Se sei mai passato davanti a un'acciaieria o hai tenuto in mano una parte di un'auto, una trave da costruzione o anche un coltello da cucina, probabilmente hai interagito con il ferrosilicio senza rendertene conto. In qualità di fornitore di ferrosilicio, passo molto tempo a parlare di come il nostro prodotto fa funzionare queste industrie, dalla spina dorsale dell'industria siderurgica agli usi nascosti a valle. Ma ultimamente, sempre più clienti mi hanno posto una domanda che è stata nella mente di tutti ultimamente: qual è l'impatto ambientale della produzione di questa roba?
Ho capito. Gli obiettivi climatici globali non sono più solo parole d’ordine. Ogni fase della produzione, dall’approvvigionamento delle materie prime alla spedizione del prodotto finale, ha un impatto. La buona notizia è che la produzione di ferrosilicio è un processo che si è evoluto molto negli ultimi 20 anni e presenta sia grandi e ben note sfide ambientali sia alcune aree sottovalutate in cui i fornitori stanno facendo progressi reali. Analizziamolo come lo spiegherei a un collega fornitore o a un ingegnere di un'acciaieria, senza bisogno di un gergo soffocante.
Innanzitutto, cominciamo con le basi su come viene prodotto il ferrosilicio, perché non si può parlare del suo impatto ambientale senza comprendere le materie prime e il processo. Il ferrosilicio è una lega di silicio e ferro, solitamente miscelata per avere il 75% di silicio (75FeSi è il grado più comune) o il 50% di silicio (50FeSi, utilizzato per applicazioni in acciaio a bassa resistenza). Per realizzarlo, si riscalda silice di elevata purezza (è biossido di silicio, giusto? La stessa sostanza presente nella sabbia o nel quarzo), coke (un prodotto del carbone ricco di carbonio) e minerale di ferro in un gigantesco forno elettrico ad arco (EAF) a temperature elevatissime, come 1.800 ° C (3.270 ° F) abbastanza calde da sciogliere la roccia. La reazione separa il silicio dall'ossigeno nella silice e lo mescola con il ferro del minerale per formare la lega. Questo è il processo principale.
Ora, il più grande danno ambientale qui? Utilizzo dell'energia. Quegli EAF sono dei divoratori di energia. Ho lavorato con forni che estraggono da 20 a 30 megawatt di elettricità per un turno di otto ore. Si tratta di energia sufficiente per far funzionare 15.000 case medie negli Stati Uniti per un giorno. In passato, la maggior parte di quell’elettricità proveniva da centrali elettriche alimentate a carbone, il che significava che ogni tonnellata di ferrosilicio produceva emissioni elevate di anidride carbonica (CO2), il principale gas serra che guida il cambiamento climatico. I numeri sono crudi: i tradizionali impianti di ferrosilicio alimentati a carbone producono circa 10 tonnellate di CO2 per ogni tonnellata di 75FeSi prodotta. Per un impianto di medie dimensioni che produce 50.000 tonnellate all’anno, si tratta di 500.000 tonnellate di CO2 all’anno, equivalenti alle emissioni di 108.000 auto a gas guidate per un anno.
Ma ecco il punto: non è scolpito nella pietra. Sempre più fornitori stanno passando a reti alimentate da fonti rinnovabili: eolica, solare, idroelettrica e persino gas naturale con cattura del carbonio. L’anno scorso, un amico che gestisce un impianto di ferrosilicio in Islanda (dove quasi tutta l’elettricità proviene da fonti geotermiche e idroelettriche) mi ha detto che le loro emissioni di CO2 sono inferiori a 1 tonnellata per tonnellata di ferrosilicio. Si tratta di un taglio del 90% rispetto alle operazioni tradizionali. Si tratta di un cambiamento enorme, ma comporta anche un grosso problema: l’elettricità rinnovabile non è disponibile ovunque e il trasporto di ferrosilicio a basso contenuto di carbonio ai clienti può aggiungere alcune emissioni alla catena di approvvigionamento. Stiamo lavorando su questo obiettivo procurandoci energia locale quando possibile e ottimizzando le rotte di spedizione per ridurre il consumo di carburante.
Successivamente, le emissioni oltre la CO2. La produzione di ferrosilicio non è solo un problema di CO2: ci sono altri inquinanti atmosferici che hanno grandi impatti locali e globali. Innanzitutto c'è la polvere di silice. Aspetta, non la bella polvere di silice che puoi acquistare per uso di laboratorio o miscele di calcestruzzo, ma il particolato fine (PM2,5) che viene rilasciato quando riscaldi la silice grezza. Queste minuscole particelle sono larghe meno di 2,5 micrometri, così piccole che possono penetrare in profondità nei polmoni e persino entrare nel flusso sanguigno, causando problemi respiratori. Negli anni '90, il controllo delle polveri era fondamentalmente solo un grande filtro sullo scarico del forno, ma ora utilizziamo filtri a maniche e precipitatori elettrostatici che catturano il 99,9% di quella polvere. Anche la silice filtrata rimanente non viene sprecata: la vendiamo come talePolvere di siliceper additivi per calcestruzzo, trattamento dell'acqua e persino cosmetici. È un vantaggio per tutti: non più polvere nell'aria e stiamo riducendo i rifiuti invece di mandarli in discarica.
Poi ci sono le altre grandi emissioni: monossido di carbonio (CO) e composti organici volatili (COV). Il coke utilizzato nella fornace si decompone ad alte temperature e, quando non c'è abbastanza ossigeno per bruciarlo completamente, rilascia CO, un gas tossico che può essere fatale in alte concentrazioni. I forni più vecchi si limitavano a scaricare la CO direttamente nell'atmosfera, ma gli impianti moderni catturano quel gas e lo usano come combustibile per riscaldare l'EAF stesso, quindi invece di sprecare energia, riciclano le emissioni in energia per il processo. Molti impianti recuperano anche i COV dai gas di scarico e li riutilizzano, riducendo così sia l’inquinamento atmosferico che la necessità di carburante aggiuntivo. Secondo me è come trasformare un prodotto di scarto in un genio delle risorse.
Ora, che dire dei rifiuti? Ogni processo industriale produce degli scarti e il ferrosilicio non fa eccezione. Il sottoprodotto più grande sono le scorie, un materiale vetroso e fuso che galleggia sopra il ferrosilicio fuso nella fornace. Una volta versato il silicio, le scorie si raffreddano in pezzi solidi. Per molto tempo quelle scorie sono state semplicemente gettate nelle discariche. Ma oggi è un prodotto prezioso. Vendiamo i nostri elaboratiFerro lega Siliconislagcome materia prima per la produzione di cemento, base stradale e persino come additivo per fertilizzanti (ha piccole quantità di silicio che sono utili per la crescita delle colture). Ne trasformiamo anche una parte inDispositivo per la rimozione delle scorie pronto all'usoper acciaierie, che rende più semplice e veloce la pulizia delle scorie dalle siviere di acciaio. La quantità di rifiuti provenienti dalle nostre attività destinati alle discariche è diminuita dell'85% negli ultimi 10 anni, un numero di cui sono davvero orgoglioso.
Aspetta, ma c'è una parte di cui si parla meno: l'uso e la contaminazione dell'acqua. Gli impianti di ferrosilicio necessitano di molta acqua per raffreddare l'EAF e il metallo fuso. Tradizionalmente, ogni anno un impianto estraeva milioni di litri di acqua dolce da fiumi o laghi e una parte di essa veniva contaminata da metalli pesanti o coke incombusto, quindi doveva essere trattata prima di essere rilasciata. Ora, la maggior parte degli impianti moderni utilizza sistemi idrici a circuito chiuso: riciclano il 95% dell’acqua utilizzata, quindi hanno a malapena bisogno di assorbire nuova acqua. Questo è un grosso problema per le aree con scarsità d’acqua. Abbiamo investito anche nel nostro sistema a circuito chiuso, che riduce il consumo di acqua del 90% rispetto al nostro vecchio impianto. La piccola quantità di acqua che dobbiamo scaricare viene testata regolarmente e soddisfa o supera tutti gli standard EPA (o normative locali).
Naturalmente, nessun processo è perfetto e ci sono ancora sfide su cui tutti stiamo lavorando. Uno dei più importanti è l’estrazione delle materie prime. La silice che utilizziamo proviene dalle miniere di quarzo, mentre il coke proviene dalle miniere di carbone, entrambe con il proprio impatto ambientale: disturbo del suolo, inquinamento dell’acqua ed emissioni di gas serra derivanti dai trasporti. Collaboriamo con i nostri fornitori di materie prime per approvvigionarci da miniere che utilizzano pratiche sostenibili, come la riforestazione delle aree minate e la riduzione delle emissioni dei trasporti attraverso l'approvvigionamento locale. Alcuni nuovi impianti di ferrosilicio stanno addirittura sperimentando l’uso dell’idrogeno invece del coke come agente riducente, il che ridurrebbe le emissioni di CO2 quasi a zero perché l’idrogeno produce vapore acqueo solo quando reagisce con la silice. Quella tecnologia è ancora nelle fasi iniziali, ma sono entusiasta di dove sta andando.
Un’altra sfida è la fine del ciclo di vita dei prodotti che utilizzano ferrosilicio. Aspetta, il ferrosilicio è usato principalmente come agente legante nell'acciaio, giusto? Rende l'acciaio più forte, più durevole e resistente alla corrosione. Quando i prodotti in acciaio, come automobili o edifici, raggiungono la fine del loro ciclo di vita, vengono riciclati e anche il ferrosilicio presente nell'acciaio è completamente riciclabile. Quindi non è che le emissioni derivanti dalla produzione di ferrosilicio siano imprigionate in un prodotto che viene buttato via e dimenticato. Del resto, se vuoi saperne di più su come il ferrosilicio alimenta l'industria dell'acciaio, puoi consultare la nostra pagina sulUtilizzo del ferrosilicio nell'industria siderurgica.
Come fornitore, non mi interessa solo realizzare un buon prodotto, mi interessa realizzarlo in un modo che non danneggi il pianeta. So che molti clienti sono alla ricerca di partner che diano priorità alla sostenibilità, ed è esattamente ciò che stiamo costruendo qui. Investiamo costantemente in nuove tecnologie, ottimizziamo i nostri processi e collaboriamo con i nostri fornitori per ridurre la nostra impronta collettiva. Se sei un'acciaieria, un'impresa di costruzioni o qualsiasi azienda che necessita di ferrosilicio di alta qualità,Filo animato in lega(un altro prodotto che offriamo per la produzione dell'acciaio) o una qualsiasi delle nostre soluzioni di ferrosilicio, ci piacerebbe parlare di come possiamo soddisfare le vostre esigenze lavorando verso obiettivi di sostenibilità condivisi.
Concludiamo la cosa molto velocemente. Gli impatti ambientali della produzione di ferrosilicio sono reali, ma non sono fissi. Grazie ai progressi nel campo dell'energia, del riciclaggio dei rifiuti e del controllo dell'inquinamento, abbiamo fatto molta strada dai tempi degli impianti ad alte emissioni e ad alto contenuto di rifiuti. C’è ancora del lavoro da fare – non siamo ancora dove dobbiamo essere – ma i progressi che abbiamo fatto negli ultimi vent’anni mi danno speranza. Per chiunque operi nel settore, scegliere un fornitore che investe in pratiche sostenibili non è solo positivo per il pianeta, ma è positivo anche per la tua azienda, perché sempre più clienti richiedono materiali a basse emissioni di carbonio. Se vuoi parlare dei nostri prodotti, dei nostri sforzi per la sostenibilità o effettuare un ordine, contatta il nostro team oggi stesso. Siamo qui per aiutarti.
Riferimenti
- Agenzia internazionale per l'energia (IEA). (2022). Roadmap tecnologica delle ferroleghe. Pubblicazioni dell'AIE.
- Associazione mondiale dell'acciaio. (2023). Impronta ambientale della produzione dell'acciaio, Allegato: Produzione di ferrosilicio.
- Agenzia statunitense per la protezione dell'ambiente (EPA). (2021). Controllo dell'inquinamento atmosferico per la produzione di ferromanganese e ferrosilicio.
- Associazione dei produttori di leghe di ferro (FAPA). (2022). Pratiche sostenibili nella produzione primaria di ferrosilicio.
