钢铁工业作为国民经济的基础产业，也是高消耗、高排放的产业，其二氧化碳排放量约占全国总排放量15%左右，是31个制造业门类中碳排放量最大的行业。在国家碳达峰、碳中和目标背景下，钢铁工业面临碳排放强度的“相对约束”、碳排放总量的“绝对约束”等多重挑战。但同时碳减排工作对钢铁工业也意义重大、影响深远，将带来广泛而深刻的生产、消费、能源和技术变革。重塑钢铁工业新发展格局，促进钢铁工业实现低碳、绿色、高质量发展，刻不容缓。

发展循环经济对我国碳减排的综合贡献率高达25%，将在我国碳达峰碳中和历史进程中发挥重要作用。大力发展循环经济、推动资源节约集约循环利用，是钢铁工业实现可持续绿色发展的必由之路，也是钢铁工业实现碳达峰、碳中和目标的有力抓手。循环经济是一种以资源的高效利用和循环利用为核心，以减量化、再利用、资源化为原则，以低消耗、低排放、高效率为基本特征，符合可持续发展理念的经济增长模式，是对大量生产、大量消费、大量废弃的传统增长模式的根本变革。

钢铁生产过程中会产生大量的固体废弃物（以下简称“固废”），主要包括冶金尘泥、高炉渣、钢渣等。据统计，每生产1吨钢产生各类固废约0.6吨。2020年中国粗钢产量为10.65亿吨，产生的各类固废约6.36亿吨，数量非常庞大。发展循环经济要求钢铁工业提高资源利用效率，对生产过程中产生的固废进行综合利用。此举不仅可以减少对环境的危害和对资源的浪费，还能创造显著的经济价值，实现钢铁工业的可持续健康发展。

2021年10月，中共中央、国务院印发《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》，对碳达峰碳中和工作作出系统谋划和总体部署，提出要加快形成绿色生产生活方式，大力推动节能减排，全面推进清洁生产，加快发展循环经济，加强资源综合利用，不断提升绿色低碳发展水平。同期，国务院发布《2030年前碳达峰行动方案》，进一步明确了推进碳达峰工作的总体要求、主要目标、重点任务和保障措施，并部署“碳达峰十大行动”，其中“循环经济助力降碳行动”明确指出要“抓住资源利用这个源头，大力发展循环经济，全面提高资源利用效率，充分发挥减少资源消耗和降碳的协同作用”，从推进产业园区循环化发展、加强大宗固废综合利用、健全资源循环利用体系、大力推进生活垃圾减量化资源化四个方面开展工作。

传统钢铁生产流程中，冶金尘泥是排放较多的固废，其产量约为钢产量的10%～12%，每年新增约8000万吨，其中含锌尘泥约为2000万吨，若不加以循环回收利用，不仅污染环境，还造成严重的资源浪费。目前，冶金尘泥综合处理工艺主要有：烧结法、球团法、粉尘喷吹法、直接还原法和造块返回炼钢法等。其中，直接还原法不仅可以循环利用尘泥中的碳，而且可有效回收锌、铁等有价金属，处理效果较好。除此之外，其他工艺处理能力有限，不适合处理低品位、高碳、高碱金属、高锌的冶金尘泥。转底炉工艺是一种典型的冶金尘泥直接还原处理方法，主要是将尘泥通过混合-配料-成型-转底炉直接还原等工序，充分利用冶金尘泥中的铁、碳等资源，制得金属化球团，返回钢铁生产流程使用，可大量节约铁矿石、煤炭等资源，大幅提高矿产资源综合开发利用水平和综合利用率；转底炉工艺还可将冶金尘泥中的锌、铅等元素回收，变废为宝，最终实现冶金尘泥的高效高值化回收利用，助力钢铁工业节能降碳、绿色发展。

在国家政策导向下，沙钢结合自身特点，开展了转底炉处理冶金尘泥资源循环利用关键技术及示范项目研究，并获得了国家科技支撑计划的支持，最终建成了一条处理规模大、产品质量高、能耗低、技术装备先进的冶金尘泥处理生产线，成为全球最大的转底炉处理冶金尘泥示范工程，可实现冶金尘泥资源的高效循环利用，对我国钢铁工业冶金尘泥的资源化利用起到了积极的示范借鉴作用。

高炉渣是高炉炼铁过程中，铁矿石中的二氧化硅、氧化铝等杂质与熔剂反应生成硅酸盐熔融物，经水淬处理得到含有较多孔隙且无定形、不规则的副产物。高炉渣化学成分与天然矿石类似，属硅酸盐材料。由于高炉渣在水淬过程中，反应在很短时间内完成，一部分没完全释放的热能转化成为化学能并以化学键的形式储存于物质中，因而所得到的高炉矿渣具有潜在的化学活性，在水泥熟料或其他激发剂的作用下可表现出较好的活性。高炉矿渣在资源化利用之前大多需要进行破碎和研磨处理，随着高炉矿渣磨粉技术的不断提升特别是立式辊磨粉设备的发明及其性能的提高，矿渣微粉的标准也得到了较大的提高，高炉渣的潜在资源化途径不断地被挖掘出来，推动了高炉矿渣的高效资源化进程。

目前，国内高炉渣的资源化利用主要途径是将高炉渣制成矿渣微粉，替代水泥，用作水泥混凝土掺合料。利用大宗固废替代天然矿产资源生产建筑材料，可有效减少天然矿石开采、优化技术工艺流程、提高系统能效水平，节能降碳效果十分显著。高炉渣替代水泥作为水泥混凝土掺和料，替代水泥比例最高可达50%，不仅大幅节约了水泥用量、减少水泥生产过程中对环境造成的危害，还明显改善了水泥混凝土的综合性能。沙钢积极开展采用高炉水渣制备矿渣微粉工作，目前已建设4条90万吨/年矿渣微粉生产线和2条140万吨/年矿渣微粉生产线，总计具备640万吨/年矿渣微粉生产能力，为全球最大的矿渣微粉生产基地，实现了高炉渣资源的高效利用，显著节约了矿产资源，大幅降低了二氧化碳排放，是钢铁工业固废资源化利用的典范。

钢渣是钢铁生产过程的主要副产品之一，产生量约为粗钢产量的10%，中国钢铁工业每年产生的钢渣数量近1亿吨，由于钢渣中含有铁、氧化钙等有价元素，故对其进行资源化利用意义重大，具有非常显著的经济效益和环境效益。目前国内钢渣整体利用水平和利用率均不高，钢渣经过简单的破碎、磁选等处理工序，回收金属铁，尾渣作为水泥生产原料或者直接堆弃，造成了资源的浪费，因此开发钢渣高效资源化利用途径迫在眉睫。沙钢每年产生各类钢渣近250万吨，多年来，通过不断研究和攻关，钢渣资源化利用水平得到显著提升，走在了国内钢铁工业的前列，截至目前，已建设2条120万吨/年钢渣处理线、1条90万吨/年钢渣处理线，总计钢渣处理能力为330万吨/年，为全球最大的钢渣处理生产线，可实现钢渣的高效资源化利用。

《2030年前碳达峰行动方案》指出，加强大宗固废综合利用，提高矿产资源综合开发利用水平和综合利用率，以煤矸石、粉煤灰、尾矿、共伴生矿、冶炼渣等大宗固废为重点，支持大掺量、规模化、高值化利用，鼓励应用于替代原生非金属矿、砂石等资源。同时还提到，鼓励建材企业使用粉煤灰、工业废渣、尾矿渣等作为原料或水泥混合材料，加快推进绿色建材产品认证和应用推广，加强新型胶凝材料、低碳混凝土、木竹建材等低碳建材产品研发应用。钢渣经处理后，得到含铁料和尾渣，含铁料返回钢铁流程进行循环利用，替代废钢和铁矿石资源；尾渣可进一步制备钢渣微粉，作为水泥原料或水泥混凝土掺合料使用，或将尾渣进行集料化，替代部分砂石用于道路的面层、水稳层和基层，用于海绵城市道路，助力美丽城市建设。

沙钢是全球单体规模最大的钢铁生产基地，承担着推动中国钢铁工业科技进步的重要使命。沙钢确立“创新驱动，环保优先”的发展理念，围绕“打造精品基地，建设绿色钢城”的总体战略目标，按照国家环保法要求，结合企业生产经营和工艺装备特点，全面实施节能减排低碳化发展战略，将深化节能环保、实现清洁生产作为加快结构调整、加速转型升级的重要手段。沙钢高度重视固废资源综合利用工作，多年来一直坚持“减量化、再利用、资源化”的循环经济理念，探索总结出了一套实现清洁生产、深化资源综合利用、发展循环经济的新模式，将资源综合利用与环境治理有效结合，在打造固废零排放的现代化绿色钢厂方向取得了显著成绩，具有示范和引领价值，可为钢铁工业固废资源化利用、助力城市绿色发展等方面提供良好的示范和借鉴。

•毛瑞

博士，江苏沙钢集团有限公司（以下简称“沙钢”）环保副总工程师，中国钢铁工业协会低碳工作委员会委员。长期从事资源综合利用、节能减排和环境保护相关方向的研发和管理工作，为钢铁生产过程环保、能源和资源利用水平的提升提供技术支撑。作为负责人主持各类科研项目50余项，累计发表学术论文50篇，申请发明专利30项，荣获中国循环经济协会科学技术一等奖2项、江苏省科学技术一等奖1项。