低碳減排的綠色冶金技術探討

楊 帆，熊晨光，吳 林，孫樂飛，劉志芳，楊家法

（新余鋼鐵股份有限公司，江西 新余 338001）

冶金行業作為能耗大戶，對環境造成的污染也比較突出，為能有效提高冶金行業健康可持續發展，必然要改變傳統發展的方向，創新技術，實現綠色化發展目標。以低碳減排為行業發展要求，促進綠色化冶金技術應用，適應新時代發展的潮流，向著健康以及可持續的方向邁進，從而有助于提高綠色冶金技術應用價值，最終能為行業健康發展打下基礎。

1 重金屬產業發展環境污染問題及綠色冶金技術發展意義

1.1 重金屬產業發展造成的環境污染問題

工業化發展背景下，重金屬規模進一步擴大，注重產量忽視環保，造成了重金屬對環境生態造成了嚴重的破壞，環境污染問題越來越嚴重。重有色金屬造成的環境污染是多方面的，如大氣污染，二氧化硫就是有色冶煉廢氣當中比較常見的有害成分，這一有害氣體對大氣污染比較嚴重，對人的身體健康會造成直接影響[1]。重有色金屬工業所產出二氧化硫濃度比較高，要比煤燃燒所排出的二氧化碳濃度高出很多，危害性也比較大。重金屬產業發展對水環境的污染破壞也比較突出，工業化發展背景下，環保問題被人們的增產熱情掩蓋，但是重金屬冶煉過程中的有害元素對水體造成的污染比較明顯，威脅著人們的身體健康。

1.2 綠色冶金技術發展重要意義

冶金領域想要實現可持續發展目標，在實踐工作中，這就需要向著低碳環保的方向發展，利用綠色化冶金技術，增加整體效益，從而實現最終冶金的目標。冶金產業發展對整個社會經濟持續健康發展發揮著促進作用，但是我國冶金產業發展對生態環境造成的污染比較突出，雖然引進先進設備以及技術，但是污染問題依然沒有妥善解決，水體污染以及大氣污染的問題依然存在[2]。現階段在人們對生態環保意識進一步加強的背景下，發展綠色冶金技術比較關鍵，將低碳減排理念融入到冶金生產中，形成綠色環保閉環系統，能大大降低環境污染以及最大程度減少能源消耗，最大程度提高生產效率，從而保障獲得更大經濟效益，最終走上可持續發展的道路。

無污染的冶金技術是發展必然趨勢，環境保護成為制約冶金發展因素時，環境壓力也是冶金技術發展的動力，冶金企業在市場中要想生存發展，就要和時代發展的要求相適應，減少及避免對生態環境污染破壞，創新冶金技術，實現綠色化冶金發展的目標比較重要。

我國的有色冶金領域成為環境破壞的重要部分，緩解環境治理的壓力，必然要從技術上進行革新，使用綠色冶金技術減少對生態環境造成的破壞污染，從而能有助于提高環境污染治理的效果。

2 低碳減排的綠色冶金技術和技術發展

2.1 低碳減排的綠色冶金技術

低碳減排下進行綠色冶金技術應用實踐，減少冶金領域對生態環境造成的污染破壞比較重要，從以下綠色冶金技術實踐應用層面加強重視。

2.1.1 吸聲減振技術

低碳減排是時代發展的必然要求，走可持續發展道路是時代的正義之路。冶金領域對環境造成的污染破壞比較突出，為能有效提高冶金領域可持續發展，這就需要將綠色冶金技術加以運用，運用先進的綠色化技術達到優化發展的目標。吸聲和減振技術在冶金領域應用，實現綠色化生產，有助于提高冶金生產的效益。動力系統是冶金生產必不可少系統之一，冶金的整個過程比較復雜，要在相應溫度后才能把鐵礦石熔化，將雜質去除，提煉出金屬材料，電力是冶金生產中重要能源，降低電能消耗，選擇電力系統運用綠色化的吸聲以及減振技術系統比較重要[3]。運用容量相對較小消聲器，搭建全臺塑料風扇以及罩殼，能有助于降低電力系統運行噪音，結合冶金機械設備狀況，使用鋁合金以及尼龍材料，能有助于降低設備自重，最大程度減少能耗，從而實現節能效果。

2.1.2 液壓系統綠色技術

冶金生產中涉及到的設備系統比較多，為能達到綠色化冶金生產的效果，實踐中科學選擇液壓系統比較重要，將該系統作用充分發揮出來，從而有助于提高系統運行的質量。綠色冶金設備實際設計中保持科學性，最大程度提高低碳減排的效果，液壓系統作為冶金生產當中較為關鍵性系統，保障該系統達到綠色化的要求，這對實現低碳減排目標有著保障。液壓系統設計生產中注重優化工藝，選擇高性能液壓油，提高液壓油的綠色化程度，即便液壓油泄露也不會對環境造成污染破壞[4]。除此之外，注重密封工藝技術的科學運用，降低液壓系統出現滲漏問題，保障液壓系統環保以及安全。

2.1.3 提升TRT發電量技術

綠色冶金技術在實際應用中，主要是為了減少對環境造成的污染破壞，有助于提高生產效益。高爐煤氣全干法布袋除塵的效率高，系統工藝簡化，煤氣的顯熱高，整體運行成本低，在近些年的中小高爐以及大型高爐生產中得以推廣應用。通過技術優化創新，保障高爐正常生產，凈煤氣含塵量≤5%。打破干法除塵應用同時濕法除塵備用局面，將煤氣顯熱高優勢得以充分發揮出來，提高了冶金生產整體經濟效益，減少了二氧化碳排放量，提高了冶金生產的效益。

2.1.4 智能控制系統技術

低碳減排下的綠色冶金技術應用需求量大大增加，智能化時代，將智能化技術融入到冶金生產中，發揮冶金技術優勢，有助于提高冶金的效益。智能控制技術系統有機融合，能夠保障冶金機械設備持續穩定地運行，由于冶金設備成本高，輕易不會更換，可在原設備上升級改造，通過應用人工智能技術以及虛擬化技術等，在冶金機械設備中融合應用，發揮廣學機電一體化技術作用，能夠將機械設備整體運行效率有效提高，實現無人值班以及少人值班，有助于降低能耗以及節約能源，這是促進綠色冶金技術發展的重要體現[5]。

2.1.5 生成元素硫濕法冶金技術

綠色冶金技術中，生成元素硫濕法冶金技術應用發揮著重要作用，重有色金屬多數從硫化礦當中提取，以往的火法熔煉會造成礦石當中硫元素通過二氧化硫形式進入煙氣中，一些冶煉生產單位使用了制酸裝置，但并不能將二氧化硫以及煙塵當中有害雜質有效排除。怎樣使用礦石當中硫化物加工中轉變成元素硫而非二氧化硫，是冶金生產綠色化的關鍵。元素硫方便運輸貯存，能夠讓冶煉廠生產不依賴硫酸市場，這是解決有色冶金二氧化硫對環境污染重要途徑方式。

2.1.6 真空冶金技術

綠色化冶金技術應用是減少對環境污染的有效手段，技術科學選擇應用比較關鍵，將真空冶金技術在冶金生產中科學應用，能夠達到良好應用效果，有效減少對環境造成的污染。核電級海綿鋯作為重要戰略原材料，鋯基合金以及核燃料兼容性比較突出，耐腐蝕性也比較強，用于反應堆核燃料包殼以及格柵。傳統冶煉裝置技術相對落后，這對冶煉爐吊裝精度會產生影響，對鋯生產效率造成不利影響，操作不當的情況下，冶煉爐內部和堅硬物體出現碰撞，會使得加熱線圈受到損害，這就會對生產造成經濟上的損失[6]。發揮真空冶金技術優勢，冶煉爐中液壓缸設計，通過使用真空蒸餾技術能有助于減少鋯生產中和其它金屬元素物化反應，有助于提升鋯生產效率，避免傳統技術吊裝造成的浮動，提高了吊裝中鋯的精度。

真空冶煉技術實際應用中能減少人員操作不當的問題，節省生產成本，安全系數也比較高，減少了冶金生產中資源消耗。我國已經有冶金企業應用真空冶金技術，在真空狀態下達到金屬以及合金各組分分離提純的效果，金屬回收率比較高，工藝流程相對較短。

2.1.7 燒結低溫余熱發電技術

低碳減排下的綠色冶金技術實踐應用，以低碳減排為目標，發揮各類冶金技術的優勢，從而提高冶金生產的綠色化目標。將燒結低溫余熱發電技術加以科學運用，能有效提高冶金生產的質量，燒結礦冷卻中排除大量溫度280℃～400℃低溫煙氣，熱能是燒結礦燒成系統熱耗量33%，傳統燒結余熱利用方式在冷卻機高溫段，進行安裝簡易性余熱鍋爐生產蒸汽的效率低下，只能回收少量煙氣余熱，通過建設燒結余熱發電機組，運用閃蒸技術，余熱鍋爐省煤器循環動力依靠水泵供給，出水是分成兩路的，一路是為余熱鍋爐汽包給水，一路進入到閃蒸器中，余熱鍋爐省煤器的工質流量要比鍋爐生產蒸汽后段增大多倍，吸熱量大，能夠提升煙氣余熱利用效率，減少資源的浪費，能夠節約能源[7]。

2.2 綠色冶金技術發展

低碳減排的發展背景下，綠色冶金技術發展將會隨著技術水平提高而擴大應用面，綠色冶金技術在未來發展中要注重要點，減少冶金生產對環境造成的破壞影響。

2.2.1 有效調整能源結構及轉化率

冶金技術發展中，為了減少冶金生產對生產環境造成的污染破壞，這就需要及時調整能源結構，有效提高能源轉化率，優化煤氣資源。冶金生產中對冶金設備應用的類型多樣，也會應用不同類型煤氣，在煤氣總量以及熱值等因素影響下，供需平衡因素影響，造成冶金企業用能設備煤氣使用相互影響。對此需要建設燃氣聯合蒸汽循環發電機組，鍋爐生產對純度高的煤氣用量大，在不影響鍋爐安全運行情況下，積極調整發電負荷方式以減少高爐煤氣用量，將煤氣資源充分高效利用，以及有效調節煤氣管網壓力波動，從而有助于提高冶金生產經濟以及環境效益，實現效益最大化目標。

2.2.2 注重優化冶金生產工藝

綠色冶金生產是提高生產效益，以及體現出綠色化的生產模式，為能達到綠色冶金生產的目標，需要從實際工作著手，積極調整產品結構，優化生產工藝。冶金生產中將先進智能技術加以運用，通過大數據技術科學運用，收集市場發展動態信息，吸收先進冶金生產技術工藝，融入綠色發展理念，集成以及創新冶金產品生產結構，使之能和市場時代發展需求相結合，提高冶金生產質量，降低能耗[8]。機械的冶金市場競爭發展背景下，冶金生產企業為能提高市場競爭力，必然要和時代發展的要求相適應，減少生產對環境造成的污染破壞比較重要。優化冶金生產工藝流程，吸收先進國家綠色冶金技術經驗成果，做到冶金生產流程緊湊以及合理和流暢，最大程度降低能源消耗，打造高效以及低成本冶金生產系統。淘汰性能滯后以及安全隱患工藝設備，縮短鐵水運輸距離時間，有效優化軋鋼系統產品結構，最大程度提高工序綜合成材率，減少能源資源消耗。

2.2.3 有效優化高爐原料結構

低碳減排的綠色冶金技術實際應用，有效提高技術應用整體效果，提高鐵水處理的質量，有助于減少能源消耗，有助于提高綠色生產水平。積極改善高爐原料結構，提高入爐礦以及焦炭質量，精料科技對高爐煉鐵影響比較大，但是高爐操作以及設備更新影響相對小，實現低碳減排的目標，必然要將綠色生產質量水平有效提升，能夠積極改善高爐原料結構，使用精料最大程度降低冶金中造成的污染量，有效降低能耗，從而有助于實現綠色冶金生產目標[9]。實踐過程中注重鐵水預處理，提高鐵水進入轉爐質量，預處理后轉爐冶煉功能進一步簡化，能夠直接脫碳以及升溫處理，不用復雜地工序進行轉換。鐵水預處理能大大提高鋼水純度，這對實現低硅以及低硫生產目標有著促進作用，不僅如此，也能有效降低生產成本，最大程度減少合金料用量，減少對環境造成的污染。

2.2.4 頂層設計提高產業發展水平

綠色冶金技術發展應用，達到低碳減排的效果，需要做好頂層設計的工作，從產業發展高度出發，優化冶金生產。智能化發展是冶金行業發展的趨勢，冶金行業兩化發展中，以智能化為基礎，促進網絡化以及數字化技術應用，實現冶金產業可持續發展，從而有助于提升冶金產業發展質量水平[10]。智能化綠色冶金工廠體系建設比較關鍵，尤其是在當前經濟發展背景下，促進產業可持續發展，需要做好頂層設計，物流采購以及生產控制及市場營銷等多層面形成完整綠色產業鏈，提高冶金產業發展水平。智能化綠色冶金體系建設復雜，核心點在產業以及服務等層面交叉滲透，冶金企業需要從產業高度考量，如鋼鐵工藝綠色化發展方面，注重重點放在回收以及利用上，尤其廢棄物以及粉塵等生產中產生的氧化廢物，通過全新回收技術，爐渣中鐵回收能減少鋼鐵工序產生的氧化廢物，有助于提高經濟發展水平。

2.2.5 清潔生產提高社會效益

冶金行業實現智能化，綠色化發展，按照經濟發展規律把清潔生產作為基礎，充分利用資源，節能減排，有助于實現產品制造以及廢棄物處理，并能與其它行業緊密結合，保障社會以及生活生態化發展。冶金行業結合清潔生產技術有效促進產業良好發展，結合資源發展狀況注重冶金制造全流程升級，把綠色冶金工廠基本概念從自動化向著智能化方向轉變，將每道工序進行整合，通過智能化方式提升生產的效率，從而能為客戶創造更大的經濟價值。全局角度出發提高冶金生產經濟效益，設計方案中就涉及到技術調研，并能在經濟以及材料方面出發，明確總方案，結合綠色設計評價體系確定完善技術方案，從全局角度把控產品設計，從而能有助于保障產品性能和需求相適應，提高材料循環利用的效率，最終有助于提高經濟效益。

3 結語

綜上言之，綠色冶金技術是未來冶金領域發展應用的主流技術，低碳減排的導引下，冶金行業發展必須要跟上時代潮流，順應時代發展的要求，減少生態環境破壞，從多角度考量保障冶金技術應用效果良好呈現。通過創新的技術方式科學運用，提高冶金生產綠色化水平，從而能達到預期的目標效果。工業發展以及環境保護之間有著緊密的關系，兩者協調發展這是基礎的要求，也是時代發展中的必然需要，綠色冶金技術類型多樣，如液壓系統綠色技術，智能控制系統技術，真空冶金技術等，都是比較關鍵的冶金技術類型，這是促進冶金領域發展的重要促進技術，實踐應用中能優化冶金生產工藝，最終達到提高生產效益的目標。未來綠色冶金技術在發展中，也將會和時代的需求相契合，滿足低碳減排的要求，促進冶金行業可持續發展。