8 Terasetootmise keskkonnamõjud

Kõige laialdasemalt kasutatav ehitus- ja insenerimaterjal maailmas on teras. Ehitus- ja infrastruktuurisektor tarbib veidi üle poole kogu toodetud terasest. See tõstatab küsimuse: kas terasetootmisel on keskkonnamõjud?

Terast kasutatakse suure tõenäosusega laialdaselt mitmesugustes konstruktsioonides, sealhulgas tänavamööblis, mitmekorruselistes hoonetes, kodudes ja sildades, nii konstruktsioonikangas kui ka üksikutes osades.

Terase väärtus kogu maailmas on tohutu. Teras moodustab ligikaudu 95% kõigist toodetud metallidest ning sellel on märkimisväärne mõju majandusele ja ühiskonnale muul viisil kui ainult rahalise kasu saamiseks. Tänu oma kohanemisvõimele, tugevusele ja praktilisusele on see oluline tooraine paljude kaupade ja kasutusalade jaoks.

Mis on teras?

Enne selle uurimist peaksime terase määratluse üle vaatama mõju keskkonnale. Lihtsamalt öeldes on teras sulam, mis koosneb peamiselt rauast, süsinikust ja mangaanist ning vähesel määral ränist, väävlist ja hapnikust.

See sulam sisaldab vastavalt 2% ja 1% süsinikku ja mangaani. Siiski luuakse madala, keskmise ja kõrge süsinikusisaldusega teraseid ning kaubandusliku kvaliteediga terastes on nende komponentide kontsentratsioon tavaliselt oluliselt väiksem.

Terase tugevus ja kõvadus on saadud süsinikust, mis muudab materjali ka rabedamaks ja vähem töödeldavaks. Seetõttu nõuab terase kavandatud kasutuse jaoks sobiva kvaliteedi tagamine süsinikusisalduse hoolikat kontrolli. Suurem osa terasest sisaldab 0.35% süsinikku, samas kui väga vähestel on 1.85%.

Terasele saab anda sobivad jõudlusomadused, lisades sellele segule täiendavaid koostisosi. Näiteks kroomi lisamise tulemuseks on roostevaba terase tootmine.

Terase tootmise keskkonnamõjud

Rauamaagi teraseks muutmise protsess algab kaevandaminevõi lihtsustatult öeldes on see protsessi esimene etapp. Lõhkamise protsess jne kivisüsi on väga saastav. See eraldab mitmeid saasteaineid, sealhulgas tahkeid osakesi, lenduvat tolmu ja vääveloksiide.

• Koksiahi
• Kõrgahju
• Süsinikdioksiid
• Lämmastikoksiidid
• Vääveldioksiid
• Tolm
• Orgaanilised saasteained
• Vesi

1. Koksiahi

Söetõrv, lenduvad orgaanilised ühendid, arseen, berüllium, kroom ja muud materjalid on söeküttel ahjudest eralduvate saasteainete hulgas. Nad on mürgised ja võib-olla isegi vähkkasvajad.

2. Kõrgahju

Rauamaak sulatatakse, et saada kõrgahjus vedelat rauda. Põhiline hapnikumeetod on selle tehnika nimi. Malmi, tuntud ka kui toorraud, toodetakse ahjus metallimaagi, koksi ja räbustite, näiteks lubjakivi, segu söötmise teel. Seejärel töödeldakse malm teraseks.

EAF (Electric Arc Furnace) tehnoloogia on alternatiiv, mis sulatab vanarauda kõrgel temperatuuril, mitte malmi. Mõlema protsessi tulemusena tekivad saasteained, nagu süsivesinikud, süsinikmonooksiid, PM, NO2 ja SO2.

3. Süsinikdioksiid

Süsinikdioksiid (CO2) on kvantitatiivselt suurim terasehitiste õhusaaste. Maagist toodetud terase koguse kõikumine mõjutab süsinikdioksiidi heitkoguseid, kuna kõrgahjud ja käsnrauatehased vähendavad rauamaaki, mis on peamine heiteallikas.

Näiteks fossiilkütuste kasutamine ahjudes kuumtöötlemisel ja kuumutamisel tekitab samuti heitmeid.

Umbes pool terasetööstuses üldiselt kasutatavast energiast pärineb kivisöest, mida kasutatakse kõrgahjudes ja käsnraua tehastes redutseerijana (töötlemissüsi ja muud energialiigid). Ligikaudu 90% terasesektori süsinikdioksiidi heitkogustest pärineb kivisöest.

4. Lämmastikoksiidid

Lämmastikoksiidi (NOx) heitkogused tekivad peamiselt koksitehastes, elektrikaareahjudes, järelkuumutus- ja kuumtöötlusahjudes, lämmastikhappega peitsimisel ja transpordil.

Raua- ja terasetööstuses nõutavate kõrgete temperatuuride tõttu on raske vältida lämmastikoksiidide teket kütuse põlemisprotsesside käigus, kuna õhus on lämmastikku.

5. Vääveldioksiid

Vääveldioksiidi (SO2) emissioon on tihedalt seotud õli põletamisega, eelkõige koksi valmistamisel ja kuumutusahjudes.

6. Tolm

Enamik terasetööstuse toiminguid põhjustab tolmu teket, eriti need, mis on seotud kõrgahjude ja koksimisseadmetega. Ventilatsioonisüsteemide, filtrite ja tolmueemaldustehnoloogiate arendamine on toonud kaasa tolmuheite olulise vähenemise.

Üldiselt suudavad paigaldatud filtrid kõrvaldada enam kui 99 protsenti eraldatud ahjugaasides leiduvatest tolmuosakestest.

Tolmu metallisisaldus – tsink, nikkel, kroom ja molübdeen – eemaldatakse, käideldakse ja sisuliselt taaskasutatakse, muutes selle väärtuslikuks kõrvalsaaduseks.

Tegelikud ja eritolmu heitkogused on alates 80. aastast vähenenud ligikaudu 1992%. Mitmekümne aasta jooksul sambla peal läbi viidud uuringud on näidanud, et metallide heitkogused on vähenenud peamiselt koos tolmuga.

Terasesektoris ei peeta tolmuheiteid enam oluliseks keskkonnaprobleemiks. Tuleb märkida, et kaasaegne puhastustehnoloogia, sealhulgas tolmu käitlemine, on kallis ja energiamahukas.

7. Orgaanilised saasteained

Süsivesinike heitkoguste peamine allikas on lahustite kasutamine sellistes protseduurides nagu värvimine ja puhastamine. Tootmisprotsessis vanametalli sulatamiseks kasutatavad ahjud on süsivesinike heitmete peamine allikas. Sulatusahjude süsivesinike heitkogused võivad olla seotud muutustega ahju töötlemisparameetrites ja tõenäoliselt ka jäägi koostisega.

Filtritega sidudes võib tõhus tolmu eraldamine ja suitsugaaside temperatuuri juhtimine vähendada teatud saasteaineid, nagu dioksiinid, mis on enamasti kinnitunud tolmuosakestele. Kuid nagu näitavad terasetehaste 2005. aasta mõõtmistulemused, on dioksiiniheitmeid äärmiselt raske hinnata.

8. Vesi

Peamiselt kasutatakse vett jahutusprotseduurides. Protsessi vett kasutatakse määrdeainena, puhastamiseks, peitsimiseks ja protsessigaaside puhastamiseks. Väiksemas koguses kasutatakse ka kanalisatsiooniks kasutatavat vett.

Seal, kus merevesi on ligipääsetav, kasutavad soojusvahetid seda enamasti kaudseks jahutamiseks. See näitab, et temperatuuri tõus mitte rohkem kui mõne kraadi võrra ei mõjuta vett selle uuesti vabastamisel. Muudel juhtudel kasutatakse jahutustehnikates järvede ja vooluveekogude pinnavett.

Pinnavett kasutatakse tavaliselt ka terasetehastes protsessiveena; pärast puhastusprotsesse, nagu settimine ja õlivee eraldamine, võib selle ringlussevõtu määr ületada 90%. Lisaks kanalisatsiooni kasutamisele kasutatakse olmevett tagasihoidlikes kogustes ka protsessiveeks.

Järeldus

Paljud teraseettevõtted ei järgi praegu terasetootmise keskkonnamõjude ja heitkoguste probleemi lahendamisel parimaid tavasid. Eeskirjade järgimiseks ja terasetööstuse põhjustatud õhusaaste vähendamiseks on vaja kiireid ja ulatuslikke meetmeid.

Üks vähendamismeetod tööstusreostus on kasutada süsiniku sidumine ja sidumine (CCS), mis eemaldab süsihappegaasi tööstusettevõtetest tekkekohas. CCS on aga kallis ja energiamahukas protsess, mis võib samuti olla väga kahjulik.

Uuringute kohaselt võib kivisöe põletamine jne süsinikdioksiidi kogumise ja säilitamise kasutamisel suurendada heitkoguseid 25%. Ainus elujõuline võimalus on odav ja väga tõhus meetod suurte piirkondade katmiseks.

Soovitused

• 9 parimat süsiniku jalajälje kursust
  .
• 18 võimalust kodus süsiniku jalajälje vähendamiseks
  .
• Põhjused, miks süsiniku neeldajad on olulised
  .
• 11 süsiniknegatiivset toodet, mis vähendavad kasvuhoonegaaside heitkoguseid
  .
• Mis on tehissüsiniku valamud, kuidas neid tehakse?