發(fā)達(dá)國(guó)家的鋼鐵工業(yè)環(huán)保發(fā)展趨勢(shì)
1.工藝結(jié)構(gòu)調(diào)整
鋼鐵冶金的技術(shù)本質(zhì)是高溫化學(xué)反應(yīng),因而鋼鐵冶金中傳統(tǒng)的能源是基于碳-氧反應(yīng)的化學(xué)能,電弧爐煉鋼與此有所不同,其所使用的能源以電能為主。電能具有清潔、高效、方便等優(yōu)越的特性,是工業(yè)化發(fā)展的優(yōu)選能源,大量開發(fā)和利用電能是人類社會(huì)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。電爐所使用的廢鋼資源是一種非天然的、可再生利用的資源,是伴隨鋼鐵產(chǎn)品的大量制造而形成的廢棄物(包括生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的和產(chǎn)品使用后產(chǎn)生的),由于其中鐵元素含量很高,具有極好的回收再利用價(jià)值。提高返回廢鋼比有著重要的經(jīng)濟(jì)意義,是鋼鐵界始終追求的目標(biāo)。不能再循環(huán)利用的廢鋼不僅是對(duì)鐵資源的巨大浪費(fèi),而且會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。采用電爐煉鋼是一種鐵資源回收再利用的過程,也是一種處理污染的環(huán)保技術(shù)。世界電爐鋼產(chǎn)量在粗鋼總產(chǎn)量中的比例在逐年提高,1970年、1980年、1990年、2000年分別為:14.28%、21.97%、27.74%、36.11%。世界鋼鐵專家預(yù)測(cè):到2010 年這個(gè)比例將達(dá)到46%。2003年,我國(guó)的電爐鋼比例僅為17.6%,2005年,電爐鋼比例又降為11.8%,我國(guó)電爐鋼所占的比例在逐年下降,這是由于從高爐煉鐵到轉(zhuǎn)爐煉鋼的產(chǎn)量增長(zhǎng)過快,但電爐鋼產(chǎn)量卻在逐年增加。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,對(duì)特鋼的需求在不斷增加,對(duì)于需求量還在增加的鋼鐵原材料而言,由高爐煉鐵技術(shù)所代表的礦石冶煉方法是不可少的。從再生、循環(huán)利用和有效利用的潛在能源觀點(diǎn)來看,電爐所代表的廢鋼返回料冶煉法是有效的。盡管各個(gè)企業(yè)可以根據(jù)本身的實(shí)際情況,選擇不同的鋼鐵生產(chǎn)工藝流程,但環(huán)保問題和環(huán)保技術(shù)的創(chuàng)新無不融合于其中,環(huán)境友好始終是鋼鐵工業(yè)可持續(xù)發(fā)展中不可缺少的重要課題。
2.鋼鐵企業(yè)在處理城市固體廢棄物方面發(fā)揮作用
城市固體廢棄物的處理目前主要采用填埋、焚燒和生物降解方法。填埋方法和生物降解方法要占用大量土地,有機(jī)物分解后產(chǎn)生的CH4是一種效果比CO2更強(qiáng)的溫室氣體,進(jìn)而會(huì)造成新的污染。而普通燃燒方法只能處理有機(jī)物,固體廢棄物中的金屬和無機(jī)物不能得到分離和回收。利用冶金反應(yīng)器內(nèi)的高溫反應(yīng)可以快速地處理城市固體廢棄物,如高爐噴吹廢塑料、煉焦工藝高溫炭化處理廢塑料。在高溫下有機(jī)物燃燒放熱成為發(fā)電燃料,有毒化合物得到分解,金屬和無機(jī)物成為熔融狀態(tài)而分離并得到再生利用。日本提出了以“鋼鐵工業(yè)為可持續(xù)發(fā)展的文明社會(huì)作貢獻(xiàn)”為主線,日本NKK之所以一直積極地致力于廢棄物的回收利用工作,是因?yàn)榛厥盏膹U塑料能成為高爐里鐵礦石的極好還原劑來代替所裝的焦炭。此外就是由于高爐煉鐵當(dāng)中使用回收的廢塑料能明顯降低二氧化碳排放量(達(dá)30%以上)。能達(dá)到這樣好的效果是因?yàn)槿霠t的廢塑料的基本成分是碳?xì)浠衔,而焦炭或煤的成分主要是碳。還有一個(gè)很重要的原因,就是廢棄物回收利用的確有利可圖。美國(guó)在其《鋼鐵工業(yè)技術(shù)開發(fā)指南》中指出:鋼鐵工業(yè)是世界上產(chǎn)量最高、效率最高和技術(shù)先進(jìn)的工業(yè)之一。而鋼鐵是最易回收的材料,比塑料、玻璃和鋁、銅等材料回收量的總和還要多幾倍?傊,鋼鐵工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展已經(jīng)成為21世紀(jì)冶金工業(yè)的重要課題。
3.研發(fā)并推廣適用于鋼鐵生產(chǎn)的各類先進(jìn)環(huán)保技術(shù)
鋼鐵工業(yè)是生產(chǎn)規(guī)模巨大、資金集中的制造工業(yè),也是消耗能源很高的工業(yè);鋼鐵工業(yè)排放的固體廢棄物(如尾礦砂、爐渣、塵泥等)和氣體的數(shù)量也非常之大,雖然小部分尾礦砂和部分爐渣、塵泥已經(jīng)能夠回收利用,但仍然要繼續(xù)深入研發(fā)它們的再循環(huán)利用技術(shù)。鋼鐵工業(yè)實(shí)施循環(huán)經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略的議題之一是未來的鋼鐵工業(yè)應(yīng)能將各種能量和物質(zhì)循環(huán)利用并且回收,并與上下游產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)交融,未來的鋼鐵工業(yè)將以原材料和能源充分利用、高效率、低排放甚至零排放的新型生產(chǎn)方式,取代大量消耗礦石、煤炭等天然資源,大量排放爐渣、廢熱和CO2等廢氣的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式。建立低資源使用、低能源消耗的環(huán)保型鋼鐵工業(yè)只能依賴于技術(shù)進(jìn)步和創(chuàng)新。發(fā)達(dá)國(guó)家鋼鐵企業(yè)現(xiàn)正積極推進(jìn)以節(jié)能減排為主要目標(biāo)的設(shè)備更新和技術(shù)改造,并大力引導(dǎo)企業(yè)采用有利于節(jié)能環(huán)保的新設(shè)備、新工藝、新技術(shù),以此促進(jìn)資源的綜合利用和清潔生產(chǎn)。
4.鋼鐵工業(yè)進(jìn)行適度轉(zhuǎn)移
發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)環(huán)保的苛刻要求,使鋼鐵生產(chǎn)中的環(huán)保成本大幅度提高,如果鋼鐵工業(yè)用于環(huán)保的投資不足或?qū)Νh(huán)保措施管理不善,鋼鐵企業(yè)將成為非常嚴(yán)重的污染源,這樣的企業(yè)在發(fā)達(dá)國(guó)家是不允許存在的。需要強(qiáng)調(diào)的是,我們?cè)诳吹桨l(fā)達(dá)國(guó)家鋼鐵工業(yè)環(huán)保先進(jìn)一面的同時(shí),更要看到發(fā)達(dá)國(guó)家鋼鐵產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移對(duì)發(fā)展中國(guó)家的負(fù)作用。如美國(guó)、歐洲和日本的采礦業(yè)主要是有色金屬和稀有金屬,而高爐用的鐵精礦和球團(tuán)礦,則主要依賴進(jìn)口。這樣就把污染嚴(yán)重的工序都轉(zhuǎn)到了發(fā)展中國(guó)家。

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