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(guó)是鑄造大國(guó)，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(guó)各類鑄件產(chǎn)量總產(chǎn)量4450萬(wàn)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(yán)重的行業(yè)。鑄造行業(yè)耗能占機(jī)械工業(yè)總耗能的25%?30%。鑄造企業(yè)在生產(chǎn)過程中對(duì)環(huán)境污染最嚴(yán)重的是固體廢棄物和空氣污染。我國(guó)每生產(chǎn)1噸鑄件的三廢排放量是有的工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的10倍，根據(jù)統(tǒng)計(jì)，2013年我國(guó)鑄造行業(yè)排放污染物總量約為：粉塵220萬(wàn)噸，廢氣450?900億m3，廢砂5000萬(wàn)噸，廢渣1300萬(wàn)噸。

我國(guó)鑄造業(yè)的污染控制技術(shù)和設(shè)施還較為落后（如圖2)，發(fā)達(dá)國(guó)家鑄造廠用于環(huán)保的投資占鑄造廠設(shè)備投資的20%?30%，而我國(guó)只占5%?8%。鑄造企業(yè)發(fā)達(dá)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(duì)環(huán)境造成的污染比較嚴(yán)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(diǎn)：污染源分散，濃度較低，氣體量大。在美國(guó)環(huán)保局列出的總共188種危險(xiǎn)空氣污染物（HazardousAirPollutant,HAP)中，鑄造廢氣中己經(jīng)檢測(cè)出的有40多種，對(duì)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(lái)源于鑄造過程中煤粉、有機(jī)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(xué)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(fèi)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(zhǎng)江環(huán)保型低臭味覆膜砂和長(zhǎng)江CITEK無(wú)機(jī)砂。

4環(huán)保型樹脂覆膜砂新技術(shù)

1)長(zhǎng)江環(huán)保型低臭味覆膜砂(lowodorRCS)

2)低臭味性:制芯時(shí)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(shí)的高溫?zé)崃呀鈿庀辔锱欧帕康?0%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(shí)間可縮短30%左右

6)長(zhǎng)江CITEK無(wú)機(jī)砂:920°C居里點(diǎn)熱裂解氣相有機(jī)物測(cè)試結(jié)果表明，相對(duì)有機(jī)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(duì)環(huán)境污染最嚴(yán)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(yáng)塵污染、化學(xué)污染、土壤砂化、占用土地和浪費(fèi)硅砂資源；

2)揚(yáng)塵污染:廢砂中所含的大量細(xì)小的顆粒(包括PM2.5)，裸露在外會(huì)隨風(fēng)飄散，形成極大危害；

3)化學(xué)污染:廢砂中含有持久性有害有機(jī)污染物質(zhì)，填埋棄置的廢砂將長(zhǎng)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(shù)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(xì)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(jì)上：可大幅度降低新砂用量，保護(hù)砂資源，節(jié)約運(yùn)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(lái)越嚴(yán)。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(duì)土壤和水源產(chǎn)生的污染。

8廢砂再生處理技術(shù)

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

機(jī)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(yán)重，冬季結(jié)凍，投資及運(yùn)行成本高）

2)重慶長(zhǎng)江集團(tuán)的熱法機(jī)械聯(lián)合再生技術(shù)高效低耗：余熱多處多次重復(fù)利用可處理各種廢砂：樹脂砂，潮膜砂，無(wú)機(jī)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(guó)內(nèi)再生設(shè)備、技術(shù)、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(shù)，造成設(shè)備利用率低，再生砂質(zhì)量差，綜合成本高，二次污染嚴(yán)重等問題。再生處理中主要有污染物的遷移變化(有機(jī)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(jī)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(shù)

重慶長(zhǎng)江集團(tuán)對(duì)再生過程的廢氣做了監(jiān)測(cè)，主要成分生成的機(jī)理見圖10。

長(zhǎng)江集團(tuán)對(duì)廢氣處理的基本原理是將廢氣中的有害因子降解為無(wú)害因子，從根本上杜絕了空氣二次污染的產(chǎn)生，達(dá)到零排放。

再生過程的廢棄物有粉塵、廢渣、廢金屬等。應(yīng)嚴(yán)格規(guī)范二次廢棄物的分離與收集；對(duì)物料分類，避免傳輸及處理程中的二次污染，對(duì)粉塵進(jìn)行無(wú)害化處理和再利用，從根本上達(dá)到零排放。

12重慶長(zhǎng)江集團(tuán)的鑄造廢砂再生處理模式

1)重慶長(zhǎng)江在鑄造企業(yè)附近投資建設(shè)廢砂再生處理生產(chǎn)線，負(fù)責(zé)日常生產(chǎn)運(yùn)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(shù)要求的再生砂收回再利用；

2)鑄造企業(yè)排放無(wú)憂，沒有設(shè)備投資風(fēng)險(xiǎn)，沒有生產(chǎn)管理、再生砂質(zhì)量、設(shè)備維修等問題；

3)規(guī)模化、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(dá)到零排放；

4)有利于政府環(huán)保部門對(duì)鑄造廢砂處理的監(jiān)控管理。