Le matériau de construction et d’ingénierie le plus utilisé au monde est l’acier. Les secteurs du bâtiment et des infrastructures consomment un peu plus de la moitié de l’acier produit. Cela soulève la question suivante : la production d'acier a-t-elle des impacts environnementaux ?
L'acier sera très probablement largement utilisé dans une variété de structures, notamment le mobilier urbain, les bâtiments à plusieurs étages, les maisons et les ponts, à la fois dans la structure structurelle et dans les parties individuelles.
La valeur de l’acier dans le monde est énorme. L'acier représente environ 95 % de tous les métaux produits et a un impact significatif sur les économies et la société, au-delà du simple gain financier. C'est une matière première vitale pour une vaste gamme de produits et d'utilisations en raison de son adaptabilité, de sa résistance et de son caractère pratique.
Table des matières
Qu'est-ce que l'acier ?
Il convient d'abord de revoir la définition de l'acier avant d'examiner sa effets sur l'environnement. Pour faire simple, l’acier est un alliage composé principalement de fer, de carbone et de manganèse, ainsi que de traces de silicium, de soufre et d’oxygène.
Cet alliage contient respectivement 2% et 1% de carbone et de manganèse. Cependant, des aciers à faible, moyenne et haute teneur en carbone sont créés, et les aciers de qualité commerciale contiennent généralement des concentrations nettement plus faibles de ces composants.
La résistance et la dureté de l'acier proviennent du carbone, ce qui rend également le matériau plus cassant et moins maniable. Par conséquent, garantir que l’acier est de la qualité appropriée pour l’usage auquel il est destiné nécessite un contrôle minutieux de la teneur en carbone. La majorité de l’acier contient 0.35 % de carbone, alors que très peu en contiennent 1.85 %.
L'acier peut acquérir les qualités de performance appropriées en ajoutant d'autres ingrédients à ce mélange. Par exemple, l’ajout de chrome entraîne la production d’acier inoxydable.
Impacts environnementaux de la production d'acier
Le processus de transformation du minerai de fer en acier commence par santé respiratoire exploitation minière, ou, pour le dire simplement, c'est la première étape du processus. Le processus de dynamitage, etc., avec charbon est très polluant. Il libère plusieurs polluants, notamment des particules, des poussières diffuses et des oxydes de soufre.
- Four à coke
- Haut fourneau
- Dioxyde de carbone
- Oxydes D'azote
- Le dioxyde de soufre
- Poussière
- Polluants organiques
- Eau
1. Four à coke
Le goudron de houille, les COV, l'arsenic, le béryllium, le chrome et d'autres matériaux font partie des polluants rejetés par les fours au charbon. Ils sont toxiques et peut-être même cancéreux.
2. Haut fourneau
Le minerai de fer est fondu pour produire du fer liquide dans le haut fourneau. La méthode de base à l’oxygène est le nom de cette technique. La fonte brute, également connue sous le nom de fer brut, est produite dans le four en alimentant un mélange de minerai métallique, de coke et d'agents fondants comme le calcaire. La fonte est ensuite transformée en acier.
La technologie EAF (Electric Arc Furnace) est une alternative qui fait fondre la ferraille à haute température plutôt que la fonte brute. Les deux processus entraînent la production de polluants comme des hydrocarbures, du monoxyde de carbone, des PM, du NO2 et du SO2.
3. Dioxyde de carbone
Le dioxyde de carbone (CO2) est quantitativement le plus grand émissions atmosphériques des installations sidérurgiques. Les variations dans la quantité d'acier produite à partir du minerai ont un impact sur les émissions de dioxyde de carbone puisque les hauts fourneaux et les usines de fonte à éponge réduisent le minerai de fer, qui est la principale source d'émissions.
L’utilisation de combustibles fossiles dans les fours pour le traitement thermique et le réchauffage, par exemple, produit également des émissions.
Environ la moitié de l’énergie utilisée par l’industrie sidérurgique dans son ensemble provient du charbon utilisé comme agent réducteur dans les hauts fourneaux et les usines de production de fer spongieux (charbon de transformation et autres types d’énergie). Environ 90 % des émissions de dioxyde de carbone du secteur sidérurgique proviennent du charbon.
4. Oxydes d'azote
Les émissions d'oxyde d'azote (NOx) se produisent principalement dans les cokeries, les fours à arc électrique, les fours de réchauffage et de traitement thermique, le décapage à l'acide nitrique et le transport.
En raison des températures élevées requises dans les industries sidérurgiques, il est difficile d'empêcher la génération d'oxydes d'azote lors des processus de combustion de combustibles, car l'azote est présent dans l'air.
5. Dioxyde de soufre
Les émissions de dioxyde de soufre (SO2) sont étroitement liées à la combustion du pétrole, principalement dans les fours de fabrication et de réchauffage du coke.
6. Poussière
La plupart des opérations de l'industrie sidérurgique entraînent la formation de poussières, notamment celles des hauts fourneaux et des installations de cokéfaction. Le développement des systèmes de ventilation, des filtres et des technologies de dépoussiérage a conduit à une réduction significative des émissions de poussières.
De manière générale, les filtres installés peuvent éliminer plus de 99 pour cent des particules de poussière présentes dans les gaz de four extraits.
Le contenu métallique de la poussière (zinc, nickel, chrome et molybdène) est éliminé, manipulé et essentiellement recyclé, ce qui en fait un sous-produit précieux.
Les émissions réelles et spécifiques de poussières ont diminué d’environ 80 % depuis 1992. Des études menées sur plusieurs décennies sur les mousses ont montré que les émissions de métaux ont diminué principalement en même temps que les poussières.
Dans le secteur sidérurgique, les émissions de poussières ne sont plus considérées comme une préoccupation environnementale majeure. Il convient de noter que la technologie moderne de purification est coûteuse et gourmande en énergie, notamment en matière de traitement des poussières.
7. Polluants organiques
La principale source d'émissions d'hydrocarbures est l'application de solvants dans des procédures telles que la peinture et le nettoyage. Les fours utilisés dans le processus de production pour faire fondre la ferraille sont la principale source d’émissions d’hydrocarbures. Les émissions d'hydrocarbures des fours de fusion peuvent être liées à des modifications des paramètres de traitement du four ainsi que, très probablement, à la composition des ferrailles.
Lorsqu'elles sont associées à des filtres, une séparation efficace des poussières et une gestion efficace de la température des gaz de combustion peuvent réduire certains polluants, tels que les dioxines, qui sont principalement attachés aux particules de poussière. Toutefois, comme le montrent les résultats des mesures effectuées en 2005 dans les aciéries, il est extrêmement difficile d'évaluer les émissions de dioxines.
8. Eau
L'eau est principalement utilisée dans les procédures de refroidissement. L’eau de procédé est utilisée comme lubrifiant, pour le nettoyage, le décapage et l’épuration des gaz de procédé. L’eau utilisée pour l’assainissement est également utilisée en plus petites quantités.
Là où l’eau de mer est accessible, les échangeurs de chaleur l’utilisent principalement pour le refroidissement indirect. Cela indique qu’une augmentation de la température de quelques degrés au maximum n’aura pas d’impact sur l’eau lors de son prochain rejet. Dans d’autres cas, les techniques de refroidissement utilisent les eaux de surface des lacs et des cours d’eau.
Les eaux de surface sont également couramment utilisées comme eaux de traitement dans les aciéries ; suite à des processus de nettoyage comme la sédimentation et la séparation huile-eau, il peut atteindre un taux de recyclage supérieur à 90 %. En plus d’être utilisée pour l’assainissement, l’eau municipale est également utilisée en quantités modestes pour l’eau de traitement.
Conclusion
De nombreuses entreprises sidérurgiques n'adhèrent actuellement pas aux meilleures pratiques lorsqu'il s'agit de lutter contre l'impact environnemental de la fabrication de l'acier et le problème des émissions. Une action rapide et majeure est nécessaire pour se conformer aux réglementations et réduire la pollution atmosphérique causée par l’industrie sidérurgique.
Une méthode pour réduire pollution industrielle consiste à utiliser capture et séquestration du carbone (CSC), qui élimine à la source le dioxyde de carbone des installations industrielles. Cependant, le CSC est un processus coûteux et gourmand en énergie qui peut également être très dommageable.
Selon des études, la combustion du charbon, etc., pourrait augmenter les émissions de 25 % lorsque le CSC est utilisé. La seule option viable est une méthode peu coûteuse et très efficace pour couvrir de vastes régions.
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Un écologiste passionné dans l'âme. Rédacteur principal de contenu chez EnvironmentGo.
Je m'efforce d'éduquer le public sur l'environnement et ses problèmes.
Il a toujours été question de nature, nous devons protéger et non détruire.