐湖镁、锂高效分离技术;8）盐湖锂资源开发及其深加工技术以及锂同位素的分离技术。     

费托合成产物中含氧组分资源化利用技术进展

费托合成产物中含多种高附加值含氧组分。部分较低碳数含氧化合物溶解于合成水中，使其具有酸性强、腐蚀性强、刺激性气味、直接生物处理难度大等特点。根据实际组成有针对性地进行资源化利用才能实现经济和环境效益最大化。随着煤间接液化产业发展，费托合成产物中含氧组分资源化利用技术逐渐被更多研究者关注。本文分析了不同费托工艺产生的费托合成水相组成特点，综述了以油分离、酸分离、醇类等分离为步骤的高附加值含氧组分提取分离技术的最新进展，介绍了以高级氧化法、厌氧法等为代表的适用于费托合成废水提质的最新技术研究情况。最后总结了国内外成功工业化的费托合成水相产物处理技术应用情况及实施效果，提出了费托合成产物中含氧组分资源化利用技术的未来发展方向。     

创新和循环经济是磷化工发展的必由之路：Ⅱ.黄磷炉渣的综合利用

创新和循环经济是磷化工发展的必由之路。论述黄磷炉渣的综合利用:一是走高附加值之路,如生产矿渣微晶玻璃、微晶玻璃粉、矿渣微细粉;二是生产减量化大的能在产地附近消化使用的低价值建材产品,如炉渣砖、水泥。阐述上述产品的生产方法、优缺点及市场前景。     

煤气化渣综合利用研究进展

我国富煤、贫油、少气的能源结构特点,石油、天然气对外依存度高的实际情况以及对煤炭高效清洁利用的重视赋予了煤化工产业发展的机遇,作为煤化工产业龙头的煤气化技术在中国蓬勃发展。随着煤气化技术的大规模推广,煤气化渣的堆存量及产生量越来越大,造成了严重的环境污染和土地资源浪费,对煤化工企业的可持续发展造成不利影响,煤气化渣处理迫在眉睫。笔者介绍了煤气化渣的产生及其带来的环境问题,煤气化渣的基本特点,综述了国内外煤气化渣在建工建材(骨料、胶凝材料、墙体材料、免烧砖)、土壤水体修复(土壤改良、水体修复)、残碳利用(残碳性质、残碳提质、循环掺烧)、高值化利用(催化剂载体、橡塑填料、陶瓷材料、硅基材料)等方面的研究进展,提出了煤气化渣综合利用思路。煤气化渣主要由SiO2、Al2O3、CaO、Fe2O3、C组成,气化细渣残碳含量较气化粗渣高,煤气化渣的主要矿相为非晶态铝硅酸盐,夹杂着石英、方解石等晶相,富含硅、铝、碳资源的化学组成特点和特殊的矿相构成是煤气化渣回收利用的基础。目前煤气化渣规模化处置利用主要聚焦在建工建材、生态治理等方面,但因其碳含量高、杂质含量高等特点,导致建工建材掺量低、品质不稳定,生态治理二次污染严重等问题,经济和环境效益差。在资源化利用方面,结合煤气化渣资源特点,目前主要在碳材料开发利用、陶瓷材料制备、铝/硅基产品制备等方面引起广泛关注,虽然经济效益相对显著,但均处于实验室研究或扩试试验阶段,主要存在成本高、流程复杂、杂质难调控、下游市场小等问题,无法实现规模化利用。为了提高企业经济效益,同时解决企业环保难题,结合煤气化渣堆存量大、产生量大、处理迫切的现状以及富含铝、硅、碳资源的特殊属性,建议煤气化渣的综合利用思路为"规模化消纳解决企业环保问题为主+高值化利用增加企业经济效益为辅"。开发过程简单、适应性强、具有一定经济效益的煤气化渣综合利用技术路线,是目前煤气化渣利用的有效途径和迫切需求。     

Hydrogen peroxide and applications in green hydrocarbon nitridation and oxidation

Basic organic chemicals and high value-added products are mainly produced by hydrocarbon nitridation and oxidation.However,several drawbacks limit the application of the traditional oxidation and nitrida-tion technologies in the future,such as complex processes,poor intrinsic safety,low atom utilization,and serious environmental pollution.The green nitridation and oxidation technologies are urgently needed.Hydrogen peroxide,a well-known green oxidant,is widely used in green hydrocarbon oxidation and nitridation.But its industrial production in China adopts fixed-bed technology,which is fall behind slurry-bed technology adopted by advanced foreign chemical companies,limiting the development of hydrogen peroxide industry and green hydrocarbon nitridation or oxidation industry.This article reviews the industrial production technologies of hydrogen peroxide and basic organic chemicals such as capro-lactam,aniline,propene oxide,epichlorohydrin,phenol,and benzenediol,especially introduces the green production technologies of basic organic chemicals related with H2O2.The article also emphasis on the efforts of Chinese researchers in developing its own slurry-bed technology of hydrogen peroxide produc-tion,and corresponding green hydrocarbon nitridation or oxidation technologies with hydrogen perox-ide.Compared with traditional nitridation or oxidation technologies,green production technologies of caprolactam,propene oxide,epichlorohydrin,and benzenediol with hydrogen peroxide promote the nitrogen atom utilization from 60％ to near 100％ and the carbon atom utilization from 80％ to near 100％.The waste emissions and environmental investments are reduced dramatically.Technological blockade against the green chemical industry of China are partially broken down,and technological upgrade in the chemical industry of China is guaranteed.     

合成气的生物利用与定向转化

合成气是来源于石化、煤化工以及生物质加工行业的一类重要原料气体。现有的化学催化路线可将合成气转化为氨、烯烃、甲醇等大宗化工产品,但尚无法实现选择性地合成具有较高附加值的长碳链化合物,而发展合成气的生物转化路线是克服上述难题、拓展产业链的有效策略。本文综述了随着分子遗传操作工具以及合成生物学的快速发展,合成气生物利用相关的菌株代谢工程设计、改造以及发酵工艺优化等方面的研究进展和产业化进程,并指出目前该技术路线在固碳效率、产物合成种类及产量方面还存在不足,亟待优化以满足大规模工业化推广应用的要求。本文还对合成气生物利用与转化的研究现状进行了梳理和总结,并探讨了未来的发展方向,以期为建立具有经济竞争力的合成气生物利用技术和工艺提供参考。     

碳中和背景下现代煤化工技术路径探索

从源头减碳、过程控碳、末端碳捕集封存和碳资源高附加值利用四个方面,分析了现代煤化工产业低碳发展的技术路径、对降低碳排放的效果以及未来应用前景。文中指出：源头减碳技术路径包括原料结构调整和能源结构调整,引入富氢和绿氢资源与煤炭进行碳氢互补,提高煤炭利用效率,并通过气代煤、电代煤,尤其利用弃风、弃电,可显著降低碳排放和工艺生产成本;过程控碳技术路径包括节能提效和开发革新技术,依靠现代煤化工技术进步,突破传统工艺瓶颈,是当前企业易于实施、应用较多的节能减排方式;末端碳捕集封存技术路径包括地质深层掩埋、驱油、强化深部咸水开采等,将工艺过程产生的高浓度CO₂通过低成本捕集,有效提高油气采收率,并为水资源匮乏地区提供额外供水;碳资源高附加值利用技术路径主要包括CO₂化学转化制高附加值及大宗化学品,国内正加快CO₂制低碳烯烃、芳烃、甲醇、碳酸酯的技术研发与示范应用,努力将CO₂从化石能源利用的终结排放者转化为碳循环利用的参与者,发展碳循环经济,减少碳排放。最后提出：未来将现代煤化工融入能源系统的大格局统筹考虑,推动其与新能源的优势“合并”,突破碳减排关键核心技术,是碳中和背景下现代煤化工低碳清洁发展的必由之路。     

湿法磷酸过程氟回收技术研究进展

磷酸（H₃PO₄）作为一种广泛使用的化工产品,在其生产制备的过程中往往伴随大量的含氟物质产生,而氟作为一种高附加值的物质资源,对其进行回收利用已成为当今磷化工产业的主要研究方向。综述了湿法磷酸化工流程中氟回收技术的研究现状,详细介绍了氟回收技术在3个方面的国内外研究现状：气相氟回收技术、液相氟回收技术、固相氟回收技术。分析了氟回收技术原理及其优缺点,总结了氟回收各部分的技术关键点,以期促进今后氟回收技术的发展。