Как сократить загрязнение окружающей среды графитовой пылью и электродами для отходов? 

Снижение загрязнения окружающей среды графитной пылью и отработанными электродами требует комплексных мер на различных этапах: контроль на источнике, управление процессом, конечная очистка и утилизация ресурсов. Ниже представлены конкретные меры и ключевые моменты их реализации:

I. Контроль загрязнения графитной пылью

1. Технологии снижения пыли на источнике

• Закрытое производство: провести полную реконструкцию графитообрабатывающего оборудования (например, дробилок, мельниц, сит) для снижения выбросов пыли.
• Замена сухого процесса влажным: использовать влажную обработку на этапах дробления и измельчения для подавления пыли с помощью водяного тумана, а также для снижения температуры процесса и уменьшения окисления графита.
• Выбор низкопылевых материалов: отдавать предпочтение графитному сырью с равномерным зерном и низким содержанием пыли для снижения вторичного поднятия пыли во время обработки.

2. Системы удаления пыли в процессе

• Высокоэффективное оборудование для удаления пыли: установить рукавные фильтры, электростатические фильтры или циклонные фильтры для многоступенчатой очистки газов, содержащих пыль, чтобы обеспечить концентрацию выбросов ниже национальных экологических стандартов (например, ≤10 мг/м³).
• Локальная вытяжная вентиляция: установить локальные вытяжные кожухи в местах образования пыли (например, у загрузочных и выгрузочных отверстий) и использовать системы отрицательного давления для своевременного сбора пыли.
• Интеллектуальный мониторинг: осуществлять мониторинг данных о выбросах в реальном времени с помощью датчиков концентрации пыли и автоматически регулировать объем воздуха оборудования для удаления пыли для повышения эффективности очистки.

3. Сбор и утилизация пыли

• Сбор и повторное использование: после сортировки и очистки графитную пыль, собранную системой удаления пыли, можно повторно использовать для производства электродов или в качестве добавок (например, смазочных материалов, электропроводных материалов).
• Совместная утилизация: пыль, которую нельзя напрямую переработать, можно смешивать с другими промышленными отходами (например, угольными шлаками, хвостовыми рудами) для производства строительных материалов (например, кирпичей, дорожных материалов).

II. Контроль загрязнения отработанными электродами

1. Увеличение срока службы электродов

• Оптимизация конструкции: оптимизировать структуру электродов (например, пористость, электропроводящие каналы) с помощью численного моделирования для повышения теплостойкости и антиокислительных свойств.
• Обработка поверхности: использовать технологии пропитки и нанесения покрытий (например, пропитка асфальтом, карбидокремниевое покрытие) для повышения износостойкости и коррозионной стойкости поверхности электродов.
• Интеллектуальный мониторинг: встроить датчики температуры и напряжения в электроды для мониторинга состояния в реальном времени и предотвращения разрушения из-за перегрузки или локального перегрева.

2. Сортировка и переработка отработанных электродов

• Безопасная разборка: после механического дробления отработанных электродов отделить металлические соединительные элементы (например, медные гайки) от графитовых фрагментов с помощью магнитной и пневматической сепарации.
• Многоуровневое использование:
• Высокочистый графит: после высокотемпературной очистки (≥2500°C) использовать для производства высококачественных электродов или полупроводниковых материалов.
• Графит средней и низкой чистоты: после дробления использовать в качестве рекарбуризатора для сталелитейного производства или смешивать с смолами для прессования графитовых изделий (например, уплотнений, форм).
• Остаточные отходы: смешивать с глиной для производства огнеупорных кирпичей или использовать в качестве дорожного наполнителя.

3. Технологии регенерации ресурсов

• Химическая очистка: растворить примеси (например, кремний, железо) в отработанных электродах с помощью кислотно-щелочных растворов, а затем получить высокочистый графитовый порошок путем фильтрации и сушки.
• Высокотемпературная графитизация: обработать фрагменты отработанных электродов при высоких температурах (2000-3000°C) в защитной атмосфере инертного газа для восстановления кристаллической структуры графита и повышения электропроводности.
• Технология 3D-печати: смешать порошок отработанных электродов с связующим и использовать 3D-печать для изготовления индивидуальных графитовых деталей, сокращая материальные потери.

III. Комплексные управленческие меры

• Аудит чистого производства: регулярно проводить оценку чистого производства, выявлять высокозагрязняющие этапы и разрабатывать планы улучшения (например, замена высокопылевого оборудования, оптимизация технологического процесса).
• Соблюдение экологических норм: строго соблюдать Интегрированный стандарт выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух (GB 16297) и Закон о предотвращении загрязнения окружающей среды твердыми отходами для обеспечения соответствия требованиям по утилизации пыли и отработанных электродов.
• Модель циклической экономики: сотрудничать с предприятиями-поставщиками и потребителями для создания сети утилизации графита и формирования замкнутой производственно-потребительской цепочки “производство-использование-утилизация-переработка”.
• Обучение и защита персонала: укреплять экологическое сознание операторов и обеспечивать их средствами индивидуальной защиты (например, противопылевыми масками, защитными очками) для снижения профессиональных рисков для здоровья.

IV. Типовые примеры

• Компания Toray (Япония): использовала влажную обработку и систему замкнутого циркуляционного водоснабжения для снижения выбросов графитной пыли при обработке до уровня ниже 0,5 мг/м³.
• Компания Fangda Carbon (Китай): построила линию высокотемпературной графитизации отработанных электродов, ежегодно перерабатывая 12 тысяч тонн регенерированных графитовых электродов и сокращая выбросы углекислого газа примерно на 80 тысяч тонн.
• Компания SGL Carbon (Германия): разработала технологию лазерной очистки вместо химической травления для беззагрязняющей обработки поверхности электродов, сократив объем отходвших жидкостей на 90%.

Благодаря технологическому обновлению, оптимизации управления и утилизации ресурсов можно значительно снизить воздействие графитной пыли и отработанных электродов на окружающую среду, а также создать экономическую ценность и содействовать экологической трансформации отрасли.