Ferrosilisium er et ferrolegeringsprodukt med høy energi og høye utslipp, og produksjon og bruk står overfor alvorlige miljøutfordringer. Følgende er de viktigste miljøspørsmålene og tiltakene i ferrosilisiumindustrien:
1. Høyt energiforbruk og karbonutslipp
problem:
Hvert tonn ferrosilisium som produseres forbrukesfra 8 000 til 9 000 kW/h elektrisitet, som tilsvarer8-10 tonn CO₂-utslipp(hovedsakelig på grunn av kullenergi).
Årlig global produksjon av ferrosilisium er omtrent 12 millioner tonn, og står for mer enn 40 % av karbonutslippene fra ferrolegeringsindustrien.
Problemer
Avhengighet av fossilt brensel (som kullkraft i nord-vest-Kina), som er i strid med "dobbelt karbon"-målet.
EUs Carbon Border Adjustment Mechanism (CBAM) kan øke eksportkostnadene.
Responstiltak
Overgang til ren energi: Produksjonen er lokalisert i områder med rike vannkraftressurser, som Norge og Russland.
Produksjon av termisk energi fra avfall: Bruker avfallsgasser (inkludert CO) fra ovnen og bruker dem til å generere elektrisitet, noe som reduserer avhengigheten av nettet.
2. Forurensende utslipp
Hovedforurensninger:
Gasser: karbonmonoksid (CO), svoveldioksid (SO₂), nitrogenoksider (NOx).
Partikler: silikastøv (som inneholder SiO₂) og koksaske, som kan forårsake luftveisproblemer.
Sløseri: per tonn ferrosilisium er200-300 kg slagg, som tradisjonelt kastes på søppelfyllinger.
Problem
Små utdaterte ovner (<25 000 кВА) не имеют надлежащих средств защиты окружающей среды и напрямую выбрасывают загрязняющие вещества.
Løsning
Lukket elektrisk ovn + støvfjerningssystem: Støvoppsamlingseffektiviteten er 99 %, og det gjenvunnede silisiumpulveret brukes til produksjon av byggematerialer.
Slaggbehandling: Brukes som et alternativ til grus i veibygging eller som tilsetning i sement.
3. Vannforbruk og forurensning
problemer:
Vannslukkingsprosess: Ferrosilisiumgranulering krever store mengder kjølevann, og avløpsvannet inneholder silisiumpulver og tungmetaller.
Syrevask avløpsvann: Noen selskaper produserer surt avløpsvann (pH<3) от очистительного оборудования.
Svare
Tørrgranuleringsteknologi: Luftkjøling i stedet for vannslukking, sparer mer enn 90 % vann.
System for resirkulering av avløpsvann: Etter nøytralisering gjenbrukes vannet til kjøling eller støvfjerning.
4. Miljøpåvirkning av råstoffutvinning
Spørsmål:
Utvinning av silika: Vegetasjonsødeleggelse og jorderosjon (f.eks. ørkenspredning i silikagruveområdet i Ningxia, Kina).
Koksproduksjon: Forkoksingsprosessen frigjør kreftfremkallende stoffer som benzener og polysykliske aromatiske hydrokarboner.
Svar
Bærekraftig gruvedrift: Gjenvinning av utvunnede områder og fremme av lavgradig silikautnyttelsesteknologi.
Biomasseredusering: Eksperiment for å erstatte koks med trekull og kokosnøttkull for å redusere karbonutslipp.
5. Politikk og markedspress
Modernisering av regelverket:
Kina: Eliminer sub-25 000 kVA nedsenkede lysbueovner og fullstendig ettermonter ultralavutslippsovner innen 2025.
EU: REACH-regelverket begrenser utslipp av tungmetaller (bly, kadmium) og støv.
Grønne handelsbarrierer:
Prosessindustrier (f.eks. bil- og vindenergi) krever sertifisering (f.eks. EPD-merking) for "lavkarbon ferrosilisium."
6. Teknologisk innovasjon og industriell modernisering
(1) Lavkarbonsmelteteknologi
Hydrogenmetallurgitest: erstatte deler av koksen med hydrogen for å redusere CO₂-utslipp (eksperimentelt stadium).
Plasmagjenoppretting: reduksjon av reaksjonstemperatur og økning i energieffektivitet (reduksjon av energiforbruk med 15-20%).
(2) Etterretning og sirkulær økonomi
Optimalisert kontroll med kunstig intelligens: Sanntidsjustering av ovnsforhold og temperatur for å redusere energitapet (5 til 10 % energisparing).
Forholdet mellom ferrosilisium og solceller: Noen anlegg i Ningxia (Kina) bruker solcelleanlegg for å direkte levere ferrosilisiumproduksjon.
(3) Grønning av produkter
Ferrosilisium med lavt innhold av urenheter: reduserer sekundær forurensning under etterfølgende stålproduksjon (f.eks. lavt aluminium FeSi75).
Resirkulert ferrosilisium: Resirkulert ved resirkulering av stålskrap og silisiumslagg, noe som reduserer forbruket av primærressurser.
Sammenligning av globale eksempler
Region Miljøfordeler Utfordringer
Norge100 % vannkraft, svært lave karbonutslipp Høye kostnader, avhengig av eksportmarkeder
KinaStorskala produksjon, rask teknologiiterasjon Avhengighet av kullkraft, tvungen utfasing av små produksjonsanlegg
IndiaLave arbeidskostnader Dårlig miljøoverholdelse, alvorlige forurensningsproblemer
Fremtidige trender
Ren energiintegrasjon: Ferrosilisiumproduksjonskapasiteten vil bli konsentrert i områder rike på hydro- og vindenergi (for eksempel Nord-Europa og Yunnan).
Effekten av cap-and-trade på karbonutslipp: Bedrifter med høye karbonutslipp vil måtte kjøpe kvoter, noe som vil øke kostnadene og tvinge dem til å transformere.
Closed-loop produksjon: Modellen vil gå fra «ressurser - produkter - avfall» til «ressurser - produkter - fornybare ressurser».