Ferrosilicon on suure energiatarbega ja kõrge heitkogusega ferrosulamist toode ning selle tootmine ja kasutamine seisavad silmitsi tõsiste keskkonnaprobleemidega. Järgmised on peamised keskkonnaprobleemid ja meetmed ferrosiliitsiumitööstuses:
1. Suur energiatarbimine ja süsinikdioksiidi heitkogused
probleem:
Iga toodetud tonn ferrosiliitsi kulubalates 8 000 kuni 9 000 kW/h elektrienergiat, mis on samaväärne8-10 tonni CO₂ emissiooni(peamiselt söeenergia tõttu).
Ülemaailmne ferrosiliitsiumi aastane toodang on ligikaudu 12 miljonit tonni, mis moodustab enam kui 40% ferrosulamitööstuse süsinikdioksiidi heitkogustest.
Probleemid
Sõltuvus fossiilkütustest (nagu söeenergia Loode-{0}}Hiinas), mis on vastuolus kahe süsiniku eesmärgiga.
ELi süsiniku piiride reguleerimise mehhanism (CBAM) võib suurendada ekspordikulusid.
Reageerimismeetmed
Üleminek puhtale energiale: Tootmine asub rikkalike hüdroenergiaressurssidega piirkondades, nagu Norra ja Venemaa.
Soojusenergia tootmine jäätmetest: kasutab ära ahju heitgaase (sh CO) ja kasutab neid elektri tootmiseks, vähendades sõltuvust võrgust.
2. Saasteainete heitkogused
Peamised saasteained:
Gaasid: süsinikoksiid (CO), vääveldioksiid (SO₂), lämmastikoksiidid (NOx).
Osakesed: ränidioksiidi tolm (sisaldab SiO₂) ja koksi tuhk, mis võib põhjustada hingamisprobleeme.
Jäätmed: ferrosiliitsiumi tonni kohta on200-300 kg räbu, mis traditsiooniliselt visatakse prügimäele.
Probleem
Väikesed aegunud ahjud (<25 000 кВА) не имеют надлежащих средств защиты окружающей среды и напрямую выбрасывают загрязняющие вещества.
Lahendus
Kinnine elektriahi + tolmueemaldussüsteem: Tolmu kogumise efektiivsus on 99% ja taaskasutatud ränipulbrit kasutatakse ehitusmaterjalide tootmisel.
Räbu töötlemine: Kasutatakse kruusa alternatiivina teedeehituses või lisandina tsemendis.
3. Veetarbimine ja reostus
probleeme:
Vee kustutamise protsess: Ferrosiliconi granuleerimine nõuab suures koguses jahutusvett ning heitvesi sisaldab ränipulbrit ja raskmetalle.
Happepesu reovesi: Mõned ettevõtted toodavad happelist reovett (pH<3) от очистительного оборудования.
Vastus
Kuivgranuleerimise tehnoloogia: Õhkjahutus veega kustutamise asemel, säästes rohkem kui 90% vett.
Reovee taaskasutussüsteem: Pärast neutraliseerimist kasutatakse vett uuesti jahutamiseks või tolmu eemaldamiseks.
4. Tooraine kaevandamise keskkonnamõju
Küsimused:
Räni kaevandamine: Taimestiku hävimine ja pinnase erosioon (nt kõrbestumine ränidioksiidi kaevandamise piirkonnas Ningxias, Hiinas).
Koksi tootmine: Koksimisprotsessis eralduvad kantserogeenid, nagu benseenid ja polütsüklilised aromaatsed süsivesinikud.
Vastused
Säästev kaevandamine: Kaevandatud alade taastamine ja madala kvaliteediga ränidioksiidi kasutamise tehnoloogia edendamine.
Biomassi reduktor: katse asendada koksi söe ja kookospähkli koorega söega, et vähendada süsinikuheitmeid.
5. Poliitika ja turu surve
Õigusliku raamistiku ajakohastamine:
Hiina: kaotada 2025. aastaks alla 25 000 kVA sukelkaareahjud ja täielikult moderniseerida ülimadala emissiooniga ahjud.
EL: REACH-määrused piiravad raskmetallide (plii, kaadmium) ja tolmu heitkoguseid.
Rohelised kaubandustõkked:
Töötlemistööstused (nt auto- ja tuuleenergia) nõuavad madala süsinikusisaldusega ferrosiliitsiumi sertifikaati (nt EPD märgistust).
6. Tehnoloogiline innovatsioon ja tööstuse moderniseerimine
(1) Madala süsinikusisaldusega sulatustehnoloogia
Vesinikmetallurgia test: osa koksi asendamine vesinikuga, et vähendada CO₂ heitkoguseid (katseetapp).
Plasma taastumine: alandatud reaktsioonitemperatuur ja suurenenud energiatõhusus (vähendatud energiatarve 15-20%).
(2) Intelligentsus ja ringmajandus
Optimeeritud juhtimine tehisintellektiga: ahju suhte ja temperatuuri reaalajas reguleerimine energiakadude vähendamiseks (5–10% energiasääst).
Ferrosiliitsiumi ja fotogalvaanika vaheline seos: Mõned Ningxia (Hiina) tehased kasutavad ferrosiliitsiumi tootmiseks otse fotogalvaanilisi elemente.
(3) Toodete rohestamine
Madala lisandisisaldusega ferrosilikoon: vähendab sekundaarset reostust järgneval terase tootmisel (nt madala alumiiniumisisaldusega FeSi75).
Taaskasutatud ferrosilikoon: Taaskasutatud terasejäätmete ja räniräbu ringlussevõtu teel, mis vähendab esmaste ressursside tarbimist.
Globaalsete näidete võrdlus
Piirkond Keskkonnakasu Väljakutsed
Norra100% hüdroenergia, väga madala süsinikuheitega Kõrge hind, sõltub eksporditurgudest
HiinaSuuremahuline tootmine, kiire tehnoloogia iteratsioon Sõltuvus söeenergiast, väikeste tootmisrajatiste sunniviisiline lõpetamine
IndiaMadalad tööjõukulud Kehv keskkonnanõuetele vastavus, tõsised saasteprobleemid
Tuleviku suundumused
Puhta energia integreerimine: Ferrosiliitsi tootmisvõimsus koondub hüdro-- ja tuuleenergiarikastesse piirkondadesse (näiteks Põhja-Euroopa ja Yunnan).
Piiramise ja kauplemise mõju süsinikdioksiidi heitkogustele: Suure süsinikuheitega ettevõtted peavad ostma kvoote, mis tõstab kulusid ja sunnib neid ümber tegema.
Suletud ahelaga tootmine: mudel liigub „ressursid - tooted - jäätmed“ asemel „ressursid - tooted - taastuvad ressursid“.