کمک به حفظ منابع طبیعی، رمز پایداری صنعت فولاد
به گزارش پایگاه خبری معدن‌نامه، فولادسازی در حال نزدیک شدن به ضایعات صفر است و نرخ فعلی بهره‌وری مواد ۹۷.۵ درصد است. این بدان معناست که بیش از ۹۷ درصد از مواد خام مورداستفاده در محل، به محصولات و محصولات جانبی تبدیل می‌شود که مورد استفاده یا بازیافت قرار می‌گیرند.
زغال‌سنگ و کک
زغال‌سنگ کک‌سازی یک ماده خام مهم در تولید فولاد است. ازآنجاکه آهن فقط به‌صورت اکسیدهای آهن در پوسته زمین وجود دارد، سنگ معدن باید با استفاده از کربن، احیا یا کاهش یابد. منبع اصلی این کربن زغال‌سنگ کک است. کک که از کربن‌سازی زغال‌سنگ کک‌ساز (حرارت دادن در غیاب اکسیژن در دماهای بالا) ساخته می‌شود، عامل اصلی احیای سنگ‌آهن است. کک سنگ‌آهن را به آهن مذاب اشباع‌شده با کربن که فلز داغ نامیده می‌شود، کاهش می‌دهد.
حدود ۱ میلیارد تن زغال‌سنگ متالورژی در تولید جهانی فولاد استفاده می‌شود که حدود ۱۵ درصد از کل مصرف زغال‌سنگ در سراسر جهان را تشکیل می‌دهد.
ذخایر زغال‌سنگ تقریباً در همه کشورهای جهان وجود دارد و ذخایر قابل بازیافت در حدود ۸۰ کشور جهان وجود دارد. اگرچه بزرگ‌ترین ذخایر در ایالات‌متحده، چین، روسیه، استرالیا و هند است، زغال‌سنگ به‌طور فعال در بیش از ۷۰ کشور استخراج می‌شود.
چین با اختلاف بزرگ‌ترین تولیدکننده زغال‌سنگ کک در جهان است. استرالیا بر صادرات زغال‌سنگ متالورژیکی مسلط است و حدود ۲۰۰ میلیون تن از مجموع ۳۱۰ میلیون تن صادرات زغال‌سنگ متالورژی در سطح جهان را داراست.
حدود ۳۰ درصد زغال‌سنگ را می‌توان با تزریق ذرات ریز زغال‌سنگ به داخل کوره بلند تحت فناوری‌ای به نام تزریق زغال‌سنگ پودرشده یا (PCI (Pulverized Coal Injection ذخیره کرد. یک تن زغال‌سنگ PCI که برای تولید فولاد استفاده می‌شود، جایگزین حدود ۴/۱ تن زغال‌سنگ کک است. زغال‌سنگ‌هایی که برای تزریق زغال‌سنگ پودر شده به کوره بلند استفاده می‌شوند، نسبت به زغال‌سنگ بخار که در تولید برق استفاده می‌شود، کیفیت‌های مشخص‌تری دارند.
فولاد بازیافتی
محصولات فولادی به‌طور طبیعی از طریق پتانسیل سبک‌وزن بودن، دوام و قابلیت بازیافت به حفظ منابع کمک می‌کنند. در پایان عمر یک محصول، بازیافت ۱۰۰ درصدی فولاد تضمین می‌کند که منابع سرمایه‌گذاری شده در تولید آن از بین نمی‌روند و می‌توانند بی‌نهایت بار بازیافت شوند و مورد استفاده قرار گیرند. فولاد به دلیل خواص مغناطیسی آن به‌راحتی از جریان زباله جدا می‌شود و نرخ بازیافت بالا را امکان‌پذیر و از دفن زباله جلوگیری می‌کند. برخی از محصولات فولادی تا ۱۰۰ درصد محتوای بازیافتی دارند. فولاد با حدود ۶۷۰ میلیون تن بازیافت در سال ۲۰۱۷، بازیافتی‌ترین ماده در جهان است.
فولاد یکی از معدود فلزات مغناطیسی است که به‌راحتی از جریان زباله جدا می‌شود.
نرخ بازیابی فولاد جهانی حداقل ۸۵ درصد برای ساخت‌وساز، ۹۰ درصد برای خودرو (که در ایالات‌متحده به ۱۰۰ درصد می‌رسد)، ۹۰ درصد برای ماشین‌آلات، و ۵۰ درصد برای لوازم الکتریکی و خانگی برآورد شده است.
فولاد بازیافتی (ضایعات) را می‌توان از مواد اضافی در تأسیسات فولادی و ریخته‌گری یا فرایندهای تولید پایین‌دست (ضایعات صنعتی) و از محصولات دور ریخته‌شده (ضایعات منسوخ) جمع‌آوری کرد.
فولاد بازیافتی، ورودی کلیدی موردنیاز برای تمام مسیرهای فرایند فولادسازی است. EAF را می‌توان با ۱۰۰ درصد و کوره اکسیژن قلیایی را با حدود ۳۰ درصد فولاد بازیافتی شارژ کرد.
بازیافت فولاد باعث صرفه‌جویی قابل‌توجهی در انرژی و مواد خام می‌شود. بیش از ۱۴۰۰ کیلوگرم سنگ‌آهن، ۷۴۰ کیلوگرم زغال‌سنگ و ۱۲۰ کیلوگرم سنگ‌آهک به ازای هر ۱۰۰۰ کیلوگرم ضایعات فولادی که به فولاد جدید تبدیل می‌شود، صرفه‌جویی می‌گردد.
مدیریت مسئولانه منابع طبیعی
رشد شدید تقاضا برای مواد خام فولادسازی طی دهه‌های ۱۹۹۰ و ۲۰۰۰ منجر به کاهش کیفیت مواد شد و به تداوم کمبود مواد با کیفیت بالا در بخش‌های بازار دامن زد. این امر بر کارایی و عملکرد زیست‌محیطی عملیات پردازش مواد خام صنعت فولاد در جهان فشار وارد کرده است. بااین‌حال، توسعه فناوری و تکنیک‌های جدید، صنعت فولاد جهانی را قادر ساخته استانداردهای زیست‌محیطی سختگیرانه‌تری را رعایت کند. عوامل کلیدی کمک‌کننده شامل نرخ بازده بالای مواد، بازیافت محصولات جانبی و بازیافت فولاد است.
سرباره اصلی‌ترین محصول جانبی فولادسازی است. این ماده عمدتاً در تولید سیمان استفاده می‌شود و انتشار CO۲ را تا حدود ۵۰درصد کاهش می‌دهد. همچنین می‌توان از آن در جاده‌ها (جایگزین سنگ‌دانه‌ها)، به‌عنوان کود (سرباره غنی از فسفات، سیلیکات، منیزیم، آهک، منگنز و آهن است) و در بلوک‌های دریایی ساحلی برای تسهیل رشد مرجان‌ها و در نتیجه بهبود محیط اقیانوس استفاده کرد.
گازهای حاصل از تولید آهن و فولاد (به‌عنوان مثال، از کوره کک، BF یا BOF) پس از تصفیه، در داخل سایت برای تولید بخار و الکتریسیته استفاده می‌شود و تقاضا برای برق تولیدی خارجی را کاهش می‌دهد. گازها را می‌توان به‌طور کامل در سایت تولید فولاد مورد استفاده مجدد قرار داد. این گازها می‌تواند بیش از ۶۰ درصد از انرژی موردنیاز سایت را تأمین کند و برای تولید برق نیز فروخته شوند.
