ИПС "Әділет"

1.1-сурет	Энергия ресурстарын тұтынудың кеңейтілген ағын схемасы
1.2-сурет	Мыс зауытының атмосфераға шығарылатын нормативтік жалпы эмиссияларының құрылымы
1.3-сурет	Бағалы металл өндірісі зауытының атмосфераға шығарылатын нормативтік жалпы шығарындыларының құрылымы құрылымы
1.4-сурет	Сарқынды сулар төгінділерінің жіктелімі
3.1-сурет	Гидрометаллургиялық үдерістің жалпыланған технологиялық схемасы
3.2-сурет	Екінші реттік мыс өндірудің жалпы технологиялық схемасы
3.3-сурет	Алтынды тазартудың принципиалды сызбасы
3.4-сурет	Миллер әдісі бойынша жүргізілетін процестің технологиялық схемасы
3.5-сурет	Құрамында күміс бар шикізатты өңдеудің негізгі кезеңдері
4.1-сурет	Сарқынды сулар және олармен жұмыс істеу
5.1-сурет	ECOMAX® рекуперативті оттығы
5.2-сурет	"Орталық Орал мыс қорыту зауыты" ЖАҚ бу-турбиналық қондырғысы
5.3-сурет	Электрсүзгі құрылысының схемасы (тек екі аймақ көрсетілген)
5.4-сурет	Ылғалды электросүзгі құрылысының схемасы
5.5-сурет	Циклон құрылысының схемасы
5.6-сурет	Кері үрленетін қапшық сүзгі (бір тазалау циклы бөлімі бар)
5.7-сурет	Лүпілдеуші ағынмен кері үрлеп тазарту жүйесі
5.8-сурет	Төмен қысымды ауаны тазарту жүйесі
5.9-сурет	Радиалды ылғалды скруббер
5.10-сурет	Балқытылған металды (қожды) түйіршіктеу
5.11-сурет	Су айналымының тұйық циклы
5.12-сурет	Салқындатқыш суды қайта айналдыру мысалы
5.13-сурет	Әлсіз қышқыл сарқынды суларды тазарту процесінің схемасы
5.14-сурет	КҚ-да күйдіруге арналған пештің және газ тазарту жүйесінің схемасы
5.15-сурет	"Үйдегі үй" ұстау жүйесі
5.16-сурет	Күкірт қышқылы қондырғысына арналған газ тазалаудың типтік схемасы
5.17-сурет	Типтік қос абсорбциялық күкірт қышқылы зауыты
5.18-сурет	Ылғалды катализ арқылы күкірт қышқылын өндіру/қайта алу қондырғысының схемасы
5.19-сурет	Электр доғалы пеште мыс қожын қайта өңдеу
7.1-сурет	Вакуумды айдау көмегімен Доре қорытпасын өңдеудің схемалық диаграммасы

Кестелер тізімі

1.1-кесте	Тау-кен өндіру және байыту қуаттары
1.2-кесте	Катодты мыс алу үшін металлургиялық өңдеудің энергия шығыны (ГДж/т)
1.3-кесте	Қазақстандағы кәсіпорындардың электр энергиясын үлестік тұтынуы
1.4-кесте	Бағалы металдар өндірісіндегі электр энергиясының үлестік шығыны
1.5-кесте	Мыс өндіру кәсіпорындарының шығарындыларының мыс өндірісінің ЕҚТ-ға қатысты технологиялық көрсеткіштеріне сәйкестігін бағалау
4.1-кесте	Үздіксіз және кезеңді өлшеулердің сипаттамасы
4.2-кесте	Ластағыш затардың тізімі
4.3-кесте	Мониторинг жүргізу бойынша ұсынымдар
5.1-кесте	Энергия тиімділігін арттырудың негізгі бағыттары
5.2-кесте	Тозаңды кетіру әдістеріне шолу
5.3-кесте	Әртүрлі сүзгілеу жүйелерінің жиі қолданылатын параметрлерінің сипаттамаларын салыстыру
5.4-кесте	Түсті металдардың гидрометаллургиялық өндірісінің сарқынды суларының ықтимал көздері
5.5-кесте	Сарқынды су көздеріне және мыс өндірісінің ағындыларын азайту және тазарту әдістеріне шолу
5.6-кесте	Мыс өндірісінде суды қайта пайдалану және сарқынды суларды қайта пайдалану мысалдары
5.7-кесте	Әлсіз қышқылды сарқынды суларды тазартудың тиімділігі
5.8-кесте	Aurubis Hamburg орталықтандырылған газ жинау және жою жүйесінің тиісті параметрлері
5.9-кесте	Aurubis Pirdop орталық газды жинау және шығару жүйесі үшін тиісті параметрлер
5.10-кесте	Мыс өндіру кезінде пайда болатын өнімдер мен қалдықтар және оларды басқарудың мүмкін нұсқалары
6.1-кесте	ЕҚT қатысты шығарындылар/төгінділердің орташа кезеңдері
6.2-кесте	Бақыланатын көрсеткіштер
6.3-кесте	Құрамында сынап бар шикізатты пайдалана отырып, пирометаллургиялық процесс нәтижесінде сынап атмосферасына шығарындылардың технологиялық көрсеткіштері (күкірт қышқылын өндіру жөніндегі зауытқа жіберілетіндерден басқа)
6.4-кесте	Сарқынды сулардағы бақыланатын көрсеткіштер тізімі
6.5-кесте	Мыс және бағалы металдар өндірісіндегі ЕҚТ-ға байланысты су объектісіне төгілу технологиялық көрсеткіштері
6.6-кесте	Шикізатты қабылдау, сақтау, өңдеу, тасымалдау, есепке алу, араластыру, ұнтақтау, кептіру, кесу және сұрыптау кезіндегі тозаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері
6.7-кесте	Концентратты кептіру кезіндегі тозаңды шығарудың технологиялық көрсеткіштері
6.8-кесте	Пештер мен конвертерлерде мыс балқыту кезіндегі тозаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері
6.9-кесте	Тозаңды шығарудың технологиялық көрсеткіштері
6.10-кесте	Қайталама мысты ұстауға арналған пештен тозаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері
6.11-кесте	Қожды өңдеу кезіндегі тозаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері
6.12-кесте	Мыс анодтарының бастапқы және екінші реттік өндірісіндегі шығарындылардағы тозаңның технологиялық көрсеткіштері
6.13-кесте	Анодты құюдан шығатын тозаңның технологиялық көрсеткіштері
6.14-кесте	Мыс балқыту пешінен шығатын тозаңдардың технологиялық көрсеткіштері
6.15-кесте	Мыс жоңқаларын пиролитикалық өңдеу кезінде, сондай-ақ қайталама шикізатты кептіру, майсыздандыру, балқыту кезінде ұшпа органикалық қосылыстар шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері
6.16-кесте	Мыс чиптерінің пиролизінен, балқытудан, отпен өңдеуден және екінші реттік мыс өндірісіндегі конверсиядан болатын ПХДД/Ф технологиялық көрсеткіштері
6.17-кесте	Күкірт қышқылын және басқа да өнімдерді өндіру жолымен балқыту пештерінің шығатын газдарындағы күкіртті қалпына келтіру кезіндегі SО2 шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері
6.18-кесте	Бастапқы мыс өндірісінен SO2 шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері
6.19-кесте	Екінші реттік мыс өндірісінен SO2 шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері
6.20-кесте	Электролиттік тазарту үдерісінде, катодты тазарту машиналарының жуу камерасынан және пайдаланылған анодты кір жуғыш машинадан күкірт қышқылы шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері
6.21-кесте	SO3/H2SO4 бойынша ЕҚT-ға байланысты технологиялық көрсеткіштері
6.22-кесте	Ұнтақтау, елеу, араластыру, балқыту, жағу, қуыру, кептіру және өңдеу сияқты тозаң түзетін барлық операциялардан шығатын тозаңның технологиялық көрсеткіштері
6.23-кесте	Гидрометаллургиялық процестерден, соның ішінде азот қышқылымен еріту/сілтісіздендіру кезіндегі NOx шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері
6.24-кесте	Доре балқыту және балқыту зауытынан SO2 шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері
6.25-кесте	SO2 шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері, соның ішінде ілеспе жану, күйдіру және кептіру операциялары
6.26-кесте	Гидрометаллургиялық өндірістен, соның ішінде ілеспе жану, күйдіру және кептіру операциялары кезіндегі HCl және Cl2 шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері
6.27-кесте	Аммиак немесе хлорлы аммоний пайдаланатын гидрометаллургиялық өндірістің NH3 шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері
6.28-кесте	Кептіру, жану және күйдіру кезіндегі ПХДД/Ф шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері

Глоссарий

Осы глоссарий осы ең үздік қолжетімді техникалар бойынша "Мыс және бағалы металл – алтын өндірісі" анықтамалығында (бұдан әрі – ЕҚТ бойынша анықтамалық) қамтылған ақпаратты түсінуді жеңілдетуге арналған. Осы глоссарийдегі терминдердің анықтамалары заңды анықтамалар болып табылмайды.

Глоссарий мынадай бөлімдерге бөлінген:

терминдер мен олардың анықтамалары;

химиялық формулалар мен элементтер;

аббревиатуралар мен анықтамалар;

өлшем бірліктері.

Терминдер мен олардың анықтамалары

Осы ЕҚТ бойынша анықтамалықта мынадай терминдер пайдаланылады:

алу	-	сепараторлық технологиялық процестерде шикізатты пайдаланудың толықтығын бағалау. Экстракция деп белгілі өнімге өткен экстракцияланған зат мөлшерінің оның бастапқы материалдағы мөлшеріне қатынасы ретінде анықталады (пайызбен немесе бірлік үлесімен). Металлургияда экстракция көбінесе байыту процестеріне және одан алынатын өнімдерге: концентраттар, штейндер және т.б. үшін анықталады. Сонымен қатар тауарлық өнімдегі және шикізаттағы өндірілген компонент массаларының арақатынасы арқылы анықталатын коммерциялық экстракция ажыратылады. материалдар, және технологиялық экстракция, бастапқы және барлық соңғы технологиялық үдеріс өнімдеріндегі құрамдас бөліктің концентрациясымен анықталады;
бағалау	-	шешім қабылдау үшін қойылған мақсаттарға жеткілікті бақылаулар жиынтығының және өлшемдердің сәйкестігінің деңгейін тексеру. Сондай-ақ, талдауды мәселелерді анықтау және тәуекелдер мен пайдады салыстыру сияқты саясатқа байланысты әрекеттермен біріктіру (мысалы, тәуекелді бағалау және әсерді бағалау);
бастапқы өндіріс	-	кендер мен концентраттарды пайдалана отырып металдарды өндіру;
бастапқы шығарындылар	-	пештерден тікелей атмосфераға шығарылатын және пештердің айналасындағы аумақтарға таралмаған шығарындылар;
бейтараптандыру	-	қышқыл мен негіз әрекеттесіп, тұз және әлсіз диссоциацияланатын зат түзеді;
екінші реттік шығарындылар	-	пештің қаптамасынан немесе тиеу немесе төгу сияқты операциялар кезінде шығатын және сорғышпен ұсталатын шығарындылар;
ең үздік қолжетімді техникалар	-	іс-шараларды және оларды жүзеге асыру әдістерін әзірлеудің ең тиімді және жетілдірілген кезеңі, бұл олардың технологиялық стандарттарды және алдын алуға бағытталған басқа да экологиялық жағдайларды белгілеу үшін негіз ретінде қызмет ету үшін практикалық жарамдылығын көрсетеді немесе, егер бұл мүмкін болмаса, қоршаған ортаға теріс антропогендік әсерді азайту;
ең үздік қолжетімді техникаларды қолдануға байланысты технологиялық көрсеткіштер	-	белгілі бір уақыт кезеңінде және белгілі бір жағдайларда орташалауды ескере отырып, ЕҚТ есепте сипатталған ең үздік қолжетімді техникалардың біреуін немесе бірнешеуін пайдалана отырып, объектінің қалыпты жұмыс жағдайында қол жеткізуге болатын шығарындылар деңгейлерінің диапазоны (ластағыш заттардың концентрациясы);
жылдық күрделі шығындар	-	ұсынылған техниканың пайдалы қызмет мерзімі үшін жыл сайын төленетін тең немесе тең төлем. Барлық төлемдердің сомасы бастапқы инвестициялық шығындар сияқты бірдей "ағымдағы құнға" ие болады. Активтің жылдық капиталдық құны инвестор үшін активті иелену мүмкіндігінің құнын көрсетеді;
жылуды қалпына келтіру	-	шикізатты, отынды немесе жану ауасын алдын ала қыздыру үшін технологиялық жылуды пайдалану;
катод	-	теріс электрод
кешенді тәсіл	-	бірнеше табиғи ортаны есепке алатын тәсіл. Бұл тәсілдің артықшылығы кәсіпорынның жалпы қоршаған ортаға әсерін кешенді бағалау болып табылады. Бұл сол орта үшін салдарын ескерместен әсерлерді бір ортадан екіншісіне жай ғана беру мүмкіндігін азайтады. Кешенді (компонентаралық) тәсіл белсенді өзара іс-қимыл мен әртүрлі органдардың (ауаның, судың жай-күйіне, қалдықтарды кәдеге жаратуға және т.б. жауаптылардың) қызметін үйлестіруді талап етеді;
концентрат	-	құрамында бағалы пайдалы қазбалары жоғары өңдеу зауытында байытылғаннан кейін тауарлық өнім;
кросс-медиа әсерлер	-	экологиялық жүктеменің бір экологиялық компоненттен екіншісіне ауысуы мүмкін. Технологияны енгізуден туындаған кез келген жанама әсерлер мен жағымсыз салдарлар;
қалқымалы қышқыл	-	фторид сутегінің (HF) судағы ерітіндісі;
қож	-	негізінен оксидтер қорытпасынан тұратын шихта компоненттерінің жоғары температуралық өзара әрекеттесу өнімі;
қолданыстағы қондырғы	-	қолданыстағы объектіде (кәсіпорында) орналасқан және осы ЕҚТ бойынша анықтамалық қолданысқа енгізілгенге дейін пайдалануға берілген эмиссиялардың стационарлық көзі. Қолданыстағы қондырғыларға осы ЕҚТ бойынша анықтамалық қолданысқа енгізілгеннен кейін реконструкцияланатын және (немесе) жаңғыртылған қондырғылар жатпайды;
қоршаған ортаға эмиссиялар мониторингінің автоматтандырылған жүйесі	-	қоршаған ортаны қорғау саласындағы уәкілетті орган бекіткен Өндірістік экологиялық бақылауды жүргізу кезінде қоршаған ортаға эмиссиялар мониторингінің автоматтандырылған жүйесін жүргізу қағидаларына сәйкес нақты уақыт режимінде қоршаған ортаға эмиссиялар мониторингінің ақпараттық жүйесіне деректерді беруді қамтамасыз ететін эмиссиялардың негізгі стационарлық көздерінде қоршаған ортаға эмиссиялар көрсеткіштерін қадағалайтын өндірістік экологиялық мониторингтің автоматтандырылған жүйесі;
қос контакт (қос абсорбция)	-	күкірт диоксидін тотықтырудың және күкірт диоксидін абсорбциялаудың екі сатылы әдісі, онда катализатордың 3 -ші қабатынан кейін күкірт диоксиді күкірт оксидін (VI) абсорбциялау үшін аралық абсорберге шығарылады, содан кейін моногидрат абсорберде соңына дейін тотығу және кейіннен абсорбциялау үшін катализатордың 4 -ші қабатына оралады;
ластағыш заттар	-	қатты, сұйық, газ тәріздес немесе бу күйіндегі кез келген заттар, олар қоршаған ортаға түскен кезде өзінің сапалық немесе сандық сипаттамаларына байланысты табиғи ортаның табиғи тепе-теңдігін бұзатын, табиғи орта компоненттерінің сапасын нашарлататын және қоршаған ортаға зиян келтіруге немесе адамның өміріне және (немесе) денсаулығына зиян келтіруге қабілетті;
ластағыш заттардың шығарылуы	-	атмосфералық ауаға эмиссия көздерінен ластағыш заттардың түсуі;
маркерлік ластағыш заттар	-	өндірістің немесе технологиялық процестің белгілі бір түрінің эмиссиялары үшін ең маңызды ластаушы заттар, олар осындай өндіріске немесе технологиялық процеске тән ластаушы заттар тобынан таңдалады және олардың көмегімен топқа кіретін барлық ластаушы заттардың эмиссияларының мәндерін бағалауға болады;
мониторинг	-	шығарындылардың, төгінділердің, тұтынудың, эквивалентті параметрлердің немесе техникалық шаралардың белгілі бір химиялық немесе физикалық сипаттамаларының және т.б. өзгеруін жүйелі түрде бақылау;
өлшеу жүйесі	-	көрсетілген өлшемдерді орындау үшін қолданылатын барлық операциялық процедураларды қоса алғанда, өлшеу құралдарының және басқа жабдықтардың толық жиынтығы;
регенеративті оттықтар	-	олар екі немесе одан да көп отқа төзімді массаларды пайдаланып ыстық газдардан жылу алуға арналған, олар баламалы түрде қыздырылады, содан кейін жану ауасын алдын ала қыздыру үшін пайдаланылады, сондай-ақ рекуперативті пешті қараңыз;
рекуперативті оттықтар	-	олар жылуды қалпына келтіру үшін оттық жүйесінде ыстық газдарды айналдыруға арналған. Сондай-ақ қараңыз: регенеративті оттықтар;
сапа	-	көбінесе пайызбен, тоннаға грамм (г/т) немесе миллиондағы бөліктермен (м.д.) білдірілетін кендегі кез келген құрамдас бөліктің өлшемсіз үлесі;
соңына дейін жағу	-	ауаны беру немесе оттықты пайдалану арқылы пайдаланылған газдарды тұтандыру және жағу (мысалы, СО және (ұшпа) органикалық қосылыстардың санын азайту үшін);
сілтісіздендіру	-	сұйық фазадан компоненттерді алу үшін еріткіштің кеуекті немесе ұнтақталған материал арқылы өтуі. Мысалы, алтынды кеуекті кенді немесе қалдықтарды сілтісіздендіру арқылы алуға болады. Басқа әдістер – кенді, концентраттарды немесе қалдықтарды резервуарлы сілтісіздендіру және орнында сілтісіздендіру;
техникалар	-	техникалар объектіні жобалауға, салуға, күтіп ұстауға, пайдалануға, басқаруға және пайдаланудан шығаруға қолданылатын технологияларды да, әдістерді, тәсілдерді, процестерді, практикаларды, тәсілдер мен шешімдерді де білдіреді;
тотықтырғыш	-	басқа материалдармен, атап айтқанда жанғыш заттармен жанасу кезінде жоғары экзотерммен әрекеттесетін материал;
түйіршіктеу	-	ұнтақ немесе қатты материалды жасанды түрде түйіршіктерге, біркелкі өлшемді және біркелкі пішінді түйіршіктерге - түйіршіктерге айналдыру процесі;
ұйымдастырылған шығарындылар	-	стационарлық көзден шыққан шығарындылар, егер ол мәжбүрлі желдету жүйелерінің көмегімен шығатын тозаң- және газ-ауа қоспалары ағынының бағытын қамтамасыз ететін арнайы құрылыс, жүйе немесе құрылғы (түтін және желдету құбырлары, газ құбырлары, ауа өткізгіштер, желдету шахталары және басқалар) арқылы жүзеге асырылса, ұйымдастырылған болып есептеледі;
ұйымдастырылмаған шығарындылар	-	ластағыш заттардың атмосфералық ауаға бағытсыз диффузды ағындар түрінде шығуы;
ұшпа органикалық қосылыстар	-	293,15 К температурада 0,01 кПа немесе одан жоғары бу қысымы бар немесе пайдаланудың белгіленген шарттарында тиісті ұшпалығы бар кез келген органикалық қосылыс;
фторидті сутек	-	түссіз газ немесе сұйықтық, фтордың негізгі өнеркәсіптік көзі болып табылады;
тозаң	-	Газ фазасында дисперсті кез келген пішіндегі, құрылымдағы немесе тығыздықтағы өлшемдері субмикроскопиялықтан макроскопиялыққа дейінгі қатты бөлшектер;
шығару (металды балқыту кезінде)	-	балқытылған металды немесе қожды кетіру үшін пештің шығуын ашу әрекеті;
түтін газдар	-	ауаның ластануымен күресу үшін шығатын құбырдан немесе жабдықтан ұшпа органикалық қосылыстар немесе басқа ластаушы заттар бар соңғы газ шығарындысы;
электролиттік тазарту	-	электролиттік тазарту сатысы, онда металл анод ериді және металл катодта тұнбаға түседі. Ұяшықта анодты шлам деп аталатын қоспалар жиналады;
электролиз	-	электродтардағы екінші реакциялардың нәтижесі болып табылатын еріген заттардың немесе басқа заттардың құрамдас бөліктерін электродтарда оқшаулаудан тұратын физика-химиялық процесс, ол электролит ерітіндісі немесе балқымасы арқылы электр тогы өткен кезде пайда болады;
эмиссия	-	антропогендік объектілерден бөлінетін ластағыш заттардың атмосфералық ауаға, суға, жерге немесе оның бетіне түсуі.

Химиялық формулалар мен элементтер

Химиялық қосылыс	Атауы
1	2
As₂O₃	Күшән триоксиді
CaSO₄	Кальций сульфаты (гипс)
H₂SO₄	Күкірт қышқылы
H₂SiF₆	Кремний фторид сутегі қышқылы
H₂O₂	Сутегі асқын тотығы
HCl	Тұз қышқылы
HF	Фторид сутегі
HNO₃	Азот қышқылы
HgCl₂	Сынап ( II) хлориді, сублиматы
Hg₂Cl₂	Сынап ( I) хлориді, каломель
HgS	Сынап сульфиді
HgI₂	Сынап йодиді
K₂O	Калий оксиді
КОН	Калий гидроксиді
MgO	Магний оксиді, магнезия
Mg(OH)₂	Магний гидроксиді
MgCO₃	Магний карбонаты
MgSO₄	Магний сульфаты
MnO	Марганец оксиді
NaOH	Натрий гидроксиді (каустикалық сода)
NaHCO₃	Натрий гидрокарбонаты
Na₂CO₃	Натрий карбонаты
NO₂	Азот диоксиді
NO_X	NO және NO₂азот оксидтерінің жиынтық атауы
NH₄OH	Аммоний гидроксиді
NH₄Cl	Аммоний хлориді
PbO	Қорғасын оксиді
SiO₂	Кремний тотығы, кремний тотығы
SO₂	Күкірт диоксиді
SO₃	Күкірт триоксиді
SO_X	Күкірт оксидтері – SO₂және SO₃
ZnO	Мырыш оксиді
CaO	Кальций оксиді, әк
CaCO₃	Кальций карбонаты
CaSO₄·2H₂O	Сальций сульфаты, гипс
CaMg[CO₃]₂	Доломит

Символ	Атауы	Символ	Атауы
Cu	Мыс	Пт	Платина
Au	Алтын	Zn	Мырыш
Ag	Күміс	Pb	Қорғасын
As	Күшән	Ге	Германий
Hg	Меркурий	Га	Галий
Se	Селен	Те	Теллур

Аббревиатуралар мен анықтамалар

Аббревиатура	Анықтама
1	2
АМЖ	Автоматтандырылған мониторинг жүйесі
АҚ	Акционерлік қоғам
БМЗ	Балқаш мыс балқыту зауыты
БМ	Бағалы металдар
ЕО	Еуропалық одақ
ЖМЗ	Жезқазған мыс балқыту зауыты
ЛЗ	Ластағыш зат
ИҚ	Инфрақызыл сәуле
КТА	Кешенді технологиялық аудит
КП	Платиналы концентрат
ҚҚ	Қайнаған қабат
ҰОҚ	Метанға жатпайтын ұшпа органикалық қосылыстар
ПТМ	Платина тобындағы металдар
ГКӘ	Бөлінетін газдарды күкіртсіздендіру әдісі
БЖК	Бір реттік жұмсақ контейнер
ДЖ	Деректер жоқ
ЕҚТ	Ең үздік қолжетімді техника
НБ	Нормаланбайды (контекстке байланысты)
ҚО	Қоршаған орта
ББЗ	Беттік-белсенді заттар
ШРШ	Шекті рұқсат етілген шығарынды
ШРК	Шекті рұқсат етілген концентрация
ШРТ	Шекті рұқсат етілген төгінді
ПХДД	Полихлорланған дибензодиоксиндер
ПХДФ	Полихлорланған дибензофурандар
PM	Particulate Matter-қатты бөлшектер
ҚР	Қазақстан Республикасы
СПМ	Сирек платина металы
РТТ	Регенеративті термиялық тотықтырғыш
PS	Peirce-Smith (конвертер)
ЭМЖ	Экологиялық менеджмент жүйесі
ЭнМЖ	Энергетикалық менеджмент жүйесі
ҚКСГ	Құрамында күкіртсутегі бар газ
ЖШС	Жауапкершілігі шектеулі серіктестік
ТЖТ	Техникалық жұмыс тобы
TBRC	Top-blown rotary converter (жоғарыдан үрленетін айналмалы түрлендіргіш)
ӨМК	Өскемен металлургия комбинаты
СЭН	Сапаның экологиялық нормативі
ЭСТ/Ш	Электростатикалық тұндырғыш/тозаң жинағыш
ЭФ	Электрсүзгі

Өлшеу бірліктері

Өлшеу бірлігінің белгісі	Өлшеу бірлігінің атауы	Өлшеу атауы (өлшеу белгісі)	Трансформация және түсініктемелер
1	2	3	4
бар	бар	Қысым (D)	1,013 бар = 100 кПа = 1 атм
°C	Цельсий градусы	Температура (T) Температура айырмашылығы (RT)
Г	грамм	салмақ
h	сағат	Уақыт
Қ	Кельвин	Температура (T) Температура айырмашылығы (AT)	0 °C = 273,15 К
кг	килограмм	салмақ
кДж	килоджоуль	Энергия
кПа	килопаскаль	Қысым
кВтсағ	киловатт-сағат	Энергия	1 кВтсағ = 3 600 кДж
л	литр	Көлемі
м	метр	Ұзындығы
м²	шаршы метр	Шаршы
м³	текше метр	Көлемі
мг	миллиграмм	салмақ	1 мг = 10 ^- 3г
мм	миллиметр		1 мм = 10 ^- 3м
МВт	мегаватт жылу қуаты	Жылулық қуат Жылу энергиясы
nm ³	қалыпты текше метр	Көлемі	101,325 кПа, 273,15 К
Па	паскаль		1 Па \u003d 1 Н / м ²
бөлігі/млрд	бб	Қоспалардың құрамы	1 бет/мин = 10 - 9
ppm	миллионға бөлік	Қоспалардың құрамы	1 бет/мин = 10 - 6
айн/мин	айн/мин	Айналу жылдамдығы, жиілігі
т	метрикалық тонна	салмақ	1 т = 1000 кг немесе 10 ⁶г
т/тәу	тонна тәулігіне	Жаппай ағын Материалды тұтыну
т/жыл	тонна жылына	Жаппай ағын Материалды тұтыну
шамамен%	көлемі бойынша пайыз	Қоспалардың құрамы
кг-%	салмағы бойынша пайыз	Қоспалардың құрамы
Вт	ватт	Қуат	1 Вт = 1 Дж/с
В	вольт	Кернеу	1 В \u003d 1 Вт / 1 А (A - Ампер, ток

Алғысөз

Ең үздік қолжетімді техникалар бойынша анықтамалығы мазмұнының қысқаша сипаты: халықаралық аналогтармен өзара байланыс

Ең үздік қолжетімді техникалар бойынша "Мыс және бағалы металл – алтын өндірісі" анықтамалығы (бұдан әрі – ЕҚТ бойынша анықтамалық) Қазақстан Республикасының Экология кодексін (бұдан әрі – Экология кодексі) іске асыру мақсатында әзірленді.

ЕҚТ бойынша анықтамалықты әзірлеу кезінде ең үздік қолжетімді техниканың қолданылу саласындағы техникалық-экономикалық қолжетімділігін айқындайтын Қазақстан Республикасының климаттық, экономикалық, экологиялық жағдайларына және шикізаттық базасына негізделген бейімделу қажеттілігін ескере отырып, ең үздік әлемдік тәжірибе және Экономикалық ынтымақтастық және даму ұйымының мүшелері болып табылатын мемлекеттерде ресми түрде қолданылатын, Еуропалық Одақтың ең үздік қолжетімді техникалары бойынша ұқсас және салыстырмалы анықтамалығы "Түсті металдар өндірісі үшін ЕҚT бойынша анықтамалық құжат" (Best Available Techniques (BAT) Reference Document for the Non-Ferrous Metals Industries) ескерілді.

ЕҚТ бойынша анықтамалықтың қолданылу саласы, технологиялық процестер, жабдықтар, техникалық әдістер, белгілі бір қолданылу саласы үшін ең үздік қолжетімді техника ретінде әдістер, ЕҚТ анықтау әдіснамасына сәйкес техниканы ЕҚТ-ға жатқызу, сондай-ақ технологиялық процеске арналған ең үздік қолжетімді техникалардың жиынтығында бір немесе бірнешеуін қолдануға байланысты технологиялық көрсеткіштерді ең үздік қолжетімді техникалар бойынша "Мыс және бағалы металл – алтын өндірісі" анықтамалықты әзірлеу жөніндегі техникалық жұмыс тобы айқындады.

Түсті металлургияның өнеркәсіптік кәсіпорындарынан (мырыш және кадмий, қорғасын, мыс және алтын өндірісі) атмосфераға шығарылатын эмиссиялардың ағымдағы мөлшері шамамен жылына 176 000 тоннаны құрайды. Бүгінгі таңда мыс өндіретін қазақстандық кәсіпорындарда ЕҚТ енгізу деңгейі 78 %, алтын бойынша - 91,4 % деп бағаланып отыр.

ЕҚТ қағидаттарына көшкен кезде сала бойынша қоршаған ортаға эмиссиялар шамамен 65 %-ға азаяды немесе шамамен жылына 114 400 тоннаға төмендейді.

Түсті металлургия бойынша сараптамалық бағалау туралы есепке сәйкес инвестициялардың болжамды көлемі 39,489 млрд. теңге. ЕҚТ енгізген кезде нақты кәсіпорынның экономикасын және кәсіпорынның ЕҚТ қағидаттарына көшуге дайындығын, таңдап алынатын ЕҚТ өндіруші елді, қуаттылық көрсеткіштерін, ЕҚТ габариттерін және ЕҚТ орналастыру дәрежесін ескере отырып, ЕҚТ-ны таңдауға деген жеке көзқарас көзделеді.

Өндірістік қуаттарды заманауи және тиімді техникаларды қолдана отырып жаңғырту Экономикалық ынтымақтастық және даму ұйымы (ЭЫДҰ) елдерінің эмиссияларына сай келетін тиісті деңгейлерге дейін ресурс үнемдеуге және қоршаған ортаны сауықтыруға ықпал ететін болады.

Мәліметтерді жинау туралы ақпарат

Әдістемелік нұсқаулықты әзірлеу үшін кешенді технологиялық аудит жүргізу барысында Қазақстан Республикасындағы мыс және бағалы металдар өндірісінде қолданылатын шығарындылар, төгінділер, қалдықтардың түзілуі, технологиялық процестер, жабдықтар, техникалық әдістер, әдістер туралы ақпарат жинақталды, Ережелері әзірлеу ережелеріне енгізілген, Ең үздік қол жетімді әдістемелерді қолдану, бақылау және қайта қарау [1]. Кешенді технологиялық аудит жүргізу объектілерінің тізбесі "Мыс және бағалы металл –алтын өндірісі" ең үздік қолжетімді әдістемелері бойынша нұсқаулықты әзірлеу бойынша техникалық жұмыс тобымен бекітілді.

Басқа ЕҚТ бойынша анықтамалықтармен байланысы

ЕҚТ бойынша анықтамалық Экология кодексінің талаптарына сәйкес әзірленіп жатқан серияның ЕҚТ бойынша анықтамалықтарының бірі болып табылады.

ЕҚТ бойынша "Мыс және бағалы металл – алтын өндірісі" анықтамалығы мыналармен байланысты:

ЕҚT бойынша анықтамалықтың атауы	Байланысты процестер
Шаруашылық және (немесе) өзге де қызметті жүзеге асыру кезіндегі энергетикалық тиімділік	Энергетикалық тиімділік
Атмосфералық ауаға және су объектілеріне ластағыш заттардың шығарындыларына мониторинг жүргізу	Эмиссия мониторингі
Қалдықтарды кәдеге жарату және залалсыздандыру	Қалдықтармен жұмыс істеу
Қорғасын өндірісі	Күкірт қышқылы өндірісі, қорғасын өндірісінің қалдықтары
Мырыш өндірісі	Күкірт қышқылы өндірісі, мырыш өндірісінің қалдықтары

Қолданылу саласы

Экология кодексінің 3-қосымшасына сәйкес осы ЕҚТ бойынша анықтамалық түсті металдар өндірісіне, сондай-ақ Қазақстан Республикасы Үкіметінің 2021 жылғы 28 қазандағы № 775 қаулысымен бекітілген Ең үздік қолжетімді техникалар бойынша анықтамалықтарды әзірлеу, қолдану, мониторингтеу және қайта қарау қағидаларының (бұдан әрі – Қағидалар) 12-тармағының 2-тармақшасына сәйкес мына:

кендерден, концентраттардан немесе екінші реттік шикізаттардан пирометаллургиялық, гидрометаллургиялық және электролиттік процестермен мыс өндірісі;

балқыту зауыттарында қорытпаларды, оның ішінде екінші реттік өнімдерді қоса алғанда, мыс дайындамаларын балқыту;

мыс ұнтағы мен мыс сульфаты өндірісі;

мыс өндірісіндегі күкірті бар газдарды кейіннен күкірт қышқылын және басқа да өнімдерд өндірісімен кәдеге жарату;

гидрометаллургиялық, пирометаллургиялық және электрохимиялық процестер арқылы шөгінділерден, концентраттардан, табиғи концентраттардан (шлам алтыны), қождан, кектерден, екінші реттік шикізаттан бағалы металдар өндірісі және алтын құймалары өндірісі негізгі және қосымша қызмет түрлері мен технологиялық процестердің тізбесіне қолданылады.

ЕҚТ бойынша анықтамалықтың қолданылу саласы, технологиялық процестер, жабдықтар, техникалық әдістер, белгілі бір қолданылу саласы үшін ең үздік қолжетімді техника ретінде әдістер, ЕҚТ-ны анықтау әдіснамасына сәйкес техниканы ЕҚТ-ға жатқызу, сондай-ақ технологиялық процеске арналған ең үздік қолжетімді техникалардың жиынтығында бір немесе бірнешеуін қолдануға байланысты технологиялық көрсеткіштерді ең үздік қолжетімді техникалар бойынша "Мыс және бағалы металл – алтын өндірісі" анықтамалықты әзірлеу жөніндегі техникалық жұмыс тобы айқындады.

ЕҚТ бойынша анықтамалық шығарындылар көлеміне немесе қоршаған ортаның ластану деңгейіне әсер етуі мүмкін негізгі қызмет түрлеріне байланысты процестерге қолданылады:

шикізатты сақтау және дайындау;

отынды сақтау және дайындау;

өндірістік процестер (пирометаллургиялық, гидрометаллургиялық және электролиттік);

шығарындылар мен қалдықтардың түзілуін болғызбау және азайту әдістері;

өнімді сақтау және дайындау;

мыс өндірісінен шығатын газдардан күкірт қышқылы өндірісі.

Анықтамалық мыналарға қолданылмайды:

кенді өндіру және байыту;

концентраттарды алу;

сым өндірісі;

металдардың бетін өңдеу;

өндірістің үздіксіз жұмыс істеуі үшін, сондай-ақ жоспарлы профилактикалық және жөндеу жұмыстарымен байланысты авариялық жұмыс режимдері үшін қажетті қосалқы процестер;

өнеркәсіптік қауіпсіздікті немесе еңбекті қорғауды қамтамасыз етуге байланысты мәселелер.

Осы ЕҚТ бойынша анықтамалықтағы өнеркәсіптік қалдықтарды басқару аспектілері тек негізгі өндіріс процесінде түзілетін қалдықтарға қатысты қарастырылады. Көмекші технологиялық процестердің қалдықтарын басқару жүйесі тиісті ЕҚТ бойынша анықтамалықтарда қаралады.

Қолданылу қағидаттары

Құжаттың мәртебесі

Ең үздік қолжетімді техникалар бойынша анықтамалық объект/объектілер операторларын, уәкілетті мемлекеттік органдар мен жұртшылықты объект/объектілер операторларының "жасыл" экономика қағидаттарына және ең үздік қолжетімді техникаларға көшуін ынталандыру мақсатында ЕҚТ бойынша анықтамалықты қолдану саласына жататын ең үздік қолжетімді техникалар және кез келген перспективалы техникалар туралы хабардар етуге арналған.

ЕҚТ бойынша анықтамалық бірқатар халықаралық деңгейде қабылданған критерийлерге негізделген салалар (ЕҚТ аймақтары) үшін жүзеге асырылады:

аз қалдықты технологиялық процестерді қолдану;

өндірістің жоғары ресурстық және энергия тиімділігі;

суды ұтымды пайдалану, су айналымы циклдерін құру;

ластануды болғызбау, аса қауіпті заттарды пайдаланудан бас тарту (немесе пайдалануды азайту);

заттар мен энергияны қайта пайдалануды ұйымдастыру (мүмкіндігінше);

экономикалық орындылығы (ЕҚТ-ны қолдану салаларына тән инвестициялық циклдарды ескере отырып).

Қолданылуға міндетті ережелер

"6. Ең үздік қолжетімді техникалар бойынша тұжырымдарды қамтитын қорытынды" ЕҚТ бойынша анықтамалықтар ең үздік қолжетімді техникалар бойынша қорытындыларды әзірлеу кезінде қолдануға міндетті болып табылады.

Ең үздік қолжетімді техникалар бойынша қорытындының бір немесе бірнеше ережелерінің жиынтығын қолдану қажеттілігін технологиялық көрсеткіштер сақталған жағдайда кәсіпорындағы экологиялық аспектілерді басқару мақсаттарына сүйене отырып, объектілердің операторлары дербес айқындайды. Осы ЕҚТ бойынша анықтамалықта келтірілген ең үздік қолжетімді техникалардың саны мен тізбесі енгізуге міндетті болып табылмайды.

Ең үздік қолжетімді техникалар бойынша қорытынды негізінде объектілердің операторлары ЕҚТ техникалар бойынша қорытындыларда бекітілген технологиялық көрсеткіштер деңгейіне қол жеткізуге бағытталған экологиялық тиімділікті арттыру бағдарламасын әзірлейді.

Ұсынымдық сипаттағы ережелер

Ұсынымдық сипаттағы ережелер ұсынымдық сипатқа ие болады және ЕҚТ-ның қолданылуына байланысты технологиялық көрсеткіштерді белгілеу процесін талдау үшін және ЕҚТ бойынша анықтамалықты қайта қарау кезінде талдау үшін ұсынылады.

1 -бөлім: мыс және бағалы металдар өндірісі, саланың құрылымы, өнеркәсіптік процестер мен мыс және бағалы металдар өндірісінде қолданылатын технологиялар туралы жалпы мәліметтер беріледі.

2 -бөлім: ЕҚТ-ға жатқызу әдіснамасы, ЕҚТ-ны анықтау тәсілдері сипатталады.

3 -бөлім: өндірістік процестің немесе түпкілікті өнімд өндірісіндегі негізгі қадамдарды сипаттайды, ағымдағы шығарындылар, шикізаттың шығыны мен сипаты, суды тұтыну, энергия тұрғысынан мыс және бағалы металдар өндірісі кәсіпорындарының экологиялық көрсеткіштері туралы деректер мен ақпаратты береді. пайдалану және қалдықтардың пайда болуы.

4 -бөлім: технологиялық процестерді іске асыру кезінде олардың қоршаған ортаға теріс әсерін азайту үшін қолданылатын және қоршаған ортаға теріс әсерін тигізетін объектіні қайта құруды қажет етпейтін әдістерді сипаттайды, әдістердің каталогы және олармен байланысты мониторинг:

ауаға шығарындыларды болғызбау немесе азайту;

су объектілеріне ағызудың алдын алу немесе азайту;

қалдықтардың түзілуін болғызбау немесе азайту.

5 -бөлім: ЕҚТ-ны анықтау үшін қарастыруға ұсынылатын қолданыстағы әдістердің сипаттамасын береді.

7 -бөлім: жаңа және перспективалы әдістер туралы ақпарат берілген.

8 -бөлім: ЕҚТ бойынша анықтамалықты қайта қарау шеңберінде болашақ жұмыс үшін қорытынды ережелер мен ұсынымдар келтірілген.

Жалпы ақпарат

ЕҚТ бойынша анықтамалықтың осы бөлімінде Қазақстан Республикасының түсті металлургия саласының сипаттамасын қоса алғанда, нақты қолдану саласы туралы жалпы ақпарат, сондай-ақ эмиссиялардың ағымдағы деңгейлерін, сондай-ақ энергетикалық, су және шикізат ресурстарын тұтынуды қоса алғанда, осы ЕҚТ бойынша анықтамалықты қолдану саласына тән негізгі экологиялық проблемалардың сипаттамасы қамтылады.

1.1. Мыс және бағалы металдар өндірісінің құрылымы мен технологиялық деңгейі

Мыс металлургиясының қазіргі жағдайы мынадай белгілермен сипатталады [2]:

1. Мыстың мөлшері 0,5 масса % және одан жоғары болатын кендер.

2. Барлық руданың 90 %-ға жуығы флотациялық байытуға ұшырайды, ал 10 %-ы тікелей металлургиялық сатыларға – балқыту және сілтісіздендіру үшін өтеді.

3. Металл мысты алудың негізгі әдісі кендер мен концентраттарды штейнге балқыту және кейіннен штейнге айналдыру арқылы пирометаллургиялық әдіс болып табылады. Қазіргі уақытта мыстың 90 %-ға жуығы осы жолмен алынады. Штейннің едәуір бөлігі бұрынғысынша реверберациялық пештерде балқытылады, кейбір жағдайларда концентраттарды агломерациялау, одан кейін шахталы пештерде балқыту немесе күйдірілген немесе кептірілген концентраттарды электрмен балқыту қолданылады. Соңғы уақытта жаңа процестер жиі қолданылуда, олардың ең перспективалылары – тез балқыту, оттегімен балқыту, сұйық ваннада балқыту ("Ванюков үдерісі") және т.б. Балқытуды конверсиялаумен біріктіретін технологиялар әзірленіп, енгізілді. Жапонияда 1975 жылдың өзінде штейннің 59,5 % тез балқыту арқылы алынған, ал концентраттың 4,4 % Mitsubishi әдісі бойынша үздіксіз балқыту-конверттеу үдерісімен өңделген. Мысты алудың пирометаллургиялық әдісі бірқатар шектеулерге ие: өндірістің үлкен ауқымы (жылына 100 мың тоннаға жуық тазартылмаған мыс); мыс мөлшері 25 – 30 % концентратқа немесе 2 % мыс бар бай кенге қажеттілік; күкірт концентратын немесе кенді толық пайдалану қажеттілігі.

4. Күңгіртке айналдыру арқылы алынған тазартылмаған мыс, әдетте, отпен тазартуға және электролиттік тазартуға барады.

5. Электролиттік тазартудан алынған тұнба Au, Ag, Se, Te және басқа элементтерді алу үшін күрделі өңдеуден өтеді.

6. Мыстың 20 %-ға жуығы гидрометаллургиялық әдіспен сулы ерітінділерден алынады. Бұл әдістердің артықшылығы – пирометаллургиялық әдістермен салыстырғанда энергияны аз тұтыну, жұмыс жағдайларының жақсаруы және қоршаған ортаға теріс әсердің аз болуы. Кемшіліктері - бағалы металдар өндірісінің мүмкін еместігі, төмен қарқындылығы және көлемді жабдық.

Әлемдік мыс өндірісі айтарлықтай шоғырланған. Бұл металдың 35 %-ға жуығы Codelco (Чили), Freeport-McMoRan (АҚШ), Glencore (Швейцария), BHP Billiton (Австралия), Southern Copper (Мексика) бес ірі компанияларында өндіріледі. Бұл компаниялар мыстың 80 %-ға жуығын бастапқы шикізаттан өндіреді (яғни олар толық өңдеу циклін жүзеге асырады) және 20 %-ын түскен сынықтарды өңдеу нәтижесінде шығарады. Еуропада ең ірі мыс өндірушілер: Польша, Португалия және Болгария. Әрбір зауыт мыс өнімдерінің сан алуан түрін шығаруға қауқарлы. Қазіргі дағдарысқа қарамастан, мыс әлі де сұранысқа ие металл. Бұл өндіріске тән күрделі кемшіліктердің бірі – экологиялық проблемалар. Мыс балқыту зауыттарының шығарындыларын бағалау қоршаған ортаның ластануының жоғары деңгейін көрсетті. Оның құрамында денсаулыққа зиянды химиялық қосылыстардың көп мөлшері (кадмий, сынап, күшән, қорғасын, азот және көміртек оксидтері) [3].

Соңғы алты жылда Қазақстан Республикасының Стратегиялық жоспарлау және реформалар агенттігінің Ұлттық статистика бюросының мәліметтері бойынша Қазақстанда мыс кендері өндірісі көлемі 2014 жылғы 38,4 млн. тоннадан 2019 жылғы 119,8 млн. тоннаға дейін, мыс концентраттарын шығару 9,4 млн. тоннадан 15,8 млн. тоннаға дейін және мыс концентраттарындағы мыс 458,8 мың тоннадан 568,5 мың тоннаға дейін өсті. Норникельдің жылдық есебіне сәйкес, 2019 жылы дүниежүзілік мыс өндірісі шамамен 20,7 млн. тоннаны құрады, Чили өндіріс бойынша әлемде бірінші орында тұр, ол әлемдік өндірістің 25 %-ын (5,2 млн. тонна), Қазақстанның үлесіне шамамен 2,7 млн. әлемдік мыс өндірісінің % (560 мың тонна) және мыс өндірісі бойынша әлемде 12 -ші орында.

Қазақстанда мыс өндірісі бойынша негізгі жер қойнауын пайдаланушылар "Қазақмыс Корпорациясы" ЖШС, "KAZ Minerals PLC", "Казцинк" ЖШС болып табылады.

Ең ірілеріне Жезқазған құмтастарының кен орны, Ақтоғай және Айдарлы порфирлі мыс типті кен орындары жатады. Қазақстан Республикасының аумағында құрамында мыс бар рудаларды өндіруді "Қазақмыс Корпорациясы" АҚ еншілес ұйымдары, "Казцинк" АҚ еншілес ұйымдары, "Ақтөбе мыс компаниясы" ЖШС, "Майкайнзолото" ЖШС жүзеге асырады. Бұл кәсіпорындардың барлығында мыс концентратындағы мыс өндірісіне арналған қуаттар бар.

Мыс өндірісі және балқыту Қазақстанда Қазақстан Республикасының орталық және шығыс бөліктерінде шоғырланған. Мыс өнеркәсібінің ірі кәсіпорындары Балқаш және Жезқазған тау-кен металлургия комбинаттары болып табылады. Олар Қоңрад, Саяқ, Жезқазған мыс кендерінде жұмыс істейді. Полиметалл өнеркәсібі Қазақстанның шығысы мен оңтүстігінде дамыған. Бұл саланың ең көне орталығы – Алтайдағы Риддер мен Өскемен.

Қазіргі кезде, Қазақстанда, еліміздің барлық дерлік аймақтарында 199 өнеркәсіптік алтын кен орындары барланған, оның ішінде 127 бастапқы, 40 кешенді, 32 борпылдақ. Қорлардың негізгі үлесі мыс және полиметалл кен орындарының рудаларына (68 %) келеді. Алтын кен орындарының ішіндегі ең ірілері-Васильковское (барланған қорлар - 360 тонна Алтын) және Бақыршық 277. Қазақстанның күміс қоры 100 -ден астам кен орнында барланған, бұл ретте негізгі үлесі (шамамен 60 %) туған жер полиметалл (мыс-қорғасын-мырыш) кен орындарына тиесілі. Бұл кен орындарының кендеріндегі күміс мөлшері 40 -тан 100 г/т деңгейінде. Республикадағы күміс қорының 25 %-ға жуығы мыс құмтас кен орындарында (Жезқазған және т.б.) шоғырланған, онда күміс мөлшері 10 - 20 г/т.

Күміс қоры мен өндірісінің жалпы көлеміндегі тиісті алтын-күміс кендерінің үлесі шамалы.

Мыс кендерін байытқанда бағалы металдар мыс концентраттарына алынады. "Қазақмыс" компаниясының еншілес ұйымдары – "Жезқазғанцветмет" ПА және "Балқашцветмет" ӨБ металлургиялық циклында мыс концентраттарын одан әрі өңдеу кезінде күмістің негізгі көлемі мыс электролит шламында шоғырланады.

1.2. Ресурстар мен материалдар

Тазартылмаған мыс өндірісіне арналған шикізат тау-кен өндіру және өңдеу кәсіпорындарында мыс кенін байыту нәтижесінде алынған концентраттар, сонымен қатар екінші реттік материалдар болып табылады.

Мысты тазарту және кейіннен өңдеу үшін жеткізілетін шикізаттың маңызды құрамдас бөлігі құрамында мыс бар екінші реттік материалдар (түсті металл сынықтары) болып табылады. Мысты ол пайдаланылатын өнімдердің көпшілігінен алуға болады және қайта өңдеу кезінде сапаны жоғалтпай өндіріс үдерісіне қайта өңдеуге болады. Жаңадан пайда болған немесе технологиялық мыс сынықтары 100 % дерлік қайта өңделеді; сонымен қатар, кейбір зерттеулерге сәйкес, ескі мыс сынықтары нарыққа 95 % дейін түседі және де қайта өңделеді.

Асыл металдар өндірісіне арналған шикізат болып шламдар, концентраттар, табиғи концентраттар (шайма алтын), қождар, кектер, екінші реттік шикізаттар табылады.

Тау-кен байыту кәсіпорындарының және оларда өңделетін кен көздерінің тізбесі 1.1-кестеде келтірілген.

1.1-кесте. Тау-кен өндіру және байыту қуаттары

р/с №	Тау-кен байыту комбинаты / Кәсіпорын	Шикізат базасы	Өнімділік, жылына миллион тонна
1	2	3	4
1	"Казцинк" ЖШС
1.1	"Алтай" тау-кен байыту кешені	Малеевский кеніші	5,5
1.2	Риддер тау-кен байыту кешені	Алқап кені Тишинский кеніші Шубинский кеніші Риддер-Сұңқар кеніші	-
2	"Қазақмыс" корпорациясы" ЖШС
2.1	Балқаш байыту комбинаты	Шатыркөл, Қоңырат, Саяқ және Тастау кен орындары	11,5
2.2	Жезқазған байыту комбинаты	Жезқазған кен орны, Жыланды кен орындары тобы және Жаман-Айбат	25,0
2.3	Қарағайлы байыту комбинаты	Нұрқазған, Абыз, Ақбастау және Құсмұрын кен орындары	1,7
2.4	Нұрқазған байыту зауыты	Нұрқазған, Абыз, Ақбастау және Құсмұрын кен орындары	4,0
3	"KAZ Minerals" ЖШС
3.1	Сульфидті кендерді өңдеу зауыты	"KAZ Minerals Aktogay " ЖШС кен орындары	50,0
3.2	Сульфидті кендерді өңдеу зауыты	"KAZ Minerals Bozshakol " ЖШС кен орындары	25,0
3.3	Көмірленген кенді жуу зауыты	"KAZ Minerals Bozshakol " ЖШС кен орындары	5,0

1.3. Өндіріс және пайдалану

Мыс өндірісінің негізгі көздері руда және екінші реттік шикізат болып табылады, олардың үлесі қазір шамамен 40 % құрайды. Бұл негізінен мыс кендерінің табиғи қорының сарқылуымен байланысты [4].

Қазақстанда мыс өндірісінің басталуы 1930 - 1940 жылдарға жатады. Бүгінгі таңда республиканың өнеркәсіптік кәсіпорындары осы металды ірі экспорттаушылар қатарында. Қазақстандық тазартылған мыс Германия, Италия сияқты Еуропа елдеріне үлкен көлемде экспортталады. Қазақстанда үш ірі жер қойнауын пайдаланушы тау-кен өндіру саласында жұмыс істейді және ірі мыс өндірушілері болып табылады: "Қазақмыс Корпорациясы" ЖШС, "KAZ Minerals PLC" және "Қазцинк" ЖШС. Қазақстандағы ең ірі мыс кеніштері:

Қазақстанның оңтүстік-шығысында, Қазақстан-Қытай шекарасынан 250 шақырымдай жерде орналасқан Ақтоғай кен орны Абай облысының Аягөз ауданында, Ақтоғай темір жол станциясынан шығысқа қарай 22 шақырым жерде орналасқан. кен орны 121 млн. тонна тотыққан және 1,597 млрд. тонна сульфидті рудаларға бағаланады, сәйкесінше мыс мөлшері 0,33 % және 0,37 %;

Қазақстанның солтүстігінде Павлодар облысында, Екібастұз қаласына бағынышты аумақта орналасқан Бозшакөл кен орнының минералдық ресурстары мыс құрамы орташа 0,36 болатын 1,17 млрд. тонна кенге бағаланады.

1970 - 1980 жылдары КСРО-да тәжірибелік өнеркәсіптік масштабта Қоунрад (Балқаш), Қалмақыр (Алмалық), Волковский (Волковский) баланстан тыс мыс кендері мен үйінділерінен мысты алу үшін үйінді (үйінді) Сілтісіздендіру әдісі сыналған. Красноуральск) кен орындары мен Николаев кен орнының мыс-мырыш кендері Шығыс Қазақстан мыс-химия комбинаты (Усть- Таловка). Өнім ерітінділерінен мысты алу темір жоңқаларында карбюризациялау арқылы жүзеге асырылды. Қазіргі уақытта Қазақстанда мыс кендерін өңдеудің гидрометаллургиялық әдісіне қызығушылық қайтадан артты , бұл экстракциялық технологияны қолдану мүмкіндігіне байланысты, бұл айтарлықтай экономикалық тиімділікпен жоғары таза катодты мысты алуға мүмкіндік береді. Қазақстандық шикізаттың әртүрлі түрлерін өңдеу үшін экстракциялық технологияны пайдалану мүмкіндігін зерттеу ВНИИТцветметте 1997 жылдан бастап Қазақстан мен Жапония арасындағы экологиялық таза технологияны әзірлеуде ғылыми-техникалық ынтымақтастықтың бірлескен жобасынан бастап жүргізілуде. минералды полиметалл шикізатын өндіру және өңдеу. Қазіргі уақытта Қазақстандағы тотыққан мыс кендерін өңдейтін ең ірі ұйым Ақтоғай кен орнында орналасқан KAZ Minerals тобының кәсіпорны болып табылады. Кәсіпорынның өнімділігі жылына 25 мың тонна катодты мысты құрайды. Кен орнында заттық құрамы мен технологиялық қасиеттері бойынша бір-бірінен ерекшеленетін тотыққан мыс рудаларының бірнеше түрі бөлінеді: вулканиттер, диориттер және гранодиориттер. Кендерде мыстың орташа мөлшері 0,4 - 0,5 %. Тау жыныстары минералдары кендердің түріне қарай әртүрлі пропорцияда кварц, дала шпаттары, серицит, хлорит, кальцит және доломитпен берілген. Сілтісіздендіру ашық кендегі үйінділерде жүргізіледі [5].

Ұлыбритания МК "Казцинк" ЖШС катодты мыс өндірісі бойынша мыс зауытының өндірістік қуаты тауарлық өнімдегі мыс мөлшері 99,99 % болғанда жылына 70 мың тоннаны құрайды.

"Kazakhmys Smelting" ЖШС – Қазақстандағы мыстың 90 % өндіреді. Қызмет жылдық жобалық қуаттылығы жылына 400 - 440 мың тоннаға дейін жететін екі мыс балқыту зауытында тазартылған мыс өндірісін қамтиды.

Мыстың және оның қорытпаларының спецификалық қасиеттерін ескере отырып, олардың негізгі тұтынушылары электротехника және электроника болып табылады (50 - 55 % дейін сымдар, баулар, кабельдер, шиналар, электр қозғалтқыштары мен трансформаторлардың орамдары түрінде); машина жасау (жылу алмастырғыштар, радиаторлар); авто, әуе және көлік техникасы; тұтыну тауарларын өндіру.

Өндіріс - өндірілген күрделі кендерден, концентраттардан және құрамында бағалы металдар бар басқа да жартылай өнімдерден, сондай-ақ сынықтар мен қалдықтардан (екінші реттік шикізат) бағалы металдарды алу. Бұған нақтылау да кіреді.

Бағалы металдарға алтын, күміс, платина және платиноидтар – палладий, осмий, иридий, рутений және родий жатады [6]. Бағалы металдарды шамамен үш топқа бөлуге болады; күміс, алтын және платина тобындағы металдар (соңғыларына платина, палладий, родий, рутений, иридий және осмий жатады). Олардың ең маңызды көздері бағалы металдардың рудалары, сондай-ақ басқа түсті металдарды өңдеу кезінде алынған жанама өнімдер (атап айтқанда, мыс өндірісінің және Сілтісіздендіру қалдықтарының анодтық шламы, мырыш пен қорғасын өндірісінің шикізаты) және өңделген материал [6]. Бағалы металдар басқа металдармен салыстырғанда әртүрлі ортада және ең алдымен оттегі қосылыстарының түзілуіне қатысты химиялық төзімділігі жоғары. Алтын және күміс сәйкесінше сары және ақ металдар болып табылады. Олардың бетке бағытталған текше торы бар, ерекше икемділігімен және икемділігімен ерекшеленеді. Екі металдың да жылу және электр өткізгіштігі өте жоғары: күміс бұл жағынан барлық басқа металдардан асып түседі, алтын мыс пен күмістен кейін екінші орында. Бұл элементтердің айрықша ерекшелігі – күрделі түзілу тенденциясы және олардың қосылыстарының көпшілігінің металдарға дейін тотықсыздануының жеңілдігі [8].

Әлемдегі тау-кен өнеркәсібінің жалпы көлеміндегі олардың үлесі шамалы және шамамен 0,00005 % құрайды, сонымен бірге олардың жоғары құнына байланысты құндық мәнде бұл шамамен 5 % құрайды. Басқаша айтқанда, бағалы металдар өндірісі құны кез келген басқа минералдың (алмастан басқа) масса бірлігіне шамамен 100 000 есе жоғары.

Алтын бағалы металдарға жатады. Төмен химиялық белсенділік - бұл металдың маңызды және тән қасиеті. Ауада, тіпті ылғал болған жағдайда да, алтын іс жүзінде өзгермейді. Ежелгі заманда жасалған алтын бұйымдар бүгінгі күнге дейін өзгеріссіз сақталған. Тіпті жоғары температурада алтын сутегімен, оттегімен, азотпен, күкіртпен және көміртегімен әрекеттеспейді. Алтын акварегияда, хлормен қаныққан тұз қышқылында, сілтілі және сілтілі жер металл цианидтерінің судағы ерітінділерінде оттегінің қатысуымен оңай ериді.

Металлдық алтынды алу көздері: құрамында алтыны бар кендер; полиметалдық алтын-қорғасын-мырыш және платина-мыс-никель сульфидті кендер; екінші реттік шикізат – құрамында алтыны бар өндірістік және тұрмыстық сынықтар мен қалдықтар.

Құрамында алтыны бар кен орындары екі түрге бөлінеді: аллювийлік, онда алтынның сынықсыз борпылдақ шөгінділер (құмдар) арасында бос күйінде болатыны және қатты кристалды жыныстарда бос немесе байланысқан күйде алтыны бар біріншілік.

Полиметалл рудаларында көптеген сульфидті минералдар алтын тасымалдаушы қызметін атқарады, әсіресе пирит, халькопирит және галена. Құрамында алтыны бар рудалар – әр түрлі жыныстардағы, көбінесе кварц немесе сульфидтер құрамында металдық алтын, оның селенидтері мен теллуридтері қосындылары бар таралған жыныстар [9].

Алтынның басқа ешбір металда жоқ бірегей физикалық және химиялық қасиеттері бар. Технологиясы өте дамыған, одан ультра жұқа фольга мен микрон сымын жасау оңай, ол жақсы дәнекерленген және қысыммен дәнекерленген, алтын жабындар металдар мен керамикаға оңай жағылады. Алтын толығымен дерлік инфрақызыл сәулелерді көрсетеді, қорытпаларда каталитикалық белсенділікке ие. Алтынның пайдалы қасиеттерінің мұндай үйлесуі оның қазіргі заманғы техниканың маңызды салаларында: электроникада, байланыс техникасында, ғарыштық және авиациялық техникада, атом энергетикасында және т.б. кеңінен қолданылуының себебі болып табылады.

1.4. Өндіріс орындары

Қазақстанда тау-кен жұмыстарын жүргізетін үш ірі жер қойнауын пайдаланушы бар және мыс өндірісінің ең ірі өндірушілері болып табылады:

"Казцинк" ЖШС;

"Қазақмыс" корпорациясы" ЖШС;

"KAZ Minerals Aktogay" ЖШС.

Қазақстандағы негізгі алтын өндіріс компаниялар:

"Altyntau Kokshetau" (Васильковское алтын кен орны);

"Kazakhmys Holding" (Орталық аймақтың кеніштері);

"KAZ Minerals PLC" (Бозшакөл және Ақтоғай);

"Полиметалл" (Варваринское, Комаровское, Бақыршық);

"Алтыналмас" (Ақбақай кен орны және Пустынное жобасы);

"Қазақалтын" (Ақсу, Жолымбет, Бестөбе кеніштері);

"Nordgold" (Суздаль кеніші).

Қазақстанда алтын үш мұнай өңдеу зауытында өңделеді: "Қазмырыш" ЖШС Өскемен металлургиялық кешені (қуаты 52 тонна/жыл), "Қазақмыс Корпорациясы" ЖШС Балқаш мыс қорыту зауытының мұнай өңдеу зауытында. (қуаты 10 т/жыл) және Астана қаласындағы "Тау-Кен Алтын" ЖШС мұнай өңдеу зауыты (қуаты 25 т/жыл).

1.5. Энергия тиімділігі

Энергия тиімділігін арттыру үдерістің қоршаған ортаға әсерінің көрсеткіші ретінде маңызды рөл атқарады.

Қара және түсті металлургия энергетикалық ресурстарды тұтынуда жетекші орын алады және өнеркәсіптің энергетикалық балансының негізгі құрамдас бөліктерінің бірі болып табылады. Энергия сыйымдылығы бойынша мыс өндірісі болат пен алюминий өндірісінен кейін үшінші орында [2]. Түсті металлургияның маңызды бағыттарының бірі металлургиялық өндіріске ресурс үнемдейтін технологиялар мен жабдықтарды енгізу және оларды одан әрі дамыту болып табылады.

1.5.1. Мыс өндірісі

Мыс өндірісінің энергия тұтынуында электр энергиясы мен отын энергиясын пайдалану арқылы жүзеге асырылатын шихтаны дайындау, балқыту, конверсиялау және электр тазарту процестері негізгі технологиялық процестер болып табылады. Түсті металлургия шикізатының ең маңызды қасиеті - оны өңдеу кезінде жылуды айтарлықтай босату мүмкіндігі. Сульфидті мыс концентраттары және оларды өңдеудің жартылай өнімдері бар әртүрлі шикізатты пирометаллургиялық балқыту үдерісінде энергияның көп мөлшері бөлінеді. Бұл энергия екінші реттік энергетикалық ресурстардың едәуір бөлігін құрайды.

Мыс өндірісінде қолданылатын негізгі энергетикалық ресурстарға электр энергиясы, отын (мазут, дизельдік отын, көмір) және жылу энергиясы жатады. Энергияны тұтынудың үлкейтілген схемасы 1.1 -суретте көрсетілген. Бір немесе басқа ресурсты тұтыну деңгейі негізінен пайдаланылатын жабдыққа және өндіру әдісіне байланысты. Гидрометаллургиялық өндіріс әдісімен негізгі энергия ресурсы электр энергиясы болып табылады. Пирометаллургиялық әдісте отын құрамдас бөлігі маңызды рөл атқарады. Қазақстан кәсіпорындарында мыс өндірудің екі әдісі де қолданылады. "ӨМК Казцинк" ЖШС және "Kazakhmys Smelting" ЖШС кәсіпорындары пирометаллургиялық әдісті, ал "KAZ Minerals Aktogay" ЖШС кәсіпорны гидрометаллургиялық әдісті қолданады.

1.1-сурет. Энергия ресурстарын тұтынудың кеңейтілген ағын схемасы

Металлургиялық процестердің көпшілігі жоғары температурада жүргізіледі және жылу энергиясының құнымен байланысты. Қажетті температураға отын жағу немесе электр қуатын пайдалану арқылы жеткізіледі. Металлургиялық өндірісті дамыту тәжірибесі көрсеткендей, соңғы бірнеше онжылдықтарда бүкіл әлемде аутогендік процестердің дамуы негізінде мыс шикізатын өңдеу технологиясы жетілдірілді. Автогенді балқу отын шығынынсыз деп аталады, шихта компоненттерінің тотығуы кезінде алынған жылу есебінен жүзеге асырылады. Сульфидті шикізатты қайта балқыту кезінде шихта сульфидтерінің жануымен автогендік қамтамасыз етіледі. Бұл түсті металлургия шикізатының ең маңызды қасиеті – оны өңдеу кезінде жылудың айтарлықтай бөлінуін қамтамасыз ету. Мұндай энергия екінші реттік энергетикалық ресурстардың едәуір бөлігін құрайды. Ол түсті металлургиядағы екінші реттік энергетикалық ресурстардың жалпы көлемінің 30 %-дан астамын құрайды [10].

Қазақстанның түсті металлургия кәсіпорындары әртүрлі типтегі, энергия тиімділігінің әртүрлі дәрежедегі жабдықтарын пайдаланады. Жалпы, пирометаллургиялық технологияны қолданатын қарастырылып отырған кәсіпорындар шихтаны дайындау және балқыту пештерінің түрі бойынша ерекшеленеді. Мысалы, штейн алу үшін Ванюков пештері, Айза пештері және кен-термиялық пештер қолданылады.

"Казцинк" ЖШС тобына кіретін Өскемен металлургиялық кешенінде мыс өндірісі Xstrata технологиялық компаниясының (Австралия) Isasmelt және Isaprocess технологиясы бойынша жүзеге асырылады. Бұл технология Isasmelt пешінен шыққан түтін газдарын және утильдеу қазандығындағы конвертерлерді одан әрі кәдеге жарату арқылы заманауи балқыту жабдығын пайдалануды қамтиды. Мұндай схема автогенді жану режимін қолдануға қатар, пайдаланылған газдардың жылуын толық пайдалануға мүмкіндік береді.

Балқаш мыс қорыту зауытында "Kazakhmys Smelting" ЖШС Ванюков балқыту пештерін пайдаланады. Оларда құрамында мыс бар шикізат шихта компоненттерін жарылыс оттегімен тотықтыру арқылы балқытылады. Жоғарыда айтылғандай, автогендік процестерді қолдану энергия балансындағы отын құрамдас бөлігінің айтарлықтай төмендеуіне әкеледі. Жылу қалпына келтіру қазандықтары мыс балқыту пештері мен конвертерлерден жылу энергиясын алу үшін де қолданылады.

Тиімділігі төмен жабдық "Kazakhmys Smelting" ЖШС Жезқазған мыс қорыту зауытында орнатылған. Бұл кәсіпорында шикі мыс концентраттарын балқыту үшін кен-термиялық пештер қолданылады. Әдетте, мыс концентраттарын электрмен балқыту кезінде тұтынылатын қуат олардың құрамы мен ылғалдылығына байланысты және 380 -ден 550 кВт/т шихтаға дейін болады.[9] Электрлік балқытуда жылуды жоғалту шағылыстырғыш балқытуға қарағанда, негізінен түтін газдарының болмауына байланысты аз болады. Дегенмен, электр энергиясы сыртқы көздерден келетін болса, онда электр станцияларының тиімділігін ескеру қажет. Қалдық газдардың жылуын ұтымды пайдаланған кезде реверберациялық балқыту кезінде де термиялық тиімділік кен-термиялық пештерді пайдаланудан жоғары болуы мүмкін екенін ескеру қажет [10].

1.2-кесте. Әртүрлі процестерде катодты мысты алу үшін металлургиялық өңдеудің энергия шығыны (ГДж/т) жүргізілді [1].

1.2-кесте. Катодты мыс алу үшін металлургиялық өңдеудің энергия шығыны (ГДж/т)

р/с №	Үдеріс	Энергия шығындары
1	Шикізаттың шағылыстырмалы балқуы	35,1
2	Шағылыстырғыш қождың балқуы	30,9
3	Электр балқыту	42,9
4	Жылдам балқыту (Outokumpu)	18,9
5	Оттегі алау жолағы	21,2
6	"Норанда"	24,0
7	Mitsubishi	19,7

Жалпы, кен-термиялық балқыту заманауи талаптардың көпшілігіне сәйкес келмейді. Бұл үдерістің елеулі кемшілігі шихта сульфидтерінің жылулық құндылығының (оларды пеште жағу арқылы алуға болатын жылу) пайдаланылмайтындығы болып табылады.

"KAZ Minerals Aktogay" ЖШС кәсіпорны заманауи технологиялық жабдықты пайдалана отырып, катодты мыс өндіру үшін гидрометаллургиялық әдісті қолданады. Негізгі энергия ресурсы – электр энергиясы. Бұл үдерісте отын құрамдас бөлігі елеусіз рөл атқарады.

BREF және ИТС 3 – 2019 Copper Production [11,12] мыс концентратын пайдаланатын бірқатар процестер үшін электр энергиясын тұтынудың ауқымын (жалпы) қамтамасыз етеді. Ол катодты мыстың тоннасына 14 ГДж (3,889 кВт/сағ) пен 20 ГДж (5,556 кВт/сағ) аралығында ауытқиды (В.3 Тұтыну деңгейлері, В қосымшасы). Электр энергиясын тұтыну деңгейлері анықтама үшін берілген және энергия тиімділігі деңгейлерін белгілемейді. Басқа энергия ресурстарының нақты шығындары BREF-NFS және ITS 3 - 2019 -да көрсетілмеген.

1.3-кесте. Қазақстандағы екі кәсіпорынның мыс өндіруге арналған электр энергиясының үлестік шығыны туралы мәліметтерді ұсынады.

1.3-кесте. Қазақстандағы кәсіпорындардың электр энергиясын үлестік тұтынуы

р/с №	Кәсіпорын	Жол	Электр энергиясының үлестік шығыны, кВт/т
1	1	Пирометаллургиялық	2 237
2	2	Гидрометаллургиялық	10 265

Энергия ресурстарының меншікті тұтынуы айтарлықтай көп факторларға байланысты. Ең алдымен, өндіру әдісі және қолданылатын жабдықтың құрамы туралы. Жылу энергиясын реттеу мен пайдаланудың заманауи жүйелерінің болуы үлкен маңызға ие. 5 бөлімде мыс өндірісіндегі энергия сыйымдылығын төмендету жолдары толық сипатталған.

1.5.2. Бағалы металдар өндірісі

Өндірістің өзіндік құнында бағалы металдар өндірісіндегі энергетикалық ресурстардың құны аз үлесті алады. Бұл технологиялық процестермен де, соңғы өнімнің жоғары қосылған құнымен де байланысты. Энергетикалық ресурстардың негізгі түрлері: электр энергиясы, дизельдік отын, мазут, табиғи газ, кокс және т.б.

Бағалы металдар өндірудің технологиялық жабдықтарына электр пештері, араластырғышы және бу қаптамасы бар реакторлар, балқыту тигельдері мен электролизерлер жатады. Энергетикалық ресурстар ретінде бу, мазут, дизельдік отын және электр энергиясы пайдаланылады.

Бағалы металдар өндірісіндегі электр энергиясының үлестік шығынының мақсатты көрсеткіштері [6] 1.4-кестеде келтірілген.

1.4-кесте. Бағалы металдар өндірісіндегі электр энергиясының үлестік шығыны

р/с №	Үдеріс	Бірлік өлшемдер	Мағынасы
1	Шламды өңдеу	кВт/кг бағалы металдар	≤39
2	Аффинаждау (Бағалы металдар өндіру)	кВт/кг бағалы металдар	≤7,1

1.6. Негізгі экологиялық мәселелер

Мыс өнеркәсібінің негізгі экологиялық проблемалары ауа мен судың ластануы болып табылады. Мыс балқыту зауыттарында әдетте өздерінің су тазарту қондырғылары және тұйық су циклдері болады. Жанама өнімдер мен қалдықтардың көпшілігі қайта өңделеді. Бірқатар қатты қалдықтар мен сұйық сарқынды сулардың ықтимал қауіптілігіне байланысты дұрыс сақталмаған және өңделмеген жағдайда топырақтың ластану қаупі бар.

Жалпы түсті металлургия кәсіпорындарының және атап айтқанда, мыс балқыту кәсіпорындарының шығарындыларында ластағыш заттардың негізгі көлемі күкірт диоксиді, тозаң, азот оксидтері, көміртегі тотығы, металдар және олардың қосылыстары (шикізаттың құрамына байланысты) сияқты элементтерге келеді. , бұл, ең алдымен, мыс, күшән, сынап, қорғасын, кадмий және т.б.), ұшпа органикалық қосылыстар (жалпы және органикалық көміртек), полихлородибензодиоксиндер/фурандар (ПХДД/Ф).

Тарихи тұрғыдан алғанда, бастапқы шикізаттан мыс өндіруге байланысты ең өткір экологиялық проблема күкірт диоксиді шығарындылары болып табылады, ол сульфидті концентраттарды күйдіру және балқыту кезінде шығатын газдардағы жалпы ластағыш заттардың 75 - 80 % құрайды.

Екінші реттік мыс өндірісіндегі негізгі экологиялық проблемалар әр түрлі пештерді пайдалану кезінде пайда болатын газдармен де байланысты. Мысалы, екінші реттік шикізатта хлордың аз мөлшері болса, ПХДД/Ф пайда болуы ықтимал және осы қауіпті қосылыстарды жою мәселесін шешуге күш салынуда.

Бастапқы және екінші реттік мыс өндірісінде ұйымдастырылмаған шығарындыларға көбірек көңіл бөлінуде. Технологиялық газдардан шығатын ұйымдастырылмаған шығарындыларды ұстау технологиялық қондырғылар мен процестерді мұқият жобалауды талап етеді.

Мыс өндірісінде қолданылатын су негізінен тұйық айналымда айналады, ал өнеркәсіптік кәсіпорындардың өнеркәсіптік сарқынды суларды су объектілеріне жіберуі мардымсыз. Мұндай ағызу орын алған жерлерде сарқынды суларда темір, кадмий, мыс, күшән, никель, қалайы, сынап, қорғасын, сурьма, мырыш сияқты металл иондары болуы мүмкін. Сарқынды суда күкірт және (азырақ және әлдеқайда аз көлемде) тұз және фторлы (фторлы) қышқылдардың болуына байланысты қышқылдық индексінің жоғары мәндері болуы мүмкін.

Қымбат металдарды тазарту қоршаған ортаға теріс әсер ететін көптеген реагенттерді қолдануды қамтиды. Оларға, ең алдымен, келесідей реагенттер кіреді:

хлор;

концентрлі азот қышқылы;

концентрлі тұз қышқылы;

күкірт қышқылы;

органикалық реагенттер және органикалық еріткіштер (экстракциялау процестерін пайдаланған кезде).

Күрделі қауіп – екінші реттік шикізатты жинау, сақтау және өңдеу мәселесі. Сонымен, электронды өнеркәсіп қалдықтары, екінші реттік электронды сынықтарға органикалық компоненттер (әртүрлі типтегі пластиктер, поливинилхлорид негізіндегі материалдар, фенолформальдегид), сондай-ақ ауыр металдардың толық дерлік жиынтығы кіреді. Электрондық жабдықтың құрамдас бөліктеріне кіретін қорғасын, сурьма, сынап, кадмий, күшән сияқты металдар сыртқы жағдайлардың әсерінен өнеркәсіптік ерітінділерде еритін органикалық қосылыстарға өтіп, ең күшті уландырғыштарға айналады. Ароматты көмірсутектер, органикалық хлор қосылыстары бар пластмассаларды кәдеге жарату кәсіпорындардың өзекті экологиялық мәселесі болып табылады.

1.6.1. Атмосфералық ауаға ластағыш заттардың шығарындылары

Мыс өндірісі

Мыс өндіру технологиясы мыс штейнін алу үшін үздіксіз балқыту пешін және мысты конверсиялау және тазарту үшін партиялық үдерісті пайдалануды қамтиды. Мыс өндірісінің негізгі кезеңдері: шихтаны дайындау (материалдарды қабылдау және сақтау, шихта бункерлеріне тиеу, материалдарды мөлшерлеу және араластыру, шихтаны таспалы конвейерлермен мыс балқыту зауытына беру, штейнге шихтаны балқыту, мыс штейнін түрлендіру, тазартылмағанды отпен тазарту, анодты мысты электролиттік тазарту.

Мыс балқыту зауыттарының шығарындыларында негізгі ластағыш заттар күкірт диоксиді, тозаң, азот оксидтері, көміртегі тотығы, металдар және олардың қосылыстары (шикізаттың құрамына байланысты олар бірінші кезекте кадмий, мыс, күшән, сынап, қорғасын) болып табылады. т.б.), ұшпа органикалық қосылыстар (жалпы және органикалық көміртек), полихлордибензодиоксиндер/фурандар (ПХДД/Ф ).

Шығарындылардың ең көп мөлшері сульфидті концентраттарды күйдіру және балқыту кезінде түзілетін күкірт диоксидіне тиесілі.

Күкірт диоксиді

Күкірт диоксиді шығарындыларының ең маңызды көздері сульфидті концентраттарды пайдалана отырып, бастапқы шикізаттан мыс өндіруде күйдіру, балқыту және конверсиялау алаңдары болып табылады. Бұл жағдайда ұйымдастырылмаған шығарындылардың қалыптасуы мүмкін, оны бірнеше жолмен ұстауға болады. Сондай-ақ күкірт диоксиді концентратты кептіру кезеңінде (негізінен отынды оттықтарда жағу кезінде) және бастапқы тазарту сатысында атмосфераға шығарылуы мүмкін, өйткені тазартылмаған мыста 0,03 %-дан 1 %-ға дейін еріген күкірт бар. Концентрация әдетте өте төмен, сондықтан қажет болған жағдайда қарапайым скраб қолданылады.

Кейбір жағдайларда қолданылатын материалға байланысты жартылай күйдіру және қожды балқыту қолданылмайды, ал мыс концентраттары балқытумен бір мезгілде қуырылады. Балқыту үшін герметикалық пештерді пайдалану күкірт диоксидін тиімді ұстауға мүмкіндік береді. Оттегімен байыту күкірт диоксидінің жоғары концентрациясына қол жеткізуге мүмкіндік береді. Нәтижесiнде шығарылатын газдардың түзілуін барынша азайтуға және тазарту жүйелерi мен күкірт қышқылы қондырғыларының өлшемдерін азайтуға болады. Оттегімен байытудың өте жоғары деңгейі күкірт қышқылы зауытына түсетін газдардағы күкірт триоксидінің концентрациясын арттыруы мүмкін. Пештен келетін газдың құрамындағы күкірт триоксидінің жоғарылауы скрубберге сіңеді, бұл өңдеуге, пайдалануға және кәдеге жаратуға кететін әлсіз қышқылдың мөлшерін арттырады.

1.2 -сурет. Өскемен металлургиялық комбинатының мыс зауытынан ластағыш заттардың шығарындылары туралы мәліметтерді ұсынады.

Күкірт диоксидінің негізгі көлемі Айза пешінде балқыту (ISASMELT Cu) және конвертертациялау үдерісінен, стационарлық оттықтан.

(ISASMELT Cu тоқтатылғаннан кейін іске қосылған кезде ваннаны қыздыру газы, газ) түзіледі. пешті "ыстық" резервте тұрған кезде қыздырудан), ISASMELT Cu пешінің шығыс құбырының оттықтары (электр пешіне беру кезінде қож-штейн қоспасын қыздыру газы) электр пешінен (біріншіден кейінгі технологиялық газдар) электр пешінің ауа сору және аспирациялық газдары арқылы салқындату) түзіледі. Күкірт диоксидінің жылдық нормативті эмиссиясына негізгі үлесті мыналар қосады:

Isa пешінде балқыту (ISASMELT Cu) және конверсиялау (технологиялық газдар);

Isa пешіндегі балқыту үдерісіндегі аспирациялық газдар (ISASMELT Cu), стационарлық жанарғылар, электр пешіндегі аспирациялық және технологиялық газдар.

Тозаң және металл қосылыстары

Тозаң мен металл қосылыстарының шығарындылары үдеріс кезеңдерінің көпшілігінде орын алуы мүмкін. Шығарындылардың едәуір мөлшері шикізатты өңдеу, сақтау, кептіру және өңдеу сатысында болады.

Балқыту, конверсиялау және тазарту кезеңдерінің ұйымдасқан және ұйымдастырылмаған тозаң шығарындылары айтарлықтай болуы мүмкін. Бұл шығарындылар сонымен қатар маңызды, себебі технологиялық қадамдар мырыш пен қорғасын сияқты ұшпа металдарды, сондай-ақ аз мөлшерде күшән пен кадмийді мысдан алып тастайды және бұл металдар түтін газдарында және ішінара тозаңда болады.

Бастапқы шикізатты балқыту кешендері әдетте ұйымдастырылмаған тозаң шығарындыларын азайту үшін жеткілікті герметикалық болып табылады. Ол үшін пештер мен ағызу арналарына сапалы техникалық қызмет көрсетіліп, алынған газдар күкірт қышқылы зауытына жіберілгенге дейін тозаңнан тазарту жүйелерімен өңделеді.

Екінші реттік балқыту үшін пайдаланылатын пештердің жұмысы, әсіресе материалдарды тиеу және металды сығу кезінде көп мөлшерде ұйымдастырылмаған шығарындыларды тудырады. Қосалқы пештермен жұмыс істегенде шихта жабық тиеу жүйесі арқылы жүктеледі; ағынды шығарындылар пештің шүмегінде және шығару саңылауында қалыптасады, арнайы сорғыштардың көмегімен ұсталады және газ тазалау жүйесіне жіберіледі. Жиналған газдар әдетте салқындатылады, содан кейін олардан электрсүзгілер мен қап сүзгілері арқылы тозаң жойылады. Бұл жағдайда әдетте жоғары сүзу тиімділігіне қол жеткізіледі. Конверсиялау және отпен тазарту кезеңдерінде, сондай-ақ балқыту сатысында материалдардың дозаланған берілуіне байланысты герметиканың қажетті деңгейі әрқашан қамтамасыз етілмейді. Бұл режимде штейнді, қожды және металды жеткізу және тасымалдау ұйымдастырылмаған шығарындылардың айтарлықтай мөлшерін қалыптастыруды қамтиды. Шөмішпен тасымалдау жүйесін пайдаланған кезде, сорғыштар арқылы газды алу тиімділігі төмендеуі мүмкін, әсіресе Peirce-Smith түрлендіргіштерін (Peirce-Smith - бұдан әрі PS) немесе басқа ұқсас түрлендіргіштерді пайдаланған кезде. Пештен металды тиеу немесе түрту кезіндегі шығарындыларды ұстау немесе азайту үшін конвертерлер жабылады немесе екінші реттік сорғыштармен жабдықталған. Баспана аймағынан немесе сорғыштан шығатын газ тазаланады. Тазалау әдісі SO₂мазмұнына байланысты. Күңгірт түрлендіру кезінде пайда болатын газдар SO₂жоғары концентрацияға ие және кез келген жағдайда металл оксидтерін (күшән, қорғасын және т.б.) жою қажет. Флюсті және басқа материалдарды "қолшатыр арқылы" беру конвертердің "ашылуын" азайтуға және осылайша конвертерді бастапқы газды қалпына келтіру жүйесінен ажырату уақытын қысқартуға мүмкіндік береді. Жоғары сапалы күңгірт өндіру шөміш жүктемесін азайтады және осылайша ұйымдастырылмаған газ шығарындыларын азайтады. Ұшпа немесе жасырын шығарындыларды азайту өте маңызды. Бұл мәселені шешу біріншілік, кейде екіншілік газдарды ұстау тиімділігіне байланысты.

Пешке кіру үшін пайдаланылатын шикізатты мұқият таңдау және сәйкестендіру металл шығарындыларын азайтуға көмектеседі. Бұл жағдайда сынапқа ерекше назар аудару керек. Сынаптың құбылмалылығына байланысты сынаптың салыстырмалы түрде жоғары деңгейде шығарылуы мүмкін. Сондықтан жанғыш қалдықтармен сынапты енгізуді бақылау және қажет болған жағдайда шектеу қажет.

Ұшпа металдар (сынаптың бір бөлігінен басқа) әдетте тозаңмен байланысады, сондықтан металл шығарындыларын азайту стратегиясы тозаң шығарындыларын азайту стратегиясымен тікелей байланысты. Тозаңды үдеріске тиімді қайтару металл шығарындыларын азайтады .

Металдардың шығарындылары қолданылатын технологиялық процестерде түзілетін тозаңның құрамына айтарлықтай тәуелді. Құрамы әртүрлі болуы мүмкін және тозаңның көзі болып табылатын технологиялық үдеріске және өңделген шикізаттың табиғатына байланысты. Мысалы, сынықтарды конвертерде пайда болатын тозаң штейн конвертердегі тозаңнан мүлде ерекшеленеді, тозаңның құрамы технологиялық сатыларға (тиеу, үрлеу, құю және т.б.) байланысты өзгереді.

Азот оксидтері

Мыс өндіру кезеңдері әдетте жоғары температурада, сондай-ақ оттегін пайдалану арқылы жүзеге асырылады. Бұл жалындағы азоттың парциалды қысымын төмендетеді және азот оксидтерінің түзілуін азайтады, егер өте ыстық аймақтарда азот аз мөлшерде болса. Мысты қайта өңдеу кезіндегі стандартты NOx шығарындылары пешке және технологиялық жұмыс түріне байланысты 50 мен 500 мг/Нм³арасында екені хабарланды ^.Жоғары тиімді технологияларды пайдалану (мысалы, Contimelt) энергияны пайдалану мен қол жеткізілген NO_xмәні арасындағы теңгерімді талап етеді.

Бастапқы процестерден азот оксидтері негізінен өндірілген күкірт қышқылымен қабылданады.

Көміртек тотығы (көміртек тотығы)

Тотықсыздандырғыш атмосфераны сақтау қажет пештерді қолданатын балқыту үдерісінде көміртегі тотығының айтарлықтай концентрациясы түзілуі мүмкін. Бұл, ең алдымен, жоғары сапалы мыс ұңғы пештерінде балқытылған кезде пайда болады, құйма құю немесе сым шыбықтар өндірісімен бірге жүреді, өйткені мұндай өнімдерді өндіру мыстың максималды электр өткізгіштігіне жету үшін оттегі деңгейін бақылауды талап етеді. Осылайша, үдеріс тотықсыздандырылған жағдайда жүреді және пайдаланылған газдардағы стандартты мәні шамамен 5000 мг/Нм³болатын көміртегі тотығының мөлшері артуы мүмкін.

Оттықты басқару жүйелерін CO азайту және өнім сапасын сақтау үшін де пайдалануға болады. CO деңгейіне байланысты дабыл жүйесін орнатуға болады.

10 бастап 200 мг/нм³-ке дейінгі стандартты концентрацияларда СО-ны жою үшін кейінгі жануды қолдануға болады . Қожды тазалау және қалпына келтіру процестерінде қолданылатын электр пештері әдетте тікелей пештің өзінде немесе арнайы реакциялық камерада кейін жағу арқылы жұмыс істейді.

Ұшпа органикалық қосылыстар

Органикалық қосылыстар өңдеуге пайдаланылатын кен мен материалдарға, сондай-ақ кептіру кезінде қолданылатын отынға байланысты кептіру фазасында бастапқы өндіру кезінде атмосфераға шығарылуы мүмкін. ҰОҚ атмосфераға резервуарлардан булану және құбырлардан ағу арқылы да шығарылуы мүмкін. Екінші реттік өндіріс үшін шикізаттың ең маңызды көздері сынықтарды өңдеу, балқыту және тазарту сатысында алынған материалдар болып табылады. Конвертерге органикалық материалдармен ластанған сынықтар қосылса, мысты екінші реттік конверсиялау сатысы да шығарындылардың ықтимал көзі болып табылады және бұл олардың толық жануын қамтамасыз етпейді. Ең алдымен, бұл ұйымдастырылмаған шығарындыларға қатысты. Шикізат ретінде мұнайлы материалдарды пайдаланған жағдайда ұшпа органикалық қосылыстар атмосфераға шығарылуы мүмкін. Олардың мөлшері мыс тоннасына 5 -тен 100 г-ға дейін немесе 1 -ден 10 мг/нм ³-ке дейін жетуі мүмкін. Майсыздандыру немесе еріткішпен экстракциялау кезінде де ҰОҚ түзілуі мүмкін.

Полихлорланған дибензо-п-диоксиндер (ПХДД), полихлорланған дибензофурандар (ПХДФ)

Шығарылатын органикалық қосылыстарға шикізат құрамындағы мұнай мен пластмассаның толық жанбауынан, сондай-ақ газдар жеткілікті жылдам салқындатылмаса, бастапқы синтезден болатын ПХДД/Ф s кіруі мүмкін. Органикалық материалдармен ластанған балқытылған сынықтар да дайындамаларды өндіруден ПХДД/Ф шығарудың ықтимал көзі болып табылады.

Бастапқы балқыту және конверсиялау органикалық қосылыстарды ыдырататын жоғары жұмыс температурасын пайдаланады, бірақ бар күкірт диоксиді ПХДД/Ф синтезін қайта индукциялайды.

Негізгі шикізат ретінде жанбайтын бромдалған жабындары мен элементтері бар электронды сынықтарды пайдалану аралас галогенді диоксиндердің түзілуіне әкелуі мүмкін. ПХДД/Ф түзілу жағдайлары мысты қайта балқыту/рафинирлеу кезінде, атап айтқанда, пайдаланылған салқындатқыш эмульсияларда хлор қоспалары бар сынықтар мен чиптерді пайдалану кезінде туындауы мүмкін.

5 -кестеде қазақстандық мыс өндірісінің объектілерінен ластағыш заттардың нақты шығарындылары туралы деректер келтірілген.

1.5-кесте. Мыс өндіру кәсіпорындарының шығарындыларының мыс өндірісінің ЕҚТ қатысты технологиялық көрсеткіштеріне сәйкестігін бағалау

р/с №	Процесс	Өлшем бірлігі	Мағынасы	BREF EU көрсеткіші	Қазақстандық кәсіпорындардың технологиялық көрсеткіштерінің мәндерінің диапазоны
				технологиялық көрсеткіштер	Кәсіпорын 1		Кәсіпорын 2
				технологиялық көрсеткіштер	макс.	мин.	макс.	мин.
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	Құрамында сынап бар шикізатты пайдалана отырып, пирометаллургиялық процестерден (BREF ЕҚT 0.11 /ЕҚТ ИТС 13.10) ауаға сынап шығарындыларын (күкірт қышқылы зауытына жіберілетіндерді қоспағанда) азайту	Сынап және оның қосылыстары	мг/Нм³	0,01 - 0,05	0,018496	0,000043	-	-
2	Бастапқы және екінші реттік мыс өндірісіндегі шикізатты қабылдау, сақтау, өңдеу, тасымалдау, есепке алу, араластыру, ұнтақтау, кептіру, кесу және сүзуден басқарылатын шығарындыларды азайту (BREF ЕҚT 0.37/ ЕҚТ ИТС 3.23)	Жалпы тозаң	мг/Нм³	2 - 5	4,6	1,7	3315	800
		Күшән және оның қосылыстары, күшән сутегінен басқа	мг/Нм³		0	0
		Мыс, мыс оксиді, мыс сульфаты, мыс хлориді (мыс бойынша)	мг/Нм³		7,4	7,0
		Ұшпа органикалық қосылыстар (тек екінші реттік мыс өндірісі)	мг/Нм³		-	-
		Тетраэтил қорғасыннан басқа қорғасын және оның қосылыстары, қорғасын тұрғысынан	мг/Нм³		2,5	1,0
3	Бастапқы мыс өндірісінде концентраттарды кептіруден басқарылатын шығарындыларды азайту (BREF ЕҚT 0,38/ ЕҚТ ИТС 3,23)	Жалпы тозаң	мг/Нм³	3 - 5	4,6	1,7	714	148
		Күшән және оның қосылыстары, күшән сутегінен басқа	мг/Нм³		0	0
		Мыс, мыс оксиді, мыс сульфаты, мыс хлориді (мыс бойынша)	мг/Нм³		7,4	7,0
		Тетраэтил қорғасыннан басқа қорғасын және оның қосылыстары, қорғасын тұрғысынан	мг/Нм³		2,5	1,0
4	Күкірт қышқылына немесе сұйық SO₂қондырғысына жіберілгеннен басқа, пештер мен конвертерлерде бастапқы мыс балқыту кезінде реттелетін шығарындыларды азайту (BREF ЕҚT 0.39/ ЕҚТ ИТС 3.24)	Жалпы тозаң	мг/Нм³	2 - 5	3,8	0,6	756	594
		Күшән және оның қосылыстары, күшән сутегінен басқа	мг/Нм³		0,062	0,021
		Мыс, мыс оксиді, мыс сульфаты, мыс хлориді ( мыс бойынша)	мг/Нм³		0,5	0,3
		басқа қорғасын және оның қосылыстары, қорғасын тұрғысынан	мг/Нм³		0,412	0,140
		Никель, никель оксиді (никель бойынша)	мг/Нм³		5	1
5	Пештерде және конвертерлерде мысты екінші реттік балқытудан және мыс өндірісі үшін екінші реттік өнімдерді өңдеуден, күкірт қышқылы зауытына жіберілетін шығарындылардан басқа шығарындыларды азайту (BREF ЕҚТ 0,40/ EҚТ ИТС,25)	Жалпы тозаң	мг/Нм³	2 - 4	3,8	0,6
		Күшән және оның қосылыстары, күшән сутегінен басқа	мг/Нм³		0,062	0,021
		Мыс, мыс оксиді, мыс сульфаты, мыс хлориді (мыс бойынша)	мг/Нм³		0,5	0,3
		ПХДД/Ф	мг/Нм³	< 0.1
		ҰОҚ	мг/Нм³	3 – 30
		Тетраэтил қорғасыннан басқа қорғасын және оның қосылыстары, қорғасын тұрғысынан	мг/Нм³		0,412	0,140
6	Екінші реттік мыс ұстайтын пештен атмосфераға тозаң мен металл шығарындыларын азайту үшін қап сүзгіні пайдалану ЕҚТ болып табылады. (BREF ЕҚT 0,41/ ЕҚТ ИТС 3,27)	Жалпы тозаң	мг/Нм³	≤ 5,0	3,8	0,6
6		Мыс, мыс оксиді, мыс сульфаты, мыс хлориді (мыс бойынша)	мг/Нм³		0,5	0,3
7	Құрамында мыс жоғары қожды өңдеу кезінде (BREF ЕҚT 0,42)	Жалпы тозаң	мг/Нм³	2 - 5	3,8	0,6
8	Мыс анодтарының бастапқы және екінші реттік өндірісі шығарындыларындағы тозаң мен металдардың реттелетін шығарындыларын азайту (BREF ЕҚT 0.43/ ЕҚТ ИТС 3.26)	Жалпы тозаң	мг/Нм³	2 - 5	3,8	0,6	121	12
		Күшән және оның қосылыстары, күшән сутегінен басқа	мг/Нм³		0,062	0,021
		Мыс, мыс оксиді, мыс сульфаты, мыс хлориді (мыс бойынша)	мг/Нм³		0,5	0,3
		ПХДД/Ф (тек екінші реттік мыс өндірісі үшін)	мг/Нм³	< 0.1	8,2	1,5
		Тетраэтил қорғасыннан басқа қорғасын және оның қосылыстары, қорғасын тұрғысынан	мг/Нм³		0,412	0,140
9	Бастапқы және екінші реттік мыс өндірісінде анодты құюдан атмосфераға тозаң мен металдардың Ұйымдастырылған шығарындыларын азайту (BREF ЕҚT 0,44)	Жалпы тозаң	мг/Нм³	< 5 - 15	3,8	0,6	200	12
9		ПХДД/Ф (тек екінші реттік мыс өндірісі үшін)	мг/Нм³	< 0.1
10	Күкірт қышқылы зауыттарына жіберілгендерді қоспағанда, бастапқы мыс өндірісінен ауаға SO₂шығарындыларын азайту (h) (BREF ЕҚT 0,49/ЕҚТ ИТС 3,33)	Күкірт диоксиді	мг/Нм³	50 - 500	1532,96	42,9	12701	1964,6
11	Электролиттік тазарту үдерісінде, катодты тазарту машиналарының жуу камерасында және пайдаланылған анодты кір жуғыш машинада атмосфералық ауаға күкірт қышқылының шығарындыларын азайту (ЕҚТ ИТС 3.35)	Күкірт қышқылы	мг/Нм³		0,5	0,3

Бағалы металл өндірісі

Бағалы металл өндірісіндегі атмосфераға шығарындылардың көздері келесі процестер болып табылады:

жану үдерісі;

алдын ала өңдеу операциялары;

балқыту үдерісі (балқыту пештері);

cілтісіздендіру және тазалау;

сұйық экстракция;

электролиз;

қалпына келтіру мен түрлендірудің соңғы кезеңінің процестері.

Бағалы металдар өндіру кезінде атмосфераға шығарылатын негізгі ластағыш заттар:

азот оксидтері (жану процестері, қышқыл күлі);

күкірт диоксиді (жану, балқыту және электролиз процестері);

тозаң, металдар және олардың қосылыстары (дайындық және пирометаллургиялық операциялар);

хлор және тұз қышқылының булары (электролиз, сілтісіздендіру және айдау процестері);

аммиак және аммоний хлориді;

ҰОҚ және ПХДД/Ф s (ПХДД/Ф үшін: жану және балқыту процестері; ҰОҚ үшін: еріткіштерді алу және айдау процестері).

1.3-сурет. Ластағыш заттар шығарындыларының құрылымы туралы ақпарат ӨМК Бағалы металл өндіру зауытының мысалында келтірілген.

1.3-сурет. Бағалы металл өндіру зауытының атмосфераға шығарылатын нормативтік жалпы шығарындыларының құрылымы

Азот оксидтері

Бағалы металдарды тазарту кезінде түзілетін негізгі газ тәрізді қосылыстар азот оксидтері (NO_x). Оларды NO және NO₂деп бөлуге болады. Азот оксидтері қымбат металдарды азот қышқылында (күміс, палладий) және азот пен тұз қышқылы қоспасында (алтын, платина, палладий) ерітудің гидрометаллургиялық процестерінде, күмісті электролиттік тазарту процесінде, азот пен тұз қышқылы қоспасы ерітінділерін буландыру кезінде, азот қышқылын жою кезінде, негізгі ерітінділерді өңдеу кезінде түзіледі.

Күкірт диоксиді және күкірт қышқылы

Тазарту өндірісі үшін күкірт диоксидінің шығарындылары аз сипатта. Олар отынның жануы кезінде және күмісті электролиттік тазарту сульфатты электролиттерде жүргізілген жағдайда түзіледі. Сонымен қатар, олар күйдіру (әсіресе) және сілтісіздендіру процестерінде шламды өңдеуге тән және шамамен 900 мг/м ³жетуі мүмкін .

Хлор және тұз қышқылы

Хлор металдарды гидрохлорлау, сондай-ақ тазарту үдерісінде жоғары температурада құрғақ хлорлау арқылы еріту үшін қолданылады. Бұл газдар булану және электролиз процестерінде түзіледі. Ерітінділерді буландырған кезде концентрациясы шамамен 20 масс.% болатын азеотропты қоспа түзіледі. Бұл факт әртүрлі кезеңдерде ескеріледі. Хлор Миллер үдерісінде кеңінен қолданылады.

Аммиак

Аммиак алтынды тазартудың технологиялық процестерінде, сондай-ақ аммоний тұздары қолданылатын сатыларда түзіледі.

Тозаң және металл қосылыстары

Тозаң келесі әрекеттердің нәтижесінде пайда болуы мүмкін:

балқыту басталғанға дейін сусымалы материалдарға арналған араластырғышта шихта компоненттерін араластыру;

сынама алу немесе балқыту алдында бағалы металдарды және басқа да металы бар құймаларды қож ізінен тазалау;

қожды, пайдаланылған тигельдерді және отқа төзімді материалдарды ұсатқышта ұсақтау;

ұнтақ түріндегі құрамында бағалы металдар бар шикізатты араластыру, ұсақтау, елеу;

кептіру және күйдіру арқылы алынған аралық өнімдерді ұнтақтау (ұсақтау) және сақтау.

Тозаң мен металдар жану, күйдіру, балқыту және купелляция сияқты кез келген пирометаллургиялық процестерде түбегейлі бөлінуі мүмкін және ұйымдастырылмаған шығарындыларда болуы мүмкін.

Тозаңның құрамында кейбір металдар мен олардың ұшатын қосылыстары болуы мүмкін.

Жалпы тозаңның негізгі бөлігі балқыту пештері мен қалып қақпақтарын жылытуға арналған пештерден, технологиялық жабдықтардан, резервуарлардан және басқа жабдықтардан түзіледі.

Бағалы металдар өндірісінде алтын, күміс, платина және платина тобындағы металдарды тазарту жабық бөлімшесінің желдеткіш газдары тозаңнан тазартуға ұшырайды.

1.6.2. Ластағыш заттардың шығарындылары

Мыс өндірісі

Пирометаллургиялық және гидрометаллургиялық процестерді қолдану арқылы түсті металдарды өндіру әр түрлі сарқынды сулардың пайда болуымен байланысты. Ең маңызды сарқынды сулардың негізгі көздерінің жіктелуі 1.4-суретте көрсетілген.

1.4-сурет. Сарқынды сулар төгінділерінің жіктемесі

1.4-суретте көрсетілген сарқынды суда өнеркәсіптік процестерде кездесетін және қоршаған ортаға айтарлықтай әсер ететін металл қосылыстары болуы мүмкін. Тіпті шағын концентрацияларда сынап немесе кадмий сияқты кейбір металдар өте улы болып табылады. Кейбір металл қосылыстарының токсикалық әсері белгілі бір химиялық жағдайларда металдардың қоректік тізбекке тез және қайтымсыз сіңетін еритін қосылыстар түрінде табиғи су ағындарына оңай түсуіне байланысты [47].

Барлық сарқынды сулар еріген металдар мен бөлшектерді жою үшін тазартылады. Бірқатар қондырғыларда салқындатқыш су және тазартылған сарқынды сулар, соның ішінде жаңбыр суы үдерістің бөлігі ретінде қайта пайдаланылады және қайта өңделеді, бірақ сарқынды сулардың әртүрлі түрлері (әр түрлі көздерден алынған) қолданыстағы талаптарға сәйкес бөлек тазартылуы керек.

Мыс өндірісінде қолданылатын су негізінен тұйық айналымда айналады, ал өнеркәсіптік кәсіпорындардың өнеркәсіптік сарқынды суларды су объектілеріне жіберуі елеусіз. Мұндай ағызу орын алған жерлерде сарқынды суларда темір, кадмий, мыс, күшән, никель, қалайы, сынап, қорғасын, сурьма, мырыш сияқты металл иондары болуы мүмкін. Сарқынды суда күкірт және (азырақ және әлдеқайда аз көлемде) тұз және фторлы (фторлы) қышқылдардың болуына байланысты қышқылдық индексінің жоғары мәндері болуы мүмкін.

Жерүсті ағындары жауын шашынның немесе тозаңның пайда болуын болғызбауға арналған сақталған материалды ылғалдандыру нәтижесінде пайда болуы мүмкін.

Аспалы бөлшектер мен металл қосылыстарының пайда болуының ықтимал көздері салқындату, түйіршіктеу және Сілтісіздендіру процестері болып табылады. Әдетте, ілеспе жабдық не тығыздалған, бұл айналымдағы су айналымын білдіреді немесе ол байланыссыз.

Ағызылатын судың мөлшері де маңызды аспект болып табылады, өйткені кейбір зауыттар су айналымы жүйесімен жабдықталған.

Мұнай және басқа да мұнай өнімдері қайта өңделген материалдарда болуы мүмкін және сонымен қатар сақтау орындарынан шайылуы мүмкін. Олардың болуы судың ластануын болғызбау шараларын әзірлеу кезінде ескеріледі.

Бағалы металдар өндіру

Қымбат металдарды өндіру кезінде жерүсті су объектілеріне ықтимал ластағыш заттардың төгілуінің негізгі көздері:

жерүсті дренажы;

тікелей салқындату үшін пайдаланылатын су;

жанама салқындату үшін пайдаланылатын су;

сілтілеу үдерісінде пайдаланылатын су (айналмалы сумен жабдықтау жүйесі болмаған жағдайда);

электр ұтып алу үдерісіне пайдаланылатын су;

газды тазарту жүйесінде қолданылатын су.

Сарқынды сулардың құрамындағы бағалы металдар өндірісіндегі негізгі ластағыш заттар металдар және олардың қосылыстары болып табылады.

Сарқынды сулардың қоршаған ортаға зиянды әсерін болғызбаудың ең озық нұсқасы судың ішінара немесе толық айналымын ұйымдастыру және сарқынды суларды өндірістік циклде қайта пайдалануды қарастырған жөн.

1.6.3. Өндіріс қалдықтары

Түсті металдардың пирометаллургиялық өндірісі өндіріс қалдықтарының көп мөлшерінің түзілуімен сипатталады, олардың негізгілері қождар болып табылады. Сонымен, мыс балқыту зауыттарында бір тонна мыс өндіру кезінде балқыту, конвертерлік және тазарту сатыларынан 2 – 4 тонна қож бөлінеді. Қожды қамтитын техногендік қалдықтарды кешенді пайдалану табиғи ресурстарды үнемдеуге және түсті металдардың минералдық-шикізаттық базасын нығайтуға алғышарттар жасайды.

[12] деректері бойынша, құрамында мыс бар өнімдердің үлкен көлемі дәл қождарда шоғырланған: Балқаш тау-кен металлургиялық комбинатының (БГМК) 31 млн. тонна қалдықтарында 250 мың тонна мыс бар. БГМК-ның меншікті шикізат көздерінің іс жүзінде жоқтығы (игерілу сатысында Қоңырат және Саяқ кеніштері, Шатыркөл кеніші игерілуде) қалдық қождарды флотациялық декальцификациялау арқылы мыс өндірумен жартылай дерлік өтеледі. Алайда, технологиялық циклге қождардың қатысуына қарамастан, оларды жою мәселесі шешілмей отыр және қосымша технологиялық шараларды әзірлеуді талап етеді.

ӨМК-да флотациялық мыс концентратын алу үшін құнды құрамдас бөлікті алу үшін мыс өндірісінің қождарының 100 %-ы компанияның өңдеу зауытында өңделеді.

Қождарды өңдеудің перспективті бағыттарының бірі темірді металдық күйге көшіру арқылы оларды редукциялауды өңдеу болып табылады, оны қышқыл ерітінділерден, мысалы, сол кәсіпорынның пайдаланылған мыс электролитінен мыс цементтейтін матрица ретінде қарастыруға болады. Цементтеу үдерісі мыс пен тұндырғыш металдың қалыпты потенциалдарының мәндерінің айырмашылығына негізделген. Мыс үшін ең көп таралған тұндырғыш - бұл темір жоңқалары, темір ұнтағы немесе темір сынықтары, өте тапшы және қымбат материалдар.

Қожда болатын мыс пен басқа компоненттерді ілеспе алу сонымен қатар шикізатты пайдаланудың күрделілігін арттыруға және өңдеуді экономикалық тұрғыдан негізделген етуге мүмкіндік береді.

Ge, Ga және As сияқты басқа металдар өндірісінде де шикізат ретінде өндіріске қайтарылады .

Сұйық аспирациялық ерітінділерді өңдеуден кейін түзілетін қатты қалдықтар сарқынды суларды бейтараптандыру кезінде пайда болатын гипс қалдықтары (CaSO₄) және металл гидроксиді болып табылады.

1.6.4. Шу және діріл

Шу мен діріл металлургия өнеркәсібіне байланысты жалпы мәселелер болып табылады және олардың көздері технологиялық Үдерістің барлық дерлік кезеңдерінде кездеседі. Қондырғыдан қоршаған ортаға шығарылатын өндірістік шу медициналық, әлеуметтік және экономикалық аспектілері бар жағымсыз әсер етуші фактор болып табылады.

Шу мен дірілдің ең маңызды көздері шикізат пен өнімдерді тасымалдау және өңдеу болып табылады; пирометаллургиялық операциялармен және материалдарды ұнтақтаумен байланысты өндірістік процестер; сорғылар мен желдеткіштерді пайдалану; бу шығару; сондай-ақ автоматты дабыл жүйелерінің жұмысы. Шу мен дірілді бірнеше тәсілдермен өлшеуге болады, бірақ олар әдетте үдеріске тән және дыбыстың жиілігін және өндіріс орнынан елді мекендердің орналасуын ескеруі керек.

Дұрыс техникалық қызмет көрсету желдеткіштер мен сорғылар сияқты жабдықтағы теңгерімсіздіктерді болғызбауға көмектеседі. Жабдық арасындағы қосылымдар шудың таралуын болғызбау немесе азайту үшін арнайы жобалануы мүмкін. Шуды азайтудың кең тараған әдістеріне мыналар жатады: шу көзін қалқалау үшін үйінділерді пайдалану; шу шығаратын қондырғылар немесе тетіктер үшін дыбыс жұтатын қоршауларды пайдалану; жабдыққа дірілге қарсы тіректер мен қосқыштарды пайдалану; шу шығаратын қондырғыларды мұқият реттеу; дыбыс жиілігінің өзгеруі. Өндірістік және қосалқы ғимараттардағы жұмыс орындарындағы ең жоғары рұқсат етілген дыбыс деңгейі 95 дБА [18].

1.6.5. Иіс

Түсті металлургияда иістердің пайда болу көздері:

металл түтіндері, органикалық майлар мен еріткіштер, қожды салқындату және сарқынды суларды тазарту кезінде түзілетін сульфидтер;

гидрометаллургиялық процестерде және сарқынды суларды тазартуда қолданылатын химиялық заттар (мысалы, аммиак);

қышқыл газдар.

Иістерді дұрыс жобалау, сәйкес реагенттерді таңдау және материалдарды дұрыс өңдеу арқылы болғызбауға болады.

Тазалықтың жалпы қағидаттары мен дұрыс күтім жасау тәжірибесі де иістің алдын алу мен бақылауда маңызды рөл атқарады.

Өткір материалдарды сұйылту кезінде иістерді кетіру өте қиын және қымбат болуы мүмкін.

1.6.6. Қоршаған ортаға әсерді төмендету

Қоршаған ортаға әсерді азайту өндірістік қызметті жоспарлау мен пайдаланудағы бірінші кезектегі міндеттердің бірі болып табылады. Қызметтің келесі басым бағыттары белгіленген:

экологиялық қауіпсіздік саласындағы тәуекелдерді басқару;

табиғатты қорғау объектілерін пайдалануға беру;

экологиялық мониторинг және өндірістік экологиялық бақылау;

ескерту жүйесін басқару, төтенше жағдайларды оқшаулау және олардың зардаптарын жою;

энергия үнемдеу және энергия тиімділігін арттыру бағдарламаларын әзірлеу;

өндіріс қалдықтарын кәдеге жарату/залалсыздандыру бағдарламаларын әзірлеу;

технологиялық процестерді (жабдықтарды) жаңғырту бағдарламаларын іске асыру;

қоршаған ортаға жүктемені азайту үшін жетілдірілген (жаңа) технологияларды әзірлеу және енгізу;

экологиялық қауіпсіздік саласындағы кадрларды даярлау және дамыту.

Экологиялық қауіпсіздік саласындағы көрсеткіштерді жақсарту үшін мыналар қарастырылады:

ықтимал экологиялық тәуекелдерді бағалау және өндірістік қызметтің қоршаған ортаға теріс әсерін болғызбау жөніндегі шараларды енгізу залалдарды жою жөніндегі іс-шараларды жүзеге асырудан дәйекті көшу мүмкіндігі;

экологиялық менеджмент жүйесіндегі процестерді жетілдіру.

Кәсіпорындардың негізгі экологиялық міндеттерінің бірі атмосфералық ауаға ластағыш заттардың шығарындыларын азайту болып табылады. Әдістердің, газ-тозаң қоспаларын тазалау әдістерінің және зауыт конструкцияларының алуан түрлілігі бірқатар маңызды жағдайлармен байланысты.

Бұл, біріншіден, тазартылған газды бейтараптандыру, бірнеше қоспаларды ұстау және атмосферада дисперсиялау процестерін ұтымды біріктіретін ең тиімді тазарту технологияларын енгізуге ұмтылу. Мұның нәтижесі тозаң мен газды тазалаудың көп сатылы жүйелерін құру және оларды ұсталған компоненттерді кәдеге жарату жүйелерімен біріктіру болды.

Екіншіден, бұл қоршаған ортаның ең озық сапасын қамтамасыз ету үшін экологиялық және экономикалық талаптарды орындау. Бұл атмосфераға шығарындыларды тазарту табиғи жүйелерге аз зиян келтіре отырып, ең аз шығынмен жүзеге асырылуы керек дегенді білдіреді.

Осыған сәйкес қоршаған ортаға теріс әсерді азайту жөніндегі тиісті перспективті қызмет бағыттары мыналар болып табылады:

1. Атмосфераға ластағыш заттардың ең аз түзілуін және түсуін қамтамасыз ететін өнім өндірудің қолданыстағыларын жетілдіру және жаңа технологияларды енгізу. Жұмыс істеп тұрған салалар үшін, біріншіден, технологиялық регламенттің талаптарын сақтау және одан ауытқуға жол бермеу қажет. Төтенше жағдайларда немесе қолайсыз метеорологиялық жағдайларда қоршаған ортаны айтарлықтай ластауға жол бермейтін жұмыс режимдеріне ауысу . Екіншіден, бұл жабдықты тығыздау арқылы шығарындыларды басу технологияларын енгізу, жұмыс аймағында түзілетін зиянды заттарды залалсыздандыру әдістерін қолдану және технологиялық газдарды эвакуациялаудың тиімді құралдарын қолдану. Үшіншіден, тозығы жеткен жабдықтарды ауыстыру және технологиялық нысандарды ластануды автоматтандырылған бақылаумен жабдықтау.

2. Қолданыстағыларды жетілдіру және тозаң мен газ шығарындыларын тазартудың және оларды атмосфераға таратудың жаңа технологияларын енгізу. Ең алдымен, бұл жабдықты конструктивті жақсарту және тозған құрылғыларды жаңасына ауыстыру (ауыстыруға ұқсас немесе тиімдірек).

Белгілі бір технологиялық нысанның шығарындыларынан зиянды қоспаларды ұстаудың және бейтараптандырудың ең үлкен әсерін қамтамасыз ететін мамандандырылған тазарту қондырғыларын орнатудың ерекше маңызы бар.

1.6.7. Қоршаған ортаны қорғаудың кешенді тәсілін енгізу

Атмосфераға шығарындылар, су ортасына тасталулар және қалдықтардың түзілуі/көшірілуі) қоршаған ортаның құрамдас бөліктеріне теріс әсер ету көздерін анықтауға, зиянды әсерді азайтуға бағытталған шаралар жүйесін білдіреді. / бақылау арқылы олардың техногендік әсерін болғызбау , сондай-ақ қабылданған шаралардың экологиялық және экономикалық тиімділігін салыстыра отырып, ең озық қолжетімді технологияларды енгізу және қолдану .

Кешенді тәсілді жүзеге асыру үшін кәсіпорындар қоршаған ортаны қорғау мәселелеріне ерекше назар аударуы керек, ол мынада көрсетілген:

шикізат пен қосалқы материалдардың, объектіде тұтынылатын немесе өндірілген энергияның міндетті есебін жүргізу;

объектідегі шығарындылардың, төгінділердің, қалдықтардың түзілуінің барлық көздерін, олардың сипаты мен көлемін құжаттау, сондай-ақ олардың қоршаған ортаға теріс әсер ету жағдайларын анықтау;

сарқынды сулар мен қалдық газдардан зиянды заттарды тазартудың технологиялық шешімдерін және басқа әдістерін пайдалану және табиғи ресурстарды пайдалануды азайту және объектіде шығарындыларды, төгінділер мен қалдықтардың түзілуін азайту үшін ең үздік қолжетімді техникаларді енгізу;

табиғи ресурстарды тиімді пайдалану және қоршаған ортаны қорғау бойынша тиімді шараларды әзірлеу;

кәсіпорынның экологиялық саясатын жариялау;

экологиялық менеджмент жүйесінде өндірісті дайындау және сертификаттау;

өндірістік экологиялық бақылауды және қоршаған орта компоненттерінің мониторингін орындау;

қоршаған ортаны қорғау саласындағы арнайы уәкілетті мемлекеттік органдардан экологиялық рұқсат алу;

экологиялық заңнаманың талаптарының орындалуын және сақталуын бақылау және т.б.

Жоғары экологиялық және экономикалық нәтижелерге қол жеткізу үшін зиянды заттардан шығарындылар мен төгінділерді тазарту үдерісін ұсталған заттарды қайта өңдеу үдерісімен біріктіру қажет. "Таза түрінде" зиянды шығарындыларды тазарту тиімсіз, өйткені оның көмегімен қоршаған ортаға ластағыш заттардың ағынын толығымен тоқтату әрқашан мүмкін емес, өйткені қоршаған ортаның бір құрамдас бөлігінің ластану деңгейінің төмендеуі екіншісінің ластануының артуына әкелуі мүмкін.

Мысалы, газды тазалау кезінде дымқыл сүзгілерді орнату ауаның ластануын азайтуы мүмкін, бірақ сарқынды суды дұрыс тазартпаған жағдайда судың одан да көп ластануына әкеледі. Тазалау құрылыстарын, тіпті ең тиімділерін пайдалану қоршаған ортаның ластану деңгейін күрт төмендетеді, бірақ бұл мәселені толығымен шешпейді, өйткені бұл қондырғылардың жұмысы азырақ көлемде болса да, қалдықтарды шығарады, бірақ, әдетте, зиянды заттардың жоғары концентрациясымен. Ақырында, тазалау құрылғыларының көпшілігінің жұмысы айтарлықтай энергия шығындарын талап етеді, бұл өз кезегінде қоршаған ортаға да қауіпті.

Осылайша, ластану себептерін жоюдың өзі шикізатты кешенді пайдалануға және қоршаған ортаға зиянды заттарды барынша кәдеге жаратуға мүмкіндік беретін қалдықсыз, ал болашақта қалдықсыз өндіріс технологияларын енгізуді талап етеді.

2. Ең үздік қолжетімді техникаларды анықтау әдіснамасы

Осы ЕҚТ бойынша анықтамалықты қолдану саласы үшін ең үздік қолжетімді техниканы айқындау рәсімін Халықаралық жасыл технологиялар және инвестициялық жобалар орталығы (бұдан әрі – Орталық) және "Мыс және бағалы металдар өндірісі - алтын" ЕҚТ бойынша анықтамалығын әзірлеу мәселелері жөніндегі техникалық жұмыс тобы Қазақстан Республикасы Үкіметінің 2021 жылғы 28 қазандағы № 775 қаулысымен бекітілген Ең үздік қолжетімді техникалар бойынша анықтамалықтарды әзірлеу, қолдану, мониторингтеу және қайта қарау қағидаларының ережелеріне сәйкес ұйымдастырды.

Осы рәсім шеңберінде халықаралық практика және ЕҚТ анықтау тәсілдері, оның ішінде Еуропалық Одақтың "Түсті металдарды өндіруге арналған ҚҚТ бойынша анықтамалық құжат" ЕҚТ бойынша анықтамалығы құжатына (Best Available Techniques (BAT) Reference Document for the Non-Ferrous Metals Industries), "EU Reference Document on Economics and Cross-Media Effects" экономикалық аспектілер және қоршаған ортаның әртүрлі компоненттеріне әсер ету мәселелері бойынша Еуропалық Одақтың анықтамалық құжатына, сондай-ақ "Best Available Techniques for Preventing and Controlling Industrial Pollution, Activity 4: Guidance Document on Determining BAT, BAT-associated Environmental Performance Levels and BAT-based Permit Conditions" ЕҚТ негізінде экологиялық рұқсаттар алу шарттарын орындауға арналған ЕҚТ анықтау және экологиялық тиімділік деңгейлерін белгілеу жөніндегі нұсқаулыққа негізделген ЕҚТ анықтау тәсілдері ескерілді.

2.1. Детерминация, ЕҚТ таңдау қағидаттары

Ең үздік қолжетімді техникаларды анықтау Экология кодекстінің талаптарына сәйкес принциптер мен критерийлерге, сондай-ақ техникалық жұмыс топтарының іс-қимылдарының реттілігін сақтауға негізделген:

1. маркерлік ластағыш заттардың шығарындыларын ескере отырып, сала үшін негізгі экологиялық мәселелерді анықтау;

Мыс және бағалы металдар өндірудің әрбір технологиялық үдерісі үшін маркерлі заттардың тізімі анықталады (толығырақ ақпарат осы ЕҚТ анықтамалығының 6.1. бөлімінде берілген).

Маркерлі заттардың тізбесін анықтау әдістемесі негізінен конструкторлық, технологиялық құжаттаманы және осы ЕҚТ анықтамалығын қолдану саласындағы кәсіпорындардың кешенді технологиялық аудиті (КТА) барысында алынған ақпаратты зерттеуге негізделген.

Ластаудың негізгі көздерінің шығарындыларында болатын ластағыш заттардың тізбесінен әрбір технологиялық үдеріс үшін бөлек маркерлі заттардың тізбесі олар келесі сипаттамаларға сәйкес болған жағдайда анықталды:

қарастырылатын технологиялық үдеріске зат тән (конструкторлық және технологиялық құжаттамада негізделген заттар);

қоршаған ортаға және (немесе) халықтың денсаулығына айтарлықтай әсер ететін зат, оның ішінде уыттылығы жоғары, канцерогендік, мутагендік, тератогендік қасиеттері дәлелденген, кумулятивтік әсері бар, сондай-ақ тұрақты органикалық ластағышларға жатқызылған заттар.

2. саланың экологиялық мәселелерін кешенді шешуге бағытталған техникалық кандидаттарды анықтау және сипаттау;

Үміткерлердің тізбесін қалыптастыру кезінде осы ЕҚТ анықтамалығын қолдану саласындағы экологиялық мәселелерді кешенді шешуге бағытталған әдістер , технологиялар, әдістер, әдістер, процестер, тәжірибелер, тәсілдер мен шешімдер қарастырылды. Қазақстан Республикасы (КTA нәтижесінде анықталған) және ЕҚТ саласындағы халықаралық құжаттарда, соның нәтижесінде 5 -бөлімде ұсынылған техникалық кандидаттардың тізімі (саны) анықталды.

Әрбір кандидат техникасы үшін технологиялық сипаттама және кандидат техниктердің техникалық қолдану мүмкіндігіне қатысты ойлар берілген; қоршаған ортаны қорғау тиімділігі және кандидаттық технологияны Ендірудің ықтимал пайдасы; экономикалық көрсеткіштер, ықтимал кросс-медиа (ортааралық) әсерлері мен қажетті шарттар;

3. техникалық қолдану, қоршаған ортаны қорғау және экономикалық тиімділік көрсеткіштеріне сәйкес кандидаттарды талдау және салыстыру;

ЕҚТ ретінде қарастырылатын кандидаттар келесі реттілікпен бағаланды:

1. технологиялық қолданылу параметрлері бойынша үміткер техниканы бағалау;

2. үміткер әдістемені қоршаған ортаның тиімділігі тұрғысынан бағалау.

Келесі көрсеткіштерге қатысты сандық мәнде (бірлік немесе % азайту/өсу) көрсетілген кандидаттық әдістерді Ендірудің қоршаған ортаға әсерін талдау жүргізілді:

атмосфералық ауа: шығарындылардың алдын алу және (немесе) азайту;

суды тұтыну: жалпы су тұтынуды азайту;

сарқынды сулар: төгінділердің алдын алу және (немесе) азайту;

топырақ, жер қойнауы, жерасты сулары: табиғи ортаның құрамдас бөліктеріне әсер етудің алдын алу және (немесе) азайту;

қалдықтар: өнеркәсіптік қалдықтардың түзілуін/жиналуын және/немесе оларды қайта өңдеуді болғызбау және (немесе) азайту, қалдықтарды қайта өңдеу және қалдықтарды энергиямен қалпына келтіру;

шикізатты тұтыну: тұтыну деңгейін төмендету, балама материалдармен және (немесе) өндіріс пен тұтыну қалдықтарымен алмастыру;

энергияны тұтыну: энергия және отын ресурстарын тұтыну деңгейін төмендету; баламалы энергия көздерін пайдалану; заттарды регенерациялау және қайта өңдеу және жылуды қалпына келтіру мүмкіндігі; өз қажеттіліктері үшін электр және жылу энергиясын тұтынуды азайту;

шу, діріл, электромагниттік және жылу әсерлері: физикалық әсер ету деңгейінің төмендеуі;

Кросс-медиалық әсерлердің жоқтығы немесе болуы да ескерілді.

Үміткер техникасының жоғарыда аталған көрсеткіштердің әрқайсысына сәйкестігі немесе сәйкес келмеуі КТА кезінде алынған ақпаратқа негізделген.

3. экономикалық тиімділік параметрлері бойынша кандидат-техниканы бағалау.

Үміткер әдістеменің экономикалық тиімділігін бағалау міндетті емес, дегенмен ТЖТ мүшелерінің көпшілігінің шешімі бойынша ЕҚТ-ның экономикалық бағасын өнеркәсіптік кәсіпорындар өкілдерінің кейбір әдістеріне қатысты ТЖТ мүшелері жүргізді. жақсы жұмыс істейтін өнеркәсіптік қондырғыларда/зауыттарда енгізіліп, жұмыс істейді.

Өнеркәсіптік енгізу фактісі КТА нәтижесінде анықталған ақпаратты талдау нәтижесінде анықталды.

4. ЕҚТ қолдануға байланысты технологиялық көрсеткіштерді анықтау.

ЕҚТ пайдаланумен байланысты шығарындылар деңгейін және басқа да технологиялық көрсеткіштерді анықтау көп жағдайда теріс антропогендік әсерді төмендететін және өндірістік үдерістің соңғы сатысында ластануды бақылайтын әдістерге қатысты қолданылады .

Осылайша, ЕҚТ-ны қолдануға байланысты технологиялық көрсеткіштер басқалармен қатар ұлттық көрсеткіштердің деңгейлерін ескере отырып анықталды, бұл жүргізілген КТА есептерімен расталды.

2.2. Техникаларды ЕҚТ-ға жатқызу өлшем шарттары

Экология кодексінің 113-бабының 3 тармағына сәйкес ең үздік қолжетімді техникаларын анықтау критерийлері:

1) қалдығы аз технологияны пайдалану;

2) қауіптілігі аз заттарды пайдалану;

3) қажет болған жағдайда үдерісте түзілетін және пайдаланылатын заттарды, сондай-ақ қалдықтарды қалпына келтіруге және қайта өңдеуге жәрдемдесу;

4) өнеркәсіптік ауқымда сәтті сынақтан өткен салыстырмалы процестер, қондырғылар немесе жұмыс әдістері;

5) технологиялық прогресс және ғылыми білім мен түсініктегі өзгерістер;

6) тиісті шығарылымдардың сипаты, салдары және көлемі;

7) жаңа немесе жұмыс істеп тұрған қондырғыларды іске қосу мерзімдері;

8) ең озық қолжетімді техниканы енгізуге қажетті уақыт;

9) технологиялық үдерісте пайдаланылатын шикізаттың (суды қоса алғанда) шығыны мен сипаты және энергия тиімділігі;

10) қоршаған ортаға эмиссиялардың жалпы әсерін және оған төнетін тәуекелдерді болғызбау немесе барынша азайту қажеттілігі;

11) жазатайым оқиғалардың алдын алу және қоршаған ортаға салдарын барынша азайту қажеттілігі;

12) халықаралық қоғамдық ұйымдар жариялаған ақпарат;

13) Қазақстан Республикасындағы немесе оның шегінен тыс екі немесе одан да көп объектілерде өнеркәсіптік енгізу.

2.3. ЕҚT қолданудың экономикалық аспектілері

ЕҚТ анықтаудың әлемдік тәжірибеде жалпы қабылданған тәсілдерге сәйкес қоршаған ортаны қорғау шараларының экономикалық тиімділігі әртүрлі әдістердің көмегімен бағалануы мүмкін: таза келтірілген құн бойынша; кәсіпорынның бірқатар негізгі көрсеткіштеріне шығындарға қатысты: айналым, операциялық пайда, қосылған құн; өнімнің өзіндік құнына әсері туралы; жылдық шығындардың экологиялық нәтижеге қатынасы ретінде және т.б. Әдістемелердің әрқайсысы кәсіпорынның қаржылық-экономикалық қызметінің қандай да бір аспектілері бойынша қоршаған ортаны қорғау жөніндегі іс-шараларды іске асыру нәтижесін көрсетеді және ЕҚТ бойынша шешім қабылдаудың қосымша көзі бола алады.

Осы ЕҚТ бойынша анықтамалық үшін экономикалық тиімділікті бағалаудың негізгі әдісі компанияның ЕҚТ енгізуге жұмсаған шығындарын талдау және оны жүзеге асыру нәтижесінде ластағыш заттардың мазмұнын азайту түріндегі экологиялық нәтижені талдау болып табылады. Бұл мәндердің арақатынасы жыл сайын төмендетілген ластағыш заттың масса/көлем бірлігіне инвестицияланған қаражаттың тиімділігін анықтайды.

Экономикалық тиімділік (шығындар) =	Жылдық шығындар
	Жалпы жылдық шығарындылар/разрядтардың азаюы

Әртүрлі ЕҚТ бойынша есептеу нәтижелерін салыстыру олардың қайсысы ластағыш заттардың бірдей төмендеуіне аз ақша жұмсауға мүмкіндік беретінін көрсетеді, яғни ЕҚТ-ның қайсысы экономикалық тиімдірек.

Ластағыш заттардың құрамын азайту технологияларын енгізу үдерісі, әсіресе ірі өнеркәсіптік кәсіпорындарда, көбінесе жалпы жаңғырту үдерісінің құрамдас бөлігі болып табылатын немесе өндіріс тиімділігін арттыру бойынша кешенді шараларды жүргізу жағдайында, ластағыш заттардың мөлшерін анықтау үшін объективті деректер болжанады. Күрделі салымдар мен техникалық қызмет көрсету шығындарын қоса алғанда, ЕҚТ-дағы жалпы инвестиция – бұл қоршаған ортаны қорғау жөніндегі іс-шараның аяқталуының деректері. Яғни, кәсіпорынның шығындары қоршаған ортаға ластағыш заттардың шығарылуын азайтуға және/немесе болғызбауға ғана бағытталған.

Мұндай жағдайларда "құбырдың соңында" есептеулерде шығындардың жалпы сомасына тек ЕҚТ субъектісінің негізгі технологиясының, қондырғысының, жабдығының және басқа компоненттерінің құны, тазарту технологияларына, қондырғыларға, жабдықтар мен құрылыстарға дейінгі/кейінгі қосымша және қосалқы құны, сондай-ақ ЕҚТ-ның ажырамас бөлігі болып табылатын қажетті шығыс материалдарының, шикізат пен реагенттердің құны ғана енгізіледі онсыз ЕҚТ қолдану технологиялық тұрғыдан мүмкін емес. "Құбырдың соңында" шығындарды есептеу белгісіздік факторын алып тастауға және салыстырмалы көрсеткіштер негізінде кәсіпорынның балама ЕҚТ бойынша шығындар көлемін есептеуге мүмкіндік береді.

Үміткер техниканың экономикалық тиімділігін бағалау ұсынылатын техниканы/қондырғыны/жабдықты енгізу үшін ЕҚТ ретінде жіктеу мәселесі бойынша елеулі келіспеушіліктер болған жағдайда ғана ұсынылатынын түсіну керек. Содан кейін шығындар мен пайданы егжей-тегжейлі талдау бағалаудың шешуші бөлігі ретінде қарастырылады. Сонымен қатар, егер ЕҚТ оны табысты өнеркәсіптік пайдалану нәтижелерінің анық дәлелдері/мысалдары болса, экономикалық тұрғыдан қолайлы деп санауға болады. Экономикалық тиімділікті есептеу мысалдары 1-қосымшада келтірілген.

3. Қолданылатын процестер: қазіргі уақытта пайдаланылатын технологиялық, техникалық шешімдер

ЕҚТ бойынша анықтамалықтың осы бөлімінде негізгі технологиялық процестердің сипаттамасы, оның ішінде мыс және бағалы металдар өндірісі қамтылған.

3.1. Мыс өндіру процестері

3.1.1. Шикізатты алдын ала өңдеу, дайындау және тасымалдау

Кендер, концентраттар және екінші реттік шикізаттар көбінесе өндіріске негізгі үдерісте тікелей қолдануға болмайтын формада түседі. Сапаны бақылау және қауіпсіздік мақсатында кептіру/еріту, сәулелену және пиробақылау қажет болуы мүмкін. Химиялық процестерді күшейту немесе тотығуды азайту үшін материалдың фракцияларының өлшемін ұлғайту немесе азайту қажет болуы мүмкін. Металлургиялық процестерді қолдау үшін көмір, кокс, флюстер және/немесе басқа қож түзетін материалдар сияқты арнайы қоспалар қосылуы мүмкін. Негізгі металды қалпына келтіру үдерісін оңтайландыру және қоспаларды бөлу үшін флюстер қосылады. Тазалау проблемаларын болғызбау және балқу жылдамдығын арттыру үшін қорғаныс жабындарын алып тастау қажет болуы мүмкін.

Шикізатты алдын ала өңдеу мен дайындауға жібіту, кептіру, ұнтақтау, ұнтақтау, сүзгілеу, араластыру, брикеттеу, түйіршіктеу, жабыннан тазарту және майсыздандыру әдістері кіреді.

3.1.1.1. Жібіту

Жібіту мұздатылған материалдарды кейіннен өңдеу мақсатында жүргізіледі. Мұны, мысалы, кендерді, концентраттарды немесе қатты қазбалы отынды (ең алдымен көмір) қыста пойыздардан түсіру кезінде орындау керек.

3.1.1.2. Кептіру

Кептіру процестері негізгі технологиялық процестердің қажетті сипаттамаларына сәйкес келетін шикізаттың сапасын қамтамасыз ету үшін қолданылады. Кептіру әдістерін таңдау кезінде айналмалы кептіргіштер, бу және басқа жанама кептіру қондырғылары сияқты әртүрлі кептіру әдістерінде қолданылатын энергия көздерінің экономикасын, қолжетімділігін, сенімділігін және сипаттамаларын ескеру қажет .

Шихтада артық ылғалдың болуы бірнеше себептерге байланысты жағымсыз болуы мүмкін:

ыстық пеште будың үлкен көлемінің күрт (жарылғыш) пайда болуы аварияға әкелуі мүмкін;

су жылу энергиясына ауыспалы сұранысты тудыруы мүмкін, бұл үдерістің реттелуін бұзады және автотермиялық үдерісті баяулатуы мүмкін;

төмен температурада бөлек кептіру энергия қажеттілігін азайтады. Бұл балқыту пешіндегі буды қатты қыздыру үшін қажетті энергия шығынының азаюымен байланысты, бұл көлемді айтарлықтай арттырады және пештен газдарды эвакуациялау және оларды одан әрі кәдеге жарату проблемаларын тудырады;

қондырғы мен құбырлардың химиялық коррозиясы болуы мүмкін;

жоғары температурадағы су буы көміртегімен әрекеттесіп, Н₂және СО немесе көмір қышқылын түзе алады;

будың үлкен көлемі ұйымдастырылмаған шығарындыларды тудыруы мүмкін, себебі технологиялық газдардың көлемі тым үлкен және газды қалпына келтіру және газ тазалау жүйесінің қуатынан асып кетуі мүмкін.

Кептіру әдетте материалды отынның жануынан тікелей қыздыру арқылы немесе ыстық бу, газ немесе ауа айналатын жылу алмастырғыштардың көмегімен жанама қыздыру арқылы жүзеге асырылады. Пирометаллургиялық процестер шығаратын жылу, мысалы, анодты пештерде, сонымен қатар шикізатты кептіру үшін жағуға болатын СО шығатын газдар жиі қолданылады. Сұйық қабаты бар айналмалы пештер мен кептіргіштер қолданылады. Кептірілген материал, әдетте, өте тозаңды, сондықтан жоғары тозаңды газдарды ұстау және тазарту үшін арнайы жүйелер қолданылады. Жиналған тозаң технологиялық процеске қайта оралады. Кептірілген кендер мен концентраттар пирофорлы болуы мүмкін, бұл шығарындыларды ұстау және тазарту жүйесін жобалау кезінде ескеріледі. Кептіру қондырғысының шығатын газдарында SO₂ болуы мүмкін, сондықтан оларды күкірт қосылыстарынан тазарту қажет.

3.1.1.3. Ұсақтау, ұнтақтау және елеу

Ұсақтау, ұнтақтау және елеу өнімдердің немесе шикізаттың бөлшектерінің мөлшерін азайту үшін әрі қарай өңдеу үшін қолданылады. Ұнтақтау қондырғыларының әртүрлі типтері қолданылады, мысалы, роликті, иекті, балғалы уатқыштар және әр түрлі ұнтақтау орталары бар диірмендер. Ылғал немесе құрғақ материалдар ұсақталып, қажет болған жағдайда араластырылады. Осы немесе басқа жабдықты таңдау өңделетін шикізаттың қасиеттерімен анықталады. Тозаңды шығарудың негізгі әлеуетті көзі құрғақ ұнтақтау болып табылады, сондықтан бұл жерде әрқашан тозаң жинау жүйелері пайдаланылады, жиналған тозаң әдетте үдеріске қайтарылады. Ылғал материалдарды ұнтақтау тозаңды жою елеулі проблемалар тудыруы мүмкін кезде және тегістеуден кейін бірден ылғалды өңдеу қадамы болған кезде қолданылады.

Түйіршіктеу, атап айтқанда, өндіріс қалдықтары мен ұсақ қож бөлшектерін қалыптастыру үшін қолданылады, оны құм себуде, қыста жолдарды сырғанауға қарсы толтыруда қолдануға болады. Балқытылған қож су моншасына беріледі немесе су ағыны арқылы өтеді. Түйіршіктеу металл бұйымдарын өндіруде де қолданылады. Түйіршіктеу үдерісінде ұсақ тозаңдар мен аэрозольдар түзілуі мүмкін, олардың шығарындылары жиналып, технологиялық циклге қайтарылуы керек.

Түсті металдар ассортиментінің екінші реттік көзі пластиктер мен басқа материалдарды металл құрамдас бөліктерден бөлу үшін ұсақталатын электрондық құрылғылар пайдаланылады, осылайша қасаптау қадамын қосады.

Кесу үдерісінде кескіштердің әртүрлі түрлері қолданылады. Көпірлер кіріктірілген тозаңсорғышпен жойылатын тозаңға кескішпен ұнтақталған. Технологияның бірқатар маңызды артықшылықтары бар: жоғары өңдеу жылдамдығы, жоғары дәлдік, электронды құрылғыларға әсер ететін ең аз күш, кез келген сызықты емес схема контурларын өңдеу мүмкіндігі және өңделген жиектердің тамаша сапасы.

3.1.1.4. Шихта дайындау

Шихтаны дайындау негізгі өңдеуге арналған қоспаның (шихтаның) тұрақты алдын ала белгіленген құрамын алу үшін әртүрлі сападағы кендерді немесе концентраттарды араластыру нақты араластыруды және алынған қоспаларға белгілі бір пропорцияда флюстерді немесе тотықсыздандырғыштарды енгізуді қамтиды. Топтаманы дайындау ұнтақтау сатысында немесе тасымалдау, сақтау және кептіру кезінде өзіміздің араластырғыш қондырғыларда жүзеге асырылуы мүмкін. Қоспаның қажетті құрамының дәлдігіне партиялық орташалау қондырғылары, мөлшерлеу жүйелері, конвейер таразылары арқылы немесе тиеу жабдықтарының көлемдік параметрлерін ескере отырып қол жеткізіледі. Шихта қоспасын дайындау тозаңның айтарлықтай мөлшерінің пайда болуымен байланысты болуы мүмкін, сондықтан тозаңды ұстаудың, сүзудің және қайтарудың жоғары дәрежесін қамтамасыз ететін жүйелер қолданылады. Жиналған тозаң әдетте үдеріске қайтарылады. Тозаң түзілуін азайту үшін кейде ылғалды партияларды дайындау қолданылады. Осы мақсат үшін жабын және байланыстырғыш агенттер де пайдаланылуы мүмкін. Үдерістің сипатына қарай, брикеттеу/түйіршіктеу одан әрі өңдеу алдында, мысалы агломерация алдында қажет болуы мүмкін.

Зауытқа түсетін мыс концентраттарын және басқа материалдарды сақтауға арналған қоймалар ашық немесе жабық болуы мүмкін. Жабық қоймалардағы материалдардың жоғалуы аз, сондықтан олардың құрылысына кететін шығын тез өтеледі.

Әдетте мыс зауыттарында концентраттарды сақтау үшін ені 24 – 30 м және орталық теміржол түсіру тірегі бар бір қабатты төртбұрышты қоймалар кеңінен қолданылады. Қойма ұзындығы 18 м болатын бөлімдерге бөлінген. Әрбір бөлім белгілі бір материалды сақтауға арналған және сыйымдылығы 950 – 1300 м³. Бөлімшелердегі қыздырылған түбі мұздатылған концентраттарды ерітуге мүмкіндік береді.

Қоймалар сондай-ақ концентратты контейнерлерде ерітуге және бос ыдыстарды жууға арналған құрылғылармен және жөнелтуге дайындалған бос ыдыстарды қабаттауға арналған орындармен жабдықталған.

Концентраттары бар контейнерлерді түсіру, оларды тасымалдау және бос контейнерлерді теміржол платформаларына тиеу операциялары аспалы кран арқылы орындалады. Концентраттарды үймелеп, қоймадан қысқыш крандар арқылы шығарады. Кран концентратты шағын қабылдау бункеріне береді, одан концентрат таспалы қоректендіргіштің көмегімен көлбеу ленталы конвейерге түсіп, партияны дайындауға бағытталады. Сақтау орындарының сыйымдылығы оларда зауыт жұмысының 10 - 30 күні ішінде шикізат пен басқа материалдардың қорын сақтайтындай болуы керек. Бұл мыс зауытының орташа шикізатпен жұмыс істеуіне мүмкіндік береді.

3.1.1.5. Брикеттеу, түйіршіктеу, кесектеу және басқа нығыздау әдістері

Ұсақ концентраттарды, тозаңды және басқа да қосалқы материалдарды өңдеу үшін әртүрлі тығыздау және ірілеу әдістері қолданылады, соның ішінде сым немесе ұсақ сынықтарды престеу, брикет жасау, түйіршіктеу, орау (жоғарыда айтылғандай).

Тұтқырларды немесе суды қосқаннан кейін қоспаны тікбұрышты брикеттерді алу үшін пресске немесе түйіршіктер (түйіршіктер) алу үшін айналмалы барабанға, дискіге немесе араластырғышқа береді. Тұтқыр материалдың осындай қасиеттері болуы керек, брикеттер бір жағынан жеткілікті тұрақтылыққа ие және пешке бергенде құлап кетпейді, ал екінші жағынан оларды өңдеу оңай (газ өткізгіштігі жақсы). Лигносульфонат (целлюлоза-қағаз өнеркәсібінің қосымша өнімі), меласса және әк, натрий силикаты, алюминий сульфаты немесе цемент сияқты байланыстырғыштардың әртүрлі түрлері қолданылады. Брикеттердің/түйіршіктердің беріктігін арттыру үшін әртүрлі шайырларды қосуға болады. Ұсақтау және сүзгілеу сатысында қолданылатын пештердің сүзгілерінен және сүзгілерден сүзілген тозаңның ірі фракцияларын брикеттеу алдында басқа материалдармен араластыруға болады.

Технологиялық үдерістің келесі кезеңдерінде тозаңды азайту үшін тозаңды басатын, жабын және байланыстыратын агенттерді де қолдануға болады.

Түйіршіктеу – ылғалданған материалдардың ұсақ түйіршіктерін барабандарда немесе тостаған түйіршіктегіштерде 1 – 6 мм, кейде 20 – 30 мм-ге дейін дөңгелектеу арқылы ірілеудің технологиялық үдерісі. Түйіршіктеу немесе брикеттеу кезінде лигносульфонат (целлюлоза-қағаз өнеркәсібінің қосымша өнімі), меласса және әк, натрий силикаты, алюминий сульфаты немесе цемент сияқты байланыстырғыш заттардың әртүрлі түрлері қолданылады. Брикеттердің/түйіршіктердің беріктігін арттыру үшін әртүрлі шайырларды қосуға болады. Ұсақтау және сүзгілеу сатысында қолданылатын пештердің сүзгілерінен және сүзгілерден сүзілген тозаңның ірі фракцияларын брикеттеу алдында басқа материалдармен араластыруға болады.

Қаптаманың мақсаты жеңіл, ықшам емес сынықтар мен қалдықтарды нығыздау және белгілі бір салмақтағы, өлшемдегі және тығыздықтағы пакеттерді алу болып табылады. Тығыз материалды металлургиялық қондырғыларға тиеу ыңғайлы, оны балқыту тотығудан аз металды жоғалтумен жүреді, ал шикізатты тасымалдау құны төмендейді. Бөлшектерге кесілген көлемді сынықтар, радиаторлар, әрлеулер, қалдық жолақтар, құбырлар, кабель сынықтары, статор орамалары, қалыппен кесу, штамптау, тұрмыстық сынықтар және т.б.

Престеу күшіне қарай гидравликалық қап престер 2500 кН-ге дейінгі престеу күші бар аз қуатты престер (Б- 132, В- 1330, ПГ- 150), орташа қуатты пресстер - 2500 - 5000 кН (В) болып бөлінеді. - 1334, ПГ- 400 , СРA- 400) және жоғары қуатты престер - 5000 кН жоғары (СРA- 1000, СРA- 1250).

3.1.1.6. Жабындарды алып тастау және майсыздандыру

Жабындарды алып тастау және майсыздандыру операциялары әдетте кейбір негізгі процестерде өңделген материалдардың органикалық құрамын азайту үшін қайта өңделген материалдарда орындалады. Бұл жағдайда жуу және пиролиз процестері қолданылады. Центрифугалау арқылы мұнайды алуға және жылу жүйелеріне жүктемені азайтуға болады. Органикалық заттардың құрамындағы елеулі өзгерістер кейбір пештерде жану үдерісінің тиімсіздігіне және құрамында қалдық органикалық қосылыстары бар пеш газдарының үлкен көлемінің түзілуіне әкелуі мүмкін. Қаптамалардың болуы балқу жылдамдығын да айтарлықтай төмендетуі мүмкін [16]. Бұл факторлар газды ұстау және жану жүйелері жеткілікті сенімді болмаса, түтіннің, ПХДД/Ф және металл тозаңының елеулі шығарындыларын тудыруы мүмкін. Ұшқындар немесе жанып жатқан бөлшектер пайда болуы мүмкін, бұл газ өңдеу жабдығына айтарлықтай зақым келтіруі мүмкін. Ортақ пештің ішіндегі ластанған металл сынықтарынан жабындарды алу көп жағдайда бөлек пештегі ұсақталған материалдан жабындарды алудан тиімдірек болады, өйткені біріншісі қожды көбірек шығарады [17], дегенмен кейбір пештер арнайы пеште жұмыс істеуге арналған. органикалық қоспаларды өңдеу.

Майды және кейбір жабындарды жою арнайы пештерде, мысалы, чип кептіргіштерде жүзеге асырылады. Көп жағдайда майлар мен суды буландыру үшін төмен температурада жұмыс істейтін айналмалы пеш қолданылады. Материалды тікелей және жанама қыздыру қолданылады. Органикалық өнімдерді жою үшін, пеште қалыптасады, жоғары температурада (850 °C жоғары) жұмыс істейтін кейінгі жану камерасы пайдаланылады және пайдаланылған газдар әдетте қап сүзгісіне беріледі.

Қуатты жабындарды алып тастау сонымен қатар сымдардан оқшаулауды және басқа материалдардан жабындыларды жою үшін жиі қолданылады. Кейбір жағдайларда жабындарды сынғыш ету арқылы жоюды жеңілдету үшін криогендік әдістер қолданылады. Еріткіштермен (кейде хлорланған) немесе жуғыш заттармен жууды да қолдануға болады. Ең көп тарағандары - кіріктірілген конденсаторлары бар еріткіштерді булану жүйелері. Бұл процестер өндірілген өнімдерді майсыздандыру үшін де қолданылады. Бұл жағдайларда судың ластануын болғызбау үшін су тазарту жүйелері қолданылады.

3.1.1.7. Сепарация әдістері

Бұл процестер шикізатты қолданар алдында қоспалардан тазарту үшін қолданылады. Сепарация әдістері көбінесе екінші реттік шикізатты өңдеу үшін қолданылады, ал ең көп таралғаны - темір заттарды алып тастауға мүмкіндік беретін магниттік сепарация.

Бұл операцияның мақсаты ферромагниттік объектілерді және көптеген темір бекіткіштері бар бөлшектерді сынықтар мен қалдықтардан оқшаулау болып табылады.

Сынықтар мен түсті металл қалдықтарын өңдеуге арналған электромагниттік сепараторлардың конструкциялық ерекшеліктері мен тағайындалуы бойынша ерекшеленетін көптеген түрлері бар. Электромагниттік сепаратордың түрін таңдаған кезде материалдың өлшемі, темірді алудың қажетті дәрежесі, өнімділігі ескеріледі. Ферромагниттік қосындыларды бөлудің толықтығы шикізат бөліктерінің өлшемдерімен, қабаттың қалыңдығымен және шикізаттың көлемдік массасымен, бітелумен, магнит өрісінің күшімен және ондағы бөлінген материалдың қозғалу жылдамдығымен анықталады.

Көбінесе түсті металл сынықтары мен қалдықтарын өңдеуде ЭПР типті электромагниттік аспалы темір сепараторлар, ШЭ типті электромагниттік шығырлар, электромагниттік сепараторлар қолданылады. Аспалы темір сепараторлар таспалы конвейерлердің үстіне орнатылады. Электромагниттік шығырлар бір мезгілде сұрыптау конвейерінің жетегінің барабанының қызметін атқарады және материалды түсіру аймағында орналасады. Аспалы сепаратор конвейер осінің бойымен немесе көлденеңінен орнатылады. Құрамында темірі бар заттар электромагнитпен белдікке тартылып, түсіру үшін жағына шығарылады. Магниттік фракцияның шикізаттан бөлінуі үздіксіз жүреді. Сепаратор таспаны түсіру үздіксіз болуы мүмкін немесе магниттік материалдың жиналуына байланысты жүзеге асырылады. Өлшемдері 5 мм-ге дейінгі және салмағы 0,08 кг-нан аз ферромагниттік бөлшектер ілулі сепараторлармен жойылмайды. Басқа бөлу әдістері механикалық немесе пневматикалық сұрыптауыштармен бірге түсті, ультракүлгін, инфрақызыл, рентгендік, лазерлік және басқа анықтау жүйелерін пайдалануды қамтиды.

3.1.1.8. Тасымалдау және тиеу жүйелері

Бұл жүйелер шикізатты, жартылай фабрикаттарды және дайын өнімді өңдеу кезеңдері арасында тасымалдау үшін қолданылады. Шикізат үшін қолданылатын әдістерге ұқсас әдістер қолданылады және тозаң шығарындыларын жасау, ұстау және алу мәселелерімен бірдей. Негізінен механикалық жүйелер қолданылады, бірақ тасымалдаушы ретінде ауа қолданылатын және тасымалдаумен бірге шихтаның құрамындағы айырмашылықтарды теңестіруге қабілетті пневматикалық тасымалдау жүйелері де кеңінен қолданылады.

Алдын ала дайындалған материалдар шикізатқа қарағанда құрғақ болуы мүмкін, сондықтан тозаң шығарындыларының алдын алу үшін жақсы жинау және тазалау әдістері қолданылады. Тозаңды материалдарды тасымалдауға арналған конвейерлер әдетте жабық болады және бұл жағдайларда сезімтал аймақтарда, мысалы, бір конвейерден екіншісіне тасымалдау нүктелерінде шығарындыларды ұстау және өңдеудің тиімді жүйелері орнатылады. Балама ретінде су бүрку қолданылады. Таспаның кері жүруі кезінде материалдың тасымалдануын болғызбау үшін конвейерлерге астыңғы қырғыштар орнатылады. Көбінесе сусымалы материалдарды тасымалдау үшін пневматикалық жүйелер қолданылады.

Кейбір материалдар бөшкелерде, қаптарда (биг-бег, МКР) немесе басқа қаптамада келеді. Егер материал тозаңды болса, оны тозаң жинағыш жүйелерді, мысалы, аспирациялық герметикалық жабық құрылғыларды, су бүрку арқылы немесе жабық орындарда алып тастау керек. Кейбір жағдайларда бұл материалдарды сумен немесе ылғалдандырылған шикізатпен араластырған жөн, егер жағымсыз химиялық реакциялар болдырылмаса. Әйтпесе, оларды жабық жүйелерде бөлек өңдеу жақсырақ.

3.1.2. Бастапқы мыс өндірісі

Мыс және мыс қорытпаларын өндіру және балқыту үшін бірнеше процестер/ технологиялық комбинациялар бар.

Біріншілік мыс (кенді бастапқы шикізаттан) пирометаллургиялық және гидрометаллургиялық процестерді қолдану арқылы алуға болады. Қазіргі уақытта бастапқы мысты алудың пирометаллургиялық үдерісінің негізгі шикізаты (шикізаттың 85 %-дан астамы) мыс және ұжымдық сульфидті концентраттар (Cu мөлшері 15 %-дан 45 %-ға дейін) болып табылады. Аз дәрежеде оксидті/сульфидті полиметалл кендері, тіпті сирек битумды кендер қолданылады. Сульфидті концентраттар күрделі мыс-темір сульфидтерінен тұрады, олар мыс мөлшері 0,2 %-дан 3 %-ға дейінгі рудалардан флотация арқылы алынады. Сонымен қатар, бастапқы мыс, флюстер (кварцит, әк, құм және т.б.), қоспалар/реагенттер (темір, көміртек және т.б.) және екінші реттік шикізат (мыс сынықтары, шөгінділер, әк шламдары, абразивті материалдардың қалдықтары, қождар) өндірісінде. ) пайдаланылады , тозаң, т.б. ). [19]

3.1.2.1. Пирометаллургиялық әдіс

Пирометаллургиялық үдеріс өңделетін концентрат түріне байланысты бірнеше кезеңдерді қамтиды. Концентраттардың көпшілігі сульфидті болып табылады және оларды өңдеу кезеңдері күйдіру, балқыту, конверсиялау, тазарту және электролиттік тазартуды қамтиды [20].

3.1.2.1.1. Мыс концентраттарын күйдіру

Мыс металлургиясында күйдіру жоғары күкіртті концентраттарды және мысқа кедей кендерді өңдеуде қолданылады. Күйдірудің мақсаты – күкірттің бір бөлігін алып тастау және одан кейінгі балқыту кезінде олардың оксидтерін қожға айналдыру үшін темірдің бір бөлігін тотықтыру. Әдетте, таңдалған құрамның қождарын алу үшін шихтаға флюсациялық қоспалар (кварц, әктас) енгізіледі. Қуыру кезінде басқа да мәселелер шешіледі: күкірт қышқылын алуға жарамды газдарды алу, орташалау, шихтаны қыздыру.

Мыс концентраттарын күйдірудің негізгі әдісі сұйық қабатта (СҚ) күйдіру болып табылады. Жану камерасында жағудың мәні материалдың "қайнауын" қамтамасыз ететін жылдамдықпен көтерілетін ауа ағынымен немесе оттегімен байытылған жарылыспен заряд қабатын үрлеуден тұрады. Жану камерасында қуыру өнімділігі жоғары үдеріс, күйдіру пештерінің конструкциясы қарапайым, үдеріс оңай механикаландырылған және автоматтандырылған. Шығарылған газдардың құрамында 12 %– 14 % SO₂бар және күкірт қышқылын өндіру үшін қолданылады.

3.1.2.1.2. Штейнге балқыту концентраты

Концентраттарды балқыту пештерінде балқыту алдында олардың ылғалдылығын 7 %- 8 %-дан төмендету үшін оларды кептіреді (шамамен 0,2 %). Білік пештерінде балқыту үшін концентрат 3,5 %- 4 % дейін кептіріледі және брикеттеледі.

Мыс концентраттарын кептіру үшін кептіргіштердің екі түрі қолданылады:

отынның жануы кезінде пайда болатын ыстық пайдаланылған газдармен қыздырылатын айналмалы кептіргіштер;

катушкасы бар бу кептіргіштері.

Айналмалы кептіргіш айналмалы барабан болып табылады. Жанармайды жағу нәтижесінде пайда болған ыстық газ дымқыл концентратпен байланысады, ал концентраттың құрамындағы су газға айналады.

Бу кептіргіштері бу катушкалары арқылы қыздырылады. Өнімділік бу қысымына байланысты; қысымды 18 – 20 барға дейін арттыру арқылы өнімділікті арттыруға болады. Концентраттағы ылғалды абсорбциялау үшін концентрат арқылы ауаның шамалы мөлшері үрленеді.

Штейн (металл сульфид қорытпасы) және оксидті қожға бөлінетін балқыманы алу үшін қуыру және балқыту бір пеште жоғары температурада бір уақытта жүргізіледі . Құрамында кремний және кальций оксидтері бар флюстер әдетте қож түзу үшін шихтаға қосылады. Шығарылған газдар өңдеуге жіберіледі, мұнда олар күкірт қышқылын өндіру үшін шикізат ретінде қызмет етеді, сирек - сұйық SO₂немесе элементтік күкірт. Балқыту сатысы силикаттарды, атап айтқанда темір силикаттарын түзу арқылы мыс сульфидін рудадағы басқа қатты қоспалардан бөлуге қызмет етеді. Бұл басқа металдық қоспалармен салыстырғанда мыстың күкіртке жоғары жақындығына байланысты мүмкін.

Күкірті аз және органикалық көміртегі жоғары мыс концентратын өңдеу кезінде электр энергиясын өндіруде қосымша көз ретінде жоғары энергетикалық әлеуеті бар газдарды пайдалануға болады.

Екі негізгі балқыту үдерісі бар: сұйық ваннада балқу және газ тәрізді ортада балқу (шаптық балқыту). Бұл процестерде автогенді немесе дерлік аутогенді режимді алу үшін жарылысты оттегімен байыту қолданылады. Оттегін пайдалану сонымен қатар күкірт диоксидінің концентрациясын арттырады, бұл күкіртті пайдаланатын қондырғыларда (әдетте күкірт қышқылын немесе сұйық күкірт диоксидін өндіру үшін) шығатын газдарды тиімдірек пайдалануға мүмкіндік береді.

3.1.2.1.3. Конвертерлеу

Бастапқы шикізатты өңдеу үшін мыс штейнді түрлендіру процестері қолданылады. Мыс штейнді түрлендіру процесі-бұл мерзімді әрекет ету процесі (циклдік). Штейнді түрлендірудің мерзімді процесі екі кезеңде жүзеге асырылады. Көбінесе процесс кварц флюсы қосылған цилиндрлік бак түріндегі түрлендіргіш пеште (Пирс-Смит) жүзеге асырылады. Бірінші кезеңде темір мен күкірттің бір бөлігі тотығып, қож және күкірт диоксиді газын түзеді; мыс алу үшін қож мезгіл-мезгіл төгіліп, одан әрі өңделеді. Дәстүр бойынша бірінші кезеңде үрлеу штейн біртіндеп қосыла отырып бірнеше сатыда жүзеге асырылады. Екінші кезеңде, яғни мысты Үрлеу кезінде мыс сульфиді өрескел мысқа дейін тотығады (мыс мөлшері – 96,0 % - 99,2 %) және одан әрі күкірт диоксиді түзіледі. Үрлеудің соңында өрескел мыс ағызылады. Процесті басқару өрескел мыстағы қалдық Күкірт пен оттегінің деңгейін бақылауға бағытталған. Күкірт диоксиді өңдеуге түседі.

Бірінші кезеңнің реакциясы жылудың көп бөлінуімен, сонымен қатар қорғасын мен мырыш сияқты ұшпа металл қоспаларымен жалғасады, олар кейіннен тазарту қондырғыларында сублиматтар мен тозаң түрінде ұсталып, әрі қарай өңдеуге жіберіледі. Алынған жылуды қосымша бастапқы жылусыз анод сынықтарын және басқа мыс сынықтарын балқыту үшін де пайдалануға болады. Күкірт диоксидінің концентрациясы пештің түріне, жарылыстағы оттегінің мөлшеріне және конверсия сатысына байланысты.

Пирс-Смит түрлендіргіші пакеттік блоктарға жатады. Олар бүйір бетінде орналасқан ауа/оттегі фурмалары бар цилиндрлік пештер. Бастапқы мыс шикізатын көпіршікті мысқа кезеңді түрде түрлендіру үшін кейбір кәсіпорындар үстіңгі үрлемелі роторлы конвертерлерді (Top-blown rotary converter - TBRC) пайдаланады.

3.1.2.1.4. Анодты пеште отпен тазарту

Конверсиялау сатысында алынған тазартылмаған мыс ұшырайтын қоспалардан мысты тазартудың мынадай кезеңі отпен тазарту болып табылады. Өңдеу үдерісі екі кезеңнен тұрады:

ауаның берілуіне байланысты тотықтырғыш;

тотықсыздандырғыштың есебінен қалпына келтіру (мысалы, көмірсутектер) мыс оксидтерінің құрамын азайту және оның толық экстракциясы.

Металдарды пирометаллургиялық (отпен) тазарту кезінде екі міндет шешіледі:

1) Қоспаларды ішінара немесе толық жою.

2) Тұрақты массасы, қалыңдығы және пішіні бар, тиеу-түсіру жұмыстарын жүргізуге ыңғайлы және тиімді электролиттік тазарту талаптарына жауап беретін біркелкі құрылымды тегіс құймалар алу.

Негізгі металдың қасиеттеріне және онымен байланысты қоспаларға байланысты тазартудың бірнеше түрі бар.

Бұл әдіс құрамында оттегі бар реагентпен қоспаларды іріктеп тотықтыру және оларды қождау. Артық оттегі қалпына келтіру операциясы арқылы жойылады.

Үдерістің физикалық және химиялық негізі:

тазартылған қоспалармен салыстырғанда тазартылған металдағы оттегіге жақындығы төмен;

металл балқымасының көлемінде қоспа элементтер оксидтерінің шектеулі ерігіштігі және олардың тазартылған металға қарағанда салыстырмалы тығыздығы төмен;

негізгі металл оксидтерінің элементтік күйге тезірек және толық тотықсыздануы.

Тотықтырғыш ретінде газ тәріздес (көбінесе ауа немесе су буы мен ауа қоспасы) және қатты (қабыршақ, тазартылған металл оксидтері) заттар қолданылады.

Өртті тазарту кезінде қоспаларды тотықтыру және ең соңында күкіртті жою үшін балқытылған метал арқылы ауа үрленеді (тотығу сатысы). Бұл кезеңде қождың аз мөлшері пайда болады, ол келесі кезеңді бастамас бұрын жойылуы керек. Келесі қадамда (азайту немесе мазақтау/сауалдау) сұйық мыста еріген оттегін ішінара жою және оның оксидтерін азайту үшін табиғи газ, шикі ағаш сияқты қалпына келтіретін агент қосылады. Аммиакты тотықсыздандырғыш ретінде де қолдануға болады, бірақ бұл NO_xдеңгейінің жоғарылауына әкеледі . ЕО елдерінде бастапқы және кейбір жағдайларда екінші реттік балқыту үшін цилиндрлік айналмалы пештер (анодты пештер) қолданылады. Бұл пештер Пирс-Смит түрлендіргішіне ұқсас және газбен жабдықтауға арналған фурмалары бар. Оларға балқытылған мыс, мыс сынықтары және пайдаланылған мыс анодтары салынады. Кейбір процестерде қатты немесе балқытылған мыс (конвертерлі мыс немесе мыс сынықтары) зарядталған су астында қалған ауа ұштары бар реверберациялық пештер қолданылады. Кейбір ревербациялық пештер еңкейтілген (Maerz) және фурмамен жабдықталған. Анодты пештердің ыстық газы көбінесе кептіру, бу шығару және басқа мақсаттарда қолданылады. Мыс балқымасын кейде пештегі кеуекті тығындар арқылы азот үрлеу арқылы араластырады. Бұл металдың біртектілігін және балқыту тиімділігін арттырады [21].

3.1.2.1.5. Электролиттік тазарту

Анодтық мысты электролиттік тазарту үдерісі күкірт қышқылы мен мыс сульфатының сулы ерітіндісінде электролиттік мыс, тот баспайтын болаттан немесе титаннан жасалған жұқа катодты негіздерді пайдалана отырып жүзеге асырылады. Мыс шөгінділері жиналатын тот баспайтын немесе титан матрицалары қайта пайдалануға болатын катодты негіздер болып табылады.

Анодтар мен катодтарды электролиз ванналарына орналастырады, электродтарды ванналарға тігінен, бір-біріне параллель орналастырады. Барлық анодтар оңға, ал катодтар - тұрақты ток көзінің теріс полюсіне қосылған. Ванналарды тұрақты ток желісіне қосқанда мыс анодтан электролитке электрохимиялық жолмен ерітіледі, катиондар электролит арқылы тасымалданады және катодта тұндырылады. Бұл жағдайда қоспалар негізінен шлам (ванналардың түбіндегі қатты шөгінділер) мен электролит арасында бөлінеді.

Электрлік тазарту анодтардағы басқа металдарды шығарады; никель сияқты бағалы металдар электролитте азырақ ериді, ал қымбат металдар, селен және теллур сияқты бағалы металдар электролизерлерде тұндырылатын анодты шөгінділерді құрайды. Анодты шламдар камералардан мезгілді түрде шығарылады және бағалы металдар алынады (3.2 -бөлімді, Бағалы металдарды қараңыз).

Басқа еріген металдардың концентрациясы электролитте жоғарылайды, өйткені олар катодта тұнбады. Электрлік тазарту кезінде еріген қоспаларды жою үшін электролиттің бір бөлігі тазарту үшін жүйеден шығарылады. Электролитті тазартудың әдеттегі процестері мыстың электролизін пайдаланады немесе кейбір зауыттарда мыс мыс сульфаты түрінде шығарылады. Булану, кристалдану және одан әрі тазарту никельді никель сульфаты ретінде қалпына келтіреді. Күшәнты өңдеу және алу үшін келесі әдістер қолданылады: еріткішпен экстракция; мыстың соңғы электролизі кезіндегі тұндыру; қара қышқыл тұнбаға түседі. Кейбір жағдайларда мыс арсенаты тазартылады және балқыту шикізатына қайта өңделеді.

Анодтық мысты электротазалау үдерісінде қоспаларды жою катодты мысты алуға бағытталған.

Айта кету керек, анодтағы қоспалар деңгейі катодтың сапасына әсер етеді; анодтағы қоспалардың мазмұны, өз кезегінде, концентраттың немесе екінші реттік шикізаттың химиялық құрамына және тазартылмаған мен анодты мыс алу үшін қолданылатын технологияға байланысты .

Қазіргі тренд - ванналардың көлемін ұлғайту, көбірек электродтарды орнату және тот баспайтын болаттан жасалған катодты негізді пайдалану. Бұл факторлар анод сапасын бақылаудың жоғары деңгейімен біріктірілгенде тиімділіктің артуы байқалады. Сапаны бақылау қажетті геометрияны, жақсы электр байланысын және анодтың қажетті тазалығын қамтамасыз ету үшін қажет. Негізсіз технологияны қолдану мыс электролизінің құнын төмендетеді (электролиттік мыстан стартерлік катод негіздерін алу үшін матрицалық өңдеу жоқ), тұрақты жоғары токты пайдалану коэффициентін (97 % және одан жоғары) қамтамасыз етеді. Қазіргі заманғы электролиз цехтары катодтар мен анодтарды ауыстыруды автоматтандырудың жоғары дәрежесімен, катодты тот баспайтын болаттан жасалған катодты негізден тазартумен сипатталады.

3.1.2.1.6. Мысқа бай қождарды өңдеу

Бастапқы шикізатты мыс құрамы 30 %-дан астам штейнге балқыту кезінде және конверсиялау сатыларынан түзілетін қождар мысқа бай және бірнеше технология бойынша өңделеді. Осындай процестердің бірі - мыс штейнін және мыс азайған қожды алу үшін құрамында мыс оксидтері бар қожды кокс желінің немесе электродтардың өздері түрінде көміртегімен тұндыру және реакцияға түсіру үшін электр пешін пайдалану. Электр пешінде қожды өңдеу үдерісі үздіксіз және мерзімді болуы мүмкін. Конвертер қожын электр пешінде де өңдеуге болады. Альтернативті технология флотациялық процестер болып табылады: балқыту зауытына жеткізілетін мыс мөлшері жоғары флотациялық концентрат алу үшін қож салқындатылады, ұсақталады және флотацияға жіберіледі. Тиісті сұраныс болған жағдайда өңдеуден кейінгі қож құрылыста, соның ішінде жол құрылысында, жағалауларды салу үшін және басқа да осыған ұқсас мақсаттарда, сондай-ақ құм себу үшін пайдаланылуы мүмкін, өйткені олар көбінесе балама материалдармен салыстырғанда жақсы қасиеттерге ие. Ұсақ түйіршікті темірлі материал цемент өндірісінде толтырғыш ретінде де қолданылады.

Құрамында мыс мөлшері жоғары қождар, мысалы, конвертер және тазартқыш қождар да балқыту сатысында қайта өңделеді.

3.1.2.1.7. Мыс купоросын өндіру

Электролиз кезінде электролит қоспалармен ластанып, мыспен байытады. Мыстың жиналуы негізінен анодта Cu+ иондарының белгілі бір мөлшерінің түзілуіне байланысты мыстың анодтық ток катод шығысынан жоғары болуына байланысты болады. Электролитті мыспен байытуға анодтардағы катодты және анодтық мыстың және оның оксидтерінің химиялық еруі де ықпал етеді.

Қоспалардың жиналуын болғызбау және артық мысты кетіру үшін электролит жаңартуға (регенерацияға) ұшырайды. Регенерация үшін электролиттің бір бөлігі ванналардан шығарылады. Алынған электролит мөлшері жинақталуы ең жылдам болатын жетекші қоспаның шекті рұқсат етілген концентрациясынан есептеледі. Әдетте бұл қоспалар никель мен күшән болып табылады.

Регенерацияға арналған электролиттің қорытындысы оның электролит ванналарында міндетті үздіксіз айналымын ұйымдастыру кезінде іс жүзінде жүзеге асырылады. Электролиттің ішінара жаңаруынан басқа, циркуляция оның құрамының электродаралық кеңістікте теңестірілуін қамтамасыз етуі керек. Бұл жоғары сапалы катодты шөгінділерді өндіруді және электр энергиясының ерітіндісін азайтуды қамтамасыз етеді. Қан айналымы 3 - 4 сағат ішінде бүкіл электролиттің өзгеруін қамтамасыз етуі керек.

Электролит ваннаның бір шетінен беріліп, қарама-қарсы шетінен (электродтарға перпендикуляр) тартылу арқылы айналады.

Айналым кезінде қысымды резервуардан ванналарға баратын жолдағы электролит бумен 50 - 55 ° C дейін қызады, бұл оның электрлік кедергісін азайтуға көмектеседі.

Мыс өндірісінде электролит регенерациясы оны сусыздандыру үшін электролизбен, ерімейтін (қорғасын) анодтармен, сонымен қатар мыс сульфатын алу арқылы жүзеге асырылады.

Электролиттік әдісте мыс ерітіндіден катодта, ал оттегі қорғасын анодтарында бөлінеді:

Cu₂t + 2e - Сu;

Н₂O- 2е = 2Н+ + 1/2O₂.

Осы екі реакцияның нәтижесінде ерітінді мыс азайып, бос күкірт қышқылына байытады. Мыстың ішінара таусылуынан кейін электролит негізгі электролизге оралады. Мысты ерімейтін анодтармен электролизбен тұндыру ваннада 2 - 2,5 В болатын және потенциалдардан тұратын жоғары кернеу есебінен 1 тонна мысқа (3000 - 3500 кВт/сағ) электр энергиясын тұтынудың жоғарылауымен сипатталады. иондардан мыс пен оттегінің түзілуіне арналған.

Мыс сульфатын алған кезде электролит ауаның қатысуымен анод сынықтарымен немесе арнайы дайындалған мыс түйіршіктерімен бейтараптандырылады. Келесі реакция нәтижесінде ерітінді мысға байыды және күкірт қышқылымен азаяды:

Сu + H₂SO₄+ 1/2O₂= CuSO₄+ Н₂O

Содан кейін алынған ерітінді буландырылады және кристаллизаторларға жіберіледі, онда салқындаған кезде одан мыс сульфатының кристалдары (CuSO₄* 5H₂O) бөлінеді. Мыс сульфатын алу үдерісін күшейту үшін оны вакуумдық кристаллизаторларда жүргізеді.

Мыс сульфатының кристалдануы үш кезеңде жүзеге асырылады. Құрамында 50 - 60 г/л Cu бар үдерістің үшінші кезеңінен кейінгі ерітінді ерімейтін анодтары бар ванналарда электролиттік дегидрлеуге ұшырайды. Электролиз нәтижесінде мыс балқыту зауыттарына жіберілетін күшән және сурьмамен ластанған борпылдақ мыс катодты кен орны және бейтараптандыру үшін айдалатын ~ 1 г/л Cu бар ерітінді алынады.

Дайын өнімді орау үшін пластикалық пакеттер немесе жұмсақ контейнерлер қолданылады. Мыс сульфатын полиэтилен пакеттерге мөлшерлеу және орау орау желісінде автоматты түрде жүзеге асырылады. МКР типті жұмсақ ыдысқа мыс сульфатын мөлшерлеу және орау орау қондырғысында кран таразысында өлшеу арқылы жүзеге асырылады.

3.1.2.2. Гидрометаллургиялық процестер

Гидрометаллургия – сұйық фазалы еріткіштерді пайдаланып шикізаттан элементтерді алу және оларды кейіннен металдар немесе монопреципитаттар түріндегі ерітінділерден оқшаулау.

Бұл үдеріс әдетте тотыққан рудаларды немесе аралас тотыққан/сульфидті кендерді сілтісіздендіру және өңдеу алаңдарын құру үшін жеткілікті кеңістік бар кен орнында тікелей өңдеу үшін қолданылады. Бұл үдеріс, әсіресе, дәстүрлі технологияларды пайдалана отырып, байыту қиын, құрамында бағалы металдар жоқ кендер үшін тиімді. Гидрометаллургиялық үдерістің жалпы схемасы 3.1 -суретте көрсетілген.

Гидрометаллургиялық технологияның негізгі кезеңдері:

1) шикізатты дайындау; бұл операция бағалы металды тезірек, толық, іріктеп Сілтісіздендіруға ықпал етеді. Шикізаттың фазалық құрамының өзгеруіне байланысты белгілі механикалық (ұсақтау, ұнтақтау) және физика-химиялық әдістер (күйдіру, күйдіру, агломерация, гидротермиялық белсендіру, екінші реттік шикізатты майсыздандыру және т.б.).

2) Сілтісіздендіру, яғни металды ерітіндіге беру, одан кейін қалдықты тұндыру, сүзу, центрифугалау және жуу арқылы ерімейтін қалдықты бөлу.

3) Ерітіндіні дайындау: қоспалардан физикалық-химиялық әдістермен тазарту (аз еритін қосылыстар түріндегі тұндыру, цементтеу, сорбциялық-экстракциялық бөлу), булану, сорбциялау және экстракция әдістерімен ерітіндіні концентрациялау, содан кейін байытылған ерітінді алу. десорбция және реэкстракция кезіндегі сұйық фаза.

4) Металл (электролиз, автоклав газын тұндыру) немесе қосылыс (кристалдану, химиялық тұндыру, айдау) түріндегі бағалы элементті ерітіндіден бөлу.

3.1-сурет. Гидрометаллургиялық үдерістің жалпыланған технологиялық схемасы

3.1.2.2.1. Кенді дайындау

Үйінді шаймалау үшін өндірілген кенді астардың астына орнатылған өткізбейтін субстраттарға салмас бұрын ұсақтау арқылы ұнтақтайды. Егер кен өте өткізгіш болса, аздап немесе толық ұсақтау қажет болуы мүмкін, минералды бөлшектермен сілтілеу байланысын қамтамасыз ету қажет. Тиімді сүзу арқылы қамтамасыз етіледі.

3.1.2.2.2. Сілтісіздендіру

Сілтісіздендіру тиімділігі төмендегідей бағаланады:

экстракция – алынатын элементтің шикізаттағы оның құрамына қатысты ауысу дәрежесі,%;

үдерістің жылдамдығы (уақыт бірлігінде алынатын элементтің массасы; температура, реагенттер концентрациясы, араластыру қарқындылығы, меншікті бет ауданы, шикізат дисперсиясы жоғарылаған сайын артады);

селективтілік – ілеспе қоспаларға қатысты бағалы элементтің экстракциялану дәрежесі: жылдамдығы мен экстракциясы неғұрлым төмен болса, сілтісіздірілген элементтің селективтілігі соғұрлым жоғары болады;

реагенттің меншікті шығыны – өндірілген металдың массалық бірлігіне химиялық шығын; бұл көрсеткіш шикізаттың фазалық құрамына, еріткіштің регенерациясына және еріткіш-тұйық схеманың ұйымдастырылуына байланысты;

пайда болған целлюлозаның қасиеттері, олардың тұндыру және сусыздану көрсеткіштеріне әсер етеді; олар қатты фазаның жұқалығы мен фазалық құрамымен, пульпалардың тұтқырлығы мен тығыздығымен және температурамен анықталады.

Сілтісіздендіру процестері бойынша жіктеледі:

еріткіш түрі (сілтілі, қышқылды, тұзды, органикалық және комплекс түзуші реагенттер);

жүзеге асыру әдісі (периодты, үздіксіз, бір көпсатылы, коорентті және қарсы ағымды);

қоршаған ортаның тотықсыздандырғыш жағдайлары (тотықтырғыш, тотықсыздандырғыш, бейтарап);

аппараттық жобалау (үйінді, жерасты Сілтісіздендіру, перколяция, араластыру);

қысым мәні (атмосфералық немесе артық – автоклав жағдайында);

дайындық операцияларын қолдану (тікелей немесе алдын ала дайындықпен).

Еріткіш сипаттамалары

Сілтісіздендіру кезіндегі еріткіштің тиімділігі шикізаттың температурасымен, концентрациясымен, ұзақтығымен, өлшемімен анықталады.

Су ең қолжетімді еріткіш болып табылады және еритін сульфаттар мен металл хлоридтерін, соның ішінде қуыру өнімдерінен алуда тиімді.

Тұздардың сулы ерітінділері (сульфаттар мен Fe (III) хлоридтері). Олардың әрекетінің химиясы келесі реакциялармен сипатталады:

MeS + 2FeCl₃= МеСl₂+ 2FeCl₂+ S°;

MeS + Fe₂(SO₄)3 = MeSO₄+ 2FeSO₄+ S°;

PbSO₄+ 4NaCl = Na₂PbO₄+ Na₂SO₄.

Бұл T > 373 К реакциялардың дамуын қамтамасыз ететін жеткілікті тиімді еріткіштер, бірақ олар қымбат, алынған ерітінділер балласт тұздарымен ластанған, бұл еріткіштің регенерациясын және құнды компонентті экстракциялауды қиындатады.

Хлорлы су – хлормен қаныққан су:

Cl ₂+ H ₂O ↔ HClO + HCl.

Қалыпты жағдайда 2,26 дм ³CI ₂1дм³суда ериді. Ортаның қышқылдығына байланысты CI₂(қышқылдық ортада), HClO (рН 4 – 7,5) және ClO - (рН > 7,5 кезінде) қолайлы болуы мүмкін.

Хлорлы су металдарды, сульфидтерді белсенді түрде ерітеді:

MeS + Cl ₂(ақ) \ u003d Me ₂+ + 2 C l - + S °;

Me + Cl ₂(aq) = Me ₂+ + 2Cl–, оның ішінде [MeCl ₄]2 – типті комплекстердің түзілуі.

Хлорлы су поликомпонентті қорытпаларды, бағалы металл кендерін, молибден концентраттарын сілтісіздендіру үшін қолданылады.

Уыттылық, жоғары баға, регенерация проблемалары бұл еріткіштің қолдану аясын шектейді.

Сілтісіздендіру әдістері мен схемалары

Сілтісіздендіру мерзімді және үздіксіз режимдерде жүргізіледі. Бірінші жағдайда шикізат пен реагенттер көрсетілген параметрлерде араластыруды қамтамасыз ете отырып, реакторға жүктеледі, ал пульпа қажетті көрсеткіштерге (экстракция, селективтілік) жеткенше өңделеді. Содан кейін реактордың ішіндегісі түсіріліп, ол келесі операцияға дайындалады, ол бірдей параметрлер мен шарттарда қайталанады.

Үздіксіз сілтісіздендіру реакторлар сериясында жүргізіледі; қоректендіретін резервуардағы суспензия сорғы арқылы бірінші реакторға айдалады, содан кейін үздіксіз, бірінен соң бірі келесі реакторларға құйылады. Реакторлардың саны және олардағы целлюлозаның тұру уақыты соңғы реакторда қажетті сілтісіздендіру жылдамдығына қол жеткізу үшін таңдалады. Мұндай схемалар өндірістің кең ауқымында тиімді, өйткені аппарат уақытында ұтымды пайдаланылған (тиеу және түсіру, жылыту және салқындату, жабдықтау және қысымды төмендету үшін шығындар жоқ), автоматтандыру және механикаландыру қарапайым, пайдалану шығындары төмен ( жылу шығыны аз, еңбек шығындары), бірақ күрделі шығындар жоғары (сорғы қондырғылары, шығыс және қабылдау цистерналары, құбырлар мен арматура).

Кезеңдер санына қарай бір және көп сатылы (екі, үш) сілтісіздендіру болып бөлінеді. Тікелей ағынды сілтісіздендіру кезінде бастапқы пульпа үздіксіз каскадтың барлық аппараттарынан өтіп, соңғысынан шығарылады. Қарсы ағынды сілтісіздендіру бағалы металды неғұрлым толық алуға қол жеткізу қажет болғанда жүзеге асырылады (тіпті селективтілікке зиянын тигізеді); осы мақсатта бірінші кезеңнің қалдықтары бастапқы еріткішпен өңделеді (жоғары концентрация және күшті ашу күші); алынған екінші реттік кек осы Үдеріс үшін үйінді болып саналады және ерітінді бірінші кезеңге қайтарылады, яғни өңделген шикізат пен еріткіш қарама-қарсы бағытта қозғалады.

Бұл неғұрлым ұтымды схема, дегенмен, бұл жағдайда айналымдағы ерітіндіде ілеспе қоспалардың жиналуы сөзсіз, бұл сілтілеу өнімділігін және алынған металдың сортын нашарлатады. Ерітіндінің оңтайлы құрамын сақтау үшін оның бір бөлігі бөлек өңдеуге алынады (терең булану, бейтараптандыру, сорбциялық-экстракциялық тазарту және т.б.).

Үйінді сілтісіздендіру. Технологияның мәні шикізатты еріткішпен біркелкі суаруда, алынатын металды ерітуге, өндірістік ерітіндіні сандық жинауға және одан тауарлық өнім түрінде металды алуға жағдай жасауда жатыр. Технологияны енгізу үлкен көлемдегі нашар шешімдері бар шикізаттың үлкен массасын бір реттік өңдеумен, өнеркәсіптік аймақтардан қашықтығымен және энергиямен қамтамасыз ету, жұмыс күшімен қамтамасыз ету мәселелерімен, сондай-ақ метеорологиялық факторлардың (жаңбыр, құрғақшылық, су тасқыны).

3.1.2.2.3. Ерітінді дайындау

Сілтісіздендірудан кейінгі өнім ерітінділері қойма тоғанында жинақталады және сұйық экстракция және электролиз қондырғысына айдалады. Ерітінділерді өңдеу схемасы параллельді-тізбекті экстракцияның үш кезеңінен, қайта экстракцияның бір кезеңінен және электролизден тұрады.

3.1.2.2.4. Экстракциялау және қайта экстракциялау

Бұл процестер құрамында 1 %-дан аспайтын қалпына келетін металы бар сұйылтылған ерітінділерді концентрлеу үшін немесе оны көп компонентті ерітіндіден таңдап алу үшін қолданылады.

Үдеріс сумен араласпайтын бірқатар органикалық заттардың металл иондарымен қосылыстарды таңдап түзу және оларды органикалық фазаға бөліп алу қабілетіне негізделген.

Экстракциялау процестерін сипаттау үшін қолданылатын негізгі терминдер:

экстрагент - экстракцияланған металмен тұз немесе кешен түзетін, органикалық заттарда еритін және су фазаларында іс жүзінде ерімейтін органикалық зат;

еріткіш – экстрагентті еріту үшін қолданылатын органикалық сұйықтық;

экстракт, рафинат – сәйкесінше экстракция өнімдері, органикалық және сулы фазалар;

реэкстракт – қаныққан металлорганикалық фазаны қайта экстракциялаудан кейін алынған байытылған сулы фаза.

Экстрагенттерді еріткіштермен (керосин, бензол, толуол) қоспада қолданады; олар суда ерімейді, тұтану температурасы жоғары, 340 К жоғары және тар дистилляция диапазоны бар. Еріткіштің түрін таңдау арқылы иондардың экстракциясын басу немесе күшейтуге болады. Еріткіштерге қойылатын талаптар негізінен экстрагенттерге қойылатын талаптарға ұқсас.

Бөлу коэффициенті немесе "органикалық: сулы" фазалардың арақатынасы неғұрлым үлкен болса, соғұрлым аз экстракция қадамдары қажет. Бөлу b > 1,6 болғанда тиімді болып саналады.

Гидрометаллургияда ең көп қолданылатыны араластырғыш-тұндырғыш типті экстракторлар. Әрбір аппарат араластыру және тұндыру камераларын қамтитын секциялардан тұрады. Ерітінділер секцияның ішінде тікелей ағынмен, ал аппарат арқылы - қарсы токпен қозғалады. Араластыру камерасында 400 – 600 мин жылдамдықпен айналатын турбиналық араластырғыш орнатылған; ол сулы және органикалық фазаларды араластыруды, қоспаны келесі сатыға айдауды және камераларда ерітіндінің берілген деңгейін ұстап тұруды қамтамасыз етеді.

Экстракцияның кемшілігі реагенттердің өрт қауіптілігі мен уыттылығы, экстрагенттердің сулы фазамен жоғалуы; олар әсіресе целлюлоза процестерінде маңызды (0,5 – 1 кг/т).

Экстракция кезіндегі негізгі шығындар бастапқы ерітіндіні дайындауға, қымбат тұратын құрал-жабдықтарды сатып алуға, өрт қауіпсіздігін ұйымдастыруға, реагенттерді жеткізуге (экстрагент, реэкстрагент, қышқылдықты корректорлар) және экстрагенттің жоғалуын толықтыруға түседі.

3.1.2.2.5. Мыс электролизі

Құрамында металл мөлшері жоғары (≥ 25 – 40 г/дм³) ерітінділерді ерімейтін анодтарды қолдану арқылы өңдеу үшін қолданылады. Нәтижесінде катодта металл иондары азаяды:

Men + + ne = Mek, ал реакция анодта молекулалық оттегінің түзілуімен жүреді:

H ₂O + 2 e \u003d 2H + + 0,5O ₂.

Бұл әдіс мыс, сонымен қатар мырыш, кадмий, сурьма, никель, күміс және басқа да бірқатар металдарды алу үшін, жинақы немесе ұнтақты тұнбаларды алу үшін қолданылады.

Тұндыру үдерісінде ерітінділер алынатын метал бойынша таусылады, сонымен бірге реагент-еріткіш эквивалентті қатынаста регенерацияланады (мысалы, сульфат ерітінділерін өңдеуде күкірт қышқылы), бұл мүмкіндік береді тұйық еріткіш контурын ұйымдастыру.

3.1.3. Екінші реттік мыс өндірісі

Екінші реттік мысты алу үшін көп жағдайда пирометаллургиялық процестер қолданылады. Үдерістің кезеңдері екінші реттік шикізаттағы мыстың мөлшеріне, бөлшектердің мөлшеріне таралуына және басқа элементтердің құрамына байланысты [22, 23]. Бастапқы мыс сияқты, осы қоспаларды кетіру және алынған қалдықтардан металдарды алу үшін бірнеше қадамдар әзірленді [24].

Қайта өңделген материалдардың құрамында жабын немесе майлаушы сияқты органикалық материалдар болуы мүмкін, сондықтан үдеріске майсыздандыру және жабындыдан тазарту қадамдары енгізіледі немесе сәйкес жобаланған пештер мен газ тазалау жүйелері пайдаланылады. Мақсат - газдың ұлғайған көлемін өңдеу, ҰОҚ бейтараптандыру және ПХДД/Ф азайту немесе жою мүмкіндігін арттыру. Қолданылатын алдын ала өңдеу немесе пеш түрі органикалық заттардың болуымен, қоректенетін материалдардың түрімен, яғни мыстың және басқа металдардың мөлшерімен және олардың күйімен (материал тотыққан немесе металдық) анықталады.

Құрамындағы металдарды бөлу үшін конвертерде ластанған жез сынықтарын балқытқанда, құрамында мырыш мөлшері жоғары сүзгілерден көпіршікті мыс пен тозаңды алу үшін басқа қорытпа элементтерін сублимациялау немесе қождау жүргізіледі.

Екінші реттік мыс өндірісінің қадамдары бастапқы мыс өндірісіне ұқсас, бірақ әдетте шикізат ретінде тотыққан немесе металл материалдар пайдаланылады, бұл әртүрлі өндіріс жағдайларын білдіреді. Екінші реттік шикізатты балқыту бейтарап немесе тотықсыздандырғыш жағдайда жүреді.

3.1.3.1. Екінші реттік балқыту кезеңі

Төмен және орташа сапалы шикізатты балқыту әртүрлі типтегі пештерде: шахталы, балқыту шағын пештерінде, үстіңгі үрлемелі айналмалы конвертерлерде (TBRC), Ausmenlt/ISASMELT балқыту пештерінде, реверберациялық және көлбеу пештерде жүзеге асырылады [25]. Жоғары сапалы сынықтарды (> 99 % Cu) балқыту үшін Contimelt жүйелері қолданылады.

Пештің түрі және өндіріс үдерісінің кезеңдері шикізаттың құрамына, олардың мөлшеріне және басқа сипаттамаларына байланысты. Осылайша, екінші реттік мысты балқыту және тазарту күрделі үдеріс болып табылады және өңдеуге болатын қайта өңделген материалдың түрі қолда бар нақты жабдық пен пешке байланысты [26]. Екінші реттік мысты алудың технологиялық үдерісінің схемасы 3.2 суретте көрсетілген.

Металл оксидтерін тотықсыздандыру үшін қажетіне қарай темір (темірлі мыс, кәдімгі темір сынықтары және т.б.), көміртегі (кокс немесе табиғи газ түрінде), флюс қосылып, процестер түріне қарай жүргізіледі. пайдаланылған заряд. Тотықсыздандырылған балқыту нәтижесінде түтін газдарымен бірге оксидтер түрінде шығарылатын және тозаң жинау жүйесінде жиналатын мырыш, қалайы және қорғасын сублимацияланады. Пештен шыққан газдардағы тозаң, күкірт диоксиді, ПХДД/Ф және ҰОҚ мөлшері шикізаттың құрамына байланысты. Тозаңды бөлуден кейін келесі тазалау үшін пайдаланылған газдар ылғалды тозаңға және газды тазалауға жіберіледі [27]. Жиналған тозаң шихтадан алынған металдарды алу үшін одан әрі өңдеуге жіберіледі.

3.2-сурет. Екінші реттік мыс өндірудің жалпы технологиялық схемасы

Балқытатын шағын пеште темір мен қалайы бар сынықтар екінші реттік мыс алу үшін балқытылады. Бұл жағдайда бірінші кезеңде темір металдық мысты алу үшін қалпына келтіретін элемент ретінде әрекет етеді. Содан кейін темірді және қожқа түсетін басқа металдарды (қорғасын мен қалайы) тотықтыру үшін балқымаға оттегі үрленеді. Темірдің тотығуы қажетті технологиялық температураны қамтамасыз етеді, ал артық жылу қайтарылады.

KRS үдерісі Ausmelt/ISASMELT пешінде жүзеге асырылады [28]. Бұл озық технология екінші реттік материалдардан түсті металдарды алудың дәстүрлі технологиясын шахталы пеште/конвертерлік балқыту арқылы алмастырады. Типтік бастапқы материал ретінде мыс балқыту мен тазартудан кейін пайда болған, құрамында мыс және бағалы металдар, құю қалдықтары, металл өңдеу қалдықтары немесе құрамында мыс бар қалдықтарды қайта өңдеу кәсіпорындарымен жеткізілетін электрондық сынықтар, мыс қорытпаларының сынықтары, мысқа бай қождар, мыс дросстары бар екінші реттік шикізат жатады. , циклондар мен сүзгілердің тозаңы, тұндыру шламы және сым тарту шламы.

Жалпы алғанда, бірдей материалды электр пештерінде KRS немесе шахталы пештер өңдейді. Өндірілген көпіршікті мыс тоннасына электр пешін тиеу шахталы пешке қарағанда аз, ол электр пешінен айырмашылығы қайта өңделген қожсыз жұмыс істей алмайды.

3.1.3.2. Конвертерлеу, отпен тазарту, қожды өңдеу және электролиттік тазарту, таза қорытпа сынықтарын өңдеу

Конверсиялау және тазарту пештері мыс өңдеудің бастапқы пештеріне ұқсас; қожды өңдеу және электрорафинирлеу жүйелері де ұқсас. Негізгі айырмашылығы, екінші реттік өндірісте қолданылатын конвертерлерде штейн емес, металл немесе қара мыс балқытылады. Балқу температурасын ұстап тұру үшін отын ретінде кокс немесе табиғи газ қосылады, ал бастапқы түрлендіргіштерде қажетті температура штейнмен қамтамасыз етіледі [26]. Екінші реттік конвертерлерде темір сияқты аз мөлшерде болатын элементтер тотығады және қожға айналады, ал басқа металдар, мысалы, мырыш немесе қалайы сублимацияланады. Оларда тазартылмаған мыс алынады, ол содан кейін отты тазартуға кетеді. Конвертерді үрлеу кезінде бөлінетін тотығу реакциясының жылуы металл компоненттерін сублимациялауға қызмет етеді, ал қож түзетін қоспаларды беру қож қабатын қалыптастыруға және оған темір мен кейбір қорғасынды беруге мүмкіндік береді. Металда жұмыс істейтін түрлендіргіштердің жылу балансы айтарлықтай шиеленіс болғандықтан (экзотермиялық реакциялардың жылуы, әдетте, жеткіліксіз) конвертерге кокс қосылады немесе табиғи газбен қыздырылады. Таза жоғары сапалы мыс сынықтары отты тазарту пешіне балқыту үшін тікелей тиеледі.

Электротазалау шламдары мен қалдық ерітінділері сонымен қатар никель сияқты бағалы металдар мен металдардың көзі ретінде қызмет етеді. Оларды алу үшін бастапқы үдерісте қолданылатын технологияларға ұқсас технологиялар қолданылады.

Қола және жез сияқты мыс қорытпалары да бірқатар процестерде қосалқы шикізат ретінде пайдаланылады. Егер олар ластанған немесе басқа қорытпалармен араласса, олар екінші реттік балқыту және тазарту үдерісі арқылы қайта өңделеді.

Таза қорытпа жартылай фабрикаттарды өндіру үшін тікелей қолданылады. Таза материал индукциялық пештерде балқытылады, содан кейін келесі өндіріс қадамдары үшін қалыптарға құйылады. Берілген сортты қорытпаны алу шихтаның құрамын бастапқы металдың елеулі қоспаларынсыз талдау және бақылау арқылы қамтамасыз етіледі. Мырыш оксиді сүзгілерге түскен тозаңнан алынады.

Электрэкстракция "лас" мысты сілтісіздендіру арқылы түзілген мыс сульфатының ерітінділерінен мысты алу үшін немесе гидрометаллургиялық ерітінді экстракция үдерісінде қолданылады. Мұнда электроэкстракция үдерісінде қорғасын немесе титан сияқты инертті анодтар, ал катодтар ретінде тот баспайтын болаттан жасалған матрицалар немесе мыс пластиналар қолданылады. Мыс иондары ерітіндіден шығарылып, электротазалаудағыдай катодтарға тұндырылады. Катодтарды жалаңаштау тұрақты катод негізін пайдаланған кездегідей болады. Электролит одан барлық мыс жойылғанша ванналар сериясы арқылы айналады. Содан кейін электролит еріткіш экстракция цикліне қайтарылады. Еріткіш экстракция сатысында қоспаларды бақылау үшін электролиттің бір бөлігі айналымнан алынады.

Электрэкстракция үдерісі әдетте екі кезеңде жүзеге асырылады. Бірінші кезеңде мыс электролиттен коммерциялық катодтар әлі де алуға болатын деңгейге дейін алынады. Электрэкстракцияның екінші сатысында (дегидрлеу) мыс электролиттен катодтарға 1 – 2 г/л деңгейіне дейін алынады. Экстракциялық ванналардағы кернеу еритін мыс анодтары бар мыс электролиз ванналарына қарағанда шамамен бес есе жоғары. Мерзімді түрде дегидрленген электролиттің бір бөлігі ерітіндіні никель, күшән, мырыш және темір сияқты металдармен - қоспалармен байытуға байланысты "еріту - электроэкстракция" айналымынан алынады.

Электролиттік тазарту үдерісі анодты мыс электролиттік мыстан, тот баспайтын болаттан немесе титаннан жасалған жұқа катодты негіздер арқылы күкірт қышқылы мен мыс сульфатының сулы ерітіндісінде жүзеге асырылады. Мыс шөгінділері жиналатын тот баспайтын немесе титанды матрицалар қайта пайдалануға болатын катодты субстраттар болып табылады (Mount ISA үдерісі, Outotec негізсіз технологиясы және Noranda/Kidd Creek жүйесі) [29, 30]. Анодтар мен катодтарды электролиз ванналарына орналастырады, электродтарды ванналарға тігінен, бір-біріне параллель орналастырады. Барлық анодтар оңға, ал катодтар - тұрақты ток көзінің теріс полюсіне қосылған. Ванналарды тұрақты ток желісіне қосқанда мыс анодтан электролитке электрохимиялық жолмен ерітіледі, катиондар электролит арқылы тасымалданады және катодта тұндырылады. Бұл жағдайда қоспалар негізінен шлам (ванналардың түбіндегі қатты шөгінділер) мен электролит арасында бөлінеді.

Анодтық мысты электролиттік тазарту нәтижесінде тауарлық мыс катодтары, мыс электролит шламы, анод қалдықтары және металдармен ластанған электролит қалдықтары алынады.

3.2. Бағалы металл өндіріс процестері

Жыл сайын бағалы металлдарға сұраныстың артқаны байқалады, бұл оларды өндірудің қолданыстағы технологияларын жетілдірудің жаңа көздерін іздеумен қатар шұғыл қажеттілікті тудырады. Көрсетілген жағдай бірінші кезекте бастапқы және қайталама шикізатты пайдаланудың толықтығы мен кешенділігін арттыруды көздейді. Қайта өңдеуге түсетін шикізаттың өсіп келе жатқан көлемі мен сапасының бір мезгілде төмендеуі бағалы металдар мен металдардың өздерінің селективті концентраттарын алуды қамтамасыз ететін тиімділігі жоғары процестерді әзірлеу мен енгізуді, аяқталмаған өндіріс көлемін қысқартуды, энергия шығындарын азайтуды, бағалы металдардың шығынын азайтуды, процестерді автоматтандыру мүмкіндігін, еңбек жағдайларын жақсартуды талап етеді.

Бағалы металдарды шартты түрде үш топқа бөлуге болады: күміс, алтын және платина тобындағы металдар. Ең маңызды көздер қымбат металдар кендері, басқа түсті металдарды қайта өңдеу кезінде алынған жанама өнімдер (атап айтқанда, мыс өндірісінен алынған анодтық шламдар және мырыш пен қорғасын өндірісінен тазартылмаған металл) және өңделген материал болып табылады.

Шетелде де, Ресей Федерациясында да, Қазақстанда іс жүзінде барлық зауыттарда құрамында бағалы металдары бар шикізатты өңдеу гидрометаллургиялық (алтын және күміс жағдайында) және электрохимиялық процестерді қолдану арқылы жүзеге асырылады. Олар жоғары өнімділікпен және автоматтандыру деңгейімен, жақсы экономикалық және экологиялық көрсеткіштермен сипатталады.

Бұл процестердің көпшілігі коммерциялық құпия болып табылады және тек жалпы сипаттамалар бар. Өндірістік процестер әдетте белгілі бір шикізатта бар бағалы металдарды алу үшін әртүрлі комбинацияларда орындалады.

3.2.1. Алтын өндіру технологиясы

Алтын өндіру технологияларының әртүрлі нұсқалары бар, олар 3.3 -суретте көрсетілген схемалық диаграммамен сипатталған.

Бастапқы бастапқы шикізат ретінде шашыранды немесе кенді алтын пайдаланылады. Мыс металлургиясында "ілеспе" деп аталатын алтын мен күміс алынады. Алтын алу үшін шикізат сынықтары зергерлік бұйымдар мен техникалық бұйымдар болуы мүмкін. Олар сандық және фазалық құрамы бойынша ерекшеленеді.

Бағалы металдар алтын-күміс қорытпасында (Дор қорытпасы) шоғырланған, ол катодты мысты өндіру кезінде түзілетін мыс электролит шламынан алынады.

3.3-сурет. Алтынды тазартудың принципиалды сызбасы

Аталмыш қорытпаның өңделетін шламдардың құрамына байланысты алтын мен күміс әртүрлі арақатынастарда болатынын және бұл жағдайды Доре қорытпасын, сондай-ақ аффинаждық өндірістің айналым өнімдерін одан әрі қайта өңдеу тәсілін таңдау кезінде ескеру қажет екенін атап өткен жөн. Доре қорытпасында күмістің айтарлықтай (15 – 20 %-дан астам) мөлшері бар күміс химиялық немесе электрохимиялық әдістермен ерітіндіге (әдетте нитрат) ауысады.

Шикізат құрамындағы алтынды және басқа да бағалы металдарды табу нысаны оны өңдеу әдістеріне деген көзқарасты анықтайды, олар бағалы металдардың химиялық қасиеттеріне негізделген.

Схема бойынша (3.3-сурет) алтынға бай шикізаттар ашылады, оның үстіне ең кең таралған тәсілдер "Патша арағында" алтынды еріту немесе гидрохлорлау (хлорды HCl ерітіндісі арқылы өткізу) болып табылады. "Патша арағында" HCl еріген жағдайда, ашылғаннан кейін ерітіндіден азот қышқылынның артық мөлшерін алып тастаудың қосымша операциясы пайда болады. Таңдалған тәсілге қарамастан, дәл осы бас сатыда алтын мен күмістің неғұрлым жұқа бөлінуі және бөлек өңделетін екі өнімнің - құрамында алтыны бар ерітінді және күміс бар қатты тұнба пайда болады.

Ерітіндіден алтынды әртүрлі әдістермен бөліп алады. Бұлай болуы мүмкін:

натрий сульфиті, темір (II) сульфаты, натрий нитриті сияқты тотықсыздандырғыштардың әсерінен алтын ұнтағын алу үшін қалпына келтіру);

катодта алтын өндірумен электрохимиялық бөлу;

алтынды шайғындау.

Тотықсыздандыру нәтижесінде алынған алтын ұнтағы анодтарға дейін балқытылып, электролиттік тазартуға ұшырайды. Дәл осы үдеріс кәсіпорындардың басым көпшілігінде жоғары таза алтынды (99,99 %) алудың соңғы операциясы болып табылады. Тазарту алтынның еритін анодтары бар электролизерлерде жүзеге асырылады, хлораврик қышқылының немесе акварегиялық ерітіндінің тұз қышқылының ерітінділері электролит қызметін атқарады, катодтар - электролиз нәтижесінде алтын тұндырылатын титан пластиналары. Егер шайқындау технологиясы жүзеге асырылса, онда алтынды три-н-бутилфосфатпен тұз қышқылының (2 – 5 М HCl) ерітіндісінен бөліп алады, ал оны органикалық фазадан қайта шайқындауды қалпына келтіргіш ерітіндісімен, натрий сульфитімен жүзеге асырады [20].

Металл алтынның алынған ұнтағы тазалығы бойынша жоғары сынамалы алтынға жауап береді.

Алтын өндірудің технологиялық сызбасының соңғы кезеңі мемлекеттік стандарт талаптарына сәйкес келетін әртүрлі салмақтағы құймалар мен түйіршіктер алу болып табылады [31].

Құрамында алтын бар берік шикізатты (негізінен кенді алтын) өңдейтін кәсіпорындарда цианидтік технология іс жүзінде барлық жерде іске асырылады, ол концентраттарды берік цианидтік кешендер түрінде ерітіндіге ауыстыра отырып, кейіннен ерітінділерден алтынды екі белгілі және жақсы пайдаланылған жолмен бөліп шығаруды көздейді:

мырыш тозаңымен қалпына келтіру;

белсендірілген көмірде немесе ион алмастырғышта сорбциялау.

Бұл екі процесті де алтынның алдын-ала шоғырлану процестері ретінде қарастыруға болады. Олар жоғары селективті емес және 3.4 -суретте көрсетілген аффинаждық операцияларды міндетті түрде жүргізуді көздейді. Бұл цианид технологиясы атмосфераға өте улы заттардың шығарылуымен және пайдаланылған ерітінділермен төгілуімен байланысты негізгі экологиялық қауіптерді жасырады.

XIX ғасырдың аяғында ұсынылған Миллердің хлор әдісі бүгінгі күнге дейін алтынды тазарту үшін маңызын жойған жоқ. Құрамында 70 %-дан 90 %-ға дейін алтын және 7 %-дан 30 %-ға дейін күміс, сонымен қатар мыс, темір, мырыш бар Доре қорытпаларын тазарту үшін кеңінен таралған. Оның мәні мынада: газ тәріздес хлор өңделген шикізаттың балқымасы арқылы өткенде, оның құрамындағы барлық компоненттер, алтыннан басқа хлоридтерге айналады.

Бұл процестің термодинамикасы мынандай, алтын хлормен, күмісті қоса алғанда, қоспалар хлорланғаннан кейін ғана әрекет ете бастайды. Қождың түріндегі хлоридтер балқыманың бетіне жиналады, содан кейін одан бөлінеді, олардан күміс алынады, ал Миллер әдісі бойынша алынған алтынды да қажетті тазалық дәрежесіне дейін қосымша электрохимиялық жолмен тазартады (3.4- сурет).

3.4-сурет. Миллер әдісі бойынша жүргізілетін процестің технологиялық схемасы

Пирометаллургиялық операциялар (коллекторлық балқытулар) кедей қайталама шикізаттың жекелеген түрлеріне де қолданылады, алайда ол жіктелгеннен және органикалық қосылыстар мен материалдардың қоспаларынан бөлінгеннен кейін ғана. Бұл құрамында алтын бар шикізатқа ғана емес, құрамында басқа да бағалы металдар (күміс, MПГ) бар материалдарға да қатысты.

3.2.2. Күміс өндірісі технологиялары

Қазақстанда күміс қоры негізінен күрделі полиметалл рудаларының кен орындарымен байланысты, сондықтан күміс жанама өнім ретінде өндіріледі, ал металл күмісін алу техногендік шикізаттың әртүрлі түрлерін өңдеумен байланысты.

Күміс өзінің химиялық қасиеттері бойынша алтынға жақын болғандықтан, оған цианид ерітінділерімен іріктеп шаймаландіру, содан кейін мырыш тозаңында тұндыру (Мерилл-Кроу үдерісі) қолданылады [32]. Олар 100 жылдан астам қолданылған және кен шикізатынан күміс алудың негізгілері болып табылады. Пайда болатын мырыш цементаты тазартудан өтеді.

Қорғасын-мырыш кендерін өңдеу кезінде , қорғасынды тазарту сатысында күміс "мырыш көбігі" деп аталатын жерде жиналады [33]. Ол электротермиялық әдіспен өңделеді: мырыш 1250 ^°C температурада тазартылады, ал алынған күмісі бар қорғасын Доре қорытпасының купелляциялық пештерінде балқытылады.

Күміс өндіру технологиясында бастапқы шикізатта мыс, селен, теллур қоспалары болғанда, тиелетін металл салмағының 1,5-3% мөлшерінде енгізетін флюстер - содалар, бурлар қосылып балқыту жүргізіледі. Балқыту бағалы металдар ысырабының негізгі көзі болып табылады, сондықтан гидрометаллургиялық технологияларға үлкен қызығушылық бар.

Мыс электролит шламын және мырыш көбігін өңдеу кезінде соңғы кезең күміс-алтын қорытпасын алу болып табылады.

Осылайша, мұнай өңдеу зауыттары негізінен мыналарды алады:

Доре қорытпасы;

мырыш цементаттары;

хлоридті қождар немесе күміс хлорид түрінде болатын басқа да өнімдер.

Сонымен қатар, екінші реттік шикізаттың электронды сынықтары, күміс бұйымдар сынықтары және т.б. түрлерін айтпай кету мүмкін емес.

Құрамында күміс бар шикізатты өңдеу технологиясының негізгі кезеңдері 3.5 -суретте көрсетілген.

3.5-сурет. Құрамында күміс бар шикізатты өңдеудің негізгі кезеңдері

Күміс-алтын қорытпасын қайта өңдеу процестерінде күміс пен алтынды бөлудің әртүрлі нұсқалары болуы мүмкін, мысалы, азот қышқылында еру нәтижесінде ерітіндіге күміс көшеді, ал алтын қатты қалдықта қалады; патша арағындағы қорытпаны еріту кезінде күмістің қиын еритін хлориді пайда болады, ал алтын ериді. Азот қышқылымен шаймалау кезінде бағалы металдардың максималды бөліну дәрежесіне жету үшін қорытпадағы күміс мөлшері алтын концентрациясынан 2 – 3 есе артық болуы ұсынылады [34]. Әдетте, азот қышқылында ерігеннен кейін күміс нитратының алынған ерітіндісі қоспалардан тазартылады және катодты күміс алу үшін электролизге жіберіледі.

Егер қорытпаның құрамында шамамен 95 % күміс, 3 % алтын, мыс, қорғасын, темір, никель, селен қоспалары болса, ол тікелей электролиттік тазартуға ұшырайды. Ол анодтарға балқытылады, ал электролит – бос азот қышқылы қосылған күміс нитратының сулы ерітіндісі. Анодтардағы қоспалардың, әсіресе алтын мен мыстың құрамы қатаң түрде реттеледі.

Алтын-күміс қорытпасын тазартудың электроэкстракциялық технологиясы нұсқасын қарастыру мақсатқа сай. Онда катодты күміс, алтын балшық және платина металл концентраты өндірісі қарастырылған. Бұл технологияға сәйкес Доре қорытпасы азот қышқылында аммоний иондарының қатысуымен бөлінген газ фазасының қысымымен ерітіледі. Азот оксидтері мен аммоний иондарының әрекеттесуі кезінде азот бөлініп, ілеспе қышқыл регенерацияланады. Алтын және ішінара палладий бар платина ерімейтін тұнбаға – алтын шламға өтеді. Алынған азот қышқылы ерітіндісі платина металдарынан сорбциялық тазартуға, сонымен қатар мыс, теллур және басқа қоспалардан гидролитикалық тазартуға ұшырайды. Тазартылған ерітінді катодты күмісті алу үшін электроэкстракцияға ұшырайды.

Күміс қорытпасынан жасалған алтынды электроэкстракциялау технологиясының нұсқасын қарастырудың орындылығы барлық кәсіпорындар үшін жарамды емес, өйткені ол параметрлері өте тар бастапқы материалға ғана жарамды және қоспалардың құрамы жағынан өте қажет.

3.2.3. Платина тобындағы металдарды өндіру технологиялары

Платина тобындағы металдарды тазарту технологиясы ең күрделі және көп операциялылардың бірі болып табылады, өйткені бұл элементтер жалпы химиялық қасиеттерге ие. МПГ-мен қатар мыс-никель өндірісінің шламынан алынған платина концентраттарын өңдеу кезінде алтын, күміс, селен, теллур, кобальт, күкірт тауарлық өнім болып табылады.

Платина концентраттарынан (ПК) басқа, платина табиғи концентраттан, платина деп аталатын, платина мен темірдің (ферроплатина минералы) табиғи қорытпасы түріндегі ~75 % платина бар бірегей шикізаттан алынады.

Платинаны алуға арналған шикізаттың басқа түрлеріне мыналар жатады:

пайдаланылған автомобиль катализаторлары;

құрамында платина және басқа платина металдары бар электрондық сынықтар;

қызмет ету мерзімі өткен каталитикалық дәкелер;

шыны өнеркәсібінің қалдықтары (мысалы, шыны талшықтарын тартуға арналған сүзгілер);

катализаторлардың басқа түрлері, атап айтқанда, платина-рений катализаторлары, электр өнеркәсібінің өнімдері, химия өнеркәсібінің қалдықтары.

Палладий жағдайында жоғарыда аталған көздермен қатар технологиялық сынықтар – стоматологиялық қорытпаларды да бай екінші реттік шикізат ретінде қарастыруға болады.

МПГ тазартудың күрделілігі сонымен қатар платина концентраттарының негізгі шикізат болып табылатындығына және қоспалардың жоғары мөлшерімен сипатталатындығына байланысты. Мысалы, КП- 2 концентратындағы сирек платина металдарының (СПМ) мөлшері тек 3,5÷4,5 %-дан аспайды. Бұл өңдеудің жоғары шығындарына және аяқталмаған жұмыстардың үлкен көлеміне әкеледі.

Қолданыстағы шламды өңдеу технологиясы платина, палладий және алтынды қалпына келтіруге бағытталған. Бағалы металдардың жалпы алынуы және селективті концентраттарда СПМ алуы төмен болып қалып отыр: осылайша иридийдің алыну дәрежесі қазіргі уақытта ең төмен және КП- 1 концентратында 40 % құрайды.

Бірінші кезекте платина мен палладий алу технологиясы өте консервативті екенін атап өту қажет, оның негізінде XVIII ғасырда тұжырымдалған және патша арағындағы концентратты ерітуге, кейіннен платинхлорсутекті қышқыл гексахлороплатинаттың ерітіндісінен тұншықтыруға негізделген платина кенін қайта өңдеу идеясы жатыр (IV) аммоний және оны 1000 ° C температурада қыздыру, металл платинасын алуымен. Платина бөлінгеннен кейін палладий ерітіндіден аз еритін транс - дихлородиамминдік палладий (II) тұзы түрінде тұндыру арқылы бөлінеді, ол да металл палладий алу үшін күйдіріледі. Әрине, бұл технологияның негізгі тұстары ғана. Олар платина мен палладийдің аз еритін тұздарының тұнбаның селективтілігін қамтамасыз ететін көптеген өңдеу қадамдарымен бірге жүреді. Бұған артық азот қышқылын жою кезеңі (концентрат патшалық арақта еріген кезде) және белгілі бір тотығу кезінде құрамында ілеспе платина металдарының болуын қамтамасыз ету үшін аммоний гексахлорплатинаты (IV) тұндыру алдында ерітінділерді "аяқтау" операциясы кіреді. күйлері (иридий - тотығу күйінде + 3, палладий - тотығу күйінде +2). Соңғы операцияның қажеттілігі ұқсас қасиеттері бар МПГ-нің бөлінуі олардың хлоридті кешендерінің термодинамикалық және кинетикалық қасиеттеріндегі нәзік айырмашылықтармен қамтамасыз етілетініне байланысты.

Патша арағындағы еріту платина мен палладийдің ерімейтін қалдыққа шоғырланатын сирек кездесетін платина металдарының (рутений, родий, иридий) сомасынан бөлінуін қамтамасыз етеді. Ерекшелік - осмий, оның тетроксидінің ұшпалығына байланысты, құрамында осмий бар кез келген шикізатты тазартудың бас сатысында газ фазасына айдау арқылы бөлінеді. Осмиймен байытылған КП- 4 концентраты сұраныстың шамалы болуына байланысты қазіргі уақытта өндірілмейді. Шламдарды байыту процесінде осмий селенмен бірге газ тазалау кектерінде шоғырланады және осы күйінде жиналады.

Шикізатты патшалық арақта еріту әдісі ерітіндіге платина мен палладийді алудың жоғары дәрежесімен ерекшеленеді, бірақ бірқатар маңызды кемшіліктері бар:

реагенттердің жоғары шығыны (300÷400 % стехиометрия);

улы азот оксидтерінің тез бөлінуі;

алынған ерітінділерде нитрат иондарының едәуір мөлшерінің болуы, бұл оларды қосымша операцияларсыз әрі қарай өңдеуді мүмкін емес етеді.

Қазіргі уақытта көптеген кәсіпорындар механикалық араластыру және температурасы 70 - 90 ^°C титан реакторларында тотықтырғыш ретінде пульпа арқылы өткен газ тәрізді хлорды пайдаланып, тұз қышқылының ерітіндісіндегі CP ашуын пайдаланады. Бұл операция кезінде шаймаландыру кезінде бөлінетін газдар еріткіштерді регенерациялау үшін, сонымен қатар тәуелсіз ашу реагенттері үшін пайдаланылады. Сонымен қатар, газ тәріздес хлордың жоғары концентрациясы күрделі қосылыстар құрамындағы МПГ-нің жоғары тотығу дәрежесіне өтуіне ықпал етеді және олар еру үдерісін жеделдете отырып, күшті тотықтырғыш ретінде әрекет ете бастайды.

Алайда гидрохлорлау үдерісі біршама баяу кинетикамен сипатталады.

100 кг шикі платинасын 300÷350 г/дм³тұз қышқылының ерітіндісінде еріту үшін 12÷16 сағ. үдерісті жүргізу керек. Тұз және азот қышқылдары қоспасында ерітумен салыстырғанда , гидрохлорлауда реагенттердің шығыны аз болады (100÷200 % стехиометрия). Платина мен палладийді МПГ-ден бөлу реакция ортасының оңтайлы қышқыл концентрациясын, температурасын және тотығу-тотықсыздану потенциалын таңдау арқылы жүзеге асырылады.

Жоғарыда атап етілгендей, платинаны ерітінділерден оқшаулау платинаның (IV) нашар еритін аммоний гексахлорплатинаты (IV)- (NH₄)2[PtCl₆] қосылысын түзу қабілетіне негізделген. Оны тұндыру кезінде тұндырылған тұздың ерігіштігін төмендету үшін аммоний хлоридін артық енгізу керек.

Аммоний гексахлорплатинаты (IV) (күрделі тұз (NH₄)2[PtCl₄], ұқсас) жоғары шығымдылығын қамтамасыз ету үшін ерітіндіде платинаның көп бөлігі +4 тотығу күйінде болуы керек екеніне назар аудару қажет. (NH₄)2[PdCl₄] дейін, жақсы ериді). Сонымен қатар +4 тотығу күйіндегі палладий мен иридий де аммоний гексахлорплатинатымен изоструктуралық (IV) ерімейтін гексахлорметаллаттар түзеді.

Палладийдің оқшаулануы трансдихлородиамминопалладий (II) [Pd(NH₃)₂Cl₂] түрінде мүмкін. Оны тұндыру үшін тұз қышқылының ерітіндісіне аммиак гидраты біртіндеп енгізіледі. Ол біртіндеп құйылатындықтан, бастапқыда палладийдің бір бөлігі тетрамминепалладийдің (II) катиондық түріне өтеді, ал екінші бөлігі тетрахлоропалладат (II) - ион түрінде қалады. Ваукелин тұзы тұнбаға түседі, ол аммиакты әрі қарай қосқанда ериді және тетрамминпалладий (II) дихлоридін түзеді. Алынған ерітіндіге бірте-бірте тұз қышқылын қосады: бұл жағдайда транс -дихлородиамминпалладийдің (II) ашық-сары кристалды тұнбасы түзіледі.

Жоғарыда аталған тұздарды металдық күйге келтіру бірнеше әдістермен мүмкін болады. Ең көп таралған әдіс 800÷1200 °С температурада күйдіру.

Қарастырылған МПГ тазарту әдісі жауын-шашын болып табылады, ал тұндыру әдістері технологиялық тәжірибеде, соның ішінде аспаптық техникада ең оңай жүзеге асырылады.

Осылайша, көптеген ондаған жылдар бойы отандық және шетелдік мұнай өңдеу зауыттарында өңдеу тәжірибесінде бағалы металдардың жоғалуына әкелетін ерітінділер мен аралық өнімдердің көптеген айналымы бар ондаған өзара байланысты операцияларды қамтитын схемалар қолданылып келеді және әлі де қолданылуда. МПГ-ні азот пен тұз қышқылы қоспасының көмегімен ерітіндіге беру, СПМ мөлшерін шоғырландыратын ерімейтін қалдықтардың барий асқын тотығымен агломерациялау, қорғасынмен және мырышпен балқыту және т.б.

3.2.4. Мыс электролит шламынан бағалы металдарды алу

Сульфидті мыс кендерінде әдетте біраз алтын мен күміс болады. Бұл кендерді өңдеу кезінде бағалы металдардың негізгі бөлігі мысты электролиттік тазарту кезінде алынған анодты шламдарда шоғырланған.

Бағалы металдардан басқа шламда теллур мен селеннің едәуір мөлшері бар. Сондықтан анодтық шөгінділерді өңдеудің технологиялық схемалары олардан алтын мен күмісті де, селен мен теллурды да алуды қарастырады.

Анодтық шламның шығуы анодтық мыстың тазалығына байланысты және анодтардың салмағы бойынша шамамен 0,4 - 1,0 % құрайды.

Анодтық шламның материалдық құрамы өте күрделі және анодтық мыс құрамына және электролиз жағдайларына байланысты.

Мыс электролит шламын өңдеудің заманауи әдістері келесі негізгі операцияларды қамтиды:

шламды мыссыздандыру;

селен мен теллурдың бір бөлігін немесе барлығын алу;

күміс-алтын қорытпасына (Дор металы) және қалған селен мен теллурды қосымша алу үшін шикізат ретінде қызмет ететін өнімдерге тотықтырғыш балқыту.

Мыссыздандыру операциясының мақсаты - мысты мүмкіндігінше тереңірек жою, сонымен қатар оны сурьма мен күшәнтан ішінара босату. Құрамы бойынша анодтық мысқа жақын тұнбаның (сынықтың) үлкен бөлігі классификация бойынша бөлініп, анодтардағы балқымаға қайтарылады.

Әрі қарай мыссыздандыру әртүрлі жолдармен жүзеге асырылуы мүмкін:

90 - 95 ⁰С дейін қыздыру және ауамен үрлеу арқылы жүзеге асырылатын сұйылтылған күкірт қышқылымен (10 - 15 %) мысты шаймалау әдісі;

тотықтырғыш күйдіру, сульфаттау, күйдіру және содамен күйдіру және т.б.

Мыссыздандыру әдісіне қарамастан, шламды өңдеудің соңғы операциясы күміс-алтын қорытпасына балқыту болып табылады. Қож кварц құмы мен содамен араласады, олар флюс ретінде қызмет етеді. Қоспаға тотықтырғыш ретінде селитра қосылады. Балқыту 1300 ⁰С температурада реверберациялық пеште жүргізіледі.

Балқыту нәтижесінде Доре металы алынады. Алынған Доре металы (құрамында 96 - 98 % күміс пен алтын бар) аффинажға жіберіледі.

3.2.4.1. Алтын мен күмістің аффинажы

Шикізат және оны аффинажға дайындау

Аффинаждың мақсаты – бағалы металдарды бөліп, оларды таза күйінде алу.

Алтын мен күмісті тазарту мамандандырылған мұнай өңдеу зауыттарында жүзеге асырылады.

Тазартуға жіберілетін материалдар химиялық құрамы бойынша біртекті қорытпа алу үшін балқытуға ұшырайды, сыналады, қажетсіз қоспаларды ішінара тазартады және кейіннен өңдеу үшін қорытпаның қажетті формасын алады. Қабылдау балқыту электр индукциялық пештерде жүргізіледі.

Құрамында мырыш, қорғасын, мыс және басқа да негізгі металдардың қоспалары, сондай-ақ платина тобындағы металдар болғандықтан, алтын-күміс қорытпалары жойылуға бейім, бұл оларды сынауды қиындатады. Алтын және күміс құймаларының біркелкі еместігін анықтайтын негізгі факторлар:

қалыптың пішіні мен қалыңдығы;

құйма мөлшері;

балқу температурасы;

қорытпа құю.

Күрделі құрамды қорытпаларды дұрыс сынау үшін металды жоғары жиілікті токпен араластыратын пештен тікелей қож қақпағын алып тастағаннан кейін балқытылған металдан үлгі алу керек. Кішкене үлгі жұқа құйма түрінде қалыпқа құйылады. Мұндай құйманы жылдам салқындату қорытпаның жеткілікті біртектілігін қамтамасыз етеді.

Құрамында сынап бар материалды (0,05 - 0,1 % қалдық сынаппен) қайта балқыту кезінде бағалы металдар бөлінген сынап буымен механикалық түрде тартылады. Сынап буы арнайы конденсациялық жүйеде ұсталады. Жиналған сынаптың құрамында 0,04 - 0,12 % алтын және 0,004 - 0,02 % күміс бар.

Хлорлы үдеріс

Әдістің мәні тазартылатын балқытылған метал арқылы газ тәрізді хлорды үрлеу болып табылады. Хлор ең алдымен негізгі металдармен және күміспен әрекеттеседі; алтын және платина тобындағы металдар ең соңғы реакцияға түседі.

Алынған қымбат емес металдар мен күмістің балқытылған хлоридтері металдық алтынға ерімейді және тығыздығы төменірек, жер бетіне қалқып шығады. Хлоридтерді алтыннан бөлу қиын емес. Негізгі металдардың хлоридтерінің бір бөлігі газ фазасына өтеді.

Хлорлау әдісімен тазарту электролиттік үдеріске қарағанда арзанырақ және кез келген таза алтынды тазартуға жарамды. Негізгі кемшіліктері жеткіліксіз таза алтынды алу, тазартылған алтында қалатын күміс пен платина металдарының айтарлықтай жоғалуы.

3.2.4.2. Бағалы металдар өндірудің қағидатты схемасы

Күміс күміс-алтын қорытпаларынан электролиз арқылы алынады. Электролит ретінде күміс нитратының сулы ерітіндісі қолданылады. Күміс электролизі үдерісінде алтын мен күміс бөлінеді. Алтын шлам, күміс күміс кристалдар болып төгіледі. Кристалды күмісті қышқылды және бейтарап жуудан кейін тауарлық күміс алу үшін индукциялық электр пештерінде балқытуға жібереді. Құрамында алтыны бар шламды алтынмен байыту үшін азот қышқылының ерітіндісімен өңдейді. Алтын өндірісіне байытылған шлам (тазартылмаған алтын) жіберіледі. Алтынды электролиз (электротазалау) және гидрометаллургиялық әдістермен алады. Электролизден кейінгі катодтық алтын және гидрометаллургиялық әдіспен алынған ұнтақ алтын электр индукциялық пештерде балқытылып, тауарлық құймаларға құйылады. Көп компонентті күміс-алтын қорытпаны электролиздеу процесінде күміс электролитте қоспалар жинақталады, сондықтан күміс электролит калий перманганатын пайдалана отырып, микроқоспалардан мерзімді гидролиттік тазартуға ұшырайды, бұл ретте платина, палладий, теллур, коллоидтық алтын сияқты қоспалардың шоғырлануы таза кристалды күміс алуға мүмкіндік беретін. Күміс электролитін қоспалардан гидролиздік тазарту кезінде платина мен палладийге байытылған гидратты кек алынады, ол оларды алу үшін платина металдарын өндіруге жіберіледі.

Бағалы металдар өндіру үшін қолданылады: күміс пен алтынды балқытуға арналған индукциялық электр пештері, пульпаны қыздыруға арналған араластырғыштары мен бу қаптамалары бар реакторлар, сорғыш сүзгілер, күмісті электролизге арналған электролиз ванналары, алтынды электрмен тазартуға арналған электролизерлер, құюға арналған анод және құйма қалыптары, күміс пен алтын, қақпақтар мен қалыптарды жылытуға арналған пеш.

Бағалы металдар өндірісінде күміс өндірісін қайта бөлу, алтын өндірісін қайта бөлу, платина металдарын өндіруді қайта бөлу ажыратылады.

3.2.4.3. Күміс өндірісі

Күміс өндірудің технологиялық үдерісі келесі кезеңдерді қамтиды: электролит дайындау, күмісті электролиздеу (электролиттік тазарту), кристалды күмісті құймалар мен түйіршіктерге балқыту, күміс электролитін гидролитикалық тазарту, пайдаланылған күміс электролитін өңдеу.

Күмісті электролиттік тазарту кезінде электролит ретінде құрамында бос азот қышқылы бар күміс нитратының сулы ерітіндісі қолданылады.

Күмістің электролизі үшін түбі конустық электролиздік ванналар қолданылады. Күмісті электролиттік тазарту күміс-алтын қорытпасын күміс нитратының ерітіндісіндегі электр тогы арқылы анодты түрде ерітуге негізделген. Бұл жағдайда кристалды күміс, құрамында алтыны бар шлам, пайдаланылған электролит алынады. Катодты парақтарда тұндырылған кристалды күміс арнайы қырғышпен аршу құрылғыларымен қырылып, қышқыл және бейтарап жууға ұшырап, балқытуға жіберіледі. Кристалды күмісті құймаларға немесе түйіршіктерге балқыту үш индукциялық электр пештерінде графит-шамот тигельдерінде жүргізіледі. Балқытылған күмісті анодты қалыптарға немесе шойын құйма қалыптарына құяды. Құрамында алтыны бар шламды 85 % кем емес алтынмен байыту үшін азот қышқылының ерітіндісімен өңдейді. Таза алтын алу үшін байытылған шламды (тазартылмаған алтын) аффинажға жібереді.

Көп компонентті күміс-алтын қорытпаны электролиздеу процесінде күміс электролитте қоспалар жинақталады, сондықтан күміс электролит гидролиттік тазартуды қамтитын микроқоспалардан мерзімді тазартылады, бұл ретте платина, палладий, теллур, коллоидты алтын сияқты зиянды қоспалардың шоғырлануы ұсталады таза кристалды күміс алуға мүмкіндік беретін. Гидролитикалық тазарту операциясы араластырғышы бар реакторда жүргізіледі. Гидролитикалық тазалау кезінде тотықтырғыш ретінде калий перманганаты, ал бейтараптандырғыш ретінде әк сүті немесе сода күлі қолданылады. Күміс электролитін қоспалардан гидролитикалық тазарту кезінде гидратталған кек алынады. Гидратты кектерді реактордағы азот қышқылының ерітіндісімен өңдегенде күміс, мыс, қорғасынның гидраттық және карбонатты түрлері ерітіліп, қатты қалдық платина мен палладийге байытады. Целлюлоза сорғыш сүзгіде сүзіледі. Сүзілгеннен кейін құрамында күміс және түсті металдар бар ерітінді күміс хлоридті тұндыру операциясына, ал байытылған гидрат кектер жуудан кейін ыдысқа жиналып, оларды алу үшін платина металдарын өндіруге жіберіледі.

Қолданылған күміс электролиттерін өңдеуге гидролитикалық тазарту, күмісті цементтеу және күміс хлоридін тұндыру жатады. Жоғары сапалы күмісті алу үшін электролиттегі зиянды қоспалардың жиналуын шектеу керек. Бұл мәселе жұмсалған электролиттерді гидролитикалық өңдеуге келтіру арқылы күмісті одан әрі цементтеу арқылы мырыш тозаңымен металл ұнтағы түрінде немесе күміс хлориді түрінде, содан кейін металдану арқылы шешіледі. Күмісті тұндыру, күміс хлоридін металдандыру реакторларда араластырғышпен жүргізіледі. Күміс ұнтағы ерігеннен кейін анодтарға құйылады және ванналарда электрорафинациядан өтеді. Түсті металдар ерітінді түріндегі негізгі металлургиялық өндіріске айналымға жіберіледі.

3.2.4.4. Алтын өндірісі

Алтын өндірудің технологиялық үдерісі келесі кезеңдерді қамтиды: күміс электролизінің алтын шламынан шикі алтын алу, алтынды тазарту, алтынды балқыту және тауарлық құймаларға құю.

Күміс-алтын қорытпаларын (күміс электролизі) электрлік тазарту үдерісінде алынған құрамында 30 % жуық алтын және 60 % күміс бар құрамында алтыны бар шламды алтынмен 85 % кем емес байыту үшін азот қышқылының ерітіндісімен өңдейді. Байытылған шлам (тазартылмаған алтын) алтынды тазартуға жіберіледі.

Алтынды тазарту екі технологиялық схема бойынша жүзеге асырылады – шикі алтыннан анодтарды электрлік тазарту, таза катодты алтын өндірумен; қара алтынды химиялық еріту, одан кейін таза алтын ұнтағын іріктеп тұндыру (тазартылмаған алтынды тазартудың гидрометаллургиялық схемасы). Екі технологияның үйлесімі тазарту үдерісін икемді басқаруға және алтынды қайта бөлуден платиноидтарды жоюға мүмкіндік береді.

Алтынды электрлік тазарту үш негізгі операцияны қамтиды: құрамында алтыны бар шикізатты анодты балқытуға дайындау, электролит дайындау, алтынды электролиздеу.

Құрамында алтыны бар шикізатты анодты балқытуға дайындау үдерісінде құрамында алтыны бар шикізатты балқыту арқылы алынған анодтар құрамында 92 % кем емес алтын бар, электролиттік аффинажға ұшырайды. Балқыту үдерісінде анодтық метал алтын электролизіне қойылатын талаптарға сәйкес келетін берілген құраммен легірленеді. Легірлеу кезінде алтын құймалары, анод қалдықтары, терең тұндыру ұнтақтары, алтын балшық пайдаланылады.

Электролитті дайындау тікелей электролиттік ұяшықта жүзеге асырылады. Алтын электролизінде электролит ретінде тазартылмаған алтынды тұз және азот қышқылдарының қоспасында еріту арқылы алынған хлораврик қышқылының ерітіндісі қолданылады.

Алтынды электролиз арқылы тазарту жоғары таза металды алуға мүмкіндік береді. Электролиз электр тогының әсерінен алтын қорытпасының тұз қышқылының ерітіндісіндегі анодты еруіне және алтынның катодқа тұндырылуына негізделген. Электролизерлер алтынды электролиздеу үшін қолданылады. Титан катодына салынған катодты алтын күніне бір рет тазартылады. Катодты алтынның парақтарын аналық электролиттен катодты шөгінді жуу үшін тұз қышқылының ерітіндісімен жуады. Алтын тұз қышқылының ерітіндісінен бөлініп, дистилденген сумен жуылады, кептіріледі және өнеркәсіптік алтын балқытуға жіберіледі. Тауарлы алтынды тұнбадан алынған ерітінділер алтынды терең тұндыру операциясына жіберіледі.

Шикі алтынды тазартудың гидрометаллургиялық схемасы келесі операцияларды қамтиды: тазартылмаған алтынды патшалық арақта еріту, тауарлық алтын ұнтағын натрий сульфитімен тұндыру, ерітінділерден алтынды терең тұндыру.

Гидрометаллургиялық схемада күмісті электрорафинирлеуден алынған алтын шламын өңдеу арқылы алынған тазартылмаған алтын патшалық арақта ерітуге ұшырайды. Тазартылмаған алтын бумен қапталған реакторда ерітіледі. Алтынды еріту үдерісі аяқталғаннан кейін реактордың мазмұны сорғыш сүзгіге ағызылады және сүзіледі. Сүзінді таза алтыны бар ерітіндінің коллекторына айдалады, содан кейін коммерциялық алтынды тұндыру операциясына өтеді. Күміс хлоридінің тұнбасын судың ең аз көлемімен сүзгіде жуып, ыдысқа түсіріп, күмісті анодты балқытуға жібереді.

Тауарлы алтын ұнтағын тұндыру үшін реакторға құрамында алтыны бар ерітінді құйылады, қажет болған жағдайда ерітінді дистилденген сумен сұйылтылады, ерітіндіні араластыру үшін араластырғыш қосылады. Реакторға кішігірім порциялармен несепнәр (карбамид) және одан кейін натрий қатты сульфиті тиеледі. Сульфитті тиеу кезінде реактордағы температура 60÷80 ^°С дейін көтеріліп, ұнтақ алтын бөлінеді.

Тұндыруүшін құрамында 15 - 20 г/дм³ бар коммерциялық алтынның ерітінділері қолданылады. Алтынды терең тұндыру үшін реакторға ерітінді құйылады, араластырғыш қосылады, реакторға қатты натрий сульфиті жүктеледі. Натрий сульфитін қосқанда қара тұнбаның пайда болуы алтын тұнбасының аяқталғанын көрсетеді. Алтынның терең тұнбасынан алынған ұнтақ сумен жуылады, сорғыш сүзгіден ыдысқа алынады және кепкеннен кейін алтын анодтарын балқытуға кетеді.

Электролизден кейінгі катодты алтын, сондай-ақ гидрометаллургиялық әдіспен алынған ұнтақ алтын балқытуға және тауарлық құймаларға құюға ұшырайды. Алтын индукциялық электр пешіне орналастырылған тигельде балқытылады. Таза беті бар балқытылған алтын тигель-араластырғышқа құйылады және алтынды құймаларға құюға арналған құю үстеліне көтергішпен жылжытылады.

Алтын мен күміс өндірісінің айналым өніміне желдету жүйелерінің тозаңдары, алтын мен күміс балқытудан тигельдердің соғуы, күмістің анодтық балқымаларынан қож пен күл, балқыту цехына не балқыту тәсілімен бағалы металдар қорытпаларын өндіру бөлімшесіне жіберілетін жанатын және жанбайтын технологиялық өнімдер жатады.

3.2.5. Платина металдарының металлургиясы

Платиналық металдарды алудың шикізаты: шашырандыларды өңдеу және байыту кезінде алынған платина; мыс немесе никель электролизінен анодты шламдарды байыту және гидрометаллургиялық өңдеу нәтижесінде алынған концентраттар; екінші реттік платина металдарының сынықтары және басқа да өндіріс қалдықтары.

Әр түрлі зауыттарда алынған кері анодты шламдардың құрамы шикізаттың құрамына байланысты кең ауқымда өзгереді.

4. Эмиссиялар мен ресурстарды тұтынуды болғызбау және/немесе азайтуға арналған жалпы ең үздік қолжетімді техникалар

Осы бөлімде технологиялық процестердің қоршаған ортаға теріс әсерін азайту үшін оларды жүзеге асыру кезінде қолданылатын және қоршаған ортаға теріс әсер ететін объектіні техникалық қайта жарақтандыруды, реконструкциялауды талап етпейтін жалпы әдістер сипатталады.

Осы бөлімде қарастырылатын қоршаған ортаға теріс әсерді азайтуға бағытталған әдістерді анықтаудың негізгі кезеңдері:

негізгі экологиялық мәселелерді анықтау;

осы негізгі міндеттерді шешу үшін ең қолайлы әдістерді зерттеу;

ең үздік қолжетімді техникаларды таңдау.

Ең үздік қолжетімді техникаларды анықтау кезінде өндіріс үдерісін түсінуге жалпы көзқарасты қолдану қажет. Айта кету керек, көптеген әдістер тікелей немесе жанама түрде бірнеше экологиялық аспектілерге әсер етеді (шығарындылар, төгінділер, қалдықтардың түзілуі, жердің ластануы, энергия тиімділігі).

Осы құжатта қамтылған салаларда қоршаған ортаны қорғаудың жоғары деңгейіне жету үшін әдістер жеке немесе біріктірілген түрде ұсынылуы мүмкін.

Мыс пен бағалы металдар өндіруде қолданылатын көптеген процестер, жабдықтардың вариациялары және әдістері бар. Өндіріс үдерісіндегі көптеген әдістер мен жеке қадамдар ортақ, сондықтан олар бірге сипатталады. Жалпы қадамдар:

басқару жүйелері;

энергияны басқару;

мониторинг;

шикізатты басқару;

суды тұтынуды және сарқынды суларды басқару;

қалдықтарды басқару.

Мыс пен бағалы металдар өндіру жылуды (отынды), энергияны және табиғи материалдық ресурстарды тұтынуымен ерекшеленетін әртүрлі тәсілдермен жүзеге асырылуы мүмкін. Өндіріс үдерісінің өзі қоршаған ортаға теріс әсер ететін әртүрлі заттардың шығарылуымен бірге жүреді: тозаң, зиянды және улы газдар, металл қосылыстары, органикалық заттар және т.б.

Бұл бөлімде мыс пен бағалы металдар өндіруде қолдануға болатын әдістер келтірілген.

4.1. Өндірістік процестердің жақындасуын арттыру

Сипаттама

Ресурстарды бірлесіп пайдалануда өндірістік-технологиялық байланыстарды пайдалану, кеңейту және тереңдету.

Техникалық сипаттама

Өндіріс орындарын біріктірудің мысалы ретінде "Қазмырыш" ЖШС Өскемен металлургиялық кешенін келтіруге болады, оның құрамына бес зауыт: мырыш, қорғасын, мыс, бағалы металдар шығаратын зауыт, күкірт қышқылы зауыты кіреді. Барлық өндіріс орындарының жалпы инфрақұрылымы бар. Зауыттардың бір учаскеде орналасуы шикізаттан пайдалы компоненттердің максималды мөлшерін кешенді алуға қол жеткізуге мүмкіндік беретін бірегей технологиялық схеманы құрайды. Қорғасын өндірісіне қатысты интеграцияның артықшылықтары төмендегідей:

мырыш пен мыс өндірісінің өнеркәсіптік өнімдерінен қорғасын алу;

мыс өндірісінде штейн-шпейс қоспасы түріндегі қорғасынды өңдеудің ортаңғы бөліктерін пайдалану;

балқыту пештерінің күкірт қышқылын, күкірті бар газ қалдықтарын алу үшін шикізат ретінде пайдалану;

мырыш өндірісінде қожды сублимациялау қондырғысын пайдалана отырып, қорғасын балқыту қожынан мырыш пен қорғасынды алу арқылы алынған сублиматты өңдеу.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Күкірт диоксиді шығарындыларын азайту, қалдықтар ретінде жіктелуі мүмкін түзілетін қатты қалдықтардың мөлшерін болғызбау және/немесе азайту сияқты қоршаған ортаны қорғау көрсеткіштерін жақсарту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Топтамада қолданылатын күкірт қышқылы зауытының тиімділігі 99 % деңгейінде. 2014 жылы осы қондырғының іске қосылуымен ӨМК кәсіпорнында күкірт диоксиді шығарындылары екі есеге (жылына 69 -дан 34 мың тоннаға дейін) қысқарды.

Салааралық кооперацияның тағы бір мысалы ретінде "Среднеуральский мыс қорыту зауыты" ЖАҚ базасында аммоний сульфатын өндіру жобасын жүзеге асыруды айтуға болады. Жоба шикізатты оңтайлы қамтамасыз етуге негізделген, себебі технологиялық газдарды өңдеу кезінде күкірт қышқылы цехында алынған кәсіпорынның меншікті күкірт қышқылының 380 мың тоннасын пайдалану жоспарлануда. [85]

Кросс-медиа әсерлер

Мыс өндірісіне жіберілетін ортаңғы өндірістерде күшән мөлшерінің жоғарылауымен қорғасын-мыс айналымының өңделуіне байланысты қорғасын мен мыс зауыттары арасындағы бұл заттың айналымдық жүктемесі жоғарылайды, бұл сапасыз тауарлық өнім алу қаупіне әкеледі. Бұл күшәнтың химиялық қасиеттері бойынша мысқа жақындығымен байланысты. Құрамындағы күшәнты азайту үшін қорғасын өндірісінің мыс сынықтарын қосымша өңдеу қажет. Мысалы, күшәнтың тиотұздарын алумен мыс шламдарын электротермиялық балқыту. Болашақта күшән өндірістен улы емес күшән сульфиді түрінде шығарылуы мүмкін [79].

Қолдануға қатысты техникалық ой-пайым

Әдетте жаңа қондырғылар үшін қолданылады. Қолданыстағы өндірушілерге қолдану мүмкіндігі жоғары қаржылық шығындармен шектелуі мүмкін.

Экономика

Мыс балқыту және күкірт қышқылын балқыту зауытының құрылысы, сондай-ақ жұмыс істеп тұрған қорғасын балқыту зауыты мен олардың "буын" қайта құру "ӨМК Kazzinc" ЖШС-нің "Жаңа металлургия" жобасы аясында жүзеге асырылды, оған компания 800 миллион доллар астам салды.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама. Экономикалық пайда.

4.2. Экологиялық менеджмент жүйесі

Сипаттама

Кәсіпорын қызметінің қоршаған ортаны қорғау саласындағы міндеттерге сәйкестігін көрсететін жүйе.

Техникалық сипаттама

ЭМЖ - бұл зауыт операторларына экологиялық мәселелерді жүйелі және ашық түрде шешуге мүмкіндік беретін әдіс. Өндірісті жедел басқару мен басқарудың жалпы жүйесінің құрамдас бөлігін құрайтын болса, ЭМЖ ең тиімді және тиімді болып табылады.

ЭМЖ оператордың назарын қондырғының экологиялық өнімділігіне аударады. Атап айтқанда, қалыпты және қалыпты емес жұмыс жағдайлары үшін нақты операциялық процедураларды қолдану және тиісті жауапкершілік желілерін анықтау арқылы.

Барлық қазіргі ЭМЖ үздіксіз жетілдіру тұжырымдамасын қамтиды, бұл қоршаған ортаны басқару ақырында аяқталатын жоба емес, үздіксіз үдеріс екенін білдіреді. Түрлі үдеріс схемалары бар, бірақ ЭМЖ-нің көпшілігі басқа ұйымдық басқару контексттерінде кеңінен қолданылатын PDCA (жоспарлау, орындау, тексеру, орындау) цикліне негізделген. Цикл итерациялық динамикалық модель болып табылады, мұнда бір циклдің аяқталуы келесі циклдің басында болады.

ЭМЖ стандартталған немесе стандартты емес ("таңдамалы") жүйе нысанында болуы мүмкін. ISO 14001:2015 сияқты халықаралық деңгейде мойындалған стандартталған жүйені енгізу және сақтау, әсіресе сырттан дұрыс тексерілген кезде, ЭМЖ сенімділігін арттыруы мүмкін. Дегенмен, стандартталмаған жүйелер дұрыс жобаланған, енгізілген және тексерілген жағдайда бірдей тиімді болуы мүмкін.

Стандартталған жүйелер (ISO 14001:2015) және стандартталмаған жүйелер негізінен ұйымдарға қолданылады, бұл құжат ұйымның барлық қызметін қоспағанда, мысалы, олардың өнімдері мен қызметтеріне қатысты неғұрлым тар көзқарасты қамтиды.

ЭМЖ келесі құрамдастарды қамтуы мүмкін:

1. компания мен кәсіпорын деңгейіндегі жоғары басшылықты қоса алғанда, басшылықтың мүдделігі (мысалы, зауыт менеджері);

2. ұйымның контекстін анықтауды, мүдделі тұлғалардың қажеттіліктері мен күтулерін анықтауды, қоршаған ортаға (және адам денсаулығына) ықтимал тәуекелдермен байланысты кәсіпорынның сипаттамаларын, сондай-ақ қоршаған ортаға қатысты қолданылатын заң талаптарын анықтауды қамтитын талдау;

3. менеджмент арқылы зауытты үздіксіз жақсартуды қамтитын экологиялық саясат;

4. қаржылық жоспарлаумен және инвестициялаумен біріктірілген қажетті процедураларды, мақсаттар мен міндеттерді жоспарлау және белгілеу;

5. ерекше назар аударуды қажет ететін орындалатын процедуралар:

а) құрылым және жауапкершілік;

б) жұмысы қоршаған ортаны қорғау көрсеткіштеріне әсер етуі мүмкін персоналды іріктеу, оқыту, хабардар ету және құзыреттілік;

в) ішкі және сыртқы коммуникациялар;

г) ұйымның барлық деңгейіндегі қызметкерлерді тарту;

д) құжаттама (қоршаған ортаға айтарлықтай әсер ететін қызметті бақылаудың жазбаша рәсімдерін, сондай-ақ тиісті жазбаларды жасау және жүргізу);

е) тиімді операциялық жоспарлау және үдерісті бақылау;

ж) техникалық қызмет көрсету бағдарламасы;

з) төтенше жағдайлардың қолайсыз (экологиялық) салдарларының алдын алуды және/немесе жоюды қоса алғанда, төтенше жағдайларға дайындық және әрекет ету;

и) экологиялық заңнаманың сақталуын қамтамасыз ету;

6. экологиялық заңнаманың сақталуын қамтамасыз ету;

7. төмендегілерге ерекше назар аудара отырып, өнімділікті тексеру және түзету әрекеті:

а) бақылау және өлшеу;

б) түзету және алдын алу шаралары;

в) жазбаларды жүргізу;

г) ЭМЖ жоспарланған іс-шараларға сәйкестігін және оның дұрыс іске асырылуын және сақталуын анықтау үшін тәуелсіз ішкі және сыртқы аудит;

8. жоғары басшылық тарапынан шолу және оның тұрақты жарамдылығы, барабарлығы мен тиімділігі;

9. жыл сайынғы тұрақты экологиялық есепті дайындау;

10. сертификаттау органы немесе сыртқы ЭБЖ тексерушісі арқылы тексеру;

11. таза технологияларды дамытудан кейін;

12. жаңа зауытты жобалау кезеңінде және оның бүкіл қызмет ету кезеңінде мүмкін болатын зауытты пайдаланудан шығарудың қоршаған ортаға әсерін қарастыру;

13. тұрақты негізде салалық бенчмаркингті қолдану (сіздің компанияңыздың көрсеткіштерін саладағы үздік кәсіпорындармен салыстыру);

14. қалдықтарды басқару жүйесі;

15. бірнеше операторлары бар нысандарда/нысандарда әртүрлі операторлар арасындағы ынтымақтастықты арттыру мақсатында әрбір объект операторы үшін рөлдерді, жауапкершіліктерді және пайдалану процедураларын үйлестіруді анықтайтын бірлестіктерді құру;

16. сарқынды суларды және атмосфераға шығарындыларды түгендеу.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Қалыпты және қалыптан тыс жағдайларда нақты процедураларды сақтау және енгізу және жауапкершілікті сәйкес бөлу кәсіпорынның әрқашан экологиялық рұқсат шарттарын сақтауын, өз мақсаттарына жетуін және қойылған мақсаттарға жетуін қамтамасыз етеді. Экологиялық менеджмент жүйесі қоршаған ортаны қорғау көрсеткіштерін үздіксіз жақсартуды қамтамасыз етеді.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Барлық маңызды кіріс ағындары (соның ішінде энергия тұтыну) және шығыс ағындары (шығарындылар, төгінділер, қалдықтар) қаржылық жоспарлаудың және инвестициялық циклдердің ерекшеліктерін ескере отырып, оператормен қысқа, орта және ұзақ мерзімді перспективада өзара байланысты басқарылады. Бұл, мысалы, шығарындылар мен сарқынды суларды тазарту үшін ("құбырдың соңында") қысқа мерзімді шешімдерді қолдану энергияны тұтынудың ұзақ мерзімді ұлғаюына және ықтимал тиімдірек экологиялық шешімдерге инвестицияны кешіктіруге әкелуі мүмкін дегенді білдіреді.

2006 жылы Батыс Сібір темір-металлургиялық комбинаты сертификатталды. ISO 14001 стандарттарына сәйкес. Бүгінгі күні кәсіпорында экологиялық мәселелерді шешуге бағытталған тиімді экологиялық менеджмент жүйесі бар, оған барлық қызметкерлер қатысады: менеджерден жұмысшыға дейін. Жақсы жолға қойылған басқару жүйесі атмосфераға, табиғи су объектілеріне шығарындыларды азайтады және топырақтың ластануының алдын алады:

технология тәртібі;

заманауи технологияларды пайдалану;

техникалық қайта жарақтандыруды енгізу.

Мысалы, болат балқыту өндірісінің үздіксіз құюдың прогрессивті технологиясына көшуі атмосфералық ауаға зиянды шығарындыларды жылына 5,3 мың тоннаға азайтуға көмектеседі [86].

Кросс-медиа әсерлер

Қоршаған ортаны басқару практикасы тұтастай қондырғының қоршаған ортаға әсерін барынша азайтуға арналған.

Қолдануға қатысты техникалық ой-пайым

ЭМЖ компоненттерін барлық қондырғыларға қолдануға болады.

Экологиялық менеджмент жүйесінің көлемі (мысалы, егжей-тегжейлі деңгейі) және нысаны (стандартталған немесе стандартталмаған) пайдаланылатын технологиялық жабдықтың өнімділігіне және оның қоршаған ортаға әсер ету деңгейіне сәйкес болуы керек.

Экономика

Қоршаған ортаны басқарудың қазіргі жүйесін тиісті деңгейде енгізу мен қолдаудың құны мен экономикалық тиімділігін анықтау қиын.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық менеджмент жүйесі бірқатар артықшылықтарды қамтамасыз ете алады, мысалы:

кәсіпорынның экологиялық көрсеткіштерін жақсарту;

шешім қабылдау негіздерін жетілдіру;

компанияның экологиялық аспектілерін түсінуді жақсарту;

персоналды ынталандыруды жақсарту;

операциялық шығындарды азайту және өнім сапасын жақсарту үшін қосымша мүмкіндіктер;

экологиялық көрсеткіштерді жақсарту;

экологиялық бұзушылықтарға байланысты шығындарды азайту, белгіленген талаптарды сақтамау және т.б.

4.3. Энергияны тиімді пайдалану

Сипаттама

Энергия тиімділігін арттырудың маңызды әдісі халықаралық стандартында және ұлттық стандартында сипатталған энергия менеджменті жүйелерін пайдалану болып табылады.

Техникалық сипаттама

Энергия тиімділігін басқару жүйесі энергия менеджменті жүйесін (СЭнМ) (мысалы, ISO 50001) енгізу мен қолдаудан тұрады.

Нақты шарттарға байланысты ЭМЖ құрамы келесі элементтерді қамтиды:

жоғары басшылықтың міндеттемесі (энергия тиімділігін табысты басқарудың міндетті шарты ретінде қарастырылады);

жоғары басшылықтың энергия тиімділігі саясатын әзірлеу және қабылдау;

мақсаттар мен міндеттерді жоспарлау және анықтау;

мыналарға бағытталған рәсімдерді әзірлеу және енгізу: ұйымдастырушылық құрылым мен жауапкершілік, оқыту, хабардар болу және құзыреттілік, байланыс, қызметкерлердің қатысуы, құжаттама, үдерісті тиімді бақылау, техникалық қызмет көрсету, төтенше жағдайларға дайындық, энергия тиімділігі саласындағы заңнама талаптарын сақтау және тиісті келісімдер (егерде осындай бар болса);

энергия тиімділігі көрсеткіштерін белгілеу және мерзімді бағалау, сондай-ақ расталған деректер болған кезде энергия тиімділігі саласындағы салалық, ұлттық және өңірлік бағдарлармен жүйелі және тұрақты салыстыру;

төмендегілерге назар аудара отырып, өнімділікті бағалау және түзету әрекеті: мониторинг және өлшеу, түзету және алдын алу әрекеті, құжаттарды жүргізу, тәуелсіз (мүмкіндігінше) немесе ішкі аудит, жүйенің белгіленген талаптарға сәйкестігін және оның дұрыс енгізілгенін және сақталуын бағалау үшін;

СЭнМ-ке, оның қойылған мақсаттарға сәйкестігіне, сондай-ақ жоғары басшылықтың барабарлығы мен тиімділігіне жүйелі түрде шолу жасау.

Энергияны басқару жүйесінің қағидаттары [5,6]-да толық сипатталған.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Энергия мен ресурстарды тұтынуды азайту, экологиялық көрсеткіштерді жақсарту және осы көрсеткіштердің тиімділігінің жоғары деңгейін сақтау.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Қазақстандағы, сондай-ақ шетелдегі кәсіпорындарда СЭнМ енгізу тәжірибесін бағалау СЭнМ-ті ұйымдастыру және енгізу энергия мен ресурстарды тұтынуды жыл сайын 1 - 3 %-ға (бастапқы кезеңде 10 - 20 %-ға дейін) азайтуға болатындығын көрсетеді. ), бұл тиісінше зиянды заттар мен парниктік газдар шығарындыларының азаюына әкеледі [81, 82, 83]. Кәсіпорындарда энергияны басқаруды қолдану парниктік газдар (ПГ) шығарындыларын шектеуде үлкен рөл атқарады.

Кросс-медиа әсерлер

Өндірістің энергия сыйымдылығын төмендету. Өндіріс мәдениетінің деңгейін және кадрлардың біліктілігін арттыру.

Қолдануға қатысты техникалық ой-пайым

Жоғарыда сипатталған құрамдастарды әдетте осы құжат аясындағы барлық нысандарға қолдануға болады. СЭНМ ауқымы (мысалы, егжей-тегжейлі деңгейі) және сипаты (мысалы, стандартталған немесе стандартталмаған) орнатудың сипатына, масштабына және күрделілігіне, сондай-ақ оның қоршаған ортаға әсер ету ауқымына байланысты болады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Энергия тиімділігін арттыру шараларын іске асырудың қозғаушы күштері:

экологиялық көрсеткіштерді жақсарту;

энергия тиімділігін арттыру;

қызметкерлерді ынталандыру және тарту деңгейін арттыру;

операциялық шығындарды азайту және өнім сапасын жақсарту үшін қосымша мүмкіндіктер.

4.4. Технологиялық процесті басқару

Сипаттама

Өндіріс үдерісінің тұрақтылығын қамтамасыз ету.

Техникалық сипаттама

Басқарудың автоматтандырылған жүйелерін енгізу, басқару және келесі әдістерді қолдану.

Қолданылатын технологиялық процестер мен тазалау әдістеріне сәйкес шикізатты тексеру және таңдау. Рәсімдерге мыналар жатады:

тауарларға ілеспе құжаттарды бақылау;

жеткізілетін материалдың келісім-шартта және жөнелту құжаттарында көрсетілгенге сәйкестігін көзбен шолып тексеру;

шихтаны өлшеу және мөлшерлеу жүйесін бақылау;

шикізаттың түсуін бақылау және сақтау орнын анықтау (көзбен қарау, материалдың түріне қарай іріктеп бақылау талдауы, радиоактивтілікке сынау);

шикізаттың химиялық құрамын бақылау;

бөгде заттарды сұрыптау: жеткізушіге қайтару немесе тиісті кәдеге жарату;

оңтайлы өңдеу тиімділігіне қол жеткізу және шығарындылар мен қалдықтарды азайту үшін партияны құрайтын әр түрлі материалдарды мұқият араластыру. Шикізаттың дұрыс қоспаларын анықтау үшін шағын пештер қолданылады. Пештің берілісіндегі ылғалдылықтың ауытқуы технологиялық газ көлемінің аспирациялық жабдық үшін тым жоғары болуын тудыруы мүмкін, бұл ұйымдастырылмаған шығарындыларға ықпал етеді;

материалдың берілу жылдамдығын бақылаудың микропроцессорлық құрылғыларын, дабылды қоса алғанда, негізгі технологиялық параметрлерді, қосымша газды жағу және беру шарттарын пайдалану;

температураны, пештің қысымын және газ беруді үздіксіз аспаптық бақылау;

ауаны тазарту қондырғыларында жүзеге асырылатын процестердің газ температурасы, берілген реагенттер мөлшері, қысымдар, ток пен электросүзгідегі кернеу, дымқыл скруббердегі сұйықтықтың берілу көлемі мен рН, құрамы сияқты маңызды параметрлерін бақылау жеткізілетін газдың;

шығарылған газдардағы тозаң мен сынаптың құрамын күкірт қышқылы зауытына жіберер алдында бақылау;

жабдықтың бітелуін немесе ақауларын анықтау үшін діріл деңгейін үздіксіз аспаптық бақылау;

ток күшін, кернеуді және электр контактілерінің температурасын үздіксіз аспаптық бақылау;

қызып кету салдарынан металдар мен металл оксидтерінің шығарындыларының түзілуін болғызбау үшін температураны бақылау және реттеу;

температураны, бұлыңғырлықты, pH, электр өткізгіштігін және сарқынды су көлемін үздіксіз аспаптық бақылауды қоса алғанда, реагенттердің берілуін және тазарту жабдығының жұмысын бақылау үшін микропроцессорлық құрылғыларды пайдалану;

қымталынған немесе жартылай қымталынған пеш жүйелерін пайдалана отырып технологиялық газдарды жинау. Интерактивті ауыспалы жылдамдықты желдеткіштер оңтайлы газ жинау жылдамдығын қамтамасыз ету және энергия шығындарын азайту үшін пайдаланылады;

мүмкіндігінше қымталынған реакторларды немесе салқындатқыштармен немесе конденсаторлармен бірге буларды жергілікті жинауды пайдалана отырып, еріткіштердің буларын жинау және қалпына келтіру;

қоршаған орта мен сапа менеджменті жүйелерін пайдалану;

мезгіл-мезгіл алынған сынамалар негізінде қожды, металды және штейнді материалды талдау, флюстердің қосылуын бақылау және оңтайландыру, өндірістік үдерістің шарттарын анықтау және материалдардағы металл құрамын бақылау.

Кейбір процестер үшін арнайы ережелерді ескеру қажет болуы мүмкін.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Атмосфераға металдардың, тозаңның және басқа заттардың шығарындыларының алдын алу.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Мәлімет жоқ

Кросс-медиа әсерлер

Энергияны тұтынуды азайту.

Энергия тиімділігін арттыру.

Қолдануға қатысты техникалық ой-пайым

Бұл әдістер әдетте зауыттардың көпшілігінде қолданылады

Ендірудің қозғаушы күші

Шығарындыларды азайту.

Шикізатты үнемдеу.

Үздіксіз және тұрақты өндіріс үдерісі.

4.5. Ластағыш заттардың эмиссияларын мониторингтеу

Атмосфераға және суға шығарындылардың мониторингі өнеркәсіптік кәсіпорындардың қоршаған ортаны ластауының алдын алу және азайтудың маңызды элементі болып табылады.

Ең маңызды мәселелердің бірі қойылған экологиялық мақсаттарға қол жеткізу, сондай-ақ ықтимал авариялар мен инциденттерді анықтау және жою туралы талдау жүргізуге мүмкіндік беру үшін шығарындыларды тазалаумен, қалдықтарды жоюмен және қайта өңдеумен байланысты процестердің тиімділігін бақылау болып табылады.

Мониторинг жүргізу жиілігі ластағыш заттың түріне (уыттылығы, ҚО мен адамға әсері), пайдаланылатын шикізат материалының сипаттамаларына, кәсіпорынның қуатына, сондай-ақ шығарындыларды азайтудың қолданылатын әдістеріне байланысты болады, бұл ретте ол бақыланатын параметр үшін өкілдік деректерді алу үшін жеткілікті болуы тиіс.

Атмосфералық ауаны бақылау кезінде белсенді ластану аймағындағы (ауаны ластау көздері бойынша), сондай-ақ санитарлық-қорғау аймағының шекарасындағы қоршаған ортаның жай-күйіне басты назар аудару қажет, егер бұл бақылау қажет болса. Қазақстан Республикасының экологиялық заңнамасын және қоршаған орта сапасының стандарттарын сақтау.

Бақылау, өлшеу құралдарын, жабдықтарды, рәсiмдер мен құралдарды қолдану үшiн қолданылатын әдiстер Қазақстан Республикасының аумағында қолданылып жүрген стандарттарға сәйкес болуы тиiс. Халықаралық стандарттарды қолдану Қазақстан Республикасының нормативтік құқықтық актілерімен реттелуі тиіс.

Мониторинг қоршаған ортаға ықтимал әсерлерді бақылау және болжау үшін қалдықтар ағынындағы (шығарындылар, төгінділер) ластағыш заттардың құрамы туралы сенімді (дәл) ақпарат алу мақсатында жүргізіледі.

Өлшеулерді жүргізер алдында бақылау жоспарын жасау қажет, онда келесі көрсеткіштер ескерілуі керек: қондырғының жұмыс режимі (үздіксіз, үзіліссіз, іске қосу және өшіру операциялары, жүктеменің өзгеруі), құрылғының жұмыс күйі, газ немесе сарқынды суларды тазарту қондырғылары, мүмкін болатын термодинамикалық әсер ету факторлары.

Өлшеу әдістерін анықтау кезінде, сынама алу нүктелерін, сынамалардың санын және олардың сынама алу ұзақтығын анықтау кезінде келесі факторларды ескеру қажет:

қондырғының жұмыс режимі және оны өзгертудің ықтимал себептері;

шығарындылардың ықтимал қаупі;

газдың құрамындағы анықталған ластағыш туралы барынша толық ақпарат алу үшін сынамаларды іріктеуге қажетті уақыт.

Әдетте өлшеу үшін жұмыс режимін таңдаған кезде максималды шығарындыларды (максималды жүктеме) атап өтуге болатын режим таңдалады.

Бұл жағдайда сарқынды сулардағы ластағыш заттардың концентрациясын анықтау үшін ағынға пропорционалды немесе уақыт бойынша орташа алынған сынамаларды іріктеуге негізделген кездейсоқ сынамаларды немесе біріктірілген күнделікті үлгілерді (24 сағат) пайдалануға болады.

Сынама алу кезінде газдарды немесе сарқынды суларды сұйылтуға болмайды, өйткені бұл жағдайда алынған көрсеткіштер объективті деп саналмайды.

Шығарындыларды бақылау аспаптық өлшеулер көмегімен де, есептеу әдісімен де жүзеге асырылуы мүмкін.

Өлшеу нәтижелері репрезентативті, өзара салыстырылатын және қондырғының тиісті жұмыс күйін анық сипаттауы керек.

Үдерістің ауытқулары, бөлінулердің сипаты мен ықтимал қауіптілігі және ластағыш заттардың өлшенетін мөлшерін немесе өкілдік ақпарат алу үшін қажетті уақыт сияқты факторларды ескеру қажет. Содан кейін бұл факторлар ең жоғары шығарындыларды тіркеуге болатын жұмыс жағдайларын, өлшеулердің саны мен ұзақтығын, ең қолайлы өлшеу әдісін және сынама алу нүктелерін таңдау үшін негіз бола алады.

4.1 -кестеде үздіксіз және кезеңді өлшеулердің негізгі айрықша сипаттамалары келтірілген үздіксіз және периодты өлшеулердің негізгі ажыратушы сипаттамалары келтірілген.

4.1-кесте. Үздіксіз және кезеңді өлшеулердің сипаттамасы

р/с №	Сипаттама	Үздіксіз өлшеулер	Мерзімді өлшеулер
1	2	3	4
1	Сынама алу кезеңі ластағыш заттардың шығарындылары/ разрядтары	Өлшемдер шығарындылардың барлық немесе барлық дерлік уақыттарын қамтиды	Жеке өлшемдер ұзақ уақыт бойы шығарындылар деректерінің көрінісі ретінде қызмет етеді
2	Жылдамдық	алу мүмкіндігі онлайн нәтижелер	Нақты уақыт режиміндегі нәтижелер аспаптық талдағыштарды пайдалану кезінде ғана қол жетімді, кейіннен зертханалық талдау жүргізе отырып, сынамаларды қолмен іріктеу кезінде кейінге қалдырылған нәтижелер
3	Нәтижелерді орташалау	Нәтижелерді кез келген қалаған кезеңде (30 мин, 1 сағат, 24 сағат, т.б.) орташалауға болады.	Нәтижелердің орташа мәні сынама алу кезеңінің ұзақтығына байланысты (30 минуттан бірнеше сағатқа дейінгі аралық)
4	Өлшемдерді калибрлеу және бақылау	техникалық қызмет көрсету кезеңінде сертификатталған анықтамалық материалдарға сәйкес калибрлеуді және реттеуді талап етеді.	Стандартты анықтамалық әдістерді қолдануға болады
5	Жабдықты сертификаттау	Жабдық Қазақстан Республикасының реестріне енгізілуі керек	Жабдық Қазақстан Республикасының реестріне енгізілуі керек

Сынама алу нүктелері

Сынамаларды іріктеу пункттері Қазақстан Республикасының өлшемдер саласындағы заңнамасының талаптарына сәйкес болуы керек. Сынама алу нүктелері:

анық белгіленеді;

мүмкін болса, сынама алу орнында тұрақты газ ағыны болуы керек;

қажетті энергия көздерінің болуы;

құралдарды және маманды орналастыруға рұқсаты және орны болуы;

жұмыс орнында қауіпсіздік талаптарының сақталуын қамтамасыз ету.

Құрамдас бөліктер және опциялар

Мыс өндірісін бақылау кезінде өлшенетін компоненттерге мыналар жатады: тозаң, металдар, күкірт диоксиді, ҰОҚ, ПХДД/Ф, көміртегі және азот оксидтері.

Кейбір процестер үшін күкірт және тұз қышқылы, сондай-ақ хлоридтер мен фторидтер сияқты қышқылдар бақыланады. Кейбір заттар бағалы металдар өндірісінде қолданылатын бірқатар реагенттерге тән. Құрамдас бөліктер металл бөлімдерінде берілген, ал сынама алу және талдау әдістері мониторинг пен талдау бойынша тиісті ұлттық және халықаралық нұсқауларда берілген.

Өлшеу кезінде мыналарды ескеріңіз:

қалдық газ немесе сарқынды суларды тазарту қондырғыларының жағдайы;

жабдықтың жұмыс режимі (үздіксіз, үзіліссіз, іске қосу, жүктеменің өзгеруі);

термодинамикалық кедергі факторларының әсері.

4.2-кесте. Ластағыш заттардың тізімі

р/с №	Компонент/зат	Анықтама
1	2	3
1	Тозаң (жалпы)	Газ фазасында дисперсті кез келген пішіндегі, құрылымдағы немесе тығыздықтағы өлшемдері субмикроскопиялықтан макроскопиялыққа дейінгі қатты бөлшектер
2	Металдар және олардың қосылыстары	Zn, Cd, Pb, Hg, Cu, As
3	SO_{2 _}	Күкірт диоксиді
4	NO	Азот оксиді
5	NO₂	Азот диоксиді
6	CO	Көміртек тотығы
7	ҰОҚ*	Ұшпа органикалық қосылыстар
8	ПХДД/Ф *	Полихлорид дибензопародиоксин/фтор
9	HCl**	Газ тәрізді хлоридтер HCl түрінде көрсетілген
10	HF**	Газ тәрізді фторидтер HF түрінде көрсетілген
11	H₂SO₄***_ _{_}	Күкірт қышқылы

*- екінші реттік мысты өндіру кезінде шығарылады

**- өндірісте қолданылатын белгілі бір процестерге және/немесе реагенттерге тән өте төмен концентрацияларда шығарылады

***- Күкірт қышқылы өндірісінде күкірті бар газдарды пайдалану кезінде

Стандартты шарттар

Атмосфералық ауаның күйін зерттеу кезінде мыналарды ескеру қажет:

қоршаған ортаның температурасы;

салыстырмалы ылғалдылық;

желдің жылдамдығы мен бағыты;

атмосфералық қысым;

жалпы ауа райы жағдайы (бұлттылық, жауын-шашынның болуы);

газ-ауа қоспасының көлемі;

түтін газының температурасы (концентрация және массалық шығынды есептеу үшін);

су буының құрамы;

статикалық қысым, пайдаланылған газ арнасындағы ағынның жылдамдығы;

оттегі мөлшері.

Бұл параметрлер ағынды газда белгілі бір компоненттердің болуын анықтау үшін пайдаланылуы мүмкін, мысалы, температура, оттегі және газдағы тозаңның құрамы ПХДД/Ф деградациясын көрсете алады. Сарқынды сулардың рН мәнін металдың жауын-шашынның тиімділігін анықтау үшін де пайдалануға болады.

Қалдық ағындарының сапалық және сандық көрсеткіштерін бақылаудан басқа, негізгі технологиялық процестердің параметрлері мониторингке жатады, оларға мыналар жатады:

тиелген шикізат көлемі;

өнімділік;

жану температурасы (немесе ағын жылдамдығы);

катализатор температурасы;

қосылған сору қондырғыларының саны;

тозаң концентрациясының орнына электр сүзгіден шығарылатын тозаңның шығыны, кернеуі және мөлшері;

тазалау сұйықтығының (сүзгіаттың) шығыны мен қысымы және дымқыл скруббердің қысымының төмендеуі;

пайдаланылатын тазарту жабдығына арналған ағып кету датчиктері (мысалы, қап сүзгілерінің сүзгі матасы сынған кездегі артық концентрациялар).

Жоғарыда аталған параметрлерге қосымша ретінде қондырғының және түтін газдарын тазалау жүйесінің тиімді жұмысы үшін белгілі бір параметрлерді (кернеу және электр қуаты (электр сүзгілері), қысым ауытқуы (қап сүзгілер), суармалы судың pH (скрубберлер) және газ құбырларындағы әртүрлі қондырғылардағы ластағыш заттардың шоғырлануы (мысалы, тозаң-газ тазалауға дейін және одан кейін).

Үздіксіз және үзіліссіз эмиссияны өлшеу

Үздіксіз эмиссия мониторингі шығарынды көзінде орнатылған автоматтандырылған бақылау жүйесі арқылы үздіксіз өлшеуді қамтиды.

Газдардағы немесе сарқынды сулардағы бірнеше құрамдас бөліктерді үздіксіз өлшеуге болады, ал кейбір жағдайларда дәл концентрацияларды үздіксіз немесе келісілген уақыт кезеңдері бойынша орташа мәндер ретінде анықтауға болады (сағаттық, тәуліктік және т.б.). Бұл жағдайларда құралдарды талдау және процентильдерді пайдалану рұқсат ету шарттарына сәйкестікті көрсетудің икемді әдісін қамтамасыз ете алады және құралдарды оңай және автоматты түрде бағалауға болады.

Қоршаған ортаға елеулі әсер етуі мүмкін шығарындылардың көздері мен құрамдас бөліктері үшін үздіксіз мониторинг жүргізілуі тиіс. Тозаңның қоршаған ортаға және денсаулыққа айтарлықтай әсер етуі және құрамында улы компоненттер болуы мүмкін. Тозаңның тұрақы мониторингі қап сүзгілердегі қаптардың үзілуін анықтауға мүмкіндік береді.

Мерзімді өлшеулер өлшенетін шаманы қолмен немесе автоматтандырылған әдістерді қолдана отырып, алдын ала белгіленген уақыт аралықтарында анықтауды қамтиды. Бұл аралықтар әдетте тұрақты (мысалы, айына бір рет немесе жылына бір/екі рет). Сынама алу ұзақтығы сынама алынған уақыт кезеңі ретінде анықталады. Тәжірибеде кейде "нүкте таңдау" өрнегі "периодтық өлшеуге" ұқсас қолданылады. Алынған үлгілердің саны талданатын затқа, сынама алу шарттарына байланысты өзгеруі мүмкін, дегенмен тұрақты босатудың сенімді көрсеткіштерін алу үшін ең озық ұсынылатын тәжірибе бір өлшеу сериясында қатарынан кемінде үш үлгіні алу болып табылады.

Өлшеулердің ұзақтығы мен уақыты, сынама алу нүктелері, өлшенетін заттар (яғни ластағыш заттар мен сенімді заттар) да мониторинг мақсаттары анықталған кезде бастапқы кезеңде белгіленеді. Көп жағдайда сынамаларды іріктеу ұзақтығы 30 минутты құрайды, бірақ ол ластағыш затқа, шығарылу қарқындылығына, сондай-ақ сынама алу орындарының орналасуына (датчиктердің орындары – автоматтандырылған жүйелер жағдайында) байланысты 60 минутты құрауы мүмкін). Мысалы, тозаң концентрациясы төмен немесе ПХДД/Ф анықтау қажет болған жағдайларда сынама алу уақыты көбірек қажет болуы мүмкін.

Белгілі бір учаскедегі ұйымдастырылмаған және ұйымдастырылған шығарындылар көздерінің салыстырмалы үлесімен салыстырылуы керек. Осы нәтижелерді қоршаған орта сапасының стандарттарымен, кәсіптік әсер ету шегімен немесе болжамды концентрация мәндерімен салыстыру.

Сынама алу орындарының орындары еңбекті қорғау және қауіпсіздік стандарттарына сәйкес болуы, оңай қол жетімді және жеткілікті көлемде болуы керек.

4.5.1. Атмосфераға ластағыш заттардың шығарылуын мониторингтеу

Өндірістік мониторинг – кәсіпорынның өндірістік қызметінің қоршаған ортаға әсері туралы белгілі бір уақыт аралығында объективті мәліметтер алу үшін жүзеге асырылатын өндірістік экологиялық бақылаудың элементі.

Атмосфералық ауаға ұйымдастырылған шығарындылар, сондай-ақ технологиялық параметрлер (температура, O₂, ағын жылдамдығы және т.б.) бекітілген стандарттарға сәйкес мерзімді немесе үздіксіз өлшеу әдістерін қолдану арқылы бақыланады.

Қолданылатын мониторинг түрі (үздіксіз немесе мерзімді өлшеулер) ластағыш заттың табиғаты, шығарындылардың экологиялық маңыздылығы немесе оның өзгермелілігі сияқты бірқатар факторларға байланысты.

Шығарындыларды бақылау тікелей өлшеулер арқылы жүзеге асырылуы мүмкін, олар мыналарды қамтиды:

бақыланатын көздерден шығарындылардағы ластағыш заттардың концентрациясын үздіксіз өлшейтін автоматты газ анализаторларына негізделген аспаптық әдіс (үздіксіз өлшеулер);

аспаптық-зертханалық - бақыланатын көздерден пайдаланылған газдардың сынамаларын іріктеуге, оларды кейіннен химиялық зертханаларда талдауға (мерзімді өлшеулер) негізделген;

есептеу әдісі – әдістемелік мәліметтерді пайдалануға негізделген.

Ұйымдастырылмаған шығарындылардың мониторингіне ерекше назар аударған жөн, өйткені олардың сандық құрамын анықтау үлкен еңбек және уақытша шығындарды талап етеді. Сәйкес өлшеу әдістері бар, бірақ оларды қолдану арқылы алынған нәтижелерге сенімділік деңгейі төмен және әлеуетті көздер санының ұлғаюына байланысты жалпы ұйымдастырылмаған шығарындыларды/разрядтарды бағалау жағдайға қарағанда анағұрлым маңызды шығындарды талап етуі мүмкін нүктелік көздерден шығарындылар/разрядтар.

Төменде ұйымдастырылмаған шығарындылардын сандық анықтаудың кейбір әдістері берілген:

заттың ағыны өлшенетін "эквивалентті бетті" анықтауға негізделген ұйымдастырылған шығарындыларға ұқсастық әдісі;

жабдықтан ағып кетуді бағалау;

резервуарлардан, тиеу-түсіру жұмыстары кезінде шығарындыларды, сондай-ақ қосалқы алаңдардың (тазарту құрылыстары және т.б.) қызметі нәтижесіндегі шығарындыларды анықтау үшін коэффициенттерді пайдалана отырып есептеу әдістерін қолдану;

оптикалық бақылауға арналған құрылғыларды пайдалану (ластағыш заттар жұтатын және/немесе шашырайтын электромагниттік сәулелерді пайдаланатын кәсіпорын жағынан ағып кету нәтижесінде ластағыш заттардың шоғырлануын табу және анықтау);

материалды баланс әдісі (заттың кіріс ағынын, оның жинақталуын, осы заттың шығу ағынын, сондай-ақ технологиялық үдеріс кезінде оның ыдырауын есепке алу, одан кейін қалған бөлігі қоршаған ортаға эмиссия түрінде түсті деп есептеледі;

кәсіпорын аумағындағы әртүрлі таңдап алынған нүктелерге немесе аймақтарға, сондай-ақ осы аумақтардағы әртүрлі биіктікте орналасқан нүктелерге ізқалдырғыш газды шығару;

ұқсастықты бағалау әдісі (метеорологиялық мәліметтерді ескере отырып, желдің төмен жағындағы ауа сапасын өлшеу негізінде шығарындылардың мөлшерін анықтау);

кәсіпорыннан желге қарай ластағыш заттардың ылғалды және құрғақ шөгуін бағалау, бұл кейіннен осы шығарындылардың динамикасын бағалауға мүмкіндік береді (бір ай немесе бір жыл ішінде).

Барлық учаскелерде жалпы пайдалану үшін қолданылатын өлшеу әдістері жоқ және өлшеу әдістемелері әр учаскеде әртүрлі. Учаскенің маңайындағы қосалқы өндірістер, көлік және басқа көздер сияқты басқа көздерден айтарлықтай әсерлер бар, бұл экстраполяцияны өте қиындатады. Демек, алынған нәтижелер салыстырмалы болып табылады немесе ұыймдастырлымаған шығарындыларды азайту үшін қабылданған шаралармен қол жеткізілген қысқаруды көрсетуі мүмкін нұсқаулықтар болып табылады.

Сынама алу нүктелері денсаулық және қауіпсіздік стандарттарына сай болуы, оңай және жылдам қол жетімді болуы және дұрыс өлшемде болуы керек.

Алаңдық көздерден шығатын ұйымдастырылмаған шығарындыларды өлшеу күрделірек және күрделірек әдістерді қажет етеді, себебі:

эмиссия сипаттамалары метеорологиялық жағдайлармен реттеледі және үлкен ауытқуларға ұшырайды;

эмиссия көзі үлкен болуы мүмкін және дәл анықталмауы мүмкін;

өлшенген деректерге қатысты қателер маңызды болуы мүмкін.

Технологиялық жабдықтың тығыз болмауынан атмосфераға түсетін ұйымдастырылмаған шығарындылардың мониторингі ұшпа органикалық қосылыстардың (ҰОҚ) ағып кетуін анықтауға арналған жабдықтың көмегімен жүргізілуі тиіс. Егер ағып кету көлемдері аз болса және аспаптық өлшеулермен бағаланбайтын болса, онда массалық баланс әдісін ластағыш заттардың шоғырлануын бөлек өлшеумен бірге қолдануға болады.

Қашық эмиссияларды бақылау үшін сипатталған әдістер халықаралық тәжірибе негізінде әзірленген және олар дәл және сенімді нақты деректерді қамтамасыз ете алмайтын кезеңде тұр, бірақ олар эмиссиялардың индикативті деңгейлерін немесе белгілі бір уақыт кезеңінде шығарындылардың ықтимал ұлғаю үрдістерін қамтамасыз етеді. Ұсынылған әдістердің біреуі немесе бірнешеуі пайдаланылған жағдайда жергілікті тәжірибе, жергілікті жағдайларды білу, нақты зауыт конфигурациясы және т.б. ескерілуі керек.

Мыс өндірісіндегі шығарындылардың басым көздері балқыту пештері, күкірт қышқылы зауыттары (егер бар болса), қожды айдау қондырғылары, тазарту қазандары болып табылады.

Бақыланатын заттардың тізбесіне стационарлық көздерден шығарындыларда болатын және технологиялық нормативтер, рұқсат етілген ең жоғары шығарындылар, қолданылатын бақылау әдістерін (аспаптық) көрсете отырып, белгіленген ластағыш заттар (соның ішінде маркерлер) болуы тиіс.

Кәсіпорын аумағында және әсер ету аймағының шекараларында атмосфералық ауаның жай-күйіне мониторингтік бақылаулар (әсер ету мониторингі) бекітілген өндірістік экологиялық бақылау бағдарламасына сәйкес жүзеге асырылады.

Атмосфералық ауаға шығарындыларды бақылау үшін қолданылатын әдістер мен құралдар тиісті ұлттық ережелермен белгіленеді.

4.3-кесте. Мониторинг жүргізу бойынша ұсынымдар

р/с №	Әдіс (жабдық)	Мерзімділік
1	2	3
1	Үдеріс тұрақтылығын көрсететін үдеріс параметрлері	үздіксіз
2	Үдерістің маңызды параметрлерін бақылау және тұрақтандыру: шикізаттың біртектілігі, отынмен, қоспалармен қамтамасыз ету, артық ауа деңгейі	үздіксіз
3	Пештерден/балқыту зауыттарынан тозаң шығарындылары, SO_2,CO, NO_x	үздіксіз
4	HCl, HF, ҰОҚ, ПХДД/ПХДФ, сынап шығарындылары	Мерзімді түрде (ӨЭБ бағдарламасына сәйкес)

4.5.2. Су объектілеріне ластағыш заттардың төгілуін мониторингтеу

Су ресурстары жай-күйінің өндірістік мониторингі шеңберінде суды тұтыну және су бұру жүйелерін бақылау және қарастырылып отырған аумақтың су ресурстарына әсер ету көздеріне, сондай-ақ олардың ұтымды пайдаланылуына мониторинг жүргізу көзделеді.

Бақылау нәтижелері өндірістік қызмет барысында қоршаған ортада болып жатқан өзгерістерді дер кезінде анықтауға және бағалауға мүмкіндік береді.

Техникалық сипаттама

Су ресурстарының жай-күйінің мониторингі мыналарды қамтиды:

жедел мониторинг – сарқынды суларды тазарту қондырғыларының жұмысы мен тиімділігін бақылау;

шығарындылардың мониторингі – ағызылатын сарқынды сулардың көлемдерін және олардың белгіленген лимиттерге сәйкестігін бақылау; сарқынды сулардың сапасын және сарқынды суларды қабылдағышқа – қойма тоғанына жіберу кезінде олардың белгіленген РЕШТ нормаларына сәйкестігін қадағалау;

әсер мониторингі – сарқынды суларды қабылдағыш – қойма тоғанының су сапасын бақылау (ластағыш заттардың фондық концентрациясы).

Су объектiлерiн қорғау және пайдалану саласындағы өндiрiстiк мониторинг нормаланған параметрлер мен сипаттамаларға тұрақты бақылауды қамтиды:

сарқынды сулардың пайда болуына байланысты технологиялық процестер мен жабдықтар;

су алу және пайдаланылған суды есепке алу орындары;

тазартылғандарды қоса алғанда, сарқынды суларды шығару орындары;

сарқынды суларды тазартуға арналған құрылыстар мен кәріз жүйелеріне арналған құрылыстар;

суды тұтыну және су бұру жүйелері;

пайдаланылуы рұқсаттар негізінде жүзеге асырылатын жерүсті және жерасты су объектілері, сондай-ақ су қорғау аймақтары мен жағалаудағы қорғаныс белдеулерінің аумақтары.

4.6. Қалдықтарды басқару

Экологиялық кодекске, Қазақстан Республикасында қабылданған нормативтік құқықтық актілерге сәйкес, барлық өндіріс және тұтыну қалдықтары қоршаған ортаға тигізетін әсерін ескере отырып, жиналуы, сақталуы, залалсыздандырылуы, тасымалдануы және жойылуы тиіс.

Табиғи ортаның құрамдас бөліктерінің ластануын болғызбау мақсатында қалдықтарды жинақтау және кәдеге жарату халықаралық стандарттарға және Қазақстан Республикасының қолданыстағы НҚА, сондай-ақ ішкі стандарттарға сәйкес жүзеге асырылады.

Қалдықтармен жұмыс істеу, сондай-ақ жоспарланған жұмыстарды жүргізу кезінде оларды орналастыру өнеркәсіптік алаңда өндірістік қалдықтарды уақытша жинақтау қажет болған кезде (қалдықтарды кейінгі технологиялық үдерісте пайдалану немесе орналастыру үшін объектіге жіберу сәтіне дейін) қалыптасқан қалдықтар қоршаған ортаның жай-күйіне және кәсіпорын персоналының денсаулығына зиянды әсер етпейтін жағдайларды қамтамасыз етуі тиіс.

Қалдықтарды басқару жүйесі келесідей:

түзілетін қалдықтарды анықтау;

қалдықтарды одан әрі кәдеге жаратудың, сондай-ақ қалдықтардың белгілі бір түрлерін қайталама пайдаланудың тәсілдерін оңтайландыру мақсатында түрлердің дәрежесі мен қауіптілік деңгейі бойынша орынды бірігуін ескере отырып, олар пайда болған жерлерде қалдықтарды бөлек жинау (сегрегациялау);

қалдықтарды жинақтау және мақсатқа сай жойылғанға дейін уақытша сақтау;

таңбаланған жабық контейнерлерде сақтау;

қалдықтарды арнайы бөлінген және жабдықталған орындарда жинау;

барлық қалдықтардың қозғалысын тіркеумен қатаң бақылауда тасымалдау.

Қалдықтарды контейнерлерде сақтау төгілудің алдын алуға, олардың қоршаған ортаға әсерін азайтуға және ауа райы жағдайларының қалдықтардың күйіне әсерін азайтуға көмектеседі.

Қорғасын өндірісіне тән қалдықтар мен жанама өнімдер:

балқыту, шахта балқыту, фьюмингілеу, тазарту, электрлік балқыту процестерінде түзілетін құрамында жоғары металдар бар қатты қалдық өнімдер (бұл өнімдер өнеркәсіптік өнімдер болып есептеледі және әдетте технологиялық процестің тиісті кезеңінде қайта өңделеді немесе шикізат ретінде немесе өзге өндірістерге кәдеге жаратуға жіберіледі);

тікелей балқыту пештері де қатты қож түзудің маңызды көздері болып табылады; мұндай қождар әдетте жоғары температураға ұшыраған және әдетте аз мөлшерде шайылатын металдардан тұрады (кейіннен белгілі бір сынақтардан кейін оларды құрылыс материалдары ретінде пайдалануға болады);

қатты қалдық өнімдер де сарқынды суларды қайта өңдеу нәтижесінде алынады; төгінділерді бейтараптандыру қондырғысында пайда болатын гипс қалдықтары (CaSO4) және металдардың гидроксидтері негізгі ағындар болып табылады (осы материалдар тазалаудың осы әдістерінің жанама әсерінің көрінісі ретінде қарастырылады, олардың көбі олардан металдарды одан әрі алу үшін пирометаллургиялық процеске қайтарылады);

газды тазалау кезінде пайда болатын тозаң немесе шлам (Ge, Ga, In және As және басқалары сияқты басқа металдарды өндіру үшін шикізат ретінде пайдаланылады немесе мырышты қалпына келтіру үшін балқыту немесе шаймалау цикліне қайтарылады);

құрамында сынап пен селен бар өнімдердің қалдықтары газды тазалаудан сынап және селен бар ағындарды алдын ала өңдеу сатысында түзіледі.

Қалдықтарды басқару саласындағы бақылау жүйесі негізгі стандартталған параметрлер мен сипаттамаларға негізделген, мысалы:

қалдықтардың пайда болуымен байланысты технологиялық процестер мен жабдықтар;

қалдықтарды тасымалдау, өңдеу, қайта өңдеу және кәдеге жарату жүйелері;

өнеркәсіп алаңында және/немесе кәсіпорынның құзырында орналасқан қалдықтарды жинақтау және кәдеге жарату объектілері.

Өндіріс және тұтыну қалдықтарының қоршаған ортаның құрамдас бөліктеріне әсері жанама болып табылады және желдің әсерінен қалдықтардың құрамдас бөліктерінің тозаңдануы немесе шашырауы кезінде атмосфералық ауаның және топырақ ресурстарының ластануында, қалдықтардың құрамдас бөліктерінің балқымамен су объектілеріне түсуінде көрінеді, су мен жауын-шашын, өндіріс орны орналасқан аумақтың өсімдіктер жамылғысында қалдықтарды құрайтын микрокомпоненттердің жоғарылауы.

4.7. Су ресурстарын басқару

Суды тұтыну.

Суды пайдалану жүйесін ұйымдастыру кәсіпорынның экологиялық саясатын қалыптастыру үшін қажетті ажырамас қадам болып табылады, бұл ретте кәсіпорында бар процестерді, бастапқы тұтынылатын судың сапасы мен қолжетімділігін, тұтыну көлемін ескеру қажет. Климаттық жағдайлар, белгілі бір технологияларды қолданудың қолжетімділігі мен мақсаттылығы, қоршаған ортаны қорғау және өнеркәсіптік қауіпсіздік саласындағы заңнама талаптары, сондай-ақ басқа да аспектілер кешені. Сыртқы көздерден алынатын суды тұтынуды азайту суды пайдалану жүйесінің негізгі мақсаты болып табылады, оның өнімділік көрсеткіштері кәсіпорындағы үлестік және жалпы су тұтыну деректері болып табылады.

Өнеркәсіптік кәсіпорындардың суы мақсатына қарай: салқындату, технологиялық және энергетикалық болып бөлінеді.

Салқындату суы металлургиялық жабдықтың салқындату контурларында, сонымен қатар әртүрлі операциялар мен сатыларда аралық және дайын өнімдерді салқындату үшін қолданылады. Оны жанаспайтын салқындатқыш су және тікелей жанасатын салқындатқыш су деп бөлуге болады.

Контактісіз салқындату үшін су пештерді, пеш каминдерін, құю механизмдерін және т.б. Орнату орнына байланысты салқындату буландырғыш салқындату мұнаралары бар бір реттік немесе циркуляциялық жүйе арқылы жүзеге асырылуы мүмкін. Бір рет өтетін салқындату жүйесіндегі су әдетте өзен немесе салқындату тоған сияқты табиғи көзге қайта жіберіледі. Бұл жағдайда суды табиғи су айдынына жібермес бұрын температураның ықтимал көтерілуін ескеру қажет. Байланыссыз салқындатқыш суды да градирнялар арқылы айналдыруға және қайта пайдалануға болады.

Тікелей байланыста болатын салқындатқыш су әдетте металдармен және суспензиялы заттармен ластанған және жиі көп мөлшерде пайда болады. Арнайы схемаға байланысты және сұйылту әсерлерін болғызбау үшін тікелей байланыста салқындату үшін су негізінен басқа сарқынды сулардан бөлек тазартылуы керек.

Технологиялық су орта түзуші, жуу және реакциялық су болып бөлінеді. Қоршаған ортаны түзетін су пульпаларды еріту және қалыптастыру, кендерді байыту және өңдеу, өнімдер мен өндіріс қалдықтарын гидротасымалдау үшін пайдаланылады. Шаю суы газ тәріздес, сұйық және қатты өнімдерді жуу үшін қолданылады. Реакциялық су – реагенттерді дайындау үшін қолданылатын су.

Энергетикалық су бу шығару үшін, сондай-ақ жылыту жүйелерінде салқындатқыш ретінде тұтынылады.

Су бұру

Құрамында сульфид бар кендер мен концентраттарды өңдеу және байыту сарқынды сулардың әртүрлі түрлерінің пайда болуымен байланысты.

4.1-сурет. Сарқынды сулар және олармен жұмыс істеу

Жоғарыда аталған сарқынды сулардың құрамында металл қосылыстары болуы мүмкін, олардың құрамы олардың технологиялық процестерінің болуымен анықталады. Сарқынды суларда металдардың аз ғана болуы (төмен концентрациялар) қоршаған ортаға айтарлықтай әсер етуі мүмкін.

4.8. Технологиялық қалдықтарды басқару

Бастапқы және екінші реттік шикізаттан мыс өндіру жанама өнімдердің, аралық өнімдердің және қалдықтардың кең ассортименті потенциалымен байланысты. Бұл қалдықтар металлургиялық операциялар мен балқыту процестері, сондай-ақ шығатын газдар мен сарқынды суларды тазарту сияқты өндірістік үдерістің әртүрлі кезеңдерінен пайда болады. Қалдықтардың құрамындағы элементтердің мазмұны мен құндылығы олардың қайта пайдалануға жарамдылығына әсер етеді. Қалдықтарды кәдеге жаратуға арналған қалдықтар ретінде кез келген жіктеу осыны ескеруі керек. Заттың түзілу, тасымалдау және пайдалану немесе қалпына келтіру ерекшеліктеріне қарай оны қалдық немесе екінші реттік шикізат ретінде сипаттауға болады.

Үдерісті оңтайландыру және қалдықтар мен қалдықтарды мүмкіндігінше көбірек пайдалану арқылы қалдықтарды азайту бүгінгі күні көптеген зауыттардағы қазіргі тәжірибе болып табылады.

Көптеген ондаған жылдар бойы көптеген қалдықтар басқа процестер үшін шикізат ретінде пайдаланылды және металл алуды арттыру және кәдеге жаратылатын қалдықтардың мөлшерін азайту үшін балқыту зауыттарының кең желісі бұрыннан құрылған. Сондай-ақ металл өндіруші өнеркәсіптер кез келген саладағы қайта пайдаланудың ең жоғары көрсеткіштерінің біріне ие екендігі кеңінен белгілі: жанама өнімдердің, аралық өнімдердің және түзілетін қалдықтардың көпшілігі өндіріске қайтарылады немесе түсті металлургияның өзінде де, басқа салаларда да қайта пайдаланылады.

Жаһандық өндіріс орындарында ғана емес, сонымен қатар отандық зауыттарда қол жеткізілген артықшылықтарға қарамастан, өндіріс орындарындағы қалдықтар мәселесі және осы материалдардың кейбірін жіктеу болашақ рұқсаттар үшін де маңызды рөл атқарады.

4.9. Шу

Шу мен діріл сектордағы ортақ проблемалар болып табылады және мыс пен алтын өндірісінің барлық секторларында кездеседі.

Шу шикізатты дайындаудан бастап соңғы өнімге дейінгі барлық өндірістік процестерде пайда болады. Шу деңгейін төмендету және оның жақын аумаққа таралуын болғызбау үшін шуды азайтудың әртүрлі техникалық шешімдерін қолдануға болады:

шу көзін жабу үшін үйінділерді пайдалану;

шу көзін қорғау үшін дыбыс өткізбейтін материалды пайдалану;

жабдықтың дірілге қарсы тіректері мен қосылымдарын пайдалану;

шу мен діріл көздерінің орнын анықтау;

дыбыс жиілігінің өзгеруі.

Егер жоғарыда аталған техникалық шешімдерді қолдану мүмкін болмаса және шу шығаратын қондырғыларды бөлек ғимараттарға беру мүмкін болмаса, мысалы, пештер мен оларға техникалық қызмет көрсету құралдарының көлеміне байланысты, екінші реттік техникалық шешімдер қолданылады. Мысалы, қорғалатын аумақ пен белсенді шу көзінің арасында ғимараттарды немесе ағаштар мен бұталарды өсіру сияқты табиғи кедергілерді салуды жүзеге асыру керек. Шу тудыратын қондырғыларды пайдалану кезінде қорғалатын кеңістіктің есіктері мен терезелері тығыз жабылуы керек.

4.10. Иіс

Мыс пен алтын өндірісінде иістің бірнеше ықтимал көздері бар. Ең маңыздылары металл түтіндері, органикалық майлар мен еріткіштер, химиялық реагенттер және т.б. Иістерді мұқият құрылыммен, реагенттерді таңдаумен және материалдарды дұрыс өңдеумен болғызбау мүмкін.

Иісті басқарудың негізгі қағидаттары:

иіс шығаратын материалдарды пайдалануды болғызбау немесе азайту;

иісті материалдар мен газдарды дисперсті және сұйылту алдында ұстау және экстракциялау;

оларды өңдеу, мүмкін, жағу немесе сүзу арқылы.

Қолайлы түрлер үшін субстрат ретінде әрекет ететін, иістерді сәтті кетіретін шымтезек немесе ұқсас материал сияқты биологиялық ортаны пайдалану. Аса иісі бар материалдар сұйылтылған болса, иістерді кетіру өте қиын және қымбат болуы мүмкін. Хош иісті заттардың төмен концентрациясы бар өте үлкен көлемдегі газды өңдеу үшін үлкен технологиялық қондырғы қажет.

5. Ең үздік қолжетімді техникаларды таңдау кезінде қарастырылатын техникалар

ЕҚТ бойынша анықтамалықтың осы бөлімінде ЕҚТ анықтау мақсатында қарастыру үшін ұсынылатын нақты қолдану саласына арналған қолданыстағы техниканың сипаттамасы берілген.

Техниканы сипаттау кезінде қоршаған орта үшін ЕҚТ Ендірудің артықшылықтарын бағалау ескеріледі, ЕҚТ қолданудағы шектеулер туралы деректер, ЕҚТ-ны сипаттайтын экономикалық көрсеткіштер, сондай-ақ ЕҚТ-ны практикалық қолдану үшін маңызы бар өзге де мәліметтер келтіріледі.

5.1. Мыс және бағалы металл өндірісіндегі техникалар 5.1.1. Энергияны тиімді пайдалану техникасы

Сипаттама

Энергияны пайдалану тиімділігін арттыру үшін балқыту нәтижесінде және күкірт қышқылын өндіруде пайда болатын артық жылуды пайдалануға бағытталған техника қолданылады. Автоматтандыру жүйелері мен жоғары өнімді жабдықтар кеңінен қолданылады.

Техникалық сипаттама

Энергия тиімділігін арттыруға бағытталған әдістерге мыналар жатады:

1) регенеративті тотықтырғыш пештерді пайдалану;

2) регенеративті және рекуперативті оттықтарды қолдану;

3) негізгі процестерді жүзеге асыру кезінде пайда болатын артық жылуды пайдалану;

4) құю науаларынан ыстық газдардың көмегімен жану камерасына берілетін ауаны алдын ала қыздыру;

5) көміртекті материалды автогенді балқу немесе толық жану есебінен энергияны тұтынуды азайту үшін металлургиялық зауыттарда оттегімен байытылған ауаны немесе таза оттегінің жарылуын пайдалану;

6) концентраттарды және дымқыл шикізатты балқыту алдында төмен температурада кептіру;

7) жиілікті түрлендіргіштермен жабдықталған жоғары тиімділіктегі электр қозғалтқыштарын пайдалану;

8) балқыту сатысынан ыстық газдардан алынған жылуды пайдалана отырып, шихтаны, жарылысты немесе отынды алдын ала қыздыру;

9) қалдық жылуды қалпына келтіру жолымен бу немесе ыстық суды пайдалана отырып, сілтісіздендіру ерітінділерінің температурасын көтеру;

10) көміртек тотығының химиялық энергиясын электрлік немесе шахталы пештен шығатын газдарды отын ретінде, металдарды алып тастағаннан кейін, басқа өнеркәсіптік процестерде немесе бу/ыстық су немесе электр энергиясын өндіру үшін пайдалану арқылы қалпына келтіру;

11) құрамындағы органикалық көміртегінің құрамындағы энергияны қалпына келтіру үшін оттегі оттығы арқылы ластанған шығарынды газдарды қайта өңдеу;

12) бу және ыстық су құбырлары сияқты жоғары температурада жұмыс істейтін объектілердің қолайлы жылу оқшаулауы;

13) ауаны шығару жүйесін іске қосуды автоматты түрде іске қосатын немесе нақты шығарындыларға байланысты сору жылдамдығын реттейтін басқару жүйелерін пайдалану;

14) күкірт қышқылы зауытында пайдаланылатын газды алдын ала қыздыру немесе бу және/немесе ыстық су алу үшін күкірт диоксидінен күкірт қышқылын өндіру кезінде түзілетін жылуды пайдалану.

Регенеративті жағып бітіру құрылғылары ретінде регенеративті тотықтырғыш пештер қолданылады, олар отқа төзімді төсенішті қолдану арқылы жылуды қалпына келтіру процесін қолданатын жану жүйесі болып табылады. Шығарылатын газдар ағынының бағытын өзгерту үшін отқа төзімді беттерді тазарту мақсатында манифольд орнатылады. Мұндай құрылғылар жанғыш ластағыш заттардың шығарындыларын тазарту қажет болған кезде қолданылады.

Жағылатын ауаны қыздыруға арналған түтін газдарының жылуын тікелей пайдалану үшін регенеративті және рекуперативті оттықтар пайдаланылады. Газ тәрізді отынды қолданатын оттық құрылғылары кеңінен қолданылды.

Рекуперативті оттық – пештің жұмыс кеңістігінен шығарылатын жану өнімдерінің физикалық жылуын пайдалану арқылы ауаны жылытуға арналған кіріктірілген рекуператормен жабдықталған газ оттығы құрылғысы. Сонымен қатар, отын жағу құрылғысының функциясын орындаумен қатар, рекуперативті оттық түтін шығару мәселесін шешеді. Рекуперативті оттықтар түтін газдарының жоғары температурасында қолданылады [53].

ECOMAX® рекуперативті оттығының мысалы 5.1 -суретте көрсетілген.

5.1-сурет. ECOMAX® рекуперативті оттығы

Регенеративті оттықтың жұмыс істеу принципі келесідей: жағылатын ауаны жұмыс кеңістігіне және пештің жұмыс кеңістігінен жағылған өнімді жеткізу үшін (уақыттың ауысуымен) күрежолдар кезекпен қолданылады. Регенеративті оттықтар жұппен орнатылады және керамикалық жылуды қалпына келтіру қондырғыларында түтін газдарының энергиясын қысқа мерзімді сақтау принципі бойынша жұмыс істейді. Бұл оттықтар пештің пайдаланылған газдарынан жылудың 85 - 90 % қалпына келтіре алады, өте жоғары температураға дейін қыздыруды қамтамасыз етеді, бұл кіретін жану ауасының мәніне пештің жұмыс температурасынан 100 - 150 ^°C төмен ғана жетуі мүмкін. Бұл түрдегі оттықтарды 800 - 1500 ^°C жұмыс температурасы диапазонында пайдалануға болады. Бұл ретте отын шығынын 60 %-ға дейін азайтуға болады. Регенеративті оттықтар жоғары термиялық тиімділікпен, отынның аз шығынымен және қалдықтардың жоғары жылуды қалпына келтіруімен ерекшеленеді.

Жану кезінде ауаны оттегімен байыту автогенді балқыту немесе көміртекті материалдың толық жануы есебінен энергияны тұтынуды азайту үшін түсті металдарды өндіру процестерінде жиі қолданылады. Оттегімен байыту мынадай әсерлерге қол жеткізуге мүмкіндік береді:

өнімділіктің немесе балқу жылдамдығының жоғарылауына және парниктік газдар шығарындыларының тиісті төмендеуімен пайдаланылатын отын мөлшерін азайтуға мүмкіндік беретін пеш корпусында түзілетін жылу мөлшерін арттыру. Кейбір процестерді автотермиялық режимде жүргізуге және металлургиялық үдерісті бақылау және шығарындыларды болғызбау үшін оттегімен байыту дәрежесін "нақты уақытта" өзгертуге болады;

азот мөлшері азайған сайын өндірілетін технологиялық газдар көлемінің айтарлықтай азаюы, бұл төменгі ағыс каналдары мен ластануды бақылау жүйелерінің көлемін айтарлықтай азайтуға мүмкіндік береді және азотты жылытуға қажетті энергияның жоғалуын болдырмайды;

арнайы катализаторларды қолданбай-ақ конверсия және регенерация процестерінің тиімділігін арттыруға мүмкіндік беретін технологиялық газдардағы күкірт диоксиді (немесе басқа өнімдер) концентрациясының жоғарылауы;

оттықта таза оттегін пайдалану жалындағы азоттың парциалды қысымының төмендеуіне әкеледі, сондықтан термиялық NO_X түзілуін азайтуға болады;

оттегі өндірісі ауадан бөлінген азот газын өндірумен байланысты. Инертті газдар пирофорлы материалдар (мысалы, құрғақ мыс концентраттары) бар залалсыздандыру жүйелерінде, балқытылған металды газсыздандыру үшін, қожды салқындату аймақтарында, ағызуды және түтінді толтыруды бақылау үшін қолданылады.

Негізгі оттықтан төмен қарай пештің жекелеген нүктелеріне оттегін айдау негізгі пештің жұмысына тәуелсіз температура мен тотығу жағдайларын бақылауға мүмкіндік береді. Бұл температураның рұқсат етілмейтін жоғарылауынсыз балқу жылдамдығын арттыруға мүмкіндік береді.

Оттегімен байыту көптеген пирометаллургиялық процестерге қолданылады.

Балқыту процестерін жүзеге асыру кезінде пайда болатын артық жылуды көптеген бағыттар бойынша қолдануға болады: шикізатты кептіру және жылыту, ауа мен отынды жылыту, бу алу және т.б. сондай-ақ, бу турбиналары бар кәдеге жарату қазандықтарын пайдалану кезінде электр энергиясын өндіруге болады. 5.2 -суретте "Орталық Орал мыс қорыту зауыты" ЖАҚ-та енгізілген бу турбиналық қондырғысы көрсетілген..

Жану камерасына берілетін ауаны алдын ала қыздыру үшін құю науаларынан ыстық газдарды пайдалануға болады.

5.2-сурет. "Орталық Орал мыс қорыту зауыты" ЖАҚ бу-турбиналық қондырғысы

Энергияны айтарлықтай үнемдеу оттегі-отын оттығындағы ластанған пайдаланылған газдарды қайта өңдеу арқылы қамтамасыз етіледі. Оттық газдың қалдық жылуын, оның құрамындағы қоспалардың энергиясын пайдаланады және соңғысын жояды [62]. Бұл үдеріс сонымен қатар азот оксиді шығарындыларын азайта алады.

Мыс балқытуда төмен сұрыпты жылуды қолдануға болады. Төменгі сортты жылуды рекуперациялаудың әртүрлі нұсқаларын пайдалану күрделі мәселе болып табылады. Қолданыстағы рекуперациялау мүмкіндіктерін пайдалану көбінесе әртүрлі температура деңгейлерінде және әртүрлі жұмыс кестелерінде бірнеше процестерді біріктіруді талап етеді. Оңтайлы шешімдерді алу үшін жылумен жабдықтауға арналған әртүрлі технологияларды біріктіру керек. Шығарылатын жылудың мөлшері мен температурасын процесті біріктіру әдістерімен, мысалы, питч-талдау әдісімен анықтауға болады. Бұл әдістер жақсы құралдар болып табылады және кәсіпорындағы жағдайдың, соның ішінде жылуды ішкі пайдалану мүмкіндіктерінің толық бейнесін береді.

Жылуды пайдаланудың бір жолы - металлургиялық қождарды шашыратып салқындату суын пайдалану, ол шұңқырға жиналып, этиленгликоль қолданатын контурды қыздыру үшін жылу алмастырғыш арқылы өтеді. Төменгі сортты жылуды тұтынушылар жылу сорғысының көмегімен контурдан жылуды басқа жылу алмастырғыш арқылы қабылдай алады [68].

Жылу сорғыларын кеңінен енгізу энергия тұтынуды және парниктік газдар шығарындыларын азайтуға белсенді ықпал етеді [74]. Өнеркәсіптік жылу сорғылары шығатын жылу ағынының температурасын неғұрлым жоғары, неғұрлым пайдалы температураға дейін көтеруге мүмкіндік беретін жылуды белсенді рекуперациялауға арналған жабдықтар сыныныбын білдіреді. Сондықтан жылу сорғылары әдеттегі пассивті жылуды қалпына келтіру мүмкін болмаған кезде энергияны үнемдеуге үлес қоса алады. Әдетте, алынған жылу энергиясы жылытуға, желдетуге, ауаны кондиционерлеуге, ыстық суға, жылытуға, кептіруге, ылғалдандыруға және басқа мақсаттарға пайдаланылады. Жылу сорғыларын қолдану [51, 52] толығырақ сипатталған. Жылу сорғыларын қолданудың мысалы ретінде Өскемен металлургиялық кешенін келтіруге болады.

Басқа әдісте электр энергиясын өндіру үшін төмен сұрыпты жылу пайдаланылады, бұл температурасы 85 ^°C және одан жоғары қыздырылған сарқынды сулардан электр энергиясын өндіруге мүмкіндік береді. Ол үшін тұйық контурда аралық төмен температуралы тасымалдаушы сұйықтық қолданылады, ол кеңейте отырып, генераторға қосылған турбинаны қозғалысқа келтіреді [10].

Концентраттар мен шикізатты төмен температурада кептіру отын-энергетикалық ресурстарға қажеттілікті азайтады. Бұл балқыту цехындағы буды қатты қыздыру үшін қажетті энергия мөлшерімен және бу өндіру кезінде газдың жалпы көлемінің айтарлықтай өсуімен түсіндіріледі. Газдың үлкен көлемі пештен алынатын жылу мөлшерін, демек, газдың ұлғайған көлемін өңдеуге қажетті желдеткіштің өлшемін арттырады.

Электрлік немесе шахталы пеште өндірілген көміртегі тотығы бірнеше түрлі процестерде отын ретінде алынады және жағылады немесе жергілікті жылыту және басқа энергия қажеттіліктері сияқты буды өндіру үшін пайдаланылады. CO айтарлықтай мөлшерде түзілуі мүмкін және зауыт пайдаланатын энергияның көп бөлігі электр доғалық пеште алынған СО-дан өндірілетін бірқатар мысалдар бар. Басқа жағдайларда электр пешінде түзілетін СО да оның ішінде жағылады, балқыту үдерісіне қажетті жылудың бір бөлігін қамтамасыз етеді.

Мыс балқыту өндірісі қуатты электр жабдықтарының үлкен ассортименті мен санына ие, мысалы: компрессорлар, үрлегіштер, сорғы жабдықтары, тарту жабдықтары, әртүрлі жетек қондырғылары және т.б. Қуатты басқару жүйелерін орнату және энергияны үнемдейтін жабдықты пайдалану арқылы электр энергиясын пайдалануды азайтуға болады.

Технологиялық процестерді басқарудың автоматтандырылған жүйесіне (ТҮБАЖ) біріктірілген жиілік түрлендіргіштерімен жабдықталған электр қозғалтқыштарын пайдалану ең тиімді. Бұл, мысалы, нақты шығарындыларға байланысты шығару жылдамдығын қосуға және реттеуге мүмкіндік береді. Бұл үрлегіштер мен сорғы қондырғыларының жұмысын реттеуге де қатысты. Орташа алғанда, мұндай бақылау әдістерін пайдалану электр энергиясын тұтынуды 20 -дан 40 %-ға дейін төмендетуі мүмкін. Электр жетек жүйелерін оңтайландыруға байланысты энергияны үнемдеу мәселелері анықтамалықта егжей-тегжейлі сипатталған [51].

Күкірт қышқылын өндірудің энергия тиімділігін арттыру жоспарындағы негізгі бағыт процесте жүретін химиялық реакциялардың жылуын, атап айтқанда, химиялық реакциялар нәтижесінде алынған жалпы жылу мөлшерінің 30 % - 40 % - құрайтын абсорбциялау жылуын барынша пайдалану болып табылады. Абсорбциялау жылуын жылу суын немесе төмен қысымды буды алу үшін пайдалануға болады.

Кәсіпорындарда буды пайдалану нұсқалары жылытылатын орталықтандырылған жылу суымен салыстырғанда әртүрлі. Бұл технологияны енгізу күкірт қышқылы өндірісінің жалпы энергия тиімділігін арттыруға мүмкіндік береді [8].

Өндірістегі жылу шығынын азайту үшін пешті тиімді төсеу және бу және ыстық су құбырлары сияқты жоғары температураны пайдаланатын аумақтарды оқшаулау қолданылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Өндірісті оңтайландыру, энергия шығынын азайту, жоғарыда аталған техникаларды ұтымды пайдалану арқылы шығарындылар азаяды.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

2021 жылы "Орталық Орал мыс қорыту зауыты" ЖАҚ Ванюков пештеріндегі қалдық жылу қазандықтарының бу әлеуетін пайдалану үшін бу турбиналық қондырғысын іске қосты. Бу турбинасы кәсіпорынға қосымша жылына 53,5 млн. кВт/сағ электр және 35 мың Гкал жылу энергиясын өндіреді. Жобаны жүзеге асыруға жұмсалған инвестиция көлемі шамамен 590 миллион рубльді құрады.

Регенеративті оттықты пайдалану энергия тиімділігін арттырады. Энергияны үнемдеу деңгейі 30 % жетеді, ал пайдаланылған газдың температурасын 500 ^°C немесе одан да көп төмендетуге болады.

Жылуды рекуперациялау тұтынылатын энергияның 30 - 40 % дейін үнемдеуге мүмкіндік береді. Нәтижесінде бірдей отын шығынымен жану үдерісінде алынатын жылу мөлшері 10 - 15 %-ға артады.[64 ]

2019 жылдың желтоқсан айынан бастап Медногорск МСК мыс балқыту зауытында номиналды қуаты 3,5 МВт үрлегіш жетекке арналған жоғары вольтты жиілік түрлендіргіші сәтті іске қосылды. Жиілік түрлендіргіші балқыту қондырғысы мен түрлендіргіштерге сығылған ауа беру параметрлерін өзгерту мақсатында жетектің айналу жылдамдығын басқаруға арналған. Жабдықтарды сатып алуға және орнатуға жұмсалған жалпы шығындар 27,2 миллион рубльді құрады. Жобаның өтелу мерзімі – 1,46 жыл. [72].

2007 жылы "Лифоса" АҚ "Энергия өндіруде жергілікті және жаңартылатын энергия көздерін пайдалану" жобасын жүзеге асырды, жылуды қалпына келтіру жүйесін (Heat Recovery System - HRS) құрды. Мұндай жүйенің болуы көбірек жылу энергиясын алуға және күкірт қышқылын өндіру кезінде пайда болатын технологиялық жылуды толық пайдалануға мүмкіндік береді. Алынған қаныққан бу қалалық нысандарды жылытуға және технологиялық қажеттіліктерге пайдаланылады. Сонымен қатар, қысымы 6 атмосфера болатын буды электр энергиясын өндіру үшін де пайдалануға болады [73].

Америкалық DuPont Clean Technologies компаниясының MECS Heat Recovery System (MECS HRS) жабдықтары мен жылуды рекуперациялау жүйелері әртүрлі салалардағы көптеген кәсіпорындарда енгізілген. MECS технологиялары өндірістің қоршаған ортаға әсерін айтарлықтай төмендете алады.

Кросс-медиа әсерлер

Жоқ.

Қолдануға қатысты техникалық ой-пайым

Процестер мен өндірістерді оңтайландыруға қатысты барлық жүйелер сипаттамаларына, жұмыс сипатына және қондырғылардың немесе процестердің күрделілігіне байланысты пайдалануға болады.

Бұл үнемдеу әдістері зауыттың жеке құрамдас бөліктерін үнемдеудің мысалдары болғандықтан, олардың қолданылуы мен экономикалық тиімділігі белгілі бір өнеркәсіп алаңы мен үдерістің нақты жағдайларына байланысты. Мыс өндірісіндегі энергия тиімділігін арттырудың негізгі бағыттары 5.1 -кестеде көрсетілген.

5.1-кесте. Энергия тиімділігін арттырудың негізгі бағыттары

р/с №	Атауы	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	Энергия менеджменті	Жалпы қолданылады
2	Балқытудың тиімді технологияларын қолдану	Пирометаллургиялық процестерге қолданылады
3	Оттықтарға берілетін ауаны оттегімен байыту	Пирометаллургиялық процестерге қолданылады
4	Жалпы жылуды қалпына келтіру	Пирометаллургиялық процестерге қолданылады
5	Жанармай мен жану ауасын қыздыру	Пирометаллургиялық процестерге қолданылады
6	Қалдық жылуды қалпына келтіру есебінен Сілтісіздендіру ерітінділерінің температурасын арттыру	Гидрометаллургиялық процестерге қолданылады
7	Шикізатты қыздыру және кептіру	Пирометаллургиялық процестерге қолданылады
8	Объектілердің жылу оқшаулауы	жалпы қолданылады
9	Жабдықтың электр жетектерін тиімді басқару	жалпы қолданылады

Оттегімен байыту технологиясының максималды пайдасы жану камералары газ көлемін азайту үшін арнайы жасалған жаңа қондырғыларда қол жеткізіледі.

Шығарылатын газдарды отын ретінде пайдалану арқылы электрлік немесе шахталық пеште түзілетін көміртегі тотығының химиялық энергиясын қалпына келтіру мүмкіндігі оның пайыздық үлесіне, сондай -ақ технологиялық үдерістің түріне (мысалы, оның мерзімді сипаты) байланысты.

Регенеративті және рекуперативті оттықтар негізінен газ тәрізді отындар үшін қолданылады.

Қолданыстағы өндірістерді модернизациялауда энергияны қайта өңдеу әдістері оңай енгізіледі [66], дегенмен кейде жылу алмастырғыштарда металдардың тұндыруымен байланысты проблемалар туындауы мүмкін. Сондықтан сапалы жобалау шығарылатын компоненттер мен олардың әртүрлі температурадағы сипаты туралы сенімді білімге негізделуі керек. Жоғары термиялық тиімділікті сақтау үшін жылу алмастырғыштарды тазалау жүйелері де қолданылады.

Өскемен металлургиялық кешені мен Балқаш мыс қорыту зауытында Айза пештерінің, Ванюков пештерінің және конвертерлерінің жоғары температуралы түтін газдарын пайдаланатын қалдық жылу қазандықтары орнатылған.

"Қазцинк" ЖШС Өскемен металлургиялық кешенінде жылу сорғышының көмегімен төмен сұрыпты жылуды пайдалану ұйымдастырылған.

Экономика

Жоғарыда аталған әдістер айтарлықтай инвестицияны қажет етеді. Экономикалық тиімділікті анықтау үшін жеке көзқарас қажет.

Ендірудің қозғаушы күші

Энергия үнемдеу.

5.1.2. Шикізатты сақтау, өңдеу және тасымалдау кезінде ластағыш заттардың ұйымдастырылмаған шығарындыларын болғызбау және азайту әдістері

Ұйымдастырылмаған шығарындылар мыс және бағалы металдар өндірісіндегі эмиссиялардың маңызды көзі болып табылады. КТА мәліметтері бойынша келіп түскен ұйымдаспаған эмиссиялардың көлемі жалпы санның 5 %-дан азын құрайды, дегенмен бұл көрсеткіш нақты алаңның жағдайына байланысты өзгеріп отырады.

Ұйымдастырылмаған шығарындылар қалыпты жұмыс жағдайында ұшпа қосылыстардың немесе тозаңның қоршаған ортамен тікелей (бағытталмаған) жанасуы нәтижесінде пайда болады.

Металлургиялық зауыттарда ұйымдастырылмаған шығарындылар келесі көздерден туындауы мүмкін:

шығарындылары желдің қарқындылығына тура пропорционалды тасымалдау, түсіру, сақтау және өңдеу жүйелері;

көлік құралдарының қозғалысы кезінде көтерілетін жол тозаңының жүзгіні және көлік құралдарының дөңгелектері мен шассилерінің ластануы;

тастанды цехтардан, қоймалардан немесе түсіру пункттерінен желдің жылдамдығының кубына пропорционал желдің әсерінен тозаңды материалдардың екінші рет шығарылуы;

технологиялық процестер.

Егер ластағыш заттар ғимараттан табиғи жолмен шығарылса (терезелер, есіктер), мәжбүрлі желдету арқылы шығарындылар жіберілген эмиссиялар ретінде қарастырылса және ұйымдастырылған көздерге жатса, ғимарат ішіндегі көздерден шығарылатын шығарындылар ұйымдастырылмаған эмиссияларға жатқызылады.

Ұйымдастырылмаған эмиссиялардың көздері нүктелік, сызықтық, беттік немесе көлемді болуы мүмкін.

Ұйымдастырылмаған эмиссиялардың мысалдарына тиеу және түсіру кезінде, тозаңды қатты материалдарды ашық ауада сақтау кезінде қоймаларда пайда болатын эмиссиялар, сондай-ақ шихтаны тиеу және аспирация болмаған кезде балқытуды шығару кезінде пештерден шығарындылар, электролиз ванналарынан шығарындылар, еріткіштер қолданылатын процестер және т.б. жатады.

Сипаттама

Шикізатты, отынды және басқа да материалдарды сақтау, өңдеу және тасымалдау кезінде ұйымдастырылмаған шығарындылардың алдын алу әдістерінің жиынтығы.

Техникалық сипаттама

Кендер мен концентраттарды түсіру пункттерінде тозаңның алдын алу, тозаң жинау және тазалау жүйелері кеңінен қолданылады.

Қатты материалдарды түсіру, сақтау және жылжыту қатты отын үшін қолданылатын әдістермен жүзеге асырылады. Жалпы алғанда, бұл материалдардың сақтау талаптары анағұрлым қатал, өйткені олар реактивті, бөлшектердің өлшемі кішірек және ауада тұман түзу немесе суға жуып кету ықтималдығы жоғары. Автоматты жылдам нығыздау құрылғылары кеңінен қолданылады. Флюстеу және қожды өңдеу үшін қолданылатын заттар да рудалар мен концентраттарға ұқсас түрде учаскеге жеткізіледі, сақталады және өңделеді.

Кендер мен концентраттар (егер олар тозаң түзсе) және басқа да тозаңды материалдар әдетте жабық ғимараттарда сақталады. Бүркелген және жабық қатқабаттар мен бункерлер де қолданылады. Ашық қатқабаттар түйіршіктелген материалдың үлкен бөліктерін сақтау үшін пайдаланылады, бірақ олар әдетте материалдың жоғалуын, топырақ пен кендердің ластануын болғызбау үшін бетон сияқты қатты, су өткізбейтін жабыны бар учаскелерге орналастырылады. Кейбір кесек материалдар жабынның ықтимал зақымдалуына байланысты төселген учаскелерге қойылмайды, бұл жасырын проблемаларды тудыруы мүмкін. Сапасы әртүрлі кендерді бөлу үшін олардың қатқабаттарының арасында жиі өткелдер қалдырылады.

Кендер мен концентраттар әдетте үлкен қондырғыларда пайдаланылады, сондықтан силостар негізгі сақтау орны ретінде жиі пайдаланылмайды, бірақ оларды аралық сақтау немесе кен/флюс қоспалары үшін пайдалануға болады. Оңтайлы қоспаларды алу және технологиялық бақылауды жақсарту мақсатында кендер мен флюстерді өлшеу үшін "салмағын өзгерту бойынша" мөлшерлеу жүйелері және конвейерлік таразылар, дозаторлар қолданылады.

Тозаңды басу үшін жиі су бүркуі қолданылады, бірақ құрғақ партия қажет болса, бұл әдіс әдетте қолданылмайды. Материалды шамадан тыс ылғалдандырусыз тозаңды басу үшін су тұманын тудыратын жұқа тозаңдатқыштар сияқты балама әдістер қолданылады. Кейбір концентраттарда тозаңның пайда болуын болғызбау үшін бастапқыда жеткілікті ылғал болады.

Желді күнде тозаңның пайда болуын болғызбау үшін беттік байланыстыратын заттарды (мысалы, меласса, әк немесе поливинилацетат) пайдалануға болады. Беткі қабаттардың бөлшектерін байланыстыру олардың тотығуын және кейіннен материалдың жерге немесе жерүсті ағынына ағып кетуін болдырмайды.

Кен материалдарын түсіру айтарлықтай тозаң шығарындыларының әлеуетті көзі болуы мүмкін. Негізгі мәселе жартылай вагон немесе басқа аударылатын көлік ауырлық күшімен түсірілген кезде туындайды. Түсіру жылдамдығы бақыланбайды, бұл тозаңды басу және тозаңды жинау мүмкіндіктерінен асып кетуі мүмкін айтарлықтай тозаң шығарындыларына әкеледі. Мұндай жағдайларда автоматты есіктері бар жабық түсіру бөлмелерін пайдалануға болады.

Төңкерілген вагондарға қарама-қарсы орналасқан мөлдір пластик экрандар да қолданылады. Бұл жағдайда түсіру кезінде пайда болатын ауа толқыны аралық секцияға (sprung section) өтеді және контейнер түсіру энергиясын сіңіреді; ауа қысымы сөндіріледі, бұл сору жүйесіне жоғарылаған жүктемені жеңуге мүмкіндік береді.

Материалды төменгі берілісі бар конвейердің, грейферлі кранмен немесе алдыңғы тиегішпен түсіруге болады, тозаңды материалдарды тасымалдау үшін толығымен жабық конвейерлер қолданылады. Пневматикалық жүйелер тығыз материалдарды тасымалдау үшін де қолданылады. Аспирациялық сүзгі жүйелері тозаңды материалдарды стационарлық түсіру орындарында немесе конвейерлердегі тасымалдау орындарында ұстау үшін пайдаланылуы мүмкін. Ашық конвейерлерді пайдаланған кезде таспа тым жылдам қозғалса (мысалы, 3,5 м/с жоғары жылдамдықта) тозаң пайда болуы мүмкін. Алдыңғы тиегішті пайдаланған кезде бүкіл тасымалдау қашықтығында тозаң басуға болады.

Қатты бөлшектер көліктердің дөңгелектеріне және басқа бөліктеріне жабысып, өнеркәсіп алаңындағы және одан тыс жерлердегі жолдарды ластауы мүмкін. Ластанудың бұл түрін жою үшін дөңгелектерді және түбін жуу жиі қолданылады (немесе, мысалы, төмен температурада, басқа тазалау әдістері). Бұл мәселе қажетті мөлшерден үлкенірек алдыңғы тиегіштерді пайдалану арқылы қиындауы мүмкін.

Су бүріккіш және вакуумды сору комбинациясын пайдаланатын сыпырғыш машиналар мен басқа да арнайы жабдықтар тозаңды жинау үшін, оның ішінде ескі қойма аумақтарынан, ішкі жолдарды таза ұстау және екінші реттік тозаңның алдын алу үшін кеңінен қолданылады.

Жергілікті жер бедерінің ерекшеліктеріне байланысты су тасқыны/су басу және соған байланысты улы материалдардың бөлінуіне қатысты сақтық шараларын қолдану қажет.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Металдардың, тозаңның және басқа қосылыстардың шығарындыларының таралуын болғызбау/азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Әдетте концентраттарды сақтауға арналған мыс зауыттарында ені 24-30 м және орталық теміржол түсіру эстакадасы бар бір қабатты тікбұрышты қоймалар кеңінен қолданылады. Қойма ұзындығы 18 м болатын бөлімдерге бөлінген. Әрбір бөлім белгілі бір материалды сақтауға арналған және сыйымдылығы 950 – 1300 м³. Бөлімшелердегі қыздырылған түбі мұздатылған концентраттарды ерітуге мүмкіндік береді.

Концентраттары бар контейнерлерді түсіру, оларды тасымалдау және бос контейнерлерді теміржол платформаларына тиеу операциялары аспалы кран арқылы орындалады.

Концентраттарды қабаттап жинап, қоймадан грейферлі крандармен шығарады. Кран концентратты шағын қабылдау бункеріне береді, одан концентрат таспалы жеткізгіштің көмегімен көлбеу ленталы конвейерге түсіп, партияны дайындауға бағытталады.

Сақтау орындарының сыйымдылығы оларда зауыт жұмысының 10 - 30 күні ішінде шикізаттың, флюстердің және басқа материалдардың қорын сақтайтындай болуы керек.

Сынамаларды іріктеудің кешенді жүйелерін қолдану сақтауға себілген шикізаттың сапасын анықтауға және бақылауға мүмкіндік береді.

Бір немесе бірнеше әдісті қолдану шығарындыларды 90 %-ға дейін төмендетуге мүмкіндік береді.

"Umicore" Хобокен компаниясында шикізат қоймасы толығымен жабылған. Өндіріс орындары мен жақын маңдағы жолдар мен аумақтарды тазарту жұмыстары қарқынды жүргізілуде. Интенсивті тозаңды басу аймақтары сумен суарылады, жел барометрі қолданылады, оған сәйкес шикізаттың өңделуі мен қозғалысы ауа райы жағдайына байланысты шектеледі немесе кешіктіріледі [87].

2021 жылдың наурыз айында KGHM (Глогов) балқыту зауытында қорғасыны бар материалдар қоймасының құрылысы аяқталды, ол су бүрку жүйелерімен және ұйымдастырылмаған шығарындылардың алдын алу үшін жабық сарқынды суды жинау жүйесімен жабдықталған [88].

2020 жылы "ММК" ЖАҚ-ның ашық және жабық темір кені шикізат қоймасында тозаңды басатын жүйенің енгізілуі ұйымдастырылмаған тозаң шығарындыларын 200 тоннаға азайтуға көмектесті. Агломерациялық шихтаны дайындау цехтарында орнатылған тозаңды басу жүйесі екі кезеңнен тұрады: бастапқы тозаңды басу қойма ішінде тозаңды локализациялауды қамтамасыз ететін саптамалық жүйелердің арқасында жүзеге асырылады, осылайша материалды түсіру кезінде тозаңның енуіне жол бермейді. Екінші реттік тозаңды басу қар генераторлары арқылы жүзеге асырылады. Жүйені пайдалану тиімділігі 70 %-ан астам. Көмір дайындау цехында, ең тозаңды жерлерде жергілікті тозаңды басу жүйесі қолданылды. Бүгінгі күні цех бес тозаңды басу жүйесімен жабдықталған, бұл 80 % мәлімделген тиімділікке қол жеткізуге мүмкіндік берді [89].

2021 жылы Среднеуральский мыс қорыту зауытының аумағында (ӨММК металлургиялық кешенінің кәсіпорны) интеллектуалды басқару жүйесі бар автоматты ауа айдау функциясы бар мыс концентратын сақтауға арналған пневмокаркас ангары орнатылды. Үрлемелі ангар орнату қажеттілігі мыс балқыту зауытында күрделі жөндеу кезеңінде концентраттарды сақтайтын қосымша орындардың қажеттілігімен негізделді [90 ].

2019 жылы "KGHM" зауытында (Польша) концентраттар мен ұсақ түйіршікті материалды тасымалдау және өңдеу үшін пневматикалық көлік жүйелерін пайдалана отырып, концентрат таспалы конвейерлерінің және араластырғыш қойманың керме станцияларын тығыздау жұмыстары жүргізілді [88].

Кросс-медиа әсерлер

Егер материалды ылғалдандыру үшін су қосылса, балқыту үдерісінде энергияны тұтынудың айтарлықтай артуы мүмкін. Қосылған су материалда қалады және өңдеу кезінде кептіргіште немесе пеште жойылуы керек. Бұл қосымша энергияны қажет етеді.

Балқаш мыс қорыту зауытында штабельге орналастырылған материалдардың ылғалдылығы (шихта дайындау кезінде) 7 (жеті) пайыздан аспауы керек. Осыған байланысты ылғалдылығы жоғары концентраттар кептіруге ұшырайды.

Материалды ылғалдандыруға, жолды суаруға және доңғалақтарды жууға арналған су шығыны.

Қолдануға қатысты техникалық ой-пайым

Жалпыға бірдей қолданылады.

Экономика

Әрбір жағдайда жабдықтың құны әртүрлі болып табылады.

2020 жылы "ММК" ЖАҚ темір кені шикізатының ашық және жабық қоймасында тозаңды басатын жүйені енгізу 60 миллион рубль инвестицияны қажет етті [89].

Сренднеуральский мыс қорыту зауытында пневмокаркас ангарын орнату жобасының құны мен жүзеге асырылуы кәдімгі қойманың күрделі құрылысына қажет болатын жобадан 80 %-дан астам төмен болып шықты [90].

Ендірудің қозғаушы күші

Шығарындыларды азайту/алдын алу.

Шикізат пен басқа материалдарды үнемдеу.

5.1.3. Ластағыш заттардың ұйымдастырылған шығарындыларын болғызбау және азайту әдістері

5.1.3.1. Тозаңның, металдардың және бөлшектердің шығарындылары

Мыс және бағалы металдар өндірісінде ұйымдастырылған тозаң шығарындыларының әртүрлі көздері бар: пештер, конвертерлер, сонымен қатар көмекші жабдықтар. Тозаңның негізгі бөлігі атмосфераға шикізатты дайындау, шихтаны кептіру және өңдеу кезінде шығарылады.

Мыс және асыл металдар өндіруде қолданылатын негізгі тозаңсыздандыру қондырғылары скрубберлер, қап сүзгілері, электростатикалық тұндырғыштар немесе олардың комбинациясы – гибридті сүзгілер деп аталады. Электрсүзгілер мен қапшық сүзгілердің артықшылықтары мен кемшіліктері бар.

Тозаң шығарындыларын азайту әдістеріне шолу төмендегі 5.2 - кестеде берілген.

5.2-кесте. Тозаңды кетіру әдістеріне шолу

р/с №	Сипаттама	Кросс-медиа әсерлер	Операциялық деректер (ықтимал мәселелер)	Қолдану мүмкіндігі	Енгізуді ынталандыру
1	2	3	4	5	6
1	Қапшық сүзгілері	Тозаңды қайта пайдаланса болмайды	Кептелу, қабыну, бітелу. Ең жоғары жұмыс температурасы 250 ^°C	Негізінен жақсы тығыздауыш және заманауи сүзгі құралдарымен	Тозаңның белгілі бір түрлеріне жоғары өнімділік. Үдеріске тозаңды қайтару мүмкіндігі
2	Ылғалды электросүзгі	Сарқынды су көзі	Кабельдердің үзілуі және қысқа тұйықталу. Ең жоғары жұмыс температурасы 80 ^°C	Ылғалды газдар үшін жоғары тиімділік	Тозаңның белгілі бір түрлеріне жоғары өнімділік; қысымның төмен деңгейі төмендейді, бірақ сарқынды сулар пайда болады
3	электросүзгі	Тозаңды қайта пайдаланса болмайды	Әртүрлі бөлшектер; кабельдің үзілуі және қысқа тұйықталу. Ең жоғары жұмыс температурасы 450 ^°C	Негізінен жақсы басқару жүйелерімен және газды біркелкі бөлумен	Төмен қысымның төмендеуі, сенімді, төмен техникалық қызмет көрсету
4	Ылғал тазартқыштар	Сарқынды су көзі	Өнімділіктің төмендеуі және бітелу. Максималды жұмыс кіріс температурасы 1000 ^°C	Басқа әдістерді қолданар алдында газдарды тазарту немесе алдын ала өңдеу. Тозаңның белгілі бір түрлеріне ғана жарамды. Отын ретінде немесе қышқылдық қондырғылар үшін қолданылатын газдарды тазарту	Қышқыл газдарды немесе буларды жою
5	Керамикалық сүзгілер	Тозаңды қайта пайдаланса болмайды	Морттану, бітелу және бітелу. Тозаңның белгілі бір түрлері үшін. Максималды жұмыс температурасы 900 °C	Жоғары температурада жұмыс істеу	Кейбір тозаң түрлері үшін өте жоғары өнімділік. Үдеріске тозаңды қайтару мүмкіндігі
6	Циклондар	Тозаңды қайта пайдаланса болмайды	Төмен өнімділік. Ұсақ тозаң үшін тиімді емес Ең жоғары жұмыс температурасы 1100 °C	Алдын ала тозаңсыздандыру	Басқа әдістерді қолданар алдында газдарды алдын ала өңдеу

5.1.3.1.1. Электрсүзгілер

Сипаттама

Электрсүзгілерде бөлшектер электр өрісінің әсерінен зарядталады және ұсталады. Олар әртүрлі жағдайларда жұмыс істей алады.

Шығарылатын газдардың жоғары температурасында (> 300 ^°C) жұмыс істеу үшін арнайы жасалған электр сүзгілері ыстық электр сүзгілері деп аталады.

Техникалық сипаттама

Электрсүзгілер өнеркәсіпте белсенді түрде қолданылады және температураның, қысымның және тозаң жүктемелерінің кең ауқымында жұмыс істей алады. Олар бөлшектердің мөлшеріне өте сезімтал емес және ылғалды және құрғақ жағдайда тозаңды ұстайды. Электрсүзгінің конструкциясы коррозияға және тозуға төзімді.

Электрсүзгі бірнеше жоғары вольтты тәж электродтарынан және сәйкес жинағыш электродтардан тұрады. Бөлшектер зарядталады және кейіннен электродтар арасында пайда болған электр өрісінің әсерінен газ ағынынан босатылады. Электродтар арасындағы электр өрісі жоғары кернеулі (100 кВ) аз тұрақты ток арқылы жасалады. Іс жүзінде электросүзгі бірнеше дискретті аймақтарға (әдетте беске дейін) бөлінеді. Электр сүзгісінің құрылғысының схемасы 5.3 -суретте көрсетілген.

5.3-сурет. Электрсүзгі құрылысының схемасы (тек екі аймақ көрсетілген)

Бөлшектер газ ағынынан төрт қадаммен жойылады:

электр зарядын тозаң бөлшектеріне бағыттау;

зарядталған тозаңды электр өрісіне беру;

коллекторлық электродпен тозаңды ұстау;

электрод бетінен тозаңды кетіру.

Тәждік электродтар тозаңның жиналуын болғызбау үшін шайқау немесе дірілдету керек, сәйкесінше олардың механикалық беріктігі мұндай әсерге төтеп беруі керек. Тәждік электродтардың механикалық сенімділігі және олардың тірек құрылымы үлкен маңызға ие, өйткені бір үзілген кабельдің өзі электрсүзгінің бүкіл электр өрісін қысқа тұйықтауы мүмкін.

Электр сүзгісінің өнімділігі Дойч формуласымен [80] анықталады, оған сәйкес тиімділік жинағыш электродтардың жалпы бетінің ауданымен, газ көлемінің ағынының жылдамдығымен және бөлшектердің миграция жылдамдығымен анықталады. Осылайша, жинаушы электродтардың бетінің ауданын ұлғайту тозаңның белгілі бір түрін ұстау үшін үлкен маңызға ие, сондықтан заманауи тәсіл кеңейтілген электродаралық кеңістікті пайдалану болып табылады. Бұл өз кезегінде сенімді дизайнды және түзеткіштің жұмысын бақылауды білдіреді.

Өнеркәсіпте қолданылатын түзеткіштердің конструкциясы әрбір аймаққа немесе электросүзгі аймағының бір бөлігіне құрылғының жеке секцияларын пайдалануды қарастырады. Бұл кіріс және шығыс аймақтарына әртүрлі кернеулерді қолдануға мүмкіндік береді, өйткені шығыста тозаң жүктемесі аз болады, сонымен қатар аймақтарға берілетін кернеуді ұшқынсыз біртіндеп арттыруға мүмкіндік береді. Жақсы конструкция сонымен қатар белгілі бір аймақтың электродтарында ұшқынсыз жоғары кернеуді оңтайлы түрде ұстап тұратын автоматтандырылған басқару жүйелерін пайдалануды білдіреді. Автоматты бақылау-өлшеу құрылғысы ұшқын пайда болмай, мүмкін болатын ең жоғары кернеуді беру және оның мәнін үнемі өзгерту үшін қолданылады. Тұрақты жоғары вольтты қуат көзін қолдану тозаң жинаудың оңтайлы тиімділігіне қол жеткізуді мүмкін емес етеді.

Тозаңның электрлік кедергісі (электр өткізгіштігінің кері шамасы) ерекше маңызға ие. Егер ол тым төмен болса, онда жинақтаушы электродқа жеткен бөлшектер зарядтарын оңай жоғалтады және тозаңның қайтадан түсуі мүмкін. Тозаңның меншікті кедергісінің жоғарылауымен электродта қалыпты тәжді болдырмайтын және жинау тиімділігінің төмендеуіне әкелетін оқшаулағыш қабат пайда болады. Жалпы алғанда, тозаңның меншікті кедергісі жұмыс ауқымында, бірақ бөлшектердің физикалық сипаттамаларын жақсарту арқылы жинау тиімділігін одан әрі жақсартуға болады. Бұл үшін аммиак пен күкірт триоксиді кеңінен қолданылады. Кедергілікті температураны төмендету немесе газды ылғалдандыру арқылы да азайтуға болады.

Электрсүзгінің жоғары өнімділігіне қол жеткізу үшін газ ағынның біркелкілігін қамтамасыз ететін арнайы құрылғылар арқылы өткізіледі, бұл оның электр өрісінен тыс өтуіне жол бермейді. Ағынның біркелкілігіне қол жеткізу үшін кіріс арналарының дұрыс конструкциясы және электросүзгідің кірісінде ағынды тарату құрылғыларының болуы қажет.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Тозаң мен металл шығарындыларын азайту

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Қазіргі уақытта электр сүзгілері пирометаллургиялық мыс өндіру процесінде кеңінен қолданылады. Мәселен, Жезқазған мыс балқыту зауытында күйдірілген газдарды ақтап тазарту үшін ПГП- 55хЗУ типті алты құрғақ электрсүзгі орнатылған. Кенді термиялық пештер мен конвертерлердің газдары құрама коллектордан қосқыш газ құбыры арқылы лас газ коллекторына түседі ол жерден құрғақ электрофильтрлер арқылы таратылады.

Балқаш мыс балқыту зауытында конвертерлерден, ПВ- 1 және ПВ- 2 пештерінен алынған аралас газдар құрғақ электросүзгілер секциясына түседі, онда олар УГТ 1 - 60 - 3 7 құрғақ электросүзгіште тозаңнан ұсақ тазартылады.

"Казцинк" ӨМК ЖШС-де ISASMELT балқыту пешінің технологиялық газды тазарту қондырғысының газдары BS- 780R электростатикалық тұндырғыштың көмегімен тазартылады.

Среднеуральск мыс балқыту зауытының конвертерлік газдарын тазалауға арналған ескірген жұқа электросүзгілерді заманауи жабдыққа ауыстыру тозаңның деңгейін 1 г/м ³-тен 0,1 г/м³дейін төмендетуге мүмкіндік берді . [91].

Тозаңды кетіру тиімділігі 96 %-дан 99,9 %-ға дейін өзгереді.

Кросс-медиа әсерлер

Электр энергиясын тұтыну тозаң жинау тиімділігінің жоғарылауымен артады. Электр сүзгісіне қызмет көрсету кезінде қосымша қалдықтар пайда болуы мүмкін. Егер оны қайта пайдалану мүмкін болмаса, тозаңды қайта өңдеу қажет.

Қолдануға қатысты техникалық ой-пайым

Олардың жоғары тиімділігіне, төмен гидравликалық кедергісіне, жоғары жұмыс қабілеттілігіне және энергетикалық тиімділігіне байланысты электр сүзгілері негізгі технологиялық жабдықтан шығарылатын газдардан тозаңды ұстауға арналған ең сәтті қондырғыларға айналды.

Экономика

Әрбір жағдайда жабдықтың құны әртүрлі болып табылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Тозаңды қайта пайдалану мүмкіндігімен тозаңды шығаруды азайту.

Тозаңды үдеріске қайтару мүмкін болса, шикізатты үнемдеу.

5.1.3.1.2. Ылғалды электрсүзгілер

Сипаттама

Бұл әдіс жиналған материалды коллектор тақталарынан сұйықтықпен, әдетте сумен жуатын электрсүзгіні қолдануды қамтиды. Су тамшыларын кетіру үшін пайдаланылған газды шығарар алдында арнайы құрылғы (мысалы, ылғал ұстағыш немесе соңғы құрғақ алаң) орнатылады.

Техникалық сипаттама

Ылғалды электрсүзгілер әдетте абсорбциядан кейінгі қалдық тозаң мен тамшыларды кетіру сатысында пайдаланылады. Жұмыс істеу қағидаты құрғақ электрсүзгілердің жұмыс істеу қағидаттарына ұқсас. Бұл жағдайда жиналған тозаң сұйықтықтың көмегімен пластиналардан немесе коллектор түтіктерінен кетіріледі. Қатты материалдардың көп мөлшері пайда болған жағдайда, коллекторлық электродтардағы шөгінділердің алдын алу үшін сүзгідегі суды үздіксіз бүрку үшін кіріктірілген бүріккіш саптама қолданылуы мүмкін. Суды осылайша шашырату коллекторлық электродтардағы сұйық пленканың бетін молайтады және қатты заттарды азайтады. Сонымен қатар, дымқыл ЭС жуу жүйелерімен жабдықталады. Жуу мезгіл-мезгіл жүзеге асырылады. Жуу кезінде жоғары вольтты электр қуаты ажыратылады. Олар газ ағынында басқа компоненттердің болуына байланысты, мысалы, суық, дымқыл газ өңделген кезде пластиналарға жабысатын немесе қалыпты жұмыс кезінде кедергілер тудыратын тозаңның кейбір түрлерін ұстауда бірқатар артықшылықтарға ие болады. Одан әрі өңдеуді қажет ететін ағын пайда болады ылғалды ЭС құрылғысының схемасы 5.4 -суретте көрсетілген.

5.4-сурет. Ылғалды электросүзгі құрылысының схемасы

Ылғалды электрсүзгілері немесе қозғалатын электродтары бар электрсүзгілер тозаңның қиын түрлерін ұстау үшін немесе ылғалды газдарды өңдеу кезінде қолданылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Тозаңның, металдардың және басқа қосылыстардың шығарындыларын азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Ылғал электр сүзгілері тозаңның кез келген түрін ұстаудың кез келген дәрежесін қамтамасыз ете алады. Электр сүзгілерді қолдану арқылы газды тазалаудың тиімділігі тозаң мен газ ағынының физикалық-химиялық көрсеткіштеріне, электрсүзгідегі газдың тұру жылдамдығы мен уақытына байланысты. Тазалау тиімділігі 98 – 99,9 %.

Ылғалды электр сүзгілер "Казцинк" ЖШС ӨМК күкірт қышқылы бөлімінде қолданылады, мұнда газды тазарту процесі екі бастапқы скрубберден, салқындату мұнарасынан, соңғы скрубберден және екі бірінші сатыдағы дымқыл электр сүзгілерінен және екі екінші сатыдағы МЭФ-тен тұратын жуу жүйесінде жүзеге асырылады.

Балқаш мыс балқыту зауытында газды түпкілікті тазарту параллель жалғанған үш желіден тұратын дымқыл электр сүзгілер (электр статикалық тұндырғыштар) жүйесінде жүргізіледі, олардың әрқайсысында екі агрегат тізбектей жалғанған.

Кросс-медиа әсерлер

Тозаң жинаудың тиімділігі артқан сайын электр энергиясының шығыны артады. Металлдардың және басқа заттардың су объектілеріне төгілуін болғызбау үшін одан әрі тазартуды қажет ететін сарқынды сулардың пайда болуы.

Қолдануға қатысты техникалық ой-пайым

Жаңарту және жаңа құрылыс үшін қолданылады.

Экономика

Әрбір жағдайда жабдықтың құны жеке болып табылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Тозаңды шығаруды азайту.

Тозаңды үдеріске қайтару мүмкін болса, шикізатты үнемдеу.

5.1.3.1.3. Циклондар

Сипаттама

Конустық камерада центрдентепкіш күштерді қолдануға негізделген технологиялық газдан немесе газдан тыс ағыннан тозаң мен металдарды кетіруге арналған жабдық.

Техникалық сипаттама

Циклон инерциялық газды тазарту құрылғысы болып табылады. Циклондар ауа мен газдарды химиялық тазалауға арналған. Қозғалыс бағытын өзгерткен кезде ол инерция бойынша сол бағытта қозғала бергенде және шөгу бетіне түскенде, газ ағынынан тозаң шығады. Циклон құрылғысының схемасы 5.5 -суретте көрсетілген.

5.5-сурет. Циклон құрылысының схемасы

Кіретін газ бұралған ағынға айналады. Спираль ішінде әрекет ететін центрге тартқыш күштер бағыттың өзгеруін қамтамасыз етеді, ал массасы критикалықдан жоғары бөлшектер циклон қабырғаларына түседі.

Түсті металлургияда циклондар газды тазалаудың басқа әдістерімен бірге қолданылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Тозаңның, металдардың және басқа қосылыстардың шығарындыларын азайту.

Атмосфераға қатты бөлшектердің шығарындыларын азайту. Келесі тазалау қадамдарына дейін (қажет болса) ластағыш заттардың жүктемесін азайту. Циклондар 5 - 25 мкм (мультициклондармен 5 мкм) аралығындағы бөлшектерді ұстау үшін қолданылады. Тиімділік бөлшектердің өлшеміне және циклон дизайнына байланысты 60 % және 99 % арасында өзгереді.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Циклондар өнеркәсіптің барлық кәсіпорындарында, негізінен басқа әдістерден бұрын газдарды тозаңнан алдын ала тазарту үшін қолданылады. Тазалау тиімділігі 95 - 97 % құрайды.

Кросс-медиа әсерлер

Электр энергиясын тұтынудың артуы.

Жиналған тозаңды үдеріске қайтару мүмкін болмаса, қалдықтардың көбеюі.

Қолдануға қатысты техникалық ой-пайым

Жалпыға бірдей қолданылады.

Экономика

Әрбір жағдайда жабдықтың құны әртүрлі болып табылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Тозаңды шығаруды азайту.

Тозаңды үдеріске қайтару мүмкін болса, шикізатты үнемдеу.

5.1.3.1.4. Қапшық сүзгілер

Сипаттама

Қапшық сүзгілер кеуекті немесе киіз матадан жасалған, ол арқылы газ өтеді және бөгде бөлшектер сүзгілеу немесе басқа жолмен жойылады. Қапшық сүзгілерін пайдалану пайдаланылған газдардың сипаттамаларына және максималды жұмыс температурасына сәйкес келетін сүзгі материалын таңдауды талап етеді. Картриджді/патронды сүзгі қапшықтың орнына ауыстырылатын сүзгі элементтерін пайдаланатын қапшық сүзгінің нұсқасы болып табылады.

Техникалық сипаттама

Металдарды балқыту және балқыту кезінде пайда болатын ұсақ тозаңнан газды тазартудың жоғары тиімділігіне байланысты қапшық сүзгілер түсті металлургияда кеңінен қолданылады. Тұтану ықтималдығын азайту үшін бөлшектерге қажетті сипаттамалар беру және пайдаланылған газдардың жылуын қалпына келтіру үшін салқындату камераларын, сондай-ақ қалдық жылу қазандықтарын қапшық сүзгілеріне бермес бұрын орнатуға болады.

Әртүрлі тазалау жүйесі бар қапшық сүзгілердің схемалары 5.6 - 5.7 - суреттерде көрсетілген.

1 - шикі газ құбыры; 2 - сүзгілегіш қапшықтар; 3 - сүзгі корпусы; 4 – таза газ құбыры; 5 – үрлеу желдеткіші; 6 - реттегіш тиектер; 7 - тозаң шұңқыры; 8 - айналмалы клапандар

5.6-сурет. Кері үрленетін қапшық сүзгі (бір тазалау циклы бөлімі бар)

Мата арқылы сүзудің негізгі принципі - газды өткізетін, бірақ тозаңды ұстайтын мата мембрананы пайдалану. Қапшықтар әдетте металл жақтауға бекітіледі және сүзгі құрылымына қымталған түрде орнатылады. Сүзгілердің өмірлік циклінің басында тозаң матаның бетінде де, оның талшықтарының ішінде де ұсталады, бірақ уақыт өте келе тозаң бетінде жиналып, оның өзі негізгі сүзгі ортасына айналады. Тозаң қабаты өскен сайын газ ағынының өтуіне қарсылық күшейеді. Газдың сүзгіден өткен кездегі қысымның төмендеуін бақылау үшін сүзгі ортасын мерзімді түрде тазалау қажет. Тазартылған газ ағынының бағыты қапшықтың ішінен сыртқа қарай да, сыртынан да ішкі жағына қарай болуы мүмкін.

1 - шикі газ беру; 2 - тойтару қалқасы; 3 - сүзгілеу қапшықтары; 4 – тазартылған газ қабылдағыш; 5 - тазартылған ауа шығатын арна; 6 - мембраналық клапан; 7 - сығылған ауаға арналған резервуар; 8 - газ беру түтікшесі; 9 - тозаң шұңқыры

5.7-сурет. Лүпілдеуші ағынмен кері үрлеп тазарту жүйесі

5.8-сурет. Төмен қысымды ауаны тазарту жүйесі

Қапшық сүзгілер әдетте сүзгілегіш материалмен тазалау әдісімен ерекшеленеді. Матадан тозаң қабатын үнемі алып тастау сүзгінің өнімділігін сақтау үшін маңызды, сонымен қатар қапшықтың қызмет ету мерзіміне әсер етеді.

Ең көп таралған тазалау әдістеріне ауаны кері жуу, механикалық шайқау, діріл, төмен қысымды ауаны тазалау және сығылған ауаны тазалау жатады. Акустикалық рупорлар қапшықтарды тазалау үшін де қолданылады. Әдетте тазалау сүзгі қапшығын бастапқы күйіне қайтармайды, өйткені матаға енген тозаң бөлшектері талшықтар арасындағы тесіктерді бітеп тастайды, бірақ бұл субмикронды бөлшектерді сүзу тиімділігін арттырады.

Қапшық сүзгілер матаның ауданы бірлігі арқылы газдың ең қолайлы өту жылдамдығы ретінде анықталатын болжамды сүзу жылдамдығын ескере отырып жасалады (м³/с ÷ м², м/с көрсетілген). Сүзу жылдамдығы әдетте жұмыс жағдайларына, сүзгі түріне және матаға байланысты 0,01 - 0,04 м/с аралығында болады.

Мата газдардың құрамын, тозаң бөлшектерінің сипаты мен мөлшерін, жоспарланған тазалау әдісін, қажетті тиімділік пен экономикалық факторларды ескере отырып таңдалады. Сондай-ақ, газдың температурасы, газды салқындату әдісі, егер қолданылса, және алынған су буының және қышқыл түтіндерінің шық нүктесінің мәндері ескеріледі.

Қарастырылатын матаның сипаттамаларына мыналар жатады: химиялық төзімділік, талшықтың пішіні мен түрі, матадағы талшықтардың тоқу үлгісі, матаның әрлеуі, тозуға және иілуге төзімділігі, беріктігі, ұстау тиімділігі, жабу және матаның сүзу жылдамдығы.

Сүзгі қапшықтарының тозуы өлшенетін өнімділіктің біртіндеп төмендеуіне әкеледі. Бірнеше қапшықтың зақымдануы немесе кенет толық істен шығуы коррозия, абразивті материалды сүзгілеу немесе тұтану қаупін туғызады. Қысымның төмендеу датчиктері немесе тозаңды бақылау құрылғысы сияқты нақты уақыт режимінде қарапайым мониторингілеу жүйелері қапшық жұмысының нәтижелілігі туралы тек болжамды дерек алуға мүмкіндік береді.

Сүзгіден шығатын газдардағы тозаң параметрлерін өлшеу үшін ықтимал ақауларды анықтау үшін, сондай-ақ тазалау кезінде ең көп ластануды анықтау үшін трибоэлектрлік немесе оптикалық құрылғылар қолданылады. Мұндай өлшеу құралдары аймақтық тазарту жүйесімен бірге қолданылған кезде, қапшықтардың зақымданған жерлерін анықтауға және жергілікті жөндеу жұмыстарын жүргізуге болады [75]. Температура датчиктері мен дабылдары да қолданылады.

Сүзгі дұрыс жұмыс істеуі үшін келесі шарттардың біреуі немесе бірнешеуі орындалуы керек.

Сүзгі материалын таңдауға, оны бекітудің сенімділігіне және тығыздау жүйесіне ерекше назар аудару керек. Жоспарлы жөндеу жұмыстары уақытында жүргізілуі керек. Қазіргі заманғы сүзгі құралдары әдетте ұзаққа созылады және ұзақ қызмет етеді. Қазіргі заманғы материалдардың жоғары құны көп жағдайда олардың беріктігімен өтеледі.

Жұмыс температурасы газдың шық нүктесінен жоғары болуы керек. Жоғары жұмыс температурасында ыстыққа төзімді гильзалар мен бекіткіштерді пайдалану қажет.

Қапшықтарда пайда болатын ақауларды анықтау үшін шағылыстыратын, оптикалық немесе трибоэлектрлік құрылғылар арқылы тозаң жүктемесін үздіксіз бақылау. Басқару құрылғысы мүмкіндігінше тозған немесе зақымдалған қапшықтары бар бөлімдерді уақтылы анықтау үшін сүзгіні тазалау жүйесімен өзара әрекеттесуі керек.

Қажет болған жағдайда газды салқындату құрылғылары мен ұшқын сөндіргіштерді пайдалану. Ұшқындарды сөндіру үшін циклондарды қолдануға болады. Қазіргі заманғы сүзгілердің көпшілігінде көптеген бөлімдер бар, бұл қажет болған жағдайда бүлінген бөлімдерді жалпы сүзгіге зиян келтірместен алып тастауға мүмкіндік бередіі.

Тұтануды анықтау үшін температураны бақылау және ұшқын жүйелері қолданылуы мүмкін. Тұтану қаупі болған жағдайда, инертті газды немесе инертті материалдарды (мысалы, әк) шығатын газдарға беру жүйелерін пайдалануға болады. Матаның белгілі бір түрі үшін белгіленген жобалық мәндерден асатын шамадан тыс қыздыру улы газдардың пайда болуына әкелуі мүмкін.

Тазалау құрылғыларының күйін бақылау үшін қысымның төмендеуін өлшеуге болады.

Әртүрлі сүзгі материалдарын қолданатын қапшық сүзгілерінің бірқатар конструкциялары бар. Мембрана арқылы сүзу әдісін қолданғанда (беттік сүзу), соның ішінде қапшықтардың қызмет ету мерзімін ұзартады, температура шегін жоғарылатады (260 ^°C дейін) және техникалық қызмет көрсету құны салыстырмалы түрде төмен болады. Мембраналық қапшық сүзгілер ультра жұқа кеңейтілген политетрафторэтилен мембраналарынан тұрады. Шығарылатын газдар ағынының бөлшектері қапшықтың бетінде қалады. Қапшықтың ішкі жағында жиналудың немесе оның матасына сіңіп кетудің орнына, тозаң бөлшектері мембранадан серпіліп, жұқа қыртысты құрайды. Бұл әдіс жаңа және қолданыстағы кәсіпорындарда қолданылады және қолданыстағы қапшық сүзгілерін қалпына келтіру үшін де қолданыла алады [76].

Тефлон/шыны талшық сияқты синтетикалық сүзгі материалдарын қолдану қапшық сүзгілерін әртүрлі пайдалану жағдайларында пайдалануға мүмкіндік береді және олардың қызмет ету мерзімін ұзартады. Ауыр жұмыс жағдайында немесе жоғары температурада заманауи сүзгі материалдарының тиімділігі өте жоғары, ал мата өндірушілер материалды нақты жағдайларға сәйкестендіруге көмектеседі. Кейбір жағдайларда, тиісті материалдар мен конструкция қолданылған кезде, шығарындылардың өте төмен деңгейіне қол жеткізуге болады. Сенімділіктің жоғарылауы және ұзақ қызмет ету мерзімі заманауи қапшықтардың құнын өтейді. Тиімділіктің жоғары деңгейіне жету өте маңызды, өйткені тозаңда металдардың көп мөлшері бар. Атмосфераға тазартылмаған газдың ағып кетуіне жол бермеу үшін тарату коллекторларының деформациялану мүмкіндігін, сондай-ақ дұрыс жұмыс тәжірибесімен қатар жеңдердің дұрыс тығыздалуын ескеру қажет.

Белгілі бір жағдайларда (мысалы, жабысқақ тозаң немесе шық нүктесіне жақын ауа ағынының температурасы) сүзгі матасының бітелу ықтималдығына және олардың отқа сезімталдығына байланысты бұл әдістер барлық жұмыс жағдайларына сәйкес келмейді. Олар қолданыстағы қапшық сүзгілерінде қолдануға және жақсартуға болады. Атап айтқанда, жыл сайынғы жоспарлы жөндеу кезінде қапшықты тығыздау жүйесін жетілдіруге болады, ал жоспарлы техникалық қызмет көрсету кезінде қапшық материалын заманауи түріне ауыстыруға болады, бұл болашақ шығындардың төмендеуіне әкелуі мүмкін.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Тозаңның, металдардың және басқа қосылыстардың шығарындыларын азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Қапшық сүзгілер сала кәсіпорындарында газдарды тазарту үшін қолданылады.

Өтімділік пайдаланылатын тазалау жабдығының түріне байланысты және 99 %-дан 99,9 %-ға дейін болуы мүмкін. Әртүрлі сүзгілеу жүйелерінің жиі қолданылатын параметрлерінің сипаттамаларын салыстыру 5.3 -кестеде келтірілген.

5.3-кесте. Әртүрлі сүзгілеу жүйелерінің жиі қолданылатын параметрлерінің сипаттамаларын салыстыру

р/с №	Параметр	Импульстік сүзгі	Шыны талшықты мембраналық сүзгі	Шыны талшықты сүзгі
1	2	3	4	5
1	Матаға ауаның меншікті жүктемесі	80 -ден 90 м/сағ-қа дейін	70 - 90 м/сағ	30 -дан 35 м/сағ-қа дейін
2	Температура диапазоны	250 °C	280 °C	280 °C
3	Қапшықтың түрі	Полиэстер	Мембрана/шыны талшық	Шыны талшық
4	Қапшықтың өлшемі	0,126 × 6,0 м	0,292 × 10 м	0,292 × 10 м
5	Бір қапшықтың матасының ауданы	2,0 м²	9,0 м²	9,0 м²
6	Тор	Иә	Жоқ	Жоқ
7	Депрессия	2,0 кПа	2,0 кПа	2,5 кПа
8	Пайдалану мерзімі	30 айға дейін	6 - 10 жас	6 - 10 жас

Кросс-медиа әсерлер

Тозаң жинаудың тиімділігі артқан сайын электр энергиясының шығыны артады. Сүзгі материалдарының шығыны. Сүзгіні жөндеу жұмыстарын орындау кезінде қосымша қалдықтар пайда болуы мүмкін. Тозаңды қайта пайдалану мүмкін болмаса, қоқысқа тастау қажеттілігі.

Мата сүзгілері ұсақ бөлшектерді ұстауда өте тиімді болғандықтан, олар субмикронды бөлшектер түріндегі түтін газдарының тозаңында болатын ауыр металдардың шығарындыларын азайтуда да тиімді.

Бұған қоса, тазалау циклі үшін сығылған ауаны тұтынуды арттыруға болады.

Қолдануға қатысты техникалық ой-пайым

Жалпыға бірдей қолданылады.

Экономика

Әрбір жағдайда жабдықтың құны әртүрлі болып табылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Тозаңды шығаруды азайту.

Тозаңды үдеріске қайтару мүмкін болса, шикізатты үнемдеу.

5.1.3.1.5. Керамикалық және металл ұсақ көзді сүзгілер

Сипаттама

Жұмыс қағидаттары, жалпы құрылысы және тазалау мүмкіндіктері тұрғысынан ұсақ көзді керамикалық сүзгілер қапшық сүзгілеріне ұқсас. Металл жақтаудағы мата қапшықтардың орнына олар шамға ұқсайтын қатты сүзгі элементтерін пайдаланады.

Техникалық сипаттама

Мұндай сүзгілер ұсақ бөлшектерді, соның ішінде PM_10 -ды жояды. Сүзгілердің ыстық температураға төзімділігі жоғары және жұмыс температурасының жоғарғы шегін сүзгі корпусы анықтайды. Тірек құрылымының жоғары температурада кеңеюі де маңызды фактор болып табылады, өйткені бұл корпустағы сүзгі элементтерінің тығыздығын бұзады, бұл тазартылған газ ағынына шикі газдың ағып кетуіне әкеледі. Нақты уақыттағы ақауларды анықтау жүйелері қап сүзгілеріне ұқсас қолданылады. Керамикалық және металл сүзгілер қапшық сүзгілері сияқты икемді емес. Мұндай сүзгілерді үрлеу арқылы тазалау кезінде ұсақ тозаң қап сүзгідегідей тиімділікпен жойылмайды, бұл сүзгі ішінде ұсақ тозаңның жиналуына және осылайша оның өнімділігінің төмендеуіне әкеледі. Бұл өте майда тозаңның жиналуына байланысты.

Керамикалық сүзгілер алюмосиликаттардан жасалған және химиялық немесе қышқылға төзімділікті жақсарту немесе басқа ластағыш заттарды сүзу үшін әртүрлі сүзгі материалдарымен қапталуы мүмкін. Сүзгі элементтері жаңа болған кезде салыстырмалы түрде оңай өңделеді, бірақ жоғары температураға ұшырағаннан кейін олар сынғыш болады және техникалық қызмет көрсету кезінде немесе абайсыз тазалау әрекеттері кезінде кездейсоқ зақымдалуы мүмкін.

Жабысқақ тозаңның немесе шайырдың болуы ықтимал мәселе болып табылады, себебі қалыпты тазалау кезінде сүзгіден шығару қиын, бұл қысымның төмендеуіне әкелуі мүмкін. Температураның сүзгі ортасына әсері жиынтық болып табылады, сондықтан қондырғыны жобалау кезінде ескеру қажет. Тиісті материалдар мен конструкцияларды қолданған кезде шығарындылардың өте төмен деңгейіне қол жеткізуге болады. Шығарындыларды азайту маңызды фактор болып табылады, өйткені тозаңда металдардың көп мөлшері бар.

Жаңартылған металл торлы сүзгінің де жоғары температурадағы өнімділігі ұқсас. Технологияның дамуы тиісті аймақ пайдаланудан шығарылған кезде тазалау жүргізілгеннен кейін тозаң қабыршағының тез пайда болуын қамтамасыз етеді.

Тиісті түрде жобаланған және әзірленген сүзгілердің нақты жұмыс жағдайларына сәйкес келетін өлшемде келесі параметрлері болуы керек.

Корпус, арматура және тығыздау жүйесі таңдалған қолдану шарттарына сәйкес келеді, сенімді және ыстыққа төзімді.

Тозаң жүктемесін үздіксіз бақылау сүзгінің істен шығуын анықтау мақсатында шағылыстыратын оптикалық немесе трибоэлектрлік құрылғылардың көмегімен жүзеге асырылады. Құрылғы тозған немесе зақымдалған элементтері бар жеке бөлімдерді анықтау үшін мүмкіндігінше сүзгіні тазалау жүйесімен өзара әрекеттесуі керек.

Қажет болған жағдайда газды тиісті дайындау керек.

Тазалау құрылғыларының күйін бақылау үшін қысымның төмендеуін өлшеуге болады.

Сүзгі материалының бітелу ықтималдығына байланысты (мысалы, жабысқақ тозаң немесе шық нүктесіне жақын ауа ағындарының температурасы), кейбір жағдайларда бұл әдістер жұмыс істеуге жарамсыз. Оларды қолданыстағы керамикалық сүзгілерде қолдануға болады және оларды өзгертуге болады. Атап айтқанда, жоспарлы техникалық қызмет көрсету кезінде тығыздау жүйесін жақсартуға болады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Газдарды қатты бөлшектерден және зиянды газ компоненттерінен кешенді тазарту. Қатты бөлшектердің қалдық концентрациясы 2 мг/м³кем .

CO, NO_x, SO_x , HCL, HF, ҰОҚ, диоксиндердегазды кешенді тазарту жүйесіне мыналарды қолдану арқылы қол жеткізіледі:

керамикалық сүзгілерді каталитикалық белсендіру;

сүзгінің алдындағы газ ағынына сорбенттерді беру жүйелері [79]

Кросс-медиа әсерлер

Электр энергиясын тұтыну тозаң жинау тиімділігінің жоғарылауымен артады. Су объектілеріне металдар мен басқа заттардың төгілуін болғызбау үшін одан әрі өңдеуді қажет ететін сарқынды сулардың пайда болуы.

Қолдануға қатысты техникалық ой-пайым

Қолданымды

Экономика

Әрбір жағдайда жабдықтың құны әртүрлі болып табылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Тозаң шығарындыларын азайту.

Тозаңды үдеріске қайтару мүмкін болса, шикізатты үнемдеу.

5.1.3.1.6. Ылғалды скрубберлер

Сипаттама

Ылғалды скрубберлердегі тозаңды кетіру - бұл газды дымқыл тазартудың бір түрі, оның көмегімен дисперсті затты алуға/жоюға болады. Ылғалды тозаңды кетіру қоректік газды сумен қатты араластыру арқылы тозаңды бөлуді және (көп жағдайда) орталықтан тепкіш күшпен үлкен бөлшектерді жоюды қамтиды. Мұндай әсерге қол жеткізу үшін газ жанама түрде шығарылады. Алынатын қатты заттар скруббердің түбіне жиналады. Газдан тозаңмен қатар H₂SO₄, SO₂, NH₃, NH₄Cl, ҰОҚ сияқты бейорганикалық химиялық заттар және ауыр металдар да шығарылады.

Техникалық сипаттама

Ылғалды скрубберлермен бөлшектерді жинау үш негізгі механизмді қолдануды қамтиды: инерциялық соқтығысу, ұстау және дисперсия. Жиналған бөлшектердің мөлшері, сондай-ақ олардың сулану қабілеті үлкен мәнге ие. Радиалды ылғалды тазартқыштың схемасы 5.9-суретте көрсетілген.

5.9-сурет. Радиалды ылғалды скруббер

Ылғалды скрубберлер газды салқындату, қанықтыру және алдын ала өңдеу үшін, мысалы, ылғалды электрсүзгілер ағынының алдында орнатылған кезде пайдаланылады. Типтік мысалдар: Вентури скруббері немесе реттелетін қысымды төмендететін радиалды скруббер. Ылғалды скрубберлер түсті металлургияда әртүрлі технологиялық процестерде, мысалы, жабық пештерде мысты өндіруде қолданылады. Скруббердің конструкциясы газ бен сұйықтықтың шығыны мен көлемінің арақатынасына негізделген. Бұл параметрлер бүкіл скруббердегі қысымның төмендеуін және осылайша сүзу тиімділігін анықтайды.

Каскадты ылғалды скрубберлер немесе Вентури скрубберлері көбінесе тығыздалған электр доғалы пештердің көміртегі тотығымен қаныққан қалдық газдарын тозаңсыздандыру үшін қолданылады; содан кейін бұл газ қызу шығаратын газ ретінде пайдаланылады және одан әрі өңдеуден кейін атмосфераға шығарылады. Олар сондай-ақ тозаң өте абразивті, бірақ оңай суланатын таспалы агломерация машиналарынан шығарылатын газдарды тазарту үшін қолданылады. Скрубберде мұндай алдын ала тазалау болмаса, қапшық сүзгісінің қызмет ету мерзімі айтарлықтай шектеледі және матаның тез тозуы оның өнімділігінің төмендеуіне әкеледі.

Скрубберлер тозаңның сипаты немесе газ температурасы тазалаудан басқа әдістерін қолдануға мүмкіндік бермеген кезде немесе тозаң-тозаң шығарудың мұндай тәсілі нақты тозаңға ең қолайлы кезде пайдаланылады. Бұл әдіс газдарды тозаңмен бірге жою қажет болғанда немесе скрубберлерді пайдалану тазарту тізбегінің бөлігі болған кезде, мысалы, күкірт қышқылы зауытына газ беру алдында тозаңды тазарту кезінде де қолданылады. Бөлшектерді ылғалдандыру және ұстау үлкен энергияны қажет етеді.

Ылғалды скрубберлерді қысымды, күйдіргіш ағынды және (қышқыл газды өңдеуде) рН бақылау жүйелерімен бірге пайдалану керек. Тазартылған газ скрубберден кептіргішке бағытталуы керек.

Тәжірибе көрсеткендей, ылғалды скрубберлердің тиімділігі бөлшектердің мөлшеріне және олардың жалпы энергия тұтынуына, атап айтқанда, жинау аймағында қысымның төмендеуінен кейін тікелей байланысты. Сонымен қатар, сұйықтықты скруббер ішіне біркелкі шашыратқанда, бірдей қысымның төмендеуі өте жиі әртүрлі конструкциядағы скрубберлерде бірдей тозаңды ұстаудың бірдей тиімділігін қамтамасыз етеді. Осылайша, тазартылатын тозаң оңай суланбаса, аз энергия тұтынатын жоғары тиімді дымқыл скрубберді жобалау мүмкін емес. Скрубберлер тозаңды кетірудің басқа әдістері қажетті нәтиже бермеген жағдайларда қолданылады. Жалпы алғанда, дымқыл скрубберде тазартылған газдар кейіннен басқа процестерде (мысалы, отын ретінде) пайдаланылады және атмосфераға шығарылмайды. Олар сондай-ақ күкірт қышқылы зауыттарында өңделмес бұрын газдарды салқындату және тазалау немесе қышқыл газдарды абсорбциялау үшін ылғалды ЭС-мен бірге қолданылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Тозаңның, металдардың және басқа қосылыстардың шығарындыларын азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Шығарылған газдарды қатты бөлшектерден тазарту тиімділігі жабдықтың түріне байланысты және 50 - 99 % диапазонында. Тозаң болған жағдайда абсорбцияны (тозаңсыздандыру деп те аталады) сүзу (мысалы, қап сүзгілері) немесе электростатикалық тұндыру сүзгілері арқылы кейінгі өңдеумен біріктіруге болады. Тозаңды кетіру тиімділігі әдетте 90 % және 99 % жоғары.

Кросс-медиа әсерлер

Тозаң жинаудың тиімділігі артқан сайын электр энергиясының шығыны артады.

Электрсүзгіге техникалық қызмет көрсету жұмыстарын жүргізу кезінде қосымша қалдықтар пайда болуы мүмкін. Тозаңды қайта пайдалану мүмкін болмаса, қоқысқа тастау қажеттілігі.

Металлдардың және басқа заттардың су объектілеріне төгілуін болғызбау үшін одан әрі тазартуды қажет ететін сарқынды сулардың пайда болуы.

Қолдануға қатысты техникалық ой-пайым

Қолданылады.

Экономика

Әрбір жағдайда жабдықтың құны әртүрлі, бірақ процестер үнемді жұмыс істейді.

Ендірудің қозғаушы күші

Тозаңды шығаруды азайту.

Тозаңды үдеріске қайтару мүмкін болса, шикізатты үнемдеу.

5.1.3.2. Газ тәрізді қосылыстардың шығарындыларын болғызбау және азайту әдістері

H₂SO₄, NH₃, SO₂, SO₃, HF, HCl және Nx булары сияқты газдар түзіледі, мысалы, балқыту кезінде күкірт диоксиді бөлінеді. Бұл газдар/булар шығарындыларының алдын алу және азайту әдістері бар. Шығарындыларды азайтуға көбінесе технологиялық процестің параметрлерін бақылау немесе қождың немесе штейннің химиялық құрамын реттеу арқылы қол жеткізіледі. Газ шығарындыларының алдын алуға NO_x шығысы төмен оттықтарды пайдалану және пештерде және басқа да жану қондырғыларында жағу арқылы қол жеткізуге болады.

Кейбір процестер кезінде түзілген органикалық және металдық компоненттерді де осыған ұқсас әдістер арқылы алуға болады.

Түсті металлургияда газ тәрізді компоненттерді жою үшін келесі әдістер қолданылады:

жағу құрылғылары/камералары;

ылғалды тазалау жүйелері;

құрғақ және жартылай құрғақ скрубберлер;

қалдық газдарды кәдеге жарату жүйелері;

оттегі-отын жағу;

көмірсутектер мен ҰОҚ жою әдістері

5.1.3.2.1. Құрылғылар/жандырып бытыру камералары

Сипаттама

Күйдіргіш оттық немесе термиялық тотықтырғыш - бұл пайдаланылған газдардағы ластағыш зат тотығу реакциясын жасау үшін бақыланатын ортада оттегімен әрекеттесетін жану жүйесі.

Регенеративті күйдіргіш немесе регенеративті термиялық тотықтырғыш-бұл регенерация процесінің бөлігі ретінде отқа төзімді қабаттарды қолдана отырып, газ бен көміртекті қосылыстардың жылу энергиясын пайдаланатын жану жүйесі.

Субстратты тазарту үшін газ ағынының бағытын өзгертуге арналған коллекторлық жүйе қажет.

Каталитикалық күйдіргіш немесе каталитикалық термиялық тотықтырғыш-бұл күйдіру жүйесі, мұнда ыдырау металл катализаторының бетінде төмен температурада, әдетте 300 ^°C пен 400 ^°C аралығында болады.

Техникалық сипаттама

Жағу жүйелері өнеркәсіпте газ ағынындағы көміртегі оксидін, тозаңды немесе көміртекті материалдарды тотықтыру үшін қолданылады. Жағу жүйелерінің бірнеше түрі қолданылады.

Жоғары температуралы жанарғылар-өртегіштер, сондай-ақ термиялық тотықтырғыштар деп аталатын газдар, әдетте, 850 ^°С-тан 1000 ^°С-қа дейінгі температураға дейін қыздырылады және кемінде 0,5 с бойы ұсталады (құрамында хлоры бар компоненттер болмаған жағдайда), бұл ұшпа органикалық көміртекті қосылыстардың бұзылуына әкеп соғады.

Қайта қалпына келтіретін регенеративті термиялық тотықтырғыштар деп те аталатын регенеративті оттықтар отқа төзімді қабаттарды пайдаланып регенерация үдерісінің бөлігі ретінде газ және көміртегі қосылыстарының жылу энергиясын пайдаланады. Субстраттың отқа төзімді қабатын тазалау үшін газ ағынының бағытын өзгерту үшін коллекторлық жүйе қажет.

Металл катализаторының бетінде төмендетілген температураларда, әдетте 300 ^°C-тан 400 ^°C-қа дейінгі диапазонда ыдырау орын алатын каталитикалық оттық немесе каталитикалық термиялық тотықтырғыш.

Энергияны қалпына келтіру үшін артық көміртегі тотығы сияқты қалдық газдарды жағуға арналған пештер.

Егер осы нүктеге қосымша оттегі берілсе, мұржаның бағанасы немесе пештің шығатын бөлігі күйдіргіш ретінде пайдаланылуы мүмкін.

Термиялық тотығу арқылы кейінгі күйдіргіштер ПХДД/Ф қоса, органикалық қосылыстарды жояды. Әрі қарай қосымша энергия қажет, ол өз кезегінде энергия көзіне байланысты CO₂, NO_xжәне SO₂шығарындыларына әкеледі.

Практикалық тұрғыдан алғанда, кейінгі жағу майлары мен жабындарды ыдыратуда әсіресе тиімді; бұл жағдайда жоғары концентрациядағы органикалық қосылыстар түзілуі мүмкін. Бұл компоненттердің пеште болуы жану өнімдерінің үлкен көлемінің бөлінуіне және пеште тұру уақытының төмендеуіне және нәтижесінде ішінара жану өнімдерінің шығуына әкеледі.

ҰОҚ, ПХДД/Ф, органикалық және көміртекті бөлшектерді немесе CO немесе H₂сияқты жанғыш газдарды жоюдың бір әдісі - арнайы қондырғыларды дұрыс жобалау, өлшемдер мен орнату. Мүмкіндігінше , жылуды қалпына келтіру ұсынылады. Күйдіргіш оттықтарда тиімді жағудың негізгі шарттарына мыналар жатады:

жағу камерасында немесе регенеративті жүйеде жеткілікті болу уақыты; толық жануды қамтамасыз ету үшін уақыт жеткілікті мөлшерде оттегі бар ортада жеткілікті болуы керек. Құрамында хлор бар компоненттердің болуына байланысты 99 % ыдыраудың тиімділігі қажетті температурада 2 с тұру уақытын қажет етеді. Тұмшапештің қысқа мерзімдері және төмен температуралар ҰОҚ және ПХДД/Ф толық деградациясына әкелуі мүмкін, бірақ нақты параметр мәндері нақты жұмыс жағдайларына негізделген әр жағдайда анықталады. Газдар салқындатылған кезде ПХДД/Ф екінші реттік түзілу температуралық диапазонын тез еңсеруі керек. Жағу аймағында жеткілікті жылу мен масса алмасуды қамтамасыз ету және жергілікті қызбауды болғызбау үшін турбулентті газ ағыны қажет. Мұндай турбуленттілік әдетте бұралған жалын тудыратын оттықтарды пайдалану және жану камерасында дефлекторларды орнату арқылы қамтамасыз етіледі;

температура режимі ең тұрақты заттың өздігінен тұтану температурасынан 200 ^°C – 400 ^°C жоғары, сондықтан ең төменгі жұмыс температурасы 850 °C-тан жоғары болуы керек. Газ ағынында құрамында хлор бар құрамдас бөліктер болған кезде температураны 1100 ^°С – 1200 ^°С дейін арттыру керек, сонымен қатар ПҚД/Ф түзілмеуі үшін шығарылатын газдарды жылдам салқындатуды қолдану қажет;

каталитикалық қондырғыларды төмен температурада пайдалану. Оттық жұмыс істеу үшін газ турбуленттілігін, ауаны беруді және тұтану көзін қажет етеді. Қажет болса, қосымша отын пайдалануға болады;

жағуды оңтайландыру үшін оттықтардағы ауа-отын қоспасының құрамын бақылаудың автоматтандырылған жүйесі;

қоректік газда бар материалдардың тиімді жойылуын растау үшін жабдықты, температуралық жағдайларды және пеште болу уақытын біріктіріп пайдаланудың тиімділігін көрсету.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Органикалық қосылыстардың шығарындыларын азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Бұл техника "Казцинк" ЖШС ӨМК қолданылады. Күйдіру жүйесі ISASMELT пешінің жоғарғы жағында орналасқан және қосылған кесек көмірден түзілетін ұшпа көмірсутектердің пайдаланылған газ жүйесіне түсер алдында толығымен жануын қамтамасыз етеді.

Жағу жүйесі ауамен екі жолмен толтырылады:

кіретін ауа;

стационарлық оттықтың жану ауа желдеткіші.

Атмосфералық ауа ISASMELT пешіне материалды тиеу кезінде беріледі. Кіретін ауаның көп бөлігі қабылдау порты арқылы өтеді. Тұрақты оттықтың жану ауасының желдеткіші жану ауасын пештің жоғарғы жағына береді. Тұрақты оттық желдеткішінен ауа ағынының көлемі ауыспалы жылдамдықты жетегі арқылы басқарылады.

Кросс-медиа әсерлер

Жылуды пайдалану мүмкін болмаса, энергияны пайдаланудың әлеуетті артуы.

Қолдануға қатысты техникалық ой-пайым

Қолданылады.

Экономика

Әрбір жағдайда жабдықтың құны әртүрлі болып табылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Органикалық қосылыстардың шығарындыларын азайту.

5.1.3.2.2. Ылғалды тазарту жүйелері

Сипаттама

Ылғалды тазарту үдерісінде газ тәрізді компоненттер ерітіндіде ерітіледі. Ылғалды скрубберден кейін шығатын газдар сумен қанығады және шығатын газдарды атмосфераға шығарар алдында оларды ылғал ұстағыш арқылы өткізу қажет. Алынған сұйықтық су тазарту қондырғысында тазартылады, ал ерімейтін бөлшектер тұндыру немесе сүзу арқылы ұсталады.

Техникалық сипаттама

Ылғалды тазарту жүйелері газ тәрізді компоненттерді төмен деңгейде жою үшін, негізінен бөлшектерді жою үшін, сонымен қатар температураны бақылау үшін (адиабаталық салқындату арқылы) қолданылады. Мұндай қондырғыларда қолданылатын негізгі технология жиі бірдей болғанымен, тозаң мен газ тәрізді компоненттерді жинау жүйелерінің дизайны айтарлықтай ерекшеленеді. Ылғалды тазарту жүйелері әдетте барлық үш орта үшін (ауа, су, топырақ) бір мезгілде қолданылады, сондықтан жобалық шешім ымыраға келу керек және кросс-медиалық әсерлерді ескеруі керек, мысалы, белгілі бір үдерістің сипаттамаларына байланысты, сарқынды сулар көлемінің ұлғаюы мүмкін.

Скрубберлер судан шаймалы ерітінділерге дейінгі әртүрлі сұйықтықтарды пайдаланады. Скруббердің тиімділігін бақылау үшін параметрлерді таңдау оның нақты қолданылуымен анықталады. Бұл параметрлер мыналарды қамтуы мүмкін: қысымның төмендеуі және тазарту сұйықтығының ағынының жылдамдығы, температура, бұлыңғырлық, өткізгіштік және рН. Ортааралық әсерлердің ықтималдығы жоғары, мұны әрбір нақты жағдайда ескеру қажет.

Төмен концентрациядағы күкірт диоксидін (1 %-дан аз) және басқа HF және HCl сияқты нәтижесінде пайда болатын газдарды жою әдістеріне арнайы қондырғыларды дұрыс жобалау, мөлшерлеу және орнату кіреді.

Ылғалды скрубберлерді қысымды, тазарту сұйықтығының ағынын және рН бақылау жүйелерімен бірге пайдалану керек, ал газ скрубберден шығатын тұманды кетіргішке ағуы керек. Өңдеу кезінде алынған әлсіз қышқыл ерітінділерді қайта пайдалану, мүмкін болса – қалпына келтіру немесе су объектілеріне ластағыш заттардың түсуін азайту үшін пайдалану керек.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Қоршаған ортаға қатты және газ тәрізді қосылыстардың шығарындыларын азайту.

Кросс-медиа әсерлер

Қуатты тұтынудың артуы.

Қолдануға қатысты техникалық ой-пайым

Қолданылады.

Экономика

Әрбір жағдайда жабдықтың құны жеке болып табылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Тозаңның, металдардың және басқа қосылыстардың шығарындыларын азайту.

5.1.3.2.3. Құрғақ және жартылай құрғақ скрубберлер

Сипаттама

Құрғақ ұнтақ немесе шаймалы реагенттердің суспензиясы/ерітіндісі қосылады және пайдаланылған газ ағынына таралады. Материал күкірттің газ тәріздес компоненттерімен әрекеттеседі және қатты бөлшектерді құрайды, олар сүзу арқылы жойылады (қап немесе электростатикалық тұндырғыштар). Реакциялық колонканы қолдану арқылы газ тазалау жүйесінің тиімділігі артады.

Техникалық сипаттама

Құрғақ скрубберлер сияқты абсорбция әдістері қышқыл газдарды және металл немесе органикалық қосылыстарды абсорбциялау үшін қолданылады. Екі жағдайда да әк, магний гидроксиді, әктас, мырыш оксиді және алюминий тотығы жиі қолданылады. Басқа елдерде екі шаймалы скруббер қолданылады. Белсендірілген көмір (немесе кокс) металды (сынапты) және органикалық заттарды жою үшін қолданылады, әдетте бұл жағдайда тиімдірек болады.

Абсорбцияға оралған мұнара скрубберінің көмегімен немесе реагентті тікелей газ ағынына енгізу арқылы, содан кейін реакциялық колонканы қолдану арқылы қол жеткізіледі. Осы кезеңнен кейін қапшық сүзгілер көбінесе ішінара жұмсалған скруббер материалын түсіру үшін қолданылады, бұл сонымен қатар одан әрі абсорбциялау үшін қосымша бетті қамтамасыз етеді. Скруббер материалын абсорбциялау қабілетін арттыру үшін скруббер жүйесінде бірнеше рет қайта пайдалануға болады. Содан кейін негізгі үдерісте алюминий тотығы мен мырыш оксиді қолданылады. Сазбалшық сіңіретін фторидтер электролиз арқылы бөлінеді. Құрғақ скрубберлерден басқа жартылай құрғақ жүйелерді де пайдалануға болады. Бұл жағдайда реакторға газ ағынымен бірге реактивтің паста тәрізді суспензиясы (әдетте әк) түседі. Газдың температурасы жеткілікті жоғары болған жағдайда және газ тәрізді компоненттер сіңіргіш бөлшектермен әрекеттескенде су буланады. Қалдық бөлшектер кейіннен газ ағынынан шығарылады. Құрғақ скрубберлер көбінесе жартылай құрғақ немесе дымқыл скрубберлерге қарағанда, әсіресе SO₂сияқты химиялық белсенді емес газдармен жұмыс жасағанда тиімділігі төмен. Абсорбцияның тиімділігі реагенттің белсенділігіне байланысты, ал әкті жеткізушілер көбінесе нақты қолдану жағдайларына сәйкес материалдар шығара алады.

Осы процестер SO₂жою үшін пайдаланылған кезде, шығарылатын газдарды күкіртсіздендіру (ШГК) әдістері деп аталады. Олар анодты пештердегі газдардағы SO₂мөлшерін және аз концентрацияланған күкірт диоксидінің басқа көздерін азайту үшін, сондай-ақ күкірт қышқылы қондырғысының соңғы газ шығарындыларын тазарту үшін қолданылады. Ылғалды скрубберлерді қолданған кезде гипс пайда болады, оны белгілі бір жағдайларда сатуға болады.

Төмен концентрациядағы күкірт диоксидін (1 %-дан аз) және басқа HF және HCl сияқты газдарды жоюдың тиімді әдістеріне арнайы қондырғыларды дұрыс жобалау, өлшемдер мен орнату кіреді. Белсендірілген көмірді пайдаланатын құрғақ скрубберлер негізінен ПХДД/Ф немесе сынап сияқты органикалық заттарды қалпына келтіру әдістері болып табылады. Скрубберлердің қолданылуына байланысты келесі әдістерді (бір немесе бірнеше) пайдалану керек.

Құрғақ және жартылай құрғақ скрубберлер тиісті араластырғыш камералармен және реакторлармен жабдықталуы керек.

Реакция кезінде пайда болған қатты заттарды қапшық сүзгі немесе ЭС арқылы ұстау керек.

Скрубберде қолданылатын ішінара пайдаланылған агент реакторда қайта пайдаланылуы мүмкін.

Скрубберде қолданылатын пайдаланылған агент мүмкіндігінше негізгі технологиялық процесте қолданылуы керек. Мысалы, бұл алюминий тотығы мен мырыш оксидіне қатысты.

Егер түтін пайда болса, жартылай құрғақ скрубберлер тұманды кетіргішпен жабдықталуы керек.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Тозаңның, металдардың және басқа қосылыстардың шығарындыларын азайту.

Кросс-медиа әсерлер

Қуатты тұтынуды арттыру.

Жиналған тозаңды қайта пайдалану мүмкін болмаса, мысалы, реагенттерді пайдалану кезінде қалдықтарды жою қажеттілігі.

Қолдануға қатысты техникалық ой-пайым

Жартылай құрғақ және ылғалды әдістермен салыстырғанда аз реактивті газдарды (SO₂)тазалаудың төмен тиімділігімен шектелуі мүмкін.

Тозаңды бүрку техникасын тазалау материалы ретінде пайдалану үшін жеткілікті материалы бар зауыттарда ғана қолдануға болады. Әдетте, тазартылатын материал зауыттардың күкіртсіздендіру жүйесінен алынады.

Экономика

Әрбір жағдайда жабдықтың құны әртүрлі болып табылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Тозаңның, металдардың және басқа қосылыстардың шығарындыларын азайту.

Ұсталған тозаңды үдеріске қайтару мүмкін болса, шикізатты үнемдеу.

5.1.3.2.4. Шығарылатын газдарды кәдеге жарату жүйелері

Сипаттама

Түсті металлургияда газ тәрізді компоненттерді жою үшін жоғарыда сипатталған әртүрлі скрубберлік жүйелерді қолданудан басқа, технологиялық газ ағындарында болатын газдарды кәдеге жарату жүйелері кеңінен қолданылады.

Техникалық сипаттама

HCl сумен, ал SO₂және NO_xсумен немесе сутегі асқын тотығымен жұтылуы мүмкін.

Кейбір материалдардың айналымының жабық цикліне қол жеткізу үшін түсті металлургияда қолданылатын әдістердің келесі мысалдарын келтіруге болады.

Тұз қышқылының айналымы: ерітуді қолданатын процестерде, тұз қышқылы артық хлоридтермен бірге қолданылады. Буланғанда және суда ұстағанда, азеотропты қышқыл (салмағы бойынша шамамен 20 % концентрацияда) алынады. Оны технологиялық үдерістің әртүрлі кезеңдерінде қайта пайдалануға болады.

Азот қышқылының айналымы: күміс пен палладий азот қышқылында жиі ериді. Арнайы каскадты скрубберлерде оттегі немесе сутегі асқын тотығының көмегімен шығарылатын газдардың едәуір мөлшері (NO және NO₂) алынады.Экзотермиялық реакция арқылы NO аз мөлшерін тотықтыруға және газды абсорбциялауды азайтуға қажет ұзақ уақыт бірқатар мәселелерге әкеледі. Сондықтан, қажетті өнімділікке қол жеткізу және колоннадан қоңыр булануды болғызбау үшін салқындату жүйелері мен бірнеше біріктірілген скрубберлер қажет. Бірінші скрубберден алынған азот қышқылы жиі шамамен 45 % концентрленген және бірнеше процестерде қайта пайдалануға болады. Егер NO_xжоғары концентрациялары үнемі байқалса, қалдық азот оксидтерін селективті немесе селективті емес каталитикалық тотықсыздандыру арқылы катализаторлар арқылы қалпына келтіруге болады [96].

Хлор циклі: Хлор металдарды еріту үшін ылғалды тазалау процестерінде және жоғары температурада хлор ағарту үдерісінде қолданылады. Екі жағдайда да жабық жүйелер қолданылады, мысалы, су сифонды құбырлар және қымтауланған электролиттік ванналар. Хлор газын ұстауға немесе гипохлорит ерітіндісін алу үшін пайдалануға болады. Гипохлорит сонымен қатар әртүрлі тазалау процестерінде қолданылатын скруббер ерітінділерінде тотықтырғыш ретінде қолданылады.

Аммоний хлоридінің циклі: аммоний хлоридінің бөлме температурасында буланған ерітінділердегі салыстырмалы төмен ерігіштігі осы тұздың кристалдарын қайта пайдалануға мүмкіндік береді.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Қышқыл газдар мен басқа қосылыстардың шығарындыларын азайту.

Кросс-медиа әсерлер

Қуатты тұтынуды арттыру.

Жиналған тозаңды қайта пайдалану мүмкін болмаса, қалдықтарды кәдеге жарату қажеттілігі.

Қолдануға қатысты техникалық ой-пайым

Қолданылады.

Экономика

Әрбір жағдайда жабдықтың құны әртүрлі болып табылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Қышқыл газдар мен басқа қосылыстардың шығарындыларын азайту.

5.1.3.2.5. Оттегі-отын жағу

Сипаттама

Бұл әдісте кейіннен пешке келіп түсетін азоттан NO_x термиялық түзілуін алып тастау/азайту арқылы жағу үшін берілетін ауаны оттегімен ауыстыру қарастырылады. Пештегі азоттың қалдық мөлшері жеткізілетін оттегінің тазалығына, отынның сапасына және ауаның ықтимал кіруіне байланысты.

Техникалық сипаттама

Өндіріс процестері әдетте жоғары температураны пайдаланады, бірақ олар оттегіні пайдаланумен де байланысты. Бұл жалындағы азоттың парциалды қысымын төмендетеді, сондай-ақ өте ыстық аймақтарда азоттың көп мөлшері болмаса, азот оксидтерінің түзілуін азайтады. Қолдағы деректер бойынша екінші реттік мыс өндірісінен шығатын NO_x шығарындыларының типтік деңгейлері пештің түрі мен жұмысына байланысты 20 мен 400 мг/м³арасында. Өндірістежоғары тиімді процестерді (мысалы, Contimelt) жүзеге асырған кезде NO_xтүзілуін азайту үшін энергия тұтынудың қажетті арақатынасы мен қол жеткізілген шығарындылар концентрациясын қамтамасыз ету қажет.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Азот тотықтарының шығарындыларының алдын алу.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Оттықта таза оттегіні пайдалану жалындағы азоттың парциалды қысымын төмендетуге және сәйкесінше NO_x термиялық түзілуін азайтуға мүмкіндік береді. Оттықта немесе оның жанында оттегімен үрлеу кезінде немесе пешке ауа айтарлықтай түскенде газдың жоғары температурасы термиялық NO_x түзілуінің жоғарылауына әкелуі мүмкін. Бұл жағдайда берілген әсерді азайту және балқу жылдамдығын қолдау үшін оттықтан кейін аймаққа оттегіні қосуға болады.

Кросс-медиа әсерлер

Ақпарат жоқ.

Қолдануға қатысты техникалық ой-пайым

Оттегі-отын жағу - бұл ең көп таралған жану және пирометаллургиялық процестерге қолдануға болатын әдіс. Бұл әдістің максималды пайдасы жаңа қондырғыларда қол жеткізіледі, мұнда жану камерасы мен шығарындыларды азайту жүйелерін газдың аз көлеміне де жобалауға болады. Бұл әдісті көп жағдайда қайта жабдықтауға болатын қолданыстағы зауыттарға да қолдануға болады.

Экономика

Әрбір жағдайда жабдықтың құны әртүрлі болып табылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Азот тотықтарының шығарындыларын азайту.

Энергия үнемдеу.

5.1.3.2.6. Көмірсутектер мен ҰОҚ жою әдістері

Сипаттама

ҰОҚ жою немесе жою үшін қолданылатын технологиялар жану құрылғыларын, дымқыл тазалау скрубберлерін, құрғақ тазалау скрубберлерін биофильтрлер мен биоскрубберлерді қолдануды көздейді.

Биосүзгі органикалық материал қабатынан тұрады, онда пайдаланылған газдардағы ластағыш заттар табиғи микроорганизмдермен биологиялық тотығудан өтеді.

Био-скруббер газдарды дымқыл тазалауды (абсорбциялауды) және биодеградацияны біріктіреді, дымқыл тазалау суында газдардың құрамындағы зиянды компоненттерді тотықтыруға қабілетті микроорганизмдер популяциясы бар.

Техникалық сипаттама

Жалпы ұшпа органикалық қосылыстар мен көмірсутектер толық жанбау салдарынан және технологиялық операциялар барысында пайда болған көмірсутектерді сақтау, CO және көмірсутектерді жою, бөлшектерді майсыздандыру, еріткішпен алу процестері сияқты әртүрлі операциялар кезінде, сондай-ақ еріткіштерді сақтауға арналған резервуарлардан булану салдарынан пайда болады отын. Заттар хош иісті, алифатты, хлорорганикалық немесе су негізінде болуы мүмкін. Олардың әртүрлі экологиялық уыттылығы бар және бұл ең аз қауіпті материалды таңдау және әрбір нақты объект үшін дұрыс шығарындыларды басу жүйесін анықтау үшін ескерілуі керек. Шығарындылардың алдын алу үшін қорғаныс қабықшалары қолданылады, сонымен қатар ауамен жанасуды азайту үшін Араластырғыштарды/тұндырғыштарды қолдануға болады. Пайдаланылған газдардан еріткіштер мен отынның буын алып тастау керек.

Көмірсутектердің әртүрлі түрлері бір уақытта болған кезде қол жетімді әдістердің комбинациясы қолданылады. Биосүзгілер мен реакторлар да қолданылады [99]. Сонымен қатар, қайта өңдеуге арналған материалдарды алу үшін белсендірілген көмір тазартқыштар, салқындату/конденсация камералары жүйелері қолданылады. ҰОҚ шығарындылары еріткіштерді және т.б. жеткізу кезінде пайда болуы мүмкін. ҰОҚ шығарындыларын азайту үшін ығыстырылған газдарды деаэрациялау қолданылады.

Мүмкіндігінше, жылуды қалпына келтіруді пайдалану керек.

ҰОҚ шығарындылары мұнаймен ластанған материалдарды пештерге тиеу, сондай-ақ майсыздандыру немесе еріткіштерді алу нәтижесінде пайда болуы мүмкін.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Көмірсутектер мен ҰОҚ шығарындыларын азайту.

Кросс-медиа әсерлер

Жылуды пайдалану мүмкін болмаса, энергияны тұтынуды арттыру.

Қолдануға қатысты техникалық ой-пайым

Қолданылады.

Экономика

Әрбір жағдайда жабдықтың құны әртүрлі болып табылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Шығарындыларды азайту.

Шикізатты үнемдеу.

5.1.3.3. Диоксинд шығарындыларын азайту техникалары

Сипаттама

Қарастырылып отырған әдістердің қатарына бастапқы әдістер (мысалы, жану жағдайларын жақсарту, жеткізілетін шикізаттан органикалық қосылыстарды жою немесе пештерді тиеу жүйелерін өзгерту) де, сол сияқты "құбырдың соңында" әдістері де, яғни, өндірістік циклдің соңында тазарту технологиясы (мысалы, тозаңды тиімді сүзу, белсендірілген көмірді енгізу немесе жану құрылғыларын қолдану) жатады.

Техникалық сипаттама

ПХДД/Ф газ фазалары хлорорганикалық прекурсорлармен әрекеттескенде түзіледі. Көміртек көздері барлық жерде бар, сондықтан шикізаттағы хлордың (қарапайым рудаларда 30 - 300 ppm және металдарда бірнеше ppm) немесе отындағы (мысалы, өнеркәсіптік кокстың құрамында шамамен 0,05 салмақтық хлор бар) аздаған мөлшері ПХДД/Ф түзуге жеткілікті. ПХДД/Ф түзуге бейім процестердің қатарында жану процестері, кендерді агломерациялау, металдарды балқыту және сәйкесінше пирометаллургиялық процестер жатады. ПХДД/Ф негізгі массасының бастапқы синтезі салқындатылған газды көміртегі, хлор, оттегі және мыс сияқты каталитикалық белсенді металдың қатысуымен шамамен 40 ^°C-тан 200 ^°C-қа дейінгі температура диапазонынан өткізу арқылы жүреді.

Мыс өндіру кезінде ПХДД/Ф түзілудің негізгі көздері:

екінші реттік мыс өндіру (құрамында хлориді және органикалық қосылыстары бар ластанған шикізатты пайдалану, дұрыс емес еңбек жағдайлары немесе газды тазалау);

металдарды балқыту және легирлеу, атап айтқанда мыс болған кезде және газды субстохиометриялық жағдайларда қыздырғанда.

ПХДД/Ф түзілудің шағын көздері:

құю зауыттары;

екінші реттік мысты өндіру (таза шикізатты пайдалана отырып, оңтайлы жұмыс технологиясымен және (немесе) пайдаланылған газдарды тазартумен).

Дегенмен, түтін газдарымен ПХДД/Ф түзілуі және шығарылуы тек қолданылатын отынға және өңделетін материалдарға (мысалы, каталитикалық қасиеттері бар металдар) ғана емес, сонымен қатар негізінен үдерісті бақылауға, сондай-ақ түтін газдарының параметрлеріне байланысты (мысалы, температура, әр түрлі температура аралықтарындағы өңдеу ұзақтығы, SO₂құрамы).

Түсті металлургия үлкен көлемде қайта өңдеуші кәсіпорындардан келетін металл сынықтарын екінші реттік шикізат ретінде пайдаланады. Металл сынықтарының келісілген сорттары болғанымен, сынықтардағы қоспалар толық емес жану немесе бастапқы синтез арқылы ПХДД/Ф түзілуіне әкелуі мүмкін. Электр доғалық пеш тозаңында ПХДД/Ф болуы және трансформатор сынықтарында және басқа материалдарда ПХД болуы ПХДД/Ф тікелей көздерін құрайды.

Металл сынықтарында немесе көміртегінің басқа көздерінде (жартылай жанған отындар және кокс сияқты тотықсыздандырғыштар) майлардың және басқа органикалық материалдардың болуы температура диапазонында бейорганикалық хлоридтермен немесе органикалық байланысқан хлормен әрекеттескенде майда күйе бөлшектерінің түзілуіне әкелуі мүмкін. 250 ^°C және 500 ^°C ПХДД/Ф түрінде. "Нөлдік синтез" (бастапқы синтез) деп аталатын бұл үдерістің катализаторлары мыс немесе темір сияқты металдар болып табылады. Құрамындағы прекурсорлардың немесе органикалық заттардың мөлшерін азайту үшін шикізатты алдын ала сұрыптау немесе өңдеу ПХДД/Ф түзілуін болғызбаудың маңызды шарасы болып табылады.

SO₂құрамының жоғары деңгейі тұрмыстық қоқыстарды жағу қондырғыларында бастапқы синтезді тежейтіні туралы ақпарат бар, онда СuСl₂бастапқы синтезінің катализаторы болып табылатын түзілу CuSO₄түзілуімен басылады [103]. Бұл әсерді түсті металлургияда қолдануға болады және ол SO₂жою ретіне де әсер етуі мүмкін.

ПХДД/Ф оттегінің қатысуымен жоғары температурада (850 ^°C жоғары) ыдырайтынына қарамастан, газдар салқындатылған кезде тиісті температура диапазонынан өтетіндіктен бастапқы синтез әлі де мүмкін. Бұл аралық шығарындыларды тазарту жүйелеріне және пештердегі салқындату аймақтарына тән болуы мүмкін, мысалы, қоректену аймағында. Салқындату жүйелерін жобалау кезінде бастапқы синтездің алдын алу үшін мұндай температура диапазонында өңдеу ұзақтығын барынша азайтуды қадағалау керек. Ыстық газдарда жеткілікті мөлшерде оттегі болуы керек, толық жануды қамтамасыз ету үшін оттегін енгізуге болады. ПХДД/Ф қатты заттармен оңай қабылданады және осылайша, мысалы, тозаң, скрубберлерде шөгетін қатты заттар және сүзгілердегі тозаң оңай қабылдануы мүмкін.

Төменде ПХДД/Ф шығарылымдарын азайтудың ықтимал әдістері берілген.

Белсендірілген көмір әдісі: сөндірілген әкке (немесе әк, сода бикарбонатына және т.б.) қосылған белсендірілген көмір органикалық қоспалары бар шикізат ретінде құрамында металы бар шикізатты пайдаланатын қайта өңделген алюминий зауыттарында тиімді сіңіргіш болып шықты. Белсендірілген көмір басқа металдарды қалпына келтіруді қажет ететін бастапқы мыс өндірісінде де қолданылады, жұқа белсендірілген көмір ПХДД/Ф байланыстырады, содан кейін қап сүзгілері немесе электрсүзгілер арқылы жойылады. Қоспалардың мөлшері мен құрамы көп дәрежеде үдерістің ерекшеліктеріне, сондай-ақ бастапқы материалдардың шығу тегі мен құрамына байланысты. Абсорбенттерді тұтынуды азайту үшін сүзгіден өткен тозаңның толық немесе бір бөлігін үдеріске қайтару пайдалы болуы мүмкін. Сонымен қатар, адсорбентке деген қажеттілік зауыттың шығарындыларына байланысты реттелуі керек. Сорбенттің шығынын анықтау және оңтайлы ерітінділерді таңдау үшін оларды балқытудың әрбір технологиясы үшін бөлек сынау керек.

Жану жағдайлары: жану жағдайларын жақсарту оттегімен байытылған ауаны немесе таза оттегін беруді, оттегінің жанғыш заттармен жақсы араласуын және жану температурасын немесе жоғары температурада өңдеу ұзақтығын арттыруды қамтуы мүмкін.

Жану өнімдерін жағу немесе кейінгі жанарғыштарды пайдалану: ыстық газды жылдам салқындату арқылы шыққан газдарды жағу ПХДД/Ф түзілуін барынша азайтады. ПХДД/Ф деструкциясы үшін каталитикалық тотығу жүйелері де бар.

Органикалық заттардың құрамын төмендету: шикізаттан органикалық ластағыш заттарды (мысалы, қозғалтқыш майы, жабындар) жою да ПХДД/Ф түзілуін төмендетуге көмектеседі.

Пештің жоғарғы аймағын оттегімен қамтамасыз ету: оттықты орнату үшін орын болмаған жағдайда қолданылады. Газдардың араласу дәрежесіне қол жеткізуге болатын кейбір шектеулер бар, бірақ жалпы нәтижелер қолайлы.

Пештердегі азықтандыру жүйелерін модификациялау: шикізатты жартылай жабық пештерге шағын, тең бөліктерде беру үшін өзгертулер енгізілді. Бұл шара жүктеу кезінде пештің салқындатылуын азайтады, жоғары газ температурасын сақтайды, үдерісті оңтайландырады және ПХДД/Ф қайта түзілуін болдырмайды [30].

Тозаңды ғана емес, сондай-ақ ПХДД/Ф жоюға мүмкіндік беретін жоғары тиімді сүзгілеу жүйесі. ПХДД/Ф тозаң жұтуы мүмкін, сондықтан сүзу оларды жоюдың тиімділігі жоғары әдісі болып табылады. Арнайы каталитикалық қабаты бар қап сүзгілері бар екендігі туралы ақпарат бар.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

ПХДД/Ф және CO шығарындыларын азайту.

Кросс-медиа әсерлер

Энергияны тұтынудың жоғарылауы (оттегіні өндіру үшін қажет).

Жиналған тозаңның ПХДД/Ф жоғары концентрациясы болуы мүмкін және тозаңды пешке қайтарып, қайта өңдеу немесе мұқият өңдеу қажет болуы мүмкін.

Экономика

Әрбір жағдайда жабдықтың құны әртүрлі болып табылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық талаптарды сақтау.

5.1.3.4. Сынап шығарындыларын болғызбау және төмендету әдістері

Сипаттама

Атмосфераға сынап шығарындыларын азайту әдістерінің жиынтығы.

Техникалық сипаттама

Сынап тазалау жүйесінің көптеген процестерінде қолданылатын температурада тез буланады, сондықтан оны жою үшін әртүрлі технологиялар қажет болуы мүмкін.

Егер күкірт қышқылы зауытына газды жіберер алдында сынапты алып тастаса, өндірілген қышқылда сынап қалдығы болады. ЕО-да қабылданған техникалық талаптарға сәйкес оның мазмұны әдетте <0,1 -ден 0,5 промиллеге дейін болуы керек, бұл тазартылған газдағы ~ 0,02 мг/м ³мазмұнға баламалы^.Қолда бар ақпаратқа сәйкес келесі процестердің барлығы осы деңгейге жетеді.

Boliden-Norzink үдерісі: Бұл үдеріс сынап дихлоридінің (сынап хлориді) сынаппен әрекеттесуі арқылы сұйықтықтан тұнбаға түсетін сынап хлориді (каломель) түзетін дымқыл скрубберге негізделген. Бұл үдеріс қышқылдық қондырғыда жуу және салқындату сатысынан кейін газда тозаң мен SO₃болмауы және оның температурасы шамамен 30 ^°C болуы үшін қолданылады. Газ толтырғышпен және HgCl₂ерітіндісімен колонкада тазартылады. Ол газдағы металл сынаппен әрекеттеседі және каломель түрінде тұнбаға түседі (Hg₂Cl₂). Каломель айналымдағы жуу ерітіндісінен шығарылады және хлор газымен ішінара HgCl₂қалпына келтіріледі_,содан кейін жуу сатысына қайтарылады. Алынған сынап өнімі сынап өндіруге пайдаланылады немесе қоймаға жіберіледі. Сынап хлориді өте улы зат, бұл технологиямен жұмыс істегенде ерекше сақтық шараларын сақтау қажет.

Bolchem үдерісі: Бұл үдеріс Boliden-Norzink үдерісі сияқты қышқыл зауытта жүзеге асырылады, бірақ қалпына келтіру үшін 99 % күкірт қышқылы қолданылады. Қышқыл күкірт қышқылы зауытының абсорбциялау бөлімінен келеді және қоршаған орта температурасында сынаппен тотығады. Алынған құрамында сынап бар қышқыл 80 %-ға дейін сұйылтылады, ал сынап тиосульфатпен сульфид түрінде тұнбаға түседі. Сынап сульфидін сүзгеннен кейін қышқылды абсорбциялау бөліміне қайтарады. Яғни, бұл үдерісте қышқыл тұтынылмайды.

Outotec үдерісі: Бұл үдерісте сынап күкірт қышқылы зауытында тазарту сатысынан бұрын жойылады. Температурасы шамамен 350 ^°С болатын газ қапталған колонка арқылы өтеді, онда ол шамамен 190 ^°С температурада 90 % күкірт қышқылымен қарсы ағынмен жуылады. Қышқыл газдың құрамындағы SO_3 -тен түзіледі. Сынап селен хлоридінің қосылысы түрінде тұнбаға түседі. Содан кейін сынап шламы салқындатылған қышқылдан алынады, сүзіледі, жуылады және металл сынап өндірісіне жіберіледі. Қышқылдың бір бөлігі скрубберге қайтарылады. Осы процестің басқа нұсқасында газдардан сынапты алу селен иондары бар ерітіндімен жуу жолымен жүзеге асырылады және металл селенмен бірге сынап селениді өндіріледі.

Белсендірілген көмір сүзгісі (Lurgi үдерісі): Бұл әдіс газ ағынынан сынап буын жою үшін белсендірілген көмір адсорбциялық сүзгісін пайдаланады.

Жоғарыда сипатталған Boliden-Norzink және Outotec технологиялары ең көп қолданылады, бірақ басқа процестерді қолдану туралы да хабарланды [22, 110].

Селенді скруббер: Бұл әдіс сонымен қатар сынап буының жоғары концентрациясын жою үшін күкірт қышқылындағы аморфты селенді сынаппен әрекеттестіретін дымқыл тазартқышты пайдаланады.

Селен сүзгісі: сынап селенидін түзу үшін аморфты селеннің сынаппен реакциясын пайдаланатын құрғақ скруббер үдерісі.

Қорғасын сульфидінің үдерісі: газ ағынынан сынапты кетіру үшін қорғасын сульфидінің түйіршіктерін пайдаланатын құрғақ тазартқыш.

Tinfos/Miltec үдерісі: Бұл түтін газдарындағы сынаптың натрий гипохлоритімен тотығуына негізделген сынапты жою үдерісі. Жуу мұнарасында тотығудан кейін сынап натрий сульфидін қосу арқылы сынап сульфиді HgS түрінде тұнбаға түседі. Сынап сульфиді үдерістен сүзгілі престе алынады. Құрамында сынап бар тұнбалар қауіпті қалдықтар ретінде өңделеді және қауіпті қалдықтар полигонында жойылады. Сынап шығарындылары шамамен 94 %-ға азайды. Сынапты кетіруге арналған Tinfos қондырғысы Infacon 9 есебінде егжей-тегжейлі сипатталған [42].

Lurgi сынапты өңдеу үдерісі: Lurgi сынапты кетіру қондырғысы қалдық тозаң мен шайырды кетіруге арналған электрсүзгіден, газды алдын ала қыздырғыштан, оралған абсорберден, қондырғы арқылы газ ағынын басқаруға арналған мәжбүрлі тарту құрылғысынан және газды кешенді талдауға арналған жабдықтан тұрады, газдағы оттегінің төмен деңгейін ұстап тұру үшін азотты тазарту кезінде. Қыздырғыш газдарды 60 ^°С - 85 ^°С оңтайлы температураға дейін қыздыру үшін қажет; газдың төменгі температурасы төмен реакция жылдамдығын және толтырғыштағы ылғалдың аз конденсациясын қамтамасыз етеді, жоғары температура абсорбенттен күкірттің шаймалануына әкелуі мүмкін. Eramet сынапты кетіру зауытын 2001 жылы іске қосты және содан бері оның бірқалыпты жұмыс істеп жатқанын хабарлады. Блок арқылы өтетін газ ағынының көлемі шамамен 15000 м³/сағ.

Dowa үдерісі: сынап қорғасын сульфидімен қапталған пемза тасына адсорбцияланады.

Түсті металдар өндірісіндегі күкірт қышқылының құрамындағы сынапты азайтудың тағы екі үдерісі бар, бірақ олар қоршаған ортаға әсер етуден гөрі қышқылдың сапасын жақсарту қажеттілігіне байланысты көбірек қолданылады:

Superlig ион алмасу үдерісі: бұл үдеріс өндірілген қышқылдан сынапты жою үшін ион алмасуды пайдаланады; ол <0,5 ppm сынап концентрациясына жетеді.

Қышқылға калий йодидін қосу: оның 0 ^°С концентрациясы кемінде 93 % болуы керек. Реакция нәтижесінде сынап йодиді (HgI₂) тұнбаға түседі.

Егер мыс өндірісінің жалпы үдерісі күкірт қышқылы зауытын қамтымаса, шығарындыларды азайту үшін әдетте шикізатты таңдау, белсендірілген көмірді және/немесе газ ағынын қап сүзгісіне жібермес бұрын басқа адсорбенттерді айдау сияқты әдістер қолданылады. Бастапқы материалдағы сынаптың мазмұны, сондай-ақ технологиялық циклдар шығарындылардағы оның құрамындағы көп немесе аз ауытқуларды тудыруы мүмкін.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Сынап шығарындыларын азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Тазартылған газдарды күкірт қышқылы зауытына жеткізгенге дейін сынапты кетіру жүйелерін пайдаланудың мақсаты жақсы сапалы күкірт қышқылын өндіруді қамтамасыз ету үшін осы газдардың құрамындағы сынапты азайту болып табылады. Дегенмен, сынапты кетіру жүйелері соңғы газдар мұржаға жіберілмес бұрын сынаптың бөлінуін азайту үшін де пайдаланылуы мүмкін.

Кросс-медиа әсерлер

Энергияны тұтынудың жоғарылауы.

Жоюды қажет ететін қатты және сұйық қалдықтардың түзілуі.

Қолдануға қатысты техникалық ой-пайым

Құрамында сынап бар шикізатты пайдаланатын пирометаллургиялық процестерге қолданылады.

Экономика

Әрбір жағдайда жабдықтың құны жеке болып табылады.

Жабдықты Ендірудің қозғаушы күші

Сынап шығарындыларын азайту.

5.1.4. Су тұтыну және су бұру

5.1.4.1. Сарқынды сулардың негізгі көздері

Газды тазартудан шыққан ағындылар

Ылғалды тазалауға арналған жабдық біртіндеп құрғақ тазалау әдістеріне ауыстырылады. Құрғақ тазарту әдістерінің артықшылығы, мысалы, қап сүзгілері, тұнба мен сарқынды суларды тазартудың қажеті жоқ, ал ұсталған тозаңды негізгі үдеріске қайтаруға болады.

Белгілі бір жағдайларда дымқыл ауа тазалау әдістерін, мысалы, дымқыл скрубберлер немесе дымқыл электростатикалық тұндырғыштарды пайдаланудан бас тартуға болмайды. Атап айтқанда, олар басқа тазарту жүйелері жарамсыз және жанғыш бөлшектерден жарылыс немесе өрт қаупі болған кезде және газ тәрізді заттарды (мысалы, күкірт диоксиді немесе триоксид), сондай-ақ қатты бөлшектерді түтін газы ағынынан тазарту қажет болғанда қолданылады. Ылғалды электросүзгілер тозаңы жоғары ылғалды қаныққан газдарды тазалау үшін қолданылады. Мысалы, мыс өндіру үдерісінде скруббер және дымқыл электростатикалық тұндырғыш құрамында тозаң мен күкірт диоксиді бар газдарды ұстайды. Ылғалды электросүзгілер электродты қыздыру пешінің түтін газдарынан шайырлы тұманды жинау үшін де қолданылады.

Әдетте, сарқынды сулар сұйықтан бөлу үшін қатты бөлшектерді бейтараптандыру және/немесе тұндыру сияқты қосымша тазартуды қажет етеді.

Ылғал электростатикалық тұндырғышта түзілетін әлсіз қышқылды келесі жолдармен өңдеуге болады:

күкірт қышқылы қондырғысының көмегімен SO₂қалпына келтіругеболатын кезде, балқыту зауытында концентрация және кейіннен ыдырау арқылы;

өңделген сұйықтық әдетте ылғалды тазалау жүйесіне берілуі мүмкін, бірақ сұйықтық құрамын бақылау үшін сынама алу мүмкіндігі болуы керек;

мұндай процестер нәтижесінде пайда болған әлсіз қышқылды басқа процестерде қайта пайдалануға болады.

Штейн немесе қожды түйіршіктеу кезінде, металл түйіршікті өндіру кезінде және материалдарды тығыздығы бойынша бөлу кезінде пайда болатын ағындар.

Түсті металдар өндірісінде штейн, қож және алынған металды пештен ағызады. Материалдарды біркелкі бөлшектерді қалыптастыру үшін оларды жоғары қысымды су ағыны немесе басқа салқындату жүйелері әсер ету арқылы жеке түйіршіктеуге болады. Түйіршіктелген металл кейіннен металл түйіршіктері түрінде сатылады. Түйіршікті қожды басқа мақсаттарға, ал түйіршікті штейнге айналдыру сатысында пайдалануға болады. Түйіршіктеу үдерісінің типтік схемасы 5.10 -суретте көрсетілген.

5.10-сурет. Балқытылған металды (қожды) түйіршіктеу

Түйіршіктеу кезеңінде пайда болатын ағындар әдетте су айналымының тұйық циклінде пайдаланылады (5.11 -сурет). Су айналымының тұйық жүйесінен аспалы заттар мен металл қосылыстарының жиналуын болғызбау үшін олардың шөгінділерін үнемі алып тастау қажет.

5.11-сурет. Су айналымының тұйық циклы

Металлдарды және жеңіл ластағыш қосылыстарды бөлу үшін, мысалы, сынықтарды ұсақтау нәтижесінде пайда болған пластмассаларды алу үшін, сонымен қатар тығыздық бойынша бөлу әдісі (тұндыру-флоат) қолданылады. Пайда болған сарқынды сулар әдетте тазартылады және қалқымалы заттар жойылады. Су айналымының тұйық жүйесінен аспалы заттар мен металл қосылыстарының жиналуын болғызбау үшін олардың шөгінділерін үнемі алып тастау қажет.

Жауын-шашын немесе ағын су әдетте орталық сарқынды суларды тазарту қондырғыларына жіберіледі.

Салқындатқыш су

Әдетте, салқындатқыш су металлургиялық кәсіпорындарда толтырғыштардың жеке бірліктерін салқындату үшін кеңінен қолданылады. Ол жанаспайтын және контактілі салқындатқыш су болып бөлінеді.

Байланыссыз салқындату суы пештерді, пештің сорғыш сорғыштарын, құю машиналарын және т.б. салқындату үшін қолданылады. Зауыттың орналасқан жеріне байланысты салқындату бір реттік жүйе немесе салқындату мұнаралары бар су айналымы жүйесі арқылы жүзеге асырылуы мүмкін. Бір рет өтетін салқындату жүйесіндегі су әдетте су тартылған өзен немесе тоған сияқты табиғи көзге қайта ағады. Бұл жағдайда суды табиғи көзге жібермес бұрын оның температурасының жоғарылау мүмкіндігін ескеру қажет. Байланыссыз салқындатқыш суды салқындату мұнаралары арқылы жабық контурлы жүйеде де айналдыруға болады.

Контактілі салқындату, мысалы, құю немесе ыстық дайындамаларды илемдеу кезінде қолданылады. Тікелей салқындату үшін пайдаланылатын су әдетте металдармен және қалқымалы заттармен ластанған және жиі үлкен көлемде өндіріледі. Ерекше құрамына байланысты және сұйылтуды болғызбау үшін тікелей байланыста салқындатқыш су басқа сарқынды сулардан бөлек тазартылады.

Бөлінетін жылу мөлшері және максималды ағызу температурасы жергілікті климаттық жағдайларға байланысты. Атап айтқанда, әр жағдайда су ортасына әсерін ескеру қажет. Қажет болған жағдайда арнайы технологиялық салқындату жүйелері жобаланады. Бұл жағдайда келесі әдістерді қолдануға болады:

судың жылу алмасуы (жерүсті сулары және т.б.);

ауаның жылу алмасуы;

буландырғыштың салқындату мұнаралары.

Тоңазытқыштың жалпы қоршаған ортаға әсерін барынша азайту үшін өнеркәсіптік тоңазытқыш жүйелеріне арналған ЕҚТ нұсқаулығын пайдалану ұсынылады.

Беткі дренаждар

Жерүсті/жаңбыр суы ғимараттардың шатырларына және төселген аумақтарға түсетін жауын-шашынның ластануы нәтижесінде пайда болады. Шөгінділердің ластануы, мысалы, ашық қоймалардан немесе мұнай өнімдерінен және басқа да ластағыш заттардан металл бар тозаңды алаңнан дренаждық жүйеге шайып кеткенде пайда болады. Шикізатты сақтаудың озық тәжірибелері, сондай-ақ бүкіл өндірістік аумақты үнемі күтіп ұстау және тазалау арқылы жерүсті суларының ластануын болғызбауға немесе азайтуға болады.

Жерүсті/жаңбыр суын бөлек жинауға болады. Тұндырудан немесе химиялық тазалаудан кейін оларды өнеркәсіптік мақсаттарда, мысалы, салқындатқыш су ретінде немесе тозаңның пайда болуын болғызбау үшін ашық аумақты суару кезінде пайдалануға болады.

Гидрометаллургиялық процестерді жүзеге асыру кезінде пайда болатын сарқынды сулар

Түсті металдардың гидрометаллургиялық өндірісінің негізгі сарқынды сулары 5.4 -кестеде келтірілген.

5.4-кесте. Түсті металдардың гидрометаллургиялық өндірісінің сарқынды суларының ықтимал көздері

р/с №	Үдеріс	Операция/көз	Қолдану
1	2	3	4
1	Пештегі газдарды тазарту	Пештен шыққан газдарды дымқыл тазалау	Сарқынды суларды тұндыру сатылары бар, кейде ион алмастырғыштарда металдан тазартатын қондырғылар
2	Сілтісіздендіру	Жалпы операциялар, соның ішінде ылғалды тазалау	Сілтісіздендіру үдерісі дегенге қайта келу
3	Тазалау	Жалпы операциялар	Сілтісіздендіру үдерісіне немесе өңдеудің келесі кезеңіне оралыңыз
4	Электролиз	Ванналарды, анодтарды және катодтарды тазалау. жұмсалған электролит. Электролит ағып кетеді	Сілтісіздендіру үдерісі дегенге қайта келу. Тазалаудан кейін электролиз үдерісіне оралыңыз.

Гидрометаллургиялық үдеріс әдетте шаймаландіру сатысынан басталады. Шаймаландіру кезінде қажетті металл және басқа элементтер минералдардан бөлініп, ерітіндіге түседі.

Төменде шаймаландіру және басқа реакциялар кезінде қолданылатын типтік реагенттер берілген [48]:

суда еритін қосылыстарға арналған су (мыс сульфаты);

күкірт, тұз және азот қышқылдары немесе металл оксидтері үшін натрий гидроксиді;

комплекс түзуші заттар, мысалы, цианид (алтын, күміс) немесе аммиак (мыс-никель рудалары);

металдарды немесе олардың қосылыстарын тиісті газды пайдалана отырып немесе тотықтыру арқылы кендерден бөлу, мысалы, марганец диоксиді – күкірт диоксиді, ал никель штейні – хлор арқылы;

қышқыл-негіз реакциялары, мысалы, жоғары рН кезінде вольфрамнан вольфрам кешенін қалпына келтіру.

Алынған металдың шаймалану ерітіндісіндегі құрамын арттыру үшін кейбір гидрометаллургиялық тазарту және байыту әдістерін қолдануға болады. Алынған металды тазартылған ерітіндіден карбюризация, газды қалпына келтіру, селективті тұндыру, ион алмасу, еріткіштерді алу, кристалдандыру, булану немесе электролиз сияқты әртүрлі әдістермен алады. Жоғарыда аталған процестердің кейбірінде дұрыс тепе-теңдікті сақтау үшін, әдетте, шешімнің бір бөлігін үнемі алып тастау қажет болады.

Қалдық ерітінділер ретінде пайда болған сарқынды сулар бар ластағыш заттарға байланысты шаймаландіру үдерісіне қайтарылуы мүмкін. Қолданылған ерітінділерді ластағыш заттарды немесе құндылығы төмен элементтерді алып тастағаннан кейін де электролиз үдерісіне қайтаруға болады.

Басқа технологиялық сарқынды сулар

Өнеркәсіпте ластанған сарқынды сулардың басқа көздері бар. Олардың ішінде мыс өндірісіндегі ең маңыздысы күкірт қышқылы зауыттарынан алынатын әлсіз күкірт қышқылы.

Жалпы, қолданылатын әдістер үдеріске сәйкес ерітінділерді қайтаруды немесе басқа процестерде қышқылдық қасиетті пайдалануды қамтиды.

Улау технологиялық ағындардың көзі болып табылады; төменде келтірілген екі мысал қышқылды емес улауды қалай пайдалануға болатынын және қышқылды улаудың әсерін барынша азайтуды көрсетеді.

Сарқынды сулардың пайда болу көздеріне сонымен қатар мыналар жатады: шикізатты тасымалдайтын көліктердің доңғалақтарына арналған автокөлік жуу орындарынан сарқынды сулар; сорғылардағы суды тығыздау және жалпы жұмыстармен байланысты ағындылар, соның ішінде жабдықты тазалау, сүрту және т.б. Мұндай ағындылар әдетте жиналады және тазартылады. Санитарлық қалдықтар әдетте жалпы кәріз жүйесіне шығарылады.

5.1.4.2. Айналымдық сумен жабдықтау және суды қайта пайдалану

Сипаттама

Түсті металлургияда сарқынды су ретінде ағызылуы тиіс сұйық сарқынды сулардың түзілуін барынша азайту үшін суды қайта пайдалану технологиялары мен әдістері сәтті қолданылады. Сарқынды сулардың көлемін азайту кейде экономикалық тұрғыдан да тиімді, өйткені ағызылатын сарқынды сулар көлемінің азаюымен табиғи су объектілерінен тұщы суды алу көлемі азаяды. Бұл төмендеу кросс-медиа әсерлеріне де оң әсер етеді.

Техникалық сипаттау

5.5 және 5.6 -кестелерде қайта өңделген су кеңінен қолданылатын мыс өндіру үдерісінің қадамдары көрсетілген.

5.5-кесте. Сарқынды су көздеріне және мыс өндірісінің ағындыларын азайту және тазарту әдістеріне шолу

р/с №	Сарқынды су көзі	Ағынды азайту әдістері	Сарқынды суларды тазарту әдістері
1	Жанама пешті салқындату	Тұйық салқындату жүйелерін қолдану. Ағып кетуді анықтау үшін жүйелік мониторинг	Қоршаған ортаға әсері төмен қоспаларды пайдалану
2	Құю кезінде тікелей салқындату	Жауын-шашын немесе өңдеудің басқа түрлері. Тұйық салқындату жүйесі	Тұндыру. Қажет болса, шөгінділеу.
3	Қожды түйіршіктеу	Тұйық жүйеде қайта пайдалану	Тұндыру. Қажет болса, шөгінділеу.
4	Электролиз	Тұйық жүйелер. Электролиттен металдарды электрохимиялық жолмен алу.	Тұндыру және шөгінділеу.
5	Тазарту	Тазалау, қайта қолдану	Атмосфералық жауын-шашын

5.6-кесте. Мыс өндірісінде суды қайта пайдалану және сарқынды суларды қайта пайдалану мысалдары

р/с №	Сарқынды су көзі	Бастапқы мыс өндірісі	Екінші реттік мыс өндірісі
1	Қожды түйіршіктеу	қолданылды	қолданылды
2	Ылғалды ауаның ластануын бақылау	қолданылды	қолданылды
3	Пештерден газды жуу кезіндегі ағындылар	қолданылды	қолданылмайды
4	Салқындату суы	қолданылды	қолданылды
5	Анодтар мен катодтарды жуудан кейінгі су	қолданылды	қолданылды
6	Қолданылған электролит	қолданылды	қолданылды

Суды қайта пайдалану және суды қайта пайдалану технологиялық процестерге біріктірілген шаралар болып табылады. Қайта өңделген сумен жабдықтау сұйықтықты алынған үдеріске қайтаруды қамтамасыз етеді. Қайта пайдалану - суды басқа мақсатта пайдалану, мысалы, салқындату үшін жерүсті ағынын пайдалануға болады.

Әдетте, айналмалы су жүйесі негізгі тазалау әдістерін пайдаланады немесе айналым жүйесінде тоқтатылған қатты заттардың, металдардың және тұздардың жиналуын болғызбау үшін айналымдағы сұйықтықтың шамамен 10 % -ын мерзімді түрде шығарады. Мысалы, төмендегі 5.12 -суретте көрсетілгендей, салқындатқыш су әдетте рециркуляция жүйесі арқылы үдеріске қайтарылады. Сондай-ақ биоцидтерді қолдану қажеттілігін ескеру қажет.

5.12-сурет. Салқындатқыш суды қайта айналдыру мысалы

Өңдеуден кейін тазартылған суды салқындату, ылғалдандыру және басқа процестер үшін де пайдалануға болады. Тазартылған судың құрамындағы тұздар қайта пайдаланған кезде, мысалы, жылу алмастырғыштарда кальцийдің жауын-шашынның нәтижесінде белгілі бір проблемаларды тудыруы мүмкін. Жылы суда легионелла бактерияларының таралу қаупін де ескеру қажет. Бұл проблемалар суды қайта пайдалануды айтарлықтай шектей алады.

Жағалаудағы зауыттар сияқты судың көп мөлшері болған жағдайда, қоршаған ортаға тигізетін әсері шамалы болған жағдайда ағынды салқындату жүйелерін пайдалануға болады. Сонымен қатар, бұл жағдайда ағынды салқындату жүйесі үшін су алу аймағында теңіз ортасына әсерін зерттеу қажет. Мұндай зерттеу жеке жағдайда жүргізілуі керек, өйткені суды алу және салқындату кезінде энергия шығындарын теңестіру қажет.

Суды қайта өңдеу және суды қайта пайдалану электролит өткізгіштігіне байланысты шектелуі мүмкін.

Кейбір зауыттар айналмалы сумен жабдықтау жүйесінде суды көп пайдаланатындықтан, ағызылатын судың көлемі де қиындық туғызады. Шөгінділердің әсерін бағалау кезінде ескерілетін маңызды фактор олардың құрамындағы ластағыш заттардың массасы болып табылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Сарқынды сулардың түзілуінің төмендеуі.

2016 жылдан бері жұмыс істеп келе жатқан Бельгиядағы Nyrstar Balen су тазарту қондырғысы 100 м³/сағ ластанған жерасты суын шамамен 150 метр тереңдікке айдайды. Айдалған су өнеркәсіптік өндіріс процестерінде, мысалы, қуыру үдерісінде пайда болатын жуу газдарын және сүзгілерді шаймаландіру үдерісінде жуу үшін максималды түрде пайдаланылады.

Алынған сарқынды сулар, әсіресе металдардың шоғырлануы үшін сарқынды су сапасының қатаң шектеулерін сақтау үшін мұқият тазартылады. Сарқынды сулар физика-химиялық тазартудан өтеді, оның ішінде рН жоғарылау және металдардың тұнбаға түсуі. Соңғы тазарту қадамы қалған ластағыш заттарды кетіру үшін Sibelco құмды сүзгілеу болып табылады. Nyrstar су тазарту қондырғысы тәулік бойы жұмыс істейді [85].

Кросс-медиа әсерлер

энергияны пайдалану;

салқындатқыш суды өңдеуде тұндырғыштар немесе биоцидтер сияқты қоспаларды пайдалану;

салқындату мұнараларынан шығатын шу;

атмосфераны судан жылыту;

25 ^°C және 60 ^°C аралығындағы температурада тұйық жүйелерде легионелла бактерияларының ықтимал таралуы.

Қолдануға қатысты техникалық ой-пайым

Суды қайта өңдеу немесе қайта пайдалану ерітіндінің өткізгіштігімен шектелуі мүмкін.

Экономика

Әрбір жағдайда жабдықтың құны жеке болып табылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Сарқынды сулардың пайда болуының алдын алу.

5.1.4.3. Сарқынды сулардың пайда болуының алдын алу техникалары

Мыс өндірісі

Сипаттама

Мыс өндірісінде сарқынды сулардың алдын алу әдістерінің жиынтығы.

Техникалық сипаттама

Мыс өндірісі әр түрлі сарқынды сулардың пайда болуымен байланысты, оларды тұйық циклде қайта пайдалану немесе ластағыш заттардың су объектілеріне түсуіне жол бермеу үшін тазарту қажет.

Сарқынды сулардың пайда болуын болғызбау үшін келесі әдістер қолданылады:

су айналымының тиімді жүйелерін пайдалану;

салқындатқыш суды немесе қоюландырылған буды технологиялық мақсаттарда қайта пайдалану;

тозаңды және газды тазалау құрылғыларын суды қолданбай пайдалану (мысалы, дымқыл скруббер);

екінші реттік жылу алмастырғыш ретінде ауа салқындатқыштары бар тұйық контурды салқындатуды пайдалану;

буландырғыш салқындатқыштардың дренажын барынша азайту;

ластанбаған сарқынды су ағындарын (жаңбыр суы, жанаспайтын салқындатқыш су) және өндірістік су ағындарын бөлу .

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Өңделетін судың мөлшерін азайту.

Энергияны тұтынуды азайту.

Сарқынды суға қолданылатын реагенттер мөлшерін азайту.

Ағызылатын ластағыш заттардың мөлшерін азайту

Су қабылдағышқа берілетін жылу берудің төмендеуі.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

"УМК Казцинк" ЖШС мыс зауытында кәсіпорынның қайта өңдеу су құбырынан алынған су өндіріс орындарына су беру үшін пайдаланылады. Сарқынды сулар өндірістік ағынды коллекторға және одан әрі тазарту қондырғысына жіберіледі. Тазарту қондырғысында тазартылғаннан кейін тазартылған сарқынды сулар қабылдау резервуарына жіберіледі, ол жерден кәсіпорынның технологиялық үдерісінде пайдалану үшін кешеннің жалпы айналым жүйесіне қайтадан беріледі. Сондай-ақ бірқатар технологиялық процестерді салқындату жүйесінде сарқынды суларды қайта пайдалану қарастырылған.

Аурубис зауытында (Гамбург) контактілі қондырғының салқындату жүйесін техникалық түрлендіру, орталықтандырылған жылумен жабдықтауды бөлу мүмкіндігін қамтамасыз ету үшін температура деңгейін көтеру және зауыт шекарасына дейін орталықтандырылған жылумен жабдықтау құбырын салу арқылы Эльба өзеніне 12 млн. м³салқындатқыш судың төгілуін болғызбауға ықпал етті[94].

Қолдануға қатысты техникалық ой-пайым

Кешенді су айналымы жүйелерін іске асыру су шығынына, температураға, құрамға және қышқылдыққа қатысты кейіннен қолдану үшін өндіріс қажеттіліктерін қанағаттандыру кезінде мүмкін болады.

Тазартылған ағынның ылғалдылығы жоғары және қышқыл тұман немесе тұтқыр заттар түріндегі қоспалар болған жағдайда суды пайдалана отырып, пайдаланылған газдарды тазалау технологиялары қолданылады.

Ауа салқындатқыштары бар жабық контурды салқындатуды екінші реттік жылу алмастырғыш ретінде пайдалану ауа салқындатқыштарын орнату үшін үлкен аумақтарды қажет етеді.

Экономика

Жұмыс істеп тұрған кәсіпорындарда бұл технологияларды енгізу үлкен қаржылық шығындарға әкелуі мүмкін.

Осылайша, "Уралэлектромедь" АҚ филиалының нөсер және өнеркәсіптік сарқынды суларды жинайтын жаңбыр суын сақтау резервуарының құрылысы экологиялық жағдайды жақсартуға және су ресурстарын тиімді пайдалануға бағытталған - сарқынды суларды залалсыздандыру станциясына тазартуға жіберу, сондықтан оны өндірісте қайта пайдалануға болады [95].

Ендірудің қозғаушы күші

Сарқынды сулардың түзілуі азаяды, демек, сарқынды суларды тазарту шығындары да төмендейді.

Қабылдаушы су айдынына шығарылатын ластағыш заттардың мөлшерін азайту.

Бағалы металл өндіру

Сипаттама

Алтын өңдейтін кәсіпорындар сарқынды суларды әртүрлі су объектілеріне немесе кәріз жүйелеріне жібермейді. Кәсіпорындарда асыл металдардың жоғалуын жою мақсатында сарқынды суларды тазарту жүргізіледі.

Сарқынды сулардың алдын алу әдістеріне мыналар жатады:

скрубберлерден және гидрометаллургиялық шаймаландіру сатыларында немесе басқа тазарту операцияларында пайда болған басқа реагенттерден сұйықтық қалдықтарын жою;

шаймаландіру процестерінің ерітінділерін пайдалану.

пайдаланылған технологиялық шешімдерді сақтауға арналған арнайы резервуарларды пайдалану.

Техникалық сипаттама

Сарқынды суларды басқару жүйесі технологиялық процестерден, технологиялық төгілулерден, техникалық қызмет көрсетуден және т.б. сарқынды суларды жинауды қамтиды. Технологиялық қалдықтар ерітінділері тазарту алдында арнайы сақтау резервуарларында сақталады. Бұл резервуарлардың барлығы кез келген ағып кету немесе төгілу қоршаған ортаға таралу қаупінсіз тазартылуы үшін қоршалған. Қолданылған ерітінділер химиялық/металды қалпына келтіру, химиялық тұндыру және/немесе гидролиз немесе ион алмасу комбинациясы арқылы өңделеді.

Алтын тазарту бөлімшелерінен түсетін ерітінділерді және газ тазалау жүйелерінің қалдық ерітінділерін тазарту және жою технологиясы келесі операцияларды қамтиды:

ерітінділерден бағалы металдарды цементтеу;

цемент шөгінділерін сүзу, кептіру;

сілтімен бейтараптандыру арқылы ерітіндіден түсті металдар мен темірді тұндыру;

пресс-сүзгіде тұнбаны сүзу, тұнбаны кептіру, орау;

тазартылған өндірістік сарқынды суларды орталықтандырылған кәріз жүйесіне жіберу.

Тазалау үдерісінде қышқылдың, алтынның, мыс пен ДМ құрамын талдау үшін цементтеушілерден ерітінділердің үлгілері алынады. Егер бағалы металдар жоқ болса, ерітінді сүзіледі, сүзінді сілтілі ерітіндімен бейтараптандыруға жіберіледі. Цемент тұнбасын кептіріп, құрамында күмісі бар жартылай фабрикаттарды лигатуралық балқытуға жібереді.

Ерітінділерді сілтілікпен бейтараптандыру үдерісінде олардағы ұйымдастырылмаған қышқылдың мөлшері ерітіндінің рН, түсті металдар гидроксидтері және темір тұнбасының жоғарылауына байланысты азаяды. Тұндыру аяқталғаннан кейін целлюлоза сүзіледі.

Сүзілген тұнба кептіріледі, ұсақталады және сыналады. Алынған тұнбалар пирометаллургиялық сатыларға (балқыту) жіберіледі. Тазартылған ерітінділер буферлік цистерналарда жиналады. Кәріз жүйесіне төгілмес бұрын ластағыш заттардың құрамы бойынша сынамалар алынады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Ластағыш заттардың шығарындыларын азайту.

Қолдануға қатысты техникалық ой-пайым

Жалпы қолданылады.

Экономика

Әрбір жағдайда жабдықтың құны жеке болып табылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Ластағыш заттардың шығарындыларын азайту.

Экологиялық заңнаманың сақталуына қойылатын талаптар.

Құнды (асыл) металдардың жоғалуын азайту және құрамында ДM және басқа да асыл металл бар шикізатты қалпына келтіру.

5.1.4.4. Сарқынды суларды тазарту әдістері

Қайта өңдеуге немесе қайта пайдалануға болмайтын кез келген су табиғи су объектілеріне ағызылатын соңғы сарқынды сулардағы металдар, қышқылдандырғыштар және бөлшектер сияқты ластағыш заттардың концентрациясын барынша азайту үшін тазартылуы керек. Суды ластағыш заттардың концентрациясын төмендету үшін химиялық тұндыру, тұндыру немесе флотация және сүзгілеу сияқты құбырдың соңын өңдеу әдістерін қолдануға болады. Әдетте, бұл әдістер соңғы немесе орталық су тазарту қондырғысында бірге қолданылады. Сондай-ақ, технологиялық ағынды басқа сарқынды сулармен араласпас бұрын металдарды тұндыруға тырысуға болады.

Сарқынды суларды тазарту әдістері мыс өндірісінде, сондай-ақ жалпы түсті металлургия және басқа да салаларда кеңінен қолданылатындықтан, бұл бөлімде оларға жалпы шолу жасалады. Сәйкесінше, бұл процестер ЕҚТ анықтауда критерий ретінде қарастырылатын негізгі сипаттамалары бойынша ұқсас.

Тазалаудың ең қолайлы әдісін немесе әртүрлі тазалау әдістерінің комбинациясын таңдау әрбір нысанға тән нақты факторларды ескере отырып, тек жеке негізде жүзеге асырылады. Соңғы сарқынды сулардың көлемін және олардағы ластағыш заттардың концентрациясын барынша азайтудың ең озық әдісін анықтау үшін келесі маңызды факторларды ескеру қажет:

сарқынды сулардың көзі болып табылатын үдеріс;

су көлемі;

ластағыш заттар және олардың концентрациясы;

ішкі қайта пайдалану мүмкіндіктері;

су ресурстарының болуы.

Қолданылатын әдістерді таңдаған кезде өндірістік процестердің ерекшеліктерін, көбінесе көлемін, сондай-ақ табиғи су қоймасындағы су ағынының жылдамдығын - сарқынды суларды қабылдағышты ескеру қажет. Жоғары концентрация мәндерін сақтайтын разрядтар көлемінің төмендеуімен оларды тазарту үшін аз энергия қажет болады. Жоғары концентрациялы сарқынды суларды тазарту сонымен қатар соңғы сарқынды сулардағы жоғары концентрацияға әкеледі, бірақ аз шоғырланған ағындарға қарағанда төмендеу коэффициенті жоғары және жойылған ластағыш заттардың көлемінің ұлғаюымен.

5.1.4.4.1. Химиялық тұндыру

Сипаттама

Бұл әдіс рН мәнін реттеу және еритін металдардың тұндыру жылдамдығын арттыру үшін әк, күйдіргіш сода, натрий сульфиді сияқты реагенттерді немесе реагенттер комбинациясын қосудан тұрады.

Техникалық сипаттама

Химиялық тұндыру негізінен сарқынды сулардан еритін металл иондарын жою үшін қолданылады. Сарқынды сулардан рН мәнін реттеу арқылы еритін металдарды тұндыруға болады. Сарқынды суға әк, натрий гидроксиді, натрий сульфиді немесе реагенттер комбинациясы сияқты реагент қосылады, нәтижесінде тұнба ретінде металмен ерімейтін қосылыстар пайда болады. Бұл ерімейтін қосылыстар сүзгілеу арқылы судан алынуы мүмкін. Коагулянтты немесе флокулянтты қосу оңайырақ бөлінетін және тазалау жүйесінің жұмысын жақсарту үшін жиі қолданылатын үлкен флоктарды қалыптастыруға көмектеседі.

Тұндыру әдетте сарқынды сулардан темір, қорғасын, мырыш, хром, марганец және т.б металдарды тазарту үшін қолданылады. Металл гидроксидтері әдетте ерімейді, сондықтан оларды тұндыру үшін әк кеңінен қолданылады.

Металл сульфидтері де ерімейді, ал сілтілі жағдайларда натрий сульфиді, натрий гидросульфиді және тримеркаптосульфотриазин (TMС) сияқты реагенттер қолданылады. Биологиялық әдіс сульфатты қалпына келтіретін бактериялармен H₂Sөндірісінде де қолданылады, бұл арқылы газ тасымалдаушы газ арқылы тұндыру сатысына өтеді. Сульфидтердің тұндырылуы рН мен температураға байланысты тазартылған сарқынды суда белгілі бір металдардың концентрациясының төмендеуіне әкелуі мүмкін және металл сульфидтері балқыту сатысына қайта өңделуі мүмкін. Селен және молибден сияқты металдарды да тиімді жоюға болады.

Мырыш сульфатының ерітінділері биологиялық тазарту сатысында табиғи газ бен буды түрлендіру арқылы алынатын электрондық сутегімен тазартылады. Мырыш сульфиді тәулігіне 10 тонна өндіріледі, содан кейін балқыту пешіне қайтарылады.

Кейбір жағдайларда металдар қоспасын тұндыру екі кезеңде жүргізілуі мүмкін: алдымен гидроксидпен, содан кейін сульфидті тұнбамен. Артық сульфидтерді жою үшін жауын-шашыннан кейін темір сульфатын қосуға болады.

Металды кетіру тиімділігін арттыру үшін тазалау үдерісі әртүрлі рН мәндерінде жүргізілуі керек және әртүрлі реагенттер пайдаланылуы керек. Реагент таңдау және рН мәні металдардың тұнбаға түсуінде үлкен рөл атқаратын факторлар болып табылады . Сондай-ақ, ерігіштік температураға да байланысты екенін ескеру керек.

Сарқынды суларды тазарту үдерісінде дұрыс рН деңгейін сақтау да өте маңызды, өйткені кейбір металл тұздары өте аз рН диапазонында ғана ерімейді. Осы диапазоннан тыс металдарды кетіру тиімділігі тез төмендейді. Металлдарды кетірудің максималды тиімділігі үшін тазалау үдерісі әртүрлі реагенттерді пайдалана отырып, әртүрлі рН мәндерінде жүргізілуі керек. Реагент пен рН мәнін таңдаудан басқа, ерігіштік дәрежесі температураға және металдың судағы валенттілігіне байланысты болуы мүмкін екенін де ескеру қажет.

Осылайша, әртүрлі металдарды тұндыру үшін оңтайлы рН мәндеріндегі бар айырмашылықтарға байланысты бір үдерісте әрбір металдың ең аз мөлшеріне қол жеткізу мүмкін емес.

Металдар жойылатын көптеген зауыттарда сарқынды сулардың қажетті шектеріне жетудегі негізгі мәселелердің бірі шөгінді металдардың коллоидтық күйі болып табылады. Ол сапасыз бейтараптандыру және флокуляция нәтижесінде пайда болуы мүмкін. Шөгілген металдың күйін жақсарту үшін әртүрлі флокулянттар мен коагулянттарды қолдануға болады, ал мұндай материалдарды жеткізушілер тұнбаларға сынап, дұрыс коагулянтты белгілей алады.

Сарқынды сулардың құрамы концентраттың/шикізаттың сапасына және дымқыл жүйелерде тазартылған кейінгі газдардың құрамына байланысты өзгереді. Сонымен қатар, әртүрлі өлшеу көздері немесе дауыл тудыратын ауа-райы жағдайлары сарқынды су ағындарының әртүрлілігін арттырады. Көбінесе өнімділікті оңтайландыру үшін үдеріс параметрлерін бейімдеу қажет.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Ластанған сарқынды сулардың табиғи су объектілеріне төгілуін азайту.

Сарқынды суларды химиялық жауын-шашынмен тазартудың тиімділігі келесі факторларға байланысты:

химиялық тұндырғышты таңдау;

қосылған тұнбаның мөлшері;

тұндырылған металды шығару тиімділігі;

тазалау үдерісінде дұрыс рН мәнін сақтау;

кейбір металдарды жою үшін қара тұздарды қолдану;

флокуляциялық немесе коагуляциялық реагенттерді қолдану;

сарқынды сулар құрамының ауытқуы және комплекс түзуші иондардың болуы.

Металлдарды кетірудің максималды тиімділігін қамтамасыз ету үшін тұндырғыштарды таңдау ең маңызды фактор болып табылады. Сульфид негізіндегі реагенттерді қолдану кейбір металдардың төмен концентрацияларына қол жеткізуге болатынын көрсететін мысалдар бар. Бүкіл сарқынды суларды тазарту үдерісінде дұрыс рН деңгейі де өте маңызды, өйткені кейбір металл тұздары өте аз рН диапазонында ғана ерімейді.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Әдістерді таңдау кезінде өндірістік процестердің ерекшеліктерін ескеру қажет. Сонымен қатар, қолданылатын әдістерді таңдауда қабылдаушы су қоймасының мөлшері мен ағынның жылдамдығы маңызды рөл атқаруы мүмкін. Неғұрлым жоғары шоғырлану пайдасына көлемдік шығыстың азаюы тазарту үшін энергияны тұтынудың қысқаруына әкеп соғады. Жоғары шоғырланған сарқынды суларды тазалау шоғырлануы анағұрлым жоғары, бірақ шоғырлануы аз ағындармен салыстырғанда қалпына келу жылдамдығы анағұрлым жоғары ағындардың пайда болуына әкеледі, бұл тұтастай алғанда ластағыш заттардың жойылуын жақсартуға мүмкіндік береді.

ӨМК-де сарқынды суларды санаттарға бөлу ластағыш заттардың түріне және оның концентрациясына, сондай-ақ сарқынды сулардың мөлшеріне және оның пайда болу орындарына байланысты. Технологиялық процестерден кейін ең ластанған сарқынды сулар жаңбыр және еріген сулармен бірге құм ұстағышта ауыр минералды қоспалар мен құмнан алдын ала тазартылады, содан кейін ол науа араластырғышқа түседі, онда ол 5 % әк ерітіндісімен өңделеді флокулянт, содан кейін контактілі цистерналардан өткеннен кейін тұндырғыштарға түседі. Тазалау және салқындату аяқталғаннан кейін сарқынды сулар салқындатылған "стандартты-таза" сумен бірге жерасты қайта өңделген су резервуарларына жиналады және ӨМК шеберханаларына таратылады.

Әрі қарай, тазартылған суларды активтендірілген алюмосиликатты адсорбентпен, сондай-ақ шунгитпен сорбциялық сарқынды суларды тазарту әдісімен терең кейінгі тазарту қондырғыларына беруге болады.

Кросс-медиа әсерлер

Қуатты тұтынудың артуы.

Қоспаларды қолдану.

Жоюға жататын қалдықтардың пайда болуы.

Қолдануға қатысты техникалық ой-пайым

Әдетте жаңа және бар қондырғыларға қатысты.

Экономика

Әрбір жағдайда жабдықтың құны жеке болып табылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары. Әлеуметтік-экономикалық аспектілері. Табиғи су объектілеріне ластағыш заттардың түсуін азайту.

5.1.4.4.2. Әлсіз қышқылдарды және әлсіз қышқылды технологиялық сарқынды суларды өңдеу

Сипаттама

Күкірт қышқылы зауытынан немесе әртүрлі қышқылды жуу суларынан келетін әлсіз қышқылдары бар сарқынды суларды тиісті реагентпен (әдетте кальций гидроксиді) тазарту.

Техникалық сипаттама

Қышқылды сарқынды сулардың көпшілігінде ауыр металл тұздары бар, оларды оқшаулау қажет. Бұл мақсаттар үшін сутегі мен гидроксид иондары арасындағы бейтараптандыру реакциясы қолданылады, бұл диссоциацияланбаған судың пайда болуына әкеледі. Реагенттер ретінде NaOH, КОН, Na₂CO₃, NH₄OH, СаСО₃, MgCO₃, CaMg[CO₃]₂(доломит) қолданылуы мүмкін.

Көбінесе кальций гидроксиді (әк) пайдаланылады, оның құны төмен. Үдеріс диаграммасы 5.13 -суретте көрсетілген.

5.13-сурет. Әлсіз қышқыл сарқынды суларды тазарту процесінің схемасы

Бейтараптандыруға арналған әк сарқынды суға кальций гидроксиді ("ылғалды" мөлшерлеу) немесе құрғақ ұнтақ ("құрғақ" мөлшерлеу) түрінде енгізіледі. Күкіртті сарқынды суларды әк сүтімен бейтараптандыру кезінде әк шығыны (СаО бойынша) стехиометриялық есептен 5 – 10 % жоғары қабылданады. Суды құрғақ ұнтақпен немесе әк пастасымен бейтараптандыру жағдайында кальций оксидінің дозасы стехиометриялық дозаның 140 – 150 % құрайды, өйткені қатты және сұйық фазалар арасындағы өзара әрекеттесу баяу және толық емес. Реактив ретінде әкті пайдаланатын үдеріс кейде әктастау деп аталады. Әктеу мырыш, қорғасын, хром, мыс және кадмий сияқты металдарды бір уақытта тұндыру және тұндыру мүмкіндігін береді. Кейде кальций немесе магний карбонаттары бейтараптандыру үшін суспензия түрінде қолданылады. Сода мен натрий және калий гидроксидтерін бағалы өнімдер бір уақытта алынған жағдайда немесе олардың құны жоғары болғандықтан өндіріс қалдықтары болған жағдайда ғана қолдану керек.

Қышқылды суларды бейтараптандыруға арналған реагентті таңдау қышқылдардың түріне және олардың концентрациясына, сондай-ақ химиялық реакциялар нәтижесінде түзілетін тұздардың ерігіштігіне байланысты.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Ең аз сарқынды суды тұтыну.

Табиғи су объектілеріне ластанған сарқынды сулардың төгілуін азайту.

Таза гипс өндіру.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Қол жеткізілген нәтижелер 5.7 -кестеде көрсетілген.

5.7-кесте. Әлсіз қышқылды сарқынды суларды тазартудың тиімділігі

р/с №	Параметр	Құндылықтар	Өлшем бірлігі
1	2	3	4
1	Кіру шарттары
1.1	Өнімділік	35	м³/сағ
1.2	Құрамы:
1.3	H₂SO₄	60	г/л
1.4	Cu	2100	мг/л
1.5	Hg	15
1.6	As	2200
1.7	Pb	2600
1.8	Ni	7
1.9	Cd	110
1.10	қалқымалы қатты заттар	200
2	Сарқынды сулар (¹)
2.1	Өнімділік	31,2	м^3/сағ
2.2	рН	9,5	–
2.3	Cu	0,1 – 0,5	мг/л
2.4	Hg	0,05
2.5	As	0,05 – 0,2
2.6	Pb	0,1 – 0,5
2.7	Ni	0,1 – 0,5
2.8	Cd	0,01 – 0,2
3	Гипс шламы
3.1	Өнімділік	6 - 7	т/сағ
	Құрамы, оның ішінде:
3.2	ылғал	40 – 50	%
3.3	CaSO₄	~ 30 – 35
3.4	As	~ 1
3.5	Cu	~ 1
3.6	Fе	~ 1 – 2
3.7	Hg	~ 0,01
3.8	Pb	~ 1
3.9	Ni	~ < 0,1
3.10	Cd	~ < 0,1
(¹) Ағын сулардағы өзгерістерді ескере отырып, болжалды деректер. Білікті кездейсоқ сынамалар немесе тұтынуға пропорционалды тәуліктік үлгілер негізінде алынған металл концентрациясының орташа тәуліктік мәндері көрсетілген.

Өндірілген гипстің құрамында 96 %-дан астам CaSO₄∙2H₂O бар.

Кросс-медиа әсерлер

Жоқ.

Қолдануға қатысты техникалық ой-пайым

Жалпы қолданылады.

Экономика

Әрбір жағдайда жабдықтың құны әртүрлі болып табылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Су объектілеріне ағызуды азайту.

Сарқынды суларды тиімді тазарту және тауарлы өнім шығару мүмкіндігі.

5.1.4.4.3. Белсендірілген көмірді қолданып сүзгілеу

Сипаттама

Сүзгілеу ортасы ретінде белсендірілген көмірді пайдаланатын сүзгілеу үдерісі.

Техникалық сипаттама

Сарқынды сулардан органикалық материалдарды алу үшін әдетте белсендірілген көмір, өте кеуекті көміртекті зат қолданылады; алайда сынап пен Бағалы металдарды жоюға қатысты өтініштер де қарастырылған. Әдетте, мұндай сүзгілер бірнеше жүк немесе картридж түрінде қолданылады, осылайша материалдардың бір сүзгіден өтуі екіншісіне кешіктіріледі. Содан кейін пайдаланылған сүзгі ауыстырылады және қосымша сүзгіге айналады. Бұл операция сүзгідегі серпілістерді анықтаудың дұрыс әдісіне байланысты.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Су объектілеріне органикалық заттардың, сынаптың және бағалы металдардың шығарындыларын азайту.

2020 жылы "Aurubis Bulgaria" (Пирдоп) зауытында өнеркәсіптік сарқынды суларды тазарту қондырғысы жаңғыртылды: ерімеген заттардың жерүсті суларына түсуін азайту үшін жаңа құм сүзгісі орнатылды.

"Aurubis Bulgaria" зауытында ультрасүзгіациялық қондырғыны пайдалану Beerse " жерасты суларын пайдалану көлемін 2018 жылғы 67 %-дан 2020 және 2021 жылдары 30 %-ға дейін төмендетуге мүмкіндік берді [94].

Қолдануға қатысты техникалық ой-пайым

Жалпы қолданылады.

Экономика

Әрбір жағдайда жабдықтың құны әртүрлі болып табылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Табиғи су объектілеріне ластанған сарқынды сулардың төгілуін азайту.

5.1.4.4.4. Сарқынды суларды белсендірілген алюмосиликатты адсорбентті қолданып қосымша тазарту әдісі

Сипаттама

Белсендірілген алюмосиликатты адсорбентті қолдану арқылы сарқынды суларды кейінгі тазартуға арналған сорбциялық әдіс.

Техникалық сипаттама

Бастапқы тазарту қондырғыларынан келетін 700 м^3/сағкөлеміндегі өндірістік тазартылған сарқынды суларды кейінгі тазарту.

Бастапқы су тазарту құрылыстарының тұндырғыштарын ағызу камерасынан кейін кәріз сорғы станциясының көмегімен "Глинт" адсорбенті тиеген жедел сүзгілер блогына сүзгілеуге беріледі және одан әрі сүзгілер өткеннен кейін сорғы станциясы арқылы ағызу коллекторына ағызылады.

Сүзгілер жууға кезекпен "қысымның төмендеуі" немесе бастапқы ластағыш заттардың "серпілісі" арқылы шығарылады. Сүзгілер таза су ыдысынан тазартылған сумен жуылады. Шаю суы сүзгінің дренажды тарату жүйесі арқылы жуу сорғысы арқылы жеткізіледі және шаю суына арналған резервуарға жиналады. Лас жуу суы оны мөлдірлендіру (тұндыру) жүргізілетін тазарту құрылыстарына қайтарылады.

Технологияның мәні тазартылған суды "Глинт" түйіршікті адсорбенті тиелген сүзгіден өткізу (қалпында қалған заттар мен ауыр металдарды жою). Сонымен қатар "Глинт" адсорбентінің қасиеттеріне байланысты сүзу жүктемесінде бір мезгілде келесі процестер жүреді: механикалық сүзгілеу (ластағыш заттар түйіршіктер аралық кеңістікте кідіріледі); жанасу коагуляциясы (сүзгі циклінің басында астық бетінде тұндырылған ластағыш заттар флокуляция орталықтары қызметін атқарады); физикалық сорбция (теріс зарядты металл бөлшектері оң зарядты адсорбент түйірлерінің бетінде сақталады және сумен жуу арқылы оңай жойылады).

Технологияны "Квант минерал" жауапкершілігі шектеулі серіктестігі (Санкт-Петербор) әзірледі және "Казцинк" ӨМК" ЖШС жұмыс істеп тұрған кәсіпорында өзінің тиімділігін көрсетті. Бұл материал құрамында магний бар қоспаларды қолдану арқылы саздың термиялық модификациясының өнімі болып табылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Ағызылатын сарқынды суларда мырыш, кадмий, сынап, марганец концентрациясын төмендету.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Тазарту қондырғылары тәулігіне 16800 м³ (700 м³/сағ) дейін максималды өнімділікке арналған. Глинт адсорбентін қолдану мерзімі шектелмейді, шаю кезінде тозудың жоғалуы (жылына 10 % дейін) сүзгілерді қайта жүктемей қосу арқылы толықтырылады. Адсорбент белсенділігінің төмендеуімен оның сорбциялық қасиеттері сілтінің немесе магний сульфатының 4 % ерітінділерімен белсендіру арқылы қалпына келеді. Адсорбентті белсендіруді жүзеге асыру үшін қажетті көмілген резервуарларды, сорғы жабдықтарын, клапандарды және құбырларды қамтитын белсендіру блогы қарастырылған. Адсорбентті белсендіру үшін қолданылатын ерітінділер (4 - 5 % NaOH және MgSO₄ерітінділері) бірнеше рет қолданылады. Активатордың қалдық ерітінділері мезгіл-мезгіл (NaOH үшін айына 1 рет және MgSO₄үшін 4 айда 1 рет) қолданыстағы тазарту қондырғыларына тастау үшін шығарылады.

Кросс-медиа әсерлер

Қосымша реагенттерге деген қажеттілік.

Қолдануға қатысты техникалық ой-пайым

Жалпыға бірдей қолданылады.

Экономика

Мәлімет жоқ.

Ендірудің қозғаушы күші

Шығарындылардағы ластағыш заттардың концентрациясын төмендету және олардың табиғи су экожүйелеріне енуіне жол бермеу.

Табиғат қорғау заңнамасының талаптары.

5.2. Мыс өндірісіндегі техникалар

5.2.1. Шикізатты алдын ала өңдеу процесінде шығарындыларды азайту техникалары

Түсті металдарды өндіруде қолданылатын негізгі шикізат рудалар мен концентраттар, екінші реттік шикізаттар, отындар (газ, қатты отын, резервтік отын ретінде мазут) және технологиялық газдар (мысалы, оттегі, хлор және инертті газдар). Флюстер, қоспалар, химиялық заттар (мысалы, тазалау жүйелері үшін) сияқты басқа материалдар да қолданылады. Материалдардың бұл әртүрлілігі оларды пайдалану мен сақтауда көптеген проблемаларды тудырады және қолданылатын нақты әдістерді таңдау материалдың физикалық және химиялық қасиеттеріне байланысты. Жалпы, тозаң басқан материалдарды ашық жерлерде сақтаудан аулақ болу керек. Конвейерлік жүйелер жабық болуы керек. Қапшық сүзгілерін үнемі тексеріп, оларға қызмет көрсету керек. Төменде қоршаған ортаға таралуды болғызбау үшін қолдануға болатын ең көп таралған процестер мен әдістердің сипаттамасы берілген.

5.2.1.1. Бастапқы және екінші реттік материалдарды алдын ала өңдеу (араластыру, кептіру, брикеттеу, түйіршіктеу, ұсақтау) кезінде шығарындыларды болғызбау және азайту әдістері

Мыс өндіру үшін рудалар, концентраттар және ұсақ тозаңнан ірі материалдарға дейінгі әртүрлі екінші реттік шикізаттар қолданылады. Мыстың мөлшері басқа металдар мен ластағыш заттар сияқты материалдың әр түріне қарай өзгереді.

Қолданылатын негізгі алдын ала өңдеу әдістері араластыру, кептіру (концентратты кептіру үшін), брикеттеу, түйіршіктеу, ұсақтау және т.б.).

Шикізаттың біртекті құрамы рудаларды, әртүрлі сапалы концентраттарды екінші реттік шикізат ағындарымен араластыру арқылы алынады. Қоспалар араластырғыш қондырғыларды, мөлшерлеу жүйелерін немесе таспалы таразыларды қолданатын бункерлерді пайдалана отырып шығарылады.

Материалдарды кептіру, егер балқыту үдерісі құрғақ азықтандыруды немесе ылғалды азайтуды қажет етсе, қолданылады. Ол үшін айналмалы кептіргіштер, жылу алмастырғыштары бар кептіргіштер (бу немесе ыстық ауа көмегімен қыздырылады) қолданылады. Жылу алмастырғышы бар кептіргіштер, егер жылу балансы рұқсат етсе, үдерістің басқа бөліктерінен алынған қалдық жылуды пайдалана алады. Тозаң, тұнба, шөгінділер және т.б. сияқты арнайы материалдар үшін ыстық ауа конвейерлерін немесе вакуумды кептіргіштерді пайдалануға болады.

Үдеріске байланысты концентраттар мен басқа да жұқа материалдарды түйіршіктеуге немесе брикеттерге престеуге болады. Тозаң түзілуін азайту үшін жабындар мен байланыстырғыш заттар қолданылады. Металл сынықтары престеу арқылы нығыздалады.

Қайта өңделген материалдарды сатуға немесе одан әрі өңдеуге жарамды ету үшін олардың көлемін азайту үшін ұсақтау, ұнтақтау және іріктеу қолданылады.

Сипаттама

Мынадай әдістер пайдаланылуы мүмкін:

жабық конвейерлер, сору немесе пневматикалық беріліс жүйесі;

тозаң тәрізді материалдармен жұмыс істеуге арналған жабық ғимарат (мысалы, араластыру);

су бүріккіштері немесе тұман жүйелері сияқты тозаңды басу жүйелері;

қап сүзгісі сияқты сүзгі жабдығына қосылған тозаң мен газды кетіру жүйелері;

материалды сырттан араластыру үшін ылғал ұстауға арналған су зеңбіректер;

тұрмыстық және өндірістік сарқынды сулардың құрамындағы ластағыш заттарды су объектілеріне жібергенге дейін жою жөніндегі іс-шаралар кешені;

металл шығымдылығын арттыру үшін металл сынықтарын бөлу әдістері.

Техникалық сипаттау

Кендер мен концентраттарды өңдеу орнына автомобиль және теміржол арқылы жеткізуге болады. Олардың түсіру орындарында тозаңның алдын алу, ұстау және тозаңсыздандыру жүйелері кеңінен қолданылады.

Қатты материалдарды түсіру, сақтау және жылжыту қатты отын үшін қолданылатын әдістермен жүзеге асырылады. Жалпы алғанда, бұл материалдардың сақтау талаптары анағұрлым қатал, өйткені олар реактивті, бөлшектердің өлшемі кішірек және ауада тұман түзу немесе суға жуып кету ықтималдығы жоғары. Автоматты жылдам нығыздау құрылғылары кеңінен қолданылады. Флюсті және қожды өңдеу үшін қолданылатын заттар да рудалар мен концентраттарға ұқсас түрде учаскеге жеткізіледі, сақталады және өңделеді.

Кендер мен концентраттар (егер олар тозаң түзсе) және басқа да тозаңды материалдар әдетте жабық ғимараттарда сақталады. Жабық және бүркіленген қатқабаттар мен бункерлер де қолданылады. Ашық қатқабаттар түйіршіктелген материалдың үлкен бөліктерін сақтау үшін пайдаланылады, бірақ олар әдетте материалдың жоғалуын, топырақ пен кендердің ластануын болғызбау үшін бетон сияқты қатты, су өткізбейтін жабыны бар учаскелерге орналастырылады. Кейбір кесек материалдар жабынның ықтимал зақымдалуына байланысты төселген учаскелерге қойылмайды, бұл жасырын проблемаларды тудыруы мүмкін. Сапасы әртүрлі кендерді бөлу үшін олардың қатқабаттарының арасында жиі өткелдер қалдырылады.

Тозаңды басу үшін жиі су бүркуі қолданылады, бірақ құрғақ партия қажет болғанда, бұл әдіс әдетте қолданылмайды. Материалды шамадан тыс ылғалдандырусыз тозаңды басу үшін су тұманын тудыратын жұқа тозаңдатқыштар сияқты балама әдістер қолданылады. Кейбір концентраттарда тозаңның пайда болуын болғызбау үшін бастапқыда жеткілікті ылғал болады.

Желді жағдайларда тозаңның пайда болуын болғызбау үшін бетті байланыстыратын заттарды (мысалы, меласса, әк немесе поливинилацетат) пайдалануға болады. Беткі қабаттардың бөлшектерін байланыстыру олардың тотығуын және кейіннен материалдың жерге немесе жерүсті ағынына ағып кетуін болдырмайды.

Төңкерілген вагондарға қарама-қарсы орналасқан мөлдір пластик экрандар да қолданылады. Бұл жағдайда түсіру кезінде пайда болатын ауа толқыны аралық секцияға (серпелі секцияға) өтеді және контейнер түсіру энергиясын сіңіреді; ауа қысымы сөндіріледі, бұл сору жүйесіне жоғарылаған жүктемені жеңуге мүмкіндік береді.

Материалды астынғы берілісі конвейермен, грейферлі кранмен немесе алдыңғы тиегішпен түсіруге болады, тозаңды материалдарды тасымалдау үшін толығымен жабық конвейерлер қолданылады. Пневматикалық жүйелер тығыз материалдарды тасымалдау үшін де қолданылады. Аспирациялық сүзгі жүйелері тозаңды материалдарды стационарлық түсіру орындарында немесе конвейерлердегі тасымалдау орындарында ұстау үшін пайдаланылуы мүмкін. Ашық конвейерлерді пайдаланған кезде таспа тым жылдам қозғалса (мысалы, 3,5 м/с жоғары жылдамдықта) тозаң пайда болуы мүмкін. Алдыңғы тиегішті пайдаланған кезде бүкіл тасымалдау қашықтығында тозаң басуға болады.

Алдын ала өңдеу үшін қолданылатын әдістер материалдың мөлшері мен сипатына, сондай-ақ ластану дәрежесіне байланысты.

Тозаң материалдарын араластыру жабық ғимараттарда жүргізілуі керек, сонымен қатар жабық конвейерлер мен пневматикалық көлік жүйелері қолданылуы керек. Сору жүйелерін де қолдануға болады, содан кейін тозаңды кетіруге болады. Жиналған тозаңды процеске қайтаруға болады. Су бүріккіштері немесе тұман жүйелері сияқты тозаңды басу жүйелерін жұқа су тұманын жасау үшін қолдануға болады. Концентраттарда тозаңның пайда болуын болғызбау үшін жеткілікті су бар.

Кептірілген материалдарды тасымалдау үшін пневматикалық көлік қолданылады. Тозаңды тазарту сөмке сүзгілерімен жүзеге асырылады. Жиналған тозаң процеске қайта оралады.

Брикеттеу және түйіршіктеу учаскелері, конвейерлер жабық болуы тиіс. Желдету жүйелері қолданылады, содан кейін қапшық сүзгісінде тозаңсыздандырылады. Металл сынықтарын тығыздау жұмыстары жабық ғимаратта немесе тозаң шығару жүйелерімен жабдықталған ашық алаңда орындалады. Шуды азайту үшін қоршаулар сияқты шуды азайту шаралары қажет болуы мүмкін.

Ұнтақтау, ұсақтау, жентектеу және елеу операциялары тозаң шығарындыларының көзі болуы мүмкін, сондықтан тазалау және тозаң жинау жүйелері пайдаланылады және жиналған тозаң қайта өңделеді. Су бүріккіштері немесе тұман жүйелері сияқты тозаңды басу жүйелерін қолдануға болады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Тозаңның, металдардың және басқа қосылыстардың шығарындыларының алдын алу және азайту.

Шикізат үнемдеу, өйткені сүзгі тозаңы үдерісте қайта пайдаланылады.

Су төгінділерін азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

"Қазцинк" ЖШС Өскемен металлургиялық комбинатында шихтаны дайындау учаскесінің технологиялық схемасы шикізатты қабылдау және сақтау, материалдарды шихта бункерлеріне тиеу, материалдарды мөлшерлеу және араластыру, шихтаны таспалы конвейерлермен мысға беруді қамтиды. Isasmelt-Cu пешінің түйіршіктеу секциясына балқыту, шихтаны түйіршіктеу-барабанда түйіршіктеу, пешке балқыту үшін түйіршіктерді жеткізу, айналымдағы материалдарды ұсақтау және ұнтақтау.

Шихтаны дайындау аймағының соңғы өнімі түйіршікті шихта болып табылады, ол жоғарыдан Isasmelt-Cu пешіне, электр пешіне, конвертерлерге және анодты пештерге таспалы конвейерлер сериясы арқылы жүктеледі. Цехтың таспалы конвейерлер мен қабылдау бункерлерінің жүйелері Даламатик типті материалды өңдеу қондырғыларын жергілікті тозаңсыздандыруға арналған қондырғылармен (кассеталық сүзгілермен) және аспирациялық жүйелермен жабдықталған. Шихтаны дайындау үдерісінде материалдың ылғалдылығына байланысты шихтаны ылғалдандырады, ол үшін айналмалы су құбырының суы және электролиз цехының сарқынды суы қолданылады.

Ұсақтау орнында аспирациялық газдар циклонда тазартылады. Атмосфераға желдету және тазартылған аспирациялық газдар шығарындылары шығару жүйелерінің шамдары арқылы жүзеге асырылады. Бұл қайта бөлуден сарқынды сулар төгілмейді.

Кросс-медиа әсерлері

Тозаңды сору жүйелері

Шикізаттағы су мөлшерінің жоғарылауына байланысты балқыту үшін энергия шығынының артуы.

Суды пайдалануды арттыру.

Сарқынды сулар суды тазартуды қажет етеді.

Сүзгі жабдығына қосылған тозаңды сору жүйелері

Энергияны пайдалануды арттыру.

Алынған тозаң қайта пайдаланылмаса, қосымша қалдықтар пайда болады.

Сөндіру және тозаңды жинау жүйесі бар оттық

Энергияны пайдалануды және NO_xшығарындыларын арттыру.

Ағызу алдында сұйық сарқынды суларды жинау және тазарту.

Энергетикалық және сарқынды суларды тазартуға арналған қоспаларды пайдалануды арттыру.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Тозаңды материалдарға қолданылатын жабық ғимарат, жабық конвейер, пневматикалық тасымалдау жүйесі және сүзу жабдығына қосылған сору жүйесі.

Тозаңды басатын жүйелер балқыту зауыты және одан кейінгі ластануды бақылау жүйесі дымқыл шикізатты өңдей алатын жағдайда ғана қолданылады.

Экономика

Әрбір жағдайда жабдықтың құны жеке болып табылады.

Іске асыру үшін қозғаушы күш

Қашықты шығарындылардың алдын алу және азайту

Қалдықтарды қайта пайдалану.

Балқыту үдерісін оңтайландыру.

Қоршаған ортаны қорғау және халықтың денсаулығын сақтау саласындағы талаптар.

5.2.1.2. Концентраттарды кептіру кезіндегі шығарындыларды азайту техникалары

Концентраттарды балқыту үдерісінің алдында ылғалдылығын 7 - 8 %-дан 0,2 %-ға дейін төмендету үшін кептіреді. Білік пештерінде балқыту үшін концентратты 3,5 - 4 %-ке дейін кептіреді және брикеттейді.

Мыс концентраттарын кептіру үшін екі түрлі кептіргіштер қолданылады.

Табиғи газдың немесе басқа отынның жануынан алынған қалдықтардың жылуын пайдаланатын айналмалы кептіргіштер. Сондай-ақ, анодты пеш сияқты пештердің технологиялық газын пайдалануға болады.

Қалдық жылу қазандық буын пайдаланатын кептіргіштер.

Кептірілген концентрат әдетте өте тозаңды болады және тозаң шығарындыларының алдын алу және азайту үшін тазалау жүйелері қолданылады.

Сипаттама

Қарастырылатын техникалар:

қапшық сүзгісі;

электросүзгі;

тазартқыш.

Техникалық сипаттау

Айналмалы кептіргіш айналмалы барабан болып табылады. Отынның жануы кезінде пайда болатын ыстық газ дымқыл концентратпен байланысқа түседі, ал оның құрамындағы су буланады. Кептіргіштерден шығатын газ қапшық сүзгіде, электросүзгіде немесе скрубберде тозаңды кетіру үшін өңделеді. Скрубберлер SO₂-мен күресу үшін қолданылады. Концентраттың тұтануына жол бермеу үшін азотты немесе басқа инертті газды пайдалануға болады.

Бу кептіргіштері бу катушкалары арқылы жанама түрде қыздырылады. Сыйымдылық бу қысымына және кептіру уақытына байланысты, қысымды арттыру арқылы өнімділікті арттыруға болады. Концентраттан суды жинау үшін кептіргішке ауаның аз мөлшері енгізіледі. Жылу тепе-теңдігі рұқсат етсе, бу катушкасының кептіргіштері үдерістің басқа бөліктерінен алынған қалдық жылуды пайдалана алады. Ауа қапшық сүзгісінде тозаңнан тазартылады.

Құрғақ кендер мен концентраттар өздігінен тұтанатын болуы мүмкін және тазарту жүйесін жобалауда осыны ескеру қажет. Тұтануды басу үшін инертті газды (азот) немесе жанғыш газдардағы қалдық оттегін пайдалануға болады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Қапшық сүзгісі, электростатикалық тозаң жинағыш

Тозаң мен металл шығарындыларын азайту.

Ұсталған тозаңды технологиялық үдерісте қайта пайдалану.

Скруббер

SO₂шығарындыларын азайту.

Venturi скрубберін пайдаланған кезде тозаң шығарындыларын азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Концентраттарды кептіру айтарлықтай мөлшерде тозаң шығарады. Аэрозольдердің болуына және температураның өзгеруіне байланысты құбырларда конденсация және тозаң пайда болуы мүмкін. Бұл шөгінділер түтін газының өзі немесе сығылған ауа арқылы жойылады.

ЭСШЖ және Вентури скрубберлерімен салыстырғанда қапшық сүзгісі тозаң шығарындыларын жақсырақ азайтады; бұдан басқа, әк айдау кезінде SO₂құрамын азайту үшін сүзгі бетін де пайдалануға болады. Вентури скрубберінің көмегімен ұсақ тозаңды кетіру тиімділігі азырақ.

Тозаңды сапалы тазалауды бақылау сүзгі қалтасының істен шығуын анықтау үшін қолданылатын тозаң жинағыш, оптикалық немесе трибоэлектрлік құрылғылар арқылы жүзеге асырылады. Тазалау механизмін басқару үшін қысымның төмендеуі бақыланады.

Кейбір жағдайларда құрғақ концентраттың тұтану температурасы 300 ^°C және 400 ^°C аралығында болады. Ыстық ауамен кептіргіштегі газдардың оттегі мөлшері төмен, ал жұмыс температурасы ең жоғары рұқсат етілген деңгейде, негізінен оны суық ауамен араластыру арқылы бақыланады. Сол сияқты, бу кептіргіштері төмен концентрат температурасын және төмен ауа ағынын сақтай алады, бұл бірдей әсерге қол жеткізе алады. Азотты өздігінен тұтануды болғызбау үшін де қолдануға болады. Жылуды анықтауды ыстық нүктелерді анықтау және азотты сөндіруді бастау үшін пайдалануға болады.

2020 жылы KGHM зауытында (Легниц, Польша) концентрат кептіргіштен келетін газдардан құрамында күшән бар тозаңды тазарту жобасы аяқталды. Қоршаған ортаға әсер ету көрсеткіштері: тозаң үшін 1 мг/Нм³төмен, күшән 0,002 мг/Нм³(орташа мән 0,01 мг/Нм³), сынап 0,004 мг/Нм³төмен (орташа мән 0,002 мг/ Нм3) болды [ 8].

Кросс-медиа әсерлер

Қапшық сүзгі және электросүзгі.

Энергияны пайдалануды арттыру.

Скруббер.

Қуатты тұтынудың жоғарылауы (қапшық сүзгісінен жоғары).

Химиялық заттарға қажеттілік.

Ағызу немесе қайта пайдалану алдында тазартуды қажет ететін суды тұтыну және сарқынды сулардың түзілуі.

Қалдықтарды өндіру. SO₂скрубберініңкөмегімен өндірілген гипс пеш ағынын қосу бөлігі ретінде айналмалы кептіргіште өңделуі керек, бұл қосымша энергия мен өңдеу шығындарын талап етеді.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Әдістер кептіргіштің түрін ескере отырып, жаңа және бар қондырғыларға қолданылады. Концентраттардағы органикалық көміртегінің мөлшері жоғары болған жағдайда (мысалы, шамамен 10 масса%) қаптар тозаңдануына байланысты қап сүзгілерін қолдануға болмайды. Бу берудің сенімділігі әдетте бу кептіргішті пайдаланумен байланысты.

SO₂скруббертек тікелей күйдірілген кептіргіштерге қолданылады. Жанама кептіргіштер үшін SO₂өңдеуқажет емес.

Ылғал тазартқышты қолдану мүмкіндігі келесі жағдайларда шектелуі мүмкін:

айқаспалы әсерлерге байланысты газдан тыс ағынның өте жоғары жылдамдығы (қалдықтардың және сарқынды сулардың айтарлықтай мөлшері);

судың үлкен көлеміне және сарқынды суларды тазарту қажеттілігіне және соған байланысты айқаспалы әсерлерге байланысты құрғақ аймақтарда.

Экономика

Әрбір жағдайда жабдықтың құны әртүрлі болып табылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнамаға қойылатын талаптар.

Шикізатты қалпына келтіру.

5.2.1.3. Мыс концентратын күйдіруден бөлінетін газ шығарындыларын азайту техникалары

Мыс металлургиясында күйдіру жоғары күкіртті концентраттарды және мысқа кедей кендерді өңдеуде қолданылады. Куйдірудың мақсаты – күкірттің бір бөлігін алып тастау және одан кейінгі балқыту кезінде олардың оксидтерін қожға айналдыру үшін темірдің бір бөлігін тотықтыру. Әдетте, таңдалған құрамның қождарын алу үшін шихтаға флюсациялық қоспалар (кварц, әктас) енгізіледі. Қуыру кезінде басқа да мәселелер шешіледі: күкірт қышқылын алуға жарамды газдарды алу, орташалау, шихтаны қыздыру.

Мыс концентраттарын күйдірудің негізгі әдісі қайнау қабатында (ҚҚ) күйдіру болып табылады. Жану камерасында жағудың мәні материалдың "қайнауын" қамтамасыз ететін жылдамдықпен көтерілетін ауа ағынымен немесе оттегімен байытылған жарылыспен заряд қабатын үрлеуден тұрады. Жану камерасында қуыру өнімділігі жоғары үдеріс, қуыру пештерінің конструкциясы қарапайым, үдеріс оңай механикаландырылған және автоматтандырылған. Қуыру 600 - 700 ^°С температурада жүргізіледі. Пайдаланылған газдардың құрамында 12 % - 14 % SO₂болады және күкірт қышқылын алу үшін қолданылады.

Сипаттама

Қарастырылып отырған әдіс циклонды, салқындату мұнарасын және құрғақ электросүзгіді, содан кейін қап сүзгіні қолдану болып табылады.

Техникалық сипаттау

Шығарылған газ тозаңның көп бөлігі шөгетін циклондар жүйесі арқылы өтеді және одан әрі жабық конвейерлер арқылы балқыту зауытына тасымалданады. Циклондардан кейін шығарылатын газ салқындату мұнарасына түседі, онда газ температурасы ЭСО құрғақ жұмыс диапазонына сәйкес келу үшін шамамен 550 ^°C-тан шамамен 310 ^°C дейін төмендейді. Салқындағаннан кейін газ құрғақ ЭСШЖ-де өңделеді, онда металды тозаңнан тазартады. Бұл тозаң балқыту пешіне тасымалданады. Күшән мен сынап осы температурада бу түрінде пайда болып, сүзгіден өтеді.

Содан кейін шығарылатын газ кондиционер мұнарасында суды айдау арқылы одан әрі салқындатылады (екінші салқындату), шығарылатын газдың температурасын шамамен 120 ^°C дейін төмендетеді. Бұл жағдайда күшән мен сынап қатты фазаға конденсацияланады. Өртенген тозаң мен сынаптың көп бөлігі, күшән қапшық сүзгісінде бөлінеді. Бөлінген тозаң, қуыру тозаңы деп аталады, силоста уақытша сақтау үшін жабық конвейерде жиналады және тасымалданады.

Құрамында шамамен 10 % SO₂бар газдар ылғалды фазалық өңдеу тізбегінде одан әрі өңделеді. Ылғалды фазадан тазалауға арналған барлық розеткалар орталық су тазарту қондырғысында өңделеді. Содан кейін құрамында SO₂бар технологиялық газ орталық газ науасындағы араластырғыш мұнараға түседі, бірақ баламалы түрде күкірт қышқылы зауытына тікелей бағытталуы мүмкін. Күкірт қышқылын орнатпас бұрын күкірт (шамамен 10 % SO₂) және ауыр металдар да жуылады және сынаптан тазартылады. Сынапты бірнеше әдістермен жоюға болады, мысалы, селенді қолдану, адсорбентті сіңдіру, HgCl₂бар белсендірілген көмірді сүзу. Газ көлемі 30 000 м³ ^/сағ-тан 170 000 м³ ^/сағ дейін. Сүзу алдындағы сынап концентрациясы 10 мкг/м³-тен 9900 мкг/м^3 -кедейін және сүзгіациядан кейінгі 3 мкг/м³- 50 мкг/м³аралығындаболды. Бұл Hg жою технологияларын қолдану арқылы 70 - 99,7 % кетіруді білдіреді.

5.14 -суретте ҚҚ айдалатын пештің және газды тазарту жүйесінің схемасы келтірілген.

5.14-сурет. КҚ-да күйдіруге арналған пештің және газ тазарту жүйесінің схемасы

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Тозаң мен металл шығарындыларын азайту.

Шикізатты қалпына келтіру.

Тоғыспалы қоршаған орта әсерлері

Энергияны пайдалануды арттыру.

Суды тұтыну.

Қауіпті қалдықтарды өндіру

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Қолданыстағы зауыттарда қапшық сүзгісі металды қалпына келтіру және күкіртті алу үшін бұрыннан бар газсыз жүйелермен біріктірілуі мүмкін.

Экономика

Әрбір жағдайда жабдықтың құны әртүрлі болып табылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Шикізатты қалпына келтіру.

Тозаңды шығаруды азайту.

Экологиялық заңнама талаптары.

Балқыту және конверсиялаудың келесі кезеңдерінде күшән мөлшерін азайту.

5.2.2. Бірінші және екінші реттік мыс өндіру кезіндегі шығарындыларды азайту техникалары

Атмосфералық ауаға ластағыш заттардың ұйымдасқан және ұйымдастырылмаған шығарындыларының алдын алу және азайту үшін технологиялық газдарды ұстаудың әртүрлі жүйелері қолданылады.

Металлургиялық процестердің тозаңдары, буларлары және газдары пештердің қоршау жүйелерімен, толық немесе ішінара жабылатын шұңқырлар, балқыма шығару жүйелері, тасымалдау аймақтары, басқа да осыған ұқсас жүйелер немесе сорғыштар арқылы ұсталады [36]. Шұңқырлардағы ыстық газдарды ұстап алуға және жануды отынмен қамтамасыз етуге пайдалануға болады, бұл қалдық жылуды қалпына келтіруге мүмкіндік береді. Қысыммен жұмыс істейтін пештерде пешті тиеу кезінде ауа өткізбейтін етіп ұстау үшін жабық оттегі найзалары мен оттықтары, қуыс электродтар, сорғыштар мен торлар немесе қондыру жүйелері қолданылуы мүмкін. Сорғыштар өндірістік операциялар үшін бос кеңістікті ескере отырып, шығарындылар көзіне мүмкіндігінше жақын орналасады. Кейбір жағдайларда портативті сорғыштар пайдаланылады, ал кейбір процестер үшін бастапқы және екінші реттік шығарындыларды ұстау үшін сорғыштар қолданылады. Сондай-ақ барлық қалдық шығарындыларды жинауға арналған бөлек үшінші реттік ұстау жүйелері бар; олар көбінесе "үйдегі үй" деп аталады (5.15 -сурет).

5.15-сурет. "Үйдегі үй" ұстау жүйесі

Жоғарыда аталған әдістерден басқа, металлургиялық процестерден ұйымдастырылмаған газдар мен қалдық газдарды ұстаудың алдын алу бойынша келесі шаралар туралы ақпарат бар:

пешке немесе ұяшыққа тиелген шихтаның көлемін ұлғайту, жақсырақ нығыздалу және шығарылатын газдарды ұстау үшін;

шығарылатын газдарды ұстауға және сүзуге арналған жабдықты жаңарту немесе жетілдіру;

отқа төзімді қаптаманы жақсарту арқылы пештің тоқтап қалуын қысқарту (осылайша шығарындылардың қысқа мерзімді өсуі кезінде қыздыру және өшіру уақыттарын қысқарту);

өндірістік ғимараттардың төбелерін қымталау және сүзгілерді жаңарту;

компьютерлік модельдерді пайдалана отырып, пештік газ ағындарының динамикасына, сондай-ақ ұйымдастырылмаған шығарындылардың алдын алу және азайту үшін конденсацияланған электролиттердің трасерлер көмегімен қозғалысына зерттеулер жүргізу.

Бұл әдістерді пайдалану газды қалпына келтіру жүйелерінің жұмыс режимдерін оңтайландыруға мүмкіндік береді. Шикізатты бірдей көлемдегі шағын партиялармен тиеуді қамтамасыз ету мақсатында пештер мен электролит беру жүйелерінің конструкциясын жетілдіру де ұйымдастырылмаған шығарындылардың алдын алуға ықпал етеді [37].

5.2.2.1. Бастапқы және екінші реттік мыс өндірісіндегі пештерді/конвертерлерді жүктеу кезінде шығарындыларды болғызбау және азайту техникалары

Сипаттама

Ұсынылатын әдістер:

шикізатты брикеттеу және түйіршіктеу;

жабық конвейерлер, жабық есіктер, пневматикалық қоректендіру сияқты жабық тиеу жүйелері;

бастапқы газдарды жинау үшін ашылатын конвертер үстіндегі бастапқы сорғыш;

шикізатты мөлшерлеуді қамтамасыз ететін жүйелер;

пештің түріне және қолданылатын шығарындыларды азайту әдістеріне сәйкес шикізатты таңдау және жеткізу;

тиеу және шығару нүктелеріндегі сорғыштар/паналар, шығарылатын газдарды ұстау және тазалау жүйесімен бірге;

пешті сорғышқа орналастыру;

пешті қымталау;

пештегі температураны рұқсат етілген ең төменгі деңгейде ұстау;

айнымалы қуатты сору жүйелері;

шығарындыларды бақылаудың басқа әдістерімен біріктірілген жабық үй-жайлар.

Техникалық сипаттау

Пешті/конвертерді жүктеу кезінде шығарындыларды болғызбау және азайту үшін қолданылатын әдістер технологиялық жабдықтың түріне және ұсақ шикізат немесе балқытылған материал сияқты шикізат түріне байланысты.

Шикізатты брикеттеу және түйіршіктеу

Ұсақ дисперсті және ұнтақталған шикізат брикеттерге престеледі немесе түйіршіктеледі. Бұл операция ең алдымен пештің талаптарын қанағаттандыру үшін орындалады, бірақ сонымен бірге ұйымдастырылмаған шығарындыларды азайтуда тиімді.

Жабық жүктеу жүйелері

Жабық конвейерлер немесе бункерлер қолданылады.

Конвейерлер, тасымалдау пункттері, бункерлер және қоректендіргіштер үшін желдету жүйелерін пайдалану.

Металды пешке салғанда немесе конвертерлер жабылған немесе екінші реттік сорғыштармен жабдықталған кезде пайда болатын шығарындыларды ұстау немесе азайту үшін.

Қосалқы пештермен жұмыс істегенде шихта жабық тиеу жүйесі арқылы жүктеледі; ұйымдастырылмаған шығарындылар пештің жасушасында және шығару науасында пайда болады, арнайы сорғыштардың көмегімен ұсталады және газ тазалау жүйесіне жіберіледі.

Дозалау жүйесі

Шөміш жүктерінің санын азайту ұйымдастырылмаған газ шығарындыларын азайтады.

Пештің түріне сәйкес шикізатты таңдау және жеткізу

Шығарындыларды азайту үшін қолданылады.

Шикізаттың шағын, біркелкі қосылуын немесе материалдарды үздіксіз үздіксіз беруді қамтамасыз ету үшін пештерді тиеу жүйелерін өзгерту. Кейбір жағдайларда үзік-үзік қоректендіру технологиялық газдардың пештен үрленуіне әкеледі.

Флюс пен басқа материалдарды "қолшатыр арқылы" беру конвертердің "ашылуын" азайтуға және осылайша конвертерді бастапқы газды қалпына келтіру жүйесінен ажырату уақытын азайтуға мүмкіндік береді .

Пеш корпусы қаптамамен және шығарылатын газдарды ұстау және тазалаудың тиімді жүйесімен жабдықталған

Тиеу жүйелері сорғышпен және одан кейінгі пайдаланылған газдарды тазалау жүйесімен жабдықталған. Желдеткіш ауаны пештен шығатын негізгі түтін газының ағынымен бірге тазалауға немесе бөлек пешке жарылыс ауасы ретінде қайтаруға (немесе қосымша жану ауасы ретінде электр станциясына жіберуге) немесе орталық екінші газды тазалау жүйесінде тазалауға болады.

Жоғарыдан үрлейтін айналмалы түрлендіргіштер немесе электр пештері желдету жүйесі бар жабық ғимаратта орналасады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Тозаңның, металдардың және басқа қосылыстардың шығарындыларының азаюы.

Сүзгі тозаңын үдерісте қайта пайдалану кезінде шикізатты үнемдеу.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Өскемен металлургиялық комбинатының мыс зауытында жоғарыдан Isasmelt-Cu пешіне, электр пешіне, конвертерлерге және анодтық пештерге таспалы конвейерлер сериясы арқылы жүктелетін түйіршікті шихта (шихта дайындау аймағының соңғы өнімі). Цехтың таспалы конвейерлер мен қабылдау бункерлерінің жүйелері "Dalamatic" типті материалды өңдеу қондырғыларын жергілікті тозаңсыздандыруға арналған қондырғылармен (кассеталық сүзгілермен) және аспирациялық жүйелермен жабдықталған. Шихтаны дайындау үдерісінде материалдың ылғалдылығына байланысты шихтаны ылғалдандырады.

Кросс-медиа әсерлер

Желдету және тозаң мен газды тазарту жабдықтарын пайдалану кезінде энергия шығынын арттыру.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Әдетте пештің түріне, үдерістің түріне (партиялық немесе үздіксіз жұмыс) және орын болуына байланысты қолданылады.

Экономика

Әрбір жағдайда жабдықтың құны әртүрлі болып табылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Ұйымдастырылмаған шығарындыларды азайту.

Экологиялық заңнама талаптары

5.2.2.2. Бастапқы мыс өндіру кезінде атмосфераға балқыту пештерінің шығарындылары тасталуын болғызбау және азайту әдістері

Мыс концентраттары жоғары температурада (> 1100 ^°C) пеште балқытылып, мыс штейніне немесе мыс пен мыс қождарына бөлінетін балқыма алынады.

Штейн үшін келесі балқыту процестері қолданылады:

оттегімен байытылған жарылыс балқыту (мысалы, тез балқыту);

концентраттарды кептіруден кейін немесе жартылай күйдірілген концентраттарды электр пешінде балқытуды тазарту;

темір мен күкірт аз және көміртегі жоғары концентраттарды домна (білік) пешінде балқыту;

фурма көмегімен балқытуды тазарту (мысалы, айналмалы үстіңгі үрлемелі фурма пештерінде немесе стационарлық фурма пештерінде);

үздіксіз балқыту (мысалы, каскадты реакторлар, лездік реакторлар).

Сипаттама

Келесі техникаларды ескеру қажет:

оттегімен байытылған және теріс қысыммен жұмыс істейтін қымталған жабық пештер;

сору жүйесі тиімді және күшейтілген корпустар, қоршаулар, жабық науалар және сору шатырлары;

қалпына келтіру қазандығы, электросүзгіден кейін күкірт қышқылы зауыты. Бұл шығарындыларды азайту әдістері тез балқыту және электр пештерінен шығатын бастапқы газдарды өңдеу үшін қарастырылуда;

ылғалды скрубберлер (тозаңсыздандырғыш, циклон және вентури скруббер), одан кейін SO₂тазалау жүйесі. Бұл шығарындыларды азайту әдістері шахталы пештердің бастапқы түтін газдарын өңдеу үшін қарастырылуда;

қапшық сүзгі (құрғақ әк айдау бар немесе онсыз) немесе дымқыл скруббер, жартылай құрғақ скруббер және түтін газдарын екінші реттік өңдеуге арналған қапшық сүзгі жүйесі.

Техникалық сипаттау

Оттегімен байытылған қымталған пештер және теріс қысымдағы жұмыс.

Балқыту және электр пештері газдарды ұстау және технологиялық шығарындыларды болғызбау үшін балқыту процестері кезінде тиімді түрде тығыздалған. Пешті тығыздау пештің қысымын болғызбау үшін жеткілікті газды алу жылдамдығына байланысты. Технологиялық газдардың (~ 50 Па) шығуын болғызбау үшін жұмыс теріс қысыммен жүргізіледі.

Оттегімен байыту шихтаның автотермиялық тотығуы үшін қолданылады (сульфидті концентраттар). Азық материалдарының тотығуы қатты материалдарды балқытуға қажетті энергияның көп бөлігін босатады. Оттегі қоректік материалдармен әрекеттесіп, қож фазасын (құрамында бос жыныс компоненттері бар), күңгірт фазаны (мыс, темір және күкірт бар) және газсыз фазаны құрайды. Оттегін пайдалану сонымен қатар күкірт диоксидінің концентрациясын арттырады, бұл күкіртті пайдаланатын қондырғыларда (әдетте күкірт қышқылын немесе сұйық күкірт диоксидін өндіру үшін) шығатын газдарды тиімдірек пайдалануға мүмкіндік береді.

Корпустар, қоршаулар, жабық суағарлар мен сорғыштар тиімді сору және күшейтілген сору.

Тұндырғыш камерасынан және пештің реакциялық білігінен шығатын газдар ұсталады. Сонымен қатар, қап сүзгілері қож және күңгірт саңылаулардың үстінде орналасқан.

Жабық науалар пештен штейн мен қождарды шығару үшін қолданылады. Шығару кезінде шөміштер газдың ағып кетуіне жол бермеу үшін жылжымалы есікпен/барьермен жабылған корпустың/туннельдің ішіне орналастырылады. Сорғыштар шелек тиеу алаңының үстіне орнатылады. Ағып кетудің алдын алу және жинаудың оңтайлы тиімділігін қамтамасыз ету үшін сорғыштар мен қорғаныштар теріс қысыммен ұсталады.

Пештерді, ауа өткізгіштерді, желдеткіштерді және аспирациялық жүйелерді олардың қымталығын қамтамасыз ету және ұйымдастырылмаған шығарындыларды болғызбау үшін жүйелі түрде тексеру және профилактикалық қызмет көрсету жүргізіледі.

Қалпына келтіру қазандығы, электросүзгі, содан кейін күкірт қышқылы зауыты.

Жылдам балқыту пештері мен электр пештерінен шыққан бастапқы түтін газдары утильдеу қазандығында салқындатылады, содан кейін тозаңды тазарту үшін электрсүзгіден өтеді. Дөрекі тозаңсыздандыру утильдеу қазандығында орын алады. Ылғалды газдарды жуу және салқындату бөлімінде кейіннен тозаңсыздандыру алдында тозаңның деңгейін төмендету үшін Электрсүзгі қолданылады. Көптеген балқыту зауыттарында газдар конвертерлердің газдарымен араласады. Құрамында SO₂баргазды тазалау сатыларынан шығатын газдар негізінен күкірт қышқылы зауытында (әртүрлі газ жағдайында жұмыс істейтін қос контакт/қос күкірт қышқылын абсорбциялау қондырғылары) немесе сұйық SO₂қондырғысында (күкірт диоксиді суық суда сіңіріледі) өңделеді. Катализаторды қорғау және тауарлық қышқылды алу үшін жанасу үдерісінің алдында газды тазалау (тозаңды кетіру және өңделетін шикізатқа және өндірілетін қышқылдың техникалық сипаттамаларына байланысты сынапты жою) қажет.

Ылғалды скрубберлер (тозаңсыздандырғыш, циклон және вентури скруббер), одан кейін SO₂тазалау жүйесі.

Біліктен/домна пешінен шыққан бастапқы газдар тозаңдатқыш камерада, циклонда және вентури скрубберінде тазаланады және (олардың құрамында СО болғандықтан) қосымша отын ретінде электр станциясында жағылады. Электр станциясынан шығатын түтін газдары күкіртсіздендіріледі. Күкіртті тазарту жартылай құрғақ скрубберде немесе абсорбция/десорбция үдерісінде жүреді. Пештерден шығатын технологиялық газдарда тозаңның белгілі бір мөлшері (шамамен 6 – 7 масса %) болады, ол пеш зарядына тұйық контурда қайтарылады.

Қапшық сүзгі (құрғақ әк бүркуі бар немесе онсыз) немесе ылғалды скруббер, жартылай құрғақ скруббер және қапшық сүзгі жүйесі

Екінші түтін газдары газ тазалау жүйесінде (дымқыл скруббер және/немесе қап сүзгі) тазартылады. Білік пешінің тиеу бөлімі (брикеттелген концентрат және қосалқы материалдар) желдету жүйесімен жабдықталған, ал пайдаланылған газдар қап сүзгілерде тазартылады және (балқыту зауытына байланысты) шығарылған ауа ретінде шахталық пешке қайтарылады немесе жану ауасы ретінде жіберіледі. жергілікті электр станциясы.

Пештің вентиляциясынан жиналған технологиялық газдар және шүмек саңылауының, науалар мен шөміш корпусының желдеткіші құрамындағы SO₂мөлшеріне байланысты құрғақ әк бүркуі бар қап сүзгіде немесе ылғалды скрубберде және қап сүзгінде тазаланады .

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Тозаң және күкірт диоксиді шығарындыларының алдын алу және азайту.

Технологиялық шығарындыларды тиімді ұстау және ұйымдастырылмаған шығарындыларды азайту.

Оттегімен байыту есебінен пайдаланылатын отын мөлшерін азайту.

SO₂және аспирациялық жүйелердің тозаңын пайдалану .

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

SO₂жоғары технологиялық газдар күкірт қышқылы зауытында пайдаланылады. Аспирациялық жүйелерде ұсталған тозаң қайтадан балқыту пешіне қайтарылады. Утильдеу қазандығынан алынған бу мыс концентраттарын кептіруге және басқа да өндірістік қажеттіліктерге (мысалы, мысты тазартуға) пайдаланылады.

Құрамында күкірт бар газдарды кәдеге жарату үшін "Казцинк" ӨМК мыс зауыты канадалық SNC "Lavalin" компаниясының бөлімшесі болып табылады. Мыс зауытының құрамында күкірті бар газдардан 93,5 % немесе 98,5 % концентрациясы бар тауарлық сапалы күкірт қышқылын алу қос жанасу – қосарланған абсорбциялау технологиясы бойынша жүзеге асырылады. Құрамында күкірт диоксиді жоғары технологиялық газдар мыс Айза пешінен және мыс зауытының конвертерлерінің бастапқы жабындарынан қалдық жылу қазандықтарында салқындатылғаннан кейін және электросүзгілерде тазартылғаннан кейін күкірт қышқылын өндіруге SNC "Lavalin" қондырғысына жіберіледі.

Кросс-медиа әсерлер

Желдету және тозаң мен газды тазарту жабдықтарын пайдалану кезінде энергия шығынын арттыру.

Ылғалды скрубберлерді пайдалану тастау алдында тазартуды талап ететін сарқынды сулардың, сондай-ақ одан әрі кәдеге жаратуға жататын қатты қалдықтардың пайда болуына әкеледі.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Әдістер жаңа және жұмыс істеп тұрған бастапқы мыс зауыттарына қолданылады.

Экономика

Әрбір жағдайда жабдықтың құны жеке болып табылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Шығарындылардың алдын алу және азайту.

Шикізатты үнемдеу.

5.2.2.3. Бастапқы мыс өндіру кезінде атмосфераға конвертерлердің шығарындылары тасталуын болғызбау және азайту техникалары

Штейнді конвентерлеу үдерісі көбінесе кварц флюсы қосылған Пирс-Смит (PS) конвертерінде жүзеге асырылады. PS конвертері - мерзімді жұмыс істейтін конвертер және ол мыс пен қож түзе отырып штейннің екі сатылы реакциясын қамтамасыз ету үшін штейнге ауаны немесе оттегін үрлейтін фурмаларды пайдаланады. Сондай-ақ, PS конвертерімен бірдей үрлеу қағидаттарымен жұмыс істейтін Хобокен конвертері қолданылады, бірақ оны қолдану қож пен тазартылмаған мысты жүктеуге және шығаруға арналған конвертердің ауытқулары кезінде пайда болатын қалдық газдардың айтарлықтай ұйымдастырылмаған шығарындыларын болдырмайды.

Штейнді конвертерлеудің мерзімді процесі екі кезеңде жүзеге асырылады. Бірінші кезеңде темір мен күкірт бөлігінің тотығуы және қож мен күкірт диоксиді газының түзілуі жүреді; мыс алу үшін қож мезгіл-мезгіл төгіліп, одан әрі өңделеді. Дәстүр бойынша бірінші кезеңде үрлеу штейнді біртіндеп қоса отырып бірнеше сатыда жүзеге асырылады. Екінші кезеңде, яғни мысты үрлеу кезінде мыс сульфиді тазартылмаған мысқа дейін тотығады (мыс мөлшері – 96,0 % – 99,2 %) және одан әрі күкірт диоксиді түзіледі. Үрлеудің соңында тазартылмаған мыс ағызылады және анодты пешке тазартуға жіберіледі. Процесті басқару тазартылмаған мыстағы қалдық күкірт пен оттегінің деңгейін бақылауға бағытталған. Күкірт диоксиді өңдеуге түседі.

Сипаттама

Келесі техникаларды ескеру қажет:

оттегімен байыту және теріс қысыммен жұмыс істеу;

сорғыш арқылы материалдарды қосу немесе балқымаға үрлеу;

Hoboken түрлендіргіштері үшін жабық қылталарды пайдалану;

пайдаланылған газдарды жинауды және тиімді шығаруды қамтамасыз ету үшін жоғары қуаттылық аспирациялық жүйелер;

содан кейін күкірт қышқылын өндіру қондырғысы орнатылатын (бастапқы шығарылатын газдарды өңдеу) электр сүзгі;

құрғақ әк инъекциясы бар қапшық сүзгі немесе ылғалды немесе жартылай құрғақ скрубберді пайдалану (екінші реттік шығарылатын газдарды тазарту).

Техникалық сипаттау

Штейнді конвертерлеу процесінде тозаң, металдар (қорғасын, мырыш және т.б.) және SO₂шығарындылары орын алады. Күкірт диоксидінің концентрациясы пештің түріне, үрлеудегі оттегінің құрамына және түрлендіру сатысына байланысты.

PS конвертерлерінде пайда болған газдар конвертер қылтасы арқылы шығады және аспирациялық қондырғылармен ұсталады. Hoboken конвертерлерінде пайдаланылған газдар конвертердің соңындағы мұржа арқылы жиналады. Екі түрдегі конвертерлерде газдар содан кейін салқындатылады, тозаңнан тазартылады және күкірт қышқылы зауытына жіберіледі. Жиналған тозаң мен металдар қайта өңдеуге жіберіледі.

Теріс қысыммен жұмыс істеу, PS конвертерлері үшін қолшатырлар және Hoboken конвертерлері үшін жабық қылталар.

Конвертерлер теріс қысыммен жұмыс істейді. PS конвертерлерінің бастапқы шығатын газдары конвертер саңылауының үстіндегі сорғыш қолшатыр арқылы жиналады. Флюсты және басқа материалдарды "қолшатыр арқылы" беру конвертердің "ашылуын" азайтады және осылайша шығарындыларды азайтады. Екінші реттік газдар олардың пайда болған жерінде сорғыш қолшатырлардың көмегімен ұсталады. PS конвертерлері негізгі қолшатырдан басқа үш қолшатырға дейінгі жүйемен жабдықталады. Бұл қолшатырларды күкірт қышқылы цехына (1 -қолшатыр) немесе екінші тазарту жүйесіне (2 және 3 -қолшатыр) қосуға болады. Толтыру және құю операциялары кезінде жеке қолшатырлар шығатын газдар мен тозаңды жинаудың оңтайлы тиімділігін қамтамасыз ететін жағдайға келтіріледі.

Hoboken конвертерлерінен шығатын газдар конвертердің соңындағы түтіндік арқылы жиналады. Сифон жұмыстың барлық кезеңдерінде газдың ағуын азайтады. Hoboken конвертерлерінің қылталары түрлендіру үдерісінде шығарындыларды болғызбау үшін арнайы қақпақтармен жабдықталған. Тиеу және түсіру кезінде Hoboken конвертерлерінде теріс қысым сақталады.

Технологиялық газдарды жинауды және тиімді өндіруді қамтамасыз ететін басқару жүйелері.

Ауа арналары мен желдеткіштер технологиялық газдар мен тозаңды жинау және тазалау үшін қолданылады. Жинау тиімділігі сорғыштардың тиімділігіне, арналардың тұтастығына және жақсы қысымды/ағынды басқару жүйесін пайдалануға байланысты. Айнымалы жылдамдықты желдеткіштер энергия шығынын азайту кезінде газ көлемі сияқты жағдайларды өзгертуге қолайлы сору жылдамдығын қамтамасыз ету үшін қолданылады. Интеллектуалды жүйелер желдеткіштерді, клапандарды және демпферлерді автоматты түрде басқару үшін пайдаланылады, бұл бу шығаратын технологиялық қадамдарда оңтайлы түсіру тиімділігін қамтамасыз етеді. Пештерді, ауа өткізгіштерді, желдеткіштерді және сүзу жүйелерін тұрақты тексеру және профилактикалық қызмет көрсету қымталығын қамтамасыз ету және ұйымдастырылмаған шығарындыларды болғызбау үшін қолданылады.

Электр сүзгі, содан кейін күкірт қышқылы зауыты жүреді.

Жиналған бастапқы түтін газдары (ПС түрлендіргіштерінің бастапқы сорғыштарында немесе Hoboken конвертерлерінің түтіндігінде) 5 %-дан 15 %-ға дейінгі SO₂жоғары концентрациясын қамтиды_.Олар әдетте салқындатылып, тозаңсыздандыру жүйелерінде өңделеді және қалпына келтіру жүйесіне (күкірт қышқылы зауыты) жіберіледі.

Конвертер пайдаланылған газдар буландырғыш салқындату камераларында немесе қалдық жылу қазандықтарында салқындатылады. Газдар электростатикалық тұндырғыштарда тозаңсыздандырылады және балқыту операцияларының (балқыту пештері) басқа технологиялық газдарымен араласуы мүмкін.

Бір қондырғыда конвертордан шыққан газдар бір сатылы конверсиялық қышқыл қондырғысында (97 % тиімділік) және адсорбция/десорбция процестеріне негізделген күкіртсіздендіру қондырғысында (полиэстер) өңделеді.

Конвертерді тиеу және түсіру кезінде екінші реттік сорғыштармен ұсталған екінші реттік газдар газ тазалау жүйесінде өңделеді. Кейбір қондырғыларда екінші реттік тазалау жүйесі құрғақ әк бүркуге арналған қап сүзгіден тұрады. Екінші реттік газдар орталық газды және тозаңды тазарту жүйесінде тазартылады, ол ылғалды скрубберден, құрғақ скрубберден және қапшық сүзгіден тұрады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

PS конвертерлерінде үш сатылы сорғыш қолшатыр жүйесі конвертердің әртүрлі жұмыс режимдерінде пайда болатын шығарылатын газдарды ұстауға және ұйымдастырылмаған шығарындыларды азайтуға мүмкіндік береді. Шығарындыларды жоғары және төмен күкірт диоксиді бар екі түрлі ағынға бөлу күкірт алу тиімділігін арттыруға және SO₂шығарындыларын азайтуға мүмкіндік береді.

Hoboken конвертерінің жабық қылталары зиянды заттардың ұйымдастырылмаған шығарындыларының алдын алады, технологиялық газдардағы SO₂мөлшері тұрақтырақ.

Glogow 1, Glogow 2 және Legnica құрылғыларындағы Hoboken конвертерінің қылтасы жұмыс кезінде жарылудың алдын алу үшін арнайы қақпақтармен жабдықталған. Жүктеу және босату кезінде конвертерлерде теріс қысым сақталады.

Hoboken конвертері шығарылатын газдарды конвертердің бір шетіндегі осьтік түтін құбыры арқылы жинайды [100]. Шығарылатын газдардың (бірақ сұйықтықтардың емес) түтіндікке түсуіне мүмкіндік беретін қылта қарастырылған. Шығарылатын газдар тиімді түрде жиналады. Конвертердің аузында бүркінділер мен тозаңның жиналуын болғызбау үшін өте мұқият болу керек.

2020 жылы төрт Hoboken конвертері Майамидегі, Аризонадағы Freeport McMoRan балқыту зауытында және үш Hoboken конвертері Бразилиядағы Караиба Метайста жұмыс істеді. Үш Hoboken конвертері 2004 жылы Тайландтағы Thai Copper Industries балқыту зауытында іске қосылды (Pagador et al., 2009) [101].

Кәдеге асыру қазанынан буды өндіру.

Тозаң мен күкірт диоксиді шығарындыларын азайту.

Күкіртті алу.

Тозаңды жою.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Түрлендіргіштердің жұмысы кезінде ұйымдастырылмаған шығарындылар жалпы шығарындылардың 80 % дейін құрайды.

Технологиялық газдардағы SO₂концентрациясы технологиялық циклге байланысты өзгереді. Мысты бастапқы үрлеу кезінде SO₂концентрациясы 10 % - дан асуы мүмкін. Алайда, үрлеудің басқа кезеңдерінде, сондай-ақ SO₂концентрациясының конвертерін жүктеу немесе түсіру кезінде әлдеқайда төмен, көбінесе тіпті нөлге тең.

"Казцинк" ӨМК мыс зауытында штейнді айырбастау үшін Пирс-Смит конвертері қолданылады. Конвертерлеу процесінің технологиялық газдары электр сүзгідегі тозаңнан тазартылады және күкірт диоксидінен SNC "Lavalin" күкірт қышқылы қондырғысына жіберіледі.

Кросс-медиа әсерлер

Желдету және тозаң-газ тазарту жабдықтарын пайдалану кезінде энергия тұтынуды ұлғайту.

Ылғалды скрубберлерді пайдалану ағызудың алдында тазартылуы қажет сарқынды сулардың, сондай-ақ кәдеге жаратуды қажет ететін қатты қалдықтардың пайда болуына әкеледі.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Қолданылады. Жабық қылталар Hoboken конвертерлеріне қолданылады. Бастапқы және екінші реттік тозаң жинайтын қолшатырлар жүйесі PS конвертерлеріне қолданылады.

Ылғалды скрубберді пайдалану келесі жағдайларда шектелуі мүмкін:

орталардың айқаспалы әсерінен пайдаланылған газдардың жоғары шығыны (қалдықтардың және сарқынды сулардың айтарлықтай көлемі);

суды көп тұтыну және сарқынды суларды тазарту қажеттілігіне және соған байланысты айқаспалы әсерлерге байланысты құрғақ аймақтарда.

Экономика

Әрбір жағдайда жабдықтың құны әртүрлі болып табылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Ұймдастырылмаған шығарындыларды азайту.

Экологиялық заңнама талаптары.

5.2.2.4. Бастапқы мыс өндіру кезінде анодты пеште балқыту және отпен тазарту кезінде атмосфераға шығарындылардың алдын алу және азайту жөніндегі техника

Отпен тазарту (анодты пеш) - мысты қоспалардан тазарту (ішінара немесе толық жою) кезеңі болып табылады, оған конверсиялау кезеңінде алынған өрескел мыс ұшырайды, сондай-ақ тиеу-түсіру операциялары үшін ыңғайлы және тиімді электролиттік тазарту талаптарына сәйкес келетін тұрақты массасы, қалыңдығы және пішіні бар құрылымы бойынша біртекті жалпақ құймаларды алу. Тазарту процесі екі кезеңнен тұрады:

ауаның берілуіне байланысты тотықтырғыш;

Тазартылмаған мысты тазартатын өнімдер қож және анодты мыс болып табылады.

Сипаттама

Қарастырылатын техникалар:

тиеу-түсіру кезінде технологиялық газдарды ұстау үшін айналмалы анодты пештердің, сорғыш сорғыштардың және желдету жүйелерінің аузындағы тығыз жабылатын есіктерді қолдану;

әкпен бүркілген қапшық сүзгіні немесе скрубберді және ылғалды электр сүзгіні пайдалану;

екінші реттік мыс өндірісінде қапшық сүзгіден бұрын оттықты пайдалану, сөндіру, әк пен белсенді көмірді айдау;

қатты шикізатты шахталы пеште алдын ала қыздыру немесе жану ауасын алдын ала қыздыру немесе кептіру операциялары үшін ыстық газдарды кәдеге жарату.

Техникалық сипаттау

Пештің пайдаланылған газдары тотықсыздану сатысында жанып, салқындатылады және қап сүзгілерде тозаңнан тазартылады. SO₂шығарындылары айтарлықтай болғанда, әкпен айдалатын құрғақ тазартқыш қолданылады. SO₂және тозаңды дымқыл скрубберлермен және дымқыл электросүзгімен кетіру де қолданылады. Күйдіргіштер органикалық қосылыстарды, соның ішінде ПХДД/Ф (екінші реттік мыс өндірісінде) термиялық тотығу арқылы жояды. Қажет болса, диоксин шығарындыларын азайту үшін әк және/немесе белсендірілген көмірді қап сүзгісінің жоғарғы жағына айдау қолданылады.

Шағын шығарындыларды азайту үшін бірнеше әдістер қолданылады:

айналмалы анодты пештердің сағалары жұмыс кезінде ұйымдастырылмаған шығарындыларды азайту үшін қақпақтармен жабдықталады;

анодты пештердің тиеу-түсіру бөлімдеріндегі технологиялық газдарды ұстау үшін сорғыштар мен желдету жүйелері қолданылады;

анодты пештің оттығында жану ауасы ретінде анодты пештің тиеу және қож бөлімдеріндегі желдеткіш газдарды пайдалануға болады.

Тазарту пешінен қалдық газдың жылуын қалпына келтіру анодты білік пешіндегі қатты материалды қыздыру/балқыту үшін қолданылады. Анодты пештердің ыстық газдары кептіру немесе басқа технологиялық қадамдар үшін де қолданылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Шығарындыларды азайту.

Жиналған тозаң балқыту үдерісіне қайтарылады.

Қуатты тұтынуды азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Анодты пештердің шығарылатын газдарын кептіру кезінде және процестің басқа кезеңдерінде қолдануға болады. Құйма астаушаның үстінде орналасқан ыстық газдар жануды қолдау үшін пайдаланылуы мүмкін.

BZSE- 3500 циклондары "Казцинк" ӨМК мыс зауытының анодтық пештеріндегі газдарды тазарту үшін қолданылады.

"KGHM" зауытында (Польша) шахталы пештердің тозаңсыздандыру жүйесін (қап және картридж сүзгілері) жаңғырту келесі көрсеткіштерге қол жеткізуге мүмкіндік берді: тозаң үшін 1 мг/Нм³-тен аз және 0,05 мг/Нм³- тен аз. күшән (орташа мән 0, 02 мг/Нм³)[88].

Кросс-медиа әсерлер

Желдету және тозаң мен газды тазарту жабдықтарын пайдалану кезінде энергия шығынын арттыру.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Әдістер пештің шикізатына және пайдаланылатын тотықсыздандырғышқа байланысты жаңа және бар қондырғыларға қолданылады.

Ылғалды скрубберді пайдалану келесі жағдайларда шектелуі мүмкін:

Экономика

Әрбір жағдайда жабдықтың құны әртүрлі болып табылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Шығарындыларды азайту.

Шикізатты үнемдеу.

5.2.2.5. Бастапқы мыс өндіру кезінде екінші реттік шығарындыларды орталықтандырылған жинау және азайту

Сипаттама

Мыс балқыту зауыттарындағы әртүрлі көздерден алынған екінші реттік газдарды шығару нүктелерінде қолданылатын тозаңның алдын алу, жинау және жою әдістерін қолдана отырып орталықтандырылған түрде жинауға және орталықтандырылған газ тазарту жүйесінде өңдеуге болады (құрғақ немесе дымқыл скруббер, содан кейін қапшық сүзгі).

Техникалық сипаттау

Пирс-Смит конвертері жұмыс істейтін балқыту зауыттарында екінші реттік шығарындыларды жинау және азайту әдетте орталықтандырылған түрде жүзеге асырылады.

Мыс балқыту цехының әртүрлі нүктелерінен, конвертерлердің екінші реттік қолшатырларынан, өлшенген балқытудың желдеткіш қолшатырларынан және электр қож пешінен, балқыту пештері мен тазарту пештерінің саңылаулары мен науаларынан, анодты пештердің желдеткіш қолшатырларынан алынған екінші реттік газдар жалпы жүйеге жиналады.

SO₂құрамы абсорбенті бар құрғақ скрубберді немесе ылғалды скрубберді қолдану арқылы азаяды және тазартылған газдар атмосфераға түскенге дейін қапшық сүзгісіндегі тозаң жойылады._.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Ұйымдастырылмаған тозаң шығарындылары мен SO₂деңгейінің төмендеуі.

Жеке өңдеу мүмкін болмайтын екінші реттік газдардың кішігірім ағындарын жинау және өңдеу.

Үздіксіз және оңтайландырылған ағынды және ластағыш заттардың тұрақты концентрациясын қамтамасыз ету арқылы әлеуетті жоғары тазарту тиімділігі.

Ылғал газдарды ыстық газдармен араластыру қапшық сүзгісінде тазалауға мүмкіндік береді, әйтпесе ылғал газдарды скрубберде тазалау керек.

Суық газдарды әртүрлі көздерден ыстық газдармен араластыру Pb және As сияқты белгілі бір параметрлерді газ фазасынан тозаң фазасына түрлендіруге мүмкіндік береді. Бұл қапшық сүзгісінде тиімді тазалауға мүмкіндік береді, қарама-қарсы жағдайда бұл мүмкін емес.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Бір зауытта (Aurubis Hamburg, бастапқы балқыту) көлемі 930 000 нм3/сағ екінші реттік газды жинау мен тазартудың жалпы жүйесі орнатылған, оның ішінде мынадай көздер бар: конвертердің екінші реттік қолшатырлары; өлшенген балқыту пешіндегі және электр қож пешіндегі желдеткіш қолшатырлар; электр қож пеші мен анодты пештердің леткасы мен науалық желдеткіші; анодты пештердің желдеткіш қақпақтары; және қайтару өңдеу және сұрыптау қондырғысын желдету.

Жиналған газдар қапшық сүзгісінде өңделеді. SO₂үшін қапшық сүзгісінің алдында жүйеге құрғақ әк енгізіледі. Қапшық сүзгісінен тозаң бар әктің бір бөлігі қайта өңделеді және қалғаны буландырғыш пешке бұрылып, қайта айналымда болған кезде қайта енгізіледі; тозаң балқыту пешінде қайта пайдаланылады.

Тиісті параметрлер төмендегі 5.8 -кестеде келтірілген.

5.8-кесте. Aurubis Hamburg орталықтандырылған газ жинау және жою жүйесінің тиісті параметрлері

1	2	3
р/с №	Орталықтандырылған газ жинау және жою жүйесінің тиісті параметрлері
1	Енгізу шарттары
1.1	Макс. болжамды көлемі	930 000 Нм³/сағ
1.2	Дыбыс деңгейін өзгерту	~ 500 000 - 880 000 Нм³/сағ
1.3	SO₂кетіруге арналған абсорбент	Әктас сүт
1.4	Орташа тозаң мен абсорбент мөлшері	1 500 мг/Нм³
1.5	SO₂кіріс қысымының диапазоны	100 - 3000 мг/Нм³
2	Шығу шарттары
2.1	Көлемді өзгерту тозаң шығарындылары	~ 500 000 - 880 000 Нм 3 / сағ < 0,5 - 10 мг/Нм 3 орташа 30 мин (2011 жылы өлшенген мәндердің 95 %-ы < 1 болды) 0,5 - 4,5 мг / Нм 3 орташа
2.2	Шығудағы күкіртті абсорбциялау диапазоны SO₂	~ 50 - 70 % 50 - 1275 мг/Нм 3 орташа 30 мин 2011 жылы өлшенген мәндердің 95 % -ы < 525 болды) <50 - 494 мг/Нм 3 орташа тәулігіне орташа 300 - 430 мг/Нм 3

SO₂концентрацияларыныңкең диапазоны бар, өйткені үзіліссіз жұмыс түтін газдарындағы SO₂концентрациясыныңөзгеруіне әкеледі. Шығарылатын газдың ағынын барынша азайтуға қойылатын талаптар шығарындылардың ауытқуын арттырады.

Басқа зауытта (Aurubis Pirdop, бастапқы балқыту зауыты) жалпы газ ағыны 450 000 Нм³/сағ болатын жалпы екіншілік газды жинау және тазарту жүйесі бар, оның ішінде келесі көздер: конвертерлік екінші реттік сорғыштар; балқыту пештеріндегі желдеткіш қақпақтар; штейн және қож кранының тесігі және балқыту пешінің науалық желдетуі; анодты пештердің технологиялық және екінші реттік газдары; балқыту зауыты ғимаратының төбесіндегі желдету.

Газдар келесі бөліктерден тұратын орталық газ және тозаңды тазарту жүйесінде тазартылады:

жартылай құрғақ скруббер (әк шашатын), анодты пештен шығатын газ ағынына әк сүтін беруге арналған;

SO₂газ ағынынанкетіруге арналған дымқыл скруббер, құрамында: конвертер қалқасынан екінші реттік газдар, пештердегі газдар және цехтың жалпы желдеткішінен шығатын газдар;

Біріктірілген анодты пештің пайдаланылған газдарынан қатты бөлшектерді, конвертердің екінші реттік газын, балқыту корпусының жалпы алмасу желдеткішінен шығатын желдету шығарындыларын, сондай-ақ балқыту зауытының шығатын ағындарынан қож пен штейнді кетіруге арналған қап сүзгі. Қапшық сүзгісіне түсетін ағын дымқыл тазартқыш пен шашыратқыш кептіргіштің нәтижесінде алынған қоспасы болып табылады. Қапшық сүзгісі үш бөліктен тұратын екі қатарда орналасқан алты параллель бөлімнен тұрады. Қапшық сүзгімен тазалау жүйесі төмен қысымды ауа импульстарына негізделген толық автоматтандырылған;

жоғарыда аталған процестерге қажетті сұйық әк өндіретін әктас дайындау станциясы.

Тиісті параметрлер төмендегі 5.9 -кестеде көрсетілген.

5.9-кесте. Aurubis Pirdop орталық газды жинау және шығару жүйесі үшін тиісті параметрлер

1	2	3
р/с №	Орталықтандырылған газ жинау және жою жүйесінің тиісті параметрлері
1	Кіру шарттары
1.1	Құрғақ тазартқыш
1.1.1	Газ көлемі	70 000 - 110 000 Нм³/ сағ
1.1.2	Температура	250 - 450 °C
1.1.3	Тозаң жүктемесі	250 - 1000 мг/Нм³
1.1.4	SO₂	0 - 900 mмг/Нм³, максимум 1500 мг/Нм³
1.2	Ылғал тазартқыш
1.2.1	Газ көлемі	82 000 - 320 000 мг/Нм³
1.2.2	Температура	10 - 60 °C
1.2.3	Тозаң жүктемесі	40 - 350 мг/Нм³
1.2.4	SO₂	1000 - 3900 мг/Нм³, максимум 15 000 мг/Нм³
1.2.5	Әк сүтін қосу	550 кг әк/сағ
1.3	Сөмке сүзгісі
1.3.1	Газ көлемі	450 000 Нм³/ сағ
2	Шығу шарттары
2.1	SO₂диапазоны	100 - 625 мг/Нм³орташа тәулігіне
Орташа тәулігіне 377 мг/Нм³2011 ж
290 м мг/Нм³орташа жылына
3	Алынған гипс	48 - 50 т/т

Тозаң мен SO₂ үздіксіз, тікелей қоймада өлшенеді. Тозаң қос сәулелі альтернативті жарық анализаторы арқылы өлшенеді. SO₂ дифференциалды оптикалық абсорбциялық спектроскопия (DOAS) анализаторымен өлшенеді.

Шығарылу мәндерінің өзгеруі әртүрлі екінші реттік және бастапқы көздерге (анодты пеш газдары), кіріс жағдайының және тозаң мен SO₂концентрациясының өзгеруіне және жабдықтың мерзімді жұмысына байланысты.

Кросс-медиа әсерлері

Газдардың жоғары көлемді ағыны, сондай-ақ қосымша клапандар мен желдеткіштерді пайдалану және оларға техникалық қызмет көрсету есебінен энергияны тұтыну және пайдалану шығындарының артуы.

Жабдықтың оңтайлы жұмысын қамтамасыз ету үшін бақылау және бақылау жүйелерін орнату және техникалық қызмет көрсету.

Әк пен суды тұтыну.

Алынған гипсті балқыту үдерісінде қож түзу үшін кальций ағыны ретінде қайта пайдалану немесе кәдеге жарату керек.

Ағызуға дейін қосымша тазартуды қажет ететін сарқынды сулар пайда болады, бұл кәдеге жарату керек қатты қалдықтарды құрайды.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Жаңа және бұрыннан бар қондырғылар үшін қолданылады, алайда қолданылу орнында нақты жағдайларға байланысты. Қолданыстағы қондырғылардың конструкциясы мен құрастырылуын ескеру қажет.

Экономика

Гамбургтегі Aurubis үшін инвестициялық шығындар 10 миллион еуроны және анодты пеш пен карусельді құю машинасынан шығарындыларды бақылау шаралары үшін шамамен 7 миллион еуроны құрады. Электр энергиясын тұтыну жылына 13,6 ГВт/сағ құрады.

Aurubis Pirdop-тағы екінші газды тазалау жүйесіне күрделі шығындар 12,5 миллион еуроны құрады. Энергия шығыны 1,62 МВт/сағ, әк шығыны 550 кг/сағ.

Іске асырудың қозғаушы күші

Көптеген көздерден шығарындыларды азайту.

Шикізатты үнемдеу.

Үздіксіз және оңтайландырылған үдеріс арқылы ластағыш заттарды шығарындыларын ұстау және тазалау тиімділігін арттыру.

5.2.2.6. Бастапқы және екінші реттік мыс өндіру кезіндегі оңтайландырылған электролиз

Сипаттама

Оңтайландырылған электролиз (электротазалау және электролиз) шығарындылар мен энергия тұтынуды азайту үшін әдістердің комбинациясын пайдаланады.

Қарастырылатын техникалар:

оңтайландырылған ұяшық конструкциясы, тот баспайтын болаттан немесе мыс парақтардан жасалған катодты дайындамаларды пайдалану;

автоматтандырудың жоғары дәрежесі (катодтарды/анодтарды ауыстыру және аршу жұмыстары) және сапаны бақылау;

қолшатырлар, сору жүйелері;

беттік белсенді затты қосу;

жабық резервуарлар және ерітінділерді тасымалдауға арналған жабық құбырлар;

скрубберлер немесе дрейфті жою;

металдарды қайта пайдалану немесе қалпына келтіру үшін ерітінділерді қайта өңдеу арқылы суға ластағыш заттардың түсуін азайту;

бағалы металдарды алу үшін жанама өнімдерді (анодты шламды) пайдалану;

су өткізбейтін және қышқылға төзімді негізді қолдану арқылы топырақтың/жерасты суларының ластануының алдын алу.

Техникалық сипаттау

Оңтайландырылған ұяшық дизайны, тот баспайтын болаттан немесе мыс парақтарының катодты дайындамаларын пайдалану.

Оңтайландырылған ұяшық дизайнын, анод пен катод аралықтарын, анод геометриясын, ток тығыздығын, электролит құрамын, температура мен ағын жылдамдығын көрсететін электротазалау процестері төмен энергия тұтынуды қамтамасыз етеді және жоғары өнімділікті сақтайды. Тот баспайтын болаттан жасалған катодты дайындамалар (яғни, тұрақты катодтар) немесе мыс қаңылтырлары да қолданылады (Қазақстан Республикасындағы мыс өңдеу зауыттарының көпшілігі тұрақты тот баспайтын болаттан жасалған катодты технологияны пайдаланады).

Автоматтандырудың жоғары дәрежесі (катодты/анодты ауыстыру және аршу операциялары) және сапаны бақылау.

Механикаландырылған және автоматты тазалау және аршу жұмыстарын қолдану, сондай-ақ қысқа тұйықталуды анықтау жарқырауды болдырмайды және энергия шығынын азайтады.

Сапа бақылауы анодтардың түзу, тегіс және салмағы бойынша дәл болуын қамтамасыз ету үшін қолданылады. Жақсы, таза электр контактілері токты бөлуді және қуат тұтынуды жақсартады.

Қақпақтар, сорғыштар және сору жүйелері.

Температураны бақылау және электролит ерітіндісінен судың булануын болғызбау үшін электротазалау жасушаларын жабуға болады (мысалы, пластмассамен, шүберекпен немесе талшықты парақтармен). Сорғыштар ұяшыққа ерекше жағдайларда орнатылады, мысалы, электролиз үдерісінде, мұнда қоспалары жоғары анодтар (As, Sb, Bi, Pb, Ni) өңделеді.

Электролизге арналған ұяшықтар қажет болған жағдайда оттегінің бөлінуі кезінде пайда болған қышқыл тұманды сорып алу үшін кіріктірілген сору құрылғылары бар корпустармен және қақпақтармен жабылады.

Ауаны тазартуға арналған электролиздік ұяшықтар әдетте жабық және сору желдеткішімен, скрубберлермен және арсанды анықтау жүйелерімен жабдықталуы мүмкін. Арсан газының бөлінуін қоректік ерітіндідегі мыстың концентрациясын мыс шығарудың соңғы сатысында қолданылатын ағымдағы тығыздықпен салыстырғанда оңтайлы деңгейде ұстау арқылы болғызбауға болады.

Катодты және анодты жуу камераларынан су буы мен аэрозольдер жойылады.

Тығыздықты қамтамасыз ету және ағып кетуді болғызбау үшін ұяшықтарды, резервуарларды, құбырларды, сорғыларды және тазалау жүйелерін жүйелі түрде тексеру жүргізіледі.

Беттік белсенді заттардың қосылуы

Электролит ұяшықтарын біріктірілген экстракциялық қондырғылары бар шатырлармен жабуға балама ретінде кейде жасушалардан ұйымдастырылмаған қышқыл тұмандарының шығарындыларын азайту үшін беттік-белсенді заттар қосылады.

Сақтауға арналған жабық резервуарлар және ерітінділерді тасымалдауға арналған жабық құбырлар.

Ерітінділерді сақтауға арналған резервуарлар жабық болуы және пайдаланылған газдарды шығару жүйесімен жабдықталуы керек.

Металдарды қайта пайдалану немесе қалпына келтіру үшін ерітінділерді қайта өңдеу арқылы суға ластағыш заттардың төгілуін азайту.

Қолданылған электролит ерітіндісі металдардан тазартылады және электролиз және/немесе шаймалау үдерісіне қайтарылады. Қайта өңделмеген сарқынды сулар сарқынды суларды тазарту қондырғысында (физикалық-химиялық тазарту) тазартылады. Катодты жуу кезінде пайда болатын қышқылды сарқынды су қажетті қышқыл концентрациясын алу үшін қайта пайдаланылады.

Бағалалы металдарды алу үшін жанама өнімдерді (анодты шламды) өңдеу.

Анодты шламдар бағалы металдарды алу үшін қолданылады. Пайдаланылған электролит металдарды (Ni, As) алу үшін тазартылады. Пайдаланылған анодтар металды алу үшін балқытылады.

Су өткізбейтін және қышқылға төзімді негізді қолдану арқылы топырақтың/жерасты суларының ластануының алдын алу.

Дренаж жүйелері тығыздалған, барлық жиналған ерітінділер қайта өңделеді.

Сақтау цистерналары/ыдыстар екі қабырғалы резервуарлар болып табылады немесе жабық жәшіктерге орналастырылады. Еден су өткізбейтін және қышқылға төзімді. Ұяшықтар, резервуарлар, құбырлар, сорғылар және тазалау жүйелері тығыздығын қамтамасыз ету және ағып кетуді болғызбау үшін үнемі тексеріліп отырады.

Скрубберлер немесе дрейфті жою құралдары.

Жиналған технологиялық газдар скрубберлерде немесе дрейфті жою құрылғыларында өңделеді.

Қол жеткізілген экологиялық әсерлер

Атмосфераға, топыраққа және жерасты суларына ұйымдастырылмаған қышқылдар шығарындыларының алдын алу және азайту.

Энергияны тиімді пайдалану (> 95 %). Тот баспайтын болаттан жасалған дайындамаларды пайдалану катодтың сапасын жақсартуға, ток тиімділігін арттыруға және тіпті жоғары ток тығыздығында аз қуат тұтынуға әкеледі.

Металдарды қалпына келтіру.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

"Казцинк" ӨМК-де қолданылатын ISAPROCESS электролиз әдісі тот баспайтын болаттан жасалған пластина түріндегі катодты пайдаланады. Оның стандартты және біркелкі қасиеттері бар, бұл анод пен катодты орнату, катодты және анодты аршу, ваннаны тазалау сияқты күрделі және көп уақытты қажет ететін қол еңбегін толығымен автоматтандыруға және жоюға мүмкіндік береді. Мұндай көп уақытты қажет ететін қолмен жасалатын операциялардың болмауы бұл әдісті танымал етті. Бүгінгі күні барлық мыстың 50 % осы әдіспен тазартылады. Бұл үдеріс ең жоғары техникалық-экономикалық көрсеткіштерге ие.

Ресейде бірнеше мыс компанияларында "Орал тау-кен металлургия компаниясы" ААҚ, "Орыс мыс компаниясы" АҚ (РМК), "Норильск никель" МКК ЖАҚ, электролиттік элементтердің стандартты жабдықталуына қарамастан, өндірісті басқарудың әртүрлі тәсілдері бар. Жалпы тенденция – цифрлық түрлендіруге көшу және жергілікті қолмен аналогтық өлшеулерден нейрондық жүйелерді пайдалану арқылы көп функциялы басқаруға және басқаруға көшу.

"Норильск никель" ММК" АҚ "Надежда" мыс балқыту зауытында (МБЗ) мыс электролиз цехында озық технологиялар енгізілді. Басқа ұқсас өндіріс орындарынан айырмашылығы, МБЗ электролиз цехы ең аз полюсаралық қашықтықта жұмыс істейді. Осыған байланысты электролиз ванналары жоғары ток тиімділігі мен өнімділігі аз қуат тұтынумен ерекшеленеді [96].

Экологиялық пайдасы

Электролиттік ұяшықтар қышқыл тұманның резервуар атмосферасына таралуына жол бермеу үшін сорғыштармен қапталған. Ұяшық сорғыштары резервуар крандарымен басқарылады және катодтар жиналған немесе ауыстырылған кезде оларды ұяшықтардан уақытша алып тастау керек. Ұяшықтың әр ұшы қышқыл тұман арнасына жалғанған, ал газдар каскадты ылғалды скрубберлерге жіберіледі. Сонымен қатар, жуу камерасынан және электролит сүзгілерінен қышқыл тұмандары скрубберлерге жеткізіледі. Әрбір скруббер оңтайландырылған қысымның төмендеуімен және максималды бөлу тиімділігімен үлкен көлемдегі газды өңдеуге арналған. Шамамен 95 - 98 % күкірт қышқылы мен мыс сульфаты бөлінеді. Бұл қосылыстар жуу үшін скрубберден басқа тазартылған сарқынды суға шығарылады, содан кейін ерітінді қайтадан үдеріске қайта өңделуі мүмкін. Ұсақ су тамшыларының соңғы бөлінуі циклондық сепараторларда өтеді. Құрамында 0,05 мг/м³күкірт қышқылынаназ тазартылған газдар атмосфераға шығатын саңылау арқылы шығарылатын газ желдеткіштерімен үрленеді.

Кросс-медиа әсерлер

Қышқылды сарқынды суларды регенерациялау. Қайта өңделмеген сарқынды сулар сарқынды суларды тазарту қондырғысында (физикалық және химиялық тазарту) тазартылады.

Энергияны пайдалануды арттыру.

Қоспаларды қолдану (беттік белсенді заттар).

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Құрамы өте өзгермелі және қоспалары жоғары материалдар үшін шаймаландыру, еріткішпен экстракциялау және электролизге артықшылық беріледі.

Жасушаның температурасы жұмыс деңгейіне (шамамен 65 ^°C) жетуі үшін атмосфераға тікелей жылу беру үшін жасушаларды кейде ашық қалдыру керек.

Экономика

Әрбір жағдайда жабдықтың құны әртүрлі болып табылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары.

Энергияны тұтынуды азайту, өнімділікті арттыру және шығындарды азайту.

5.2.2.7. Гидрометаллургиялық өндіру кезінде еріткіштерді экстракциялауға арналған қондырғыдан шығарындыларды болғызбау және азайту техникалары

Экстракциялық процестер құрамында 1 %-дан аспайтын қалпына келетін металл бар сұйылтылған ерітінділерді концентрлеу немесе оны көп компонентті ерітіндіден таңдап алу үшін қолданылады. Үдеріс сумен араласпайтын бірқатар органикалық заттардың металл иондарымен қосылыстарды таңдап түзу және оларды органикалық фазаға бөліп алу қабілетіне негізделген.

Еріткішпен экстракцияда металдарды суда ерімейтін кейбір органикалық еріткіштерді қосу арқылы сулы ерітінділерден алады. Сулы және органикалық фазалар араласады және қажетті металл қоспаның рН деңгейін бақылау және комплекс түзуші агентті қолдану арқылы органикалық фазаға іріктеліп алынады. Фазалық бөлуден кейін металды органикалық фазадан екінші реттік сулы фазаға (қайта экстракция) қайта экстракциялау арқылы таза металл ерітіндісі алынады, одан металды әртүрлі тәсілдермен алуға болады.

Мыс металлургиясында экстракция үшін көбінесе тұз қышқылы және сульфат ерітінділері қолданылады. Гидрометаллургияда ең көп қолданылатыны араластырғыш-тұндырғыш типті экстракторлар. Әрбір аппарат араластыру және тұндыру камераларын қамтитын секциялардан тұрады. Ерітінділер секцияның ішінде тікелей ағынмен, ал аппарат арқылы - қарсы токпен қозғалады.

Сипаттама

Қарастырылатын техникалар:

технологиялық реагентті таңдау және жабық жабдықты пайдалану (жабық араластырғыштар, жабық тұндырғыштар және жабық резервуарлар);

кәдеге жарату алдында сарқынды суларды тазарту қондырғыларында еріткіштерді алу үдерісінің қалдықтарын өңдеу;

органикалық ерітіндіні қалпына келтіру үшін қалдықтарды (шламды) тазалау;

тазарту және тұндырғыштардағы тұнбаны центрифугалау.

Техникалық сипаттау

Технологиялық реагенттерді таңдау және жабық жабдықты пайдалану (жабық араластырғыш цистерналар, жабық тұндырғыштар және жабық сақтау цистерналары)

Технологиялық ағындарды сақтау, тасымалдау және өңдеу кезінде еріткішпен экстракциялау сатысында атмосфералық ауаға УОК-ның ұйымдастырылмаған шығарындылары шығарылады. Жабық араластырғыш цистерналар, жабық тұндырғыштар және жабық тұйық контурлы сақтау цистерналары сияқты жабық жабдықты пайдалану ҰОҚ ықтимал шығарындыларын азайтады. Технологиялық реагентті (еріткіш) таңдау арқылы ұйымдастырылмаған шығарындыларды азайтуға да қол жеткізуге болады.

Сарқынды суларды тазарту қондырғысында еріткіш экстракция үдерісінің қалдықтарын кәдеге жарату алдында өңдеу.

Еріткіш экстракция сатысындағы негізгі сұйықтық ағыны екінші реттік рафинат болып табылады. Бұл сарқынды сулар төгу кезінде пайда болады және гидрометаллургиялық үдерісте еріткіштерді алу, шаймалау және электролиз схемаларында қоспалардың жиналуын болғызбау үшін қажет. Бұл сарқынды сулар сарқынды суларды тазарту қондырғыларына жіберіледі, онда металдар гидроксидтер мен сульфаттар түрінде орналасады. Алынған су ағыны қабылдаушы ортаға жіберіледі. Экстракциялық өңдеу кезінде алынбаған мыс айналымдағы ерітінділермен үйінді шаймалауға қайтарылады.

Органикалық ерітіндіні қалпына келтіру үшін қалдықтарды (шламды) өңдеу

Еріткішпен экстракциялау сатысында қалдық – шлам түзіледі. Шикі масса суспензиядан, сулы ерітіндіден және органикалық ерітіндіден тұратын тұрақты эмульсия болып табылады және ол еріткіш экстракциялық тұндырғыштардағы органикалық және сулы ерітінділер арасында фазада түзіледі.

Қатты бөлшектерді жою үшін тұнба тазарту қондырғысына жіберіледі, онда шикі масса тұндырғыштардан сорылады және қатты фракцияны қалған фазалардан бөлу үшін сазды сүзгіден өтеді. Сазды сүзгіден алынған суспензия суспензияда қатты заттардан тазаланғанша қайтадан сарқынды суларға арналған резервуарға (тазалау басталады) айналады. Фазалар резервуарда бөлінеді, ал су және органикалық ерітінділер резервуардан бөлек алынады. Сулы ерітінді органикалық ерітіндіні алу үшін бастапқы рафинат тұндырғышына айдалады, ол жүктелген органикалық резервуарға қайтарылады.

Өңдеу және тұндырғыштардағы тұнбаны центрифугалауды қолдану.

Тұндырғыштарды (су фазасы, тұнба және органикалық фаза) тазартқаннан кейін суспензия қатты фазаны сұйық фазадан (еріткіш пен су) бөлу үшін центрифугаланады. Бұл еріткіш пен суды қалпына келтіруге және қатты қалдықтарды азайтуға мүмкіндік береді. Жабық қондырғылар ұйымдастырылмаған шығарындылардың алдын алу үшін қолданылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Шығарылатын шығарындыларды азайту.

Еріткіш пен суды қалпына келтіру.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Экстракциялау үдерісінің кемшілігі реагенттердің өрт қаупі мен уыттылығы, сулы фазамен экстрагенттердің жоғалуы; олар әсіресе целлюлоза процестерінде маңызды (0,5 – 1 кг/т).

"KAZ Minerals Aktogay" ЖШС-да экстракция цехтарында мыстың 90 %-ы параллель жүзеге асырылатын екі кезеңде, біріншісі - бір араластырғыш тұндырғышпен, ал екіншісі - сериямен жұмыс істейтін екі кезеңде, яғни жалпы үш тұндырғыш-араластырғышпен жойылады.

Байытылған электролитте органикалық заттардың жиналуын азайту үшін араластырғыштар су-органикалық режимде жұмыс істейді.

Ыдыстағы су фазасында 50 г/л мыс бар, бұл құрамы электролиздің қалыпты өтуін қамтамасыз етеді, ал ерітіндіде органикалық заттардың серпілістері болады, олар электролиз кезінде мыстың сапасына теріс әсер етіп, катодтарға немесе анодтар. Бұл жағдайды болғызбау үшін мысқа бай ерітінді ерітіндіден органикалық заттарды кетіру үшін электролизге арналған құбыр арқылы мультимедиялық сүзгіге айдалады.

Гуар шайыры электролиз үдерісінде катодты кен орнын жақсарту үшін қолданылады.

Кросс-медиа әсерлер

Мәлімет жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Жалпы қолданыста.

Экономика

Ендірудің қозғаушы күші

Шығарылатын шығарындыларды азайту.

Еріткіш пен суды қалпына келтіру.

5.2.2.8. Күкірт диоксидінің шығарындыларын болғызбау және азайту техникалары

Күкірт диоксиді сульфидті концентраттарды және басқа материалдарды кептіру, күйдіру және балқыту кезінде түзіледі, ал күкірт диоксиді әртүрлі концентрацияларда түзіледі, сондықтан сол немесе басқа ұстау жүйесін таңдау нақты концентрация мәндеріне байланысты.

Шикізат құрамындағы күкіртті тиісті реактивтердің көмегімен қождар немесе штейндер сіңіріп алады, ал штейндерді технологиялық үдерісте пайдалануға болады. Балқыту үдерісі кезінде күңгірт немесе қож сіңірмейтін күкірт әдетте SO₂түрінде болады және оны элементтік күкірт, сұйық SO₂, гипс (кальций сульфаты) немесе күкірт қышқылы ретінде алуға болады. Соңғы өнімді таңдау тиісті нарықтардың болуымен анықталады, бірақ ең экологиялық таза нұсқа гипс немесе элементтік күкірт өндіру болып табылады, әсіресе басқа өнімдер үшін сенімді нарықтар болмаған кезде. Күкірт диоксиді сульфидті концентраттарды күйдіру және балқыту және соған байланысты конверсиялау процестерінен алынады. Бұл процестер күкірт диоксидінің максималды концентрациясына қол жеткізілетіндей жүзеге асырылады, бұл оны алу үдерісінің тиімділігін арттырады. Күкірттің жоғары қалпына келуі кросс-медиа әсерлерн жояды.

SO₂мөлшері 1 %-дан аз түтін газдарында және SO₂жоғары газдарда күкірт диоксиді шығарындыларын азайту үшін әртүрлі әдістер қолданылады .

Құрамында күкірт диоксиді 1 %-дан аз газдарды тазалау әдістері:

1) тазаланатын газдарды қап сүзгісіне жіберер алдында әкті енгізу;

2) концентрациясы төмен газдарды натрий сульфитімен және сумен әрекеттестіру арқылы натрий бисульфитін алу. Алынған ерітіндіден концентрлі күкірт диоксиді, сондай-ақ сұйық күкірт диоксиді және күкірт сияқты басқа өнімдер (Wellman-Lord регенерация үдерісі) бөлінуі мүмкін;

3) күкірт диоксидін сіңіретін аминмен немесе полиэфир негізіндегі еріткішпен сүрту; содан кейін алынған аралық өнім аршылады және күкірт қышқылы зауытына жіберіледі немесе күкірт қышқылын немесе сұйық күкірт диоксидін алу үшін сумен әрекеттесу арқылы жойылады;

4) сутегі асқын тотығымен тотығу арқылы күкірт қышқылын алу;

5) белсендірілген көмірмен тотығу арқылы күкірт қышқылын алу;

6) гипс немесе басқа күкіртсіздендіру өнімдерін алу үшін әк, сода (NaHCO₃) немесе дымқыл әктеуді пайдалана отырып, құрғақ немесе жартылай құрғақ скрубберде газды күкіртсіздендіру . Бұл әдіс кеңінен қолданылады;

7) каустикалық сода абсорбциялау және гипсті тұндыру бар қос сілтілі скруббер;

8) гипс тұнбаларымен алюминий тотығымен абсорбциялау (Дова үдерісі);

9) магний гидроксидімен скруббермен өңдеу және магний сульфатының кристалдануы;

10) мырыш сульфиді немесе сульфатын алу үшін мырыш оксидімен құрғақ немесе дымқыл сүрту, оны мырыш шаймаландіру сатысында қайта өңдеуге болады;

11) абсорбциялық/десорбциялық тазалау әдісі.

Құрамында күкірт диоксиді жоғары (> 1 %) өңдеу әдістері.

Күкірт диоксиді мыс өндірісіндегі сульфидті кендердің және концентраттардың кең спектрін агломерациялау, күйдіру және балқыту кезінде жоғары концентрацияда өндіріледі. Төменде күкірт диоксиді көбірек газдарды өңдеу әдістерінің сипаттамасы берілген.

Суық суда күкірт диоксидін абсорбциялау, содан кейін вакуумды газбен тазалау және сұйық күкірт диоксидін алу. Бұл үдеріс ерімеген күкірт диоксидін қалпына келтіру үшін күкірт қышқылы зауытын қолдануға бірге қолданылады. Сұйық күкірт диоксидін өндірудің орындылығы осы өнімнің жергілікті нарығының болуымен анықталады.

Күкірт қышқылын өндіру. Күкірт қышқылын алудың жақсы қалыптасқан химиялық технологиясы күкіртті жағу арқылы күкірт диоксидін алуға негізделген үдеріс. Осы әдіс бойынша жұмыс істейтін қондырғылар газдың тұрақты жоғары концентрациясында тиімді; осыған байланысты олар үшін технологиялық шектеулер саны азаяды.

Балқыту пешінен шығатын газдар 5.16 -суретте көрсетілгендей тазартылады, салқындатылады және кептіруге жіберіледі.

5.16-сурет. Күкірт қышқылы қондырғысына арналған газ тазалаудың типтік схемасы

Газдағы күкірт диоксиді содан кейін газды ванадий пентоксиді катализаторының қабаты арқылы өткізуді қамтитын байланыс үдерісі арқылы күкірт триоксидіне айналады. Кейде катализаторға цезий оксиді қосылады, бұл Үдерістің тиімділігін арттырады, әсіресе SO₂концентрациясы төмен немесе құбылмалы немесе төмен температурада. Қондырғы конструкциясы төмен температурада жұмыс істеу мүмкіндігін (жылу алмасу процестерінің тиімділігіне байланысты) қамтамасыз етуі керек. Жақсартылған катализаторлар бір контактілі қондырғылар мен қос контактілі/қос адсорбциялық қондырғылардағы түрлендіру тиімділігін арттыру үшін қолданылады.

Бір контактілі қондырғыларда газды бейтараптандырудың жоғары коэффициенттерін алу үшін үш немесе одан да көп катализатор қабаттарының қатарынан өткізеді. Күкірт триоксидін өндіру экзотермиялық үдеріс болып табылады және егер күкірт диоксидінің мөлшері айтарлықтай жылу шығару үшін жеткілікті жоғары болса, әрбір циклден кейін газды салқындату керек. Күкірт диоксиді аз болса, әр циклден кейін алдын ала қыздыру қажет болуы мүмкін. Содан кейін алынған күкірт триоксиді 98 % күкірт қышқылына сіңеді, ол одан әрі күкірт қышқылын алу үшін сұйылтылады.

Ылғалды күкірт қышқылының үдерісі қышқылдық конденсацияға (абсорбциялауға емес) негізделген, ол әсіресе құрамында 1 %- 4 % SO₂бар газдар үшін қолайлы. Бейтараптандыру коэффициентінің мәні 99 % дейін жетуі мүмкін.

Күкірт үшоксидінің болуы күкірт диоксидін бейтараптандыру үдерісіне кедергі келтіреді, сондықтан өңделген газдардағы жеткілікті жоғары мөлшерде күкірт диоксиді бейтараптандырудың тиімділігін арттыру үшін көбінесе қос жанасу/қос абсорбциялау үдерісі қолданылады. Бұл жағдайда күкірт триоксиді екінші немесе үшінші циклден кейін 98 % күкірт қышқылына сіңеді, бұл үдерістің келесі циклдерінде күкірт диоксидінің үлкен көлемін бейтараптандыруға мүмкіндік береді. Содан кейін күкірт триоксидін абсорбциялау сатысы келеді. Қос контакт/қос абсорбциялау үдерісін пайдалану күкірт диоксидін кетіру тиімділігін 98 %-дан >99,7 %-ға дейін арттырады. Сондай-ақ, егер қондырғының конструкциясы төмен температурада жұмыс істеуге мүмкіндік берсе (жылуалмастырғыштың ПӘК-іне байланысты), бұл мәнді цезий қосу арқылы катализатордың көмегімен 99,9 %-дан астамға дейін арттыруға болатыны хабарланды [44]. Ерекше жағдайларда бейтараптандыру коэффициентінің мәні 99,97 %-ға дейін жетуі мүмкін [45]. Катализатордың белсенділігі оның тозуының нәтижесінде төмендейді, бұл үш жыл жұмыс істегенде бейтараптандыру коэффициентінің мәнін 0,1 %-ға төмендетуге әкелуі мүмкін[46]. Қос контакт/қос абсорбциялау үдерісінің диаграммасы 5.17 -суретте көрсетілген.

5.17-сурет. Типтік қос абсорбциялық күкірт қышқылы зауыты

Қос контактілеу/қос абсорбция арқылы бейтараптандыру күрделі және қымбат, бірақ SO₂қалдық концентрациясының төмендеуіне қол жеткізу үшін соңғы газды күкіртсіздендіруі бар бір контактілі қондырғыны пайдалануға болады. Гипсті сыртқы сату үшін өндіруге болады немесе балама ретінде мырыш сульфитін (немесе сульфатты) өндіруге болады, ол мырышты шаймаландіру сатысында қолданылады. Бұл опциялар энергияны үнемдеуге және өндіріс қалдықтарын азайтуға ықпал етеді, бірақ шығындарды жергілікті жағдайларды ескере отырып, бейтараптандыру құнымен салыстыру керек. Гипстің нарығы болмаса, гипсті жою құнын ескеру қажет.

Катализаторды қорғау және таза қышқылды өндіру үшін контакт әдісін қолданар алдында тозаңсыздандыру маңызды. Бұл мырыш сияқты көптеген металдардың қышқыл өндірісінің концентрациясын қолайлы деңгейге дейін төмендетеді және катализатордың ластануын болдырмайды. Газ ағынын алдын ала өңдеу әдетте бар ластағыш заттарға байланысты бірнеше қадамдарды қамтиды. Өңдеу қадамдарына жылуды қалпына келтіруді салқындату, жоғары температуралы электросүзгі, сынапты скруббер және т.б. және дымқыл электростатикалық тұндырғыш кіруі мүмкін. Газды тазалау сатысында алынған әлсіз концентрлі қышқылдың құрамында әдетте 1 %-дан 50 %-ға дейін H₂SO₄болады. Сондай-ақ құрамында HCl (10 – 5000 %) және HF (10 – 1000 %, соның ішіндеH₂SiF₆) түріндегі галогенидтер бар. Қышқылдың құрамында мыс, мырыш және темір (әр металдың 2500 % дейін), сынап (1900 % дейін) және қорғасын (50 % дейін) сияқты металдар болуы мүмкін. Күшән 10 000 %-ға дейінгі деңгейде болуы мүмкін. Балқымаға берілетін шихтаның құрамына байланысты қышқылда басқа элементтер де болуы мүмкін, мысалы, алюминий, никель, хром, кадмий, висмут, сурьма және т.б. Әлсіз концентрлі қышқыл да күкірт диоксидімен қаныққан болады (әдетте SO₂концентрациясына байланысты 2000 -нан 5000 %-ға дейін). Бұл қышқылды ыдыратуға және күкірт қышқылы зауытына жіберілген газдарды сатуға арналған гипс өндіру үшін бейтараптандыруға немесе өңдеуге және жоюға және шаймаландіру сияқты бірқатар процестерге пайдалануға болады.

Күкірт қышқылын өндіру кезінде барлық қалдық тозаң мен барлық металдар пайда болған қышқылға түспеуі үшін жанасу сатысына дейін жойылады. Жанасу үдерісіне дейін тозаң мен металдарды жою бұл компоненттердің аз мөлшерде ауаға шығарылатын газдарда қалуын білдіреді. Қышқыл түтіндері соңғы газдың бөлігі ретінде мұржаға да шығарылуы мүмкін, қажет болған жағдайда бұл түтіндерді кетіру үшін шам сүзгісі немесе дымқыл тазартқышты пайдалануға болады. Тазартылған газдардағы фторидті қосылыстардың жоғары мөлшерімен шам сүзгілеріндегі буды тазарту тиімділігі төмендейтіні хабарланады.

Күкірт қышқылы зауыттарында өңделген газдарда болатын кез келген азот оксидтері алынған қышқылға сіңеді. Олардың жоғары концентрациясында борак алынады, бұл әлеуетті клиент үшін қолайсыз болуы мүмкін. Сондықтан ықтимал сату мәселесі. Сутегі асқын тотығын қоңыр (органикалық қосылыстардың болуына байланысты) күкірт қышқылын түссіздендіру үшін қолдануға болады.

SO₂деңгейінөлшеуге негізделген үдерісті бақылау баяу реакцияға әкеледі. Түсті металлургияда оттегінің деңгейін технологиялық бақылау параметрі ретінде алуға болады, дегенмен бұл жағдайда күкірт қышқылы зауытының режимдерін бақылау күкіртті жағуға қарағанда күрделірек.

5.2.2.8.1. Ылғалды катализ әдісі арқылы, шығарылатын газдардың құрамындағы күкірт диоксидін кәдеге жарату

Сипаттама

"Ылғалды катализ" әдісімен күкірт қышқылын алу технологиясы да контактілі әдіске жатады.

Газ тәрізді күкірт диоксидін алу және тауарлық сапалы күкірт қышқылын алу негізінде мыс өндірісінің ылғалды технологиялық газдарын өңдеу .

Технологиялық сипаттама

Қондырғының технологиялық схемасы 5.18.-суретте көрсетілген.

Қондырғының шикізаты - бұл мыс өндірісінен алынатын күкіртті сутегі бар газ (КСГ), ол қабылдау сепараторы және механикалық тазалау сүзгілері арқылы жануға беріледі. Су күкіртті сутегінің тотығу реакциясы өнімдерінің құрамында болады. Құрамында 99,5 % концентрациясы бар H₂S күкіртті сутегі газ дайындау блогындағы сепарациялық резеруарға беріледі.

5.18-кесте. Ылғалды катализ арқылы күкірт қышқылын өндіру/қайта алу қондырғысының схемасы

Шикізат газы құрамындағы моноэтаноламин конденсаты ұсталынады, содан кейін ауырлық күші әсерінен алдымен резервуардың төменгі бөлігіне, содан кейін құбырлар арқылы деңгейден төмен орналасқан кішірек жинау резервуарына түседі, соңында ағызылады. Күкіртті сутегі бар газды (КСГ), жағу/ күкірт қышқылының қалдықтары және құрамында күкіртсутегі бар газды жағу арқылы күкірт диоксидін SO₂ алу, келесі реакция бойынша жүреді:

2H₂S + 3O ₂→ 2SO₂+ 2H ₂O

Жанармай газы газ сепараторындағы сұйықтықтан тазартылады, содан кейін ол пеш оттықтарына түседі. Күкіртсутек циклондық пеште (жану камерасында) жағылады, нәтижесінде күкірт диоксиді SO₂пайда болады. Қазандықтан шығығарда температура 450 -ден 560 °C-қа дейін аралықта болады.

Күкірт ангидридінің конвертерде тотығуы, күкірт диоксидінің күкірт ангидридіне дейін тотығуы SO₃ конвертерде, контактілі аппаратта, яғни ванадий катализаторында жүзеге асырылады және келесі реакция бойынша жүреді

2SO₂+ O₂→ 2SO₃

Контакталы аппаратқа күкірт диоксиді берілмес бұрын күйені, күкіртті сутегі бар газды (КСГ), жағу кезінде пайда болған металдарды немесе күкірт қышқылының қалдықтарын кетіру үшін сүзгілер қарастырылған. Әрі қарай күкірт диоксиді ауамен араласады және 390 ° C температурада контакталы аппаратына түседі, онда ол қатты ванадий катализаторында күкірт оксидіне (SO₃) дейін тотығады. Реакция катализатордың үш қабатында аралық салқындатумен дәйекті түрде жүреді.

Салқындату үшін ауа үрлегіштер арқылы беріледі. Сол үрлегіштер қалдық жылу қазандықтарына ауа беруді қамтамасыз етеді. Одан әрі температурасы 430 °С күкірт диоксиді газ салқындату қондырғысына түседі, түтік шоғырларының төрт секциясынан өткеннен кейін газ 255 °С дейін салқындатылады.

Әрі қарай атмосфераға түсетін шығарындыларды және SO₃азайтуүшін силикон майының буы тұманды басқару блогынан мұржаға айдалады.

Конвертірде жылуды қалпына келтіру кезінде бу шығарылады, ол бу барабанында жиналады. Қондырғыда химиялық тазаланған су (ХТС) қолданылады, ол су ХТС блогында дайындалады. Химиялық тазартылған су деаэраторға беріледі, одан кейін қоректік сорғылар арқылы қалдық жылу қазандықтарына және жоғары қысымды су буы алынатын газ салқындату қондырғысының барабан-бу коллекторына беріледі.

Конденсаторда конденсациялау жолымен күкірт қышқылын H₂SO₄алу төменде көрсетілген реакцияға сәйкес жүреді:

SO₃+ H₂O → H₂SO₄

Газ қоспасы (ЫГКҚ) WSA) (ылғалды газдан алынған күкірт қышқылы") конденсаторында салқындатылады, онда алынған күкірт қышқылының булары сұйық күкірт қышқылы (H₂SO₄)өніміне айналады. Салқындатқыш ретінде ауа пайдаланылады, ол атмосферадан сүзгі арқылы үрлегіштермен беріледі. Аппараттан өткеннен кейін ол түтін газдарымен араласады және мұржалар арқылы шығарылады. Конденсацияланған күкірт қышқылы аппарат түтіктерінің қабырғалары арқылы қышқыл айналымы жүйесінің резервуарына түседі. Құбырдан шығатын газ температурасы шамамен 120 °C құрайды. Қышқыл температурасын 65 °С-қа дейін төмендету үшін ыстық ағынға айналымдағы суық қышқыл ағыны қосылады. Концентрациясы 92 -пайыздан 94 пайызға дейінгі күкірт қышқылы сорғыштар арқылы резервуардан айдалады: негізгі бөлігі ыстық қышқылмен араластыруға арналған рециркуляция ретінде. Күкірт қышқылының баланстық мөлшері сорғыштар арқылы айдалады.

Ылғалды катализ үдерісі Хальдор-Топсе компаниясы жасаған және әлемде де, Ресейде де кең таралған және кеңінен қолданылатын технология болып табылады. Ресейде ылғалды катализ технологиясы "Карабашмедь" ЖАҚ, РМЗ және т.б. сияқты зауыттарда күкірт қышқылын алу үшін қолданылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Күкірт диоксидінің күкірт триоксидіне айналу дәрежесі кем дегенде 99,7 % құрайды, бұл атмосфераға шығарылатын күкірт диоксидінің SO₂шығарындыларын толығымен дерлік жояды._.Күкірт қышқылын алу үшін ылғалды катализ процесі қышқылдық конденсацияға (абсорбциялауға емес) негізделген, ол әсіресе құрамында 1 – 4% SO2 бар газдар үшін қолайлы. Технологиялық газды (ЫГКҚ) (ылғалды газдан алынған күкірт қышқылы") қондырғысына бермес бұрын оны алдын ала кептіру қажеттілігін жою сарқынды сулардың пайда болуын және күкірт шығынын жоюға көмектеседі.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Үдерістің негізгі ерекшеліктері:

аппараттық схемаға сәйкес, ылғалды катализ үдерісі әдеттегі контактілі үдеріске қарағанда әлдеқайда қарапайым және үнемді;

үдерісте сарқынды сулар түзілмейді;

абсорбенттерді және қосалқы химиялық заттарды тұтынудың болмауы;

үнемді жұмыс үшін жылуды тиімді қалпына келтіру;

басқарудың қарапайым және толық автоматтандырылған жүйесі, шикізаттың тұтынуы мен құрамының өзгеруіне байланысты өзгермелі болуы.

NO_xсияқты қоспалары бар газдармен жұмыс істеуге оңай бейімделеді.

NOx өңдеу үшін күкірт диоксиді конверторының SO₂ алдына селективті каталитикалық қалпына келтіру реакторын (SCR) орнатуға болады. Аммиак газ ағынына SCR реакторының алдында газдағы NOx-ке қатысты стехиометриялық мөлшерде енгізіледі.

Азот оксиді (NO_x) төмендегі реакцияға сәйкес азот пен суға айналады:

NO + NH ₃+ ¼ O ₂→ N ₂+ 3/2H ₂O + 410 кДж / моль

(34)

Кросс-медиа әсерлер

Қолдануды және/немесе жоюды қажет ететін қатты немесе сұйық ерітінділердің (әлсіз қышқылдар) түзілуі. Күкірт қышқылының шашырауын және тұманын тазалау қажеттілігі.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

(ЫГКҚ) WSA) (ылғалды газдан алынған күкірт қышқылы") үдерісі SO₂концентрациясының3 – 5 %-ы үшін автотермиялық болып табылады, алайда 3 %-дан төмен газдар үшін әдетте газ қыздырғышымен қамтамасыз етілетін қосымша жылу қажет. Күкірт диоксиді (SO₂) концентрациясы 6 %-дан жоғары болған жағдайда (ЫГКҚ) WSA) үдерісі катализатор қабатындағы температураны бақылау үшін ауамен араластыруды қажет етеді, нәтижесінде қышқыл қондырғысының көлемі артады.

(ЫГКҚ) WSA қондырғысы арқылы өңделген газда ешқандай бөлшектер болмауы керек. Катализаторда тозаңның жиналуын азайту үшін тозаңның құрамын 1 - 2 мг/Нм³-ге дейін төмендету керек. Сондықтан (ЫГКҚ) WSA қондырғысы қолданылуына байланысты қосымша ылғалды тазалау жүйесін қажет етуі мүмкін.

"Қарабашмыс" ЖАҚ-да мыс балқыту өндірісін қалпына келтіру күкірт диоксидін кәдеге жарату цехы іске қосылып, пайдаланылған газдар барлық зиянды қоспалардан тазартылған жағдайда ғана мүмкін болды. Қолданыстағы шахталы пештер түсті металлургиядағы қолданыстағы технологиялар бойынша металлургиялық газдарды тиімді өңдеуге мүмкіндік бермеді. Алдағы өндірісті қайта құруды ескере отырып, кәсіпорын ұжымының алдында газды кәдеге жарату мәселесін оңтайлы шешу мәселесі тұрды. Шешуші салалардағы осындай мәселелерді шешу жолдарын талдау кәсіпорынның инженерлік-техникалық қызметкерлері мен акционерлеріне осы саладағы принципті жаңа технологияларды таңдауға мүмкіндік берді. Haldor Topsoe A/S және Boliden Contech AB компанияларымен технологиялар мен қондырғыларды жеткізуге келісім-шарттар жасау қайта құрудың бірінші кезеңінің мәселесін шешуге және оны одан әрі дамыту жолдарын белгілеуге мүмкіндік берді. Ылғалды катализ қондырғысы осы уақытқа дейін Ресейдің түсті металлургиясында пайдаланылмаған. Оны пайдалану тәжірибесі саланың басқа кәсіпорындарында ұқсас қондырғыларды салуға және пайдалануға мүмкіндік берді [97].

Өндірісті жаңғырту басталғаннан бері кәсіпорында өндірістің атмосфералық ауаға, су объектілеріне және топыраққа әсерін төмендететін қондырғылар орнатылды. Мұндай құрылғылардың ішінде күкірт диоксидін ылғал катализ арқылы тауарлық күкірт қышқылына кәдеге жаратуға арналған (ЫГКҚ) WSA қондырғысы, Frick 5200 қап сүзгісі және Ausmelt мыс балқыту пеші [98].

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Қарабашмыс кен орнын жаңғырту үшін ылғалды катализ әдісін қолдана отырып, күкірт қышқылын өндіру қондырғыларын қамтитын шаралар кешені өндірістің техникалық деңгейін арттыруға, бірінші кезеңнің экологиялық нәтижелерін тұрақтандыруға, металлургиялық газдарды кәдеге жарату жүйесінің сенімділігін арттыруға мүмкіндік береді. Осы нысандарды іске қосудың арқасында Қарабашмыстың өнімділігі жылына 120 мың тонна өңделмеген мыс пен 650 мың тонна күкірт қышқылына дейін артады [99].

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары. Атмосфералық ауаға түсетін күкірт диоксиді (SO₂)шығарындыларыназайту. Шикізат шығындарын азайту. Экономикалық пайда.

5.2.2.8.2. Өңделетін газдардың өзгермелі сипаттамалары жағдайында жұмыс істейтін қос контактілі/қос абсорбциялық күкірт қышқылды қондырғылар

Сипаттама

Қос жанасу әдісінің мәні күкірт диоксиді күкірт қышқылына ішінара тотықтырылғаннан кейін, технологиялық газды одан әрі тотықтыру мақсатында жанасу аппаратынан алып тастайды.

Техникалық сипаттау

Бұл үдерістің бір бөлігі ретінде газдың құрамындағы күкірт диоксиді катализатор қабаты - ванадий пентоксиді арқылы өткенде күкірт триоксидіне айналады. Цезий оксиді кейде өнімділікті жақсарту үшін катализаторға қосылады, әсіресе SO₂төмен концентрацияларынданемесе төмен температурада. Бір және қос контактілі/қос абсорбциялы қондырғылар қолданылады; соңғылары жиірек қолданылады.

Қос контактілі/қос адсорбциялы күкірт қышқылы қондырғысы газды тазарту және жуу секцияларын және төрт қабатты жанасу қондырғысын қамтиды. Ол үшін цезий оксиді қосылған заманауи катализатор қолданылады.

Қос контактілі/қос абсорбциялық жүйелердің жалпы артықшылықтары:

жалпы тиімділік және технологиялық шешімдерді білу;

сұйық сарқынды сулардың болмауы және сәйкесінше оларды тазарту мен залалсыздандыруға қосымша шығындар;

технологиялық жүйелер мен жеке қондырғылардың жұмыс уақытының жоғары қорлары;

жұмыс орталарының салыстырмалы төмен жұмыс температурасы;

оңай іске қосу және тоқтату.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

SO₂шығарындыларын азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Бұл әдіс "BMZ Kazakhmys Smelting" ЖШС (Kazakhmys Smelting) және "ӨМК Kazzinc" ЖШС-де қолданылады.

Қос контактілеу әдісін қолдану қалдық газдарындағы SO₂мөлшерін едәуір азайтуға мүмкіндік береді, сонымен қатар жанасу және абсорбциялау бөлімшелеріндегі газ көлемі азаяды. Жанасу дәрежесі шамамен 99,- 99,7 %, шығатын газдардағы күкірт диоксидінің концентрациясы 0,03 %-дан аспаған кезде өзгереді.

Кросс-медиа әсерлер

Өңдеуді және/немесе жоюды қажет ететін қатты қалдықтар мен әлсіз қышқылдарды өндіру.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

2007 жылы "SNC Lavalin" фирмасымен әзірленген екі еселік жанасуды орнатуды қолдануға металл газдардан күкірт қышқылын өндіру технологиясы Өскемен металлургиялық кешенінде енгізілді. Күкірт қышқылын өндіру қондырғысына күкірт пешінің газдары ( SO₂мөлшерімен - 8 - 25 %) және конвертерлік газдар (SO₂- 1 - 6,4 %) жіберіледі. Газ ағындарын араластырғаннан кейін күкірт диоксидінің концентрациясы 12 %-дан аспайды. Алынған күкірт қышқылының концентрациясы 92,5 – 94 % және 98 – 98,5 % [92].

Кейінірек, 2009 жылдың қазан айында Среднеуральск мыс қорыту зауытында металлургиялық өндірістің қалдық газдарын өңдеуге арналған осындай технология енгізілді. Қос жанасу/қос абсорбциялау схемасы бойынша күкірт диоксидінің триоксидке айналу дәрежесі 99,7 % кем емес [91].

Экономика

Әрбір жағдайда қондырғының құны әртүрлі болып табылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Атмосфералық ауаға түсетін шығарындыларды азайту.

Экологиялық заңнама талаптары.

Экономикалық пайда.

5.2.2.8.3. Бастапқы концентрациясы жоғары күкірт диоксидінің (SO₂) газдарын өңдейтін жаңартылған күкірт қышқылы қондырғылары

Сипаттама

Қалқымалы балқыту және конверсиялау пештерінен шыққан түтін газдарын өңдеу үшін қондырғының кірісіне 30 % - 40 % жеткізілетін газдағы SO₂концентрациясында қос жанасу/қос абсорбциялы күкірт қышқылы қондырғысы қолданылады.

Техникалық сипаттау

Қондырғыда төрт қабат қолданылады және үшінші қабаттан кейін аралық абсорбция қолдану қарастырылған. Бірінші жанасудан өткеннен кейін жылуды бу түрінде қайта қалпына келтіру жүйесімен жабдықталған заманауи катализаторлар бар.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

SO₂шығарындыларын азайту .

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

ӨMK мыс зауытының құрамында күкірт бар газдарды кәдеге жарату үшін канадалық SNC "Lavalin" компаниясы жұмыс істейді. Мыс зауытының құрамында күкірт бар газдардан 93,5 % немесе 98,5 % концентрациясы бар коммерциялық сапалы күкірт қышқылын алу қос жанасу - қос абсорбция технологиясы бойынша жүргізіледі.

Мыс Айза пешінен және мыс зауытының конвертерлерінің бастапқы бүріккіштерінен күкірт диоксиді жоғары технологиялық газдар кәдеге жарату қазандықтарында салқындатылғаннан және электр сүзгілерде тазаланғаннан кейін күкірт қышқылын өндіруге "Лавалин" SNC қондырғысына түседі. Газды қатты қоспалардан тазарту процесі жуу жүйесінде жүзеге асырылады. Жуғаннан кейін газдар кептіру мұнарасына түседі. Газды кептіру күкірт триоксидін абсорбциялау кезінде тұман пайда болуының алдын алу, сондай-ақ құрамында күкірті бар газы бар қоспадағы су буының катализаторға және бөлімшенің аппаратурасына зиянды әсерін жою мақсатында жүргізіледі. Торлы сүзгі арқылы құрғатылған газдар ванадий катализаторының төрт қабатындағы триоксидке күкірт диоксидін тотықтыратын жанасу аппаратына түседі. Жанасу аппаратының үш қабатынан өткеннен кейін газ салқындатылып, күкірт триоксидін алдын-ала ұстап, оны күкірт қышқылына айналдыру үшін аралық моногидратты сіңіргішке беріледі. Осыдан кейін газ жанасу аппаратының төртінші қабатына, күкірт диоксидінің қалған бөлігін триоксидке, содан кейін күкірт ангидридін газ қоспасынан соңғы абсорбциялау және оны күкірт қышқылына айналдыру үшін соңғы сіңіргішке беріледі.

Мыс зауытының ұсталған тозаңы қайта өңдеуге жіберіледі.

Кросс-медиа әсерлер

Өңдеуді және/немесе жоюды қажет ететін қатты қалдықтар мен әлсіз қышқылдарды өндіру.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Техника жаңа немесе қайта жабдықталған қондырғыларға қолданылады.

Экономика

Әрбір жағдайда қондырғының құны жеке болып келеді.

Ендірудің қозғаушы күші

Сатуға арналған күкірт қышқылын өндіру.

Экологиялық талаптарды сақтау.

5.2.2.8.4. Құрамында күкірт диоксидінің (SO₂)мөлшері төмен шығарынды газдарды күкіртсіздендіру

Сипаттама

Арнайы абсорберлерге суспензия/ерітінділер түріндегі сілтілі реагенттерді (мысалы, кальций карбонаты) енгізу арқылы технологиялық газ қалдықтарынан күкірт диоксидін жою, дайын затты (кальций сульфаты) түзу үшін олардың күкірт қосылыстарымен әрекеттесуі. Үдерісті бастамас бұрын газдарды тозаңнан алдын ала тазарту қажет.

Техникалық сипаттау

Шығарылған газдарды күкіртсіздендірудің (ШГКӘ) кең тараған әдістерінің бірі әк айдау болып табылады. Қолда бар ақпаратқа сәйкес, кейбір жағдайларда (мысалы, вельц-пештерде немесе вельц-оксидтерді пайдаланатын ISF пештерінде) скрубберді, сіңіргішті және газдың айналымдағы әк суспензиясымен жанасуын қамтамасыз ету жүйесін қамтитын басқа ШГКӘ жүйесі қолданылады. Тікелей ағынды скрубберде газдар салқындатылады, ылғалдандырылады және ішінара күкіртсіздендіріледі. Скруббердің артында SO₂соңғы концентрациясын талап етілгеннен төмен деңгейге дейін төмендету үшін қарсы ағынды абсорбциялау бағанасы бар.

Құрамында күкірт газы бар газдар SO₂үшін сорбент ретінде таза гипс өндіру үшін кальций карбонаты (әк < 40 мкм) суспензиясын қолданатын ШГКӘ қондырғысында өңделеді. Газдар салқындатылады, содан кейін олардан тозаң қап сүзгісінде шығарылады, содан кейін олар күкіртсіздендіру жүйесіне енеді. Күкіртсіздендіруден кейін газдар екі сатылы тамшы ұстағышқа жіберіледі, содан кейін құбырға шығарылады. ШГКӘ үдерісінің шығысындағы суспензиядан гипс алынады, содан кейін сатылымға шығады.

Бұл жағдайда айналымдағы әк суспензиясы механикалық араластырғыштармен жабдықталған бөлек резервуарлардан сорылады; Скруббер цистернасы сонымен қатар аэрация жүйесімен жабдықталған. Резервуарлардың өлшемдері барлық сіңірілген SO₂CaCO₃суспензиясымен әрекеттесетіндей етіп таңдалады, барлық күкірт қосылыстары сульфаттарға дейін тотығады және CaSO₄2H₂O синтезделген гипстің ірі түйіршікті тұнбасы түзіледі. сульфиттердің сульфаттарға дейін тотығуы, сығылған ауа. Құрамында кальций сульфаты (гипс) бар реакцияға түскен тұнба абсорбцияның бірінші сатысынан сүзу жүйесіне жіберіледі. Сүзгілі престе сусыздандырылғаннан кейін гипс престің астында орналасқан сақтау ыдысына құйылады, ол жерден қоймаға тасымалданады, содан кейін сатылады.

Бұл процестер жаңа қондырғыларға қолданылады. Технологиялық тозаңды кетіруге арналған қап сүзгілері бар қолданыстағы газ тазалау қондырғысын пайдаланған кезде, оны сүзгінің өткізу қабілеттілігі мүмкіндік берсе, гипсті ұстау үшін қолдануға болады. Сүзгі бұрыннан қолданылған кезде, температура, ылғалдылық және байланыс уақыты рұқсат етілсе, тікелей үрлеу мүмкін. Қолданыстағы сүзгі қондырғысы жеткіліксіз болуы мүмкін, өйткені тозаң мөлшері күрт артады, сондықтан оны ауыстыру қажет болуы мүмкін.

Вельц-оксидтерді қолдана отырып, вельц-пеш қондырғыларында және ISF пештерінде қолданылатын ШГКӘ жүйесі өндірілген гипстің нарығы болған жағдайда ШГКӘ үдерісінің кірісінде SO₂мөлшері 2 - 15 г/м³ болатын барлық процестерге қолданылады (шамамен 0,05 – 0,5 %).

Металлургиялық газдарды күкіртсіздендіруден алынған гипс құрамына қарай цемент (құрылыс материалдары) өндірісіне жіберілуі немесе қалдық қоймаларында жиналуы мүмкін.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

SO₂шығарындыларын азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

SO₂жою тиімділігі50 %-дан 95 %-ға дейін ауытқиды. Осы диапазонның ең жоғарғы шегіндегі алып тастау жылдамдығы жаңа арнайы жасалған қондырғылардағы тамаша жағдайларда ғана мүмкін болады.

Челябинск мырыш зауытында вельц цехының екі пешінен шығатын газдарды қосымша тазарту қондырғысын орнату жобасы жүзеге асырылуда. Жүйелер ылғалды тазалау әдісін қамтиды, ал пайдаланылған газдар арнайы сіңіргіште реагентпен - әк суспензиясымен суарылады. Мәлімделген тазарту дәрежесі 98 % құрайды. Реакция нәтижесінде құрылыс материалдарын өндіруде қолдануға болатын гипс түзіледі.

Күтілетін экологиялық әсер – күкірт диоксиді шығарындыларының 20 – 25 %-ға төмендеуі [93].

Кросс-медиа әсерлер

Энергетикалық ресурстардың, сондай-ақ шикізаттың (кальций карбонаты) қосымша шығындары.

Техникалық қызмет көрсету жұмыстары қосымша қалдықтарды тудыруы мүмкін. Тозаңды қайта пайдалану мүмкін болмаса, қоқысқа тастау қажеттілігі.

Энергетикалық ресурстарға, сонымен қатар материалдық ресурстарға (сорбент ретінде қолданылатын заттар) қосымша шығындар. Дегенмен, натрий негізіндегі скрубберлердің энергия шығыны сорғы рециркуляциясының төмен жылдамдығына және қысымның төмен төмендеуіне байланысты әк скрубберлеріне қарағанда төмен екенін атап өткен жөн. Дегенмен, натрий скруббері Na₂SO₃сарқынды суларын тазартуды қажет етеді . Сарқынды су әдетте Na₂SO₄-ке дейін тотығады және мамандандырылған орындарда жойылуы мүмкін.

Кальций сульфатына нарықта сұраныс болмаса, қалдықтардың қосымша көлемі түзілуі мүмкін.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Әдетте жаңа қондырғыларға қатысты. Қолданыстағы қондырғыларда қолдану мүмкіндігіне келетін болсақ, қолданыстағы тозаң жинағыш қондырғының өнімділігі төмен болған жағдайда технологиялық желіні жаңарту (қолданыстағы тазалау қондырғысын ауыстыру) қажет болуы мүмкін және басқа факторлар:

тозаң мен кальций сульфатын ұстау үшін бірге пайдаланған кезде тозаңның қосымша көлемін ұстау жағдайында орнатылған қап сүзгісінің жеткіліксіз сыйымдылығы;

белсенді сүзгіге тікелей айдауды пайдалану температураның, ылғалдылықтың және әсер ету уақытының жеткілікті көрсеткіштерімен мүмкін болады.

Экономика

Әрбір жағдайда қондырғының құны жеке болып келеді.

Ендірудің қозғаушы күші

SO₂ шығарындыларын азайту.

5.2.2.8.5. Әлсіз шоғырланған газдардан (< 1 %) күкіртті алу үшін полиэфир негізіндегі еріткішті пайдаланып абсорбциялау/десорбциялау

Сипаттама

Күкірт диоксидін сіңіре алатын амин немесе полиэфир негізіндегі еріткішті пайдалану, содан кейін ол десорбсияланады және күкірт қышқылы қондырғысына қосалқы ағын ретінде жіберіледі немесе күкірт қышқылын және сұйық күкірт диоксидін алу үшін сумен реакция арқылы жойылады.

Техникалық сипаттау

Жанармайдан да, кен концентраттарынан да күкірт диоксидінің (SO₂) атмосфералық шығарындыларын азайту және жылу мен көміртегі тотығы түріндегі энергияны қалпына келтіру үшін электр станциясы бір істікшелі күкірт қышқылы қондырғысымен және күкірт газын қалпына келтіру процесімен бірге қолданылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Жылудың және көміртегі оксидінің (СО)-нің қалпына келуі.

SO₂шығарындыларын азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Мыс балқытуға арналған шахталы пештерден шығатын газдар көміртегі тотығының салыстырмалы жоғары концентрациясымен (шамамен 10 %) және технологиялық жылумен сипатталады. Тиісінше, пайдаланылған газдар құнды энергия көзі болып табылады, бірақ оларда SO₂де бар. Газдар қосымша отын көзі ретінде пайдалану және жылуды қалпына келтіру үшін жергілікті электр станцияларына жіберіледі. Осылайша, электр станциясынан шығатын газдардың құрамында, пеш газдарының және отын газдарының құрамында да күкірт диоксиді (SO₂)бар, сондықтан газды алу үшін абсорбциялау/десорбция үдерісінде қолданылатын полиэфирлі материалдарды пайдалана отырып, жоғары концентрациялы күкірт диоксидін (SO₂) алу үшін абсорбция/десорбция қондырғысында одан әрі өңделеді.

Бұл газ бір контактілі қондырғыда күкірт қышқылына айналады. Атмосфераға шығарылғанға дейін осы үдерістің шығуындағы шығарылатын газдардың құрамындағы SO₂ концентрациясы 200 – 600 мг/м3-ден аз. [56] аз.

Конверсиядан кейін балқыту пешінен шығатын газдардың құрамында күкірт диоксидінің (SO₂) концентрациясы 5 %-дан 12 %-ға дейін болады_.Оларды тазартып, абсорбциялық-десорбциялық қондырғының концентрацияланған газымен полиэфирлі материалдарға араластырады, олардағы SO₂концентрациясын12 %-ға дейін жеткізеді, содан кейін күкірт қышқылы цехына жібереді. Бұл қондырғыда құрамында концентрациясы 6 - 8 г/м³күкірт диоксиді (SO₂)бар күкірт қышқылы мен қалдық газдар өндіріледі, оларды қалпына келтіру үшін полиэфирлі материалдардағы абсорбциялық және десорбциялық қондырғыға жібереді.

Кросс-медиа әсерлер

Энергияны тұтынудың артуы.

Тазартуды және/немесе кәдеге жаратуды қажет ететін әлсіз қышқылдар мен сарқынды сулардың пайда болуы.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Техника құрамында күкірт диоксиді төмен газдарды өңдеуге қолданылады.

Экономика

Әрбір жағдайда қондырғының құны жеке болып келеді.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары.

Күкірт диоксиді шығарындыларының азаюы.

5.2.3. Екінші реттік мыс өндіру кезіндегі шығарындыларды азайтуға арналған техникалар

Екінші реттік мыс өндірісінде концентрацияларының кең ауқымымен және мыс құрамының әртүрлі болуымен, сондай ақ басқа металдар немесе басқа элементтермен (мысалы, металл, оксид, сульфид) сипатталатын қайталама материалдардың кең спектрі қолданылады (метал сынықтары, сынықтар/төгінділер, тозаң). Сондай-ақ құрамында мыс және басқа металдар бар қалдықтарды, яғни электронды сынықтарды қайта өңдеуге болады.

Екінші реттік шикізат көзі қышқылдардың, мұнай өнімдерінің, органикалық ластағыш заттардың (балқыту кезінде ПХДД/Ф түзуі мүмкін) болуына байланысты ықтимал шығарындылар туралы ақпаратты бере алады. Бұл атмосфераға, су ортасына және топыраққа ықтимал шығарындыларға тікелей әсер етеді және осы компоненттердің кез келгені шығарылуы мүмкін. Материалдардағы ластағыш заттардың немесе күтпеген қосылыстардың болуын бақылау (мысалы, сүзгілеу және сұрыптау арқылы) дайын өнімнің тазалығы мен шығарындыларды азайту тұрғысынан үнемді болуы мүмкін.

Материалдың физикалық күйі сақтау және өңдеу әдістеріне де әсер етеді. Материалдар тозаңды, майлы болуы мүмкін, мөлшері бойынша әр түрлі болуы мүмкін: ұсақ тозаңнан үлкен бөліктерге дейін. Бұл факторлар жеткізу, сақтау және өңдеу әдістерін таңдауға әсер етеді. Төменде көрсетілген басқа әдістермен бірге бастапқы шикізатты өңдеу әдістері қолданылады.

Екінші реттік шикізатты учаскеге әртүрлі көлік құралдарымен, үйіндіде, қаптарда (биг пакеттерде) немесе бөшкелерде жеткізуге болады.

Қырындылар, кескіштер және шлам сияқты ірі компоненттер мен материалдар ашық, жабық немесе ғимараттардың ішінде болуы мүмкін бетон төсемдерде сақталады. Кейбір дөрекі материалдар жабынды зақымдауы мүмкін болса, қапталған төсемдерде сақталмайды. Бір-біріне ұқсамайтын материалдар әдетте әртүрлі қорытпаларға арналған материалдар мен композициялардың әртүрлі сорттарын бөлу үшін бөлек қабаттарда сақталады.

Сондай-ақ тозаң басқан материалдар ашық, жабық немесе ғимараттардың ішінде болуы мүмкін бөлек үймелерде сақталады. Бұл материалдар аммиак немесе химиялық құрамына байланысты арсин (күшән сутегі) немесе стибин (сурьма сутегі) сияқты басқа газдарды түзу үшін өздігінен тұтануы немесе ылғалмен әрекеттесуі мүмкін. Сондықтан сақтау әдістерін таңдағанда, осы факторларды ескеру қажет. Суық тозаңдатқыш материал құрғақ, тозаңсыз үгінді қалыптастыру үшін меласса сияқты байланыстырғыш материалмен жабылуы мүмкін. Шикізатта байланыстырушы заттың болуы пирометаллургиялық процестердің параметрлеріне әсер етпейді.

Екінші реттік шикізат майлар, қышқылдар және органикалық заттар сияқты әртүрлі басқа материалдармен ластануы мүмкін, оларды дренаждық жүйелерге жууға болады. Мұндай заттардың жаңбыр суын және басқа да сарқынды суларды ластау мүмкіндігі тиісті учаскелерден сарқынды суларды сақтау және тазарту әдістерін әзірлеу кезінде ескеріледі. Су объектілерінің ластануына жол бермеу үшін учаскелерді жағалау, олардың бетін герметизациялау және мұнай ұстағыштар қолданылады.

Материалдарды өңдеу кезінде сақтау әдісіне байланысты әртүрлі әдістер қолданылады. Грейферлер, конвейерлер, бульдозерлер, алдыңғы тиегіштер, экскаваторлар қолданылады. Қайта өңделген материалдарды пайдалану және алдын ала өңдеу алдында жиі араластыру қажет, бұл жағдайда аралық сақтау орындары қолданылады.

Шикізатқа байланысты келесі процестер қолданылады:

құрамында мыс бар негізгі және екінші реттік материалдардың (тозаң, штейн, қақ, қож, анод шламы және т.б.), электронды сынықтар мен құрамында мырыш және басқа да материалдар бар кейбір шикізаттарды балқыту және көпіршікті мысқа айналдыруға арналған ISASMELT пеші;

KRS, мыс қорытпасының сынықтары, электронды сынықтар, жоғары мыс қождары, мыс қождары, түтін тозаңдары, шламдар сияқты екінші реттік мыс материалдарды балқыту және тазартылмаған мысқа айналдыру үшін;

мыс пен мыс/құрамында қорғасыны бар материалдарды (тозаң, қақ, қож, төмен сұрыпты Бағалы металдар, анодты шлам, мыс қорытпасының сынықтары, төмен сұрыпты штейн, мыс-қорғасын концентраттары) кең ауқымын балқытуға арналған электр пеші;

тотықсыздандырғыш ретінде темір немесе мыс-темір сынықтарын пайдалана отырып, екінші реттік тотықты және құрамында металды мыс бар материалдарды балқытуға арналған шағын балқыту-домна пеші;

TBRC, мыс сынықтарын және мыс қорытпаларын, қождарды және күрделі концентраттарды балқыту үшін;

Contimelt, ол қара және көпіршікті мысты, жоғары сапалы мыс сынықтарын және мыс анодтарын өндіруге арналған анод сынықтарын балқыту және өңдеу үшін үздіксіз екі сатылы үдеріс.

Ausmelt/ISASMELT пеші және KRS бір зауытта екі сатылы балқыту және түрлендіру үдерісін үзіліспен қолдана алады, бұл материалдарды бір пештен екіншісіне жылжыту кезінде қосымша шығарындыларды болдырмайды.

Қайта өңделген материалдардан мыс өндірісі жаңа технологиялардың енгізілуіне байланысты жылдар бойы энергияны үнемдей бастады. KRS қондырғысының энергия сыйымдылығы 1080 кВт/т шикізатты құрайды, бұл домна пешінің, конвертордың және қорғасын-қалайы қорытпасы зауытының ескі жүйесіне – 2300 кВт/сағ қарағанда айтарлықтай төмен.

5.2.3.1. Екінші реттік мыс өндіру кезінде атмосфераға балқыту пештерінен шығарылатын шығарындыларды болғызбау және азайту әдістері

Технологияның сипаттамасы:

қолданылатын пешке және орнатылған тазалау жүйесіне сәйкес шикізатты пайдалану;

теріс қысыммен жұмыс істеу, жабық пештер/жүктеу жүйелері, тиісті корпустар, қоршаулар, жабық науаларды пайдалану, тиімді аспирациялық жүйесі бар екінші сорғыштар және одан кейінгі тозаңсыздандыру және газ тазалау жүйелері;

газды тазарту (бастапқы және екінші реттік): қап сүзгілерімен біріктірілген циклондар; қос контакт/қос абсорбция қондырғысы, скруббер, құрғақ әк/сорбалит қосу, адсорбенттерді қосу, сынапты кетіру жүйелері, күйдіру, сөндіру.

Техникалық сипаттау

Шикізатты пешке және орнатылған тазалау жүйесіне сәйкес пайдалану

Шығарындылардың алдын алу пешті дұрыс жобалау және шығарындыларды азайту жүйесін және жобалық талаптарға сәйкес тиісті шикізатты пайдалану арқылы жүзеге асырылады.

Шикізатты алдын ала өңдеу талап етілетін технологиялық өнімділікке қол жеткізу үшін қажет, мысалы, ұсақ және суспензиялы шикізат түйіршіктелген немесе баламалы түрде араластырылған немесе кептірілген және пневматикалық айдалады. Органикалық материалдардың болуына байланысты екінші реттік мыс өндірісінде балқыту сатысына дейін жаңқаларды майсыздандыру сияқты басқа алдын ала өңдеулер қолданылуы мүмкін.

Теріс қысыммен жұмыс істеу, жабық пештер/жүктеу жүйелері, тиісті қоршаулар, қоршаулар, жабық шұңқырларды пайдалану, тиімді аспирациялық жүйесі бар екінші реттік сорғыштар және одан кейінгі тозаңсыздандыру және газ тазалау жүйелері

Тығыздалған тиеу жүйелерін (мысалы, қосарланған сорғыштар, есік тығыздағыштар, жабық конвейерлер және фидерлер), сондай-ақ тығыздалған немесе жабық пештер пайдаланылуы мүмкін. Пеште қысымның пайда болуын болғызбау үшін жеткілікті газды алу жылдамдығымен теріс қысымды жұмыс қолданылады.

Пештер желдетілетін қораптарда жабылады немесе қаптамалар қолданылады. Сорғыштар сияқты сору жүйелері пештің тиеу және шығару аймақтарынан түтінді ұстау үшін қолданылады. Жинау тиімділігі сорғыштардың тиімділігіне, арналардың тұтастығына және жақсы қысымды/ағынды басқару жүйесін пайдалануға байланысты.

Ausmelt/ISASMELT немесе KRS пешін пайдалану материалдарды бір пештен екіншісіне жылжыту кезінде шығарындыларды болдырмайды, өйткені бұл пештер бір зауытта үзіліссіз екі сатылы балқыту және конверсиялау үдерісін қолдана алады.

Күшейтілген сору жүйесін пайдалану

Шығару жылдамдығын реттеу ауыспалы жылдамдықты желдеткіштерді пайдалану арқылы, сондай-ақ жүктеме жағдайларына сәйкес сору жүйесін автоматты түрде реттеу арқылы мүмкін болады. Автоматты демпферді басқару жақсы соруды қамтамасыз ету және сору күшін тым көп энергияны пайдаланбай, түтіннің көзіне бағыттау үшін қолданылады. Басқару элементтері үдерістің әртүрлі кезеңдерінде алу нүктесін автоматты түрде өзгертуге мүмкіндік береді. Айнымалы жылдамдықты желдеткіштер экстракция жылдамдығының өзгеретін жағдайларға қолайлы болуын қамтамасыз ету үшін пайдаланылады.

Жүйелер, сондай-ақ оңтайлы жинау тиімділігін қамтамасыз ету және ұйымдастырылмаған шығарындыларды болғызбау үшін желдеткіштерді, клапандар мен демпферлерді автоматты түрде басқару үшін қолданылады.

Бүкіл аспирациялық жүйенің жұмысын жүйелі түрде бақылап отыру керек, сонымен қатар пештердің, сорғыштардың, ауа өткізгіштердің, желдеткіштердің және тазалау жүйелерінің тұрақты мониторингі мен профилактикалық қызмет көрсетуі қажет.

Қалдық газдарды өңдеу

Екінші реттік мыс өндірісінің газсыз құрамы пайдаланылатын шикізат/отынның құрамына байланысты. ҰОҚ және диоксин шығарындыларын азайтуға газ температурасы 950 °С жоғары пеште қол жеткізуге болады. Диоксиндердің қайта түзілуі газды жылдам салқындату арқылы (сөндіргіш немесе утильдеу қазандығы) алдын алады. Қап сүзгілері тозаң мен металдар үшін қолданылады; кейбір жағдайларда ҰОҚ, ПХДД/Ф және сынап шығарындыларын азайтатын белсендірілген көмір инъекциясымен біріктірілген. Екінші реттік сорғыш газдарды технологиялық үдерістен тыс газдармен бірге өңдеуге болады.

Екінші реттік балқыту зауыттарынан шығатын бастапқы газдардың құрамында шикізаттың құрамына және қолданылатын үдеріске байланысты күкірт диоксиді бар (мысалы, домна/білік пеші үшін қажет кокс). Пештерден шығатын SO2 жоғары концентрациясы бар газдар күкірт қышқылын немесе сұйық SO2 алу үшін қос контактілі/қос абсорбциялау қондырғысына жіберіледі. Технологиялық газдар тазарту жүйесінен алдын ала құрғақ ыстық ЭСҚ-да, содан кейін дымқыл ESP-де өтеді. Жылуды утильдеу қазандығында қалпына келтіруге болады, онда бу басқа процестерде пайдалану немесе ғимараттарды жылыту үшін пайда болады.

Құрамында күкірт диоксиді (SO2) аз шығарылатын газдар үшін күкірт диоксидін жоюға әк сүзгісін енгізу арқылы қол жеткізуге болады.

Адсорбенттер (мысалы, белсендірілген көмір) сүзгі жүйелеріне диоксиндерді және басқа ҰОҚ жою үшін қажет болса қосылады немесе басқа әдістер қолданылуы мүмкін.

Жиналған тозаң металды алу үшін өңделеді.

Екінші реттік пайдаланылған газдар әк немесе басқа материалдарды қосу арқылы қап сүзгісінде тозаңсыздандырылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Атмосфераға тозаң мен металл шығарындыларын азайту.

Атмосфераға SO2 шығарындыларын азайту және күкіртті алу.

ПХДД/Ф және ҰОҚ шығарындыларын азайту.

Ұсталған тозаңды қайта пайдалану арқылы шикізатты қалпына келтіру.

Утильдеу қазандығы арқылы энергияны қалпына келтіру.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Мәліметтер жоқ (екінші реттік мыс өндірісі КТА-ға кірмеді).

Кросс-медиа әсерлер

Энергияны пайдалануды арттыру.

SO2, диоксиндер мен сынапты кетіру үшін әк, белсендірілген көмір және басқалар сияқты қоспаларды қолдану .

Жиналған тозаңды үдеріске қайтару немесе қайта пайдалану мүмкін болмаса, қалдықтардың пайда болуы.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Әдістер шикізаттың түріне байланысты жаңа және жұмыс істеп тұрған екінші реттік мыс балқыту зауыттарына қолданылады.

Ылғал тазартқышты қолдану мүмкіндігі келесі жағдайларда шектелуі мүмкін:

айқаспалы әсерлерге байланысты өте жоғары газ ағынының жылдамдығы (қалдықтардың және сарқынды сулардың айтарлықтай мөлшері);

құрғақ аймақтарда судың көп мөлшері қажет және сарқынды суларды тазарту және тиісті орталар қажет.

Қос жанасу/қос абсорбциялау қышқылды қондырғылардағы жоғары газ концентрациясы бар SO2 алу негізінен қайта өңделген күкіртті материалдарды немесе қайта өңделген материалдар мен бастапқы концентраттардың комбинациясын өңдейтін пештер үшін қолданылады. Құрамында SO2 аз қалдық газдар үшін SO2 жоюдың басқа әдістері қолданылады. Сынапты азайту әдістерін қолдану шикізаттың түріне байланысты болады.

Экономика

Әрбір жағдайда жабдықтың құны жеке болып табылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары.

Энергия мен шикізатты үнемдеу.

5.2.3.2. Екінші реттік мыс өндірісінде ПХДД/Ф шығарындыларын азайту

Сипаттама

Қарастырылатын техникалар:

пешке және ластануды бақылаудың қолданылатын әдістеріне сәйкес шикізатты таңдау;

жанудың оңтайлы шарттары;

жартылай жабық пештерде шикізаттың шағын қоспаларын беретін тиеу жүйелері;

жоғары температурада (> 850 °С) пештегі диоксиндердің термиялық деструкциясы;

пештің жоғарғы аймағына оттегін айдау;

> 250 °C температурада тозаңның жоғары деңгейіне әкелетін сору жүйелерін болғызбау;

жану камерасы;

400 -ден 200 °С-қа дейінгі температура диапазонында пайдаланылған газдарды жылдам салқындату;

тозаңсыздандыру алдында адсорбциялық агентті (мысалы, белсендірілген көмір, қоңыр көмір кокс, әк) енгізу;

тиімді тозаң жинау жүйесі.

Техникалық сипаттау

Шығарылуы мүмкін органикалық көміртекті қосылыстарға синтетикалық немесе минералды органикалық материалдардың (май, пластмасса және т.б.) толық жанбауы нәтижесінде пайда болатын ПХДД/Ф s жатады.

Қайта өңделген материалдардың органикалық және/немесе галогендік ластануын анықтауға болады, осылайша пеш пен азайтудың ең қолайлы комбинациясы ПХДД/Ф шығарындыларының алдын алу үшін пайдаланылуы мүмкін.

Қажет болған жағдайда, белгілі бір пешке немесе қолданылатын үдеріске байланысты органикалық ластануды кетіру үшін сынықтарды алдын ала өңдеуді қолдануға болады.

Жану жағдайларын жақсарту байытылған ауаны немесе таза оттегін пайдалануды және оттегінің жанғыш материалмен жақсартылған араласуын қамтиды, нәтижесінде жану температурасы немесе жоғары температурада тұру уақыты артады. Нәтижесінде, ҰОҚ, соның ішінде ПХДД/Ф тотығады.

Пештерді тиеу жүйелерінің модификациясы жартылай жабық пештерде шикізаттың шағын, біркелкі қоспаларын алу үшін қолданылады. Бұл зарядтау кезінде пештің салқындатылуын азайтады және жоғарырақ газ температурасын сақтайды, бұл Үдерісті оңтайландыруға және бастапқы ПХДД/Ф синтезін болғызбауға көмектеседі.

Диоксиндерді термиялық деструкциялау пеште 850 °С жоғары газ температурасында өндірістік үдерістің ұзақ ағынымен жүзеге асырылуы мүмкін. Содан кейін диоксиннің ректификациясының алдын алу газды 200 °С-қа дейін жылдам салқындату арқылы қол жеткізіледі. Кейінгі оттықтарды өндірілген газдарды өңдеу, содан кейін оларды тез салқындату үшін де пайдалануға болады. Пештердегі газдарды кейінгі оттықта өңдеу мүмкін болмаған жағдайда, оларды балқу аймағынан жоғары қарай оттегін қосу арқылы тотықтыруға болады.

ПХДД/Ф қозғалмайтын қабатта немесе жылжымалы қабаттағы реактордағы белсендірілген көмірге, немесе активтендірілген көмірді немесе басқа қоспаларды газ ағынына айдап, содан кейін оны сүзгі тозаңы ретінде жою арқылы адсорбциялануы мүмкін. Қоспаның мөлшері мен құрамы көбінесе технологиялық үдеріске және бастапқы материалдардың шығу тегі мен құрамына байланысты.

Жоғары тиімді тозаңды сүзу тозаңды ұстауға және кейде сіңірілетін диоксиндерді кетіруге көмектеседі.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

ПХДД/Ф шығарылымдарының алдын алу және азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Мыс диоксиндердің түзілу катализаторы қызметін атқарады. Бұл органикалық және хлор мөлшері төмен екінші реттік шикізатты балқыту басқа түсті металдарды өндіруден күтілетіннен гөрі азықтық газда диоксиндердің көп болуына әкелетінін білдіреді.

ПХДД/Ф деңгейі сонымен қатар үдерістің нақты параметріне (білік пешінің жоғары қалпына келтіру әлеуетіне байланысты диоксиндердің дамуы басқа пештерге қарағанда көбірек) және түтін газдарының ерекше жағдайларына (мысалы, температура, әртүрлі температурада тұру уақыты) байланысты. температура терезелері, SO₂мазмұны).

Aurubis Lunen-де KRS балқыту кезінде пайда болуы мүмкін диоксиндерді термиялық жоюға арналған. Олардың бастапқы синтезін болғызбау үшін утильдеу қазандығынан шығатын газдар тез салқындатылады. ПХДД/Ф үш жылда бір рет өлшенеді. Өлшенетін мәндер 0,01 нг I-TEQ/м³және 0,1 нг I- TEQ/м³.

Aurubis Hamburg диоксиндердің термиялық деструкциясы жоғары температурада (950 °С жоғары) электр пешінде жүзеге асырылады. Реформингтік диоксиннің алдын алу газды жылдам салқындату арқылы қамтамасыз етіледі. Қышқыл шығаратын зауытта одан әрі өңдеу диоксиндердің пайда болуын болдырмайды.

Aurubis Olen-де қап сүзгілерінің алдында әк және белсендірілген көмір бар тазалау жүйесі орнатылды. Ластанған материалдың мөлшерін азайту үшін сынықтар да алдын ала сүзіледі. ПХДД/Ф өлшеулері жылына үш рет жүргізіледі. Өлшенетін деңгейлер 0,03 - 0,5 нг I-TEQ/ нм³ ( Contimelt зауыты үшін, тазартылмаған мыс, жоғары сұрыпты мыс сынықтары мен анод сынықтарын балқыту және тазарту үшін) және 0,026 - 0,25 нг I-TEQ/ Нм³ (үшін) диапазонында. катодты мысты және сым штангасын өндіру үшін жоғары тазалықтағы сынықтарды өңдейтін Contirod зауыты).

Boliden Ronnskar TBRC пешінен шығатын газдар салқындатылады, содан кейін әк және белсендірілген көмір енгізіледі, газдар қап сүзгісінде тазартылады. ПХДД/Ф жылына бір рет өлшенеді, эмиссия деңгейлері 0,05 нг I- TEQ/Nm³төмен.

Umicore Hoboken кіретін шикізатты диоксиннің бар-жоғын үнемі тексереді. Шикізаттағы диоксиндер ISASMELT пешінде жойылады. Газдарды жылдам сөндіру жаңа диоксиндердің пайда болуын болдырмайды; катализатордың жанасу қабаттарындағы реакция да жаңа диоксиндердің түзілуін жояды. Шығарылым деңгейі 0,001 нг I-TEQ/Nm³төмен .

Montanwerke Brixlegg-де газдың құрамындағы органикалық заттар регенеративті кейін жағу арқылы жойылады. Білік пешінен шығатын түтін газындағы ПХДД/Ф концентрациясы біртіндеп 0,31 нг I-TEQ/Nm³дейін төмендеді.

Metallo-Chimique Beerse-де шағын балқыту пеші сорбалит енгізілген бөлек түтік ұшы адсорбциялық сүзгімен жабдықталған. Сорбалит - әк пен белсендірілген көмірдің қосындысы. Пештің мойнында диспенсер орнатылған. Құбыр соңындағы адсорбциялық сүзгінің өнімділігі 100 000 Нм³/сағ. ПХДД/Ф жылына екі рет өлшенеді. <0,1 нг I-TEQ/Нм³деңгейлерінеқолдау көрсетіледі.

Бастапқы түтін газдарын тазарту үшін сорбалит енгізілген қапшық сүзгімен (70 000 Нм³/сағ) жабдықталған^.ПХДД/Ф жылына екі рет әрқайсысы алты сағаттан өлшенеді. 0,01 нг I-TEQ/Нм³және 0,1 нг I-TEQ/Нм³арасындағы деңгейлерге қолдау көрсетіледі.

Кросс-медиа әсерлер

Жиналған тозаңның жоғары ПХДД/Ф концентрациясы болуы мүмкін және өндіріс үдерісіне қайтарылған кезде оны жою немесе мұқият өңдеу қажет болуы мүмкін.

Қоспаларды/адсорбенттерді қолдану.

Қуатты тұтынудың жоғарылауы (соңғы оттық).

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Жалпы қолданылады. Жаңа және жұмыс істеп тұрған мыс балқыту зауыттарында қолданылатын әдістердің оңтайлы үйлесімі шикізат түріне және қолданылатын пешке байланысты.

Экономика

Әрбір жағдайда қондырғының құны жеке болып келеді.

Адсорбент шығындарын азайту үшін сүзгі тозаңын үдеріске қайтаруға болады.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары.

5.2.3.3. Екінші реттік мыс өндірісінде регенеративті оттықты қолдану арқылы пештің шығарындыларын азайту

Сипаттама

Қап сүзгісі мен регенеративті термиялық тотықтырғышты (РТТ) қолдану Техникалық сипаттау

Ұшпа органикалық қосылыстар (ҰОҚ) мен қалдық көміртегі оксиді (СО) екінші реттік мыс өндірісінен шығатын газда жағымсыз ластағыш болуы мүмкін. Бұл қоспаларды пештен шыққан газдардан тазарту үшін кейінгі оттықтардың, салқындату жүйелерінің және тозаңды бақылау жүйелерінің комбинациясы пайдаланылуы мүмкін.

Оттықтан кейінгі қондырғы артық оттегін, жоғары температураны (>850 °C) және газ ағынындағы барлық органикалық көміртекті ыдыратуға және жағуға және ПХДД/Ф қоса, органикалық қосылыстарды техникалық жоюға жеткілікті тұру уақытын қамтамасыз етеді. Содан кейін газдар диоксиндер мен фурандардың қайта түзілуін болғызбау үшін сөндіріледі немесе қажет болса, жылуды қалпына келтіру үшін салқындатылады және тозаңнан тазарту үшін қап сүзгісіне жіберіледі.

РТТ түтін газының жылу энергиясын пайдалану үшін регенеративті жүйені пайдаланады. Бұл жүйе түтін газдарынан жылуды сіңіретін керамикалық материалдардың қабатын пайдаланады. Жұтылған жылу кіретін технологиялық газды алдын ала қыздырады және органикалық қосылыстарды бұзады. РТТ -қа кірер алдында пайдаланылған газдар қап сүзгісінде тозаңсыздандырылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

CO, ҰОҚ және ПХДД/ Ф шығарындыларын азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Montanwerke Brixlegg қондырғысында шығарылатын газ ағыны білік пешінен сорылады және қысыммен оттықтан кейінгі регенеративті қондырғыға үрленеді. Жиілікпен басқарылатын желдеткіш пештен шыққан түтін мен газды ұстауға арналған, содан кейін ол РТТ -қа үрленеді. Тозаңнан сүзілген газ шығарындылары РТТ -қа 110 °C температурада үрленеді. РТТ ішінде пайдаланылған газ керамикалық сүзгілерде өңделеді және табиғи газ оттығымен 950 °C дейін қызады. Осылайша, органикалық қосылыстар, соның ішінде диоксиндер СО2 -ге дейін тотығады.

Кросс-медиа әсерлер

РТТ табиғи газбен жұмыс істеуі керек.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Бұл әдіс ПХДД/Ф және CO қалдық концентрациясы жоғары пештерге қолданылады.

Экономика

РТТ-ның пайдалану шығындары негізінен шығарылатын газ өңделетін білік пешінің жұмысына байланысты. Табиғи газдың мөлшері пайдаланылған газдардағы органикалық қосылыстарды тотықтыру үшін қажетті жылу жағдайларымен анықталады.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары.

РТТ-ның энергия тұтынуы қалпына келетін кейінгі оттыққа қарағанда шамамен 75 % төмен.

5.2.3.4. Екінші реттік мыс өндіру кезінде пештерден шығатын азот оксиді (NO_X) қосылыстарының шығарындыларын азайту

Сипаттама

Қарастырылатын техникалар:

жану үшін таза оттегін пайдалану (оттегі – отындарының оттықтары);

белгілі бір жағдайларда оттегімен байытуды пайдалану;

инертті газбен қамтамасыз ету.

Техникалық сипаттау

Жану кезінде азот оксидінің (NO_X) түзілуі газ фазасындағы азоттың (N₂)температурасы мен парциалды қысымы арқылы анықталады. Пирометаллургиялық процестер жоғары температураны қажет ететіндіктен, NO_Xшығарындыларын азайту шаралары әдетте N₂парциалды қысымдытөмендетуге негізделген. Бұған жану ауасының орнына таза оттегін пайдалану арқылы қол жеткізуге болады.

Ауаны оттегімен байытуды қолдану да жағымсыз әсер етуі мүмкін, бірақ ол жергілікті жерде жану температурасын арттырады. Бұл NO_Xтүзілуіне ықпал етуі мүмкін, сондықтан бұл көрсеткішті бақылау қажет.

Инертті газды беру азот оксидтерінің өндірісін азайтады. Мұндай инертті газ ішінара жану камерасына кері бағытталуы мүмкін.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

NO_Xшығарындыларының алдын алу.

Жанғыш газ көлемінің азаюы есебінен түтін газдарының мөлшерін азайту.

Энергияны пайдалануды азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Қайта өңделген мыс үшін азот оксиді шығарындыларының әдеттегі деңгейлері пештің түрі мен үдерісіне байланысты 20 мг/Нм³пен 400 мг/Нм³диапазонында хабарланады.

Оттықта таза оттегін пайдалану ауаны пайдаланумен салыстырғанда жалындағы азоттың парциалды қысымын төмендетеді, нәтижесінде NO_Xазаяды.

Екінші реттік мыс өндірісінен азот оксиді шығарындыларының деңгейі технологиялық қондырғының түріне, сондай-ақ отын түріне, оттық конструкциясына, жану ретіне, жылу шығару мен жылу беру жылдамдығына байланысты.

Пеште атмосфералық ауаның болуын да ескеру қажет. Көптеген жағдайларда атмосфералық ауаны тұтынудан аулақ болу қиын. Мұны істеу үшін пеш толығымен жабылуы немесе оң қысыммен жұмыс істеуі керек (бірақ бұл ұйымдастырылмаған шығарындыларды тудыруы мүмкін).

Кросс-медиа әсерлер

Шығарылатын газдардың жоғары температурасы отқа төзімді төсемнің беріктігін төмендетеді.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Пирометаллургиялық процестердің көпшілігінде оттегі-отынды жағу әдісін қолдануға болады. Қолданылатын әдістер пештің геометриясына және жұмыс режиміне, сондай-ақ отын түріне, оттық конструкциясына, жану ретіне және жылу шығару және жылу беру жылдамдығына байланысты. Әдістер пеште атмосфералық ауа болмаған жағдайда жарамды. Жаңа қондырғылар/жабдықтар үшін немесе бар қондырғыларды қайта жаңарту үшін пайдалануға болады.

Экономика

Оттегі - отындық оттықтардың экономикалық пайдасы негізінен жұмыс өнімділігін арттыруға және энергия шығындарын азайтуға байланысты (өйткені ластануды бақылау жүйелерін азайтуға болады).

Іске асырудың қозғаушы күші

Шығарындыларды азайту.

Энергия үнемдеу.

Оттық жалынының жоғары температурасына байланысты балқу уақыты қысқарады.

5.2.3.5. Екінші реттік мыс өндіру кезінде тарату пештерінен атмосфераға шығатын шығарындылардың тасталуын болғызбау және азайту әдістері

Балқытылған металды (мысалы, тазартылмаған мыс, конвертерлік мыс, тазартылмаған мыс) үздіксіз өңдеуді қамтамасыз ету және металл мен қождың дұрыс бөлінуін қамтамасыз ету үшін мыстың екінші реттік өндірісінің үлестірмелі пештері қолданылады.

Тарату пештері балқытылған металды немесе қожды сақтауға арналған балқыту пештерінен немесе конверторлардан кейін орналасады, олар басқа құрылғыларда одан әрі өңдеуді және тазалауды күтеді. Бұл балқытылған металл үшін жеткілікті сыйымдылықпен және аз пайдалану шығындарымен өнімнің дұрыс, тегіс ағынын қамтамасыз етеді. Үлестірмелі пештердегі бұл уақыт кезеңі қара /конверторлы мысты қождан одан әрі бөлуге мүмкіндік береді.

Тарату пештері әдетте шұңқыр/канал немесе шөміш арқылы жүктелетін көлденең барабан пештері болып табылады. Пештерде қажетті балқу температурасын ұстап тұру үшін отынның әртүрлі түрлерін (мазут, табиғи газ), сондай-ақ оттегі-отын оттықтарын пайдалануға болады.

Сипаттама

Тарату пештерінен шығатын шығарындыларды азайту үшін төменде көрсетілген әдістерді ескеру қажет:

жабық пеш;

толтыру және құю нүктелеріндегі шүмекпен біріктірілген аулағыш-қалпақтар немесе қалпақтар;

тартып соратын зонттар немесе қабылдағыш шөміштің корпусы;

үшінші реттік газдарды жинау, мысалы, "үй ішіндегі үй";

пештердегі температураны қажетті деңгейде ұстау;

толтыру және төсеу алаңдарында газ шығару жүйелері;

пеш пен түтін жолындағы теріс қысым;

түтін газын салқындату және қапшық сүзгілері.

Техникалық сипаттау

Тарату пешінен шығарылатын газдар және екінші реттік желдету газдары қап сүзгілерінде салқындатылады және тозаңнан тазартылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Тозаңды шығарудың алдын алу және азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Aurubis Gamburg-тің солтүстік зауытының конвертерінде электробалқыту пешіндегі қара мыс одан әрі өңдеу үшін тарату пешіне ауыстырылады. Тарату пеші жабық ғимараттың ішінде орналасқан және сүзгі жүйесіне қосылған герметикалық жабық корпуста қосымша орналастырылған ("үйдегі үй" ұстау жүйесі). Жүктеу/шығару негізінен ішкі кранмен жабдықталған осы корпуста жүзеге асырылады. Шөміштерді тасымалдауға арналған тиеу арбасы желдетіледі (мысалы, құйынды сорғыштармен), "үйдегі үй" ұстау жүйесі қолданылады..

Кросс-медиа әсері

Энергияны тұтынудың жоғарылауы (мысалы, желдеткіштер мен қап сүзгісі үшін).

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Әдетте жаңа немесе толығымен қайта салынған қондырғылар үшін ғана қолданылады. Технологиялар пештерден өнімді шығарғанда және пешке шикізатты салған кезде ұйымдастырылмаған шығарындыларды азайтуға жарамды.

Экономика

Әрбір жағдайда қондырғының құны әртүрлі болып келеді.

Іске асырудың қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары.

5.2.3.6. Екінші реттік мыс өндірісі кезінде конвертерлік пештерден атмосфераға түсетін шығарындылардың алдын алу және азайту әдістері

Екінші реттік мыс өндірісінің конверсия сатысында кезеңді режимде жұмыс істейтін Пирс-Смит (PS) және TBRC конвертерлері қолданылады. PS конвертерлері сұйық мыс - қорғасын штейнін өңдейді, кейбір жағдайларда мысқа бай қождарды немесе қатты мыс сынықтары және электронды сынықтар қосылған тазартылмаған мысты, сондай-ақ құрамында бағалы металдар бар басқа материалдарды өңдейді. PS конвертерларына шикізат материалдары ретінде Cu-Fe сынықтары мен тазартылмаған мыс жатады. TBRC тазартылмаған мысты, мыс сынықтарын және мыс қорытпаларын өңдеуге қолданылады.

Ausmelt /ISASMELT және KRS пештері үзік-үзік екі сатылы балқыту және конверсиялау үдерісі үшін де қолданылады.

Сипаттама

Қарастырылатын әдістер:

жабық пештер;

теріс қысыммен жұмыс және күшейтілген сору жүйесі;

сорғы шатыр;

бастапқы және екінші реттік сорғыштар және сорғыш арқылы скрап/ флюстарды қосу;

тиімді сору жүйесі бар "үйдегі үй" сияқты үшінші түтінді жинау;

қапшық сүзгісі немесе ЭСО бар салқындату жүйелері;

SO₂жою жүйелері.

Техникалық сипаттау

Ұйымдастырылмаған шығарындылардың және жиналған газдардың алдын алу.

Конвертердің жұмысы теріс қысымға және бастапқы, екінші немесе үшінші сорғыш қолшатырларды пайдалануға байланысты. Тартып сору қондырғылары арқылы тозаң, флюс және сынықтарды қосуға болады. TBRC ықшамды және жабық, бұл өндірістегі қосалқы буды жинауға мүмкіндік береді. Автоматты басқару конвертор "істен шыққан" кезде үрлеудің алдын алады.

Конвертерлер ұйымдастырылмаған шығарындыларды жинау үшін қосымша сорғыштармен жабдықталуы мүмкін. Ұйымдастырылмаған шығарындыларды азайту үшін сору тікелей шығарынды көзінде қамтамасыз етіледі. Автоматтандырылған жүйелер бу шығаратын технологиялық этаптар кезінде желдеткіштерді автоматты түрде басқару үшін қолданылады. Айнымалы жылдамдықты желдеткіштер де қолданылады. Қажет болса, балқыту аймағының төбесін желдету қолданылады.

Екінші сорғыштармен жиналмайтын газдар "үйдегі үй" жүйесі сияқты бүкіл жұмыс аймағын қамтитын үшінші жинау жүйесінде жиналуы мүмкін. Шүмегі бар сорғыш сонымен қатар TBRC сияқты екінші реттік конвертерлік пештерді тиеу және түсіру кезіндегі шығарындыларды азайту үшін тиімді жаңа құрылғы ретінде пайдаланылады. Екінші реттік мыс өндірісінің процестерінен конвертерлерден шығарылатын газдар газды салқындатумен (мүмкіндігінше жылу/энергияны қалпына келтірумен), ірі бөлшектерді бөлумен, ESP немесе қапшық сүзгілерінде тозаңды тазартумен және SO₂тазартумен өңделеді.

SO₂жою үшін қолданылатын әдістер қолданылатын бастапқы материалдармен байланысты және қос байланыс/қос абсорбция қондырғысы, Mg (OH)₂ылғалды скруббер, NaOH скруббері немесе басқа әдістер болып табылады.

Екінші реттік газдар айтарлықтай SO₂шығарындылары болған жағдайда әк қосып қапшық сүзгіде өңделеді.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Тозаң, металл және SO₂шығарындыларын азайту.

Ұйымдастырылмаған шығарындыларды азайту.

Ұсталған тозаңды үдеріске қайтаруға немесе сырттан қайта өңдеуге болады.

Пайдаланылған тазартқыш ерітінді (NaOH скруббері) булану жүретін KRS-те қолданылады, сондықтан таза су пайдаланылмайды.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Aurubis Lumen-де TBRC пеші қара мысты конвертерлеу үшін қолданылады. Ол бөлек жабық ғимаратта орналасқан, одан ауа сорылып, сүзгі блогында тазартылады. Тиеу мен түсіруден шыққан барлық түтін газдары кранмен біріктірілген сорғышпен және балқыту пеші залындағы шатырды желдету арқылы сорылады. Пайдаланылған газдың максималды есептік көлемі- 230 000 нм³/сағ. TBRC пешінің шығатын газдары (70 000 Нм3/сағ) басқа сорғышпен сорылады және бөлек сүзгіде тазаланады. Жоғары SO₂TBRC бар қалдық газ NaOH скрубберінде тазартылады.

Тозаң, SO₂, NO_X, HF және HCl концентрациясына үздіксіз өлшеу жүргізіледі. Мерзімді операцияға байланысты концентрациялар өте жоғары тербелістерді көрсетеді. Минималды және максималды мәндер әр партияның бастапқы шикізатына қатты тәуелді [77]

Кросс-медиа әсерлері

Энергияны пайдалануды арттыру.

Ылғалды скрубберлерді пайдалану қосымша қалдықтарды, сарқынды суларды тудырады, бұл тазартуды қажет етеді.

SO₂жою үшін әк немесе басқа қоспаларды пайдалану .

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Қапшық сүзгілер жаңа және бар қондырғыларға қолданылады. Скрубберлер жаңа қондырғылар үшін және қолданыстағы қондырғыларды ірі модернизациялау немесе модернизациялау кезінде қолданылады, өйткені шламның пайда болуын және ағынды суларды тазарту бойынша қосымша шараларды ескеру қажет.

Экономика

"Үйдегі үй" жүйесіне күрделі шығындар 6 млн. Еуроны құрайды.

Aurubis Lunen-де TBRC жобасы аясында жүзеге асырылған қоршаған ортаны қорғау шаралары үшін шамамен 17,5 миллион еуро инвестициялық шығындар ұсынылды (соның ішінде кранмен біріктірілген сорғыш, газ жинау жүйесі, NaOH скруббері және жаңа қапшық сүзгі).

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары.

5.2.4. Қалдықтармен жұмыс істеу техникалары

Бастапқы және екінші реттік шикізаттан түсті металдар өндірісі жанама өнімдердің, аралық өнімдердің және қалдықтардың кең ассортиментін қалыптастыру мүмкіндігімен байланысты. Негізгі мақсат әрдайым қоршаған ортаға жағымсыз әсер болмаған жағдайда қалдық өнімдер мен қалдықтарды оңтайландыру және мүмкіндігінше толық қайта өңдеу арқылы қалдықтардың пайда болуын азайту болып табылады. Қалдық өнімдер металлургиялық операциялар мен металдарды балқыту кезінде де, қалдық газдар мен ағынды суларды тазарту кезінде де өндіріс процесінің әртүрлі кезеңдерінде түзіледі. Оны қайта өңдеу мүмкіндігі қалдық өнімдегі элементтердің құрамы мен сандық құрамына байланысты; мысалы, анодты шлам қымбат металдарды алу үшін құнды шикізат болып табылады. Мұндай мүмкіндіктерді әрқашан қалдықтардың құрамындағы қалдық өнімді түпкілікті жою туралы шешім қабылдау кезінде ескеру қажет.

Қолданыстағы заңнамаға сәйкес, мұндай қалдық өнімдердің көпшілігі қалдықтарға жатады. Дегенмен, түсті металлургияда ондаған жылдар бойы әртүрлі қалдық өнімдер басқа процестер үшін шикізат ретінде пайдаланылды және металлургиялық кәсіпорындар бар, олардың қызметі металдардың өндірілуін арттыруға және түпкілікті кәдеге жаратуға жіберілетін қалдықтардың мөлшерін азайтуға бағытталған. Сондай-ақ, металлургия басқа қайта өңдеу салаларымен салыстырғанда ең жоғары көрсеткіштердің бірін көрсететіні белгілі: жоғарыда аталған материалдардың көп бөлігі түсті металлургияның өзінде де, цемент, абразив және құрылыс сияқты басқа салаларда да қайта өңделеді немесе қайта пайдаланылады. Бұл олардан құтылуды білдірмейді. Екінші реттік қолдану металдарды бөлу нәтижесінде пайда болады, бұл оларды қалпына келтіру және күрделі шикізат көздерінен таза металдарды өндіру үшін қажет. Бұл тәсіл ортааралық әсерлерді азайтуға мүмкіндік береді. Дегенмен, өндірістік нысандарда пайда болатын қалдық өнімдер мәселесі және мұндай өнімдерге қосымшаларды іздеу болашақта тиісті рұқсаттарды беруде маңызды рөл атқарады, сондықтан жаңа әдістерді іздеу, ең алдымен, осы салаға қатысты.

Осылайша, бір затты өндіру, тасымалдау, пайдалану немесе алу ерекшеліктеріне байланысты қалдық ретінде де, екінші реттік шикізат ретінде де қарастыруға болады.

Сипаттама

Қалдықтарды қайта пайдалану, оларды қайта өңдеу және пайдалы компоненттерді алу нәтижесінде мысты бастапқы және екінші реттік өндіру кезінде қалдықтардың түзілу көлемін азайтуға бағытталған техникалар.

Техникалық сипаттау

Мыс өндірісінде пайда болатын аралық өнімдердің көпшілігінде мыс пен басқа түсті металдардың алынатын мөлшері бар, сондықтан екінші реттік шикізат ретінде қолданылады.

Мысты балқыту кезінде пайда болатын негізгі қалдық өнімдер пирометаллургиялық процестер кезінде жойылатын қождар, отқабыршақтар және орымдар болып табылады. Қож қосылатын флюстармен қож түзетін ілеспе элементтердің (мысалы, темір) реакциясы нәтижесінде пайда болады. Балқу температурасында қож сұйық, оның тығыздығы металл балқымасынан ерекшеленеді және оны бөлек ағызу оңай. 5.19 -суретте. қожды ішкі қайта өңдеу мақсатында электр доғалы пеште мыс қожын тазарту процесінің схемасы ұсынылған. Бұл мысалда конвертерден жоғары мыс құрамы бар балқытылған қож қайта балқытуға жіберіледі. Балқытудан кейін қожды тазарту үшін электр пешінде қож араласады. Пеш қожды үздіксіз ағызумен үздіксіз жұмыс істейді. Қондырғыға байланысты алынған тазартылған қож абразивті өндіру үшін түйіршіктеледі немесе баяу салқындатылады содан кейін агрегат немесе құрылыс материалдарын өндіру үшін ұсақталады.

5.19-сурет. Электр доғалы пеште мыс қожын қайта өңдеу

Берілген процесте қайта өңдеуге қайтарылатын немесе металды алу үшін басқа процеске немесе басқа өндіріске жіберілетін жоғары металл қожы мен төмен металл үйінді қожының арасында айырмашылық бар.

Қожды агрегаттың орнына құрылыс материалы ретінде қолдану, егер алынатын металл қосылыстарының мөлшері төмен болса ғана мүмкін болады. Абразив ретінде немесе азаматтық құрылыста қолдануға болмайтын қож қайта өңдеуге жіберіледі немесе арнайы жағдайларда құрылыс материалы ретінде қолданылады (мысалы, кәдеге жарату үшін бөлімшелерге салу) немесе кәдеге жаратуға жіберіледі.

Дроссельдер мен көбік қождары ваннаның бетіндегі металдардың тотығуынан немесе пеш төсемінің отқа төзімді заттарымен әрекеттесу нәтижесінде пайда болады. Көбік қожындағы/дроссельдегі металдың мөлшері салыстырмалы түрде жоғары (20 % – 80 %), сондықтан бұл материалдар әдетте қайта өңдеуге қайтарылады немесе металды қалпына келтіру үшін басқа түсті металлургия зауыттарына жеткізіледі.

Төсемдер мен отқа төзімді заттар пештің төсемінен отқа төзімді материал түскен кезде немесе пештің төсемі толығымен өзгерген кезде пайда болады. Пештің төсемінің қызмет ету мерзімі процесс пен материалға байланысты бірнеше аптадан бірнеше жылға дейін созылады (мысалы, бастапқы мысты балқыту үшін қолданылатын Outotec тоқтатылған балқыту пешінің төсемінің қызмет ету мерзімі 6 - 10 жыл). Пештің пайдаланылған төсемінің мөлшері балқымаға байланысты өндірілген металдың 5 кг/т дейін болуы мүмкін [49]. Пеш төсемін қайта өңдеу үшін келесі әдістерді қолдануға болады: қож түзетін агент ретінде пайдалану; отқа төзімді ретінде қайта пайдалану.

Қалдықтардың пайда болуының негізгі көзі-тазарту жүйелері. Бұл материалдарға ауа тазартқыштарда пайда болатын колошник тозаңы мен шламдар, сондай-ақ пайдаланылған қапшық сүзгі материалы сияқты басқа қатты қалдықтар жатады.

Сақтау және дайындау алаңдарының немесе шикізатты алдын ала өңдеу желілерінің тозаңын тозаңсыздандыру жүйелері (әдетте қап сүзгілері) ұстап алады және негізгі үдеріске қайтарылады немесе басқа балқыту зауытына жіберіледі. Кейбір жағдайларда, шикізатты сақтау және дайындау бөлімдеріне жөнелтпес бұрын, тозаң тозаңдалады немесе брикеттеледі.

Газды тазарту кезінде тозаң ретінде жиналған материал түйіршіктерге немесе брикеттеліп, балқыту зауытына қайтарылуы мүмкін немесе басқа зауыттарға металды қалпына келтіру үшін шикізат ретінде жеткізіледі. Мысал ретінде жанама өнім болып табылатын және мырыш балқыту зауыттарында шикізат ретінде қолданылатын мысды бастапқы балқытуға арналған конвертер немесе электр доғалық пештің мырышқа бай тозаңын келтіруге болады [20].

Құрамында металы бар скруббер шламы әдетте сусыздандырылады, мысалы, сүзгіш престе және балқыту зауытына жіберіледі.

Шығарылатын газдарды құрғақ тазалау кезінде сүзгі материалы мерзімді түрде ауыстырылады. Сүзгі матаның құрамында металл қосылыстары мен Үдерістің материал бөлшектері бар. Пирометаллургиялық үдерісте сүзгі матасын қолданудың бірқатар мысалдары белгілі.

Қолданылған сүзгі қалталарының санын сенімдірек заманауи сүзгі құралдарын пайдалану арқылы азайтуға болады. Қап сүзгілері - аз күтімді қажет ететін тазалау технологиялары. Егер қап зақымдалған болса, сүзгінің сәйкес бөлімі жөндеу ұзақтығына дефлекторлармен оқшауланады. Толық сүзгіні ауыстыру ақаулы сүзгі бөліктерінің 10 % - 20 % орындалады.

Қапшық сүзгілердегі материалды заманауи сенімді материалдармен ауыстыру қиын емес, дегенмен әр жағдайда техникалық талаптар мен сәйкес инвестициялық шығындарды ескеру қажет. Сүзгілеу жүйесін ауыстыру немесе жаңарту жағдайында стандартты қызмет мерзімін өзгерту және сүзу бөлімдерінің жұмысын жақсарту олардың санын азайтуы мүмкін. Егер бұл орнату шығындарының өсуіне әкеп соқтырса, онда қосымша шығындар әдетте сүзгі қаптарының санының азаюымен өтеледі.

Гидрометаллургиялық өндіріс кезінде су объектілерінің ластану қаупін тудыратын технологиялық сарқынды сулар пайда болады. Сондықтан оларды су тазарту қондырғыларында тазарту керек. Гидрометаллургиялық өндірістің сарқынды суларын тазарту жеке иондарды бейтараптандыруды немесе тұндыруды қамтиды. Мұндай су тазарту жүйелеріндегі негізгі қалдық өнімдер гипс (CaSO₄), металл гидроксидтері және сульфидтер болып табылады. Алынған тұнба кейде қайта өңдеу үшін негізгі үдеріске жіберіледі.

Сілтісіздендіру, тазарту және электролиз процестері де металға бай қатты қалдықтарды шығарады. Олар көбінесе белгілі бір металдың айтарлықтай көлемін қамтиды және негізгі үдеріске қайтарылады немесе сол металды (мысалы, бағалы металдар, қорғасын, мыс және кадмий) қалпына келтіру үшін өнеркәсіптің басқа зауыттарына жіберіледі. Осылайша, мыс электролиз цехтарында түзілетін анодтық шлам бағалы металдарды алудың ең бағалы шикізатының бірі және сәйкесінше мыс өндірісінің бағалы қосалқы өнімі болып саналады.

Мыс өндірісінің қалдықтарын қайта өңдеу және қайта пайдалану нұсқалары 5.10 -кестеде жинақталған.

5.10-кесте. Мыс өндіру кезінде пайда болатын өнімдер мен қалдықтар және оларды басқарудың мүмкін нұсқалары

р/с №	Қалдық өнімдердің көзі	Аралық немесе қалдық өнім	Қайта өңдеу немесе қайта пайдалану опциялары
1	2	3	4
1	Шикізатты дайындау	Тозаң, бағалау	Негізгі процестерге арналған қоспа
2	Балқыту пеші	Қож, тозаң, сынықтар	Балқытуға оралу; құрылыс материалы; абразивтерді өндіру
3	Түрлендіргіш		Пеште қайта қолданыңыз
4	Тазарту пештері		Пеште қайта қолданыңыз
5	Қожды өңдеу	Тазартылған қож, тозаң	Цемент өндірісіндегі құрылыс материалы, абразивтер, дренажға арналған толтырғыш, сүзгі
5	Қожды өңдеу	Штейн	Металдарды алу
6	Анодты пеш	Беткі қож/төгінді	Тазалаудан кейін үдеріске оралыңыз
6	Анодты пеш	Қож	Металдарды алу
7	Электротазалау	Қолданылған электролит	Металды қалпына келтіру немесе қайта өңдеу/ кәдеге жарату
		Қолданылған анодтар	Анодты пеш дегенге қайта келу
		Анодтық шлам	Бағалы металдарды алу
8	Сілтісіздендіру	Қалдық өнімдер	Жою
9	Күкірт қышқылы зауыты	Катализатор	Қалпына келтіру, қайта өңдеу немесе кәдеге жарату
		қышқыл шламы	Металдарды алу, қайта өңдеу
		Әлсіз қышқыл	Сілтісіздендіру, ыдырату, бейтараптандыру, гипс өндіру
10	Пештің қаптамасы	Отқа төзімді заттар	Қож түзуші агент ретінде пайдалану, жою; отқа төзімді зат ретінде қайта пайдалану
11	Өңдеу	Қалдық қышқыл	Қалпына келтіру
12	Құрғақ тазалау жүйелері (сөмке немесе электр сүзгілері)	сүзілген тозаң	Үдеріске оралу; басқа металдарды алу
13	Ылғал тазалау жүйелері (скрубберлер немесе электр сүзгілері)	сүзгі шламы	Үдеріске немесе металдарды қалпына келтіруге оралу; қайта өңдеу (мысалы, сынап)
14	Сарқынды суларды тазартудан шыққан шлам	Гидроксидті немесе сульфидті суспензиялар	Кәдеге жарату, қайта өңдеу

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Жоюға арналған қалдықтарды азайту.

Бағалы металдарды алу.

Полигондарға қалдықтардың түсуіне байланысты экологиялық тәуекелдерді азайту

Кросс-медиа әсерлер

Жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Жалпы қолданылады.

Экономика

Жеке анықталады.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары.

Экономикалық аспектілері.

5.2.5. Энергия тиімділігі

5.2.5.1. Мыстың бастапқы өндірісінде энергияны пайдалану тиімділігін арттыру

Сипаттама

Бастапқы мыс өндіру үдерісінде балқыту үдерісінде артық жылуды пайдалану, берілетін компоненттерді кептіру және алдын ала қыздыру сияқты әртүрлі процестер үшін ыстық технологиялық газдарды пайдалану, жылдам балқыту пештерін пайдалану және концентраттарды ылғалдандырудың алдын алу шараларын қолдану арқылы энергия тиімділігін арттыру әдістері қолданылады.

Техникалық сипаттау

Бұл техникаларға мыналар жатады:

1) балқыту процестерінен алынатын ыстық технологиялық газдарды берілетін компоненттерді қыздыру үшін пайдалану.

2) бастапқы балқыту немесе конверсиялау сатыларында түзілетін артық жылуды пайдалану.

3) балқыту пешінің көмегімен концентраттағы энергияны пайдалануды оңтайландыру.

4) тасымалдау және сақтау кезінде концентраттарды жабу.

5) каскадтағы анодты пештердің газдарының жылуын кептіру сияқты басқа процестерге пайдалану.

Балқыту үдерісі қалықтама балқыту пешінің көмегімен газ тәрізді ортада өтеді. Қалқыма балқыту үдерісінде автогенді немесе дерлік автогенді режимді алу үшін үрлеу процессін оттегімен байыту тәсілі қолданылады. Қалқыма (оттекті-алау) балқыту үдерісі Outotec немесе INCO пештерінде жүзеге асырылады, онда құрғақ концентраттың тотығуы мен балқу үдерісі, ауадағы қалықтаған бөлшектер түрінде жүреді. Пеш жоғары балқу жылдамдығына қол жеткізеді; Пештің конструкциясына және концентрат түріне қарай жылына 400 000 тоннаға дейін тазартылмаған мыс өндіруге қол жеткізуге болады.

Жылудың бір бөлігін пешке қайтара отырып, пайдаланылған газдардың жылуын пайдалану үлкен маңызға ие болады. Бұл газдан алынған және ауамен немесе газбен пешке енгізілген жылу бірлігі (физикалық жылу бірлігі) нәтижесінде пеште алынған жылу бірлігінен әлдеқайда құнды болып шығуымен түсіндіріледі. отынның жануы, өйткені қыздырылған ауаның (газдың) жылуы түтін газдарымен жылуды жоғалтуға әкелмейді [63].

Жағылатын ауаны алдын ала қыздырудың артықшылықтары көптеген құжаттарда расталған. Ауаны алдын ала 400 °С қыздырса, жалын температурасының жоғарылауы 200 °С, ал алдын ала қыздыру 500 °C болса, жалын температурасы 300 °С көтеріледі [56]. Нәтижесінде, калориметриялық температураның жоғарылауы қыздыру ортасының пештің жұмыс кеңістігінде орналасқан қыздыру материалдарына жылу беру үдерісінде радиациялық компоненттің жоғарылауына әкеледі. Радиациялық құрамдас бөлігінің артуы сәулелену арқылы жылу беру төртінші дәрежеге дейінгі жалын температурасына байланысты болуымен түсіндіріледі. Сондықтан жалын температурасының жоғарылауы балқудың жоғары тиімділігін және энергия шығынын азайтуды қамтамасыз етеді [65].

Берілетін жану ауасын қыздырудың балама нұсқасы пешке берілетін материалды алдын ала қыздыру болып табылады, бұл ауаны алдын ала қыздыруға балама. Әрбір 100 °C алдын ала қыздыру үшін 8 % қуат үнемдеуге болады. Практикалық деректер көрсеткендей, 400 °C температурада қыздыру 25 % энергия үнемдеуге, ал 500 °C жылыту 30 % энергия үнемдеуге әкеледі. [10].

Көптеген жағдайларда шикізатты алдын ала кептіру энергияны үнемдеуді қамтамасыз етеді, өйткені пайда болған буда жинақталған жасырын жылу жоғалмайды және газдардың көлемі азаяды, сондықтан желдеткіштер мен скрубберлер де кішірек болуы мүмкін және энергияны аз пайдаланады.

Анодты пештердің газдарының жылуы кептіруде және өндірістің басқа кезеңдерінде қолданылады.

Сульфидті кендерді балқыту немесе күйдіру кезінде пайда болатын ыстық газдар әрқашан дерлік бу қазандықтары арқылы өтеді. Алынған буды электр энергиясын өндіру және/немесе жылыту үшін пайдалануға болады. Бұған мысал ретінде мыс балқыту зауытының электр энергиясына деген қажеттілігінің 25 %-ын (10,5 МВт) пештің утильдеу қазандығы (ЖЖҚ) өндіретін бумен қамтамасыз етуін айтуға болады. Электр энергиясын өндіруден басқа, бу концентрленген кептіргіште технологиялық бу ретінде пайдаланылады, ал қалдық жылу жану ауасын алдын ала қыздыру үшін пайдаланылады.

Бастапқы балқыту немесе конверсиялау қадамдарының артық жылуы қосымша отынды пайдаланбай, екінші реттік материалдарды балқыту үшін пайдаланылады. Мысалы, конвертерлердегі жылу сынықтарды балқытуға жұмсалады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Жоғары экологиялық өнімділік.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Aurubis Hamburg (Германия) және Pirdop концентратты балқытудан жылу алу үшін жылыту қазандығын пайдаланады. Бу концентратты бу кептіргіштеріне және әртүрлі химиялық процестерге, сондай-ақ ғимараттарды жылытуға қолданылады. Конвертерлерде пайда болған жылу сынықтарды балқытуға жұмсалады. Қос контактілі қондырғыда жылу алмастырғыштар SO_2 -ден H₂SO₄өндіруден алынған жылуды қалпына келтіреді.

Польшада Glogow KGHM компаниясының 1 және Legnica зауыттары оттық балқыту пештерінен (құрамында шамамен 10 % СО бар) газдарды жану, СО-ны кетіру және энергияны қалпына келтіру үшін жергілікті электр станцияларына бұрады. Білік пештерінен алынатын газдар жергілікті электр станцияларында жану ауасы ретінде пайдаланылады.

Legnica-да анодты пештердің оттықтарында жану ауасы ретінде ішінара анодты пештердің қоректік, сорғыш және қож бөлімдеріндегі желдету газдары қолданылады. Атмосфералық конвертер салқындатқыштарының түтіктеріндегі қыздырылған ауа жану үшін электр станциясына жіберілген шахталы пештердің ұнтақталған түтін газдарын қыздыру үшін пайдаланылады.

Қазақстанның кәсіпорындарында: Өскемен металлургиялық комбинаты "Казцинк" ЖШС және Балқаш мыс қорыту зауыты "Kazakhmys Smelting" ЖШС пештер мен конвертерлерден шығарылатын газдарды пайдалана отырып, қалдық жылу қазандықтары орнатылды.

Шведтік "Болиден" компаниясында жылыту қазандығы балқыту мен концентратты қайта өңдеуден алынған жылуды пайдаланады. Қалдық жылу энергияны үнемдеу үшін концентратты кептіруде қолданылады.

Atlantic Copper (Испания) компаниясында қазандық концентратты балқытудан алынған жылуды пайдаланады. Алынған бу концентраттарды кептіруге, зауыттағы қондырғыларды жылытуға және электр энергиясын өндіруге пайдаланылады. Концентраттарды кептіру үшін электр станциясынан шығатын түтін газдары да пайдаланылады. Энергия менеджменті жүйесі энергия тиімділігін үздіксіз жақсартуды қамтамасыз етеді.

Кросс-медиа әсерлер

Концентраттарды кептіру әдістерін пайдаланған кезде тозаңның пайда болуын болғызбау үшін ылғал балансын ескеру қажет.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Берілетін компоненттерді қыздыру үшін балқыту процестерінің технологиялық газдарын пайдалану техникасын білік пештерінің көмегімен қолдануға болады. Бұл технология концентраттар мен шихталардың көптеген түрлеріне, соның ішінде екінші реттік шикізат пен тотыққан кендерге қолданылады.

Концентрат құрамындағы энергияны пайдалануды оңтайландыру әдістемесін балқыту пешін қолдану жаңа қондырғылар үшін және қолданыстағы қондырғыларды айтарлықтай жаңғырту үшін негізделген. Бұл әдіс бүкіл әлемде мыс өндірісінің "стандарты" ретінде танылған.

Экономика

Көптеген әдістер елеулі инвестицияларды талап етеді, ал экономикалық тиімділікті анықтау үшін жеке тәсіл қажет.

Ендірудің қозғаушы күші

Энергия үнемдеу.

5.2.5.2. Екінші реттік мыс өндіру кезінде энергияны пайдалану тиімділігін арттыру

Сипаттама

Мыстың екінші реттік өндірісінде негізінен өндірістің әртүрлі кезеңдерінде (балқыту, конверсиялау, анодтау) және ыстық технологиялық газдар түзілетін кезде артық жылуды пайдаланудан тұратын техникалар қолданылады. Олар сынықтарды балқытуға, энергия өндіруге және пешке берілетін компоненттердің ылғалдылығын азайтуға бағытталған. Ол сондай-ақ технологиялық цикл кезеңдері арасында пеште жоғары температураны сақтайды. Жалпы алғанда, әдістемелер бастапқы мыс өндірісінде қолданылатындарға ұқсас құрылымға ие.

Техникалық сипаттау

Мұндай техникаларға мыналар жатады:

1) пешке жіберілетін материалдардың ылғалдылығын төмендету;

2) анодты пештің артық жылуын пайдалану арқылы энергия өндіру;

3) балқыту немесе түрлендіру нәтижесінде пайда болатын артық жылу қалдықтарын балқыту үшін пайдалану;

4) технологиялық цикл кезеңдері арасында пеште жоғары температураны сақтау;

5) мұнай өңдеу зауыттарында электролиттерді қыздыру үшін және/немесе біріктірілген жылу электр станциясында электр энергиясын өндіру үшін балқыту зауытынан артық жылуды алу арқылы бу өндіру;

6) балқыту сатыларынан келетін ыстық технологиялық газдармен пеш шихтасын алдын ала қыздыру.

Кептіру арқылы ылғалдылық азаяды. Кептіру процестері негізгі технологиялық процестердің қажетті сипаттамаларына сәйкес келетін шикізаттың сапасын қамтамасыз ету үшін қолданылады. Сондай-ақ материалдағы ылғалдылықты азайту балқыту үдерісінде энергия шығынын азайтуға көмектеседі. Кептіру әдістерін таңдау кезінде айналмалы кептіргіштер, бу және басқа жанама кептіру қондырғылары сияқты әртүрлі кептіру әдістерінде қолданылатын энергия көздерінің экономикасын, қолжетімділігін, сенімділігін және сипаттамаларын ескеру қажет. Кептіру әдетте отынның жануынан материалды тікелей қыздыру арқылы немесе ыстық бу, газ немесе ауа айналатын жылу алмастырғыштармен жанама қыздыру арқылы жүзеге асырылады. Пирометаллургиялық процестердің нәтижесінде пайда болатын жылу, мысалы, анодты пештерде, шикізатты кептіру үшін жағуға болатын СО бар газдар сияқты жиі пайдаланылады. Айналмалы пештер мен сұйық төсек кептіргіштері қолданылады.

Өндіріс циклінің кезеңдері арасында пеште металды үнемі балқыған күйде ұстау керек болғандықтан, жоғары температура сақталады. Әйтпесе, ол суығаннан кейін қайта балқытуға көбірек энергия жұмсалады.

Сондай-ақ қалдық жылуды қалпына келтіру технологияларын қолдану арқылы энергия тиімділігін арттыру және сыртқы отын шығынын азайтуға қол жеткізіледі. Балқыту пешінен немесе конвертер ыдысынан шыққан ыстық түтін газдары утильдеу қазандығына жіберіледі. Қазандықта газ будың пайда болуымен салқындатылады. Буды, мысалы, концентратты кептіру үшін (бу катушкасымен тікелей кептіру үшін, концентраттың тоннасына 150 – 180 кг бу) немесе басқа технологиялық қондырғылар үшін, сондай-ақ электр энергиясын өндіру немесе жылыту үшін пайдалануға болады.

Көптеген процестер қосымша отын шығынынсыз балқыту немесе екінші реттік материалдарды түрлендіру кезінде пайда болатын артық жылуды пайдаланады. Мысалы, штейнді конвертерлеу кезінде пайда болған артық жылуы анод сынықтарын балқыту үшін пайдаланылады. Бұл жағдайда сынықтар технологиялық температураны төмендету үшін қолданылады, ал сынықтың құрамы мұқият бақыланады. Бұл технологиялық циклдің әртүрлі кезеңдерінде түрлендіргішті басқа жолдармен салқындату қажеттілігін болдырмайды. Салқындату үшін сынықтарды қосу түрлендіргіштердің көптеген басқа түрлерінде қолданылуы мүмкін және бұл әдісті әлі жүзеге асыру мүмкін еместерді осы әдісті қолдануды қамтамасыз ететіндей етіп қайта құру керек [59].

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Электрондық немесе батарея сынықтарын балқыту кезінде жанғыш пластик балқыту үдерісінде пайдаланылатын энергияға үлес қосады және қажетті қазба отынының мөлшерін азайтады. Сондай-ақ, балқыту сынықтарын өңдейтін балқыту зауыттарынан шығатын нақты ұйымдастырылған шығарындылар бастапқы шикізатпен жұмыс істейтін балқыту зауыттарының шығарындыларынан 4 есе төмен екенін атап өткен жөн. Сондықтан, қайта өңделген материалдардан катодты мыс өндірісі жүздеген мың тонна ластағыш заттар мен СО₂шығарындыларын жояды.

Энергияны тиімді пайдалану шығарындыларды азайтуға көмектеседі.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Польшада Glogow 1, Glogow 2 және Legnica конвертерлерден (бастапқы өндіріс) жылуды балқыту сынықтарына айналдырады.

Германиядағы Aurubis Lunen зауытында KRS пеші мен анодты пештің жылуы су жылыту қазандығына алынады және электролиттерді қыздыру үшін пайдаланылады.

Бельгиялық Aurubis Olen компаниясында ASO шахталы пешінің ыстық газдары Contimelt зауытында концентратты алдын ала қыздыру үшін пайдаланылады, ал утильдеу қазандығы бу шығарады. Contirod зауытында Asarco пешінің шикізаты пеш білігіндегі түтін газдарымен алдын ала қыздырылады. Түтін газдары жану ауасын жылу алмастырғыш арқылы алдын ала қыздырады. Жабық тиеу жүйесі жылу мен газдардың қондырғыдан шығып кетуіне жол бермейді.

Aurubis Avellino (Италия) табиғи газды алдын ала қыздыру үшін шахталық пештің қалдық жылуын пайдаланады.

Умикоре Хобокенде (Бельгия) қосымша суды пайдаланудың орнына құрғақ және дымқыл шикізатты араластырады. Балқыту зауыты электронды қалдықтарды барынша пайдаланады. Компанияда желдеткіштерге, сорғыларға және т.б. үшін өнімділігі жоғары электр қозғалтқыштары орнатылды. Жиілік түрлендіргіштері қолданылады. Үдеріс температурасы бақыланады және энергияны тұтынуды азайту үшін энергиямен қамтамасыз ету реттеледі. Электролиз зауыты жоғары электр тиімділігін >95 % сақтайды.

Австриялық Montanwerke Brixlegg компаниясында жылыту қазандығы анодты пештен шығатын қалдық газдың жылуын пайдаланады. Білік пешінен шығатын газ үшін регенеративті термиялық тотықтырғыш қолданылады.

Кросс-медиа әсерлер

Жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Ылғалды азайту әдістерін қолдану мүмкіндігі материалдардың ылғалдылығы ұйымдастырылмаған шығарындыларды азайту әдісі ретінде пайдаланылған кезде шектеледі.

Экономика

Техника айтарлықтай инвестицияны қажет етеді. Экономикалық тиімділікті анықтау үшін жеке көзқарас қажет.

Ендірудің қозғаушы күші

Энергия шығындарын азайту.

5.2.5.3. Техника эл Мысты электролиттік тазарту операцияларында энергияны тиімді пайдалану

Сипаттама

ектролиттік элементтердің конструкциясын жақсартуға бағытталған шаралар кешені болып табылады. Электролиздік ванналар үшін жабу және жылу оқшаулау жүйелері, беттік белсенді заттар, катодтар үшін тот баспайтын болат қолданылады. Ваннадағы катодтарды/анодтарды ауыстыру үшін автоматты басқару жүргізіледі.

Техникалық сипаттау

Техникаларға мыналар жатады:

1) электролиздік элементтерді жылу оқшаулау және жабу;

2) электролитке беттік белсенді заттарды қосу;

3) келесі параметрлерді оңтайландыру арқылы қазандық элементтердің конструкциясын жақсарту: анодтар мен катодтар арасындағы қашықтық, анод конфигурациясы, ток тығыздығы, электролит құрамы және температурасы

4) баспайтын болаттан немесе титаннан жасалған катодты негізді пайдалану;

5) ваннадағы электродтарды дәл орналастыру үшін автоматтандырылған катодты/анодты алмасу;

6) берілген электродтардың геометриялық параметрлерін және анодтардың салмағының дәлдігін қамтамасыз ету мақсатында қысқа тұйықталуды анықтау және сапаны бақылау.

Электр тазалау және электролиттік экстракция кезінде энергияны пайдалану тиімділігін арттыру үшін электролиттің жай-күйіне, оңтайлы пайдалану режимдерін қамтамасыз етуге, қондырғыны жылу оқшаулауға және процестерді автоматтандыруға ерекше назар аударылады.

Электролитке қойылатын негізгі талаптар оның жоғары электр өткізгіштігі (төмен электр кедергісі) және тазалығы болып табылады. Электролиттің жоғары электр өткізгіштігін қамтамасыз ету үшін қажетті температураны сақтау қажет. Бұл үшін әдетте бу қолданылады. Электролизді 50 – 56 °C температурада жүргізгенде электролит көрсеткіштері жақсарады, мысалы: ерітіндінің электрлік кедергісі төмендейді, металл тұздарының ерігіштігі жоғарылайды, мыстың диффузиялық коэффициенті жоғарылайды және, тиісінше, электролиттегі металл иондарының концентрациясын теңестіру шарттары жақсарады. Электролитті қыздыру үшін пайдаланылатын жылу энергиясын барынша үнемдеу үшін электролиз ванналарының жылу оқшаулауы мен баспанасы кеңінен қолданылады.

Беттік-белсенді заттар (беттік белсенді заттар) катодты шөгінділердің құрылымы мен сапасына айтарлықтай әсер етеді. Электролиздің әртүрлі режимдерінде және ток тығыздығында беттік-белсенді заттар қоспаларының тиімділігі айтарлықтай өзгереді. Сондықтан әрбір кәсіпорын үшін беттік белсенді заттардың оңтайлы құрамы мен концентрациясын таңдау дербес міндет болып табылады. Мысты электрлі тазартуда беттік белсенді заттар ретінде желім, желатин, тиокарбамид, сонымен қатар сульфитті целлюлоза ерітінділері, жоғары молекулалық спирттер, полиакриламид, әртүрлі майлау майлары және басқа да органикалық қосылыстар қолданылады [70, 71].

Электролитке беттік белсенді заттардың қосылуы құрылымның жақсаруына және коррозияға қарсы қасиеттері өте жоғары катодта тегіс ұсақ кристалды шөгіндінің пайда болуына ықпал етеді. Бұл катодты пайдалану тиімділігін арттыруға және энергияны үнемдеуге ықпал етеді. [9].

Электротехника тұрғысынан мысты электрлік тазартудың технологиялық үдерісін жүргізу кезінде екі негізгі жағдай болуы мүмкін. Бұл шина мен электрод арасындағы байланыстың болмауы немесе анод пен катод арасындағы қысқа тұйықталудың пайда болуы. Екі жағдайды анықтау үшін электромагниттік өрістің қарқындылығын өлшеу және пайдаланушы персонал үшін параметрлерден асып кету дисплейін қалыптастыру жеткілікті [10]. Қазіргі уақытта электролиз ванналарында әртүрлі қысқа тұйықталу көрсеткіштері бар. Ваннадағы барлық электродтар арасында токтың біркелкі таралуын қамтамасыз ететін электродтарды кезеңді түрде реттеу үшін өндірістік жағдайларда ұзақ мерзімді сынақтардан сәтті өткен "Электрод- 12" құрылғысы жасалды. Бір уақытта 12 электродта құрылғы ток диаграммасын тіркеуге және оның негізінде қысқа тұйықталуды болдырмайтын ваннаны реттеуге мүмкіндік береді [1].

Катодты мыстың сапасын арттыру қажеттілігіне байланысты мыс электролиттік зауыттарының көпшілігі оны өндірудің негізі жоқ технологиясына көшуде. Бір рет қолданылатын мыс матрицаларының (негіздердің) орнына, электролиз кезінде тазартылған мыс тұндыру керек, ұзақ қызмет мерзімі бар тот баспайтын болаттан немесе титаннан жасалған тұрақты матрицалар қолданылады.

Бұл технология катодты мыстың сапасын жақсартудан басқа:

электродтар арасындағы қашықтықты 90 – 95 мм дейін қысқарту, сол арқылы ваннадағы анодтар санын және цехтың өнімділігін 11 – 13 % арттыру;

матрицаны қайта бөлуді жою және аяқталмаған өндіріс көлемін азайту;

операциялық шығындарды айтарлықтай азайту, соның ішінде. қысқа тұйықталуларға байланысты шығындарды жою арқылы.

Ванналардан электродтарды ілу және түсіру электродаралық қашықтық берілген электродтар жиынтығының аспалы кран және арнайы қысқыштар көмегімен қолданылады. Бұл операцияларды механикаландыру және автоматтандыру шекті шығындарды айтарлықтай азайтады.

Олардың орнын түзету үшін парақтардың қозғалысын бақылау құрылғысымен жабдықталған жүйелер қолданылады. Бұл матрицалық парақтарды алу және орнату операциясының ұзақтығын қысқартады.

Мыс электролизінің заманауи үдерісінде анодтар мен катодтар арасындағы қажетті қашықтықты, анодтардың конфигурациясын, ток тығыздығын, электролиттің құрамы мен температурасын қамтамасыз ету үшін электролиттік элементтердің конструкциясын жетілдіру қолданылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Энергия үнемдеу. Шығарындыларды азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Ванналардың жоғарғы жиегінен жоғары қозғалатын рельсті көпір краны жапондық "Онахама" фирмасында қолданылады. Бұл ретте ванналарға бағдарламаланған қызмет көрсетудің арқасында көлік құралдарының жүрісі барынша азайтылды.

"Уралэлектромедь" АҚ зауытында электродаралық қашықтықты қысқарту және ваннаға анодтар мен катодтарды дәлірек орнату мүмкіндігін қамтамасыз ететін автоматты крандар қолданылады. Крандарда оптикалық сенсорды пайдалану электродтарды ± 2 мм дәлдікпен орналастыруға мүмкіндік береді, бұл өнімділікті арттырады және қысқа тұйықталу ықтималдығын азайтады. Автоматты, жартылай автоматты және қолмен жұмыс істеуге қабілетті кран бір сағат жұмыс кезінде 2500 -ден астам электродты тасымалдай алады.

"ӨМК Kazzinc" ЖШС тот баспайтын болаттан жасалған матрицалар қолданылады.

"Орал тау-кен металлургиялық компаниясы" АҚ-да (Ресей) негізсіз технологияны енгізу өндірістің энергия сыйымдылығын төмендетуге мүмкіндік береді (шығындар құрылымында электр энергиясы шамамен 65 %-ды құрайды), өйткені ағымдағы пайдалану коэффициенті 2 – 3 %-ға артады [69 ].

Кросс-медиа әсерлер

Жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Олар мыс өндірудің әртүрлі әдістері бар кәсіпорындарда қолданылады.

Экономика

Экономикалық тиімділікті анықтау үшін жеке көзқарас қажет.

Ендірудің қозғаушы күші

Электр энергиясын үнемдеу.

5.3. Бағалы металл өндіру кезіндегі техникалар

5.3.1. Шикізатты алдын ала өңдеу процестері (ұсақтау, елеу, араластыру) кезіндегі шығарындыларды азайту техникалары

Сипаттама

Тозаң келесі әрекеттердің нәтижесінде пайда болуы мүмкін:

қожды, пайдаланылған тигельдерді және отқа төзімді материалдарды ұсатқышта ұсақтау;

ұнтақ түріндегі бағалы металдары бар шикізатты араластыру, ұсақтау, елеу және т.б.

Құрамында бағалы металдар бар шикізатты алдын ала өңдеу (ұсақтау, іріктеу, араластыру) процестерінен атмосфераға ластағыш заттардың ұйымдастырылмаған шығарындыларын азайту үшін келесі әдістер қолданылады:

жабық алдын ала өңдеу аймақтары мен көлік жүйелері;

шикізатты алдын ала өңдеу орнында және тиеу-түсіру жұмыстары кезінде тозаң аулау жүйесін ұйымдастыру;

тозаң аулау жүйесі жоқ қондырғыны пайдалану мүмкіндігін шектеуді электрлік бұғаттау арқылы қамтамасыз ету.

Кейбір зауыттарда олардың көлемі мен технологиясына байланысты шикізатты алдын ала өңдеуден, балқытудан және тозаң түзетін басқа да операциялардан тозаңды аулау және өңдеудің орталықтандырылған жүйесі болуы мүмкін.

Техникалық сипаттау

Жабық ғимараттарда тиісті сору құрылғылары (мысалы, ғимаратты тозаңсыздандыру жүйелері) қамтамасыз етілуі мүмкін. Су саптамалары (тұмандау қондырғысының ең маңызды компоненттердің бірі) немесе тұмандау жүйелері сияқты тозаңды басу жүйелерін пайдалануға болады. Ұнтақталған материалдарды араластыру арнайы ғимараттарда немесе жабық бункерлерде/араластырғыштарда жүргізілуі керек.

Сусымалы материалдарды араластыру, тазалау және ұнтақтауға арналған операцияларға тозаң жинау жүйесін ұйымдастыру кіреді (қап сүзгілері бар ауа құбыры жүйесіне қосылған сорғыштар).

Картриджді немесе қапшық сүзгілерін пайдаланған кезде кері мезгіл-мезгіл ауа ағыны бункерге және жинау жүйесіне бағытталған блоктардан тозаңды жояды. Барлық қызмет көрсетілетін араластырғыш қондырғылар, тазалау камералары мен ұсатқыштар әдетте тозаң жинағышпен электрлік бұғатталады, сондықтан тозаң жинағыш және сүзу жүйесі жұмыс істемесе, ешқандай қондырғы жұмыс істей алмайды. Қапты сүзгілерді пайдаланған кезде жиналған тозаң оның құрамына байланысты ең қолайлы металды тазарту операциясына шикізат ретінде беріледі.

Тозаң жинауға арналған автономды жүйелерде немесе жалпы сору жүйелерінде ластағыш заттарды шығару көздері (дымоходы) тозаңды өлшейтін датчиктермен (немесе ұқсас қондырғымен) және деректерді тіркейтін және орталық басқару бөлмесіндегі компьютерге жіберетін құрылғылармен жабдықталуы мүмкін. Түтін мұржалары үшін нақты уақыттағы шығарындылар деректерін қамтамасыз етумен қатар, бұл қондырғы тозаң жинағыштағы немесе сору қондырғысындағы сүзгі элементтерінің жеке қатарларының күйінің күрделі диагностикалық жазбасын қамтамасыз ете алады. Датчиктер сүзгі элементінің ықтимал істен шығуы және тозаң жинау жүйесі жоқ қондырғының электрлік бұғатталуы туралы ескерту үшін тозаң концентрациясының берілген мәнінде дабыл сигналын беретіндей конфигурацияланған.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Тозаң шығарындыларының азаюы.

Қатты қалдықтардың түзілуін азайту.

Аспирациялық жүйелерде ұсталған тозаң бағалы металдарды алу үшін өңдеуге жіберіледі.

Кросс-медиа әсерлер

Аспирациялық жүйелердің жұмысы үшін энергияны пайдалануды арттыру.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Шикізатты алдын ала өңдеу әдістерін таңдау қондырғының түріне, өндіріс үдерісіне және шикізаттың түрі мен бөлшектерінің мөлшеріне байланысты.

Орталықтандырылған ауа сору жүйесі ұнтақты немесе тозаңды материалдармен жұмыс істейтін жаңа қондырғылар үшін қолданылуы мүмкін, оны жұмыс істеп тұрған кәсіпорындарда енгізу үшін оларды күрделі жаңғырту қажет болады.

Экономика

Қосымша инвестициялық және техникалық қызмет көрсету шығындары.

Ендірудің қозғаушы күші

Шығарындыларды азайту.

Экологиялық заңнаманың сақталуына қойылатын талаптар.

Құнды (бағалы) металдардың жоғалуын азайту және құрамында асыл металдар және басқа да бағалы металдар бар шикізатты қалпына келтіру.

5.3.2. Доре қорытпа өндірісінің пирометаллургиялық үдерісі кезіндегі шығарындыларды азайтуға арналған техникалар

Сипаттама

Бағалы металдар алтын-күміс қорытпасында (Доре қорытпасы) шоғырланған, ол катодты мысты өндіру кезінде түзілетін мыс электролит шламдарынан алынады. Алтын шламнан, сондай-ақ дайындығы жоғары шикізаттан: катодты және шлих алтынынан, күміс-алтын қорытпасынан (Доре) алынады.

Тазартуға жіберілетін материалдар химиялық құрамы бойынша біртекті қорытпа алу үшін балқытуға ұшырайды, сыналады, қажетсіз қоспаларды ішінара тазартады және оны кейіннен өңдеу үшін қорытпаның қажетті формасын алады. Қабылдау балқыту электр индукциялық пештерде жүргізіледі.

Пирометаллургиялық операциялар кезінде (Доре қорытпасын алу және т.б.) атмосфераға ұйымдастырылмаған шығарындыларды азайту үшін келесі әдістер қолданылады:

балқыту пештерінің жабық үй-жайлары және/немесе алаңдары;

вакуумда процестерді жүргізу;

балқыту пештерінің тозаңды жинау жүйесін ұйымдастыру (дымқыл тазалау жүйелері, қап сүзгілері);

SO₂шығарындыларын кәдеге жарату;

пайдаланылған газдарда жиналған селенді қалпына келтіру және сулы ерітіндіден тұндыру.

тозаң аулау жүйесі жоқ қондырғыны пайдалану мүмкіндігін шектеуді электрлік бұғаттау арқылы қамтамасыз ету.

Кейбір зауыттарда олардың көлемі мен технологиясына байланысты шикізатты алдын ала өңдеуден, балқытудан және басқа операциялардан шығатын газдар мен тозаңдарды жинаудың және өңдеудің орталық жүйесі болуы мүмкін.

Техникалық сипаттау

Жабық пештер, герметикалық қабықтар/қаптамалар, тиімді технологиялық газ тазалау жүйесі бар тығыздағыштар

Келетін шикізат (анодтық шлам) мыс және теллур қоспаларын азайту үшін автоклавты сілтілеуден өтеді, содан кейін ол сүзіледі және кептіріледі. Дайын шихта балқыту қондырғысына – Калдо пешіне пайдаланылған газды сору жүйесіне қосылған жабық бункерлер арқылы беріледі. Тозаңсыз және үлкен материалдар жабық жағдайда ашық қайықтар/цистерналар арқылы пешке тікелей жүктеледі. Калдо пешінде балқыту, қалпына келтіру және конверсиялау процестері ретімен жүзеге асырылады. Жұмыс теріс қысыммен орындалады. Kaldo пеші тығыздалған және аспирациялық жүйеге қосылған. Металл/қожды түрту/құю кезінде қабылдау шөміш жабылады немесе жабылады. Шөміштер материал қатайғанша корпуста сақталады.

Құрамында күкірт пен селен жоқ ірі материалдармен тиелген, мыс-қорғасын желілерінен бағалы металға бай қорытпаларды тазартуға арналған купелляциялық пеш (TBRC/TROF/BBOC). Пеш сумен салқындатылатын қақпақпен жабылады, ол бір уақытта технологиялық қалдық газдарға арналған сорғыш ретінде пайдаланылады. Сонымен қатар, пеш ұйымдастырылмаған шығарындыларды ұстау үшін корпустың ішіне орналастырылған. Натрий карбонаты және тазарту үдерісіне арналған басқа флюстер жабық бункерлерде сақталады және жабық жүйе арқылы жүктеледі.

Дорені вакуумды ретортта (VR) вакуумды булану арқылы мырышты жою арқылы да алуға болады. Флюс қажет емес. Бұл жабық үдеріс. Штангаларды қалыптастыру сорғыштың астында жүзеге асырылады, ал шығатын ауа қап сүзгілері арқылы сүзіледі.

Сорғыштар / қаптамалар газдарды жинайтын шығатын желдету жүйесіне қосылған. Сорып желдету жүйесі тиеу/бөлшектеу аймақтарында, сондай-ақ доре/күміс анодын құю аймақтарында бар газдарды жоюға қосылған.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Тозаң, металдар шығарындыларының алдын алу және азайту.

Құрамында бағалы металдар болуы мүмкін ылғалды тозаңсыздандыру жүйелерінің барлық қалдықтары (сүзілген тұнба) тазарту үдерісіне қайтарылады. Жиналған тозаң қатты бөлшектер мен басқа да бағалы металдарды қалпына келтіру, шикізатты үнемдеу және қалдық ағындарды азайту үшін қайта өңделеді.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Балқаш мыс қорыту зауытында күміс өндірудің негізгі шикізаты мыс электролит шламы болып табылады. Алтын шламнан, сондай-ақ дайындығы жоғары шикізаттан: катодты және шлих алтынынан, күміс-алтын қорытпасынан (Доре) алынады. Мыс пен теллурдың қоспаларын азайту үшін шлам автоклавты сілтілеуден өтеді. Теллурды автоклавты сілтісіздендіру ерітіндісінен мыс теллуриді түрінде алады. Автоклавтан кейінгі шлам сүзіледі және кептіріледі. Дайын шихта балқыту қондырғысына – Калдо пешіне беріледі. Бұл пеште балқыту, қалпына келтіру, конверсиялау процестері ретімен жүзеге асырылады. Балқыту үдерісінде балқыту қождары пайда болады, ол тазартуға арналған қалдық болып табылады. Қож мыс балқыту зауытына немесе қорғасын өндірісіне жіберіледі, өйткені оның құрамында мыс, қорғасын және аздаған бағалы металдар бар. Конвертерлік қож конверсиялау сатысында қалыптасады, ол қайта өңделген тазарту өнімі болып табылады. Әдетте келесі жылытуға оралады. Технологиялық газдар тазарту жүйесі арқылы өтеді. Алынған суспензия сүзгіден өткізіліп, Калдо пеші үшін қайта өңделген өнім болып табылатын Venturi скруббер шламы алынады. Сүзіндіде селен бар, ол күкірт диоксиді бар ұнтақ селенге дейін тотықсызданады, содан кейін тұтынушыға сатылады. Алынған Доре қорытпасы немесе анодтық күміс электролизге берілетін анодтарға құйылады.

Кросс-медиа әсерлер

Сүзгілеу, тозаңсыздандыру және скруббер жүйелерінің жұмысы үшін энергия шығынын арттыру.

Балқу реакцияларының тиімділігін арттыру және ұшпа металл қосылыстарының түзілуін болғызбау үшін флюстерді қолдану.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Әдістер жаңа және бар қондырғыларға қолданылады.

Ылғалды тозаңсыздандыру және селенді қалпына келтіру жүйелері құрамында ұшпа селен бар газдар үшін қолданылады.

Қапшық сүзгілер әдетте құрғақ газдар (ұшпа селен жоқ) және желдету газдары үшін қолданылады.

Экономика

Әдістемелер айтарлықтай инвестицияларды талап етеді және экономикалық тиімділікті анықтау үшін жеке көзқарас қажет.

Ендірудің қозғаушы күші

Шығарындыларды азайту.

Экологиялық заңнаманың сақталуына қойылатын талаптар.

5.3.3. Алтынды аффинаждау процесінде (электролиттік тазарту) шығарындыларды болғызбау және азайту әдістері

Алтынды аффинаждау – белгілі бір химиялық тазалықтағы металды алу үшін химиялық өңдеу, физикалық өңдеу және концентрация әдістері басым болатын бірқатар тазарту кезеңдерін қамтитын алтынды қоспалардан терең тазартуға арналған технологиялық процестер кешені.

Алтынды тазартудың ең тиімді және кең тараған әдісі – электролиттік тазарту. Сондай-ақ өнеркәсіптік өндірісте хлорды тазарту (Миллер үдерісі) және гидрометаллургиялық тазарту қолданылады.

Сипаттама

Алтынды электролиттік тазарту кезінде шығарындылардың алдын алу және азайту үшін келесі әдістер қолданылады:

технологиялық үдерісті басқарудың кешенді шараларын әзірлеу;

ерітінділерді айдау үшін жабық резервуарларды/ыдыстар/құбырларды пайдалану;

электролизерлердің аспирациялық жүйелерін орнату;

су пердесін қолдану;

қайта пайдалануға арналған қайта өңдеу шешімдері;

Бағалы металдар өндіру үшін жанама өнімдерді кәдеге жарату;

NO_Xгаздарынан азот қышқылын алу;

электролизерлерден газдарды тазарту үшін күйдіргіш сода ерітіндісі бар сілтілі скрубберді қолдану.

Техникалық сипаттау

Алтын анодты шламды азот қышқылымен шайғаннан кейін электролиттік немесе гидрометаллургиялық тазарту әдісімен алынады. Шаймалағаннан кейін алтын ұнтақ анодтарға құйылады. Қолданылатын электролит-тұз қышқылы мен тетрахлорзолот қышқылының ерітіндісі. Электродтар арасында берілетін тұрақты электр тогы анодтардан еріген алтын иондарының катодтарға қоныс аударуына және тұнбаға түсуіне әкеледі.

Сондай-ақ, алтынды тотықтырғыштардың (HNO₃, Cl₂, H₂O₂және т. б.) қатысуымен шламды/алтын ұнтағын тұз қышқылымен шаймалау, содан кейін ерітіндіден селективті тотықсыздану және тұндыру арқылы алуға болады.

Басқару үдерісіне біріктірілген шаралар

Электротазалау процестерін ұяшық дизайны, анод-катод аралығы, ток тығыздығы, электролит құрамы, температура және ағын жылдамдығы тұрғысынан төмен энергия тұтынуды және жоғары өнімділікті сақтау үшін оңтайландыруға болады.

Ерітінділерді айдауға арналған жабық резервуарлар/ыдыстар/құбырлар

Жабық ыдыстар/резервуарлар электролиттер мен реагенттерді (мыс ұнтағы, сода) сақтау үшін жұмсалған электролит пен күміс цементтеуін тазарту үшін қолданылады. Сақтау цистерналары/ыдыстар қос қабырғалы резервуарлар немесе берік байламдарға орналастырылған. Еден су мен қышқылды өткізбейді. Ерітінділерді/электролиттерді тасымалдау үшін жабық құбырлар қолданылады.

Күміс кристалдары жабық конвейерлер арқылы жинағыш ыдыстарға тасымалданады немесе жинау науалары арқылы ұяшық түбінен көтеріледі.

Анодты шламды азот қышқылымен сілтісіздендіру (алтынды электролизге дейін) жабық ыдыстарда жүреді.

Жабық, ауасы бар ауасы бар реакциялық ыдыстар сонымен қатар анодтық шөгінділерді тұз қышқылымен немесе басқа еріткіштермен немесе еріткіш қоспалармен сілтісіздендіру үшін, ал кейінгі кезеңдерінде алтын алу және тұндыру үшін қолданылады.

Тығыздықты қамтамасыз ету және ағып кетуді болғызбау үшін ұяшықтарды, резервуарларды, құбырларды, сорғыларды және тазалау жүйелерін жүйелі түрде тексеру және профилактикалық қызмет көрсету қолданылады.

Электролизерлер үшін аспирациялық жүйелерді орнату

Шламды жуу корпустың немесе қоршаудың ішінде жүзеге асырылады.

Алтын электролиз ұяшықтары анодта пайда болған хлорды ұстау үшін сорғыштармен/кіріктірілген қаптамалармен және сору желдеткішімен жабдықталған.

Су пердесі

Бұл анодты шламды тұз қышқылымен немесе басқа еріткіштермен Сілтісіздендіру кезінде хлор газының шығарылуын болғызбау үшін пайдаланылуы мүмкін.

Қайта пайдалану үшін қайта өңдеу шешімдері

Дренаж жүйелері тығыздалуы керек және барлық жиналған ерітінділер өндіріс үдерісінде қайта өңделеді.

Қымбат металдарды алу үшін жанама өнімдерді кәдеге жарату

Алтынды қалпына келтіру үшін алтын электролизінен алынған электролит тазартылады. Пайдаланылған анодтар металды алу үшін балқытылады. Құрамында алтын және басқа да бағалы металлдар бар шламдар алынады және одан әрі тазартылады.

Алтынды сілтілеу процестерінен алынған ерітінділер алтын мен бағалы металлдарды алу үшін тазартылады.

Бағалы металлдармен байытылған ерітінділер бағалы металлдардың ішкі немесе сыртқы регенерациясы үшін қолданылады.

Жоғары концентрациялы NO_X газдарынан азот қышқылын алу

Анод шламының азот қышқылын сілтісіздендірудің NO_Xбар газдар арнайы канал жүйесі арқылы жиналады және азот қышқылын қалпына келтіру үшін скрубберлерде жуылады және/немесе өңделеді.

Сілтілі скрубберді қолдану

Электролизерлерден газдарды тазарту үшін күйдіргіш сода ерітіндісімен жуылған сілтілі скруббер қолданылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Қашықтан шығарындылардың алдын алу.

Энергияны тиімді пайдалану.

Металдарды және шикізатты қалпына келтіру.

Үдеріс қалдықтары үдеріске қайтарылады (қалдықтарсыз)

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

"Казцинк" ӨМК ЖШС-де зиянды заттардың бөліну көзі болып табылатын Бағалы металдар учаскесінің барлық жабдықтары аспирациялық қондырғылармен жабдықталған, олардың көмегімен желдеткіш газдар атмосфераға шығарылады. Бағалы металдар шығаратын зауыттан өнеркәсіптік канализацияға су төгілмейді, барлық қалдықтар, оның ішінде сұйық заттар тікелей цехтың өзінде өңделеді.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Әдістер жаңа және бар қондырғыларға қолданылады.

Экономика

Ендірудің қозғаушы күші

Шығарындыларды азайту.

Экологиялық заңнаманың сақталуына қойылатын талаптар.

Құнды (бағалы) металдардың жоғалуын азайту және құрамында бағалы металлдар және басқа да бағалы металдар бар шикізатты қалпына келтіру.

5.3.4. Алтынды аффинаждау процесінде (гидрометаллургиялық тазарту) шығарындыларды азайту техникалары

Сипаттама

Алтынды гидрометаллургиялық тазарту үдерісінде атмосфераға ластағыш заттардың ұйымдастырылмаған шығарындыларын азайту үшін келесі әдістер қолданылады:

қымталанған немесе жабық реакциялық ыдыстарды, контейнерлер мен резервуарларды, аспирациялық жүйелермен, оқшауланған құбырлармен, жабық дренаждық жүйелермен жабдықталған деңгей реттегіштері бар аппараттар мен резервуарларды пайдалану, жабдыққа техникалық қызмет көрсету бағдарламаларын жоспарлау;

пайдаланылған газдарды шығаруға арналған ауа құбырларының ортақ жүйесіне қосылған реакциялық ыдыстар мен цистерналар (негізгісі істен шыққан жағдайда резервтік жүйе автоматты түрде қосылады);

аммиакты кетіру үшін күкірт қышқылы бар скруббер жүйесімен;

NO_xсияқты қышқылды бөлінетін газдарды тазарту үшін күйдіргіш соданың сулы ерітіндісі бар ылғалды сілтілі скруббер жүйесі;

сутегі асқын тотығы мен азот қышқылының сулы қоспасы бар NO_xскрубберлері (жоғары NO_xконцентрациясы үшін). Бұл шағын скрубберлердің мақсаты - негізгі жүйеге жүктемені азайту;

басқару жүйелері, мысалы, скрубберлерді күту генераторы қызмет көрсететін бірінші кезектегі электр тізбегіне қосу, электр қуаты өшіп қалған жағдайда және операциялық іске қосулар мен тоқтатулар үшін; пайдаланылған қышқылды кәдеге жарату және сорғы істен шыққан жағдайда әрбір скруббер цистернасынан жуу сұйықтығының айналуы үшін резервтік сорғыны қамтамасыз ететін автоматтандырылған басқару жүйесін пайдалана отырып, жаңа қышқылмен скрубберлердің құрамы.

Техникалық сипаттау

Гидрометаллургиялық (қышқылды) тазарту әдістеріне: тұз қышқылымен, тұз қышқылымен және хлормен еріту/шаймалау, азот қышқылы, акварегия (азот қышқылы және тұз қышқылы), дистилляция, сүзу операциялары және селективті экстракция процестері (еріткіш экстракциясы мен ион алмасуды қоса).

Қышқылдар мен сілтілерді пайдалану нәтижесінде улы және қоршаған ортаға ықтимал зиянды газдар түзіледі, олар атмосфераға шығарылғанға дейін олардың концентрациясын қолайлы төмен концентрацияға дейін төмендету үшін өңдеуді қажет етеді.

Реакциялардың басым көпшілігі қышқылды бөлінетін газдарға әкеледі, олардың ішінде тұз қышқылы, хлор және NO_Xең маңызды болып табылады. Сонымен қатар, кейбір реакциялардың нәтижесінде аз мөлшерде SO₂, бром және күкірт қышқылы бөлінеді.

Ластағыш заттардың шығарындыларының алдын алу шаралары.

Барлық реакциялық ыдыстар жұмыс кезінде қоректену саңылауының қақпағын жабу арқылы тығыздалады. Әдетте олар тек үдерістің басында, материалдарды тиеу кезінде немесе сынама алу үшін ашылады. Жабық реакторларды пайдалану сонымен қатар желдетілетін реакторлармен салыстырғанда газды тазарту қондырғысына түсетін жүктемені айтарлықтай азайтады, бұл химиялық заттарды, электр энергиясын және суды тұтынуды азайтады. Резервуарлар әрқашан теріс қысымда болады, жұмыс кезінде пайда болған барлық булар арнайы газ тазалау қондырғысына шығарылады.

Ішкі және сыртқы сақтау цистерналары ауа өткізбейтін және әдетте жабылатын тексеру люктері немесе порты болады. Олар тек техникалық қызмет көрсету мақсатында резервуарлар бос болғанда ғана ашылады, т.б. Сақтау цистерналары сонымен қатар жергілікті сору желдету жүйесіне қосылған және технологиялық газдар тиісті газ өңдеу қондырғысына жіберіледі.

Еріткіштерді алу жабдығы мен сүзгілері әдетте арнайы жасалған қоршауда немесе сорғыштың астында орналасады. Реакциялық және сақтау резервуарларының көпшілігі деңгейді автоматты реттеумен жабдықталған. Бұл резервуар немесе ыдыс толған кезде, қажетті деңгейге жеткенде тасымалдау сорғысы автоматты түрде өшетінін білдіреді. Сонымен қатар, бұл деңгей бұзылған жағдайда операторларды ескерту үшін жоғары деңгейлі дабылдар орнатылады. Бұл бақылау құралдары резервуарлар мен ыдыстарды шамадан тыс толтыру және ағып кету қаупін азайтады.

Барлық сулы ерітінділер мен еріткіштер ыдыстар, резервуарлар және т.б. арасында операторлармен кез келген жанасуды болғызбау үшін жабық құбырлар арқылы қозғалады.

Реагенттер цистерналары мен аралық резервуарлар құрамындағы ерітіндімен үйлесімді материалдардан жасалған. Әдетте, көптеген зауыттарда олар коррозияға төзімді жоғары сапалы арматураланған пластмассаларды қамтиды. Сыртқы сақтау резервуарлары әрқашан кез келген кездейсоқ төгілуді болғызбауға және жоюға болатын қоршалған жерлерде орналасады. Бұл қоршалған аумақтар қышқылға төзімді материалдардан немесе жерге ағып кетпес үшін ұқсас материалдардан жасалған. Барлық ішкі едендер әдетте жерге ағып кетпес үшін плиткамен қапталған және кездейсоқ төгілулерді ұстау үшін шұңқырлармен жабдықталған.

Барлық зауыттарда барлық жабдыққа техникалық қызмет көрсету және жөндеудің қатаң жоспарлы бағдарламалары, сондай-ақ апаттық жоспарлар бар.

Реакциялық ыдыстар мен резервуарлар ортақ арна жүйесіне қосылған газдан тыс розеткамен (ақау кезінде автоматты резервтік/резервтік құрылғы бар)

Аммиак газын немесе қышқыл газдарын шығара алатын барлық реакциялық ыдыстар мен ыдыстар жалпы құбыр жүйесіне (әдетте сумен салқындатылған шыны конденсатор арқылы) қосылған, онда желдеткіш ыдыстан шығатын газдарды алып тастайды. Түтік арқылы пайдаланылған газдар скруббер қондырғысына түседі.

Күкірт қышқылы ерітіндісі бар скруббер жүйесі

Скруббер қондырғысы әдетте күкірт қышқылы ерітіндісі бар резервуары бар бір немесе бірнеше тазалау мұнараларынан тұрады. Егер газ тазалау жүйесінде бірден артық мұнара жұмыс істесе, аммиактың кететін газдарының басым көпшілігі бірінші газ тазалауда сіңіріледі, ал екіншісі екінші сатыда және/немесе бірінші қатардан шыққан жағдайда резервтік қондырғы ретінде қызмет етеді.

Жұмыс тәжірибесі тұрғысынан тазарту сұйықтығының резервуарларындағы қышқылдықты бақылау және бақылау негізгі параметр болып табылады. Скруббер қондырғыларынан шығатын газдар арнайы мұржа арқылы атмосфераға шығарылады.

Құрамында каустикалық соданың сулы ерітіндісі бар дымқыл сілтілі скруббер жүйесі.

Скрубберлер әдетте су күйдіргіш содасы бар бір немесе бірнеше тазалау мұнараларынан тұрады. Тазарту жүйесінде бірнеше мұнара жұмыс істегенде, қышқылды шығарылатын газдардың басым көпшілігі бірінші тазарту қондырғысында жұтылады, ал екіншісі екінші кезең және/немесе біріншісі істен шыққан жағдайда резервтік қондырғы ретінде қызмет етеді.

Пайдалану тәжірибесі тұрғысынан сұйық резервуарларды тазартудағы сілтілілікті бақылау және бақылау негізгі параметр болып табылады. Тағы бір негізгі параметр NO_xжәне басқа қышқыл газдарды тиімді жоюды қамтамасыз ету үшін скраб сұйықтығының температурасын белгіленген мәннен төмен ұстау керек.

Құрамында сутегі асқын тотығы мен азот қышқылының су қоспасы бар NO_xскрубберлері.

NO_xскрубберлері (негізгі тазарту жүйесіне қосымша) жоғары локализацияланған NO_xконцентрациясынтудыруы мүмкін арнайы қондырғылар үшін пайдаланылады. Бұл шағын скрубберлердің мақсаты - негізгі жүйеге жүктемені азайту. Азот оксидтерінің (NO және NO₂) бөлінетін газдары бір жағынан тотықтырғыш ретінде оттегі немесе сутегі асқын тотығы және екінші жағынан азот қышқылы немесе несепнәр (тотықсыздандырғыш ретінде) арқылы алынады. Айналымдағы жуу сұйықтығының тұру уақыты мен салқындауы газды оңтайлы қабылдау және NO_xэмиссиясының шектеріне жету үшін өте маңызды. NO_xскрубберінен шыққан газдар атмосфераға шығар алдында сілтілі скрубберлерге (жоғарыда сипатталғандай) жіберіледі.

Басқару жүйелері.

Скруббер қондырғысын электр қуаты өшіп қалған жағдайда резервтік генератор қызмет көрсететін басым электр тізбегіне қосу жақсы тәжірибе болып табылады.

Сонымен қатар, әрбір скруббер резервуарындағы скруббер сұйықтығының айналмалы сорғысында сорғы істен шыққан жағдайда автоматты түрде қосылатын резервтік болуы керек. Жүйе арқылы пайдаланылған газдарды айдауға арналған желдеткіште резервтік қондырғы болуы керек.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Атмосфераға шығарындылардың алдын алу және азайту.

Лықсыманың алдын алу және азайту.

Өңделген/қалпына келтірілген жуу сұйықтықтарын және басқа да гидрометаллургиялық реагенттерді шаймалау және алтынды тазарту жөніндегі басқа операциялар кезінде өңдеу/пайдалану. Газ тәріздес аммиак шығарындыларын азайту үшін пайдаланылатын пайдаланылған жуу сұйықтығы (аммоний су сульфаты) тазарту құрылыстарына жіберілуі, ішінде реагент ретінде пайдаланылуы немесе мердігер жоюы мүмкін (оны реагент немесе тыңайтқыш ретінде пайдалану үшін аммоний сульфатына кристалдану үшін жанама өнім ретінде пайдалануы мүмкін). NO_x(азот қышқылы)скрубберлерінен жұмсалған жуу сұйықтығын тазалау үдерісінде қайта өңдеуге болады.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Құрамында алтыны бар шламды алтынмен байыту үшін азот қышқылының ерітіндісімен өңдейді. Алтын өндірісіне байытылған шлам (кесілген алтын) жіберіледі.

Кросс-медиа әсерлер

Тазалау процестері үшін реагенттер және басқа шикізат (мысалы, каустикалық сода) қажет.

Скрубберлер мен сору/желдету және басқару жүйелері үшін энергияны тұтынудың жоғарылауы.

Суды пайдаланғаннан кейін ыдыстарды, резервуарларды және басқа реакциялық жабдықтарды жуу үшін пайдалануды ұлғайту.

Құрамында технологиялық ағындар, төгілген және пайдаланылған жуу сұйықтықтары бар сарқынды сулардың пайда болуы.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Сипатталған әдістер жаңа қондырғыларға қолданылады. Қолданыстағы кәсіпорындарда техниканы қолдану үшін жабдықты күрделі жаңғырту қажет болады.

Экономика

Ендірудің қозғаушы күші

Шығарындыларды азайту.

Экологиялық заңнаманың сақталуына қойылатын талаптар.

Құнды (бағалы) металдардың жоғалуын азайту және құрамында БM және басқа да құнды металдар бар шикізатты қалпына келтіру.

5.3.5. Алтынды кептіру және күйдіру кезіндегі шығарындыларды азайту техникалары

Сипаттама

Алтынды жағу, қатты қыздыру және кептіру процестерінен атмосфераға шығарылатын ластағыш заттардың ұйымдастырылмаған шығарындыларын азайту үшін келесі әдістер қолданылады:

барлық қыздыру пештерін, кептіру шкафтарын жалпы сорғы жүйесіне қосу;

электр қуаты өшірілген жағдайда жабдықты пайдалануды, іске қосуды және жұмысты аяқтауды, пайдаланылған қышқылды кетіруді, скрубберлерге жаңа қышқылды беруді автоматтандырылған басқару жүйесі арқылы қамтамасыз ететін резервтік генераторды іске қосуды қамтамасыз ететін электрондық бақылау жүйесін қолдану;

барлық қатты қыздыруға арналған пештерді, жағуға арналған пештерді және кептіргіш пештерді шығарылатын технологиялық газдарды бұруға арналған ауа өткізгіштер жүйесіне қосу;

скрубберді орнату электр қуаты өшкен жағдайда резервтік генератор қызмет көрсететін басым электр тізбегіне қосылады;

жедел іске қосу, пайдаланылған қышқылды жою және скрубберлерді жаңа қышқылмен толтыру автоматтандырылған басқару жүйесінің көмегімен жүзеге асырылады;

жағып тазалағыш, циклон, газ салқындатқыш, қапшық сүзгі (және белсенді көмір адсорбері.

Техникалық сипаттау

БМ өңдеу кезінде газ тәрізді шығарындылар таза тұздар мен тақтатастарды металдарға, әсіресе тұздарға (платина, рутений және иридий) қатты қыздыру кезінде пайда болады, олардың ыдырау өнімдері тұз қышқылы, аммоний хлориді және хлорид булары болып табылады. Сонымен қатар, бұл газдар жоғары температурада (шамамен 350 - 900 ^°C) өндіріледі, бұл оларды өңдеу мен тазартуда қосымша қиындық тудырады. Демек, "таза тұзды" кальцийлейтін пештер әдетте бөлінген "таза тұз" скрубберімен біріктіріледі, ал осы скрубберден шыққан газдар каустикалық (сілтілі) скрубберге жіберіледі. "Таза тұздар" скруббері газдарды суыту (салқындату) және аммоний хлориді мен тұз қышқылын абсорбциялау үшін сумен жуудың екі кезеңін қамтиды; ал хлор және сумен тазартылмаған кез келген қалдық қышқыл келесі сілтілі скрубберде тиімді тазартылады.

Мұндай скруббер қондырғысы "лас тұздарды" кальцийлейтін пештерден шығатын газдарды, қалдықтарды жағатын қондырғыларды және температурасы ұқсас кептіру шкафтарын өңдеуге арналған. Бұл операциялардың газ тәрізді өнімдері платина тұзының тұтануына қарағанда айтарлықтай аз болады, бірақ тұз қышқылының төмен концентрациясын және күкірт, селен диоксиді және NO_X сияқты басқа қышқыл газдардың іздерін қамтиды. "Лас тұз" скрубберінен шығарылатын газдар "таза тұздармен" жұмыс істегендегідей, атмосфераға шығарылмас бұрын сілтілі скруббер арқылы жіберіледі.

"Таза тұздар" және "лас тұздар" қондырғылары үшін тазарту тиімділігі сілтілі скрубберге дейін > 99 % болуы мүмкін. Әдетте скруббердің бүкіл қондырғысы электр қуаты істен шыққан жағдайда резервтік генератор беретін басым электр тізбегінде орналастырылады.

Кәдімгі операциялар, соның ішінде іске қосу және өшіру, пайдаланылған қышқылды тазарту және жаңа қышқыл дайындау автоматтандырылған басқару жүйесі арқылы жүзеге асырылады. Процестің барлық айнымалылары жергілікті басқару панеліне және қажет болған жағдайда орталық диспетчерлік бөлмесіне жіберіледі.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Атмосфераға шығарындыларды азайту.

Алынған қышқылдың рециркуляциясы.

Кросс-медиа әсерлер

Тазартқыш орта ретінде реагенттер мен басқа шикізатты (мысалы, каустикалық сода) қажет етеді; дегенмен, осы шикізаттың кейбірін жергілікті процестерден алуға болады, нәтижесінде қышқылдар мен сілтілердің белгілі бір ерітінділері пайда болады, сәйкесінше жаңа реагенттер аз мөлшерде пайдаланылады немесе мүлдем азайтылады.

Экстракция жүйелерін, скрубберді және бақылау жүйелерін пайдалану кезінде энергияны пайдалануды арттыру.

Қолданылуына қатысты техникалық пікірлер

Ылғал скрубберді жаңа қондырғыларға және қолданыстағы қондырғыларды реконструкциялауға пайдалануға болады.

Экономика

Техника айтарлықтай инвестицияларды қажет етеді, экономикалық тиімділігін анықтау үшін жеке тәсіл қажет.

Іске асырудың қозғаушы күші

Шығарындыларды азайту.

Экологиялық заңнаманы сақтау жөніндегі талаптар.

Құнды (бағалы) металдардың ысырабын азайту және құрамында БМ және басқа да құнды металдар бар шикізатты қалпына келтіру.

5.3.6. Дайын өнімді балқыту кезіндегі шығарындыларды азайту техникалары

Сипаттама

Дайын өнімді балқыту кезінде атмосфераға ластағыш заттардың ұйымдастырылмаған шығарындыларын азайту үшін келесі әдістер қолданылады:

вакуумда жұмыс істейтін оқшауланған пештер;

тиімді сору және желдету жүйелері.

қапшық сүзгілер.

Техникалық сипаттау

Дайын өнімді балқыту периодты режимі бар шағын балқыту пештерінде жүреді. Электрлік индукциялық тигельді пештерді немесе газ/мұнай пештерін пайдалануға болады. Балқытылған металды әр түрлі пішіндерге құйып (сырықтар, құймалар) немесе түйіршіктелген күйге келтіреді. Индукциялық пештер жану газдарының пайда болуын және онымен байланысты азайту қондырғысының көлемін азайтады.

Балқыту пешінен шығатын газдар қап сүзгілерде салқындатылып, тазартылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Атмосфераға шығарындыларды азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Ақпарат ұсынылмаған.

Кросс-медиа әсерлер

Аспирация, желдету және тозаңды кетіру жүйелерінің жұмысы үшін энергия шығынын арттыру.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Жалпы қолданылады.

Экономика

Іске асырудың қозғаушы күші

Шығарындыларды азайту.

Экологиялық заңнаманың сақталуына қойылатын талаптар.

5.3.7. Қалдықтармен жұмыс істеу техникалары

Сипаттама

Қалдықтарды қайта пайдалану, оларды өңдеу және пайдалы компоненттерді алу нәтижесінде БМ өндірісі кезінде түзілетін қалдықтардың мөлшерін азайтуға бағытталған әдістер.

Техникалық сипаттау

БМ өндірісінің қалдықтарына мыналар жатады:

қабылдағыш металды балқытқаннан кейінгі қождар, қайта өңделген қождар;

бейтараптандыру ерітінділерін тұндыру;

пештің қаптамасының қалдықтары;

циклондардың, газ құбырларының, қап сүзгілерінің және электросүзгілердің тозаңы;

Қалдықтардың құрамында алтын мен БМ қалпына келетін мөлшерде болады, сондықтан екінші реттік шикізат ретінде пайдаланылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Жоюға арналған қалдықтарды азайту. Бағалы металдарды алу. Полигондарға қалдықтардың түсуіне байланысты экологиялық тәуекелдерді азайту.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Жалпы қолданылады.

Экономика

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары.

6. Еқт бойынша тұжырымдар қамтылған қорытынды

Осы бөлімде тізімделген және сипатталған әдістер нұсқаушы немесе толық емес. Бір немесе бірнеше ЕҚТ-ны қолдана отырып, объектіні пайдаланудың қалыпты жағдайлары кезінде эмиссиялар деңгейлеріне және ЕҚТ-ны қолдануға байланысты технологиялық көрсеткіштерге қол жеткізуді қамтамасыз ететін басқа да техникалар пайдаланылуы мүмкін.

Ең үздік қолжетімді техникаларды қолдануға байланысты эмиссиялар деңгейлері бір немесе бірнеше ең үздік қолжетімді техникаларды қолдана отырып, объектіні пайдаланудың қалыпты жағдайларында қол жеткізілуі мүмкін эмиссиялар деңгейлерінің диапазоны ретінде айқындалады және ластағыш заттардың қоршаған ортаға тікелей бөлінетін жерлерінде, шығарындылар/төгінділер көздерінде қолданылады.

Осы бөлімде көрсетілген ЕҚТ-ға сәйкес келетін ауа шығарындыларының деңгейлері келесі аспектілерге жатады:

стандартты жағдайларда (273,15 К, 101,3 кПа) қалдық газдардың көлеміне бөлінетін заттардың массасы ретінде көрсетілген концентрация деңгейлері.

Суға ағызу үшін ЕҚТ келесі аспектілерге қатысты:

сарқынды су көлеміне шаққандағы шығарылатын заттардың массасы ретінде көрсетілген концентрация деңгейлері, мг/л.

ЕҚТ бойынша анықтамалықтың осы жобасында ЕҚТ қолдануға байланысты өзге де технологиялық көрсеткіштерді, оның ішінде энергетикалық, су және өзге де ресурстарды тұтыну деңгейлерін айқындау орынсыз болып табылады. ЕҚТ қолдануға байланысты өзге де технологиялық көрсеткіштер уақыт бірлігіне немесе өндірілетін өнімнің (тауардың), орындалатын жұмыстың, көрсетілетін қызметтің бірлігіне шаққандағы ресурстарды тұтыну мөлшерінде көрсетіледі. Сәйкесінше, басқа технологиялық көрсеткіштерді белгілеу қолданылатын өндіріс технологиясына байланысты. Сонымен қатар, "жалпы ақпарат" бөлімінде жүргізілген энергетикалық, су және басқа (шикізат) ресурстарды тұтынуды талдау нәтижесінде көптеген факторларға байланысты бірқатар вариациялық көрсеткіштер алынды: шикізаттың сапалық көрсеткіштері, қондырғының өнімділігі мен пайдалану сипаттамалары, дайын өнімнің сапалық көрсеткіштері, аймақтардың климаттық ерекшеліктері және т.б.

Ресурстарды тұтынудың технологиялық көрсеткіштері ЕҚТ енгізуге, оның ішінде прогрессивті технологияны енгізуге, өндірісті ұйымдастыру деңгейін арттыруға, ең төменгі мәндерге (тиісті ресурсты тұтынудың орташа жылдық мәнін негізге ала отырып) сәйкес келуге және үнемдеу және ұтымды тұтыну жөніндегі сындарлы, технологиялық және ұйымдастырушылық іс-шараларды көрсетуге бағдарлануы тиіс.

Эмиссиялардың орташа кезеңдері үшін келесі анықтамалар қолданылады (6.1 -кестені қараңыз)

6.1-кесте. ЕҚT қатысты шығарындылар/төгінділердің орташа кезеңдері

р/с №		Шығарындылар	Төгінділер
1	2	3	4
1	Күніне орташа	Үздіксіз мониторингпен күніне ластағыш заттардың концентрациясының сағаттық және жарты сағаттық мәндері	Орташа пропорционалды үлгі ретінде алынған 24 сағаттық сынама алу кезеңіндегі орташа мән (немесе жеткілікті ағын тұрақтылығы көрсетілген жағдайда уақытша пропорционалды орташа үлгі ретінде) ^*
2	Таңдамалы кезеңдегі орташа мән	Басқаша белгіленбесе, әрқайсысы 30 минуттан кем емес қатарынан үш өлшеудің орташа мәні**

Ескертпе:

* Пакеттік процестер үшін сынама алудың жалпы уақытында алынған өлшемдердің алынған мәнінің орташа мәні немесе бір реттік сынама алу нәтижесінде өлшеу нәтижесі пайдаланылуы мүмкін;

** Айнымалы ағындар үшін репрезентативті нәтижелерді беретін басқа іріктеу процедурасы қолданылуы мүмкін (мысалы, нүктелік іріктеу). Сынама алу немесе талдау шектеулеріне байланысты 30 минуттық өлшемдерге рұқсат етілмеген кез келген параметр үшін сәйкес сынама алу кезеңі қолданылады.

6.1. Мысты және бағалы металдарды өндіру кезіндегі жалпы ЕҚТ

6.1.1. Экологиялық менеджмент жүйесі

ЕҚТ 1.

Қоршаған ортаны қорғаудың жалпы тиімділігін жақсарту үшін ЕҚТ келесі функциялардың барлығын қамтитын экологиялық менеджмент жүйесін енгізу және қолдау болып табылады:

басшылықтың, оның ішінде топ-менеджменттің мүддесі мен жауапкершілігі;

басшылықтың қондырғыны (өндірісін) үздіксіз жетілдіруді қамтитын экологиялық саясатты анықтау;

қаржылық жоспарлаумен және инвестициялармен үйлестіре отырып, қажетті процедураларды, мақсаттар мен міндеттерді жоспарлау және жүзеге асыру;

рәсімдерді орындауға ерекше назар аудара отырып:

құрылымы мен жауапкершілігі

жұмысқа қабылдау,

қызметкерлерді оқыту, хабардар ету және құзыреттілік,

байланыс,

қызметкерлердің қатысуы,

құжаттама,

үдерісті тиімді бақылау,

техникалық қызмет көрсету бағдарламалары,

төтенше жағдайларға және олардың зардаптарын жоюға дайындық;

табиғатты қорғау заңнамасының орындалуын қамтамасыз ету;

өнімділікті тексеру және түзету әрекеті, назар аудара отырып:

бақылау және өлшеу,

түзету және алдын алу шаралары,

іс қағаздарын жүргізу,

тәуелсіз (мүмкіндігінше) ішкі немесе сыртқы аудит, ЭМЖ-ның жоспарланған іс-шараларға сәйкестігін, оның орындалуын және орындалуын анықтау;

ЭМЖ талдауы және оның заманауи талаптарға сәйкестігі, жоғары басшылық тарапынан пайдалылығы мен тиімділігі;

таза технологиялардың дамуын қадағалау;

қондырғыны пайдаланудан шығару кезінде, жаңа қондырғыны жобалау кезеңінде және оны пайдаланудың бүкіл кезеңінде қоршаған ортаға ықтимал әсерді талдау;

сала бойынша тұрақты негізде салыстыру.

Төтенше тозаң шығарындылары бойынша іс-шаралар жоспарын әзірлеу және жүзеге асыру (ЕҚТ 6 қараңыз) және тозаңды азайту жүйелерінің тиімділігін нақты қарастыратын техникалық қызмет көрсетуді басқару жүйесін пайдалану (ЕҚТ 4 қараңыз) да ЭМЖ бөлігі болып табылады.

6.1.2. Энергия тиімділігі

ЕҚТ 2.

Энергияны басқару. ЕҚT келесі әдістердің біреуін немесе бірнешеуін қолдану болып табылады:

р/с №	Техника	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	Энергияны басқару жүйесі (ЭБЖ)	Жалпы қолданылады
2	Қалпына келтіретін кейінгі күйдіргіштер	Жанғыш ластағыш заттардың шығарындылары қажет болғанда қолданылады
3	Регенеративті және рекуперативті қыздырғыштар.	Жалпы қолданылады
4	Негізгі процестерді жүзеге асыру кезінде пайда болатын артық жылуды пайдалану	Жалпы қолданылады
5	Жану камерасына берілетін ауаны құю науаларынан ыстық газдармен алдын ала қыздыру	Тек құю зауыттарына қатысты
6	Автогенді балқыту немесе көміртекті материалдың толық жануы салдарынан энергия шығынын азайту үшін металлургиялық зауыттарда оттегімен байытылған ауаны немесе таза оттегі жарылыстарын пайдалану	Жалпы қолданылады
7	Концентраттарды және дымқыл шикізатты балқыту алдында төмен температурада кептіру	Жалпы қолданылады (тек кептіру жүріп жатқанда ғана қолданылады)
8	Жиілік түрлендіргіштермен жабдықталған жоғары тиімді электр қозғалтқыштарын пайдалану	Жалпы қолданылады
9	Балқыту сатысынан ыстық газдардан алынған жылуды пайдаланып шихтаны, жарылысты немесе отынды алдын ала қыздыру	Сульфидті кенді/концентратты күйдіру немесе балқыту және басқа да пирометаллургиялық процестер үшін ғана қолданылады.
10	Қалдық жылуды қалпына келтіру арқылы бу немесе ыстық суды пайдаланып шаймалау ерітінділерінің температурасын арттыру	Тек алюминий тотығы немесе гидрометаллургиялық процестер үшін қолданылады
11	Электрлік немесе шахталық/домна пешінде түзілетін көміртегі тотығының химиялық энергиясын отын ретінде, металдарды алып тастағаннан кейін, басқа өнеркәсіптік процестерде немесе бу/ыстық су немесе электр энергиясын өндіру үшін пайдалану арқылы қалпына келтіру	CO мазмұны > 10 том үшін қолданылады. пайдаланылған газдардың жалпы көлемінің %. Қолдану мүмкіндігіне сонымен қатар шығарылатын газдардың құрамы және тұрақты ағынның болуы әсер етеді (яғни, сериялық процестер)
12	Қазіргі органикалық көміртегінің құрамындағы энергияны қалпына келтіру үшін оттегі оттығы арқылы ластанған газдарды рециркуляциялау	Жалпы қолданылады
13	Бу және ыстық су құбырлары сияқты жоғары температурада жұмыс істейтін объектілер үшін қолайлы жылу оқшаулау	Жалпы қолданылады
14	Ауа сору жүйесінің іске қосылуын автоматты түрде іске қосатын немесе нақты шығарындыларға байланысты сору жылдамдығын реттейтін басқару жүйелерін пайдалану	Жалпы қолданылады
15	Күкірт қышқылы зауытында пайдаланылатын газды алдын ала қыздыру немесе бу және/немесе ыстық су алу үшін күкірт диоксидінен күкірт қышқылын өндіру кезінде түзілетін жылуды пайдалану	Зауыттарға жарамды түсті металдарды өндіру, оның ішінде күкірт қышқылын немесе сұйық SO_2 алу

6.1.3. Технологиялық процесті басқару

ЕҚТ 3.

Өндіріс үдерісінің тұрақтылығын қамтамасыз ету. Бір немесе бірнеше әдістемелерді қолдануды қоса алғанда, автоматтандырылған басқару және басқару жүйелерін енгізу.

р/с №	Техника	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	Пайдаланылатын технологиялық жабдықпен және ластануды қысқартудың қолданылатын әдістерімен айқындалатын талаптарға сәйкес бастапқы материалдарды тексеру және сұрыптау	Жалпы қолданылады
2	Оңтайлы өңдеу тиімділігі мен шығарындылар мен қалдықтарды азайту үшін әртүрлі жем материалдарын мұқият араластыру
3	Шикізатты өлшеу және мөлшерлеу жүйелері
4	Материалдың берілу жылдамдығын, үдерістің негізгі параметрлерін, соның ішінде дабылдарды, жану жағдайларын және қосымша газ беруді бақылау үшін микропроцессорлық құрылғыларды пайдалану
5	Температураны, пеш қысымын және газ беруді үздіксіз аспаптық бақылау
6	Газ температурасы, берілетін реагенттердің саны, қысымның құлауы, электр сүзгідегі ток пен кернеу, ылғалды скруббердегі сұйықтықтың берілу көлемі мен pH, берілетін газдың құрамы сияқты ауаны тазарту қондырғыларында іске асырылатын процестердің сыни параметрлерін бақылау
7	Жабдықтың бітелуін және ықтимал ақауларын анықтау үшін діріл деңгейін үздіксіз аспаптық бақылау
8	Күкірт қышқылы зауытына жіберер алдында түтін газдарының құрамындағы тозаң мен сынаптың мөлшерін бақылау	SO₂өндірісін қоса алғанда, түсті металл зауыттарына қолданылады
9	Ток күшін, кернеуді және электр контактілерінің температурасын үздіксіз аспаптық бақылау	Электролиз процестеріне қолайлы
10	Қызып кету салдарынан металл және металл оксидінің шығарындыларының пайда болуын болғызбау үшін температураны бақылау және реттеу	Агломерациялық және балқыту пештері үшін қолайлы
11	Температураны, бұлыңғырлықты, pH, электр өткізгіштігін және ағын көлемін үздіксіз аспаптық бақылауды қоса алғанда, реагенттердің берілуін және тазарту жабдығының жұмысын бақылау үшін микропроцессорлық құрылғыларды пайдалану	Сарқынды суларды тазарту қондырғылары үшін қолайлы

ЕҚТ 4.

Тозаң мен металл шығарындыларын азайту. ЭБЖ құрамдас бөлігі ретінде тозаңды басу және тозаңды жинау жүйелерінің жұмысының тиімділігін қамтамасыз ететін ішкі жүйені қолдау (ЕҚТ 1 қараңыз).

6.1.4. Ұйымдастырылмаған шығарындылар

ЕҚT 5.

Атмосфераға шығарындыларды болғызбау немесе азайту: эмиссияларды мүмкіндігінше кейіннен тазарту арқылы көзге барынша жақын ұстау.

ЕҚТ 6. Ұйымдастырылмаған тозаң шығарындыларының алдын алу немесе азайту: ЭБЖ-нің құрамдас бөлігі ретінде (ЕҚT 1 -ді қараңыз) ұйымдастырылмаған шығарындылар жөніндегі іс-шаралар жоспарын әзірлеу және іске асыру, оның ішінде келесі әдістерді қолдануды көздейді:

1) ұйымдастырылмаған шығарындылардың неғұрлым ерекше көздерін түгендеу.

2) белгілі бір уақыт аралығында ұйымдастырылмаған шығарындылардың ең типтік көздерінен шығарындылардың алдын алу және азайту үшін тиісті шаралар мен әдістерді анықтау және жүзеге асыру.

ЕҚT ұйымдастырылмаған тозаң шығарындыларының алдын алуға немесе орынсыз болған жағдайда азайтуға арналған.

ЕҚТ 7.

Шикізатты сақтау кезінде пайда болатын ластағыш заттардың ұйымдастырылмаған шығарындыларын азайту. Бір немесе бірнеше техниканы қолдану.

р/с №	Техника	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	Жабық кеңістіктерді немесе контейнерлерді/силостарды пайдалану	Концентраттар, флюстер және т.б. сияқты тозаңды материалдар үшін қолайлы.
2	Қойма алаңдарының үстінен баспаналар салу	Концентраттар, флюстер, қатты отындар, сусымалы материалдар және кокс сияқты тозаңданбайтын материалдарға, сондай-ақ құрамында суда еритін органикалық қосылыстары бар екінші реттік шикізатқа жарамды.
3	Жабық қаптама	Жалпы қолданылады
4	Арықтардың үстінен құрылыстар салу	Жалпы қолданылады
5	Қоспаларды қолдана отырып немесе қолданбай сумен суару	Құрғақ материалдарды немесе тозаңның пайда болуын болғызбау үшін жеткілікті табиғи ылғалдылығы бар кендерді/концентраттарды пайдаланатын процестерге қолданылмайды. Су тапшылығы бар немесе қысқы температура өте төмен аймақтарда да қолдану шектелген.
6	Тозаңды/газды ұстау құрылғыларын тиеу және тасымалдау орындарында орналастыру	Тозаңды материалдар сақталатын орындарда қолданылады
7	Ағып кетуді анықтаудың сенімді жүйелерін пайдалану және толып кетуді болғызбау үшін сигнализациямен контейнерлерді толтыру деңгейін көрсету	Жалпы қолданылады
8	Күкірт қышқылын және басқа да коррозиялық материалдарды екі қабатты резервуарларда немесе екі сыйымдылықты қоршаған ортаға төзімді байламның ішіне орналастырылған резервуарларда сақтау	Жалпы қолданылады
9	Контейнерлер мен жеткізу жүйелерінен кез келген ағып кетулер буманың ішіне орналастырылған ең үлкен ыдыстың көлеміне тең сұйықтық көлемін ұстауға қабілетті байламның ішінде болатындай сақтау алаңдарын жобалау. Сақтау орны қоршалған және сақталған агрессивті материалға ұшырамайтын беті болуы керек.	Жалпы қолданылады
10	Сақтау орнын үнемі тазалау және қажет болған жағдайда ылғалдандыру	Жалпы қолданылады
11	Желдің жылдамдығын азайту үшін желден қорғайтын қондырмаларды, желден қорғайтын жерлерді немесе желдің жағында байлауды пайдалану	Ашық сақтау үшін қолданылады
12	Материалдарды сақтаудың оңтайлы схемасын техникалық мүмкіндіктерге және басқа факторларға байланысты таңдау	Ашық сақтау үшін қолданылады
13	Ашық қоймалардағы дренажда мұнай ұстағыштар мен құм ұстағыштарды қолдану. Мұнай өнімдері болуы мүмкін материалдарды, тақтайшалары бар бетон алаңдарын немесе басқа шектеу құрылғыларын сақтау үшін пайдаланыңыз	Жалпы қолданылады
14	Шағын шығарындыларды болдырмайтын немесе айтарлықтай азайтатын материалдарды жылжытуға арналған механикалық құралдармен жабдықталған ашық алаңдар	Жалпы қолданылады

ЕҚТ 8.

Шикізатты өңдеу және тасымалдау кезіндегі ұйымдастырылмаған шығарындыларды азайту. Бір немесе бірнеше техниканы қолдану.

р/с №	Техника	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	Жабық конвейерлерді, пневматикалық немесе гидравликалық көлік жүйелерін пайдалану	Жалпы қолданылады
2	Жеткізу пункттерінде, желдеткіштерде, пневматикалық көлік жүйелерінде және тасымалдау конвейерлерінде тасымалдау орындарында тозаң жинау құрылғыларын орнату және оларды газ тазалау жүйесіне қосу	Тозаңды материалдарды пайдаланған кезде қолданылады
3	Ұнтақталған немесе суда еритін материалдарды өңдеу үшін жабық қаптарды немесе барабандарды пайдалану	Жалпы қолданылады
4	Түйіршіктелген материалдарды өңдеу үшін қолайлы контейнер түрлерін пайдалану	Жалпы қолданылады
5	Тиеу және түсіру орындарында материалдарды ылғалдандыру үшін су бүрку	Жалпы қолданылады
6	Тасымалдау қашықтығын азайту	Жалпы қолданылады
7	Конвейер таспаларынан, механикалық күректерден немесе қапсырмалардан құлау биіктігін азайту	Жалпы қолданылады
8	Ашық таспалы конвейерлердің жылдамдығын реттеу (< 3,5 м/с)	Ашық таспалы конвейерлерді пайдалану кезінде қолданылады
9	Материалдардың биіктіктен түсу немесе еркін түсу жылдамдығын азайтыңыз	Ашық таспалы конвейерлерді пайдалану кезінде қолданылады
10	Тасымалдау конвейерлері мен құбырларды жер деңгейінен жоғары қауіпсіз ашық жерлерде орналастыру, ағып кетуді тез анықтау және көліктер мен басқа жабдықтардың зақымдалуын болғызбау. Егер жерасты құбырлары қауіпті емес материалдарды жылжыту үшін пайдаланылса, олардың трассаларының орналасқан жері құжатталуы және тиісті ескерту белгілерімен жер бетінде белгіленуі керек; қауіпсіз қазба жүйелерін қолдану керек.	Жалпы қолданылады
11	Сұйық және сұйытылған газдар үшін разрядтық қосылыстарды автоматты түрде қайта жабу	Жалпы қолданылады
12	Ауыстырылған газдарды жеткізуге қайтару ҰОҚ шығарындыларын азайту үшін құралдар	Жалпы қолданылады
13	Тозаңды материалдарды жеткізу немесе өңдеу үшін пайдаланылатын көліктердің дөңгелектері мен шассилерін жуу	Мұздануға әкелуі мүмкін жағдайларда қолданылмайды
14	Жоспарлы жол тазалау науқандарын өткізу	Жалпы қолданылады
15	Үйлесімсіз материалдарды бөлу	Жалпы қолданылады
16	Процестер арасындағы материал ағындарын азайту	Жалпы қолданылады

ЕҚТ 9.

Ұйымдастырылмаған шығарындылардың алдын алу немесе азайту: пайдаланылған газдарды ұстау және тазалау үшін тиімділік параметрлерін оңтайландыру. Бір немесе бірнеше техниканы қолдану.

р/с №	Техника	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	Шихтаның органикалық ластануын барынша азайту үшін екінші реттік шикізатты алдын ала термиялық немесе механикалық өңдеу	Қайта өңделген материалдарды пайдаланған кезде қолданылады
2	Тозаң жинау жүйелерімен жабдықталған жабық пештерді пайдалану немесе пештерді және басқа технологиялық жабдықтарды сору жүйелерімен жабдықтау	Қауіпсіздік мақсатында қолдану шектелуі мүмкін
3	Тиеу-түсіру пункттерінде пештер мен конвертерлерді газды шығару жүйелерімен жабдықтау	Қауіпсіздік мақсатында қолдану шектелуі мүмкін
4	Тозаңды материалдарды шамадан тыс тиеу орындарында тозаңды жинау	Жалпы қолданылады
5	Зарядты тиеу және қыздырылған металдан шығу кезінде пайда болатын газдарды ұстау мақсатында сору құрылғылары мен газ құбырларының конструкциясы мен пайдалану технологиясын оңтайландыру; ерітілген сульфидтерді немесе қождарды жабық науалар арқылы беру және жылжыту	Қолданыстағы зауыттар үшін қолдану қолжетімді кеңістік пен бар зауыт схемаларымен шектелуі мүмкін
6	Жүктеу операциялары мен балқымаларды шығару кезіндегі шығарындыларды ұстау үшін пештер/реакторлар үшін құрылыстар салу	Қолданыстағы зауыттар үшін қолдану қолжетімді кеңістік пен бар зауыт схемаларымен шектелуі мүмкін
7	Гидродинамика көрсеткіштері мен компьютерлік зерттеулер негізінде пештен шығатын газдардың ағынын оңтайландыру	Жалпы қолданылады
8	Шикізатты шағын бөліктерде беруге мүмкіндік беретін жүйелерді пайдалану	Қолданылуы шектеулі
9	Ұсталған газдарды газ тазалау жүйелерімен тазалау	Жалпы қолданылады

6.1.5. Ауаға шығарылатын шығарындыларды мониторингтеу

ЕҚТ 10.

Нақты көрсеткіштердің технологиялық көрсеткіштерге сәйкестігін бағалау үшін ең аз жеткілікті деректерді беретін ұлттық және/немесе халықаралық стандарттарға сәйкес ластағыш заттардың атмосфераға ұйымдастырылған шығарындыларының мониторингі.

6.2-кесте. Бақыланатын көрсеткіштер

р/с №	Үдеріс атауы	Маркер заттар	Бақыланатын заттар	Мерзімділік
1	2	3	4	5
1	Пирометаллургиялық әдіс (мыс өндіру)
1.1	Шикізатты қабылдау, сақтау, өңдеу, тасымалдау, мөлшерлеу, араластыру, араластыру, ұсақтау, кептіру, кесу және сұрыптау, сондай-ақ бастапқы және екінші реттік мыс өндірісінде мыс жоңқаларын пиролитикалық өңдеу	Тозаң ^****	As ретінде берілген күшән және оның қосылыстары, Cd ретінде берілген кадмий және оның қосылыстары, Cu ретінде берілген мыс және оның қосылыстары, Pb ретінде берілген қорғасын және оның қосылыстары	Маркерлі заттар үшін – үнемі^*****. Бақыланатындар үшін – ӨЭБ бағдарламасына сәйкес, бірақ кем дегенде тоқсанына бір рет
1.2	Бастапқы мыс өндірісінде концентратты кептіру	Тозаң, SO₂	As ретінде берілген күшән және оның қосылыстары, Cd ретінде берілген кадмий және оның қосылыстары, Cu ретінде берілген мыс және оның қосылыстары, Pb ретінде берілген қорғасын және оның қосылыстары, сынап^**, NO_х	Маркерлі заттар үшін – үнемі ^*****. Бақыланатындар үшін – ӨЭБ бағдарламасы бойынша, бірақ тоқсанына кемінде бір рет
1.3	Мыс балқыту зауытында, конвертерде (күкірт қышқылын немесе SO₂сұйықтығын өндіру зауытына немесе электр станциясына жіберілетін газдарды қоспағанда) бірінші реттік балқыту	Тозаң, SO₂	As ретінде берілген күшән және оның қосылыстары, Cd ретінде берілген кадмий және оның қосылыстары, Cu ретінде берілген мыс және оның қосылыстары, Pb ретінде берілген қорғасын және оның қосылыстары, сынап^**	Маркерлі заттар үшін – үнемі ^*****. Бақыланатындар үшін – ӨЭБ бағдарламасы бойынша, бірақ тоқсанына кемінде бір рет
1.4	Мыс балқыту зауытында, конвертерде және екінші реттік мыстың аралық өнімдерін өңдеуден (күкірт қышқылын немесе SO₂сұйықтығын өндіру зауытына немесе электр станциясына жіберілетін газдарды қоспағанда) екінші реттік балқыту	Тозаң, ПХДД/Ф ^***, SO₂	As ретінде берілген күшән және оның қосылыстары, Cd ретінде берілген кадмий және оның қосылыстары, Cu ретінде берілген мыс және оның қосылыстары, Pb ретінде берілген қорғасын және оның қосылыстары, сынап^**, NO_х	Маркерлі заттар үшін – үнемі ^*****. Бақыланатындар үшін – ӨЭБ бағдарламасы бойынша, бірақ тоқсанына кемінде бір рет.
1.5	Екінші реттік мыстың пештегі экспозициясы	Тозаң, ПХДД/Ф^***, SO₂	Cd ретінде берілген кадмий және оның қосылыстары, Pb ретінде берілген қорғасын және оның қосылыстары, сынап^**, NO_х	Маркерлі заттар үшін – үнемі ^*****. Бақыланатындар үшін – ӨЭБ бағдарламасы бойынша, бірақ тоқсанына кемінде бір рет.
1.6	Анодты пеш (бірінші және екінші реттік мыс өндірісінде)	Тозаң, ПХДД/Ф ^,**	As ретінде берілген күшән және оның қосылыстары, Cd ретінде берілген кадмий және оның қосылыстары, Cu ретінде берілген мыс және оның қосылыстары, Pb ретінде берілген қорғасын және оның қосылыстары, сынап², NO_х	Маркерлі заттар үшін – үнемі ^*****. Бақыланатындар үшін – ӨЭБ бағдарламасы бойынша, бірақ тоқсанына кемінде бір рет.
1.7	Анодтарды құю (бірінші және екінші реттік мыс өндірісінде)	Тозаң, ПХДД/Ф ^,**	As ретінде берілген күшән және оның қосылыстары, Cd ретінде берілген кадмий және оның қосылыстары, Cu ретінде берілген мыс және оның қосылыстары, сынап²	Маркерлі заттар үшін – үнемі ^*****. Бақыланатындар үшін – ӨЭБ бағдарламасы бойынша, бірақ тоқсанына кемінде бір рет.
1.8	Мыс балқыту пеші	Тозаң, SO₂,ПХДД/Ф ^,**	As ретінде берілген күшән және оның қосылыстары, Cd ретінде берілген кадмий және оның қосылыстары, Cu ретінде берілген мыс және оның қосылыстары, Pb ретінде берілген қорғасын және оның қосылыстары, сынап²	Маркерлі заттар үшін – үнемі ^***** Бақыланатындар үшін – ӨЭБ бағдарламасы бойынша, бірақ тоқсанына кемінде бір рет.
1.9	Мыс жоңқаларын пиролитикалық өңдеу, сонымен қатар екінші реттік шикізатты кептіру, балқыту және балқыту	ҰОҚ, ПХДД/Ф^***, SO₂	As ретінде берілген күшән және оның қосылыстары, Cd ретінде берілген кадмий және оның қосылыстары, Cu ретінде берілген мыс және оның қосылыстары, Pb ретінде берілген қорғасын және оның қосылыстары, сынап^**, NO_х	Маркерлі заттар үшін – үнемі ^*****. Бақыланатындар үшін – ӨЭБ бағдарламасы бойынша, бірақ тоқсанына кемінде бір рет.
1.10	Электролиз		Күкірт қышқылы	ӨЭБ бағдарламасына сәйкес, бірақ кем дегенде тоқсанына бір рет
1.11	Технологиялық газдардан күкірт диоксидін кәдеге жарату	SO₂	Күкірт қышқылы	Маркерлі заттар үшін – үнемі ^*****. Бақыланатындар үшін - ӨЭБ бағдарламасы бойынша, бірақ тоқсанына кемінде бір рет.
2	Гидрометаллургиялық әдіс
2.1	Еріткіш экстракция		ҰОҚ	ӨЭБ бағдарламасына сәйкес, бірақ кем дегенде тоқсанына бір рет
3	Бағалы металдар өндіру
3.1	Ұсақтау, іріктеу, араластыру, балқыту, өртеу, күйдіру, кептіру және тазарту		пыль	ӨЭБ бағдарламасына сәйкес, бірақ кем дегенде тоқсанына бір рет
3.2	Азот қышқылымен еріту/шаймалау		NO_х	ӨЭБ бағдарламасына сәйкес, бірақ кем дегенде тоқсанына бір рет
3.3	Доре балқыту және металлургиялық зауыты, соның ішінде ілеспе жану, күйдіру және кептіру операциялары		SO₂	ӨЭБ бағдарламасына сәйкес, бірақ кем дегенде тоқсанына бір рет
3.4	Гидрометаллургиялық өндіріс, соның ішінде дымқыл скрубберді пайдалана отырып, өртеу, күйдіру және кептіру бойынша операциялар		SO₂	ӨЭБ бағдарламасына сәйкес, бірақ кем дегенде тоқсанына бір рет
3.5	Гидрометаллургиялық өндіріс, соның ішінде ілеспе жану, күйдіру және кептіру операциялары		HCl және Cl₂	ӨЭБ бағдарламасына сәйкес, бірақ кем дегенде тоқсанына бір рет
3.6	Аммиак немесе аммоний хлориді қолданатын гидрометаллургиялық өндіріс		NH₃	ӨЭБ бағдарламасына сәйкес, бірақ кем дегенде тоқсанына бір рет
3.7	Құрамында органикалық қосылыстар, галогендер немесе басқа ПХДД/Ф прекурсорлары болған кезде кептіру, күйдіру және күйдіру		ПХДД/Ф	ӨЭБ бағдарламасына сәйкес
3.8	Құрамында сынап бар шикізатты қолданатын пирометаллургиялық процестер		Сынап ^**	ӨЭБ бағдарламасына сәйкес, бірақ кем дегенде тоқсанына бір рет

* – екінші реттік балқытуда

**- егер шикізатта болса

***– бақылау жиілігі жылына 1 рет

****^-Ыстық судың көлемі 10000 нм 3 /сағтөмен шикізатты сақтау және өңдеу кезінде тозаң шығарындыларының көздері үшін бақылау технологиялық регламенттің талаптары негізінде жанама параметрлерді өлшеуге негізделуі мүмкін.

*****^-Үздіксіз өлшеулер ауа шығарындыларының көздері үшін қолданылады (жылына 500 т-дан астам). ЕҚТ үздіксіз өлшеуді қолдану мүмкін болмаған жағдайда – тоқсанына 1 рет.

Үздіксіз (тұрақты) өлшеулер үшін, егер өлшеу нәтижелерін бағалау күнтізбелік жылда келесі шарттар орындалғанын көрсетсе, эмиссияның шекті мәндері орындалды деп саналады:

1) рұқсат етілген орташа айлық шығарындылардың тиісті шекті мәндерінен аспайды;

2) рұқсат етілген орташа күндік шығарындылардың тиісті шекті мәндерінің 1 10 %-ынан аспайды;

3) барлық рұқсат етілген жылдық орташа сағаттық көрсеткіштердің 95 %-ы олардың тиісті шығарындыларының шекті мәндерінің 200 %-ынан аспайды;

Үздіксіз өлшеулер болмаған жағдайда, егер өлшеулердің әрбір сериясының немесе құзыретті органдар белгілеген ережелерге сәйкес айқындалатын басқа да рәсімдердің нәтижелері шығарындылардың шекті мәндерінен аспаса, эмиссияның шекті мәндері орындалды деп есептеледі.

6.1.6. Сынап шығарындылары

ЕҚТ 11.

Құрамында сынап бар шикізатты пайдалана отырып, пирометаллургиялық процестерден сынап шығарындыларын азайтуға ұсынылған әдістердің бірі арқылы қол жеткізуге болады.

р/с №	Техника	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	Құрамында сынап мөлшері төмен шикізатты пайдалану, оның ішінде шикізаттан сынапты алу үшін жеткізушілермен бірлесіп жұмыс істеу арқылы	Жалпы қолданылады
2	Тозаңды сүзумен бірге адсорбенттерді (мысалы, белсендірілген көмір, селен) пайдалану
3	Ылғалды ұстау, содан кейін сынап сорбциясы немесе тұндыру және сынапты тасымалдау ерімейтін қосылыстарға айналады
4	Шикізат жеткізушілерімен ынтымақтастық шикізаттан сынапты алу

6.3-кесте. Құрамында сынап бар шикізатты пайдалана отырып, пирометаллургиялық процесс нәтижесінде сынап атмосферасына шығарындылардың технологиялық көрсеткіштері (күкірт қышқылын өндіру жөніндегі зауытқа жіберілетіндерден басқа)

р/с №	Параметр	Өлшем бірлігі	Осы ЕҚТ үшін технологиялық көрсеткіштер
1	2	3	4
1	Сынап және оның қосылыстары Hg	мг/Нм³	0.01 – 0.05^*

1) - орташа тәуліктік мән немесе іріктеу кезеңіндегі орташа.

2) - Ассортименттің төменгі шегі тозаңды сүзумен бірге адсорбенттерді (мысалы, белсендірілген көмір, селен) пайдаланумен байланысты.

6.1.7. Азот тотықтарының шығарындылары

ЕҚТ 12.

Пирометаллургиялық процестерден атмосфераға NO және NO₂шығарындыларын азайту. Бір немесе бірнеше техниканы қолдану.

р/с №	Техника
1	2
1	Төмен NO_x қыздырғыштары
2	Оттегі отындары
3	Оттегімен байытылған ауа
4	Мұнай-газ қыздырғыштары
5	Оттегі отындық оттықтар жағдайында түтін газының рециркуляциясы (жалын температурасын төмендету үшін оттық арқылы кері)

6.1.8. Су объектілеріне ластағыш заттардың төгілуі және оларды мониторингтеу

ЕҚТ 13

Сарқынды сулардың пайда болуының алдын алу немесе азайту. Бір немесе бірнеше техниканы қолдану.

р/с №	Техника	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	Пайдаланылған және ағызылатын су көлемін бақылау	Жалпы қолданылады
2	Жуу үшін пайдаланылатын су үдерісіне оралу (соның ішінде анодтар мен катодтарды жуу)	Жалпы қолданылады
3	Ылғалды электросүзгілер мен дымқыл скрубберлерден шыққан сарқынды сулардың әлсіз қышқылдарын қайта пайдалану	Сарқынды сулардағы металдар мен қатты заттардың құрамына байланысты қолданылады
4	Жерүсті сарқынды суларды қайта пайдалану	Жалпы қолданылады
5	Суды қайта өңдеу жүйелерін пайдалану	Жалпы қолданылады
6	Сарқынды суларды тазарту қондырғысы арқылы өтетін суды қайта пайдалану	Тұздың құрамына байланысты қолданылады
7	Қожды түйіршіктеуден алынған сарқынды суларды қайта пайдалану	Сарқынды сулардағы металдар мен қатты заттардың құрамына байланысты қолданылады

ЕҚТ 14.

Нақты көрсеткіштердің технологиялық көрсеткіштерге сәйкестігін бағалау үшін ең аз жеткілікті деректерді беретін ұлттық және/немесе халықаралық стандарттарға сәйкес ластағыш заттардың эмиссияларын мониторингтеу.

6.4-кесте. Сарқынды сулардағы бақыланатын көрсеткіштер тізімі

р/с №	Показатель	Мыс өндірісі	Алтын өндіру
1	2	3	4
1	Меркурий	+	+
2	Темір	+	+
3	Қорғасын	+	+
4	Цинк	+	+
5	Күшән	+	+
6	Кадмий	+	+
7	Мыс	-	+

ЕҚТ 15.

Сарқынды сулардағы ластағыш заттардың шығарындыларын азайту: металдар мен сульфаттарды жою үшін мыс өндірісінің сарқынды суларын тазарту. Бір немесе бірнеше техниканы қолдану.

р/с №	Техника	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	химиялық тұндыру	Жалпы қолданылады
2	тұндыру	Жалпы қолданылады
3	Белсендірілген көмірді сүзу	Жалпы қолданылады

6.5-кесте. Мыс және бағалы металдар өндірісіндегі ЕҚТ байланысты су объектісіне төгілу технологиялық көрсеткіштері

р/с №	Мән (мг/л) (күнделікті орташа)
	Параметр	Өнімдер
	Параметр	Мыс	Бағалы металдар
1	2	3	4
1	Күміс	-	≤ 0.6
2	Күшән	≤ 0.1 (¹)	≤ 0.1
3	Кадмий	0.02 – 0.1	≤ 0.05
4	Мыс	0.05 – 0.5	≤ 0.3
5	Меркурий	0.005 – 0.02	≤ 0.05
6	Қорғасын	≤ 0.5	≤ 0.5
7	Цинк	≤ 1	≤ 0.4

* - Қондырғыға түсетін күшәннің жалпы мөлшері жоғары болған жағдайда, мәні 0,2 мг/л дейін болуы мүмкін.

6.1.9. Шу

ЕҚT 16

Шу деңгейін төмендету үшін технологияны пайдалану. ЕҚT - бұл бір немесе бірнеше әдісті қолдану.

р/с №	Техника	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	Шу көзін бөгеу үшін бөгеттерді пайдалану	Жалпы қолданылады
2	Шулы қондырғылардың немесе дыбыс сіңіретін құрылымдары бар бөлшектердің дыбыс оқшаулауы	Жалпы қолданылады
3	Жабдық үшін дірілге қарсы тіректер мен қосқыштарды пайдалану	Жалпы қолданылады
4	Шулы жабдықты бағдарлау	Жалпы қолданылады
5	Дыбыс жиілігін өзгерту	Жалпы қолданылады

6.1.10. Иіс

ЕҚТ 17.

Иіс деңгейін төмендету технологиясын пайдалану. ЕҚT - бұл бір немесе бірнеше әдісті қолдану.

р/с №	Техника	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	Иісі бар материалдарды дұрыс сақтау және өңдеу	Жалпы қолданылады
2	Иісі бар материалдарды пайдалануды азайту	Жалпы қолданылады
3	Әртүрлі иістерді тудыруы мүмкін кез келген жабдықты мұқият жобалау, пайдалану және техникалық қызмет көрсету	Жалпы қолданылады

6.2. Мыс өндірісіндегі ЕҚТ

6.2.1. Екінші реттік шикізатты пайдалану

ЕҚТ 18.

Екінші шикізатты пайдаланудан мыс шығымдылығын арттыру. ЕҚT келесі әдістердің біреуін немесе бірнешеуін қолдану болып табылады:

р/с №	Техника
1	2
1	Үлкен көрінетін құрамдастарды қолмен бөлу
2	Қара металдарды магниттік бөлу
3	Оптикалық немесе құйынды токты бөлу
4	Әртүрлі металдық және металл емес компоненттердің салыстырмалы тығыздығы бойынша бөлу (тығыздығы басқа сұйықтықты немесе ауаны пайдалану)

6.2.2. Энергия тиімділігі

ЕҚТ 19.

Мыстың бастапқы өндірісінде энергияны пайдалану тиімділігін арттыру. ЕҚT бір немесе бірнеше техниканы қолданудан тұрады.

р/с №	Техника	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	Балқыту процестерінен жылу беру компоненттеріне дейін ыстық технологиялық газдарды пайдалану	Білік пештері үшін
2	Бастапқы балқыту немесе конверсиялау сатыларында пайда болған артық жылуды пайдалану	Жалпы қолданылады
3	Балқыту пешімен концентрат энергиясын пайдалануды оңтайландыру	Тек жаңа қондырғыларға және бұрыннан бар қондырғыларды күрделі жөндеуге қолданылады
4	Тасымалдау және сақтау кезінде концентраттарды жасыру	Жалпы қолданылады
5	Кептіру сияқты басқа процестер үшін каскадтағы анодты пештердің газдарының жылуын пайдалану	Жалпы қолданылады

ЕҚТ 20.

Мысты екінші реттік өндіруде энергияны пайдалану тиімділігін арттыру. ЕҚT бір немесе бірнеше техниканы қолданудан тұрады.

р/с №	Техника	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	Пешке жіберілетін материалдардың ылғалдылығын азайту	Қолдану шығарындыларды азайтудың жасырын әдісі ретінде материалдарды сулау қолданылатын жағдайлармен шектеледі
2	Анодты пештің артық жылуын пайдалану арқылы энергия өндіру	Экономикалық маңызды сұраныс болған жағдайда қолданылады
3	Балқыту немесе балқыма сынықтарына айналдыру кезінде пайда болатын артық жылуды пайдалану	Жалпы қолданылады
4	Технологиялық цикл кезеңдері арасында пеште жоғары температураны ұстап тұру	Балқыма буферлік резервуарды толтыру қажет болған кезде, тек үзіліс режимінде жұмыс істейтін пештер үшін қолданылады.
5	Мұнай өңдеу қондырғыларында электролиттерді қыздыру және/немесе біріктірілген жылу және электр станцияларында электр энергиясын өндіру үшін балқытудан артық жылуды қалпына келтіру арқылы бу өндіру	Буға экономикалық негізделген сұраныс болған кезде қолданылады
6	Балқыту сатыларынан келетін ыстық технологиялық газдармен пешті алдын ала қыздыру	Тек шахталы пештер үшін қолданылады

ЕҚТ 21.

Электр тазарту және электролиттік экстракция операцияларында энергияны тиімді пайдалану. ЕҚT төмендегі әдістердің тіркесімін қолданудан тұрады.

р/с №	Техника	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	Электролиз жасушаларының жылу оқшаулауын және жабуын қолдану	Жалпы қолданылады
2	Электролитке беттік белсенді заттардың қосылуы	Жалпы қолданылады
3	Келесі параметрлерді оңтайландыру арқылы кастрюль ұяшықтарының дизайнын жақсарту: анодтар мен катодтар арасындағы қашықтық, анод конфигурациясы, ток тығыздығы, электролит құрамы және температура	Тек жаңа зауыттар үшін және жұмыс істеп тұрған зауыттарды толық модернизациялау үшін ғана қолданылады
4	Тот баспайтын болат немесе титан катодты негізді пайдалану	Тек жаңа зауыттар үшін және жұмыс істеп тұрған зауыттарды толық модернизациялау үшін ғана қолданылады
5	Ваннадағы электродтарды дәл орналастыру үшін автоматтандырылған катодты/анодты өзгерту	Тек жаңа зауыттар үшін және жұмыс істеп тұрған зауыттарды толық модернизациялау үшін ғана қолданылады
6	Электродтардың берілген геометриялық параметрлерін және анодтар салмағының дәлдігін қамтамасыз ету мақсатында қысқа тұйықталуларды анықтау және сапаны бақылау	Жалпы қолданылады

6.2.3. Атмосфераға шығарылатын шығарындылар

ЕҚТ 22.

Бастапқы мыс өндірісіндегі пештер мен қосалқы қондырғылардан ауаға екінші реттік шығарындыларды азайту және ластануды бақылау жүйесінің жұмысын оңтайландыру үшін ЕҚТ орталықтандырылған түтін газдарын тазарту жүйесінде екінші реттік шығарындыларды жинау, араластыру және өңдеу болып табылады.

р/с №	Техника	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	Екінші реттік шығарындылар ағындардың әрқайсысында болатын ластағыш заттарды тиімді өңдеуге арналған түтін газдарын тазартудың бірыңғай орталықтандырылған жүйесінде жиналады, араластырылады және өңделеді. Химиялық жағынан үйлесімсіз ағындардың араласпауын қамтамасыз ету және әртүрлі жиналған ағындар арасында қажетсіз химиялық реакцияларды болғызбау үшін мұқият болу керек.	Дизайн ерекшеліктері мен қондырғылардың орналасуына байланысты қолданыстағы қондырғылар үшін шектелген

6.2.3.1. Ұйымдастырылмаған шығарындылар

ЕҚТ 23.

Бастапқы және екінші реттік материалдарды алдын ала өңдеуден (араластыру, кептіру, илеу, гомогенизациялау, сұрыптау және түйіршіктеу) кезіндегі ұйымдастырылмаған шығарындыларды азайту. Бір немесе бірнеше техниканы қолдану.

р/с №	Техника	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	Жабық конвейерлер немесе пневматикалық тасымалдау жүйелерін пайдалану	Тозаңды материалдар үшін қолайлы
2	Жабық бөлмелерде тозаңды материалдарды араластыру	Жалпы қолданылады. Қолданыстағы зауыттар үшін үлкен кеңістіктердің қажеттілігіне байланысты қолдану қиын болуы мүмкін
3	Су зеңбіректер, шашырату жүйелері арқылы тозаңды басатын жүйелерді қолдану	Ол материалдарды ашық ауада араластыру кезінде қолданылады. Құрғақ материалдарды қажет ететін процестерге қолданылмайды. Су тапшылығы бар немесе қысқы температура өте төмен аймақтарда да қолдану шектелген.
4	Шығарылған газдарды ұстау жүйесімен жабдықталған тозаңды материалдармен жұмыс істеу үшін жабық жабдықты пайдалану	Жалпы қолданылады
5	Шығару жүйелерін тозаң мен газ жинау жүйесімен бірге пайдалану	Жалпы қолданылады

ЕҚT 24.

Бастапқы және екінші реттік мыс балқыту зауыттарындағы зарядтау, балқыту және бұрғылау пештерінен, сондай-ақ қыздыру және балқыту пештерінен шығатын ұйымдастырылмаған шығарындылардың алдын алу немесе азайту. Бір немесе бірнеше техниканы қолдану.

р/с №	Техника	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	Шикізатты брикеттеу және түйіршіктеу	Тек түйіршіктелген шикізатты пайдалануға арналған процестер мен пештерге қолданылады
2	Пеш пен түтін арналарын вакуумда және қысымның пайда болуын болғызбау үшін жеткілікті газды шығару жылдамдығында пайдалану	Жалпы қолданылады
3	Шикізаттың тең үлестермен жеткізілуін қамтамасыз ететін жүйелер	Жалпы қолданылады
4	Шығарылған газдарды қалпына келтіру және тазарту жүйесімен бірге тиеу және шығару нүктелеріндегі сорғыштар/паналар	Жалпы қолданылады
5	Пешті желдетілетін корпусқа орналастыру	Жалпы қолданылады
6	Пешті қымталау	Жалпы қолданылады
7	Пештегі температураны қажетті ең төменгі деңгейде ұстау	Жалпы қолданылады
8	Айнымалы қуатты сору жүйелері	Жалпы қолданылады
9	Жабық бөлмелер басқа ұйымдастырылмаған шығарындыларды ұстау әдістерімен біріктірілген	Жалпы қолданылады
10	Пештің түріне және қолданылатын шығарындыларды азайту әдістеріне сәйкес шикізатты таңдау және жеткізу	Жалпы қолданылады
11	Айналмалы анодты пеште қақпақтарды қолдану	Жалпы қолданылады
12	Жабық тиеу жүйесі, мысалы, тозаң мен газды тазарту жүйесімен біріктірілген ауа сору жүйесімен жабдықталған бір реактивті оттық, есік тығыздағыштары, жабық конвейерлер немесе фидерлер	Реактивті оттық тек балқыту пештері үшін қолданылады
13	Білік/домна пештері үшін қос қоңыраулы тиеу жүйесі	Жалпы қолданылады

ЕҚТ 25.

Бастапқы және екінші реттік мыс өндірісінде конвертерлік пештерден, оның ішінде Пирс-Смит пештерінен шығатын ұйымдастырылмаған шығарындыларды азайту. Бір немесе бірнеше техниканы қолдану.

р/с №	Техника
1	2
1	Пеш пен түтін арналарын вакуумда және қысымның пайда болуын болғызбау үшін жеткілікті газды шығару жылдамдығында пайдалану
2	Бастапқы шығатын газдарды жинау үшін ашылатын түрлендіргіштің үстіндегі бастапқы сорғыш
3	Сорғыш арқылы материалдарды қосу немесе балқымаға үрлеу
4	Пешті тиеу және одан металды босату кезінде негізгі сорғышты толықтыратын екінші реттік сорғыштар мен аспирациялық қалқандар жүйесі
5	Пешті үй ішінде орналастыру
6	Конвертерді жылжытқан кезде газдың шығуын болдырмайтын қуатты сору жүйелері және автоматтандырылған басқару элементтері
7	Оттегімен байыту
8	Жоғары сору жүйелері және түрлендіргіштің "жүктемесі" немесе "жүктелуі" кезінде жарылудың алдын алу үшін автоматты басқару.

ЕҚТ 26.

Бастапқы және екінші реттік мыс өндірісіндегі Хобокен конвертерлік пешінен шығатын ұйымдастырылмаған шығарындыларды азайту. Бір немесе бірнеше техниканы қолдану.

р/с №	Техника
1	2
1	Жүктеу, түсіру және бұру операциялары кезіндегі пеш пен газ жолының теріс қысымдағы жұмысы
2	Оттегімен байыту
3	Жұмыс кезінде жабық қақпақтары бар мойын
4	Қуатты сору жүйелері

ЕҚТ 27.

Штейнді конверсиялау процесінің ұйымдастырылмаған шығарындыларын азайту тоқтатылған балқыту пешін пайдалану болып табылады.

Тек жаңа қондырғыларға немесе қолданыстағы қондырғыларды айтарлықтай жаңартуға қолданылады.

ЕҚT 28.

Екінші реттік мыс өндірісінде жоғарыдан үрленетін айналмалы конвертерлерден шығатын ұйымдастырылмаған шығарындыларды азайту. Бір немесе бірнеше техниканы қолдану.

р/с №	Техника	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	Пеш пен түтін арналарын вакуумда және қысымның пайда болуын болғызбау үшін жеткілікті газды шығару жылдамдығында пайдалану	Жалпы қолданылады
2	Оттегімен байыту	Жалпы қолданылады
3	Жабық ғимаратта орналасқан, тиеу және желдету кезіндегі ұйымдастырылмаған шығарындыларды жинау және тазарту жүйесіне тасымалдау технологияларымен біріктірілген пеш.	Жалпы қолданылады
4	Бастапқы шығатын газдарды жинау үшін ашылатын түрлендіргіштің үстіндегі бастапқы сорғыш	Жалпы қолданылады
5	Сорғыш арқылы материалдарды қосу	Жалпы қолданылады
6	Қуатты сору жүйесі	Жалпы қолданылады
7	Тазалау жүйесіне тиеу операцияларынан шығарындыларды жинауға және жоюға арналған сорғыштар	Модернизацияға жарамды

ЕҚT 29.

Қож флотациясы арқылы мыс өндіруден ұйымдастырылмаған шығарындыларды азайту. Бір немесе бірнеше техниканы қолдану.

р/с №	Техника
1	2
1	Қожды өңдеу, сақтау және ұнтақтау кезінде су бүрку сияқты тозаңды басу әдістері
2	Ұнтақтау және флотация суды пайдалану арқылы жүзеге асырылады
3	Жабық құбырдағы гидротранспортты пайдалана отырып, флотациялық қалдықтарды соңғы қоймаға тасымалдау
4	Қожды силостағы сумен салқындату немесе құрғақ жерлерде тозаңды басу үшін әк сүті сияқты агенттерді пайдалану
5	Шұңқырдағы су деңгейін ұстап тұру немесе құрғақ жерлерде әк сүті сияқты тозаңды басатын заттарды пайдалану

ЕҚТ 30.

Мысқа бай қождарды өңдеуден шығатын ұйымдастырылмаған шығарындыларды азайту. Бір немесе бірнеше техниканы қолдану.

р/с №	Техника
1	2
1	Қожды өңдеу, сақтау және ұнтақтау кезінде су бүрку сияқты тозаңды басу әдістері
2	Пештің вакуумда жұмыс істеуі
3	Пешті қымталау
4	Газ тазалау жүйесіне шығатын газдар шығарындыларын жинау және беру үшін жабындарды, тұйық бөлмелерді және сору шатырларын пайдалану
5	Жабық шұңқыр

ЕҚТ 31.

Мыстың бастапқы және екінші реттік өндірісінде анодты құюдан ұйымдастырылмаған шығарындыларды азайту: құю шелегінің үстінде және сору жүйесімен жабдықталған сору қолшатырларының құю карусельінің үстінде пайдалану.

ЕҚТ 32.

Электролизерлерден ұйымдастырылмаған шығарындыларды азайту. Бір немесе бірнеше техниканың комбинациясын қолдану.

р/с №	Техника	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	Беттік белсенді заттардың қосылуы	Жалпы қолданылады
2	Электролиз ванналарында қақпақтарды және газды тазалау жүйесіне буды бұру үшін сорғышты пайдалану	Технология талаптарына сәйкес температураны қажетті жұмыс деңгейінде (шамамен 60 - 65 ⁰С) ұстап тұру үшін олар жабық күйде қалуы қажет жағдайларды қоспағанда, электролиз ванналарына қолданылады.
3	Ерітінділерді тасымалдау үшін жабық резервуарлар мен құбырларды пайдалану	Жалпы қолданылады
4	Катодты аршу машиналарының жуу камераларында және анодты кір жуғыш машиналарда түзілетін аэрозольдерді алу	Жалпы қолданылады

ЕҚТ 33.

Мыс қорытпаларын құю процесінде ұйымдастырылмаған шығарындыларды азайту. Бір немесе бірнеше техниканы қолдану.

р/с №	Техника
1	2
1	Шығарындыларды жинау және тазарту жүйесіне беру үшін қорғаушыларды немесе қаптамаларды пайдалану
2	Ұстағыш және құю пештерінде балқыма жабындысын қолдану
3	Қуатты сору жүйесі

ЕҚТ 34.

Қышқылсыз және қышқылды уландыру кезінде ұйымдастырылмаған шығарындыларды азайту.

р/с №	Техника	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	Тұндырғышты тұйық контурда жұмыс істейтін изопропанол ерітіндісімен қымталау	Катанканы үздіксіз үдерісі кезінде ғана қолданылады
2	Шығарындыларды жинау және тазалау жүйесіне беру үшін улау желісін қымталау	Үздіксіз жұмыс кезінде тек қышқылды улау үшін қолданылады

Катанканы улаудың үздіксіз процесі кезінде ғана қолданылады.

6.2.3.2. Ұйымдастырылған шығарындылар

ЕҚТ 35.

Бастапқы және екінші реттік мыс өндірісінде шикізатты қабылдау, сақтау, өңдеу, тасымалдау, есепке алу, араластыру, ұнтақтау, кептіру, кесу және сұрыптау кезіндегі тозаң мен металл шығарындыларын азайту: бір немесе бірнеше газ тазарту қондырғыларын пайдалану. Бұл әдістер және олардың көмегімен қол жеткізуге болатын шығарындылар деңгейлері мәжбүрлі желдету жүйелерімен жабдықталған көздер үшін белгіленеді.

6.6-кесте. Шикізатты қабылдау, сақтау, өңдеу, тасымалдау, есепке алу, араластыру, ұнтақтау, кептіру, кесу және сұрыптау кезіндегі тозаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері

р/с №	Параметр	Өлшем бірлігі	Осы ЕҚТ үшін технологиялық көрсеткіштері^*
1	2	3	4
1	Жалпы тозаң	мг/Нм³	2 - 5

1) Іріктеу кезеңіндегі орташа

2) 2021 жылғы 01 шілдеге дейін пайдалануға берілген кәсіпорындар үшін ≤ 20 мг/Нм³

3) Ауыр металдардың шығарындылары келесі деңгейден асатын болса, тозаң шығарындылары диапазонның төменгі шегінде болады деп күтілуде: қорғасын үшін 1 мг/Нм³, мыс үшін 1 мг/Нм³ , күшән үшін 0,05 мг/Нм³, кадмий үшін 0,05 мг/Нм³.

ЕҚТ 36.

Бастапқы мыс өндірісінен кептіру концентратынан тозаң мен металл шығарындыларын азайту: қапшық сүзгіні қолдану.

Қолдану мүмкіндігі

Концентраттарда органикалық көміртегінің мөлшері жоғары болған жағдайда (мысалы, салмағы шамамен 10 %) қап сүзгілері қолданылмауы мүмкін (қаптардың бітелуіне байланысты) және басқа әдістер (мысалы, ESP) қолданылуы мүмкін.

6.7-кесте. Концентратты кептіру кезіндегі тозаңды шығарудың технологиялық көрсеткіштері

р/с №	Параметр	Өлшем бірлігі	Осы ЕҚТ үшін технологиялық көрсеткіштері^*
1	2	3	4
1	Жалпы тозаң	мг/Нм³	3 - 5

1) Орташа тәуліктік мән немесе іріктеу кезеңіндегі орташа мән.

2) Егер пайдаланылған концентраттарда органикалық көміртегі жоғары болса (шамамен 10 масса %), концентрация 10 мг/Нм³жетуі мүмкін.

3) Ауыр металдардың шығарындылары келесі деңгейден асатын болса, тозаң шығарындылары диапазонның төменгі шегінде болады деп күтілуде: қорғасын үшін 1 мг/Нм³, мыс үшін 1 мг/Нм³, күшән үшін 0,05 мг/Нм³, Кадмий үшін 0,05 мг/Нм³.

ЕҚТ 37.

Пештер мен конвертерлерде (күкірт қышқылы зауытына жіберілетіндерден басқа) бастапқы мыс балқыту кезіндегі ұйымдасқан тозаң шығарындыларын азайту: қапшық сүзгіні және/немесе ылғалды тазартқышты пайдалану.

6.8-кесте. Пештер мен конвертерлерде мыс балқыту кезіндегі тозаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері

р/с №	Параметр	Өлшем бірлігі	Осы ЕҚT үшін технологиялық көрсеткіштері^*
1	2	3	4
1	Жалпы тозаң	мг/Нм³	2 - 5

1) Орташа тәуліктік мән

2) Ауыр металдардың шығарындылары келесі деңгейден асатын болса, тозаң шығарындылары диапазонның төменгі шегінде болады деп күтілуде: қорғасын үшін 1 мг/Нм³, мыс үшін 1 мг/Нм³, күшән үшін 0,05 мг/Нм³, Кадмий үшін 0,05 Нм³.

ЕҚТ 38.

Пештерде және конвертерлерде екінші реттік мыс балқыту және екінші реттік мыстың аралық өнімдерін өңдеу кезінде тозаң мен металдардың (күкірт қышқылы зауытына жіберілетіндерден басқа) реттелетін шығарындыларын азайту: қап сүзгіні пайдалану.

6.9-кесте. Тозаңды шығарудың технологиялық көрсеткіштері

р/с №	Параметр	Өлшем бірлігі	Осы ЕҚT үшін технологиялық көрсеткіштері^*
1	2	3	4
1	Пыль общая	мг/Нм³	2 - 5

1)Орташа тәуліктік мән немесе іріктеу кезеңіндегі орташа мән

2)Ауыр металдардың шығарындылары келесі деңгейден асатын болса, тозаң шығарындылары диапазонның төменгі шегінде болады деп күтілуде: қорғасын үшін 1 мг/Нм³, мыс үшін 1 мг/Нм³, күшән үшін 0,05 мг/Нм³, кадмий үшін 0,05 мг/Нм³.

ЕҚТ 39.

Мысты қайта өңдеу пешінен шығатын тозаң мен металдардың шығарындыларын азайту: қапшық сүзгіні пайдалану.

6.10-кесте. Қайталама мысты ұстауға арналған пештен тозаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері

р/с №	Параметр	Өлшем бірлігі	Осы ЕҚT үшін технологиялық көрсеткіштері*
1	2	3	4
1	Жалпы тозаң	мг/Нм³	≤5

* таңдау кезеңіндегі орташа мән

ЕҚT 40.

Мыс мөлшері жоғары қожды өңдеу кезінде ұйымдастырылған тозаң мен металл шығарындыларын азайту: қап сүзгісін немесе скрубберді электр сүзгімен бірге пайдалану.

6.11-кесте. Қожды өңдеу кезіндегі тозаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері

р/с №	Параметр	Өлшем бірлігі	Осы ЕҚT үшін тезхнологиялық көрсеткіштері*
1	2	3	4
1	Жалпы тозаң	мг/Нм³	2 - 5

1) Таңдау кезеңіндегі орташа мән

2) Қорғасынның шығарындылары 1 мг/Нм³ асқан кезде тозаң шығарындылары диапазонның төменгі шегінде болады деп күтілуде.

ЕҚT 41.

Мыс анодтарының бастапқы және екінші реттік өндірісінен тозаң мен металдардың басқарылатын шығарындыларын азайту: ЭСШҰ бірге қапшық сүзгіні немесе скрубберді пайдалану.

6.12-кесте. Мыс анодтарының бастапқы және екінші реттік өндірісіндегі шығарындылардағы тозаңның технологиялық көрсеткіштері

р/с №	Параметр	Өлшем бірлігі	Осы ЕҚT үшін технологиялық көрсеткіштері*
1	2	3	4
1	Жалпы тозаң	мг/Нм³	2 - 5

1)Орташа тәуліктік мән немесе іріктеу кезеңіндегі орташа мән

2)Ауыр металдардың шығарындылары келесі деңгейден асатын болса, тозаң шығарындылары диапазонның төменгі шегінде болады деп күтілуде: қорғасын үшін 1 мг/Нм³, мыс үшін 1 мг/Нм³, күшән үшін 0,05 мг/Нм³, Кадмий үшін 0,05 мг/Нм³.

ЕҚТ 42.

Мыс өндіру кезінде анодты құюдан тозаң мен металдардың ұйымдасқан шығарындыларын азайту: қап сүзгісін немесе шық нүктесіне жақын суы бар газдар, дымқыл скруббер немесе тамшы қаққышты пайдалану.

6.13-кесте. Анодты құюдан шығатын тозаңның технологиялық көрсеткіштері

р/с №	Параметр	Өлшем бірлігі	Осы ЕҚT үшін технологиялық көрсеткіштері*
1	2	3	4
1	Жалпы тозаң	мг/Нм³	≤ 5 - 15 ⁽¹⁾⁽²⁾

1) орташа тәуліктік мән немесе іріктеу кезеңіндегі орташа мән

2) диапазонның төменгі шегі қапшық сүзгісін пайдаланумен байланысты

ЕҚТ 43.

Мыс балқыту зауытынан басқарылатын тозаң шығарындыларын азайту: шикізатты пештің түріне және пайдаланылатын ластануды бақылау жүйесіне және қап сүзгіні пайдалануға сәйкес таңдау және жеткізу.

6.14-кесте. Мыс балқыту пешінен шығатын тозаңдардың технологиялық көрсеткіштері

р/с №	Параметр	Өлшем бірлігі	Осы ЕҚT үшін технологиялық көрсеткіштері*
1	2	3	4
1	Жалпы тозаң	мг/Нм³	2 - 5

1) Орташа тәуліктік мән немесе іріктеу кезеңіндегі орташа мән

2)Мыс шығарындылары 1 мг/Нм³ асқан кезде тозаң шығарындылары диапазонның төменгі шегіне жақынырақ болады деп күтілуде.

6.2.3.3. Органикалық қосылыстардың шығарындылары

ЕҚТ 44.

Екінші реттік шикізатты кептіру, майсыздандыру және балқыту кезінде, сондай-ақ мыс жоңқаларын пиролитикалық өңдеу кезінде ауаға органикалық қосылыстардың шығарылу қаупін азайту. Бір немесе бірнеше техниканы қолдану.

р/с №	Техника	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	Оттықтан кейінгі немесе кейінгі күйдіргіш немесе регенеративті термиялық тотықтырғыш	Қолдану мүмкіндігі өңделетін газдардың энергия мазмұнымен шектеледі, өйткені энергиясы төмен газдар көбірек отынды қажет етеді.
2	Қап сүзгісімен біріктірілген адсорбент инъекциясы	Жалпы қолданылады
3	Бар шикізатқа сәйкес пешті жобалау және ластануды бақылау әдістері	Тек жаңа пештерге немесе бұрыннан бар пештердің күрделі жаңартуларына қолданылады
4	Пештің түріне және қолданылатын ластануды бақылау әдістеріне сәйкес шикізатты таңдау және жеткізу	Жалпы қолданылады
5	Пештің жоғары температурасында (>1000 °C) ҰОҚ термиялық жойылуы	Жалпы қолданылады

6.15-кесте. Мыс жоңқаларын пиролитикалық өңдеу кезінде, сондай-ақ қайталама шикізатты кептіру, майсыздандыру, балқыту кезінде ұшпа органикалық қосылыстар шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері

р/с №	Параметр	Өлшем бірлігі	Осы ЕҚТ үшін технологиялық көрсеткіштері *
1	2	3	4
1	ҰОҚ	мг/Нм³	3 - 30

1) Іріктеу кезеңіндегі орташа тәуліктік мән немесе орташа мән.

2) Диапазонның төменгі шегі регенеративті термиялық тотықтырғышты қолдануға байланысты.

Мониторинг ЕҚТ 10 -ға сәйкес жүргізілуі керек.

ЕҚT 45.

Гидрометаллургиялық мыс өндірісінде еріткіш экстракциясынан органикалық шығарындыларды азайту. Төмендегі әдістерді қолдану.

р/с №	Техника
1	2
1	Төменгі бу қысымында реагентпен (еріткішпен) өңдеу
2	Жабық араластырғыш цистерналар, жабық тұндырғыштар және жабық резервуарлар сияқты жабық жабдықтар

ЕҚТ 46.

Қайталама мысты балқыту, қорыту, тазарту және конвертерлік балқыту кезінде ауаға полихлордибензодиоксиндер/фурандар шығару қаупін азайту: техниканың бір немесе бірнеше комбинациясын қолдану.

р/с №	Техника
1	2
1	Шикізатты пештің сипаттамаларына және қолданылатын әдістерге сәйкес таңдау
2	Жанудың оңтайлы параметрлерін таңдау
3	Шағын бөліктерде шикізатты жеткізуді қамтамасыз ететін жүйені пайдалану
4	Жоғары температурада (> 850 °C) пеште ПХДД/Ф термиялық деградациясы
5	Ішкі оттық жүйесін пайдалану
6	Камералар мен оттықтарды пайдалану
7	>250⁰газдар шығарылатын түтін мұржаларында тозаңның жиналуын болдырмаңыз.
8	Жылдам салқындату
9	Тиімді тозаң жинау жүйесімен біріктірілген адсорбент инъекциясы

Техниканың сипаттамасы:

1) шикізат қажетті өнімділік мәндеріне қол жеткізу үшін пайдаланылатын пеш пен шығарындыларды бақылау жүйесі жем қоспасындағы ластағыш заттарды қажетті ұстауды қамтамасыз ете алатындай етіп таңдалуы керек.

2) жану жағдайларын оңтайландыру бойынша іс-әрекеттер: ауадағы оттегінің көміртегі бар компоненттермен қажетті араласуын қамтамасыз ету, газдардың температурасын және ПХДД/Ф құрамына кіретін органикалық көміртекті тотықтыруға қажетті жанасу уақытын бақылау.

3) жүктеу кезінде пештің салқындатылуын азайту үшін шикізатты жартылай жабық пештерге шағын бөліктерде беру. Бұл газдың жоғары температурасын сақтауға мүмкіндік береді және ПХДД/Ф түзілуін болдырмайды.

4) шығарылған газ оттық жалынынан өтеді және органикалық көміртегі оттегімен қосылып, СО₂түзеді.

5) 250 °C жоғары тозаңның болуы ПХДД/Ф түзілуіне ықпал етеді.

6) түтін газының температурасының жылдам төмендеуі ПХДД/Ф қайта түзілуіне жол бермейді

Әдістер 5.2.3.2 бөлімінде сипатталған.

6.16-кесте. Мыс чиптерінің пиролизінен, балқытудан, отпен өңдеуден және екінші реттік мыс өндірісіндегі конверсиядан болатын ПХДД/Ф технологиялық көрсеткіштері

р/с №	Техника	Өлшем бірлігі	Осы ЕҚТ үшін технологиялық көрсеткіштер
1	2	3	4
1	ПХДД/Ф	нг I-TEQ/Нм³	≤ 0.1^*

* кем дегенде алты сағаттық іріктеу кезеңіндегі орташа мән.

Мониторинг ЕҚТ 10 -ға сәйкес жүргізілуі керек.

6.2.3.4. Күкірт диоксидінің шығарындылары

ЕҚT 47.

SO₂шығарындыларын азайту: түтін газдарын (алдын ала тозаңсыздандырылған) күкірт қышқылын, сұйық күкірт диоксидін, элементтік күкіртті немесе басқа да ұқсас өнімдерді өндіретін қондырғыларға бұру.

Газдардағы күкірт диоксидінің мөлшеріне және өндірілген өнім нарығының болуына немесе ұзақ сақтау шарттарына байланысты қолданылады.

6.17-кесте. Күкірт қышқылын және басқа да өнімдерді өндіру жолымен балқыту пештерінің шығатын газдарындағы күкіртті қалпына келтіру кезіндегі SО₂ шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері

р/с №	Түрлендіру үдерісінің түрі	Түрлендіру коэффициенті, % ^**	ЕҚT - ТК (мг/нм³) ^*
1	2	3	4
1	Бір контактілі күкірт қышқылы зауыты	-^***	800 - 940
2	Екі түйіспелі күкірт қышқылы зауыты	>99,8
3	Ылғалды катализ қондырғысы ( WSA үдерісі)	>98^(***)

1) іріктеу кезеңінің орташа тәуліктік мәні немесе орташа мәні;

2) жылына көлемі 100,0 мың тоннадан асатын тазартылған мыс шығаратын қолданыстағы кәсіпорындар үшін: 800 – 1250 мг/Нм³;

** қалдық газды кейіннен тазалау тиімділігін есепке алмаған абсорбция бағанын қоса алғанда конверсия коэффициенті;

*** қалдық газдарды соңына дейін тазартылуы ескерілген көрсеткіштер.

ЕҚТ 48.

Күкірт қышқылы немесе сұйық күкірт диоксиді зауыттарына жіберілетіндерді қоспағанда, бастапқы мыс өндірісінен SO₂шығарындыларын азайту_.

р/с №	Техника	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	Құрғақ немесе жартылай құрғақ скруббер	жалпы қолданылады
2	Ылғалды скруббер	Қолдану мүмкіндігі келесі жағдайларда шектелуі мүмкін: – қалдық газдың өте жоғары шығындары (қалдықтардың және сарқынды сулардың айтарлықтай мөлшеріне байланысты); - құрғақ аймақтарда (қажетті судың үлкен көлеміне және сарқынды суларды тазарту қажеттілігіне байланысты); - күкіртсіздендіру үшін жекелеген ағындарды бөлу арқылы орталықтандырылған газды тазарту жүйесін ауқымды қайта құру қажеттілігі, сондай-ақ аумақтың шектеулілігі (қосымша ірі габаритті құрылыстарды салу үшін өндірістік алаңдардың болмауы) .
3	Полиэфирді абсорбциялау/десорбциялау жүйесі	Екінші реттік мыс өндірісі жағдайында қолданылмайды. Күкірт қышқылы немесе сұйық SO₂қондырғысыболмаса, қолданылмайды
4	Пештің сипаттамаларына және шығарындыларды азайту үшін қолданылатын әдістерге сәйкес шикізатты таңдау	Жалпы қолданылады
5	Балқыту қондырғыларынан балқымаларды бөлек шығару	Жалпы қолданылады

6.18-кесте. Бастапқы мыс өндірісінен SO₂шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері

р/с №	Параметр	Өлшем бірлігі	Осы ЕҚT үшін технологиялық көрсеткіштері
1	2	3	4
1	SO₂	мг/Нм³	50 – 500 ⁽¹⁾⁽²⁾
⁽¹⁾- орташа тәуліктік мән немесе іріктеу кезеңіндегі орташа мән ⁽²⁾- Ылғалды скрубберді немесе аз күкіртті концентратты пайдаланған жағдайда концентрация 350 мг/Нм ³дейін болуы мүмкін. ⁽³⁾– 2021 жылғы 01 шілдеге дейін пайдалануға берілген кәсіпорындар үшін. қоршаған орта объектілеріне ең аз әсер ететін тазалау техникасын таңдау және өндірістік жағдайларда апробациялау алдында: 50 - 940 мг / Нм ³

ЕҚT 49.

Мыстың екінші реттік өндірісінен SO₂шығарындыларын азайту (күкірт қышқылы немесе сұйық күкірт диоксиді өндіретін қондырғыларға бағытталғандарды қоспағанда): бір немесе бірнеше техниканы қолдану.

р/с №	Техника	Қолданылуы
1	2	3
1	Құрғақ және жартылай құрғақ скруббер	Жалпы қолданылады
2	Дымқыл скруббер	Қолдану мүмкіндігі келесі жағдайларда шектелуі мүмкін: қалдық газдың өте жоғары шығындары (қалдықтардың және сарқынды сулардың айтарлықтай мөлшеріне байланысты); құрғақ жерлерде (судың үлкен көлеміне және сарқынды суларды тазалау қажеттілігіне байланысты)
3	Пештің сипаттамаларына және шығарындыларды азайту үшін қолданылатын әдістерге сәйкес шикізатты таңдау	Жалпы қолданылады

6.19-кесте. Екінші реттік мыс өндірісінен SO₂шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері

р/с №	Параметр	Өлшем бірлігі	Осы ЕҚT үшін эмиссия деңгейі
1	2	3	4
1	Күкірт диоксиді	мг/нм³	50 - 300⁽¹⁾
⁽¹⁾ - орташа тәуліктік мән немесе іріктеу кезеңіндегі орташа мән

6.2.3.5. Күкірт қышқылының шығарындылары

ЕҚТ 50.

Электролиттік тазарту үдерісінде күкірт қышқылының шығарындыларын азайтуға жоғарыда аталған әдістердің біреуін немесе бірнешеуін қолдану арқылы қол жеткізуге болады.

р/с №	Техника	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	Ылғал ұстағыш	Катодты мысты өндіру үшін
2	Ылғал скруббер	Катодты мысты өндіру үшін

6.20-кесте. Электролиттік тазарту үдерісінде, катодты тазарту машиналарының жуу камерасынан және пайдаланылған анодты кір жуғыш машинадан күкірт қышқылы шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері

р/с №	Техника	Өлшем бірлігі	Осы ЕҚT үшін технологиялық көрсеткіштер
1	2	3	4
1	Күкірт қышқылы	мг/Нм³	≤ 10

ЕҚТ 51.

Мыс өндірісінің қалдық газдарын пайдалану негізінде күкірт қышқылы өндірісінен SO₃/ H₂SO₄(спрей және тұман) шығарындыларын азайту төменде келтірілген бір немесе бірнеше әдістерді қолданудан тұрады.

р/с №	Техника	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	Кіріс ағындардағы SO₂деңгейлерініңауытқуын азайтыңыз	Жалпы қолданылады
2	Кіретін газды және жану ауасын құрғату (кептіру).	Тек құрғақ жанасу процестеріне арналған
3	Үлкенірек конденсация аймағын пайдалану	Ылғалды катализ үдерісі үшін
4	Абсорбциядан кейін тиімділігі жоғары шам сүзгілерін қолдану	Жалпы қолданылады
5	Қышқылдың оңтайлы таралуы және айналым жылдамдығы	Жалпы қолданылады
6	Абсорбент қышқылының концентрациясы және температураны бақылау	Жалпы қолданылады
7	Ылғалды электростатикалық тұндырғыштар және дымқыл скрубберлер сияқты дымқыл катализ процестерінде регенерация/абсорбциялау әдістерін қолдану	Жалпы қолданылады

ЕҚT қатысты мониторинг: ЕҚT 10 -ды қараңыз.

6.21-кесте. SO₃/H₂SO₄ бойынша ЕҚT-ға байланысты технологиялық көрсеткіштері

р/с №	Параметр	ЕҚТ -ТК (мг/нм³) ⁽¹⁾
1	2	3
1	Күкірт қышқылы	10 - 35
⁽¹⁾Орташа жылдық көрсеткіштер

6.2.4. Топырақтың және жерасты суларының ластануы

ЕҚТ 52.

Мысты флотациялау кезінде топырақтың және жерасты суларының ластануын болғызбау: қожды, флотациялық қалдықтарды, шламды түпкілікті сақтауға арналған алаңды дұрыс жобалау, қоршаған ортаға ластағыш заттардың төгілуін жоюды қамтамасыз ету.

ЕҚТ 53.

Бастапқы және екінші реттік мыс өндірісінде топырақ пен жерасты суларының электролиттік ластануының алдын алу.

р/с №	Техника
1	2
1	Жабық дренаж жүйесін пайдалану
2	Су өткізбейтін және қышқылға төзімді едендерді пайдалану
3	Екі қабырғалы контейнерлерді пайдалану немесе оларды су өткізбейтін едендері бар берік байламға қою

ЕҚТ 54.

Бастапқы және екінші реттік мыс өндірісінен сарқынды сулардың түзілуін азайту: бір немесе бірнеше әдістерді қолдану.

р/с №	Техника
1	2
1	Мысты қождан флотациялық алу үдерісінде суды қайта пайдалану
2	Тұндырғыш ерітінділерін және жуу суын қайта пайдалану
3	Электролиз және/немесе Сілтісіздендіру үшін металды алып тастағаннан кейін электролитті қайта пайдалану
4	Органикалық ерітіндіні бөлу үшін гидрометаллургиялық мыс өндірісіндегі еріткіш экстракция қадамының қалдықтарын (шикізаттарды) қайта өңдеу
5	Гидрометаллургиялық мыс өндірісінде еріткіштерді экстракциялау сатысынан тазарту шламы мен тұндырғыштарды центрифугалау
6	Бу конденсатын электролиттік ванналарды жылыту, мыс катодтарын жуу немесе оны қайтадан бу қазандығына бағыттау үшін пайдалану

6.2.5. Қалдықтар

ЕҚТ 55.

Қалдықтарды, аралық өнімдерді және қайта өңделген материалдармен жұмыс істеу жүйесін ұйымдастыру, оларды қайта пайдалануды жеңілдету, ал бұл мүмкін болмаған жағдайда бір немесе бірнеше техниканы қолдануды қоса алғанда, қайта өңдеу немесе кәдеге жарату.

р/с №	Техника	Қолданылуы
1	2	3
1	Тозаң жинау жүйелерінен келетін тозаңнан металдарды алу	Жалпы қолданылады
2	SO₂өңдеуден алынған гипсті қайта пайдалану немесе сату	Қолдану мүмкіндігі металл құрамына және нарықтағы қолжетімділікке байланысты шектелуі мүмкін
3	Пайдаланылған катализаторларды регенерациялау немесе өңдеу және кәдеге жарату (пайдалану).	Жалпы қолданылады
4	Сарқынды сулар шөгінділерінен металды қалпына келтіру үшін пайдаланыңыз	Қолдану мүмкіндігі металл құрамына және нарық/Үдеріс қолжетімділігіне байланысты шектелуі мүмкін
5	Әлсіз қышқылды сілтілеу үдерісінде немесе гипс өндіру үшін пайдалану	Жалпы қолданылады
6	Қож пештерінде немесе қожды флотационды қондырғыларда көп мөлшердегі қождан мысты алу	Жалпы қолданылады
7	Қож қалдықтарын абразивтік немесе құрылыс (жолдарды толтыру үшін) материалдар немесе рекультивацияның техникалық кезеңдері үшін материалдар ретінде пайдалану	Металдың құрамына және нарықтағы қолжетімділікке байланысты қолданылады
8	Металдарды алу немесе оны отқа төзімді материалдар ретінде қайта пайдалану үшін тазартылмаған мыс өндіруге арналған пештердің сынықтарын және пеш жабдығын пайдалану
9	Қалдықтарды (құмдарды) қожды флотациядан кейін абразивті немесе құрылыс материалдары ретінде немесе басқа да ықтимал мақсаттарда пайдалану
10	Металдарды қалпына келтіру үшін балқыту пештерінен қоректік заттарды алуды қолдану	Металл құрамына және нарық/үдеріс қолжетімділігіне байланысты шектелуі мүмкін
11	Мыс пен никельді қалпына келтіру үшін ағызылған пайдаланылған электролитті пайдалану. Қалдық қышқылды жаңа электролит алу үшін немесе гипс өндіру үшін қайта пайдалану
12	Анод қалдықтарын пирометаллургиялық тазартуда немесе мысты қайта балқытуда салқындатқыш материал ретінде пайдалану
13	Бағалы металдарды алу үшін анодтық шламды қолдану
14	Сарқынды суларды тазарту қондырғыларының гипсін пирометаллургиялық үдерісте пайдалану немесе оны сату	Алынған гипстің сапасына байланысты қолданылады
15	Шламнан металдарды алу	Жалпы қолданылады

6.3. Бағалы металдар өндірісіндегі ЕҚТ

6.3.1. Атмосфераға шығарылатын шығарындылар

6.3.1.1. Ұйымдастырылмаған шығарындылар

ЕҚТ 56.

Төмендегі әдістердің бірін қолдану арқылы құрамында бағалы металдар бар шикізатты (ұсақтау, сүзу, араластыру) алдын ала өңдеу рәсімдерінен ауаға бөлінетін шығарындыларды азайту немесе олардың комбинациясы.

р/с №	Техника	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	Жабық алдын ала өңдеу аймақтары және тасымалдау жүйелері	Тек тозаңды материалдарға қолданылады
2	Шикізатты алдын ала өңдеу орнында және тиеу-түсіру жұмыстары кезінде тозаң жинау жүйесін ұйымдастыру	Тек тозаңды материалдарға қолданылады
3	Тозаң жинау жүйесі жоқ жабдықты пайдалану мүмкін еместігін қамтамасыз ететін электр блоктауы	Кез келген материалдар үшін

ЕҚТ 57.

Төмендегі әдістерді қолдану арқылы пирометаллургиялық операциялар (доре дайындау және басқалар) кезінде атмосфераға ұйымдастырылмаған шығарындыларды азайту.

р/с №	Техника
1	2
1	Жабық бөлмелер және/немесе балқыту пештерінің алаңдары
2	Вакуумда процестерді жүргізу
3	Балқыту пештерінің тозаң жинау жүйелерін ұйымдастыру
4	Тозаң жинау жүйесі жоқ жабдықты пайдалану мүмкін еместігін қамтамасыз ететін электр блоктауы

ЕҚТ 58.

Төмендегі әдістердің бірін немесе олардың комбинациясын қолдану арқылы алтынды сілтісіздендіру және электролизден тыс ауа шығарындыларын азайту.

р/с №	Техника
1	2
1	Ерітінділерді тасымалдауға арналған жабық резервуарлар/аппараттар және оқшауланған құбырлар
2	Технологиялық процестерді (сілтісіздендіру, еріту және электролиз) жүзеге асыруды қамтамасыз ететін және азырақ газдық көріністері бар электролиттердің басқа (ауыспалы) түрлерін пайдалану
3	Электролизерлердің сору жүйелері
4	Анодты шламдарды тұз қышқылымен немесе басқа реагенттермен сілтісіздендіру кезінде хлор газының бөлінуін болғызбау үшін пайдалануға болатын су қабырғасы (перде)

ЕҚT 59.

Төмендегі әдістерді қолдану арқылы гидрометаллургиялық процестерді жүзеге асыру кезіндегі ұйымдастырылмаған шығарындыларды азайту.

р/с №	Техника
1	2
1	Жабық контейнерлер мен резервуарлар, деңгей реттегіштері бар аппараттар мен резервуарлар, оқшауланған құбырлар, жабық дренаждар, жабдыққа техникалық қызмет көрсету бағдарламаларын жоспарлау сияқты шығарындыларды бақылау шаралары
2	Шығарылатын газдарды кәдеге жарату үшін ортақ арна жүйесіне қосылған реакциялық ыдыстар мен цистерналар (негізгі жүйе істен шыққан жағдайда резервтік жүйе автоматты түрде қосылады)

ЕҚТ 60.

Келесі әдістерді қолдану арқылы жағу, күйдіру және кептіру кезіндегі ауаға бөлінетін шығарындыларды азайтыңыз.

р/с №	Техника
1	2
1	Барлық күйдіру, жағу және кептіру пештерін технологиялық түтін газдарына арналған арна жүйесіне қосу
2	Электр қуаты өшіп қалған жағдайда автоматтандырылған басқару жүйесі арқылы жабдықтың жұмысын, жұмысты іске қосу және тоқтатуды қамтамасыз ететін резервтік генераторды іске қосуды қамтамасыз ететін электрондық басқару жүйесін пайдалану. жұмсалған қышқылды кетіру және скрубберлерге жаңа қышқыл беру
3	Скруббер қондырғысы электр қуаты үзілген жағдайда резервтік генератор арқылы қызмет көрсететін басым электр тізбегіне кіреді.
4	Жұмысты іске қосу және тоқтату, жұмсалған қышқылды кетіру және скрубберлерді жаңа қышқылмен толықтыру автоматтандырылған басқару жүйесі арқылы жүзеге асырылады.

ЕҚТ 61.

Дайын өнімді балқыту кезінде атмосфераға ұйымдастырылмаған шығарындыларды келесі әдістерді қолдану арқылы азайту.

р/с №	Техника
1	2
1	Вакуумды оқшауланған пештер
2	Тиімді сору және желдету жүйелері

6.3.1.2. Ұйымдастырылған шығарындылар

ЕҚТ 62.

Бір немесе бірнеше газ тазарту қондырғыларын пайдалану арқылы тозаң мен металдардың ауаға шығарылуын олар түзілуі мүмкін барлық аймақтарда, соның ішінде ұсақтау, сүзу, араластыру, балқыту, жағу, қуыру, кептіру және өңдеуді азайту.

р/с №	Техника	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	Қап сүзгісі	Құрамында селен жоғары газ шығарындылары үшін қолданылмайды
2	Ылғалды скруббер	Жалпы қолданылады
3	Ылғалды электросүзгі	Жалпы қолданылады
4	Циклон	Жалпы қолданылады

6.22-кесте. Ұнтақтау, елеу, араластыру, балқыту, жағу, қуыру, кептіру және өңдеу сияқты тозаң түзетін барлық операциялардан шығатын тозаңның технологиялық көрсеткіштері

р/с №	Параметр	Өлшем бірлігі	Осы ЕҚТ -ТК
1	2	3	4
1	Тозаң	мг/нм³	2 - 5⁽¹⁾
⁽¹⁾ – орташа тәуліктік мән немесе өлшеу кезеңіндегі орташа

ЕҚТ 63.

Төмендегі әдістердің бірін немесе олардың комбинациясын пайдалана отырып, азот қышқылымен сұйылтуды/сілтілеуді қоса алғанда, гидрометаллургиялық процестерден ауаға NO_xшығарындыларын азайту.

р/с №	Техника
1	2
1	Каустикалық содасы бар сілтілі скруббер
2	Тотықтырғыштары (мысалы, оттегі, сутегі асқын тотығы) және тотықсыздандырғыштары (мысалы, азот қышқылы, мочевина) бар скруббер ⁽¹⁾

^(1)-Көбінесе сілтілі каустикалық сода скрубберімен бірге қолданылады

6.23-кесте. Гидрометаллургиялық процестерден, соның ішінде азот қышқылымен еріту/сілтісіздендіру кезіндегі NO_x шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері

р/с №	Параметр	Өлшем бірлігі	Осы ЕҚТ үшін эмиссия деңгейі
1	2	3	4
1	NO_х	мг/Нм³	70 - 150⁽¹⁾
⁽¹⁾ - бір сағаттағы орташа немесе сынама алу кезеңіндегі орташа

ЕҚТ 64.

Жағу, күйдіру және кептіру процестерін қоса алғанда, шикізатты дайындау, Доре қорытпасын өндіру кезінде, сондай-ақ гидрометаллургиялық процестерде атмосфералық ауаға SO₂шығарындыларын азайту: келесі әдістердің бірін қолдану арқылы немесе олардың комбинациясы.

р/с №	Техника	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	Ылғалды скруббер	Ылғалды скруббер пайдалану келесі жағдайларда шектеледі: су қалдықтарын қоса алғанда, қалдықтардың көп мөлшерін тудыратын өте жоғары газ шығыны; қалдықтарды өңдеу үшін судың көп мөлшері қажет болған құрғақ аймақтарда және соған байланысты факторлар
2	Ылғалды электросүзгі	Жалпы қолданылады

6.24-кесте. Доре балқыту және балқыту зауытынан SO₂шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері

р/с №	Параметр	Өлшем бірлігі	Осы ЕҚТ - ТК
1	2	3	4
1	SO₂	мг/нм³	50 – 480⁽¹⁾
⁽¹⁾ – орташа тәуліктік мән немесе өлшеу кезеңіндегі орташа

ЕҚТ 65.

Гидрометаллургиялық өндірістен атмосфераға SO₂шығарындыларын азайту, соның ішінде ілеспе жану, күйдіру және кептіру операциялары: ылғалды скрубберді пайдалану.

6.25-кесте. SO₂шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері, соның ішінде ілеспе жану, күйдіру және кептіру операциялары

р/с №	Параметр	Өлшем бірлігі	Осы ЕҚТ -ТК
1	2	3	4
1	SO₂	мг/нм³	50 – 100⁽¹⁾
(1) – орташа тәуліктік мән немесе өлшеу кезеңіндегі орташа

ЕҚТ 66.

Гидрометаллургиялық өндірістен ауаға HCl және Cl₂шығарындыларын азайту, соның ішінде ілеспе жану, күйдіру және кептіру операциялары: сілтілі скрубберді пайдалану.

6.26-кесте. Гидрометаллургиялық өндірістен, соның ішінде ілеспе жану, күйдіру және кептіру операциялары кезіндегі HCl және Cl₂шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері

р/с №	Параметр	Өлшем бірлігі	Осы ЕҚТ -ТК ⁽¹⁾
1	2	3	4
1	HCl	мг/нм³	≤ 5 - 10
2	Cl₂	мг/нм³	0,5 - 2
⁽¹⁾ - Таңдамалы кезеңдегі орташа

ЕҚT 67.

Аммиак немесе аммоний хлоридінің көмегімен гидрометаллургиялық өндірістің NH₃шығарындыларын азайту: күкірт қышқылының ылғалды скрубберін пайдалану.

6.27-кесте. Аммиак немесе хлорлы аммоний пайдаланатын гидрометаллургиялық өндірістің NH₃шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері

р/с №	Параметр	Өлшем бірлігі	Осы ЕҚТ -ТК ⁽¹⁾
1	2	3	4
1	NH₃	мг/нм³	1 - 3
⁽¹⁾ - Таңдамалы кезеңдегі орташа

ЕҚТ 68.

Шикізат құрамында органикалық қосылыстар, галогендер немесе басқа ПХДД/Ф прекурсорлары болған кезде кептіру кезіндегі ПХДД/Ф ауаға шығарындыларын өртеу және күйдіру кезінде азайту: бір немесе бірнеше әдістерді қолдану арқылы.

р/с №	Техника
1	2
1	Артық күйдіргіш немесе регенеративті термиялық тотықтырғыш
2	Тиімді тозаң жинау жүйесімен біріктірілген адсорбент инъекциясы
3	Органикалық шығарындыларды азайту үшін жану немесе Үдеріс жағдайларын оңтайландыру
4	Температура > 250 °C үшін жоғары тозаңды сору жүйелерін пайдалануды шектеу
5	жылдам қатаю
6	Жоғары температурада (> 850 °C) пеште ПХДД/Ф термиялық жойылуы
7	Пештің жоғарғы аймағында оттегінің жарылуын қолдану
8	Ішкі оттық жүйесі

6.28-кесте. Кептіру, жану және күйдіру кезіндегі ПХДД/Ф шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері

р/с №	Параметр	Өлшем бірлігі	Осы ЕҚТ- ТК
1	2	3	4
1	ПХДД/Ф	нг I-TEQ/Нм³	≤ 0.1

6.3.2. Топырақты және жерасты суларын қорғау

ЕҚТ 69.

Топырақтың және жерасты суларының ластануының алдын алу: келесі әдістерді қолдану.

р/с №	Техника
1	2
1	Герметикалық дренаж жүйесін пайдалану
2	Қос қоршауды немесе тірек қабырғаны пайдалану
3	Қышқылға төзімді су өткізбейтін еденді пайдалану
4	Реакциялық ыдыстардағы деңгейді автоматты реттеу
5	Өндірістік қалдықтарды сақтау карталарының табанында және беткейінде гидрооқшаулағыш пленкалық жабынды қолдану

ЕҚT 70 .

Сарқынды сулардың алдын алу

р/с №	Техника
1	2
1	Скрубберлерден және гидрометаллургиялық сілтісіздендіру сатыларынан немесе басқа тазарту операцияларынан алынған басқа реагенттерден сұйықтықтардың қалдықтарын жою
2	Сілтісіздендіру процестерінен ерітінділерді жою

ЕҚТ 71. Қалдықтарды, жартылай фабрикаттарды және қайта өңделетін материалдармен жұмыс істеу жүйесін ұйымдастыру, оларды қайта пайдалануды жеңілдету, ал бұл мүмкін болмаған жағдайда бір немесе бірнеше техниканы қолдануды қоса алғанда, қайта өңдеу немесе кәдеге жарату.

р/с №	Техника
1	2
1	Қождардан металдарды алу, тозаң сүзгілері, ылғалды тозаңсыздандыру жүйелері
2	Газ фазасына өткен құрамында селен бар ылғалды тозаңсыздандыру жүйелерінен селенді алу
3	Қолданылған электролиттер мен шламды жуу ерітінділерінен күмісті алу
4	Электролитті тазарту өнімдерінен металдарды алу (мысалы, күміс цементаты, негізгі мыс карбонатының шөгіндісі және т.б.)
5	Сілтілеуден кейін электролиттерден, шламдардан және ерітінділерден алтын, күміс және МПГ алу
6	Анод қалдықтарынан металдарды алу
7	Платина тобының металдарымен байытылған ерітінділерден платина тобындағы металдарды бөліп алу
8	Технологиялық процестердің соңғы ерітінділерін өңдеу кезінде металдарды оқшаулау

6.4. Ремедиация бойынша талаптар

Мыс пен алтын өндіру кезінде атмосфералық ауаға әсер етудің негізгі факторы ұйымдасқан шығарындылар көздерін, оның ішінде күйдіру пештерін, концентраттарды кептіруге арналған пештерді, балқыту пештерін, конвертерлерді, анодты пештерді, күкірт қышқылын өндіру қондырғыларын (құрамында күкірті бар өнімдерді өндіру үшін шығатын Технологиялық газдарды жіберген жағдайда) пайдалану нәтижесінде туындайтын ластағыш заттардың шығарындылары болып табылады. Ұйымдастырылмаған тозаң шығарындылары құрғақ материалдар мен технологиялық газдарды ұсақтау, тасымалдау, сақтау кезінде пайда болады.

Мыс және алтын өндірісінің өндірістік объектілері қызметінің грунттық және жерасты суларына әсер ету мөлшері су тұтыну мен су бұру көлеміне, тазарту құрылыстары жұмысының тиімділігіне, аынды суларды төгудің сапалық сипаттамаларына байланысты. Егер қондырғының салқындатқыш су жүйесінде тұйық тізбек болмаса, өндірістік ағындар болмайды.

Өндірістік және технологиялық процестер нәтижесінде пайда болған қалдықтар шарттық негізде үшінші тарап ұйымдарына кәдеге жаратуға/қайта өңдеуге берілуі мүмкін, ішінара өндірілген кеңістікті толтыру кезінде өз қажеттіліктері үшін пайдаланылады, бір бөлігі өндіріске қайтарылады.

Қазақстан Республикасының Экология кодексіне сәйкес экологиялық залал келтірілген табиғи ортаның құрамдас бөлігін қалпына келтіру, молықтыру немесе егер экологиялық залал толық немесе ішінара орны толмас болып табылса, табиғи ортаның мұндай құрамдас бөлігін алмастыру арқылы экологиялық залалды жою жөніндегі іс-шаралар кешені ремедиация деп танылады.

Осылайша, мыс және алтын өндіретін кәсіпорындардың қызметі нәтижесінде атмосфералық ауаның ластануы және ластағыш заттардың табиғи ортаның бір компонентінен екіншісіне одан әрі ауысуы нәтижесінде келесі жағымсыз салдарлар туындайды:

атмосфералық ауадан топырақ бетіне ластағыш заттардың түсуі нәтижесінде жер мен топырақтың ластануы және олардың жерүсті және жерасты суларына одан әрі инфильтрациясы;

жануарлар мен өсімдіктер әлеміне әсері.

Өндірістік және (немесе) мемлекеттік экологиялық бақылау нәтижелері бойынша табиғи орта компоненттеріне антропогендік әсер ету нәтижесінде келтірілген экологиялық залал фактілері анықталған кезде қызметтің салдарын жабу және (немесе) жою кезінде базалық есепте немесе эталондық учаскеде белгіленген жай-күйге қатысты табиғи орта компоненттерінің жай-күйінің өзгеруіне бағалау жүргізу қажет.

Іс-әрекеттері немесе қызметі экологиялық залал келтірген тұлға Экология кодексінің (5-бөлімнің 131 – 141-баптары) нормаларына және Ремедиация бағдарламасын әзірлеу жөніндегі әдістемелік ұсынымдарға сәйкес учаскенің жай-күйін қалпына келтіру үшін осындай залалды жоюға арналған тиісті шараларды қолдануға тиіс.

Бұдан басқа, іс-әрекеттері немесе қызметі экологиялық залал келтірген тұлға, учаске бұдан былай адам денсаулығына елеулі қауіп төндірмеуі және табиғи орта компоненттерінің ластануына байланысты оның қоршаған ортаға қатысты қызметінен зиян келтірмеуі үшін, олардың күнделікті немесе келешектегі бекітілген нысаналы міндеттерін ескере отырып, тиісті ластағыш заттардың эмиссияларын жою, тежеу немесе қысқарту үшін, сондай-ақ бақылау мониторингі үшін мерзімінде және кезеңділікпен қажетті шараларды қабылдауы тиіс.

7. Перспективалық техникалар

Бұл бөлімде оларға қатысты ғылыми-зерттеу және тәжірибелік-конструкторлық жұмыстар жүргізілетін немесе оларды тәжірибелік-өнеркәсіптік енгізу жүзеге асырылатын мыс және бағалы металдар өндірісінің жаңа техникалары туралы ақпарат қамтылады.

7.1. Мыс өндірісінің перспективалық техникалары

7.1.1. LUREC және BAYQIK процестері

LUREC және BAYQIK жоғары концентрлі күкірт диоксиді күкірт қышқылына айналдыру технологияларын өңдейді.

Қолданыстағы контактілі қондырғының сыртындағы қосымша өткелді қосу күкірт диоксидінің жоғары кіріс концентрацияларын өңдеу үшін қолданыстағы күкірт қышқылы зауытын ұлғайту үшін пайдаланылуы мүмкін.

LUREC үдерісі 2007 жылдан бері Қытайдың Янгу Сянгуан мыс зауытында, Шаньдун провинциясы, Қытай (қуаты 2340 т/т) жұмыс істейді, мұнда қосымша алдын ала абсорбциялау алдын ала қондырғы бес жолды қос контакт/қос күкірт қышқылын абсорбциялаудан бұрын болады. жалпы жеті өту үштік байланыс зауытын беруге. Бұл 16 - 18 % SO₂кіріс концентрациясымен жұмыс істейтін жасыл алаң зауыты .

LUREC үдерісінде кіріс газының концентрациясына байланысты бір немесе екі қабаты бар қосымша контакт камерасы қолданылады. Бұл алдын ала түрлендіргіш ретінде әрекет етеді және жылу алмастырғыш пен алдын ала абсорбциялау сатысы бар қондырғыдан бұрын пайдаланылуы мүмкін. 15 %-дан 25 %-ға дейінгі диапазондағы күкірт диоксидінің кіріс концентрациясы сыналған.

LUREC үдерісі қол жетімді және қоректік газ концентрациясы қажет болса, алты немесе жеті өтуді және үш есе абсорбциялаудан қамтамасыз ету үшін барлық қолданыстағы қондырғылар үшін қосымша қабат ретінде пайдаланылуы мүмкін.

BAYQIK үдерісі біріктірілген жылу алмастырғышы бар катализатор қабатын қамтитын қолданыстағы күкірт қышқылы зауытына қосымша сыртқы кезеңді қосады. Зауыт 2009 жылы Германияның Столберг қаласында пайдалануға берілген.

BAYQIK үдерісінде катализатор мен тасымалдаушы ішкі түтікте орналасқан, ал сыртқы сақина жылу алмастырғыш ретінде әрекет ететін концентрлік түтіктер сериясын пайдаланады.

Осы процестерді пайдалана отырып, SO₂шығарындыларының төмендеуіне қол жеткізуге болады, жұмыс істеп тұрған күкірт қышқылы зауытының жалпы тиімділігін арттыруға және газдың жалпы тұтынуын азайту үшін кіріс газының жоғары концентрациясын пайдалануға болады.

7.1.2. Кәдеге жарату қазандығының үздіксіз үрлеуін бақылауды автоматтандыру

Кәдеге жарату қазандығын үздіксіз үрлеуді басқаруды автоматтандыру, қазандық суындағы кермектік тұздардың концентрациясын және үздіксіз үрлеу суының ағызу көлемін автоматты түрде реттейтін бағдарламамен басқарылатын клапанды енгізу.

Стандарттан жоғары үздіксіз үрлеу арқылы жылу энергиясының жоғалуын азайту.

Қазандықта бу түзілу үдерісінде тұздар мен басқа еріген қосылыстардың концентрациясы артады. Тұздың жоғары концентрациясы қазандықтардың ішкі қыздыру беттерінде көбік пайда болуына, қақтардың пайда болуына әкеледі. Тұз концентрациясын мұқият бақылап, қазандықты үрлеу арқылы реттеу керек.

Қазандыққа қызмет көрсететін балқытушылар қазандық суындағы тұздың концентрациясын анықтау үшін күнделікті, қажет болған жағдайда ауысым сайын қазандық суынан сынама алады. Қазандық суды талдау нәтижелері бойынша үздіксіз үрлеудің шығыны реттеледі.

Жұмыс принципі тазарту мөлшерін автоматты түрде басқару болып табылады. Электрлік басқару жетегі бар тазарту клапаны қазандық барабанынан қаттылық тұздарын бақыланатын мерзімді жою үшін қолданылады. Қазандық судағы кермектік тұздардың мөлшері электрөткізгіштік әдісімен бақыланады. Рұқсат етілген өткізгіштік деңгейінен асып кетсе, позициялаушы тазарту клапанын ашады. Өткізгіштік қайтадан рұқсат етілген деңгейден төмендегенде, жетек клапанды үнемді тазарту жұмыс күйіне қояды. Қазандық өшірілгенде жетек клапанды жабық күйге келтіреді. Жетекті техникалық қызмет көрсету және қолмен реттеу үшін ажыратуға болады.

Кәдеге жарату қазандығының үздіксіз үрлеуін бақылауды автоматтандыру кезінде жылу энергиясының нормадан тыс ысыраптарын болғызбау, қазандық суындағы тұз құрамының асып кетуін болғызбау, құрылымның қарапайымдылығына байланысты қолданудың жоғары сенімділігі мен қауіпсіздігі, қолмен немесе автоматтандырылған басқару, қол еңбегін механикаландыру, кәдеге жарату қазандығының тиімділігін арттыру ретінде экологиялық әсерлерге қол жеткізуге болады.

7.1.3. Жылу тұтынатын жабдықтарды будан ыстық суға ауыстыру

Ішінара жылыту және желдету қажеттіліктері үшін бу пайдаланылады, ол мыналарды қамтиды:

конденсаттың бу беру көзіне қайтарылмауы;

жылу тұтынуды реттеу мүмкіндігінің жоқтығынан тұтынушылардың жылу энергиясына шамадан тыс тұтынуы (10 - 15 %);

жылу энергиясының жоғалуының жоғарылауы (5 - 10 %);

су желілеріне (5 - 10 %) қатысты бу желілеріндегі жылу энергиясының шамадан тыс шығындары.

Цехтар мен ғимараттарды жылытуды және желдетуді қамтамасыз ететін жылуды тұтынатын жабдықты будан ыстық суға ауыстыруды кәсіпорынның жедел персоналы жүзеге асырады, сондықтан бұл шара шығынсыз.

Жылу тұтынатын жабдықты будан жылыту суына ауыстыру жылу шығынын 20 %-ға азайтады.

7.1.4. Су ресурстары

Өнеркәсіптік сарқынды суларды металдардан тазартудың көптеген әдістері жасалған. Іс жүзінде әдетте бірнеше әдістер біріктіріледі. Бір немесе басқа комбинацияны таңдау көптеген факторларға байланысты: сарқынды сулардың мөлшері, бар металдардың түрлері және олардың концентрациясы, тазартылған сарқынды суларға қойылатын технологиялық және санитарлық талаптар және т.б.. Тазартылған сулар уақыт өте келе өзгеретін күрделі құрамға ие. Сондықтан сирек жағдайларда бір тазалау әдісінен бас тартуға болады және сонымен бірге жоғары тазалау тиімділігіне ие болады.

Суды ауыр металдардан тазартудың негізгі әдістері:

электрохимиялық тұндыру

мембрананың бөлінуі

адсорбция

ион алмасу

Электрхимиялық тұндыру

Әдіс сарқынды сулардан бағалы металдарды алуға мүмкіндік береді. Ол көбінесе пайдаланылған гальваникалық ерітінділерден мысты алу үшін қолданылады. Әдістің артықшылығы тұнба түзілмеуі, металдарды сатуға дайын күйінде алу, тазалаудың жеткілікті қарапайым технологиялық схемасы және химиялық реагенттерді қолдану қажеттілігінің болмауынан көрінеді. Электрохимиялық әдістің негізгі кемшілігі электр қуатын көп тұтыну болып табылады. Бұл әдісті қолданудың негізгі шектеуі. Сарқынды суларды тазарту үздіксіз немесе үзіліспен жүргізілуі мүмкін.

Сарқынды суларды электрохимиялық тазарту үдерісі электр тогының әсерінен ерімейтін және еритін электродтарды қолданатын электролизерлерде жүреді. Электродтар бір-бірінен берілген қашықтықта орналасқан төртбұрышты жалпақ пластиналар түрінде жасалады.

Тәжірибе көрсеткендей, көп жағдайда әдіс ауыр металдардың жоғары концентрациясы 1 г/л-ден асатын қалдық ерітінділермен жұмыс істегенде ғана тиімді және ауыр металдардың концентрациясы 0,01 - 0,02 г/л болатын сарқынды суларды тазалау үшін жарамсыз.

Мембрананың бөлінуі

Сұйық жүйелерді бөлудің негізгі мембраналық әдістеріне кері осмос, ультрафильтрация, микрофильтрация жатады. Бұл әдістердің артықшылығы-фазалық өзгерістерсіз қалыпты температурада процесті жүргізу мүмкіндігі, жабдықты жобалаудың қарапайымдылығы, технологиялық процесті оңай автоматтандыру, дайын өнімнің жоғары сапасын алуға мүмкіндік беретін жоғары дәрежеде бөлу. Негізгі кемшілігі-оларды алдын-ала дайындықсыз, суды сүзу циклін күрт төмендететін әртүрлі қоспалардан тазартпай қолдануға болмайды. Ауыстырылатын мембраналық элементтердің айтарлықтай құнын да есте ұстаған жөн.

Кері осмос, ультрасүзгіация және микросүзгіация процестері шамадан тыс қысыммен жүзеге асырылады және баромембралық процестер тобына жатады, онда еріген заттардың молекулаларының немесе иондарының тасымалдануы осмостық қысымнан асатын қысымда жартылай өткізгіш қалқа арқылы жүреді.

Микросүзгілеу – сүзілген ортадан өлшемі 0,02 - 25 мкм болатын ірі коллоидты бөлшектерді немесе суспензиялы микробөлшектерді бөлу үдерісі. Микросүзгіация, әдетте, мембранаға (немесе мембраналық элементке) сыртқы жүктемелер әсер еткенде мембраналар (немесе мембраналық элемент) ұшырайтын елеулі деформацияларды болғызбау үшін қысымның шағын төмендеуінде (0,2 МПа дейін) жүзеге асырылады.

Микросүзгілеу механизмі біршама күрделі және инерциялық соқтығысулар, бөлшектердің адгезиясы мен суффузиясы, сондай-ақ адсорбция салдарынан сүзгілеу бөлімімен механикалық бөлшектерді ұстауды қамтиды.

Бұл механизмді былай сипаттауға болады: құрамында бөлшектері бар сұйықтық мембранадан өткенде күрделі ағындық жүйені құрайды. Мембрана арқылы, яғни. мембрананың кеуектері, електен өткен сияқты, сұйықтық ағыны шағын ағындарға ұсақталады. Сұйықтықта қалқымалы бөлшектер оның ағынында инерция бойынша қозғалады. Егер олардың мөлшері мембрананың кеуек өлшемінен кіші болса, онда олар одан өтіп, сүзгіаттың бір бөлігіне айналады. Қалған бөлшектер мембрананың бетінде қалады немесе оның матрицасының ішінде сақталады.

Микросүзгілеу сарқынды суды шұңқырдан кейінгі тазарту үшін қолданылуы мүмкін. Микросүзгілеу мембранасы қандай да бір себептермен шұңқырға тұнбаған қалқымалы бөлшектерді сақтайды, бұл ауыр металдардың қабыршақтарын судан бөлу тиімділігін айтарлықтай арттырады. Бұл тазарту құрылыстарында сарқынды суларды тазарту сапасының зертханалық жағдайда алынған теориялық көрсеткіштерге жақын нәтижелеріне қол жеткізуге мүмкіндік береді.

Ультрасүзгілеу – сүзгіден өткен ортадан мөлшері 0,001 – 0,02 мкм коллоидты бөлшектерді және молекулалық салмағы 500 Дальтоннан асатын ерітінділерді бөлу үдерісі. Жұмыс қысымы 0,1 – 0,5 МПа.

Ультрасүзгілеу компоненттердің молекулалық салмағы еріткіштің молекулалық салмағынан үлкен болатын жүйелерді бөлу үшін қолданылады. Макромолекулалық қосылыстардың осмостық қысымы төмен, бұл ультрасүзгіацияны төмен қысымда жүргізуге мүмкіндік береді. Ультрасүзгілеу судан мұнай өнімдерін, қалқымалы заттарды, микроорганизмдерді, балдырларды, бактериялар мен вирустарды бөліп алуға және лайлануды айтарлықтай азайтуға мүмкіндік береді. Ол сондай-ақ судың тотығу қабілетін және түсін тиімді төмендетеді.

Өнім жүктің бетіне тұнба түрінде түсетін кәдімгі сүзгіациядан айырмашылығы, ультрасүзгіация екі ерітінді шығарады, олардың біреуі еріткішке бай және өткізгіш деп аталады, ал екіншісі еріген зат және концентрат деп аталады. Сарқынды суларды тазарту кезінде пермеат ағызылатын немесе техникалық қажеттіліктер үшін пайдаланылатын мақсатты өнім болып табылады, ал концентрат теңестіру цистернасына қайтарылады немесе булану қондырғысына беріледі, онда еріген заттың артық бөлігі және қатты фаза бөлінеді. жойылуы тиіс қалыптасады.

Кері осмос – суды тазарту әдісі, онда ерітінді қысыммен арнайы синтетикалық мембрана арқылы өтеді, мұнда минералды тұздар мен қоспалардың 98 % дейін сақталады. Суды тұзсыздандыру үшін қолданылады.

Кері осмосты қолданғанда екі ерітінді де түзіледі, екі ерітінді түзіледі, олардың біреуі еріткішпен байытылған және өткізгіш зат деп аталады, ал екіншісі еріген зат болып табылады және концентрат деп аталады. Жұмыс қысымы 0,5 – 8 МПа.

Бұл әдіс тазартылған суды, соның ішінде минералсыздандырылған суды алуға мүмкіндік береді. Оны емдеуден кейінгі кезеңде ғана қолдануға болады. Ультрасүзгіация қондырғысынан кейін жақсы жұмыс істейді. Негізгі мәселе - азық көлемінің ~ 5 - 10 % түзілетін тұздармен байытылған ерітіндіні кәдеге жарату.

Өндірістік масштабтағы демонстрациялық қондырғыда қорғасын өндірісінің пайдаланылған технологиялық және салқындатқыш суын тазарту үшін кері осмос қондырғысын пайдалану зерттелуде. Мақсат – кәдеге жарату үшін сарқынды суларды азайту, нәтижесінде металл шығарындыларын азайту және тұщы суға қажеттілікті азайту. Алынған сарқынды су мен қалпына келтірілген металдар балқыту пешіне қайтарылады.

Адсорбция – екі фазаның (қатты фаза – сұйық) шекарасында еріген заттың концентрациясының өздігінен жоғарылау үдерісі. Адсорбциялық әдіс әдетте еріген органикалық заттардан сарқынды суларды терең тазарту үшін қолданылады, егер бұл заттардың судағы концентрациясы төмен болса және олар биологиялық ыдырамаса немесе улылығы жоғары болса. Адсорбция әдетте фенолдардан, гербицидтерден, пестицидтерден, ароматты нитроқосылыстардан, беттік белсенді заттардан, бояғыштардан алынған сарқынды суларды бейтараптандыру үшін қолданылады.

Әдістің артықшылығы – жоғары тиімділік, құрамында бірнеше заттар бар сарқынды суларды тазарту мүмкіндігі. Сарқынды суларды адсорбциялық тазарту, егер олардың құрамында негізінен ароматты қосылыстар, электролиттер емес немесе әлсіз электролиттер, бояғыштар, қанықпаған қосылыстар немесе гидрофобты (мысалы, хлор немесе нитротоптары бар) алифатты қосылыстар болса, ең ұтымды болады.

Бұл әдіс ауыр металдардан сарқынды суларды тазарту үшін де қолданылады. Адсорбцияны дренаждан ластағыш заттардың негізгі бөлігі жойылған кезде ғана өңдеуден кейінгі кезеңде қолдануға болады. Әйтпесе, адсорбер сүзгісінің ресурсы тез таусылады.

Ауыр металдарды кейінгі өңдеу үшін әдетте сорбент ретінде белсендірілген көмір немесе алюмосиликаттар қолданылады.

Ең тиімді адсорбенттер әртүрлі дәрежедегі белсендірілген көмірлер болып табылады. Көмірлердің кеуектілігі 60 – 75 %, ал меншікті бетінің ауданы 400 – 900 м 2 /г. Белсенді көміртектің маңызды кемшіліктері оның жоғары құны және сүзгі ортасын мерзімді ауыстыру қажеттілігі болып табылады, өйткені белсендірілген көмір арнайы пештерде жоғары температурада регенерацияланады.

Ион алмасу – өнеркәсіптік сарқынды суларды түсті және ауыр металдардан терең тазарту үшін қолданылады. Оны тек өңдеуден кейінгі кезеңде, сорбциялық сүзгілерден кейін қолдануға болады. Ауыр металдардан тазарту сапасына балық шаруашылығы суларына ағызуға қойылатын талаптарға немесе технологияға қайтарылатын суға қойылатын талаптарға қол жеткізуге мүмкіндік береді.

Бұл әдіс сарқынды суларды ауыр металдардан тазарту үшін кеңінен қолданылады, өйткені ол тазартудың жоғары сапасына қол жеткізуге мүмкіндік береді және сонымен қатар қарапайым аппараттық дизайнға ие, қымбат автоматтандыру жүйелерін қажет етпейді, энергияның төмен құнына ие және регенерация шешімдерін қайтаруға болады. қайта өңдеу үшін теңестіру цистернасына. Селективті концентрация және сарқынды судан белгілі бір металды жою үшін қолдануға болады

Бірақ бұл әдіс бірқатар маңызды шектеулерге ие:

ион алмастырғыш шайырлардың (әсіресе хелаттың) жоғары құны;

шайырларды регенерациялау үшін күшті электролиттер, тұздар немесе

қышқылдар пайдаланылады, олар бөлек жойылуы немесе орташа аккумуляторға дозалануы керек. Эквалайзерге мөлшерлеу кезінде тазартылған судың тұз мөлшері артады;

шайырлар регенерация кезінде жойылмайтын органикалық қосылыстармен, майлармен және беттік белсенді заттармен тұрақты байланыстар түзеді, сондықтан шайырлар органикалық қосылыстардың әсерінен қорғалуы керек;

ең бастысы, ион алмасу қондырғысы сүзу уақыты регенерацияға қажетті уақыттан едәуір ұзағырақ болса ғана тиімді жұмыс істейді, яғни бұл әдіс тұздылығы жоғары сулар үшін жарамсыз.

Синтетикалық органикалық шайырлар ион алмастырғыш сүзгілерді тиеу ретінде қолданылады. Ион алмастырғыш шайырлардың көптеген сорттары әртүрлі шығу тегі сарқынды суларды тазарту үшін де, әртүрлі металдардың ерітінділерінен концентрациялау үшін де арнайы қолдану үшін шығарылады.

Сүзгі шайыры әртүрлі қоспалардың иондарын (металдардан қаттылық тұздарына дейін) сақтай алады, оларды басқа заттардың қауіпсіз және зиянсыз иондарына өзгертеді. Иондардың алмасуы осы сұйықтықта алмасу үдерісіне дейін болған зарядтардың жалпы санын өзгертпей өңделген сұйықтықтың иондық құрамын өзгертуге мүмкіндік береді.

Сарқынды суларды ауыр металдардан тазарту үшін әдетте катионалмастырғыштар – оң зарядталған иондары (Na+, H+ және т.б.) бар шайырлар қолданылады.

Электролизды металдарды алу және өңдеу үшін қолдануға болады. Металдардың жоғары концентрациясы бар (шамамен 2 г/л) сарқынды суларды бір сатылы тазарту үшін қолдануға болады. Технология негізінен көпшілікке арналған. Сыналған және сыналған, электропластиналық өндірісте жақсы беделге ие. Оны бір уақытта органикалық ластағыш заттарды жою үшін де қолдануға болады. Пакеттік немесе үздіксіз режимде пайдалануға болады. Бір промилледен жоғары тазарту деңгейіне жету қиын. Тиімсіз ұяшықтарды қымбат ұстау және пайдалану. Электролиз селективті емес. Тұрақты бақылауды қажет етеді. Ол тұрақсыз мазмұндағы және үлкен көлемдегі сарқынды сулармен жақсы күреспейді.

Электродиализді металдарды алу және өңдеу үшін қолдануға болады. Селективті болуы мүмкін. Қазірдің өзінде тұзсыздандыру және мырыштау салаларында сыналған. Миллионның бір бөлігінен аз тазалау деңгейіне қол жеткізуге қабілетті. Оның ион алмасу әдістерімен бірдей кемшіліктері бар (мысалы, мембрананы ластау). Тұрақты бақылауды қажет етеді. Ол тұрақсыз мазмұндағы және үлкен көлемдегі сарқынды сулармен жақсы күреспейді.

Флотация - арзан әрі оңай әдіс. Тек жүзуге қабілетті бөлшектер кешендерін алып тастай алады. Алдымен ауаны одан әрі тарату үшін қысымды суда еріту керек.

Ауыр металдарды тиімді жою үшін түйіршікті материалды пайдаланады. Aurubis (Гамбург) әлемдегі жетекші түсті металдарды жеткізуші және әлемдегі ең ірі мыс өңдеушілерінің бірі, ауыр металдар мен басқа да ластағыш заттарды судан тиімді түрде кетіретін жеке меншік минералды түйіршікті материалға негізделген зауытты тәжірибе жүзінде іске асыруда. Бастапқы сынақ нәтижелері оң нәтижелерді көрсетті және жобаны кеңейту бойынша жұмыс жүргізілуде, сайып келгенде, жерасты суларын пайдалануды одан әрі азайту үшін көбірек сарқынды суларды қайта өңдеуге және қайта пайдалануға мүмкіндік береді.

7.2. Бағалы металдар өндірісінің перспективалық техникалары

Әртүрлі құрамды кендер мен концентраттардан алтын мен күмісті алудың негізгі әдісі сілтілі ортада цианидті сілтілеу болып табылады. Сонымен қатар, бұл өте улы еріткіш пайдаланылмайтын технологияларды жасау бойынша жұмыс жалғасуда. Қолдану мүмкіндігі тұрғысынан тиокарбамид, тиосульфаттар, галогендер (хлор, бром, йод) сияқты реагенттерді сілтілі ерітінділерде және кейбір органикалық қосылыстарды (мысалы, гуматтар мен амин қышқылдары) қолдануға бағытталған зерттеулерді байыпты қарастыру қажет. ) [29].

Жоғарыда айтылғандардың ең перспективалы нұсқасы – құрамында алтын және күміс бар материалдарды қышқылдық ортада тиокарбамидпен (тиокарбамид) сілтісіздендіруға негізделген технология. Шикізат тотықтырғыштың (көбінесе темір (III) хлориді немесе сульфат) қатысуымен қышқылды (әдетте күкірт қышқылы) ерітіндіде тиокарбамидпен сілтісіздендіруға ұшырайды. Содан кейін алынған ерітіндіден бағалы металдар экстрагенттердің: три-н-бутилфосфат және керосиндегі дифенилтиокарбамид қоспасымен аралас тиокарбамид және тиоцианатты комплекстер түрінде алынады. Алтын мен күмісті органикалық фазадан қайта алу тотықсыздандырғыштардың ерітінділерімен (формальдегид, гидразин тұздары, қымыздық қышқылы, тетрагидробораттар және т.б.) жүргізіледі. Экстракция сатысында ерітіндіге тиоцианат иондарын енгізу бағалы металдардың органикалық фазаға толық экстракциялануын қамтамасыз ететінін атап өткен жөн. Құрамында тиокарбамид бар аршудан кейін пайда болған сулы фазаны сілтісіздендіру немесе сілтілеу кектерді жуу кезеңіне қайта өңдеуге болады.

Цианид ерітінділерінің орнына тиокарбамид ерітінділерінің кеңінен өнеркәсіпте қолданылуына натрий цианидімен салыстырғанда бұл реагенттің жоғары құны кедергі келтіреді. Тиокарбамидті сілтісіздендіруді қорғасын-мырыш кектерін өңдеуде қолдануға болады, ал үдерістің тиімділігі электросілтілеу кезінде жоғарылайды. Катодта құрамында алтын және/немесе күміс бар тұнба, ал анодта оттегі газы бөлінеді. Күміс мөлшері >10 % болатын алтын-күміс қорытпаларына қолданылатын вакуумды айдау технологиясы қызығушылық тудырады [30]. Бұл әдіс температураға байланысты қаныққан бу қысымының айырмашылығына байланысты металдарды булану (конденсация) кезінде бөлуге негізделген. Осылайша, 1000 – 1200 °С температура аралығындағы күмістің парциалды қысымы алтыннан 1000 есе артық. Әдебиетте Қышқылды аз бөлу (ALS) үдерісі (7.2.1. сурет) деп аталатын бұл Үдерісті жүзеге асыру нәтижесінде алтын құймасы мен күміс сублиматтары түзіледі, олар тазарту үдерісіне 3 -бөлімде сипатталған технологиялар. Егер қорытпада балқитын және ұшатын қоспалардың (Zn, Se, Pb, Sn) айтарлықтай мөлшері болса, Үдеріс бірнеше кезеңде жүзеге асырылады.

7.1-сурет. Вакуумды айдау көмегімен Доре қорытпасын өңдеудің схемалық диаграммасы

Вакуумды айдау технологиясының маңызды артықшылықтары бар:

қорытпаны өңдеудің жоғары жылдамдығы (133,3 10 - 4 Па қалдық қысымда 10 – 40 мин);

төмен операциялық шығындар;

жұмыс аймағына және қоршаған ортаға зиянды шығарындылардың болмауы.

"J" үдерісі Еуропада жұмыс істемейді, бірақ алтынның басқа өңдеу процестеріне қарағанда төменірек алтын қорымен жұмыс істей алады. Ол таза емес алтынды (<99,5 %) еріту үшін қалпына келтірілген йод ерітіндісін пайдаланады. Алтын калий гидроксидімен тотықсыздандырылады, бөлінеді, жуылады және 99,995 % алтыны бар ұнтаққа дейін кептіріледі. Тотықсыздану сатысындағы сұйықтық электролиттік ұяшыққа жіберіледі, онда еритін қоспалар және кез келген қалпына келтірілмеген алтын йодид катодта тұндырылады және бағалы металдар тізбегінде қалпына келтіру үшін жойылады. Содан кейін ерітінді инертті электродтармен жабдықталған электролиттік диафрагма ұяшығына жіберіледі. Анодтық бөлімде алынған йод ерітіндісі және катод бөлімінде алынған КОН ерітіндісі қайта өңделеді [84].

8. Қосымша комментарийлері мен ұсынымдар

Анықтамалық Экологиялық Кодекстің 113-бабына сәйкес дайындалған.

Анықтамалықты әзірлеудің бірінші кезеңі кешенді технологиялық аудит жүргізу болды, оның барысында мыс және бағалы металл - алтын өндіретін кәсіпорындардың ағымдағы жай-күйіне сараптамалық баға берілді, ол өндірісті басқарудың тиімділігін, қолданылатын автоматтандыру құралдарын, технологиялық мүмкіндіктерді талдауды және кәсіпорындардың қоршаған ортаға әсер ету дәрежесін анықтауға мүмкіндік берді. Сондай-ақ, мыс және бағалы металдар өндірісінде қолданылатын технологиялардың ЕҚТ қағидаттарына сәйкестігіне талдау жүргізілді.

Сараптамалық бағалаудың негізгі мақсаты қолданыстағы жағдайға Қазақстан Республикасының мыс өндірісінің технологиялық жай-күйін анықтау, сондай-ақ ЕҚТ параметрлеріне сәйкес кәсіпорындарды бағалау болып табылады.

ЕҚТ критерийлеріне сәйкестікті бағалау "Өнеркәсіптік шығарындылар және/немесе төгінділер туралы (ластанудың кешенді алдын алу және бақылау туралы)" Еуропалық Парламент пен ЕО Кеңесінің 2010/75 / ЕО Директивасына, сондай-ақ осы ЕҚТ бойынша анықтамалықтың 2 -бөлімінде көрсетілген ЕҚТ-ға жатқызу әдістемесіне сәйкес белгіленді.

КТА барысында мыс өндірісінің, қолданылатын технологиялар, жабдықтар, ластағыш заттардың шығарындылары мен төгінділері, өндіріс қалдықтарының пайда болуы, сондай-ақ әдеби көздер, нормативтік құжаттама және экологиялық есептер негізінде қоршаған ортаға әсер етудің, энергия мен ресурстарды тұтынудың басқа аспектілері туралы ақпаратқа талдау және жүйелеу жүргізілді.

Ақпарат жинау үшін кәсіпорындарға бекітілген шаблондар негізінде сауалнама нысандары жіберілді. Кәсіпорындардан ұсынылған деректерді талдау технологияларды қолданудың әртүрлі аспектілері, соның ішінде технологиялық көрсеткіштер бойынша ақпараттың жеткіліксіздігі туралы қорытынды жасауға мүмкіндік береді. Анықтамалықтың осы редакциясында кәсіпорындар ұсынған нақты нәтижелер қолданылды.

ЕҚТ бойынша "Мыс және бағалы металл – алтын өндірісі" анықтамалығының құрылымы Қазақстан Республикасының қолданыстағы НҚА сәйкес, сондай-ақ өткізілген КТА нәтижелері бойынша әзірленді.

Перспективалы техникаларға тек отандық әзірлемелер ғана емес, сонымен қатар практикада қолданылатын, бірақ Қазақстан Республикасындағы кәсіпорындарда енгізілмеген озық технологиялар да жатқызылған.

ЕҚТ бойынша анықтамалықты дайындау қорытындысы бойынша осы анықтамалықпен әрі қарай жұмыс істеуге және ЕҚТ енгізуге қатысты мынадай ұсынымдар тұжырымдалды:

кәсіпорындарға ластағыш заттардың, әсіресе маркерлік заттардың қоршаған ортаға эмиссияларының деңгейлері, шикізат пен энергия ресурстарын тұтыну, сондай-ақ негізгі және табиғатты қорғау жабдықтарын жаңғыртуды жүргізу, ЕҚТ енгізудің экономикалық аспектілері туралы мәліметтерді жинауды, жүйелеуді және сақтауды жүзеге асыру ұсынылады;

технологиялық объектілерді жобалау, пайдалану, реконструкциялау, жаңғырту кезінде қоршаған ортаға әсер етудің физикалық факторларын мониторингтеуге, бақылауға және азайтуға назар аудару қажет;

технологиялық және табиғатты қорғау жабдықтарын жаңғырту кезінде жаңа технологияларды, жабдықтарды, материалдарды таңдаудың басым өлшемшарттары ретінде энергия тиімділігін арттыруды, ресурс үнемдеуді, өндіріс объектілерінің қоршаған ортаға теріс әсерін азайтуды пайдалану қажет.

Библиография

1. "Ең үздік қолжетімді техникалар бойынша анықтамалықтарды әзірлеу, қолдану, мониторингтеу және қайта қарау қағидаларын бекіту туралы" Қазақстан Республикасы Үкіметінің 2021 жылғы 28 қазандағы № 775 қаулысы.

2. Мыс металлургиясы: оқу құралы / А.А.Лықасов, Ғ.М.Рыс; Ресей Федерациясының Білім және ғылым министрлігі, Білім беру федералды агенттігі, Оңтүстік Орал штаты. un-t [және басқалар]. - Челябинск: СУСУ, 2006. - 74 б.

3. https://stankiexpert.ru/tehnologii/proizvodstvo-medi.html

4. Г.В. Галевский, М.Я. Минцис, В.В. Руднев. Металлургияға кіріспе: Прок. университеттерге жәрдемақы. - Новокузнецк: ГОУ ВПО "СибГИУ" баспасы, 2003. - 144 б.

5. Кушакова Л., Сизикова Н. Тотыққан мыс кендерін үйінді Сілтісіздендіру технологиясын жасау және енгізу// Қазақстан өнеркәсібі. - 2020. - No 3. - С. 18 - 20

6. Романтеев Ю.П. Бағалы металдар металлургиясы: Прок. жәрдемақы. - М.: МИСиС, 2007. - 259 б.

7. Best Available Techniques (BAT) Reference Document for the main Non-Ferrous Metals Indus-tries. BREF, 2017

8. Бағалы металдар металлургиясы. Жоғары оқу орындарына арналған оқулық / Масленицкий И.Н., Чугаев Л.В., Борбат В.Ф. және т.б. / Ред. Чугаев Л.В. – 2 -бас., қайта өңделген. және қосымша - М .: Металлургия, 1987, 432 с

9. Романтеев Ю.П. Бағалы металдар металлургиясы: Прок. жәрдемақы. - М.: МИСиС, 2007. - 259 б.

10. Ауыр түсті металдар металлургиясы. Красноярск ИПК СибФУ 2009. Марченко Н.В.

11. BREF - NFM "Түсті металлургияға арналған ең үздік қолжетімді техникалар (BAT) анықтамалық құжаты".

12. ITS 3 - 2019 "Мыс өндірісі".

13. Харченко Е.М., Ульева Г.А., Егорова Т.Г., Рахымбеков С.С. МЫС балқытудың қожын өңдеу // Қолданбалы және фундаменталды зерттеулердің халықаралық журналы. - 2015. - No 7 - 1. – 30 - 33 б

14. ETSU, Oxy-Fuel Melting of Secondary Aluminium, ETSU, 1994

15. Laheye, R. et al., Greenmelt: An Environmentally Sound Remelting Concept, Hoogovens (NL), 1998

16. French comments on MnFe alloys, French comments on MnFe alloys, 2008

17. ETSU, Oxy-Fuel Melting of Secondary Aluminium, ETSU, 1994], [118, Laheye, R. et al., Greenmelt: An Environmentally Sound Remelting Concept, Hoogovens (NL), 1998

18. ETSU, Oxy-Fuel Melting of Secondary Aluminium, ETSU, 1994

19. Қазақстан Республикасы Денсаулық сақтау министрінің 2022 жылғы 16 ақпандағы "Адамға әсер ететін физикалық факторлардың гигиеналық нормативтерін бекіту туралы" № ҚР ДСМ- 15 бұйрығы.

20. UBA Copper, lead, zinc and aluminium, Abschlussbericht. Teil 1, 2, 3 and 4. Kupfer, etc., 2007

21. Traulsen, H., 'Plant Information - Copper Industry (Draft)', Copper Expert Group 1998, 1998

22. AJ Rigby et alles, 1999

23. Traulsen, H., 'Plant Information - Copper Industry (Draft)', Copper Expert Group 1998.

24. Rentz, O. et al., Report on BAT in German Copper Production (Final Draft), University Karlsruhe (DFIU), 1999

25. VDI (D) 2102, Emission Control 1) Secondary copper smelting and refining plants 2) Copper and copper alloy melting plants, VDI (D), 2007

26. McLellan and Partners Ltd, Pollution Control in the Copper Industry, HMIP (UK), Surrey, 1993

27. Traulsen, H., 'Plant Information - Copper Industry (Draft)', Copper Expert Group 1998

28. VDI (D) 2102, Emission Control 1) Secondary copper smelting and refining plants 2) Copper and copper alloy melting plants, VDI (D), 2007

29. UBA Copper, lead, zinc and aluminium, Abschlussbericht. Teil 1, 2, 3 and 4. Kupfer, etc., 2007

30. European Commission, DG XI, Technical BAT Note Heavy Metal Emissions from Non-Ferrous Industrial Plants, 1991],

31. OSPARCOM, Description of BAT for the Primary Production of Non-Ferrous Metals (Zinc, Copper, Lead and Nickel)

32. Наумов К.Д., Теоретические и технологические основы осаждения золота из цианистых растворов крупнодисперсным цинком. - Екатеринбург, 2019

33. Котляр, Ю.А. Бағалы металдар металлургиясы / Ю.А.Котляр, М.А.Меретуков. - М. : АСМИ, 2002. - 466 б.

34. Ламуев, В.А., Гуляшинов А.Н. Қорғасын-мырыш кендерінен күміс алу // Іргелі зерттеулер. - 2005. - No 9. - 36 б.

35. Масленицкий И.Н. Бағалы металдар металлургиясы: жоғары оқу орындарына арналған оқу құралы / генерал. ред. Чугаева Л.В. - М. : Металлургия, 1987. - 432 б.

36. Finland Paper on Industrial ecology, Heino - Industrial Ecology, 2004

37. Theodore, L. et al., Air Pollution Control Equipment, ETS International, Inc. (USA), 1992.

38. Farrell Nordic Mission, Mission to Norway, Sweden and Finland June, 2008

39. Nordic Report, A Nordic contribution concerning the revision of the IPPC Reference Document on Best Available Techniques in the Non Ferrous Metals Industries, 2008.

40. Soud, H.N., 'Developments in particulate control for coal combustion', IEA Coal Research (UK), 1995.

41. Startin, A., Solve your gas filtration problems, Cerafil (Ceramic Filter Elements), UK, English, 1998

42. Soud, H.N, Particulate control handbook for coal-fired plants, IEA Coal Research, 1993.

43. Rentz, O. et al., Report on BAT in German Copper Production (Final Draft), University Karlsruhe (DFIU), 1999

44. French comments on MnFe alloys, French comments on MnFe alloys, 2008

45. Riekkola-Vanhanen, M., Finnish Expert Report on BAT in Copper Production and By-Production of Precious Metals, Finnish EPA, 1999

46. EC, BREF on Large Volume Inorganic Chemicals - Ammonia, Acids, Fertilisers (LVIC-AAF), 2007

47. UBA (A), Emissionserklärung Treibacher Chemische Werke, UBA (A), 1998

48. Clark, J.H., Chemistry of Waste Minimization, Blackie Academic & Professional, 1995.

49. VDI (D) 3476 Part 1, Waste gas cleaning Methods of Catalytic Waste Gas Cleaning - Fundamentals, VDI (D), 2005

50. NRW (D), NE-Metallindustrie - Betreiberleitfaden für Anlagen zum Schmelzen von Schwermetallen, Ministerium Umwelt, Raumordnung u. Landwirtschaft, 1997

51. ИТС 14 - 2020 "Өндіріс Бағалы металдар".

52. BREF - ENE "Энергия тиімділігін арттырудың ең озық техникалық анықтамалық құжаты".

53. ИТС 48 - 2017 "Шаруашылық және (немесе) өзге де қызметті жүзеге асыру кезінде энергия тиімділігін арттыру".

54. УДК 662.61 Рекуперативті оттықтарды пайдаланудың жылу тиімділігін болжау әдісі А.Б. Бирюков, П.А. Гнитьев, Я.С. Власов атындағы Донецк ұлттық техникалық университеті, Донецк, Украина

55. ИТС 2 - 2015 "Аммиак, минералды тыңайтқыштар және бейорганикалық қышқылдар өндірісі".

56. Интернет көзі: https :// okvsk . ru / производство - цветных - металлов / 1920 - электролитическое - rafinirovanie - medi . html .

57. Жабу көрсеткішін құрастыру жылы электролиз моншалар, Менщикова К.Д., Заманов И.Ш., Лаптев В.А., Худяков П.Ю., 2019 ж.

58. ISO 50001:2011 Энергия менеджменті жүйелері. Пайдалануға қойылатын талаптар мен нұсқаулар.

59. ISO 50001‒2021 Энергия менеджменті жүйелері. Пайдалануға қойылатын талаптар мен нұсқаулар.

60. ETSU (UK), Waste heat recovery from high temperature gas streams, ETSU (UK), 1996.

61. Farrell, F., 'Personal Discussions', Personal Communication, 1998.

62. ETSU (UK), Waste heat recovery from high temperature gas streams, ETSU (UK), 1996.

63. ALFED 1998.

64. Тинкова С.М., Прошкин А.В., Веретнова Т.А., Востриков В.А. Металлургиялық жылу техникасы: оқу құралы (дәрістердің электронды нұсқасы) // Түсті металдар және алтын институты, FGOU VPO Сібір федералды университеті. – Красноярск, 2007. – 193 б.

65. NRU ITMO ғылыми журналы. Серия "Экономика және қоршаған ортаны қорғау" No1, 2014 ж. ӘОЖ 66.045.12 Металл бұйымдарын термиялық өңдеу пештерінен газдарды жылуды қалпына келтіру мәселесі бойынша Бурокова А.В. burokova@yandex.ru техника. Рахманов Ю.А., rahmanovua2010@gmail.com ИTMO Университетінің Тоңазытқыш және биотехнология институты 191002, Санкт-Петербург, ст. Ломоносов, 9.

66. Интернет көзі: https://recuperator-termo.ru/press/primenenie/obosnovanie-primeneniya-promyshlennyh-]rekuperatorov-v-tsiklah-pechnogo-nagreva/ .

67. ETSU (Ұлыбритания) 1996 ж.

68. Интернет көзі: https://news.rambler.ru/ecology/47781341 -na-sredneuralskom-medeplavilnom-zavode-otkryli-unikalnuyu-paroturbinnuyu-ustanovku/ .

69. COM 2008.

70. Интернет көзі: https://expert.ru/ural/2012/10/mednaya-osnova/ .

71. Ванюков А.В. Мыс және никель шикізатын кешенді өңдеу. Университеттерге арналған оқулық / А.В.Ванюков, Н.И.Уткин. Челябинск: Металлургия, 1988. - 432 б.

72. Надиров Е.Г., Айдымбаева Ж.А. Электролиз кезіндегі мыс шөгіндісінің сапасына органикалық қоспалардың әсері // Universum: Техникалық ғылымдар: электрон. ғылыми журнал 2014. № 7 (8) .

73. Интернет көзі: https://mmsk.ugmk.com/ru/press/news/glavnyy-tsekh-kombinata-kurs-na-ekonomiyu-energoresursov/ .

74. Интернет көзі: https://rekvizitai.vz.lt/ru/company/lifosa/ .

75. IEA HPP-IETS Annex 35/13 "Application of industrial Heat Pumps", a joint venture of the International Energy Agency (IEA) Implementing Agreements "Industrial Energy-Related Technologies and Systems" (IETS) and "Heat Pump Programme" (HPP).

76. Lurgi, A.G. et al., Cleaning of Process and Waste Gases, Lurgi AG, 1991

77. Robson, T.G. et al., A Review of the Industrial Uses of Continuous Monitoring Systems: Metals Industry Processes, UK Environment Agency, 1998

78. Industrial NGOs 2012] [385, Germany, 2012

79. Haavanlammi 2007

80. https://www.ntcbakor.ru/catalog/promyshlennoe-oborudovanie-i-komplektuyushchie/ filtry_dlya_ochistki_ vysokotemperaturnyh _gazov_fki/

81. Кольцов В.Б. Қоршаған ортаны қорғауға арналған процестер мен құрылғылар, 2018 ж.

82. Д.О.Скобелев, М.В.Степанова Энергия менеджменті: Өнеркәсіптік кәсіпорындарға арналған энергияны басқару бойынша 2020 нұсқаулықты оқу. Мәскеу: Колорит баспасы, 2020. 92 б.

83. Щелоков Я.М. Шаруашылық қызметтің энергетикалық талдауы. Екатеринбург: УрФУ. 2010. 390 б.

84. Беняш Е.Я., Толстунова И.И., Иваницкий О.А., Рыбакова В.А., Резниченко В.В. Полиметалл шикізатын өңдеудің аз қалдықты технологиялары // Сб. ғылыми tr. ВНИИТцветмет. – Өскемен, 1989. – С. 16 – 21.

85. https://www.ugmk.com/press/news/na-baze-sumza-postroyat-zavod-po-proizvodstvu-sulfata-ammoniya/

86. https://www.urm-company.ru/about-us/blog/155 -ekologiya-metallurgii/

87. https://www.umicore.com/en/sustainability/environment/#sustainable_sourcing

88. Raport Zintegrowany KGHM Polska Miedź S.A. i Grupy Kapitałowej KGHM Polska Miedź S.A. za 2021 rok

89. https :// www . metalinfo . ru / ru / жаңалықтар /136659

90. https :// ugmk . com / пресс / жаңалықтар / на - сумзе - установили - надувной - ангар - для - хранения - медного - концентратта /

91. https :// www . сомз . umn . ru / ru / баспасөз / жаңалықтар / тонкой - очистки /

92. "Қазмырыш" ЖШС Өскемен металлургиялық кешенінің технологиялық процестерінің қолжетімді үздік технологиялар (ЕҚТ) қағидаттарына сәйкестігіне сараптамалық бағалау туралы ЕСЕП. 5 -тарау. Қорғасын өндіру. – 2021. – 86 с

93. https :// www . metalinfo . ru / ru / жаңалықтар /130405

94. https://www.aurubis.com/

95. https://www.ugmk.com/press/corporate_press/ummc/

96. Мыс өндірісіндегі, металлургиядағы және материалтанудағы ағымдағы үрдістер мен тәжірибелер, 2021 ж

97. Түсті металдар . 2012 ж . № 10 . Ылғалды катализ әдісімен "Қарабашмед" ЖАҚ күкірт қышқылын өндіру. Алтушкин И.А., Корол Ю.А., Заварин А.С.

98. https://news.rambler.ru/other/39025836 -vybrosy-karabashmedi-umenshilis-v- 20 -raz/

99. https://www.metalinfo.ru/ru/news/50964

100. Binegar & Tittes, 1993; Pasca et al., 2005

101. Extractive Metallurgy of Copper, 6 edition, 2021

102. Manuel Boscato (R&S IKOI Srl), Giovanni Faoro (CEO IKOI Srl) IKOI S.r.l. unipersonale, Cassola (VI), ITALY.

Ең үздік қолжетімді техникалар
бойынша "Мыс және бағалы
металл – алтын өндірісі"
анықтамалығына қосымша

Экономикалық тиімділікті есептеу мысалдары

Көрсетілген тәсілдер келесі әдістерді қолдану арқылы қорғасын зауытының сарқынды суларын кейінгі тазарту үдерісінің экономикалық тиімділігін есептеу мысалында қолданылды:

қысымсыз бір қабатты жылдам сүзгілерде белсендірілген алюмосиликатты адсорбентті қолдану арқылы адсорбциялау;

сорбциялық сүзгілер блогында белсендірілген алюмосиликатты адсорбентті қолдану арқылы адсорбциялау;

кері осмос.

Кіретін су көлемі балық ағызғанда сағатына 320 текше метрді (жылына 2803 текше метр) құрады. Қысымсыз бір қабатты жылдам сүзгілерде белсендірілген алюмосиликатты адсорбентпен тазартуға дейін және одан кейін түсетін судағы ластағыш заттардың құрамының параметрлері кестеде келтірілген:

1-кесте. Белсендірілген алюмосиликатты адсорбентпен өңдеуге дейін және одан кейін түсетін судағы ластағыш заттардың құрамының параметрлері.

р/с №	Ластағыш зат	Ластағыш заттардың мөлшері, мг/дм³
р/с №	Ластағыш зат	тазалау алдында	тазалаудан кейін
1	Ұшпа заттар	12.0	7.5
2	Қорғасын (Pb)	0,025	0,020
3	Мырыш (Zn)	0,11	0,01
4	Кадмий (Cd)	0,006	0,001
5	Жалпы темір (Fe).	0,10	0,07
6	Күшән (As)	0,030	0,02
7	Мыс (Cu)	0,006	0,006
8	Кальций (Са)	115,0	100,0
9	Мұнай өнімдері	0,05	0,05
10	Хлоридтер (Cl)	200,0	150,0
11	Сульфаттар (SO4)	295,0	230,0
12	Сынап (Hg)	0,0002	0,0002
13	Селен (Se)	0,0026	0,0026
14	Марганец (Mn)	0,02	0,01
15	Теллур (Te)	0,002	0,002

Бірінші нұсқа үшін бастапқы деректер қысымсыз бір қабатты жылдам сүзгілерде белсендірілген алюмосиликатты адсорбентті қолдану арқылы қорғасын зауытында адсорбциялау арқылы жүзеге асырылған өндірістік сарқынды суларды кейінгі тазарту әдісі туралы ақпарат болды.

Күрделі салымдарды есептеу үшін сағатына 320 текше метрден кейінгі тазартуға түсетін сарқынды сулар үшін келесі технологиялық қондырғылар/жабдықтар мен шығын материалдары пайдаланылады деп болжанады:

2,5 м адсорбент қабаты бар көлемі 5,6х5,6х6 м, бір резервуарға 2 млн. теңгеден жалпы құны 10 млн. теңге болатын 5 бетон цистерна;

резервуарлардың жалпы ұзындығы 70 желілік метр 2 мм болат құбырлары 50Ø, жалпы құны 164 150 теңге 2 345 теңге / желілік метр есебімен құбырлар;

әрқайсысына 164 500 теңгеден жалпы құны 1 645 мың теңге, өнімділігі сағатына 66 текше метр 10 ортадан тепкіш сорғы;

барлық сүзгілерге бір реттік толтыру үшін 392 текше метр мөлшерінде адсорбент, жалпы құны 664 000 теңге/текше метр баға бойынша 260 288 000 теңге.

Есептеулер қорытындысы бойынша күрделі салымдардың жалпы сомасы 272 097 150 теңге сомасында анықталды.

Эксплуатациялық шығындарда пайдалану кезінде қажалу кезінде көлемді толтыру үшін адсорбент қорлары жылына 39,2 текше метр мөлшерінде, жалпы құны 664 000 теңге/текше метр бағамен 26 028 800 теңгені құрайды. Сонымен қатар активаторлармен жуу арқылы оның адсорбциялық қасиетін жақсарту үшін сорбентті кезеңді түрде белсендіру қажет: 4 - 5 % NaOH сілті ерітіндісі 64 тонна көлемінде, жалпы құны 191 250 теңге/тонна есебімен 12 240 000; 4 - 5 % магний сульфаты MgSO4 ерітіндісі 64 тонна көлемінде, жалпы құны 21 216 000 теңге, 331 500 теңге/т.

Операциялық шығындар сомасы 59 484 800 теңге сомасында айқындалды.

Қысымсыз бір қабатты жылдам сүзгілерде активтендірілген алюмосиликатты адсорбентті қолдану арқылы адсорбция әдісімен өндірістік сарқынды суларды кейінгі тазартуға кәсіпорынның жалпы шығындары 331 581 950 теңгені құрады (есептер 2 кестеде келтірілген).

Әртүрлі ақша бірліктерінің салыстырмалылығы үшін барлық шығындар Қазақстан Ұлттық Банкінің есептеу күніндегі бағамы бойынша сатып алу валютасында келтірілген.

Есептеулер көрсеткендей, белсендірілген алюмосиликатты сорбентті қысымсыз сүзгілерде қолдану ластағыш заттардың құрамын бастапқы судағы мөлшерімен салыстырғанда (3 -кестенің 4 -бағаны) 3 -кестенің 9 -бағанында көрсетілген мәндерге азайтады. Бұл ретте тиісті ластағыш заттың құрамын 1 млг/дм3 төмендетуге кәсіпорынның ақшалай шығындары 3 -кестенің 10 -бағанында (1 млг/дм3 теңгемен) көрсетілген мәндер болады.

Бұл ретте ЕҚТ экономикалық тиімділігін бағалаудың негізгі көрсеткіші есептелді – маркерлерді қоса алғанда, ластағыш заттардың әрбір түрі бойынша төмендетілген мөлшердің 1 кг-ға кәсіпорынның құны (3-кестенің 13-бағаны).

Дәл осылай суды тазартудың басқа әдістерінің экономикалық тиімділігі бағаланды: сорбциялық сүзгілерде белсендірілген алюмосиликатты адсорбентті қолданатын адсорбция әдісі және кері осмос әдісі (4-кесте).

2-кесте. Қысымсыз бір қабатты жылдам сүзгілерде белсендірілген алюмосиликатты адсорбентті қолдану арқылы адсорбциялау арқылы қорғасын зауытының өндірістік сарқынды суларын кейінгі тазартуға күрделі және пайдалану шығындарының есебі.

р/с №	Шығындардың атауы	Бірлік.	Саны	Бірлік құны (сатып алу валютасында)	Жалпы құны (есептеу күніндегі Қазақстан Республикасы Ұлттық Банкінің бағамы бойынша) https://nationalbank.kz/ru/exchangerates/ezhednevnye-oficialnye-rynochnye-kursy-valyut )
					1 ₸	7,04 ₸	432,78 ₸	462,51 ₸
					теңге	рубль	доллар	еуро
I.	Күрделі шығындар
1	Қысымсыз бір қабатты сүзгі
1.1	резервуар 5,6х5,6х6 м	дана	5	2 000 000 ₸	10 000 000	1 420 455	23 106	21 621
1.2	құбырлар	пог м	70	2 345 ₸	164 150	23 317	379	355
1.3	орталықтан тепкіш сорғы	дана	10	164 500 ₸	1 645 000	233 665	3 801	3 557
2.	адсорбент	текше метр	392	664 000 ₸	260 288 000	36 972 727	601 433	562 773
	Күрделі шығындар, барлығы				272 097 150	38 650 163	628 719	588 305
II.	Операциялық шығындар
1.	Адсорбент (тозуды жоғалту)	текше метр	39,2	664 000 ₸	26 028 800	3 697 273	60 143	56 277
2.	Активаторлар	т
2.1	4 - 5 % NaOH сілті ерітіндісі (айына бір рет ауыстыру)		64	191 250 ₸	12 240 000	1 738 636	28 282	26 464
2.2	4 - 5 % магний сульфаты MgSO₄(4 айда бір рет ауыстыру)		64	331 500 ₸	21 216 000	3 013 636	49 023	45 871
	Операциялық шығындар, барлығы				59 484 800	8 449 545	137 448	128 613
III.	Жалпы шығындар (CAPEX + OPEX)				331 581 950	47 099 709	766 167	716 918

3-кесте. Қысымсыз бір қабатты жылдам сүзгілерде белсендірілген алюмосиликатты адсорбентті қолдану арқылы адсорбциялау арқылы өндірістік сарқынды суларды кейінгі тазарту құнының экономикалық тиімділігін бағалау.

р/с №

Ластағыш заттың атауы

Резервуарға ағызылатын маркерлік заттар үшін қажетті технологиялық көрсеткіш

Кіріс судағы ластағыш заттардың мөлшері UK MK

Ластағыш заттардың нормативті ағызуы UK MK

Шығарудың жалпы массасына үлес

Ағызудағы ластағыш заттардың құрамын азайту (кіру мен шығыс арасындағы айырмашылық)

Ластағыш заттарды азайтудың бір жылдық құны

Төмендетілген ластағыш заттардың 1 килограммына жылдық экономикалық тиімділік
(есептеу күніндегі Қазақстан Республикасы Ұлттық Банкінің бағамы бойынша
https://nationalbank.kz/ru/exchangerates/ezhednevnye-oficialnye-rynochnye-kursy-valyut )

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
										1	7,41 ₸	415,12 ₸	443,06 ₸
		мг/дм³	мг/дм³	мг/дм³	г/сағ	т/жыл	%	мг/дм³	теңге /мг/дм³	₸	₽	$	€
1	Қалқыма заттар	25,00	12	7,5	5 250,00	21,000	2	4,50	0,026	15 789,62	2 242,84	36,48	34,14
2	Қорғасын ( Pb)	0,50	0,025	0,02	14,00	0,056	0,0041	0,00500	23,657	5 921 106,25	841 066,23	13 681,56	12 802,12
3	Мырыш (Zn)	1,00	0,11	0,01	7,00	0,028	0,0021	0,10000	1,183	11 842 212,50	1 682 132,46	27 363,12	25 604,23
4	Кадмий (Cd)	0,10	0,006	0,001	0,70	0,003	0,0002	0,00500	23,657	118 422 125,00	16 821 324,57	273 631,23	256 042,30
5	Күшән (As)	0,10	0,03	0,02	14,00	0,056	0,0041	0,01000	11,829	5 921 106,25	841 066,23	13 681,56	12 802,12
6	Мыс (Cu)	0,20	0,006	0,006	4,20	0,017	0,0012	-	-	19 737 020,83	2 803 554,10	45 605,21	42 673,72
7	Сынап (Hg)	0,05	0,0002	0,0002	0,14	0,001	0,00004	-	-	592 110 625,00	84 106 622,87	1 368 156,16	1 280 211,51
8	Жалпы темір (Fe) .		0,1	0,07	49,00	0,196	0,0144	0,03000	3,943	1 691 744,64	240 304,64	3 909,02	3 657,75
9	Кальций (Са)		115	100	70 000,00	280,000	21	15,00000	0,008	1 184,22	168,21	2,74	2,56
10	Мұнай өнімдері		0,05	0,05	35,00	0,140	0,0103	-	-	2 368 442,50	336 426,49	5 472,62	5 120,85
11	Хлоридтер (Cl)		200	150	105 000,00	420,000	31	50,00000	0,0024	789,48	112,14	1,82	1,71
12	Сульфаттар (SO₄)		295	230	161 000,00	644,000	47	65,00000	0,0018	514,88	73,14	1,19	1,11
13	Селен (Se)		0,0026	0,0026	1,82	0,007	0,0005	-	-	45 546 971,15	6 469 740,22	105 242,78	98 477,81
14	Марганец (Mn)		0,02	0,01	7,00	0,028	0,0021	0,01000	11,829	11 842 212,50	1 682 132,46	27 363,12	25 604,23
15	Теллур (Te)		0,002	0,002	1,40	0,006	0,0004	-	-	59 211 062,50	8 410 662,29	136 815,62	128 021,15
	Барлық заттар үшін жалпы		622,35	487,69	341 384,26	1365,537	100	134,66	76,14	874 632 907,33	124 237 628,88	2 020 964,25	1 891 057,29

4-кесте. Өнеркәсіптік сарқынды суларды әр түрлі әдістермен кейінгі тазарту шығындарының экономикалық тиімділігін бағалау (қысымсыз бір қабатты жылдам сүзгілерде және сорбциялық сүзгілерде белсендірілген алюмосиликатты адсорбентпен адсорбциялау; кері осмос).

р/с №	Көрсеткіш	Өлшем бірлігі	Толық тазартудан кейінгі әдістер
			Әртүрлі сүзгілерде белсендірілген алюмосиликатты адсорбентті қолдану		Кері осмос
			қысымсыз бір қабатты сүзгі	Сорбциялық сүзгі	Кері осмос
1	Күрделі шығындар	$	628 719	595 926	1 239 135
2	Операциялық шығындар	-"-	137 448	128 613	0
3	Барлығы шығындар	-"-	766 167	724 539	1 239 135
4
5	Жылына төмендетілген ластағыш заттың 1 килограмына шығынның тиімділігі	$/кг
6	Қалқыма заттар	-"-	36.48	34.50	59.01
7	Қорғасын	-"-	13 681,56	12 938,20	22,127,42
8	Мырыш	-"-	27 363,12	25 876,41	44 254,83
9	Кадмий	-"-	273 631,23	258 764.09	442 548,34
10	Күшән	-"-	13 681,56	12 938,20	22,127,42
11	Мыс	-"-	45 605,21	43,127,35	73 758,06
12	Меркурий	-"-	1 368 156,16	1 293 820,45	2 212 741,71
13	Жалпы темір	-"-	3,909,02	3 696,63	6322.12
14	Кальций	-"-	2.74	2.59	4.43
15	Мұнай өнімдері	-"-	5472,62	5,175,28	8 850,97
16	хлоридтер	-"-	1.82	1.73	2.95
17	сульфаттар	-"-	1.19	1.13	1.92
18	Селен	-"-	105 242,78	99 524,65	170 210,90
19	Марганец	-"-	27 363,12	25 876,41	44 254,83
20	Теллур	-"-	136 815,62	129 382.04	221 274.17
	Барлық заттар үшін БАРЛЫҒЫ	-"-	2 020 964,25	1 911 159,66	3 268 539,08

Өңдеуден кейінгі әр түрлі әдістер үшін ұқсас экономикалық тиімділік көрсеткіштерін ала отырып, қоршаған ортаны қорғау шараларына кәсіпорынның жылдық шығындары тұрғысынан қайсысы тиімдірек екенін салыстыруға болады.

В соответствии с пунктом 6 статьи 113 Экологического кодекса Республики Казахстан Правительство Республики Казахстан ПОСТАНОВЛЯЕТ:

Утвердить прилагаемый справочник по наилучшим доступным техникам "Производство меди и драгоценного металла – золота".

2. Настоящее постановление вводится в действие со дня его подписания.

Премьер-Министр
Республики Казахстан

А. Смаилов

Утвержден
постановлением Правительства
Республики Казахстан
от 11 ноября 2023 года № 999

Справочник
по наилучшим доступным техникам
"Производство меди и драгоценного металла – золота"

Список схем/рисунков

Рисунок 1.1.	Укрупненная потоковая схема потребления энергоресурсов
Рисунок 1.2.	Структура нормативных валовых эмиссий медного завода в атмосферу
Рисунок 1.3.	Структура нормативных валовых эмиссий завода по производству драгоценных металлов в атмосферу
Рисунок 1.4.	Классификация сбросов сточных вод
Рисунок 3.1.	Обобщенная технологическая схема гидрометаллургического процесса
Рисунок 3.2.	Общая технологическая схема производства вторичной меди
Рисунок 3.3.	Принципиальная схема аффинажа золота
Рисунок 3.4.	Технологическая схема процесса по методу Миллера
Рисунок 3.5.	Основные этапы переработки серебросодержащего сырья
Рисунок 4.1.	Сточные воды и методы обращения с ними
Рисунок 5.1.	Рекуперативная горелка ECOMAX®
Рисунок 5.2.	Паротурбинная установка ПАО "Среднеуральский медеплавильный завод"
Рисунок 5.3.	Схема устройства электрофильтра (показаны только две зоны)
Рисунок 5.4.	Схема устройства мокрого электрофильтра
Рисунок 5.5.	Схема устройства циклона
Рисунок 5.6.	Рукавный фильтр с обратной продувкой (с одним отделением цикла очистки)
Рисунок 5.7.	Система очистки обратной продувки пульсирующей струей
Рисунок 5.8.	Система очистки воздухом низкого давления
Рисунок 5.9.	Радиальный мокрый скруббер
Рисунок 5.10.	Грануляция расплавленного металла (шлака)
Рисунок 5.11.	Замкнутый цикл водооборота
Рисунок 5.12.	Пример рециркуляции охлаждающей воды
Рисунок 5.13.	Схема процесса очистки слабокислых стоков
Рисунок 5.14.	Схема печи для обжига в КС и системы очистки газа
Рисунок 5.15.	Система улавливания "дом-в-доме"
Рисунок 5.16.	Типичная схема газоочистки для сернокислотной установки
Рисунок 5.17.	Типичная сернокислотная установка двойной абсорбции
Рисунок 5.18.	Принципиальная схема установки получения/регенерации серной кислоты методом мокрого катализа
Рисунок 5.19.	Переработка медного шлака в электродуговой печи
Рисунок 7.1.	Принципиальная технологическая схема переработки сплава Доре с применением вакуумной дистилляции

Список таблиц

Таблица 1.1.	Горно-обогатительные мощности
Таблица 1.2.	Энергозатраты металлургической переработки (ГДж/т) на получение катодной меди
Таблица 1.3.	Удельное потребление электроэнергии предприятиями Казахстана
Таблица 1.4.	Удельный расход электроэнергии при производстве драгоценных металлов
Таблица 1.5.	Оценка соответствия эмиссий предприятий по производству меди технологическим показателям, связанным с НДТ производства меди
Таблица 4.1.	Характеристики непрерывных и периодических измерений
Таблица 4.2.	Перечень загрязняющих веществ
Таблица 4.3.	Рекомендации по проведению мониторинга
Таблица 5.1.	Основные направления повышения энергоэффективности
Таблица 5.2.	Обзор методов удаления пыли
Таблица 5.3.	Сравнение характеристик наиболее часто используемых параметров различных систем фильтрации
Таблица 5.4.	Потенциальные источники стоков, образующихся при гидрометаллургическом производстве цветных металлов
Таблица 5.5.	Обзор источников сточных вод и методов минимизации и очистки стоков при производстве меди
Таблица 5.6.	Примеры оборотного водоснабжения и повторного использования сточных вод при производстве меди
Таблица 5.7.	Результативность переработки слабокислых стоков
Таблица 5.8.	Соответствующие параметры для централизованной системы сбора и удаления газа в Aurubis Hamburg
Таблица 5.9.	Соответствующие параметры для централизованной системы сбора и удаления газа в Aurubis Pirdop
Таблица 5.10.	Остаточные продукты и отходы, образующиеся при производстве меди, и возможные варианты обращения с ними
Таблица 6.1.	Периоды усреднения уровней выбросов/сбросов, связанные с НДТ
Таблица 6.2.	Контролируемые показатели
Таблица 6.3.	Технологические показатели выбросов в атмосферу ртути (кроме тех, которые направляются на завод по производству серной кислоты) в результате пирометаллургического процесса с использованием сырья, содержащего ртуть
Таблица 6.4.	Перечень контролируемых показателей в сточных водах
Таблица 6.5.	Технологические показатели сбросов в водный объект, связанные с НДТ при производстве меди и драгоценных металлов
Таблица 6.6.	Технологические показатели выбросов пыли при приемке, хранении, обработке, транспортировке, учете, смешивании, измельчении, сушке, резке и сортировке сырья
Таблица 6.7.	Технологические показатели выбросов пыли при сушке концентрата
Таблица 6.8.	Технологические показатели выбросов пыли при выплавке меди в печах и конвертерах
Таблица 6.9.	Технологические показатели выбросов пыли
Таблица 6.10.	Технологические показатели выбросов пыли от печи для выдержки вторичной меди
Таблица 6.11.	Технологические показатели выбросов пыли при переработке шлаков
Таблица 6.12.	Технологические показатели пыли в выбросах при первичном и вторичном производстве медных анодов
Таблица 6.13.	Технологические показатели выбросов пыли при анодной отливке
Таблица 6.14.	Технологические показатели выбросов пыли от медеплавильной печи
Таблица 6.15.	Технологические показатели выбросов летучих органических соединений при пиролитической обработке медной стружки, а также при сушке, обезжиривании, плавке вторичного сырья
Таблица 6.16.	Технологические показатели выбросов ПХДД/Ф в результате пиролитической обработки медной стружки, плавки, огневого рафинирования и конвертирования при производстве вторичной меди
Таблица 6.17.	Технологические показатели выбросов SO₂ при рекуперации серы, содержащейся в отходящих газах плавильных печей, путем производства серной кислоты и других продуктов
Таблица 6.18.	Технологические показатели выбросов SO₂ при первичном производстве меди
Таблица 6.19.	Технологические показатели выбросов SO₂ при вторичном производстве меди
Таблица 6.20.	Технологические показатели выбросов серной кислоты от процесса электролитического рафинирования, промывочной камеры машин для обдирки катодов и машины для промывки отработанных анодов
Таблица 6.21.	Уровни выбросов SO₃/H₂SO₄, связанные с НДТ
Таблица 6.22.	Технологические показатели выбросов пыли от всех операций, связанных с образованием пыли, таких как дробление, просеивание, смешивание, плавка, сжигание, обжиг, сушка и переработка
Таблица 6.23.	Технологические показатели выбросов NO_Х при гидрометаллургических процессах, включая растворение/выщелачивание азотной кислотой
Таблица 6.24.	Технологические показатели выбросов SO₂ от плавильно-металлургической установки по производству сплава Доре
Таблица 6.25.	Технологические показатели выбросов SO₂ от гидрометаллургического производства, включая сопутствующие операции сжигания, кальцинирования и сушки
Таблица 6.26.	Технологические показатели выбросов HCl и Cl₂ от гидрометаллургического производства, включая сопутствующие операции сжигания, кальцинирования и сушки
Таблица 6.27.	Технологические показатели выбросов NH₃ при гидрометаллургическом производстве с использованием аммиака или хлорида аммония
Таблица 6.28.	Технологические показатели выбросов ПХДД/Ф при сушке, сжигании и прокаливании

Глоссарий

Настоящий глоссарий предназначен для облегчения понимания информации, содержащейся в настоящем справочнике по наилучшим доступным техникам "Производство меди и драгоценного металла – золота" (далее – справочник по НДТ). Определения терминов в этом глоссарии не являются юридическими определениями (даже если некоторые из них могут совпадать с определениями, приведенными в нормативных правовых актах Республики Казахстан).

Глоссарий разделен на следующие разделы:

термины и их определения;

химические формулы и элементы;

аббревиатуры и их расшифровка;

единицы измерения.

Термины и их определения

В настоящем справочнике по НДТ используются следующие термины:

извлечение	–	оценка полноты использования исходного сырья в разделительных технологических процессах. Извлечение определяется как отношение количества извлекаемого вещества, перешедшего в данный продукт, к его количеству в исходном материале (в процентах или долях единиц). В металлургии чаше всего извлечение определяют для процессов обогащения и получаемых продуктов: концентратов, штейнов и др. При этом различают товарное извлечение, определяемое через отношение масс извлекаемого компонента в товарном продукте и сырье, и технологическое извлечение, определяемое по концентрациям компонента в исходных и всех конечных продуктах технологического процесса;
оценка	–	проверка уровня адекватности набора наблюдений и соизмеримого набора критериев, достаточных для поставленных целей при принятии решения. Кроме того, сочетание анализа с действиями, связанными с политикой, такими как выявление проблем и сравнение рисков и выгод (например, оценка рисков и оценка воздействия);
первичное производство	–	производство металлов с использованием руд и концентратов;
первичные выбросы	–	выбросы, поступающие непосредственно в атмосферу от печей и не распространяющиеся на участки, окружающие печи;
нейтрализация	–	реакция взаимодействия кислоты и основания с образованием соли и слабо диссоциирующего вещества;
вторичные выбросы	–	выбросы, выходящие из футеровки печи или во время операций, таких как загрузка или слив, и которые улавливаются вытяжкой;
наилучшие доступные техники	–	наиболее эффективная и передовая стадия развития видов деятельности и методов их осуществления, которая свидетельствует об их практической пригодности для того, чтобы служить основой установления технологических нормативов и иных экологических условий, направленных на предотвращение или, если это практически неосуществимо, минимизацию негативного антропогенного воздействия на окружающую среду;
технологические показатели, связанные с применением наилучших доступных техник	–	уровни эмиссий, связанные с применением наилучших доступных техник, выраженные в виде предельного количества (массы) маркерных загрязняющих веществ на единицу объема эмиссий (мг/Нм3, мг/дм3) и (или) количества потребления электрической и (или) тепловой энергии, иных ресурсов в расчете на единицу времени или единицу производимой продукции (товара), выполняемой работы, оказываемой услуги, которые могут быть достигнуты при нормальных условиях эксплуатации объекта с применением одной или нескольких наилучших доступных техник, описанных в заключении по наилучшим доступным техникам, с учетом усреднения за определенный период времени и при определенных условиях;
годовые капитальные затраты	–	равный или равномерный платеж, производимый каждый год в течение срока полезного использования предлагаемой техники. Сумма всех платежей имеет ту же "приведенную стоимость", что и первоначальные инвестиционные расходы. Годовая капитальная стоимость актива отражает альтернативную стоимость владения активом для инвестора;
восстановление тепла	–	использование технологического тепла для предварительного нагрева сырья, топлива или воздуха для горения;
катод	–	отрицательный электрод;
комплексный подход	–	подход, учитывающий более, чем одну природную среду. Преимущество данного подхода состоит в комплексной оценке воздействия предприятия на окружающую среду в целом. Это уменьшает возможность простого переноса воздействия с одной среды на другую без учета последствий для такой среды. Комплексный (межкомпонентный) подход требует серьезного взаимодействия и координации деятельности различных органов (ответственных за состояние воздуха, воды, утилизацию отходов и т.д.);
концентрат	–	товарный продукт после обогащения на обогатительной фабрике с повышенным содержанием ценного полезного ископаемого;
кросс-медиа эффекты	–	возможный сдвиг экологической нагрузки от одного компонента окружающей среды к другому. Любые побочные эффекты и отрицательные последствия, вызванные внедрением технологии;
плавиковая кислота	–	раствор фтористого водорода (HF) в воде;
шлак	–	продукт высокотемпературного взаимодействия компонентов шихты, состоящий в основном из сплава оксидов;
действующая установка	–	стационарный источник эмиссий, расположенный на действующем объекте (предприятие) и введенный в эксплуатацию до введения в действие настоящего справочника по НДТ. К действующим установкам не относятся реконструируемые и (или) модернизированные установки после введения в действие настоящего справочника по НДТ;
автоматизированная система мониторинга эмиссий в окружающую среду	–	автоматизированная система производственного экологического мониторинга, отслеживающая показатели эмиссий в окружающую среду на основных стационарных источниках эмиссий, которая обеспечивает передачу данных в информационную систему мониторинга эмиссий в окружающую среду в режиме реального времени, в соответствии с правилами ведения автоматизированной системы мониторинга эмиссий в окружающую среду при проведении производственного экологического контроля, утвержденными уполномоченным органом в области охраны окружающей среды;
двойное контактирование (двойная абсорбция)	–	двухстадийный способ окисления диоксида серы и абсорбции сернистого газа, при котором диоксид серы после 3 слоя катализатора отводится в промежуточный абсорбер для поглощения оксида серы (VI) и затем возвращается на 4 слой катализатора для доокисления и последующей абсорбции в моногидратном абсорбере;
загрязняющее вещество	–	любые вещества в твердом, жидком, газообразном или парообразном состоянии, которые при их поступлении в окружающую среду в силу своих качественных или количественных характеристик нарушают естественное равновесие природной среды, ухудшают качество компонентов природной среды, способны причинить экологический ущерб либо вред жизни и (или) здоровью человека;
выброс загрязняющих веществ	–	поступление загрязняющих веществ в атмосферный воздух от источников выброса;
маркерные загрязняющие вещества	–	наиболее значимые для эмиссий конкретного вида производства или технологического процесса загрязняющие вещества, которые выбираются из группы характерных для такого производства или технологического процесса загрязняющих веществ, и с помощью которых возможно оценить значения эмиссий всех загрязняющих веществ, входящих в группу;
мониторинг	–	систематическое наблюдение за изменениями определенных химических или физических характеристик выбросов, сбросов, потребления, эквивалентных параметров или технических мер и т.д.;
измерительная система	–	полный набор измерительных приборов и другого оборудования, включая все рабочие процедуры, используемые для проведения указанных измерений;
регенеративные горелки	–	они предназначены для извлечения тепла из горячих газов с использованием двух или более огнеупорных масс, которые альтернативно нагреваются, а затем используются для предварительного нагрева воздуха для горения, см. также рекуперативная печь;
рекуперативные горелки	–	они предназначены для циркуляции горячих газов в системе горелки для восстановления тепла. См. также: регенеративные горелки;
качество	–	безразмерная доля любого компонента в руде, выраженная часто в процентах, граммах на тонну (г/т) или частях на миллион (м.д.);
дожигание	–	воспламенение и сжигание выхлопных газов за счет подачи воздуха или использования горелки (например, для уменьшения количества CO и (летучих) органических соединений);
выщелачивание	–	прохождение растворителя через пористый или измельченный материал для извлечения компонентов из жидкой фазы. Например, золото может быть извлечено путем кучного выщелачивания пористой руды или отходов обогащения. Другими методами являются выщелачивание резервуаров руды, концентратов или отходов обогащения и выщелачивание на месте.
техники	–	под техниками понимаются как используемые технологии, так и способы, методы, процессы, практики, подходы и решения, применяемые к проектированию, строительству, обслуживанию, эксплуатации, управлению и выводу из эксплуатации объекта;
окислитель	–	материал, который может реагировать с высокой степенью экзотермичности при контакте с другими материалами, в частности, воспламеняющимися веществами;
гранулирование	–	процесс искусственного превращения порошкообразного или твердого материала в гранулят, в однородные по размеру и единообразной формы зерна – гранулы;
организованные выбросы	–	выброс от стационарного источника считается организованным, если он осуществляется через специальное сооружение, систему или устройство (дымовые и вентиляционные трубы, газоходы, воздуховоды, вентиляционные шахты, и иные), обеспечивающие направленность потока отходящих пыле- и газовоздушных смесей c помощью систем принудительной вентиляции;
неорганизованные выбросы	–	высвобождение загрязняющих веществ в атмосферный воздух в виде ненаправленных диффузных потоков;
летучие органические соединения	–	любое органическое соединение, имеющее при 293,15 К давление паров 0,01 кПа или более или соответствующую летучесть при определенных условиях использования;
фтористый водород	–	бесцветный газ или жидкость, являются основным промышленным источником фтора;
пыль	–	твердые частицы размером от субмикроскопического до макроскопического, любой формы, структуры или плотности, рассеянные в газовой фазе;
выпуск (при плавке металла)	–	действие открытия выпускного отверстия печи для удаления расплавленного металла или шлака;
выхлопные газы	–	конечный газовый выброс, содержащий летучие органические соединения или другие загрязняющие вещества из выхлопной трубы или оборудования для борьбы с загрязнением воздуха;
электрорафинирование	–	стадия электролитического рафинирования, при которой металлический анод растворяется, а металл осаждается на катоде. В ячейке откладываются примеси, называемые анодным шламом.
электролиз	–	физико-химический процесс, состоящий в выделении на электродах составных частей растворЕнных веществ или других веществ, являющихся результатом вторичных реакций на электродах, который возникает при прохождении электрического тока через раствор либо расплав электролита;
эмиссия	–	поступление загрязняющих веществ, высвобождаемых от антропогенных объектов, в атмосферный воздух, воды, на землю или под ее поверхность.

Химические формулы и элементы

Химическое соединение	Наименование
As₂O₃	триоксид мышьяка
CaSO₄	сульфат кальция (гипс)
H₂SO₄	серная кислота
H₂SiF₆	кремнефтористоводородная кислота
H₂O₂	пероксид водорода
HCl	соляная кислота
HF	фторид водорода
HNO₃	азотная кислота
HgCl₂	хлорид ртути (II), сулема
Hg₂Cl₂	хлорид ртути (I), каломель
HgS	сульфид ртути
HgI₂	йодид ртути
K₂O	оксид калия
КОН	гидроксид калия
MgO	оксид магния, магнезия
Mg(OH)₂	гидроксид магния
MgCO₃	карбонат магния
MgSO₄	сульфат магния
MnO	оксид марганца
NaOH	гидроксид натрия (каустическая сода)
NaHCO₃	гидрокарбонат натрия
Na₂CO₃	карбонат натрия
NO₂	диоксид азота
NO_X	собирательное название оксидов азота NO и NO₂
NH₄OH	гидрат аммиака
NH₄Cl	хлорид аммония
PbO	оксид свинца
SiO₂	кремнезем, оксид кремния
SO₂	диоксид серы
SO₃	триоксид серы
SO_X	оксиды серы - SO₂и SO₃
ZnO	оксид цинка
CaO	оксид кальция, известь
CaCO₃	карбонат кальция
CaSO₄·2H₂O	сульфат кальция, гипс
CaMg[CO₃]₂	доломит

Символ	Наименование	Символ	Наименование
Cu	медь	Pt	платина
Au	золото	Zn	цинк
Ag	серебро	Pb	cвинец
As	мышьяк	Ge	германий
Hg	ртуть	Ga	галлий
Se	селен	Te	теллур

Аббревиатуры и их расшифровка

Аббревиатура	Определение
АСМ	автоматизированная система мониторинга
АО	акционерное общество
БМЗ	Балхашский медеплавильный завод
ДМ	драгоценные металлы
ЕС	Европейский союз
ЖМЗ	Жезказганский медеплавильный завод
ЗВ	загрязняющее вещество
ИК	инфракрасное излучение
КТА	комплексный технологический аудит
КП	концентрат платиновый
КС	кипящий слой
ЛОС	летучие органические соединения, не относящиеся к метану
МПГ	металлы платиновой группы
МДГ	метод десульфуризации отходящих газов
МКР	мягкий контейнер разовый
НД	нет данных
НДТ	наилучшая доступная техника
НН	не нормируется (в зависимости от контекста)
ОС	окружающая среда
ПАВ	поверхностно-активные вещества
ПДВ	предельно-допустимый выброс
ПДК	предельно-допустимая концентрация
ПДС	предельно-допустимый сброс
ПХДД	полихлорированные дибензодиоксины
ПХДФ	полихлорированные дибензофураны
PM	particulate matter — твердые частицы
РК	Республика Казахстан
РПМ	редкий платиновый металл
РТО	регенеративный термический окислитель
PS	Peirce-Smith (конвертер)
СЭМ	система экологического менеджмента
СЭнМ	система энергетического менеджмента
СВСГ	сероводородсодержащий газ
ТОО	товарищество с ограниченной ответственностью
ТРГ	техническая рабочая группа
TBRC	Top-blown rotary converter (поворотный конвертер с верхним дутьем)
УКМК	Усть-Каменогорский металлургический комбинат
ЭНК	экологический норматив качества
ЭСО/П	электростатический осадитель/пылеуловитель
ЭФ	электрофильтр

Единицы измерения

Символ единицы измерения	Название единиц измерения	Наименование измерения (символ измерения)	Преобразование и комментарии
бар	бар	давление (Д)	1.013 бар = 100 кПа = 1 атм
°C	градус Цельсия	температура (T), разница температур (РT)
г	грамм	масса
ч	час	время
K	Келвин	температура (T), разница температур (AT)	0 °C = 273.15 K
кг	килограмм	масса
кДж	килоджоуль	энергия
кПа	килопаскаль	давление
кВт ч	киловатт-час	энергия	1 кВт ч = 3 600 кДж
л	литр	объем
м	метр	длина
м²	квадратный метр	площадь
м³	кубический метр	объем
мг	миллиграмм	масса	1 мг = 10 ^-3г
мм	миллиметр		1 мм = 10 ^-3м
МВт	мегаватт тепловой мощности	тепловая мощность, теплоэнергия
Нм³	нормальный кубический метр	объем	при 101.325 кПа, 273.15 K
Па	паскаль		1 Па = 1 Н/м²
част/млр.	частей на миллиард	состав смесей	1 част/млрд. = 10 – 9
част/млн.	частей на миллион	состав смесей	1 част/млн. = 10 – 6
об/мин	число оборотов в минуту	скорость вращения, частота
т	метрическая тонна	масса	1 т= 1 000 кг или 10⁶г
т/сут	тонн в сутки	массовый расход, расход материала
т/год	тонн в год	массовый расход, расход материала
об%	процентное соотношение по объему	состав смесей
кг-%	процентное соотношение по весу	состав смесей
Вт	ватт	мощность	1 Вт = 1 Дж/с
В	вольт	напряжение	1 В = 1 Вт/1 А (А - Ампер, сила тока

Предисловие

Краткое описание содержания справочника по наилучшим доступным техникам: взаимосвязь с международными аналогами

Справочник по НДТ разработан в целях реализации Экологического кодекса Республики Казахстан (далее – Экологический кодекс).

При разработке справочника по НДТ учтены наилучший мировой опыт, аналогичный и сопоставимый справочный документ Европейского союза по наилучшим доступным техникам "Справочный документ по НДТ для производства цветных металлов" (Best Available Techniques (BAT) Reference Document for the Non-Ferrous Metals Industries), официально применяемый в государствах, являющихся членами Организации экономического сотрудничества и развития, с учетом необходимости обоснованной адаптации к климатическим, экономическим, экологическим условиям и сырьевой базе Республики Казахстан, обуславливающим техническую и экономическую доступность наилучших доступных техник в области применения.

Область применения справочника по НДТ, технологические процессы, оборудование, технические способы, методы в качестве наилучшей доступной техники для конкретной области применения, отнесение техники к НДТ в соответствии с методологией определения НДТ, а также технологические показатели, связанные с применением одной или нескольких в совокупности наилучших доступных техник для технологического процесса, определены технической рабочей группой по разработке справочника по наилучшим доступным техникам "Производство меди и драгоценного металла – золота".

Текущее состояние эмиссий в атмосферу от промышленных предприятий цветной металлургии (производства цинка и кадмия, свинца, меди и золота) составляет порядка 176 000 т/год. На сегодняшний день степень внедрения НДТ на казахстанских предприятиях по производству меди оценивается на уровне 78 %, по золоту - 91,4 %.

При переходе на принципы НДТ прогнозное сокращение эмиссий в окружающую среду по отрасли составит 65 %, или снижение порядка 114 400 т/год.

Предполагаемый объЕм инвестиций 39,489 млрд тенге согласно отчету об экспертной оценке по цветной металлургии на соответствие принципам НДТ. Внедрение НДТ предусматривает индивидуальный подход к выбору НДТ с учетом экономики конкретного предприятия и готовности предприятия к переходу на принципы НДТ, выбора страны производителя НДТ, мощностных показателей, габаритов НДТ и степени локализации НДТ.

Модернизация производственных мощностей с применением современных и эффективных техник будет способствовать ресурсосбережению и оздоровлению окружающей среды до соответствующих уровней, отвечающих эмиссиям стран Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР).

Информация о сборе данных

Для разработки справочника информация об уровнях выбросов, сбросах, образовании отходов, технологических процессах, оборудовании, технических способах, методах, применяемых при производстве меди и драгоценных металлов в Республике Казахстан, была собрана в процессе проведения комплексного технологического аудита, правила проведения которого включаются в Правила разработки, применения, мониторинга и пересмотра справочников по наилучшим доступным техникам. Перечень объектов для комплексного технологического аудита утвержден технической рабочей группой по разработке справочника по наилучшим доступным техникам "Производство меди и драгоценного металла – золота".

Взаимосвязь с другими справочниками по НДТ

Справочник по НДТ является одним из серии разрабатываемых в соответствии с требованием Экологического кодекса справочников по НДТ.

Справочник по НДТ "Производство меди и драгоценного металла – золота" имеет связь с:

Наименование справочника по НДТ	Связанные процессы
Энергетическая эффективность при осуществлении хозяйственной и (или) иной деятельности	Энергетическая эффективность
Мониторинг эмиссий загрязняющих веществ в атмосферный воздух и водные объекты	Мониторинг эмиссий
Утилизация и обезвреживание отходов	Обращение с отходами
Производство свинца	Производство серной кислоты, отходы производства свинца
Производство цинка и кадмия	Производство серной кислоты, отходы производства цинка

Область применения

В соответствии с приложением 3 Экологического кодекса настоящий справочник по НДТ распространяется на производство цветных металлов, а также в соответствии с п.п.2 п.12 Правил разработки, применения, мониторинга и пересмотра справочников по наилучшим доступным техникам, утвержденных постановлением Правительства Республики Казахстан от 28 октября 2021 года № 775 (далее - Правила), на следующий перечень основных и дополнительных видов деятельности и технологических процессов:

производство меди из руд, концентратов или вторичных сырьевых материалов посредством пирометаллургических, гидрометаллургических и электролитических процессов;

выплавку медных заготовок, включая производство сплавов, в том числе из вторичных продуктов, на плавильных производствах;

производство медного порошка и медного купороса;

утилизацию серосодержащих газов медного производства с последующим производством серной кислоты и иной продукции;

производство драгоценных металлов из шламов, концентратов, природных концентратов (шлиховое золото), шлаков, кеков, вторичных сырьевых ресурсов посредством гидрометаллургических, пирометаллургических и электрохимических процессов и производство слитков золота.

Область применения настоящего справочника по НДТ, а также технологические процессы, оборудование, технические способы и методы в качестве наилучших доступных техник для области применения настоящего справочника по НДТ определены технической рабочей группой по разработке справочника по наилучшим доступным техникам "Производство меди и драгоценного металла – золота".

Справочник по НДТ распространяется на процессы, связанные с основными видами деятельности, которые могут оказать влияние на объемы эмиссий или уровень загрязнения окружающей среды:

хранение и подготовка сырья;

хранение и подготовка топлива;

производственные процессы (пирометаллургические, гидрометаллургические и электролитические);

методы предотвращения и сокращения эмиссий и образования отходов;

хранение и подготовка продукции;

производство серной кислоты из отходящих газов медного производства.

Справочник не распространяется на:

добычу и обогащение руды;

получение концентратов;

производство проволоки;

поверхностную обработку металлов;

вспомогательные процессы, необходимые для бесперебойной эксплуатации производства, а также на внештатные режимы эксплуатации, связанные с планово-предупредительными и ремонтными работы;

вопросы, касающиеся обеспечения промышленной безопасности или охраны труда.

Аспекты управления отходами на производстве в настоящем справочнике по НДТ рассматриваются только в отношении отходов, образующихся в ходе основного технологического процесса. Система управления отходами вспомогательных технологических процессов рассматривается в соответствующих справочниках по НДТ.

Принципы применения

Статус документа

Справочник по наилучшим доступным техникам предназначен для информирования операторов объекта/объектов, уполномоченных государственных органов и общественности о наилучших доступных техниках и любых перспективных техниках, относящихся к области применения справочника по НДТ, с целью стимулирования перехода операторов объекта/объектов на принципы "зеленой" экономики и наилучших доступных техник.

Определение НДТ осуществляется для отраслей (областей применения НДТ) на основе ряда международных принятых критериев:

применение малоотходных технологических процессов;

высокая ресурсная и энергетическая эффективность производства;

рациональное использование воды, создание водооборотных циклов;

предотвращение загрязнения, отказ от использования (или минимизация применения) особо опасных веществ;

организация повторного использования веществ и энергии (там, где это возможно);

экономическая целесообразность (с учетом инвестиционных циклов, характерных для отраслей применения НДТ).

Положения, обязательные к применению

Положения раздела "6. Заключение, содержащие выводы по наилучшим доступным техникам" справочника по НДТ являются обязательными к применению при разработке заключений по наилучшим доступным техникам.

Необходимость применения одного или совокупности нескольких положений заключения по наилучшим доступным техникам определяется операторами объектов самостоятельно, исходя из целей управления экологическими аспектами на предприятии при условии соблюдения технологических показателей. Количество и перечень наилучших доступных техник, приведенных в настоящем справочнике по НДТ, не являются обязательным к внедрению.

На основании заключения по наилучшим доступным техникам операторами объектов разрабатывается программа повышения экологической эффективности, направленная на достижение уровня технологических показателей, утверждЕнных в заключениях по наилучшим доступным техникам.

Рекомендательные положения

Рекомендательные положения имеют описательный характер и рекомендованы к анализу процесса установления технологических показателей, связанных с применением НДТ, и анализу при пересмотре справочника по НДТ.

Раздел 1: представлена общая информация о производстве меди и драгоценных металлов, структуре отрасли, используемых промышленных процессах и технологиях по производству меди и драгоценных металлов.

Раздел 2: описаны методология отнесения к НДТ, подходы идентификации НДТ.

Раздел 3: описаны основные этапы производственного процесса или производства конечного продукта, представлены данные и информация об экологических характеристиках установок по производству меди и драгоценных металлов с точки зрения текущих выбросов, потребления и характера сырья, потребления воды, использования энергии и образования отходов.

Раздел 4: описаны методы, применяемые при осуществлении технологических процессов для снижения их негативного воздействия на окружающую среду и не требующие реконструкции объекта, оказывающего негативное воздействие на окружающую среду, каталог методов и связанный с ними мониторинг, используемый для:

предотвращения или снижения выбросов в атмосферу;

предотвращения или снижения сбросов в водные объекты;

предотвращения или сокращения образования отходов.

Раздел 5: представлено описание существующих техник, которые предлагаются для рассмотрения в целях определения НДТ.

Раздел 7: Представлена информация о новых и перспективных техниках.

Раздел 8: Приведены заключительные положения и рекомендации для будущей работы в рамках пересмотра справочника по НДТ.

1. Общая информация

Настоящий раздел справочника по НДТ содержит общую информацию о конкретной области применения, включая описание отрасли цветной металлургии в Республике Казахстан, а также основных экологических проблем, характерных для области применения настоящего справочника по НДТ, включая текущие уровни эмиссий, а также потребления энергетических, водных и сырьевых ресурсов.

1.1. Структура и технологический уровень производства меди и драгоценных металлов

Современное состояние металлургии меди характеризуется следующими особенностями [2]:

1. В промышленную переработку поступают руды с содержанием меди от 0,5 мас. % и выше.

2. Около 90 % всей руды подвергается флотационному обогащению, а 10 % поступает непосредственно в металлургические переделы – на плавку и выщелачивание.

3. Основным способом получения металлической меди является пирометаллургический, с плавкой руд и концентратов на штейн и последующим конвертированием штейна. Этим способом в настоящее время получают около 90 % меди. Значительная часть штейна до настоящего времени выплавляется в отражательных печах, в отдельных случаях применяют агломерацию концентратов с последующей плавкой в шахтных печах или электроплавку обожженных или подсушенных концентратов. В последнее время все шире используются новые процессы, наиболее перспективными из которых являются взвешенная плавка, кислородно-факельная плавка, плавка в жидкой ванне ("Процесс Ванюкова") и другие. Разработаны и внедрены технологии, совмещающие плавку с конвертированием. В Японии уже в 1975 г. 59,5 % штейна было получено взвешенной плавкой, а 4,4 % концентрата переработано непрерывным процессом "плавка–конвертирование" по способу фирмы Митцубиси. Пирометаллургический способ получения меди имеет ряд ограничений: большой масштаб производства (порядка 100 тысяч тонн черновой меди в год); потребность в концентрате с содержанием меди 25 – 30 % или богатой руде с 2 % меди; необходимость полного использования серы концентрата или руды.

4. Черновая медь, полученная при конвертировании штейнов, как правило, поступает на огневое рафинирование и электролитическое рафинирование.

5. Шламы электролитического рафинирования подвергаются комплексной переработке для извлечения Au, Ag, Se, Te и др. элементов.

6. Около 20 % меди получают гидрометаллургическими методами из водных растворов. Преимуществами этих методов являются низкий расход энергии, улучшение условий труда и менее отрицательное по сравнению с пирометаллургическими методами воздействие на окружающую среду. Недостатками являются невозможность попутного извлечения благородных металлов, низкая интенсивность, громоздкость оборудования.

Мировое производство меди достаточно консолидировано. Почти 35 % этого металла производится пятью крупнейшими компаниями Codelco (Чили), Freeport-McMoRan (США), Glencore (Швейцария), BHP Billiton (Австралия), Southern Copper (Мексика). Эти компании почти 80 % меди получают из первичного сырья (то есть осуществляют полный цикл переработки) и 20 % производят в результате переработки поступающего лома. В Европе наиболее крупными производителями меди являются: Польша, Португалия и Болгария. Каждый завод способен осуществлять выпуск широкого ассортимента медной продукции. Несмотря на современный кризис, медь по-прежнему остается востребованным металлом. Одними из серьезных недостатков, присущих этому производству, являются экологические проблемы. Оценка выбросов на медеплавильных заводах показала высокий уровень загрязнения окружающего воздуха. В его составе присутствует большое количество вредных для здоровья химических соединений (кадмий, ртуть, мышьяк, свинец, оксиды азота и углерода) [3].

За последние шесть лет по сведениям Бюро национальной статистики Агентства по стратегическому планированию и реформам Республики Казахстан объем добычи медных руд в Казахстане возрос с 38,4 млн. тонн в 2014 году до 119,8 млн. тонн в 2019 году, выпуск медных концентратов с 9,4 млн. тонн до 15,8 млн. тонн и меди в медных концентратах с 458,8 тысяч тонн до 568,5 тысяч тонн. По данным годового отчЕта Nornickel добыча меди в мире в 2019 году составила около 20,7 млн. тонн, первое место в мире по добыче занимает Чили, на который приходится 25 % мировой добычи (5,2 млн. тонн), на Казахстан приходится около 2,7 % мировой добычи меди (560 тысяч тонн) и 12-ое место в мире по объемам добычи меди.

В Казахстане крупными недропользователями на добычу меди являются ТОО "Корпорация Казахмыс", "KAZ Minerals" PLC, ТОО "Казцинк".

К числу крупнейших относятся Джезказганское месторождение медистых песчаников, месторождения медно-порфирового типа Актогайское и Айдарлы. Добычу медьсодержащих руд на территории Республики Казахстан осуществляют дочерние компании АО "Корпорация Казахмыс", дочерние структуры АО "Казцинк", ТОО "Актюбинская медная компания", ТОО "Майкаинзолото". Все эти предприятия имеют мощности по выпуску меди в медном концентрате.

Добыча и выплавка меди в Казахстане сосредоточены в центральной и восточной частях Республики Казахстан. Крупнейшие предприятия медной промышленности – Балхашский и Жезказганский горно-металлургические комбинаты. Они работают на медных рудах Коунрада, Саяка и Жезказгана. Полиметаллическая промышленность развита на востоке и юге Казахстана. На Алтае находятся старейшие центры этой отрасли – Риддер и Усть-Каменогорск.

В настоящее время в Казахстане разведано 199 промышленных месторождений золота, практически во всех регионах страны, в том числе 127 коренных месторождений, 40 комплексных, 32 рассыпных. Основная доля запасов приходится на руды медных и полиметаллических месторождений (68 %). Наиболее крупными из собственно золоторудных месторождений являются - Васильковское (разведанные запасы - 360 тонн золота) и Бакырчик 277. Запасы серебра Казахстана разведаны более чем в 100 месторождениях, при этом основная доля (около 60 %) приходится на полиметаллические (медно-свинцово-цинковые) месторождения. Уровень содержания серебра в рудах этих месторождений находится на уровне от 40 до 100 г/тонну. Около 25 % запасов серебра республики сосредоточено в месторождениях медистых песчаников (Жезказганское и др.), где содержание серебра составляет 10 – 20 г/тонну.

Доля собственно золото-серебряных руд в общем объеме запасов и добычи серебра незначительна.

При обогащении медных руд драгоценные металлы извлекаются в медные концентраты. При дальнейшей переработке медных концентратов в металлургическом цикле дочерних объединений компании "Казахмыс" - ПО "Жезказганцветмет" и ПО "Балхашцветмет" основной объем серебра сосредотачивается в медеэлектролитных шламах.

1.2. Ресурсы и материалы

Сырьем для производства черновой меди служат концентраты, получаемые путем обогащения медной руды на горно-обогатительных предприятиях, а также вторичные материалы.

Важной составной частью поставляемого для рафинирования и последующей обработки меди сырья являются вторичные материалы (лом цветных металлов), содержащие медь. Медь может быть извлечена из большинства изделий, для изготовления которых она применяется, и возвращена в процесс производства без потери качества при вторичной переработке. Практически 100 % вновь образующегося или технологического медного лома перерабатывается; кроме того, согласно некоторым исследованиям, до 95 % медного лома старых изделий поступает на рынок и также перерабатывается.

Сырьем для производства драгоценных металлов являются шламы, концентраты, природные концентраты (шлиховое золото), шлаки, кеки, вторичные сырьевые.

Перечень горно-обогатительных предприятий и источников, перерабатываемых на них руд, приведен в таблице 1.1.

Таблица .. Горно-обогатительные мощности

№ п/п	ГОК/ предприятие	Сырьевая база	Производительность, млн. т/год
1	2	3	4
1	ТОО "Казцинк"
1.1	Горно-обогатительный комплекс "Алтай"	Малеевский рудник	5,5
1.2	Риддерский горно-обогатительный комплекс	Долинный рудник Тишинский рудник Шубинский рудник Риддер-Сокольный рудник	-
2	ТОО "Корпорация "Казахмыс"
2.1	Балхашская обогатительная фабрика	Месторождения Шатырколь, Конырат, Саяк и Тастау	11,5
2.2	Жезказганская обогатительная фабрика	Жезказганское месторождение, Жыландинская группа месторождений и Жаман-Айбат	25,0
2.3	Карагайлинская обогатительная фабрика	Месторождения Нурказган, Абыз, Акбастау и Кусмурын	1,7
2.4	Нурказганская обогатительная фабрика	Месторождения Нурказган, Абыз, Акбастау и Кусмурын	4,0
3	ТОО "KAZ Minerals"
3.1	Фабрика по переработке сульфидных руд	Месторождения ТОО "KAZ Minerals Aktogay"	50,0
3.2	Фабрика по переработке сульфидных руд	Месторождения ТОО "KAZ Minerals Bozshakol"	25,0
3.3	Завод по отмывке коалинизированных руд	Месторождения ТОО "KAZ Minerals Bozshakol"	5,0

1.3. Производство и использование

Основными источниками производства меди является рудное и вторичное сырье, доля которого в настоящее время составляет около 40 %. Это объясняется главным образом истощением природных запасов медных руд [4].

В Казахстане начало производства меди лежит в 1930 – 1940-х гг. Сегодня промышленные предприятия республики являются одними из самых крупных экспортеров данного металла. Казахстанская рафинированная медь в больших объемах экспортируется в страны Европы, такие как Германия и Италия. В Казахстане осуществляют свою деятельность по добыче и являются крупнейшими производителями меди три крупных недропользователя: ТОО "Корпорация "Казахмыс", KAZ Minerals PLC и ТОО "Казцинк". Крупнейшими медными рудниками в Казахстане являются:

месторождение Актогай, которое находится на юго-востоке Казахстана, примерно в 250 км от казахстанско-китайской границы, расположено в Аягозском районе Абайской области, в 22 км к востоку от железнодорожной станции Актогай, минеральные ресурсы месторождения оцениваются в размере 121 млн тонн окисленной и 1,597 млрд тонн сульфидной руд при среднем содержании меди 0,33 % и 0,37 %, соответственно;

месторождение Бозшаколь, которое расположено на севере Казахстана в Павлодарской области, на территории, подчиненной городу Экибастуз, минеральные ресурсы месторождения оцениваются в размере 1,17 млрд тонн руды при среднем содержании меди 0,36.

В 1970 – 1980 годах в СССР в опытно-промышленном масштабе испытывался способ кучного (отвального) выщелачивания для извлечения меди из забалансовых медных руд и отвалов Коунрадского (Балхаш), Кальмакырского (Алмалык), Волковского (Красноуральск) месторождений и медно-цинковых руд Николаевского месторождения Восточно-Казахстанского медно-химического комбината (Усть-Таловка). Извлечение меди из продуктовых растворов осуществляли методом цементации на железной стружке. В настоящее время в Казахстане вновь возрос интерес к гидрометаллургическому методу переработки медных руд в связи с возможностью применения экстракционной технологии, позволяющей получать катодную медь высокой чистоты при значительной экономической эффективности. Исследования по возможности применения экстракционной технологии для переработки различных видов казахстанского сырья ведутся во ВНИИцветмет с 1997 года, начиная с совместного проекта научно-технического сотрудничества Казахстана и Японии в области разработки экологически чистой технологии добычи и переработки минерального полиметаллического сырья. Наиболее крупная организация в Казахстане, перерабатывающая окисленные медные руды в настоящее время, – предприятие группы KAZ Minerals, расположенное на месторождении "Актогай". Производительность предприятия – 25 тысяч тонн катодной меди в год. На месторождении выделяется несколько типов окисленных медных руд, отличающихся по вещественному составу и технологическим свойствам: вулканиты, диориты и гранодиориты. Среднее содержание меди в рудах – 0,4 - 0,5 %. Породные минералы представлены кварцем, полевыми шпатами, серицитом, хлоритом, кальцитом и доломитом в различных соотношениях в зависимости от типа руд. Выщелачивание осуществляется в отвалах на руде карьерной крупности [5].

Производительная мощность медного завода УК МК ТОО "Казцинк" по выпуску катодной меди составляет 70 тысяч тонн/год с содержанием меди в товарной продукции в 99,99 %.

ТОО "Казахмыс Смэлтинг" - производящая 90 % меди в Казахстане. Деятельность охватывает получение рафинированной меди на двух медеплавильных металлургических заводах, годовой проектной мощностью до 400 – 440 тыс. тонн меди в год.

С учетом специфических свойств меди и ее сплавов основными потребителями их являются электротехника и электроника (до 50 – 55 % в виде провода, шнуры, кабели, шины, обмотки электродвигателей и трансформаторов); машиностроение (теплообменники, радиаторы); авто-, авиа- и транспортное машиностроение; производство товаров народного потребления.

Производство – извлечение драгоценных металлов из добытых комплексных руд, концентратов и других полупродуктов, содержащих драгоценные металлы, а также из лома и отходов (вторичного сырья). Сюда же относится и аффинаж.

К драгоценным металлам относятся золото, серебро, платина и платиноиды – палладий, осмий, иридий, рутений и родий [6]. Благородные металлы можно условно разделить на три группы; металлы серебра, золота и платиновой группы (последние включают платину, палладий, родий, рутений, иридий и осмий). Наиболее значимыми их источниками являются руды драгоценных металлов, а также побочные продукты, полученные при переработке других цветных металлов (в частности, анодные шламы медного производства и выщелачивающие остатки, неочищенный металл от производства цинка и свинца) и переработанный материал [6]. Благородные металлы по сравнению с другими металлами имеют более высокую химическую устойчивость в различных средах и в первую очередь в отношении образования кислородных соединений. Золото и серебро – металлы, соответственно, желтого и белого цвета. Они имеют гранецентрированную кубическую решетку, отличаются исключительной ковкостью и тягучестью. Тепло- и электропроводность обоих металлов весьма высоки: серебро в этом отношении превосходит все другие металлы, золото уступает лишь меди и серебру. Отличительными особенностями этих элементов являются склонность к комплексообразованию и легкость восстановления большинства их соединений до металлов [8].

Доля их в общем объеме горнодобывающей промышленности мира незначительна и составляет около 0,00005 %, в то же время благодаря их высокой стоимости в ценностном выражении это составляет примерно 5 %. Иными словами, стоимостное выражение добычи благородных металлов приблизительно в 100000 раз выше за единицу массы любого (кроме алмаза) другого полезного ископаемого.

Золото относится к благородным металлам. Низкая химическая активность является важным и характерным свойством этого металла. На воздухе, даже в присутствии влаги золото практически не изменяется. Золотые изделия, изготовленные в глубокой древности, в неизменном виде сохранились до наших дней. Даже при высоких температурах золото не взаимодействует с водородом, кислородом, азотом, серой и углеродом. Золото легко растворяется в царской водке, насыщенной хлором соляной кислоте, в водных растворах цианидов щелочных и щелочноземельных металлов в присутствии кислорода.

Источниками получения металлического золота являются: золотосодержащие руды; полиметаллические золото-свинцово-цинковые и платино-медно-никелевые сульфидные руды; вторичное сырье – промышленный и бытовой золотосодержащий лом и отходы.

Золотосодержащие месторождения разделяются на два вида: россыпные, в которых золото присутствует в свободном виде среди обломочных рыхлых отложений (песков), и коренные, которые содержат золото в свободном или связанном состоянии в твердых кристаллических породах.

В полиметаллических рудах носителями золота служат многие сульфидные минералы, особенно такие, как пирит, халькопирит и галенит. Золотосодержащие руды – это вкрапленные породы, содержащие вкрапления металлического золота, его селенидов и теллуридов в различных горных породах, чаще всего в кварце или сульфидах [9].

Золото обладает уникальным комплексом физических и химических свойств, которых не имеет ни один другой металл. Оно очень технологично, из него легко изготовить сверхтонкую фольгу и микронную проволоку, оно хорошо паяется и сваривается под давлением, золотые покрытия легко наносятся на металлы и керамику. Золото почти полностью отражает инфракрасные лучи, сплавы обладают каталитической активностью. Такая совокупность полезных свойств золота является причиной его широкого использования в важнейших отраслях современной техники: электронике, технике связи, космической и авиационной технике, ядерной энергетике и т. д.

1.4. Производственные площадки

В Казахстане осуществляют свою деятельность по добыче и являются крупнейшими производителями меди три крупных недропользователя:

ТОО "Казцинк";

ТОО "Корпорация "Казахмыс";

ТОО "KAZ Minerals Aktogay".

Основными золотодобывающими компаниями Казахстана являются:

"Altyntau Kokshetau" (Васильковское золоторудное месторождение);

"Kazakhmys Holding" (рудники Центрального региона);

"KAZ Minerals" PLC ("Бозшаколь" и "Актогай");

"Полиметалл" (Варваринское, Комаровское, Бакырчик);

"Алтыналмас" (Акбакайское месторождение и проект Пустынное);

"Казахалтын" (рудники Аксу, Жолымбет, Бестобе);

"Nordgold" (рудник Суздаль).

В Казахстане золото перерабатывается на трех аффинажных заводах: Усть-Каменогорском металлургическом комплексе ТОО "Казцинк" (мощность 52 тонн/год), в аффинажном цеху Балхашского медеплавильного завода ТОО "Корпорация Казахмыс" (мощность 10 тонн/год) и аффинажном заводе ТОО "Тау-Кен Алтын" в г. Астана (мощностью 25 тонн/год).

1.5. Энергоэффективность

Повышение энергоэффективности играет важную роль, выступая в качестве индикатора воздействия процесса на окружающую среду.

Черная и цветная металлургия занимают ведущее место в потреблении энергетических ресурсов и представляют одну из основных составляющих энергетического баланса промышленности. По энергоемкости производство меди находится на третьем месте после производства стали и алюминия [2]. Одними из важнейших направлений в цветной металлургии являются внедрение в металлургическое производство ресурсосберегающих технологий, оборудования и дальнейшее их развитие.

1.5.1. Производство меди

В энергопотреблении производства меди основными технологическими процессами выступают процессы шихтоподготовки, плавки, конвертирования и электрорафинирования, реализуемые путем использования электрической энергии и энергии топлива. Важнейшим свойством сырья цветной металлургии является способность к значительному выделению тепла при его переработке. Большое количество энергии выделяется в процессе пирометаллургической плавки различного сырья, к которому относятся сульфидные медные концентраты и полупродукты их переработки. Эта энергия образует значительную часть вторичных энергетических ресурсов.

Основными энергоресурсами, используемыми при производстве меди, являются электроэнергия, топливо (мазут, дизельное топливо, уголь) и тепловая энергия. Укрупненная потоковая схема потребления энергоресурсов приведена на рисунке 1.1. Уровень потребления того или иного ресурса существенным образом зависит от используемого оборудования и способа производства. При гидрометаллургическом способе производства основным энергоресурсом является электроэнергия. При пирометаллургическом способе существенную роль играет топливная составляющая. На предприятиях Казахстана используются оба способа получения меди. Предприятия УКМК ТОО "Казцинк" и ТОО "Kazakhmys Smelting" используют пирометаллургический способ, а на предприятии ТОО "KAZ Minerals Aktogay" применяется гидрометаллургический способ.

Рисунок .1. Укрупненная потоковая схема потребления энергоресурсов

Большинство металлургических процессов осуществляется при высоких температурах и связано с затратами тепловой энергии. Нужные температуры достигаются сжиганием топлива либо за счет использования электроэнергии. Как показывает опыт развития металлургического производства, в течение последних нескольких десятилетий технология переработки медного сырья во всем мире совершенствуется на основе разработки и освоения автогенных процессов. Автогенной называют плавку без затрат топлива, осуществляемую за счет тепла, получаемого при окислении составляющих шихты. При переплаве сульфидного сырья автогенность обеспечивается за счет сгорания сульфидов шихты. Это является важнейшим свойством сырья цветной металлургии- обеспечивать значительное выделение тепла при его переработке. Такая энергия образует существенную часть вторичных энергетических ресурсов. Она составляет более 30 % от общего количества вторичных энергоресурсов в цветной металлургии [10].

На предприятиях цветной металлургии Казахстана используется оборудование различных типов, с разной степенью энергоэффективности. В целом рассматриваемые предприятия, использующие пирометаллургическую технологию, отличаются шихтоподготовкой и типом плавильных печей. Например, для получения штейна используются печи Ванюкова, Айза-печи и рудотермические печи.

На Усть-Каменогорском металлургическом комплексе, входящем в группу ТОО "Казцинк", производство меди осуществляется по технологии Isasmelt и Isaprocess компании "Xstrata technology" (Австралия), которая предусматривает использование современного плавильного оборудования с дальнейшей утилизацией уходящих газов от Isasmelt-печи и конвертеров в котле-утилизаторе. Такая схема, кроме использования автогенного режима горения, позволяет в полной мере использовать тепло уходящих газов.

На Балхашском медеплавильном заводе ТОО "Kazakhmys Smelting" используются плавильные печи Ванюкова. В них происходит плавление медьсодержащего сырья путем окисления кислородом дутья компонентов шихты. Как указывалось выше, использование автогенных процессов приводит к существенному сокращению топливной составляющей в энергобалансе. С целью утилизации тепловой энергии от медеплавильных печей и конвертеров также используются котлы-утилизаторы.

Наименее эффективное оборудование установлено на Жезказганском медеплавильном заводе ТОО "Kazakhmys Smelting". На данном предприятии для плавки сырых медных концентратов применяются рудотермические печи. Как правило, расход электроэнергии при электроплавке медных концентратов зависит от их состава и влажности и колеблется от 380 до 550 кВт∙ч/т шихты.[10] При электроплавке потери теплоты меньше, чем при отражательной плавке, главным образом за счет отсутствия топочных газов. Однако, если электроэнергия поступает от внешних источников, то необходимо учитывать и коэффициент полезного действия электростанций. Следует учесть, что тепловой коэффициент полезного действия даже при отражательной плавке при рациональном использовании теплоты отходящих газов может быть более высоким, чем при использовании рудотермических печей [10].

В таблице 1.2. проведены энергозатраты металлургической переработки (ГДж/тонн) на получение катодной меди при различных процессах [11].

Таблица 1.2. Энергозатраты металлургической переработки (ГДж/тонн) на получение катодной меди

№ п/п	Процесс	Энергозатраты
1	2	3
1	Отражательная плавка сырой шихты	35,1
2	Отражательная плавка огарка	30,9
3	Электроплавка	42,9
4	Взвешенная плавка (Оутокумпу)	18,9
5	Кислородно-факельная планка	21,2
6	"Норанда"	24,0
7	"Мицубиси"	19,7

В целом рудотермическая плавка не удовлетворяет большинству современных требований. Существенным недостатком такого процесса является еще и то, что не используется теплотворная способность сульфидов шихты (тепло, которое могло бы быть получено при их сжигании в печи).

На предприятии ТОО "KAZ Minerals Aktogay" используется гидрометаллургический способ производства катодной меди с использованием современного технологического оборудования. Основным энергоресурсом является электроэнергия. Топливная составляющая играет незначительную роль в данном процессе.

В BREF и ИТС 3–2019 "Производство меди" [11,12] приведен диапазон (общего) потребления электроэнергии для ряда технологических процессов с применением медного концентрата. Он составляет от 14 ГДж (3 889 кВтч) до 20 ГДж (5556 кВтч) на тонну катодной меди (пункт В.3 уровни потребления, приложение В). Уровни потребления электрической энергии приведены для справки и не устанавливают уровни энергетической эффективности. Удельные расходы других энергоресурсов в BREF-NFS и ИТС 3-2019 не приведены.

В таблице 1.3. представлены данные удельного потребления электроэнергии на производство меди двумя предприятиями Казахстана.

Таблица .3. Удельное потребление электроэнергии предприятиями Казахстана

№ п/п	Предприятие	Способ	Удельный расход электроэнергии, кВт.ч/т
1	2	3	4
1	1	Пирометаллургический	2 237
2	2	Гидрометаллургический	10 265

Удельные расходы энергоресурсов существенным образом зависят от многих факторов, прежде всего от способа производства и состава используемого оборудования. Большое значение имеет наличие современных систем регулирования и утилизации тепловой энергии. В разделе 5 подробно описываются способы снижения энергоемкости при производстве меди.

1.5.2. Производство драгоценных металлов

В себестоимости продукции расходы энергоресурсов при производстве драгоценных металлов занимают небольшую долю. Это обусловлено как технологическими процессами, так и высокой добавленной стоимостью конечной продукции. Основными видами энергоресурсов являются: электроэнергия, дизельное топливо, мазут, природный газ, кокс и др.

В технологическое оборудование производства драгоценных металлов входят электропечи, реакторы с мешалкой и паровой рубашкой, тигли плавильные и электролизеры. В качестве энергоресурсов используются пар, мазут, дизельное топливо и электроэнергия.

Целевые показатели удельных расходов электроэнергии при производстве драгоценных металлов [6] приведены в таблице 1.4.

Таблица .4. Удельный расход электроэнергии при производстве драгоценных металлов

№ п/п	Процесс	Ед. измерения	Значение
1	2	3	4
1	Переработка шлама	кВт/кг драгоценных металлов	≤39
2	Аффинаж (производство драгоценных металлов)	кВт/кг драгоценных металлов	≤7,1

1.6. Основные экологические проблемы

Главной экологической проблемой медной промышленности является загрязнение атмосферного воздуха и воды. Медеплавильные производства обычно располагают собственными мощностями по водоподготовке и замкнутыми водооборотными циклами. Большая часть побочных продуктов и отходов поступает на вторичную переработку. Из-за потенциальной опасности ряда твердых отходов и жидких стоков, если они хранятся и обращаются с нарушением установленных требований, имеется существенный риск загрязнения почвы.

В выбросах предприятий цветной металлургии в целом и медеплавильных заводов, в частности, основные объемы загрязняющих веществ приходятся на такие элементы, как диоксид серы, пыль, оксиды азота, оксид углерода, металлы и их соединения (в зависимости от состава исходного сырья это, прежде всего, медь, мышьяк, ртуть, свинец, кадмий и др.), летучие органические соединения (общие и органический углерод), полихлордибензодиоксины/фураны (ПХДД/Ф).

Исторически наиболее острой экологической проблемой, связанной с производством меди из первичного сырья, являются выбросы диоксида серы, составляющие 75 – 80 % от общего объема загрязняющих веществ в отходящих газах, образующихся при обжиге и плавке сульфидных концентратов.

Основные экологические проблемы при производстве вторичной меди также связаны с отходящими газами, образующимися при работе различного типа печей. Например, при наличии небольшого количества хлора во вторичном сырье имеется вероятность образования ПХДД/Ф, в связи с чем предпринимаются усилия по решению вопроса об уничтожении этих опасных соединений.

Все больше внимания как при первичном, так и при вторичном производстве меди уделяется неорганизованным выбросам. Для улавливания неорганизованных выбросов технологических газов необходимо тщательное проектирование технологических установок и процессов.

Используемая при производстве меди вода в основном циркулирует в замкнутых циклах, и сброс промышленных стоков в водные объекты предприятиями отрасли незначителен. В тех случаях, когда такой сброс происходит, в стоках могут содержаться ионы таких металлов, как железо, кадмий, медь, мышьяк, никель, олово, ртуть, свинец, сурьма, цинк. Стоки также могут обладать повышенными значениями показателя кислотности за счет присутствия серной и (существенно реже и в существенно меньших объемах) соляной и плавиковой (фтористоводородной) кислот.

Аффинаж драгоценных металлов предполагает использование большого количества реагентов, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду. Сюда относятся прежде всего такие реагенты, как:

хлор;

концентрированная азотная кислота;

концентрированная соляная кислота;

серная кислота;

органические реагенты и органические растворители (при использовании экстракционных процессов).

Серьезную опасность представляет проблема сбора, хранения и переработки вторичного сырья. Так, отходы электронной промышленности, вторичный электронный лом включают в свой состав органические составляющие (пластик различных видов, материалы на основе поливинилхлорида, фенолформальдегида), а также практически полный набор тяжелых металлов. Такие металлы, как свинец, сурьма, ртуть, кадмий, мышьяк, входящие в состав компонентов электронной техники, переходят под воздействием внешних условий в органические соединения, которые могут растворяться в производственных растворах и становятся сильнейшими ядами. Утилизация пластиков, содержащих ароматические углеводороды, органические хлорпроизводные соединения, является насущной экологической проблемой предприятий.

1.6.1. Выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух

Производство меди

Технология производства меди подразумевает использование плавильной печи, работающей в непрерывном режиме, для производства медного штейна и периодического процесса - для конвертирования и рафинирования меди. Основными этапами производства меди являются: шихтоподготовка (прием и складирование материалов, загрузка в шихтовочные бункера, дозирование и смешивание материалов, передача шихты ленточными транспортерами в медеплавильный цех, плавка шихты на штейн, конвертирование медного штейна, огневое рафинирование черновой меди, электролитическое рафинирование анодной меди.

В выбросах медеплавильных заводов основные объемы загрязняющих веществ приходятся на такие элементы, как диоксид серы, пыль, оксиды азота, оксид углерода, металлы и их соединения (в зависимости от состава исходного сырья это, прежде всего, кадмий, медь, мышьяк, ртуть, свинец и др.), летучие органические соединения (общие и органический углерод), полихлордибензодиоксины/фураны (ПХДД/Ф).

Наибольшее количество выбросов приходится на диоксид серы, который образуется в процессе обжига и плавки сульфидных концентратов.

Диоксид серы

Наиболее значимыми источниками выбросов диоксида серы являются участки обжига, плавки и конвертирования при производстве меди из первичного сырья с применением сульфидных концентратов. При этом возможно образование неорганизованных выбросов, которые могут улавливаться несколькими способами. Диоксид серы может также выбрасываться в атмосферу на этапе сушки концентрата (в основном при сжигании топлива на горелках) и на этапе первичного рафинирования, поскольку черновая медь содержит от 0,03 % до 1 % растворенной серы. Концентрация обычно очень низка, поэтому в случае необходимости применяется простая скрубберная очистка.

В отдельных случаях, в зависимости от используемого материала, частичный обжиг и плавку огарка не применяют, а обжиг медных концентратов осуществляется одновременно с плавкой. Применение для плавки герметичных печей позволяет эффективно улавливать диоксид серы. Кислородное обогащение позволяет добиваться высокой концентрации диоксида серы. В результате удается минимизировать образование отходящих газов и уменьшить габариты систем очистки и сернокислотных установок. Очень высокий уровень обогащения кислородом может увеличить концентрацию триоксида серы в газах, попадающих на сернокислотную установку. Повышенное содержание триоксида серы в газе, поступающем из печи, поглощается скруббером, что увеличивает количество слабой кислоты, идущей на переработку, использование и утилизацию.

На рисунке 1.2 представлены данные по выбросам загрязняющих веществ медного завода Усть-Каменогорского металлургического комплекса.

Рисунок 1.2. Структура нормативных валовых эмиссий медного завода в атмосферу

Основной объем диоксида серы образуется от процесса плавки в айза-печи (ISASMELT Cu) и конвертирования, а также стационарных горелок (газ от нагрева ванны при вводе печи ISASMELT Cu в эксплуатацию после остановки, газ от нагрева печи во время нахождения в режиме "горячего" резервирования), горелок выпускного желоба печи ISASMELT Cu (газ от нагрева шлако-штейновой смеси во время ее подачи в электропечь) от электропечи (технологические газы после первого охлаждения подсосами воздуха и аспирационные газы электропечи). Основной вклад в годовой нормативный выброс диоксида серы вносят:

плавка в айза-печи (ISASMELT Cu) и конвертирование (технологические газы);

аспирационные газы процесса плавки в айза-печи (ISASMELT Cu), стационарные горелки, аспирационные и технологические газы электропечи.

Пыль и соединения металлов

Выбросы пыли и соединений металлов могут возникать на большинстве этапов технологического процесса. Значительное количество выбросов возникает на этапе обработки, хранения, сушки и переработки сырья.

Организованные и неорганизованные выбросы пыли на этапах плавки, конвертирования и рафинирования могут быть значительными. Эти выбросы также имеют большое значение, поскольку на соответствующих технологических этапах предусмотрено удаление из меди летучих металлов, таких как цинк и свинец, a также небольшого количества мышьяка и кадмия, а указанные металлы содержатся в отходящих газах и частично в пыли.

Комплексы плавки первичного сырья обычно достаточно герметичны, что позволяет минимизировать неорганизованные выбросы пыли. Для этого проводится качественное техническое обслуживание печей и отводящих каналов, а улавливаемые газы до передачи на сернокислотную установку обрабатываются системами пылеудаления.

При эксплуатации печей, используемых для вторичной плавки, образуются значительные объемы неорганизованных выбросов, особенно при загрузке материалов и выпуске металла. При работе с вторичными печами шихта загружается через закрытую систему загрузки; неорганизованные выбросы образуются в летке печи и выпускном желобе, улавливаются с помощью специальных вытяжных зонтов и направляются в систему газоочистки. Собранные газы обычно охлаждаются, после чего из них с помощью электростатических и рукавных фильтров удаляется пыль. При этом обычно достигается высокая эффективность фильтрации. Вследствие дозированного поступления материалов на этапах конвертирования и огневого рафинирования, а также на этапе плавки далеко не всегда обеспечивается необходимый уровень герметичности. Подача и транспортировка штейна, шлака и металла в таком режиме предполагают образование значительных объемов неорганизованных выбросов. При использовании ковшовой системы транспортировки может снижаться эффективность улавливания газа вытяжными зонтами, особенно при использовании конвертеров Пирса – Смита (Peirce-Smith -далее PS) или других подобных конвертеров. Для улавливания или снижения выбросов, образующихся при загрузке или выпуске металла из печи, конвертеры либо закрываются, либо оборудуются вытяжными зонтами вторичного улавливания. Отходящий газ из зоны укрытия или вытяжного зонта подвергается очистке. Метод очистки зависит от содержания SO2. Газы, образующиеся при конвертировании штейна, имеют большую концентрацию SO2, при этом в любом случае необходимо удалить оксиды металлов (мышьяка, свинца и т. д.). Подача флюса и других материалов "через зонт" может минимизировать "открытие" конвертера и тем самым сократить время отсоединения конвертера от системы улавливания первичных газов. Выпуск штейна более высокого качества предполагает уменьшение количество загрузок из ковша и, таким образом, сокращает образование неорганизованных выбросов газа. Снижение неорганизованных или неулавливаемых выбросов очень важно. Решение этого вопроса зависит от эффективности улавливания первичных, а иногда и вторичных газов.

Тщательный подбор и обеспечение соответствия используемого сырья, поступающего в печь, могут способствовать снижению выбросов металлов. При этом особое внимание следует уделять ртути. Ввиду летучести ртути могут возникнуть относительно более высокие уровни ее выбросов. Поэтому ввод ртути с горючими отходами необходимо контролировать и если необходимо ограничивать.

Летучие металлы (кроме части ртути) обычно связываются пылью, поэтому стратегия уменьшения выбросов металлов напрямую связана со стратегией уменьшения выбросов пыли. Эффективное возвращение пыли в процесс снижает выбросы металлов.

Выбросы металлов значительно зависят от состава пыли, образующейся в рамках применяемых технологических процессов. Состав может быть очень разным и зависит от технологического процесса, являющегося источником пыли, и характера перерабатываемого сырья. Например, пыль, образующаяся в конвертере для плавки скрапа, полностью отличается от пыли с конвертера штейна, при этом состав пыли изменяется в зависимости от этапов технологического процесса (загрузка, продувка, отливка и т. д.).

Оксиды азота

Стадии производства меди обычно реализуются при высоких температурах, а также с применением кислорода. Это сокращает парциальное давление азота в пламени и снижает объемы образования оксидов азота при условии, что в очень горячих зонах азот присутствует в небольших количествах. Согласно полученным данным стандартные уровни выбросов оксида азота при переработке вторичной меди составляют от 50 до 500 мг/Нм3 в зависимости от печи и типа технологической операции. Применение высокоэффективных технологий (например, Contimelt) требует установления баланса между использованием энергии и достигнутым значением NOx.

Оксиды азота, образующиеся в ходе первичных процессов, в основном поглощаются производимой серной кислотой.

Моноксид углерода (угарный газ)

В процессе плавки с применением печей, в которых необходимо поддерживать восстановительную атмосферу, могут образовываться значительные концентрации угарного газа. Это происходит, в первую очередь, при плавке высококачественной меди в шахтных печах, сопровождающейся литьем в формы или производством катанки, так как выпуск такого рода продукции требует контроля уровня кислорода для достижения максимальной электрической проводимости меди. Таким образом, процесс протекает в восстановительных условиях, и содержание окиси углерода, стандартный показатель для которой составляет около 5 000 мг/Нм3, в отходящих газах может увеличиться.

Для минимизации содержания СО и поддержания качества продукции могут также использоваться системы контроля горелок. Можно установить систему сигнализации в зависимости от уровня СО.

Для удаления СO можно использовать дожигание при стандартных концентрациях в диапазоне от 10 до 200 мг/Нм3. Электрические печи, используемые при очистке шлака и для восстановительных процессов, обычно работают с дожиганием либо непосредственно в самой печи, либо в специальной реакционной камере.

Летучие органические соединения

Органические соединения могут выбрасываться в атмосферу при первичном производстве на этапе сушки в зависимости от используемых для переработки руды и материалов, а также применяемого при сушке топлива. ЛОС также могут выбрасываться в атмосферу путем испарения из резервуаров и утечек из трубопроводов. Наиболее значимыми источниками сырья для вторичного производства являются материалы, полученные на этапе переработки скрапа, плавки и рафинирования. Этап конвертирования вторичной меди также является потенциальным источником выбросов, если в конвертер догружается скрап, загрязненный органическими материалами, и при этом не обеспечивается их полное сгорание. В первую очередь это относится к неорганизованным выбросам. Летучие органические соединения могут выбрасываться в атмосферу, если в качестве сырья используются маслянистые материалы. Их количество может достигать от 5 до 100 г на тонну меди или от 1 до 10 мг/Нм3. Летучие органические соединения могут также образовываться при обезжиривании или экстракции растворителем.

Полихлорированные дибензо-п-диоксины (ПХДД), полихлорированные дибензофураны (ПХДФ)

Среди выбрасываемых органических соединений могут находиться ПХДД/Ф, образующиеся при неполном сжигании содержащегося в сырье масла и пластика, а также в результате первичного синтеза, в случае, если газы охлаждались недостаточно быстро. Расплавленный скрап, загрязненный органическими материалами, также является потенциальным источником выброса ПХДД/Ф при производстве заготовок.

По имеющимся данным при первичной плавке и конвертировании применяются высокие рабочие температуры, способные разложить органические соединения, но присутствующий диоксид серы заново провоцирует синтез ПХДД/Ф.

Использование в качестве основного сырьевого материала электронного лома, содержащего невоспламеняющиеся бромированные покрытия и элементы, может привести к образованию смешанных галогенизированных диоксинов. Условия для образования ПХДД/Ф могут возникать при переплавке/рафинировании меди, в частности, при использовании ломов и стружки, содержащих примеси хлоринов, присутствующих в используемых смазочно-охлаждаемых эмульсиях.

В таблице 1.5 представлены данные по фактическим выбросам загрязняющих веществ от казахстанских предприятий по производству меди.

Таблица 1.5. Оценка соответствия эмиссий предприятий по производству меди технологическим показателям, связанным с НДТ производства меди

№ п/п	Процесс	Ед. измерения	Значение	Показатель BREF EU	Диапазон значений технологических показателей казахстанских предприятий
				технологические показатели	Предприятие 1		Предприятие 2
					макс.	мин.	макс.	мин.

1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	Сокращение выбросов ртути в воздух (за исключением тех, которые направляются на сернокислотную установку) от пирометаллургических процессов, в которых применяется сырье, содержащее ртуть (BREF НДТ 0.11 / ИТС НДТ 13.10)	Ртуть и еЕ соединения	мг/Нм3	0,01 - 0,05	0,018496	0,000043	-	-
2	Сокращение организованных выбросов, образующихся при приемке, хранении, обработке, транспортировке, учете, смешивании, измельчении, сушке, резке и скрининге сырья при первичном и вторичном производстве меди (BREF НДТ 0.37/ ИТС НДТ 3.23)	Пыль общая	мг/Нм³	2 - 5	4,6	1,7	3315	800
		Мышьяк и его соединения, кроме водорода мышьяковистого	мг/Нм³		0	0
		Медь, оксид меди, сульфат меди, хлорид меди (в пересчете на медь)	мг/Нм³		7,4	7,0
		Летучие органические соединения (только при производстве вторичной меди)	мг/Нм³		-	-
		Свинец и его соединения, кроме тетраэтилсвинца, в пересчете на свинец	мг/Нм³		2,5	1,0
3	Сокращение организованных выбросов, образующихся от сушки концентрата при производстве первичной меди (BREF НДТ 0.38/ ИТС НДТ 3.23)	Пыль общая	мг/Нм³	3 - 5	4,6	1,7	714	148
		Мышьяк и его соединения, кроме водорода мышьяковистого	мг/Нм³		0	0
		Медь, оксид меди, сульфат меди, хлорид меди (в пересчете на медь)	мг/Нм³		7,4	7,0
		Свинец и его соединения, кроме тетраэтилсвинца, в пересчете на свинец	мг/Нм³		2,5	1,0
4	Сокращение организованных выбросов, образующихся при первичной выплавке меди в печах и конверторах выбросах, кроме тех, которые направляются на завод по производству серной кислоты или жидкого SO2(BREF НДТ 0.39/ ИТС НДТ 3.24)	Пыль общая	мг/Нм³	2 - 5	3,8	0,6	756	594
		Мышьяк и его соединения, кроме водорода мышьяковистого	мг/Нм³		0,062	0,021
		Медь, оксид меди, сульфат меди, хлорид меди (в пересчете на медь)	мг/Нм³		0,5	0,3
		Свинец и его соединения, кроме тетраэтилсвинца, в пересчете на свинец	мг/Нм³		0,412	0,140
		Никель, оксид никеля (в пересчете на никель)	мг/Нм³		5	1
5	Сокращение организованных выбросов, образующихся при вторичной выплавке меди в печах и конверторах и переработке вторичных продуктов для производства меди выбросах, кроме тех, которые направляются на завод по производству серной кислоты (BREF НДТ 0.40/ ИТС НДТ 3.25)	Пыль общая	мг/Нм³	2 - 4	3,8	0,6
		Мышьяк и его соединения, кроме водорода мышьяковистого	мг/Нм³		0,062	0,021
		Медь, оксид меди, сульфат меди, хлорид меди (в пересчете на медь)	мг/Нм³		0,5	0,3
		ПХДД/Ф	мг/Нм³	< 0.1
		ЛОС	мг/Нм³	3 – 30
		Свинец и его соединения, кроме тетраэтилсвинца, в пересчете на свинец	мг/Нм³		0,412	0,140
6	Для снижения выбросов пыли и металлов в атмосферу из печи для выдержки вторичной меди НДТ предусматривает использование рукавного фильтра. (BREF НДТ 0.41/ ИТС НДТ 3.27)	Пыль общая	мг/Нм³	≤ 5,0	3,8	0,6
6		Медь, оксид меди, сульфат меди, хлорид меди (в пересчете на медь)	мг/Нм³		0,5	0,3
7	При переработке шлака с высоким содержанием меди (BREF НДТ 0.42)	Пыль общая	мг/Нм³	2 - 5	3,8	0,6
8	Сокращение организованных выбросов пыли и металлов в выбросах, образующихся при первичном и вторичном производстве медных анодов (BREF НДТ 0.43/ ИТС НДТ 3.26)	Пыль общая	мг/Нм³	2 - 5	3,8	0,6	121	12
		Мышьяк и его соединения, кроме водорода мышьяковистого	мг/Нм³		0,062	0,021
		Медь, оксид меди, сульфат меди, хлорид меди (в пересчете на медь)	мг/Нм³		0,5	0,3
		ПХДД/Ф (только при вторичном производстве меди)	мг/Нм³	< 0.1	8,2	1,5
		Свинец и его соединения, кроме тетраэтилсвинца, в пересчете на свинец	мг/Нм³		0,412	0,140
9	Сокращение организованных выбросов пыли и металлов в атмосферу из анодной отливки при производстве первичной и вторичной меди (BREF НДТ 0.44)	Пыль общая	мг/Нм³	< 5 - 15	3,8	0,6	200	12
9		ПХДД/Ф (только при вторичном производстве меди)	мг/Нм³	< 0.1
10	Сокращение выбросов SO₂в атмосферный воздух от первичного производства меди, за исключением направляемых на установки по производству серной кислоты (ч) (BREF НДТ 0.49/ИТС НДТ 3.33)	Серы диоксид	мг/Нм³	50 – 500	1532,96	42,9	12701	1964,6
11	Сокращение выбросов серной кислоты в атмосферный воздух от процесса электролитического рафинирования, промывочной камеры машин для обдирки катодов и машины для промывки отработанных анодов (ИТС НДТ 3.35)	Серная кислота	мг/Нм³		0,5	0,3

Производство драгоценных металлов

Источниками выбросов в атмосферу при производстве драгоценных металлов являются процессы:

сжигания;

операции по предварительной обработке;

плавки (плавильные печи);

выщелачивания и очистки;

жидкостной экстракции;

электролиза;

окончательного этапа восстановления и преобразования.

Основными загрязняющими веществами, выбрасываемыми в атмосферу при производстве драгоценных металлов, являются:

оксиды азота (процессы горения, кислотное озоление);

диоксиды серы (процессы сжигания, плавки и электролиза);

пыль, металлы и их соединения (подготовительные и пирометаллургические операции);

хлор и пары соляной кислоты (процессы электролиза, выщелачивания и дистилляции);

аммиак и хлорид аммония;

ЛОС и ПХДД/Ф (для ПХДД/Ф: процессы сжигания и плавки; для ЛОС: процессы жидкостной экстракции и дистилляции).

На рисунке 1.3 представлена информация по структуре выбросов ЗВ на примере завода по производству драгоценных металлов УКМК.

Рисунок .3. Структура нормативных валовых эмиссий завода по производству драгоценных металлов в атмосферу

Оксиды азота

Основными газообразными соединениями, образующимися при аффинаже драгоценных металлов, являются оксиды азота (NO_x). Их можно дифференцировать на NO и NO₂. Оксиды азота образуются в гидрометаллургических процессах растворения драгоценных металлов в азотной кислоте (серебро, палладий) и царской водке (золото, платина, палладий), в процессе электролитического рафинирования серебра, при упаривании царсководочных растворов, удалении азотной кислоты, переработке маточных растворов.

Диоксид серы и серная кислота

Выбросы диоксида серы для аффинажного производства малохарактерны. Они образуются при сгорании топлива и в том случае, когда электролитическое рафинирование серебра осуществляется в сернокислых электролитах. В то же время они являются типичными при переработке шламов в процессах обжига (особенно) и выщелачивания и могут достигать около 900 мг/м³.

Хлор и соляная кислота

Хлор используют для растворения металлов методом гидрохлорирования, а также при сухом хлорировании при высоких температурах в процессе аффинажа. Эти газы образуются в процессах упаривания и электролиза. При упаривании растворов образуется азеотропная смесь с концентрацией примерно 20 масс.%. Этот факт учитывается на различных переделах. Хлор широко применяется в процессе Миллера.

Аммиак

Аммиак образуется в технологических процессах аффинажа золота, а также на тех переделах, где применяют соли аммония.

Пыль и соединения металлов

Пыль может возникнуть в результате проведения таких операций, как:

смешение компонентов шихты в смесителе для сыпучих материалов до начала плавки;

очистка драгоценных металлов и других металлосодержащих отливок следов шлака до начала отбора проб или плавки;

дробление шлака, отработанных тиглей и огнеупорных материалов в дробилке;

смешение, дробление, просеивание сырья, содержащего драгоценные металлы, в виде порошков;

измельчение (дробление) и хранение промежуточных продуктов, полученных при сушке и прокаливании.

Пыль и металлы принципиально могут выделяться в любых пирометаллургических процессах, таких как сжигание, обжиг, плавка и купелирование, присутствовать в неорганизованных выбросах.

В состав пыли могут входить некоторые металлы и их летучие соединения.

Основной объем пыли общей образуется от плавильных печей и печей для нагрева крышек изложниц, от технологического оборудования, баковой и прочей аппаратуры.

При производстве драгоценных металлов очистке от пыли подвергаются вентиляционные газы закрытого отделения аффинажа золота, серебра, платины и металлов платиновой группы.

1.6.2. Сбросы загрязняющих веществ

Производство меди

Производство цветных металлов с помощью пирометаллургических и гидрометаллургических процессов связано с образованием различных видов сточных вод. Классификация основных источников наиболее существенных стоков представлена на рисунке 1.4.

Рисунок .4. Классификация сбросов сточных вод

Показанные на рисунке 1.4. стоки могут содержать соединения металлов, присутствующие в технологических процессах, и оказывать существенное воздействие на окружающую среду. Даже в незначительных концентрациях некоторые металлы, такие как ртуть или кадмий, очень токсичны. Токсическое воздействие некоторых соединений металлов обусловлено тем, что в определенных химических условиях металлы могут легко поступать в природные водотоки в виде растворимых соединений, быстро и необратимо ассимилируясь в пищевую цепь [47].

Все сточные воды подвергаются очистке с целью удаления растворенных в них металлов и твердых частиц. На ряде установок охлаждающая вода и очищенные сточные воды, в том числе ливневые, повторно используются и перерабатываются в рамках технологических процессов, но стоки разных типов (из разного типа источников) должны обрабатываться по отдельности согласно существующим требованиям.

Поверхностные стоки могут образовываться в результате осадков или увлажнения хранимого материала во избежание образования пыли.

Потенциальными источниками образования взвешенных частиц и соединений металлов являются процессы охлаждения, грануляции и выщелачивания. Обычно соответствующее оборудование либо герметизируется, что предполагает наличие оборотного цикла воды, либо оно является бесконтактным.

Количество сбрасываемой воды также является важным аспектом, поскольку некоторые установки оборудованы системами водооборота.

Масла и другие нефтепродукты могут присутствовать во вторичном сырье, а также вымываться с территории площадок для хранения. Их присутствие учитывается при разработке мероприятий по предупреждению загрязнения воды.

Производство драгоценных металлов

Основными источниками потенциальных сбросов загрязняющих веществ в поверхностные водные объекты при производстве драгоценных металлов являются:

поверхностный водоотвод;

вода, использованная для прямого охлаждения;

вода, использованная для непрямого охлаждения;

вода, использованная в процессе выщелачивания (при отсутствии оборотной системы водоснабжения);

вода, использованная для процесса электролитического выделения;

вода, использованная в система очистки газа.

Основными загрязняющими веществами при производстве драгоценных металлов, содержащимися в стоках, являются металлы и их соединения.

Наилучшим вариантом предотвращения вредного влияния сточных вод на окружающую среду следует считать организацию частичного или полного водооборота и повторное использование сточных вод в производственном цикле.

1.6.3. Отходы производства

Пирометаллургическое производство цветных металлов характеризуется образованием большого количества отходов производства, основными из которых являются шлаки. Так на медеплавильных заводах при производстве тонны меди выделяется 2 – 4 тонн шлаков плавильного, конвертерного и рафинировочного переделов. Комплексное использование техногенных отходов, к которым относятся шлаки, создает предпосылки для экономии природных ресурсов и укрепления минерально-сырьевой базы цветных металлов.

Согласно данным [12] большие объемы медьсодержащих продуктов сосредоточены именно в шлаках: 31 млн тонн отходов Балхашского горнометаллургического комбината (БГМК) содержат 250 тысяч тонн меди. Практическое отсутствие у БГМК собственных сырьевых источников (Коныратский и Саякский рудники на стадии выработки, Шатыркульский рудник осваивается) почти наполовину компенсируется добычей меди флотационным обезмеживанием отвальных шлаков. Однако, несмотря на вовлечение шлаков в технологический цикл, проблема их утилизации остается нерешенной и требует разработки дополнительных технологических мероприятий.

На УКМК шлаки медного производства 100 % перерабатываются на обогатительной фабрике компании для доизвлечения ценного компонента с получением флотационного медного концентрата.

Одним из перспективных направлений переработки шлаков представляется их восстановительная обработка с переводом железа в металлическое состояние, которое может рассматриваться в качестве матрицы, цементирующей медь из кислотных растворов, например, отработанного медного электролита этого же предприятия. Процесс цементации основан на различии в величинах нормальных потенциалов меди и металла-осадителя. Наиболее распространенными осадителями для меди являются железная стружка, железный порошок или железный скрап достаточно дефицитные и дорогие материалы.

Попутное извлечение меди и др. компонентов, присутствующих в шлаке, также позволит повысить комплексность использования сырьевых источников и сделать переработку экономически оправданной.

Аспирационная пыль, уловленная в осадительных камерах и рукавных фильтрах, содержащая ценные для производства компоненты, возвращается в производство в качестве сырья как во внутренний процесс, так и на производство других металлов, таких как, Ge, Ga и As.

Твердые остатки, образующиеся после обработки жидких аспирационных растворов, представлены отходами гипса (CaSO₄) и гидроокиси металлов, которые образуются при нейтрализации сточных вод.

1.6.4. Шум и вибрация

Шум и вибрация являются общераспространенными проблемами, связанными с металлургической отраслью, а их источники встречаются практически во всех стадиях технологического процесса. Производственный шум, излучаемый установкой в окружающую среду, является фактором негативного воздействия, имеющим медицинские, социальные и экономические аспекты.

Самыми значительными источниками шума и вибрации являются транспортировка и обработка сырья и продуктов производства; производственные процессы, связанные с пирометаллургическими операциями и измельчением материалов; использование насосов и вентиляторов; сброс пара; а также срабатывание автоматических систем сигнализации. Шум и вибрация могут быть измерены несколькими способами, но, как правило, они являются специфическими для каждого технологического процесса, при этом необходимо учитывать частоту звука и местоположение населенных пунктов от производственной площадки.

Надлежащее техническое обслуживание способствует предотвращению разбалансировки оборудования, например, вентиляторов и насосов. Соединения между оборудованием могут быть сконструированы специальным образом для предотвращения или минимизации передачи шума. К общим методам снижения шума можно отнести: использование насыпей для экранирования источника шума; использование корпусов из звукопоглощающих конструкций для установок или компонентов, издающих шум; использование антивибрационных опор и соединителей для оборудования; тщательную настройку установок, издающих шум; изменение частоты звука. Максимально допустимый уровень звука на рабочих местах производственных и вспомогательных зданиях составляет 95 дБА [18].

1.6.5. Запах

Источниками запахов в цветной металлургии являются:

металлические пары, органические масла и растворители, сульфиды, образующиеся при охлаждении шлака и очистке сточных вод;

химические реагенты, используемые в гидрометаллургических процессах и при очистке стоков (например, аммиак);

кислые газы.

Появление запахов можно предотвратить за счет правильного проектирования, выбора соответствующих реагентов и правильной обработки материалов.

Общие принципы соблюдения чистоты и надлежащая практика проведения технического обслуживания также играют важную роль в предотвращении и контроле запахов.

Удаление запахов может быть очень сложным и дорогостоящим в случае разбавления материалов с резким запахом.

1.6.6. Снижение воздействия на ОС

Снижение воздействия на окружающую среду является одной из приоритетных задач при планировании, эксплуатации производственной деятельности. Выделяют следующие приоритетные направления деятельности:

управление рисками в области обеспечения экологической безопасности;

ввод в эксплуатацию природоохранных объектов;

экологический мониторинг и производственный экологический контроль;

управление системой предупреждения, локализации аварийных ситуаций и ликвидации их последствий;

развитие программ энергосбережения и повышения энергоэффективности;

развитие программ по утилизации/обезвреживанию отходов производства;

реализация программ модернизации технологических процессов (оборудования);

разработка и внедрение усовершенствованных (новых) технологий для снижения нагрузки на окружающую среду;

обучение и развитие персонала в области экологической безопасности.

Для улучшения показателей в области экологической безопасности рассматриваются:

возможность последовательного перехода от реализации мероприятий по устранению ущерба к оценке потенциальных экологических рисков и внедрению мер по предупреждению негативного воздействия производственной деятельности на окружающую среду;

совершенствование процессов в рамках системы экологического менеджмента.

Одной из основных природоохранных задач предприятий является снижение выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух. Большое разнообразие методов, способов очистки газопылевых смесей и конструкций установок связано с рядом существенных обстоятельств.

Это, во-первых, стремление реализовать наиболее эффективные технологии очистки, рационально сочетающие процессы нейтрализации, улавливания нескольких примесей и рассеивания очищенного газа в атмосфере. Результатом этого явились создание многоступенчатых систем пылегазоочисток и их интегрирование с системами утилизации уловленных компонентов.

Во-вторых, это реализация эколого-экономических требований к обеспечению наилучшего качества окружающей среды. Это значит, что очистка выбросов в атмосферу должна осуществляться с минимальными затратами при минимальном ущербе природным системам.

В соответствии с этим актуальными перспективными направлениями деятельности по снижению негативного воздействия на окружающую среду являются:

1. Совершенствование существующих и внедрение новых технологий производства продукции, при которых обеспечиваются минимальное образование и поступление загрязняющих веществ в атмосферу. Для действующих производств необходимо, во-первых, выполнять требования технологического регламента и не допускать отклонения от него. В случаях возникновения аварийных ситуаций или неблагоприятных метеорологических условий переходить на режимы работы, не допускающие существенного загрязнения окружающей среды. Во-вторых, это реализация технологий подавления выбросов за счет герметизации оборудования, применение методов нейтрализации образующихся в рабочей зоне вредных веществ, использование эффективных средств эвакуации технологических газов. В-третьих, это замена изношенного оборудования и оснащение технологических объектов средствами автоматизированного контроля загрязнений.

2. Совершенствование существующих и внедрение новых технологий очистки пылегазовых выбросов и рассеивания их в атмосфере. Прежде всего, это конструктивное совершенствование оборудования и замена изношенных аппаратов на новые (аналогичные заменяемым, или более эффективные).

Особое значение имеет устройство специализированных установок очистки, обеспечивающих наибольший эффект улавливания и нейтрализации вредных примесей выбросов данного технологического объекта.

1.6.7. Ведение комплексного подхода к защите окружающей среды

Комплексный подход к защите окружающей среды подразумевает под собой систему мер, направленных на выявление источников негативного воздействия производственной деятельности предприятий (выбросы в атмосферу, сбросы в водную среду и образование/размещение отходов) на компоненты окружающей среды, снижение/предотвращение оказываемого ими техногенного воздействия путем их контроля, а также внедрение и применение наилучших доступных технологий с сопоставлением экологической и экономической эффективности предпринимаемых мер.

Для осуществления комплексного подхода предприятия должны уделять особое внимание вопросам охраны окружающей среды, что выражается в:

обязательном учете сырья и вспомогательных материалов, энергии, потребляемых или производимых объектом;

документировании всех источников выбросов, сбросов, образования отходов, имеющихся на объекте, их характера и объема, а также выявлении случаев их негативного воздействия на окружающую среду;

использовании технологических решений и иных методов по очистке от вредных веществ сточных вод и отходящих газов, внедрению наилучших доступных техник по сокращению использования природных ресурсов и снижению объемов выбросов, сбросов и образования отходов на объекте;

разработке эффективных мероприятий по рациональному использованию природных ресурсов и охране окружающей среды;

декларировании экологической политики предприятия;

подготовке и проведении сертификации производства в системе экологического менеджмента;

выполнении производственного экологического контроля и мониторинга компонентов окружающей среды;

получении экологических разрешений от специально уполномоченных государственных органов в области охраны окружающей среды;

осуществлении контроля за выполнением и соблюдением требований экологического законодательства и пр.

Для достижения высоких эколого-экономических результатов необходимо совместить процесс очистки выбросов, сбросов от вредных веществ с процессом утилизации уловленных веществ. "В чистом виде" очистка вредных выбросов малоэффективна, так как с ее помощью далеко не всегда удается полностью прекратить поступление загрязняющих веществ в окружающую среду, т.к. сокращение уровня загрязнения одного компонента окружающей среды может привести к усилению загрязнения другого.

К примеру, установка влажных фильтров при газоочистке позволяет сократить загрязнение воздуха, но ведет к еще большему загрязнению воды, если отходы воды не обрабатываются должным образом. Использование очистных сооружений даже самых эффективных резко сокращает уровень загрязнения окружающей среды, однако не решает этой проблемы полностью, поскольку в процессе функционирования этих установок тоже вырабатываются отходы, хотя и в меньшем объеме, но, как правило, с повышенной концентрацией вредных веществ. Наконец, работа большей части очистных сооружений требует значительных энергетических затрат, что, в свою очередь, тоже небезопасно для окружающей среды.

Таким образом, устранение самих причин загрязнения требует внедрения малоотходных, а в перспективе и безотходных технологий производства, которые позволяли бы комплексно использовать исходное сырье и утилизировать максимум вредных для окружающей среды веществ.

2. Методология определения наилучших доступных техник

Процедура определения наилучших доступных техник для области применения настоящего справочника по НДТ организована НАО "Международный центр зеленых технологий и инвестиционных проектов" в лице бюро НДТ (далее – центр) и технической рабочей группой по вопросам разработки справочника по НДТ "Производство меди и драгоценного металла – золота" в соответствии с положениями постановления Правительства Республики Казахстан от 28 октября 2021 года № 775 "Об утверждении Правил разработки, применения, мониторинга и пересмотра справочников по наилучшим доступным техникам".

В рамках данной процедуры учтены международная практика и подходы к определению НДТ, в том числе основанные на справочном документе Европейского союза по НДТ "Справочный документ по НДТ для производства цветных металлов" (Best Available Techniques (BAT) Reference Document for the Non-Ferrous Metals Industries), справочном документе Европейского Союза по экономическим аспектам и вопросам воздействия на различные компоненты окружающей среды "EU Reference Document on Economics and Cross-Media Effects", а также руководстве по определению НДТ и установлению уровней экологической эффективности для выполнения условий получения экологических разрешений на основе НДТ "Best Available Techniques for Preventing and Controlling Industrial Pollution, Activity 4: Guidance Document on Determining BAT, BAT-associated Environmental Performance Levels and BAT-based Permit Conditions".

2.1. Детерминация, принципы подбора НДТ

Определение наилучших доступных техник основываются на принципах и критериях в соответствии с требованиями Экологического кодекса, а также на соблюдении последовательности действий технических рабочих групп:

1. Определение ключевых экологических проблем для отрасли с учетом маркерных загрязняющих веществ эмиссий.

Для каждого технологического процесса производства меди и драгоценных металлов определен перечень маркерных веществ (более детальная информация приведена в разделе 6.1. настоящего справочника по НДТ).

Метод определения перечня маркерных веществ основывался преимущественно на изучении проектной, технологической документации и сведений, полученных в ходе проведенного комплексного технологического аудита (КТА) предприятий по области применения настоящего справочника по НДТ.

Из перечня загрязняющих веществ, присутствующих в эмиссиях основных источников загрязнения, для каждого технологического процесса в отдельности был определен перечень маркерных веществ при условии их соответствия следующим характеристикам:

вещество характерно для рассматриваемого технологического процесса (вещества, обоснованные в проектной и технологической документации);

вещество оказывает значительное воздействие на окружающую среду и (или) здоровье населения, в том числе обладающее высокой токсичностью, доказанными канцерогенными, мутагенными, тератогенными свойствами, кумулятивным эффектом, а также вещества, относящиеся к стойким органическим загрязняющим веществам;

2. Определение и описание техник-кандидатов, направленных на комплексное решение экологических проблем отрасли.

При формировании перечня техник-кандидатов рассматривались технологии, способы, методы, процессы, практики, подходы и решения, которые направлены на комплексное решение экологических проблем области применения настоящего справочника по НДТ, из числа имеющихся в Республике Казахстан (выявленных в результате КТА) и в международных документах в области НДТ, в результате чего был определен перечень из (количество) техник-кандидатов, представленный в разделе 5.

Для каждой техники-кандидата приведены технологическое описание и соображения касательно технической применимости техник-кандидатов; экологические показатели и потенциальные выгоды от внедрения техники-кандидата; экономические показатели, потенциальные кросс-медиа (межсредовые) эффекты и необходимые условия;

3. Анализ и сравнение техник-кандидатов в соответствии с показателями технической применимости, экологической результативности и экономической эффективности.

В отношении рассматриваемых в качестве НДТ техник-кандидатов была проведена оценка в следующей последовательности:

1. Оценка техники-кандидата по параметрам технологической применимости.

2. Оценка техники-кандидата по параметрам экологической результативности.

Был проведен анализ экологического эффекта от внедрения техник-кандидатов, выраженный в количественном значении (единица измерения или % сокращения/увеличения), в отношении следующих показателей:

атмосферный воздух: предотвращение и (или) сокращение выбросов;

водопотребление: сокращение общего водопотребления;

сточные воды: предотвращение и (или) сокращение сбросов;

почва, недра, подземные воды: предотвращение и (или) сокращение влияния на компоненты природной среды;

отходы: предотвращение и (или) сокращение образования/накопления производственных отходов и/или их вторичное использование, восстановление отходов и энергетическая утилизация отходов;

потребление сырья: сокращение уровня потребления, замещение альтернативными материалами и (или) отходами производства и потребления;

энергопотребление: сокращение уровня потребления энергетических и топливных ресурсов; использование альтернативных источников энергии; возможность регенерации и рециклинга веществ и рекуперации тепла; сокращение потребления электро- и теплоэнергии на собственные нужды;

шум, вибрация, электромагнитные и тепловые воздействия: снижение уровня физического воздействия.

Также учитывались отсутствие или наличие кросс-медиа эффектов.

Соответствие или несоответствие техники-кандидата каждому из вышеперечисленных показателей основывалось на сведениях, полученных в ходе КТА.

3. Оценка техники-кандидата по параметрам экономической эффективности.

Оценка экономической эффективности техники-кандидата не является обязательной, однако по решению большинства членов ТРГ экономическая оценка НДТ проводилась членами ТРГ - представителями промышленных предприятий в отношении некоторых техник, имеющих внедрение и эксплуатируемых на хорошо функционирующих промышленных установках/заводах.

Факт промышленного внедрения устанавливался в результате анализа сведений, выявленных в результате КТА.

4. Определение технологических показателей, связанных с применением НДТ.

Определение уровней эмиссий и иных технологических показателей, связанных с применением НДТ, в большинстве случаев использовано в отношении техник, обеспечивающих снижение негативного антропогенного воздействия и контроль загрязнения на конечной стадии производственного процесса.

Так, технологические показатели, связанные с применением НДТ, определялись в том числе и с учетом уровней национальных показателей, что подтверждено отчетами проведенных КТА.

2.2. Критерии отнесения техник к НДТ

В соответствии с п. 3 ст. 113 Экологического кодекса наилучшие доступные техники определяются на основании сочетания следующих критериев:

1) использование малоотходной технологии;

2) использование менее опасных веществ;

3) способствование восстановлению и рециклингу веществ, образующихся и используемых в технологическом процессе, а также отходов, насколько это применимо;

4) сопоставимость процессов, устройств и операционных методов, успешно испытанных на промышленном уровне;

5) технологические прорывы и изменения в научных знаниях;

6) природа, влияние и объемы соответствующих эмиссий в окружающую среду;

7) даты ввода в эксплуатацию для новых и действующих объектов;

8) продолжительность сроков, необходимых для внедрения наилучшей доступной техники;

9) уровень потребления и свойства сырья и ресурсов (включая воду), используемых в процессах, и энергоэффективность;

10) необходимость предотвращения или сокращения до минимума общего уровня негативного воздействия эмиссий на окружающую среду и рисков для окружающей среды;

11) необходимость предотвращения аварий и сведения до минимума негативных последствий для окружающей среды;

12) информация, опубликованная международными организациями;

13) промышленное внедрение на двух и более объектах в Республике Казахстан или за ее пределами.

2.3. Экономические аспекты применения НДТ

В соответствии с общепринятыми в мировой практике подходами к определению НДТ экономическая эффективность природоохранных мероприятий может быть оценена с использованием различных методик: по чистой приведенной стоимости; по отношению затрат к ряду ключевых показателей компании: оборот, операционная прибыль, добавленная стоимость; по влиянию на себестоимость продукции; как соотношение годовых затрат к экологическому результату и др. Каждая из методик отражает результат реализации мероприятий по охране окружающей среды на какой-либо из аспектов финансово-экономической деятельности предприятия и может служить дополнительным источником принятия решения по НДТ.

Для настоящего справочника по НДТ основными способами проведения оценки экономической эффективности определены анализ расходования денежных средств предприятия на внедрение НДТ и достигаемый экологический результат от еЕ внедрения в виде снижения содержания загрязняющих веществ. Соотношение этих величин определяет эффективность вложенных средств на единицу массы/объема сокращаемого загрязняющего вещества в годовом исчислении.

Экономическая эффективность (затраты) =	Годовые затраты
	Общее годовое сокращение выбросов/сбросов

Сравнение результатов расчетов по различным НДТ показывает, какая из них позволяет затратить меньше средств на одинаковое снижение загрязняющих веществ, то есть какая из НДТ экономически более эффективна.

В условиях, когда процесс внедрения технологий по снижению содержания загрязняющих веществ, особенно на крупных промышленных предприятиях, часто является составной частью общего процесса модернизации или проведения комплексных мероприятий по повышению эффективности производства, принимается, что объективными данными для определения общих инвестиций на НДТ, включая капитальные вложения и затраты на техническое обслуживание, являются данные о затратах на природоохранное мероприятие "на конце трубы". То есть – затраты предприятия, направленные исключительно на сокращение и/или предотвращение эмиссии загрязняющих веществ в окружающую среду.

В таких условиях в расчетах "на конце трубы" в общую сумму затрат включается только стоимость основной технологии, установки, оборудования и других компонентов субъекта НДТ, стоимость дополнительных и вспомогательных до/после очистных технологий, установок, оборудования и сооружений, а также стоимость необходимых расходных материалов, сырья и реагентов, являющихся неотъемлемой частью НДТ, и без которых применение НДТ невозможно технологически. Расчет затрат "на конце трубы" позволяет исключить фактор неопределенности и рассчитать объем затрат предприятия на альтернативные НДТ по сопоставимым показателям.

Следует понимать, что проведение оценки экономической эффективности техники-кандидата рекомендуется только в случае существенных разногласий по вопросу отнесения предлагаемой для внедрения техники/установки/оборудования к НДТ. Тогда детальный анализ экономической эффективности будет рассматриваться как решающая часть оценки. Кроме того, НДТ также может быть признана экономически приемлемой, если есть однозначные свидетельства/примеры результатов еЕ успешной промышленной эксплуатации. Примеры расчета экономической эффективности представлены в приложении к справочнику по наилучшим доступным техникам "Производство меди и драгоценного металла – золота".

3. Применяемые процессы: технологические, технические решения, используемые в настоящее время

Настоящий раздел справочника по НДТ содержит описание основных технологических процессов и методов, а также их комбинаций, применяемых при производстве меди и драгоценных металлов.

3.1. Процессы производства меди

3.1.1. Предварительная обработка, подготовка и транспортировка сырья

Руды, концентраты и вторичное сырье нередко поступают на производство в такой форме, в которой они не могут быть использованы непосредственно в основном процессе. Из соображений контроля качества и безопасности могут быть необходимы их сушка/размораживание, радиационный и пироконтроль. Размер фракций материала бывает необходимо увеличить или уменьшить, чтобы интенсифицировать химические процессы или снизить окисление. Для обеспечения металлургических процессов могут добавляться специальные добавки, такие как уголь, кокс, флюсы и (или) другие шлакообразующие материалы. Флюсы добавляют, чтобы оптимизировать процесс извлечения основного металла и отделить примеси. Для того чтобы избежать проблем с очисткой выбросов и для повышения скорости плавки может потребоваться удаление защитных покрытий.

Методы размораживания, сушки, дробления, измельчения, грохочения, приготовление шихты, брикетирования, гранулирования, окатывания, снятие покрытий и обезжиривание входят в предварительную обработку и подготовку исходного сырья.

3.1.1.1. Размораживание

Размораживание выполняется с целью последующей обработки смерзшихся материалов. Его приходится проводить, например, когда руды, концентраты или твердое ископаемое топливо (прежде всего уголь) выгружаются из железнодорожных составов в зимний период.

3.1.1.2. Сушка

Процессы сушки используются для обеспечения качества исходных материалов, соответствующего требуемым характеристикам основных технологических процессов. При выборе способов сушки необходимо учитывать экономические аспекты, доступность, надежность и особенности источников энергии, используемых при различных методах сушки, например, вращающихся сушилок, паровых и других установок непрямой сушки.

Наличие избыточного количества влаги в шихте может быть нежелательным по нескольким причинам:

резкое (взрывное) образование больших объемов пара в горячей печи может привести к аварии;

вода может провоцировать переменную потребность в тепловой энергии, что нарушает управляемость процесса и может тормозить автотермический процесс;

раздельная сушка при низких температурах уменьшает потребности в энергии, что связано с сокращением потребления энергии, необходимой для перегрева пара в плавильной печи, который существенно увеличивает объемы и создает проблемы с эвакуацией газов из печи и дальнейшей их утилизацией;

может возникать химическая коррозия установки и трубопроводов;

водяной пар при высоких температурах может реагировать с углеродом с образованием H₂и CO или угольной кислоты;

большие объемы пара могут вызвать неорганизованные выбросы, поскольку объемы технологических газов могут оказаться слишком велики и превысить мощности системы газоулавливания и газоочистки.

Сушка обычно осуществляется за счет прямого нагрева материала от сгорания топлива либо за счет косвенного нагрева с помощью теплообменных аппаратов, в которых циркулируют горячий пар, газ или воздух. Тепло, выделяемое пирометаллургическими процессами, например, в анодных печах, также часто используется для этой цели, равно как и содержащие CO отходящие газы, которые могут сжигаться с целью сушки сырья. Используются вращающиеся печи и сушилки с псевдосжиженным слоем. Высушенный материал, как правило, очень сильно пылит, поэтому для улавливания и очистки газов с высоким содержанием пыли применяются специальные системы. Собираемая пыль возвращается в технологический процесс. Высушенные руды и концентраты также могут быть пирофорными, что учитывается при проектировании системы улавливания и очистки выбросов. Отходящие газы сушильной установки могут содержать SO₂, поэтому возникает необходимость в их очистке от соединений серы.

3.1.1.3. Дробление, измельчение и грохочение

Дробление, измельчение и грохочение применяются для уменьшения размера частиц продуктов или сырья с целью их дальнейшей переработки. Используются различные виды дробильных установок, такие как валковые, щековые, молотковые дробилки и мельницы с различным типом мелющих тел. Влажные или сухие материалы измельчают и при необходимости смешивают. Выбор того или иного оборудования определяется свойствами обрабатываемых исходных материалов. Главным потенциальным источником выбросов пыли является сухое дробление, поэтому здесь всегда используются системы пылеулавливания, собранная пыль из которых обычно возвращается в технологический процесс. Измельчение влажных материалов практикуется в тех случаях, когда образование пыли может вызвать серьезные проблемы и за измельчением непосредственно следует стадия мокрой обработки.

Гранулирование используется, в частности, для отходов производства и формирования мелких частиц шлака, которые могут применяться при пескоструйной обработке, противоскользящей подсыпке автодорог в зимний период времени. Расплавленный шлак подается в ванну с водой или пропускается через поток воды. Гранулирование также используется при производстве металлических продуктов. В процессе грануляции могут образовываться мелкодисперсные пыли и аэрозоли, выбросы которых необходимо собирать и возвращать в технологический цикл.

Вторичным источником целого ряда цветных металлов являются отработанные электронные устройства, которые измельчаются для отделения пластика и других материалов от металлических компонентов, таким образом, появляется еще и этап разделки.

Для процесса разделки применяются различные типы фрез. Мостики перемалываются фрезой в пыль, которая удаляется интегрированным пылесосом. Технология обладает рядом существенных преимуществ: высокая скорость обработки, высокая точность, минимальные усилия, действующие на электронные устройства, возможность обработки любых нелинейных контуров плат, отличное качество обработанных кромок.

3.1.1.4. Приготовление шихты

Приготовление шихты предусматривает собственно смешивание руд или концентратов различного качества и введение в состав образующихся смесей флюсов или восстанавливающих агентов в определенных пропорциях с целью получения стабильного заданного состава смеси (шихты) для переработки в основном технологическом процессе. Приготовление шихты может осуществляться на собственных смесительных установках на стадии измельчения или во время транспортировки, хранения и сушки. Точность требуемого состава смеси достигается с помощью установок для усреднения шихты, систем дозирования, конвейерных весов или с учетом объемных параметров погрузочной техники. Приготовление шихтовой смеси может быть связано с образованием значительных объемов пыли, поэтому используются системы, обеспечивающие высокую степень улавливания, фильтрации и возврата пыли. Собранная пыль, как правило, возвращается в технологический процесс. С целью уменьшения пылеобразования иногда применяется приготовление влажных шихт. Для этой цели также могут также использоваться покрывающие и связывающие агенты. В зависимости от характера технологического процесса перед дальнейшей обработкой, например, перед спеканием могут потребоваться брикетирование/гранулирование.

Склады для хранения медных концентратов и других материалов, поступающих на завод, могут быть открытыми или закрытыми. Потери материалов в закрытых складах минимальны, поэтому затраты на их сооружение окупаются быстро.

Обычно на медных заводах для хранения концентратов широко применяют одноэтажные прямоугольные склады с шириной 24 – 30 м и центральной железнодорожной разгрузочной эстакадой. Склад разделен на отсеки длиной 18 м. Каждый отсек предназначен для хранения определенного материала и имеет емкость 950 – 1300 м³. Обогреваемое днище в отсеках позволяет отогревать смерзшиеся концентраты.

Склады оборудованы также устройствами для оттаивания концентрата в контейнерах и мойки опорожненных контейнеров и местами для укладки порожней тары, подготовленной к отправке.

Операции по разгрузке контейнеров с концентратами, переноске их и погрузке порожней тары на железнодорожные платформы выполняют с помощью мостового крана. Концентраты складывают в штабеля и выдают со склада грейферными кранами. Кран подает концентрат в небольшой приемный бункер, из которого с помощью ленточного питателя концентрат попадает на наклонный ленточный транспортер и направляется на приготовление шихты. Емкость складских помещений должна быть такой, чтобы в них хранился запас сырья и других материалов на 10 – 30 суток работы завода. Это дает возможность медному заводу работать на усредненном сырье.

3.1.1.5. Брикетирование, гранулирование, окатывание и другие методы компактирования

Для обработки мелкодисперсных концентратов, пыли и других вторичных материалов используются различные методы компактирования и укрупнения, включающие прессование проволоки или мелкоразмерного лома, изготовление брикетов, окатывание, гранулирование (как упоминалось выше).

После добавления связующих или воды смесь подают в пресс для получения прямоугольных брикетов или во вращающийся барабан, диск или смесительную установку для получения гранул (окатышей). Связующий материал должен иметь такие свойства, чтобы брикеты, с одной стороны, обладали достаточной устойчивостью и не разрушались при подаче в печь, а с другой – легко обрабатывались (имели хорошую газопроницаемость). Используются различные типы связующих, например, лигносульфонат (побочный продукт целлюлозно-бумажной промышленности), меласса и известь, силикат натрия, сульфат алюминия или цемент. Для повышения прочности брикетов/гранул могут также добавляться различные смолы. Грубые фракции отфильтрованной пыли с фильтров печей и фильтров, используемых на стадии дробления и грохочения, перед брикетированием могут смешиваться с другими материалами.

Также для уменьшения пыления на последующих стадиях технологического процесса могут использоваться пылеподавляющие, покрывающие и связывающие агенты.

Грануляция представляет собой технологический процесс укрупнения мелких зерен увлажненных материалов путем окатывания их в барабанах или чашевых грануляторах до крупности 1 – 6 мм, иногда до 20 – 30 мм. При грануляции или брикетировании используются различные типы связующих, например, лигносульфонат (побочный продукт целлюлозно-бумажной промышленности), меласса и известь, силикат натрия, сульфат алюминия или цемент. Для повышения прочности брикетов/гранул могут также добавляться различные смолы. Грубые фракции отфильтрованной пыли с фильтров печей и фильтров, используемых на стадии дробления и грохочения, перед брикетированием могут смешиваться с другими материалами.

Цели пакетирования – уплотнить легковесные некомпактные лом и отходы и получить пакеты определенной массы, размеров и плотности. Плотный материал удобно загружать в металлургические агрегаты, его плавка сопровождается меньшими потерями металлов от окисления, снижаются расходы на транспортировку сырья. Пакетированию подвергают разделанный на куски крупногабаритный лом, радиаторы, обрезь, отходы прутков, труб, кабельный лом, обмотки статоров, высечку, выштамповку, бытовой лом и др. Плотность получаемых пакетов определяется величиной прессового усилия и толщиной прессуемого материала.

В зависимости от усилия прессования гидравлические пакет-прессы делятся на прессы малой мощности с усилием прессования до 2500 кН (Б-132, Б-1330, ПГ-150), прессы средней мощности – 2500 – 5000 кН (Б-1334, ПГ-400, СРА-400) и прессы большой мощности – более 5000 кН (СРА-1000, СРА-1250).

3.1.1.6. Снятие покрытий и обезжиривание

Операции по снятию покрытий и обезжириванию обычно выполняются применительно к вторичному сырью для снижения содержания органических веществ в материалах, обрабатываемых в рамках некоторых основных процессов. При этом используются процессы промывки и пиролиза. Извлечь масла и снизить нагрузку на термические системы можно с помощью центрифугирования. Существенные изменения в содержании органических веществ могут приводить в некоторых печах к неэффективности процесса горения и образованию больших объемов печных газов, содержащих остаточные органические соединения. Наличие покрытий может также значительно уменьшить скорость плавки [16]. Эти факторы могут вызвать значительные выбросы дыма, ПХДД/Ф и металлической пыли, если системы газоулавливания и сжигания недостаточно надежны. Могут возникать искры или горящие частицы, что может причинить значительный ущерб газоочистному оборудованию. Удаление покрытий из загрязненного металлолома внутри общей печи во многих случаях менее эффективно, чем удаление покрытий из измельченного материала в отдельной печи, поскольку в первом случае образуется большего шлака [17], однако некоторые печи специально предназначены для переработки органических примесей.

Удаление масла и некоторых покрытий осуществляется в специальных печах, например, сушилках для стружки. В большинстве случаев для испарения масел и воды используется вращающаяся печь, работающая при низкой температуре. Применяется как прямой, так и косвенный нагрев материала. Для разрушения органических продуктов, образующихся в печи, используется дожигательная камера, работающая при высокой температуре (более 850 °C), а отходящие газы, как правило, подаются на рукавный фильтр.

Для удаления изоляции с проводов и покрытий с других материалов также часто применяется механическая зачистка. В некоторых случаях применяются криогенные методы, облегчающие удаление покрытий за счет придания им хрупкости. Также может использоваться промывка с помощью растворителей (иногда хлорированных) или моющих средств. Наиболее распространенными являются системы испарения растворителей со встроенными конденсаторами. Эти процессы также применяются для обезжиривания производимой продукции. В этих случаях для предотвращения загрязнения воды используются системы водоочистки.

3.1.1.7. Методы сепарации

Эти процессы применяются для удаления примесей из сырья перед его использованием. Методы сепарации чаще всего применяются для обработки вторичного сырья, а наиболее распространенным является метод магнитной сепарации, позволяющий удалять железные предметы.

Цель этой операции – выделить из лома и отходов ферромагнитные предметы и детали с большим количеством железных приделок.

Существует множество типов электромагнитных сепараторов для обработки лома и отходов цветных металлов, различающихся конструктивными особенностями и назначением. При выборе типа электромагнитного сепаратора учитывают крупность материала, необходимую степень извлечения железа, производительность. Полнота отделения ферромагнитных включений определяется крупностью кусков сырья, толщиной слоя и насыпной массой сырья, засоренностью, напряженностью магнитного поля и скоростью перемещения в нем сепарируемого материала.

Наиболее часто при обработке лома и отходов цветных металлов применяют электромагнитные подвесные железоотделители типа ЭПР, электромагнитные шкивы типа ШЭ, электромагнитные сепараторы. Подвесные железоотделители устанавливают над ленточными конвейерами. Электромагнитные шкивы одновременно выполняют функцию приводного барабана сортировочного конвейера и расположены в зоне разгрузки материала. Подвесной сепаратор устанавливают вдоль или поперек оси конвейера. Железосодержащие предметы притягиваются электромагнитом к ленте и выносятся в сторону для разгрузки. Выделение из сырья магнитной фракции идет непрерывно. Разгрузка ленты сепаратора может быть непрерывной или проводится по мере накопления на ней магнитного материала. Ферромагнитные детали размером до 5 мм и массой менее 0,08 кг подвесными сепараторами не извлекаются. Другие методы сепарации предусматривают использование цветовых, ультрафиолетовых, инфракрасных, рентгеновских, лазерных и других систем обнаружения в сочетании с механическими или пневматическими сортировщиками.

3.1.1.8. Системы транспортировки и загрузки

Эти системы используются для передачи сырья, полупродуктов и готовой продукции между стадиями обработки. Применяются методы, подобные тем, которые используются для сырья, и для них характерны те же проблемы, связанные с образованием, улавливанием и извлечением выбросов пыли. В основном применяются механические системы, но также большое распространение получили пневматические системы транспортировки, где в качестве носителя применяется воздух, и которые способны наряду с транспортировкой выровнять различия в составе шихты.

Предварительно подготовленные материалы могут быть еще суше, чем сырье, и поэтому для предотвращения выбросов пыли применяются более качественные методы сбора и очистки. Конвейеры для транспортировки пылящих материалов, как правило, закрыты, и в этих случаях в чувствительных зонах, таких как точки перегрузки одного конвейера на другой, устанавливаются эффективные системы улавливания и очистки выбросов. В качестве альтернативы используют распыление воды. Для предотвращения разноса материала при обратном ходе ленты на конвейерах устанавливаются нижние очищающие скребки. Для транспортировки сыпучих материалов часто используются пневматические системы.

Некоторые материалы поступают в бочках, мешках (биг-бегах, МКР) или в другой упаковке. Если материал пылит, то его выгрузка из упаковки должна осуществляться с использованием пылеулавливающих систем, например, герметичных устройств с аспирацией, при орошении водой или в закрытых помещениях. В некоторых случаях целесообразно смешивание этих материалов с водой или увлажненным сырьем, при условии, что исключены нежелательные химические реакции. В противном случае предпочтительна их раздельная обработка в закрытых системах.

3.1.2. Производство первичной меди

Существует несколько процессов/комбинаций процессов для производства и плавки меди и медных сплавов.

Первичную медь (из рудного первичного сырья) можно получать с помощью пирометаллургических и гидрометаллургических процессов. В настоящее время основным сырьем (свыше 85 % исходного сырья) для пирометаллургического процесса получения первичной меди являются медные и коллективные сульфидные концентраты (содержание Cu – от 15 % до 45 %). В меньшей степени используются оксидные/сульфидные полиметаллические руды и еще реже – битуминозные руды. Сульфидные концентраты состоят из сложных медно-железных сульфидов, которые получают путем флотации из руд с содержанием меди от 0,2 % до 3 %. Дополнительно при производстве первичной меди используют флюсы (кварциты, известь, песок и т. д.), добавки/реагенты (железо, углерод и т. д.) и вторичное сырье (медный лом, дроссы, известковый шлам, отработанные абразивные материалы, шлак, пыль и т. д.) [19].

3.1.2.1. Пирометаллургический способ

Пирометаллургический способ включает ряд этапов в зависимости от типа перерабатываемого концентрата. Большая часть концентратов сульфидные, и этапы их переработки включают обжиг, плавку, конвертирование, рафинирование и электролитическое рафинирование [20].

3.1.2.1.1. Обжиг медных концентратов

Обжиг в металлургии меди используют при переработке высокосернистых бедных по меди концентратов и руд. Цель обжига состоит в удалении части серы и окислении некоторого количества железа для перевода их оксидов в шлак при последующей плавке. В шихту, как правило, вводят флюсующие добавки (кварц, известняк) для получения шлака выбранного состава. При обжиге решаются и другие задачи: получение газов, пригодных для получения серной кислоты, усреднение, разогрев шихты.

Основным способом обжига медных концентратов является обжиг в кипящем слое (КС). Сущность обжига в КС состоит в продувке слоя шихты восходящим потоком воздуха или обогащенного кислородом дутья со скоростью, обеспечивающей "кипение" материала. Обжиг в КС – высокопроизводительный процесс, конструкция обжиговых печей проста, процесс легко механизируется и автоматизируется. Отходящие газы содержат 12 – 14 % SO₂, их используют для получения серной кислоты.

3.1.2.1.2. Плавка концентрата на штейн

Перед плавкой концентратов в печах взвешенной плавки с целью снижения содержания в них влаги с 7 – 8 % их сушат (примерно 0,2 %). Для плавки в шахтных печах концентрат высушивается до 3,5 – 4 % и брикетируется.

Для сушки медных концентратов используется два типа сушилок:

роторные сушилки, обогреваемые горячими отходящими газами, которые образуются при сгорании топлива;

паровые сушилки со змеевиком.

Роторная сушилка представляет собой вращающийся барабан. Горячий газ, получаемый при сжигании топлива, контактирует с влажным концентратом, и содержащаяся в концентрате вода переходит в газ.

Паровые сушилки нагреваются паровыми змеевиками. Производительность зависит от давления пара; за счет увеличения давления до 18 – 20 бар производительность может возрастать. Для поглощения влаги из концентрата через него продувается небольшое количество воздуха.

Обычно обжиг и плавку проводят одновременно в одной печи при высоких температурах для получения расплава, который можно разделить на штейн (сплав сульфидов металлов) и шлак, состоящий из оксидов. Флюсы, содержащие оксиды кремния и кальция, обычно добавляют в шихту для образования шлака. Отходящие газы поступают на переработку, где служат сырьем для производства серной кислоты, реже – жидкого SO₂или элементарной серы. Этап плавки служит для отделения сульфида меди от других твердых примесей, присутствующих в руде, путем образования силикатов, в частности, силикатов железа. Это возможно из-за более высокого сродства меди к сере по сравнению с другими металлическими примесями.

При переработке медного концентрата с низким содержанием серы и высоким содержанием органического углерода отходящие газы с высоким энергетическим потенциалом могут быть использованы в качестве дополнительного источника при производстве электроэнергии.

Существует два базовых процесса плавки: плавка в жидкой ванне и плавка в газовой среде (взвешенная плавка). В этих процессах применяют обогащение дутья кислородом для получения автогенного или почти автогенного режима. Использование кислорода также повышает концентрацию диоксида серы, что позволяет эффективнее утилизировать отходящие газы в установках, использующих серу (обычно для производства серной кислоты или жидкого диоксида серы).

3.1.2.1.3. Конвертирование

Для переработки первичного сырья применяются процессы конвертирования медного штейна. Процесс конвертирования медного штейна – это процесс периодического действия (циклический). Периодический процесс конвертирования штейна реализуется в два этапа. Чаще всего процесс проводят в цилиндрической бочкообразной печи-конвертере (Пирса – Смита) с добавлением кварцевого флюса. На первом этапе происходит окисление железа и части серы с образованием шлака и газообразного диоксида серы; шлак периодически сливается и подвергается дальнейшей переработке с целью извлечения меди. Традиционно продувка на первом этапе осуществляется в несколько стадий с постепенным добавлением штейна. На втором этапе, т. е. при продувке меди, сульфид меди окисляется до черновой меди (содержание меди – 96,0 – 99,2 %) и дополнительно образуется диоксид серы. В конце продувки черновую медь сливают. Управление процессом направлено на контроль уровня остаточной серы и кислорода в черновой меди. Диоксид серы поступает на переработку.

Реакция первого периода протекает с большим выделением тепла, а также летучих металлических примесей, таких как свинец и цинк, которые затем улавливаются в очистных установках в виде возгонов и пыли и направляются для последующей переработки. Выделяемое тепло может также использоваться для плавки анодного скрапа и другого медного лома без дополнительного первичного тепла. Концентрация диоксида серы зависит от типа печи, содержания кислорода в дутье и стадии конвертирования.

Конвертер Пирса – Смита относится к агрегатам периодического действия. Они представляют собой цилиндрические печи с расположенными по боковой поверхности фурмами для подачи воздуха/кислорода. Для периодического конвертирования первичного медного сырья в черновую медь на некоторых предприятиях применяются поворотные конвертеры с верхним дутьем (Top- blown rotary converter- далее TBRC).

3.1.2.1.4.Огневое рафинирование в анодной печи

Следующим этапом очистки меди от примесей, которой подвергается черновая медь, полученная на этапе конвертирования, является огневое рафинирование. Процесс рафинирования предусматривает два этапа:

окислительный за счет подачи воздуха;

восстановительный за счет восстановителя (например, углеводородов) для снижения содержания оксидов меди и более полного ее извлечения.

При пирометаллургическом (огневом) рафинировании металлов решаются две задачи:

1) частичное или полное удаление примесей;

2) получение однородных по структуре плоских отливок (с минимальной газонасыщенностью), имеющих постоянную массу, толщину и форму, удобную для погрузочно-разгрузочных операций и соответствующих требованиям эффективного электролитического рафинирования.

Существует несколько разновидностей рафинирования в зависимости от свойств основного металла и сопутствующих примесей.

Данный метод представляет собой селективное окисление примесей кислородсодержащим реагентом и их ошлакование. Избыток кислорода удаляется путем проведения операции восстановления.

Физико-химической основой процесса являются:

меньшее сродство к кислороду у рафинируемого металла по сравнению с удаляемыми примесями;

ограниченная растворимость оксидов элементов-примесей в объеме расплава металла и меньшая их удельная плотность, чем у рафинируемого металла;

более быстрая и полная восстановимость оксидов основного металла до элементного состояния.

В качестве окислителя используют газообразные (чаще всего воздух или смесь водяного пара и воздуха) и твердые (окалина, оксиды рафинируемого металла) вещества.

При огневом рафинировании сначала через расплавленный металл продувают воздух для окисления примесей и окончательного удаления серы (стадия окисления). На этой стадии образуется небольшое количество шлака, который необходимо удалить перед началом следующей стадии. На следующей стадии (восстановление или дразнение/полинг) добавляют восстановитель, например, природный газ, сырую древесину, для частичного удаления кислорода, растворенного в жидкой меди и восстановления ее окислов. В качестве восстановителя может также использоваться аммиак, но это приводит к повышению уровня NO_x. В странах ЕС при первичной и в некоторых случаях вторичной плавке применяют цилиндрические поворотные печи (анодные печи). Эти печи похожи на конвертер Пирса – Смита и имеют фурмы для подачи газа. В них загружают расплавленную медь, медный лом и отработанные медные аноды. В некоторых процессах используют отражательные печи с погружными фурмами для подачи воздуха, в которые загружают твердую или расплавленную медь (конвертерную медь или медный лом). Некоторые отражательные печи являются наклоняющимися (Maerz) и оснащены фурмами. Горячий газ от анодных печей часто используют для сушки, получения пара и других целей. Расплав меди иногда перемешивают путем вдувания азота через пористые пробки в печи. Это повышает однородность металла и эффективность плавки [21].

3.1.2.1.5. Электролитическое рафинирование

Аноды и катоды помещают в электролизные ванны, располагая электроды в ваннах вертикально, параллельно друг другу. Все аноды соединяются с положительным, а катоды - с отрицательным полюсом источника постоянного тока. При включении ванн в сеть постоянного тока происходят электрохимическое растворение меди из анода в электролит, перенос катионов через электролит и осаждение ее на катоде. Примеси при этом в основном распределяются между шламом (твердым осадком на дне ванн) и электролитом.

При электрическом рафинировании выделяются другие металлы, содержащиеся в анодах; менее благородные металлы, такие как никель, растворяются в электролите, а более благородные металлы, такие как драгоценные металлы, селен и теллур, образуют анодные шламы, которые осаждаются в электролизерах. Анодные шламы периодически удаляются из камер и извлекаются ценные металлы (см. раздел 3.2, драгоценные металлы).

Концентрация других растворенных металлов будет возрастать в электролите, так как они не осаждаются на катоде. Для удаления примесей, растворенных во время электрического рафинирования, часть электролита выводится из системы на очистку. В типичных процессах очистки электролита используется электролиз меди, или на некоторых заводах медь выделяется в виде сульфата меди. Выпаривание, кристаллизация и дальнейшая очистка извлекают никель в виде сульфата никеля. Следующие методы используются для обработки и извлечения мышьяка: экстракция растворителем; осаждение во время окончательного электролиза меди; осадка из черной кислоты. В некоторых случаях производятся продувка арсената меди и рециркуляция в сырье для плавильной печи.

Удаление примесей в процессе электрорафинирования анодной меди направлено на производство катодной меди.

Следует отметить, что уровень содержания примесей в аноде влияет на качество катода; содержание примесей в аноде в свою очередь зависит от химического состава концентрата или вторичного сырья и технологии, по которой получена черновая и анодная медь.

Современная тенденция заключается в увеличении размера ванн, установке большего числа электродов и использовании катодной основы из нержавеющей стали. Рост эффективности заметен, когда эти факторы сочетаются с высоким уровнем контроля качества анодов. Контроль качества необходим для обеспечения заданной геометрии, хорошего электрического контакта и требуемой чистоты анода. Применение безосновной технологии сокращает затраты электролиза меди (отсутствует матричный передел для получения стартерных катодных основ из электролитической меди), обеспечивает стабильно высокий коэффициент использования тока (97 % и выше). Для современных цехов электролиза характерна высокая степень автоматизации замены катодов и анодов, сдирки катодов с катодной основы из нержавеющей стали.

3.1.2.1.6. Переработка богатых медью шлаков

Шлаки, образующиеся на этапе плавки первичного сырья на штейн с содержанием меди более 30 % и на этапах конвертирования, богаты медью и перерабатываются с применением нескольких технологий. Одним из таких процессов является использование электропечи для отстаивания и проведения реакции взаимодействия шлака, содержащего окислы меди, с углеродом в форме коксовой мелочи или собственно электродами, получением медного штейна и обедненного по меди шлака. Процесс переработки шлака в электропечи может быть как непрерывным, так и периодическим. Конвертерный шлак также может быть переработан в электрической печи. Альтернативной технологией являются процессы флотации: шлак охлаждают, измельчают и направляют на флотацию с получением флотационного концентрата с высоким содержанием меди, который поступает на плавку. При наличии соответствующего спроса шлаки после переработки могут применяться в строительстве, включая дорожное, для сооружения набережных и других аналогичных целей, а также для пескоструйной обработки, так как часто обладают лучшими свойствами по сравнению с альтернативными материалами. Мелкозернистый железистый материал также используется в качестве заполнителя при производстве цемента.

Шлаки с высоким содержанием меди, такие как конвертерные и рафинировочные шлаки, также повторно перерабатываются на этапе плавки.

3.1.2.1.8. Производство медного купороса

В процессе электролиза электролит загрязняется примесями и обогащается медью. Накопление меди происходит главным образом за счет того, что анодный выход по току меди больше катодного выхода вследствие образования на аноде некоторого количества ионов Сu+. Обогащению электролита медью способствует также химическое растворение в нем катодной и анодной меди и содержащихся в анодах ее оксидов.

Для предупреждения накопления примесей и удаления избытка меди электролит подвергают обновлению (регенерации). Для регенерации часть электролита выводят из ванн. Количество выводимого электролита рассчитывают по предельно допустимой концентрации ведущей примеси, накопление которой идет наиболее быстро. Обычно такими примесями являются никель и мышьяк.

Вывод электролита на регенерацию практически осуществляется во время организации его обязательной непрерывной циркуляции в электролитных ваннах. Помимо частичного обновления электролита циркуляция должна обеспечивать выравнивание его состава в межэлектродном пространстве. Это обеспечивает получение качественных катодных осадков и снижение раствора электроэнергии. Циркуляция должна обеспечивать смену всего электролита за 3 - 4 часа.

Циркуляция электролита проводится путем его подачи с одного торца ванны и вывода с противоположного торца (перпендикулярно электродам).

Во время циркуляции электролит по пути из напорного бака к ваннам подогревают паром до 50 – 55 °С, что способствует снижению его электрического сопротивления.

На медном производстве регенерацию электролита с целью его обезмеживания проводят электролизом с нерастворимыми (свинцовыми) анодами, а также получением медного купороса.

При электролитическом способе медь осаждается из раствора на катоде, а на свинцовых анодах выделяется кислород:

Cu₂t + 2e - Сu;

Н₂O-2е = 2Н+ + 1/2O₂.

В результате этих двух реакций раствор обедняется медью и обогащается свободной серной кислотой. После частичного обеднения медью электролит возвращается в основной электролиз. Осаждение меди электролизом с нерастворимыми анодами характеризуется повышенным расходом электроэнергии на 1 тонну меди (до 3000 – 3500 кВт*ч) вследствие высокого напряжения на ванне, которое составляет 2 - 2,5 В и слагается из потенциалов образования меди и кислорода из ионов.

При получении медного купороса электролит нейтрализуют в присутствии воздуха анодным скрапом или специально приготовленными гранулами меди. В результате протекания следующей реакции раствор обогащается медью и обедняется серной кислотой:

Сu + H₂SO₄+ 1/2O₂= CuSO₄+ Н₂O

Затем полученный раствор упаривают и направляют в кристаллизаторы, где при охлаждении из него выделяются кристаллы медного купороса (CuSO₄* 5Н₂O). Для интенсификации процесс получения медного купороса проводят в вакуумных кристаллизаторах.

Кристаллизацию медного купороса проводят в три стадии. Раствор после третьей стадии процесса, содержащий 50 – 60 г/л Сu, подвергают электролитическому обезмеживанию в ваннах с нерастворимыми анодами. В результате электролиза получают рыхлый катодный осадок меди, загрязненный мышьяком и сурьмой, который отправляют на медеплавильные заводы, и раствор, содержащий ~ 1 г/л Сu, который откачивается на нейтрализацию.

Для упаковки готового продукта используют полиэтиленовые мешки или мягкие контейнеры. Дозирование и упаковку медного купороса в полиэтиленовые мешки осуществляют в автоматическом режиме на линии упаковки. Дозировку и упаковку купороса медного в мягкий контейнер типа МКР производят путем взвешивания на подкрановых весах на узле затаривания.

3.1.2.2.Гидрометаллургические процессы

Гидрометаллургия – извлечение элементов из сырья с помощью жидкофазных растворителей и последующее выделение их из растворов в форме металлов или моноосадков.

Этот процесс обычно применяется для переработки окисленных руд или смешанных окисленных/сульфидных руд непосредственно на территории рудника, где есть достаточно места для формирования участков выщелачивания и переработки. Этот процесс особенно эффективен для руд, из которых трудно произвести концентрат с помощью традиционных технологий, и которые не содержат драгоценных металлов. Общая схема гидрометаллургического процесса представлена на рисунке 3.1.

Основными стадиями гидрометаллургической технологии являются:

1) подготовка сырья; эта операция способствует более быстрому, полному, селективному выщелачиванию ценного металла, известны механические способы (дробление, измельчение) и физико-химические, связанные с изменением фазового состава сырья (прокалка, обжиг, спекание, гидротермальное активирование, обезжиривание вторичного сырья и др.);

2) выщелачивание, т. е. перевод металла в раствор с последующим отделением нерастворимого остатка методами отстаивания, фильтрации, центрифугирования и промывки остатка;

3) подготовка раствора: очистка от посторонних примесей физико-химическими методами (осаждение в форме труднорастворимых соединений, цементация, сорбционно-экстракционное разделение), концентрирование раствора приемами упаривания, сорбции и экстракции с последующим получением при десорбции и реэкстрации обогащенной жидкой фазы;

4) выделение из раствора ценного элемента в форме металла (электролиз, автоклавное осаждение газом) или соединения (кристаллизация, химическое осаждение, дистилляция).

Рисунок .. Обобщенная технологическая схема гидрометаллургического процесса

3.1.2.2.1. Рудоподготовка

Для кучного выщелачивания добытую руду подвергают измельчению путем дробления перед укладкой на непроницаемые подложки, установленные под вкладышем. Если руда очень проницаема, может потребоваться незначительное или полное дробление, необходимо обеспечить выщелачивающий контакт с минеральными частицами, который обеспечивается за счет эффективной фильтрации.

3.1.2.2.2. Выщелачивание

Эффективность выщелачивания оценивается:

извлечением – степенью перехода извлекаемого элемента по отношению к его содержанию в исходном сырье, %;

скоростью процесса (масса извлекаемого элемента в единицу времени возрастает с увеличением температуры, концентрации реагентов, интенсивности перемешивания, удельной поверхности, дисперсности сырья);

селективностью – степенью извлечения ценного элемента по отношению к сопутствующим примесям: чем меньше скорость и извлечение, тем больше селективность выщелачиваемого элемента;

удельным расходом реагента – расходом химиката на массовую единицу извлекаемого металла; этот показатель зависит от фазового состава сырья, регенерации растворителя и организации замкнутой по растворителю схемы;

свойствами получаемых пульп, влияющих на показатели их отстаивания и обезвоживания; они определяются дисперсностью и фазовым составом твердой фазы, вязкостью и плотностью пульп, температурой.

Процессы выщелачивания классифицируются по:

типу растворителя (щелочной, кислотный, солевой, органические и комплексообразующие реагенты);

способу осуществления (периодическое, непрерывное, одно-многостадийное, прямоточное и противоточное);

окислительно-восстановительным условиям среды (окислительное, восстановительное, нейтральное);

аппаратурному оформлению (кучное, подземное выщелачивание, перколяционное, агитационное);

величине давления (при атмосферном или избыточном – автоклавные условия);

использованию подготовительных операций (прямое или с предварительной подготовкой).

Характеристика растворителей

Эффективность действия растворителя при выщелачивании определяется температурой, концентрацией, продолжительностью, крупностью сырья.

Вода является наиболее доступным растворителем и эффективна при извлечении растворимых сульфатов, хлоридов металлов, в том числе и из продуктов обжига.

Водные растворы солей (сульфаты и хлориды Fe (III)). Химия их действия иллюстрируется нижеприведенными реакциями:

MeS + 2FeCl₃= МеСl₂+ 2FeCl₂+ S°;

MeS + Fe₂(SO₄)3 = MeSO₄+ 2FeSO₄+ S°;

PbSO₄+ 4NaCl = Na₂PbO₄+ Na₂SO₄.

Это достаточно эффективные растворители, обеспечивающие развитие реакций при Т > 373 K, однако они дороги, получаемые растворы загрязняются балластными солями, что осложняет регенерацию растворителя и извлечение ценного компонента.

Хлорная вода – вода, насыщенная хлором:

Сl₂+ Н₂О ↔ НСlO + НСl.

При обычных условиях в 1 дм³воды растворяется 2,26 дм³CI₂. В зависимости от кислотности среды возможно предпочтительное присутствие CI₂(в кислых средах), НСlO (pH 4 – 7,5) и СlO – (при pH > 7,5).

Хлорная вода активно растворяет металлы, сульфиды:

MeS + Cl₂(aq) = Ме₂+ + 2Сl – + S°;

Me + Cl₂(aq) = Ме₂+ + 2Сl–, в том числе с образованием комплексов типа [MeCl₄]2–.

Хлорную воду используют для выщелачивания поликомпонентных сплавов, руд благородных металлов, молибденовых концентратов.

Токсичность, дороговизна, проблемы регенерации ограничивают области применения этого растворителя.

Способы и схемы выщелачивания

Выщелачивание осуществляют в периодическом и непрерывном режимах. В первом случае исходное сырье и реагенты загружают в реактор, обеспечивая перемешивание при заданных параметрах, и обрабатывают пульпу до тех пор, пока не будут достигнуты требуемые показатели (извлечение, селективность). Затем содержимое реактора выгружают, а его готовят к следующей операции, которую повторяют при тех же параметрах и условиях.

Непрерывный режим выщелачивания осуществляется в серии реакторов; пульпа из расходной емкости с помощью насоса закачивается в первый реактор, а затем непрерывно, один за другим, перетекает в последующие реакторы. Число реакторов и время пребывания пульпы в них выбирают с таким условием, чтобы в последнем реакторе были достигнуты требуемые показатели выщелачивания. Подобные схемы эффективны при большом масштабе производства, поскольку рационально используется аппарат во времени (нет потерь его на загрузку и выгрузку, нагрев и охлаждение, подачу и сброс давления), проще автоматизация и механизация, меньше эксплуатационные затраты (меньше потерь тепла, трудозатраты), но капитальные затраты больше (насосное хозяйство, расходные и приемные емкости, обвязка и арматура).

В зависимости от числа стадий различают одно- и многостадийное (двух- / трех-) выщелачивание. При прямоточном выщелачивании исходная пульпа непрерывно проходит все аппараты каскада и выгружается из последнего. Противоточное выщелачивание реализуют тогда, когда необходимо достичь более полного извлечения ценного металла (даже в ущерб селективности); с этой целью остатки от первой стадии обрабатываются исходным растворителем (выше концентрация и сильнее вскрывающая способность); получаемый вторичный кек считают отвальным для данного процесса, а раствор возвращают на первую стадию, т. е. обрабатываемое сырье и растворитель перемещают по встречным маршрутам.

Это более рациональная схема, однако при этом неизбежно накопление сопутствующих примесей в оборотном растворе, что ухудшает показатели выщелачивания и сортность извлекаемого металла. Для поддержания оптимального состава раствора часть его выводят на отдельную переработку (глубокое выпаривание, нейтрализация, сорбционно-экстракционная очистка и др.).

Кучное выщелачивание. Сущность технологии заключается в равномерном орошении сырья растворителем, обеспечении условий для растворения извлекаемого металла, количественном сборе продукционного раствора и извлечении из него металла в форме товарного продукта. Реализация технологии осложняется единовременной обработкой огромных масс сырья большими объемами бедных растворов, отдаленностью от промышленных зон и проблемами энергообеспечения, обеспечения рабочей силой, а также влиянием метеорологических факторов (дожди, засуха, паводки).

3.1.2.2.3. Подготовка раствора

Продуктовые растворы после выщелачивания накапливаются в пруду накопителе и подаются насосами на завод жидкостной экстракции и электролиза. Схема переработки растворов состоит из трех стадий: параллельно-последовательной экстракции, одной стадии реэкстракции и электролиза.

3.1.2.2.4. Экстракция и реэкстракция

Эти процессы используют для концентрирования разбавленных растворов, содержащих не более 1 % извлекаемого металла, или селективного его выделения из поликомпонентного раствора.

Процесс основан на способности ряда органических веществ, не смешивающихся с водой, селективно образовывать с ионами металлов соединения и извлекать их в органическую фазу.

Основные термины, используемые при описании процессов экстракции:

экстрагент – органическое вещество, образующее с извлекаемым металлом, соль или комплекс, которые растворимы в органической и практически нерастворимы в водной фазах;

разбавитель – органическая жидкость, служащая для растворения экстрагента;

экстракт, рафинат – продукты экстракции, соответственно органическая и водная фазы;

реэкстракт – обогащенная водная фаза, получаемая после реэкстракции насыщенной металлоорганической фазы.

Экстрагенты используются в смеси с разбавителями (керосин, бензол, толуол); они нерастворимы в водной среде, имеют высокую температуру вспышки, более 340 K, узкий интервал перегонки. Подбирая тип разбавителя, можно подавлять или усиливать экстракцию ионов. Требования, предъявляемые к разбавителям, во многом аналогичны требованиям, предъявляемым к экстрагентам.

Чем больше коэффициент распределения или отношение "органическая: водная" фаз, тем меньше требуется стадий экстракции. Разделение считается эффективным при b> 1,6.

Наибольшее применение в гидрометаллургии получили экстракторы типа смесителей-отстойников. Каждый аппарат состоит из секций, включающих смесительную и отстойную камеры. Растворы движутся внутри секции прямоточно, а через аппарат – противоточно. В смесительной камере установлена турбинная мешалка, вращающаяся со скоростью 400–600 мин.; она обеспечивает смешение водной и органической фаз, перекачивание смеси на соседнюю ступень и поддерживает заданный уровень раствора в камерах.

Недостатками экстракции являются пожароопасность и токсичность реагентов, потери экстрагентов с водной фазой; они особенно значительны в пульповых процессах (0,5 – 1 кг/тонну).

Основные затраты при экстракции приходятся на подготовку исходного раствора, приобретение дорогого оборудования, организацию противопожарной безопасности, поставку реагентов (экстрагент, реэкстрагент, корректоры кислотности) и восполнение потерь экстрагента.

3.1.2.2.5. Электролиз меди

Используется для обработки растворов с повышенным содержанием металлов (≥ 25 – 40 г/дм³), применяя нерастворимые аноды. В результате на катоде восстанавливаются ионы металла:

Меn+ + nе = Meк, а на аноде протекает реакция с образованием молекулярного кислорода:

Н₂O + 2е = 2Н+ + 0,5О₂.

Этот способ используют для извлечения меди, а также цинка, кадмия, сурьмы, никеля, серебра и ряда других металлов, получая компактные или порошкообразные осадки.

В процессе осаждения растворы обедняются по извлекаемому металлу, одновременно в эквивалентном соотношении регенерируется реагент-растворитель (например, серная кислота при обработке сульфатных растворов), что позволяет организовать замкнутую схему по растворителю.

3.1.3. Производство вторичной меди

Для производства вторичной меди в подавляющем большинстве случаев применяют пирометаллургические процессы. Этапы процесса зависят от содержания меди во вторичном сырье, гранулометрического состава и содержания других элементов [22, 23]. Как и для первичной меди разработано несколько этапов для удаления этих примесей и возврата металлов из получаемых отходов [24].

Вторичные материалы, идущие на переработку, могут содержать органические материалы, такие как покрытие, или смазку, в связи с чем в технологический процесс вводят этапы обезжиривания и снятия покрытия или применяют печи и системы газоочистки соответствующей конструкции. Цели – увеличить мощность для переработки возросшего объема газа, нейтрализовать летучие органические соединения и минимизировать образование ПХДД/Ф или разрушить их. Тип предварительной обработки или используемой печи определяется наличием органических веществ, типом загружаемых материалов, т. е. содержанием меди, других металлов и их состоянием (является ли материал окисленным или металлическим).

При плавке загрязненного латунного лома в конвертере для разделения содержащихся в нем металлов производятся возгонка или ошлакование других элементов сплава с получением черновой меди и пыли из фильтров с высоким содержанием цинка.

Этапы производства меди из вторичного сырья в целом аналогичны этапам производства первичной меди, но в качестве сырья обычно используются окисленные или металлические материалы, что, соответственно, определяет иные производственные условия. Плавка вторичного сырья происходит в нейтральных или восстановительных условиях.

3.1.3.1. Этап вторичной плавки

Плавку сырья низкого и среднего качества проводят в печах различного типа: шахтных, плавильных мини-печах, поворотных конвертерах с верхним дутьем (TBRC), плавильных печах Ausmenlt/ISASMELT, отражательных и наклонных печах [25]. Для плавки лома высокого качества (> 99 % Сu) используются системы Contimelt.

Тип печи и этапы производственного процесса зависят от содержания сырья, его размерных и других характеристик. Таким образом, плавка и рафинирование вторичной меди являются комплексным процессом, и тип вторичного материала, который можно перерабатывать, зависит от конкретного имеющегося оборудования и печи [26]. Схема технологического процесса производства вторичной меди представлена на рисунке 3.2.

Железо (в виде железистой меди, обычного железного лома и т. д.), углерод (в виде кокса или природного газа) и флюс добавляют по мере необходимости для восстановления оксидов металла, и процессы ведутся в соответствии с используемым типом шихты. В результате восстанавливающей плавки происходит возгонка, в первую очередь, цинка, олова и свинца, которые выделяются в форме оксидов вместе с отходящими газами и собираются в системе сбора пыли. Содержание пыли, диоксида серы, ПХДД/Ф и ЛОС в отходящих газах печей зависит от состава сырья. Для последующей очистки после отделения пыли отходящие газы направляются на мокрую пылегазоочистку [27]. Собранная пыль поступает на дальнейшую переработку для восстановления металлов, извлеченных из шихты.

Рисунок .2. Общая технологическая схема производства вторичной меди

В плавильной мини-печи осуществляют плавку лома, содержащего железо и олово, для получения вторичной меди. В данном случае на первом этапе железо выступает как восстанавливающий элемент для получения металлической меди. Затем в расплав для окисления железа и других присутствующих металлов (свинца и олова), которые выходят в шлак, вдувают кислород. Окисление железа обеспечивает необходимую температуру процесса, а избыточное тепло рекуперируется.

Процесс KRS проводят в печи Ausmelt/ISASMELT [28]. Эта передовая технология заменяет традиционную технологию восстановления цветных металлов из вторичного сырья путем плавки в шахтной печи/конвертере. Типичным исходным материалом является образующееся после плавки и рафинирования меди вторичное сырье, содержащее медь и драгметаллы, отходы литья, металлообработки, или поставляемые предприятиями по переработке медьсодержащих отходов электронный лом, лом медных сплавов, богатые медью шлаки, медные дроссы, пыль из циклонов и фильтров, шлам осаждения и шламы волочения проволоки.

В целом в электрических печах перерабатывают тот же материал, что и в KRS или шахтных печах. Загрузка электрической печи на одну тонну получаемой черновой меди меньше, чем для шахтной печи, которая в отличие от электрической печи не может работать без оборотного шлака.

3.1.3.2. Конвертирование, огневое рафинирование, переработка шлака и электролитическое рафинирование, переработка чистого лома сплавов

Печи для конвертирования и рафинирования аналогичны печам для переработки первичной меди; системы переработки шлака и электрорафинирования также похожи. Главное различие в том, что в конвертерах, применяемых во вторичном производстве, производятся плавка металла или черной меди, а не штейна. В качестве топлива для поддержания температуры плавки в них добавляют кокс или природный газ, а в первичных конвертерах необходимая температура обеспечивается штейном [26]. Во вторичных конвертерах элементы, присутствующие в небольших количествах, такие как железо, окисляются и переходят в шлак, а другие металлы, такие как цинк или олово, возгоняются. В них получают черновую медь, которая затем поступает на огневое рафинирование. Теплота реакции окисления, выделяющаяся при продувке конвертера, служит для возгонки металлических компонентов, а подача шлакообразующих добавок позволяет сформировать слой шлака и перевести в него железо и часть свинца. Поскольку тепловой баланс конвертеров, работающих на металле, достаточно напряжен (тепла экзотермических реакций, как правило, не хватает), в конвертер добавляют коксик или подогревают природным газом. Чистый высококачественный медный лом напрямую загружается для плавки в печи огневого рафинирования.

Шламы электрорафинирования и отработанные растворы также служат источником драгметаллов и таких металлов как никель. Для их извлечения применяют технологии, аналогичные тем, которые используются при первичном процессе.

Медные сплавы, такие как бронзы и латуни, также используются в качестве вторичного сырья в ряде процессов. Если они загрязнены или смешаны с другими сплавами, то они перерабатываются в процессе вторичной плавки и рафинирования.

Чистый сплав применяется непосредственно для производства полуфабрикатов. Чистый материал плавят в индукционных печах, после чего разливают в формы для последующих этапов производства. Производство сплава заданной марки обеспечивается путем анализа и контроля состава шихты без значительных добавок первичного металла. Оксид цинка получают из пыли, оседающей на фильтрах.

Для извлечения меди из растворов сульфата меди, образующихся при выщелачивании "грязной" меди, или в гидрометаллургическом процессе извлечения раствором используется метод электроэкстракции. В процессе электроэкстракции здесь используются инертные аноды, например, свинцовые или титановые, а в качестве катодов – матрицы из нержавеющей стали или медные пластины. Ионы меди извлекаются из раствора и оседают на катодах также, как при электрорафинировании. Сдирка катодов происходит так же, как и при использовании постоянной катодной основы. Электролит циркулирует по серии ванн до тех пор, пока из него будет извлечена вся медь. После этого электролит возвращается в цикл экстракции растворителем. Часть электролита выводят из циркуляции для контроля примесей на этапе экстракции растворителем.

Процесс электроэкстракции обычно реализуется в две стадии. На первой из электролита извлекают медь до уровня, при котором еще можно получить товарные медные катоды. На второй стадии электроэкстракции (обезмеживания) из электролита в катоды извлекают медь до уровня 1 – 2 г/л. Напряжение в экстракционных ваннах приблизительно в пять раз выше, чем в ваннах для электролиза меди с растворимыми медными анодами. Периодически из оборота "растворение – электроэкстракция" выводят часть обезмеженного электролита из-за обогащения раствора металлами – примесями, такими как никель, мышьяк, цинк, железо.

Процесс электролитического рафинирования анодной меди осуществляется в водном растворе серной кислоты и сульфата меди с использованием тонких катодных основ из электролитной меди, нержавеющей стали или титана. Нержавеющие или титановые матрицы, на которых происходит наращивание медного осадка, являются катодными основами многоразового использования (процесс Mount ISA, безосновная технология Outotec и система Noranda/Kidd Creek) [29, 30]. Аноды и катоды помещают в электролизные ванны, располагая электроды в ваннах вертикально, параллельно друг другу. Все аноды соединяются с положительным, а катоды – с отрицательным полюсом источника постоянного тока. При включении ванн в сеть постоянного тока происходят электрохимическое растворение меди из анода в электролит, перенос катионов через электролит и осаждение ее на катоде. Примеси при этом в основном распределяются между шламом (твердым осадком на дне ванн) и электролитом.

В результате электролитического рафинирования анодной меди получаются товарные медные катоды, медеэлектролитный шлам, анодные остатки и отработанный загрязненный металлами электролит.

3.2. Процессы производства драгоценных металлов

С каждым годом наблюдается увеличение спроса на драгоценные металлы, что вызывает настоятельную необходимость наряду с поиском новых источников усовершенствования существующих технологий их производства. Указанное обстоятельство предполагает в первую очередь повышение полноты и комплексности использования первичного и вторичного сырья. Возрастающий объем и одновременное снижение качества поступающего на переработку сырья требуют разработки и внедрения высокоэффективных процессов, обеспечивающих получение селективных концентратов драгоценных металлов и самих металлов, сокращение объемов незавершенного производства, снижение энергозатрат, уменьшение потерь драгоценных металлов, возможность автоматизации процессов, улучшение условий труда.

Драгоценные металлы можно условно разделить на три группы: металлы серебра, золота и платиновой группы. Наиболее значимыми источниками являются руды драгоценных металлов, побочные продукты, полученные при переработке других цветных металлов (в частности, анодные шламы из производства меди и кеки выщелачивания, и неочищенный металл из производства цинка и свинца), и переработанный материал.

И за рубежом, и в Российской Федерации, и в Казахстане практически на всех заводах переработка сырья, содержащего драгоценные металлы, осуществляется с использованием гидрометаллургических (в случае золота и серебра) и электрохимических процессов. Они характеризуются высокой производительностью и уровнем автоматизации, хорошими экономическими и экологическими показателями.

Многие из этих процессов являются коммерчески конфиденциальными и доступны только общие описания. Производственные процессы обычно выполняются в различных сочетаниях для извлечения драгоценных металлов, которые присутствуют в конкретном сырье.

3.2.1. Технология производства золота

Существуют различные варианты технологий получения золота, которые описываются принципиальной схемой, приведенной на рисунке 3.3.

В качестве исходного первичного сырья используют россыпное или рудное золото. В металлургии меди извлекают так называемые "попутные" золото и серебро. Исходным сырьем для получения золота может быть также лом ювелирных и технических изделий. Они отличаются по количественному и фазовому составу.

Драгметаллы концентрируют в золотосеребрянном сплаве (сплав Доре), который получают из медеэлектролитных шламов, образующихся в процессе производства катодной меди.

Рисунок .3. Принципиальная схема аффинажа золота

Следует отметить, что данный сплав в зависимости от состава перерабатываемых шламов содержит золото и серебро в разных соотношениях, и это обстоятельство необходимо учитывать при выборе способа дальнейшей переработки сплава Доре, а также оборотных продуктов аффинажного производства. При значительном (более 15 – 20 %) содержании серебра в сплаве Доре производится перевод серебра в раствор (как правило, азотнокислый) химическим или электрохимическим способами.

Форма нахождения золота и других драгоценных металлов в исходном сырье обусловливает подход к способам его переработки, которые базируются на химических свойствах драгоценных металлов.

Согласно схеме (рисунок 3.3.) богатое по золоту сырье подвергают вскрытию, причем самыми распространенными способами являются растворение золота в царской водке либо гидрохлорирование (пропускание хлора через раствор HCl). В случае растворения HCl в царской водке появляется дополнительная операция удаления избытка азотной кислоты из раствора после вскрытия. Независимо от выбранного способа именно на этой головной стадии происходят более тонкое разделение золота и серебра и образование двух продуктов, перерабатываемых раздельно, — золотосодержащего раствора и серебросодержащего твердого осадка.

Золото выделяют из раствора, применяя разные приемы. Это могут быть:

восстановление с получением порошка золота под действием таких восстановителей, как сульфит натрия, сульфат железа (II), нитрит натрия);

электрохимическое выделение с получением золота на катоде;

экстракция золота.

Получаемый в результате восстановления порошок золота переплавляют на аноды и подвергают электролитическому рафинированию. Именно этот процесс является завершающей операцией получения золота высокой чистоты (99,99 %) на подавляющем большинстве предприятий. Рафинирование ведут в электролизерах с растворимыми золотыми анодами, в качестве электролита служат солянокислые растворы золотохлористоводородной кислоты или раствор царской водки, катоды — титановые пластины, на которые в результате электролиза осаждается золото. В случае, если реализуется экстракционная технология, то золото выделяют из солянокислого (2 – 5 М HCl) раствора три-н-бутилфосфатом, а реэкстракцию его из органической фазы осуществляют раствором восстановителя, того же сульфита натрия [20].

Полученный порошок металлического золота по чистоте отвечает золоту высокой пробы.

Заключительной стадией технологической схемы производства золота является получение слитков различной массы и гранул, отвечающих требованиям государственных стандартов [31].

На тех предприятиях, которые перерабатывают упорное золотосодержащее сырье (главным образом рудное золото), практически повсеместно реализуется цианидная технология, которая предполагает цианирование концентратов с переводом золота в раствор в виде прочных цианидных комплексов с последующим выделением золота из растворов двумя известными и хорошо отработанными путями:

восстановлением цинковой пылью;

сорбцией на активированном угле или ионите.

Оба эти процесса можно рассматривать как процессы предварительного концентрирования золота. Они не являются высокоселективными и предполагают обязательное проведение аффинажных операций по приведенной на рисунке 3.4. схеме. Именно цианидная технология таит в себе основные экологические опасности, связанные с выбросами высокотоксичных веществ в атмосферу и сбросами с отработанными растворами.

До настоящего времени не утратил своего значения для аффинажа золота хлорный метод Миллера, который был предложен еще в конце XIX века. Он получил распространение для аффинажа сплавов Доре, содержащих от 70 % до 90 % золота и от 7 % до 30 % серебра, а также медь, железо, цинк. Его суть заключается в том, что при пропускании газообразного хлора через расплав перерабатываемого исходного сырья все содержащиеся в нем компоненты переходят в форму хлоридов, за исключением золота.

Термодинамика этого процесса такова, что золото начинает реагировать с хлором только после того, как прохлорируются примеси, включая серебро. Хлориды в виде шлака собираются на поверхности расплава, затем отделяются от него: из них получают серебро, а золото, полученное по методу Миллера, также дополнительно аффинируют электрохимическим путем до необходимой степени чистоты (рисунок 3.4.).

Рисунок .4. Технологическая схема процесса по методу Миллера

Пирометаллургические операции (коллектирующие плавки) применимы и к отдельным видам бедного вторичного сырья, однако только после его классификации и отделения от примесей органических соединений и материалов. Это относится не только к золотосодержащему сырью, но и материалам, содержащим другие драгоценные металлы (серебро, МПГ).

3.2.2. Технологии производства серебра

В Казахстане запасы серебра в основном связаны с месторождениями комплексных полиметаллических руд, поэтому серебро добывается попутно, а получение металлического серебра связано с переработкой различных видов техногенного сырья.

Поскольку серебро по своим химическим свойствам близко золоту, для него применимы приемы избирательного выщелачивания цианидными растворами с последующим осаждением на цинковой пыли (процесс Меррил-Кроу) [32]. Они используются более 100 лет и являются основными для получения серебра из рудного сырья. Образующийся цинковый цементат подвергается аффинажу.

При переработке свинцово-цинковых руд на стадии рафинирования свинца серебро накапливается в так называемой "цинковой пене" [33]. Ее перерабатывают электротермическим способом: цинк отгоняют при температуре 1250 °C, а полученный серебросодержащий свинец плавят в купеляционных печах на сплав Доре.

Следует подчеркнуть, что в технологии производства серебра, когда исходное сырье содержит примеси меди, селена, теллура, нередко проводят плавки с добавлением флюсов — соды, буры, которые вводят в количестве 1,5 – 3 % от массы загружаемого металла. Плавка является основным источником потерь драгоценных металлов, именно поэтому так велик интерес к гидрометаллургическим технологиям.

При переработке медеэлектролитных шламов и цинковой пены конечной стадией является получение серебряно-золотого сплава.

Таким образом, на аффинажные заводы поступают преимущественно:

сплав Доре;

цинковые цементаты;

хлоридные шлаки или иные продукты, в которых серебро присутствует в виде хлорида.

Кроме того, нельзя не указать на такие виды вторичного сырья, как электронный лом, лом серебряных изделий и т.п.

Основные этапы технологии переработки серебросодержащего сырья показаны на рисунке 3.5.

Рисунок .5. Основные этапы переработки серебросодержащего сырья

В процессах переработки золотосеребряного сплава возможны различные варианты разделения серебра и золота: например, в результате растворения в азотной кислоте в раствор переходит серебро, а золото остается в твердом остатке; при растворении сплава в царской водке образуется труднорастворимый хлорид серебра, а золото растворяется. Для достижения максимальной степени разделения драгоценных металлов при выщелачивании азотной кислотой рекомендуется, чтобы содержание серебра в сплаве превышало концентрацию золота в 2 – 3 раза [34]. Как правило, после растворения в азотной кислоте полученный раствор нитрата серебра очищается от примесей и направляется на электролиз с получением катодного серебра.

Если сплав содержит порядка 95 % серебра, 3 % золота, примеси меди, свинца, железа, никеля, селена, он непосредственно подвергается электролитическому рафинированию. Его переплавляют в аноды, а электролитом служит водный раствор нитрата серебра с добавкой свободной азотной кислоты. Содержание примесей, особенно золота и меди, в анодах строго регламентируется.

Целесообразно рассмотреть вариант электроэкстракционной технологии аффинажа золотосеребряного сплава. Он предусматривает получение катодного серебра, золотого шлама и концентрата платиновых металлов. Согласно этой технологии, сплав Доре растворяют в азотной кислоте в присутствии ионов аммония под давлением выделяющейся газовой фазы. При взаимодействии оксидов азота и ионов аммония происходят выделение азота и регенерация связанной кислоты. Золото и частично платина с палладием переходят в нерастворимый осадок — золотой шлам. Полученный азотнокислый раствор подвергают сорбционной очистке от платиновых металлов, а также гидролитической очистке от меди, теллура и других примесей. Очищенный раствор подвергают электроэкстракции с получением катодного серебра.

Целесообразность рассмотрения варианта электроэкстракционной технологии аффинажа золотосеребряного сплава справедлива не для всех предприятий, так как подходит только для очень узкого по параметрам исходного материала и является весьма требовательной по содержанию примесей.

3.2.3. Технологии производства металлов платиновой группы

Технология аффинажа металлов платиновой группы относится к наиболее сложным и многооперационным, поскольку эти элементы обладают общностью химических свойств. Попутно с МПГ при переработке платиновых концентратов, получаемых из шламов медно-никелевого производства, товарными продуктами являются золото, серебро, селен, теллур, кобальт, сера.

Помимо платиновых концентратов (КП) для получения платины используется природный концентрат, так называемая шлиховая платина, уникальное сырье с содержанием ~75 % платины в виде природного сплава платины и железа (минерал ферро-платина).

К другим видам сырья для получения платины стоит отнести:

отработанные автомобильные катализаторы;

электронный лом, содержащий платину и другие платиновые металлы;

катализаторные сетки, выработавшие срок службы;

отходы стекольной промышленности (например, фильтры для протяжки стекловолокна);

иные виды катализаторов, в частности, платинорениевые катализаторы, изделия электротехнической промышленности, отходы химической промышленности.

В случае палладия наряду с вышеперечисленными источниками в качестве богатого вторичного сырья можно рассматривать также технологический лом — стоматологические сплавы.

Сложность аффинажа МПГ обусловлена и тем обстоятельством, что платиновые конценраты являются основным исходным сырьем и характеризуются высоким содержанием примесей. Например, содержание редких платиновых металлов (РПМ) в концентрате КП-2 не превышает всего 3,5÷4,5 %. Это обусловливает высокие затраты на аффинаж и большие объемы незавершенного производства.

Существующая технология переработки шламов направлена на извлечение платины, палладия и золота. Общее извлечение драгоценных металлов и извлечение РПМ в селективные концентраты остается низким: так, степень извлечения иридия является в настоящее время самой низкой и в случае концентрата КП-1 составляет 40 %.

Важно подчеркнуть, что технология получения МПГ, в первую очередь платины и палладия, чрезвычайно консервативна, в ее основе лежит идея переработки платиновой руды, сформулированная еще в XVIII веке и заключающаяся в растворении концентрата в царской водке, последующем осаждении из раствора платинохлористоводородной кислоты гексахлороплатината (IV) аммония и его прокаливании при температуре 1000 °C, с получением металлической платины. Из раствора после отделения платины выделяют палладий осаждением его в виде труднорастворимой соли транс-дихлородиамминпалладия (II), которую также прокаливают с целью получения металлического палладия. Безусловно, это только ключевые моменты технологии. Им сопутствует множество переделов, обеспечивающих селективность осаждения труднорастворимых солей платины и палладия. Сюда относится и стадия удаления избытка азотной кислоты (при растворении концентрата в царской водке), и операция "доводки" растворов перед осаждением гексахлороплатината (IV) аммония, чтобы обеспечить присутствие в нем сопутствующих платиновых металлов в определенных степенях окисления (иридия — в степени окисления +3, палладия — в степени окисления +2). Необходимость последней операции вызвана тем, что разделение близких по свойствам МПГ обеспечивается тонкими различиями в термодинамических и кинетических свойствах их хлоридных комплексов.

Растворение в царской водке обеспечивает отделение платины и палладия от суммы редких платиновых металлов (рутений, родий, иридий), которые концентрируются в нерастворимом остатке. Исключением является осмий, который ввиду летучести его тетраоксида отделяют отгонкой в газовую фазу на головной стадии аффинажа любого сырья, содержащего осмий. Обогащенный по осмию концентрат КП-4 в настоящее время пока не производится ввиду незначительной потребности в нем. В процессе обогащения шламов осмий вместе с селеном концентрируется в кеках газоочистки и в таком виде складируется.

Способ растворения исходного сырья в царской водке отличается высокой степенью извлечения платины и палладия в раствор, но имеет ряд существенных недостатков:

высокий расход реагентов (300÷400 % от стехиометрии);

бурное выделение токсичных оксидов азота;

наличие в образующихся растворах значительного количества нитрат-ионов, что делает невозможным их дальнейшую переработку без проведения дополнительных операций.

В настоящее время на большинстве предприятий используют вскрытие КП в растворе соляной кислоты с использованием в качестве окислителя пропускаемого через пульпу газообразного хлора в титановых реакторах при механическом перемешивании и температуре 70÷90 °C. При осуществлении этой операции выделяющиеся при выщелачивании газы используются для регенерации растворителей, а также как самостоятельные вскрывающие реагенты. Кроме того, высокие концентрации газообразного хлора способствуют переходу МПГ в составе комплексных соединений в высшие степени окисления, и они начинают работать как сильные окислители, ускоряя процесс растворения.

Однако способ гидрохлорирования характеризуется довольно медленной кинетикой.

Так, для растворения 100 кг сырой платины в растворе соляной кислоты с концентрацией 300÷350 г/дм³при соотношении т: ж = 1:3 необходимо проводить процесс в течение 12÷16 ч. По сравнению с растворением в смеси соляной и азотной кислот гидрохлорирование обладает меньшим расходом реагентов (100÷200 % от стехиометрии). Отделение платины и палладия от РПМ достигается за счет подбора оптимальной концентрации кислоты, температуры и окислительно-восстановительного потенциала реакционной среды.

Как отмечалось выше, выделение платины из растворов основано на способности платины (IV) образовывать малорастворимое соединение гексахлороплатинат (IV) аммония — (NH4)2[PtCl6]. В процессе его осаждения хлорид аммония необходимо вводить с избытком для снижения растворимости осаждаемой соли.

Необходимо обратить внимание на то, что в растворе большая часть платины должна находиться в степени окисления +4, чтобы обеспечить высокий выход гексахлороплатината (IV) аммония (комплексная соль (NH4)2[PtCl4], подобно (NH4)2[PdCl4], хорошо растворима). При этом палладий и иридий в степени окисления +4 также образуют нерастворимые гексахлорометаллаты, изоструктурные с гексахлороплатинату (IV) аммония.

Выделение палладия возможно в форме транс-дихлородиамминопалладия (II) [Pd(NH3)₂Cl₂]. Для его осаждения в солянокислый раствор постепенно вводят гидрат аммиака. Так как его приливают постепенно, то первоначально часть палладия переходит в катионную форму тетраамминпалладий (II), а другая часть остается в виде тетрахлоропалладат (II) — иона. Выпадает соль Вокелена, которая при дальнейшем добавлении аммиака растворяется с образованием тетраамминпалладий (II) дихлорида. К полученному раствору постепенно прибавляется соляная кислота: при этом выпадает светло-желтый кристаллический осадок транс-дихлородиамминпалладия (II).

Восстановление выше указанных солей до металлического состояния возможно несколькими методами. Наиболее распространен способ прокаливания при температуре 800÷1200 °C.

Рассмотренный метод аффинажа МПГ является осадительным, а осадительные методы наиболее просты для реализации в технологической практике, в том числе и в аппаратурном оформлении.

Таким образом, в течение многих десятилетий в практике аффинажа на отечественных и зарубежных аффинажных предприятиях использовались и используются до сих пор схемы, которые насчитывают десятки взаимосвязанных операций с многочисленными оборотами растворов и полупродуктов, приводящими к потерям драгоценных металлов. Чрезвычайно трудоемки операции перевода МПГ в раствор с применением царской водки, спекания с пероксидом бария нерастворимых остатков, концентрирующих сумму РПМ, сплавления со свинцом и цинком и др.

3.2.4. Извлечение драгоценных металлов из медеэлектролитных шламов

Сульфидные медные руды, как правило, содержат некоторое количество золота и серебра. В процессе переработки этих руд основная масса благородных металлов концентрируется в анодных шламах, получаемых при электролитическом рафинировании меди.

Кроме благородных металлов, шламы содержат значительное количество теллура и селена. Поэтому технологические схемы переработки анодных шламов предусматривают извлечение из них как золота и серебра, так и селена и теллура.

Выход анодных шламов зависит от чистоты анодной меди и составляет примерно 0,4 - 1,0 % от массы анодов.

Вещественный состав анодных шламов весьма сложен и зависит от состава анодной меди и условия ведения электролиза.

Современные способы переработки медеэлектролитных шламов включают следующие основные операции:

обезмеживание шламов;

извлечение части или всего количества селена и теллура;

окислительную плавку на серебрянозолотой сплав (металл Доре) и продукты, служащие сырьем для доизвлечения оставшихся селена и теллура.

Операция обезмеживания имеет своей целью возможно более глубокое удаление меди, а также частичное освобождение от сурьмы и мышьяка. Крупную фракцию шлама (скрап), по составу близкую к анодной меди, отделяют классификацией и возвращают в плавку на аноды.

Дальнейшее обезмеживание можно производить различными способами:

метод выщелачивания меди разбавленной серной кислотой (10 - 15 %), где растворение ведут при нагревании до 90 - 95⁰С и продувке воздухом;

окислительный обжиг, сульфатизирующий, обжиг и спекание с содой и тд.

Независимо от способа обезмеживания конечная операция переработки шламов – плавка на серебрянозолотой сплав. Огарок смешивают с кварцевым песком и содой, служащими флюсами. В качестве окислителя в шихту добавляют селитру. Плавку ведут в отражательной печи при температуре 1300 ⁰С.

В результате плавки получают металл Доре. Полученный металл Доре (содержащий 96 – 98 % серебра и золота) отправляют на аффинаж.

3.2.4.1. Аффинаж золота и серебра

Сырье и подготовка его к аффинажу

Цели аффинажа – разделить благородные металлы и получить их в чистом виде.

Аффинаж золота и серебра осуществляют на специализированных аффинажных заводах.

Поступающие на аффинаж материалы подвергают приемной плавке с целью получения однородного по химическому составу сплава, опробования, частичного удаления нежелательных примесей и получения нужной формы сплава для последующей переработки. Приемную плавку осуществляют в электрических индукционных печах.

Золотосеребряные сплавы вследствие содержания в них цинка, свинца, меди и примесей других неблагородных металлов, а также металлов платиновой группы склонны к ликвидации, что затрудняет их опробование. Основные факторы, определяющие неоднородность золотосеребряных слитков:

форма и толщина изложницы;

размер слитка;

температура расплавления;

отливка сплава.

Для правильного опробования сложных по составу сплавов следует отбирать пробу из расплавленного металла после снятия шлаковой покрышки непосредственно из печи, где происходит перемешивание металла током высокой частоты. Небольшую пробу отливают в изложницу в виде тонкого слитка. Быстрое охлаждение такого слитка обеспечивает достаточную однородность сплава.

При переплавке ртутьсодержащего материала (с остаточным содержанием ртути 0,05 – 0,1 %) с выделяющимися парами ртути механически увлекаются благородные металлы. Пары ртути улавливают в специальной конденсационной системе. Собранная ртуть содержит 0,04 – 0,12 % золота и 0,004 – 0,02 % серебра.

Хлорный процесс

Сущность метода заключается в продувании газообразного хлора через расплавленный рафинируемый металл. Хлор в первую очередь взаимодействует с неблагородными металлами и серебром; золото и металлы платиновой группы реагируют в последнюю очередь.

Образующиеся расплавленные хлориды неблагородных металлов и серебра не растворяются в металлическое золото и, имея меньшую плотность, всплывают на поверхность. Отделение хлоридов от золота не представляет труда. Часть хлоридов неблагородных металлов переходит в газовую фазу.

Аффинаж хлорированием дешевле электролитического процесса и пригоден для рафинирования золота любой чистоты. Основные недостатки- получение недостаточно чистого золота, существенные потери серебра и платиновых металлов, которые остаются в очищенном золоте.

3.2.4.2. Принципиальная схема производства драгоценных металлов

Серебро получают методом электролиза из сплавов серебряно-золотых. В качестве электролита используется водный раствор азотно-кислого серебра. В процессе серебряного электролиза происходит разделение золота и серебра. Золото выпадает в виде шлама, а серебро в виде кристаллов серебра. Кристаллическое серебро после кислой и нейтральной промывки направляют на плавку в индукционные электропечи для получения товарного серебра. Золотосодержащий шлам обрабатывают раствором азотной кислоты с целью его обогащения по золоту. Обогащенный шлам (черновое золото) отправляют на производство золота. Золото получают способом электролиза (электрорафинирования) и гидрометаллургическим способом. Катодное золото после электролиза и порошковое золото, полученное гидрометаллургическим способом, подвергаются плавке в индукционных электропечах и розливу в товарные слитки. В процессе электролиза многокомпонентного серебряно-золотого сплава происходит накопление примесей в серебряном электролите, поэтому серебряный электролит подвергается периодической гидролитической очистке от микропримесей с использованием перманганата калия, при этом поддерживается концентрация таких примесей, как платина, палладий, теллур, коллоидное золото на уровне, позволяющем получать чистое кристаллическое серебро. При проведении гидролитической очистки серебряного электролита от примесей получается гидратный обогащенный по платине и палладию кек, который передается на производство платиновых металлов с целью их извлечения.

Для производства драгоценных металлов применяются технологическое оборудование: индукционные электропечи для плавки серебра и золота, реакторы с мешалками и паровыми рубашками для обогрева пульпы, нутч-фильтры, электролизные ванны для электролиза серебра, электролизеры для электрорафинирования золота, изложницы анодные и слитковые для разливки серебра и золота, печь подогрева крышек и изложниц.

В производстве драгоценных металлов выделяются переделы: передел производства серебра, передел производства золота, передел производства платиновых металлов.

3.2.4.3. Производство серебра

Технологический процесс производства серебра включает в себя следующие стадии: приготовление электролита, электролиз (электролитическое рафинирование) серебра, плавка кристаллического серебра в слитки и гранулы, гидролитическая очистка серебряного электролита, переработка отработанного серебряного электролита.

В качестве электролита при электролитическом рафинировании серебра используют водный раствор азотнокислого серебра, содержащий свободную азотную кислоту.

Для электролиза серебра используются электролизные ванны с коническим дном. Электролитическое рафинирование серебра основано на анодном растворении электрическим током серебряно-золотого сплава в растворе азотнокислого серебра. При этом получаются кристаллическое серебро, золотосодержащий шлам, отработанный электролит. Осевшее на катодных листах кристаллическое серебро счищают специальными скребковыми устройствами сдирки, подвергают кислой и нейтральной промывке и направляют на плавку. Плавку кристаллического серебра в слитки или гранулы проводят в трех индукционных электропечах в графито-шамотных тиглях. Разливку расплавленного серебра производят в анодные изложницы или чугунные слитковые изложницы. Золотосодержащий шлам обрабатывают раствором азотной кислоты с целью его обогащения по золоту не менее 85 %. Обогащенный шлам (черновое золото) отправляют на аффинаж для получения чистого золота.

В процессе электролиза многокомпонентного серебряно-золотого сплава происходит накопление примесей в серебряном электролите, поэтому серебряный электролит подвергается периодической очистке от микропримесей, включающей гидролитическую очистку, при этом поддерживается концентрация таких вредных примесей, как платина, палладий, теллур, коллоидное золото на уровне, позволяющем получать чистое кристаллическое серебро. Операция гидролитической очистки проводится в реакторе с мешалкой. При гидролитической очистке используются в качестве окислителя - перманганат калия и нейтрализатора – известковое молоко или кальцинированная сода. При проведении гидролитической очистки серебряного электролита от примесей получается гидратный кек. При обработке гидратного кека раствором азотной кислоты в реакторе происходят растворение гидратных и карбонатных форм серебра, меди, свинца и обогащение твердого остатка по платине и палладию. Пульпа фильтруется на нутч-фильтре. После фильтрации раствор, содержащий серебро и цветные металлы, передается на операцию осаждения хлорида серебра, а обогащенный гидратный кек после промывки собирается в контейнер и передается на производство платиновых металлов с целью их извлечения.

Переработка отработанного серебряного электролита включает гидролитическую очистку, операции цементации серебра и осаждения серебра в виде хлоридов. Для получения высококачественного серебра необходимо ограничивать накопление вредных примесей в электролите. Эта задача решается путем вывода отработанного электролита на гидролитическую очистку с дальнейшим цементационным осаждением серебра в виде металлического порошка цинковой пылью, либо в виде хлорида серебра с последующей металлизацией. Осаждение серебра, металлизация хлорида серебра производятся в реакторах с мешалкой. Порошок серебра после плавки разливается в аноды и подвергается электрорафинированию в ваннах. Цветные металлы в виде раствора передаются в основное металлургическое производство в оборот.

3.2.4.4. Производство золота

Технологический процесс производства золота включает в себя стадии: получение чернового золота из золотого шлама серебряного электролиза, аффинаж золота, плавка и розлив золота в товарные слитки.

Полученный в процессе электрорафинирования серебряно-золотых сплавов (серебряный электролиз) золотосодержащий шлам, содержащий около 30 % золота и 60 % серебра, обрабатывают раствором азотной кислоты с целью его обогащения по золоту не менее 85 %. Обогащенный шлам (черновое золото) отправляют на аффинаж золота.

Аффинаж золота производится по двум технологическим схемам – электрорафинирование анодов из чернового золота, с получением чистого катодного золота; химическое растворение чернового золота с последующим селективным осаждением чистого порошкового золота (гидрометаллургическая схема рафинирования чернового золота). Комбинация двух технологий позволяет гибко управлять процессом аффинажа, выводить платиноиды из золотого передела.

Электрорафинирование золота включает три основные операции: подготовка золотосодержащего сырья к анодной плавке, приготовление электролита, электролиз золота.

В процессе подготовки золотосодержащего сырья к анодной плавке электролитическому рафинированию подвергаются аноды, полученные при плавке золотосодержащего сырья, содержащие не менее 92 % золота. В процессе плавки анодный металл легируют на заданный состав, соответствующий требованиям для электролиза золота. При легировании используют слитки золота, остатки анодов, порошки глубокого осаждения, золотой шлам.

Приготовление электролита производится непосредственно в электролизере. В качестве электролита при электролизе золота используется раствор золотохлористоводородной кислоты, получаемой при растворении черного золота в смеси соляной и азотной кислот.

Аффинаж электролизом золота позволяет получать металл высокой чистоты. Электролиз основан на анодном растворении электрическим током золотого сплава в растворе золотохлористоводородной кислоты и осаждении золота на катоде. Для электролиза золота используются электролизеры. Осажденное на титановом катоде, катодное золото сдирают один раз в сутки. Листы катодного золота промывают раствором соляной кислоты с целью отмывки катодного осадка от маточного электролита. Золото отделяют от раствора соляной кислоты и промывают дистиллированной водой, сушат и передают на товарную плавку золота. Растворы от товарного осаждения золота направляют на операцию глубокого осаждения золота.

Гидрометаллургическая схема рафинирования чернового золота включает следующие операции: растворение чернового золота в царской водке, осаждение товарного порошка золота сульфитом натрия, глубокое осаждение золота из растворов.

В гидрометаллургической схеме растворению в царской водке подвергается черновое золото, полученное при переработке золотого шлама электрорафинирования серебра. Черновое золото растворяют в реакторе с паровой рубашкой. После окончания процесса растворения золота содержимое реактора сливается на нутч фильтр и фильтруется. Фильтрат перекачивается в сборник чистого золотосодержащего раствора и далее поступает на операцию осаждения товарного золота. Осадок хлорида серебра промывают на фильтре минимальным объемом воды, выгружают в контейнер и передают на анодную плавку серебра.

В реактор для осаждения товарного порошка золота заливается золотосодержащий раствор, при необходимости раствор разбавляется дистиллированной водой и включается мешалка для перемешивания раствора. В реактор небольшими порциями загружаются мочевина (карбамид) и затем твердый сульфит натрия. При загрузке сульфита температура в реакторе поднимается до 60 ÷ 80 °С и происходит выделение порошкового золота.

На глубокое осаждение золота поступают растворы от товарного осаждения золота, содержащие 15 – 20 г/дм³. В реактор для глубокого осаждения золота заливается раствор, включается мешалка, в реактор загружается твердый сульфит натрия. Появление черного осадка при добавлении сульфита натрия свидетельствует об окончании осаждения золота. Порошок от глубокого осаждения золота промывается водой, снимается с нутч фильтра в контейнер и после сушки поступает на плавку золотых анодов.

Плавке и розливу в товарные слитки подвергается катодное золото после электролиза, а также порошковое, полученное гидрометаллургическим способом. Плавка золота производится в тигле, помещенном в индукционную электропечь. Расплавленное золото с чистой поверхностью переливается в тигель-миксер и тельфером перемещается к разливочному столу для розлива золота в слитки.

К оборотной продукции производства золота и серебра относятся пыли вентиляционных систем, бой тиглей от плавок золота и серебра, шлак и зола от анодных плавок серебра, сгораемые и несгораемые технологические продукты, которые направляются в плавильный цех, либо отделение по производству сплавов драгметаллов плавильным способом.

3.2.5. Металлургия платиновых металлов

Сырьем для получения платиновых металлов служат: шлиховая платина, извлекаемая при разработке и обогащении россыпей; концентраты, получаемые в результате обогащения и гидрометаллургической обработки анодных шламов электролиза меди или никеля; лом вторичных платиновых металлов и другие остатки производства.

Обращенные анодные шламы, полученные на разных заводах, имеют состав, изменяющийся в широких пределах в зависимости от состава исходного сырья.

4. Общие наилучшие доступные техники для предотвращения и/или сокращения эмиссий и потребления ресурсов

В данном разделе описываются общие методы, применяемые при осуществлении технологических процессов для снижения их негативного воздействия на окружающую среду и не требующие технического переоснащения, реконструкции объекта, оказывающего негативное воздействие на окружающую среду.

Основополагающими этапами определения методов, направленных на снижение негативно воздействия на окружающую среду, рассматриваемых в данном разделе, являются:

определение ключевых экологических проблем;

изучение методов, наиболее подходящих для решения этих ключевых проблем;

выбор наилучших доступных имеющихся методов.

При определении наилучших доступных техник необходимо применять общий подход к пониманию производственного процесса. Следует отметить, что многие методы прямо или косвенно затрагивают несколько экологических аспектов (выбросы, сбросы, образование отходов, загрязнение земель, энергоэффективность).

Методы могут быть представлены по отдельности или в комбинации для достижения высокого уровня охраны окружающей среды в отраслях, входящих в сферу действия данного документа.

Существует много процессов, вариаций оборудования и методов, используемых при производстве меди и драгоценных металлов. Многие из техник и отдельных этапов производственных процессов являются общими, поэтому, они описываются вместе. Общие этапы:

системы управления;

управление энергией;

мониторинг;

управление сырьевыми материалами;

управление водопотреблением и сточными водами;

управление отходами.

Производство меди и драгоценных металлов может осуществляться различными способами, различающимися потреблением тепла (топлива), энергии и природных материальных ресурсов. Сам процесс производства сопровождается эмиссией в окружающую среду различных веществ, оказывающих негативное влияние на окружающую среду: пыль, вредные и токсичные газы, соединения металлов, органические вещества и др.

В данном разделе приведены техники, применение которых возможно при производстве меди и драгоценных металлов.

4.1. Повышение интеграции производственных процессов

Описание

Использование, расширение и углубление производственно-технологических связей в совместном использовании ресурсов.

Техническое описание

Примером интеграции производственных площадок является Усть- Каменогорский металлургический комплекс ТОО "Казцинк", в состав которого входит пять заводов: цинковый, свинцовый, медный, завод по производству драгоценных металлов, сернокислотный завод. Все производства имеют общую инфраструктуру. Расположение заводов на одной площадке образует уникальную технологическую схему, позволяющую достичь комплексного извлечения максимального количества полезных компонентов из сырья. Применительно к производству свинца плюсы интеграции состоят в следующем:

получение свинца из промпродуктов цинкового и медного производства;

использование промпродуктов свинцового передела в виде штейно- шпейзовой смеси при производстве меди;

использование в качестве сырья для производства серной кислоты отходящих серосодержащих газов плавильных печей;

переработка возгонов, полученных методом извлечения из шлаков свинцовой плавки цинка и свинца с использованием шлаковозгоночной установки в цинковом производстве.

Достигнутые экологические выгоды

Улучшение экологических показателей, таких как снижение выбросов диоксида серы, предотвращение и/или снижение количества образующихся твердых остатков, которые могут быть классифицированы как отход.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Эффективность используемой в связке сернокислотной установки находится на уровне 99 %. С вводом в эксплуатацию этой установки в 2014 году выбросы диоксида серы в целом по предприятию УКМК были снижены в два раза (с 69 до 34 тысяч тонн/год).

Еще одним примером межотраслевого взаимодействия можно назвать реализацию проекта по производству сульфата аммония на базе ПАО "Среднеуральский медеплавильный завод". Проект основан на оптимальной сырьевой обеспеченности, так как планируется использование 380 тысяч тонн собственной серной кислоты предприятия, получаемой в сернокислотном цеху при обработке технологических газов [85].

Кросс-медиа эффекты

При повышенном содержании мышьяка в промпродуктах, направляемых на медное производство увеличивается циркуляционная нагрузка этого вещества между свинцовым и медным заводами за счет переработки свинцово-медных оборотов, что приводит к риску получения некачественной товарной продукции. Это обусловлено тем, что мышьяк по химическим свойствам имеет родство с медью. Необходима дополнительная переработка медных съЕмов свинцового производства с целью снижения в них содержания мышьяка. Например, электротермическая плавка медных шликеров с получением тиосолей мышьяка. В дальнейшем мышьяк может быть выведен из производства в виде нетоксичного сульфида мышьяка [79].

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо для новых установок. Применимость в отношении действующих производств может быть ограничена высокими финансовыми затратами.

Экономика

Строительство медеплавильного и сернокислотного, а также реконструкция действующего свинцового и их "связка" были реализованы в рамках проекта "Новая металлургия" УКМК ТОО "Казцинк", в реализацию которого компания вложила свыше 800 млн долларов.

Движущая сила внедрения

Экологическое законодательство. Экономические выгоды.

4.2. Система экологического менеджмента

Описание

Система, отражающая соответствие деятельности предприятия целям в области охраны окружающей среды.

Техническое описание

СЭМ является методом, позволяющим операторам установок решать экологические проблемы на систематической и очевидной основе. СЭМ является наиболее действенной и эффективной, когда она образует неотъемлемую часть общей системы менеджмента и операционного управления производством.

СЭМ фокусирует внимание оператора на экологических характеристиках установки, в частности, путем применения четких рабочих процедур как для нормальных, так и для нестандартных условий эксплуатации, а также определения соответствующих линий ответственности.

Все действующие СЭМ включают концепцию непрерывного совершенствования, а это означает, что управление окружающей средой – это непрерывный процесс, а не проект, который в итоге подходит к концу. Существуют различные схемы процессов, но большинство СЭМ основано на цикле PDCA (планируй – делай – проверяй – исполняй), который широко используется в других контекстах менеджмента организаций. Цикл представляет собой итеративную динамическую модель, где завершение одного цикла происходит в начале следующего.

СЭМ может принимать форму стандартизированной или нестандартной ("настраиваемой") системы. Внедрение и соблюдение международно-признанной стандартизированной системы, такой как ISO 14001:2015, могут повысить доверие к СЭМ, особенно при условии надлежащей внешней проверки. Однако не стандартизированные системы могут в принципе быть одинаково эффективными при условии того, что они должным образом разработаны, внедрены и проверены аудитом.

Стандартизированные системы (ISO 14001:2015 ) и не стандартизированные системы в принципе применяются к организациям, настоящий документ использует более узкий подход, не считая всех видов деятельности организации, например, в отношении их продуктов и услуг.

СЭМ может содержать следующие компоненты:

Заинтересованность руководства, включая высшее руководство на уровне компании и предприятия (например, руководитель предприятия).

Анализ, включающий определение контекста организации, выявление потребностей и ожиданий заинтересованных сторон, определение характеристик предприятия, связанных с возможными рисками для окружающей среды (и здоровья человека), а также применимых правовых требований, касающихся окружающей среды.

Экологическую политику, которая включает в себя постоянное совершенствование установки посредством менеджмента.

Планирование и установление необходимых процедур, целей и задач в сочетании с финансовым планированием и инвестициями.

Выполнение процедур, требующих особого внимания:

а) структура и ответственность;

б) набор, обучение, информированность и компетентность персонала, чья работа может повлиять на экологические показатели;

в) внутренние и внешние коммуникации;

г) вовлечение сотрудников на всех уровнях организации;

д) документация (создание и ведение письменных процедур для контроля деятельности со значительным воздействием на окружающую среду, а также соответствующих записей);

е) эффективное оперативное планирование и контроль процессов;

ж) программа технического обслуживания;

з) готовность к чрезвычайным ситуациям и реагированию, включая предотвращение и/или снижение воздействия неблагоприятных (экологических) последствий чрезвычайных ситуаций;

и) обеспечение соответствия экологическому законодательству;

Обеспечение соблюдения природоохранного законодательства.

Проверка работоспособности и принятие корректирующих мер с уделением особого внимания к следующим действиям:

а) мониторинг и измерение;

б) корректирующие и превентивные действия;

в) ведение записей;

г) независимый внутренний и внешний аудит для определения соответствия СЭМ запланированным мероприятиям и надлежащим ли образом она внедряется и поддерживается;

Обзор СЭМ и ее постоянная пригодность, адекватность и эффективность со стороны высшего руководства.

Подготовка регулярного ежегодного экологического отчета.

Валидация органом по сертификации или внешним верификатором СЭМ.

Следование за развитием более чистых технологий.

Рассмотрение воздействия на окружающую среду от возможного снятия с эксплуатации установки на этапе проектирования нового завода и на протяжении всего срока его службы.

Применение отраслевого бенчмаркинга на регулярной основе (сравнение показателей своей компании с лучшими предприятиями отрасли).

Система управления отходами.

На установках/объектах с несколькими операторами создание объединений, в которых определяются роли, обязанности и координируются операционные процедуры каждого оператора установки в целях расширения сотрудничества между различными операторами.

Инвентаризация сточных вод и выбросов в атмосферу.

Достигнутые экологические выгоды

Поддержание и выполнение четких процедур в штатных и нештатных ситуациях и соответствующее распределение обязанностей дают гарантию того, что на предприятии всегда соблюдаются условия природоохранного разрешения, достигаются поставленные цели и решаются задачи. Система экологического менеджмента обеспечивает постоянное улучшение экологической результативности.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Все значительные входные потоки (включая потребление энергии) и выходные потоки (выбросы, сбросы, отходы) взаимосвязанно управляются оператором в кратко- средне- и долгосрочном аспектах с учетом особенностей финансового планирования и инвестиционных циклов. Это означает, например, что применение краткосрочных решений по очистке выбросов и сбросов ("на конце трубы") может привести к долгосрочному повышению потребления энергии и отсрочить инвестиции в потенциально более выгодные решения по защите окружающей среды.

В 2006 году западно-сибирский комбинат металлургии прошел сертификацию по стандартам ИСО 14001. На существующее положение предприятие имеет эффективную систему управления природоохранной деятельностью, которая направлена на разрешение экологических проблем, в процессе которой принимают участие все сотрудники: от управляющего до рабочего. Налаженная система управления позволяет снизить выбросы в атмосферу, в природные водоемы и предотвращает загрязнения почв за счет повышения:

дисциплины технологии;

использования современных технологий;

внедрения технического перевооружения.

Так, например, переход плавильного производства стали на прогрессивную технологию непрерывной разливки способствует снижению вредных выбросов в атмосферный воздух на 5,3 тысяч тонн/год [86].

Кросс-медиа эффекты

Методы экологического менеджмента проектируются таким образом, чтобы минимизировать воздействие установки на окружающую среду в целом.

Технические соображения, касающиеся применимости

Компоненты СЭМ могут быть применены ко всем установкам.

Охват (например, уровень детализации) и формы системы экологического менеджмента (как стандартизованной, так и не стандартизованной) должны соответствовать эксплуатационным характеристикам применяемого технологического оборудования и уровню его воздействия на окружающую среду.

Экономика

Определение стоимости и экономической эффективности внедрения и поддержания действующей системы экологического менеджмента на должном уровне вызывает затруднения.

Движущая сила внедрения

Система экологического менеджмента может обеспечить ряд преимуществ, например:

улучшение экологических показателей предприятия;

улучшение основы для принятия решений;

улучшение понимания экологических аспектов компании;

улучшение мотивации персонала;

дополнительные возможности снижения эксплуатационных затрат и улучшение качества продукции;

улучшение экологической результативности;

снижение затрат, связанных с экологическими нарушениями, невыполнением установленных требований и др.

4.3. Эффективное использование энергии

Описание

Важным методом повышения энергоэффективности является использование систем энергоменеджмента, описанных в международном и национальном стандарте.

Техническое описание

Система управления энергетической эффективностью состоит во внедрении и поддержании функционирования системы энергетического менеджмента (СЭнМ) (например, ISO 50001).

В состав СЭнМ в зависимости от конкретных условий входят перечисленные ниже элементы:

обязательства высшего руководства (рассматриваются как необходимая предпосылка успешного менеджмента энергоэффективности);

разработка и принятие политики энергоэффективности высшим руководством;

планирование и определение целей и задач;

разработка и соблюдение процедур, уделяющих особое внимание следующим вопросам: организационная структура и ответственность, обучение, обеспечение осведомленности и компетентности, информационный обмен, участие сотрудников, документирование, эффективный контроль технологических процессов, техническое обслуживание, готовность к чрезвычайным ситуациям, обеспечение соответствия законодательным требованиям в области энергоэффективности и соответствующим соглашениям (если таковые существуют);

сравнительный анализ: установление и периодическая оценка показателей энергоэффективности, а также систематическое и регулярное сопоставление с отраслевыми, национальными и региональными ориентирами в области энергоэффективности при наличии подтвержденных данных;

оценка результативности и корректирующие действия, уделяющие особое внимание следующим вопросам: мониторинг и измерения, корректирующие и профилактические действия, ведение записей, независимый (там, где это возможно) или внутренний аудит с целью оценки того, соответствует ли система установленным требованиям, а также, внедрена ли она и поддерживается надлежащим образом;

регулярный анализ СЭнМ, ее соответствия целям, а также адекватности и результативности со стороны высшего руководства.

Принципы системы энергоменеджмента подробно описаны в [53].

Достигнутые экологические выгоды

Снижение потребления энергии и ресурсов, улучшение экологических показателей и поддерживание высокого уровня эффективности этих показателей.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Оценка опыта внедрения СЭнМ на предприятиях как в Казахстане, так и за рубежом показывает, что организация и внедрение СЭнМ позволяют снизить потребление энергии и ресурсов ежегодно на 1 - 3 % (на начальном этапе до 10 - 20 %), что соответственно приводит к снижению выбросов вредных веществ и парниковых газов [81, 82, 83]. Применение энергетического менеджмента на предприятиях играет огромную роль для ограничения выбросов парниковых газов (ПГ).

Кросс-медиа эффекты

Снижение энергоемкости производства. Повышение уровня культуры производства и квалификации персонала.

Технические соображения, касающиеся применимости

Описанные выше компоненты, как правило, могут быть применены ко всем объектам, входящим в область действия настоящего документа. Объем (например, уровень детализации) и характер СЭнМ (например, стандартизированная или не стандартизированная) будут связаны с характером, масштабом и сложностью установки, а также диапазоном воздействия на окружающую среду, которое она может оказывать.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Движущими силами для внедрения мероприятий по энергоэффективности являются:

улучшение экологических показателей;

повышение энергоэффективности;

повышение уровня мотивации и вовлечения персонала;

дополнительные возможности для снижения эксплуатационных затрат и улучшения качества продукции.

4.4. Управление технологическим процессом

Описание

Обеспечение стабильности производственного процесса.

Техническое описание

Внедрение систем автоматизированного контроля, управления и использование следующих техник.

Проверка и выбор исходных материалов в соответствии с применяемыми технологическими процессами и методами очистки. Процедуры включают:

контроль сопроводительных документов для товара;

визуальную проверку того, что поставленный материал соответствует указанному в договоре и товаросопроводительным документам;

контроль системы взвешивания и дозирования шихты;

контроль приема исходного сырья и определение места хранения (визуальный осмотр, выборочный контрольный анализ в зависимости от типа материала, испытание на радиоактивность);

контроль химического состава исходного сырья;

сортировку посторонних веществ: возврат поставщику или соответствующее удаление;

тщательное перемешивание различных материалов, входящих в состав шихты, для достижения оптимальной эффективности переработки и сокращения выбросов и отходов. Для определения правильных смесей сырья используются малые печи. Колебания влажности в подачи печи могут привести к тому, что объемы технологического газа слишком велики для аспирационного оборудования, что будет способствовать образованию неорганизованных выбросов;

использование микропроцессорных устройств контроля скорости подачи материала, ключевых технологических параметров, включая сигнализацию, условий сжигания и подачи дополнительного газа;

непрерывный инструментальный контроль температуры, давления в печи и подачи газа;

контроль критических параметров процессов, реализуемых на установках очистки воздуха, таких как температура газа, количество подаваемых реагентов, давления, ток и напряжение на электрофильтре, объем подачи и pH жидкости в мокром скруббере, состав подаваемого газа;

контроль содержания пыли и ртути в отходящих газах перед их подачей на сернокислотную установку;

непрерывный инструментальный контроль уровня вибрации для обнаружения завалов или неисправности оборудования;

непрерывный инструментальный контроль силы тока, напряжения и температуры электрических контактов;

контроль и регулирование температуры для предотвращения образования выбросов металлов и оксидов металла из-за перегрева;

использование микропроцессорных устройств для контроля подачи реагентов и работы очистного оборудования, включая непрерывный инструментальный контроль температуры, мутности, pH, электропроводности и объемов стока;

сбор технологических газов с использованием герметичных или полугерметичных систем печи (интерактивные вентиляторы с переменной скоростью используются для обеспечения оптимальной скорости сбора газа и минимизации затрат на электроэнергию);

сбор и извлечение паров растворителей, насколько это возможно, с использованием герметичных реакторов или локального сбора паров в сочетании с охладителями или конденсаторами;

использование систем управления окружающей средой и качества;

проведение анализа шлака, металла и штейнового материала на основе периодически отбираемых проб для контроля и оптимизации добавления флюсов, определение условий производственного процесса и контроль содержания металлов в материалах.

Для некоторых процессов возможно необходимо принять во внимание специальные правила.

Достигнутые экологические выгоды

Предотвращение выбросов металлов, пыли и других веществ в атмосферу.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Нет данных.

Кросс-медиа эффекты

Снижение энергоемкости.

Повышение энергоэффективности.

Технические соображения, касающиеся применимости

Эти методы обычно применимы к большинству заводов.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов.

Экономия сырья.

Непрерывный и стабильный процесс производства.

4.5. Мониторинг эмиссий загрязняющих веществ

Мониторинг эмиссий в атмосферу и воду является важным элементом предотвращения и сокращения загрязнения окружающей среды промышленными предприятиями.

Одним из наиболее важных вопросов является контроль эффективности процессов, связанных с очисткой выбросов, сбросов, удалением и переработкой отходов, для того, чтобы можно было провести анализ о достижимости поставленным экологическим целям, а также выявлении и устранении возможных аварий и инцидентов.

Частота проведения мониторинга зависит от вида загрязняющего вещества (токсичность, воздействие на ОС и человека), характеристик используемого сырьевого материала, мощности предприятия, а также применяемых методов сокращения выбросов, при этом она должна быть достаточной, чтобы получить репрезентативные данные для контролируемого параметра.

При выполнении мониторинга атмосферного воздуха основное внимание должно уделяться состоянию окружающей среды в зоне активного загрязнения (для источников загрязнения атмосферы), а также на границе санитарно-защитной зоны в тех случаях, когда это необходимо для отслеживания соблюдения экологического законодательства Республики Казахстан и нормативов качества окружающей среды.

Используемые для мониторинга методы, средства измерений, применяемое оборудование, процедуры и инструменты должны соответствовать стандартам, действующим на территории Республики Казахстан. Использование международных стандартов должно быть регламентировано нормативно-правовыми актами Республики Казахстан.

Мониторинг проводится для получения достоверной (точной) информации о содержании загрязняющих веществ в отходящих потоках (выбросы, сбросы) для контроля и прогнозирования возможных воздействий на окружающую среду.

Перед проведением замеров необходимо составление плана мониторинга, в котором должны быть учтены такие показатели как: режим эксплуатации установки (непрерывный, прерывистый, операции пуска и останова, изменение нагрузки), эксплуатационное состояние установок по очистке газа или стоков, факторы возможного термодинамического воздействия.

При определении методов измерений, точек отбора проб, количества проб и продолжительности их отбора необходимо учитывать такие факторы как:

режим работы установки и возможные причины его изменения;

потенциальную опасность выбросов;

время, необходимое для отбора проб, с целью получения наиболее полной информации об определяемом загрязняющем веществе в составе газа.

Обычно при выборе эксплуатационного режима для проведения измерения выбирается режим, при котором могут быть отмечены максимальные выбросы (максимальная нагрузка).

При этом для определения концентрации загрязняющих веществ в сточных водах могут быть использованы произвольный отбор или объединенные суточные пробы (24 часа), основанные на отборе проб пропорционально расходу или усредненные по времени.

При отборе проб не приемлемо разбавление газов или сточных вод, так как полученные при этом показатели нельзя будет считать объективными.

Мониторинг эмиссий может проводиться как при помощи инструментальных замеров, так и расчетным методом.

Результаты измерений должны быть репрезентативными, взаимно сопоставимыми и четко описывать соответствующее рабочее состояние установки.

Следует учитывать факторы, такие как вариации процесса, характер и потенциальная опасность выбросов, а также время, необходимое для получения измеряемого количества загрязняющего вещества или репрезентативной информации. Эти факторы могут затем стать основой для выбора условий работы, при которых могут регистрироваться самые высокие выбросы, количество и продолжительность измерений, наиболее подходящий метод измерения и точки отбора проб.

В таблице 4.1. приведены основные отличительные характеристики непрерывных и периодических измерений.

Таблица .1. Характеристики непрерывных и периодических измерений

№ п/п

Характеристика

Непрерывные измерения

Периодические измерения

1	2	3	4
1	Период отбора проб выбросы/сбросы ЗВ	Измерения охватывают все или практически все время эмиссий	Отдельные замеры служат представлением данных об эмиссиях за долгосрочный период
2	Скорость	Возможность получения результатов в онлайн режиме	Результаты в режиме реального времени доступны только при использовании инструментальных анализаторов, отсроченные результаты при ручном отборе проб с проведением последующего лабораторного анализа
3	Усреднение результатов	Результаты могут быть усреднены на любой необходимый период (30 мин, 1 час, 24 ч и др.)	Усреднение результатов привязано к продолжительности периода отбора проб (интервал от 30 мин до нескольких часов)
4	Калибровка и отслеживаемость измерений	Автоматизированные системы мониторинга (АСМ) требуют калибровки и настройки согласно сертифицированным справочным материалам в период техобслуживания	Могут быть использованы стандартные эталонные методы
5	Сертификация оборудования	Оборудование должно быть внесено в реестр Республики Казахстан	Оборудование должно быть внесено в реестр Республики Казахстан

Точки отбора проб

Точки отбора проб должны соответствовать требованиям законодательства Республики Казахстан в области измерений. Точки отбора проб должны:

быть четко обозначенными;

если возможно, иметь постоянный поток газа в точке отбора;

иметь необходимые источники энергии;

иметь доступ и место для размещения приборов и специалиста;

обеспечивать соблюдение требований безопасности на рабочем месте.

Компоненты и параметры

Компоненты, которые измеряются в процессе мониторинга при производстве меди, включают: пыль, металлы, двуокись серы, ЛОС, ПХДД/Ф, оксиды углерода и азота.

Для некоторых процессов контролируются кислоты, такие как серная и соляная кислота, а также хлориды и фториды. Некоторые вещества специфичны для ряда реагентов, используемых для производства драгоценных металлов. Компоненты представлены в разделах, посвященных металлу, а методы отбора проб и анализа приведены в соответствующих национальных и международных руководящих принципах мониторинга и анализа.

При проведении измерений необходимо учитывать:

состояние установок очистки отходящих газов или сточных вод;

режим работы оборудования (непрерывный, прерывистый, пуско-наладочные работы, изменение нагрузки);

влияние факторов термодинамических помех.

Таблица .2. Перечень загрязняющих веществ

№ п/п	Компонент/вещество	Определение
1	2	3
1	Пыль (общая)	Твердые частицы размером от субмикроскопического до макроскопического, любой формы, структуры или плотности, рассеянные в газовой фазе
2	Металлы и их соединения	Zn, Cd, Pb, Hg, Cu, As
3	SO₂	Диоксид серы
4	NO	Оксид азота
5	NO₂	Диоксид азота
6	CO	Окись углерода
7	ЛОС^*	Летучие органические соединения
8	ПХДД/Ф^*	Полихлоридный дибензопародиоксин/фтор
9	HCl^**	Газообразные хлориды, выраженные в виде HCl
10	HF^**	Газообразные фториды, выраженные в виде HF
11	H₂SO₄^***	Серная кислота

* выделяются при производстве вторичной меди;

** выделяются в достаточно низких концентрациях, специфичны для некоторых процессов и/или применяемых реагентов, используемых в производстве;

*** при утилизации серосодержащих газов на установке производства серной кислоты.

Стандартные условия

При исследованиях состояния атмосферного воздуха необходимо учитывать:

температуру окружающей среды;

относительную влажность;

скорость и направление ветра;

атмосферное давление;

общее погодное состояние (облачность, наличие осадков);

объем газовоздушной смеси;

температуру отходящего газа (для расчета концентрации и массового расхода);

содержание водяных паров;

статическое давление, скорость потока в канале отходящего газа;

содержание кислорода.

Данные параметры могут использоваться при определении наличия определенных компонентов в отходящем потоке газа, например, температура, содержание кислорода и пыли в газе могут указывать на разложение ПХДД/Ф. Значение pH в сточных водах может также использоваться для определения эффективности осаждения металлов.

Помимо наблюдений за качественными и количественными показателями отходящих потоков мониторингу подлежат параметры основных технологических процессов, к которым относятся:

количество загружаемого сырья;

производительность;

температура горения (или скорость потока);

температура катализатора;

количество подсоединенных аспирационных установок;

скорость потока, напряжение и количество удаляемой пыли из электрофильтра вместо концентрации пыли;

расход и давление очищающей жидкости (фильтрата) и перепад давления мокрого скруббера;

датчики утечки для применяемого очистного оборудования (например, возможное превышение концентрации при разрыве фильтровальной ткани рукавных фильтров).

В дополнение к вышеперечисленным параметрам для эффективной работы установки и системы очистки дымовых газов могут быть необходимы дополнительные измерения определенных параметров (таких как напряжение и электричество (электрофильтры), перепад давления (рукавные фильтры), pH орошающей воды (скрубберы)) и концентрации загрязняющих веществ на различных установках в газоходах (например, до и после пылегазоочистки).

Непрерывное и периодическое измерение выбросов

Непрерывный мониторинг выбросов предполагает постоянное измерение автоматизированной системой мониторинга, установленной на источнике выбросов.

Возможно непрерывное измерение нескольких компонентов в газах или в сточных водах, и в некоторых случаях точные концентрации могут определяться непрерывно или в виде средних значений в течение согласованных периодов времени (почасово, посуточно и т. д.). В этих случаях анализ средних значений и использование процентилей могут обеспечить гибкий метод демонстрации соответствия условиям разрешения, а средние значения можно легко и автоматически оценить.

Для источников и компонентов выбросов, которые могут оказывать значительное воздействие на окружающую среду, следует установить непрерывный мониторинг. Пыль может оказывать значительное воздействие на окружающую среду и здоровье, содержать токсичные компоненты. Постоянный мониторинг пыли позволяет также определить разрывы мешков в рукавных фильтрах.

Периодические измерения включают определение измеряемой величины с заданными временными интервалами с использованием ручных или автоматизированных методов. Указанные промежутки времени обычно являются регулярными (например, один раз в месяц или один раз/два раза в год). Длительность отбора определяется как период времени, в течение которого образец отбирается. На практике иногда выражение "точечный отбор" используется аналогично "периодическому измерению". Количество отбираемых проб может быть различным в зависимости от определяемого вещества, условий отбора проб, однако для получения достоверных показателей стабильного выброса наилучшей рекомендуемой практикой является получение, как минимум трех выборок последовательно в одной серии измерений.

Продолжительность и время измерений, точки отбора проб, измеряемые вещества (т.е. загрязнители и косвенные параметры) также устанавливаются на начальном этапе при определении целей мониторинга. В большинстве случаев продолжительность отбора проб составляет 30 минут, но также может быть и 60 минут, в зависимости от загрязняющего вещества, интенсивности выброса, а также схемы расположения мест отбора проб (места установки датчиков - в случае использования автоматизированных систем). Так, например, в случаях низкой концентрации пыли или необходимости определения ПХДД/Ф может потребоваться больше времени для отбора проб.

Оценку воздействия выбросов и их сокращение с течением времени следует сопоставлять с относительной долей неорганизованных и организованных источников выбросов на конкретном участке. Сравнение этих результатов со стандартами качества окружающей среды, пределом воздействия на рабочем месте или прогнозируемыми значениями концентраций.

Местоположение точек отбора должно соответствовать стандартам безопасности и гигиены труда, быть легкодоступными и иметь достаточный размер.

4.5.1. Мониторинг выбросов загрязняющих веществ в атмосферу

Производственный мониторинг является элементом производственного экологического контроля, который проводится для получения объективных данных с установленной периодичностью о воздействии производственной деятельности предприятия на окружающую среду.

Организованные выбросы в атмосферный воздух, а также параметры процессов (температура, О₂, скорость потока и др.) контролируются с использованием периодических или непрерывных методов измерения в соответствии с утвержденными стандартами.

Тип использованного мониторинга (непрерывные или периодические измерения) зависит от ряда факторов, таких как: природа загрязняющего вещества, экологическая значимость выбросов или ее изменчивость.

Мониторинг выбросов может осуществляться методом прямых измерений, из которых можно выделить:

инструментальный метод, основанный на автоматических газоанализаторах, непрерывно измеряющих концентрации загрязняющих веществ в выбросах контролируемых источников (непрерывные измерения);

инструментально-лабораторный основанный на отборе проб отходящих газов из контролируемых источников, с последующим их анализом в химических лабораториях (периодические измерения);

расчетный метод, основанный на использовании методологических данных.

Особое внимание следует уделить мониторингу неорганизованных выбросов, так как их количественное определение требует больших трудовых и временных затрат. Имеются соответствующие методики измерения, но уровень достоверности результатов, получаемых с их применением, низок, и в связи с увеличением числа потенциальных источников оценка суммарных неорганизованных выбросов/сбросов может потребовать более существенных затрат, чем в случае выбросов/сбросов от точечных источников.

Ниже рассмотрены некоторые методы количественного определения неорганизованных выбросов:

метод аналогии с организованными выбросами, основанный на определении "эквивалентной поверхности", через которую измеряется поток вещества;

оценка утечек из оборудования;

использование расчЕтных методов с помощью коэффициентов для определения выбросов из емкостей для хранения во время погрузочно-разгрузочных операций, а также выбросов возникающих в результате деятельности вспомогательных участков (очистных сооружений и пр.);

использование устройств для оптического мониторинга (обнаружение и определение концентраций загрязняющих веществ в результате утечки с подветренной от предприятия стороны с использованием электромагнитного излучения, которое поглощается и/или рассеивается загрязняющими веществами);

метод материального баланса (учет входного потока вещества, его накопление, выходной поток этого вещества, а также его разложение в ходе технологического процесса, после чего остаток считается поступившим в окружающую среду в виде выбросов);

выпуск газа-трассера в различные выбранные точки или зоны на территории предприятия, а также в точки, расположенные на разной высоте на этих участках;

метод оценки по принципу подобия (количественная оценка выбросов исходя из результатов измерения качества воздуха с подветренной стороны, с учетом метеорологических данных);

оценка мокрых и сухих осаждений загрязняющих веществ с подветренной от предприятия стороны, что позволит впоследствии оценить динамику этих выбросов (за месяц или за год).

Нет методов измерений, которые применимы для общего использования на всех участках, и методологии измерений отличаются от участка к участку. Имеются значительные воздействия от других источников поблизости от промплощадки, такие как вспомогательные производства, транспорт и иные источники, которые сильно затрудняют экстраполяцию. Следовательно, полученные результаты относительны или являются ориентирами, которые могут указывать на снижение, достигнутое при помощи принятых мер по снижению неконтролируемых выбросов.

Точки отбора проб должны отвечать стандартам производственной гигиены и техники безопасности, быть легко и быстро достижимы и иметь должные размеры.

Измерение неорганизованных выбросов от площадных источников является более сложным и требует более тщательно разработанных методов, так как:

характеристики выбросов регулируются метеорологическими условиями и подвержены большим колебаниям;

источник выбросов может иметь большую площадь и может быть определен с неточностью;

погрешности относительно измеренных данных могут быть значительны.

Мониторинг неорганизованных выбросов, попадающих в атмосферу от неплотностей технологического оборудования, должен проводиться с помощью оборудования для обнаружения утечек летучих органических соединений (ЛОС). Если объемы утечек малы и их невозможно оценить инструментальными замерами, то может применяться метод массового баланса в сочетании с отдельными измерениями концентраций загрязняющих веществ.

Описанные методы для мониторинга неорганизованных выбросов были разработаны с учетом международного опыта и находятся на той стадии, когда они не могут выдать точные и надежные фактические показатели, однако они позволяют показывать ориентировочные уровни выбросов или тенденции возможного увеличения выбросов за определенный период времени. В случае применения одного или нескольких предлагаемых методов необходимо учитывать местный опыт использования, знания местных условий, особой конфигурации установки и т.п.

Приоритетными источниками выбросов в производстве меди являются плавильные печи, сернокислотные установки (если применимо), шлаковозгоночные установки, котлы рафинирования.

В список контролируемых веществ должны включаться загрязняющие вещества (в том числе маркерные), которые присутствуют в выбросах стационарных источников и в отношении которых установлены технологические нормативы, предельно допустимые выбросы с указанием используемых методов контроля (инструментальные).

Мониторинговые наблюдения за состоянием атмосферного воздуха на территории предприятия и в границах области воздействия (мониторинг воздействия) проводятся согласно утвержденной Программе производственного экологического контроля.

Методы и инструменты, используемые для мониторинга эмиссий в атмосферный воздух, устанавливаются соответствующими национальными нормативно-правовыми актами.

Таблица .3. Рекомендации по проведению мониторинга

№ п/п	Метод (оборудование)	Периодичность
1	2	3
1	Параметры процесса, свидетельствующие о стабильности процесса	Непрерывно
2	Мониторинг и стабилизация критических параметров процесса: однородность сырья, подача топлива, добавок, уровень избытка воздуха	Непрерывно
3	Выбросы пыли, SO_2,CO, NO_x, от печей обжига/плавки	Непрерывно
4	Выбросы НСl, HF, ЛОС, ПХДД/ПХДФ, ртуть	Периодически (согласно программы ПЭК)

4.5.2. Мониторинг сбросов загрязняющих веществ в водные объекты

В рамках производственного мониторинга состояния водных ресурсов предусматриваются контроль систем водопотребления и водоотведения и осуществление наблюдений за источниками воздействия на водные ресурсы рассматриваемого района, а также их рационального использования.

Результаты мониторинга позволяют своевременно выявить и провести оценку происходящих изменений окружающей среды при осуществлении производственной деятельности.

Техническое описание

Мониторинг состояния водных ресурсов включает:

операционный мониторинг – наблюдения за работой и эффективностью очистных сооружений сточных вод;

мониторинг эмиссий – наблюдения за объемами сбрасываемых сточных вод и их соответствия установленным лимитам; наблюдения за качеством сточных вод и их соответствия установленным нормам ПДС при отведении в приемник сточных вод – пруд-накопитель;

мониторинг воздействия – наблюдения за качеством вод приемника сточных вод - пруда-накопителя (фоновые концентрации загрязняющих веществ).

Производственный мониторинг в области охраны и использования водных объектов включает регулярный контроль нормируемых параметров и характеристик:

технологических процессов и оборудования, связанных с образованием сточных вод;

мест водозабора и учета используемой воды;

выпусков сточных вод, в том числе очищенных;

сооружений для очистки сточных вод и сооружений систем канализации;

систем водопотребления и водоотведения;

поверхностных и подземных водных объектов, пользование которыми осуществляется на основании разрешительной документации, а также территорий водоохранных зон и прибрежных защитных полос.

4.6. Управление отходами

Согласно Экологическому кодексу, нормативным правовым актам, принятым в Республике Казахстан, все отходы производства и потребления должны собираться, храниться, обезвреживаться, транспортироваться и захораниваться с учетом их воздействия на окружающую среду.

В целях предотвращения загрязнения компонентов природной среды накопление и удаление отходов производятся в соответствии с международными стандартами и действующими НПА Республики Казахстан, а также внутренними стандартами.

Обращение с отходами, а таже их размещение при проведении запланированных работ должны обеспечивать условия, при которых образующиеся отходы не оказывают вредного воздействия на состояние окружающей среды и здоровье персонала предприятия при необходимости временного накопления производственных отходов на промышленной площадке (до момента использования отходов в последующем технологическом процессе или направления на объект для размещения).

Система управления отходами заключается в следующем:

идентификация образующихся отходов;

раздельный сбор отходов (сегрегация) в местах их образования с учЕтом целесообразного объединения видов по степени и уровню их опасности с целью оптимизации дальнейших способов удаления, а также вторичного использования определЕнных видов отходов;

накопление и временное хранение отходов до целесообразного вывоза;

хранение в маркированных герметичных контейнерах;

сбор отходов на специально отведенных и обустроенных площадках;

транспортировка под строгим контролем с регистрацией движения всех отходов.

Хранение отходов в контейнерах позволяет предотвратить утечки, уменьшить уровень их воздействия на окружающую среду, а также воздействие погодных условий на состояние отходов.

Характерными для производства свинца отходами и побочными продуктами являются:

твердые остаточные продукты с высоким содержанием металлов, образующиеся в процессах плавки, шахтной плавки, фьюминговании, рафинирования, электроплавки (эти продукты считаются промпродуктами и обычно повторно перерабатываются на соответствующем этапе технологического процесса или отправляются в качестве сырья или на утилизацию на иные производства);

печи прямой плавки также являются значимыми источниками образования твердых шлаков; такие шлаки обычно уже подвергались действию высоких температур и в целом содержат небольшое количество выщелачиваемых металлов (впоследствии они после проведения определенных испытаний могут использоваться как строительные материалы);

твердые остаточные продукты также получают в результате переработки стоков; основными потоками являются гипсовые остатки (CaSO4) и гидроксиды металлов, которые образуются на установке нейтрализации стоков (данные материалы рассматриваются как проявление побочного эффекта этих методов очистки, многие из них возвращаются в пирометаллургический процесс для дальнейшего извлечения из них металлов);

пыль или шлам, образующиеся при газоочистке (используются в качестве сырья для производства других металлов, например, Ge, Ga, In и As и прочих, либо возвращаются на плавку или же в цикл выщелачивания с целью извлечения цинка);

остаточные продукты, содержащие ртуть и селен, образуются на этапе предварительной обработки ртуть- и селенсодержащих потоков из газоочистки.

Система контролирования в области обращения с отходами основана на учЕте основных нормируемых параметров и характеристик, таких как:

технологические процессы и оборудование, связанные с образованием отходов;

системы транспортировки, обработки, утилизации и обезвреживания отходов;

объекты накопления и размещения отходов, расположенные на промышленной площадке и/или находящиеся в ведении предприятия.

Воздействие отходов производства и потребления на компоненты окружающей среды является косвенным и выражается в загрязнении атмосферного воздуха и почвенных ресурсов при пылении или разносе компонентов отходов под воздействием ветра, попадании составляющих отходов в водные объекты с талыми водами и атмосферными осадками, повышенном содержании микрокомпонентов, входящих в состав отходов, в растительности территории расположения производственного объекта.

4.7. Управление водными ресурсами

Водопотребление

Организация системы водопользования является неотъемлемым этапом, необходимым для формирования экологической политики предприятия, при этом необходимо учитывать имеющиеся на предприятии процессы, качество и доступность исходной потребляемой воды, объемы потребления, климатические условия, доступность и целесообразность применения тех или иных технологий, требования законодательства в области охраны окружающей среды и промышленной безопасности, а также массу других аспектов. Снижение потребления воды, забираемой из внешних источников, является основной целью системы водопользования, показателями эффективности которой являются данные удельного и валового потребления воды на предприятии.

Вода промышленных предприятий подразделяется по назначению: на охлаждающую, технологическую и энергетическую.

Охлаждающая вода применяется в контурах охлаждения металлургического оборудования, а также для охлаждения промежуточных и готовых продуктов в различных операциях и переделах. Она может быть разделена на неконтактную охлаждающую воду и охлаждающую воду прямого контакта.

Вода на неконтактное охлаждение применяется для охлаждения печей, печных каминов, разливных механизмов и т.п. В зависимости от места расположения установки охлаждение может достигаться прямоточной или циркуляционной системой с испарительными градирнями. Вода из прямоточной системы охлаждения обычно сбрасывается обратно в естественный источник, например, реку или пруд-охладитель. В этом случае потенциальный рост температуры должен учитываться до того, как вода будет сбрасываться в природный водный объект. Неконтактная вода на охлаждение также может циркулировать и повторно использоваться через градирни.

Охлаждающая вода прямого контакта обычно загрязнена металлами и взвешенными твердыми частицами и часто появляется в больших количествах. В связи с особой схемой и во избежание эффекта разбавления вода на прямое контактное охлаждение принципиально должна проходить очистку отдельно от других сточных вод.

Технологическая вода делится на средообразующую, промывную и реакционную. Средообразующая вода применяется для растворения и образования пульп, при обогащении и переработке руд, гидротранспорта продуктов и отходов производства. Промывные воды используются для промывки газообразных, жидких и твердых продуктов. Реакционная вода – вода, используемая для приготовления реагентов.

Энергетическая вода потребляется для производства пара, а также в качестве теплоносителя в системах обогрева.

Водоотведение

Переработка и обогащение сульфидсодержащих руд и концентратов связаны с образованием различных видов сточных вод.

Рисунок 4.1. Сточные воды и методы обращения с ними

Перечисленные выше сточные воды могут содержать соединения металлов, содержание которых обуславливается присутствием их при технологических процессах. Даже незначительное присутствие металлов (низкие концентрации) в сточных водах может оказать существенное воздействие на окружающую среду.

4.8. Управление технологическими остатками

Медное производство из первичного и вторичного сырья связано с потенциальным получением широкого ассортимента побочных продуктов, промежуточных продуктов и отходов. Эти остатки возникают на разных этапах производственного процесса, таких как металлургические операции и процесс плавки, а также очистка отходящих газов и сточных вод. Содержание и ценность содержащихся в остатках элементов влияют на их возможности повторного использования. При любом отнесении остатков к отходам для удаления следует это учитывать. Вещество может описываться как отход либо вторичное сырье в зависимости от специфики его образования, транспортировки и использования или извлечения.

Сведение отходов к минимуму посредством оптимизации процесса и насколько возможно большего использования остатков и отходов является существующей практикой на сегодняшний день на многих предприятиях.

Уже много десятилетий многочисленные остатки используются в качестве сырья для других процессов, и давно установлена широкая сеть металлургических производств для увеличения извлечения металлов и снижения количества отходов для удаления. Также широко известно, что производящие металл отрасли имеют один из самых высоких показателей повторного использования среди всех отраслей промышленности: большинство из образуемых побочных и промежуточных продуктов и отходов возвращается в производство или повторно используется как в самой отрасли цветной металлургии, так и в других отраслях.

Несмотря на достигнутые преимущества не только мировых производственных площадок, но и отечественных заводов, проблема остатков на производственных объектах и классификация некоторых из этих материалов будут также играть важную роль для будущих разрешений.

4.9. Шум

Шум и вибрация являются общими проблемами в секторе, и источники встречаются во всех секторах производства меди и золота.

Шум появляется во всех производственных процессах, начиная с подготовки сырья до получения конечной продукции. Чтобы снизить уровень шума и предотвратить его распространение на ближайшую территорию, могут быть применены различные технические решения по снижению шума:

использование насыпей для заграждения источника шума;

использование шумоизоляционного материала для экранирования источника шума;

использование антивибрационных опор и соединений для оборудования;

определение месторасположения источников шума и вибрации;

изменение частоты звука.

Если вышеупомянутые технические решения не могут быть применены и установки, выделяющие шум, невозможно перевести в отдельные здания, например, из-за размера печей и их средств обслуживания, применяются вторичные технические решения. Например, должно быть осуществлено строительство зданий или природных барьеров, таких как растущие деревья и кустарники между защищаемой зоной и источником активного шума. Двери и окна защищаемого пространства должны быть плотно закрыты в период эксплуатации шумовыделяющих установок.

4.10. Запах

Существуют несколько потенциальных источников запаха в производстве меди и золота. Наиболее важными являются металлические пары, органические масла и растворители, химические реагенты и др. Запахи могут быть предотвращены тщательной конструкцией, выбором реагентов и правильной обработкой материалов.

Основными принципами управления запахом являются:

предотвращение или минимизация использования материалов, являющихся источником запаха;

содержание и извлечение пахучих материалов и газов до их диспергирования и разбавления;

их обработка, возможно, дожиганием или фильтрованием.

Используется биологическая среда, такая как торф или аналогичный материал, которая действует в качестве субстрата для подходящих биологических видов, успешно удаляющего запахи. Удаление запахов может быть очень сложным и дорогостоящим процессом, если сильно пахучие материалы разбавляются. Для обработки очень больших объемов газа с низкой концентрацией пахучих материалов требуется крупная технологическая установка.

5. Техники, которые рассматриваются при выборе наилучших доступных техник

В данном разделе справочника по НДТ приводится описание существующих техник для конкретной области применения, которые предлагаются для рассмотрения в целях определения НДТ.

При описании техник учитывается оценка преимуществ внедрения НДТ для окружающей среды, приводятся данные об ограничениях в применении НДТ, экономические показатели, характеризующие НДТ, а также иные сведения, имеющие значение для практического применения НДТ.

5.1. Техники при производстве меди и драгоценных металлов

5.1.1. Техники для эффективного использования энергии

Описание

Для повышения эффективности использования энергии применяются техники, направленные на использование избыточного тепла, образующегося в результате плавки и производстве серной кислоты. Широко используются системы автоматизации и высокоэффективное оборудование.

Техническое описание

К техникам, направленным на повышение эффективности использования энергии, относятся:

использование регенеративных печей-окислителей;

применение регенеративных и рекуперативных горелок;

использование избыточного тепла, образующегося при реализации основных процессов;

предварительный разогрев подаваемого в камеру сгорания воздуха с помощью горячих газов из литейных желобов;

использование в металлургических агрегатах дутья воздухом, обогащенным кислородом, или чистым кислородом для уменьшения потребления энергии за счет автогенной плавки или полного сгорания углеродистого материала;

низкотемпературная сушка концентратов и влажного сырья перед плавкой;

использование высокоэффективных электродвигателей, оборудованных частотными преобразователями;

предварительный разогрев шихты, дутья или топлива с использованием тепла, рекуперированного из горячих газов со стадии плавки;

повышение температуры выщелачивающих растворов с использованием пара или горячей воды за счет утилизации отработанного тепла;

рекуперация химической энергии окиси углерода, образующейся в электрической или шахтной печи, путем использования отходящих газов в качестве топлива, после удаления металлов, в других производственных процессах или для производства пара/горячей воды или электроэнергии;

рециркуляция загрязненных отходящих газов через кислородно-топливную горелку для рекуперации энергии, содержащейся в присутствующем органическом углероде;

подходящая теплоизоляция объектов, функционирующих при высоких температурах, например, трубопроводов пара и горячей воды;

использование систем контроля, которые автоматически активируют включение системы вытяжки воздуха или регулируют скорость вытяжки в зависимости от фактических выбросов;

использование тепла, образующегося при производстве серной кислоты из диоксида серы, для предварительного нагрева газа, используемого на заводе серной кислоты, или для выработки пара и/или горячей воды.

В качестве регенеративных дожигающих устройств используются регенеративные печи-окислители, представляющие собой сжигающую систему, использующую процесс регенерации тепла за счет использования огнеупорной подложки. Для изменения направления потока отходящих газов, с целью очистки огнеупорных поверхностей, устанавливается манифольд. Такие устройства применяются, когда требуется очистка выбросов от горючих загрязняющих веществ.

Для непосредственного использования тепла дымовых газов для подогрева воздуха горения используются регенеративные и рекуперативные горелки. Широкое применение нашли горелочные устройства, использующие газообразное топливо.

Рекуперативная горелка представляет собой газогорелочное устройство, снабженное встроенным рекуператором, который предназначен для подогрева воздуха за счет использования физической теплоты продуктов сгорания, удаляемых из рабочего пространства печи. При этом, помимо выполнения функции топливосжигающего устройства, рекуперативная горелка решает задачу дымоудаления. Рекуперативные горелки используются при высокой температуре уходящих газов [53].

Пример рекуперативной горелки ECOMAX® приведен на рисунке 5.1.

Рисунок .. Рекуперативная горелка ECOMAX®

Принцип работы регенеративной горелки следующий: одни и те же тракты попеременно (со смещением во времени) служат для подачи воздуха горения в рабочее пространство печи и продуктов сгорания из рабочего пространства печи. Регенеративные горелки устанавливаются парами и работают по принципу краткосрочной аккумуляции энергии дымовых газов в керамических регенераторах тепла. Такие горелки позволяют утилизировать 85 - 90 % тепла отходящих газов печи, обеспечивая подогрев до очень высоких температур, которые могут достигать величины поступающего воздуха горения всего на 100 - 150 °C меньше, чем рабочая температура печи. Горелки подобного типа могут использоваться в диапазоне рабочих температур 800 - 1500 °C. При этом потребление топлива может быть снижено на величину до 60 %. Для регенеративных горелок характерны высокий тепловой КПД, низкий расход топлива и высокая степень рекуперации отработанного тепла.

Обогащение кислородом воздуха при горении часто используется в процессах производства цветных металлов для уменьшения потребления энергии за счет автогенной плавки или полного сгорания углеродистого материала. Обогащение кислородом позволяет добиться следующих эффектов:

увеличение количества тепла, выделяемого в корпусе печи, что позволяет увеличить производительность или скорость плавки и уменьшить количество используемого топлива с соответствующим сокращением выбросов парниковых газов (некоторые процессы можно проводить в автотермическом режиме и изменять степень обогащения кислородом "в режиме реального времени", чтобы контролировать металлургический процесс и предотвращать выбросы);

значительное сокращение объема производимых технологических газов по мере снижения содержания азота, что позволяет значительно уменьшить размер воздуховодов и систем очистки от загрязнений, расположенных ниже по потоку и предотвратить потери энергии, необходимой для нагревания азота;

увеличение концентрации диоксида серы (или других продуктов) в технологических газах, что позволяет повысить эффективность процессов конверсии и регенерации без использования специальных катализаторов;

использование чистого кислорода в горелке приводит к снижению парциального давления азота в пламени и, следовательно, может быть сокращено образование термических NOX;

производство кислорода связано с производством газообразного азота, отделенного от воздуха (инертные газы используются в системах очистки от загрязнений при наличии пирофорных материалов (например, сухих концентратов меди), для дегазации расплавленного металла, в зонах охлаждения шлака, а также для контроля дыма при сливе и заливке).

Впрыск кислорода в отдельных точках печи после основной горелки позволяет контролировать температуру и условия окисления независимо от работы основной печи. Это позволяет увеличить скорость плавления без неприемлемого повышения температуры.

Обогащение кислородом применимо для большинства пирометаллургических процессов.

Избыточное тепло, образующееся при реализации процессов плавки, может использоваться по многим направлениям: сушка и нагрев сырья, подогрев воздуха и топлива, получение пара и т.д. Также при использовании котлов-утилизаторов с паровыми турбинами может вырабатываться электрическая энергия. На рисунке 5.2. показана паротурбинная установка, внедренная на ПАО "Среднеуральский медеплавильный завод".

Для предварительного разогрева подаваемого в камеру сгорания воздуха могут использоваться горячие газы из литейных желобов.

Рисунок .2. Паротурбинная установка ПАО "Среднеуральский медеплавильный завод"

Значительную экономию энергии обеспечивает вторичное использование загрязненных отходящих газов в кислородно-топливной горелке. Горелка использует остаточное тепло газа, энергию содержащихся в нем примесей и разрушает последние [62]. С помощью этого процесса можно также сократить выбросы оксидов азота.

В медеплавильном производстве имеется возможность использовать низкопотенциальное тепло. Применение различных вариантов рекуперации низкопотенциального тепла является сложным вопросом. Использование существующих возможностей рекуперации часто требует интеграции нескольких процессов при разных уровнях температуры и с разными графиками работы. Различные технологии, доступные для теплоснабжения, должны быть объединены для получения оптимальных решений. Количество и уровень температуры отходящего тепла можно определить методами интеграции процесса, например, пинч-анализом. Эти методы являются хорошими инструментами и дают полную картину ситуации на предприятии, включая возможности внутреннего использования тепла.

Одним из способов использования тепла является использование воды от распылительного охлаждения металлургического шлака, которая собирается в отстойнике и проходит через теплообменник для нагрева контура, в котором используется этиленгликоль. Потребители низкопотенциального тепла могут отбирать тепло из контура через другой теплообменник, используя тепловой насос [68].

Широкое внедрение тепловых насосов активно способствует снижению потребления энергии и выбросов парниковых газов [74]. Промышленные тепловые насосы представляют собой класс оборудования для активной рекуперации тепла, которое позволяет повысить температуру потока отходящего тепла до более высокой, более полезной температуры. Следовательно, тепловые насосы могут способствовать экономии энергии, когда обычная пассивная рекуперация тепла невозможна. Обычно полученная тепловая энергия используется для отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха, горячего водоснабжения, отопления, сушки, осушения и других целей. Подробно использование тепловых насосов изложено в [51, 52]. Примером использования тепловых насосов может являться Усть-Каменогорский металлургический комплекс.

При другом способе низкопотенциальное тепло используется для выработки электроэнергии, что дает возможность вырабатывать электроэнергию из нагретых сточных вод с температурой 85°С и выше. Для этого используется промежуточная низкотемпературная жидкость-носитель в замкнутом контуре, которая, расширяясь, приводит в действие турбину, соединенную с генератором [10].

Сушка концентратов и сырья при низких температурах сокращает потребность в топливно-энергетических ресурсах. Это связано с объемом энергии, необходимой для перегрева пара в плавильной печи, и значительным увеличением общего объема газа при производстве пара. Больший объем газа увеличивает количество тепла, отводимого из печи, и, следовательно, размер вентилятора, необходимого для работы с увеличенным объемом газа.

Образующаяся в электрической или шахтной печи окись углерода улавливается и сжигается в качестве топлива в нескольких различных процессах или используется для производства пара, например, для местного отопления, а также на другие энергетические нужды. CO может образовываться в существенных объемах, и можно привести целый ряд примеров, когда большая часть энергии, используемой установкой, производится на основе СО, улавливаемого в электродуговой печи. В других случаях CO, образующийся в электрической печи, в ней же и сжигается, обеспечивая часть тепла, необходимого для процесса плавки.

Медеплавильное производство имеет большую номенклатуру и количество мощного электрооборудования, такого как: компрессоры, воздуходувки, насосное оборудование, тягодутьевое оборудование, различные приводы агрегатов и т.д. Использование электрической энергии может быть минимизировано установкой систем управления мощностью и применением энергетически эффективного оборудования.

Наиболее эффективно использовать электродвигатели, оборудованные частотными преобразователями, интегрированные в автоматизированную систему управления технологическим процессом (АСУТП). Это, например, позволит обеспечивать включение и регулировку скорости вытяжки в зависимости от фактических выбросов. Также это касается и регулирования производительности воздуходувок и насосных агрегатов. В среднем применение таких способов регулирования может снижать потребление электроэнергии от 20 до 40 %. Подробно вопросы экономии энергии, связанные с оптимизацией систем с электроприводом, изложены в справочнике [51].

Основным направлением в плане повышения энергоэффективности производства серной кислоты является максимальное использование тепла химических реакций, протекающих в процессе, в частности, тепла абсорбции, на долю которого приходится 30 % - 40 % от общего количества тепла, получаемого в результате химических реакций. Тепло абсорбции может быть использовано для получения теплофикационной воды или пара низкого давления.

Варианты использования пара на предприятиях более разнообразны в сравнении с подогретой теплофикационной водой. Реализация данной технологии позволяет увеличить общую энергоэффективность сернокислотного производства [8].

Для сокращения тепловых потерь на производстве применяются эффективная футеровка печи и изоляция участков, использующих высокие температуры, например изоляция паровых труб и труб горячей воды.

Достигнутые экологические выгоды

За счет оптимизации производства, снижения потребления энергоресурсов, рационального использования вышеизложенных техник достигается снижение выбросов.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

На ПАО "Среднеуральский медеплавильный завод" в 2021 году была запущена в эксплуатацию паротурбинная установка для использования парового потенциала котлов-утилизаторов с печей Ванюкова. Паровая турбина будет дополнительно вырабатывать для предприятия 53,5 млн. кВтч электрической и 35 тысяч Гкал тепловой энергии в год. Объем инвестиций на реализацию проекта составил порядка 590 млн. рублей.

Использование регенеративной горелки способствует повышению энергоэффективности. Уровень энергосбережения достигает 30 %, а температуру выхлопных газов можно снизить до 500 °С и более.

Рекуперация теплоты позволяет экономить до 30 - 40 % потребляемой энергии. В результате, при том же расходе топлива, количество теплоты, получаемой в процессе горения, увеличивается на 10 - 15 % [64].

В медеплавильном цехе Медногорского МСК с декабря 2019 года успешно эксплуатируется высоковольтный преобразователь частоты привода воздуходувной машины номинальной мощностью 3,5 МВт. Преобразователь частоты предназначен для регулирования частоты вращения привода с целью изменения параметров подачи сжатого воздуха в плавильный агрегат и конвертеры. Общие затраты на приобретение и монтаж оборудования составили 27,2 млн. рублей. Срок окупаемости проекта - 1,46 года [72].

В 2007 году AO "Lifosa" реализовало проект "Использование местных и возобновляющихся источников энергии в производстве энергии", создало систему утилизации тепла (Heat Recovery System - HRS). Наличие такой системы позволяет получать больше тепловой энергии и более полно использовать технологическую теплоту, образующуюся в процессе производства серной кислоты. Полученный насыщенный пар идет на обогрев городских объектов и технологические нужды. Кроме этого, пар, имеющий давление 6 атмосфер, может быть использован и для производства электроэнергии [73].

Оборудование и системы рекуперации тепла MECS Heat Recovery System (MECS HRS) американской компании DuPont Clean Technologies внедрены на многих предприятиях различных отраслей промышленности. Технологии MECS позволяют существенно снизить экологический вред от производства, наносимый окружающей среде.

Кросс-медиа эффекты

Отсутствуют.

Технические соображения, касающиеся применимости

Все системы, касающиеся оптимизации процессов и производств, возможны к применению в зависимости от особенностей, характера работы и сложности установок или процессов.

Поскольку эти методы экономии являются примерами экономии на отдельных компонентах установок, их применение и экономическая эффективность зависят от специфических условий конкретной промышленной площадки и технологического процесса. Основные направления повышения энергоэффективности при производстве меди представлены в таблице 5.1.

Таблица 5.1. Основные направления повышения энергоэффективности

№ п/п

Наименование

Применимость

1	2	3
1	Энергоменеджмент	Общеприменимо
2	Использование эффективных технологий плавки	Применимо для пирометаллургических процессов
3	Обогащение кислородом воздуха, подаваемого на горелки	Применимо для пирометаллургических процессов
4	Полная рекуперация теплой энергии	Применимо для пирометаллургических процессов
5	Подогрев топлива и воздуха для горения	Применимо для пирометаллургических процессов
6	Повышение температуры выщелачивающих растворов за счет утилизации отработанного тепла	Применимо для гидрометаллургических процессов
7	Подогрев и сушка сырья	Применимо для пирометаллургических процессов
8	Теплоизоляция объектов	Общеприменимо
9	Эффективное управление электроприводами оборудования	Общеприменимо

Максимальная выгода от техники обогащения кислородом достигается на новых заводах, в которых для снижения объемов газа специально разработаны камеры сгорания.

Возможность рекуперации химической энергии окиси углерода, образующейся в электрической или шахтной печи, путем использования отходящих газов в качестве топлива зависит от его процентного содержания, а также типа технологического процесса (например, периодический его характер).

Регенеративные и рекуперативные горелочные устройства применяются в основном для газообразного топлива.

Методы вторичного использования энергии хорошо внедряются при модернизации существующих производств [66], однако иногда могут возникать проблемы, связанные с отложением металлов в теплообменниках. Поэтому в основе качественного проектирования должны лежать достоверные знания о выбрасываемых компонентах и их поведении при различных температурах. Для поддержания высокой термоэффективности также используются системы очистки теплообменников.

Котлы-утилизаторы, использующие высокотемпературные уходящие газы с Айза-печей, печей Ванюкова и конвертеров, установлены на Усть-Каменогорском металлургическом комплексе и Балхашском медеплавильном заводе.

Использование низкопотенциального тепла с помощью теплового насоса организовано на Усть-Каменогорском металлургическом комплексе ТОО "Казцинк".

Экономика

Вышеизложенные техники требуют значительных инвестиций. Для определения экономической эффективности необходим индивидуальный подход.

Движущая сила внедрения

Экономия энергии.

Неорганизованные выбросы – значительный источник эмиссий при производстве меди и драгоценных металлов. По данным КТА объем поступающих неорганизованных эмиссий составляет менее 5 % от общего количества, хотя этот показатель меняется в зависимости от условий конкретной площадки.

Неорганизованные выбросы возникают в результате прямого (ненаправленного) контакта летучих соединений или пыли с окружающей средой в нормальных условиях эксплуатации.

На металлургических заводах неорганизованные эмиссии могут возникать из следующих источников:

системы транспортировки, разгрузки, хранения и переработки, выбросы которых прямо пропорциональны интенсивности ветра;

взвеси дорожной пыли, поднимаемой при работе транспортных средств, и загрязнение их колес и шасси;

вторичный выброс пылящих материалов из брошенных цехов, со складов или пунктов разгрузки под действием ветра, который пропорционален кубу скорости ветра;

собственно технологические процессы.

Выбросы от источников внутри здания относят к неорганизованным эмиссиям, если загрязняющие вещества выводятся из здания естественным путем (окна, двери), выбросы через принудительную вентиляцию рассматриваются как направленные эмиссии и относятся к организованным источникам.

Источники неорганизованных эмиссий могут быть точечными, линейными, поверхностными или объемными.

К примерам неорганизованных эмиссий относятся эмиссии, образующиеся на складах во время погрузки и разгрузки, при хранении пылящих твердых материалов на открытом воздухе, а также выбросы от печей при загрузке шихты и выпуске плавки при отсутствии аспирации, выбросы от электролизных ванн, процессов, в которых используются растворители и т. п.

Описание

Набор техник для предотвращения неорганизованных эмиссий при хранении, обработке и транспортировке сырья, топлива и др. материалов.

Техническое описание

В пунктах разгрузки руд и концентратов широко используются системы предотвращения пыления, улавливания и очистки от пыли.

Разгрузка, хранение и перемещение твердых материалов выполняются с помощью тех же методов, которые применяются для твердого топлива. Обычно для данных материалов применяются более строгие требования к условиям хранения, поскольку они обычно химически более активны, имеют меньший размер частиц, легче образуют воздушные взвеси или смываются в воду. Широко используются автоматические устройства быстрой герметизации. Вещества, используемые для флюсования и шлакования, также доставляются на площадку, хранятся и перерабатываются аналогично рудам и концентратам.

Руды и концентраты (если они образуют пыль) и другие пылящие материалы обычно хранятся в закрытых зданиях. Также используются накрытые и укрытые штабеля и бункеры. Открытые штабеля используются для хранения крупных фракций окомкованного материала, однако они обычно размещаются на площадках с твердым, влагонепроницаемым покрытием, например, бетонированных, для предотвращения материальных потерь, загрязнения почв и руд. Некоторые крупнокусковые материалы не размещают на площадках с твердым покрытием из-за возможных повреждений покрытия, которые могут вызвать скрытые проблемы. Для разделения руд разного качества между их штабелями часто оставляют проходы.

Руды и концентраты обычно используются на крупных установках, поэтому в качестве основного места хранения бункеры используются не часто, но они могут использоваться для промежуточного хранения, либо для приготовления рудных/флюсовых смесей. Для взвешивания руд и флюсов с целью получения оптимальных смесей и улучшения технологического контроля используются системы дозирования "по изменению веса" и конвейерные весы, дозаторы.

Для пылеподавления часто используется распыление воды, но при необходимости использования сухой шихты этот метод обычно не применяется. Для пылеподавления без переувлажнения материала используются альтернативные методы, такие как мелкодисперсные распылители, позволяющие получать водяной туман. Некоторые концентраты изначально содержат достаточно влаги для предотвращения пыления.

Для предотвращения пылеобразования в условиях ветреной погоды могут использоваться поверхностно связывающие агенты (такие как меласса, известь или поливинилацетат). Связывание частиц поверхностных слоев может предотвратить их окисление и последующую утечку материала в грунт или поверхностные стоки.

Разгрузка рудных материалов может быть потенциальным источником значительных выбросов пыли. Основная проблема возникает, когда полувагон или иное опрокидывающееся транспортное средство разгружается под действием силы тяжести. Интенсивность разгрузки не контролируется, что приводит к существенным выбросам пыли, которые могут превзойти возможности пылеподавления и пылеулавливания. В таких случаях могут использоваться закрытые разгрузочные помещения с автоматическими дверями.

Также используются прозрачные пластиковые экраны, которые располагаются напротив опрокидываемых вагонов. В этом случае воздушная волна, возникающая при разгрузке, проходит в распорную секцию (sprung section) и контейнер поглощает энергию разгрузки; давление воздуха амортизируется, что позволяет вытяжной системе справляться с возросшей нагрузкой.

Материал может разгружаться при помощи конвейера с нижней подачей, грейферного крана или фронтального погрузчика, для транспортировки пылящих материалов используются полностью закрытые конвейеры. Для транспортировки плотных материалов также применяются пневматические системы. Для улавливания пылящих материалов в стационарных пунктах разгрузки или в точках перегрузки на конвейерах могут использоваться аспирационно-фильтрующие системы. При использовании открытых конвейеров пыление может возникать при слишком быстром движении ленты (например, при скорости выше 3,5 м/с). При использовании фронтального погрузчика пыление возможно на всем протяжении дистанции транспортировки.

Твердые частицы могут налипать на колеса и другие части транспортных средств, загрязняя дороги, как на промышленной площадке, так и за ее пределами. Для устранения этого вида загрязнения часто используется мойка колес и днища (или, например, при отрицательных температурах, другие методы очистки). Эту проблему может усугубить использование фронтальных погрузчиков, большего, чем необходимо, размера.

Подметальные машины и другое специализированное оборудование, применяющее комбинацию распылителей воды и вакуумного всасывания, широко используются для сбора пыли, в том числе со старых складских территорий, для поддержания чистоты внутренних дорог и предотвращения вторичного пыления.

В зависимости от местной топографии необходимо предпринимать меры предосторожности в отношении паводков/наводнений и связанных с ними эмиссий токсичных материалов.

Достигнутые экологические выгоды

Предотвращение/снижение распространения эмиссий металлов, пыли и других соединений.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Операции по разгрузке контейнеров с концентратами, переноске их и погрузке порожней тары на железнодорожные платформы выполняют с помощью мостового крана.

Концентраты складывают в штабеля и выдают со склада грейферными кранами. Кран подает концентрат в небольшой приемный бункер, из которого с помощью ленточного питателя концентрат попадает на наклонный ленточный транспортер и направляется на приготовление шихты.

Емкость складских помещений должна быть такой, чтобы в них хранился запас сырья, флюсов и других материалов на 10 – 30 суток работы завода.

Использование интегрированных систем отбора проб позволяет определять и контролировать качество сырья, посыпающего на хранение.

Использование одной или нескольких техник позволяет снизить эмиссии до 90 %.

В компании "Umicore" Хобокен складские помещения для сырья полностью закрыты. Проводится интенсивная уборка дорог и площадей на производственных площадках и ближайших окрестностях. Зоны интенсивного пылеподавления орошаются водой, используется ветровой барометр, в соответствии с которым обработка и перемещение сырья ограничиваются или откладываются в зависимости от погодных условий [87].

В марте 2021 года на металлургическом заводе KGHM (Глогов) было завершено строительство склада для свинецсодержащих материалов, оснащенного системами орошения водой и закрытой системой сбора фильтрата, для предотвращения неорганизованных выбросов [88].

Внедрение в 2020 году системы пылеподавления на открытом и закрытом складе железнорудного сырья ПАО "ММК" способствовало сокращению неорганизованных выбросов пыли на 200 тонн. Система пылеподавления, смонтированная в цехах подготовки аглошихты, состоит из двух стадий: первичное пылеподавление происходит благодаря форсуночным системам, которые обеспечивают локализацию пыли в границах склада, предотвращая тем самым пылеунос при выгрузке материала. Вторичное пылеподавление осуществляется снегогенераторами. Эффективность использования системы составляет более 70 %. Система локального пылеподавления была применена в углеподготовительном цеху, в самых запыленных точках. На сегодняшний день цех оборудован пятью системами пылеподавления, что позволило добиться заявленной эффективности в 80 % [89].

В 2021 году на территории Среднеуральского медеплавильного завода (предприятие металлургического комплекса УГМК) был установлен пневмокаркасный ангар для хранения медного концентрата с функцией автоматической подкачки воздуха с интеллектуальной системой контроля. Необходимость установки надувного ангара обосновывалась необходимостью дополнительных мест хранения концентратов в период проведения капитального ремонта в медеплавильном цеху [90].

В 2019 году на заводе "KGHM" (Польша) были проведены работы по герметизации натяжных станций ленточных конвейеров концентратов и усреднительного склада, использованием пневматических транспортных систем для транспортировки и обработки концентратов и мелкозернистого материала [88].

Кросс-медиа эффекты

Если для увлажнения материала добавляется вода, возможно значительное увеличение потребления энергии в процессе плавки. Добавленная вода остается в материале и должна быть удалена в сушилке или печи во время обработки. Это требует дополнительной энергии.

На Балхашском медеплавильном заводе влажность материалов, закладываемых в штабель (при шихтоподготовке), не должна превышать 7 (семи) процентов. В связи с этим концентраты с высоким содержанием влаги подвергаются сушке.

Расход воды для увлажнения материалов, орошение дорог и установка для мойки колес.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общее применение.

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна.

Внедрение в 2020 году системы пылеподавления на открытом и закрытом складе железнорудного сырья ПАО "ММК" потребовало инвестиций в размере 60 млн. руб. [89].

Стоимость и реализация проекта по установке пневмокаркасного ангара на Среднеуральском медеплавильном заводе оказались на более чем 80 % ниже тех, что понадобились бы при капитальном строительстве обычного склада [90].

Движущая сила внедрения

Снижение/предотвращение эмиссий.

Экономия сырья и др. материалов.

5.1.3. Техники по предотвращению и снижению организованных выбросов загрязняющих веществ

5.1.3.1. Выбросы пыли, металлов и твердых частиц

При производстве меди и драгоценных металлов имеются различные источники организованных выбросов пыли: печи, конвертеры, а также вспомогательное оборудование. Основная часть пыли выбрасывается в атмосферу при подготовке сырья, сушке и переработке шихты.

Основными обеспыливающими установками, применяемыми при производстве меди и драгоценных металлов, являются скрубберы, рукавные фильтры, электрофильтры или их сочетание – так называемые гибридные фильтры. Электрофильтры и рукавные фильтры имеют свои преимущества и недостатки.

Обзор методов сокращения выбросов пыли приведен ниже в таблице .2.

Таблица .2. Обзор методов удаления пыли

№ п/п

Описание

Межсредо-вые эффекты

Эксплуатационные данные (потенциальные проблемы)

Применимость

Стимулы к внедрению

1	2	3	4	5	6
1	Рукавные фильтры	Нет, если пыль используется повторно	Засорение, воспламенения, закупорка. Максимальная рабочая температура 250 °C	В основном при хорошем уплотнении и с применением современных фильтрующих материалов	Высокая результативность для определенных видов пыли. Возможность возвращения пыли в технологический процесс
2	Мокрый электрофильтр	Источник сточных вод	Обрыв кабелей и короткое замыкание. Максимальная рабочая температура 80 °C	Высокая эффективность для мокрых газов	Высокая результативность для определенных видов пыли; низкий уровень перепадов давления, но образуются сточные воды
3	Электрофильтр	Нет, если пыль используется повторно	Различные частицы; обрыв кабеля и короткое замыкание. Максимальная рабочая температура 450 °C	В основном при хороших системах контроля и равномерном распределении газа	Низкий уровень перепадов давления, надежный, низкие эксплуатационные расходы
4	Мокрые скрубберы	Источник сточных вод	Сниженная результативность и засорения. Максимальная рабочая температура на входе 1000 °C	Очистка или предварительная очистка газов перед использованием других методов. Подходит только для некоторых видов пыли. Очистка газов, используемых в качестве топлива или для кислотных установок	Удаление кислых газов или испарений
5	Керамические фильтры	Нет, если пыль используется повторно	Хрупкость, засорение и закупорка. Для определенных видов пыли. Максимальная рабочая температура 900 °C	Работа в условиях высоких температур	Очень высокая результативность для определенных видов пыли. Возможность возвращения пыли в технологический процесс
6	Циклоны	Нет, если пыль используется повторно	Низкая результативность. Неэффективны для тонкой пыли Максимальная рабочая температура 1100 °C	Предварительное пылеудаление	Предварительная очистка газов перед использованием других методов

5.1.3.1.1. Электрофильтры

Описание

В электрофильтрах частицы заряжаются и улавливаются под воздействием электрического поля. Они могут функционировать в различных условиях.

Электрофильтры, специально разработанные для работы в условиях высоких температур отходящих газов (> 300 °C), называются горячими электрофильтрами.

Техническое описание

Электрофильтры активно применяются в отрасли и могут функционировать в условиях широких диапазонов значений температуры, давления и пылевой нагрузки. Они не очень чувствительны к размеру частиц и улавливают пыль как во влажных, так и в сухих условиях. Конструкция электрофильтра устойчива к коррозии и абразивному воздействию.

Электрофильтр состоит из нескольких высоковольтных коронирующих электродов и соответствующих осадительных электродов. Частицы заряжаются и впоследствии выделяются из газового потока под воздействием электрического поля, созданного между электродами. Электрическое поле между электродами создается небольшим постоянным током высокого напряжения (100 кВ). На практике электрофильтр разделен на ряд дискретных зон (обычно до пяти). Схема устройства электрофильтра показана на рисунке 5.3.

Рисунок .3. Схема устройства электрофильтра (показаны только две зоны)

Частицы удаляются из потока газа в четыре этапа:

наведение электрического заряда на частицы пыли;

подача заряженной пыли в электрическое поле;

улавливание пыли с помощью коллекторного электрода;

удаление пыли с поверхности электрода.

Коронирующие электроды необходимо подвергать встряхиванию или вибрации для предотвращения накопления пыли, соответственно, их механическая прочность должна выдерживать такое воздействие. Механическая надежность коронирующих электродов и их несущей конструкции имеет большое значение, поскольку даже один оборванный кабель может закоротить все электрическое поле электрофильтра.

Производительность электрофильтра определяется формулой Дейча [80], согласно которой эффективность определяется общей площадью поверхности осадительных электродов, объемным расходом газа и скоростью миграции частиц. Таким образом, увеличение площади поверхности осадительных электродов имеет большое значение для улавливания конкретного вида пыли, в связи с чем современным подходом является использование расширенного межэлектродного пространства. В свою очередь, это предполагает надежную конструкцию и контроль работы выпрямительного устройства.

Конструкция используемых в отрасли выпрямителей предусматривает применение отдельных секций устройства для каждой зоны или части зоны электрофильтра. Это позволяет применять разное напряжение на входных и выходных зонах, поскольку на выходе пылевая нагрузка меньше, а также дает возможность постепенно увеличивать напряжение, подаваемое на зоны, без искрения. Хорошая конструкция также подразумевает применение автоматизированных систем управления, поддерживающих оптимально высокое напряжение, подаваемое без искрения на электроды конкретной зоны. Для подачи максимально возможного без образования искр высокого напряжения и постоянного изменения его значения используется автоматическое контрольно-измерительное устройство. Подача постоянного высоковольтного электропитания практически не позволяет обеспечить оптимальную эффективность улавливания пыли.

Особое значение имеет электрическое сопротивление (величина, обратная электрической проводимости) пыли. Если оно слишком низкое, то частицы, достигая осадительного электрода, легко теряют свой заряд, и может произойти вторичный унос пыли. При повышенном удельном сопротивлении пыли на электроде образуется изолирующий слой, который препятствует нормальному коронированию и приводит к снижению эффективности улавливания. В основном удельное сопротивление пыли находится в рабочем диапазоне, но эффективность улавливания можно еще повысить, улучшив физические характеристики частиц. Для этого широко применяются аммиак и трехокись серы. Удельное сопротивление также можно уменьшить с помощью понижения температуры или увлажнения газа.

Для достижения высоких значений производительности электрофильтра газ пропускают через специальные устройства, обеспечивающие равномерность потока, препятствующую прохождению вне электрического поля. Правильная конструкция входных газоходов и наличие устройств распределения потока на входе электрофильтра необходимы для достижения однородности потока.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов пыли и металлов.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

В настоящее время электрофильтры широко используются в процессе пирометаллургического производства меди. Так, на Жезказганском медеплавильном заводе для тонкой очистки обжиговых газов установлены шесть сухих электрофильтров типа ПГП-55хЗУ. Газы руднотермических печей и конвертеров из сборного коллектора через соединительный газоход поступают в коллектор грязного газа откуда распределяются по сухим электрофильтрам.

На Балхашском медеплавильном заводе смешанные газы конвертеров, печей ПВ-1 и ПВ-2 поступают на участок сухих электрофильтров, где проходят тонкую очистку от пыли в 7-ми сухих электрофильтрах УГТ 1-60-3.

На УКМК ТОО "Казцинк" газы установки очистки технологических газов плавильной печи ISASMELT проходят очистку на электрофильтре BS-780R.

Замена устарелых электрофильтров тонкой очистки на более современное оборудование для очистки конвертерных газов Среднеуральского медеплавильного завода позволила снизить уровень запыленности с 1 г/м³до 0,1 г/м³ [91].

Эффективность очистки от пыли варьирует от 96 % до 99,9 %.

Кросс-медиа эффекты

Потребление электрической энергии увеличивается с повышением эффективности пылеулавливания. При выполнении работ по обслуживанию электрофильтра могут появиться дополнительные отходы. Необходимость утилизации пыли, если она не может быть повторно использована.

Технические соображения, касающиеся применимости

Вследствие их высокой эффективности, низкого гидравлического сопротивления, высокой работоспособности и энергетической эффективности электрофильтры стали наиболее успешными установками для улавливания пыли из отходящих газов от основного технологического оборудования.

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов пыли с возможностью ее повторного использования.

Экономия сырья, если пыль может быть возвращена в процесс.

5.1.3.1.2. Мокрые электрофильтры

Описание

Метод предусматривает использование электрофильтра, в котором собранный материал смывается с пластин коллекторов с помощью жидкости, обычно воды. Для удаления капель воды перед выбросом отработанного газа устанавливается специальное устройство (например, влагоуловитель или конечное сухое поле).

Техническое описание

Мокрые электрофильтры обычно используются на стадии удаления остаточной пыли и капель после абсорбции. Принцип действия схож с принципами работы сухих электрофильтров. В данном случае собранная пыль удаляется с пластин или трубок коллектора с помощью слоя жидкости, образованного конденсатом воды и осаждающимися парами кислоты. В случае образования большого количества твердых материалов, для непрерывного распыления воды в фильтре, с целью предотвращения отложений на коллекторных электродах может применяться встроенная распыляющая форсунка. Разбрызгивание воды таким способом увеличивает поверхность жидкостной пленки на коллекторных электродах и уменьшает содержание твердых веществ. Кроме того, мокрые ЭФ оборудованы промывочными системами. Промывка осуществляется периодически. На время промывки высоковольтное электропитание отключается. Оно имеет ряд преимуществ при улавливании некоторых видов пыли, которая налипает на обычные пластины, или при создании препятствий нормальной работе, в связи с присутствием в газовом потоке других компонентов, например, когда обрабатывается холодный влажный газ. Образуются стоки, требующие дальнейшей обработки. Схема устройства мокрого ЭФ показана на рисунке 5.4.

Рисунок .4. Схема устройства мокрого электрофильтра

Мокрые электрофильтры или электрофильтры с подвижными электродами используются для улавливания сложных типов пыли или при обработке влажных газов.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов пыли, металлов и других соединений.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Мокрые электрофильтры могут обеспечить практически любую степень улавливания любого типа пыли. Эффективность газоочистки с использованием электрофильтров зависит от физико-химических параметров пылегазового потока, скорости и времени пребывания газа в электрофильтре. Эффективность очистки 98 – 99,9 %.

Мокрые электрофильтры используются в сернокислотном отделении УКМК ТОО "Казцинк", где процесс очистки газа осуществляется в промывной системе, которая состоит из двух первичных скрубберов, башни охлаждения, конечного скруббера и двух мокрых электрофильтров первой ступени очистки и двух МЭФ второй ступени.

На Балхашском медеплавильном заводе окончательная очистка газа проводится в системе мокрых электрофильтров (электростатических осадителей), состоящей из параллельно соединенных трех линий, в каждой из которых, последовательно соединены два агрегата.

Кросс-медиа эффекты

Потребление электрической энергии увеличивается с повышением эффективности пылеулавливания. Образование сточных вод, требующих дальнейшей обработки для предотвращения сброса металлов и других веществ в водные объекты.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо при модернизации и новом строительстве.

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость оборудования индивидуальна.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов пыли.

Экономия сырья, если пыль может быть возвращена в процесс.

5.1.3.1.3. Циклоны

Описание

Оборудование для удаления пыли и металлов из технологического отходящего газа или потока отработанного газа, основанного на использовании центробежных сил в конической камере.

Техническое описание

Циклон является инерционным газоочистным устройством. Циклоны предназначены для сухой очистки воздуха и газов. Пыль выделяется из газового потока, когда при смене направления его движения она продолжает двигаться в прежнем направлении по инерции и попадает на осаждающую поверхность. Схема устройства циклона представлена на рисунке 5.5.

Рисунок .5. Схема устройства циклона

Входящий газ закручивается в спиралевидный поток. Центростремительные силы, действующие внутри спирали, обеспечивают изменение направления, а частицы с массой выше критической попадают на стенки циклона.

В цветной металлургии циклоны используются совместно с другими методами газоочистки.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов пыли, металлов и других соединений.

Снижение выбросов твердых частиц в атмосферу. Снижение нагрузки загрязняющих веществ, перед следующими этапами очистки (если применяется). Циклоны применяются для улавливания твердых частиц размером 5 – 25 мкм (5 мкм с применением мультициклонов). Эффективность варьирует в диапазоне 60 – 99 % в зависимости от размера частиц и конструкции циклона.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Циклоны используются на всех предприятиях отрасли в основном для предварительной очистки газов от пыли перед другими методами. Эффективность очистки составляет 95 - 97 %.

Кросс-медиа эффекты

Увеличение потребления электроэнергии.

Увеличение количества отходов, если собранная пыль не может быть возвращена в процесс.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость оборудования индивидуальна.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов пыли.

Экономия сырья, если пыль может быть возвращена в процесс.

5.1.3.1.4. Рукавные фильтры

Описание

Рукавные фильтры изготавливаются из пористой или войлочной ткани, через которую проходит газ, а посторонние частицы удаляются посредством отсеивания или другим образом. Применение рукавных фильтров требует подбора фильтрующего материала, соответствующего характеристикам отходящих газов и максимальной рабочей температуре. Картриджный/патронный фильтр является вариантом рукавного фильтра, в котором вместо рукава используются сменные фильтрующие элементы.

Техническое описание

Рукавные фильтры находят широкое применение в цветной металлургии благодаря высокой эффективности очистки газов от тонкодисперсной пыли, образующейся при выплавке и плавке металлов. Для снижения вероятности воспламенения, с целью придания частицам необходимых характеристик и рекуперации тепла отходящих газов перед их подачей в рукавные фильтры могут устанавливаться охладительные камеры, а также котлы-утилизаторы.

Схемы устройства рукавных фильтров с различными системами очистки приведены на рисунках 5.6 - 5.7.

1 – трубопровод неочищенного газа; 2 – фильтрующие рукава; 3 – корпус фильтра; 4 – трубопровод чистого газа; 5 – продувочный вентилятор; 6 – регулирующие задвижки; 7 – пылевая воронка; 8 – поворотные клапаны

Рисунок 5.6. Рукавный фильтр с обратной продувкой (с одним отделением цикла очистки)

Основной принцип фильтрации через ткань заключается в использовании тканевой мембраны, которая пропускает газ, но задерживает пыль. Рукава обычно фиксируются на металлической раме и герметично встроены в конструкцию фильтра. В начале жизненного цикла фильтра пыль задерживается как на поверхности ткани, так и внутри ее волокон, но со временем на поверхности накапливается пыль, которая сама по себе превращается в основную фильтрующую среду. По мере нарастания слоя пыли увеличивается и сопротивление прохождению газового потока. Необходимо периодически проводить очистку фильтрующего материала для контроля падения давления газа при прохождении через фильтр. Направление потока очищаемого газа может быть как изнутри рукава наружу, так и снаружи во внутрь.

1 – подача неочищенного газа; 2 – отбойная перегородка; 3 – фильтрующие рукава; 4 – приемник очищенного газа; 5 – отводный канал очищенного воздуха; 6 – мембранный клапан; 7 – резервуар для сжатого воздуха; 8 – трубка подачи газа; 9 – пылевая воронка

Рисунок 5.7. Система очистки обратной продувки пульсирующей струей

Рисунок .8. Система очистки воздухом низкого давления

Рукавные фильтры обычно отличаются методом очистки фильтрующего материала. Регулярное удаление слоя пыли с ткани важно для сохранения производительности фильтра, а также влияет на срок службы рукава.

Самыми распространенными методами очистки являются обратная продувка воздухом, механическое встряхивание, вибрация, очистка воздухом низкого давления и очистка сжатым воздухом. Для очистки рукавов также используются акустические рупоры. Обычно очистка не обеспечивает возврата рукава фильтра в изначальное состояние, поскольку частицы пыли, проникшие в ткань, забивают поры между волокнами, однако это увеличивает эффективность фильтрации субмикронных частиц.

Рукавные фильтры проектируются с учетом предполагаемой скорости фильтрации, которая определяется как максимально приемлемая скорость прохождения газа через единицу площади ткани (м³/с ÷ м², выраженная в м/с). Скорость фильтрации обычно находится в диапазоне от 0,01 до 0,04 м/с в зависимости от условий эксплуатации, типа фильтра и ткани.

Ткань выбирается с учетом состава газов, природы и размеров частиц пыли, предполагаемого метода очистки, необходимой эффективности и экономических факторов. Также учитываются температура газа, метод охлаждения газа, если оно применяется, а также значения точки росы образующихся паров воды и кислотных испарений.

К учитываемым характеристикам ткани относятся: химическая устойчивость, форма и тип волокон, рисунок переплетения волокон в ткани, окончательная обработка ткани, ее устойчивость к износу и на изгиб, прочность, эффективность улавливания, покрытие и коэффициент фильтрации ткани.

Износ рукавов фильтра приводит к постепенному снижению результативности работы, которую можно измерить. С точки зрения повреждения или внезапного полного отказа нескольких рукавов представляют опасность коррозия, фильтрация абразивного материала или риск воспламенения. Простые системы мониторинга в режиме реального времени, такие как датчики перепадов давления или устройство контроля пыли, позволяют получить лишь приблизительное представление о результативности работы рукавов.

Для измерения параметров пыли в отходящих из рукавного фильтра газах, с целью обнаружения возможных отказов, а также определения наибольшего загрязнения во время очистки используются трибоэлектрические или оптические приборы. Когда такие измерительные приборы используются наряду с зонной системой очистки, возможно определить те зоны, где произошло повреждение рукавов, и произвести локальный ремонт [75]. Также применяются температурные датчики и сигнализация.

Для правильной работы фильтра должно быть выполнено одно или несколько из следующих условий.

Особое внимание необходимо уделить выбору фильтрующего материала, надежности его крепления и системе уплотнения. Необходимо вовремя проводить предписываемое техническое обслуживание. Современные фильтрующие материалы обычно являются более прочными и имеют долгий срок эксплуатации. Высокая стоимость современных материалов в большинстве случаев компенсируется их долговечностью.

Рабочая температура должна превышать точку росы газа. При повышенных рабочих температурах должны использоваться термостойкие рукава и элементы крепления.

Непрерывный контроль пылевой нагрузки с помощью отражающих, оптических или трибоэлектрических устройств для обнаружения возникающих в рукавах дефектов. Контролирующее устройство должно по возможности взаимодействовать с системой очистки фильтра для своевременного определения секций с изношенными или поврежденными рукавами.

Использование при необходимости устройств охлаждения газа и искрогасителей. Для гашения искр могут быть использованы циклоны. Большинство современных фильтров имеют большое количество секций, что позволяет при необходимости без ущерба для фильтра в целом выводить из работы поврежденные секции.

Для обнаружения возгораний могут использоваться системы контроля температуры и искрения. В случае опасности воспламенения возможно использование систем подачи в отходящие газы инертного газа или инертных материалов (например, извести). Чрезмерное нагревание, превышающее проектные значения, установленные для конкретного вида ткани, может привести к образованию токсичных газов.

Для контроля состояния устройств очистки можно измерять перепады давления.

Существует ряд конструкций рукавных фильтров, использующих различные фильтрующие материалы. Применение метода фильтрации с помощью мембраны (поверхностная фильтрация), в том числе приводит к увеличению срока службы рукавов, повышению температурного порога (до 260 °C) и относительно низкой стоимости обслуживания. Мембранные рукавные фильтры состоят из ультратонких расширенных политетрафторэтиленовых мембран на подкладке. Частицы из потока отходящих газов задерживаются на поверхности рукава. Вместо того, чтобы накапливаться на внутренней стороне рукава или проникать в его ткань, частицы пыли отскакивают от мембраны, формируя небольшую корку. Такой метод применяется как на новых, так и на существующих предприятиях, а также может быть использован для восстановления существующих рукавных фильтров [76].

Применение синтетических фильтрующих материалов, таких как тефлон/стекловолокно, позволяет использовать рукавные фильтры в разнообразных условиях эксплуатации и удлиняет срок их службы. Эффективность современных фильтрующих материалов в тяжелых условиях эксплуатации или при высоких температурах довольно высока, а производители тканей могут помочь подобрать материал под конкретные условия. В отдельных случаях, когда применяются соответствующие материалы и конструкция, можно добиться очень низкого уровня выбросов. Повышенная надежность и длительный срок эксплуатации компенсируют стоимость современных рукавов. Достижение высоких уровней эффективности является очень важным, поскольку пыль содержит большое количество металлов. Во избежание утечек неочищенного газа в атмосферу необходимо учитывать возможность деформации распределительных коллекторов, а также правильное уплотнение рукавов наряду с надлежащей практикой эксплуатации.

Из-за вероятности при некоторых условиях засорения фильтрующих тканей (например, клейкой пылью или при температуре воздушных потоков, близкой к точке росы) и их чувствительности к огню, эти методы не подходят для любых условий эксплуатации. Они способны применяться в существующих рукавных фильтрах и могут быть улучшены. В частности, система уплотнения рукавов может быть усовершенствована во время ежегодных плановых ремонтов, а материал рукавов заменен на более современный во время планового обслуживания, что также может привести к снижению будущих издержек.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов пыли, металлов и других соединений.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Рукавные фильтры используются для очистки газов на предприятиях отрасли.

Производительность зависит от типа применимого оборудования для очистки и может находиться в пределах 99 – 99,9 %. Сравнение характеристик наиболее часто используемых параметров различных систем фильтрации приводится в таблице .3.

Таблица .3. Сравнение характеристик наиболее часто используемых параметров различных систем фильтрации

№ п/п	Параметр	Фильтр с импульсной очисткой	Фильтр с мембраной из стекловолокна	Фильтр из стекловолокна
1	2	3	4	5
1	Удельная нагрузка воздуха на ткань	от 80 до 90 м/ч	от 70 до 90 м/ч	от 30 до 35 м/ч
2	Температурный диапазон	250 °C	280 °C	280 °C
3	Тип рукава	Полиэстер	Мембрана/стекловолокно	Стекловолокно
4	Размер рукава	0,126 × 6,0 м	0,292 × 10 м	0,292 × 10 м
5	Площадь ткани одного рукава	2,0 м²	9,0 м²	9,0 м²
6	Клетка	Да	Нет	Нет
7	Депрессия	2,0 кПа	2,0 кПа	2,5 кПа
8	Срок эксплуатации	До 30 мес.	6 – 10 лет	6 – 10 лет

Кросс-медиа эффекты

Потребление электрической энергии увеличивается с повышением эффективности пылеулавливания. Расход фильтрующих материалов. При выполнении работ по обслуживанию фильтра могут появиться дополнительные отходы. Необходимость утилизации пыли, если она не может быть повторно использована.

Поскольку тканевые фильтры очень эффективно улавливают тонкодисперсные частицы, они также эффективно уменьшают выбросы тяжелых металлов, которые содержатся в пыли дымовых газов в виде субмикронных частиц.

Дополнительно возможно увеличение расхода сжатого воздуха для цикла очистки.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость оборудования индивидуальна.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов пыли.

Экономия сырья, если пыль может быть возвращена в процесс.

5.1.3.1.5. Керамические и металлические мелкоячеистые фильтры

Описание

С точки зрения принципов работы, общего устройства и возможностей очистки мелкоячеистые керамические фильтры похожи на рукавные фильтры. Вместо тканевых рукавов на металлическом каркасе в них используются жесткие фильтрующие элементы, по форме напоминающие свечу.

Техническое описание

С помощью таких фильтров удаляются мелкодисперсные частицы, в том числе PM₁₀. Фильтры имеют высокую термостойкость, и зачастую именно корпус фильтра определяет верхнюю границу рабочей температуры. Расширение опорной конструкции в условиях высоких температур также является важным фактором, поскольку при этом нарушается герметичность элементов фильтра в корпусе, что приводит к просачиванию неочищенного газа в поток очищенного. Системы обнаружения отказов в режиме реального времени используются аналогично рукавным фильтрам. Керамические и металлические сетчатые фильтры не такие гибкие, как рукавные. При очистке таких фильтров продувкой мелкая пыль не удаляется с той же эффективностью, как из рукавного фильтра, что приводит к накоплению тонкой пыли внутри фильтра и, таким образом, уменьшению его производительности. Это происходит за счет накопления сверхтонкой пыли.

Керамические фильтры производятся из алюмосиликатов и могут быть покрыты слоем различных фильтрующих материалов для улучшения химической или кислотной устойчивости или фильтрации других загрязняющих веществ. С фильтрующими элементами относительно легко обращаться, когда они новые, но после того, как они подвергнутся воздействию высоких температур, они становятся хрупкими, и их можно случайно повредить во время обслуживания или при неосторожных попытках очистки.

Наличие липкой пыли или смолы представляет потенциальную проблему, поскольку их сложно извлечь из фильтра при обычной очистке, что может привести к падению давления. Эффект воздействия температуры на фильтрующий материал накапливается, поэтому он должен быть учтен при проектировании установки. При применении соответствующих материалов и конструкции можно добиться очень низкого уровня выбросов. Снижение уровня выбросов является важным фактором, поскольку пыль содержит большое количество металлов.

Аналогичную результативность в условиях высоких температур также имеет и модернизированный металлический сетчатый фильтр. Развитие технологий обеспечивает быстрое образование пылевой корки после проведения очистки, когда соответствующая зона была выведена из эксплуатации.

Надлежащим образом спроектированные и изготовленные фильтры подходящего под конкретные условия эксплуатации размера должны обладать следующими параметрами.

Корпус, арматура и система уплотнения соответствуют выбранным условиям применения, надежны и термостойки.

Непрерывный контроль пылевой нагрузки осуществляется с помощью отражающих оптических или трибоэлектрических устройств с целью обнаружения отказов фильтра. Устройство должно по возможности взаимодействовать с системой очистки фильтра для определения отдельных секций с изношенными или поврежденными элементами.

В случае необходимости соответствующая подготовка газа.

Для контроля состояния устройств очистки можно измерять перепады давления.

Из-за вероятности засорения фильтрующего материала (например, клейкой пылью или при температуре воздушных потоков, близкой к точке росы), при некоторых условиях эти техники не подходят для эксплуатации. Они могут применяться в существующих керамических фильтрах и быть модифицированы. В частности, система уплотнения может быть усовершенствована во время планового обслуживания.

Достигнутые экологические выгоды

Комплексная очистка газов от твердых частиц и вредных газовых компонентов. Остаточная концентрация твердых частиц – менее 2 мг/м³.

Комплексная система очистки газов от CO, NO_x, SO_x, HCL, HF, ЛOC, диоксинов достигается благодаря применению:

каталитической активации керамических фильтров;

системы подачи сорбентов в газовый поток перед фильтром [79].

Кросс-медиа эффекты

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо.

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов пыли.

Экономия сырья, если пыль может быть возвращена в процесс.

5.1.3.1.6. Мокрые скрубберы

Описание

Удаление пыли в мокрых скрубберах – это разновидность мокрой очистки газа, с помощью которого можно также извлекать/удалять дисперсное вещество. Мокрое удаление пыли предусматривает ее отделение посредством интенсивного смешивания подаваемого газа с водой и (в большинстве случаев) последующего удаления крупных частиц под воздействием центробежной силы. Для достижения такого эффекта газ выбрасывается по касательной. Удаляемые твердые частицы собираются на дне скруббера. Вместе с пылью из газа также удаляются такие неорганические химические вещества, как H₂SO₄, SO₂, NH₃, NH₄Cl, ЛОС, а также тяжелые металлы.

Техническое описание

Улавливание частиц с помощью мокрых скрубберов предусматривает использование трех основных механизмов: инерционное столкновение, задержание и рассеивание. Большое значение имеют размер собираемых частиц, а также их способность к смачиванию. Схема устройства радиального мокрого скруббера приведена на рисунке 5.9.

Рисунок .9. Радиальный мокрый скруббер

Мокрые скрубберы используются для охлаждения, насыщения и предварительной очистки газа, например, когда установлены перед мокрыми электрофильтрами. Типичные примеры: скруббер Вентури или радиальный скруббер с регулируемым падением давления. Мокрые скрубберы используются в цветной металлургии в различных технологических процессах, например, при производстве меди в закрытых печах. Конструкция скруббера основана на соотношении скоростей потоков и объемов газа и жидкости. Эти параметры определяют падение давления во всем скруббере и, таким образом, эффективность фильтрации.

Каскадные мокрые скрубберы или скрубберы Вентури зачастую используются для обеспыливания насыщенных окисью углерода отходящих газов герметичных электродуговых печей; затем этот газ используется как теплотворный и выбрасывается в атмосферу после дальнейшей обработки. Они также используются для очистки газов, отходящих от ленточных агломерационных машин, где пыль очень абразивна, но легко смачиваема. Без такой предварительной очистки на скруббере срок эксплуатации рукавного фильтра был бы значительно ограничен, а быстрый износ ткани привел бы к низкой его результативности.

Скрубберы используются, когда характер пыли или температура газа не позволяют применять другие методы очистки или когда такой способ пылеудаления наилучшим образом подходит для конкретной пыли. Данный способ также применим, когда газы необходимо удалить вместе с пылью или когда использование скрубберов является частью цепочки очистки, например, пылеудаление перед подачей газа на сернокислотную установку. Смачивание и улавливание частиц требуют расходования значительного количества энергии.

Мокрые скрубберы должны использоваться совместно с системами контроля давления, потока щелочного раствора и (при очистке кислых газов) показателя pH. Промытый газ должен направляться из скруббера во влагоуловитель.

Опыт показывает, что эффективность работы мокрых скрубберов напрямую зависит от размера частиц и общего потребления ими энергии, в частности, после падения давления в зоне улавливания. Кроме того, при равномерном распылении жидкости внутри скруббера одинаковые перепады давления очень часто обеспечивают равную эффективность при улавливании одного и того же вида пыли в скрубберах самой разной конструкции. Таким образом, невозможно спроектировать высокоэффективный мокрый скруббер, который бы потреблял небольшое количество энергии, кроме случаев, когда удаляемая пыль легко смачиваема. Скрубберы применяются в тех случаях, когда другие способы пылеудаления не дают желаемого результата. В общем случае очищенные в мокром скруббере газы впоследствии используются в других процессах (например, в качестве топлива), а не выбрасываются в атмосферу. Они также применяются совместно с мокрым ЭФ с целью охлаждения и очистки газов перед их обработкой на сернокислотных установках или для поглощения кислотных газов.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов пыли, металлов и других соединений.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Производительность очистки отходящих газов от твердых частиц зависит от типа оборудования и находится в пределах 50 – 99 %. В случае пыли абсорбция (также называемая очисткой от пыли) может сочетаться с последующей обработкой путем фильтрации (например, рукавные фильтры) или фильтрами электростатического осаждения. Эффективность удаления пыли обычно составляет от 90 до более чем 99 %.

Кросс-медиа эффекты

Потребление электрической энергии увеличивается с повышением эффективности пылеулавливания.

При выполнении работ по обслуживанию электрофильтра могут появиться дополнительные отходы. Необходима утилизация пыли, если она не может быть повторно использована.

Образование сточных вод, требующих дальнейшей обработки для предотвращения сброса металлов и других веществ в водные объекты.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо.

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость оборудования индивидуальна, но процессы работают экономично.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов пыли.

Экономия сырья, если пыль может быть возвращена в процесс.

5.1.3.2.Техники по предотвращению и снижению выбросов газообразных соединений

Такие газы, как пары H₂SO₄, NH₃, SO₂, SO₃, HF, HCl и N_х, образуются в ходе многих технологических процессов, например, диоксид серы выделяется в ходе плавки. Существуют техники по предупреждению и сокращению выбросов этих газов/паров. Сокращение выбросов зачастую достигается с помощью контроля параметров технологического процесса или регулирования химического состава шлака или штейна. Предотвращение газовых выбросов также может достигаться за счет использования горелок с низким выходом NO_x и дожигания в печах и других установках сжигания.

Образующиеся в ходе некоторых процессов органические и металлические компоненты также можно улавливать с помощью аналогичных методов.

Для удаления газообразных компонентов в цветной металлургии используются следующие техники:

устройства/камеры дожигания;

системы мокрой очистки;

скрубберы сухой и полусухой очистки;

системы использования отходящих газов;

кислородно-топливное сжигание;

методы удаления углеводородов и ЛОС.

5.1.3.2.1. Устройства/камеры дожигания

Описание

Горелка-дожигатель, или термический окислитель – это система сжигания, в которой загрязняющий агент, содержащийся в отработанных газах, вступает в реакцию с кислородом в контролируемой среде для создания реакции окисления.

Регенеративный дожигатель или регенеративный термический окислитель – это система сжигания, которая в рамках процесса регенерации использует термическую энергию газа и углеродистых соединений, используя огнеупорные слои.

Система коллектора для изменения направления потока газа необходима для очистки подложки.

Каталитический дожигатель или каталитический термический окислитель – это система сжигания, где разложение происходит на поверхности металлического катализатора при пониженных температурах, как правило, в пределах от 300 °C до 400 °C.

Техническое описание

Системы сжигания используются в промышленности для окисления оксида углерода, пыли или углеродистых материалов в потоке газа. Применяется несколько типов систем сжигания.

Высокотемпературные горелки-дожигатели, также именуемые термическими окислителями, где газы нагреваются, как правило, до температуры в пределах от 850 °C до 1000 °C и выдерживаются в течение минимум 0,5 с (при условии отсутствия хлорсодержащих компонентов), что приводит к деструкции летучих органических углеродистых соединений. Дожигатели используют систему горелок (не обязательно непрерывного нагрева).

Регенеративные дожигатели, также именуемые регенеративными термическими окислителями, в рамках процесса регенерации используют термическую энергию газа и углеродистых соединений, используя огнеупорные слои. Для очистки огнеупорного слоя подложки, с целью изменения направления газового потока необходима коллекторная система.

Каталитический дожигатель или каталитический термический окислитель, где разложение происходит на поверхности металлического катализатора при пониженных температурах, как правило, в пределах от 300 °C до 400 °C.

Печи, спроектированные для сжигания отходящих газов, например, избыточного оксида углерода, для рекуперации энергии.

Ствол дымохода или выходная часть печи могут использоваться в качестве дожигателя, если в эту точку подать дополнительный кислород.

С помощью термического окисления дожигающие устройства разрушают органические соединения, включая ПХДД/Ф. Далее необходима дополнительная энергия, что в свою очередь в зависимости от источника энергии приводит к выбросам CO₂, NO_x и SO₂.

С практической точки зрения дожигающие устройства особенно эффективны для разрушения масел и покрытий; при этом могут образовываться органические соединения высокой концентрации. Наличие в печи этих компонентов приводит к выделению большого объема продуктов горения и снижению времени пребывания в печи и как следствие выделению продуктов частичного сгорания.

Одними из методов удаления ЛОС, ПХДД/Ф, органических и углеродистых частиц или горючих газов, таких как CO или H₂, являются правильное проектирование, подбор размера и монтаж специализированных установок. При возможности рекомендуется прибегать к рекуперации тепла. К основным условиям эффективного сжигания в дожигающих устройствах относятся:

достаточное время пребывания в камере сгорания или регенеративной системе; для обеспечения полного сжигания время должно быть достаточным в среде с достаточным содержанием кислорода. В зависимости от наличия хлорсодержащих компонентов эффективность деструкции на уровне 99 % потребует времени нахождения на уровне 2 с при необходимой температуре. Меньшее время нахождения в печи и пониженные температуры также могут привести к полной деструкции ЛОС и ПХДД/Ф, но конкретные значения параметров определяются в каждом конкретном случае, исходя из фактических режимов эксплуатации. Газы при охлаждении должны быстро преодолевать температурный диапазон вторичного образования ПХДД/Ф. Для обеспечения достаточного тепло- и массообмена в зоне горения и исключения локальных непрогревов необходим турбулентный поток газов. Такая турбулентность обычно обеспечивается при использовании горелок, создающих завихряющееся пламя, и установке дефлекторов в камере сгорания.

температурный режим на 200 – 400 °C выше температуры самовозгорания наиболее стабильного вещества, следовательно, минимальные рабочие температуры должны превышать 850 °C. При содержании в потоке газа хлорсодержащих компонентов температуру необходимо увеличивать до 1100 – 1200 °C, также необходимо использовать быстрое охлаждение отходящих газов для предотвращения формирования ПХДД/Ф.

эксплуатация каталитических установок при пониженных температурах. Для работы горелки необходимы турбулентность газа, подача воздуха и источник зажигания. При необходимости можно использовать дополнительное топливо.

автоматизированная система управления составом топливовоздушной смеси в горелках для оптимизации горения;

демонстрация результативности совместного применения оборудования, температурных режимов и времени пребывания в печи для подтверждения эффективной деструкции материалов, присутствующих в сырьевом газе.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов органических соединений.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

На УМК ТОО "Казцинк" используется данная техника. Система дожигания газов находится в верхней части печи ISASMELT и служит для того, чтобы образовавшиеся из добавленного кускового угля летучие углеводороды были полностью сожжены до входа в систему отработанного газа.

Система дожигания пополняется воздухом двумя способами:

входной воздух;

вентилятор воздуха горения стационарной горелки.

Атмосферный воздух подается в печь ISASMELT во время загрузки материала. Большая часть входного воздуха проходит через загрузочное отверстие. Вентилятор воздуха горения стационарной горелки подает воздух для горения в верхнюю часть печи. Контроль объема потока воздуха из вентилятора стационарной горелки осуществляется с помощью привода с регулируемой скоростью.

Кросс-медиа эффекты

Потенциальное увеличение использования энергии, если тепло не может быть использовано.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо.

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов органических соединений.

5.1.3.2.2. Системы мокрой очистки

Описание

В процессе мокрой газоочистки газообразные компоненты растворяются в растворе. После мокрого скруббера отходящие газы насыщаются водой, и перед выбросом отходящих газов в атмосферу их необходимо пропустить через влагоуловитель. Образующаяся жидкость очищается на водоочистных сооружениях, а нерастворимые частицы улавливаются с помощью осаждения или фильтрации.

Техническое описание

Системы мокрой газоочистки используются для удаления газообразных компонентов при их небольшом содержании, в основном для удаления частиц, но также для контроля температуры (с помощью адиабатного охлаждения). И хотя основная технология, используемая в таких установках, зачастую одинакова, проектные решения систем улавливания пыли и газообразных компонентов существенно различаются. Системы мокрой газоочистки, как правило, используются для всех трех сред (воздух, вода, почва) одновременно, поэтому проектное решение должно быть компромиссным и учитывать межсредовые эффекты, например, в зависимости от характеристик конкретного процесса возможно увеличение объема стоков.

В скрубберах используются различные жидкости: от воды до щелочных растворов. Выбор параметров для контроля результативности работы скруббера определяется конкретным его применением. Среди таких параметров могут быть: перепад давления и скорость потока скрубберной жидкости, температура, мутность, проводимость и pH. Высока вероятность межсредовых эффектов, что необходимо учитывать в каждом конкретном случае.

К методам удаления низкоконцентрированного диоксида серы (менее 1 %) и других образующихся газов, таких как HF и HCl, относятся правильное проектирование, подбор размера и монтаж специализированных установок.

Мокрые скрубберы должны использоваться совместно с системами мониторинга давления, потока скрубберной жидкости и pH, и на выходе из скруббера газ должен поступать в туманоотделитель. Слабокислые растворы, получаемые в ходе очистки, следует использовать повторно, если возможно – восстанавливать или использовать для снижения сбросов загрязняющих веществ в водные объекты.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов твердых и газообразных соединений в окружающую среду.

Кросс-медиа эффекты

Увеличение энергопотребления.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо.

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов пыли, металлов и других соединений.

5.1.3.2.3. Скрубберы сухой и полусухой очистки

Описание

В поток отработанных газов добавляются и диспергируются сухой порошок или суспензия/раствор щелочных реагентов. Материал реагирует с газообразными компонентами серы и формирует твердые частицы, которые удаляются фильтрацией (рукавными или электрофильтрами). Эффективность системы газоочистки повышается при использовании реакционной колонны.

Техническое описание

Методы абсорбции, такие как скрубберы сухой очистки, используются для поглощения кислых газов и металлических или органических соединений. Зачастую в обоих случаях используются известь, гидроксид магния, известняк, окись цинка и глинозем. В других странах используются двухщелочные скрубберы. Для удаления металла (ртути) и органических веществ используется активированный уголь (или кокс), который в этом случае обычно более эффективен.

Абсорбция обеспечивается с помощью насадочного скруббера башенного типа или за счет введения реагента непосредственно в струю газа с последующим использованием реакционной колонны. После этой стадии для улавливания частично отработанного скрубберного материала чаще всего используются рукавные фильтры, которые также представляют собой дополнительную поверхность для дальнейшей абсорбции. Скрубберный материал можно несколько раз использовать повторно в системе скрубберов для максимального использования его абсорбционной способности. Глинозем и окись цинка затем используются в основном технологическом процессе. Фториды, абсорбированные глиноземом, отделяются с помощью электролиза. Помимо скрубберов сухой очистки могут использоваться и полусухие системы. В этом случае пастообразная суспензия реагента (как правило, извести) подается в ректор вместе с потоком газа. Вода выпаривается при условии, что температура газа достаточно высокая, а газообразные компоненты вступают в реакцию с частицами абсорбента. Отработанные частицы в последующем удаляются из газового потока. Сухие скрубберы зачастую менее эффективны, чем скрубберы полусухой или мокрой очистки, особенно при работе с менее химически активными газами, например SO₂. Эффективность абсорбции зависит от активности реагента, и поставщики извести нередко могут производить материалы под конкретные условия применения.

Когда эти процессы используются для удаления SO₂, они называются методами десульфуризации отходящих газов (МДГ). Они применяются для снижения содержания SO₂в газах анодных печей и других источников слабо концентрированного диоксида серы, а также очистки конечных газовых выбросов сернокислотной установки. При использовании скрубберов мокрой очистки образуется гипс, который при определенных условиях может быть продан.

К эффективным методам удаления низкоконцентрированного диоксида серы (менее 1 %) и других образующихся газов, таких как HF и HCl, относятся правильное проектирование, подбор размера и монтаж специализированных установок. Скрубберы сухой очистки, использующие активированный уголь, относятся, прежде всего, к методам извлечения органических веществ, таких как ПХДД/Ф, или ртуть. В зависимости от области применения скрубберов должны использоваться следующие методы (один или несколько).

Скрубберы сухой и полусухой очистки должны быть оборудованы соответствующими камерами смешивания и реакторами.

Твердые частицы, образующиеся в ходе реакции, должны улавливаться рукавным фильтром или ЭФ.

Частично отработанный агент, используемый в скруббере, может повторно использоваться в реакторе.

Отработанный агент, используемый в скруббере, по возможности необходимо использовать в основном технологическом процессе. Например, это относится к глинозему и окиси цинка.

Если образуются испарения, то скрубберы полусухой очистки должны быть оборудованы туманоотделителем.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов пыли, металлов и других соединений.

Кросс-медиа эффекты

Увеличение энергопотребления.

Необходимость утилизации отходов, если уловленная пыль не может быть повторно использована, например, при использовании реагентов.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимость сухих методов очистки может быть ограничена низкими показателями эффективности при очистке менее реактивных газов (SO₂) по сравнению с полусухими и мокрыми методами.

Техника впрыскивания пыли может применяться только на заводах с достаточным количеством материала для использования в качестве материала для чистки. Как правило, очищаемый материал извлекается из систем обессеривания установок.

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов пыли, металлов и других соединений.

Экономия сырья, если уловленная пыль может быть возвращена в технологический процесс.

5.1.3.2.4. Системы утилизации отходящих газов

Описание

Помимо использования различных скрубберных систем, описанных выше, для удаления газообразных компонентов в цветной металлургии широко используются системы утилизации газов, присутствующих в технологических газовых потоках.

Техническое описание

HCl может абсорбироваться водой, а SO₂и NO_x могут абсорбироваться водой или перекисью водорода.

Можно привести следующие примеры методов, используемых в цветной металлургии, для достижения закрытого цикла обращения некоторых материалов.

Цикл соляной кислоты: в процессах, использующих растворение, где соляная кислота применяется вместе с избыточными хлоридами. При испарении и улавливании в воде получается азеотропная кислота (в концентрации около 20 % от весу). Ее можно повторно использовать в различных стадиях технологического процесса.

Цикл азотной кислоты: серебро и палладий зачастую растворяются в азотной кислоте. Существенное количество отходящих газов (NO и NO₂) улавливается с помощью кислорода или перекиси водорода в специальных каскадных скрубберах. Длительное время, необходимое для окисления небольшого количества NO и снижения абсорбции газа с помощью экзотермической реакции, приводит к возникновению ряда проблем. Поэтому необходимы системы охлаждения и несколько комбинированных скрубберов для получения заданных показателей и во избежание выделения из колонны коричневых испарений. Полученная из первого скруббера азотная кислота зачастую имеет концентрацию около 45 % и может быть использована повторно в нескольких процессах. Если постоянно наблюдаются повышенные концентрации NO_x, остаточные оксиды азота могут извлекаться с использованием катализаторов путем селективного или неселективного каталитического восстановления [96].

Цикл хлора: хлор используется в процессах мокрой очистки для растворения металлов и в процессе хлорного отбеливания при повышенных температурах. В обоих случаях используются закрытые системы, например, сифонные трубы с водой и герметичные электролитические ванны. Газообразный хлор можно либо улавливать либо использовать для производства раствора гипохлорита. Гипохлорит также применяется в качестве окисляющего агента в скрубберных растворах, используемых в различных процессах очистки.

Цикл хлорида аммония: относительно низкая растворяемость хлорида аммония в выпаренных растворах при комнатной температуре делает возможным повторное использование кристаллов этой соли.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов кислотных газов и других соединений.

Кросс-медиа эффекты

Увеличение энергопотребления.

Необходимость утилизации отходов, если уловленная пыль не может быть повторно использована.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо.

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов кислотных газов и других соединений.

5.1.3.2.5. Кислородно-топливное сжигание

Описание

Данный метод предусматривает замещение воздуха, подаваемого для поддержания горения, кислородом с последующим исключением/уменьшением термического образования NO_x из азота, поступающего в печь. Остаточное содержание азота в печи зависит от чистоты подаваемого кислорода, качества топлива и возможного попадания воздуха.

Техническое описание

В производственных процессах обычно используются высокие температуры, но они также связаны и с использованием кислорода. При этом снижается парциальное давление азота в пламени, а также уменьшается образование оксидов азота, если в очень горячих зонах нет большого количества азота. По имеющимся данным типичные уровни выбросов оксидов азота при производстве вторичной меди составляют от 20 до 400 мг/м³в зависимости от типа печи и режима работы. Для снижения образования NO_x при внедрении высокоэффективных процессов (например, Contimelt) на местах необходимо обеспечить требуемое соотношение потребления энергии и достигнутого значения концентрации в выбросах.

Достигнутые экологические выгоды

Предотвращение выбросов оксидов азота.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Использование чистого кислорода в горелке позволяет снизить парциальное давление азота в пламени и, соответственно, уменьшить термическое образование NO_x. При обогащении дутья кислородом в горелке или возле нее либо при значительном поступлении воздуха в печь более высокая температура газа может стать причиной увеличения термического образования NO_x. В этом случае можно добавить кислород в зону после горелки, чтобы уменьшить данный эффект и поддержать скорость плавления.

Кросс-медиа эффекты

Нет информации.

Технические соображения, касающиеся применимости

Кислородно-топливное горение – это метод, который можно применить в большинстве используемых процессов горения и пирометаллургических процессов. Максимальная выгода от применения этого метода достигается на новых установках, когда топочную камеру и системы снижения выбросов можно также спроектировать на меньшие объемы газа. Этот метод можно также применять на существующих установках, которые во многих случаях можно модернизировать.

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов оксидов азота.

Экономия энергии.

Техники удаления углеводородов и ЛОС

Описание

Технологии, используемые для удаления или разрушения ЛОС, предусматривают применение дожигающих устройств, скрубберов мокрой очистки, скрубберов сухой очистки биофильтров и биоскрубберов.

Биофильтр состоит из слоя органического материала, в котором загрязняющие вещества из отходящих газов подвергаются биологическому окислению природными микроорганизмами.

Биоскруббер сочетает мокрую очистку газов (абсорбцию) и биологическое разложение, вода для мокрой очистки содержит популяцию микроорганизмов, способных окислять вредные компоненты, содержащиеся в газах.

Техническое описание

Общие летучие органические соединения и углеводороды образуются вследствие неполного сгорания и во время разных операций, таких как хранение углеводородов, удаление CO и углеводородов, образовавшихся в ходе технологических операций, обезжиривания деталей, процессов извлечения растворителем, а также вследствие испарения из резервуаров для хранения растворителей и топлива. Вещества могут быть ароматическими, алифатическими, хлорорганическими или на водной основе. У них разная экологическая токсичность, и это необходимо учитывать, чтобы выбрать наименее опасный материал и определить правильную систему подавления выбросов для каждого конкретного объекта. Для предотвращения выбросов используются защитные оболочки, можно также использовать смесители/осадители для сведения к минимуму контакта с воздухом. Из отработанных газов необходимо извлекать и удалять пары растворителей и топлива.

При одновременном присутствии разных видов углеводородов используются сочетания доступных методов. Также используются биофильтры и реакторы [99]. Кроме того, используются газоуловители с активированным углем, системы с камерами охлаждения/конденсации, позволяющие улавливать материалы для вторичного использования. Выбросы ЛОС могут образовываться при доставке растворителей и т. п. Для минимизации выбросов ЛОС используется деаэрация вытесненных газов.

По возможности следует использовать рекуперацию тепла.

Выбросы ЛОС могут образовываться в результате загрузки в печи материалов, загрязненных маслами, а также при обезжиривании или извлечении веществ растворителем.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов углеводородов и ЛОС.

Кросс-медиа эффекты

Увеличение потребления энергии, если тепло не может быть использовано.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо.

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов.

Экономия сырья.

5.1.1.3. Техники сокращения выбросов диоксинов

Описание

К числу рассматриваемых техник относятся как первичные методы (например, улучшение условий сгорания, удаление органических соединений из подаваемого сырья или модификация систем загрузки печей), так и методы "на конце трубы", то есть технологии очистки в конце производственного цикла (например, эффективная фильтрация пыли, введение активированного угля или применение дожигающих устройств).

Техническое описание

ПХДД/Ф образуются при реагировании газообразных фаз с хлорорганическими прекурсорами. Источники углерода есть повсюду, поэтому для образования ПХДД/Ф достаточно даже малых количеств хлора в сырье (30 – 300 промилле в обычных рудах и несколько промилле в металлах) или в топливе (например, промышленный кокс содержит примерно 0,05 весовых процента хлора). Среди процессов, тяготеющих к образованию ПХДД/Ф, можно назвать процессы горения, спекания руд, плавки металлов и, соответственно, пирометаллургические процессы. Первоначальный синтез основной части ПХДД/Ф происходит при прохождении охлаждаемого отходящего газа через температурный интервал примерно от 40 °C до 200 °C в присутствии углерода, хлора, кислорода и каталитически активного металла, например, меди.

К основным источникам образования ПХДД/Ф при производстве меди относятся:

производство вторичной меди (использование загрязненных исходных материалов, содержащих хлористые и органические соединения, ненадлежащие рабочие условия или газоочистки);

плавка и легирование металлов, в частности, в присутствии меди и при нагреве газа в субстехиометрических условиях.

Незначительными источниками образования ПХДД/Ф являются:

литейные цеха;

производство вторичной меди (с использованием чистых исходных материалов, при оптимальной технологии работы и (или) очистке отходящих газов).

Однако образование и объем выбросов ПХДД/Ф с отходящими газами зависит не только от используемого топлива и обрабатываемых материалов (например, металлов с каталитическими свойствами), но и главным образом от управления технологическим процессом, а также параметров отходящих газов (например, температуры, продолжительности обработки в разных температурных интервалах, содержания SO₂).

Цветная металлургия в больших объемах использует в качестве вторичного сырья металлолом, поставляемый ломоперерабатывающими предприятиями. Хотя и существуют согласованные сорта металлолома, содержащиеся в ломе примеси могут приводить к образованию ПХДД/Ф при неполном сгорании или вследствие первичного синтеза. Присутствие ПХДД/Ф в пыли электродуговых печей и полихлорированных бифенилов в ломе трансформаторов и других материалах формирует прямые источники ПХДД/Ф.

Присутствие масел и других органических материалов в металлоломе или иных источников углерода (в частично сгоревшем топливе и восстановителях, например, в коксе) может стать причиной образования мелких частиц сажи, которые при реакции с неорганическими хлоридами или органически связанным хлором в температурном интервале от 250 °C до 500 °C образуют ПХДД/Ф. Катализаторами данного процесса, известного как "синтез с нуля" (первичный синтез), являются такие металлы, как медь или железо. Предварительная сортировка или обработка сырья с целью минимизации содержания в нем прекурсоров или органических веществ является важной мерой предотвращения образования ПХДД/Ф.

Есть информация о том, что высокие уровни содержания SO₂подавляют первичный синтез в установках для сжигания бытового мусора, в которых образование являющегося катализатором первичного синтеза CuCl₂подавляется за счет образования CuSO₄. Этот эффект можно попробовать применить в цветной металлургии, и он также может повлиять на последовательность удаления SO₂.

Хотя ПХДД/Ф и разрушаются при высоких температурах (выше 850 °C) в присутствии кислорода, процесс первичного синтеза все еще возможен, так как газы при охлаждении проходят через соответствующий температурный интервал. Этот интервал может быть характерен для систем очистки выбросов и зон охлаждения в печах, например, в зоне загрузки исходных материалов. При проектировании систем охлаждения необходимо соблюдать осторожность и минимизировать продолжительность обработки в таком температурном интервале, чтобы предотвратить первичный синтез. В горячих газах должен присутствовать в достаточном количестве кислород, и для обеспечения полного сгорания можно вводить кислород. ПХДД/Ф легко поглощаются твердыми веществами и, соответственно, могут легко впитываться, например, пылью, твердыми веществами, осаждающимися в скрубберах, и пылью в фильтрах.

Ниже приведены возможные методы снижения выбросов ПХДД/Ф.

Метод с применением активированного угля: активированный уголь, добавляемый в гашеную известь (или известь, двууглекислую соду и т. п.), зарекомендовал себя в качестве эффективного абсорбента на заводах по производству вторичного алюминия, где в качестве исходного материала используется сырье, содержащее металл с органическими примесями. Активированный уголь также используется в производстве первичной меди, где необходимо извлечение других металлов, мелкозернистый активированный уголь связывает ПХДД/Ф и затем удаляется рукавными или электростатическими фильтрами. Количество и состав добавок в значительной мере зависят от характеристик процесса, а также происхождения и состава исходных материалов. Для снижения расхода абсорбентов полезным может быть полный или частичный возврат отфильтрованной пыли в процесс. Кроме того, потребность в адсорбенте необходимо отрегулировать в зависимости от выбросов завода. Для определения расхода сорбента и подбора оптимальных растворов их нужно отдельно тестировать для каждой применяемой технологии плавления.

Условия сгорания: улучшение условий сгорания может предусматривать подачу обогащенного кислородом воздуха или чистого кислорода, улучшенное перемешивание кислорода с горючими веществами, а также повышение температуры горения или длительности обработки при высоких температурах.

Сжигание продуктов горения или применение устройств дожигания: сжигание отходящих газов с последующим быстрым охлаждением горячего газа сводит к минимуму образование ПХДД/Ф. Также существуют системы каталитического окисления для разрушения ПХДД/Ф.

Снижение содержания органических веществ: удаление органических загрязнителей (например, машинного масла, покрытий) из исходного материала, также помогает снизить образование ПХДД/Ф.

Подача кислорода в верхнюю зону печи: применяется в случае отсутствия места для установки дожигающего устройства. Существуют некоторые ограничения по достигаемой степени смешения газов, но общие результаты приемлемы.

Модификация систем загрузки сырья в печи: были произведены изменения, позволяющие подавать сырье в полузакрытые печи небольшими, равными порциями. Эта мера позволяет уменьшить охлаждение печи во время загрузки, поддерживать повышенную температуру газа, оптимизировать процесс и предотвратить повторное образование ПХДД/Ф [30].

Высокоэффективная система фильтрации, позволяющая удалять не только пыль, но и ПХДД/Ф. ПХДД/Ф могут поглощаться пылью, поэтому фильтрация является высокоэффективным методом их удаления. Есть информация, что существуют рукавные фильтры со специальным каталитическим слоем.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов ПХДД/Ф и СО.

Кросс-медиа эффекты

Увеличение потребления энергии (необходимое для производства кислорода).

Собранная пыль может иметь высокие концентрации ПХДД/Ф и возможно их необходимо утилизировать или тщательно обработать, возвращая пыль в печь.

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна.

Движущая сила внедрения

Соблюдение экологических требований.

5.1.3.4. Техники по предотвращению и снижению выбросов ртути

Описание

Набор методов сокращения выбросов ртути в атмосферу.

Техническое описание

Ртуть быстро испаряется при температурах, используемых в большинстве процессов систем газоочистки, соответственно, для ее удаления могут потребоваться разные технологии.

В случае удаления ртути перед подачей газа на сернокислотную установку в производимой кислоте будет присутствовать остаточная ртуть. По принятым в ЕС техническим требованиям ее содержание в норме должно быть <0,1 до 0,5 промилле, что эквивалентно содержанию ~ 0,02 мг/м³в очищенном газе. По имеющейся информации все нижеперечисленные процессы обеспечивают достижение этого уровня.

Процесс Boliden-Norzink: данный процесс основан на применении мокрого скруббера, в котором используется реакция дихлорида ртути (сулемы) с ртутью, в результате которой образуется хлорид ртути (каломель), выпадающий из жидкости в осадок. Этот процесс используется после этапа промывки и охлаждения на установке для получения кислоты, чтобы газ не содержал пыли и SO₃, а его температура была примерно 30 °C. Газ очищается в колонне с наполнителем и раствором HgCl₂. Он реагирует с металлической ртутью в газе и выпадает в осадок в виде каломели (Hg₂Cl₂). Каломель извлекается из циркулирующего промывного раствора и частично регенерируется газообразным хлором до HgCl₂, который затем возвращается на стадию промывки. Полученный ртутный продукт либо используется для производства ртути, либо отправляется на склад. Хлорид ртути является очень ядовитым веществом, при работе по данной технологии необходимо соблюдать особые меры предосторожности.

Процесс Bolchem: данный процесс реализуется в установке для получения кислоты, как и процесс Boliden-Norzink, но для извлечения используется 99 % серная кислота, которая поступает из абсорбционной секции сернокислотной установки и вступает в реакцию окисления с ртутью при температуре окружающей среды. Полученная кислота, содержащая ртуть, разводится до 80 %, и ртуть осаждается в виде сульфида с тиосульфатом. После фильтрации сульфида ртути кислоту возвращают в абсорбционную секцию. То есть кислота в данном процессе не расходуется.

Процесс Outotec: в данном процессе ртуть удаляется перед этапом промывки на сернокислотной установке. Газ температурой около 350 °C пропускается через колонну с наполнителем, где он промывается в противоточном режиме 90 % серной кислотой при температуре примерно 190 °C. Кислота образуется на месте из содержащегося в газе SO₃. Ртуть осаждается в виде соединения хлорида селена. Затем ртутный шлам извлекается из охлажденной кислоты, отфильтровывается, промывается и направляется в производство металлической ртути. Часть кислоты возвращается в скруббер. В другом варианте данного процесса извлечение ртути из газов осуществляется путем промывки раствором с ионами селена, и вместе с металлическим селеном производится селенид ртути.

Фильтр с активированным углем (процесс Lurgi): при данном методе для удаления паров ртути из газового потока используется адсорбционный фильтр с активированным углем.

Наибольшее распространение получили описанные выше технологии Boliden-Norzink и Outotec, но сообщается и об использовании других процессов [22].

Селеновый скруббер: при данном методе также используется мокрый скруббер, в котором происходит реакция аморфного селена в серной кислоте с ртутью для удаления паров ртути высоких концентраций.

Селеновый фильтр: процесс, основанный на применении сухого скруббера, в котором используется реакция аморфного селена с ртутью для образования селенида ртути.

Процесс с использованием сульфида свинца: сухой скруббер, в котором для удаления ртути из газового потока используются шарики сульфида свинца.

Процесс Tinfos/Miltec: это процесс очистки от ртути, основанный на окислении ртути в отходящих газах при помощи гипохлорита натрия. После окисления в промывной колонне ртуть осаждается в виде сульфида ртути HgS за счет добавления двунатриевого сульфида. Сульфид ртути удаляется из процесса в фильтр-прессе. Ртутьсодержащий шлам подвергается обработке как опасный вид отходов и утилизируется на полигоне для захоронения опасных отходов. Выбросы ртути снижаются примерно на 94 %. Установка Tinfos по очистке от ртути подробно описана в отчете Infacon 9 [42].

Процесс очистки от ртути компании Lurgi: установка Lurgi для удаления ртути состоит из электростатического фильтра для удаления остаточной пыли и смол, подогревателя газа, абсорбера с наполнителем, тягодутьевого устройства, для контроля газового потока, проходящего через установку, и оборудования для комплексного анализа газа на основе продувки азотом, с целью поддержания низких уровней содержания кислорода в газе. Нагреватель необходим для подогрева газов до оптимальной температуры 60 – 85 °C; пониженная температура газа обеспечивает меньшие скорости реакции и меньшую конденсацию влаги в наполнителе, более высокие температур могут привести к вымыванию серы из абсорбента. Компания Eramet запустила в эксплуатацию установку для удаления ртути в 2001 году и сообщает, что с тех пор она работает бесперебойно. Объем газового потока, проходящего через блок, составляет около 15 000 м³/ч.

Процесс Dowa: ртуть адсорбируется на пемзу, покрытую сульфидом свинца.

Существует еще два процесса для снижения содержания ртути в серной кислоте, получаемой при производстве цветных металлов, но они применяются скорее из-за необходимости повысить качество кислоты, а не в связи с влиянием на окружающую среду:

Ионообменный процесс Superlig: в данном процессе для удаления ртути из произведенной кислоты используется ионный обмен; он позволяет достигать значений концентрации ртути <0,5 промилле.

Добавка в кислоту йодида калия: его концентрация при температуре 0 °C должна быть не менее 93 %. В результате реакции осаждается йодид ртути (HgI₂).

Если общий процесс производства меди не предусматривает сернокислотной установки, для снижения выбросов обычно используются такие методы, как выбор сырья, вдувание активированного угля и (или) других адсорбентов перед подачей потока очищаемых газов на рукавный фильтр. Содержание ртути в исходном материале, а также технологические циклы могут быть причиной больших или меньших колебаний ее содержания в выбросах.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов ртути.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Цель применения систем удаления ртути до подачи очищаемых газов на сернокислотную установку – снизить содержание ртути в этих газах, чтобы гарантировать производство серной кислоты хорошего качества. Однако системы удаления ртути можно также применять для снижения выбросов ртути перед выбросом конечных газов в трубу.

Кросс-медиа эффекты

Увеличение расхода энергии.

Образование твердых и жидких отходов, которые требуют удаления.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применяется к пирометаллургическим процессам, в которых используется сырье с содержанием ртути.

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов ртути.

5.1.4. Водопотребление и водоотведение

5.1.4.1. Основные источники сточных вод

Стоки, образующиеся при очистке отходящих газов

Оборудование для мокрой очистки выбросов постепенно замещается методами сухой очистки. Преимущества сухих методов газоочистки, таких как рукавные фильтры, заключаются в том, что отсутствует необходимость очистки шламов и сточных вод, а улавливаемая пыль может возвращаться в основной процесс.

В определенных случаях без использования методов мокрой очистки воздуха, например, мокрых скрубберов или мокрых электрофильтров обойтись невозможно. В частности, они применяются, когда не подходят другие системы очистки и существует риск взрыва или возгорания от воспламеняющихся частиц, и когда газообразные вещества (например, диоксид или триоксид серы), а также твердые частицы необходимо удалить из потока отходящих газов. Мокрые электрофильтры используются для очистки влажных насыщенных газов с высоким содержанием пыли. Например, в процессе производства меди при помощи скруббера и мокрого электрофильтра улавливаются отходящие технологические газы, содержащие пыль и диоксид серы. Мокрые электрофильтры также применяются для сбора смоляного тумана из отходящих газов печи для нагрева электродов.

Обычно стоки требуют дальнейшей обработки, например, нейтрализации и (или) осаждения твердых частиц для их выделения из жидкости.

Слабая кислота, образующаяся в мокром электрофильтре, может перерабатываться следующими способами:

путем концентрации и последующего разложения в плавильной печи, когда SO₂можно извлечь с помощью сернокислотной установки;

обработанная жидкость обычно может подаваться в систему мокрой очистки, но для контроля состава жидкости должна быть возможность отбора проб;

слабую кислоту, полученную в результате таких процессов, можно использовать повторно в других процессах.

Стоки, образующиеся при грануляции штейна или шлака, при производстве металлического гранулята и разделении материалов по плотности.

При производстве цветных металлов штейн шлак и полученный металл сливаются из печи. Материалы могут гранулироваться по отдельности за счет воздействия на них с помощью водяной струи высокого давления или применения иных систем охлаждения c целью образования одноразмерных частиц. Гранулированный металл впоследствии реализуется в виде металлических гранул. Гранулированный шлак можно использовать в других целях, а гранулированный штейн может применяться на этапе конвертирования. Типичная схема процесса гранулирования представлена на рисунке 5.10.

Рисунок .10. Грануляция расплавленного металла (шлака)

Стоки, образующиеся на этапе гранулирования, обычно используют в замкнутом цикле водооборота (рисунок 5.11.). Для предотвращения накапливания взвешенных твердых веществ и соединений металлов из системы замкнутого водооборота необходимо постоянно удалять их осадки.

Рисунок .11. Замкнутый цикл водооборота

Для разделения металлов и соединений легких загрязняющих веществ, например, удаления пластика, образующегося после измельчения лома, также используется метод разделения по плотности ("осаждение – всплытие"). Возникающие стоки обычно обрабатываются, и всплывшие вещества удаляются. Для предотвращения накапливания взвешенных твердых веществ и соединений металлов из системы замкнутого водооборота необходимо постоянно удалять их осадки.

Осадки или стоки обычно направляются на центральные водоочистные сооружения.

Охлаждающая вода

Как правило, на металлургических предприятиях для охлаждения отдельных узлов агрегатов широко используется охлаждающая вода. Она делится на бесконтактную и контактную охлаждающую воду.

Бесконтактная охлаждающая вода применяется для охлаждения печей, аспирационных зонтов печей, разливочных машин и т. д. В зависимости от размещения завода охлаждение может проводиться с помощью прямоточной системы или системы водооборота с градирнями. Вода из прямоточной системы охлаждения обычно поступает назад в природный источник, например, в реку или пруд, из которых эта вода забиралась. В этом случае необходимо учитывать возможность повышенной температуры воды перед тем, как она сбрасывается в природный источник. Бесконтактная охлаждающая вода может также циркулировать в системе замкнутого водооборота, проходя через градирни.

Контактное охлаждение используется, например, во время литья или проката горячей заготовки. Использованная для прямого охлаждения вода обычно загрязнена металлами и взвешенными твердыми веществами, причем нередко она образуется в больших объемах. Из-за специфического состава и для того, чтобы избежать разбавления, охлаждающую воду прямого контакта очищают отдельно от других стоков.

Количество выделяемой теплоты и максимальные температуры на сбросе зависят от местных климатических условий. В частности, в каждом конкретном случае необходимо учитывать воздействие на водную среду. При необходимости проектируют специальные технологические системы охлаждения. В этом случае могут применяться следующие методы:

водный теплообмен (поверхностные воды и т. п.);

воздушный теплообмен;

градирни-испарители.

В целях минимизации воздействия охлаждения на окружающую среду в целом рекомендуется использовать справочник НДТ для промышленных систем охлаждения.

Поверхностные стоки

Поверхностные/ливневые стоки образуются при загрязнении осадков, попадающих на крыши зданий и площадки с твердым покрытием. Загрязнение осадков происходит, например, при смыве содержащей металлы пыли с открытых складов или нефтепродуктов и других загрязняющих веществ с территории объекта в дренажную систему. Загрязнение поверхностных вод можно предотвратить или минимизировать с помощью передовых практик хранения сырья, а также регулярного техобслуживания и уборки всей производственной территории.

Поверхностные/ливневые стоки можно собирать отдельно. После отстаивания или химической очистки их можно использовать в производственных целях, например, в качестве охлаждающей воды или при поливе открытой территории для предотвращения образования пыли.

Стоки, образующиеся при реализации гидрометаллургических процессов

Основные стоки, образующиеся при гидрометаллургическом производстве цветных металлов, перечислены в таблице 5.4.

Таблица 5.4. Потенциальные источники стоков, образующихся при гидрометаллургическом производстве цветных металлов

№ п/п	Процесс	Операция/источник	Применение
1	2	3	4
1	Очистка газов из печи обжига	Мокрая очистка газов из печи обжига	Водоочистные сооружения, предусматривающие этапы осаждения, иногда с удалением металлов в ионообменниках
2	Выщелачивание	Общие операции, включая мокрую газоочистку	Возврат в процесс выщелачивания
3	Очистка	Общие операции	Возврат в процесс выщелачивания или на следующий этап обработки
4	Электролиз	Чистка ванн, анодов и катодов. Отработанный электролит. Утечки электролита	Возврат в процесс выщелачивания. Возврат в процесс электролиза после очистки.

Гидрометаллургический процесс обычно начинается с этапа выщелачивания. Во время выщелачивания желаемый металл и прочие элементы освобождаются от минералов и поступают в раствор.

Ниже перечислены типичные реагенты, используемые при выщелачивании и в других реакциях [48]:

вода для водорастворимых соединений (медного купороса);

серная, соляная и азотная кислоты или гидроксид натрия для оксидов металлов;

комплексообразователи, например, цианид (золото, серебро) или аммиак (медно-никелевые руды);

выделение металлов или их соединений из руд с помощью соответствующего газа или путем окисления, например, диоксида марганца – с помощью диоксида серы, а никелевого штейна – с помощью хлора;

кислотно-основные реакции, например, восстановление вольфрам комплекса из вольфрама при высоком значении pH.

Чтобы повысить содержание получаемого металла в выщелачивающем растворе можно использовать некоторые гидрометаллургические методы очистки и обогащения. Получаемый металл извлекают из очищенного раствора с помощью различных методов, таких как цементация, восстановление газами, селективное осаждение, ионный обмен, экстракция растворителем, кристаллизация, выпарка или электролиз. Для поддержания правильного баланса в рамках некоторых из вышеперечисленных процессов, как правило, возникает необходимость в постоянном удалении части раствора.

Стоки, образующиеся в виде отработанных растворов, могут возвращаться в процесс выщелачивания в зависимости от присутствующих загрязняющих веществ. Отработанные растворы также могут возвращаться в процесс электролиза после удаления загрязняющих веществ или малоценных элементов.

Прочие технологические стоки

В отрасли существуют и иные источники загрязненных стоков. Наиболее важным из них при производстве меди является слабая серная кислота с сернокислотных установок.

В целом используемые методы подразумевают возврат соответствующих растворов в процесс либо использование свойства повышенной кислотности в других процессах.

Травление также является источником технологических стоков; приведенные ниже два примера показывают, как можно использовать бескислотное травление и минимизировать воздействие кислотного травления.

К источникам образования сточных вод также относятся: стоки с моек для колес автотранспорта, перевозящего сырье; уплотняющая вода из насосов, а также стоки, связанные с общими видами деятельности, включая чистку оборудования, мытье полов и т. п. Такие стоки обычно собирают и подвергают очистке. Санитарные стоки обычно сбрасываются в общую систему хозяйственно-бытовой канализации.

5.1.4.2. Оборотное водоснабжение и повторное использование воды

Описание

Технологии и методы повторного использования воды успешно используются в цветной металлургии для минимизации образования жидких стоков, которые подлежат сбросу в составе сточных вод. Снижение объемов стоков также иногда оказывается экономически выгодным, так как при снижении объема сбрасываемой сточной воды снижается объем отбора пресной воды из природных водных объектов. Это снижение также положительно влияет на межсредовые эффекты.

Техническое описание

В таблицах 5.5 и 5.6 приведены этапы технологических процессов производства меди, на которых широко используется оборотное водоснабжение.

Таблица 5.5. Обзор источников сточных вод и методов минимизации и очистки стоков при производстве меди

№ п/п	Источник сточных вод	Методы минимизации стоков	Методы очистки стоков
1	2	3	4
1	Непрямое охлаждение печей	Применение замкнутых систем охлаждения. Контроль систем с целью обнаружения утечек	Применение добавок с малым потенциальным влиянием на окружающую среду
2	Прямое охлаждение при литье	Осаждение или другие виды обработки. Замкнутая система охлаждения	Отстаивание. Осаждение, при необходимости.
3	Грануляция шлака	Повторное применение в замкнутой системе	Отстаивание. Осаждение, при необходимости.
4	Электролиз	Замкнутые системы. Электрохимическое извлечение металлов из электролита.	Отстаивание и осаждение
5	Продувка	Очистка, повторное применение	Осаждение

Таблица 5.6. Примеры оборотного водоснабжения и повторного использования сточных вод при производстве меди

№ п/п	Источник сточных вод	Производство первичной меди	Производство вторичной меди
1	2	3	4
1	Грануляция шлака	применяется	применяется
2	Контроль загрязнения влажного воздуха	применяется	применяется
3	Стоки после промывки газа из обжиговых печей	применяется	не применяется
4	Охлаждающая вода	применяется	применяется
5	Вода после промывки анодов и катодов	применяется	применяется
6	Использованный электролит	применяется	применяется

Оборотное водоснабжение и повторное использование воды – это меры, интегрированные в технологические процессы. Оборотное водоснабжение предусматривает возврат жидкости в процесс, в котором она была получена. Повторное использование – это применение воды для другой цели, например, можно использовать поверхностные стоки для охлаждения.

Обычно в системе оборотного водоснабжения используются базовые методы очистки или периодически сбрасывается около 10 % циркулирующей жидкости, чтобы предотвратить накопление в циркуляционной системе взвешенных твердых частиц, металлов и солей. Например, вода для охлаждения обычно возвращается в процесс через систему рециркуляции, как показано ниже на рисунке 5.12. Важно также учитывать необходимость применения биоцидов.

Рисунок .12. Пример рециркуляции охлаждающей воды

После обработки очищенную воду можно также использовать для охлаждения, увлажнения и в других процессах. Соли, содержащиеся в очищенной воде, при повторном ее использовании могут создать определенные проблемы, например, в результате осаждения кальция в теплообменниках. Также необходимо принимать во внимание риск распространения в теплой воде бактерии легионеллы. Данные проблемы могут значительно ограничить повторное использование воды.

При наличии больших количеств воды, например, на предприятиях, расположенных в прибрежной зоне, можно использовать проточные системы охлаждения при условии пренебрежимо малого воздействия на окружающую среду. Кроме того, в этом случае необходимо изучить влияние на морскую среду в зоне забора воды для проточной системы охлаждения. Такое исследование должно проводиться в каждом конкретном случае, поскольку необходимо сбалансировать затраты на энергопотребление при заборе и охлаждении воды.

Оборотное водоснабжение и повторное использование воды могут быть ограничены из-за электролитной проводимости.

Проблемой является и объем сбрасываемой воды, поскольку на некоторых установках в оборотных системах водоснабжения используется много воды. Существенным фактором, который необходимо учитывать при оценке воздействия сбросов, является масса содержащихся в них загрязняющих веществ.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение образования сточных вод.

Водоочистная станция, Nyrstar Balen в Бельгии, действующая с 2016 года, перекачивает 100 м³/ч загрязненных подземных вод на глубину около 150 метров. Перекачиваемая вода максимально используется в промышленных производственных процессах, таких как промывка газов, образующихся в процессе обжига, и для промывки фильтров из процесса выщелачивания.

Полученные сточные воды затем тщательно очищаются для соблюдения строгих ограничений качества сточных вод, особенно для концентраций металлов. Сточные воды подвергаются физико-химической обработке, которая включает в себя повышение pH и осаждение металлов. В качестве заключительной стадии очистки применяется фильтрация песками Sibelco для удаления оставшихся загрязняющих частиц. Водоочистная станция Nyrstar работает 24/7 [85].

Кросс-медиа эффекты

использование энергии;

использование добавок, например, осаждающих агентов или биоцидов, при подготовке охлаждающей воды;

шум от градирен;

нагрев атмосферы от воды;

возможное распространение бактерии легионеллы в замкнутых системах при температурах от 25 °C до 60 °C.

Технические соображения, касающиеся применимости

Рециркуляция или повторное использование воды могут быть ограничены проводимостью раствора.

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна.

Движущая сила внедрения

Предотвращение образования сточных вод.

5.1.4.3. Техники по предотвращению образования сточных вод

Производство меди

Описание

Набор техник для предотвращения образования сточных вод при производстве меди.

Техническое описание

Производство меди связано с образованием различных видов сточных вод, которые подлежат очистке, с целью их повторного использования в замкнутом цикле или предотвращения попадания загрязняющих веществ в водные объекты.

Для предотвращения образования сточных вод используются следующие техники:

использование эффективных водооборотных систем;

повторное использование охлаждающей воды или конденсированного пара для технологических целей;

применение пылегазоочистных устройств без использования воды (например, мокрый скруббер);

использование охлаждения закрытого контура с воздушными охладителями в качестве вторичных теплообменников;

минимизация дренажа испарительных охладителей;

разделение незагрязненных потоков сточных вод (дождевая вода, бесконтактная охлаждающая вода) и потоков технической воды.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение объемов воды, подлежащей очистке.

Снижение энергопотребления.

Снижение количества реагентов, используемых для сточных вод.

Снижение количества сбрасываемых загрязняющих веществ.

Снижение теплоотдачи, передаваемой в водоприемник.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

На медном заводе УМК ТОО "Казцинк" для водоснабжения производственных участков используется вода из системы оборотного водоснабжения предприятия. Сброс сточных вод осуществляется в коллектор производственных стоков и далее на очистные сооружения. Пройдя очистку на очистных сооружениях, очищенные сточные воды направляются в приемный резервуар, откуда вновь поступают в общую оборотную систему комплекса для использования в технологическом процессе предприятия. Также предусмотрено повторное использование сточных вод в системе охлаждения ряда технологических процессов.

Техническая модификация системы охлаждения контактной установки на заводе "Aurubis" (Гамбург) в 2018 году посредством повышения уровня температуры для обеспечения возможности разделения централизованного теплоснабжения и строительства трубопровода централизованного теплоснабжения до границы завода способствовали предотвращению сброса 12 млн. м³охлаждающей воды в р. Эльба [94].

Технические соображения, касающиеся применимости

Реализация комплексных водооборотных систем возможна при удовлетворении потребностям производства для последующего применения в отношении расхода воды, температуры, состава и кислотности.

Технологии очистки отходящих газов с использованием воды применяются в случае повышенной влажности очищаемого потока и наличия примесей в виде кислотного тумана или вязких веществ.

Использование охлаждения закрытого контура с воздушными охладителями в качестве вторичных теплообменников требует больших площадей для установки воздушных охладителей.

Экономика

На действующих предприятиях внедрение этих технологий может повлечь большие финансовые расходы.

Так, строительство ливненакопителя, который обеспечивает сбор ливневых и промышленных стоков филиала АО "Уралэлектромедь" направлено на улучшение экологической обстановки и рациональное использование водных ресурсов - стоки планируется направлять на станцию нейтрализации для очистки, для возможности повторного использования в производстве [95].

Движущая сила внедрения

Снижение образования сточных вод и, следовательно, снижение затрат на очистку сточных вод.

Снижение количества загрязняющих веществ, сбрасываемых в принимающий водный объект.

Производство драгоценных металлов

Описание

Предприятия по аффинажу золота не осуществляют сброс сточных вод в различные водные объекты или системы канализации. Очистка сточных вод производится на предприятиях в целях исключения потерь драгоценных металлов.

Техники по предотвращению образования сточных вод включают:

утилизацию отработанных жидкостей из скрубберов и других реагентов, образующихся на гидрометаллургических стадиях выщелачивания или других операциях аффинажа;

утилизацию растворов процессов выщелачивания.

использование специальных резервуаров для хранения отработанных технологических растворов.

Техническое описание

Система управления сточными водами включает сбор стоков от технологических процессов, технологических разливов, технического обслуживания и т. д. Технологические отработанные растворы перед очисткой хранятся в специальных резервуарах для хранения. Все эти резервуары обвалованы, так что любая утечка или разлив могут быть устранены без риска попадания в окружающую среду. Отработанные растворы обрабатывают комбинацией химического/металлического восстановления, химического осаждения и/или гидролиза или ионного обмена.

Технология очистки и утилизации растворов, поступающих из отделений аффинажа золота и отработанных растворов газоочистных систем, включает следующие операции:

цементация драгоценных металлов из растворов;

фильтрация, сушка цементных осадков;

осаждение цветных металлов и железа из раствора путем нейтрализации щелочью;

фильтрация осадка на пресс-фильтре, сушка осадка, затаривание;

сброс очищенных промышленных сточных вод в централизованную систему водоотведения.

В ходе процесса очистки проводится отбор проб растворов из цементаторов для анализа на содержание кислоты, золота, меди и ДМ. Если драгоценные металлы отсутствуют, раствор фильтруют, фильтрат направляют на нейтрализацию щелочным раствором. Цементный осадок сушат и направляют на лигатурную плавку серебросодержащих полупродуктов.

В процессе нейтрализации растворов щелочью в них понижается содержание свободной кислоты, вследствие увеличения pH раствора происходит осаждение гидроксидов цветных металлов и железа. После окончания осаждения пульпу отфильтровывают.

Отфильтрованный осадок сушат, подвергают измельчению и опробованию. Полученные осадки направляют в пирометаллургические переделы (плавка). Очищенные растворы накапливают в буферных емкостях. Перед сбросом в систему канализации производят отбор проб на содержание загрязняющих веществ.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение сбросов загрязняющих веществ.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна.

Движущая сила внедрения

Сокращение сбросов загрязняющих веществ.

Требования по соблюдению экологического законодательства.

Свести к минимуму потерю ценных (драгоценных) металлов и восстановить сырье, содержащее ДМ и другие ценные металлы.

5.1.4.4. Методы очистки сточных вод

Любая вода, не подлежащая вторичной переработке или повторному использованию, должна проходить очистку для минимизации концентрации загрязняющих веществ, таких как металлы, кислотообразующие вещества и твердые частицы в конечных стоках, сбрасываемых в природные водные объекты. В целях снижения концентрации загрязняющих воду веществ можно использовать методы очистки, применяемые "на конце трубы", например, химическое осаждение, отстаивание или флотацию и фильтрацию. Как правило, эти методы применяются совместно на конечной или центральной установке водоочистки. Также можно попробовать осаждать металлы до того, как технологические стоки будут перемешаны с другими сточными водами.

Поскольку методы очистки стоков широко применяются в производстве меди как и в целом на предприятиях цветной металлургии и других отраслей производства, в настоящем разделе приведены общие сведения о них. Соответственно, схожи у этих процессов и основные характеристики, рассматриваемые в качестве критериев при определении НДТ.

Выбор наиболее подходящего метода очистки или сочетания различных методов очистки осуществляется исключительно индивидуально, учитывая специфические факторы, характерные для каждого объекта. Для определения оптимального способа минимизации объемов конечных стоков и концентрации в них загрязняющих веществ необходимо принимать во внимание следующие наиболее важные факторы:

процесс, являющийся источником стоков;

объем воды;

загрязняющие вещества и их концентрацию;

возможности внутреннего повторного использования;

доступность водных ресурсов.

При выборе используемых методов необходимо учитывать специфику производственных процессов, а нередко еще и объем, а также скорость водного потока в природном водном объекте – приемнике стоков. При снижении объема сбросов, что сохраняет повышенные значения концентрации, потребуются меньшие энергозатраты для их очистки. Очистка высококонцентрированных сточных вод приведет к повышенным значениям концентрации и в конечных стоках, но при большей кратности уменьшения, чем в случае менее концентрированных потоков, и увеличении объемов удаляемых загрязняющих веществ.

5.1.4.4.1. Химическое осаждение

Описание

Данный метод состоит в добавлении реагентов, таких как известь, едкий натр, сернистый натрий или сочетания реагентов в целях корректировки значения pH и повышения интенсивности осаждения растворимых металлов.

Техническое описание

Химическое осаждение используется главным образом для удаления из стоков растворимых ионов металлов. Растворимые металлы можно осадить из сточных вод путем корректировки значения pH. В стоки добавляется реагент, например, известь, гидроксид натрия, сульфид натрия или комбинация реагентов, что приводит к образованию нерастворимых соединений с металлом в виде осадка. Эти нерастворимые соединения могут быть удалены из воды путем фильтрации. Добавление коагулянта или флокулянта способствует формированию более крупных хлопьев, которые легче отделить, и часто используются для повышения производительности системы очистки.

Для удаления из стоков таких металлов, как железо, свинец, цинк, хром, марганец и т. д. обычно используется осаждение. Гидроксиды металлов, как правило, нерастворимы, поэтому для их осаждения широко используется известь.

Сульфиды металлов также нерастворимы, и в щелочной среде используются такие реагенты, как сернистый натрий, гидросульфид натрия и тримеркаптосульфотриазин (ТМС). Биологический способ также применяется при получении H₂S с помощью сульфатвосстанавливающих бактерий, при этом газ переносится на стадию осаждения газом-носителем. Осаждение сульфидов может в результате обеспечить более низкие значения концентрации определенных металлов в очищенных стоках в зависимости от значения pH и температуры, а сульфиды металлов могут быть возвращены на этап плавки. Можно также эффективно удалять такие металлы, как селен и молибден.

Растворы сульфата цинка очищаются на стадии биологической очистки с помощью водорода, обеспечивающего поступление электронов, который получается путем преобразования природного газа и пара. Сульфид цинка производится с интенсивностью 10 тонн в сутки и далее возвращается в плавильную печь.

В некоторых случаях осаждение смеси металлов может осуществляться в два этапа: сначала посредством гидроксида, а затем с помощью сульфидного осаждения. В целях удаления избыточных сульфидов после осаждения, возможно добавление сульфата железа.

Для того, чтобы максимально повысить эффективность удаления металлов, процесс очистки следует проводить при различных значениях pH и использовать различные реактивы. Выбор реактива и значение pH – это факторы, играющие основную роль при осаждении металлов. Необходимо также учитывать, что растворимость зависит и от температуры.

Поддержание требуемого значения pH в течение всего процесса очистки стоков также имеет первостепенную важность, поскольку некоторые соли металлов нерастворимы только в очень небольшом диапазоне значений pH. При выходе за пределы этого диапазона эффективность удаления металла стремительно снижается. В целях максимальной эффективности удаления металлов процесс очистки следует проводить при различных значениях pH с использованием различных реактивов. Кроме выбора реактива и значения pH, также следует учитывать, что степень растворимости может зависеть от температуры и валентного состояния металла в воде.

Таким образом, достижение минимального содержания каждого металла в рамках одного процесса не представляется возможным ввиду существующих отличий оптимальных значений pH для осаждения различных металлов.

На многих установках, где удаляются металлы, одной из главных проблем для достижения необходимых предельных значений стоков является коллоидное состояние осажденных металлов. Оно может возникнуть в результате некачественной нейтрализации и флокуляции. Для улучшения состояния осаждаемого металла можно использовать различные флокулянты и коагулянты, и поставщики таких материалов способны проводить испытания на осадках и указывать правильный коагулянт.

Состав стоков меняется в зависимости от качества концентрата/сырья и состава последующих отходящих газов, которые прошли очистку во влажных системах. Кроме того, различные источники дозированной подачи материалов или погодные условия, способствующие образованию ливневых стоков, повышают разнообразие потоков сточных вод. Часто для оптимизации эксплуатационных характеристик требуется адаптация технологических параметров.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение сбросов загрязненных сточных вод в природные водные объекты.

Эффективность очистки сточных вод с помощью химического осаждения зависит от следующих факторов:

выбор химического осадителя;

количество добавляемого осадителя;

эффективность удаления осаждаемого металла;

поддержание правильного значения pH в течение всего процесса очистки;

использование железистых солей для удаления определенных металлов;

использование флоккулирующих или коагулирующих реагентов;

колебание состава сточных вод и наличие комплексообразующих ионов.

Чтобы обеспечить максимальную эффективность удаления металлов, наиболее важным фактором является выбор осадителей. Существуют примеры, демонстрирующие, что использование реагентов на основе сульфидов может обеспечивать достижение более низких концентраций некоторых металлов. Правильное значение pH в течение всего процесса очистки стоков также имеет первостепенную важность, поскольку некоторые соли металлов нерастворимы только в очень небольшом диапазоне значений pH.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

При выборе методов необходимо учитывать специфику производственных процессов. Кроме того, при выборе применяемых методов определенную роль могут играть размер принимающего водного объекта и скорость потока. Уменьшение объемного расхода в пользу более высоких концентраций приводит к сокращению потребления энергии для очистки. Очистка высококонцентрированных сточных вод приведет к образованию стоков с более высокими концентрациями, но с более высокой скоростью восстановления по сравнению с менее концентрированными потоками, что позволит в целом улучшить удаление загрязняющих веществ.

На УКМК распределение сточных вод по категориям зависит от вида загрязняющего вещества и его концентрации, а также количества сточных вод и мест их образования. Наиболее загрязненные сточные воды после технологических процессов совместно с дождевыми и талыми водами предварительно очищаются в песколовке от тяжелых минеральных примесей и песка, затем поступают в лотковый смеситель, где обрабатываются 5 % известковым раствором с добавлением флокулянта, и далее после прохождения через контактные резервуары поступают в отстойники. После очистки и охлаждения сточные воды совместно с охлажденными "нормативно-чистыми" водами собираются в подземные резервуары оборотной воды и распределяются в цеха УКМК.

Далее осветленные воды могут поступать на установку глубокой доочистки методом сорбционной очистки сточных вод с активированным алюмосиликатным адсорбентом, а также шунгитом.

Кросс-медиа эффекты

Увеличение энергопотребления.

Применение добавок.

Образование отходов, подлежащих утилизации.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо на новых и действующих установках.

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства. Социально-экономические аспекты. Сокращение сбросов загрязняющих веществ в естественные водные объекты.

5.1.4.4.2. Переработка слабых кислот и слабокислых технологических стоков

Описание

Очистка стоков, содержащих слабые кислоты, поступающие с сернокислотной установки, или различные кислые промывочные воды, с использованием соответствующего реагента (обычно гидроксид кальция).

Техническое описание

В большинстве кислых сточных вод содержатся соли тяжелых металлов, которые необходимо выделять. Для этих целей используют реакцию нейтрализации между ионами водорода и гидроксида, приводящую к образованию недиссоциированной воды. В качестве реагентов могут быть использованы NaOH, КОН, Na₂CO₃, NH₄OH, СаСО₃, MgCO₃, CaMg[CO₃]₂(доломит).

Чаще всего применяют гидроксид кальция (известь) ввиду его дешевизны. Схема процесса представлена на рисунке 5.13.

Рисунок .13. Схема процесса очистки слабокислых стоков

Известь для нейтрализации вводят в сточную воду в виде гидроксида кальция ("мокрое" дозирование) или сухого порошка ("сухое" дозирование). При нейтрализации сернокислых сточных вод известковым молоком расход извести (по СаО) принимают на 5 – 10 % выше стехиометрического расчета. В случае нейтрализации воды сухим порошком или известковой пастой доза оксида кальция составляет 140 – 150 % от стехиометрической, так как взаимодействие между твердой и жидкой фазами происходит медленнее и не до конца. Процесс с использованием извести в качестве реагента иногда называют известкованием. Известкование позволяет попутно переводить в осадок и такие металлы, как цинк, свинец, хром, медь и кадмий. Иногда для нейтрализации применяют карбонаты кальция или магния в виде суспензии. Соду и гидроксиды натрия и калия следует использовать лишь в случае одновременного получения ценных продуктов, или если они являются отходами производства виду их высокой стоимости.

Выбор реагента для нейтрализации кислых вод зависит от вида кислот и их концентрации, а также растворимости солей, образующихся в результате химических реакций.

Достигнутые экологические выгоды

Минимальный расход сточных вод.

Сокращение сбросов загрязненных стоков в природные водные объекты.

Производство чистого гипса.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Достигнутые результаты приведены в таблице 5.7.

Таблица .7. Результативность переработки слабокислых стоков

№ п/п	Параметр	Значения	Единицы измерения
1	2	3	4
1	Условия на входе
1.1	Производительность	35	м³/ч
1.2	Состав:
1.3	H₂SO₄	60	г/л
1.4	Cu	2100	мг/л
1.5	Hg	15
1.6	As	2200
1.7	Pb	2600
1.8	Ni	7
1.9	Cd	110
1.10	Взвешенные твердые частицы	200
2	Сточные воды^*
2.1	Производительность	31,2	м^3/ч
2.2	pH	9,5	–
2.3	Cu	0,1 – 0,5	мг/л
2.4	Hg	0,05
2.5	As	0,05 – 0,2
2.6	Pb	0,1 – 0,5
2.7	Ni	0,1 – 0,5
2.8	Cd	0,01 – 0,2
3	Гипсовый шлам
3.1	Производительность	6 - 7	т/ч
	Состав, в т. ч.:
3.2	влага	40 – 50	%
3.3	CaSO₄	~ 30 – 35
3.4	As	~ 1
3.5	Cu	~ 1
3.6	Fe	~ 1 – 2
3.7	Hg	~ 0,01
3.8	Pb	~ 1
3.9	Ni	~ < 0,1
3.10	Cd	~ < 0,1

* расчетные данные, учитывающие изменения в стоке;

указаны среднесуточные значения концентрации металлов, полученные на основании квалифицированных случайных проб или суточных проб, пропорциональных расходу.

Производимый гипс содержит более 96 % CaSO₄∙2H₂O.

Кросс-медиа эффекты

Отсутствуют.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна.

Движущая сила внедрения

Сокращение сбросов в водные объекты.

Эффективная очистка сточных вод и возможность производства товарных продуктов.

5.1.4.4.3.Фильтрация активированным углем

Описание

Процесс фильтрации, в котором в качестве фильтрующей среды используется активированный уголь.

Техническое описание

Активированный уголь – высокопористое углеродное вещество обычно используется для удаления органических материалов из сточных вод; однако также предусматриваются варианты применения, связанные с удалением ртути и драгоценных металлов. Как правило, такие фильтры используются в виде нескольких загрузок или патронов, чтобы проскок материалов через один фильтр задерживался вторым. Затем отработанный фильтр заменяется и становится вторичным фильтром. Эта операция зависит от наличия надлежащего метода определения проскоков через фильтры.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов органических веществ, ртути и драгоценных металлов в водные объекты.

В 2020 году на заводе "Aurubis Bulgaria" (Пирдоп) была проведена модернизация станции очистки промышленных сточных вод: был установлен новый песчаный фильтр для снижения сброса нерастворенных веществ в поверхностные воды.

Использование установки ультрафильтрации на заводе "Aurubis Beerse" позволило сократить объемы использования подземных вод с 67 % в 2018 году до 30 % в 2020 и 2021 году [94].

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна.

Движущая сила внедрения

Сокращение сбросов загрязненных стоков в природные водные объекты.

5.1.4.4.4. Метод доочистки сточных вод с применением активированного алюмосиликатного адсорбента

Описание

Сорбционный метод доочистки сточных вод с применением активированного алюмосиликатного адсорбента.

Техническое описание

Доочистка производственных осветленных сточных вод в объеме 700 м³/час, поступающих с первичных очистных сооружений.

Исходная вода после камеры сброса отстойников очистных сооружений с помощью канализационной насосной станции подается на фильтрование на блок скорых фильтров, загруженных адсорбентом "Глинт", и далее после прохождения фильтров сбрасывается через насосную станцию в сбросной коллектор.

На промывку фильтры выводятся поочередно "по падению напора" или "по проскоку" исходных загрязняющих веществ. Промывка фильтров осуществляется очищенной водой из резервуара чистой воды. Вода для промывки подается промывным насосом через дренажно-распределительную систему фильтра и собирается в резервуаре промывной воды. Грязная промывная вода возвращается на очистные сооружения, в которых происходит ее осветление (отстаивание).

Суть технологии заключается в пропускании очищаемой воды через фильтр, загруженный зернистым адсорбентом "Глинт" (удаление взвешенных веществ и тяжелых металлов). При этом благодаря свойствам адсорбента "Глинт" в фильтрующей загрузке одновременно протекают процессы: механической фильтрации (загрязнения задерживаются в межзерновом пространстве); контактной коагуляции (осажденные на поверхности зерна в начале фильтроцикла загрязнения служат центрами хлопьеобразования); физической сорбции (отрицательно заряженные частицы металлов задерживаются на поверхности зерен адсорбента, имеющих положительный заряд, и легко удаляются при промывке водой).

Технология разработана ООО "Квант Минерал" (г. Санкт-Петербург") и показала свою эффективность на действующем предприятии УКМК ТОО "Казцинк". Данный материал является продуктом термической модификации глины с использованием магнийсодержащих добавок.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение концентрации цинка, кадмия, ртути, марганца в отводимых сточных водах.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Очистные сооружения рассчитаны на максимальную производительность до 16800 м³/сут (700 м³/ч). Срок использования адсорбента "Глинт" не ограничен, потери на истирание при промывках (до 10 % в год) восполняются досыпкой без перезагрузки фильтров. При снижении активности адсорбента его сорбционные свойства восстанавливаются с помощью активации 4 % растворами щелочи или сульфата магния. Для проведения активации адсорбента предусмотрен узел активации, включающий в себя необходимые заглубленные емкости, насосное оборудование, запорную арматуру, трубопроводы. Растворы, используемые для активации адсорбента (4 - 5 % растворы NaOH и MgSO₄), используются многократно. Отработанные растворы активатора периодически (1 раз в месяц для NaOH и 1 раз в 4 месяца для MgSO₄) сбрасываются на утилизацию на действующие очистные сооружения.

Кросс-медиа эффекты

Необходимость использования дополнительных реагентов.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

Нет данных.

Движущая сила внедрения

Снижение концентрации загрязняющих веществ сбросах и предотвращение попадания их в естественные водные экосистемы.

Требования природоохранного законодательства.

5.2. Техники при производстве меди

5.2.1. Техники по снижению выбросов в процессе предварительной обработки сырья

Основным сырьем, используемым при производстве цветных металлов, являются руды и концентраты, вторичное сырье, топливо (газ, твердое топливо, мазут в качестве резервного топлива) и технологические газы (такие как кислород, хлор и инертные газы). Также используются и другие материалы, такие как флюсы, добавки, химические реагенты (например, для систем очистки). Это разнообразие материалов создает множество проблем, связанных с их использованием и хранением, и выбор конкретных применяемых методов зависит от физических и химических свойств материала. В целом следует избегать хранения пылящих материалов на открытых площадках. Конвейерные системы должны быть закрытыми. Рукавные фильтры должны регулярно проверяться и обслуживаться. Ниже приведено описание наиболее распространенных процессов и методов, которые могут применяться для предотвращения эмиссий в окружающую среду.

5.2.1.1. Техники предотвращения и снижения выбросов от предварительной обработки первичных и вторичных материалов (смешивание, сушка, брикетирование, гранулирование, дробление)

Для производства меди используются руды, концентраты и разнообразное вторичное сырье от мелкодисперсной пыли до крупных материалов. Содержание меди варьируется для каждого типа материала как и содержание других металлов и загрязняющих веществ.

Применяемые основные методы предварительной обработки - смешивание, сушка (для сушки концентрата), брикетирование, гранулирование, дробление и др.).

Однородный состав сырья получают путем смешивания руд, концентратов различного качества с флюсами вторичных сырьевых материалов. Смеси производятся с использованием установок для усреднения шихты, бункеров-дозаторов с использованием систем дозирования или ленточных весов.

Сушка материалов используется, если процесс плавки требует сухой подачи или уменьшения влажности. Для этого применяются вращающиеся сушилки, сушилки с теплообменниками (нагревается с использованием пара или горячего воздуха). Сушилки с теплообменником могут использовать отработанное тепло других частей процесса, если это позволяет тепловой баланс. Для специальных материалов, таких как пыль, шлам, осадки и др., могут использоваться конвейеры с горячим воздухом или вакуумные сушилки.

В зависимости от процесса концентраты и другие мелкие материалы могут быть гранулированы или спрессованы в брикеты. Для уменьшения образования пыли используется нанесение покрытий и связующих веществ. Металлолом уплотняется прессованием.

Дробление, измельчение и просеивание практикуются для уменьшения размера вторичного сырья, чтобы сделать его пригодным для продажи или дальнейшей обработки.

Описание

Могут быть использованы следующие методы:

закрытые конвейеры, вытяжка или система пневматической передачи;

закрытое здание для проведения работ с пылевидными материалами (например, смешением);

системы пылеподавления, такие как водяные спреи или системы тумана;

системы удаления пыли и газа, подключенные к фильтрующему оборудованию, такие как рукавный фильтр;

водяные пушки, чтобы сохранить материал влажным для смешивания, выполненного снаружи;

комплекс мероприятий по удалению загрязнений, содержащихся в бытовых и промышленных сточных водах, перед выпуском их в водоемы;

техники разделения металлолома для увеличения выхода металла.

Техническое описание

Руды и концентраты могут доставляться к месту переработки автомобильным и железнодорожным транспортом. В пунктах их разгрузки широко используются системы предотвращения пыления, улавливания и очистки от пыли.

Руды и концентраты (если они образуют пыль) и другие пылящие материалы обычно хранятся в закрытых зданиях. Также используются накрытые и укрытые штабеля и бункеры. Открытые штабеля используются для хранения крупных фракций окомкованного материала, однако они обычно размещаются на площадках с твердым, влагонепроницаемым покрытием, например, бетонированным, для предотвращения материальных потерь, загрязнения почв и руд. Некоторые крупнокусковые материалы не размещают на площадках с твердым покрытием из-за возможных повреждений покрытия, которые могут вызвать скрытые проблемы. Для разделения руд разного качества между их штабелями часто оставляют проходы.

Методы, используемые для предварительной обработки, зависят от размера и характера материала, а также степени загрязнения.

Смешивание пылевидных материалов необходимо производить в закрытых зданиях, а также использовать закрытые конвейеры и пневмотранспортные системы. Также могут применяться системы вытяжки с последующим удалением пыли. Собранная пыль может быть возвращена в процесс. Системы пылеподавления, такие как водяные форсунки или системы туманообразования, могут применяться для создания мелкодисперсного водяного тумана. Концентраты содержат достаточное количество воды для предотвращения образования пыли.

Для транспортировки высушенных материалов используется пневматический транспорт. Очистка от пыли происходит рукавными фильтрами. Собранная пыль возвращается в процесс.

Участки брикетирования и гранулирования, конвейеры должны быть закрыты. Применяются системы вентиляции с последующим обеспыливанием в рукавном фильтре. Работы по уплотнению металлолома выполняются в закрытом здании или на открытой площадке, оборудованной системами пылеудаления. Могут потребоваться меры по снижению уровня шума, такие как ограждения для уменьшения шума.

Операции дробления, измельчения, помола и просеивания потенциально являются источником выбросов пыли, поэтому используются системы очистки и сбора пыли, а собранная пыль возвращается в технологический процесс. Могут применяться системы пылеподавления, такие как водяные форсунки или системы туманообразования.

Достигнутые экологические выгоды

Предотвращение и сокращение выбросов пыли, металлов и других соединений.

Экономия сырья, поскольку пыль фильтров повторно используется в процессе.

Сокращение сбросов в воду.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

На Усть-Каменогорском металлургическом комплексе ТОО "Казцинк" технологическая схема участка шихтоподготовки включает прием и складирование сырьевых материалов, загрузку материалов в шихтовочные бункера, дозирование и смешивание материалов, передачу шихты ленточными транспортерами в медеплавильный цех на участок грануляции печи Isasmelt-Cu, окатывание шихты в барабане-окатывателе, подачу окатышей на плавку в печь, дробление и измельчение оборотных материалов.

Конечным продуктом участка шихтоподготовки является гранулированная шихта, которая загружается сверху в печь Isasmelt-Cu, электропечь, конвертеры и анодные печи с использованием ряда ленточных конвейеров. Системы ленточных конвейеров и приемные бункера цеха оборудованы установками (кассетными фильтрами) локального обеспыливания узлов перегрузки материалов типа "Dalamatic" и системами аспирации. В процессе шихтоподготовки в зависимости от влажности материала применяется увлажнение шихты, для этих целей используются вода из системы оборотного водоснабжения и сточные воды электролизного цеха.

На участке дробления очистка аспирационных газов осуществляется в циклоне. Выбросы в атмосферу вентиляционных и очищенных аспирационных газов осуществляются через свечи вытяжных систем. Сброс сточных вод от данного передела отсутствует.

Кросс-медиа эффекты

Системы пылеудаления.

Увеличение потребления энергии на плавку из-за увеличения содержания воды в сырье.

Увеличение использования воды.

Для сточной воды необходима очистка воды.

Системы пылеудаления, подключенные к фильтрующему оборудованию.

Увеличение использования энергии.

Дополнительное образование отходов, если удаленная пыль не используется повторно.

Дожигатель с системой тушения и пылеулавливания.

Увеличение использования энергии и выбросов NO_X.

Сбор и очистка жидких стоков перед сбросом.

Увеличение использования энергии и добавок для очистки сточных вод.

Технические соображения, касающиеся применимости

Закрытое здание, закрытый конвейер, система пневмотранспорта и вытяжная система, подключенная к фильтрующему оборудованию, применяются для пылеобразующих материалов.

Системы подавления пыли применяются только тогда, когда плавильная и последующая система борьбы с загрязнением могут обрабатывать влажное сырье.

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна.

Движущая сила для внедрения

Предотвращение и сокращение неорганизованных выбросов.

Повторное использование отходов.

Оптимизация процесса плавки.

Требования в области охраны окружающей среды и здоровья населения.

5.2.1.2. Техники снижения выбросов при сушке концентрата

Концентраты сушат, чтобы снизить содержание влаги от 7 – 8 % до 0,2 % до процесса плавки. Для плавки в шахтных печах концентрат сушат до 3,5 – 4 % и брикетируют.

Для сушки медных концентратов используются два типа сушилок.

Ротационные сушилки, использующие тепло отходящих при сжигании природного газа или других видов топлива. Также можно использовать технологический газ из печей, таких как анодная печь.

Сушилки, использующие пар котла-утилизатора.

Высушенный концентрат обычно очень пыльный, для предотвращения и снижения выбросов пыли используются системы очистки.

Описание

Техники для рассмотрения:

рукавный фильтр;

электростатический осадитель;

скруббер.

Техническое описание

В зависимости от типа сушилки отходящие газы могут содержать SO₂из-за окисления материала. Это относится только к сушилкам с непосредственным нагревом, так как при использовании непрямых пароохладителей температура достаточно низкая, чтобы избежать воспламенения концентрата, и поэтому SO₂не может быть образован.

Роторная сушилка представляет собой вращающийся барабан. Горячий газ, образующийся при сжигании топлива, соприкасается с влажным концентратом, а содержащаяся вода испаряется. Газ, выходящий из сушилок, обрабатывается для удаления пыли в рукавном фильтре, электростатическом осадителе или скруббере. Скрубберы используются для борьбы с SO₂. Азот или другой инертный газ можно использовать для предотвращения воспламенения концентрата.

Паровые сушилки косвенно нагреваются через паровые змеевики. Производительность зависит от давления пара и времени сушки, увеличивая давление, производительность может быть увеличена. Небольшое количество воздуха вводится в сушилку для сбора воды из концентрата. Сушилки с паровым змеевиком могут использовать отходящее тепло от других частей процесса, если это позволяет тепловой баланс. Воздух очищается от пыли в рукавном фильтре.

Сухие руды и концентраты могут быть самовоспламеняющимися, и конструкция системы очистки должна учитывать этот фактор. Для подавления воспламенения можно использовать инертный газ (азот) или остаточный кислород в горючих газах.

Достигнутые экологические выгоды

Рукавный фильтр, электростатический пылеуловитель

Сокращение выбросов пыли и металлов.

Повторное использование в технологическом процессе уловленной пыли.

Скруббер.

Сокращение выбросов SO₂.

Уменьшение выбросов пыли при использовании скруббера Вентури.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Сушка концентратов дает значительное количество пыли. Из-за присутствия аэрозолей и изменений температуры могут произойти конденсация и осаждение пыли в трубах. Эти отложения удаляются самим дымовым газом или сжатым воздухом.

Рукавный фильтр по сравнению с ЭСП и скруббером Вентури лучше снижает выбросы пыли; кроме того, поверхность фильтра также можно использовать для снижения содержания SO₂ при впрыскивании извести. Эффективность удаления мелкодисперсной пыли с помощью скруббера Вентури менее эффективна.

Качественный мониторинг очистки от пыли выполняется с использованием пылеулавливающих, оптических или трибоэлектрических устройств, используемых для обнаружения отказа фильтрационного мешка. Падение давления контролируется для управления механизмом очистки.

В некоторых случаях сухой концентрат, как сообщается, имеет температуру воспламенения от 300 °C до 400 °C. Содержание кислорода в газах в сушилке с горячим воздухом низкое, а рабочая температура контролируется на максимально допустимом уровне, главным образом путем смешивания его с холодным воздухом. Аналогичным образом паровые сушильные камеры могут поддерживать низкую температуру в концентрате и низкий расход воздуха, что может обеспечить такой же эффект. Азот может также использоваться для предотвращения самовоспламенения. Обнаружение тепла можно использовать для определения горячих точек и запуска тушения азотом.

В 2020 году на заводе KGHM (Легниц, Польша) был завершен проект по установке для удаления мышьяксодержащей пыли из газов, поступающих из установки для сушки концентрата. Эксплуатационные показатели экологической эффективности составили: менее 1 мг/Нм³для пыли, мышьяк – менее 0,002 мг/Нм³(среднее значение 0,01 мг/Нм³), ртуть – менее 0,004 мг/Нм³(среднее значение 0,002 мг/Нм³) [8].

Кросс-медиа эффекты

Рукавный фильтр и электрофильтр.

Увеличение использования энергии.

Скруббер.

Увеличение использования энергии (выше, чем для рукавного фильтра).

Потребность в химических веществах.

Потребление воды и образование сточных вод, требующих очистки до сброса или повторного использования.

Производство отходов. Гипс, производимый при использовании скруббера SO₂, должен быть переработан во вращающейся сушилке в качестве части флюсовой добавки печи, которая требует дополнительной энергии и расходов на обработку.

Технические соображения, касающиеся применимости

Методы применимы к новым и существующим установкам с учетом типа сушилки. В случае высокого содержания органического углерода в концентратах (например, приблизительно 10 мас.%) рукавные фильтры могут не применяться из-за запыления мешков. Надежность подачи пара обычно связана с использованием паровой сушилки.

Скруббер SO₂применяется только для сушилок с прямым нагревом. Обработка SO₂не требуется для сушилок с косвенным нагревом.

Применимость влажного скруббера может быть ограничена в следующих случаях:

очень высокие скорости потока отходящих газов из-за поперечных эффектов (значительное количество отходов и сточных вод);

в засушливых районах из-за необходимости большого объема воды и очистки сточных вод и связанных с этим перекрестных эффектов.

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна.

Движущая сила для осуществления

Требования к экологическому законодательству.

Восстановление сырья.

5.2.1.3. Техники снижения выбросов отходящих газов от обжига медного концентрата

Основным способом обжига медных концентратов является обжиг в кипящем слое (КС). Сущность обжига в КС состоит в продувке слоя шихты восходящим потоком воздуха или обогащенного кислородом дутья со скоростью, обеспечивающей "кипение" материала. Обжиг в КС – высокопроизводительный процесс, конструкция обжиговых печей проста, процесс легко механизируется и автоматизируется. Обжиг проводится при 600 – 700 °С. Отходящие газы содержат 12 – 14 % SO₂, их используют для получения серной кислоты.

Описание

Рассматриваемый метод - использование циклона, градирни и сухого электростатического осадителя, за которым следует рукавный фильтр.

Техническое описание

Отходящий газ проходит через систему циклонов, где большая часть пыли осаждается и далее транспортируется через закрытые конвейеры в плавильную печь. После циклонов отходящий газ поступает в градирню, где температура газа снижается от примерно 550 °С до примерно 310 °С, чтобы соответствовать сухому рабочему диапазону ЭСО. После охлаждения газ обрабатывается в сухом ЭСО, где удаляется содержащая металл пыль. Эта пыль транспортируется в плавильную печь. Мышьяк и ртуть встречаются в виде пара при этой температуре и проходят через фильтр.

Затем отходящий газ дополнительно охлаждают на колонне кондиционирования (второе охлаждение) путем впрыскивания воды, снижая температуру отходящего газа примерно до 120 °C. При этом мышьяк и ртуть конденсируются в твердую фазу. Большая часть обожженой пыли и ртути, мышьяка отделяется в рукавном фильтре. Отделяемая пыль, известная как пыль обжига, собирается и транспортируется в закрытом конвейере для временного хранения в бункер.

Отходящие газы, содержащие около 10 % SO₂, далее обрабатываются в схеме обработки влажной фазы. Все выходы для очистки от влажной фазы обрабатываются на центральной установке по очистке воды. Затем технологический газ, содержащий SO₂, поступает в смесительную колонну на центральном газовом желобе, но может альтернативно направляться непосредственно на установку серной кислоты. Перед установкой серной кислоты сера (около 10 % SO₂) и тяжелые металлы также промываются и очищаются для удаления ртути. Ртуть можно удалить с помощью ряда методов, например, используя селен, адсорбентную пропитку, фильтрацию активированного угля HgCl₂. Объем газа составляет от 30 000 м³/ч до 170 000 м³/ч. Концентрации ртути до фильтрации варьировались от 10 мкг/м³до 9900 мкг/м³и после фильтрации от 3 мкг/м³до 50 мкг/м³. Это означает удаление 70 - 99,7 % при использовании технологий удаления Hg.

На рисунке 5.14 приведена схема перекачиваемой печи КС и системы очистки газа.

Рисунок .14. Схема печи для обжига в КС и системы очистки газа

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов пыли и металлов.

Восстановление сырья.

Кросс-медиа эффекты

Увеличение использования энергии.

Потребление воды.

Производство опасных отходов.

Технические соображения, касающиеся к применимости

На существующих заводах рукавный фильтр может быть интегрирован с системами отходящего газа, уже присутствующими для восстановления металлов и извлечения серы.

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна.

Движущая сила для осуществления

Восстановление сырья.

Сокращение выбросов пыли.

Требования экологического законодательства.

Сокращение количества мышьяка на следующих этапах выплавки и конвертирования.

5.2.2. Техники по снижению выбросов при первичном и вторичном производстве меди

Для предотвращения и минимизации организованных и неорганизованных выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух используются различные системы улавливания технологических газов.

Пыль, испарения и газы металлургических процессов улавливаются с помощью систем укрытия печей путем полного или частичного перекрытия желобов, систем выпуска расплавов, зон передачи, с помощью других аналогичных систем или вытяжных зонтов [36]. Горячие газы от желобов могут улавливаться и использоваться для поддержания горения, что также позволяет утилизировать остаточное тепло. В герметизированных печах могут использоваться закрытые кислородные фурмы и горелки, пустотелые электроды, вытяжные зонты и колосники или стыковочные системы, обеспечивающие герметичность печи на время загрузки. Вытяжные зонты размещаются как можно ближе к источнику выбросов с учетом наличия пространства, необходимого для выполнения производственных операций. В некоторых случаях используются переносные зонты, а для ряда процессов вытяжные зонты используются для улавливания первичных и вторичных выбросов. Также применяются отдельные третичные системы улавливания, спроектированные для сбора всех остаточных выбросов. Их часто называют "дом-в-доме" (рисунок 5.15.).

Рисунок .15. Система улавливания "дом-в-доме"

Кроме вышеуказанных методов имеются сведения о следующих мерах по предотвращению неорганизованных выбросов и улавливанию отходящих газов металлургических процессов:

увеличение объема шихты, загружаемой в печь или ячейку, для обеспечения лучшей герметизации и улавливания отходящих газов;

обновление или усовершенствование оборудования для улавливания и фильтрации отходящих газов;

сокращение времени простоя печи за счет улучшения огнеупорной футеровки (тем самым сокращается время разогрева и останова, когда происходит краткосрочное увеличение выбросов);

герметизация крыш производственных зданий и модернизация фильтров;

проведение исследований динамики потоков печных газов с помощью компьютерных моделей, а также движения конденсированных электролитов с помощью трассеров для предотвращения и сокращения неорганизованных выбросов.

Использование этих методов позволяет оптимизировать режимы эксплуатации систем газоулавливания. Совершенствование конструкции печей и систем подачи электролита с целью обеспечения загрузки сырья небольшими одинаковыми по объему партиями также вносит свой вклад в предотвращение неорганизованных выбросов [37].

5.2.2.1. Техники по предотвращению и снижению выбросов при загрузке печей/ конвертеров при производстве первичной и вторичной меди

Описание

Предлагаемые техники:

брикетирование и гранулирование сырья;

закрытые системы загрузки, такие как закрытые конвейеры, герметичные двери, пневматическая подача;

первичный вытяжной зонт над конвертером, открывающийся для сбора отходящих первичных газов;

системы, обеспечивающие дозирование поступления сырья;

подбор и подача сырья в соответствии с типом печи и применяемыми методами сокращения выбросов;

вытяжные зонты/укрытия в точках загрузки и выпуска, в сочетании с системой улавливания и очистки отходящих газов;

размещение печи в вытяжном укрытии;

герметизация печи;

поддержание температуры в печи на самом низком допустимом уровне;

системы всасывания переменной мощности;

закрытые помещения в сочетании с другими методами улавливания неорганизованных выбросов.

Техническое описание

Методы, применяемые для предотвращения и сокращения выбросов при загрузке печей/конвертеров, зависят от типа технологического оборудования и типа сырья, такого как тонкодисперсное сырье или расплавленный материал.

Брикетирование и гранулирование сырья.

Мелкодисперсное и пылевидное сырье прессуется в брикеты или гранулируется. Эта операция в первую очередь выполняется для удовлетворения требований печи, но она также эффективна для уменьшения неорганизованных выбросов.

Закрытые системы загрузки.

Применяются закрытые конвейеры или бункеры.

Использование вентиляционных систем для конвейеров, перевалочных пунктов, бункеров и питателей.

Для улавливания или снижения выбросов, образующихся при загрузке металла в печь или конвертеры, технологическое оборудование закрывается либо оборудуется вытяжными зонтами вторичного улавливания.

При работе с вторичными печами шихта загружается через закрытую систему загрузки. Неорганизованные выбросы образуются в летке печи и выпускном желобе, улавливаются с помощью специальных вытяжных зонтов и направляются в систему газоочистки.

Система, обеспечивающая дозирование.

Уменьшение количества загрузок из ковша сокращает образование неорганизованных выбросов газа.

Подбор и подача сырья в соответствии с типом печи.

Применяются для сокращения выбросов.

Модификация систем загрузки печи для обеспечения небольших, равномерных добавок сырья или плавной непрерывной подачи материалов. В некоторых случаях прерывистая подача приводит к выбросам технологических газов из печи.

Подача флюса и других материалов "через зонт" может минимизировать "открытие" конвертера и тем самым сократить время отсоединения конвертера от системы улавливания первичных газов.

Корпус печи, оборудованный кожухом и эффективной системой улавливания и очистки отходящих газов.

Системы загрузки снабжены вытяжкой и последующей системой очистки отходящих газов. Вентиляционный воздух может очищаться вместе с основным потоком отходящих газов из печи или отдельно, чтобы затем возвращаться в печь в качестве дутьевого воздуха (или направляется в силовую установку в качестве дополнительного воздуха для горения) либо очищается в центральной системе вторичной газоочистки.

Вращающиеся конвертеры с верхним дутьем или электропечи размещаются в закрытом здании с системой вентиляции.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение выбросов пыли, металлов и других соединений.

Экономия сырья при повторном использовании фильтрационной пыли в технологическом процессе.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

На медном заводе Усть-Каменогорского металлургического комплекса гранулированная шихта (конечный продукт участка шихтоподготовки), которая загружается сверху в печь Isasmelt-Cu, электропечь, конвертеры и анодные печи с использованием ряда ленточных конвейеров. Системы ленточных конвейеров и приемные бункера цеха оборудованы установками (кассетными фильтрами) локального обеспыливания узлов перегрузки материалов типа "Dalamatic" и системами аспирации. В процессе шихтоподготовки в зависимости от влажности материала применяется увлажнение шихты.

Кросс-медиа эффекты

Увеличение энергопотребления при эксплуатации вентиляционного и пылегазоочистного оборудования.

Технические соображения, касающиеся применимости

Обычно применяется в зависимости от типа печи, типа процесса (периодическая или непрерывная работа) и наличия места.

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна.

Движущая сила внедрения

Сокращение неорганизованных выбросов.

Требования экологического законодательства.

5.2.2.2. Техники по предотвращению и снижению выбросов в атмосферу из плавильных печей при производстве первичной меди

Медные концентраты плавят в печи при высоких температурах (> 1100 °C) с получением расплава, который можно разделить на медный штейн или черновую медь и медный шлак.

Для штейна применяются следующие процессы плавки:

плавка на дутье, обогащенное кислородом (например, взвешенная плавка);

рафинировочная плавка концентратов после сушки или частично обожженных концентратов в электропечи;

плавка в доменной (шахтной) печи концентратов с низким содержанием железа и серы и высоким содержанием углерода;

рафинировочная плавка с использованием фурмы (например, во вращающихся фурменных печах с верхним дутьем или в стационарных фурменных печах с верхним погружением);

непрерывная плавка (например, каскадные реакторы, мгновенные реакторы).

Описание

Необходимо учитывать следующие техники:

герметичные печи, обогащенные кислородом, и работа при отрицательном давлении;

корпуса, ограждения, крытые желоба и вытяжные зонты с эффективной вытяжной и усиленной системой всасывания;

котел-утилизатор, электрофильтр, за которым следует установка по производству серной кислоты (эти методы снижения выбросов рассматриваются для обработки первичных отходящих газов взвешенной плавки и электропечей);

мокрые скрубберы (пылеосадительная камера, циклон и скруббер Вентури), за которыми следует система очистки от SO₂ (эти методы сокращения выбросов рассматриваются для обработки первичных отходящих газов шахтных печей);

рукавный фильтр (с впрыском сухой извести или без него) или система мокрого скруббера, полусухого скруббера и рукавного фильтра для очистки вторичных отходящих газов.

Техническое описание

Герметичные печи, обогащенные кислородом, и работа при отрицательном давлении.

Плавильные печи и электропечи эффективно герметизируются во время процессов плавки, чтобы удерживать газы и предотвращать технологические выбросы. Герметизация печи зависит от достаточной скорости извлечения газа для предотвращения повышения давления в печи. Работа выполняется под отрицательным давлением для предотвращения выхода технологических газов (~ 50 Па).

Обогащение кислородом используется для автотермического окисления шихты (сульфидных концентратов). При окислении подаваемых материалов выделяется большая часть энергии, необходимая для плавки твердых материалов. Кислород реагирует с загрузочными материалами, образуя шлаковую фазу (содержит компоненты пустой породы), штейновую фазу (содержит медь, железо и серу) и фазу отходящего газа. Использование кислорода также повышает концентрацию диоксида серы, что позволяет эффективнее утилизировать отходящие газы в установках, использующих серу (обычно для производства серной кислоты или жидкого диоксида серы).

Корпуса, ограждения, крытые желоба и вытяжные зонты с эффективной вытяжной и усиленной системой всасывания.

Отходящие газы сводов отстойника и реакционной шахты печи улавливаются. Кроме того, над шлаковыми и штейновыми летками располагаются рукавные фильтры.

Для удаления штейна и шлака из печи используются закрытые желоба. Во время выпуска ковши помещаются внутрь корпуса/тоннеля, который закрывается сдвижной дверью/барьером для предотвращения утечек газа. Вытяжки устанавливаются над зоной загрузки ковша. Вытяжки и ограждения поддерживаются под отрицательным давлением для предотвращения утечек и обеспечения оптимальной эффективности сбора.

Проводятся регулярный осмотр и профилактическое обслуживание печей, воздуховодов, вентиляторов и аспирационных систем для обеспечения их герметичности и предотвращения неорганизованных выбросов.

Котел-утилизатор, электрофильтр, за которым следует установка по производству серной кислоты.

Первичные отходящие газы от печей взвешенной плавки и электропечей охлаждаются в котле-утилизаторе и далее проходят через электрофильтр для удаления пыли. В котле-утилизаторе происходит грубое обеспыливание. Электрофильтр используется для снижения уровня запыленности перед последующим обеспыливанием в секции промывки и охлаждения влажных газов. На большинстве плавильных заводов газы смешиваются с газами от конвертеров. Отходящие газы, содержащие SO₂, выходящие со ступеней газоочистки, перерабатываются в основном на заводе по производству серной кислоты (установки с двойным контактом / двойной абсорбцией серной кислоты, работающие в условиях различного газа) или на заводе по производству жидкого SO₂(диоксид серы абсорбируется в холодной воде). Очистка газа (удаление пыли и в зависимости от обрабатываемого сырья и технических характеристик производимой кислоты удаление ртути) перед контактным процессом имеет важное значение для защиты катализатора и получения товарной кислоты.

Мокрые скруббера (пылеосадительная камера, циклон и скруббер Вентури), за которыми следует система очистки от SO₂.

Первичные отходящие газы из шахтной/доменной печи очищаются в пылеосадительной камере, циклоне и скруббере Вентури и (поскольку они содержат СО) дожигаются на электростанции в качестве дополнительного топлива. Дымовые газы электростанции десульфурируются. Десульфурация происходит в полусухом скруббере или в процессе абсорбции/десорбции. Технологические газы из печей содержат определенное количество пыли (около 6 – 7 мас. % шихты печи мгновенного испарения), которая возвращается в шихту печи по замкнутому контуру.

Рукавный фильтр (с впрыском сухой извести или без него) или система мокрого скруббера, полусухого скруббера и рукавного фильтра.

Вторичные отходящие газы очищаются в системе газоочистки (мокрый скруббер и/или рукавный фильтр). Секция загрузки шахтной печи (брикетированного концентрата и вспомогательных материалов) оборудована системой вентиляции, а отходящие газы очищаются в рукавных фильтрах и (в зависимости от плавильного завода) возвращаются в шахтную печь в составе выдуваемого воздуха или направляются в качестве воздуха для горения на местную электростанцию.

Технологические газы, собираемые от вентиляции топки и вентиляции летки, желобов и корпуса ковшей, очищаются на рукавном фильтре с вдуванием сухой извести или мокром скруббере и рукавном фильтре в зависимости от содержания SO₂.

Достигнутые экологические выгоды

Предотвращение и снижение выбросов пыли и диоксида серы.

Эффективное улавливание технологических выбросов и сокращение неорганизованных выбросов.

Уменьшение количества используемого топлива за счет обогащения кислородом.

Утилизация SO₂и пыли из аспирационных систем.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Технологические газы с высоким содержанием SO₂утилизируются в установке по производству серной кислоты. Уловленная в аспирационных системах пыль возвращается обратно в плавильную печь. Пар, получаемый из котла-утилизатора, используется для сушки медных концентратов, других производственных нужд (например, рафинирования меди).

Для утилизации серосодержащих газов медного завода УКМК "Казцинк" служит установка канадской фирмы SNC "Lavalin". Получение серной кислоты коммерческого качества с концентрацией 93,5 % или 98,5 % из серосодержащих газов медного завода производится по технологии двойного контактирования - двойной абсорбции. Технологические газы с высоким содержанием диоксида серы от медной Айза-печи и с первичных напыльников конвертеров медного завода после охлаждения в котлах-утилизаторах и очистки в электрофильтрах поступают на производство серной кислоты в установку SNC "Lavalin".

Кросс-медиа эффекты

Увеличение энергопотребления при эксплуатации вентиляционного и пылегазоочистного оборудования.

Использование мокрых скрубберов приводит к образованию сточных вод, требующих очистки перед сбросом, а также твердых отходов, подлежащих дальнейшей утилизации.

Технические соображения, касающиеся применимости

Методы применимы к новым и существующим заводам по производству первичной меди.

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна.

Движущая сила внедрения

Предотвращение и сокращение выбросов.

Экономия сырья.

5.2.2.3. Техники по предотвращению и снижению выбросов в атмосферу от конвертеров при производстве первичной меди

Процесс конвертирования штейна чаще всего проводят в конвертере Пирса-Смита (PS) с добавлением кварцевого флюса. Конвертер PS – это конвертер периодического действия, и в нем используются фурмы, вдувающие в штейн воздух или кислород для обеспечения двухстадийной реакции штейна с образованием черновой меди и шлака. Также применятся конвертер хобокен, работающий на тех же принципах дутья, что и конвертер PS, но его применение позволяет избежать значительных неорганизованных выбросов отходящих газов, которые, как правило, возникают при отклонении конвертера для загрузки и для выпуска шлака и черновой меди.

Периодический процесс конвертирования штейна реализуется в два этапа. На первом этапе происходят окисление железа и части серы и образование шлака и газообразного диоксида серы; шлак периодически сливается и подвергается дальнейшей переработке с целью извлечения меди. Традиционно продувка на первом этапе осуществляется в несколько стадий с постепенным добавлением штейна. На втором этапе, т. е. при продувке меди, сульфид меди окисляется до черновой меди (содержание меди – 96,0 – 99,2 %), и дополнительно образуется диоксид серы. В конце продувки черновую медь сливают и направляют на рафинирование в анодную печь. Управление процессом направлено на контроль уровня остаточной серы и кислорода в черновой меди. Диоксид серы поступает на переработку.

Описание

Техники, которые следует учитывать, следующие:

обогащение кислородом и работа под отрицательным давлением;

добавление материалов через вытяжной зонт либо вдувание в расплав;

использование закрытых горловин для конвертеров Hoboken;

системы аспирации повышенной мощности для обеспечения сбора отходящих газов и эффективного удаления;

электрофильтр, за которым следует установка по производству серной кислоты (обработка первичных отходящих газов;

рукавный фильтр с впрыском сухой извести или использование мокрого или полусухого скруббера (очистка вторичных отходящих газов).

Техническое описание

В процессе конвертирования штейна происходят выбросы пыли, металлов (свинец, цинк и др.) и SO₂. Концентрация диоксида серы зависит от типа печи, содержания кислорода в дутье и стадии конвертирования.

В конвертерах PS образующиеся газы выходят через горловину конвертера и улавливаются аспирационными установками. В конвертерах Hoboken отходящие газы собираются через дымоход в конце конвертера. В конвертерах обоих типов газы затем охлаждаются, обеспыливаются и направляются на установку по производству серной кислоты. Уловленная пыль и металлы направляются на переработку.

Работа при отрицательном давлении, улавливающие зонты для конвертеров PS и закрытые горловины для преобразователей Hoboken.

Конвертеры работают под отрицательным давлением. Первичные отходящие газы конвертеров PS собираются через вытяжной зонт над отверстием конвертера. Подача флюса и других материалов "через зонт" может минимизировать "открытие" конвертера и тем самым сократить выбросы. Вторичные газы улавливаются в месте их образования с помощью вытяжных зонтов. Конвертеры PS оснащены системой до трех зонтов, помимо основного зонта. Эти зонты могут быть подключены либо к сернокислотному цеху (зонт 1), либо к системе вторичной очистки (зонт 2 и 3). Во время операций наполнения и розлива отдельные зонты приводятся в положение, обеспечивающее оптимальную эффективность сбора отходящих газов и пыли.

Отходящие газы конвертеров Hoboken собираются через дымоход в конце конвертера. Сифон сводит к минимуму утечку газа на всех этапах работы. Горловины конвертеров Hoboken оборудованы специальными крышками для предотвращения выбросов в процессе конвертации. Во время загрузки и выгрузки в конвертерах Hoboken поддерживается отрицательное давление.

Системы управления, обеспечивающие сбор отходящих технологических газов и эффективную вытяжку.

Воздуховоды и вентиляторы используются для сбора и очистки технологических газов и пыли. Эффективность сбора зависит от эффективности вытяжек, целостности воздуховодов и использования хорошей системы контроля давления/потока. Вентиляторы с регулируемой скоростью используются для обеспечения скорости вытяжки, подходящей для меняющихся условий, таких как объем газа, при минимальном потреблении энергии. Интеллектуальные системы используются для автоматического управления вентиляторами, клапанами и заслонками, чтобы обеспечить оптимальную эффективность улавливания на этапах процесса, на которых образуются пары. Регулярный осмотр и профилактическое обслуживание печей, воздуховодов, вентиляторов и систем фильтрации применяются для обеспечения герметичности и предотвращения неорганизованных выбросов.

Электрофильтр, за которым следует установка по производству серной кислоты.

Собранные первичные отходящие газы (в первичных вытяжных зонтах конвертеров PS или в дымоходе конвертеров Hoboken) содержат высокую концентрацию SO₂ с содержанием от 5 % до 15 %. Обычно они охлаждаются, обрабатываются в системах пылеудаления и направляются в систему регенерации (установка по производству серной кислоты).

Отходящие газы конвертера охлаждают либо в камерах испарительного охлаждения, либо в котлах-утилизаторах. Газы обеспыливаются в электрофильтрах и могут смешиваться с другими технологическими газами от плавильных операций (плавильных печей).

В одной установке отходящие газы конвертера обрабатываются на одноступенчатой кислотной установке с конверсией (эффективность 97 %), а отходящие газы обрабатываются на установке десульфурации (полиэфир) на основе процессов адсорбции/десорбции.

Вторичные газы, улавливаемые вторичными зонтами при загрузке и разгрузке конвертера, обрабатываются в системе газоочистки. В некоторых установках система вторичной газоочистки состоит из рукавного фильтра с вдуванием сухой извести. Вторичные газы очищаются в центральной системе газопылеочистки, состоящей из мокрого скруббера, сухого скруббера и рукавного фильтра.

Достигнутые экологические выгоды

В конвертерах PS трехступенчатая система вытяжных зонтов позволяет улавливать отходящие газы, образующиеся в различных режимах работы конвертера, и сокращать неорганизованные выбросы. Разделение выбросов на два разных потока с высоким и низким содержанием диоксида серы позволяет повысить эффективность извлечения серы и сократить выбросы SO₂.

Закрытые горловины конвертеров Hoboken предотвращают неорганизованные выбросы вредных веществ, содержание SO₂в технологических газах более стабильное.

Горловины конвертеров Hoboken в Glogow 1, Glogow 2 и Legnica оснащены специальными крышками для предотвращения выбросов во время работы. При загрузке и опорожнении в преобразователях сохраняется отрицательное давление.

Конвертер Hoboken собирает отходящие газы через осевой газоход на одном конце конвертера [100]. Предусмотрена горловина, позволяющая отходящим газам (но не жидкостям) попадать в дымоход. Отходящие газы собираются эффективно. Необходимо соблюдать особую осторожность, чтобы предотвратить скопление брызг и пыли в горловине конвертора.

В 2020 году четыре конвертера Hoboken работали на плавильном заводе Freeport McMoRan в Майами, штат Аризона, и три конвертера Hoboken работали в Caraiba Metais в Бразилии. Три конвертера Hoboken были введены в эксплуатацию в 2004 году на медеплавильном заводе Thai Copper Industries в Таиланде (Pagador et al., 2009) [101].

Производство пара из котла-утилизатора.

Снижение выбросов пыли и диоксида серы.

Извлечение серы.

Утилизация пыли.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

При работе конвертеров неорганизованные выбросы составляют до 80 % от общего объема выбросов.

Концентрация SO₂в технологических газах варьирует в зависимости от технологического цикла. При начальной продувке меди концентрации SO₂могут превышать 10 %. Однако в другие периоды продувки, а также при загрузке или разгрузке конвертера концентрации SO₂намного ниже, часто даже нулевые.

Для конвертирования штейна на медном заводе УКМК "Казцинк" применяются конвертеры Пирса-Смита. Технологические газы процесса конвертирования проходят очистку от пыли в электрофильтре и направляются на очистку от диоксида серы на сернокислотную установку SNC "Lavalin".

Кросс-медиа эффекты

Увеличение энергопотребления при эксплуатации вентиляционного и пылегазоочистного оборудования.

Технические соображения, касающиеся применимости

Обычно применимо. Закрытые горловины применяются к конвертерам Hoboken. Система первичных и вторичных пылеулавливающих зонтов применима к конвертерам PS.

Применение мокрого скруббера может быть ограничено в следующих случаях:

высокая скорость потока отходящих газов из-за перекрестного воздействия сред (значительные объемы отходов и сточных вод);

в засушливых районах из-за необходимости большого водопотребления и очистки сточных вод и связанных с этим перекрестных эффектов.

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна.

Движущая сила внедрения

Снижение неорганизованных выбросов.

Требования экологического законодательства.

5.2.2.4. Техники по предотвращению и снижению выбросов в атмосферу при плавке и огневом рафинировании в анодной печи при производстве первичной меди

Огневое рафинирование (анодная печь) является этапом очистки меди от примесей (частичное или полное удаление), которому подвергается черновая медь, полученная на этапе конвертирования, а также получение однородных по структуре плоских отливок, имеющих постоянную массу, толщину и форму, удобную для погрузочно-разгрузочных операций и соответствующие требованиям эффективного электролитического рафинирования. Процесс рафинирования предусматривает два этапа:

окислительный за счет подачи воздуха;

Продуктами рафинирования черновой меди являются шлак и анодная медь.

Описание

Техники, которые следует учитывать, следующие:

использование плотно закрывающихся дверцей на горловинах вращающихся анодных печей, вытяжных зонтов и вентиляционных систем для улавливания технологических газов при загрузке и выгрузке;

использование рукавного фильтра с впрыском извести или скруббера и мокрого электрофильтра;

при производстве вторичной меди использование камеры дожигания, тушения, вдувания извести и активного угля перед рукавным фильтром;

утилизация горячих газов для предварительного подогрева твердого сырья в шахтной печи или предварительного подогрева воздуха для горения, или операций сушки.

Техническое описание

Отходящие газы печи дожигаются на стадии восстановления, охлаждаются и очищаются в рукавных фильтрах от пыли. Когда выбросы SO₂существенны, используется сухой скруббер с впрыском извести. Также применяется удаление SO₂и пыли с помощью мокрых скрубберов и мокрого электрофильтра. Дожигатели разрушают органические соединения, в том числе ПХДД/Ф (при вторичном производстве меди), путем термического окисления. Впрыск извести и/или активированного угля перед рукавным фильтром применяется если необходимо для снижения выбросов диоксинов.

Для минимизации неорганизованных выбросов используется несколько методов:

горловины вращающихся анодных печей снабжены крышками для уменьшения неорганизованных выбросов в процессе эксплуатации;

применяются вытяжные зонты и вентиляционные системы для улавливания технологических газов на загрузочных и разгрузочных участках анодных печей;

вентиляционные газы на загрузочном и шлаковом участках анодной печи могут быть использованы в качестве воздуха для сжигания в горелке анодной печи.

Рекуперация тепла отходящих газов рафинировочной печи используется для нагрева/плавления твердого материала в анодной шахтной печи. Горячие газы из анодных печей также используются для сушки или других технологических стадий.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение выбросов.

Собранная пыль возвращается в процесс плавки.

Снижение потребляемой энергии.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Отходящие газы анодных печей можно использовать при сушке и на других этапах технологического процесса. Горячие газы, улавливаемые над литейными желобами, могут использоваться для поддержания горения.

Для очистки отходящих газов от анодных печей медного завода УКМК "Казцинк" применяются циклоны BZSE-3500.

Модернизация системы обеспыливания (рукавный и картридже фильтры) шахтных печей на заводе "KGHM" (Польша) в 2019 году позволила добиться показателей: менее 1 мг/Нм³для пыли и менее 0,05 мг/Нм³для мышьяка (среднее значение 0,02 мг/Нм³) [88].

Кросс-медиа эффекты

Увеличение энергопотребления при эксплуатации вентиляционного и пылегазоочистного оборудования.

Технические соображения, касающиеся применимости

Методы применимы к новым и существующим установкам в зависимости от исходного материала печи и используемого восстановителя.

Применение мокрого скруббера может быть ограничено в следующих случаях:

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна.

Движущая сила внедрения

Снижение выбросов.

Экономия сырья.

5.2.2.5. Централизованный сбор и сокращение вторичных выбросов при производстве первичной меди

Описание

Вторичные газы из различных источников на медеплавильных заводах могут централизованно собираться с использованием методов предотвращения, сбора и удаления пыли, использующихся в точках выброса и обрабатываться в централизованной газоочистной системе (сухой или влажный скруббер с последующим рукавным фильтром).

Техническое описание

На плавильных заводах, где работают конвертеры Пирса-Смита, сбор и сокращение вторичных выбросов обычно осуществляются централизованно.

Вторичные газы от различных точек медеплавильного цеха, вторичных зонтов конвертеров, вентиляционных зонтов взвешенной плавки и электрошлаковой печи, леток и желобов плавильных печей и рафинировочных печей, вентиляционных зонтов анодных печей собираются в общую систему.

Содержание SO₂снижается за счет использования сухого скруббера с абсорбентом или мокрого скруббера, а пыль удаляется в рукавном фильтре до того, как очищенные газы поступят в атмосферу

Достигнутые экологические выгоды

Снижение уровня неорганизованных выбросов пыли и SO₂.

Сбор и обработка незначительных потоков вторичных газов, где отдельная обработка была бы невозможной.

Потенциально более высокая эффективность очистки за счет обеспечения непрерывного и оптимизированного потока и более стабильной концентрации загрязняющих веществ.

Смешивание влажных газов с горячими газами позволяет проводить очистку в рукавном фильтре, в противном случае влажные газы необходимо очищать в скруббере.

Смешивание холодных газов с горячими газами из разных источников позволяет преобразовать определенные параметры, такие как Pb и As, из газовой фазы в пылевую фазу. Это позволяет проводить эффективную очистку в рукавном фильтре, которая в противном случае была бы невозможна.

Эффективность окружающей среды и эксплуатационные данные

На одном заводе (Aurubis Hamburg, первичная плавильня) установлена общая система сбора и очистки вторичного газа объемом 930 000 Нм³/ч, включая следующие источники: вторичные зонты конвертера; вентиляционные зонты на печи взвешенной плавки и на электрошлаковой печи; летка и желобная вентиляция электрошлаковой печи и анодных печей; вентиляционные колпаки анодных печей; и вентиляция обработки возвратов и сортировочной установки.

Собранные газы обрабатывают в рукавном фильтре. Для SO₂сухая известь вводится в систему перед рукавным фильтром. Часть извести, содержащую пыль из рукавного фильтра, рециркулируют и вводят снова в то время, как остальное отводится и рециркулируется в испарительную печь. Пыль повторно используется в плавильной печи.

Соответствующие параметры приведены в таблице .8 ниже.

Таблица .8. Соответствующие параметры для централизованной системы сбора и удаления газа в Aurubis Hamburg

№ п/п	Параметры для централизованной системы сбора и удаления газа
1	2	3
1	Входные условия
1.1	Макс. расчетный объем	930 000 Нм³/ч
1.2	Изменение объема	~ 500 000 - 880 000 Нм³/ч
1.3	Абсорбент для удаления SO₂	Известняковое молоко
1.4	Среднее содержание пыли и абсорбента	1 500 мг/Нм³
1.5	Диапазон входного давления SO₂	100-3000 мг/Нм³
2	Условия на выходе
2.1	Изменение объемов выбросов пыли	~ 500 000 - 880 000 Нм³/ч < 0.5 - 10 мг/Нм³среднее в 30 мин (95 % измеренных значений в 2011 г были < 1) 0.5 - 4.5 мг/Нм³среднее в сутки
2.2	Диапазон поглощения серы SO₂на выходе	~ 50 - 70 % 50 - 1275 мг/Нм³среднее в 30 мин (95 % измеренных значений в 2011 были < 525) <50 - 494 мг/Нм³среднее в сутки 300 - 430 мг/Нм³среднее в год

Различные источники выбросов имеют широкий диапазон концентраций SO₂, поскольку периодическая работа приводит к изменениям концентрации SO₂в отходящих газах. Требования к минимизации потока отходящего газа увеличивают колебания выбросов.

На другой установке (Aurubis Pirdop, первичный медеплавильный завод) установлена общая система улавливания и очистки вторичного газа с общим расходом газа 450 000 Нм³/ч, включая следующие источники: вторичные колпаки конвертера; вентиляционные колпаки на печи взвешенной плавки; штейновая и шлаковая летка и желобная вентиляция печи взвешенной плавки; технологические и вторичные газы анодных печей; вентиляция на крыше здания плавильного завода.

Газы очищаются в центральной системе очистки газа и пыли, которая состоит из следующих частей:

полусухой скруббер (распыление извести) предназначен для подачи известкового молока в поток отходящего газа из анодной печи;

мокрый скруббер, предназначенный для удаления SO₂из газового потока, содержащего: вторичные газы от колпака конвертера, газы от печей и газы общеобменной вентиляции цеха;

рукавный фильтр, предназначенный для удаления твердых частиц из отходящего газа комбинированной анодной печи, вторичного газа конвертера, вентиляционных выбросов общеобменной вентиляции здания плавильного завода, а также шлаков и штейна газоотводящих потоков плавильной печи. Входящий поток в рукавный фильтр представляет собой полученную смесь мокрого скруббера и распылительной сушилки. Рукавный фильтр состоит из шести параллельных отсеков, расположенных в два ряда по три отсека. Система очистки рукавным фильтром полностью автоматизирована на основе импульсов воздуха низкого давления.

станция подготовки известняка, которая производит все известковое молоко, необходимое для вышеупомянутых процессов.

Соответствующие параметры показаны в таблице .9 ниже.

Таблица .9. Соответствующие параметры для централизованной системы сбора и удаления газа в Aurubis Pirdop

№ п/п	Параметры для централизованной системы сбора и удаления газа
1	2	3
1	Условия на входе
1.1	Сухой скруббер
1.1.1	Объем газа	70 000 - 110 000 Нм³/ч
1.1.2	Температура	250 - 450 °C
1.1.3	Нагрузка пыли	250 - 1000 мг/Нм³
1.1.4	SO2	0 - 900 mмг/Нм³, максимум 1500 мг/Нм³
1.2	Мокрый скруббер
1.2.1	Объем газа	82 000 - 320 000 мг/Нм³
1.2.2	Температура	10 - 60 °C
1.2.3	Нагрузка пыли	40 - 350 мг/Нм³
1.2.4	SO2	1000 - 3900 мг/Нм³, максимум 15 000 мг/Нм³
1.2.5	Добавление известкового молока	550 кг извести/ч
1.3	Рукавный фильтр
1.3.1	Объем газа	450 000 Нм³/ч
2	Условия на выходе
2.1	SO₂диапазон	100 - 625 мг/Нм³среднее в день
		Среднее в день 377 мг/Нм³в 2011
		290 mмг/Нм³среднее в год
3	Полученный гипс	48 - 50 т/д

Пыль и SO₂измеряются непрерывно, непосредственно в запасе. Пыль измеряют с помощью двухлучевого альтернативного анализатора света. SO₂измеряется анализатором дифференциальной оптической абсорбционной спектроскопии (DOAS).

Вариации значений выбросов обусловлены различными вторичными и первичными источниками (газы анодной печи), изменениями входных условий и концентраций пыли и SO₂и периодической работой оборудования.

Кросс-медиа эффекты

Увеличение энергопотребления и эксплуатационных расходов из-за большого объемного расхода газов, а также эксплуатации и обслуживания дополнительного количества запорно-регулирующей арматуры и вентиляторов.

Установка и обслуживание систем управления и контроля для обеспечения оптимальной работы оборудования.

Потребление извести и воды.

Полученный гипс необходимо повторно использовать в процессе плавки в качестве кальциевого флюса для образования шлака или утилизировать.

Образуются сточные воды, которые нуждаются в дополнительной очистке перед сбросом, образуя твердые отходы, подлежащие утилизации.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо для новых и существующих установок, однако применимость зависит от конкретных условий на месте. Необходимо учитывать конструкцию и компоновку существующих установок.

Экономика

Инвестиционные затраты на Aurubis в Гамбурге составили 10 млн евро плюс около 7 млн евро на мероприятия по улавливанию неорганизованных выбросов из анодной печи и карусельной разливочной машины. Потребление электроэнергии составило 13,6 ГВтч/год.

Капитальные затраты на систему вторичной газоочистки на Aurubis Pirdop составили более 12,5 млн. евро. Энергопотребление - 1,62 МВт/ч, а расход извести 550 кг/ч.

Движущая сила для осуществления

Сокращение выбросов от многих источников.

Экономия сырья.

Повышение эффективности улавливания и очистки выбросов загрязняющих веществ благодаря непрерывному и оптимизированному процессу.

5.2.2.6. Оптимизированный электролиз в производстве первичной и вторичной меди

Описание

Оптимизированный электролиз (электрорафинирование и электролиз) предполагает использование комбинации методов для снижения выбросов и потребления энергии.

Техники для рассмотрения:

оптимизированная конструкция ячеек, использование катодных заготовок из нержавеющей стали или медных листов;

высокая степень автоматизации (замены катодов/анодов и операций зачистки) и контроля качества;

зонты, системы вытяжки;

добавление поверхностно-активного вещества;

закрытые резервуары для хранения и закрытые трубопроводы для передачи растворов;

скрубберы или каплеуловители;

сокращение сбросов загрязняющих веществ в воду путем рециркуляции растворов для повторного использования или извлечения металлов;

использование побочных продуктов (анодного шлама) для извлечения драгоценных металлов;

предотвращение загрязнения почвы /грунтовых вод за счет использования непроницаемой и кислотостойкой основы.

Техническое описание

Оптимизированная конструкция ячеек, использование катодных заготовок из нержавеющей стали или медных листов.

Процессы электрорафинирования отличаются оптимизированной конструкцией электролизера, расстоянием между анодами и катодами, геометрией анодов, плотностью тока, составом электролита, температурой и скоростью потока, обеспечивают низкое потребление энергии и поддерживают высокую производительность. Также применяется использование катодных заготовок из нержавеющей стали (т. е. постоянных катодов) или медных листов (большинство медеперерабатывающих заводов в Республике Казахстан применяет технологию постоянных катодов из нержавеющей стали).

Высокая степень автоматизации (замена катодов/анодов и операции зачистки) и контроль качества.

Использование механизированных и автоматических операций по уборке и зачистке, а также обнаружение короткого замыкания предотвращают выбросы и снижают потребление энергии.

Контроль качества применяется для обеспечения того, чтобы аноды были прямыми, плоскими и точными по весу. Хорошие, чистые электрические контакты улучшают распределение тока и потребление энергии.

Крышки, колпаки и вытяжные системы.

Ячейки электрорафинирования могут быть покрыты (например, пластиком, тканью или волокнистыми листами) для контроля температуры и предотвращения испарения воды из раствора электролита. Вытяжные колпаки устанавливаются на электролизере в особых случаях, например, в процессе электролиза, где обрабатываются аноды с высоким содержанием примесей (As, Sb, Bi, Pb, Ni).

Ячейки для электролиза закрываются кожухами и крышками со встроенными вытяжными устройствами для отсасывания кислотного тумана, образующегося при выделении кислорода, где это необходимо.

Электролизные ячейки для очистки воздуха обычно закрываются и могут быть оснащены вытяжной вентиляцией, скрубберами и системами обнаружения арсанов. Выделения газа арсана можно избежать, поддерживая концентрацию меди в исходном растворе на оптимальном уровне, по сравнению с плотностью тока, используемой на последней стадии удаления меди.

Водяной пар и аэрозоли из моечных камер катодной и анодной мойки удаляются.

Для обеспечения герметичности и предотвращения утечек выполняется регулярный осмотр ячеек, резервуаров, труб, насосов и систем очистки.

Добавление поверхностно-активных веществ.

В качестве альтернативы покрытию электролитных ячеек зонтами с интегрированными экстракционными установками иногда добавляют поверхностно-активные вещества для минимизации неорганизованных выбросов кислотных туманов из клеток.

Закрытые резервуары для хранения и закрытые трубопроводы для транспортировки растворов.

Резервуары для хранения растворов должны быть закрыты и оснащены системой вытяжки отходящих газов.

Сокращение сбросов загрязняющих веществ в воду путем рециркуляции растворов для повторного использования или извлечения металлов.

Использованный раствор электролита очищают от металлов и возвращают в процесс электролиза и/или выщелачивания. Сточные воды, которые не рециркулируют, подвергаются очистке на очистных сооружениях (физико-химическая очистка). Кислые сточные воды, которые образуются при промывке катодов, повторно используются для получения нужной концентрации кислоты.

Переработка побочных продуктов (анодный шлам) для извлечения драгоценных металлов.

Анодные шламы используются для извлечения драгоценных металлов. Использованный электролит очищается для извлечения металлов (Ni, As). Отработанные аноды переплавляются для извлечения металла.

Предотвращение загрязнения почвы / грунтовых вод путем использования непроницаемого и кислотостойкого основания.

Дренажные системы герметизированы, все собранные растворы рециркулируются.

Резервуары-накопители /емкости представляют собой резервуары с двойными стенками или помещены в герметичные бункеры. Пол непроницаем и кислотоустойчив. Для обеспечения герметичности и предотвращения утечек выполняется регулярный осмотр ячеек, резервуаров, труб, насосов и систем очистки.

Скрубберы или каплеуловители.

Собранные технологические газы обрабатываются в скрубберах или каплеуловителях.

Достигнутые экологические эффекты

Предотвращение и сокращение неорганизованных выбросов кислоты в атмосферу, в почву и грунтовые воды.

Эффективное использование энергии (> 95 %). Использование заготовок из нержавеющей стали приводит к улучшению качества катода, повышению эффективности тока и низкому потреблению энергии даже при более высоких плотностях тока.

Восстановление металлов.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

В применяемом методе электролиза ISAPROCESS на УКМК "Казцинк" используется катод в виде пластины из нержавеющей стали. Он имеет стандартные и однотипные свойства, что позволяет полностью автоматизировать и исключить такие сложные и трудоемкие операции ручного труда, как установка анодов и катодов, сдирка катодов, анодов, чистка ванн. Отсутствие таких трудоемких ручных операций сделала популярным данный метод. На сегодняшний момент 50 % всей меди очищается данным методом. Данный процесс имеет самые высокие технико-экономические показатели.

В России на нескольких медных компаниях ОАО "Уральская горно-металлургическая компания", АО "Русская медная компания" (РМК), ПАО "ГМК "Норильский никель" существуют несмотря на типовое оборудование электролитических ячеек различные подходы в управлении производством. Общей тенденцией является переход к цифровой трансформации и от локальных ручных аналоговых измерений к многофункциональному контролю и управлению при помощи нейронных систем.

На Надеждинском медеплавильном заводе (НМЗ) ПАО "ГМК Норильский Никель" в цехе электролиза меди внедрены передовые технологии. В отличие от других подобных производств электролизный цех НМЗ работает на самом минимальном межполюсном расстоянии. Благодаря этому электролизные ванны имеют высокие выход по току и производительность при минимальном расходе электроэнергии [96].

Экологические выгоды

Электролитические ячейки покрыты вытяжками, чтобы предотвратить распространение кислотного тумана в атмосферу резервуара. Вытяжки ячеек управляются кранами резервуаров и их необходимо временно удалить из ячеек всякий раз, когда катоды собираются или заменяются. Каждый конец ячейки соединен с каналом кислотного тумана, а отходящие газы приводятся к каскадным мокрым скрубберам. Кроме того, к скрубберам приводятся кислотные туманы из камеры промывки мойки и электролитных фильтров. Каждый скруббер предназначен для обработки больших объемов газа с оптимизированным перепадом давления и максимальной эффективностью разделения. Выделяется приблизительно 95 - 98 % серной кислоты и сульфата меди. Эти соединения выводят из скруббера в другую очищенную отработанную воду для мойки, и затем раствор можно рециркулировать обратно в процесс. Окончательное разделение мелких капель воды происходит в сепараторах циклонов. Очищенные отходящие газы, содержащие менее 0,05 мг/м³серной кислоты, продуваются вентиляторами отходящих газов через отверстие в атмосферу.

Кросс-медиа эффекты

Регенерация кислотных сточных вод. Стоки, которые не рециркулируются, обрабатываются на очистных сооружениях (физическая и химическая обработка).

Увеличение использования энергии.

Использование добавок (поверхностно-активные вещества).

Технические соображения, касающиеся применимости

Выщелачивание, экстракция растворителем и электролиз предпочтительны для материалов с очень изменчивым составом и большим количеством примесей.

Чтобы температура ячеек достигла уровня работоспособности (около 65 °C), ячейки иногда должны оставаться непокрытыми для обеспечения прямой передачи тепла в атмосферу.

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна.

Движущая сила для внедрения

Требования экологического законодательства.

Сокращение потребления энергии, повышение производительности и минимизация затрат.

5.2.2.7. Техники предотвращения и снижения выбросов от установки для экстракции растворителем при гидрометаллургическом производстве меди

Экстракционные процессы используют для концентрирования разбавленных растворов, содержащих не более 1 % извлекаемого металла, или для селективного его выделения из поликомпонентного раствора. Процесс основан на способности ряда органических веществ, не смешивающихся с водой, селективно образовывать с ионами металлов соединения и на извлечении их в органическую фазу.

При экстракции растворителем металлы извлекают из водных растворов с добавлением определенных органических растворителей, которые не растворяются в воде. Водные и органические фазы перемешиваются, и искомый металл выборочно извлекается в органическую фазу путем контроля уровня pH смеси и использования комплексообразующего агента. После разделения фаз чистый раствор металла получают посредством повторной экстракции металла из органической фазы во вторичную водную фазу (реэкстракция), из которой металл можно извлечь разными способами.

В металлургии меди наиболее часто на экстракцию поступают солянокислые и сульфатные растворы. Наибольшее применение в гидрометаллургии получили экстракторы типа смесителей-отстойников. Каждый аппарат состоит из секций, включающих смесительную и отстойную камеры. Растворы движутся внутри секции прямоточно, а через аппарат – противоточно.

Описание

Техники, которые следует учитывать, следующие:

выбор технологического реагента и использование закрытого оборудования (закрытые смесители, закрытые отстойники и закрытые резервуары для хранения);

обработка остатков от процесса экстракции растворителем на очистных сооружениях перед сбросом;

очистка остатков (шлама) для восстановления органического раствора;

центрифугирование шлама от очистки и отстойников.

Техническое описание

Выбор технологического реагента и использование закрытого оборудования (закрытые смесительные резервуары, закрытые отстойники и закрытые резервуары для хранения)

На этапе экстракции растворителем при хранении, транспортировке и обработке технологических потоков в атмосферный воздух выделяются неорганизованные выбросы ЛОС. Использование закрытого оборудования, такого как закрытые смесительные резервуары, закрытые отстойники и закрытые резервуары для хранения в замкнутом контуре, сводит к минимуму возможные выбросы ЛОС. Минимизация неорганизованных выбросов также может быть достигнута за счет выбора технологического реагента (растворителя).

Обработка остатков от процесса экстракции растворителем на очистных сооружениях перед сбросом.

Основным жидким потоком, образующимся на стадии экстракции растворителем, является вторичный рафинат. Эти стоки образуются при сливе и необходимы в гидрометаллургическом процессе для предотвращения накопления примесей в контурах экстракции растворителем, выщелачивания и электролиза. Эти стоки отправляются на очистные сооружения, где металлы осаждаются в виде гидроксидов и сульфатов. Образовавшийся водный поток сбрасывается в приемную среду. Не извлеченная на экстракционной переработке медь с оборотными растворами возвращается на кучное выщелачивание.

Обработка остатков (шлама) для восстановления органического раствора.

На стадии экстракции растворителем образуется остаток- шлам. Сырая масса представляет собой стабильную эмульсию, состоящую из взвешенных веществ, водного раствора и органического раствора, и она образуется в фазе между органическим и водным растворами в отстойниках для экстракции растворителем.

Для удаления твердых частиц шлам направляют на очистную установку, где сырую пульпу откачивают из отстойников и пропускают через глиняный фильтр для отделения твердой фракции от остальных фаз. Шлам из глиняного фильтра циркулирует обратно в резервуар для сбора нечистот (где начинается очистка) до тех пор, пока раствор не будет освобожден от твердых частиц. Фазы разделяются в резервуаре, при этом водный и органический растворы извлекаются из резервуара отдельно. Водный раствор перекачивается в отстойник первичного рафината для извлечения органического раствора, который возвращается в загруженный органический резервуар.

Использование центрифугирования шлама от очистки и отстойников

Суспензия после очистки отстойников (водная фаза, шлам и органическая фаза) центрифугируется для отделения твердой фазы от жидкой фазы (растворитель и вода). Это позволяет восстановить растворитель и воду и уменьшить количество твердых остатков. Для предотвращения неорганизованных выбросов применяются закрытые установки.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение неорганизованных выбросов.

Восстановление растворителя и воды.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Недостатками процесса экстракции являются пожароопасность и токсичность реагентов, потери экстрагентов с водной фазой; они особенно значительны в пульповых процессах (0,5 – 1 кг/тонну).

На ТОО "KAZ Minerals Aktogay" в цехах экстракции 90 % меди удаляют в два этапа, осуществляющихся параллельно, первый - одним смесителем отстойником, а второй в два этапа, работающих в серии, то есть в общей сложности три смесителя-отстойника.

Смесители работают в режиме вода в органике, чтобы минимизировать увеличение органики в обогащенном электролите.

Водная фаза в емкости содержит 50 г/л меди, данное содержание обеспечивает нормальное проведение электролиза, при этом в растворе бывают проскоки органики, которые в электролизе могут негативно сказаться на качестве меди и нанести повреждения катодам или анодам. Для исключения этой ситуации богатый медью раствор насосами подается по трубопроводу в электролиз на мультимедийный фильтр для удаления органики из раствора.

Гуаровая смола используется для улучшения катодного осадка в процессе электорлиза.

Кросс-медиа эффекты

Нет данных.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

Движущая сила внедрения

Снижение неорганизованных выбросов.

Восстановление растворителя и воды.

5.2.2.8. Техники по предотвращению и снижению выбросов диоксида серы

Диоксид серы образуется во время сушки, обжига и плавки сульфидных концентратов и других материалов, при этом диоксид серы образуется в различных концентрациях, поэтому выбор той или иной системы улавливания зависит от конкретных значений концентрации.

Присутствующая в сырье сера с помощью соответствующих реагентов может поглощаться шлаками или штейнами, а штейны могут использоваться в технологическом процессе. Сера, не поглощенная штейном или шлаком в процессе плавки, как правило, присутствует в виде SO₂и может быть извлечена в виде элементарной серы, жидкого SO₂, гипса (сульфата кальция) или серной кислоты. Выбор конечного продукта определяется наличием соответствующих рынков, но наиболее экологически безопасный вариант – это производство гипса или элементарной серы, особенно в условиях отсутствия надежных рынков сбыта для прочих продуктов. Диоксид серы образуется в результате обжига и плавки сульфидных концентратов и связанных с ними процессов конвертирования. Данные процессы реализуются таким образом, чтобы достигалась максимальная концентрация диоксида серы, что повышает эффективность процесса ее извлечения. Высокая степень извлечения серы устраняет межсредовые эффекты.

Существуют разные техники, применяемые для сокращения выбросов диоксида серы в отходящих газах с содержанием SO₂менее 1 %, и в газах с более высоким содержанием SO₂.

Методы очистки газов с содержанием диоксида серы менее 1 %:

1) введение извести перед подачей очищаемых газов в рукавный фильтр;

2) получение бисульфита натрия путем реакции низкоконцентрированных газов с сульфитом натрия и водой (из полученного раствора может быть выделен концентрированный диоксид серы, а также получены жидкий диоксид серы и иные продукты, такие как сера (регенерационный процесс Веллмана-Лорда);

3) скрубберная очистка поглощающим диоксид серы растворителем на основе амина или полиэфира; полученный промежуточный продукт затем подвергается десорбции и направляется на сернокислотную установку или удаляется за счет реакции с водой для получения серной кислоты или жидкого диоксида серы;

4) получение серной кислоты окислением с помощью перекиси водорода;

5) получение серной кислоты окислением с помощью активированного угля;

6) десульфуризация отходящих газов в сухом или полусухом скруббере с применением извести, соды (NaHCO₃) или мокрого известкования и получением гипса или иных продуктов десульфуризации. Данный метод широко используется;

7) двойная щелочная очистка на скруббере с абсорбцией каустической содой и осаждением гипса;

8) абсорбция оксидом алюминия с осаждением гипса (процесс Дова);

9) очистка на скруббере с помощью гидроксида магния и кристаллизацией сульфата магния;

10) очистка на сухом или мокром скруббере с помощью оксида цинка с получением сульфида или сульфата цинка, который может перерабатываться на этапе цинкового выщелачивания;

11) абсорбционно/десорбционный метод очистки.

Методы очистки с более высоким (> 1 %) содержанием диоксида серы.

Диоксид серы образуется в более высоких концентрациях при спекании, обжиге и плавке широкого спектра сульфидных руд и концентратов при производстве меди. Ниже приведено описание методов переработки газов с более высоким содержанием диоксида серы.

Абсорбция диоксида серы в холодной воде с последующей вакуумной газоочисткой и получением жидкого диоксида серы. Данный процесс используется наряду с применением сернокислотной установки для извлечения не растворившегося диоксида серы. Целесообразность производства жидкого диоксида серы определяется наличием местного рынка для этого продукта.

Производство серной кислоты. Хорошо отработанной химической технологией производства серной кислоты является процесс, основанный на получении диоксида серы при сжигании серы. Работающие на этом методе установки эффективны при постоянной высокой концентрации газа; в силу этого для них сокращается количество технологических ограничений.

Отходящие газы плавильной печи очищаются, охлаждаются и могут быть направлены на сушку, как показано на рисунке 5.16.

Рисунок .16. Типичная схема газоочистки для сернокислотной установки

Диоксид серы в газе затем конвертируется в триоксид серы с помощью контактного процесса, предусматривающего прохождение газа через слой катализатора пятиоксида ванадия. Иногда к катализатору добавляют оксид цезия, который повышает эффективность процесса, в особенности при низкой или непостоянной концентрации SO₂или при низкой температуре. Конструкция установки должна предусматривать возможность эксплуатации при более низких температурах (в зависимости от эффективности теплообменных процессов). Для повышения эффективности преобразования в одноконтактных установках и двухконтактных/двухабсорбционных установках используются улучшенные катализаторы.

В одноконтактных установках газ проходит через серию из трех или более слоев катализатора для получения высоких значений коэффициента нейтрализации. Получение триоксида серы является экзотермическим процессом, и, если содержание диоксида серы достаточно высоко для выработки значительного количества тепла, газ приходится охлаждать после каждого цикла. В случае низкого содержания диоксида серы после каждого цикла может оказаться необходимым подогрев. Полученный триоксид серы затем абсорбируется в 98 %-ной серной кислоте, которая далее разбавляется для получения серной кислоты.

Мокрый процесс получения серной кислоты основан на конденсации кислоты (а не на абсорбции), что особенно подходит для газов, содержащих от 1 % до 4 % SO₂. Значение коэффициента нейтрализации может доходить до 99 %.

Наличие триоксида серы препятствует процессу нейтрализации диоксида серы, поэтому для повышения эффективности нейтрализации диоксида серы при достаточно высоком его содержании в обрабатываемых газах чаще всего используется процесс двойного контактирования/двойной абсорбции. В этом случае триоксид серы абсорбируется в 98 %-ную серную кислоту после второго или третьего цикла, обеспечивая нейтрализацию больших объемов диоксида серы на последующих циклах процесса. Далее следует этап абсорбции триоксида серы. Применение процесса двойного контактирования/двойной абсорбции повышает эффективность удаления диоксида серы с 98 % до > 99,7 %. Также сообщалось, что в случае, если конструкция установки допускает работу при более низких температурах (в зависимости от результативности работы теплообменника), значение этого показателя можно повысить до более чем 99,9 % с помощью катализатора с добавкой цезия [44]. При особых условиях значение коэффициента нейтрализации может доходить до 99,97 % [45]. Активность катализатора снижается в результате его износа, что может привести к сокращению значения коэффициента нейтрализации на 0,1 % за три года работы [46]. Схема процесса двойного контактирования/двойной абсорбции приведена на рисунке 5.17.

Рисунок .17. Типичная сернокислотная установка двойной абсорбции

Нейтрализация с помощью двойного контактирования/двойной абсорбции сложная и дорогая, но можно использовать установку однократного контактирования с десульфуризацией конечного газа для достижения более низких значений остаточных концентраций SO₂. Для внешних продаж могут производиться гипс или, как вариант, сульфит (или сульфат) цинка, который может использоваться на этапе выщелачивания цинка. Эти варианты способствуют энергосбережению и снижению образования производственных отходов, но затраты следует сравнивать с затратами на нейтрализацию с учетом местных условий. Если рынок гипса отсутствует, нужно учитывать расходы на захоронение гипса.

Для защиты катализатора и производства чистой кислоты перед применением контактного метода важна очистка от пыли. Это сокращает концентрации в производимой кислоте большинства металлов, например, цинка, до приемлемых уровней и предотвращает загрязнение катализатора. Предварительная обработка газового потока, как правило, предусматривает несколько этапов в зависимости от присутствующих загрязняющих веществ. Этапы очистки могут включать охлаждение с рекуперацией тепла, высокотемпературный электрофильтр, скруббер для удаления ртути и т. д. и мокрый электрофильтр. Получаемая на этапе газоочистки слабо концентрированная кислота обычно содержит от 1 % до 50 % H₂SO₄. В ней также присутствуют галогениды в виде HCl (10 – 5000 %) и HF (10 – 1000 %, включая H₂SiF₆). Кислота может также содержать такие металлы, как медь, цинк и железо (до 2500 % каждого металла), ртуть (до 1900 %) и свинец (до 50 %). Мышьяк может присутствовать на уровне до 10 000 %. В зависимости от состава шихты, подаваемой на плавку, в кислоте могут также присутствовать и иные элементы, такие как алюминий, никель, хром, кадмий, висмут, сурьма и прочие. Слабоконцентрированная кислота будет также насыщена диоксидом серы (как правило, от 2000 до 5000 % в зависимости от концентрации SO₂). Такая кислота может расщепляться, а газы, направляемые на сернокислотную установку, могут нейтрализоваться для получения гипса с целью продажи или обрабатываться и утилизироваться, а также использоваться в ряде процессов, например, при выщелачивании.

В процессе производства серной кислоты до этапа контактирования удаляются вся остаточная пыль и все металлы, чтобы они не попадали в получаемую кислоту. Удаление пыли и металлов перед процессом контактирования означает, что эти компоненты остаются в выбрасываемых в воздух газах в незначительных количествах. В дымовую трубу в составе конечного газа могут также выбрасываться кислотные испарения, и при необходимости, для очистки от этих испарений могут применяться свечной фильтр или мокрый скруббер. Сообщается, что при высоком содержании в очищаемых газах фтористых соединений снижается эффективность очистки паров в свечных фильтрах.

Любые оксиды азота, присутствующие в газах, перерабатываемые на сернокислотных установках, абсорбируются в получаемую кислоту. При их высокой концентрации получается бурая кислота, что может быть неприемлемо для потенциального клиента. Отсюда возникает проблема с возможной продажей. Для обесцвечивания бурой (из-за присутствия органических соединений) серной кислоты может использоваться перекись водорода.

Управление процессом на основании измерения уровня SO₂в отходящих газах приводит к замедленной реакции. В цветной металлургии в качестве параметра управления процессом можно брать уровень кислорода, однако при этом управление режимами сернокислотной установки сложнее, чем при сжигании серы.

5.2.2.8.1. Утилизация диоксида серы из отходящих газов методом мокрого катализа

Описание

Технология получения серной кислоты методом "мокрого катализа" также относится к контактному методу.

Обработка влажных технологических газов медного производства, основанная на извлечение газообразного диоксида серы и получении серной кислоты товарного качества.

Технологическое описание

Технологическая схема установки представлена на рисунке 5.18.

Сырьем установки является сероводородсодержащий газ (СВСГ) медного производства, который поступает на сжигание через приемный сепаратор и фильтры механической очистки. Вода содержится в продуктах реакции окисления сероводорода. Сероводород H₂S с концентрацией 99,5 % поступает на блок подготовки газов в сепарационную емкость.

Рисунок 5.18. Принципиальная схема установки получения/регенерации серной кислоты методом мокрого катализа

Конденсат моноэтаноламина, содержащийся в сырьевом газе, улавливается и под силой гравитации стекает сначала в нижнюю часть емкости, а затем по трубам в сборную емкость меньшего размера, находящуюся ниже уровня, после чего дренируется.

Сжигание СВСГ/отработанной серной кислоты получение сернистого ангидрида SО₂путем сжигания сероводородсодержащего газа происходит по последующей реакции:

2H₂S + 3O₂→ 2SO₂+ 2H₂O
Топливный газ очищается от жидкости в газовом сепараторе, после чего поступает на горелки топки. Сероводород сжигается в циклонной топке (камера сгорания), в результате чего получается сернистый газ SО₂. Температура на выходе котлов от 450 до 560 °С.

Окисление сернистого ангидрида в конвертере окисления сернистого ангидрида до серного ангидрида SО₃происходит на ванадиевом катализаторе в контактном аппарате – конвертере по следующей реакции:

2SO₂+ O₂→ 2SO₃

Перед подачей сернистого ангидрида в контактный аппарат предусмотрены фильтры для очистки от сажи, металлов, образующихся при сжигании СВСГ, либо отработанной серной кислоты. Далее сернистый газ смешивается с воздухом и при температуре 390 °С поступает в контактный аппарат, где окисляется на твердом ванадиевом катализаторе до оксида серы SO₃. Реакция протекает последовательно на 3 слоях катализатора с промежуточным охлаждением.

Воздух для охлаждения подается воздуходувками. Эти же воздуходувки обеспечивают подачу воздуха в котлы-утилизаторы. Далее сернистый газ с температурой 430 °С поступает в блок охлаждения газа, пройдя через четыре секции трубных пучков газ охлаждается до 255 °С.

Далее для снижения выбросов и SO₃ в атмосферу в дымоход с блока управления туманом впрыскивают пары силиконового масла.

При утилизации тепла в конвертере вырабатывается пар, который собирается в барабане- паросборнике. На установке используется химически очищенная вода, которая готовится на блоке ХОВ. Химически очищенная вода подается в деаэратор, после чего подается питательными насосами в котлы-утилизаторы и барабан-паросборник блока охлаждения газа, где получается водяной пар высокого давления.

Получение серной кислоты H₂SO₄путем конденсации в конденсаторе происходит по реакции:

SO₃+ H₂O → H₂SO₄

Газовая смесь охлаждается в WSA ("серная кислота из мокрого газа") -конденсаторе, где пары образующейся серной кислоты превращаются в жидкий продукт H₂SO₄. В качестве охладителя используется воздух, который подается воздуходувками через фильтр из атмосферы. Пройдя через аппарат, он смешивается с дымовыми газами и выводится через дымовую трубу. Сконденсированная серная кислота стекает по стенкам трубок вниз аппарата в емкость системы циркуляции кислоты. Температура на выходе составляет около 120 °С. Для снижения температуры кислоты до 65 °С в горячий поток добавляется холодный поток циркулирующей кислоты. Серная кислота с концентрацией от 92 до 94 % насосом из емкости направляется: основная часть в качестве рециркулята на смешение с горячей кислотой. балансовое количество серной кислоты насосами откачивается с установки.

Процесс мокрого катализа разработан компанией Хальдор-Топсе и является распространенной и широко используемой технологией как в мире, так и в России. В России технология мокрого катализа используется для получения серной кислоты на таких заводах, как ПАО "Карабашмедь", РМЗ и т.д.

Достигнутые экологические выгоды

Степень преобразования диоксида в триоксид серы составляет минимум 99,7 %, что практически полностью исключает выбросы SO₂в атмосферу. Процесс получения серной кислоты методом "мокрого катализа" основан на конденсации кислоты (а не на поглощении), которая особенно подходит для газов, содержащих 1 – 4 % SO₂. Отсутствие необходимости предварительной осушки технологического газа перед подачей его на установку WSA способствует исключению образования сточных вод и потери серы.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Основными особенностями процесса являются:

по аппаратурной схеме процесс мокрого катализа гораздо проще и рентабельнее обычного контактного процесса;

в процессе не образуются сточные воды;

нет расхода абсорбентов и вспомогательных химикатов;

эффективная рекуперация тепла, обеспечивающая экономичность работы;

простое и полностью автоматизированное управление, вариативное к изменениям расхода и состава сырья.

Процесс легко адаптируется к работе с газами, содержащими примеси, такие как NO_x. Перед конвертером SO₂может быть установлен реактор селективной каталитической нейтрализации (SCR) для обработки NO_x. Аммиак вводится в поток газа перед реактором SCR в стехиометрическом количестве по отношению к NOx в газе. NOx преобразуется в азот и воду в соответствии с реакцией:

NO + NH₃+ ¼ O₂→ N₂+ 3/2H₂O + 410 кДж/моль

Кросс-медиа эффекты

Образование твердых или жидких растворов (слабые кислоты), которые требуют обработки и/или утилизации. Необходимость очистки от брызг и тумана серной кислоты.

Технические соображения, касающееся применимости

Процесс WSA является автотермическим для концентраций SO₂от 3 – 5 %, однако для газов ниже 3 % требуется дополнительное тепло, которое обычно подается с помощью газового нагревателя. При концентрациях свыше 6 % SO₂ процесс WSA требует разбавления воздухом для контроля температуры в слое катализатора, что приводит к увеличению объема кислотной установки.

Газ, обрабатываемый установкой WSA, должен быть свободен от твердых частиц. Содержание пыли должно быть снижено до ниже 1 – 2 мг/Нм³для уменьшения накопления пыли на катализаторе. Поэтому для WSA может потребоваться дополнительная система мокрой газоочистки в зависимости от применения.

Возобновление медеплавильного производства на ЗАО "Карабашмедь" было возможно только при условии запуска цеха утилизации диоксида серы и очистки отходящих газов от всех вредных примесей. Имеющиеся шахтные печи не позволяли эффективно перерабатывать металлургические газы по существующим в цветной металлургии технологиям. С учетом предстоящей реконструкции производства перед коллективом предприятия был поставлен вопрос об оптимальном решении проблемы утилизации газа. Анализ путей решения подобных вопросов в смежных отраслях позволил инженерно-техническим работникам и акционерам предприятия выбрать принципиально новые технологии в данной области. Заключение контрактов на поставку технологии и оборудования с фирмами Haldor Topsoe A/S и Boliden Contech AB позволило решить проблему первого этапа реконструкции и наметить пути его дальнейшего развития. Установка мокрого катализа до сих пор не применялась в цветной металлургии России. Опыт ее эксплуатации позволил осуществить строительство и использование подобных установок на других предприятиях отрасли [97].

С начала модернизации производства на предприятии устанавливались агрегаты, которые позволили снизить воздействие производства на атмосферный воздух, водные объекты и почву. Среди таких аппаратов установки WSA для утилизации сернистого газа путем мокрого катализа в товарную серную кислоту, рукавный фильтр "Фрик 5200", медеплавильная печь Ausmelt [98].

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Комплекс мероприятий, в том числе установки производства серной кислоты методом мокрого катализа модернизации Карабашмеди, позволит повысить технический уровень производства, стабилизировать экологические результаты первого этапа, повысив надежность системы утилизации металлургических газов. Благодаря вводу в эксплуатацию этих объектов производительность Карабашмеди возрастет до 120 тысяч тонн черновой меди и 650 тысяч тонн серной кислоты в год [99].

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства. Снижение выбросов SO₂в атмосферный воздух. Сокращение расходов сырья. Экономические выгоды.

5.2.2.8.2. Двухконтактные/двухабсорбционные сернокислотные установки, работающие при изменяющихся характеристиках обрабатываемых газов

Описание

Сущность метода двойного контактирования состоит в том, что после частичного окисления сернистого ангидрида в серный технологический газ выводят из контактного аппарата с целью дальнейшего его окисления.

Техническое описание

В рамках этого процесса содержащийся в газе диоксид серы преобразуется в триокись серы при прохождении через слой катализатора – пятиокиси ванадия. Иногда в катализатор добавляется оксид цезия, который повышает эксплуатационные характеристики, особенно при низкой концентрации SO₂или низкой температуре. Используются установки с одинарным и двойным контактированием/двойной абсорбцией; последние применяются чаще.

Двухконтактная/двухабсорбционная сернокислотная установка включает газоочистную и промывочную секции и четырехслойную контактную установку. В ней используется современный катализатор с добавлением оксида цезия.

Общими преимуществами систем двойного контактирования с двойной абсорбцией являются:

общая эффективность и изученность технологических решений;

отсутствие жидких сточных вод и, соответственно, дополнительных расходов по их очистке и нейтрализации;

высокие фонды рабочего времени технологических систем и отдельного оборудования;

относительно низкие рабочие температуры рабочих сред;

легко осуществимые пуск и остановка.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов SO₂.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Данный метод используется на БМЗ ТОО "Kazakhmys Smelting (Казахмыс Смэлтинг)" и УКМК ТОО "Казцинк".

Применение метода двойного контактирования позволяет значительно уменьшить содержание SO₂в хвостовых газах, кроме того, уменьшается объем газа в контактном и абсорбционном отделениях. Степень контактирования варьирует в пределах 99 - 99,7 %, при концентрации диоксида серы в отходящих газах не выше 0,03 %.

Кросс-медиа эффекты

Производство твердых отходов и слабых кислот, которые требуют обработки и/или удаления.

Технические соображения, касающиеся применимости

В 2007 году технология производства серной кислоты из металлургических газов с использованием установки двойного контактирования, разработанная фирмой "SNC Lavalin", была внедрена на Усть-Каменогорском металлургическом комплексе. На установку для производства серной кислоты направляются сернистые печные (с содержанием SO₂– 8 - 25 %) и конвертерные газы (SO₂– 1 - 6,4 %). Концентрация диоксида серы после смешивания газовых потоков составляет не более 12 %. Концентрация получаемой серной кислоты – 92,5 - 94 % и 98 - 98,5 % [92].

Позже, в октябре 2009 года, похожая технология была внедрена на Среднеуральском медеплавильном заводе для переработки отходящих газов металлургического производства. Степень преобразования диоксида серы в триоксид по схеме ДК/ДА составляет минимум 99,7 % [91].

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна.

Движущая сила внедрения

Снижение выбросов в атмосферный воздух.

Требования экологического законодательства.

Экономические выгоды.

5.2.2.8.3. Модернизированные сернокислотные установки, перерабатывающие газы с высокими исходными концентрациями SO₂

Описание

Для обработки отходящих газов печи взвешенной плавки и конвертирования используется двухконтактная/двухабсорбционная сернокислотная установка при концентрации SO₂ в подаваемом на вход установки газе 30 – 40 %.

Техническое описание

В установке применяются четыре слоя и предусмотрена промежуточная абсорбция после третьего слоя. Имеются современный катализатор, система рекуперации тепла в виде пара после прохождения первого контакта.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов SO₂.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Для утилизации серосодержащих газов медного завода УКМК функционирует установка канадской фирмы SNC "Lavalin". Получение серной кислоты коммерческого качества с концентрацией 93,5 % или 98,5 % из серосодержащих газов медного завода производится по технологии двойного контактирования - двойной абсорбции.

Технологические газы с высоким содержанием диоксида серы от медной Айза-печи и с первичных напыльников конвертеров медного завода после охлаждения в котлах-утилизаторах и очистки в электрофильтрах поступают на производство серной кислоты в установку SNC "Lavalin". Процесс очистки газа от твердых примесей осуществляется в промывной системе. После промывки газы поступают в сушильную башню. Осушка газа производится с целью предупреждения туманообразования при абсорбции триоксида серы, а также ликвидации вредного воздействия паров воды в смеси с серосодержащим газом на катализатор и аппаратуру участка. Осушенные газы через сетчатый фильтр поступают в контактный аппарат для окисления диоксида серы в триоксид в четырех слоях ванадиевого катализатора. Пройдя три слоя контактного аппарата, газ охлаждается и подается в промежуточный моногидратный абсорбер для предварительного улавливания триоксида серы и перевода его в серную кислоту. После этого газ подается на четвертый слой контактного аппарата для окончательного окисления оставшейся части диоксида серы в триоксид, а затем – в конечный абсорбер для окончательного поглощения серного ангидрида из газовой смеси и превращения его в серную кислоту.

Уловленная пыль медного завода направляется на переработку.

Кросс-медиа эффекты

Производство твердых отходов и слабых кислот, которые требуют обработки и / или удаления.

Технические соображения, касающиеся применимости

Техника применима к новым или модернизированным установкам.

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна.

Движущая сила внедрения

Производство серной кислоты для продажи.

Соблюдение экологических требований.

5.2.2.8.4. Десульфуризация отходящих газов с низким содержанием SO₂

Описание

Удаление диоксида серы из отходящих технологических газов путем ввода щелочных реагентов (например, карбоната кальция) в виде суспензии/растворов в специальных абсорберах, их реакции с сернистыми соединениями с образованием готового вещества (сернокислый кальций). До начала процесса необходима предварительная очистка газов от пыли.

Техническое описание

Одним из наиболее распространенных методов МДГ является вдувание извести.

По имеющейся информации в некоторых случаях (например, в вельц-печах или печах ISF с использованием вельц-оксидов) применяется другая система МДГ, включающая скруббер, абсорбер и систему обеспечения контакта газа с циркулирующей суспензией извести. В прямоточном скруббере производятся охлаждение, увлажнение и частичная десульфуризация газов. За скруббером установлена противоточная абсорбционная колонна для снижения конечной концентрации SO₂до уровня ниже требуемого.

Газы, содержащие сернистый газ, проходят обработку на МДГ установке, в которой в качестве сорбента для SO₂применяется суспензия карбоната кальция (известь < 40 мкм) для производства чистого гипса. Газы охлаждаются, затем из них в рукавном фильтре удаляется пыль, после чего они поступают в систему десульфуризации. После десульфуризации газы направляются в двухступенчатый каплеуловитель и затем выбрасываются в трубу. Из суспензии на выходе процесса МДГ извлекается гипс, поступающий затем на продажу.

В данном случае циркулирующая суспензия извести откачивается из отдельных резервуаров, оборудованных механическими перемешивателями; резервуар скруббера также оборудован системой аэрации. Размер резервуаров подобран так, чтобы весь поглощенный SO₂прореагировал с суспензией CaCO₃, все сернистые соединения окислились до сульфатов, и образовался крупнокристаллический осадок синтезированного гипса CaSO₄·2H₂O. Для улучшения окисления сульфитов до сульфатов в резервуар скруббера через пневмогидравлический аэратор подается сжатый воздух. Содержащий сульфат кальция (гипс) прореагировавший шлам с первой ступени абсорбции направляется в систему фильтрации. После дегидратации в фильтрующем прессе гипс выгружается в контейнер для хранения, расположенный под прессом, откуда он транспортируется на склад, а затем поступает на продажу.

Эти процессы применимы для новых установок. При использовании существующего газоочистного оборудования с рукавными фильтрами, предназначенными для удаления технологической пыли, его можно применить для улавливания гипса, если это позволяет пропускная способность фильтра. Когда фильтр уже используется, возможно прямое вдувание, если это позволяют температура, содержание влаги и время контактирования. Существующей фильтровальной установки может оказаться недостаточно, поскольку количество пыли резко возрастает, соответственно, может потребоваться ее замена.

Система МДГ, используемая в установках вельц-печей и печах ISF с применением вельц-оксидов, применима для всех процессов, в которых содержание SO₂на входе процесса МДГ составляет 2 – 15 г/м³(примерно 0,05 – 0,5 %) при условии, что существует рынок для производимого гипса.

Гипс, полученный от десульфиризации металлургических газов, в зависимости от состава может направляться на производство цемента (строительные материалы) или складируется в хвостохранилищах.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов SO₂.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Эффективность удаления SO₂колеблется от 50 % до 95 %. Скорость удаления на более высоком конце этого диапазона возможна только в идеальных условиях в новых специально разработанных установках.

Челябинский цинковый завод реализует проект по установке дополнительной очистки отходящих газов двух печей вельц-цеха. Системы предполагают мокрый способ очистки, при этом отходящие газы в специальном абсорбере орошаются реагентом – суспензией извести. Заявленная степень очистки составляет 98 %. В результате реакции образуется гипс, который может быть использован в производстве строительных материалов. Ожидаемый экологический эффект – сокращение выбросов диоксида серы на 20 - 25 % [93].

Кросс-медиа эффекты

Дополнительные затраты энергоресурсов, а также сырья (карбоната кальция).

При выполнении работ по обслуживанию могут появиться дополнительные отходы. Необходима утилизация пыли, если она не может быть повторно использована.

Дополнительные затраты энергоресурсов, а также материальных ресурсов (веществ, используемых в качестве сорбента). При этом следует отметить, что потребление электроэнергии при использовании скрубберов на основе натрия ниже по сравнению с известковыми скрубберами, благодаря меньшей скорости рециркуляции насоса и низкому перепаду давления. Однако натриевый скруббер требует обработки стоков Na₂SO₃. Стоки обычно окисляются до Na₂SO₄и могут быть размещены на специализированных площадках.

В случае отсутствия рыночного спроса на сернокислый кальций возможно образование дополнительных объемов отходов.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо к новым установкам. Касательно применимости: на действующих заводах необходима модернизация технологической линии (замена существующего очистного оборудования), в случае низкой производительности существующего пылеулавливающего оборудования и других факторов:

недостаточный объем емкости установленного рукавного фильтра, в случае улавливания дополнительных объемов пыли при его использовании совместно для улавливания пыли и сернокислого кальция;

использование прямого впрыска в действующий фильтр возможно при достаточных показателях температуры, влажности и времени выдержки.

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов SO₂.

5.2.2.8.5. Абсорбция/десорбция с использованием растворителя на полиэфирной основе для извлечения серы из слабо концентрированных газов (< 1 %)

Описание

Использование растворителя на основе амина или простого полиэфира, который может абсорбировать диоксид серы, который затем десорбируется и направляется в виде побочного потока на установку серной кислоты или удаляется реакцией с водой для получения серной кислоты или жидкого диоксида серы.

Техническое описание

Для минимизации атмосферных выбросов SO₂как от топлива, так и от рудных концентратов и для рекуперации энергии в виде тепла и окиси углерода используется электростанция в сочетании с одноконтактной сернокислотной установкой и процессом рекуперации сернистого газа.

Достигнутые экологические выгоды

Восстановление тепла и СО.

Сокращение выбросов SO₂.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Для отходящих газов шахтных печей для плавки меди характерны относительно высокая концентрация окиси углерода (около 10 %) и технологическое тепло. Соответственно, отходящие газы являются ценным источником энергии, но при этом они также содержат SO₂. Газы направляются на местные электростанции для использования в качестве дополнительного топлива и рекуперации тепла. Таким образом, отходящие газы на электростанции содержат SO₂, как из печных газов, так и из топливных, и поэтому подвергаются дальнейшей очистке на абсорбционно-десорбционной установке с использованием полиэфирных материалов, который используется в процессе абсорбции/десорбции для получения газа с повышенной концентрацией SO₂.

Этот газ преобразуется в серную кислоту на одноконтактной установке. Концентрация SO₂в отработанных газах на выходе данного процесса перед выпуском в атмосферу составляет менее 200 – 600 мг/м³[56].

Отходящие газы из плавильной печи после конвертирования содержат SO₂в концентрации от 5 % до 12 %. Они очищаются и смешиваются с концентрированным газом в абсорбционно-десорбционной установке на полиэфирных материалах, концентрация SO₂в них доводится до 12 %, после чего они направляются на сернокислотную установку. Данная установка производит серную кислоту и отходящие газы, содержащие SO₂в концентрации 6 – 8 г/м³, которые направляются в абсорбционно-десорбционную установку на полиэфирных материалах для рекуперации.

Кросс-медиа эффекты

Увеличение расхода энергии.

Образование слабых кислот и сточных вод, которые требуют обработки и/или удаления.

Технические соображения, касающиеся применимости

Техника применима к технологическим газам с низким содержанием диоксида серы.

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства.

Снижение выбросов SO₂.

5.2.3. Техники по снижении выбросов при вторичном производстве меди

При производстве вторичной меди используется широкий спектр вторичных материалов (лом, съемы/дроссы, пыль), характеризующихся различным содержанием меди и широким диапазоном концентраций других металлов или комплексов с другими элементами (например, металлическими, оксидными, сульфидными). Также можно перерабатывать отходы, содержащие медь и другие металлы, т.е. электронный лом.

Источник вторичного сырья может дать информацию о потенциальных эмиссиях, связанных с присутствием кислот, нефтепродуктов, органических загрязнителей (из которых во время плавки могут образовываться ПХДД/Ф). Это прямо влияет на возможные эмиссии в атмосферу, водную среду и на почву, причем может быть эмитирован любой из этих компонентов. Контроль наличия в составе материалов (например, путем проверки и сортировки) непредвиденных примесей и загрязняющих веществ может быть экономически эффективен с точки зрения чистоты готового продукта и снижения эмиссий.

Физическое состояние материала также влияет на методы хранения и переработки. Материалы могут быть пылящими, маслянистыми, значительно различаться по размеру: от тонкодисперсной пыли до крупных кусков. Эти факторы оказывают влияние на выбор методов доставки, хранения и переработки. Методы обращения с первичным сырьем применяются наряду с другими перечисленными ниже методами.

Вторичные сырьевые материалы могут доставляться на площадку различными видами транспорта, навалом, в мешках (биг-бэгах) либо в бочках.

Крупные компоненты и такие материалы, как стружка, обрезь, шлам, хранятся на бетонированных площадках, которые могут быть открытыми, закрытыми или находиться внутри зданий. Некоторые материалы крупных фракций не хранятся на площадках с покрытием, если они могут повредить такое покрытие. Разнородные материалы обычно хранятся в отдельных штабелях для разделения различных сортов материала и составов для различных сплавов.

Пылящие материалы также хранятся в раздельных штабелях, которые могут быть открытыми, закрытыми или находиться внутри зданий. Эти материалы могут быть самовоспламеняющимися или реагировать с влагой, образуя в зависимости от химического состава аммиак или другие газы, такие как арсин (мышьяковистый водород) или стибин (сурьмянистый водород). Поэтому при выборе методов хранения необходимо учитывать эти факторы. Холодный пылящий материал может быть покрыт связующим материалом, таким как меласса, с получением сухой крошки, исключающей образование пыли. Присутствие в сырье связующего материала не влияет на параметры пирометаллургических процессов.

Вторичные сырьевые материалы могут быть загрязнены различными другими материалами, такими как нефтепродукты, кислоты и органика, которые могут быть смыты в дренажные системы. Возможность загрязнения такими веществами ливневых и других стоков учитывается при разработке методов хранения и очистке стоков с соответствующих площадок. Для предотвращения загрязнения водных объектов применяются обвалование площадок, герметизация их поверхности и нефтеловушки.

При обращении с материалами в зависимости от способа хранения используются различные методы. Применяются грейферы, конвейеры, бульдозеры, фронтальные погрузчики, экскаваторы. Вторичные материалы перед использованием и предварительной обработкой часто необходимо смешивать, в этом случае используются промежуточные площадки для хранения.

В зависимости от исходных материалов применяются следующие процессы:

печь ISASMELT для плавки и преобразования в черновую медь широкого спектра первичных и вторичных медьсодержащих материалов (пыль, штейн, окалина, шлаки, анодные шламы и т.д.), электронного лома и некоторых сырьевых материалов, содержащих цинк и другие материалы;

KRS, для выплавки и преобразования в черновую медь вторичных медных материалов, таких как лом медных сплавов, электронный лом, шлаки с высоким содержанием меди, медный шлак, дымовая пыль, шламы;

электрическая печь для плавки широкого спектра медных и медь/свинцовосодержащих материалов (пыль, окалина, шлаки, низкосортные драгоценные металлы, анодные шламы, лом медных сплавов, низкосортный штейн, медно-свинцовые концентраты);

мини-плавильно-доменная печь для выплавки вторичных оксидных и металлических медьсодержащих материалов с использованием железа или медно-железного лома в качестве восстановителя;

TBRC, для плавки лома меди и медных сплавов, шлаков и комплексных концентратов;

Contimelt, представляющий собой непрерывный двухстадийный процесс плавки и обработки черной и черновой меди, лома высококачественной меди и анодного лома для производства медных анодов.

Печь Ausmelt/ISASMELT и KRS могут применять прерывистый двухстадийный процесс плавки и конвертирования на одной и той же установке, что предотвращает дополнительные выбросы, возникающие при перемещении материалов из одной печи в другую.

Производство меди из вторичного сырья с годами стало более энергоэффективным благодаря внедрению новых технологий. Энергоемкость установки KRS составляет 1080 кВтч/тонну сырья, что значительно ниже, чем у старой системы доменной печи, конвертера и завода свинцово-оловянных сплавов – 2300 кВтч.

5.2.3.1. Методы предотвращения и сокращения выбросов в атмосферу от плавильных печей при производстве вторичной меди

Описание техники:

использование исходных материалов в соответствии с используемой печью и установленной системой очистки;

работа при отрицательном давлении, закрытые печи/системы загрузки, соответствующие корпусы, ограждения, использование закрытых желобов, вторичные вытяжки с эффективной системой аспирации и последующие системы обеспыливания и газоочистки;

очистка отходящих газов (первичных и вторичных): циклоны в сочетании с рукавными фильтрами; установка двойного контактирования/двойной абсорбции, скруббер, сухая известь/введение сорбалита, добавление адсорбентов, системы удаления ртути, дожигание, тушение.

Техническое описание

Использование исходных материалов в соответствии с печью и установленной системой очистки.

Предотвращение выбросов достигается за счет правильной конструкции печи и системы снижения выбросов, а также использования соответствующего сырья в соответствии с проектными требованиями.

Предварительная обработка исходных материалов необходима для достижения требуемых технологических характеристик процесса, например, мелкие и шламовые сырьевые материалы гранулируются или альтернативно смешиваются или высушиваются и впрыскиваются пневматическим способом. В зависимости от наличия органических материалов могут применяться другие виды предварительной обработки, такие как удаление масла из стружки перед стадией плавки при производстве вторичной меди.

Работа при отрицательном давлении, закрытые печи/системы загрузки, соответствующие корпусы, ограждения, использование закрытых желобов, вторичные вытяжки с эффективной системой аспирации и последующие системы обеспыливания и газоочистки.

Могут применяться герметичные системы загрузки (такие как двойной колпак, дверное уплотнение, закрытые конвейеры и питатели), а также герметичные или закрытые печи. Для предотвращения повышения давления в печи применяется работа с отрицательным давлением и достаточной скоростью извлечения газа.

Печи герметизируют в вентилируемых корпусах или используют кожухи. Системы вытяжки, такие как колпаки, применяются для улавливания дыма на участках загрузки и выпуска печи. Эффективность сбора зависит от эффективности вытяжек, целостности воздуховодов и использования хорошей системы контроля давления/потока.

Использование печи Ausmelt/ISASMELT или KRS может предотвратить выбросы при перемещении материалов из одной печи в другую, поскольку в этих печах может применяться прерывистый двухстадийный процесс плавки и конвертирования на одной и той же установке.

Использование усиленной системы аспирации.

Регулировка скорости вытяжки возможна за счет применения вентиляторов с регулируемой скоростью, а также автоматической настройки вытяжной системы в соответствии с условиями загрузки. Автоматическое управление заслонками используется для обеспечения хорошей вытяжки и направления усилия вытяжки на источник дыма без использования слишком большого количества энергии. Элементы управления позволяют автоматически изменять точку извлечения на разных этапах процесса. Вентиляторы с регулируемой скоростью используются для обеспечения скорости вытяжки, подходящей для изменяющихся условий.

Также применяются системы для автоматического управления вентиляторами, клапанами и заслонками для обеспечения оптимальной эффективности сбора и предотвращения неорганизованных выбросов.

Необходимы регулярный мониторинг работоспособности всей системы аспирации, а также регулярный контроль и профилактическое обслуживание печей, вытяжек, воздуховодов, вентиляторов и систем очистки.

Обработка отходящих газов.

Содержание отходящих газов при вторичном производстве меди зависит от состава используемого сырья/топлива. Снижение выбросов ЛОС и диоксинов может быть достигнуто в печи при температуре газа выше 950°С. Повторное образование диоксинов предотвращается быстрым охлаждением газа (тушение или котел утилизатор). Рукавные фильтры используется для пыли и металлов; в некоторых случаях в сочетании с впрыскиванием активированного угля, что также снижает выбросы ЛОС, ПХДД/Ф и ртути. Вторичные аспирационные газы могут обрабатываться вместе с отходящими технологическими газами.

Первичные отходящие газы из вторичных плавильных печей содержат диоксид серы в зависимости от состава исходного материала и используемого процесса (например, кокс, который необходим для доменной/шахтной печи). Отходящие газы с высокой концентрацией SO₂из печей направляются на установку двойного контакта/двойной абсорбции для производства серной кислоты или жидкого SO₂. Предварительно технологические газы проходят систему очистки в сухом горячем ЭСО, а затем в мокром ЭСП. Тепло может быть рекуперировано в котле-утилизаторе, где вырабатывается пар для использования в других процессах или для отопления зданий.

Для отходящих газов с низким содержанием SO₂удаление двуокиси серы может быть достигнуто путем введения извести в рукавный фильтр.

Адсорбенты (например, активный уголь) добавляются в фильтрующие системы если необходимо для удаления диоксинов и других ЛОС или могут применяться другие методы.

Уловленная пыль перерабатывается для извлечения металла.

Вторичные отходящие газы обеспыливаются в рукавном фильтре с добавлением извести или других материалов.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов пыли и металлов в атмосферу.

Сокращение выбросов SO₂в атмосферу и извлечение серы.

Сокращение выбросов ПХДД/Ф и ЛОС.

Восстановление сырья путем повторного использования уловленной пыли.

Рекуперация энергии с использованием котла-утилизатора.

Эффективность окружающей среды и эксплуатационные данные

Отсутствуют данные (в рамках КТА предприятия по вторичному производству меди не рассматривались).

Кросс-медиа эффекты

Увеличение использования энергии.

Использование добавок, таких как известь, активированный уголь и другие, для удаления SO₂, диоксинов и ртути.

Образование отходов, если собранная пыль не может быть возвращена в процесс или повторно использована.

Технические соображения, касающиеся применимости

Методы применимы к новым и существующим вторичным медным заводам в зависимости от типа сырья.

Применимость влажного скруббера может быть ограничена в следующих случаях:

очень высокие скорости потока отходящих газов из-за перекрестных эффектов (значительное количество отходов и сточных вод);

в засушливых районах большой объем необходимой воды и потребность в очистке сточных вод и связанных с ними средах.

Рекуперация SO₂ с высокой концентрацией в отходящих газах на кислотных установках двойного контакта/двойной абсорбции преимущественно применяется для печей, перерабатывающих вторичные серосодержащие материалы или комбинацию вторичных материалов и первичных концентратов. Для отходящих газов с низким содержанием SO₂ применяются другие методы удаления SO₂. Использование методов снижения содержания ртути будет зависеть от типа сырья.

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства.

Экономия энергии и сырья.

5.2.3.2. Сокращение выбросов ПХДД/Ф в производстве вторичной меди

Описание

Техники для рассмотрения:

выбор сырья в соответствии с печью и применяемыми методами борьбы с загрязнением;

оптимальные условия горения;

системы загрузки, которые дают небольшие добавки сырья в полузакрытых печах;

термическое разрушение диоксинов в печи при высоких температурах (>850 °C);

вдувание кислорода в верхнюю зону печи;

избегание выхлопных систем, которые приводят к высокой запыленности при температуре >250 °C;

камера дожигания;

быстрое охлаждение отходящих газов в температурном диапазоне от 400 до 200 °C;

введение адсорбционного агента (например, активированного угля, буроугольного кокса, извести) до обеспыливания;

эффективная система сбора пыли.

Техническое описание

Органические соединения углерода, которые могут выделяться, включают ПХДД/Ф, являющиеся результатом неполного сгорания синтетических или минеральных органических материалов (масло, пластик и т. д.).

Можно идентифицировать органическое и / или галогеновое загрязнение вторичного сырья, чтобы можно было использовать наиболее подходящую комбинацию печи и борьбы с выбросами для предотвращения выбросов ПХДД/Ф.

Там, где это необходимо, может быть применена предварительная обработка лома для удаления органического загрязнения в зависимости от конкретной печи или используемого процесса.

Улучшение условий горения включает использование обогащенного воздуха или чистого кислорода и улучшенное смешивание кислорода с горючим материалом, что приводит к повышенной температуре горения или времени пребывания при высоких температурах. Как следствие, ЛОС окисляются, включая ПХДД /Ф.

Применяется модификация систем загрузки печей для получения небольших, равномерных добавок сырья в полузакрытых печах. Это уменьшает охлаждение печи во время загрузки и поддерживает более высокие температуры газа, что способствует оптимизации процесса и предотвращению первичного синтеза ПХДД/Ф.

Термическое разрушение диоксинов может быть достигнуто в печи при температурах газа более 850 °С при длительном протекании производственного процесса. Затем предотвращение ректификации диоксина достигается быстрым охлаждением газа до 200 °C. Дожигатели также могут использоваться для обработки произведенных газов, а затем быстрого охлаждения. В тех случаях, когда невозможно обрабатывать газы из печей в дожигателе, они могут окисляться путем добавления кислорода выше зоны плавления.

ПХДД/Ф может адсорбироваться на активированном угле в реакторе с неподвижным слоем или в движущемся слое, или путем впрыскивания активированного угля или других добавок в газовый поток с последующим удалением в виде фильтрующей пыли. Количество и состав добавки в значительной степени зависят от условий процесса и происхождения, состава исходных материалов.

Высокоэффективная фильтрация пыли может способствовать улавливанию пыли и обеспечивать удаление диоксинов, которые иногда поглощаются.

Достигнутые экологические выгоды

Предотвращение и сокращение выбросов ПХДД/Ф.

Эффективность окружающей среды и эксплуатационные данные

Медь действует как катализатор образования диоксинов. Это означает, что выплавка вторичного сырья с низким содержанием органических веществ и хлора может привести к увеличению количества диоксинов в исходном отходящем газе, чем можно ожидать при производстве других цветных металлов.

Уровень ПХДД/Ф также зависит от конкретного параметра процесса (из-за высокого потенциала восстановления шахтной печи развитие диоксинов больше, чем в других печах) и конкретных условий отходящего газа (например, температура, время пребывания в разных температурных окнах, содержание SO₂).

В Aurubis Lunen KRS предназначена для термической деструкции диоксинов, которые могут возникать во время плавки. Для предотвращения их первичного синтеза отходящие газы из котла-утилизатора быстро охлаждаются. ПХДД /Ф измеряются один раз в три года. Измеренные значения составляют 0,01 нг I-TEQ/м³и 0,1 нг I-TEQ/м³.

В Aurubis Hamburg термическая деструкция диоксинов достигается в электрической печи при высоких температурах (выше 950 °C). Предотвращение реформирования диоксина обеспечивается быстрым охлаждением газа. Дальнейшая обработка на кислотном заводе также позволяет избежать образования диоксинов.

В Aurubis Olen перед рукавными фильтрами была установлена система очистки с помощью извести и активированного угля. Также проводится предварительный отбор лома для минимизации количества загрязненного материала. Измерения ПХДД/Ф проводятся три раза в год. Измеренные уровни находятся в диапазоне 0,03 – 0,5 нг I-TEQ/Нм³(для завода Contimelt, плавки и рафинирования черновой меди, лома высокосортной меди и анодного лома) и 0,026 – 0,25 нг I-TEQ/Нм³(для завода Contirod, перерабатывающего катодную медь и высокочистый лом для производства катанки).

В Boliden Ronnskar отходящие газы печи TBRC охлаждают, затем вводят известь и активированный уголь, а газы очищаются в рукавном фильтре. ПХДД/Ф измеряют один раз в год, уровни выбросов ниже 0,05 нг I-TEQ/Нм³.

В Umicore Hoboken проводятся регулярные проверки поступающего сырья на содержание диоксинов. Диоксины в сырье разрушаются в печи ISASMELT. Быстрое гашение газов позволяет избежать образования новых диоксинов; реакция в контактных слоях катализатора также исключает образование новых диоксинов. Уровень выбросов составляет менее 0,001 нг I-TEQ/Нм³.

В Montanwerke Brixlegg органические вещества, содержащиеся в газе, разрушаются регенеративным дожигателем. Концентрация ПХДД/Ф в отходящих газах из шахтной печи постепенно снижалась до 0,31 нг I-TEQ/Нм³.

В Metallo-Chimique Beerse печь для мини-плавильной установки оснащена отдельным адсорбционным фильтром конца трубы с введением Сорбалита. Сорбалит представляет собой комбинацию извести с активированным углем. В горловине печи установлен дозатор. Адсорбционный фильтр конца трубы имеет емкость 100 000 Нм³/ч. ПХДД/Ф измеряют два раза в год. Уровни <0,1 нг I-TEQ/Нм³поддерживаются.

Печь TBRC оснащена рукавным фильтром (70 000 Нм³/ч) с введением сорбалита для очистки первичных отходящих газов. ПХДД/Ф измеряют два раза в год по шесть часов каждый. Уровни между 0,01 нг I-TEQ/Нм³и 0,1 нг I-TEQ/Нм³поддерживаются.

Кросс-медиа эффекты

Собранная пыль может иметь высокие концентрации ПХДД/Ф и возможно ее необходимо утилизировать или тщательно обработать при возврате в производственный процесс.

Использование добавок / адсорбентов.

Увеличение использования энергии (дожигатель).

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо. Оптимальное сочетание методов, применяемых на новых и существующих медных заводах, зависит от типа сырья и используемой печи.

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна.

Чтобы снизить затраты на адсорбенты, пыль фильтра может быть возвращена в процесс.

Движущая сила для осуществления

Требования экологического законодательства.

5.2.3.3. Сокращение выбросов из печей с использованием регенеративного дожигателя при производстве вторичной меди

Описание

Использование рукавного фильтра и регенеративного термического окислителя (РTO).

Техническое описание

Летучие органические соединения и остаточные СО могут быть нежелательными примесями в отходящем газе из вторичного производства меди. Для удаления этих примесей из отходящих газов печи можно использовать комбинацию дожигателей, систем охлаждения и систем борьбы с выбросами пыли.

Установка дожигателя обеспечивает избыток кислорода, высокие температуры (>850 °C) и достаточное время пребывания для разложения и сжигания всего органического углерода из газового потока и технически разрушать органические соединения, включая ПХДД /Ф. Затем газы гасят, чтобы избежать повторного образования диоксинов и фуранов, или, если это применимо, охлаждают для рекуперации тепла и отправляют в рукавный фильтр для обеспыливания.

РTO используют регенеративную систему для использования тепловой энергии дымового газа. В этой системе используется слой керамических материалов, который поглощает тепло от дымовых газов. Поглощенное тепло подогревает поступающий технологический газ и разрушает органические соединения. Перед входом в РTO отходящие газы обеспыливаются в рукавном фильтре.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов СО, ЛОС и ПХДД/Ф.

Эффективность окружающей среды и эксплуатационные данные

В Montanwerke Brixlegg поток отходящего газа всасывается из шахтной печи и вдувается под давлением в регенеративный блок дожигателя. Вентилятор с частотным управлением предназначен для улавливания дыма и отходящего газа из печи, который затем вдувается в РTO. Отфильтрованный от пыли отработанный газ вдувается в РTO при 110 °C. В пределах РTO отходящий газ обрабатывается в керамических фильтрах и нагревается до 950 °C с помощью горелки на природном газе. Таким образом, органические соединения, включая диоксины, окисляются до СО₂.

Кросс-медиа эффекты

РТО должен работать на природном газе.

Технические соображения, касающиеся применимости

Метод применим к печам с высокими остаточными концентрациями ПХДД/Ф и CO.

Экономика

Эксплуатационные затраты РTO в основном связаны с работой шахтной печи, из которой обрабатывается отходящий газ. Количество природного газа определяется тепловыми условиями, необходимыми для окисления органических соединений в отходящем газе.

Движущая сила для внедрения

Требования экологического законодательства.

Потребление энергии РTO примерно на 75 % ниже, чем для рекуперативного дожигателя.

5.2.3.4. Сокращение выбросов NO_X из печей при производстве вторичной меди

Описание

Техники для рассмотрения:

использование чистого кислорода для сжигания (кислородно-топливные горелки);

использование обогащения кислородом при определенных условиях;

подача инертного газа.

Техническое описание

Образование NO_X при горении определяется температурой и парциальным давлением N₂ в газовой фазе. Поскольку пирометаллургические процессы требуют высоких температур, меры по сокращению выбросов NO_X обычно основаны на уменьшении парциального давления N₂. Это может быть достигнуто за счет использования чистого кислорода вместо воздуха для сжигания.

Использование обогащения кислородом воздуха может также иметь отрицательный эффект, хотя локально увеличивает температуру горения. Это может способствовать образованию NO_X, в связи с чем необходим контроль данного показателя.

Подача инертного газа снижает производство оксидов азота. Такой инертный газ может частично направлен обратно в камеру сгорания.

Достигнутые экологические выгоды

Предотвращение выбросов NO_X.

Уменьшение количества дымовых газов из-за снижения объема горючего газа.

Сокращение использования энергии.

Эффективность окружающей среды и эксплуатационные данные

Сообщается, что типичные уровни выбросов оксидов азота для вторичной меди находятся в диапазоне от 20 мг/Нм³до 400 мг/Нм³в зависимости от типа печи и технологического процесса.

Использование чистого кислорода в горелке приводит к уменьшению парциального давления азота в пламени по сравнению с использованием воздуха, что приводит к снижению NO_X.

Уровни выбросов оксидов азота при вторичном производстве меди зависят от типа технологического оборудования, а также вида топлива, конструкции горелки, последовательности сгорания и скорости тепловыделения и теплопередачи.

Следует также учитывать присутствие окружающего воздуха в печи. Во многих случаях трудно избежать потребления окружающего воздуха. Для этого печь должна быть полностью закрыта или работать при избыточном давлении (хотя это может вызвать неорганизованные выбросы).

Кросс-медиа эффекты

Более высокие температуры отходящих газов уменьшают долговечность огнеупорной футеровки.

Технические соображения, касающиеся применимости

Кислородно-топливное сжигание можно применять в большинстве пирометаллургических процессов. Применяемые методы зависят от геометрии печи и режима работы, а также вида топлива, конструкции горелки, последовательности горения и скорости тепловыделения и теплопередачи. Методы действительны при условии, что в печи нет окружающего воздуха. Можно использовать для новых установок/оборудования или модернизации существующих установок.

Экономика

Экономические преимущества кислородно-топливных горелок в основном связаны с улучшением производственных показателей и сокращением затрат на энергию (поскольку системы борьбы с загрязнением могут быть уменьшены).

Движущая сила для внедрения

Сокращение выбросов.

Экономия энергии.

Потенциально более короткое время плавления из-за более высокой температуры пламени горелки.

5.2.3.5. Методы предотвращения и сокращения выбросов в атмосферу из раздаточных печей при производстве вторичной меди

Для обеспечения непрерывной обработки расплавленного металла (например, черной меди, конвертерной меди, блистерной меди) и обеспечения надлежащего разделения металла и шлака используются раздаточные печи вторичного производства меди.

Раздаточные печи расположены после плавильных печей или конвертеров для хранения расплавленного металла или шлака, ожидающих дальнейшей обработки и очистки в других устройствах. Это обеспечивает надлежащий, плавный поток продукции с достаточной емкостью для расплавленного металла и при меньших эксплуатационных расходах. Этот период времени в раздаточных печах позволяет дополнительно отделить черную/конвертерную медь от шлака.

Раздаточные печи обычно представляют собой горизонтальные барабанные печи, загружаемые через желоб/канал или ковш. В печах могут использоваться различные виды топлива (мазут, природный газ), а также кислородно-топливные горелки для поддержания необходимой температуры плавки.

Описание

Методы, которые следует учитывать для сокращения выбросов из раздаточных печей, следующие:

закрытая печь;

колпаки-уловители или колпаки, интегрированные с краном, в точках заправки и розлива;

вытяжные зонты или корпус приемного ковша;

сбор третичных газов, например "дом в доме";

поддержание температуры в печах на требуемом уровне;

системы газоотвода на заправочных и врезных участках;

отрицательное давление в топке и тракте дымовых газов;

охлаждение дымовых газов и рукавных фильтров.

Техническое описание

Отходящие газы раздаточной печи и вторичный вентиляционный газ охлаждаются и обеспыливаются на рукавных фильтрах.

Достигнутые экологические выгоды

Предотвращение и сокращение выбросов пыли.

Эффективность окружающей среды и эксплуатационные данные

В конвертере северного завода Aurubis Hamburg черная медь из электроплавильной печи переносится в раздаточную печь для дальнейшей обработки. Раздаточная печь находится внутри закрытого здания и дополнительно размещается в герметично закрытом корпусе, который подключен к системе фильтров (система удержания "дом в доме"). Загрузка/выпуск происходят главным образом в этом корпусе, который оборудован внутренним краном. Загрузочная тележка для транспортировки ковшей вентилируется (например, вихревыми вытяжками), применяется система удержания "дом в доме".

Кросс-медиа эффекты

Увеличение потребления энергии (например, для вентиляторов и рукавного фильтра).

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо только для новых или полностью перестроенных установок. Технологии подходят для уменьшения неорганизованных выбросов при выпуске и загрузке печей.

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна.

Движущая сила для осуществления

Требования экологического законодательства.

5.2.3.6. Методы предотвращения и сокращения выбросов в атмосферу от конвертерных печей при производстве вторичной меди

На стадии конвертирования при вторичном производстве меди используются конвертеры Пирса-Смита (PS) и TBRC, работающие в периодическом режиме. Конвертеры PS перерабатывают жидкий медно-свинцовый штейн, богатые медью шлаки в некоторых случаях или черную медь с добавлением твердого медного лома или электронного лома, а также другие материалы, содержащие драгоценные металлы. Исходные материалы для конвертеров PS включают лом Cu-Fe и черную медь. TBRC применяется для переработки черной меди, лома меди и медных сплавов.

Печь Ausmelt /ISASMELT и KRS также используются для прерывистого двухступенчатого процесса плавки и конвертирования.

Описание

Методы для рассмотрения:

герметизированные печи;

работа под отрицательным давлением и усиленная система всасывания;

вытяжные зонты;

первичные и вторичные вытяжки и добавление скрапа/флюсов через вытяжку;

сбор третичного дыма, такой как "дом в доме", с эффективной системой извлечения;

системы охлаждения с рукавным фильтром или ЭСО;

системы удаления SO₂.

Техническое описание

Предотвращение неорганизованных выбросов и сбор газов.

Эксплуатация конвертера зависит от отрицательного давления и использования первичных, вторичных или третичных вытяжных зонтов. Пыли, флюсы и лом можно добавить через вытяжку. TBRC компактен и закрыт, что позволяет собирать вторичные пары. Автоматическое управление может предотвратить продувку, когда конвертер "выведен".

Конвертеры могут быть оснащены дополнительными вытяжками для сбора неорганизованных выбросов. Всасывание обеспечивается непосредственно у источника выбросов для уменьшения неорганизованных выбросов. Автоматизированные системы используются для автоматического управления вентиляторами на этапах процесса, которые создают пары. Также используются вентиляторы с переменной скоростью. При необходимости применяется вентиляция крыши плавильни.

Газы, которые не собираются вторичными вытяжками, могут быть собраны в системе третичного сбора, которая охватывает всю рабочую зону, такую как система "дом в доме". Вытяжка с краном также используется в качестве эффективного нового устройства для снижения выбросов от загрузки и выгрузки вторичных конвертерных печей, например, TBRC.

Отходящие газы от конвертеров при вторичных процессах производства меди обрабатываются газовым охлаждением (если возможно, с возвратом тепла / энергии), сепарацией крупнозернистых частиц, удалением пыли в ЭСО или рукавных фильтрах и удалением SO₂.

Методы, применяемые для удаления SO₂, связаны с используемыми исходными материалами и представляют собой установку двойного контактирования/двойной абсорбции, мокрый скруббер Mg(OH)₂, скруббер NaOH или другие методы.

Вторичные газы обрабатываются в рукавном фильтре с введением извести в случае значительных выбросов SO₂.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов пыли, металлов и SO₂.

Сокращение неорганизованных выбросов.

Уловленная пыль может быть возвращена в технологический процесс или переработана снаружи.

Отработанный очищающий раствор (скруббер NaOH) используется в KRS, где происходит испарение, поэтому свежая вода не используется.

Эффективность окружающей среды и эксплуатационные данные

В Aurubis Lunen печь TBRC используется для конвертирования черной меди. Она расположена в отдельном закрытом здании, из которого воздух отсасывается и очищается в фильтровальном блоке. Все дымовые газы от загрузки и выгрузки отсасываются с помощью интегрированного с краном вытяжного шкафа и вентиляции крыши в зале для плавильной печи. Максимальный расчетный объем отработанного газа составляет 230 000 Нм³/ч. Отходящие газы печи TBRC (70 000 Нм³/ч) отсасываются другой вытяжкой и очищаются в отдельном фильтре. Отходящий газ с TBRC с высоким содержанием SO₂очищается в скруббере NaOH.

Непрерывные измерения концентраций проводятся для пыли, SO₂, NO_X, HF и HCl. Концентрации показывают очень высокие колебания из-за периодической операции. Минимальные и максимальные значения также сильно зависят от исходного сырья каждой партии. [77]

Кросс-медиа эффекты

Увеличение использования энергии.

Использование мокрых скрубберов приводит к образованию дополнительных отходов, сточных вод, которые требуют обработки.

Использование извести или других добавок для удаления SO₂.

Технические соображения, касающиеся применимости

Рукавные фильтры применимы к новым и существующим установкам. Скрубберы применимы для новых установок и при проведении крупной модернизации или модернизации существующих установок, поскольку необходимо принимать во внимание образование шлама и дополнительные меры по очистке сточных вод.

Экономика

Капитальные затраты на систему "дом в доме" составляют до 6 млн евро.

В Aurubis Lunen были представлены инвестиционные затраты в размере около 17,5 млн евро для мер по охране окружающей среды, реализованных в рамках проекта TBRC (включая интегрированную краном вытяжку, систему сбора газа, скруббер NaOH и новый рукавный фильтр).

Движущая сила для осуществления

Требования экологического законодательства.

5.2.4. Техники по обращению с отходами

Производство цветных металлов из первичного и вторичного сырья связано с возможностью образования широкого ассортимента побочных продуктов, промежуточных продуктов и отходов. Основная цель всегда должна состоять в минимизации образования отходов путем оптимизации процесса и максимальной переработки остаточных продуктов и отходов при условии отсутствия негативных межсредовых эффектов. Остаточные продукты образуются на разных этапах производственного процесса, как при выполнении металлургических операций и плавки металлов, так и при очистке отходящих газов и сточных вод. От состава и количественного содержания элементов в остаточном продукте зависит возможность его вторичной переработки; например, анодный шлам является ценным сырьем для извлечения драгоценных металлов. Такие возможности всегда необходимо учитывать, принимая решение о конечной утилизации остаточного продукта в составе отходов.

Согласно действующему законодательству большинство таких остаточных продуктов относится к отходам. Однако в цветной металлургии в течение десятилетий разнообразные остаточные продукты используются в качестве сырья для других процессов, и существуют металлургические предприятия, чья деятельность направлена на повышение извлекаемости металлов и снижение количества отходов, направляемых на конечную утилизацию. Также хорошо известно, что металлургия демонстрирует один из самых высоких по сравнению с другими отраслями показателей вторичной переработки: большая часть материалов, перечисленных выше, повторно перерабатывается или повторно используется как в самой цветной металлургии, так и в других отраслях промышленности, например, при производстве цемента, абразивов и в строительстве. Это не связано с намерениями избавиться от них. Вторичные применения возникают в результате отделения металлов, что необходимо для их восстановления и производства чистых металлов из комплексных источников сырья. Такой подход позволяет минимизировать межсредовые эффекты. Тем не менее проблема остаточных продуктов, образующихся на производственных объектах, и поиск применений для таких продуктов будут играть важную роль и в будущем при выдаче соответствующих разрешений, поэтому поиск новых методов лежит, прежде всего, именно в этой области.

Таким образом, одно и то же вещество может считаться как отходом, так и вторичным сырьем в зависимости от особенностей его производства, транспортировки, а также использования или извлечения.

Описание

Техники, направленные на снижение объемов образования отходов при первичном и вторичном производстве меди, в результате повторного использования остатков, их переработки и извлечения полезных компонентов.

Техническое описание

Большинство промежуточных продуктов, образующихся при производстве меди, содержит извлекаемое количество меди и других цветных металлов и поэтому используется в качестве вторичного сырья.

Основными остаточными продуктами, образующимися при плавке меди, являются шлаки, окалина и съемы, удаляемые в ходе пирометаллургических процессов. Шлак образуется в результате реакции шлакообразующих сопутствующих элементов (например, железо) с добавляемыми флюсами. При температурах плавки шлак жидкий, его плотность отличаются от плотности расплава металла, и его легко слить отдельно. На рисунке 5.19. представлена схема процесса очистки медного шлака в электродуговой печи с целью внутренней вторичной переработки шлака. В данном примере расплавленный шлак с высоким содержанием меди из конвертера направляют на повторную плавку. После плавки шлак обезмеживают в электропечи для очистки шлака. Печь работает в непрерывном режиме с практически непрерывным сливом шлака. В зависимости от оборудования полученный очищенный шлак подвергают грануляции для производства абразива или медленному охлаждению с последующим дроблением для производства заполнителя или строительных материалов.

Рисунок 5.19. Переработка медного шлака в электродуговой печи

Существует различие между шлаком с высоким содержанием металла, который возвращается на повторную переработку в данном процессе или направляется на другой процесс или на другое производство для извлечения металла, и отвальным шлаком с низким содержанием металла.

Применение шлака в качестве строительного материала вместо заполнителя возможно, только если величина извлекаемых соединений металлов низкая. Шлак, который нельзя применять в качестве абразива или в гражданском строительстве, направляют на переработку или применяют в качестве строительного материала для специальных случаев (например, строительство участков для утилизации), или направляют на утилизацию.

Дроссы и пенистый шлак образуются в результате окисления металлов на поверхности ванны или в результате реакции с огнеупорами футеровки печи. Содержание металла в пенистом шлаке/дроссе сравнительно высокое (20 – 80 %), таким образом, эти материалы обычно возвращают на вторичную переработку в процесс или поставляют на другие металлургические заводы цветной металлургии для восстановления металла.

Футеровка и огнеупоры образуются при опадании огнеупорного материала из футеровки печи или полной смене футеровки печи. Срок службы футеровки печи – от нескольких недель до нескольких лет в зависимости от процесса и материала (например, у футеровки печи взвешенной плавки Outotec, используемой для плавки первичной меди, срок службы составляет 6 – 10 лет). Величина отработанной футеровки печи может составлять до 5 кг/тонну произведенного металла в зависимости от расплава [49]. Для переработки печной футеровки могут применяться следующие методы: использование в качестве шлакообразующего агента; повторное использование в качестве огнеупора.

Крупным источником образования отходов являются системы очистки. К этим материалам относятся колошниковая пыль и шламы, образующиеся в воздухоочистном оборудовании, а также другие твердые отходы, такие как использованный фильтрующий материал рукавных фильтров.

Пыль с участков хранения и подготовки или линий предварительной переработки сырья улавливается с помощью систем пылеочистки (обычно рукавных фильтров) и возвращается в основной процесс или передается на другой плавильный завод. В некоторых случаях перед отправкой на участки хранения и подготовки сырья пыль окатывают или брикетируют.

Материал, собираемый в виде пыли при очистке отходящих газов, можно окатывать или брикетировать и направлять обратно на плавку или поставлять как сырье для извлечения металлов на другие заводы. Пример – богатая цинком пыль из конвертера или электродуговой печи для первичной плавки меди, которая является побочным продуктом и используется в качестве сырья на цинковых металлургических заводах [20].

Шлам из скрубберов, содержащий металл, обычно обезвоживают, например, в фильтр-прессе и направляют на переплавку.

При сухой очистке отходящих газов материал фильтров периодически меняют. В фильтрующей ткани содержатся соединения металлов и частицы материалов из процесса. Известен целый ряд примеров использования фильтрующей ткани в пирометаллургическом процессе.

Количество использованных фильтрующих рукавов может быть уменьшено путем применения более надежного современного фильтрующего материала. Рукавные фильтры относятся к технологиям очистки, которые не требует трудоемкого техобслуживания. При повреждении рукава соответствующий участок фильтра изолируют дефлекторами на время проведения ремонта. Полная замена фильтра происходит при 10 – 20 % неисправных секций фильтров.

Заменить материал в рукавных фильтрах на современные надежные материалы не составляет труда, однако в каждом конкретном случае следует учитывать технические требования и соответствующие инвестиционные затраты. В случаях замены или обновления фильтрующей системы изменение нормативного срока эксплуатации и повышение работоспособности фильтрующих секций позволяет уменьшить их количество. Если это ведет к увеличению затрат на монтаж, то дополнительные расходы обычно компенсируются уменьшением количества рукавов фильтра.

При гидрометаллургическом производстве образуются технологические стоки, представляющие значительный риск загрязнения водных объектов. Поэтому их необходимо обрабатывать на водоочистных сооружениях. Очистка стоков гидрометаллургического производства предусматривает нейтрализацию или осаждение отдельных ионов. Основным остаточным продуктам в таких системах водоочистки являются гипс (CaSO₄), гидроксиды металлов и сульфиды. Образующийся шлам иногда направляется на переработку обратно в основной процесс.

В процессах выщелачивания, очистки и электролиза также образуются богатые металлом твердые остаточные продукты. Они часто содержат значительные объемы определенного металла и их либо возвращают в основной процесс, либо направляют для извлечения этого металла на другие заводы отрасли (например, для получения драгоценных металлов, свинца, меди и кадмия). Так, анодный шлам, образующийся в цехах электролиза меди, считается одним из наиболее ценных видов сырья для извлечения драгоценных металлов и, соответственно, ценным побочным продуктом производства меди.

Варианты вторичной переработки и повторного использования остаточных продуктов, образующихся при производстве меди, кратко представлены в таблице .10.

Таблица .10. Остаточные продукты и отходы, образующиеся при производстве меди, и возможные варианты обращения с ними

№ п/п

Источник остаточных продуктов

Промежуточный или остаточный продукт

Варианты переработки или вторичного использования

1	2	3	4
1	Подготовка сырья	Пыль, сметы	Шихта для основных процессов
2	Плавильная печь	Шлак, пыль, сметы	Возврат на плавку; строительный материал; производство абразивов
3	Конвертер		Повторное использование в печи
4	Рафинировочные печи		Повторное использование в печи
5	Переработка шлака	Очищенный шлак, пыль	Строительный материал, абразивы, заполнитель для дренажа, фильтр при производстве цемента
5	Переработка шлака	Штейн	Извлечение металла
6	Анодная печь	Поверхностный шлак/дросс	Возврат в процесс после очистки
6	Анодная печь	Шлак	Извлечение металла
7	Электрорафинирование	Отработанный электролит	Извлечение металла или переработка/утилизация
		Отработанные аноды	Возврат в анодную печь
		Анодный шлам	Извлечение драгоценных металлов
8	Выщелачивание	Остаточные продукты	Утилизация
9	Сернокислотная установка	Катализатор	Восстановление, переработка или удаление
		Кислые шламы	Извлечение металла, утилизация
		Слабая кислота	Выщелачивание, разложение, нейтрализация, производство гипса
10	Футеровка печи	Огнеупоры	Использование в качестве шлакообразующего агента, утилизация; повторное использование в качестве огнеупора
11	Травление	Отработанная кислота	Восстановление
12	Системы сухой очистки (рукавные или электрические фильтры)	Отфильтрованная пыль	Возврат в процесс; извлечение прочих металлов
13	Системы мокрой очистки (скрубберы или электрические фильтры)	Фильтровальный шлам	Возврат в процесс или извлечение металлов; утилизация (например, ртути)
14	Шлам от очистки сточных вод	Гидроксидные или сульфидные шламы	Утилизация, вторичное использование

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение отходов, предназначенных для утилизации.

Восстановление ценных металлов.

Минимизация экологических рисков, связанных с отходами, поступающими на полигоны.

Кросс-медиа эффекты

Отсутствуют.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

Определяется индивидуально.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства.

Экономические аспекты.

5.2.5. Энергоэффективность

5.2.5.1. Повышение эффективности использования энергии при первичном производстве меди

Описание

В процессе производства первичной меди используются техники, направленные на повышение эффективности энергопотребления за счет применения избыточного тепла в процессе плавки, использования горячих технологических газов для различных процессов, таких как сушка и предварительный нагрев подаваемых компонентов, применение печей взвешенной плавки, а также применяются меры по предотвращению увлажнения концентратов.

Техническое описание

К таким техникам относятся:

1) использование горячих технологических газов от процессов плавления для нагревания подаваемых компонентов;

2) использование избыточного тепла, генерируемого на стадиях первичной выплавки или конвертирования;

3) оптимизация использования энергии, содержащейся в концентрате, с помощью печи взвешенной плавки;

4) укрытие концентратов во время транспортировки и хранения;

5) использование тепла газов из анодных печей в каскаде для других процессов, таких как сушка.

Процесс плавки с помощью печи взвешенной плавки происходит в газовой среде. В процессе взвешенной плавки применяют обогащение дутья кислородом для получения автогенного или почти автогенного режима. Взвешенную (кислородно-факельную) плавку проводят в печах Outotec или INCO, при этом происходят окисление и плавка сухого концентрата в форме взвешенных в воздухе частиц. В печи достигается высокая скорость плавки; в зависимости от конструкции печи и типа концентрата возможно достижение производительности до 400 000 т. черновой меди в год.

Важное значение имеет утилизация теплоты уходящих газов с возвратом части теплоты в печь. Это объясняется тем, что единица теплоты, отобранная у газа и вносимая в печь с воздухом или газом (единица физической теплоты), оказывается значительно ценнее единицы теплоты, полученной в печи в результате сгорания топлива, так как теплота подогретого воздуха (газа) не влечет за собой потерь теплоты с дымовыми газами [63].

Преимущества предварительного нагрева воздуха, подаваемого для поддержания горения, подтверждены многими документами. Если воздух подогревается на 400 °C, рост температуры пламени составляет 200 °C, а если предварительный подогрев составляет 500 °C, температура пламени растет на 300 °C [56]. Как следствие, возрастание калориметрической температуры влечет за собой увеличение радиационной составляющей в процессе теплопередачи греющей среды к нагревательным материалам, находящимся в рабочем пространстве печи. Увеличение радиационной составляющей объясняется тем, что теплопередача излучением зависит от температуры факела в четвертой степени. Поэтому увеличение температуры пламени обеспечивает более высокую эффективность плавки и сокращение потребления энергии [65].

Альтернативой нагреву подаваемого для поддержания горения воздуха является предварительный нагрев материала, подаваемого в печь. Экономия энергии на 8 % может быть получена на каждые 100 °C предварительного нагрева. Практические данные свидетельствуют, что подогрев на 400 °C ведет к экономии 25 % энергии, в то время как подогрев на 500 °C ведет к экономии 30 % энергии [10].

Во многих обстоятельствах предварительная сушка сырья обеспечивает энергосбережение, потому что скрытое тепло, аккумулируемое в образующемся паре, не теряется, кроме того, уменьшается объем газов, следовательно, вентиляторы и газоочистки тоже могут быть меньшими по размеру и потреблять меньше энергии.

Тепло газов из анодных печей используется при сушке и на других этапах производства.

Горячие газы, образующиеся во время плавки или обжига сульфидных руд, почти всегда проходят через паровые котлы. Полученный пар можно использовать для производства электроэнергии и/или для отопления. Примером этого является то, что медеплавильный завод обеспечивает 25 % своих электрических потребностей (10,5 МВт) от пара, производимого котлом-утилизатором (КУ) печи для обжигания. Кроме выработки электроэнергии, пар используется в качестве технологического пара в концентрированной сушилке, а остаточное тепло используется для предварительного нагрева воздуха для горения.

Избыточное тепло, образующееся на этапах первичной плавки или конвертирования, используется для плавки вторичных материалов без использования дополнительного топлива. Например, тепло в конвертерах используется для плавления лома.

Достигнутые экологические выгоды

Высокая экологическая результативность.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

В Aurubis Hamburg (Германия) и Pirdop используется отопительный котел для извлечения тепла из плавки концентрата. Пар используется для паровых сушилок концентрата и различных химических процессов, а также отопления зданий. Теплота, сгенерированная в конвертерах, используется для плавки лома. В установке с двойным контактом теплообменники восстанавливают тепло от производства H₂SO₄ из SO₂.

В Польше на заводах KGHM Glogow 1 и Legnica газы из шахтных плавильных печей (содержащих около 10 % СО) направляются на местные электростанции для сжигания, для удаления СО и восстановления энергии. Извлеченные газы из шахтных печей используются в качестве воздуха для горения на местных электростанциях.

В Legnica вентиляционные газы из загрузочной, выпускной и шлаковой секций анодных печей частично используются в качестве воздуха для горения в горелках анодных печей. Нагретый воздух в трубах атмосферных охладителей преобразователей используется для нагрева пылевидных дымовых газов от шахтных печей, которые были переданы на электростанцию для сжигания.

На предприятиях Казахстана: Усть-Каменогорский металлургический комплекс ТОО "Казцинк" и Балхашский медеплавильный завод ТОО "Kazakhmys Smelting" установлены котлы-утилизаторы, использующие газы с печей и конвертеров.

В Шведской компании Boliden отопительный котел использует тепло от плавки и конверсии концентрата. Отработанное тепло применяется в сушке концентрата для экономии энергии.

В Atlantic Copper (Испания) котел использует тепло от плавки концентрата. Полученный пар используется для сушки концентратов, нагревательных установок на заводе и производства электроэнергии. Уходящие газы с электростанции также используются для сушки концентратов. Система управления энергией обеспечивает непрерывное повышение энергоэффективности.

Кросс-медиа эффекты

При использовании техники по сушке концентратов необходимо учитывать баланс влажности, чтобы избежать пыления.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применение техники использования технологических газов от процессов плавления для нагревания подаваемых компонентов возможно при использовании шахтных печей. Такая технология используется для многих видов концентратов и шихтовых материалов, включая вторичное сырье и окисленные руды.

Применение техники оптимизации использования энергии, содержащейся в концентрате, с помощью печи взвешенной плавки оправдано для новых установок и для значительной модернизации существующих установок. Данная техника признана по всему миру как "стандарт" производства первичной меди.

Экономика

Многие техники требуют значительных инвестиций, для определения экономической эффективности необходим индивидуальный подход.

Движущая сила внедрения

Экономия энергии.

5.2.5.2. Повышение эффективности использования энергии при вторичном производстве меди

Описание

При вторичном производстве меди применяются техники, главным образом состоящие из использования избыточного тепла, образующегося на различных этапах производства (плавка, конвертирование, анодирование) и горячих технологических газов. Они направленны на плавку лома, производство энергии, а также уменьшение содержания влаги в подаваемых в печь компонентах. Также осуществляется поддержание высокой температуры в печи между стадиями технологического цикла. В целом техники имеют схожую структуру с техниками, используемыми при первичном производстве меди.

Техническое описание

К таким техникам относятся:

1) уменьшение содержания влаги в подаваемых в печь материалах;

2) производство энергии за счет использования избыточного тепла от анодной печи;

2) использование для плавки лома избыточного тепла, генерируемого при плавке или конвертировании;

4) поддержание высокой температуры в печи между стадиями технологического цикла;

5) производство пара путем рекуперации избыточного тепла из плавильной печи для нагрева электролита на установках аффинажных заводов и/или для производства электроэнергии на установке комбинированной генерации электроэнергии и тепла;

6) предварительный нагрев шихты печи с помощью горячих технологических газов, поступающих со стадий плавки.

Уменьшение содержания влаги производится при помощи сушки. Процессы сушки используются для обеспечения качества исходных материалов, соответствующего требуемым характеристикам основных технологических процессов. Так же уменьшение содержания влаги в материале способствует снижению потребляемой энергии в процессе плавки. При выборе способов сушки необходимо учитывать экономические аспекты, доступность, надежность и особенности источников энергии, используемых при различных методах сушки, например, вращающихся сушилок, паровых и других установок непрямой сушки. Сушка обычно осуществляется за счет прямого нагрева материала от сгорания топлива либо косвенного нагрева с помощью теплообменных аппаратов, в которых циркулируют горячий пар, газ или воздух. Тепло, выделяемое пирометаллургическими процессами, например, в анодных печах, также часто используется для этой цели, как и содержащие CO отходящие газы, которые могут сжигаться с целью сушки сырья. Используются вращающиеся печи и сушилки с псевдосжиженным слоем.

Между стадиями производственного цикла осуществляется поддержание высокой температуры в печи в связи с тем, что металл должен удерживаться в расплавленном состоянии постоянно. В противном случае после его остывания будет потрачено большее количество энергии для переплавки.

Повышение энергоэффективности и снижение внешнего потребления топлива также достигаются за счет применения технологий рекуперации отработанного тепла. Горячие отходящие газы плавильной печи или конвертерной емкости направляются в котел-утилизатор. В котле газ охлаждается за счет образования пара. Пар можно использовать, например, для сушки концентрата (при прямой сушке паровым змеевиком, 150 – 180 кг пара на тонну концентрата) или для других технологических установок, а также производства электроэнергии или отопления.

Многие процессы используют избыток тепла, которое образуется на этапах плавки или конвертирования вторичных материалов без потребления дополнительного топлива. Например, избыточное тепло при конвертировании штейна используется для плавки анодного лома. В этом случае лом используется для снижения температуры процесса, причем состав лома тщательно контролируется. Это позволяет избежать необходимости охлаждения конвертера другими способами на различных этапах технологического цикла. Добавка лома для охлаждения может применяться и во многих других типах конвертеров, а те, в которых этот метод пока не может быть реализован, должны быть реконструированы таким образом, чтобы обеспечить применение этого метода.

Достигнутые экологические выгоды

Во время переплавки электронного либо батарейного лома горючий пластик вносит свой вклад в энергию, которая используется в процессе плавки и сокращает объем необходимого ископаемого топлива. Также следует отметить, что удельные организованные выбросы плавильных заводов, перерабатывающих лом, в 4 раза ниже, чем выбросы плавильных заводов, работающих на первичном сырье. Поэтому изготовление медных катодов из вторичных материалов исключает выбросы сотен тысяч тонн загрязняющих веществ и CO₂.

Эффективное использование энергии способствует снижению выбросов.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

В Польше Glogow 1, Glogow 2 и Legnica тепло, выделяемое в конвертерах (в первичной продукции), используется для плавки лома.

На заводе Aurubis Lunen в Германии тепло от печи KRS и анодной печи извлекается в котел нагрева воды и используется для нагрева электролита.

В бельгийской компании Aurubis Olen на заводе Contimelt горячие газы из шахтной печи ASO используются для предварительного подогрева концентрата, а котел для отработанного тепла производит пар. На установке Contirod сырье печи Asarco предварительно нагревается уходящими газами в шахте печи. Уходящие газы предварительно нагревают воздух для горения через теплообменник. Закрытая система загрузки предотвращает утечку тепла и газов из установки.

В Aurubis Avellino (Италия) отработанное тепло от шахтной печи используется для предварительного нагрева природного газа.

В Umicore Hoboken (Бельгия) вместо использования дополнительной воды смешивается сухое и влажное сырье. В плавильном заводе максимально используется электронный лом. На предприятии установлены высокоэффективные электрические двигатели для вентиляторов, насосов и т. д. Используются частотные преобразователи. Температура процесса контролируется и регулируется подача энергии для минимизации использования энергии. На электролизной установке поддерживается высокий электрический КПД> 95 %.

В австрийской компании Montanwerke Brixlegg отопительный котел использует тепло от отходящего газа анодной печи. Регенеративный термический окислитель используется для отходящего газа из шахтной печи.

Кросс-медиа эффекты

Отсутствуют.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимость техники уменьшения содержания влаги ограничена, когда содержание влаги в материалах используется в качестве метода уменьшения неорганизованных выбросов.

Экономика

Техники требуют значительных инвестиций. Для определения экономической эффективности необходим индивидуальный подход.

Движущая сила внедрения

Минимизация затрат на энергию.

5.2.5.3. Эффективное использование энергии в операциях электролитического рафинирования меди

Описание

Техники представляет собой комплекс мер, направленных на усовершенствование конструкции ванн электролизеров. Применяются системы укрытия и термоизоляции электролизных ванн, поверхностно-активные вещества, нержавеющая сталь для катодов. Осуществляется автоматическое управление по замене катодов/анодов в ванне.

Техническое описание

К техникам относятся:

1) применение термоизоляции и укрытие электролизных ванн;

2) добавление в электролит поверхностно-активных веществ;

3) усовершенствование конструкции ванн электролизеров за счет оптимизации следующих параметров: расстояние между анодами и катодами, конфигурация анодов, плотность тока, состав и температура электролита;

4) использование катодной основы из нержавеющей стали или титана;

5) автоматизированная замена катодов/анодов для точной установки электродов в ванне;

6) выявление коротких замыканий и контроль качества с целью обеспечения заданных геометрических параметров электродов и точности веса анодов.

Для повышения эффективности использования энергии при электроочистке и электролитической экстракции особое внимание уделяется состоянию электролита, обеспечению оптимальных эксплуатационных режимов, термоизоляции оборудования и автоматизации процессов.

Основными требованиями, предъявляемыми к электролиту, являются его высокая электропроводность (низкое электрическое сопротивление) и чистота. Для обеспечения высокой электропроводности электролита требуется поддержание необходимой температуры. Обычно для этого используется пар. При проведении электролиза при температуре 50 – 56 °С улучшаются показатели электролита, такие как: снижается электрическое сопротивление раствора, повышается растворимость солей металлов, возрастает коэффициент диффузии меди, а следовательно, улучшаются условия для выравнивания концентрации ионов металлов в электролите. Для максимального сохранения тепловой энергии, используемой для подогрева электролита, широко применяются термоизоляция и укрытие электролизных ванн.

Существенное влияние на структуру и качество катодных осадков оказывают поверхностно-активные вещества (ПАВ). Эффективность действия добавок ПАВ при различных режимах электролиза и плотностях тока заметно меняется. Поэтому подбор оптимальных составов и концентрации ПАВ для каждого предприятия представляет самостоятельную задачу. В качестве ПАВ при электрорафинировании меди применяют клей, желатин, тиомочевину, а также сульфитцеллюлозные щелоки, высокомолекулярные спирты, полиакриламид, различные смазочные масла и другие органические соединения [70,71].

Добавление в электролит поверхностно-активных веществ способствует улучшению структуры и образованию на катоде гладкого мелкокристаллического осадка с весьма высокими антикоррозийными свойствами. Это способствует увеличению эффективности использования катода и экономии энергии [9].

При ведении технологического процесса электрического рафинирования меди с точки зрения электротехники возможны две основные ситуации. Это отсутствие контакта между шиной и электродом или возникновение короткого замыкания между анодом и катодом. Для идентификации обоих ситуаций достаточно измерить интенсивность электромагнитного поля и сформировать отображение превышения уставок для эксплуатационного персонала [10]. В настоящее время существуют различные указатели замыкания в электролизных ваннах. С целью периодической настройки электродов, обеспечивающей равномерное распределение тока между всеми электродами в ванне, разработан прибор "Электрод-12", успешно прошедший длительные испытания в промышленных условиях. Одновременно на 12 электродах прибор позволяет регистрировать диаграмму тока и на основании ее проводить настройку ванны, предупреждая короткие замыкания.

В связи с необходимостью повышения качества катодной меди большинство медеэлектролитных заводов переходит на безосновную технологию ее получения. Вместо одноразовых медных матриц (основ), на которые в процессе электролиза должна оседать очищенная медь, используются постоянные из нержавеющей стали или титана с большим сроком службы.

Кроме повышения качества катодной меди, такая технология позволяет:

уменьшить расстояние между электродами до 90 – 95 мм, за счет чего увеличить на 11 – 13 % количество анодов в ванне и производительность цеха;

ликвидировать матричный передел и уменьшить объем незавершенного производства;

существенно уменьшить эксплуатационные затраты, в т.ч. за счет устранения затрат, связанных с короткими замыканиями.

Применяются подвешивание и выгрузка электродов из ванн с помощью мостового крана и специальных захватов комплекта электродов с заданным межэлектродным расстоянием. Механизация и автоматизация этих операций ощутимо снижают предельные затраты.

Применяются системы, оснащенные устройством для наблюдения за перемещением листов, позволяющие корректировать их положение. При этом сокращается длительность операции извлечения и установки матричных листов.

В современном процессе электролиза меди используются усовершенствование конструкции ванн электролизеров, позволяющее обеспечить необходимое расстояние между анодами и катодами, конфигурацию анодов, плотность тока, состав и температуру электролита.

Достигнутые экологические выгоды

Экономия энергии. Снижение выбросов.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Рельсовый мостовой кран, перемещающийся над верхней кромкой ванн, используется в японской фирме "Онахама". При этом благодаря программированному обслуживанию ванн сведен к минимуму пробег транспортных средств.

На заводе АО "Уралэлектромедь" используются автоматические краны, обеспечивающие возможность сокращения межэлектродного расстояния и более точную установку анодов и катодов в ванне. Применение на кранах оптического датчика позволяет размещать электроды с точностью ±2 мм, что увеличивает производительность и снижает вероятность замыканий. Кран, способный работать в автоматическом, полуавтоматическом и ручном режимах, за один час работы может перевезти более 2500 электродов.

Матрицы из нержавеющей стали используются на УКМК ТОО "Казцинк".

Внедрение безосновной технологии на АО "Уральская горно-металлургическая компания" (Россия) позволяет снизить энергоемкость производства (в структуре себестоимости на электроэнергию приходится около 65 %), т. к. коэффициент использования тока увеличивается на 2 – 3 % [69].

Кросс-медиа эффекты

Отсутствуют.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применяются на предприятиях с различными способами производства меди.

Экономика

Для определения экономической эффективности необходим индивидуальный подход.

Движущая сила внедрения

Экономия электроэнергии.

5.3. Техники при производстве драгоценных металлов

Описание

Пыль может возникнуть в результате проведения таких операций, как:

смешение компонентов шихты в смесителе для сыпучих материалов до начала плавки;

дробление шлака, отработанных тиглей и огнеупорных материалов в дробилке;

смешение, дробление, просеивание сырья, содержащего драгоценные металлы, в виде порошков и др.

Для снижения неорганизованных выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от процессов предварительной обработки сырья (дробление, просеивание, смешивание), содержащего драгоценные металлы, применяются следующие техники:

закрытые зоны предварительной обработки и системы транспортировки;

организация системы пылеулавливания на участке предварительной обработки сырья и при проведении погрузочно-разгрузочных работ;

электроблокировка, обеспечивающая невозможность эксплуатации оборудования без системы пылеулавливания.

На некоторых предприятиях, в зависимости от их размера и применяемых технологий могут быть организована централизованная система сбора и обработка пыли, образующейся в результате процесса предварительной обработки сырья, плавки и других пылеобразующих операций.

Техническое описание

В закрытых зданиях могут быть предусмотрены соответствующие вытяжные устройства (например, системы обеспыливания зданий), применяться системы пылеподавления, такие как форсунки для воды (являются одним из важнейших составных элементов в оборудовании для системы туманообразования) или системы туманообразования. Смешивание пылевидных материалов необходимо проводить в закрытом помещении или закрытых бункерах/смесителях.

Операции по смешиванию, очистке и измельчению сыпучих материалов предусматривают организацию системы пылеулавливания (вытяжные зонты, подключенные к системе воздуховодов с рукавными фильтрами).

При использовании картриджных или рукавных фильтров обратная прерывистая струя воздуха удаляет пыль из блоков, которая направляется в бункер и систему сбора. Все обслуживаемое смесительное оборудование, очистные камеры и дробилки, как правило, электрически сблокированы с пылеуловителем, так что никакое оборудование не может работать, если пылеуловитель и система фильтрации не работают. При использовании рукавных фильтров собранная пыль подается в качестве сырья на наиболее подходящую операцию по рафинированию металла в зависимости от ее состава.

На автономных системах пылеулавливания или общих вытяжных установках источники выбросов загрязняющих веществ (дымовые трубы) могут оснащаться датчиками измерения пыли (или аналогичным оборудованием) и приборами, которые регистрируют данные и передают на компьютер в центральную диспетчерскую. Помимо предоставления данных о выбросах в режиме реального времени для дымовых труб это оборудование может обеспечить сложную диагностическую запись состояния отдельных рядов фильтрующих элементов в пылеуловителе или вытяжном блоке. Датчики настроены на подачу сигнала тревоги при заданном значении концентраций пыли с целью предупреждения о возможном выходе из строя фильтрующего элемента и электроблокировки оборудования без системы пылеулавливания.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение выбросов пыли.

Сокращение образования твердых отходов.

Уловленная в аспирационных системах пыль направляется на переработку для извлечения ценных металлов.

Кросс-медиа эффекты

Увеличение использования энергии для эксплуатации аспирационных систем.

Технические соображения, касающиеся применимости

Выбор методов предварительной обработки сырья зависит от типа оборудования, технологического процесса производства, а также типа и размера частиц исходного сырья.

Централизованная система аспирации воздуха может быть применима для новых установок, работающих с порошкообразными или пылевидными материалами, для ее реализации на существующих предприятиях потребуется их серьезная модернизация.

Экономика

Дополнительные затраты на инвестиции и техническое обслуживание.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов.

Требования по соблюдению экологического законодательства.

5.3.2. Техники по снижению выбросов при пирометаллургических процессах производства сплава Доре

Описание

Драгоценные металлы концентрируют в золотосеребряном сплаве (сплав Доре), который получают из медеэлектролитных шламов, образующихся в процессе производства катодной меди. Золото извлекается из шлама, а также из сырья высокой степени готовности: катодное и шлиховое золото, сплав серебряно-золотой (Доре).

Поступающие на аффинаж материалы подвергаются приемной плавке с целью получения однородного по химическому составу сплава, опробывания, частичного удаления нежелательных примесей и получения нужной формы сплава для его последующей переработки. Приемную плавку осуществляют в электрических индукционных печах.

При переплавке ртутьсодержащего материала (с остаточным содержанием ртути 0,05 - 0,1 %) с выделяющимися парами ртути механически увлекаются благородные металлы. Пары ртути улавливают в специальной конденсационной системе. Собранная ртуть содержит и золото, и серебро.

Для снижения неорганизованных выбросов в атмосферу при осуществлении пирометаллургических операций (получение сплава Доре и другие) применяются следующие техники:

закрытые помещения и/или зоны плавильных печей;

проведение процессов под вакуумом;

организация системы пылеулавливания для плавильных печей (системы мокрой очистки, рукавные фильтры);

утилизация выбросов SO₂;

восстановление селена, собранного в отходящих газах, и осаждение из водного раствора;

электроблокировка, обеспечивающая невозможность эксплуатации оборудования без системы пылеулавливания.

На некоторых предприятиях в зависимости от их размера и применяемых технологий могут быть организована централизованная система сбора и обработка отходящих газов и пыли, образующихся в результате процесса предварительной обработки сырья, плавки и других операциях.

Техническое описание

Закрытые печи, герметичные корпусы/кожухи, уплотнители с эффективной системой очистки технологических газов.

Входящее сырье (анодный шлам) для снижения примесей меди и теллура проходит автоклавное выщелачивание, затем отфильтровывается и высушивается. Готовая шихта подается в плавильный агрегат – печь Калдо через закрытые бункеры, подключенные к системе аспирации отходящих газов. Непыльные и крупные материалы загружаются непосредственно в печь через открытые лодочки/емкости в закрытых условиях. В печи Калдо последовательно проводятся процессы плавления, восстановления и конвертирования. Работа происходит под отрицательным давлением. Печь Калдо герметизирована и подключена к системе аспирации. Приемный ковш закрывается или укрыт во время выпуска/разливки металла/шлаков. Ковши держат в корпусе до тех пор, пока материал не затвердеет.

Купеляционная печь (TBRC/TROF/BBOC) для рафинирования обогащенных драгоценными металлами сплавов из медно-свинцовых линий загружается крупными материалами, не содержащими серы и селена. Печь закрыта водоохлаждаемой крышкой, которая одновременно используется как колпак для отходящих технологических газов. Кроме того, печь размещена внутри кожуха для улавливания неорганизованных выбросов. Карбонат натрия и другие флюсы для процесса рафинирования хранятся в закрытых бункерах и загружаются через закрытую систему.

Сплав Доре также может быть получен в результате удаления цинка выпариванием под вакуумом в вакуумной реторте (ВР). Никаких флюсов не требуется. Это закрытый процесс. Формовка в бруски осуществляется под вытяжным колпаком, а отработанный воздух фильтруется через рукавные фильтры.

Вытяжки/кожухи подключаются к системе вытяжной вентиляции, обеспечивающей сбор газов. Система вытяжной вентиляции подключена к системе удаления газов, присутствующих в зонах загрузки/разборки, а также в зонах литья сплава Доре/серебряных анодов.

Достигнутые экологические выгоды

Предотвращение и сокращение выбросов пыли, металлов.

Все остатки, образующиеся в системах мокрого обеспыливания, которые могут содержать ценные металлы (отфильтрованный шлам), возвращаются в процесс рафинирования. Собранная пыль перерабатывается с целью извлечения твердых частиц и других ценных металлов, что способствует экономии сырья и минимизации потоков отходов.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

На Балхашском медеплавильном заводе основным сырьем производства серебра является медеэлектролитный шлам. Золото извлекается из шлама, а также из сырья высокой степени готовности: катодное и шлиховое золото, сплав серебряно-золотой (Доре). Для снижения примесей меди и теллура шлам проходит автоклавное выщелачивание. Из раствора автоклавного выщелачивания извлекают теллур в виде теллурида меди. Шлам после автоклава отфильтровывается и высушивается. Готовая шихта подается в плавильный агрегат – печь Калдо. В этой печи последовательно проводятся процессы плавления, восстановления и конвертирования. В процессе плавки образуется плавильный шлак, являющийся отходом для аффинажа. Шлак направляется в медеплавильное или свинцовое производство, так как содержит медь, свинец и небольшое количество драгметаллов. На стадии конвертирования образуется конвертерный шлак, который является оборотным продуктом аффинажа. Обычно его заворачивают на последующую плавку. Технологические газы проходят систему очистки. Полученную пульпу отфильтровывают и получают шлам в скруббере Вентури, который является оборотным продуктом для печи Калдо. Фильтрат содержит селен, который восстанавливают до металлического порошкового селена при помощи диоксида серы и потом реализуют потребителю. Полученный сплав Доре или анодное серебро разливаются в аноды, которые поступают на электролиз.

Кросс-медиа эффекты

Увеличение потребления энергии для работы систем фильтрации, обеспыливания и скрубберов.

Использование флюсов для повышения эффективности реакций плавки и предотвращения образования летучих соединений металлов.

Технические соображения, касающиеся применимости

Методы применимы к новым и существующим установкам.

Системы мокрого обеспыливания и рекуперации селена применимы для отходящих газов, содержащих летучий селен.

Рукавные фильтры обычно применяются для сухих газов (не содержащих летучий селен) и вентиляционных газов.

Экономика

Техники требуют значительных инвестиций, для определения экономической эффективности необходим индивидуальный подход.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов.

Требования по соблюдению экологического законодательства.

Аффинаж золота — комплекс технологических процессов для глубокой очистки золота от примесей, который включает ряд стадий очистки, среди которых преобладают методы химической обработки, физической обработки, концентрирования, для получения металла заданной химической чистоты.

Наиболее эффективным и распространенным методом аффинажа золота является электролитическое рафинирование. Также в промышленном производстве применяются хлорное рафинирование (процесс Миллера) и гидрометаллургическое рафинирование.

Описание

Для предотвращения и снижения выбросов в процессе электролитического рафинирования золота применяются следующие техники:

разработка комплексных мероприятий по управлению технологическим процессом;

использование закрытых резервуаров/сосудов/труб для перекачки растворов;

установка систем аспирации для электролизеров;

применение водяной завесы;

рециркуляция растворов для повторного использования;

утилизация побочных продуктов для извлечения драгоценных металлов;

извлечение азотной кислоты из высококонцентрированных NO_X-газов;

использование щелочного скруббера с раствором каустической соды для очистки отходящих газов от электролизеров.

Техническое описание

Золото получают методом электролитического или гидрометаллургического рафинирования после выщелачивания анодного шлама азотной кислотой. После выщелачивания золотой порошок отливается в аноды. Используемый электролит представляет собой раствор соляной кислоты и тетрахлорзолотой кислоты. Постоянный электрический ток, подаваемый между электродами, заставляет ионы золота, растворенные с анодов, мигрировать и осаждаться на катодах.

Золото также может быть извлечено выщелачиванием шламов/золотого порошка соляной кислотой в присутствии окислителей (HNO₃, Cl₂, H₂O₂и др.) с последующим селективным восстановлением и осаждением из раствора.

Меры, интегрированные в процесс управления.

Процессы электрорафинирования могут быть оптимизированы с точки зрения конструкции электролизера, расстояния между анодом и катодом, плотности тока, состава электролита, температуры и скорости потока, чтобы обеспечить низкое потребление энергии и поддерживать высокую производительность.

Закрытые резервуары/сосуды/трубы для перекачки растворов.

Применяются закрытые емкости/резервуары для хранения электролитов и реагентов (медный порошок, сода) для очистки отработанного электролита и цементации серебра. Резервуары/сосуды для хранения представляют собой резервуары с двойными стенками или помещаются в прочные обваловки. Пол непроницаем для воды и кислоты. Закрытые трубопроводы используются для передачи растворов/электролитов.

Кристаллы серебра по закрытым конвейерам переносят в сборные сосуды или поднимают с помощью сборных лотков со дна ячейки.

Выщелачивание анодного шлама азотной кислотой (перед электролизом золота) происходит в закрытых емкостях.

Закрытые реакционные сосуды с вытяжной вентиляцией также используются для выщелачивания анодного шлама соляной кислотой или другими растворителями или смесями растворителей, а также на последующих стадиях для восстановления и осаждения золота.

Регулярный осмотр и профилактическое обслуживание ячеек, резервуаров, труб, насосов и систем очистки применяются для обеспечения герметичности и предотвращения утечек.

Установка систем аспирации для электролизеров.

Промывка шлама происходит внутри корпуса или ограждения.

Электролизеры для электролиза золота оснащены зонтами/встроенными кожухами и вытяжной вентиляцией для улавливания хлора, образующегося на аноде.

Водяная завеса.

Это может быть использовано для предотвращения выбросов газообразного хлора при выщелачивании анодного шлама соляной кислотой или другими растворителями.

Рециркуляция растворов для повторного использования

Дренажные системы должны быть герметичны, и все собранные растворы рециркулируют в производственном процессе.

Утилизация побочных продуктов для извлечения драгоценных металлов.

Электролит от электролиза золота очищается для извлечения золота. Отработанные аноды переплавляют для извлечения металла. Шламы, содержащие золото и другие драгоценные металлы (ДМ), извлекаются и дополнительно очищаются.

Растворы процессов выщелачивания золота очищаются для извлечения золота и ДМ.

Растворы, обогащенные ДМ, используются для внутренней или внешней регенерации ДМ.

Извлечение азотной кислоты из газов NO_X с высокой концентрацией.

NO_X-содержащие газы от выщелачивания анодного шлама азотной кислотой собираются через специальную систему воздуховодов и промываются и/или обрабатываются в скрубберах для извлечения азотной кислоты.

Использование щелочного скруббера.

Для очистки отходящих газов от электролизеров применяют щелочной скруббер с промывкой раствором каустической соды.

Достигнутые экологические выгоды

Предотвращение неорганизованных выбросов.

Эффективное использование энергии.

Восстановление металлов и сырья.

Технологические остатки возвращаются в процесс (отсутствие отходов)

Экологические показатели и эксплуатационные данные

На УКМК ТОО "Казцинк" все оборудование участка драгоценных металлов, являющееся источниками выделения вредных веществ, оснащено аспирационными установками, с помощью которых вентиляционные газы выбрасываются в атмосферу. Водоотведение в промышленную канализацию от завода по производству драгоценных металлов отсутствует, все отходы, в том числе жидкие, перерабатываются непосредственно в самом цехе.

Технические соображения, касающиеся применимости

Методы применимы к новым и существующим установкам.

Экономика

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов.

Требования по соблюдению экологического законодательства.

5.3.4. Техники по снижению выбросов в процессе аффинажа золота (гидрометаллургическое рафинирование)

Описание

Для снижения неорганизованных выбросов загрязняющих веществ в атмосферу в процессе гидрометаллургического рафинирования золота применяются следующие техники:

применение герметичных или закрытых реакционных сосудов, емкостей и резервуаров, аппаратов и баков с регуляторами уровня, оборудованными аспирационными системами, изолированных труб, закрытых дренажных систем, планирование программ по техническому обслуживанию оборудования;

реакционные сосуды и резервуары, подключенные к общей системе воздуховодов для отвода отходящих газов (резервная система автоматически подключается в случае отказа основной);

система скруббера с серной кислотой для очистки от аммиака;

система мокрого щелочного скруббера, содержащая водный раствор каустической соды, для очистки кислых отходящих газов, таких как соляная кислота, хлор и NO_X;

скрубберы NO_X, содержащие водную смесь перекиси водорода и азотной кислоты (для высоких концентраций NO_X (целью этих мини-скрубберов является снижение нагрузки на основную систему);

системы управления, такие как подключение скрубберов к приоритетной электрической цепи, обслуживаемой резервным генератором, на случай отключения электроэнергии и для оперативных пусков и остановок; утилизация отработанной кислоты и подпитка скрубберов свежей кислотой с помощью автоматизированной системы управления, обеспечивающей наличие резервного насоса циркуляции промывной жидкости от каждого резервуара скруббера на случай отказа насоса.

Техническое описание

Методами гидрометаллургического (кислотного) рафинирования являются: растворение/выщелачивание соляной кислотой, соляной кислотой и хлором, азотной кислотой, царской водкой (азотная кислота и соляная кислота), дистилляция, операции фильтрации и процессы селективной экстракции (включая экстракцию растворителем и ионный обмен).

Применение кислот и щелочей приводит к образованию токсичных и потенциально вредных для окружающей среды отходящих газов, которые требуют обработки для снижения их концентрации до приемлемо низких концентраций перед выбросом в атмосферу.

Подавляющее большинство реакций приводит к кислотным отходящим газам, среди которых наиболее значительными являются соляная кислота, хлор и NO_X. Кроме того, некоторые реакции приводят к выбросу небольшого количества SO₂, брома и серной кислоты.

Меры предотвращения выбросов загрязняющих веществ.

Все реакционные сосуды во время работы герметизируют, закрывая крышку загрузочного отверстия. Обычно их открывают только в начале процесса, во время загрузки материалов или для отбора проб. Использование закрытых реакторов также значительно снижает нагрузку на установку очистки отходящих газов по сравнению с вентилируемыми реакторами, что снижает потребление химикатов, электроэнергии и воды. Резервуары всегда находятся под отрицательным давлением, и все пары, образующиеся во время работы, удаляются на специальную газоочистную установку.

Резервуары для хранения как внутренние, так и внешние герметичны и обычно снабжены закрывающимся смотровым люком или портом. Они открываются только тогда, когда резервуары пусты для целей технического обслуживания и т. д. Резервуары для хранения также подключены к системе местной вытяжной вентиляции, а технологические газы направляются на соответствующую газоочистную установку.

Оборудование для экстракции растворителем и фильтры обычно располагаются в специально построенном корпусе или под вытяжными зонтами. Большинство реакционных емкостей и резервуаров для хранения оснащено автоматическим контролем уровня. Это означает, что при заполнении резервуара или сосуда перекачивающий насос автоматически отключается при достижении желаемого уровня. Кроме того, установлены сигнализаторы высокого уровня, которые предупредят операторов в случае нарушения этого уровня. Эти элементы управления сводят к минимуму риск переполнения резервуаров и сосудов и возникновения утечки.

Все водные растворы и растворители перемещаются между сосудами, резервуарами и т. д. по закрытым трубопроводам, чтобы исключить любой контакт с операторами.

Резервуары для реагентов и промежуточные резервуары изготовлены из материалов, совместимых с содержащимся в них раствором. Как правило, на многих заводах они включают высококачественные армированные пластмассы, устойчивые к коррозии. Внешние резервуары для хранения всегда располагаются в обвалованных зонах, где любой случайный разлив может быть задержан и утилизирован. Эти обвалованные участки сделаны из кислотостойких материалов или аналогичных материалов, чтобы исключить просачивание в землю. Все внутренние полы обычно покрыты плиткой, чтобы предотвратить просачивание на землю, и снабжены отстойниками для сбора случайных разливов.

На всех заводах применяются строгие плановые программы технического обслуживания и ремонта всего оборудования, а также планы по предотвращению аварийных ситуаций.

Реакционные сосуды и резервуары, подключенные к общей системе воздуховодов с отводом отходящих газов (автоматический резервный/резервный блок доступен в случае отказа).

Все реакционные сосуды и резервуары, которые могут выделять газообразный аммиак или кислые газы, подсоединяются к общей системе воздуховодов (обычно через стеклянный конденсатор с водяным охлаждением), где вентилятор удаляет отходящие газы из сосуда. По воздуховоду отходящие газы поступают в скрубберную установку.

Система скруббера, содержащая раствор серной кислоты

Скрубберная установка обычно состоит из одной или нескольких газоочистных башен с резервуаром, содержащим раствор серной кислоты. Если в системе газоочистки работает более одной колонны, подавляющее большинство отходящих газов аммиака поглощается в первой газоочистке, а другая служит в качестве второй ступени и/или резервной установки на случай выхода из строя первой.

С точки зрения практики эксплуатации ключевыми параметрами являются мониторинг и контроль кислотности в резервуаре (резервуарах) скрубберной жидкости. Отходящие газы скрубберных установок выбрасываются в атмосферу через специальную дымовую трубу.

Система мокрого щелочного скруббера, содержащая водный раствор каустической соды.

Скрубберные установки обычно состоят из одной или нескольких газоочистных башен с резервуаром водного раствора каустической соды. Когда в системе газоочистки работает более одной башни, подавляющее большинство кислых отходящих газов поглощается в первой очистной установке, в то время как другая служит второй ступенью и/или резервной установкой на случай отказа первой.

С точки зрения практики эксплуатации ключевыми параметрами являются мониторинг и контроль щелочности в резервуарах скрубберной жидкости. Другим ключевым параметром является температура очищающей жидкости, которую необходимо поддерживать ниже заданного значения, чтобы обеспечить эффективное удаление NO_X и других кислых газов.

Скрубберы NO_X, содержащие водную смесь перекиси водорода и азотной кислоты.

Скрубберы NO_X используются (в дополнение к основной системе очистки) для конкретных установок, которые могут создавать высокие локальные концентрации NO_X. Целью этих мини-скрубберов является снижение нагрузки на основную систему. Отходящие газы оксидов азота (NO и NO₂) улавливаются с использованием кислорода или перекиси водорода в качестве окислителей с одной стороны, и азотной кислоты или мочевины (в качестве восстановителей) с другой стороны. Время пребывания и охлаждения циркулирующей промывочной жидкости имеет важное значение для оптимального поглощения газа и достижения предельных значений выбросов NO_X. Отходящие газы из скруббера NO_X направляются в скрубберы со щелочью (как описано выше) перед выбросом в атмосферу.

Системы управления.

Хорошей практикой является подключение скрубберной установки к приоритетной электрической цепи, которая обслуживается резервным генератором на случай отключения электроэнергии.

Кроме того, циркуляционный насос скрубберной жидкости из каждого резервуара скруббера должен иметь резерв, который включается автоматически в случае отказа насоса. А вентилятор для прокачки отходящих газов через систему тоже должен иметь резервный блок.

Достигнутые экологические выгоды

Предотвращение и снижение выбросов в атмосферу.

Предотвращение и снижение сбросов.

Переработка/использование отработанных / восстановленных промывочных жидкостей и других гидрометаллургических реагентов при выщелачивании и других операциях по рафинированию золота. Отработанная промывочная жидкость, используемая для сокращения выбросов газообразного аммиака (водный сульфат аммония), может быть отправлена на очистные сооружения, использована внутри в качестве реагента или удалена подрядчиком (который может использовать ее в качестве побочного продукта для кристаллизации в сульфат аммония для использования в качестве реагента или удобрения). Отработанная промывочная жидкость из скрубберов NO_X (азотная кислота) может быть рециркулирована внутри процесса очистки.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Золотосодержащий шлам обрабатывают раствором азотной кислоты с целью его обогащения по золоту. Обогащенный шлам (черновое золото) отправляют на производство золота.

Кросс-медиа эффекты

Требуются реагенты и другое сырье (например, каустическая сода) для процессов очистки.

Увеличение потребления энергии для работы скрубберов и систем вытяжки/вентиляции и управления.

Увеличение использования воды для промывки сосудов, резервуаров и другого реакционного оборудования после использования.

Образование сточных вод, содержащих технологические стоки, разливы и отработанные промывочные жидкости.

Технические соображения, касающиеся применимости

Описанные техники применимы для новых установок. Для применения техник на действующих предприятиях потребуется серьезная модернизация оборудования.

Экономика

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов.

Требования по соблюдению экологического законодательства.

5.3.5. Техники по снижению выбросов при сушке и прокаливании золота

Описание

Для снижения неорганизованных выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от процессов сжигания, прокаливания и сушки золота применяются следующие техники:

подключение всех прокалочных печей, сушильных шкафов к общей вытяжной системе;

применение системы электронного контроля, обеспечивающей в случае отключения электроэнергии запуск резервного генератора, который обеспечивает через автоматизированную систему управления эксплуатацию оборудования, запуск и завершение работы, удаление отработанной кислоты, подачу свежей кислоты в скрубберы;

подключение всех печей для кальцинирования, печей для сжигания и сушильных печей к системе воздуховодов для отвода отходящих технологических газов;

установка скруббера включена в приоритетную электрическую цепь, которая обслуживается резервным генератором на случай отключения электроэнергии;

оперативный пуск, удаление отработанной кислоты и подпитка скрубберов свежей кислотой осуществляются с помощью автоматизированной системы управления;

дожигатель, циклон, газоохладитель, рукавный фильтр (и активный угольный адсорбер.

Техническое описание

Газообразные выбросы при обработке ДМ происходят при прокаливании чистых солей и сланцев на металлы и особенно соли (платины, рутения и иридия), продуктами разложения которых являются пары соляной кислоты, хлорид аммония и хлор. Кроме того, эти газы производятся при высоких температурах (около 350 - 900 °C), что представляет дополнительную проблему для их обработки и очистки. Следовательно, кальцинирующие печи "чистой соли" обычно соединяются с выделенным скруббером "чистой соли", а газы из этого скруббера направляются на каустический (щелочной) скруббер. Скруббер "чистых солей" включает две стадии промывки водой для гашения (охлаждения) газов и поглощения хлорида аммония и соляной кислоты; в то время как хлор и любая остаточная кислота, не очищенная водой, эффективно очищается в последующем щелочном скруббере.

Подобная установка для скруббера предназначена для обработки отходящих газов из кальцинирующих печей "грязных солей", установок для сжигания отходов и сушильных шкафов с аналогичными температурами. Газообразные продукты этих операций, как правило, значительно менее значительны, чем при воспламенении соли платины, но включают низкие концентрации соляной кислоты и возможно следы других кислых газов, таких как сера, диоксид селена и NO_X. Как и при работе с "чистыми солями" газы, выходящие из скруббера "грязной соли", направляются через щелочной скруббер перед тем, как выбрасываться в атмосферу.

Эффективность очистки для установок "чистых солей" и "грязных солей" может быть> 99 % до щелочного скруббера. Обычная практика заключается в том, что вся установка скруббера находится на приоритетной электрической цепи, которая подается резервным генератором в случае сбоя питания.

Обычные операции, включая запуск и выключение, отработанную кислотную очистку и приготовление свежей кислоты, осуществляются через автоматизированную систему управления. Все переменные процесса передаются на локальную панель управления и в центральную диспетчерскую, где это применимо.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов в атмосферу.

Рециркуляция извлеченной кислоты.

Кросс-медиа эффекты

Требует реагентов и другого сырья (например, каустической соды) в качестве очищающей среды; однако некоторые из этих сырьевых материалов могут быть извлечены из процессов на месте, что приводит к получению определенных растворов кислот и щелочей и, следовательно, уменьшению или минимизации использования свежих реагентов.

Увеличение использования энергии при эксплуатации систем экстракции, работе скруббера и систем контроля.

Технические соображения, касающиеся применимости

Использование мокрого скруббера возможно для новых установок и реконструкции существующих.

Экономика

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов.

Требования по соблюдению экологического законодательства.

Сокращение потерь ценных (драгоценных) металлов и восстановление сырья, содержащего ДМ и другие ценные металлы.

5.3.6. Техники по снижению выбросов при плавке готовой продукции

Описание

Для снижения неорганизованных выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от процессов плавки готовой продукции применяются следующие техники:

изолированные печи, работающие под вакуумом;

эффективные вытяжные и вентиляционные системы.

рукавные фильтры

Техническое описание

Плавка готовой продукции происходит в небольших плавильных печах с периодическим режимом. Могут использоваться электрические индукционные тиглевые печи или газовые/масляные печи. Расплавленный металл отливают в разные формы (стержни, слитки) или гранулируют. Индукционные печи минимизируют образование газов сгорания и связанный с ними размер установки по борьбе с загрязнением.

Отходящие газы от плавильной печи охлаждают и очищают в рукавных фильтрах.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов в атмосферу.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Информация не представлена.

Кросс-медиа эффекты

Увеличение потребления энергии для работы систем аспирации, вентиляции и обеспыливания.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика. Техники требуют значительных инвестиций, для определения экономической эффективности необходим индивидуальный подход.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов.

Требования по соблюдению экологического законодательства.

5.3.7. Техники по обращению с отходами

Описание

Техники, направленные на снижение объемов образования отходов при производстве ДМ, в результате повторного использования остатков, их переработки и извлечения полезных компонентов.

Техническое описание

К отходам производства ДМ относятся:

шлаки после плавки приемного металла, оборотные шлаки;

осадки нейтрализации растворов;

остатки футеровки печей;

пыль циклонов, газоходов, рукавных фильтров и электрофильтров.

Отходы содержат извлекаемое количество золота и ДМ, поэтому используются в качестве вторичного сырья.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение отходов, предназначенных для утилизации.

Восстановление ценных металлов.

Минимизация экологических рисков, связанных с отходами, поступающими на полигоны.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства.

6. Заключение, содержащее выводы по НДТ

Техники, перечисленные и описанные в настоящем разделе, не носят нормативный характер и не являются исчерпывающими. Могут использоваться другие техники, обеспечивающие достижение уровней эмиссий и технологических показателей, связанных с применением НДТ, при нормальных условиях эксплуатации объекта с применением одной или нескольких НДТ.

Уровни эмиссий, связанные с применением наилучших доступных техник, определяются как диапазон уровней эмиссий, которые могут быть достигнуты при нормальных условиях эксплуатации объекта с применением одной или нескольких наилучших доступных техник, и применяются в местах непосредственного выделения загрязняющих веществ в окружающую среду, на источнике выброса/сброса.

Уровни выбросов в атмосферу, соответствующие НДТ, указанные в настоящем разделе, относятся к следующим аспектам:

уровни концентраций, выраженные, как масса выбрасываемых веществ на объем сбросных газов при стандартных условиях (273,15 K, 101,3 кПа).

НДТ по сбросам в воду относятся к следующим аспектам:

уровни концентраций, выраженные как масса сбрасываемых веществ на объем сточных вод, в мг/л.

Определение иных технологических показателей, связанных с применением НДТ, в том числе уровней потребления энергетических, водных и иных ресурсов в настоящем проекте справочника по НДТ, является нецелесообразным.

Иные технологические показатели, связанные с применением НДТ, выражаются в количестве потребления ресурсов в расчете на единицу времени или единицу производимой продукции (товара), выполняемой работы, оказываемой услуги. Соответственно, установление иных технологических показателей обусловлено применяемой технологией производства. Кроме того, в результате анализа потребления энергетических, водных и иных (сырьевых) ресурсов, проведенного в разделе "Общая информация", получен вариативный ряд показателей, который зависит от многих факторов: качественные показатели сырья, производительность и эксплуатационные характеристики установки, качественные показатели готовой продукции, климатические особенности регионов и т.д.

Технологические показатели потребления ресурсов должны быть ориентированы на внедрение НДТ, в том числе прогрессивной технологии, повышение уровня организации производства, соответствовать наименьшим значениям (исходя из среднегодового значения потребления соответствующего ресурса) и отражать конструктивные, технологические и организационные мероприятия по экономии и рациональному потреблению.

Для периодов усреднения эмиссий применяются следующие определения (см. таблица 6.1)

Таблица .. Периоды усреднения уровней выбросов/сбросов, связанные с НДТ

№ п/п		Выбросы	Сбросы
1	2	3	4
1	В среднем за сутки	Среднечасовые и получасовые значения концентраций ЗВ за сутки при непрерывном контроле	Среднее значение за период выборки в течение 24 часов, взятое в качестве средне пропорциональной пробы (или в виде средне пропорциональной по времени пробы, при условии, что демонстрируется достаточная стабильность потока)^*
2	Среднее значение за период выборки	Среднее значение трех последовательных измерений, по меньшей мере, 30 минут каждое, если не указано иное^**

* для периодических процессов может использоваться среднее значение полученной величины измерений, взятых за общее время отбора проб, или результат измерения, в результате разового отбора проб;

** для переменных потоков может использоваться другая процедура выборки, дающая репрезентативные результаты (например, точечный отбор проб). Для любого параметра, при котором вследствие ограничений по отбору проб или анализа 30-минутные измерения не допустимы, применяется соответствующий период отбора проб.

6.1. Общие НДТ при производстве меди и драгоценных металлов

6.1.1. Система экологического менеджмента

НДТ 1.

В целях улучшения общей экологической эффективности НДТ заключается в реализации и соблюдении системы экологического менеджмента, которая включает в себя все следующие функции:

заинтересованность и ответственность руководства, включая высшее руководство;

определение экологической политики, которая включает в себя постоянное совершенствование установки (производства) со стороны руководства;

планирование и реализация необходимых процедур, целей и задач в сочетании с финансовым планированием и инвестициями;

внедрение процедур, в которых особое внимание уделяется:

структуре и ответственности,

подбору кадров,

обучению, осведомленности и компетентности персонала,

коммуникации,

вовлечению сотрудников,

документации,

эффективному контролю технологического процесса,

программам технического обслуживания,

готовности к чрезвычайным ситуациям и ликвидации их последствий,

обеспечению соблюдения природоохранного законодательства;

проверка производительности и принятие корректирующих мер, при которых особое внимание уделяется:

мониторингу и измерениям,

корректирующим и предупреждающим мерам,

ведению записей,

независимому (при наличии такой возможности) внутреннему или внешнему аудиту для определения соответствия СЭМ запланированным мероприятиям, ее внедрению и реализации;

анализ СЭМ и ее соответствие современным требованиям, полноценности и эффективности со стороны высшего руководства;

отслеживание разработки экологически более чистых технологий;

анализ возможного влияния на окружающую среду при выводе уставки из эксплуатации, на стадии проектирования нового завода и на протяжении всего срока его эксплуатации;

проведение сравнительного анализа по отрасли на регулярной основе.

Разработка и реализация плана мероприятий по неорганизованным выбросам пыли (см. НДТ 6) и использование системы управления техническим обслуживанием, которая особенно касается эффективности систем снижения запыленности (см. НДТ 4), также являются частью СЭМ.

6.1.2. Энергоэффективность

НДТ 2.

Управление энергопотреблением. НДТ заключается в использовании одной или нескольких техник:

№ п/п

Техника

Применимость

1	2	3
1	Система энергетического менеджмента (СЭнМ)	Общеприменима
2	Регенеративные дожигающие устройства	Применима, когда требуется очистка выбросов от горючих загрязняющих веществ
3	Регенеративные и рекуперативные горелки.	Общеприменима
4	Использование избыточного тепла, образующегося при реализации основных процессов	Общеприменима
5	Предварительный разогрев подаваемого в камеру сгорания воздуха с помощью горячих газов из литейных желобов	Применима только для литейных производств
6	Использование в металлургических агрегатах дутья воздухом, обогащенным кислородом, или чистым кислородом для уменьшения потребления энергии за счет автогенной плавки или полного сгорания углеродистого материала	Общеприменима
7	Низкотемпературная сушка концентратов и влажного сырья перед плавкой	Общеприменима (Применимо только в том случае, если выполняется сушка)
8	Использование высокоэффективных электродвигателей, оборудованных частотными преобразователями	Общеприменима
9	Предварительный разогрев шихты, дутья или топлива с использованием тепла, рекуперированного из горячих газов со стадии плавки	Применима только при обжиге или плавке сульфидной руды/концентрата и для других пирометаллургических процессов
10	Повышение температуры выщелачивающих растворов с использованием пара или горячей воды за счет утилизации отработанного тепла	Применима только для глинозема или гидрометаллургических процессов
11	Рекуперация химической энергии окиси углерода, образующейся в электрической или шахтной/доменной печи, путем использования отходящих газов в качестве топлива, после удаления металлов, в других производственных процессах или для производства пара/горячей воды или электроэнергии	Применима при содержании СО > 10 об. % от общего объема отходящих газов. На применимость также влияют состав отходящих газов и наличие постоянного потока отходящих газов (т. е. периодические процессы)
12	Рециркуляция загрязненных отходящих газов через кислородно-топливную горелку для рекуперации энергии, содержащейся в присутствующем органическом углероде	Общеприменима
13	Подходящая теплоизоляция объектов, функционирующих при высоких температурах, например, трубопроводов пара и горячей воды	Общеприменима
14	Использование систем контроля, которые автоматически активируют включение системы вытяжки воздуха или регулируют скорость вытяжки в зависимости от фактических выбросов	Общеприменима
15	Использование тепла, образующегося при производстве серной кислоты из диоксида серы, для предварительного нагрева газа, используемого на заводе серной кислоты, или для выработки пара и/или горячей воды	Применим для заводов по производству цветных металлов, включающих производство серной кислоты или жидкого SO₂

6.1.3. Управление технологическим процессом

НДТ 3.

Обеспечение стабильности производственного процесса. Внедрение систем автоматизированного контроля и управления, включающих использование одной или нескольких техник.

№ п/п

Техника

Применимость

1	2	3
1	Проверка и сортировка исходных материалов в соответствии с требованиями, определяемыми используемым технологическим оборудованием и применяемыми методами сокращения загрязнения	Общеприменима
2	Тщательное перемешивание различных материалов, входящих в состав шихты, для достижения оптимальной эффективности переработки и сокращения выбросов и отходов
3	Системы взвешивания и дозирования сырья
4	Использование микропроцессорных устройств контроля скорости подачи материала, ключевых технологических параметров, включая сигнализацию, условий сжигания и подачи дополнительного газа
5	Непрерывный инструментальный контроль температуры, давления в печи и подачи газа
6	Контроль критических параметров процессов, реализуемых на установках очистки воздуха, таких как температура газа, количество подаваемых реагентов, падение давления, ток и напряжение на электрофильтре, объем подачи и pH жидкости в мокром скруббере, состав подаваемого газа
7	Непрерывный инструментальный контроль уровня вибрации для обнаружения завалов и возможных отказов оборудования
8	Контроль содержания пыли и ртути в отходящих газах перед их подачей на сернокислотную установку	Применима для заводов по производству цветных металлов, включающих производство серной кислоты или жидкого SO₂
9	Непрерывный инструментальный контроль силы тока, напряжения и температуры электрических контактов	Применима для процессов электролиза
10	Контроль и регулирование температуры для предотвращения образования выбросов металлов и оксидов металлов из-за перегрева	Применима для спекающих и плавильных печей
11	Использование микропроцессорных устройств для контроля подачи реагентов и работы очистного оборудования, включая непрерывный инструментальный контроль температуры, мутности, pH, электропроводности и объемов стока	Применима для установок очистки сточных вод

НДТ 4.

Сокращение выбросов пыли и металлов. Поддержание в качестве составляющей СЭМ (см. НДТ 1) подсистемы, обеспечивающей эффективность эксплуатации систем пылеподавления и пылеулавливания.

6.1.4. Неорганизованные выбросы

НДТ 5.

Предотвращение или уменьшение неорганизованных эмиссий в воздух: улавливание эмиссий по возможности максимально близко к источнику с последующей очисткой.

НДТ 6.

Предотвращение или уменьшение неорганизованных выбросов пыли: разработка и реализация в качестве составной части СЭМ (см. НДТ 1) плана мероприятий по неорганизованным выбросам, предусматривающего, в том числе использование следующих техник:

1) инвентаризация наиболее характерных источников неорганизованных выбросов.

2) определение и реализация соответствующих мероприятий и методов по предотвращению и сокращению выбросов из наиболее характерных источников неорганизованных выбросов в течение определенного периода времени.

НДТ предназначена для предотвращения или, где это нецелесообразно, сокращения неорганизованных выбросов пыли.

НДТ 7.

Уменьшение неорганизованных выбросов загрязняющих веществ, образующихся при хранении сырья. Использование одной или нескольких техник.

№ п/п

Техника

Применимость

1	2	3
1	Использование закрытых помещений или емкостей/ бункеров	Применяется для пылящих материалов, таких как концентраты, флюсы и т. д.
2	Сооружение укрытий над площадками хранения	Применяется для не пылящих материалов, таких как концентраты, флюсы, твердое топливо, крупнотоннажные насыпные материалы и кокс, а также вторичного сырья, содержащего растворимые в воде органические соединения
3	Герметичная упаковка	Общеприменима
4	Сооружение укрытий над пролетами	Общеприменима
5	Орошение водой с применением или без применения добавок	Не применяется для процессов, в которых используются сухие материалы или руды/ концентраты, содержащие достаточное количество естественной влаги, чтобы предотвратить пылеобразование. Применение также ограничено в регионах с нехваткой воды или с очень низкими зимними температурами
6	Размещение устройств улавливания пыли/газов в точках загрузки и перегрузки	Применяется в местах складирования пылящих материалов
7	Применение надежных систем обнаружения утечек и индикации уровня заполнения емкостей с подачей сигналов для предотвращения их переполнения	Общеприменима
8	Хранение серной кислоты и других агрессивных материалов в емкостях с двойными стенками или в емкостях, размещенных внутри устойчивого к воздействию агрессивных сред обвалования двойной вместимости	Общеприменима
9	Проектирование площадок для хранения таким образом, чтобы любые утечки из емкостей и систем доставки удерживались внутри обвалования, способного вместить объем жидкости, равный, по крайней мере, объему наибольшей емкости, размещенной внутри обвалования. Площадка для хранения должна быть обвалована и иметь покрытие, не подверженное воздействию хранящегося агрессивного материала	Общеприменима
10	Регулярная уборка и при необходимости увлажнение площадки хранения	Общеприменима
11	Применение защитных посадок, ограждений для защиты от ветра или обвалований с наветренной стороны для снижения скорости ветра	Применяется при складировании на открытых площадках
12	Выбор оптимальной схемы хранения материалов, исходя из технической возможности и других факторов	Применяется при складировании на открытых площадках
13	Использование нефтеловушек и песколовок в дренаже открытых площадок хранения. Использование для хранения материалов, которые могут содержать нефтепродукты, бетонированных площадок с бортами или иными удерживающими устройствами	Общеприменима
14	Открытые площадки, оборудованные средствами механизации при перемещении материалов, предотвращающими или существенно снижающими неорганизованные выбросы	Общеприменима

НДТ 8.

Уменьшение неорганизованных выбросов, образующихся при обработке и транспортировке сырья. Использование одной или нескольких техник.

№ п/п

Техника

Применимость

1	2	3
1	Использование закрытых конвейеров, пневматических или гидравлических транспортных систем	Общеприменима
2	Установка устройств сбора пыли в пунктах доставки, вентиляционных отверстиях, пневматических транспортных системах и точках перегрузки на конвейерах передачи и их подключение к газоочистной системе	Применяется при использовании пылящих материалов
3	Использование для обращения с измельченными или водорастворимыми материалами закрытых мешков или бочек	Общеприменима
4	Использование подходящих типов контейнеров для обращения с гранулированными материалами	Общеприменима
5	Разбрызгивание воды для увлажнения материалов в местах их загрузки и разгрузки	Общеприменима
6	Минимизация расстояния транспортировки	Общеприменима
7	Уменьшение высоты падения с конвейерных лент, механических лопат или захватов	Общеприменима
8	Регулировка скорости открытых ленточных конвейеров (< 3,5 м/с)	Применяется при использовании открытых ленточных конвейеров
9	Минимизация скорости спуска или свободного падения материалов с высоты	Применяется при использовании открытых ленточных конвейеров
10	Размещение передающих конвейеров и трубопроводов на безопасных открытых площадках выше уровня земной поверхности с целью оперативного обнаружения утечек и предупреждения повреждений транспортными средствами и другим оборудованием. Если для перемещения неопасных материалов используются подземные трубопроводы, местоположение их трасс должно быть документально зафиксировано и отмечено на местности соответствующими предупреждающими знаками; должны применяться системы безопасного ведения земляных работ.	Общеприменима
11	Автоматическая повторная герметизация нагнетательных соединений для работы с жидкими и сжиженными газами	Общеприменима
12	Обратный отвод вытесняемых газов в средства подачи для уменьшения выбросов ЛОС	Общеприменима
13	Мойка колес и шасси транспортных средств, используемых для доставки или обработки пылящих материалов	Не применяется в условиях, которые могут привести к обледенению
14	Проведение плановых кампаний по уборке дорог	Общеприменима
15	Разделение несовместимых материалов	Общеприменима
16	Минимизация материальных потоков между процессами	Общеприменима

НДТ 9.

Предупреждение или уменьшение неорганизованных выбросов: оптимизация параметров эффективности улавливания и очистки отходящих газов. Использование одной или нескольких техник.

№ п/п	Техника	Применимость
1	2	3
1	Предварительная тепловая или механическая обработка вторичного сырья с целью минимизации органического загрязнения шихты	Применима при использовании вторичного сырья
2	Использование закрытых печей, оснащенных системами пылеулавливания, или оснащение печей и другого технологического оборудования вытяжными системами	Применение может быть ограничено соображениями безопасности
3	Оснащение печей и конвертеров системами отведения газов в точках загрузки и выгрузки	Применение может быть ограничено соображениями безопасности
4	Сбор пыли в местах перегрузки пылящих материалов	Общеприменима
5	Оптимизация конструкции и технологии эксплуатации вытяжных устройств и газоходов с целью улавливания газов, возникающих при загрузке шихты и отходящих от разогретого металла; выдача и перемещение расплавов сульфидов или шлаков по закрытым желобам	Для существующих заводов применение может быть ограничено имеющимся пространством и сложившейся планировкой размещения объектов в цехах
6	Сооружение укрытий печей/реакторов для улавливания выбросов при загрузочных операциях и выдаче расплавов	Для существующих заводов применение может быть ограничено имеющимся пространством и сложившейся планировкой размещения объектов в цехах
7	Оптимизация потока отходящих из печи газов на основе компьютеризированных исследований и индикаторов гидродинамики	Общеприменима
8	Использование систем, позволяющих подавать сырье небольшими порциями	Ограниченно применима
9	Очистка улавливаемых отходящих газов с помощью газоочистных систем	Общеприменима

6.1.5. Мониторинг выбросов в атмосферу

НДТ 10.

Мониторинг организованных выбросов загрязняющих веществ в атмосферу в соответствии с национальными и/или международными стандартами, которые обеспечивают предоставление минимально достаточных данных для оценки соответствия фактических показателей технологическим показателям.

Таблица 6.2. Контролируемые показатели

№ п/п

Наименование процесса

Маркерные вещества

Контролируемые вещества

Периодичность

1	2	3	4	5
1	Пирометаллургический метод (производство меди)
1.1	Прием, хранение, обработка, транспортировка, дозирование, смешивание, перемешивание, дробление, сушка, резка и сортировка сырья, а также пиролитическая обработка медной стружки при производстве первичной и вторичной меди	Пыль^****	Мышьяк и его соединения, выраженные как As, Кадмий и его соединения, выраженные как Cd, Медь и ее соединения, выраженные как Cu, Свинец и его соединения, выраженные как Pb	Для маркерных веществ – постоянно^*****. Для контролируемых – согласно программе ПЭК, но не реже одного раза в квартал
1.2	Сушка концентрата при производстве первичной меди	Пыль, SO₂	Мышьяк и его соединения, выраженные как As, Кадмий и его соединения, выраженные как Cd, Медь и ее соединения, выраженные как Cu, Свинец и его соединения, выраженные как Pb, ртуть^**, NO_Х	Для маркерных веществ – постоянно^*****. Для контролируемых – согласно программе ПЭК, но не реже одного раза в квартал
1.3	Первичная плавка в медеплавильной печи, конвертере (кроме тех газов, которые направляются на установку по производству серной кислоты или жидкого SO₂или на электростанцию)	Пыль, SO₂	Мышьяк и его соединения, выраженные как As, Кадмий и его соединения, выраженные как Cd, Медь и ее соединения, выраженные как Cu6 Свинец и его соединения, выраженные как Pb, ртуть^**	Для маркерных веществ – постоянно^*****. Для контролируемых – согласно программе ПЭК, но не реже одного раза в квартал
1.4	Вторичная плавка в медеплавильной печи, конвертере и от переработки промежуточных продуктов вторичной меди (кроме тех газов, которые направляются на установку по производству серной кислоты или жидкого SO₂или на электростанцию)	Пыль, ПХДД/Ф^***, SO₂	Мышьяк и его соединения, выраженные как As, Кадмий и его соединения, выраженные как Cd, Медь и ее соединения, выраженные как Cu, Свинец и его соединения, в6ыраженные как Pb, ртуть^**, NO_Х	Для маркерных веществ – постоянно^*****. Для контролируемых – согласно программе ПЭК, но не реже одного раза в квартал.
1.5	Выдержка вторичной меди в печи	Пыль, ПХДД/Ф^***, SO₂	Кадмий и его соединения, выраженные как Cd, Свинец и его соединения, выраженные как Pb, ртуть^**, NO_Х	Для маркерных веществ – постоянно^*****. Для контролируемых – согласно программе ПЭК, но не реже одного раза в квартал.
1.6	Анодная печь (при производстве первичной и вторичной меди)	Пыль, ПХДД/Ф^{* ***}	Мышьяк и его соединения, выраженные как As, Кадмий и его соединения, выраженные как Cd, Медь и ее соединения, выраженные как Cu, Свинец и его соединения, выраженные как Pb, ртуть^**, NO_Х	Для маркерных веществ – постоянно^*****. Для контролируемых – согласно программе ПЭК, но не реже одного раза в квартал.
1.7	Отливка анодов (при производстве первичной и вторичной меди)	Пыль, ПХДД/Ф^{* ***}	Мышьяк и его соединения, выраженные как As, Кадмий и его соединения, выраженные как Cd, Медь и ее соединения, выраженные как Cu, ртуть^**	Для маркерных веществ – постоянно^*****. Для контролируемых – согласно программе ПЭК, но не реже одного раза в квартал.
1.8	Медеплавильная печь	Пыль, SO₂,ПХДД/Ф^{* ***}	Мышьяк и его соединения, выраженные как As, Кадмий и его соединения, выраженные как Cd, Медь и ее соединения, выраженные как Cu, Свинец и его соединения, выраженные как Pb, ртуть^**	Для маркерных веществ – постоянно^***** Для контролируемых – согласно программе ПЭК, но не реже одного раза в квартал.
1.9	Пиролитическая обработка медной стружки, а также сушка, плавка и плавление вторичного сырья	ЛОС, ПХДД/Ф^***, SO₂	Мышьяк и его соединения, выраженные как As, Кадмий и его соединения, выраженные как Cd, Медь и ее соединения, выраженные как Cu, Свинец и его соединения, выраженные как Pb, ртуть^**, NO_Х	Для маркерных веществ – постоянно^*****. Для контролируемых – согласно программе ПЭК, но не реже одного раза в квартал.
1.10	Электролиз		Серная кислота	Согласно программе ПЭК, но не реже одного раза в квартал
1.11	Утилизация диоксида серы из технологических газов	SO₂	Серная кислота	Для маркерных веществ – постоянно^*****. Для контролируемых - согласно программе ПЭК, но не реже одного раза в квартал.
2	Гидрометаллургический метод
2.1	Экстракция растворителями		ЛОС	Согласно программе ПЭК, но не реже одного раза в квартал
3	Производство драгоценных металлов
3.1	Дробление, просеивание, смешивание, плавление, сжигание, кальцинирование, сушка и рафинирование		пыль	Согласно программе ПЭК, но не реже одного раза в квартал
3.2	Растворение/выщелачивание азотной кислотой		NO_Х	Согласно программе ПЭК, но не реже одного раза в квартал
3.3	Плавильно-металлургическая установка по производству сплава Доре, включая сопутствующие операции сжигания, прокаливания и сушки		SO₂	Согласно программе ПЭК, но не реже одного раза в квартал
3.4	Гидрометаллургическое производство, включая сопутствующие операции сжигания, кальцинирования и сушки использования мокрого скруббера		SO₂	Согласно программе ПЭК, но не реже одного раза в квартал
3.5	Гидрометаллургическое производство, включая сопутствующие операции сжигания, кальцинирования и сушки		HCl и Cl₂	Согласно программе ПЭК, но не реже одного раза в квартал
3.6	Гидрометаллургическое производство, использующее аммиак или хлорид аммония		NH₃	Согласно программе ПЭК, но не реже одного раза в квартал
3.7	Сушка, когда сырье содержит органические соединения, галогены или другие предшествующие ПХДД/Ф вещества, при сжигании и прокаливании		ПХДД/Ф	Согласно программе ПЭК
3.8	Пирометаллургические процессы с использованием сырья, содержащего ртуть		Ртуть^**	Согласно программе ПЭК, но не реже одного раза в квартал

* при вторичной плавке;

** при наличии в сырье;

*** периодичность контроля 1 раз в год;

**** для источников выбросов пыли при хранении и обработке сырья, при объеме ГВС менее 10000 Нм³/ч, мониторинг может быть основан на измерении косвенных параметров на основании требований технологического регламента;

***** непрерывные измерения применимы для источников выбросов в атмосферу (более 500 т/год). В случае неприменимости непрерывного измерения НДТ – 1 раз в квартал.

При проведении непрерывных (постоянных) измерений пороговые значения выбросов считаются соблюденными, если оценка результатов измерений показывает, что нижеперечисленные условия соблюдены в календарном году:

1) допустимое среднемесячное значение не превышает соответствующие пороговые значения выбросов;

2) допустимое среднесуточное значение не превышает 110 % от соответствующих пороговых значений выбросов;

3) 95 % всех допустимых среднечасовых значений за год не превышают 200 % от соответствующих пороговых значений выбросов.

При отсутствии непрерывных измерений пороговые значения выбросов считаются соблюденными, если результаты каждой серий измерений или иных процедур, определенных в соответствии с правилами, установленными компетентными органами, не превышают пороговые значения выбросов.

6.1.6. Выбросы ртути

НДТ 11.

Сокращение выбросов ртути от пирометаллургических процессов, в которых применяется сырье, содержащее ртуть, может быть достигнуто одной из представленных техник.

№ п/п	Техника	Применимость
1	2	3
1	Использование сырья с низким содержанием ртути, в том числе путем сотрудничества с поставщиками с целью удаления ртути из сырьевых материалов	Общеприменима
2	Использование адсорбентов (например, активированный уголь, селен) в сочетании с фильтрацией пыли
3	Мокрое улавливание с последующей сорбцией или осаждением ртути и переводом ртути в труднорастворимые соединения
4	Сотрудничество с поставщиками сырья с целью удаления ртути из сырьевых материалов

Таблица .. Технологические показатели выбросов в атмосферу ртути (кроме тех, которые направляются на завод по производству серной кислоты) в результате пирометаллургического процесса с использованием сырья, содержащего ртуть

№ п/п	Параметр	Единица измерения	Технологические показатели выбросов для данной НДТ
1	2	3	4
1	Ртуть и ее соединения, выраженные в Hg	мг/Нм³	0.01 – 0.05^*

1) среднесуточное значение или в среднее за период выборки;

2) нижний предел диапазона связан с использованием адсорбентов (например, активированного угля, селена) в сочетании с фильтрацией пыли.

6.1.7. Выбросы окислов азота

НДТ 12.

Снижение выбросов в атмосферный воздух NO и NO₂от пирометаллургических процессов. Использование одной или нескольких техник.

№ п/п	Техника
1	2
1	Горелки с низким выбросом NO_Х
2	Кислородно-топливные горелки
3	Дутье, обогащенное кислородом
4	Газомазутные горелки
5	Рециркуляция дымовых газов (обратно через горелку для снижения температуры пламени) в случае кислородно-топливных горелок

6.1.8. Сбросы загрязняющих веществ в водные объекты и их мониторинг

НДТ 13.

Предотвращение или сокращение образования сточных вод. Использование одной или нескольких техник.

№ п/п	Техника	Применимость
1	2	3
1	Контроль объемов используемой и сбрасываемой воды	Общеприменима
2	Возврат в технологический процесс воды, использованной для промывки (в том числе промывки анодов и катодов)	Общеприменима
3	Повторное использование слабых кислот из стоков, образующихся в мокрых электростатических фильтрах и мокрых скрубберах	Применяется в зависимости от содержания в сточных водах металлов и твердых веществ
4	Повторное использование поверхностных сточных вод	Общеприменима
5	Использование систем оборотного водоснабжения	Общеприменима
6	Повторное использование воды, проходящей через очистные сооружения	Применяется в зависимости от содержания солей
7	Повторное использование сточных вод, образующихся при грануляции шлака	Применяется в зависимости от содержания в сточных водах металлов и твердых веществ

НДТ 14.

Мониторинг сбросов загрязняющих веществ в соответствии с национальными и/или международными стандартами, которые обеспечивают предоставление минимально достаточных данных для оценки соответствия фактических показателей технологическим показателям.

Таблица .. Перечень контролируемых показателей в сточных водах

№ п/п	Показатель	Производство меди	Производство золота
1	2	3	4
1	Ртуть	+	+
2	Свинец	+	+
3	Цинк	+	+
4	Мышьяк	+	+
5	Кадмий	+	+
6	Медь	+	+
7	Серебро	-	+

НДТ 15.

Сокращение сбросов загрязняющих веществ со сточными водами: очистка сточных вод, образующихся при производстве меди, с целью удаления металлов и сульфатов. Использование одной или нескольких техник.

№ п/п	Техника	Применимость
1	2	3
1	Химическое осаждение	Общеприменима
2	Осаждение	Общеприменима
3	Фильтрация активированным углем	Общеприменима

Таблица .. Технологические показатели сбросов в водный объект, связанные с НДТ при производстве меди и драгоценных металлов

№ п/п	Значение (мг/л) (среднесуточное значение)
	Параметр	Продукция
	Параметр	Медь	Драгоценные металлы
1	2	3	4
1	Серебро	-	≤ 0.6
2	Мышьяк	≤ 0.1^*	≤ 0.1
3	Кадмий	0.02 – 0.1	≤ 0.05
4	Медь	0.05 – 0.5	≤ 0.3
5	Ртуть	0.005 – 0.02	≤ 0.05
6	Свинец	≤ 0.5	≤ 0.5
7	Цинк	≤ 1	≤ 0.4

* в случае высокого содержания мышьяка в общем поступлении на установку значение может составлять до 0,2 мг/л.

6.1.9. Шум

НДТ 16.

Использование технологий для снижения уровня шума. НДТ заключается в использовании одной или нескольких техник.

№ п/п	Техника	Применимость
1	2	3
1	Использование насыпей для заграждения источника шума	Общеприменима
2	Звукоизоляция шумных установок или компонентов звукопоглощающими конструкциями	Общеприменима
3	Использование антивибрационных опор и соединительных элементов для оборудования	Общеприменима
4	Ориентация оборудования, издающего шум	Общеприменима
5	Изменение частоты звука	Общеприменима

6.1.10. Запах

НДТ 17.

Использование технологий для снижения уровня запаха. НДТ заключается в использовании одной или нескольких техник.

№ п/п	Техника	Применимость
1	2	3
1	Соответствующее хранение и обращение с пахучими материалами	Общеприменима
2	Снижение объемов использования пахучих материалов	Общеприменима
3	Тщательное проектирование, эксплуатация и обслуживание любого оборудования, которое может генерировать различные запахи	Общеприменима

6.2. НДТ при производстве меди

6.2.1. Использование вторичного сырья

НДТ 18.

Увеличение выхода меди от использования вторичных сырьевых материалов. НДТ заключается в использовании одной или нескольких техник.

№ п/п	Техника
1	2
1	Отделение крупных видимых компонентов вручную
2	Магнитная сепарация черных металлов
3	Оптическая или вихретоковая сепарация
4	Разделение по относительной плотности различных металлических и неметаллических компонентов (с использованием жидкости с другой плотностью или воздуха)

6.2.2. Энергоэффективность

НДТ 19.

Повышение эффективности использования энергии при первичном производстве меди. НДТ заключается в использовании одной или нескольких техник.

№ п/п	Техника	Применимость
1	2	3
1	Использование горячих технологических газов от процессов плавления для нагревания подаваемых компонентов	Для шахтных печей
2	Использование избыточного тепла, генерируемого на стадиях первичной выплавки или конвертирования	Общеприменима
3	Оптимизация использования энергии, содержащейся в концентрате, с помощью печи взвешенной плавки	Применима только для новых установок и для значительных модернизаций существующих установок
4	Укрытие концентратов во время транспортировки и хранения	Общеприменима
5	Использование тепла газов из анодных печей в каскаде для других процессов, таких как сушка	Общеприменима

НДТ 20.

Повышение эффективности использования энергии при вторичном производстве меди. НДТ заключается в использовании одной или нескольких техник.

№ п/п	Техника	Применимость
1	2	3
1	Уменьшение содержания влаги в подаваемых в печь материалах	Применение ограничено случаями, когда увлажнение материалов используется в качестве метода сокращения неорганизованных выбросов
2	Производство энергии за счет использования избыточного тепла от анодной печи	Применима, если существует экономически значимый спрос
3	Использование для плавки лома избыточного тепла, генерируемого при плавке или конвертировании	Общеприменима
4	Поддержание высокой температуры в печи между стадиями технологического цикла	Применима только для печей, эксплуатируемых в дискретном режиме, когда требуется заполнение буферной емкости расплава
5	Производство пара путем рекуперации избыточного тепла из плавильной печи для нагрева электролита на установках аффинажного заводе и/или для производства электроэнергии на установке комбинированной генерации электроэнергии и тепла	Применяется при наличии экономически обоснованного спроса на пар
6	Предварительный нагрев шихты печи с помощью горячих технологических газов, поступающих со стадий плавки	Применима только для шахтных печей

НДТ 21.

Эффективное использование энергии в операциях электроочистки и электролитической экстракции. НДТ заключается в применении сочетания приведенных ниже техник.

№ п/п

Техника

Применимость

1	2	3
1	Применение термоизоляции и укрытие электролизных ванн	Общеприменима
2	Добавление в электролит поверхностно-активных веществ	Общеприменима
3	Усовершенствование конструкции ванн электролизеров за счет оптимизации следующих параметров: расстояние между анодами и катодами, конфигурация анодов, плотность тока, состав и температура электролита	Применима только для новых заводов и при полной модернизации существующих заводов
4	Использование катодной основы из нержавеющей стали или титана	Применима только для новых заводов и при полной модернизации существующих заводов
5	Автоматизированная замена катодов/анодов для точной установки электродов в ванне	Применима только для новых заводов и при полной модернизации существующих заводов
6	Выявление коротких замыканий и контроль качества с целью обеспечения заданных геометрических параметров электродов и точности веса анодов	Общеприменима

6.2.3. Выбросы в атмосферу

НДТ 22.

Для снижения вторичных выбросов в атмосферу от печей и вспомогательных устройств при производстве первичной меди и оптимизации работы системы борьбы с загрязнением НДТ заключается в сборе, смешивании и обработке вторичных выбросов в централизованной системе очистки отходящих газов.

№ п/п	Техника	Применимость
1	2	3
1	Вторичные выбросы из различных источников собираются, смешиваются и обрабатываются в единой централизованной системе очистки отходящих газов, разработанной для эффективной обработки загрязняющих веществ, присутствующих в каждом из потоков. Необходимо следить за тем, чтобы потоки, несовместимые по химическому составу, не смешивались, и избегать нежелательных химических реакций между различными собранными потоками.	Ограничена для существующих установок по причине конструктивных особенностей и расположения установок

6.2.3.1. Неорганизованные выбросы

НДТ 23.

Уменьшение неорганизованных выбросов от предварительной обработки (смешивание, сушка, перемешивание, гомогенизация, сортировка и гранулирование) первичных и вторичных материалов. Использование одной или нескольких техник.

№ п/п	Техника	Применимость
1	2	3
1	Использование закрытых конвейеров или пневматических транспортных систем	Применяется для пылящих материалов
2	Смешивание пылящих материалов в закрытых помещениях	Общеприменима. Для существующих заводов применение может быть затруднено в связи с необходимостью больших пространств
3	Использование систем пылеподавления с использованием водяных пушек, систем разбрызгивания	Применяется при перемешивании материалов вне помещений. Не применяется для процессов, требующих сухих материалов. Применение также ограничено в регионах с нехваткой воды или с очень низкими зимними температурами.
4	Использование закрытого оборудования для операций с пылеобразующими материалами, оснащенного системой улавливания отходящих газов	Общеприменима
5	Использование вытяжных систем в сочетании с системой улавливания пыли и газа	Общеприменима

НДТ 24.

Предупреждение или уменьшение неорганизованных выбросов при загрузке, плавке и выпуске из печей на заводах по первичной и вторичной выплавке меди, а также от нагревательных и плавильных печей. Использование одной или нескольких техник.

№ п/п

Техника

Применимость

1	2	3
1	Брикетирование и гранулирование сырья	Применима только для процессов и печей, предназначенных для использования гранулированного сырья
2	Эксплуатация печи и газоотводящих каналов при разрежении и скорости газоотведения, достаточной для предотвращения повышения давления	Общеприменима
3	Системы, обеспечивающие подачу исходного сырья равными порциями	Общеприменима
4	Вытяжные зонты/укрытия в точках загрузки и выпуска в сочетании с системой улавливания и очистки отходящих газов	Общеприменима
5	Размещение печи в вентилируемом корпусе	Общеприменима
6	Герметизация печи	Общеприменима
7	Поддержание температуры в печи на минимально необходимом уровне	Общеприменима
8	Системы всасывания переменной мощности	Общеприменима
9	Закрытые помещения в сочетании с другими методами улавливания неорганизованных выбросов	Общеприменима
10	Подбор и подача сырья в соответствии с типом печи и применяемыми методами сокращения выбросов	Общеприменима
11	Использование крышек на ротационной анодной печи	Общеприменима
12	Закрытая система загрузки, например, одноструйная горелка, уплотнение двери, закрытые конвейеры или питатели, оснащенные системой вытяжки воздуха в сочетании с системой пыле- и газоочистки	Струйная горелка применима только для печей взвешенной плавки
13	Система загрузки с двойным колпаком для шахтных/доменных печей	Общеприменима

НДТ 25.

Уменьшение неорганизованных выбросов от конвертерных печей, в том числе печей Пирса – Смита, при первичном и вторичном производстве меди. Использование одной или нескольких техник.

№ п/п	Техника
1	2
1	Эксплуатация печи и газоотводящих каналов при разрежении и скорости газоотведения, достаточной для предотвращения повышения давления
2	Первичный вытяжной зонт над конвертером, открывающийся для сбора отходящих первичных газов
3	Добавление материалов через вытяжной зонт либо вдувание в расплав
4	Система вторичных вытяжных зонтов и аспирационных укрытий, дополняющих основной зонт при загрузке печи и выпуске из нее металла
5	Размещение печи в закрытом помещении
6	Системы всасывания повышенной мощности и автоматизированный контроль для предотвращения выноса газов при перемещении конвертера
7	Обогащение кислородом
8	Системы усиленного отсоса и автоматическое управление для предотвращения выбросов, когда конвертер "выгружается" или "загружается"

НДТ 26.

Уменьшение неорганизованных выбросов от конвертерной печи Hoboken при производстве первичной и вторичной меди. Использование одной или нескольких техник.

№ п/п	Техника
1	2
1	Эксплуатация печи и газового тракта под отрицательным давлением во время операций по загрузке, снятию шлака и выпуску
2	Обогащение кислородом
3	Горловина с закрытыми крышками во время работы
4	Системы усиленного отсоса

НДТ 27.

Уменьшение неорганизованных выбросов от процесса конвертирования штейна заключается в использовании печи взвешенной плавки.

Применимо только к новым установкам или значительным модернизациям существующих установок.

НДТ 28.

Уменьшение неорганизованных выбросов от вращающихся конвертеров с верхним дутьем при вторичном производстве меди. Использование одной или нескольких техник.

№ п/п	Техника	Применимость
1	2	3
1	Эксплуатация печи и газоотводящих каналов при разрежении и скорости газоотведения, достаточной для предотвращения повышения давления	Общеприменима
2	Обогащение кислородом	Общеприменима
3	Печь, расположенная в закрытом здании, в сочетании с технологиями сбора и передачи неорганизованных выбросов от загрузки и отвода в систему очистки	Общеприменима
4	Первичный вытяжной зонт над конвертером, открывающийся для сбора отходящих первичных газов	Общеприменима
5	Добавление материалов через вытяжной зонт	Общеприменима
6	Система усиленного отсоса	Общеприменима
7	Вытяжные зонты для сбора и удаления выбросов от операций загрузки в систему очистки	Применима при модернизации

НДТ 29.

Уменьшение неорганизованных выбросов от извлечения меди с помощью флотации шлака. Использование одной или нескольких техник.

№ п/п

Техника

1	2
1	Методы пылеподавления, такие как распыление воды, при обработке, хранении и измельчении шлака
2	Измельчение и флотация производятся с использованием воды
3	Транспортировка хвостов флотации до участка конечного хранения с помощью гидротранспорта в закрытом трубопроводе
4	Охлаждение шлака водой в накопителе или использование в засушливых районах для пылеподавления таких средств, как известковое молочко
5	Поддержание уровня воды в отстойнике или использование пылеподавляющего средства, например, известкового молока в сухих районах

НДТ 30.

Уменьшение неорганизованных выбросов от переработки богатых медью шлаков. Использование одной или нескольких техник.

№ п/п	Техника
1	2
1	Методы пылеподавления, такие как распыление воды при обработке, хранении и измельчении шлака
2	Эксплуатация печи при разрежении
3	Герметизация печи
4	Использование укрытий, замкнутых помещений и вытяжных зонтов для сбора и передачи выбросов отходящих газов в систему газоочистки
5	Закрытый желоб

НДТ 31.

Уменьшение неорганизованных выбросов от разливки анодов при первичном и вторичном производстве меди: использование над разливочным ковшом и над разливочной каруселью вытяжных зонтов, оборудованных системой всасывания.

НДТ 32.

Уменьшение неорганизованных выбросов от электролизеров. Использование комбинации одной или более техник.

№ п/п	Техника	Применимость
1	2	3
1	Добавление поверхностно-активных веществ	Общеприменима
2	Использование крышек на электролизных ваннах и вытяжного зонта для отведения испарений в систему газоочистки	Применима для электролизных ванн за исключением случаев, когда по требованиям технологии они должны оставаться не укрытыми, с целью поддержания температуры на необходимом рабочем уровне (порядка 60 - 65⁰С)
3	Использование закрытых емкостей для хранения и трубопроводов для транспортировки растворов	Общеприменима
4	Улавливание аэрозолей, образующихся в промывных камерах машин для обдирки катодов и в машинах для промывки анодов	Общеприменима

НДТ 33.

Уменьшение неорганизованных выбросов в процессе литья медных сплавов. Использование одной или нескольких техник.

№ п/п	Техника
1	2
1	Использование ограждений или кожухов для сбора и передачи выбросов в систему очистки
2	Использование покрытия для расплавов в печах для выдержки и литья
3	Система усиленного отсоса

НДТ 34.

Уменьшение неорганизованных выбросов при некислотном и кислотном травлении.

№ п/п	Техника	Применимость
1	2	3
1	Герметизация линии травления раствором изопропанола, работающим в замкнутом контуре	Применима только при непрерывном процессе травления катанки
2	Герметизация линии травления для сбора и передачи выбросов в систему очистки	Применима только для кислотного травления в непрерывных операциях

Применима только при непрерывном процессе травления катанки.

6.2.3.2. Организованные выбросы

НДТ 35.

Снижение выбросов пыли и металлов, образующихся при приемке, хранении, обработке, транспортировке, учете, смешивании, измельчении, сушке, резке и сортировке сырья при первичном и вторичном производстве меди: использование одной или нескольких газоочистных установок. Данные техники и достижимые с их помощью уровни эмиссий установлены для источников, оборудованных принудительными системами вентиляции.

Таблица .. Технологические показатели выбросов пыли при приемке, хранении, обработке, транспортировке, учете, смешивании, измельчении, сушке, резке и сортировке сырья

№ п/п	Параметр	Единица измерения	Технологические показатели выбросов для данной НДТ
1	2	3	4
1	Пыль общая	мг/Нм³	2 – 5^*

1) среднее за период отбора пробы;

2) для предприятий, введенных в эксплуатацию до 01 июля 2021г ≤ 20мг/ Нм³;

3) ожидается, что выбросы пыли будут находиться в нижней границе диапазона, если выбросы тяжелых металлов превышают следующие уровни: 1 мг/Нм³ для свинца, 1 мг/Нм³ для меди, 0,05 мг/Нм³ для мышьяка, 0,05 мг/Нм³ для кадмия.

НДТ 36.

Снижение выбросов пыли и металлов, образующихся при сушке концентрата при производстве первичной меди: использование рукавного фильтра.

Применимость

В случае высокого содержания органического углерода в концентратах (например, около 10 весовых процентов) рукавные фильтры могут быть неприменимы (по причине забивания рукавов) и использоваться другие методы (например, ЭСП).

Таблица 6.7. Технологические показатели выбросов пыли при сушке концентрата

№ п/п	Параметр	Единица измерения	Технологические показатели выбросов для данной НДТ
1	2	3	4
1	Пыль общая	мг/Нм³	3 - 5^*

1) среднесуточное значение или среднее значение за период отбора;

2) если используемые концентраты имеют высокое содержание органического углерода (около 10 мас.%), концентрация может достигать 10 мг/Нм³;

НДТ 37.

Сокращение организованных выбросов пыли, образующихся при первичной выплавке меди в печах и конвертерах (за исключением тех, которые направляются на сернокислотную установку): использование рукавного фильтра и/или мокрого скруббера.

Таблица 6.8. Технологические показатели выбросов пыли при выплавке меди в печах и конвертерах

№ п/п	Параметр	Единица измерения	Технологические показатели выбросов для данной НДТ
1	2	3	4
1	Пыль общая	мг/Нм³	2 - 5^*

1) среднесуточное значение;

2) ожидается, что выбросы пыли будут находиться в нижней границе диапазона, если выбросы тяжелых металлов превышают следующие уровни: 1 мг/Нм³ для свинца, 1 мг/Нм³ для меди, 0,05 мг/Нм³ для мышьяка, 0,05 мг/Нм³ для кадмия.

НДТ 38.

Сокращение организованных выбросов пыли и металлов (за исключением тех, которые направляются на сернокислотную установку) при вторичной выплавке меди в печах и конвертерах и переработке промежуточных продуктов из вторичной меди: использование рукавного фильтра.

Таблица 6.9. Технологические показатели выбросов пыли

№ п/п	Параметр	Единица измерения	Технологические показатели выбросов для данной НДТ
1	2	3	4
1	Пыль общая	мг/Нм³	2 - 5^*

1) среднесуточное значение или среднее значение за период отбора;

НДТ 39.

Сокращение организованных выбросов пыли и металлов от печи для выдержки вторичной меди: использование рукавного фильтра.

Таблица 6.10. Технологические показатели выбросов пыли от печи для выдержки вторичной меди

№ п/п	Параметр	Единица измерения	Технологические показатели выбросов для данной НДТ
1	2	3	4
1	Пыль общая	мг/Нм³	≤5^*

* среднее значение за период отбора.

НДТ 40.

Сокращение организованных выбросов пыли и металлов при переработке шлака с высоким содержанием меди: использование рукавного фильтра или скруббера в сочетании с электрофильтром.

Таблица .. Технологические показатели выбросов пыли при переработке шлаков

№ п/п	Параметр	Единица измерения	Технологические показатели выбросов для данной НДТ
1	2	3	4
1	Пыль общая	мг/Нм³	2 - 5^*

1) среднее значение за период отбора;

2) ожидается, что выбросы пыли будут находиться в нижней части диапазона, когда выбросы свинца превышают 1 мг/Нм³.

НДТ 41.

Сокращение организованных выбросов пыли и металлов при первичном и вторичном производстве медных анодов: использование рукавного фильтра или скруббера в сочетании с ЭСП.

Таблица .. Технологические показатели пыли в выбросах при первичном и вторичном производстве медных анодов

№ п/п	Параметр	Единица измерения	Технологические показатели выбросов для данной НДТ
1	2	3	4
1	Пыль общая	мг/Нм³	2 - 5^*

1) среднесуточное значение или среднее значение за период отбора;

НДТ 42.

Сокращение организованных выбросов пыли и металлов от анодной отливки при производстве меди: использование рукавного фильтра или, в случае отходящих газов с содержанием воды, близким к точке росы, мокрого скруббера или каплеотбойника.

Таблица .. Технологические показатели выбросов пыли при анодной отливке

№ п/п	Параметр	Единица измерения	Технологические показатели выбросов для данной НДТ
1	2	3	4
1	Пыль общая	мг/Нм³	≤ 5 - 15^*

1) среднесуточное значение или среднее значение за период отбора;

2) нижняя граница диапазона связана с использованием рукавного фильтра.

НДТ 43.

Сокращение организованных выбросов пыли от медеплавильной печи: выбор и подача сырья в соответствии с типом печи и используемой системой борьбы с загрязнением, а также использование рукавного фильтра.

Таблица .. Технологические показатели выбросов пыли от медеплавильной печи

№ п/п	Параметр	Единица измерения	Технологические показатели выбросов для данной НДТ
1	2	3	4
1	Пыль общая	мг/Нм³	2 - 5^*

1) среднесуточное значение или среднее значение за период отбора;

2) ожидается, что выбросы пыли будут ближе к нижней границе диапазона, когда выбросы меди превышают 1 мг/Нм³.

6.2.3.3. Выбросы органических соединений

НДТ 44.

Снижение риска выброса в воздух органических соединений при сушке, обезжиривании и плавлении вторичного сырья, а также пиролитической переработке медной стружки. Использование одной или нескольких техник.

№ п/п	Техника	Применимость
1	2	3
1	Дожигатель или камера дожигания или регенеративный термический окислитель	Применимость ограничена содержанием энергии в отходящих газах, которые необходимо обработать, поскольку отходящие газы с более низким содержанием энергии требуют большего расхода топлива
2	Ввод адсорбента в сочетании с рукавным фильтром	Общеприменима
3	Проектирование печи и методов борьбы с загрязнением окружающей среды в соответствии с имеющимся сырьем	Применима только для новых печей или капитальной модернизации существующих печей
4	Выбор и подача сырья в соответствии с типом печи и используемыми методами борьбы с загрязнением окружающей среды	Общеприменима
5	Термическое разрушение ЛОС при высоких температурах в печи (> 1000 °C)	Общеприменима

Таблица .. Технологические показатели выбросов летучих органических соединений при пиролитической обработке медной стружки, а также сушке, обезжиривании, плавке вторичного сырья

№ п/п	Параметр	Единица измерения	Технологические показатели выбросов для данной НДТ
1	2	3	4
1	ЛОС	мг/Нм³	3 - 30^*

1) среднесуточное значение или среднее значение за период отбора;

2) нижняя граница диапазона связана с использованием регенеративного термического окислителя.

Мониторинг проводить в соответствии с НДТ 10.

НДТ 45.

Сокращение выбросов органических соединений от экстракции растворителем при гидрометаллургическом производстве меди. Использование следующих техник.

№ п/п	Техника
1	2
1	Обработка реагентом (растворителем), обеспечивающим более низкое давление пара
2	Закрытое оборудование, такое как закрытые смесительные баки, закрытые отстойники и закрытые резервуары для хранения

НДТ 46.

Снижение риска выброса в воздух полихлордибензодиоксинов/фуранов при расплавлении, выплавке, рафинировании и конвертерной плавке вторичной меди: использование одной или нескольких комбинации техник.

№ п/п	Техника
1	2
1	Выбор сырья в соответствии с характеристиками печи и используемыми методами
2	Выбор оптимальных параметров горения
3	Использование системы, обеспечивающей подачу сырья малыми порциями
4	Термодеструкция ПХДД/Ф в печи при высоких температурах (> 850 °C)
5	Использование системы внутренних горелок
6	Использование камер и установок для дожигания
7	Избегать скопления пыли в дымоходах, через которые отводятся газы с температурой >250⁰
8	Быстрое охлаждение
9	Впрыск адсорбента в сочетании с эффективной системой пылеулавливания

Описание техник:

1) исходное сырье должно подбираться таким образом, чтобы печь и система очистки выбросов, используемая для достижения требуемых значений показателей эффективности, могли обеспечить необходимое улавливание загрязняющих веществ, содержащихся в подаваемой шихте;

2) действия по оптимизации условий горения: обеспечение необходимого смешивания кислорода воздуха с компонентами, содержащими углерод, контроль температуры газов и времени контакта, необходимого для окисления органического углерода, входящего в состав ПХДД/Ф;

3) подача сырья в полузакрытые печи небольшими порциями для уменьшения охлаждения печи во время загрузки, что позволяет поддерживать более высокую температуру газа и предотвращает образование ПХДД/Ф;

4) отходящий газ проходит через пламя горелки и органический углерод, соединяясь с кислородом, образует CO₂;

5) наличие пыли при температуре выше 250°С способствует образованию ПХДД/Ф;

6) быстрое снижение температуры отходящих газов препятствует повторному образованию ПХДД/Ф.

Описание методов приведено в разделе 5.2.3.2.

Таблица .. Технологические показатели выбросов ПХДД/Ф в результате пиролитической обработки медной стружки, плавки, огневого рафинирования и конвертирования при производстве вторичной меди

№ п/п	Техника	Единица измерения	Технологические показатели выбросов для данной НДТ
1	2	3	4
1	ПХДД/Ф	нг I-TEQ/Нм³	≤ 0.1^*

* среднее значение за период выборки не менее шести часов.

Мониторинг проводить в соответствии с НДТ 10.

6.2.3.4. Выбросы диоксида серы

НДТ 47.

Снижение выбросов SO₂: направление отходящих газов (с предварительной очисткой от пыли) на установки по производству серной кислоты, жидкого диоксида серы, элементарной серы или других аналогичных продуктов.

Применимо в зависимости от содержания диоксида серы в газах и от наличия рынка производимого продукта или условий для долговременного хранения.

Таблица .. Технологические показатели выбросов SO₂ при рекуперации серы, содержащейся в отходящих газах плавильных печей, путем производства серной кислоты и других продуктов

№ п/п	Тип процесса преобразования	Коэффициент преобразования, % ^**	НДТ-ТП (мг/нм³)^*
1	2	3	4
1	Одноконтактный завод серной кислоты	-^***	800 – 940
2	Двухконтактный завод серной кислоты	>99,8
3	Установка мокрого катализа (процесс WSA)	>98^***

1) среднесуточное значение или среднее значение за период выборки;

2) для действующих предприятий, объем выпускаемой рафинированной меди, которых составляет свыше 100,0 тысяч тонн/год: 800 – 1250 мг/Нм³;

** коэффициент преобразования, включающий абсорбционную колонну, без учета эффективности последующей очистки хвостовых газов;

*** показатели с учетом доочистки хвостовых газов.

НДТ 48.

Сокращение выбросов SO₂от первичного производства меди, за исключением направляемых на установки по производству серной кислоты или жидкого диоксида серы.

№ п/п	Техника	Применимость
1	2	3
1	Сухой или полусухой скруббер	Общеприменимо
2	Мокрый скруббер	Применимость может быть ограничена в следующих случаях: очень высокие расходы отходящих газов (из-за значительного количества образующихся отходов и сточных вод); в засушливых районах (из-за большого объема требуемой воды и необходимости очистки сточных вод); необходимость масштабной реконструкции централизованной системы очистки газов с выделением отдельных потоков для обессеривания, а также ограниченностью территории (отсутствие производственных площадей для строительства дополнительных крупногабаритных сооружений).
3	Система абсорбции/десорбции на основе полиэфира	Неприменима в случае производства вторичной меди. Неприменима при отсутствии установки по производству серной кислоты или жидкого SO₂
4	Выбор сырья в соответствии с характеристиками печи и используемыми методами сокращения выбросов	Общеприменима
5	Раздельный слив расплавов с плавильных агрегатов	Общеприменима

Таблица .. Технологические показатели выбросов SO₂ при первичном производстве меди

№ п/п	Параметр	Единица измерения	Технологические показатели для данной НДТ
1	2	3	4
1	SO₂	мг/Нм³	50 – 500^*

1) среднесуточное значение или среднее значение за период отбора;

2) в случае использования мокрого скруббера или концентрата с низким содержанием серы концентрация может составлять до 350 мг/Нм³;

3) для предприятий, введенных в эксплуатацию до 01 июля 2021г. до выбора техники очистки с минимальным воздействием на объекты окружающей среды и апробации в промышленных условиях: 50 - 940 мг/Нм³.

НДТ 49.

Снижение выбросов SO₂от вторичного производства меди (за исключением направляемых на установки по производству серной кислоты или жидкого диоксида серы): использование одной или нескольких техник.

№ п/п	Техника	Применимость
1	2	3
1	Сухой и полусухой скруббер	Общеприменима
2	Мокрый скруббер	Применимость может быть ограничена в следующих случаях: очень высокие расходы отходящих газов (из-за значительного количества образующихся отходов и сточных вод); в засушливых районах (из-за большого объема требуемой воды и необходимости очистки сточных вод)
3	Выбор сырья в соответствии с характеристиками печи и используемыми методами сокращения выбросов	Общеприменима

Таблица .. Технологические показатели выбросов SO₂ при вторичном производстве меди

№ п/п	Параметр	Единица измерения	Технологические показатели выбросов для данной НДТ
1	2	3	4
1	Серы диоксид	мг/Нм³	50 - 300^*

* среднесуточное значение или среднее значение за период отбора.

6.2.3.5. Выбросы серной кислоты

НДТ 50.

Сокращение выбросов серной кислоты от процесса электролитического рафинирования, промывочной камеры машин для обдирки катодов и машины для промывки отработанных анодов может быть достигнуто за счет использования одной или нескольких из перечисленных техник.

№ п/п	Техника	Применимость
1	2	3
1	Влагоуловитель	Для производства катодной меди
2	Мокрый скруббер	Для производства катодной меди

Таблица .. Технологические показатели выбросов серной кислоты от процесса электролитического рафинирования, промывочной камеры машин для обдирки катодов и машины для промывки отработанных анодов

№ п/п	Техника	Применимость	Технологические показатели выбросов для данной НДТ
1	2	3	4
1	Серная кислота	мг/Нм³	≤ 10

НДТ 51.

Сокращение выбросов SO₃/H₂SO₄(в виде брызг и туманов) при производстве серной кислоты, основанное на использовании отходящих газов медного производства, заключается в использовании одной или нескольких техник, представленных ниже.

№ п/п	Техника	Применимость
1	2	3
1	Минимизация колебаний уровня SO₂во входящих потоках	Общеприменима
2	Удаление влаги (сушка) входного газа и воздуха для горения	Только для процессов сухого контакта
3	Использование большей площади конденсации	Для процесса мокрого катализа
4	Применение высокоэффективных свечных фильтров после абсорбции	Общеприменима
5	Оптимальное распределение кислоты и скорость циркуляции	Общеприменима
6	Контроль концентрации и температуры абсорбирующей кислоты	Общеприменима
7	Применение методов регенерации/абсорбции в процессах мокрого катализа, таких как мокрые электрофильтры и мокрая скрубберы	Общеприменима

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 10.

Таблица .. Технологические показатели SO₃/H₂SO₄, связанные с НДТ

№ п/п	Параметр	НДТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Серная кислота	10 - 35

* средние показатели за год.

6.2.4. Загрязнение почвы и грунтовых вод

НДТ 52.

Предотвращение загрязнения почвы и подземных вод при флотационном извлечении меди: правильное проектирование площадки конечного хранения шлака, хвостов флотации, шламов, обеспечивающее исключение сбросов загрязняющих веществ в окружающую среду.

НДТ 53.

Предотвращение загрязнения почвы и подземных вод электролитом при первичном и вторичном производстве меди.

№ п/п	Техника
1	2
1	Использование закрытой дренажной системы
2	Использование влагонепроницаемых и кислотостойких полов
3	Использование емкостей с двойными стенками или размещение их внутри прочного обвалования с непроницаемыми полами

НДТ 54.

Сокращение образования сточных вод при первичном и вторичном производстве меди: использование одной или комбинации техник.

№ п/п	Техника
1	2
1	Повторное использование воды в процессе флотационного извлечения меди из шлака
2	Повторное использование травильных растворов и промывной воды
3	Повторное использование электролита после удаления металла для электролиза и (или) выщелачивания
4	Переработка остатков (сырье) от этапа экстракции растворителем при гидрометаллургическом производстве меди для отделения органического раствора
5	Центрифугирование шлама от очистки и отстойников с этапа экстракции растворителя в гидрометаллургическом производстве меди
6	Использование конденсата пара для обогрева электролитических ванн, промывки медных катодов или направление его обратно в паровой котел

6.2.5. Отходы

НДТ 55.

Организация системы обращения с отходами, полупродуктами и оборотными материалами, способствующей их повторному использованию, а в случае невозможности – вторичной их переработки или утилизации, включая использование одной или нескольких техник.

№ п/п

Техника

Применимость

1	2	3
1	Извлечение металлов из пыли, поступающей из систем пылеулавливания	Общеприменима
2	Повторное использование или продажа гипса, получаемого в результате переработки SO₂	Применимость может быть ограничена в зависимости от содержания металлов и наличия рынка сбыта
3	Регенерация или переработка и утилизация (использование) отработанных катализаторов	Общеприменима
4	Использование с целью извлечения металла из осадка, образующегося при очистке сточных вод	Применимость может быть ограничена в зависимости от содержания металла и наличия рынка сбыта/технологического процесса
5	Использование слабой кислоты в процессе выщелачивания или для производства гипса	Общеприменима
6	Извлечение меди из содержащих ее в значительных количествах шлаков в шлаковых печах или в шлаковых флотационных установках	Общеприменима
7	Использование отвальных шлаков в качестве абразивных или строительных (для отсыпки дорог) материалов или материалов для технических этапов рекультивации	Применима в зависимости от содержания металлов и от наличия рынка
8	Использование лома футеровки печей и печного оборудования производства черновой меди для извлечения металлов или повторное ее использование в качестве огнеупорных материалов
9	Использование хвостов (песков) после флотации шлака в качестве абразивных или строительных материалов или для иных возможных целей
10	Использование съема с плавильных печей для извлечения металлов	Применимость может быть ограничена в зависимости от содержания металла и наличия рынка сбыта/технологического процесса
11	Использование слитого отработанного электролита для извлечения меди и никеля. Повторное использование остатков кислоты для получения нового электролита или для производства гипса
12	Использование анодных остатков в качестве охлаждающего материала при пирометаллургическом рафинировании или при переплавке меди
13	Использование анодного шлама для получения драгоценных металлов
14	Использование гипса с установок по очистке сточных вод в пирометаллургическом процессе или его продажа	Применима в зависимости от качества получаемого гипса
15	Извлечение металлов из шламов	Общеприменима

6.3. НДТ при производстве драгоценных металлов

6.3.1. Выбросы в атмосферу

6.3.1.1. Неорганизованные выбросы

НДТ 56.

Сокращение неорганизованных выбросов в атмосферу от процедур предварительной обработки сырья (дробление, просеивание, смешивание), содержащего драгоценные металлы, путем применения одной из следующих техник или их комбинации.

№ п/п	Техника	Применимость
1	2	3
1	Закрытые зоны предварительной обработки и системы транспортировки	Применима только для пылящих материалов
2	Организация системы пылеулавливания на участке предварительной обработки сырья и при проведении погрузочно-разгрузочных работ	Применима только для пылящих материалов
3	Электроблокировка, обеспечивающая невозможность эксплуатации оборудования без системы пылеулавливания	Для любых материалов

НДТ 57.

Сокращение неорганизованных выбросов в атмосферу при осуществлении пирометаллургических операций (получение сплава Доре и других) путем применения следующих техник.

№ п/п	Техника
1	2
1	Закрытые помещения и/или зоны плавильных печей
2	Проведение процессов под вакуумом
3	Организация для плавильных печей системы пылеулавливания
4	Электроблокировка, обеспечивающая невозможность эксплуатации оборудования без системы пылеулавливания

НДТ 58.

Сокращение неорганизованных выбросов в атмосферу при осуществлении процессов выщелачивания и электролиза золота путем применения одной из следующих техник или их комбинации.

№ п/п	Техника
1	2
1	Закрытые резервуары/аппараты и изолированные трубопроводы для транспортировки растворов
2	Использование других (заменяемых) типов электролитов, обеспечивающих осуществление технологических процессов (выщелачивания, растворения и электролиза) и имеющих белее низкие газовые проявления
3	Вытяжные системы электролизеров
4	Водная стена (завеса), которая может использоваться для предотвращения выделения газообразного хлора при выщелачивании анодных шламов соляной кислотой или другими реагентами

НДТ 59.

Сокращение неорганизованных выбросов от реализации гидрометаллургических процессов путем применения следующих техник.

№ п/п	Техника
1	2
1	Меры по уменьшению уровня выбросов, таких как применение закрытых емкостей и резервуаров, аппаратов и баков с регуляторами уровня, изолированных труб, закрытых дренажных систем, планирование программ обслуживания оборудования
2	Реакционные сосуды и резервуары, подключенные к общей системе воздуховодов для утилизации отходящих газов (резервная система автоматически подключается в случае отказа основной системы)

НДТ 60.

Сокращение неорганизованных выбросов в атмосферу от сжигания, прокаливания и сушки путем применения следующих техник.

№ п/п	Техника
1	2
1	Подключение всех печей для кальцинирования, печей для сжигания и сушильных печей к системе воздуховодов для отвода отходящих технологических газов
2	Применение системы электронного контроля, обеспечивающей в случае отключения электроэнергии запуск резервного генератора, который обеспечивает через автоматизированную систему управления эксплуатацию оборудования, запуск и завершение работы, удаление отработанной кислоты, подачу свежей кислоты в скрубберы
3	Установка скруббера включена в приоритетную электрическую цепь, которая обслуживается резервным генератором на случай отключения электроэнергии
4	Оперативный пуск и останов, удаление отработанной кислоты и подпитка скрубберов свежей кислотой осуществляется с помощью автоматизированной системы управления

НДТ 61.

Сокращение неорганизованных выбросов в атмосферу при плавке готовой продукции путем применения следующих техник.

№ п/п	Техника
1	2
1	Изолированные печи, работающие под вакуумом
2	Эффективные вытяжные и вентиляционные системы

6.3.1.2. Организованные выбросы

НДТ 62.

Снижение выбросов пыли и металлов в атмосферный воздух на всех участках, где возможно их образование, в том числе дробление, просеивание, смешивание, плавка, сжигание, обжиг, сушка и переработка путем применения одной или нескольких газоочистных установок.

№ п/п	Техника	Применимость
1	2	3
1	Рукавный фильтр	Неприменима для газовых выбросов с высоким содержанием селена
2	Мокрый скруббер	Общеприменима
3	Мокрый электрофильтр	Общеприменима
4	Циклон	Общеприменима

Таблица .. Технологические показатели выбросов пыли от всех операций, связанных с образованием пыли, таких как дробление, просеивание, смешивание, плавка, сжигание, обжиг, сушка и переработка

№ п/п	Параметр	Единица измерения	Технологические показатели выбросов для данной НДТ
1	2	3	4
1	Пыль	мг/Нм³	2 – 5^*

* среднесуточное значение или среднее за период измерений.

НДТ 63.

Снижение выбросов NO_х в атмосферный воздух от гидрометаллургических процессов, включая растворение/выщелачивание азотной кислотой, путем применения одной из следующих техник или их комбинации.

№ п/п	Техника
1	2
1	Щелочной скруббер с каустической содой
2	Скруббер с окислителями (например, кислород, перекись водорода) и восстановителями (например, азотная кислота, мочевина)^*

^* часто применяется в сочетании со щелочным скруббером с каустической содой.

Таблица .. Технологические показатели выбросов NO_х при гидрометаллургических процессах, включая растворение/выщелачивание азотной кислотой

№ п/п	Параметр	Единица измерения	Технологические показатели выбросов для данной НДТ
1	2	3	4
1	NO_х	мг/Нм³	70 - 150^*

* в среднем за час или в среднем за период выборки.

НДТ 64.

Снижение выбросов SO₂в атмосферный воздух в процессе подготовки сырья, получения сплава Доре, включая процессы сжигания, обжига и сушки, а также при гидрометаллургических процессах: применение одной из следующих техник или их комбинации.

№ п/п	Техника	Применимость
1	2	3
1	Мокрый скруббер	Применение мокрого скруббера лимитируется в следующих случаях: очень высокая скорость подачи газа, из-за чего образуется большое количество отходов, в том числе водных отходов; в засушливых местностях, когда необходимо большое количество воды для переработки отходов, и связанные с этим факторы
2	Мокрый электрофильтр	Общеприменима

Таблица .. Технологические показатели выбросов SO₂ от плавильно-металлургической установки по производству сплава Доре

№ п/п	Параметр	Единица измерения	Технологические показатели выбросов для данной НДТ
1	2	3	4
1	SO₂	мг/Нм³	50 – 480^*

* среднесуточное значение или среднее за период измерений.

НДТ 65.

Снижение выбросов SO₂в атмосферу от гидрометаллургического производства, включая сопутствующие операции сжигания, кальцинирования и сушки: использование мокрого скруббера.

Таблица .. Технологические показатели выбросов SO₂ от гидрометаллургического производства, включая сопутствующие операции сжигания, кальцинирования и сушки

№ п/п	Параметр	Единица измерения	Технологические показатели выбросов для данной НДТ
1	2	3	4
1	SO₂	мг/Нм³	50 – 100^*

* среднесуточное значение или среднее за период измерений.

НДТ 66.

Снижение выбросов HCl и Cl₂в атмосферный воздух от гидрометаллургического производства, включая сопутствующие операции сжигания, кальцинирования и сушки: использование щелочного скруббера.

Таблица .. Технологические показатели выбросов HCl и Cl₂ от гидрометаллургического производства, включая сопутствующие операции сжигания, кальцинирования и сушки

№ п/п	Параметр	Единица измерения	Технологические показатели выбросов для данной НДТ^*
1	2	3	4
1	HCl	мг/Нм³	≤ 5 - 10
2	Cl₂	мг/Нм³	0,5 - 2

* в среднем за период выборки.

НДТ 67.

Снижение выбросов NH₃в атмосферу от гидрометаллургического производства, использующего аммиак или хлорид аммония: использование мокрого скруббера с серной кислотой.

Таблица .. Технологические показатели выбросов NH₃ при гидрометаллургическом производстве с использованием аммиака или хлорида аммония

№ п/п	Параметр	Единица измерения	Технологические показатели выбросов для данной НДТ^*
1	2	3	4
1	NH₃	мг/Нм³	1 - 3

* в среднем за период выборки.

НДТ 68.

Снижение выбросов ПХДД/Ф в атмосферу при сушке, когда сырье содержит органические соединения, галогены или другие предшествующие ПХДД/Ф вещества, при сжигании и прокаливании: использование одной или сочетания нескольких техник.

№ п/п	Техника
1	2
1	Дожигатель или регенеративный термический окислитель
2	Впрыскивание адсорбирующего вещества в сочетании с эффективной системой сбора пыли
3	Оптимизация условий сжигания или технологического процесса для снижения выбросов органических соединений
4	Ограничение использования пылоочистных систем с высоким пылеобразованием для температур > 250 °C
5	Быстрое закаливание
6	Термическое разрушение ПХДД/Ф в печи при высоких температурах (> 850 °C)
7	Использование кислородного дутья в верхней зоне печи
8	Внутренняя система горелок

Таблица .. Технологические показатели выбросов ПХДД/Ф при сушке, сжигании и прокаливании

№ п/п	Параметр	Единица измерения	Технологические показатели выбросов для данной НДТ
1	2	3	4
1	ПХДД/Ф	нг I-TEQ/Нм³	≤ 0.1

6.3.2. Охрана почвы и грунтовых вод

НДТ 69.

Предотвращение загрязнения почвы и грунтовых вод: применение следующих техник.

№ п/п	Техника
1	2
1	Использование герметизированной дренажной системы
2	Использование двойного ограждения или упорной стены
3	Использование кислотостойкого непромокаемого пола
4	Автоматический контроль уровня в реакционных аппаратах
5	Использование гидроизоляционного пленочного покрытия в основании и откосах карт хранилища промышленных отходов

НДТ 70.

Предотвращение образования сточных вод

№ п/п	Техника
1	2
1	Утилизация отработанных жидкостей из скрубберов и других реагентов, образующихся на гидрометаллургических стадиях выщелачивания или других операциях аффинажа
2	Утилизация растворов процессов выщелачивания

НДТ 71.

Организация системы обращения с отходами, полупродуктами и оборотными материалами, способствующей их повторному использованию, а в случае невозможности — вторичной их переработки или утилизации, включая использование одной или нескольких техник.

№ п/п

Техника

1	2
1	Извлечение металлов из шлаков, пылевых фильтров, систем влажного обеспыливания
2	Извлечение селена из систем мокрого обеспыливания, содержащих селен, перешедший в газовую фазу
3	Извлечение серебра из отработанных электролитов и растворов промывки шламов
4	Извлечение металлов из продуктов очистки электролитов (например, серебряный цементат, осадок основного карбоната меди и т. п.)
5	Извлечение золота, серебра и МПГ из электролитов, шламов и растворов после выщелачивания
6	Извлечение металлов из остатков анодов
7	Выделение металлов платиновой группы из растворов, обогащенных металлами платиновой группы
8	Выделение металлов при обработке конечных растворов технологических процессов

6.4. Требования по ремедиации

Основным фактором воздействия на атмосферный воздух при производстве меди и золота являются выбросы загрязняющих веществ, возникающие в результате эксплуатации организованных источников выбросов, в числе которых печи обжига, печи для сушки концентратов, плавильные печи, конвертеры, анодные печи, установки производства серной кислоты (в случае направления отходящих технологических газов для производства серосодержащих продуктов). Неорганизованные выбросы пыли возникают при дроблении, транспортировке, складировании сухих материалов и технологических газов.

Величина воздействия деятельности производственных объектов производства меди и золота на грунтовые и подземные воды зависит от объема водопотребления и водоотведения, эффективности работы очистных сооружений, качественной характеристик сброса сточных вод. Производственные стоки отсутствуют, если только система охлаждающей воды установки не имеет замкнутого контура.

Образующиеся в результате производственных и технологических процессов отходы могут передаваться на утилизацию/переработку сторонним организациям на договорной основе, частично могут использоваться для собственных при заполнении выработанного пространства шахт, часть возвращается в производство после извлечения составных металлов образующихся в процессе восстановительных реакций.

Согласно Экологическому кодексу под ремедиацией признается комплекс мероприятий по устранению экологического ущерба посредством восстановления, воспроизводства компонента природной среды, которому был причинен экологический ущерб, или, если экологический ущерб является полностью или частично непоправимым, замещения такого компонента природной среды.

Таким образом, в результате деятельности предприятий по производству меди и золота следующие негативные последствия наступают в результате загрязнения атмосферного воздуха и дальнейшего перехода загрязняющих веществ из одного компонента природной среды в другую:

загрязнение земель и почв в результате осаждения загрязняющих веществ из атмосферного воздуха на поверхность почв и дальнейшая их инфильтрация в поверхностные и подземные воды;

воздействие на животный и растительный мир.

При обнаружении фактов экологического ущерба компонентам природной среды по результатам производственного и (или) государственного экологического контроля, причиненного в результате антропогенного воздействия, и при закрытии и (или) ликвидации последствий деятельности, необходимо провести оценку изменения состояния компонентов природной среды в отношении состояния, установленного в базовом отчЕте или эталонного участка.

Лицо, действия или деятельность которого причинили экологический ущерб, должно предпринять соответствующие меры для устранения такого ущерба, чтобы восстановить состояние участка, следуя нормам Экологического кодекса (ст. 131 – 141 раздела 5) и методическим рекомендациям по разработке программы ремедиации.

Помимо того, лицо, действия или деятельность которого причинили экологический ущерб, должно принять необходимые меры для удаления, сдерживания или сокращения эмиссий соответствующих загрязняющих веществ, также для контрольного мониторинга в сроки и периодичность, для того чтобы, с учЕтом их текущего, или будущего утвержденного целевого назначения, участок больше не создавал значительного риска для здоровья человека, и не причинял ущерб от еЕ деятельности в отношении окружающей среды из-за загрязнения компонентов природной среды.

7. Перспективные техники

Данный раздел содержит информацию о новейших техниках производства меди и драгоценных металлов, в отношении которых проводятся научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы или осуществляется их опытно-промышленное внедрение.

7.1. Перспективные техники производства меди

7.1.1. Процессы LUREC и BAYQIK

Процессы LUREC и BAYQIK технологии преобразования высококонцентрированного диоксида серы в серную кислоту.

Добавление дополнительного прохода, который является внешним по отношению к существующей контактной установке, может быть использовано для увеличения существующей установки серной кислоты с целью использования более высоких концентраций диоксида серы на входе.

Процесс LUREC функционирует с 2007 года на китайском заводе, Yanggu Xiangguang Copper, провинция Шаньдун, Китай (производительность 2340 т/сут), где дополнительный предварительный блок предварительной абсорбции предшествует пятипроходному двойному контакту/двойной абсорбции серной кислоты, чтобы дать общую семипроходную тройную контактную установку. Это завод по производству новых месторождений, работающий с концентрацией на входе 16 – 18 % SO₂.

В процессе LUREC используется дополнительная контактная камера с одним или двумя слоями в зависимости от концентрации входного газа. Это действует как предварительный преобразователь, и теплообменник и стадия предварительной абсорбции могут быть использованы до существующей установки. Испытывались концентрации сернистого газа на входе от 15 % до 25 %.

Процесс LUREC доступен и может использоваться в качестве дополнительного слоя для всех существующих установок, для обеспечения шести или семи проходов и тройной абсорбции, если требуется концентрация входного газа.

Процесс BAYQIK добавляет дополнительную внешнюю стадию к существующей установке серной кислоты, которая содержит слой катализатора со встроенным теплообменником. Завод был введен в эксплуатацию в 2009 году в Штольберге, Германия.

В процессе BAYQIK используется серия концентрических трубок, где катализатор и носитель содержатся во внутренней трубке, а наружное кольцо действует как теплообменник.

При использовании этих процессов можно достигнуть сокращения выбросов SO₂, повышения общей эффективности существующей установки серной кислоты, а также более высокие концентрации входного газа могут быть использованы для снижения общего расхода газа.

7.1.2. Автоматизация контроля непрерывной продувки котла-утилизатора

Автоматизация контроля непрерывной продувки котла-утилизатора, внедрение клапана с программным управлением, регулирующего в автоматическом режиме содержание концентрации солей жесткости котловой воды и объемов сброса воды непрерывной продувки.

Сокращение потерь тепловой энергии со сверхнормативной непрерывной продувкой.

В процессе парообразования в котле повышается концентрация солей и других растворенных соединений. Высокие концентрации солей приводят к пенообразованию, образованию накипи на внутренних поверхностях нагрева котлов. Концентрация солей должна тщательно контролироваться и регулироваться с помощью продувок котла.

Для определения концентрации солесодержания в котловой воде плавильщики, обслуживающие котел, ежесуточно, а при необходимости ежесменно производят отбор проб котловой воды. На основании результатов анализа котловой воды регулируется расход непрерывной продувки.

Принцип работы заключается в автоматическом регулировании количества продувки. Клапан продувки с электрическим приводом управления служит для управляемого периодического отвода солей жесткости из барабана котла. Содержания солей жесткости в котловой воде контролируется методом электропроводимости. При превышении уровня допустимой проводимости позиционный привод открывает клапан продувки. Когда проводимость снова опускается ниже допустимого уровня, привод переводит клапан в рабочее состояние экономичной продувки. При отключении котла привод приводит клапан в закрытое состояние. При обслуживании и ручной регулировке привод можно отсоединить.

При автоматизации контроля непрерывной продувки котла-утилизатора можно достигнуть экологические эффекты как исключение сверхнормативных потерь тепловой энергии, исключение превышения солесодержания в котловой воде, высокую надежность и безопасность применения вследствие простоты конструкции, ручное или автоматизированное управление, механизация ручного труда, повышение эффективности работы котла-утилизатора.

7.1.3. Перевод тепло потребляющего оборудования с пара на горячую воду

Частично на нужды отопления и вентиляции используется пар, что влечет за собой:

невозврат конденсата на источник пароснабжения;

завышенное потребление тепловой энергии на отопление потребителями (10 - 15 %) из-за отсутствия возможности регулирования теплопотребления;

увеличенные потери тепловой энергии (5 - 10 %);

завышенные потери тепловой энергии в паровых сетях относительно водяных (5 - 10 %).

Перевод теплопотребляющего оборудования, обеспечивающего отопление и вентиляцию цехов и зданий, с пара на горячую воду осуществляется оперативным персоналом предприятия, поэтому данное мероприятие является беззатратным.

Перевод теплопотребляющего оборудования с пара на теплосетевую воду позволит снизить теплопотребление на 20 %.

7.1.4. Водные ресурсы

Для очистки промышленных сточных вод от металлов разработано множество методов. На практике обычно сочетают несколько методов. Выбор того или иного сочетания зависит от многих факторов: количества сточных вод, разновидностей присутствующих металлов и их концентраций, технологических и санитарных требований, предъявляемых к очищенным стокам и т. п. очищаемые воды имеют сложный состав, меняющийся во времени. Поэтому в редких случаях можно обойтись одним методом очистки и при этом иметь высокую эффективность очистки.

Основные методы очистки воды от тяжелых металлов:

электрохимическое осаждение;

мембранное разделение;

адсорбция;

ионный обмен.

Электрохимическое осаждение

Метод позволяет извлечь из стоков ценные металлы. Чаще всего используется для извлечения меди из отработанных гальванических растворов. Достоинства метода проявляются в отсутствии образования осадка, получении металлов в готовой к продаже форме, достаточно простой технологической схеме очистки, отсутствии необходимости использования химических реагентов. Основным недостатком электрохимического метода является большой расход электроэнергии. Это основное ограничение использования данного метода. Очистку сточных вод можно проводить непрерывно или периодически.

Процесс электрохимической очистки сточных вод проходит в электролизерах с использованием нерастворимых и растворимых электродов под действием электрического тока. Электроды исполнены в виде прямоугольных плоских пластин, размещенных друг от друга на заданном расстоянии.

Как показывает практика, в большинстве случаев метод эффективен только при работе с отработанными растворами, содержащими высокие концентрации тяжелых металлов более 1 г/л, и не подходит для очистки промывных сточных вод, в которых концентрации тяжелых металлов 0,01 – 0,02 г/л.

Мембранное разделение

К основным мембранным методам разделения жидких систем относятся обратный осмос, ультрафильтрация, микрофильтрация. Преимущества этих методов заключаются в возможности ведения процесса при нормальной температуре без фазовых превращений, простоте оформления аппаратуры, легкой автоматизации технологического процесса, высокой степени разделения, позволяющей получить высокое качество готового продукта. Основной недостаток – они не могут применяться без предварительной подготовки, очистки воды от различных примесей, которые резко снижают фильтровальный цикл. Также следует иметь в виду значительную стоимость сменяемых мембранных элементов.

Процессы обратного осмоса, ультрафильтрации и микрофильтрации ведут под избыточным давлением и относят их к группе баромембранных процессов, в которых перенос молекул или ионов растворенных веществ происходит через полупроницаемую перегородку под давлением, превышающим осмотическое.

Микрофильтрация – это процесс отделения из фильтруемой среды крупных коллоидных частиц или взвешенных микрочастиц размером 0,02 – 25 мкм. Микрофильтрацию, как правило, осуществляют при небольших перепадах давлениях (до 0,2 МПа) на мембране (или мембранном элементе) во избежание значительных деформаций, которым подвержены мембраны (или мембранный элемент) при приложении на них нагрузки извне.

Механизм микрофильтрации достаточно сложен и включает в себя захват механических частиц фильтрующей перегородкой за счет инерционных столкновений, адгезии и суффозии частиц, а также адсорбции.

Этот механизм можно описать следующим образом: жидкость, содержащая частицы, при прохождении через мембрану образует сложную проточную систему. Через мембрану, т. е. поры мембраны, как через сито, поток жидкости дробится на маленькие струи. Взвешенные в жидкости частицы движутся в ее потоке по инерции. Если их размер меньше размера поры мембраны, то они проходят сквозь нее и становятся частью фильтрата. Остальные частицы либо остаются на поверхности мембраны, либо задерживаются внутри ее матрицы.

Микрофильтрацию можно использовать для доочистки сточной воды после отстойника. Микрофильтрационная мембрана задерживает взвешенные частицы, по каким-либо причинам не осевшие в отстойнике, чем существенно повышает эффективность отделения хлопьев тяжелых металлов от воды. Чем позволяет достигать результатов качества очистки сточной воды на очистных сооружениях, близких к теоретическим, полученным в лабораторных условиях.

Ультрафильтрация – это процесс отделения из фильтруемой среды коллоидных частиц размером 0,001 – 0,02 мкм и растворов молекулярной массой больше 500 Дальтонов. Рабочее давление составляет 0,1 – 0,5 МПа.

Ультрафильтрацию применяют для разделения систем, где молекулярная масса компонентов больше молекулярной массы растворителя. Осмотическое давление высокомолекулярных соединений мало, что позволяет проводить ультрафильтрацию при невысоком давлении. Ультрафильтрация позволяет отделить от воды нефтепродукты, взвешенные вещества, микроорганизмы, водоросли, бактерии и вирусы, значительно снизить мутность. Также она эффективно уменьшает окисляемость и цветность воды.

В отличие от обычной фильтрации, при которой продукт в виде осадка откладывается на поверхности загрузки, при ультрафильтрации образуются два раствора, один из которых обогащен растворителем и называется пермеат, а второй – растворенным веществом и называется концентратом. При очистке сточных вод пермеат – это целевой продукт, который идет либо на сброс, либо используется на технические нужды, а концентрат либо возвращается в бак усреднитель, либо подается на узел выпаривания, где выделяется избыток растворенного вещества и образуется твердая фаза, подлежащая утилизации.

Обратный осмос – это метод очистки воды, при котором раствор проходит под давлением через специальную синтетическую мембрану, где задерживаются до 98 % минеральных солей и примесей. Используется для обессоливания воды.

При использовании обратного осмоса также образуются два раствора, образуются два раствора, один из которых обогащен растворителем и называется пермеат, а второй растворенным веществом и называется концентратом. Рабочее давление составляет 0,5 – 8 МПа.

Метод позволяет получать воду заданного качества очистки, в том числе и деминерализованную. Можно применять только на этапе доочистки. Хорошо работает после узла ультрафильтрации. Основная проблема – это утилизация раствора, обогащенного солями, которого образуется ~5 – 10 % от объема подачи.

Применение установки обратного осмоса для очищения использованной технологической и охлаждающей воды из производства свинца изучается на демонстрационной установке промышленного масштаба. Цель - снижение сточной воды для утилизации, что приводит к сниженным выбросам металлов и меньшей потребности в свежей воде. Возникающие сточные воды и восстановленные металлы возвращают в плавильную печь.

Адсорбция — самопроизвольный процесс увеличения концентрации растворЕнного вещества у поверхности раздела двух фаз (твЕрдая фаза — жидкость). Адсорбционный метод обычно применяют для глубокой очистки сточных вод от растворенных органических веществ, если концентрация этих веществ в воде невелика, и они биологически не разлагаются или являются сильно токсичными. Адсорбцию обычно используют для обезвреживания сточных вод от фенолов, гербицидов, пестицидов, ароматических нитросоединений, ПАВ, красителей.

Достоинство метода – высокая эффективность, возможность очистки сточных вод, содержащих несколько веществ. Адсорбционная очистка сточных вод наиболее рациональна, если в них содержатся преимущественно ароматические соединения, неэлектролиты или слабые электролиты, красители, непредельные соединения или гидрофобные (например, содержащие хлор или нитрогруппы) алифатические соединения.

Применяют данный метод и для очистки сточных вод от тяжелых металлов. Адсорбцию можно применять только на этапе доочистки, когда основная масса загрязнений из стока убрана. В противном случае ресурс фильтра адсорбера будет быстро исчерпан.

Для доочистки стока от тяжелых металлов в качестве сорбента обычно применяют активированный уголь или алюмосиликаты.

Наиболее эффективными адсорбентами являются активированные угли различных марок. Пористость углей составляет 60–75 %, а удельная площадь поверхности 400–900 м²/г. Существенными недостатками активного угля являются его высокая стоимость и необходимость периодической замены загрузки в фильтре, поскольку регенерация активированного угля проводится при высоких температурах, в специальных печах.

Ионообменный обмен - используется для глубокой очистки производственных сточных вод от цветных и тяжелых металлов. Можно применять только на этапе доочистки после сорбционных фильтров. Позволяет достигать качества очистки по тяжелым металлам до требований на сброс в водоемы рыбохозяйственного значения или до требований к воде для возврата в технологию.

Данный метод широко используется для очистки сточных вод от тяжелых металлов, поскольку позволяет достигать высокого качества очистки и при этом имеет простое аппаратурное оформление, не требует дорогих систем автоматизации, имеет низкие энергетические затраты, регенерационные растворы можно возвращать в накопитель усреднитель на повторную очистку. Можно использовать для селективного концентрирования и удаления из стока конкретного металла

Но у данного метода есть ряд существенных ограничений:

Высокая стоимость ионообменных смол (особенно хелатных).

Для регенерации смол используются сильные электролиты соли или кислоты, которые надо отдельно утилизировать, или дозировать в накопитель-усреднитель. При дозировании в усреднитель увеличивается солесодержание очищаемой воды.

Смолы образуют с органическими соединениями, маслами и ПАВ устойчивые взаимосвязи, которые невозможно разрушить при регенерации, поэтому смолы необходимо защищать от воздействия органических соединений.

Самое главное узел ионного обмена эффективно работает только в том случае, если время фильтрования существенно больше времени, необходимого на регенерацию, т. е. метод не подходит для вод с высоким солесодержанием.

В качестве загрузки ионообменных фильтров используют синтетические органические смолы. Производится множество марок ионообменных смол для специфического применения как для очистки стоков различного происхождения, так и для концентрирования из растворов различных металлов.

Смола фильтра может задерживать ионы различных примесей (начиная от металлов и заканчивая солями жесткости), меняя их на безопасные и безвредные ионы других веществ. Обмен ионами позволяет изменять ионный состав обрабатываемой жидкости, не изменяя суммарного числа зарядов, находившихся в этой жидкости до процесса обмена.

Для очистки сточных вод от тяжелых металлов обычно применяют катиониты – смолы с положительно заряженными ионами (Na+, Н+ и др.).

Электролиз может использоваться для извлечения и переработки металлов. Может использоваться для одноэтапной очистки стоков с высокой концентрацией металлов (около 2 г/л). Технология в основном общедоступна. Проверен и испытан, имеет хорошую репутацию на гальванических производствах. Может использоваться для одновременного удаления еще и органических загрязнителей. Может использоваться в периодическом или непрерывном режиме. Трудно достичь уровня очистки выше одной промилле. Дорогостоящее обслуживание и эксплуатация неэффективных электролизеров. Электролиз не избирателен. Требуется постоянный контроль. Плохо справляется со стоками нестабильного содержания и большого объема.

Электродиализ может использоваться для извлечения и переработки металлов. Может быть избирательным. Уже опробован на обессоливающих и гальванических производствах. Способен обеспечивать уровень очистки менее чем в одну миллионную часть. Имеет те же недостатки, что и методы ионного обмена (например, загрязнение мембраны). Требуется постоянный контроль. Плохо справляется со стоками нестабильного содержания и большого объема.

Флотация - дешевый и простой метод. Может удалять только комплексы твердых частиц, которые способны плавать. Сначала необходимо растворить воздух в воде под давлением для дальнейшего распространения.

Использование гранулированного материала для эффективного удаления тяжелых металлов. На заводе Aurubis (Гамбург), ведущим мировым поставщиком цветных металлов и одним из крупнейших переработчиков меди в мире, в пилотном режиме проводится эксплуатация установка, основанная на использовании запатентованного гранулированного материала на минеральной основе, который эффективно удаляет тяжелые металлы и другие загрязняющие вещества из воды. Результаты первоначальных испытаний показывают положительные результаты, в настоящее время планируются работы по расширению проекта, что в итоге позволит рециркулировать и повторно использовать больше сточных вод для дальнейшего сокращения использования подземных вод.

7.2. Перспективные техники производства драгоценных металлов

Основным методом извлечения золота и серебра из руд и концентратов различного состава пока остается цианидное выщелачивание в щелочной среде. Вместе с тем не прекращаются работы по созданию технологий, не использующих этот чрезвычайно токсичный растворитель. Серьезного рассмотрения с точки зрения возможности применения заслуживают исследования, направленные на использование таких реагентов, как тиокарбамид, тиосульфаты, галогены (хлор, бром, иод) в щелочных растворах, некоторые органические соединения (например, гуматы и аминокислоты) [29].

Наиболее перспективным вариантом из перечисленных является технология, основанная на тиокарбамидном (тиомочевинном) выщелачивании материалов, содержащих золото и серебро, в кислой среде. Исходное сырье подвергают выщелачиванию тиокарбамидом в кислом (как правило, сернокислом) растворе в присутствии окислителя (чаще всего хлорида или сульфата железа (III)). Затем из полученного раствора извлекают драгоценные металлы в виде смешанных тиокарбамидных и тиоцианатных комплексов смесью экстрагентов: три-н-бутилфосфата и дифенилтиокарбамида в керосине. Реэкстракцию золота и серебра из органической фазы ведут растворами восстановителей (формальдегид, соли гидразина, щавелевая кислота, тетрагидробораты и пр.). Следует подчеркнуть, что введение в раствор на стадии экстракции тиоцианат-ионов обеспечивает полноту извлечения драгоценных металлов в органическую фазу. Образовавшаяся после реэкстракции водная фаза, содержащая тиокарбамид, может быть направлена в оборот на стадию выщелачивания или промывки кека выщелачивания.

Широкое промышленное применение тиокарбамидных растворов взамен цианидных сдерживается, безусловно, более высокой стоимостью данного реагента по сравнению с цианидом натрия. Тиокарбамидным выщелачиванием можно воспользоваться при переработке свинцово-цинковых кеков, причем эффективность процесса повысится при электровыщелачивании. Золото- и/или серебросодержащий осадок выделяется на катоде, а на аноде происходит выделение газообразного кислорода. Представляет интерес технология вакуумной дистилляции применительно к золотосеребряным сплавам с содержанием серебра > 10 % [30]. Метод основан на разделении металлов при их испарении (конденсации) за счет различий в давлении насыщенных паров в зависимости от температуры. Так, парциальное давление серебра в интервале температур 1000 – 1200 °С в 1000 раз больше, чем золота. В результате реализации этого процесса, который упоминается в литературе, как процесс ACID LESS SEPARATION (ALS) (рисунок 7.1.), образуется золотой слиток и серебряные возгоны, поступающие на аффинаж по технологиям, описанным в разделе 3. В случае, если сплав содержит значительное количество легкоплавких и легколетучих примесей (Zn, Se, Pb, Sn), процесс ведут в несколько стадий.

Рисунок .1. Принципиальная технологическая схема переработки сплава Доре с применением вакуумной дистилляции

Технология вакуумной дистилляции имеет значительные преимущества:

высокая скорость переработки сплава (10 – 40 мин при остаточном давлении 133,3·10 - 4 Па);

низкие операционные затраты;

отсутствие опасных выбросов в рабочую зону и окружающую среду.

Процесс "J" не работает в Европе, но может работать с более низким запасом золота, чем другие процессы переработки золота. Он использует регенерируемый раствор йода для растворения нечистого золота (<99,5 %). Золото восстанавливают гидроксидом калия, отделяют, промывают и сушат до порошка, который содержит 99,995 % золота. Жидкость со стадии восстановления подается в электролитическую ячейку, где растворимые примеси и любой нередуцированный йодид золота осаждаются на катоде и удаляются для восстановления в цепочке драгоценных металлов. Затем раствор переносят в ячейку электролитической диафрагмы, снабженную инертными электродами. Раствор йода, полученный в анодном отсеке, и раствор КОН, полученный в катодном отсеке, рециркулируют [84].

8. Дополнительные комментарии и рекомендации

Справочник подготовлен в соответствии со статьей 113 Экологического кодекса.

Первым этапом разработки справочника было проведение комплексного технологического аудита, в процессе которого была дана экспертная оценка текущего состояния предприятий по производству меди и драгоценного металла - золота, которая позволила определить эффективность управления производством, применяемые средства автоматизации, анализ технологических возможностей, и степень воздействия предприятий на окружающую среду. Также был проведен анализ соответствия технологий, используемых при производстве меди и драгоценных металлов, принципам НДТ.

Основными целями экспертной оценки являлись определение технологического состояния медного производства Республики Казахстан на существующее положение, а также оценка предприятий в соответствии с параметрами НДТ.

Оценка соответствия критериям НДТ устанавливалась в соответствии с директивой 2010/75/ЕС Европейского парламента и Совета ЕС "О промышленных выбросах и/или сбросах (о комплексном предупреждении и контроля загрязнений), а также методологией отнесения к НДТ, отраженной в разделе 2 настоящего справочника по НДТ.

При КТА были проведены анализ и систематизация информации медного производства о применяемых технологиях, оборудовании, выбросах и сбросах загрязняющих веществ, образовании отходов производства, а также других аспектах воздействия на окружающую среду, энерго- и ресурсопотребление на основании литературных источников, нормативной документации и экологических отчетов.

Для сбора информации предприятиям были направлены анкетные формы на основании утвержденных шаблонов. Анализ представленных данных от предприятий позволяет сделать вывод о недостаточности информации по различным аспектам применения технологий, в том числе по технологическим показателям. В данной редакции справочника использовались фактические имеющиеся результаты, предоставленные предприятиями.

Структура справочника по НДТ "Производство меди и драгоценного металла – золота" разработана согласно действующим НПА Республики Казахстан, а также по результатам проведенного КТА.

К перспективным техникам отнесены не только отечественные разработки, но также передовые технологии, применяемые на практике, но не внедренные на предприятиях в Республике Казахстан.

По итогам подготовки справочника по НДТ были сформулированы следующие рекомендации, касающиеся дальнейшей работы над настоящим справочником и внедрения НДТ:

предприятиям рекомендуется осуществлять сбор, систематизацию и хранение сведений об уровнях эмиссий загрязняющих веществ, в особенности маркерных, в окружающую среду, потребления сырья и энергоресурсов, а также проведении модернизации основного и природоохранного оборудования, экономических аспектах внедрения НДТ;

при проектировании, эксплуатации, реконструкции, модернизации технологических объектов необходимо обратить внимание на мониторинг, контроль и снижение физических факторов воздействия на окружающую среду;

при модернизации технологического и природоохранного оборудования в качестве приоритетных критериев выбора новых технологий, оборудования, материалов следует использовать повышение энергоэффективности, ресурсосбережение, снижение негативного воздействия объектов производства на окружающую среду.Библиография

Постановление Правительства Республики Казахстан от 28 октября 2021 года № 775 "Правила разработки, применения, мониторинга и пересмотра справочников по наилучшим доступным техникам".

Металлургия меди: учебное пособие / А. А. Лыкасов, Г М. Рысс ; М-во образования и науки Российской Федерации, Федеральное агентство по образованию, Южно-Уральский гос. ун-т [и др.]. - Челябинск : ЮУрГУ, 2006. - 74 с.

Extractive Metallurgy of Copper / M.E. Schlesinger, K.C. Sole, W.G. Davenport, G.R.F. Alvear Flores. – 6th edition. – Elsevier. – 574 р.

Г.В. Галевский, М.Я. Минцис, В.В. Руднева. Введение в металлургию: Учеб. пособие для ВУЗов. – Новокузнецк : Издательство ГОУ ВПО "СибГИУ", 2003. – 144 с.

Кушакова Л., Сизикова Н. Развитие и внедрение технологии кучного выщелачивания окисленных медных руд// Промышленность Казахстана. — 2020. — № 3. — с. 18-20.

Романтеев Ю.П. Металлургия благородных металлов: Учеб. пособие. – М.: МИСиС, 2007. – 259 с.

Best Available Techniques (BAT) Reference Document for the main Non-Ferrous Metals Indus-tries. BREF, 2017.

Металлургия благородных металлов. Учебник для ВУЗов / Масленицкий И. Н., Чугаев Л. В., Борбат В. Ф. и др./Под редакцией Чугаева Л. В. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Металлургия, 1987, 432 с.

Романтеев Ю.П. Металлургия благородных металлов: Учеб. пособие. – М.: МИСиС, 2007. – 259 с.

Металлургия тяжелых цветных металлов. Красноярск ИПК СФУ 2009. Марченко Н.В.

BREF-NFM "Справочный документ по наилучшим доступным технологиям (НДТ) для цветной металлургии".

ИТС 3-2019 "Производство меди".

Харченко Е.М., Ульева Г.А., Егорова Т.Г., Рахимбеков С.С. ПЕРЕРАБОТКА ШЛАКОВ МЕДЕПЛАВИЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2015. – № 7-1. – с. 30-33.

ETSU, Oxy-Fuel Melting of Secondary Aluminium, ETSU, 1994.

Laheye, R. et al., Greenmelt: An Environmentally Sound Remelting Concept, Hoogovens (NL), 1998.

French comments on MnFe alloys, French comments on MnFe alloys, 2008.

ETSU, Oxy-Fuel Melting of Secondary Aluminium, ETSU, 1994, [118, Laheye, R. et al., Greenmelt: An Environmentally Sound Remelting Concept, Hoogovens (NL), 1998.

ETSU, Oxy-Fuel Melting of Secondary Aluminium, ETSU, 1994.

Приказ Министра здравоохранения Республики Казахстан от 16 февраля 2022 года № ҚР ДСМ-15. Об утверждении Гигиенических нормативов к физическим факторам, оказывающим воздействие на человека.

UBA Copper, lead, zinc and aluminium, Abschlussbericht. Teil 1, 2, 3 and 4. Kupfer, etc., 2007.

Traulsen, H., 'Plant Information - Copper Industry (Draft), Copper Expert Group 1998, 1998.

AJ Rigby et alles, 1999.

Traulsen, H., 'Plant Information - Copper Industry (Draft)', Copper Expert Group 1998, 1998.

Rentz, O. et al., Report on BAT in German Copper Production (Final Draft), University Karlsruhe (DFIU), 1999.

VDI (D) 2102, Emission Control 1) Secondary copper smelting and refining plants 2) Copper and copper alloy melting plants, VDI (D), 2007.

McLellan and Partners Ltd, Pollution Control in the Copper Industry, HMIP (UK), Surrey, 1993.

Traulsen, H., 'Plant Information - Copper Industry (Draft)', Copper Expert Group 1998, 1998.

VDI (D) 2102, Emission Control 1) Secondary copper smelting and refining plants 2) Copper and copper alloy melting plants, VDI (D), 2007.

UBA Copper, lead, zinc and aluminium, Abschlussbericht. Teil 1, 2, 3 and 4. Kupfer, etc., 2007.

European Commission, DG XI, Technical BAT Note Heavy Metal Emissions from Non-Ferrous Industrial Plants, 1991.

OSPARCOM, Description of BAT for the Primary Production of Non-Ferrous Metals (Zinc, Copper, Lead and Nickel).

Наумов К.Д., Теоретические и технологические основы осаждения золота из цианистых растворов крупнодисперсным цинком. - Екатеринбург, 2019.

Котляр, Ю. А. Металлургия благородных металлов / Ю. А. Котляр, М. А. Меретуков. – М. : АСМИ, 2002. – 466 с.

Ламуев, В. А., Гуляшинов А. Н. Получение серебра из свинцово-цинковых руд // Фундаментальные исследования. – 2005. – № 9. – С. 36.

Масленицкий И. Н. Металлургия благородных металлов : учебник для вузов /под общ. ред. Л. В. Чугаева. – М. : Металлургия, 1987. – 432 с.

Finland Paper on Industrial ecology, Heino - Industrial Ecology, 2004.

Theodore, L. et al., Air Pollution Control Equipment, ETS International, Inc. (USA), 1992.

Farrell Nordic Mission, Mission to Norway, Sweden and Finland June, 2008.

Nordic Report, A Nordic contribution concerning the revision of the IPPC Reference Document on Best Available Techniques in the Non Ferrous Metals Industries, 2008.

Soud, H.N., 'Developments in particulate control for coal combustion', IEA Coal Research (UK), 1995.

Startin, A., Solve your gas filtration problems, Cerafil (Ceramic Filter Elements), UK, English, 1998.

Soud, H.N, Particulate control handbook for coal-fired plants, IEA Coal Research, 1993.

Rentz, O. et al., Report on BAT in German Copper Production (Final Draft), University Karlsruhe (DFIU), 1999.

French comments on MnFe alloys, French comments on MnFe alloys, 2008.

Riekkola-Vanhanen, M., Finnish Expert Report on BAT in Copper Production and By-Production of Precious Metals, Finnish EPA, 1999.

EC, BREF on Large Volume Inorganic Chemicals - Ammonia, Acids, Fertilisers (LVIC-AAF), 2007.

UBA (A), Emissionserklärung Treibacher Chemische Werke, UBA (A), 1998.

166, Clark, J.H., Chemistry of Waste Minimization, Blackie Academic & Professional, 1995.

VDI (D) 3476 Part 1, Waste gas cleaning Methods of Catalytic Waste Gas Cleaning - Fundamentals, VDI (D), 2005.

NRW (D), NE-Metallindustrie - Betreiberleitfaden für Anlagen zum Schmelzen von Schwermetallen, Ministerium Umwelt, Raumordnung u. Landwirtschaft, 1997.

ИТС 14-2020 "Производство драгоценных металлов".

BREF-ENE "Справочный документ по наилучшим доступным технологиям обеспечения энергоэффективности".

ИТС 48-2017 "Повышение энергетической эффективности при осуществлении хозяйственной и (или) иной деятельности".

УДК 662.61 Методика прогнозирования теплотехнической эффективности использования рекуперативных горелок А.Б. Бирюков, П.А. Гнити?в, Я.С. Власов ГОУВПО "Донецкий национальный технический университет", Донецк, Украина.

ИТС 2-2015 "Производство аммиака, минеральных удобрений и неорганических кислот".

Интернет источник: https://okvsk.ru/proizvodstvo-cvetnyh-metallov/1920-elektroliticheskoe-rafinirovanie-medi.html.

Разработка указателя замыкания в электролизных ваннах, Меньщикова К. Д., Заманов И. Ш., Лаптев В. А., Худяков П. Ю., 2019 г.

50001:2011 "Системы энергетического менеджмента. Требования и руководство по использованию".

50001‒2021 "Системы энергетического менеджмента. Требования и руководство по применению".

ETSU (UK), Waste heat recovery from high temperature gas streams, ETSU (UK), 1996.

Farrell, F., 'Personal Discussions', Personal Communication, 1998.

ETSU (UK), Waste heat recovery from high temperature gas streams, ETSU (UK), 1996.

ALFED 1998.

Тинькова С.М., Прошкин А.В., Веретнова Т.А., Востриков В.А. Металлургичексая теплотехника: учебное пособие (электронный вариант лекций) // Институт цветных металлов и золота" ФГОУ ВПО "Сибирский Федеральный Университет". – Красноярск, 2007. – 193 с.

Научный журнал НИУ ИТМО. Серия "Экономика и экологический менеджмент" №1, 2014 УДК 66.045.12 К вопросу рекуперации теплоты газов печей термообработки металлических изделий Бурокова А.В. burokova@yandex.ru канд. техн. наук Рахманов Ю.А., rahmanovua2010@gmail.com Университет ИТМО Институт холода и биотехнологий 191002, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9.

Интернет источник: https://recuperator-termo.ru/press/primenenie/obosnovanie-primeneniya-promyshlennyh-]rekuperatorov-v-tsiklah-pechnogo-nagreva/.

ETSU (UK) 1996.

Интернет источник: https://news.rambler.ru/ecology/47781341-na-sredneuralskom-medeplavilnom-zavode-otkryli-unikalnuyu-paroturbinnuyu-ustanovku/.

COM 2008.

Интернет источник: https://expert.ru/ural/2012/10/mednaya-osnova/.

Ванюков А. В. Комплексная переработка медного и никелевого сырья. Учебник для ВУЗов/ А. В. Ванюков, Н. И. Уткин. Челябинск: Металлургия, 1988. – 432 с.

Надиров Е.Г., Айдымбаева Ж.А. Влияние органических добавок на качество осадка меди при электролизе // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. 2014. № 7 (8).

Интернет источник: https://mmsk.ugmk.com/ru/press/news/glavnyy-tsekh-kombinata-kurs-na-ekonomiyu-energoresursov/.

Интернет источник: https://rekvizitai.vz.lt/ru/company/lifosa/.

IEA HPP-IETS Annex 35/13 "Application of industrial Heat Pumps", a joint venture of the International Energy Agency (IEA) Implementing Agreements "Industrial Energy-Related Technologies and Systems" (IETS) and "Heat Pump Programme" (HPP).

Lurgi, A.G. et al., Cleaning of Process and Waste Gases, Lurgi AG, 1991.

Robson, T.G. et al., A Review of the Industrial Uses of Continuous Monitoring Systems: Metals Industry Processes, UK Environment Agency, 1998.

Industrial NGOs 2012] [385, Germany, 2012.

Haavanlammi 2007.

https://www.ntcbakor.ru/catalog/promyshlennoe-oborudovanie-i-komplektuyushchie/filtry_dlya_ochistki_vysokotemperaturnyh_gazov_fki/.

Кольцов В.Б. Процессы и аппараты защиты окружающей среды, 2018.

Д. О. Скобелев, М. В. Степанова Энергетический менеджмент: прочтение 2020 Руководство по управлению энергопотреблением для промышленных предприятий. Москва: Издательство "Колорит", 2020. 92 с.

Щелоков Я. М. Энергетический анализ хозяйственной деятельности. Екатеринбург: УрФУ. 2010. 390 с.

Беньяш Е.Я., Толстунова И.И., Иваницкий О.А., Рыбакова В.А., Резниченко В.В. Малоотходные технологии переработки полиметаллического сырья //Сб. науч. тр. ВНИИцветмета. – Усть-Каменогорск, 1989. – С. 16–21.

https://www.ugmk.com/press/news/na-baze-sumza-postroyat-zavod-po-proizvodstvu-sulfata-ammoniya/.

https://www.urm-company.ru/about-us/blog/155-ekologiya-metallurgii/.

https://www.umicore.com/en/sustainability/environment/#sustainable_sourcing.

Raport Zintegrowany KGHM Polska Miedź S.A. i Grupy Kapitałowej KGHM Polska Miedź S.A. za 2021 rok.

https://www.metalinfo.ru/ru/news/136659.

https://ugmk.com/press/news/na-sumze-ustanovili-naduvnoy-angar-dlya-khraneniya-mednogo-kontsentrata/.

https://www.sumz.umn.ru/ru/press/news/tonkoy-ochistki/.

Отчет об экспертной оценке технологических процессов Усть- Каменогорского металлургического комплекса ТОО "Казцинк" на соответствие принципам наилучших доступных технологий (НДТ). Глава 5. Производство свинца. – 2021. – 86 с.

https://www.metalinfo.ru/ru/news/130405.

https://www.aurubis.com/.

https://www.ugmk.com/press/corporate_press/ummc_newspaper/na-ppm-zavershen-ocherednoy-etap-stroitelstva-livnenakopitelya/.

Современные тенденции и практика производства меди, металлургия и материаловедение, 2021 г.

Цветные металлы.2012.№10. Производство серной кислоты на ЗАО "Карабашмедь" методом мокрого катализа. Алтушкин И. А., Король Ю. А., Заварин А. С.

https://news.rambler.ru/other/39025836-vybrosy-karabashmedi-umenshilis-v-20-raz/.

https://www.metalinfo.ru/ru/news/50964.

Binegar & Tittes, 1993; Pasca et al., 2005.

Extractive Metallurgy of Copper, 6 editions, 2021.

Manuel Boscato (R&S IKOI Srl), Giovanni Faoro (CEO IKOI Srl) IKOI S.r.l. unipersonale, Cassola (VI), ITALY.

___________________________

Приложение
к справочнику по наилучшим
доступным техникам
"Производство меди и
драгоценного металла – золота"

Примеры расчета экономической эффективности

Изложенные подходы были использованы на примере расчетов экономической эффективности процесса доочистки сточных вод свинцового завода путем применения следующих техник:

адсорбция с применением активированного алюмосиликатного адсорбента в безнапорных однослойных скорых фильтрах;

адсорбция с применением активированного алюмосиликатного адсорбента в блоке сорбционных фильтров;

обратный осмос.

Объем поступающей воды составил 320 м³/ч (2 803 м³/год) со сбросом рыбохозяйственного назначения. Параметры содержания загрязняющих веществ в поступающей воде до и после очистки с применением активированного алюмосиликатного адсорбента в безнапорных однослойных скорых фильтрах представлены в таблице:

Таблица 1. Параметры содержания загрязняющих веществ в поступающей воде до очистки и после очистки с использованием активированного алюмосиликатного адсорбента

№ п/п	Загрязняющее вещество	Содержание загрязняющих веществ, мг/дм³
№ п/п	Загрязняющее вещество	до очистки	после очистки
1	2	3	4
1	Взвешенные вещества	12,0	7,5
2	Свинец (Pb)	0,025	0,020
3	Цинк (Zn)	0,11	0,01
4	Кадмий (Cd)	0,006	0,001
5	Железо (Fe) общее	0,10	0,07
6	Мышьяк (As)	0,030	0,02
7	Медь (Cu)	0,006	0,006
8	Кальций (Ca)	115,0	100,0
9	Нефтепродукты	0,05	0,05
10	Хлориды (Cl)	200,0	150,0
11	Сульфаты (SO4)	295,0	230,0
12	Ртуть (Hg)	0,0002	0,0002
13	Селен (Se)	0,0026	0,0026
14	Марганец (Mn)	0,02	0,01
15	Теллур (Te)	0,002	0,002

Исходными данными для первого варианта стали сведения о реализованном на свинцовом заводе способе доочистки промышленных сточных вод методом адсорбции с применением активированного алюмосиликатного адсорбента в безнапорных однослойных скорых фильтрах.

Для расчета капитальных вложений принято, что для входящей на доочистку сточных вод в объеме 320 м³/ч используются следующие технологические установки/оборудование и расходные материалы:

5 бетонных резервуаров размером 5,6х5,6х6 м с 2,5 м слоем адсорбента, общей стоимостью 10 млн. тенге из расчета 2 млн. тенге за один резервуар;

трубопроводная обвязка резервуаров общей протяженностью 70 пог.м стальной 2 мм трубы 50Ø, общей стоимостью 164 150 тенге из расчета 2 345 тенге/пог.м;

10 центробежных насосов производительностью 66 м³/ч, общей стоимостью 1 645 тысяч тенге из расчета 164 500 тенге за каждый;

адсорбент в объеме 392 м³ для единовременной засыпки во все фильтры, общей стоимостью 260 288 000 тенге из расчета цене 664 000 тенге/м³.

По результатам расчетов общая сумма капитальных вложений определена в размере 272 097 150 тенге.

Операционные расходы предусматривают запасы адсорбента для восполнения объема при истирании в ходе эксплуатации в количестве 39,2 м³ в год, общей стоимостью 26 028 800 тенге из расчета цене 664 000 тенге/м³. Кроме того, необходима периодическая активация сорбента для улучшения его адсорбирующих свойств путем промывки активаторами: 4 - 5 % раствор щелочи NaOH в количестве 64 тонн, общей стоимостью 12 240 000 из расчета 191 250 тенге/тонну; 4 - 5 % раствор сульфата магния MgSO₄ в количестве 64 тонн, общей стоимостью 21 216 000 тенге , из расчета 331 500 тенге/тонну.

Сумма операционных расходов определена в размере 59 484 800 тенге.

Общие расходы предприятия по доочистке промышленных сточных вод методом адсорбции с применением активированного алюмосиликатного адсорбента в безнапорных однослойных скорых фильтрах составили 331 581 950 тенге (расчеты приведены в таблице 2).

Для сопоставимости различных денежных единиц все стоимости приведены в валюте приобретения по курсу Национального Банка Казахстана на дату расчета.

Расчеты показывают, что применение активированного алюмосиликатного сорбента в безнапорных фильтрах снизит содержание загрязняющих веществ по сравнению с их содержанием в исходной воде (графа 4 таблица 3) на значения, указанные в графе 9 таблице 3. При этом денежные расходы предприятия на снижение содержания соответствующего загрязняющего вещества на 1 млг/дм³составят значения, указанные в графе 10 таблице 3 (в тенге на 1 млг/дм³).

При этом рассчитан основной показатель оценки экономической эффективности НДТ – затраты предприятия на 1 кг сокращенного количества по каждому из видов загрязняющих веществ, включая маркеры (графа 13 таблица 3).

Таким же образом проведена оценка экономической эффективности других способов доочистки воды: методом адсорбции с применением активированного алюмосиликатного адсорбента в сорбционных фильтрах и способом обратного осмоса (таблица 4).

Таблица 2. Расчет капитальных и операционных затрат на доочистку промышленных сточных вод свинцового завода способом адсорбции с применением активированного алюмосиликатного адсорбента в безнапорных однослойных скорых фильтрах

№п/п

Наименование затрат

Ед.изм.

Кол-во

Стоимость за единицу (в валюте приобретения)

Общая стоимость
(по курсу Национального Банка РК на дату расчета)
https://nationalbank.kz/ru/exchangerates/ezhednevnye-oficialnye-rynochnye-kursy-valyut)

1 ₸

7,04 ₸

432,78 ₸

462,51 ₸

тенге

рубль

доллар

евро

Капитальные затраты

Безнапорный однослойный фильтр

1.1

резервуар 5,6х5,6х6 м

шт.

2 000 000 ₸

10 000 000

1 420 455

23 106

21 621

1.2

трубопроводная обвязка

пог.м

2 345 ₸

164 150

23 317

379

355

1.3

центробежный насос

шт.

164 500 ₸

1 645 000

233 665

3 801

3 557

адсорбент

м³

392

664 000 ₸

260 288 000

36 972 727

601 433

562 773

Капитальные затраты, всего

272 097 150

38 650 163

628 719

588 305

II.

Операционные расходы

Адсорбент (потери на истирание)

м³

39,2

664 000 ₸

26 028 800

3 697 273

60 143

56 277

Активаторы

2.1

4 - 5 % раствор щелочи NaOH (замена 1 раз в мес.)

191 250 ₸

12 240 000

1 738 636

28 282

26 464

2.2

4 - 5 % сульфат магния MgSO₄(замена 1 раз в 4 мес.)

331 500 ₸

21 216 000

3 013 636

49 023

45 871

Операционные затраты, всего

59 484 800

8 449 545

137 448

128 613

III.

Затраты всего
(капитальные затраты + операционные расходы)

331 581 950

47 099 709

766 167

716 918

Таблица 3. Оценка экономической эффективности затрат на доочистку промышленных сточных вод методом адсорбции с применением активированного алюмосиликатного адсорбента в безнапорных однослойных скорых фильтрах

№
п/п

Наименование загрязняющего вещества

Необходимый технологический показатель по маркерным веществам, сбрасываемым в водоем

Содержание загрязняющих веществ в поступающей воде УК МК

Норматив сброса загрязняющих веществ УК МК

Доля в общей массе сброса

Снижение содержания загрязняющих веществ в сбросе (разница на входе и на выходе)

Затраты на годовой объем снижения загрязняющих веществ

Годовая экономическая эффективность затрат на 1 килограмм сокращенного загрязняющего вещества
(по курсу Национального Банка РК на дату расчета
https://nationalbank.kz/ru/exchangerates/ezhednevnye-oficialnye-rynochnye-kursy-valyut)

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
										1	7,41 ₸	415,12 ₸	443,06 ₸
		мг/дм³	мг/дм³	мг/дм³	г/ч	т/год	%	мг/дм³	тенге/мг/дм³	₸	₽	$	€
1	Взвешенные вещества	25,00	12	7,5	5 250,00	21,000	2	4,50	0,026	15 789,62	2 242,84	36,48	34,14
2	Свинец (Pb)	0,50	0,025	0,02	14,00	0,056	0,0041	0,00500	23,657	5 921 106,25	841 066,23	13 681,56	12 802,12
3	Цинк (Zn)	1,00	0,11	0,01	7,00	0,028	0,0021	0,10000	1,183	11 842 212,50	1 682 132,46	27 363,12	25 604,23
4	Кадмий (Cd)	0,10	0,006	0,001	0,70	0,003	0,0002	0,00500	23,657	118 422 125,00	16 821 324,57	273 631,23	256 042,30
5	Мышьяк (As)	0,10	0,03	0,02	14,00	0,056	0,0041	0,01000	11,829	5 921 106,25	841 066,23	13 681,56	12 802,12
6	Медь (Cu)	0,20	0,006	0,006	4,20	0,017	0,0012	-	-	19 737 020,83	2 803 554,10	45 605,21	42 673,72
7	Ртуть (Hg)	0,05	0,0002	0,0002	0,14	0,001	0,00004	-	-	592 110 625,00	84 106 622,87	1 368 156,16	1 280 211,51
8	Железо (Fe) общее		0,1	0,07	49,00	0,196	0,0144	0,03000	3,943	1 691 744,64	240 304,64	3 909,02	3 657,75
9	Кальций (Ca)		115	100	70 000,00	280,000	21	15,00000	0,008	1 184,22	168,21	2,74	2,56
10	Нефтепродукты		0,05	0,05	35,00	0,140	0,0103	-	-	2 368 442,50	336 426,49	5 472,62	5 120,85
11	Хлориды (Cl)		200	150	105 000,00	420,000	31	50,00000	0,0024	789,48	112,14	1,82	1,71
12	Сульфаты (SO₄)		295	230	161 000,00	644,000	47	65,00000	0,0018	514,88	73,14	1,19	1,11
13	Селен (Se)		0,0026	0,0026	1,82	0,007	0,0005	-	-	45 546 971,15	6 469 740,22	105 242,78	98 477,81
14	Марганец (Mn)		0,02	0,01	7,00	0,028	0,0021	0,01000	11,829	11 842 212,50	1 682 132,46	27 363,12	25 604,23
15	Теллур (Te)		0,002	0,002	1,40	0,006	0,0004	-	-	59 211 062,50	8 410 662,29	136 815,62	128 021,15
	Всего по всем веществам		622,35	487,69	341 384,26	1365,537	100	134,66	76,14	874 632 907,33	124 237 628,88	2 020 964,25	1 891 057,29

Таблица 4. Оценка экономической эффективности затрат на доочистку промышленных сточных вод различными методами (адсорбция с применением активированного алюмосиликатного адсорбента в безнапорных однослойных скорых фильтрах и сорбционных фильтрах; обратный осмос)

№ п/п	Показатель	Единица измерения	Методы доочистки
			Применение активированного алюмосиликатного адсорбента в различных фильтрах		Обратный осмос
			безнапорный однослойный фильтр	Сорбционный фильтр	Обратный осмос
1	2	3	4	5	6
1	Капитальные затраты	$	628 719	595 926	1 239 135
2	Операционные расходы	- " -	137 448	128 613	0
3	ВСЕГО затраты	- " -	766 167	724 539	1 239 135
4	Экономическая эффективность затрат на 1 килограмм сокращенного загрязняющего вещества в год	$/кг
5	Взвешенные вещества	- " -	36,48	34,50	59,01
6	Свинец	- " -	13 681,56	12 938,20	22 127,42
7	Цинк	- " -	27 363,12	25 876,41	44 254,83
8	Кадмий	- " -	273 631,23	258 764,09	442 548,34
9	Мышьяк	- " -	13 681,56	12 938,20	22 127,42
10	Медь	- " -	45 605,21	43 127,35	73 758,06
11	Ртуть	- " -	1 368 156,16	1 293 820,45	2 212 741,71
12	Железо общее	- " -	3 909,02	3 696,63	6 322,12
13	Кальций	- " -	2,74	2,59	4,43
14	Нефтепродукты	- " -	5 472,62	5 175,28	8 850,97
15	Хлориды	- " -	1,82	1,73	2,95
16	Сульфаты	- " -	1,19	1,13	1,92
17	Селен	- " -	105 242,78	99 524,65	170 210,90
18	Марганец	- " -	27 363,12	25 876,41	44 254,83
19	Теллур	- " -	136 815,62	129 382,04	221 274,17
20	ВСЕГО по всем веществам	- " -	2 020 964,25	1 911 159,66	3 268 539,08

Получив аналогичные показатели эффективности затрат различными способами доочистки, можно сравнить какой из них более эффективен с точки зрения годовых затрат предприятия на природоохранные мероприятия.

___________________________

Ең үздік қолжетімді техникалар бойынша "Мыс және бағалы металл – алтын өндірісі" анықтамалығын бекіту туралы

Ең үздік қолжетімді техникалар бойынша "Мыс және бағалы металл – алтын өндірісі" анықтамалығы

Мазмұны

Суреттер тізімі

Кестелер тізімі

Глоссарий

Терминдер мен олардың анықтамалары

Химиялық формулалар мен элементтер

Аббревиатуралар мен анықтамалар

Өлшеу бірліктері

Алғысөз

Қолданылу саласы

Қолданылу қағидаттары

Жалпы ақпарат

1.1. Мыс және бағалы металдар өндірісінің құрылымы мен технологиялық деңгейі

1.2. Ресурстар мен материалдар

1.3. Өндіріс және пайдалану

1.4. Өндіріс орындары

1.5. Энергия тиімділігі

1.5.1. Мыс өндірісі

1.5.2. Бағалы металдар өндірісі

1.6. Негізгі экологиялық мәселелер

1.6.1. Атмосфералық ауаға ластағыш заттардың шығарындылары

1.6.2. Ластағыш заттардың шығарындылары

1.6.3. Өндіріс қалдықтары

1.6.4. Шу және діріл

1.6.5. Иіс

1.6.6. Қоршаған ортаға әсерді төмендету

1.6.7. Қоршаған ортаны қорғаудың кешенді тәсілін енгізу

2. Ең үздік қолжетімді техникаларды анықтау әдіснамасы

2.1. Детерминация, ЕҚТ таңдау қағидаттары

2.2. Техникаларды ЕҚТ-ға жатқызу өлшем шарттары

2.3. ЕҚT қолданудың экономикалық аспектілері

3. Қолданылатын процестер: қазіргі уақытта пайдаланылатын технологиялық, техникалық шешімдер

3.1. Мыс өндіру процестері

3.1.1. Шикізатты алдын ала өңдеу, дайындау және тасымалдау

3.1.1.1. Жібіту

3.1.1.2. Кептіру

3.1.1.3. Ұсақтау, ұнтақтау және елеу

3.1.1.4. Шихта дайындау

3.1.1.5. Брикеттеу, түйіршіктеу, кесектеу және басқа нығыздау әдістері

3.1.1.6. Жабындарды алып тастау және майсыздандыру

3.1.1.7. Сепарация әдістері

3.1.1.8. Тасымалдау және тиеу жүйелері

3.1.2. Бастапқы мыс өндірісі

3.1.2.1. Пирометаллургиялық әдіс

3.1.2.1.1. Мыс концентраттарын күйдіру

3.1.2.1.2. Штейнге балқыту концентраты

3.1.2.1.3. Конвертерлеу

3.1.2.1.4. Анодты пеште отпен тазарту

3.1.2.1.5. Электролиттік тазарту

3.1.2.1.6. Мысқа бай қождарды өңдеу

3.1.2.1.7. Мыс купоросын өндіру

3.1.2.2. Гидрометаллургиялық процестер

3.1.2.2.1. Кенді дайындау

3.1.2.2.2. Сілтісіздендіру

3.1.2.2.3. Ерітінді дайындау

3.1.2.2.4. Экстракциялау және қайта экстракциялау

3.1.2.2.5. Мыс электролизі

3.1.3. Екінші реттік мыс өндірісі

3.1.3.1. Екінші реттік балқыту кезеңі

3.1.3.2. Конвертерлеу, отпен тазарту, қожды өңдеу және электролиттік тазарту, таза қорытпа сынықтарын өңдеу

3.2. Бағалы металл өндіріс процестері

3.2.1. Алтын өндіру технологиясы

3.2.2. Күміс өндірісі технологиялары

3.2.3. Платина тобындағы металдарды өндіру технологиялары

3.2.4. Мыс электролит шламынан бағалы металдарды алу

3.2.4.1. Алтын мен күмістің аффинажы

3.2.4.2. Бағалы металдар өндірудің қағидатты схемасы

3.2.4.3. Күміс өндірісі

3.2.4.4. Алтын өндірісі

3.2.5. Платина металдарының металлургиясы

4. Эмиссиялар мен ресурстарды тұтынуды болғызбау және/немесе азайтуға арналған жалпы ең үздік қолжетімді техникалар

4.1. Өндірістік процестердің жақындасуын арттыру

4.2. Экологиялық менеджмент жүйесі

4.3. Энергияны тиімді пайдалану

4.4. Технологиялық процесті басқару

4.5. Ластағыш заттардың эмиссияларын мониторингтеу

4.5.1. Атмосфераға ластағыш заттардың шығарылуын мониторингтеу

4.5.2. Су объектілеріне ластағыш заттардың төгілуін мониторингтеу

5.2.2.8.3. Бастапқы концентрациясы жоғары күкірт диоксидінің (SO₂) газдарын өңдейтін жаңартылған күкірт қышқылы қондырғылары

5.2.2.8.4. Құрамында күкірт диоксидінің (SO₂)мөлшері төмен шығарынды газдарды күкіртсіздендіру

5.2.3.4. Екінші реттік мыс өндіру кезінде пештерден шығатын азот оксиді (NO_X) қосылыстарының шығарындыларын азайту