Экономика замкнутого цикла — металлолом и модель безотходного производства в металлургии

Безотходные технологии в металлургии

Сталь и чугун — самые перерабатываемые материалы на планете. Переплавка стали и чугуна как вторичное использование сырья остается частью экономики замкнутого цикла. В конце срока службы изделия из стали и чугуна полностью подлежат повторному использованию. Причем жизненный цикл черных металлов бесконечен: они не теряют ценных свойств и являются возобновляемым природным ресурсом. Самые популярные марки стального металлолома — 3А, 5А, 12А, а в переработке чугунного лома высоким спросом пользуются 17А и 21А.

По данным WSA, в 2021 году в мире было переработано около 680 млн тонн металлолома, а коэффициент повторного использования вторсырья в металлургии достигал 97,34%. Ломозаготовка — это отдельная крупная отрасль, которая поставляет сырье для производства новой продукции. Это сырье так же важно, как железная руда и кокс. 

Доля переработанной стали в новых изделиях колеблется от 30% для конвертера и до 100% — для дуговой сталеплавильной печи (WSA). В будущем любые изделия из стали и чугуна также станут не просто мусором, а металлоломом, пригодным для повторной переплавки.

Специалисты разделяют вторсырье по категориям в зависимости от размера металлолома, химических свойств, а также количества и состава примесей. На первом этапе со всеми марками металлолома работают ломозаготовители, которые становятся поставщиками подготовленного к переработке сырья для металлургических заводов. Они принимают отходы и с помощью специального оборудования уплотняют и дробят негабаритный металлолом, чтобы подготовить его к переплавке на заводе, а примеси из сырья удаляют мощными магнитами.

Металлом в производственной цепочке

Критерии для сортировки металлолома указаны в ГОСТ 2787-2019. Самыми популярными категориями стального металлолома, как говорилось выше, являются:

• 3А — кусковой лом и отходы, в том числе стальные трубы диаметром более 480 мм, если они сплющены или разрезаны вдоль. Именно эта категория подходит по составу и габаритам для загрузки в печь и переплавки в новую продукцию без переработки.
• 5А — негабаритные стальные отходы и металлолом толщиной более 6 мм и массой до 10 тонн. Вторсырье этой категории подходит для предварительной переработки. 
• 12А — стальной лом толщиной до 4 мм, размеры одного куска не превышают 3500 x 2500 x 1000 мм. Это легковесный бытовой и промышленный лом, где доля примесей не выше 2% от массы. Также требует переработки.

Среди чугунного металлолома наиболее востребованы две категории:

• 17А — куски чугунных чушек, отлитых из чугуна изделий, а также отходы производства размером не более 300 мм в одном из измерений. Вес куска может варьироваться от 500 г до 20 кг, а доля посторонних примесей должна быть ниже 2%. 
• 21А — негабаритные, то есть не имеющие регламентированных критериев по размерам и массе, чугунные отходы: изложницы и поддоны с долей примесей не более 3%.

Переход к экономике замкнутого цикла — это признанная во всем мире задача, которая входит в 12 целей устойчивого развития ООН. Эта модель экономики ориентирована на заботу о будущем планеты с помощью безотходных технологий, к которым можно отнести повторное вовлечение сырья в производство вместо однократного, а также использование продуктов совместно с другими потребителями, применение возобновляемых материалов и отказ от сжигания и захоронения отходов. Долговечность, возможность переработки вторсырья и его применение в производстве новой продукции делают сталь и чугун идеальными материалами для экономики замкнутого цикла.

Металлические отходы производств в России

В России до 2024 года действует национальный проект «Экология», который предполагает сокращение доли неперерабатываемых отходов на полигонах на 50% относительно 2018 года. В 2022 году начал действовать федеральный проект «Экономика замкнутого цикла». Его основные цели — увеличение к 2030 году доли вторичных ресурсов, используемых в строительстве, до 40%, в сельском хозяйстве — до 50%, в промышленности — до 30%.

Также в стране действует закон от 14.07.2022 №268-ФЗ о вторичных ресурсах. Он запрещает захоронение вторичных ресурсов с 2030 года и требует разделять отходы и направлять вторсырье на переработку.

Переработка металлических отходов

Жизненный цикл продуктов черной металлургии в циклической экономической модели длится вечно: ресурсы добывают, превращают в продукцию, затем появляются отходы, которые после сортировки вновь переплавляют в сырье. Вторичная переработка позволяет сократить вред для экологии без ущерба экономическому росту: переход к безотходному производству приносит бизнесу экономическую выгоду, так как металлургические предприятия платят за переданный металлолом.

Стремление черной металлургии к развитию экономики замкнутого цикла выходит за рамки переработки самого металлолома. По данным  American Iron and Steel Institute, более 90% побочных продуктов процесса производства стали используются повторно или перерабатываются. Шлак становится сырьем для цемента, дорог, удобрений и гидротехники. Технологические газы — это ресурс для производства тепла и электроэнергии. Из пыли сталеплавильного производства можно извлечь оксиды железа, никеля и цинка.

Новая модель производства и потребления

Переработка металлолома — одна из наиболее простых и проверенных форм вовлечения вторичного сырья в производство. Использование стальных и чугунных отходов соответствует принципам экономики замкнутого цикла и двенадцатой цели устойчивого развития ООН. Повторная переработка металлолома позволяет решить сразу несколько проблем:

• Экономит природные ресурсы. Мировые запасы железной руды, по оценке геологической службы США (USGS), на начало 2021 года составляли 175,5 млрд тонн, а мировое производство железной руды в 2020 году составило 2,5 млрд тонн.
• Сокращает вредные выбросы CO2. На долю сталелитейного сектора приходится около 7% мирового объема выбросов CO2, причем основная доля выбросов, по оценке WSA, связана с химическими реакциями при первичном производстве ресурсов. 
• Уменьшает количество мусора. Если бы ломозаготовители не собирали лом у населения, он скапливался бы во дворах домов и на свалках.

Вторичное сырье в других отраслях промышленности

Благодаря сбору и переработке металлолома ломозаготовителями в экономику замкнутого цикла вовлекается не только металлургия, но и другие отрасли:

• Строительство: строительные отходы становятся ломом категории 3А.
• Транспорт: корпуса машин, судов, специальной техники становятся ломом 5А и 12А.
• Энергетика: отходы отрасли могут стать ломом листовой стали 5А или 12А, а также ломом 3А.
• Нефтегазовая отрасль: трубы, буровые установки и другое оборудование — лом 3А.
• Машиностроение: производственные станки становятся чугунным ломом 17А или 21А.

Сократить количество закопанных в землю ценных ресурсов может как бизнес, так и население — с помощью переработки бытовой техники. В стиральной машине, холодильнике, плите есть металлические детали из стали и чугуна, которые можно сдать на переработку. Именно поэтому некоторые компании и магазины предлагают скидку на новые покупки за старую бытовую технику.

Как Vtorion помогает в развитии экономики замкнутого цикла

Торговля вторичными ресурсами через онлайн-платформы помогает бизнесу и населению экономить ресурсы и деньги, а также позволяет заботиться об экологии благодаря повторному использованию вторсырья. Одна из миссий Vtorion — повысить осведомленность о переработке бытовых и промышленных отходов и предоставить площадку для вовлечения вторичных металлов в производство. Мы помогаем покупателям и продавцам взаимодействовать в удобном онлайн-формате.

Экономика замкнутого цикла способна решить наиболее острые проблемы сокращения запасов сырья и загрязнения природной среды. Разумное и бережное обращение с отходами производства и потребления приносит выгоду как бизнесу, так и экологии.