鎳材邁向循環(huán)利用
2018年12月20日 13:18 15027次瀏覽 來源: 中國有色金屬報(bào) 分類: 鎳資訊
數(shù)十年來,鎳在很多重要技術(shù)應(yīng)用中的使用量不斷增長,導(dǎo)致了其需求量的持續(xù)增長。鎳需求量的歷史增長率約為每年4%,而近年來,在典型鎳礦開采年限(20年)中的鎳需求量增長率翻了一番,這意味著每關(guān)閉一座鎳礦,就需要開辟兩座新鎳礦。這種情況毫不意外地推動了鎳的循環(huán)利用率的增長以初級產(chǎn)量的補(bǔ)充。在美國,目前,循環(huán)利用鎳材占一次供應(yīng)量的45%,而1994年的該比例為35%。隨著一次供應(yīng)量的增長,通過循環(huán)利用回收的鎳,數(shù)量必將隨之增長才能滿足需求。
石油化學(xué)工業(yè)前景光明
鋼鐵生產(chǎn)潛力巨大
新的二次鎳能滿足不斷增長的需求量。某些情形下,社會產(chǎn)生的廢料貴重金屬含量,甚至高于礦石中的數(shù)量。
最有前景的二次鎳來源部分存在于石油化學(xué)工業(yè)中。原油天然含有低水平的鎳,這些鎳在灰分中富集,而重質(zhì)燃油燃燒系統(tǒng)中充分燃燒的灰分一般含有約10%(重量百分比)的鎳。煉油廠和石油化學(xué)工業(yè)中使用的催化劑中也含有一定的鎳。這些催化劑,過去往往作為垃圾被填埋,但如今循環(huán)利用的比例越來越高。
由于金屬鎳有三分之二以上用于不銹鋼的生產(chǎn),因此大部分冶煉類回收方法產(chǎn)出的鐵合金讓它們成為普遍的二次鎳來源。Tetronics公司的直流等離子體電弧冶煉是典型的案例,運(yùn)營了數(shù)十年的兩座商業(yè)化工廠,始終從不銹鋼生產(chǎn)廢料中回收鎳、鉻、鉬及其他金屬。
“在原料中加入焦炭或無煙煤還原劑,等離子體電弧提供了可在不銹鋼生產(chǎn)中再利用的鐵合金需要的輸入能量,且規(guī)模非常適合目前可用的石油化學(xué)廢催化劑及相關(guān)二次原料數(shù)量。”Tetronics公司技術(shù)總監(jiān)Tim Johnson博士解釋說,“冶煉爐中較小的氣流量和對冶煉條件的嚴(yán)密控制保證了廢氣、粉塵減少,延續(xù)了了優(yōu)良的環(huán)保性能。由于增加金屬供應(yīng)的壓力與日俱增,因此未來幾年內(nèi),Tetronics公司及其他二次鎳來源的專門加工能力必然會擴(kuò)大。”
循環(huán)利用是創(chuàng)建可持續(xù)性社會的關(guān)鍵支柱之一。正如聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)所述的那樣,在改變世界的17個(gè)目標(biāo)當(dāng)中,“負(fù)責(zé)任的消費(fèi)和生產(chǎn)”是循環(huán)經(jīng)濟(jì)的核心,在緩解氣候變化方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。
鎳是循環(huán)利用
效率最高的金屬之一
首先,鎳可以無限循環(huán)使用而不影響質(zhì)量。一般而言,從一次原料中回收的金屬無法與循環(huán)利用金屬加以區(qū)分,因此需要特別注意,在壽命終結(jié)時(shí)收集并循環(huán)利用盡可能多的鎳材。
其次,由于循環(huán)利用率高達(dá)68%,鎳成為循環(huán)利用效率最高的金屬之一。這意味著全部鎳材的三分之二以上,可以在消費(fèi)品壽命終結(jié)時(shí)循環(huán)利用。循環(huán)利用鎳材會進(jìn)入新的壽命周期,其中很大一部分采取不銹鋼的形式,而約15%進(jìn)入碳鋼循環(huán)。
然而,數(shù)據(jù)分析表明仍有17%的鎳材未被循環(huán)利用。Graedel教授團(tuán)隊(duì)指出:“金屬的循環(huán)利用效率存在巨大差異,碳鋼等賤金屬循環(huán)利用效率較高,而稀土元素目前很難循環(huán)利用。其中有不同因素發(fā)揮作用,例如使用模式、是否存在回收的經(jīng)濟(jì)誘因或者是否存在現(xiàn)成的回收和循環(huán)利用基礎(chǔ)設(shè)施等。
在存量(社會目前的鎳使用量)和流動模型以及循環(huán)利用方面,鎳和不銹鋼位居最佳被研究原料之列,社會鎳存量快速增長而且鎳的循環(huán)利用率有上升的趨勢。”
不慎進(jìn)入碳鋼循環(huán)的鎳材數(shù)量有可能進(jìn)一步減少。改善分選系統(tǒng)對于保證從碳鋼廢料中更多地分離不銹鋼等含鎳產(chǎn)品至關(guān)重要,提高鎳材循環(huán)利用率并減少浪費(fèi),是真正實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性的一個(gè)明確目標(biāo)。循環(huán)利用鎳材會有約15%進(jìn)入碳鋼循環(huán)的新壽命周期。
循環(huán)利用鎳材是鎳壽命周期中的一個(gè)重要因素,也是全球可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要促成因素。由于鎳的需求量在不斷增長,未來鎳材的循環(huán)利用,將作為初級產(chǎn)量補(bǔ)充方案的一部分。
責(zé)任編輯:付宇
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