Феросиліцій — це високоенергетичний феросплавний продукт із високим рівнем викидів, і його виробництво та використання стикаються з серйозними екологічними проблемами. Нижче наведено основні екологічні проблеми та заходи у феросиліцієвій промисловості:
1. Високе споживання енергії та викиди вуглецю
проблема:
Кожна тонна виробленого феросиліцію споживаєтьсявід 8 000 до 9 000 кВт/год електроенергії, що еквівалентно8-10 тонн викидів CO₂(переважно за рахунок вугільної енергетики).
Річний глобальний обсяг виробництва феросиліцію становить приблизно 12 мільйонів тонн, що становить понад 40% викидів вуглецю в промисловості феросплавів.
Проблеми
Залежність від викопного палива (наприклад, вугільна енергетика на північному-заході Китаю), що суперечить меті «подвійного вуглецю».
Механізм регулювання кордонів викидів вуглецю (CBAM) ЄС може збільшити експортні витрати.
Заходи реагування
Перехід на чисту енергію: Виробництво розташоване в районах з багатими гідроенергетичними ресурсами, таких як Норвегія та Росія.
Виробництво теплової енергії з відходів: Утилізує відпрацьовані гази (включаючи CO) з печі та використовує їх для виробництва електроенергії, зменшуючи залежність від мережі.
2. Викиди забруднюючих речовин
Основні забруднювачі:
Гази: оксид вуглецю (CO), діоксид сірки (SO₂), оксиди азоту (NOx).
частинки: кремнеземний пил (містить SiO₂) і коксова зола, які можуть викликати проблеми з диханням.
Відходи: на тонну феросиліцію становить200-300 кг шлаку, який традиційно викидають на смітник.
проблема
Маленькі застарілі печі (<25 000 кВА) не имеют надлежащих средств защиты окружающей среды и напрямую выбрасывают загрязняющие вещества.
Рішення
Закрита електрична духовка + система видалення пилу: Ефективність пиловловлення становить 99%, а відновлений порошок кремнію використовується у виробництві будівельних матеріалів.
Переробка шлаків: Використовується як альтернатива гравію при будівництві доріг або як добавка до цементу.
3. Споживання та забруднення води
проблеми:
Процес гартування водою: Для гранулювання феросиліцію потрібна велика кількість охолоджувальної води, а стічні води містять порошок кремнію та важкі метали.
Кислотні промивні стічні води: Деякі компанії виробляють кислі стічні води (pH<3) от очистительного оборудования.
Відповідь
Технологія сухого гранулювання: Повітряне охолодження замість водяного пожежогасіння, заощаджуючи понад 90% води.
Система переробки стічних вод: Після нейтралізації вода повторно використовується для охолодження або видалення пилу.
4. Вплив видобутку сировини на навколишнє середовище
Питання:
Видобуток кремнезему: Знищення рослинності та ерозія ґрунту (наприклад, опустелювання в районі видобутку кремнезему в Нінся, Китай).
Виробництво коксу: Процес коксування виділяє канцерогени, такі як бензоли та поліциклічні ароматичні вуглеводні.
Відповіді
Сталий видобуток: рекультивація видобутих територій і просування технології використання низькоякісного кремнезему.
Редуктор біомаси: Проведіть експеримент із заміни коксу деревним вугіллям і деревним вугіллям із шкаралупи кокосового горіха, щоб зменшити викиди вуглецю.
5. Політика і тиск ринку
Модернізація нормативно-правової бази:
Китай: до 2025 року ліквідуйте електродугові печі потужністю до 25 000 кВА та повністю модернізуйте печі з наднизьким рівнем викидів.
ЄС: норми REACH обмежують викиди важких металів (свинець, кадмій) і пилу.
Зелені торгові бар'єри:
Переробна промисловість (наприклад, автомобільна та вітрова енергетика) вимагає сертифікації (наприклад, маркування EPD) для «низьковуглецевого феросиліцію».
6. Технологічні інновації та модернізація промисловості
(1) Технологія плавки з низьким вмістом вуглецю
Водневе металургійне випробування: заміна частини коксу на водень для зменшення викидів CO₂ (експериментальна стадія).
Відновлення плазми: знижена температура реакції та підвищена енергоефективність (зниження споживання енергії на 15-20%).
(2) Інтелект і циркулярна економіка
Оптимізоване керування за допомогою штучного інтелекту: Регулювання в режимі реального часу співвідношення духовки та температури для зменшення втрат енергії (економія енергії від 5 до 10%).
Зв'язок між феросиліцієм і фотовольтаїкою: Деякі заводи в Нінся (Китай) використовують фотоелектричні пристрої для безпосереднього забезпечення виробництва феросиліцію.
(3) Озеленення продуктів
Феросиліцій з низьким вмістом домішок: зменшує вторинне забруднення під час подальшого виробництва сталі (наприклад, низький вміст алюмінію FeSi75).
Перероблений феросиліцій: Переробляється шляхом переробки сталевого брухту та кремнієвого шлаку, що зменшує споживання первинних ресурсів.
Порівняння світових прикладів
Регіон Екологічні переваги Проблеми
Норвегія100% гідроенергетика, дуже низькі викиди вуглецю. Висока вартість, залежить від експортних ринків
КитайВеликомасштабне виробництво, швидка ітерація технологій. Залежність від вугільної енергії, вимушена поступова ліквідація малих виробничих потужностей
ІндіяНизькі витрати на робочу силу. Погана екологічна відповідність, серйозні проблеми забруднення
Майбутні тенденції
Інтеграція чистої енергії: Потужності з виробництва феросиліцію будуть зосереджені в районах, багатих на гідро- та вітрову енергію (наприклад, Північна Європа та Юньнань).
Вплив обмеження та торгівлі на викиди вуглецю: Підприємствам із високим рівнем викидів вуглецю доведеться купувати дозволи, що підвищить витрати та змусить їх трансформуватися.
Виробництво в замкнутому циклі: модель зміниться від «ресурси - продукти - відходи» до «ресурси - продукти - відновлювані ресурси».