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公元2700年,地球已经变成了一个毫无生气、堆满了钢材垃圾和各种废物的死星球。这个昔日生机勃勃的星球如今没有一株树,一棵草,没有人类——人类已于700年前移居去了外太空。瓦力是人类用来清理地球垃圾的最后一个低能机器人,由于任务繁重,历时太久,他的其他机器人伙伴已经阵亡。在这个荒凉又贫瘠的地球上,瓦力每天准时上下班,用它那弱小的身躯,把那些垃圾(主要是难以分解的金属和垃圾)收集起来,压缩成一个个方块……为了解闷,瓦力还收养了一只宠物,一只蟑螂,这可能也是地球上最后一个生物,它们相依为命……
这是电影《机器人瓦力》的故事。
而21世纪版的科幻电影《瓦力》是这样的:20××年,第三世界的某国已经变成了一块毫无生气、堆满了钢材垃圾和各种废物的土地。这个昔日绿色葱茏的乐园其时已没有一块明净的天空,没有一片绿色的森林,没有一掬干净的水源。这个国家满目都是从发达国家运输过来的各种金属垃圾,瓦力是靠拣拾和加工金属垃圾为生的最后一个身体健康的年轻人,他在垃圾堆旁有一个固定的住所,收养了一条流浪狗,工作之余,他每天都望向天空,希望有一天能重新看到一个轮廓干净的太阳。在这个天天都是雾霾的国家里,他看不到其他的人类,看不到风景,找不到爱人,他觉得孤独……
让我们庆幸的是,这一切都还没发生……我们还没有被垃圾驱赶到别的星球上去,我们也没有因为雾霾天气被“隔离”成一个孤独的人。但电影中的一切又是如此接近现实——如果我们再不扼制我们的贪欲,迟早有一天我们真的会被迫逃离地球……特别是后面的那个故事更接近于我们今天的现实——目前一些国家处理垃圾,特别是固体类垃圾正是这么做的:越来越多的欠发达国家正在接受发达国家因发展而带来的生态恶果,接受转移过来的各种被包装的“洋垃圾”,比如废旧钢铁。
被放错地方的资源
严格意义上来说,洋垃圾中的废旧钢铁并不是一种真正的垃圾,不是像电影《机器人瓦力》表现的那样是无用之物。作为一种重要的再生资源,废旧钢铁近些年被我们视作一种可无限循环使用的绿色载能资源,是唯一可以逐步代替铁矿石的优质炼钢原料,并在全球钢铁行业得到了广泛的应用。套用某媒体的话,它是一种 “被放错地方的资源”。
废钢主要有以下几类:产生于炼钢车间、铸钢车间和钢的冷加工或热加工车间的钢料的切头、切尾、切屑、边角料等,这类废钢约占废钢总量的20%~25%;各种废旧设备,钢结构件,报废的机车、车辆、钢轨、汽车、船舶、工具、用具等,即“折旧废钢”,它在工业发达国家约占废钢总量的25%~30%,占社会上钢材总投放量的1%~1.5%;生活用品废旧钢铁如罐头盒、家具和用具等,被称为“社会废钢”或“垃圾废钢”,数量有时高达钢材投放量的1%;此外,还包括从渣中回收的废钢,积存的废钢块,打捞的沉船等。
而进口废钢铁,即洋废钢,在我国则是指列入《自动许可进口类可用作原料的固体废物目录》的“铸铁废碎料”“其他合金钢废碎料”“镀锡钢铁废碎料”“机械加工中产生的钢铁废料(机械加工指车、刨、铣、磨、锯、锉、剪、冲加工)”“未列明钢铁废碎料”和“供再熔的碎料钢铁锭”。我国目前的进口废钢铁主要来源于美国和日本,即美国的HMS#1号废钢、破碎料、优质废钢和日本 的HS号废钢、H1号废钢、H2号废钢、H1:H2(50:50)混合废钢。
中国科学院院士李依依认为利用废钢是一种有利可图的二次使用,其中第一个原因就是可以降低碳排放,使用废钢炼钢可以使炼钢过程中的二氧化碳排放量降低58%左右;第二个原因是可以实现节能减排,使用废钢可使炼钢过程中的能耗降低60%、水耗降低40%、废气排放降低86%、废渣排放降低72%、废水排放降低76%。在钢铁生产的过程中,多用1吨废钢可减少1.6吨铁矿石用量,减少3吨固体废弃物排放。如此显而易见的经济效益和社会效益,使我国等一些国家的钢铁企业的废钢铁需求量显著增加,废钢铁进口量连年大幅上升。
2013年,全球废钢总消费量为5.8亿吨,全球粗钢产量为16.07亿吨,废钢比约为36.1%,其中85%~90%用作炼钢原料,10%~15%用于铸造、炼铁和再生钢材。随着废钢消费的增长,全球废钢的贸易量也在增加,这几年全球废钢的贸易总量达到1亿吨上下,其中近30%是由欧盟内部的贸易所贡献。经济发达国家,如美国、日本、英国、俄罗斯、加拿大等国家为主要的废钢出口国,进口国则为土耳其、韩国、中国、中国台湾、印度等钢铁工业发展较快而废钢资源暂不能满足需要的国家。
我国对废钢的需求始于上世纪五、六十年代。当时为了解决社会物资严重匮乏问题,政府大力提倡勤俭节约、收旧利废,并建立起了一套较完善的废旧物资回收系统。1990年代以来,为了实现资源再利用,减轻环境污染,国家先后推出一系列优惠扶持政策,再生资源回收利用行业得到了迅猛发展。为了节约资源和合理开发利用有限的资源,国家积极支持和鼓励企业采用先进技术,综合开发回收利用再生资源的循环经济项目,尤其是对那些储量稀缺的战略性资源,如钨、钼、锑、锡、钴、镍、钽、铌、铋、金、银、铂、钯、铑、稀土、铜、铝、铅、锌等废旧金属资源。开发一个再生资源项目,就等于开发一座同等金属量规模的矿山。
如今我国已成为全球最大的废钢的消费国。2013年,我国的废钢消费量为8600万吨,居全球首位,之后是美国、日本、韩国等国。其中,排名前五的中国、美国、日本、韩国、土耳其合计废钢消费量全球占比在42%左右。2013年,我国消费废钢8570万吨,约占全球废钢消费量的15%;2014年消费废钢8830万吨,同比增长3%,全球占比亦为15%。 从上述资料看来,不止是欠发达国家,包括发达国家也很愿意使用废钢来炼钢。废钢铁的综合利用已成为包括我国在内的全球钢铁生产原料的重要来源之一,这一“废物利用”的措施有力地支持了一些国家,特别是一些次发达国家的国民经济的科学、健康、可持续发展。近年来国际废金属市场甚至出现了供不应求的局面,欧盟、美国等国家已经在采取措施限制该类固废物出口,而日本、韩国等国家以及印度、越南等国家,在国际市场上已经与我国形成了较强的竞买关系。
洋废钢并没有看上去那样美
在电影《机器人瓦力》中,瓦力对于金属垃圾的处理极其简单粗暴,因为到了2700年,地球已经成了一个“弃球”,机器人无论怎么小心谨慎都无法使地球起死回生了。而在21世纪,我们还对地球抱着一种长治久安的幻想,我们使用每一寸钢筋、每一块铁片都本着尽力延长它们的使命,我们回收每一寸钢筋、每一块铁片本着尽力延长地球寿命的宗旨来行事。
目前,我国对进口废钢的处理一般是这样的:为了有效利用各种类型的废钢,一些钢铁厂设有废钢加工部门,对各类洋废钢进行分类,并精整和加工成为合格的冶炼原料。废钢处理方法因材质和形状而异:易碎的和形状不规则的大块物料,采用重锤击碎;特厚、特长的大型废钢,用火焰切割器切割成合格尺寸;更大废钢铁块料,则采用爆破法爆碎。厚废钢板和型钢、条钢,采用剪切机进行剪切。废薄板边角料、废钢丝、废汽车壳体等容积比重较小的轻料,用打包机压缩成块体,再打捆用作炼钢原料。切削产生的废钢屑除油后,再用压块机压块。混有其他金属的废料,先经破碎,再经磁选,然后分离出废钢。为了更有效地物尽其用,近年我国还发展出利用液氮在 -50%~-100℃的低温下进行破碎的新技术。但废钢与有色金属和其他杂质的分离问题尚未完全解决。
废钢铁在回收利用过程中若处理不当会产生二次污染,其后果有可能与上文想象中的那部21世纪版的“瓦力故事”的科幻片一样,会造成废有色、废橡胶、废塑料、废纤维、渣土等夹杂物的滥排和扩散;会有大量的废油、废水、废气、噪音、扬尘、有毒、有害物质对环境造成污染;会产生易燃易爆物对人身造成安全威胁。而且这些污染主要集中在废钢铁的加工处理过程中。也就是说,从废钢的低成本和可循环使用角度来看,洋废钢似乎看上去很美,但事实却并非如此。
洋废钢的回收利用所产生的二次污染,比我们想象中的要严重,特别是一些汽车和家用电器、电脑报废后产生的洋垃圾加大了社会废钢的复杂程度和加工处理难度。关于其形成的二次污染主要有以下几种表现形式,如废钢拆解、分选、加工过程中所产生的扬尘、噪音的污染;废钢原料中所夹杂的废有色金属、橡胶、塑料、海绵、纤维、木块、树脂、渣土等非钢铁物质的排放造成的环境污染;废钢中所残留的有毒有害液体及对被浸蚀的器皿、管道清洗排出的清洗剂、污水的污染;废钢中所混入的废炮弹、武器、易燃易爆物和密封容器所隐藏的安全隐患;混入废钢铁中的放射性超标的物质,或受放射性物质污染的废钢铁所造成的环境污染和公民人身安全隐患;露天料场受污染的雨水对地下水和周边的污染;废汽车、废船拆解过程中所产生的残留汽油、机油、氟利昂、蓄电池对环境的污染;对依附在废钢表面或夹层中的油污、沥青、塑料、橡胶树脂、纤维等可燃物进行烘烤、燃烧处理过程中所产生的二噁英气体的污染;渣钢进行净化研磨处理过程中所产生的扬尘、噪音,特别是水磨处理产生的废水对周边环境的污染;废电脑、废家电在拆解加工处理过程中所产生的废水、废酸、废碱、电子垃圾等带来的污染等。上述污染源在一般的废钢回收、加工企业普遍存在,也是二次污染防治的重点。
为了瓦力不再孤独……
让瓦力不孤独的办法有两个:一是在人类和地球灭亡之前止住我们的贪欲;二是在地球资源尚未耗尽之前,我们得学会一分钱掰成两分使。一方面,我们不能随意浪费我们有限的地球资源,尽量少产生垃圾;另一方面,我们要学会妥善地利用尚有利用价值的“洋垃圾”,更不能让“洋垃圾”,如废钢在我们国家的土地上再次变成新的垃圾。
有专家认为,回收洋废钢产业应作为钢铁工业的前部工序,必须像矿山和炼铁一样,加速规模化、产业化发展,才能适应市场的需要,才能从源头控制住有可能引发的二次污染。废钢回收加工行业的现状及环保防治能力对废钢加工处理过程中二次污染的控制和一个国家废钢加工配送产业的专业化、规模化程度及行业整合的规范化、现代化程度有着直接的因果关系。这些年,我国废钢铁应用协会进行积极的推进和协助,正在着力加大废钢回收加工配送体系建设的工作力度。工信部也于2012年正式发布《废钢铁加工行业准入条件》和《管理办法》,从企业资质、 规划布局、产能、场地、工艺装备、产品质量、能耗、环保、安全、人员培训等方面对全国从事废钢加工配送的企业提出了要求,进行了规范,废钢回收加工配送体系建设获得了明确的政策支持。
同时,我国还应通过技术引进、技术研发,使废钢加工设备制造业得以快速发展。目前国内已经拥有了一批自主知识产权的先进技术和设备,特别是代表着先进技术的打包机、剪切机、破碎机、抓钢机、电磁设备、防辐射设备、钢渣研磨设备,取得了长足的进步,基本实现了国产化和系列定型产品,在满足国内废钢加工企业、港口、货站使用的同时向中亚、东南亚国家和地区出口,使我国废钢加工的装备水平大幅改善,加工能力和环保质量大幅提高。也就是说,我国所拥有的较先进的废钢加工处理技术、配套设备和专业化加工配送基地及管理体系等基本能够满足上述二次污染防治的需要,关键在于如何在全行业加快产业集中,培养组建专业化废钢加工配送公司,推广先进的技术工艺、设备及环保设施和环境保护管理体系,淘汰落后,加强该领域的科研力度。 我国目前采购废钢的主流钢企集中在江苏、浙江、山东、福建、江西、湖南、湖北、天津、河北等省份。江苏是我国废钢利用最大的省份。20世纪80年代之前,我国对洋垃圾中的废钢加工工艺以落锤、爆破、氧割为主,几家大型钢铁企业所拥有的几台打包机、剪切机都是进口设备,且价格昂贵;1980~1990年代,国产打包机、鳄鱼剪断机和门式剪断机投入市场;2000年以后,我国开始使用废钢破碎机。该设备是一种综合型、环保型的加工分选设备,经过该生产线加工处理的废钢清洁度高,而且加工的主要废钢原料是当前日益增多的报废家电、汽车、自行车、轻型厂房、棚架、护栏、器皿及钢材加工业所产生的轻型废钢。其中所含的废有色金属、塑料、橡胶、纤维、复合结构材料和其他附着物、渣土等夹杂物得到了自动分选和收集。加工过程中的扬尘、噪音、冷却水都能得到很好的控制,有效地降低了二次污染。废钢加工设备研制的快速发展和全行业装备水平的提高,为废钢的加工、净化处理及环境污染防治提供了保障。
对于洋废钢铁加工过程中二次污染的防治途径,中国废钢铁应用协会秘书长认为,主要有以下几个方面。第一,加工过程中对扬尘和噪音的控制,主要由设备的先进性来决定。国内普遍使用的进口和国产的主体加工设备,凡是正规厂家制造的,有标准的,在正常生产状态下都可达标,如剪切机、打包机、破碎机等。而生产过程中的废水基本没有排出,用水很少,主要用于降尘;第二,易爆物资的处理主要依靠在采购废钢中的严格质检,认真分检,认真清理。分拣出的废旧炸弹、武器一般集中交当地驻军和公安协助销毁处理。严格的验质和严谨的管理体系是防治的关键;第三,对放射性污染物的防治,主要靠防辐射检测设备把关。上世纪该设备在我国废钢加工处理现场应用较少,进入21世纪以后废钢来源日益复杂,曾发现多起放射性污染事故,引起业内的极大关注。被放射性物质污染的废钢在回炉炼钢、轧制、制造过程中,辐射不会消失,而是沿着生产工序和装运持续污染环境,对人的生命安全危害很大。国内大型的专业化废钢公司基本上都装备了防辐射检测设备。一般的处理方式为境外的退回境外,国内的在专业部门的指导下封存填埋,但中小型废钢回收企业大部分对防辐射的认识还很淡薄,防辐射的检测还处于空白状态,应加强普及教育和建章立制。第四,对废钢中夹杂物的处理,无论是人工或是用机器分选,都能把夹杂物分选出来。能否造成二次污染,关键是对这些夹杂物的去向如何处理。在大型的废钢公司里,由于产生量大,可将可利用的再生物资分类直接销售或加工成再生原料,供给专业生产厂家利用。如塑料、橡胶、有色金属等。不可再生利用的可以在不污染环境的前提下焚烧或集中填埋。第五,对渣土的处理,有些发达国家不是填埋而是进一步综合利用。因为经过破碎机粉碎分选产生的渣土里还含有大量的塑料、橡胶、纤维、木材的碎屑可燃物,可以通过热能转换循环利用。经研究可加入一定的助燃剂(煤、油等)制成燃块用于发电。产生的灰粉用于生产墙体材料,最终实现“零排放”。据说按市场经济运作暂无利润可言,属于公益事业,需要政府给予政策和资金的扶持。第六,扶持、培养、建设大型的专业化废钢加工配送公司是有效防治二次污染的必由之路。只有在具有一定规模的企业里,先进的技术、设备和管理才能得到应用和发挥,二次污染防治目标才能顺利实现。第七,对渣钢加工、分选处理过程中二次污染的控制要走专业化道路,对尾渣进行深加工和资源化转换,严格控制钢渣非终端产品的销售,取缔周边钢渣加工的“鸡窝群”,同时坚决取缔渣钢水磨加工处理工艺,遏制污染。
总之,洋垃圾——废钢回收加工利用的二次污染防治是一个很大的专业课题,需要专门的科研机构和专业人才进行研究和开发。我国对该课题专项研究起步较晚,目前在这方面投入的资金和科研力量也非常薄弱,还未正式纳入国家的科研发展规划。