鑄造企業(yè)面臨的環(huán)境污染和環(huán)保問題與解決方案

中國是鑄造大國，鑄造企業(yè)30000余家，自2000年起連續(xù)多年居世界首位，2013年中國各類鑄件產(chǎn)量總產(chǎn)量4450萬噸(如圖1)，約占世界產(chǎn)量的40%。

鑄造業(yè)屬于高能耗、污染嚴重的行業(yè)。鑄造行業(yè)耗能占機械工業(yè)總耗能的25%?30%。鑄造企業(yè)在生產(chǎn)過程中對環(huán)境污染最嚴重的是固體廢棄物和空氣污染。我國每生產(chǎn)1噸鑄件的三廢排放量是有的工業(yè)發(fā)達國家的10倍，根據(jù)統(tǒng)計，2013年我國鑄造行業(yè)排放污染物總量約為：粉塵220萬噸，廢氣450?900億m3，廢砂5000萬噸，廢渣1300萬噸。

我國鑄造業(yè)的污染控制技術和設施還較為落后（如圖2)，發(fā)達國家鑄造廠用于環(huán)保的投資占鑄造廠設備投資的20%?30%，而我國只占5%?8%。鑄造企業(yè)發(fā)達的地區(qū)如江蘇、山東、浙江、上海、湖北、重慶等在生產(chǎn)過程中對環(huán)境造成的污染比較嚴重（見圖3、表1)

2鑄造企業(yè)排放的空氣污染

鑄造廠空氣污染的特點：污染源分散，濃度較低，氣體量大。在美國環(huán)保局列出的總共188種危險空氣污染物（HazardousAirPollutant,HAP)中，鑄造廢氣中己經(jīng)檢測出的有40多種，對環(huán)境和人體健康都有巨大危害（見圖4、5)。

澆注、冷卻和落砂過程產(chǎn)生的HAP來源于鑄造過程中煤粉、有機粘合劑的熱解（見圖6、表2、3)。

3鑄造企業(yè)有害氣體的治理

鑄造企業(yè)在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣處理方法有如下幾種，各有利弊：

a、活性炭吸附法；

b、化學藥劑溶解法；

c、生物降解法；

d、等離子法；

e、植物液噴灑法；

f、催化燃燒法；

g、催化氧化法；

h、酸堿中和法；

i、UV光解凈化法

現(xiàn)在的廢氣治理狀態(tài)是末端治理效率低，費用高。真正的解決方案是從源頭杜絕有害廢氣的產(chǎn)生是后面介紹的長江環(huán)保型低臭味覆膜砂和長江CITEK無機砂。

4環(huán)保型樹脂覆膜砂新技術

1)長江環(huán)保型低臭味覆膜砂(lowodorRCS)

2)低臭味性:制芯時較普通樹脂覆膜砂的惡臭氣相物氨氣(ammoniagas)排放量低85%以上，澆注時的高溫熱裂解氣相物排放量低30%左右

3)低發(fā)氣量:較普通樹脂覆膜砂降低發(fā)氣量10%左右

4)低膨脹性:較普通樹脂覆膜砂的熱膨脹性低5%左右

5)良好的出砂性:較普通樹脂覆膜砂清砂更容易，清砂時間可縮短30%左右

6)長江CITEK無機砂:920°C居里點熱裂解氣相有機物測試結果表明，相對有機樹脂砂，氣相污染物減少92%以上（見圖7)，基本杜絕了鑄造有害氣體的產(chǎn)生。

5鑄造廢砂傾倒污染的現(xiàn)狀

鑄造企業(yè)在生產(chǎn)過程中對環(huán)境污染最嚴重、數(shù)量最大的是廢砂（見圖8)。6鑄造廢砂的污染與危害（見表4)

1)廢砂的危害：揚塵污染、化學污染、土壤砂化、占用土地和浪費硅砂資源；

2)揚塵污染:廢砂中所含的大量細小的顆粒(包括PM2.5)，裸露在外會隨風飄散，形成極大危害；

3)化學污染:廢砂中含有持久性有害有機污染物質(zhì)，填埋棄置的廢砂將長期污染土壤和水體。

7鑄造廢砂污染的解決方案：循環(huán)再生處理

1)技術上：降低了熱膨脹系數(shù)，提髙了砂粒表面的活化，去除了砂中的細粉含量，從而減少型砂中樹脂加入量，降低鑄件表面上的脈紋、氣孔等鑄造缺陷；

2)經(jīng)濟上：可大幅度降低新砂用量，保護砂資源，節(jié)約運輸成本。減少鑄件的鑄造缺陷，從而降低鑄件的綜合成本。降低C02排放成本。

3)從環(huán)保角度上，政府法規(guī)越來越嚴。廢砂再生處理可大大降低隨意拋棄排放含有害物質(zhì)的混合廢砂，大大減少對土壤和水源產(chǎn)生的污染。

8廢砂再生處理技術

1)通常的再生技術與裝備熱法（有臥式爐、立式爐，問題：只處理樹脂砂，能耗尚）

機械（有摩擦、撞擊，問題：只處理單一廢砂，再生效率低）

濕法（又稱水洗法，問題：占地面積大，樹脂不能處理，二次污染嚴重，冬季結凍，投資及運行成本高）

2)重慶長江集團的熱法機械聯(lián)合再生技術高效低耗：余熱多處多次重復利用可處理各種廢砂：樹脂砂，潮膜砂，無機砂再生砂質(zhì)量高，完全替代新砂制芯零排放：粉塵再利用，廢氣處理。

9廢砂再生處理中的環(huán)境問題

國內(nèi)再生設備、技術、工藝良莠不齊，致使再生砂質(zhì)量、再生成本、環(huán)保措施等參差不齊；很多鑄造企業(yè)不熟悉再生技術，造成設備利用率低，再生砂質(zhì)量差，綜合成本高，二次污染嚴重等問題。再生處理中主要有污染物的遷移變化(有機污染物、重金屬）和二次污染物（廢氣：二噁英、PM2；粉塵；重金屬；廢水；有機污染物）

10鑄造廢砂污染的零排放解決方案：循環(huán)再生處理（見圖9)

11鑄造廢砂零排放再生處理技術

重慶長江集團對再生過程的廢氣做了監(jiān)測，主要成分生成的機理見圖10。

長江集團對廢氣處理的基本原理是將廢氣中的有害因子降解為無害因子，從根本上杜絕了空氣二次污染的產(chǎn)生，達到零排放。

再生過程的廢棄物有粉塵、廢渣、廢金屬等。應嚴格規(guī)范二次廢棄物的分離與收集；對物料分類，避免傳輸及處理程中的二次污染，對粉塵進行無害化處理和再利用，從根本上達到零排放。

12重慶長江集團的鑄造廢砂再生處理模式

1)重慶長江在鑄造企業(yè)附近投資建設廢砂再生處理生產(chǎn)線，負責日常生產(chǎn)運行。鑄造企業(yè)將廢砂送到再生處理中心，把處理后符合技術要求的再生砂收回再利用；

2)鑄造企業(yè)排放無憂，沒有設備投資風險，沒有生產(chǎn)管理、再生砂質(zhì)量、設備維修等問題；

3)規(guī)?；?、專業(yè)化生產(chǎn)，有利于二次廢棄物的處理，減少二次污染，達到零排放；

4)有利于政府環(huán)保部門對鑄造廢砂處理的監(jiān)控管理。