第十四章　炉渣加工实例

生活垃圾焚烧炉渣技术还远未达到完善，围绕技术所形成的产业也千差万别。迄今为止，还没有形成统一的模板或标准。下面给出国内外相关的典型案例，从中一窥固废资源化产业的现状。

14.1　国外实施案例

14.1.1　大士海运中转站生活垃圾焚烧炉渣处理项目

Remex Mineralstoff股份有限公司，是德国再生、服务和水公司Remondis（Remondis和Remex集团又归属于Rethmann集团）的一家子公司，它在新加坡创立了REMEX矿物私人投资有限公司，与新加坡国家环境署（NEA）合作，于2015年中期运营了新加坡位于大士区海运中转站的一座生活垃圾焚烧炉渣加工厂，加工炉渣，回收其中的金属。这个厂是NEA管理新加坡固体废弃物的长期战略的一部分，也是政府迈向资源高效社会的规划的一部分，如图14-1所示。

这一工厂每年能处理65万t炉渣，其工艺能回收大部分的铁质金属（约90％）与有色金属（约四分之三）。因工厂创新技术使高再生率成为可能，即便是最小的金属块，如回形针和瓶盖，也能被分拣出来。工厂拥有4套筛网、8台磁选机、8台涡电流分选机，这些设备的布置，经过了认真的设计，能确保金属最大可能地从炉渣中分离出来。

Remex在再生矿物废弃物方面有着深厚的专业经验，在荷兰（图14-2）与德国已经运营了类似的工厂，但在欧洲以外，这是它的第一个示范项目。它的技术一是基于风选技术，可分离炉渣0～2 mm（Inashco公司的ADR技术）的组分，不损失任何有价值的金属。同时2～8 mm的剩余筛选产品富含有色金属，起了有色金属升级工厂输入材料的作用。借助于该公司的升级工厂，能独立提纯和分选来自中央加工厂的有色金属，获取纯的有色金属精矿，包括纯的铝、纯的重金属如铜，甚至贵金属。这些精矿可为熔炼工厂直接利用。

REMEX不仅在金属提取方面做得相当专业，同时也研发了多项技术，提高矿选后炉渣作为建材使用的质量（矿选后的炉渣集料，REMEX注册了granova®的商标名称），这些技术包括3D筛分技术（TRIPLEM）、水机械处理（HMT）以及体积控制制造（VCM）。

（1）中央处理单元的基础处理之后，粒径2/12 mm的材料通过为额外的清洗而设计的一个专用筛网（TRIPLEM），接着磁选机和涡电流分选机进一步去除铁质金属与有色金属，得到的granova®颗粒已经为荷兰沥青和混凝土行业所关注。

（2）借助冲洗和破碎组合设备的水机械处理，同时移出污泥组分和（轻质）有机成分，将剩余的砂和粗组分按比例混合，与某添加剂一道提供。得到的granova® hydromix，环境特性显著增强，在荷兰可被直接露天施工，无需额外环境保护。

（3）利用VCM技术，焚烧厂炉渣集料在粒化体系中再加工，这一工艺的基础是granova®0/2 mm。通过结合剂、添加剂和水分精确的配比，在滚筒中产生混合料，在粒化单元中获得体积，最终颗粒为2～8 mm，显著轻于砾石或粗砂，被用于需要减轻重量的混凝土应用上。

REMEX高质量的焚烧厂炉渣集料产品，有着严格的质量控制体系，应用于地下工程与道路建设工程，用于建设路堤和隔墙，修建填埋场抑或铺设铁路轨道，都有成功的工程案例，如图14-6所示。

14.1.2　阿尔克马尔生活垃圾焚烧炉渣全集成水洗处理项目

荷兰政府于2012年，向生活垃圾发电厂发布了一个绿色新政，要求到2017年，所有加工炉渣的一半，能在任何条件下自由应用（无环境问题）；到2020年，覆盖到全部的炉渣。除此之外，还规定：炉渣加工后剩余的残留料应少于15％。在这样的背景下，在航道疏浚方面排名全世界前列的Boskalis公司（其下的环境分公司）经过一段时间研发，成功设计出了一套冲洗炉渣的工艺，使得炉渣能满足自由应用的条件。

2016年7月，合资企业Boskalis环境和HVC（丹麦一家焚烧发电公司）在Alkmaar（阿尔克马尔）启动运营了世界上第一座完全集成的炉渣冲洗厂，如图14-7所示。对于Boskalis环境来说，与HVC合作的成果，将扩大其在土壤冲洗方面的国内市场，并有利于其进入欧洲其他市场。

Boskalis公司称，该炉渣厂除了工程设计最为高效的冲洗工艺外，还认真关注了含铁金属和有色金属的回收，全面集成的湿法工艺使得能从最细的组分中回收贵金属。在其研发过程中，2013年的主要重点是与砂、颗粒和水质相关的物理和环境质量问题优化；2014年是进一步增强从颗粒组分和砂组分中回收有色金属材料的效率；2015年，通过详细工程设计建立了相关概念，获得了水洗的许可证。其提纯受污染炉渣的方法之一，是用已经被溶解其中的盐所显著饱和的饱盐洗涤水，漂洗受该盐污染的炉渣，炉渣中存在的盐，作为未溶解的盐颗粒，被饱盐洗涤水漂洗出来。一道被冲出的未溶解盐颗粒，随后可与饱盐洗涤水轻松分离。

其工艺的具体步骤为：

（1）加入工艺水，使炉渣浆化，如图14-8所示。

（2）2步湿筛分，粗颗粒清洗，如图14-9所示。

（3）砂分离与清洗/打光，如图14-10所示。

（4）污泥/残渣脱水，如图14-11所示。

新的水洗工厂也拥有技术，从炉渣中回收其他类型有价值的有色金属（铜、金、铅、铝）。在以前的工艺中，HVC从炉渣中回收了大约1.5％的有色金属废料。利用新工艺，这一数字有所上升。研究还表明，荷兰的残渣废弃物中黄金价值2 700万欧元，这不仅产生额外的收入，也有显著的环境效应，因为它们无需由初级矿石提取。

14.1.3　布伦特福德生活垃圾焚烧炉渣处理项目

英国伦敦西部布伦特福德（Brentford）的一个生活垃圾焚烧炉渣处理点，其他地方的炉渣通过铁路运往这里，如图14-12所示。

该工厂为英国的Day集团所拥有，炉渣处理工艺流程如图14-13所示。

Day集团是英国一家为建设、拆除和水处理行业提供服务的集团，每年处理超过300万t的建材，它下辖Day集料、Day承包和Day骑者三大分公司。实际上，Day骑者主要的业务是为马术运动修建跑道，因此也需要使用大量的集料。由此，事实上，Day集团的核心业务是集料的生产与供应。

Day集团的集料主要被用于：再生集料，底基层集料，混凝土浇筑、砂浆和抹光集料，排水、行车道和管道垫层集料，专用集料，表土、壤土、树皮和护根。集料的来源包括以下四个方面：

（1）初级集料，如石灰石、花岗岩等，通过采石生产，大多数Day集团的仓库有货。

（2）次级集料，由工业副产品如粉煤灰（PFA）、高炉矿渣（BFS）和焚烧厂炉渣集料（IBAA）制得。

（3）再生集料，再生混凝土集料（RCA）、再生沥青和建拆垃圾生产的其他材料混合物。

（4）EcoBlendTM，天然集料和再生集料受控混合得到的混合物。

Day集团将IBAA视为重要的集料来源，最近10年来，有超过五百万t被用在了道路的底基层和盖层材料中。

在上面给出的三个案例的主要技术提供者中，REMEX公司在金属分选上有着最为完整的产业链，Boskalis公司在应对荷兰绿色新政时炉渣的环境要求方面有着自己完善的技术，Day集团则在炉渣的材料化方面做得相当出色，这三家公司分别是从矿产、环境、材料三方面重点部署炉渣产业化的典型企业。不过，从产业链讲，这三家公司在炉渣处理方面，都考虑并集成了矿产、环境和材料内容，只是侧重有所不同而已。

Day集团的工艺是欧洲比较典型的炉渣干法工艺。REMEX大的方向上是干法，只是在后端提高炉渣作为集料的质量时，结合了部分湿法。Boskalis公司则是完全的湿法。从这方面看，三个公司的炉渣工艺也具有典型性。

14.2　国内实施案例

14.2.1　上海浦东试验基地干法炉渣处理项目

位于上海浦东曹路地区的城市固废综合处理试验基地，是由上海相关管理部门牵头组织“产、学、研”多单位联合建设，旨在对各类城市固体废弃物的处理利用技术及相应的管理政策予以研究和实施的中试基地。其中的生活垃圾焚烧炉渣处理线的首期建于2003年，是为国内大陆地区第一家日处理千吨级生活垃圾焚烧厂建设配套的第一条炉渣处理线，现有的生产线经多年变革改造而成，该生产线也是目前国内大陆地区较为少见的全干法处理生产线。

该生产线生产处理炉渣的能力为150 t/d，追求的目标包括经处理的炉渣能够符合相关技术要求，最大程度地予以利用，并尽可能地提取炉渣中的各类金属物。

生产线的初期工艺技术流程如图14-16所示。

生产线的核心部分是二台涡电流分选机，对经过粗细分级和高梯度去铁后的炉渣经涡电流分选机，分选出其中的非铁金属，同时获取粗（15～50 mm）、细（0～15 mm）二档未经水洗的炉渣。

多年的生产运行表明，该生产线初期的第一个重点目标已实现，经处理的炉渣性能能满足要求，由于未经水洗的炉渣保留了一部分垃圾焚烧过程中产生的材料活性，应用于道路等各方面表现出令人满意的工程性能，如图14-17所示。

同济大学等单位曾对十多年前采用该生产线加工的炉渣集料为原料的浦东某道路进行道路耐久性测试，结果表明各项性能均能满足要求。

全干法处理炉渣在分选细小的有色金属时，其效率受炉渣自身含水率等因素影响较大，前期细料中有色金属的回收率在30％～60％波动，之后做了一些改进：一方面在工艺上采取措施，稳定和调整进料的含水率，以尽可能减少炉渣细料黏结而影响涡电流分选机分选效率；另一方面，在细料进入分选机前，采用气流喷射分散装置（已申报国家专利），通过气流喷射加撞击的方法对黏结料予以分散（图14-18），以提高下道涡电流分选机对小颗粒非铁金属的分选效率。

为使炉渣集料能有更广泛的利用途径，对粗料部分进行了粒径改善的后续改造。同时，该基地还对分选出的有色金属展开归类分拣技术研究和实践。通过以上各项改造措施，该条炉渣处理生产线正在显示出全干法工艺的技术优势。

14.2.2　广东中山某公司湿法炉渣处理项目

该公司湿法处理炉渣综合利用项目全国有20余个，遍及浙江、江苏、湖北、湖南、广东、四川、重庆等省市，规模最大工厂处理炉渣量达40万t/a。

为避免炉渣在处理过程中发生二次污染，炉渣存储、炉渣处理、尾砂存储、污水处理以及环保建材制作全部在封闭式厂房内进行，如图14-19所示。

采用炉渣湿法分选技术，与干法分选相比，炉渣中金属分选率高，回收金属不磨光的情况下外观质量较好。去除金属后的尾砂用作建材骨料。主要工艺步骤如下：

（1）炉渣预处理，去除炉渣中的大块物料、未燃垃圾以及不锈钢，如图14-20所示。

（2）炉渣破碎、加水浆化，如图14-21所示。

（3）重力分选，去除大密度金属，如图14-22所示。

（4）尾砂脱水，如图14-23所示。

（5）尾砂涡电流分选，去除有色金属，如图14-24所示。

（6）污水压滤，如图14-25所示。

生活垃圾经焚烧处理，处理后的炉渣经分选回收其中的金属，尾砂作为骨料制作环保建材，整个流程实现了当前国家大力倡导的垃圾无害化、减量化、资源化处理。