ارزيابي چرخه حيات توليد فولاد از آهن قراضه: مطالعه موردي در يك كارخانه فولاد

Life cycle assessment of steel production from iron scrap: a case study at a steel plant

زمينه و هدف: صنعت فولاد، بزرگترين مصرف كننده انرژي در جهان است. سالانه مقادير زيادي ضايعات آهن توليد مي شود كه استفاده از آن در صنعت فولاد، امري اقتصادي است. در اين مطالعه هدف آن است كه پيامدهاي زيست محيطي استفاده از آهن هاي قراضه به عنوان ماده خام براي توليد فولاد با روش ارزيابي چرخه حيات بررسي شود.روش بررسي: براي انجام اين ارزيابي، از نرم افزار simapro و پايگاه دادهecoinvent استفاده شد. داده هاي مربوط به فرايند توليد فولاد (مواد خام، پسماند و محصول) به روش مصاحبه از كارخانه فولاد جمع آوري گرديد، سپس اثرات زيست محيطي به كمك روش هاي recipe، cumulative energy demand (ced)، (ipcc) intergovernmental panel on climate change و رد پاي آب كمي شدند.يافته ها: نتايج به دست آمده از روش recipe نشان داد كه از بين گروه هاي تاثير، سميت براي اكوسيستم خشكي با مقدار kg 1,4dichlorobenzene (1,4dcb) eq/ton 14392 در فولاد و گرمايش جهاني با مقدار kg co2 eq/ton 5289 فولاد به ترتيب بزرگترين تاثيرات زيست محيطي اين فرايند هستند. كمترين پيامد زيست محيطي اين فرايند براي گروه هاي تاثير سميت سرطان زايي براي انسان و سميت براي آب هاي شيرين به دست آمد. ردپاي كربن ناشي از فعاليت اين كارخانه ton co2 eq/ton 5/24 فولاد است. مهمترين زير بخش توليد كننده گازهاي گلخانه اي مربوط به مصرف الكتريسيته با مقدار kg co2 eq/ton2900 فولاد است. تقاضاي انرژي تجمعي (انرژي حاصل از سوخت فسيلي) يك تن شمش فولادي برابر با mj 73393 است كه سه برابر معادل جهاني آن است. ردپاي كلي آب براي يك تن فولاد، m3 19/5 آب است كه تقريبا برابر با معادل آن در اروپا است.نتيجه گيري: استفاده از ضايعات آهن قراضه در فرايند توليد فولاد به جاي سنگ آهن، باعث كاهش مقدار پتانسيل سميت در انسان و مصرف منابع معدني شده است.

Background and Objective: The steel industry is the world’s largest consumer of energy. A large amount of iron waste is produced annually, which its use in the steel industry can be economic. The purpose of this study was to investigate the environmental impacts of the steelmaking from iron scrap as a raw material using a life cycle assessment (LCA) method. Materials and Methods: Simapro software and the ecoinvent database were used to conduct LCA. Data on the steel production process (raw materials, waste, and products) were collected by a questionnaire from a steel plant. Environmental burdens were quantified using ReCiPe, Cumulative Energy Demand (CED), IPCC )Intergovernmental Panel on Climate Change) and water footprints methods. Results: The results of the ReCiPe method showed that the terrestrial ecotoxicity with a value of 14392 kg 1,4-Dichlorobenzene (1,4-DCB) eq/ton of steel and global warming with 5289 kg CO2 eq/ton of steel, had the greatest environmental impact, respectively. The lowest environmental impact of this process was obtained for freshwater ecotoxicity and human carcinogenic toxicity. The carbon footprint resulting from steelmaking is 5.24 ton CO2 eq/ton of steel. The most important sector of the greenhouse gas producer is the consumption of electricity with a rate of 2900 of kg CO2 eq/ton of steel. The cumulative energy demand of one ton of steel ingot was 73393 MJ, which is three times the global equivalent. The total water footprint for one t of steel was 19.5 m3 of water, which is almost near to the equivalent in Europe. Conclusion: the use of iron scrap as raw material in the process of steelmaking instead of iron ore has reduced the amount of human toxicity potential and mineral resource consumption.