Ferosilicis yra daug energijos išskiriantis ferolydinio produktas, kurio gamyba ir naudojimas susiduria su rimtais aplinkosaugos iššūkiais. Toliau pateikiamos pagrindinės ferosilicio pramonės aplinkosaugos problemos ir priemonės:
1. Didelis energijos suvartojimas ir anglies dvideginio išmetimas
problema:
Kiekviena pagaminta ferosilicio tona sunaudojamanuo 8 000 iki 9 000 kW/h elektros energijos, kuris yra lygiavertis8-10 tonų CO₂ emisija(daugiausia dėl anglies energijos).
Metinė pasaulinė ferosilicio gamyba yra maždaug 12 milijonų tonų, o tai sudaro daugiau nei 40 % ferolydinių pramonės išmetamo anglies dvideginio kiekio.
Problemos
Priklausomybė nuo iškastinio kuro (pvz., anglies energijos Šiaurės{0}}Vakarų Kinijoje), o tai prieštarauja „dvigubos anglies“ tikslui.
ES anglies dioksido kiekio mažinimo sienų reguliavimo mechanizmas (CBAM) gali padidinti eksporto išlaidas.
Reagavimo priemonės
Perėjimas prie švarios energijos: Gamyba vykdoma vietovėse, kuriose yra daug hidroenergijos išteklių, pavyzdžiui, Norvegijoje ir Rusijoje.
Šiluminės energijos gamyba iš atliekų: Naudoja išmetamąsias dujas (įskaitant CO) iš krosnies ir naudoja jas elektrai gaminti, taip sumažindama priklausomybę nuo tinklo.
2. Teršalų išmetimas
Pagrindiniai teršalai:
Dujos: anglies monoksidas (CO), sieros dioksidas (SO₂), azoto oksidai (NOx).
Dalelės: Silicio dulkės (su SiO₂) ir kokso pelenai, galintys sukelti kvėpavimo sutrikimus.
Atliekos: vienai tonai ferosilicio yra200-300 kg šlako, kuris tradiciškai išmetamas į sąvartynus.
Problema
Mažos pasenusios krosnys (<25 000 кВА) не имеют надлежащих средств защиты окружающей среды и напрямую выбрасывают загрязняющие вещества.
Sprendimas
Uždara elektrinė orkaitė + dulkių šalinimo sistema: Dulkių surinkimo efektyvumas siekia 99%, o regeneruoti silicio milteliai naudojami statybinių medžiagų gamyboje.
Šlako apdorojimas: Naudojamas kaip alternatyva žvyrui tiesiant kelius arba kaip priedas cemente.
3. Vandens suvartojimas ir tarša
problemų:
Vandens gesinimo procesas: Ferosilicio granuliavimui reikia daug aušinimo vandens, o nuotekose yra silicio miltelių ir sunkiųjų metalų.
Rūgščių plovimo nuotekos: Kai kurios įmonės gamina rūgštines nuotekas (pH<3) от очистительного оборудования.
Atsakymas
Sauso granuliavimo technologija: Aušinimas oru, o ne gesinimas vandeniu, taupantis daugiau nei 90 % vandens.
Nuotekų perdirbimo sistema: Po neutralizavimo vanduo pakartotinai naudojamas aušinimui arba dulkių pašalinimui.
4. Žaliavų gavybos poveikis aplinkai
Klausimai:
Silicio dioksido kasyba: Augalijos naikinimas ir dirvožemio erozija (pvz., dykumėjimas silicio dioksido kasybos srityje Ningxia, Kinija).
Kokso gamyba: Koksavimo procese išsiskiria kancerogenai, tokie kaip benzenas ir policikliniai aromatiniai angliavandeniliai.
Atsakymai
Tvari kasyba: Iškastų teritorijų rekultivavimas ir žemos kokybės silicio dioksido panaudojimo technologijos skatinimas.
Biomasės reduktorius: Eksperimentuokite, kad koksas būtų pakeistas medžio anglimi ir kokoso kevalo medžio anglimi, kad sumažintumėte anglies dvideginio išmetimą.
5. Politika ir rinkos spaudimas
Reguliavimo sistemos modernizavimas:
Kinija: iki 2025 m. panaikinti po 25 000 kVA panardintas lankines krosnis ir visiškai modifikuoti itin mažai teršiančias krosnis.
ES: REACH reglamentai riboja sunkiųjų metalų (švino, kadmio) ir dulkių išmetimą.
Žaliosios prekybos kliūtys:
Proceso pramonei (pvz., automobilių ir vėjo energijai) reikalingas „mažai anglies dioksido išskiriančio ferosilicio“ sertifikatas (pvz., EPD ženklinimas).
6. Technologinės inovacijos ir pramonės modernizavimas
(1) Mažo anglies dioksido kiekio lydymo technologija
Vandenilio metalurgijos bandymas: dalies kokso pakeitimas vandeniliu, siekiant sumažinti CO₂ emisiją (eksperimentinis etapas).
Plazmos atkūrimas: sumažinta reakcijos temperatūra ir padidėjęs energijos vartojimo efektyvumas (sumažėjo energijos sąnaudos 15-20%).
(2) Intelektas ir žiedinė ekonomika
Optimizuotas valdymas naudojant dirbtinį intelektą: Orkaitės santykio ir temperatūros reguliavimas realiuoju laiku, siekiant sumažinti energijos nuostolius (5–10 % energijos sutaupymas).
Ferosilicio ir fotovoltinės energijos ryšys: Kai kurios Ningsijos (Kinija) gamyklos naudoja fotovoltinę energiją, kad tiesiogiai tiektų ferosilicio gamybą.
(3) Gaminių ekologiškinimas
Ferosilicis su mažu priemaišų kiekiu: sumažina antrinę taršą vėlesnės plieno gamybos metu (pvz., mažai aliuminio FeSi75).
Perdirbtas ferosilicis: Perdirbama perdirbant plieno laužą ir silicio šlaką, todėl sumažėja pirminių išteklių sunaudojimas.
Pasaulinių pavyzdžių palyginimas
Regiono nauda aplinkai Iššūkiai
Norvegija100 % hidroenergija, labai maža anglies dvideginio emisija Didelė kaina, priklausoma nuo eksporto rinkų
KinijaDidelio masto gamyba, greitas technologijų kartojimas Priklausomybė nuo anglies energijos, priverstinis mažų gamybos įrenginių atsisakymas
IndijaMažos darbo sąnaudos Prastas aplinkosaugos laikymasis, rimtos taršos problemos
Ateities tendencijos
Švarios energijos integracija: Ferosilicio gamybos pajėgumai bus sutelkti vietovėse, kuriose gausu vandens{0}} ir vėjo energijos (pavyzdžiui, Šiaurės Europoje ir Junane).
Apribojimų ir prekybos įtaka anglies dvideginio išmetimui: Įmonės, išmetančios daug anglies dvideginio, turės pirkti apyvartinius taršos leidimus, o tai padidins išlaidas ir privers jas keistis.
Uždarojo ciklo gamyba: modelis bus pakeistas iš „ištekliai - produktai - atliekų“ į „ištekliai - produktai - atsinaujinantys ištekliai“.