各企业都存在一定数量的废旧钢铁、纸制品等可再生资源,它们具有一定的使用价值。企业可再生资源种类繁多、地点分散,因此这就对可再生资源的回收和利用提出了特殊要求。
6.2.1 废旧钢铁回收技术与方法
废旧钢铁是指生产领域和消费领域产生的废钢铁的总称。生产领域产生的废钢铁主要是指钢铁、机械、铁路、建筑、通信、油田、电力、水利等生产领域产生的钢渣、废钢坯、废次材、边角料、各种报废设备或器材。消费领域产生的废钢铁主要是指城乡居民、企事业单位在消费过程中产生的各种废钢铁及其制品,包括铁锅、废冰箱、废洗衣机、废自行车、废镰刀、报废的小型农具等。
废旧钢铁回收采用“先利用,后回炉”的原则进行科学管理。“先利用”就是将企业认为报废的物品(棒料、钢板、边角余料等)进行二次直接利用;“后回炉”就是将企业生产制造过程中产生的不能直接二次利用的废旧钢材进行回炉高温冶炼。
1.废旧钢材回收技术
废钢铁的回收加工过程中,常采用剪切、打包、破碎、分选、清洗、预热等形式,使废钢铁最终形成能被冶金业利用的优质炉料。根据废料的不同形式、尺寸和受污染程度以及回收用途和质量要求,选用不同的处理方式。
(1)剪切。剪切是废旧钢材加工分解的方法之一,其处理主要针对长度超过一定尺寸的型钢、轴以及各种大型的金属构件,进行冷态剪断。
废旧钢材(板材)在进行气割加工分离以后,往往其产品不能直接应用在生产制造的过程中,因为气割加工的板材边缘粗糙,不能符合零部件的公称尺寸及形状尺寸的要求,所以需要针对气割的板材进行剪切加工,使之符合零部件的要求。
剪切加工还大量应用在棒料的剪切分离工作中。例如为锻造加工准备的毛坯可以使用剪切加工的方法进行加工操作。棒料剪切加工成一定长度的毛坯料,加热后进行锻压加工,这时对棒料的外形尺寸要求较低,能够符合锻压要求即可。
剪切加工属于冷加工方法,较机械加工切段速度快,但加工后的外形尺寸难以控制,不精确,加工后的棒料不能直接进行组配、组装。
(2)压块。压块又可称为打包,其目的一是减少容积、便于装卸和运输;二是制取高密度料块,便于炼钢工艺。
企业废旧物资打包压块主要对象是体积较小的金属切屑、板材类的边角余料等回收物资。生产企业制造产品的过程中,机械加工生产出大量各种类型的切屑,这类切屑给物流运输带来诸多不便。生产过程中一些金属类较小的包装材料也是如此,将此类废旧材料进行挤压打包成一定尺寸、规格的立方体,以便于回收管理。
打包压块工序简单,便于操作。在操作过程中应注意往机器添加材料时,因为材料以多种形态存在,易割伤、划伤操作者。所以,打包压块操作时,应对操作者的劳保用品的穿戴严格要求。
(3)破碎。破碎就是把大块废钢铁及连带的附属物破碎成小块或小颗粒,以利于分选废物。破碎方式有机械破碎和物理破碎两种。机械破碎是利用各种破碎机破碎,是现今国内最常用的破碎方法。主要的破碎机械有鳄式破碎机、辊式破碎机、冲击破碎机和剪切破碎机等。物理法破碎有低温冷冻破碎、超声波破碎等。
2.废旧钢材回收流程
生产企业对废旧钢材进行回收再利用,不仅能使企业原材料充分利用,还能降低企业运营成本,促使社会回收物流合理化。因此,企业应对废旧钢材进行统一的管理和回收,建立废旧钢材的回收制度与规划,有条件的企业还应设立专门的机构进行有效管理,将废旧钢材的回收再利用提到生产控制、企业战略规划过程中,充分利用废旧钢材。
钢材回收流程如图6-1所示。(www.xing528.com)
图6-1 钢材回收流程
6.2.2 纸与纸制品回收技术与方法
纸与纸制品的回收利用在减少污染、改善环境、节约原生纤维资源及能源、保护森林资源等方面能产生巨大的经济效益和环境效益,是实现造纸工业可持续发展以及社会可持续发展的一个非常重要的方面,因此有人称其为“城市的森林”工业。世界上的发达国家对废纸的回收利用,无论在规模上,还是在生产技术方面都已经具有相当高的水平,废纸回收利用和林纸一体化已逐步成为现代制浆造纸工业的两大发展趋势。
1.纸与纸制品的废弃处理技术
企业在生产过程中会产生大量的纸及纸制品废弃物。我国在引进国外废纸处理先进技术的同时,科研院所和造纸机械厂家等也在为废纸制浆生产线中关键设备的国产化而不断努力。在对引进设备吸收消化的基础上,有针对性地进行改进和创新,使我国废纸回收的处理技术和设备装配水平得以全面发展。
废纸处理的工艺技术路线主要为:碎解→净化→筛选→脱墨→洗涤→复选→热分散→漂白等,发展目标或主攻方向仍然是进一步强化单体设备的功能,降低能耗,提高处理系统的整体效率和处理后废纸浆的质量。
(1)碎解。在废纸碎解工序中,卧式转鼓碎解机和立式D 形碎解机为两种主要的碎解设备。其中卧式转鼓碎解机具有可连续、处理量大、效率高、稳定性好等特点,日处理量可达到1 000 吨/天以上;立式D 形碎解机具有间歇式、处理作用温和、化学药品能准确计量等特点。在碎解前尽可能有效地去除夹杂在废纸中的杂质,以减轻碎解及其后续工序的处理负荷,是一种技术可行、经济合理的做法。
(2)脱墨。在废纸脱墨工序中,浮选脱墨方式因其操作容易控制、稳定性好、设备适应性强等特点,仍占据主流。生物酶脱墨工艺具有一定的发展前景,但受废纸种类、印刷油墨种类等因素的影响,目前在工业生产中尚未得到广泛普及。
(3)热分散。热分散设备可归纳为两类,一类为盘磨式的热分散机,如Andritz 公司生产的热分散机,处理后纸浆中的胶粘物被均匀分散成肉眼几乎看不见的微小粒子;另一类为揉搓机,如日本相川公司生产的揉搓机,在日本和欧洲造纸企业有较多的应用。揉搓机置于脱墨后、漂白前,主要目的是去除热溶物,同时能够有效地减少纸浆中纤维束或浆块的含量,提高漂白的效果;揉搓机也可以置于脱墨前,主要目的是将纸浆纤维与油墨粒子通过揉搓作用彼此间高效地分离,从而提高后续浮选脱墨的效果。
2.纸与纸制品的回收利用
我国将会通过制定相应的政策和法规来引导、指导国内废纸的回收组织工作,提高国内废纸回收率,逐步降低对进口废纸的依赖程度,以促进社会循环经济的发展。
(1)加大对废纸回收循环经济理念的宣传,深化节能低碳的生产方式。加大对废纸回收循环经济理念的宣传,把废纸回收工作提高到发展循环经济、保护森林资源、维护生态家园、造福子孙后代的高度;建立废纸的分类标准和回收系统的管理保证体系,建立国内废纸质量的监控系统,确保回收废纸的质量;限制国外进口废纸的数量,用节约下来的资金鼓励企业进口先进的设备,解决国内废纸生产利用中的技术难题;国家对使用国产废纸的造纸企业给予一定的优惠政策;提高造纸行业准入条件,逐步淘汰产能、技术落后的中小企业,同时给予大型造纸企业更多的政策扶持,促进我国造纸产业整体升级。
废纸的回收利用对于原生能源与资源的节约以及环境污染的控制方面具有明显的社会效益与经济效益,能够有效地实现造纸工业的可持续发展,并进一步促进整个社会的可持续发展。目前,我国是世界上最大的废纸消费国与进口国,而废纸的整体回收利用率却远远低于世界平均水平。深化节能低碳的生产方式,进行合理的高校废纸资源的回收利用,能够有效地降低我国废纸浆的进口量,节省部分外汇投入,进一步满足人们生产生活的需求与国家经济建设的需要。
(2)研发高效、高质、大产能的废纸(脱墨)制浆系统关键设备。目前国内急于解决的废纸回收的关键技术是年产10 万吨及以上的废纸浆成套技术与装备。由于国内近几年废纸浆使用的比例迅速扩大,国产废纸处理设备发展较快。为此,国内机械制造厂家与造纸企业、科研院所等相关单位应联合起来,共同开发先进的废纸浆生产技术与脱墨设备,不断提高利用废纸再生造纸的设备装备水平与纸张品种的适应性能,促进废纸利用快速发展。
(3)资金实力强、技术力量雄厚的企业可以在购进国外旧瓦楞纸箱、旧杂志纸和旧新闻纸的同时,引进国外现有的包括生产线在内的脱墨技术和设备,生产优质再生浆,替代木浆纤维,生产上档次的多品种产品。这样既有利于环境治理,又可大幅度增加效益。在有些国家,政府已经规定某些纸张(如新闻纸)必须配以一定比例的废纸浆才能生产,如用脱墨浆生产高档文化用纸。
(4)合理利用国外废纸资源,广辟废纸进口渠道。对购进的废纸原材料要严格把关,防止带回有害成分,造成严重影响,同时注意保护企业的合法利益,避免经济损失。在选购废纸时,要结合自身的设备状况、技术力量、生产品种等分门别类,合理利用。同时要把各个等级的废纸充分、合理利用到纸板中,降低不必要的成本。不同国家的废纸,品质也有很大差异。
(5)充分利用好化学助剂。着重研究新型脱墨剂、增强剂、漂白剂、洗涤剂的开发研究,并形成完整的应用工艺流程,避免造成二次污染,使废纸进一步提高使用价值。开发新技术解决各种难以处理的激光印刷废纸、计算机打印纸、苯胺油墨印刷废纸、上蜡废纸等废纸原料而产生的脱墨、脱胶粘物、脱蜡等方面遇到的困难。
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