ИПС "Әділет"

Рисунок 3.1.	Упрощенная схема гидрометаллургического способа
Рисунок 3.2.	Первый этап очистки отходящего газа обжиговой печи — очистка сухого газа (устанавливается при необходимости)
Рисунок 3.3.	Установки, включающие в себя систему орошаемых башен или скрубберов и газа
Рисунок 3.4.	Упрощенная схема процесса выщелачивания
Рисунок 3.5.	Схема процесса выщелачивания с применением прямого выщелачивания при атмосферном давлении для повышения мощности завода
Рисунок 3.6.	Принципиальная схема переработки цинкового концентрата окислительным обжигом
Рисунок 3.7.	Технологическая схема вельц-процесса
Рисунок 3.8.	Схема процесса производства кадмия - завод A
Рисунок 3.9.	Схема процесса производства кадмия-завод B
Рисунок 3.10.	Технологическая схема очистки, включая производство кадмия - завод C
Рисунок 3.11.	Схема процесса производства кадмия-завод D
Рисунок 3.12.	Схема процесса производства кадмия-завод E
Рисунок 3.13.	Схема процесса производства кадмия- завод F
Рисунок 4.1.	Принцип работы теплового насоса
Рисунок 4.2.	Схема утилизации низкопотенциального тепла систем водооборота УКЭ с использованием тепловых насосов
Рисунок 4.3.	Процесс регенеративной абсорбации SO₂ SolvR®
Рисунок 4.4.	Схема биофильтра
Рисунок 5.1.	Конструкция циклона
Рисунок 5.2.	Принцип работы рукавного фильтра
Рисунок 5.3.	Принцип действия электрофильтра
Рисунок 5.4.	Процесс производства жидкого диоксида серы
Рисунок 5.5.	Выбросы ртути в атмосферу в результате различных процессов производства цветных металлов
Рисунок 5.6.	Сбор паров из четвертого отверстия
Рисунок 5.7.	Система загрузки и выпуска
Рисунок 5.8.	Схема системы вторичного сбора паров для первичного процесса обработки меди
Рисунок 5.9.	Система вторичной вытяжки для конвертера
Рисунок 5.10.	Система сбора выпускных паров
Рисунок 5.11.	Улавливание и сокращение выбросов от подготовки материала для обжиговой печи и обжиговой печи
Рисунок 5.12.	Реакционный резервуар
Рисунок 5.13.	Схема технологического процесса сульфидизации
Рисунок 5.14.	Эксплуатационные характеристики процессов очистки технологических газов от SO₂, применяемых в цветной металлургии
Рисунок 5.15.	Схема привязки парового турбогенератора
Рисунок 5.16.	Обработка сточных вод, содержащих слабые кислоты
Рисунок 5.17.	Схема песчаного фильтра
Рисунок 7.1.	Принципиальная схема системы возврата конденсата
Рисунок 7.2.	Схема утилизации Zn-содержащих пылей и шламов на базе установки "колосниковая решетка - вращающаяся печь"

Список таблиц

Таблица 1.1.	Потребность в ресурсах для производства цинка
Таблица 1.2.	Удельный расход ресурсов на различных этапах технологического процесса
Таблица 1.3.	Целевые показатели для производства цинка
Таблица 1.4 Таблица 1.5.	Расход электроэнергии на производство цинка и кадмия Расход ТЭР на единицу выпуска конечной продукции при производстве цинка
Таблица 1.6.	Источники/процессы выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при производстве цинка и кадмия
Таблица 1.7.	Методы предотвращения и/или снижения выбросов SO2
Таблица 4.1.	Сравнение непрерывных и периодических измерений
Таблица 4.2.	Перечень загрязняющих веществ
Таблица 4.3.	Рекомендации по проведению мониторинга
Таблица 4.4.	Автоматизированная система мониторинга эмиссий
Таблица 4.5.	Автоматизированная система мониторинга атмосферного воздуха
Таблица 5.1.	Различные типы механических конвейеров и пневмотранспорта
Таблица 5.2.	Эффективность очистки при использовании циклонов
Таблица 5.3.	Распространенные ткани, используемые в рукавных фильтрах
Таблица 5.4.	Сравнение различных систем рукавных фильтров
Таблица 5.5.	Эффективность очистки и уровни выбросов, связанные с использованием электрофильтров
Таблица 5.6.	Среднегодовые выбросы двуокиси серы на заводе Boliden
Таблица 5.7.	Производственные характеристики методов по удалению ртути, применяемых на заводе Boliden Ronnskar
Таблица 5.8.	Выбросы пыли от процесса подачи материала и обжиговой печи
Таблица 5.9.	Удаление пыли в секции сухой газоочистки обжиговой установки (решетка ~ 120 м2) перед секцией мокрой газоочистки
Таблица 5.10.	Устранение пыли в системе мокрой газоочистки перед установкой с H2SO4
Таблица 5.11.	Данные по выбросам из отстойника при нейтральном выщелачивании с и без туманоуловителя
Таблица 5.12.	Данные по выбросам при вентиляции емкостей для выщелачивания
Таблица 5.13.	Данные по выбросам от процесса прямого выщелачивания
Таблица 5.14.	Данные по выбросам от ярозит-процесса на заводе A
Таблица 5.15.	Данные по выбросам из вентиляции электролизной ванны
Таблица 5.16.	Параметры использования жидких стоков в результате процесса ЭПОВ
Таблица 5.17.	Типичные стоки и остатки, образующиеся при гидрометаллургическом производстве и обработке цинка
Таблица 5.18.	Состав кека нейтрального выщелачивания
Таблица 5.19.	Состав Вельц-оксида при переработке кеков выщелачивания
Таблица 5.20.	Состав вельц-шлака после переработки кеков выщелачивания
Таблица 5.21.	Выбросы процесса в Вельц-печи
Таблица 5.22.	Критерии оценки отходов на полигонах для безопасных отходов и типичные результаты для отходов Jarofix, проверенных в соответствии с решением Совета ЕС 2003/33/CE
Таблица 5.23.	Критерии оценки отходов на полигонах для опасных отходов и типичные результаты для сульфидизированных отходов (ярозита и остатка серы)
Таблица 5.24.	Критерии испытания выщелачивания и полученные результаты для уплотненного железистого кека
Таблица 5.25.	Методы восстановления/абсорбции SO3/H2SO4
Таблица 5.26.	Результат промывки Вельц-оксида
Таблица 5.27.	Сточные воды после процесса промывки Вельц-оксида
Таблица 5.28.	Сточные воды после процесса промывки Вельц-оксида
Таблица 5.29.	Меры предотвращения и/или сокращения объема сточных вод
Таблица 5.30.	Распределение выхода кадмия на европейских заводах по переработке цинка
Таблица 5.31.	Выбросы из печей плавки, переплавки, получения сплавов и отливки
Таблица 5.32.	Образование сточных вод и методы их очистки
Таблица 5.33.	Производственные характеристики при очистке слабых кислот
Таблица 6.1.	Периоды усреднения уровней выбросов/сбросов, связанные с НДТ
Таблица 6.2.	Уровни концентрации загрязняющих веществ в сбросах сточных вод, поступающих в принимающие водоемы, соответствующие НДТ при производстве первичного и вторичного цинка и кадмия
Таблица 6.3.	Уровни выбросов пыли, связанные с НДТ при подготовке сырья
Таблица 6.4.	Уровни выбросов пыли, связанные с НДТ при подготовке батарей
Таблица 6.5.	Уровни выбросов, связанные с НДТ, для выбросов пыли в атмосферу от обращения и хранения сырья, сухой подготовки сырья для муфеля, обработки обжигом и сухой подачи
Таблица 6.6.	Уровни выбросов, связанные с НДТ, для выбросов цинка и серной кислоты в атмосферу от выщелачивания, очистки и электролиза, а также для выбросов арсина и стибина при очистке
Таблица 6.7.	Уровни выбросов, связанные с НДТ, для выбросов пыли в атмосферу (за исключением тех, которые направлены на установку серной кислоты) от пирометаллургического производства цинка
Таблица 6.8.	Уровни выбросов, связанные с НДТ, для выбросов SO2 в атмосферу (за исключением тех, которые направлены на установку серной кислоты) от пирометаллургического производства цинка
Таблица 6.9.	Уровни выбросов SO2, связанные с НДТ, при рекуперации серы, содержащейся в отходящих газах плавильных печей, путем производства серной кислоты и других продуктов
Таблица 6.10.	Уровни выбросов, связанные с НДТ, для выбросов пыли в атмосферу от гранулирования и переработки шлака
Таблица 6.11.	Уровни выбросов, связанные с НДТ, для выбросов пыли в атмосферу от плавления металлических и смешанных металлических/окислительных потоков, а также из шлаковозгонной печи и вельц-печи
Таблица 6.12.	Уровни выбросов, связанные с НДТ, для выбросов общих ЛОС и ПХДД/Ф в атмосферу от плавления металлических и смешанных металлических/окислительных потоков, а также из шлаковозгонной печи и вельц-печи
Таблица 6.13.	Уровни выбросов, связанные с НДТ, для выбросов HCl и HF в атмосферу от плавления металлических и смешанных металлических/окислительных потоков, а также из шлаковозгонной печи и вельц-печи
Таблица 6.14.	Уровни выбросов, связанные с НДТ, для выбросов пыли в атмосферу от плавки, получения сплавов и отливки цинковых слитков и производства цинкового порошка
Таблица 6.15.	Уровни выбросов, связанные с НДТ, для выбросов пыли и кадмия в атмосферу от пирометаллургического производства кадмия и плавки, получения сплавов и отливки цинковых слитков

Глоссарий

Настоящий глоссарий предназначен для облегчения понимания информации, содержащейся в настоящем справочнике по наилучшим доступным техникам "Производство цинка и кадмия" (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 представлен следующими разделами:

термины и их определения;

аббревиатуры и их расшифровка;

химические элементы;

химические формулы;

единицы измерения.

Термины и их определения

В настоящем справочнике по НДТ используются следующие термины:

агломерат	—	спекшаяся в куски мелкая (часто пылевидная) руда размерами 5—100 мм с незначительным содержанием мелочи;
агломерация	—	образование спеканием относительно крупных пористых кусков из мелких частиц руды или пылевидных материалов, при котором легкоплавкая часть материала, затвердевая, скрепляет между собой твердые частицы;
агрегат	—	совокупность конструктивно связанных технологического оборудования и устройств, обеспечивающая проведение комплексного металлургического процесса в условиях массового и поточного производства;
адсорбция	—	поглощение поверхностью фазово-инородного тела (адсорбента) каких-либо веществ (адсорбатов) из смежной газовой или жидкой среды, протекающее на границе раздела фаз;
аммиак	—	продукт прямого синтеза из азота и водорода с эмпирической формулой NH3;
ангидрид	—	химическое соединение какого-либо неметалла с кислородом, которое можно получить, извлекая воду из кислоты;
анион	—	отрицательно заряженный ион – ион, который притягивается к аноду в электрохимических реакциях;
анод	—	положительный электрод;
футеровка	—	облицовка огнеупорными, химически стойкими, а также теплоизоляционными материалами, которыми покрывается внутренняя поверхность печей, топок котлов и прочего оборудования;
оценка	—	изучение уровня адекватности ряда наблюдений и соответствующего набора критериев, достаточных для основных целей для принятия решения. Кроме того, сочетание анализа с мероприятиями, связанными с политикой, такими как определение проблем и сравнение рисков и выгод (таких, как оценка рисков и оценка воздействия);
первичное производство	—	производство металлов с использованием руд и концентратов;
нейтрализация	—	реакция взаимодействия кислоты и основания с образованием соли и слабо диссоциирующего вещества;
валковая дробилка	—	тип вторичной дробилки, состоящей из тяжелой рамы, на которой установлены два валка. Они приводятся в действие так, что вращаются друг к другу. Порода, подаваемая сверху, сжимается между движущимися валками, измельчается и выгружается снизу;
ванна	—	раствор химических веществ для удельной поверхностной обработки, например, травильная ванна. Термин также относится к соответствующему резервуару или рабочей станции в последовательности процессов;
вельцевание	—	процесс извлечения металлов (Zn, Pb, Cd и др.) отгонкой при нагреве во вращающейся печи полиметаллических отходов свинцового, медного и оловянного производств;
точность	—	термин связан с измеренными значениями. Означает оценку того, насколько близко измерение соответствует принятому или истинному значению. для оценки точности используются химические препараты с известной чистотой и/или концентрацией. Эти растворы, называемые "стандартными", анализируются с использованием того же метода, с помощью которого измеряются образцы. Точность никогда не следует путать с погрешностью: погрешность измеряет, насколько близко аналитические результаты могут быть воспроизведены;
доломит	—	тип известняка, в карбонатной фракции которого преобладают минеральные доломиты, карбонат кальция-магния (CaMg (CO3);
дренаж	—	естественное или искусственное удаление поверхностных и подземных вод из района, включая поверхностные потоки и грунтовые воды;
движущая сила внедрения	—	причины реализации технологии, например, другое законодательство, улучшение качества продукции;
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;
уровни эмиссий, связанные с применением наилучших доступных техник	—	диапазон уровней эмиссий (концентраций загрязняющих веществ), 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;
горелка-дожигатель	—	специально разработанная дополнительная установка для сжигания с системой обжига (не обязательно используемая все время), которая обеспечивает время, температуру и перемешивание с достаточным количеством кислорода для окисления органических соединений до диоксида углерода. Установки могут быть спроектированы таким образом, чтобы использовать энергоемкость необработанного газа для обеспечения большей части требуемой тепловой мощности и большей энергоэффективности;
камера дожигания	—	термин, применяемый к зоне, расположенной после начальной камеры сгорания, где происходит прогар газа. Также упоминается как вторичная камера сгорания или ВКС;
щековая дробилка	—	машина для уменьшения размера материала путем удара или дробления между неподвижной пластиной и колеблющейся пластиной;
модернизация	—	процесс обновления объекта, приведение его в соответствие с новыми требованиями и нормами, техническими условиями, показателями качества;
грунтовые воды	—	часть подземных вод в зоне насыщения. Отличается от поверхностных вод;
поверхностный сток	—	часть осадков и таяния снега, которая не впитывается, а движется как поверхностный поток;
классификация	—	разделение сыпучего продукта, неоднородного по размеру частиц, на две или более фракции частиц определенного размера с помощью просеивающего устройства;
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 действия настоящего справочника по НДТ;
восстановление тепла	—	в этом секторе термин может означать использование технологического тепла для предварительного нагрева сырья, топлива или воздуха для горения;
операции пуска и остановки	—	эксплуатация во время деятельности, элемент оборудования или резервуар вводится, или выводится из эксплуатации либо выходит или приходит в нерабочее состояние. Регулярно колеблющиеся фазы активности не следует рассматривать как запуски или остановки;
калибровка	—	набор операций, который устанавливает при определенных условиях систематическое различие, которое может существовать между значениями измеряемого параметра и значениями, указанными измерительной системой (с соответствующими значениями, приведенными в отношении конкретной "эталонной" системы, включая эталонные материалов и их принятые значения). Примечание: результат калибровки позволяет либо присвоить значения параметров для измерения, либо определять поправки в отношении показаний;
катод	—	отрицательный электрод;
каустическая сода	—	гидроксид натрия с эмпирической формулой NaOH, получаемый электролизом природных рассолов хлорида натрия или каустификацией содового раствора;
руда	—	минеральные или различные накопленные полезные ископаемые (включая уголь), имеющие достаточную ценность с точки зрения качества и количества, которые можно добывать с прибылью. Большинство руд — это смеси экстрагируемых минералов и посторонних каменистых материалов, описанных как "пустые";
комплексный технологический аудит	—	процесс экспертной оценки применяемых на предприятиях техник (технологий, способов, методов, процессов, практики, подходов и решений), направленных на предотвращение и (или) минимизацию негативного антропогенного воздействия на окружающую среду, в том числе путем сбора соответствующих сведений и (или) посещений объектов, подпадающих под области применения наилучших доступных техник;
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.);
компонент	—	вещество, помещенное в смесь, например, в сточные воды, отработанные газы или воздух;
конденсатор	—	полая цилиндрическая башня скрубберного типа, орошаемая циркулирующей водой противотоком печному газу;
концентрат	—	товарный продукт после разделения на обогатительной фабрике с повышенным содержанием ценных минералов;
кросс-медиа эффекты	—	возможный сдвиг экологической нагрузки от одного компонента окружающей среды к другому. Любые побочные эффекты и отрицательные последствия, вызванные внедрением технологии;
вторичное производство	—	производство металлов с использованием остатков и/или отходов, включая переплавку и легирование;
остаток	—	материал, который непреднамеренно производится в процессе производства и может быть или не быть отходами;
переработка отходов	—	механические, физические, химические и (или) биологические процессы, направленные на извлечение из отходов полезных компонентов, сырья и (или) иных материалов, пригодных для использования в дальнейшем в производстве (изготовлении) продукции, материалов или веществ вне зависимости от их назначения;
восстановительный процесс	—	физико-химический процесс получения металлов из их оксидов, путем связывания кислорода восстановителем веществом, способным соединяться с кислородом;
шлак	—	остеклованный или частично остеклованный остаток плавки, содержащий в основном силикаты, вещества, которые не должны производиться как штейн или металл, и имеющие более низкий удельный вес, чем последние;
достигнутые экологические выгоды	—	основное воздействие (я) на окружающую среду, которое должны рассматриваться с помощью технологии (процесса или борьбы), включая достигнутые значения выбросов и эффективность работы. Экологические выгоды метода по сравнению с другими;
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;
сплав	—	металл, который представляет собой комбинацию, либо в растворе, либо в соединении, из двух или более элементов, по меньшей мере, один из которых представляет собой металл и где полученный материал имеет металлические свойства;
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;
осушение	—	процесс удаления воды из подземного рудника или открытого карьера, или из вмещающей горной породы или немонолитной области. Этот термин также обычно используется для снижения содержания воды в концентратах, отходах обогащения и переработанных шламах;
отливка (заготовка)	—	общий термин, используемый для изделий в их (почти) готовой обработке, сформированных путем затвердевания металла или сплава в форме (ISO 3134 – 4:1985);
кислота	—	донор протона – вещество, которое более или менее легко выделяет ионы водорода в водном растворе;
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;
сброс загрязняющих веществ	—	поступление содержащихся в сточных водах загрязняющих веществ в поверхностные и подземные водные объекты, недра или на земную поверхность;
выброс загрязняющих веществ	—	поступление загрязняющих веществ в атмосферный воздух от источников выброса;
легирование	—	добавление в состав материалов примесей для изменения (улучшения) физических и/или химических свойств основного материала;
ликвация	—	способ рафинирования, который включает нагревание расплавленного металла до температуры, при которой растворимость примесей уменьшается, так что они могут быть разделены;
измельчение	—	процесс измельчения дает мелкозернистый продукт (<1 мм), где уменьшение размера достигается за счет истирания и ударов и иногда поддерживается свободным движением несвязанных средств, таких как стержни, шарики и каменная крошка;
обезжиривание	—	исключение, насколько это возможно, масла или смазки из компонента;
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;
колошник	—	верхняя часть шахтной печи (см. также шахтная печь), куда загружают рудные материалы, флюсы, топливо;
мониторинг	—	систематическое наблюдение за изменениями определенной химической или физической характеристики выбросов, сбросов, потребления, эквивалентных параметров или технических мер и т.д.;
скрап цинковый	—	отходы металлургической промышленности, представляющие собой лом черных металлов с высоким содержанием шлаков и цинка. В первую очередь это промышленные остатки в плавильных агрегатах, а также расплавы, потерянные в процессе литья или перемещения стали и чугуна. Скрап в металлургии также объединяет в себе весь мелкий черный лом, да и само название, позаимствованное из английского языка, в переводе означает "отходы, лом";
вторичное производство цинка	—	производство цинка из переработанного цинка, лома или отходов других производств;
желоб	—	канал, используемый для транспортировки расплавленного металла или шлака;
осмос	—	прохождение жидкости из слабого раствора в более концентрированный раствор через полупроницаемую мембрану, что позволяет пропускать растворитель (воду), а не растворенные твердые вещества;
биохимическое потребление кислорода	—	количество растворенного кислорода, потребляемого микроорганизмами для разложения органического вещества. Единицей измерения является мг О2/л;
химическое потребление кислорода	—	показатель содержания органических веществ в воде, который показывает количество кислорода (или другого окислителя), затраченное на окисление органических соединений в пробе. Количественно ХПК выражается в миллиграммах потребленного кислорода на 1 л воды (мгО/л) и используется для оценки уровня органического загрязнения природных и сточных вод;
топливно-энергетические ресурсы	—	совокупность природных и производственных энергоносителей, запасенная энергия которых при существующем уровне развития техники и технологии доступна для использования в хозяйственной деятельности;
измерение	—	набор операций для определения значения количества;
измерительная система	—	полный набор измерительных приборов и другого оборудования, включая все рабочие процедуры, используемые для проведения указанных измерений;
погрешность измерения	—	количество, на которое наблюдаемый или приблизительный результат отличается от истинного или точного. Как правило, это происходит из-за неточности или расхождения результатов при измерении значений параметров;
эксплуатационные данные	—	данные о производительности по выбросам/отходам и потреблению, например, сырья, воды и энергии. Любая другая полезная информация о том, как управлять, поддерживать и контролировать, включая аспекты безопасности, ограничения работоспособности техники, качество вывода и т.д.;
вывод из эксплуатации	—	завершение работы установки, включая дезактивацию и/или демонтаж;
отходящий газ	—	общий термин для газа/воздуха, возникающего в результате процесса или эксплуатации (см. также выхлопные газы, дымовые газы, отработанные газы);
перспективные техники	—	техники с потенциалом улучшения экологической эффективности, но которые еще не были коммерчески применены или которые все еще находятся на стадии исследований и разработок. Потенциальное будущее НИТ;
печь	—	агрегат, внутри которого металлосодержащие материалы подвергаются при помощи тепловой энергии требуемым физико-химическим превращениям для того, чтобы извлекать, рафинировать и обрабатывать металлы;
рафинирование	—	очистка металлов от примесей;
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);
сточные воды	—	воды, образующиеся в результате хозяйственной деятельности человека или на загрязненной территории. Дождевая вода и непрямая охлаждающая вода не включаются из-за различных определений сточных вод в государствах-членах ЕС. Вместо этого дождевая вода и потребность в ее переработке рассматриваются отдельно;
сегрегация	—	то же, что и ликвация;
оценка соответствия	—	процесс сравнения фактических выбросов загрязняющих веществ с установки (производственной единицы) с допустимыми предельными значениями выбросов в пределах определенной степени достоверности;
разрежение	—	снижение давления воздуха или продуктов сгорания в каналах сооружений и технических систем, способствующее притоку среды в область пониженного давления;
щелочь	—	акцептор протонов – вещество, которое более или менее легко поглощает ионы водорода в водном растворе;
скруббер	—	аппараты различной конструкции для промывки жидкостями газов с целью их очистки и для извлечения одного или нескольких компонентов, а также барабанные машины для промывки полезных ископаемых, в том числе пылеулавливающая установка;
фильтрование	—	процесс разделения суспензии на жидкую и твердую фазы с помощью фильтров различной конструкции;
отбор проб	—	процесс, посредством которого часть вещества, материала или продукта удаляется, чтобы сформировать репрезентативный выборку целого, с целью изучения рассматриваемого вещества, материала или продукта. План отбора проб, выборка и аналитические соображения всегда должны учитываться одновременно;
анализ	—	исследование, а также его метод и процесс, имеющие целью установление одной или нескольких характеристик (состава, состояния, структуры) вещества в целом или отдельных его ингредиентов;
технологические нормативы	—	экологические нормативы, устанавливаемые в комплексном экологическом разрешении в виде: 1) предельного количества (массы) маркерных загрязняющих веществ на единицу объема эмиссий; 2) количества потребления сырья, вспомогательных материалов, электрической и (или) тепловой энергии, иных ресурсов в расчете на единицу времени или единицу производимой продукции (товара), выполняемой работы, оказываемой услуги;
эффективность	—	мерой эффективности техники для достижения определенного результата. В некоторых случаях она может быть выражена как отношение входа к выходу;
прямые измерения	—	конкретное количественное определение выбрасываемых соединений в источнике;
пыль	—	твердые частицы размером от субмикроскопического до макроскопического любой формы, структуры или плотности, рассеянные в газовой фазе;
окислительный процесс	—	химический процесс, сопровождающийся увеличением степени окисления атома окисляемого вещества посредством передачи электронов от атома восстановителя (донора электронов) к атому окислителя (акцептору электронов);
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;
дымовой газ	—	смесь продуктов сгорания и воздуха, выходящего из камеры сгорания и направленного вверх по выхлопной трубе, и которая должна быть выпущена;
токсичное вещество	—	вещество, которое при вдыхании или проникновении через ротовое отверстие или кожу может вызвать нарушение ограниченного характера;
непрерывные измерения	—	круглосуточные измерения, допускающие перерывы для проведения ремонтных работ, устранения дефектов, пуско-наладочных, поверочных, калибровочных работ;
организованный источник	—	источник выделения, от которого вредные вещества в составе отходящего газа (вентиляционного воздуха) поступают в атмосферу через систему газоходов или воздуховодов (труба, аэрационный фонарь, вентиляционная шахта и т.д.);
организованный выброс	—	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;
неорганизованный выброс	—	высвобождение загрязняющих веществ в атмосферный воздух в виде ненаправленных диффузных потоков;
дробление	—	достигается путем обсадки руды по жестким поверхностям или ударного воздействия по поверхностям в неподвижном направлении принудительного движения;
летучее органическое соединение	—	любое органическое соединение, имеющее при 293,15 К давление паров 0,01 кПа или более, или имеющее соответствующую летучесть при определенных условиях использования;
флюс	—	неорганические вещества, которые добавляют к руде при выплавке из нее металлов, чтобы снизить ее температуру плавления и облегчить отделение металла от пустой породы;
фьюмингование	—	способ извлечения летучих компонентов из расплавленных шлаков, содержащих цинк, свинец или олово;
выщелачивание	—	прохождение растворителя через пористый или измельченный материал для извлечения компонентов из твердой 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;
продукт выщелачивания	—	раствор, содержащий ценный компонент или кек – осадок после выщелачивания, содержащий примеси и металлы-спутники;
шахтная печь	—	вид металлургических печей, предназначенных для плавки и обжига кусковых материалов, а также для термической обработки металлических изделий. Шахтные печи имеют сильно вытянутое вверх рабочее пространство круглого или прямоугольного сечения;
предельно-допустимая концентрация	—	максимальное количество (масса) химического вещества, признанного в соответствии с Экологическим кодексом Республики Казахстан загрязняющим, которое (которая) при постоянном или временном воздействии на человека не влияет на его здоровье и не вызывает неблагоприятных наследственных изменений у его потомства, а также не вызывает деградацию компонентов природной среды, не нарушает устойчивость экологических систем и не приводит к сокращению биоразнообразия;
шихта	—	смесь исходных материалов, в определенной пропорции, подлежащая переработке в металлургических, химических и других агрегатах для получения конечных продуктов заданного химического состава и свойств. В частности, в состав шихты в металлургии могут входить обогащенная руда, концентрат, флюс, шлаки, съемы, а также пыль;
шлам	—	суспензия "твердое в жидком", извлекаемая из сточных вод и очистных сооружений;
штейн	—	смесь сульфидов, которая образуется при плавлении сульфидных металлических руд, содержащих никель, медь, кобальт и т.д.;
выпуск	—	действие открытия выпускного отверстия печи для удаления расплавленного металла или шлака;
дожигание	—	зажигание и сжигание выхлопных газов путем впрыска воздуха или использования горелки (например, для уменьшения количества СО и (летучих) органических соединений);
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;
экологическое разрешение	—	документ, удостоверяющий право индивидуальных предпринимателей и юридических лиц на осуществление негативного воздействия на окружающую среду и определяющий экологические условия осуществления деятельности;
экономика	—	информация о затратах (инвестиции и операции) и любой возможной экономии, например, снижении потребления сырья, сборе отходов, а также связанная с возможностями техники;
экстракция	—	массообменный процесс извлечения компонентов из смесей экстрагентами;
электрод	—	проводник, посредством которого электрический ток входит или выходит из электролита в электрохимической реакции (или электрической дуге или вакуумной трубке) (см. также анод и катод);
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;
электролит	—	вещество, которое способно проводить электрический ток в растворе или в расплавленном состоянии;
электролитическое выделение	—	стадия электролитического производства, в которой используется инертный металлический анод, и нужный металл в электролите, осаждаемый на катоде;
электрофильтр	—	устройство, в котором очистка газов от аэрозольных, твердых или жидких частиц происходит под действием электрических сил;
эмиссия	—	поступление загрязняющих веществ, высвобождаемых от антропогенных объектов, в атмосферный воздух, воды, на землю или под ее поверхность;
энергоменеджмент	—	комплекс административных действий, направленных на обеспечение рационального потребления энергетических ресурсов и повышение энергоэффективности объекта управления, включающий разработку и реализацию политики энергосбережения и повышения энергоэффективности, планов мероприятий, процедур и методик мониторинга, оценки энергопотребления и других действий, направленных на повышение энергоэффективности;
энергоемкость	—	величина потребления энергии и (или) топлива на основные и вспомогательные технологические процессы изготовления продукции, выполнение работ, оказание услуг на базе заданной технологической системы;
энергоэффективность	—	эффективное (рациональное) использование энергетических ресурсов. Использование меньшего количества энергии для обеспечения того же уровня энергетического обеспечения деятельности объекта/ов.

Аббревиатуры и их расшифровка

Аббревиатура	Расшифровка
ПО	предварительно обожженный тип анода
АО	акционерное общество
АСМ	автоматизированная система мониторинга
АБК	административно-бытовой комплекс
ЧМ	черновая медь
НД	нет данных
Диоксины (ПХДД/Ф)	полихлорированные дибензодиоксины (ПХДД) и полихлорированные дибензофураны (ПХДФ)
НДТ	наилучшая имеющаяся техника
НДТ-УСВ	уровни выбросов, связанные с наилучшими имеющимися техниками (НДТ-УСВ) для выбросов в атмосферу, данные в настоящих заключениях о НДТ, относятся к стандартным условиям: сухой газ при температуре 273,15 K и давлении 101,3 кПа
ЕС	Европейский союз
ТС	теплота сгорания, например, в МДж/кг
ЧРП	частотно-регулируемый привод
НПВ	нижний предел взрываемости
ВКВД	вращающийся конвертер с верхним дутьем, используемый для первичной плавки меди, благородных металлов и концентратов Pb, а также плавки отходов электронного оборудования
ТОО	товарищество с ограниченной ответственностью
ТЧ	см. твердые частицы. Благородные металлы: Ag, Au и МПГ
ТЧх	твердые частицы с аэродинамическим диаметром, меньшим или равным номинальным х-микрометрам
КГД	компьютеризированная гидродинамика - метод моделирования, используемый для прогнозирования расхода газа температуры в мусоросжигательных установках и других системах
УСВ	усиленная система всасывания
КТА	комплексный технологический аудит
УКЭ	утилизация когенерационной энергии
МФУ	многофтористый углеводород
ОЦ	обжиговый цех
ПО	переработка отходов
ДК/ДА	двойное контактирование/двойная адсорбция
ВТО	восстановительный термический окислитель, тип горелки-дожигателя
ЛБМ	Лондонская биржа металлов
ЦЗ	цинковый завод
МК	металлургический комплекс
ЦВЦК	цех вельцевания цинковых кеков
ЦВЦО	цех выщелачивания цинкового огарка
ЦВОЦ	цех выщелачивания окиси цинка
НПА	нормативно-правовой акт
НН	не нормируется (в зависимости от контекста)
БПК	биологическое потребление кислорода
ХПК	химическое потребление кислорода
ТЭР	топливно-энергетические ресурсы
УКМК	Усть-Каменогорский металлургический комплекс
ПЦ	производственный цех
ПТФЭ	политетрафторэтилен
РУ	редукционная установка
РТО	регенеративный термический окислитель
ТСО	точка сервисного обслуживания
СМПП СПП	стандартная металлоплавильная печь или стандартный процесс плавки
СОСВ	система очистки сточных вод
УОСВ	установка по очистке сточных вод
ДДГ	десульфуризация дымовых газов
ТО	термический окислитель
ТРГ	техническая рабочая группа
ТКО	термокаталитический окислитель
ЦМ	цветные металлы
ТМС	тримеркаптосульфотриазин
ПТ	постоянный ток (электроснабжение)
УФ	ультрафиолетовый луч
ДГГ	печь длительного горения газовая
ЛОС	летучее органическое соединение
ЭЧП	электропечь чугуноплавильная
ПДК	предельно-допустимая концентрация
УСВ	уровень сопутствующих выбросов
СЭУ	система экологического управления
ЭДП	электродуговая печь
СЭМ	система экологического менеджмента
ЭНК	экологический норматив качества
ЭСО	электростатический осадитель/пылеуловитель
ЭПОВ	электролитический процесс очистки воды
ЭЭД	энергоэффективный двигатель
СМЭЭ	система менеджмента энергоэффективности
ЭЦ	электролизный цех
ОЭСР	организация экономического сотрудничества и развития

Химические элементы

Символ	Название	Символ	Название
Ag	серебро	Mg	магний
Al	алюминий	Mn	марганец
As	мышьяк	Mo	молибден
Au	золото	N	азот
B	бор	Na	натрий
Ba	барий	Nb	ниобий
Be	бериллий	Ni	никель
Bi	висмут	O	кислород
C	углерод	Os	осмий
Ca	кальций	P	фосфор
Cd	кадмий	Pb	свинец
Cl	хлор	Pd	палладий
Co	кобальт	Pt	платина
Cr	хром	Re	рений
Cs	цезий	Rh	родий
Cu	медь	Ru	рутений
F	фтор	S	сера
Fe	железо	Sb	сурьма
Ga	галлий	Se	селен
Ge	германий	Si	кремний
H	водород	Sn	олово
He	гелий	Ta	тантал
Hg	ртуть	Te	теллур
I	йод	Ti	титан
In	индий	Tl	таллий
Ir	иридий	V	ванадий
K	калий	W	вольфрам
Li	литий	Zn	цинк

Химические формулы

Химическая формула	Название (описание)
AI₂O₃	оксид алюминия
CO	монооксид углерода
CO₂	диоксид углерода
CaO	оксид кальция
FeO	оксид железа
Fe₂O₃	оксид железа трехвалентный
H₂O₂	перекись водорода
H₂S	сероводород
H₂SO₄	серная кислота
HCl	хлористоводородная кислота
HF	фтороводородная кислота
HNO₃	азотная кислота
K₂O	оксид калия
MgO	оксид магния
MnO	оксид марганца
NaOH	гидроокись натрия
NaCl	хлорид натрия
CaCl₂	хлорид
Na₂CO₃	карбонат натрия
Na₂SO₄	сульфат натрия
NO₂	двуокись азота
NO_x	смесь оксида азота (NO) и диоксида азота (NO₂), выраженная в виде NO₂
SiO₂	двуокись кремния, оксид кремния
SO₂	двуокись серы
SO₃	трехокись серы
SO_x	оксиды серы - SO₂и SO₃
ZnO	оксид цинка

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/млрд.	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 106 г
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

Предисловие

Краткое описание содержания справочника по наилучшим доступным техникам: взаимосвязь с международными аналогами

Настоящий справочник по НДТ представляет собой документ, включающий уровни эмиссий, объемов образования, накопления и захоронения основных производственных отходов, уровни потребления ресурсов и технологические показатели, связанные с применением наилучших доступных техник, а также заключения, содержащие выводы по наилучшим доступным техникам, и любые перспективные техники. Термин "наилучшие доступные техники" введен в Экологический кодекс Республики Казахстан (далее – Экологический кодекс) в ст. 113, согласно которому под наилучшими доступными техниками понимается 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 [1].

Перечень областей применения наилучших доступных техник утвержден приложением 3 к Экологическому кодексу [1].

Структура настоящего справочника по НДТ соответствует положениям постановления Правительства Республики Казахстан от 28 октября 2021 года № 775 "Об утверждении Правил разработки, применения, мониторинга и пересмотра справочников по наилучшим доступным техникам" (далее – Правила), содержащим цели, основные принципы, порядок разработки, область применения наилучших доступных техник. Настоящий справочник по НДТ содержит описание применяемых при производстве цинка и кадмия технологических процессов, оборудования, технических способов, методов, в том числе позволяющих снизить эмиссии в окружающую среду, водопотребление, повысить энергоэффективность, обеспечить экономию ресурсов на предприятиях, относящихся к областям применения НДТ [2]. Из числа описанных технологических процессов, технических способов, методов выделены решения, отнесенные к НДТ, а также установлены технологические показатели, соответствующие выделенным НДТ.

Текущее состояние эмиссий в атмосферу от промышленных предприятий цветной металлургии (производство цинка и кадмия, свинца, меди и золота) составляет порядка 176 000 тонн в год. На сегодняшний день степень внедрения НДТ на казахстанском предприятии по производству цинка и кадмия оценивается на уровне 60 %.

При переходе на принципы НДТ прогнозное сокращение эмиссий в окружающую среду по отрасли составит 65 %, или снижение порядка 114 400 тонн в год.

Предполагаемый объем инвестиций 16,707 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.

При разработке справочника по НДТ был учтен международный опыт в данной сфере, в том числе использовались аналогичные и сопоставимые справочники, официально применяемые в государствах, являющихся членами Организации экономического сотрудничества и развития, Европейского союза, Российской Федерации, других стран и организаций с учетом специфики сложившейся структуры экономики и необходимости обоснованной адаптации к климатическим, а также экологическим условиям Республики Казахстан, обуславливающие техническую и экономическую доступность наилучших доступных техник в конкретных областях их применения:

1. Best Available Techniques (BAT) Reference Document for the main Non-Ferrous Metals Industries. BREF, 2017 "Наилучшие имеющиеся технологии (НИТ). Справочный документ для цветной металлургии", EUR 28648 EN [1].

2. информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям ИТС 13 – 2020 "Производство свинца, цинка и кадмия". Москва, Бюро НДТ, 2020 г. [1].

3. Reference Document on Best Available Techniques for Energy Efficiency, 2009. Справочный документ по наилучшим доступным технологиям обеспечения энергоэффективности. – М.: Эколайн, 2012 г. [2].

4. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям ИТС 48 – 2017 "Повышение энергетической эффективности при осуществлении хозяйственной и (или) иной деятельности". Москва, Бюро НДТ [3].

5. Наилучшие доступные технологии. Предотвращение и контроль промышленного загрязнения. Этап 4: руководство по определению НДТ и установлению уровней экологической эффективности для выполнения условий получения экологических разрешений на основе НДТ/Управление по окружающей среде, здоровью и безопасности Дирекции по окружающей среде ОЭСР. Перевод с английского. Москва, 2020 г. [1].

Информация о сборе данных

В справочнике по НДТ использованы фактические данные по технико-экономическим показателям, выбросам загрязняющих веществ в воздух и сбросам в водную среду предприятий, осуществляющих производство цинка и кадмия в Республике Казахстан за 2015 - 2019 годы, полученные по результатам комплексного технологического аудита и анкетирования, проведенного подведомственной организацией уполномоченного органа в области охраны окружающей среды, осуществляющей функции Бюро по наилучшим доступным техникам (далее – Бюро НДТ).

Также в справочнике по НДТ использованы данные Бюро национальной статистики Агентства по стратегическому планированию и реформам Республики Казахстан, компаний, осуществляющих производство технологических систем и оборудования производства цинка и кадмия.

Информация о применяемых на промышленных предприятиях технологических процессах, оборудовании, источниках загрязнения окружающей среды, технологических, технических и организационных мероприятиях, направленных на снижение загрязнения окружающей среды и повышение энергоэффективности и ресурсосбережения, была собрана в процессе разработки справочника по НДТ в соответствии с Правилами.

Взаимосвязь с другими справочниками НДТ

Справочник по НДТ является одним из серии разрабатываемых в соответствии с требованием Экологического Кодекса справочников по НДТ и имеет связь с:

№ п/п	Наименование справочника по НДТ	Связанные процессы
1	2	3
1	Утилизация и обезвреживание отходов	Обращение с отходами
2	Очистка сточных вод при производстве продукции	Процессы очистки сточных вод
3	Энергетическая эффективность при осуществлении хозяйственной и (или) иной деятельности	Энергетическая эффективность
4	Промышленные системы охлаждения	Процессы охлаждения
5	Мониторинг эмиссий загрязняющих веществ в атмосферный воздух и водные объекты	Мониторинг эмиссий
6	Утилизация и удаление отходов путем сжигания	Вовлечение отходящих газов в технологический процесс в качестве топливного компонента
7	Производство меди и драгоценного металла - золота	Производство серной кислоты, отходы производства меди
8	Производство свинца	Производство серной кислоты, отходы производства свинца

Область применения

В соответствии с нормами Экологического кодекса настоящий справочник по НДТ распространяется на следующие основные виды деятельности:

производство и переработка цинка и кадмия;

получение цинка и кадмия из промпродуктов свинцового, медного производств;

производство цинка и кадмия из руды, концентратов или вторичных сырьевых материалов посредством металлургических, химических или электролитических процессов;

получение цинка и кадмия из промпродуктов цинкового производства, включая пыль, шлаки, шламы сернокислотного производства, кеки цинкового производства;

утилизация серосодержащих газов цинкового производства с последующим производством серной кислоты и иных продуктов.

Настоящий справочник по НДТ распространяется на методы как первичного, так и вторичного производства цинка и кадмия.

Первичный цинк получают из рудного сырья.

Первичное производство цинка – это производство цинка из первичного сырья, используя пирометаллургические или гидрометаллургические методы.

Вторичное производство цинка включает переработку цинксодержащих продуктов, таких как окиси цинка технические (пыли медных предприятий, содержащие цинк, катализаторы), продукты из латуни и изделия, полученные с помощью литья под давлением, цинковая стружка.

Вторичное извлечение также осуществляется:

при переработке изгари, шлаков, цинкового порошка и гартцинка от производства горячего цинкования стального проката и металлоконструкций;

при переработке окиси цинка (вельц-оксидов), полученной при переработке с помощью специальных технологий пылей электродуговых печей (ЭДП).

Вторичное производство – это извлечение цинка не только из цинковых кеков, но и со шлаков свинцового производства.

Вторичное производство включает переработку различных продуктов, содержащих цинк и кадмий. Также перерабатываются отходы и побочные продукты других производств: кеки, шламы, пыли и т. д.

Справочник по НДТ не распространяется на:

процессы добычи, обогащение руды и получение концентратов;

процессы поверхностной обработки металлов;

вспомогательные процессы, необходимые для бесперебойной эксплуатации производства;

внештатные режимы эксплуатации, связанные с планово-предупредительными и ремонтными работы.

Рассматриваются вопросы обеспечения промышленности производства цинка и кадмия экологически безопасными технологиями, а также решениями проблем утилизации различных видов отходов с получением новых видов продукции или комплексным использованием техногенных отходов.

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.

Производимые в Казахстане марки цинка и кадмия предусматривают чистоту металла не менее 99,9 %.

Цинк

№ п/п	Химический элемент	Цинк ЦВ	Цинк Ц0А	Цинк ЦВ0
1	2	3	4	5
1	Zn (не менее)	99,99 %	99,98 %	99,995 %
2	Pb (не более)	0,005 %	0,01 %	0,003 %
3	Cu (не более)	0,001 %	0,001 %	0,001 %
4	Al (не более)	0,005 %	0,005 %	0,005 %
5	Sn (не более)	0,001 %	0,001 %	0,001 %
6	Cd (не более)	0,002 %	0,003 %	0,002 %
7	Fe (не более)	0,003 %	0,003 %	0,002 %
8	As (не более)	0,0005 %	0,0005 %	0,0005 %

Кадмий

№ п/п	Химический элемент	Cd
1	2	3
1	Cd (не менее)	99,960 %
2	Zn (не более)	0,004 %
3	Pb (не более)	0,020 %
4	Fe (не более)	0,0020 %
5	Cu (не более)	0,010 %
6	Tl (не более)	0,003 %
7	Примеси, не более	0,040 %

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 наилучшим доступным техникам, 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 обязательными 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 к анализу при пересмотре справочника по НДТ.

Раздел 1: представлена общая информация о производстве цинка и кадмия, структура отрасли, используемых промышленных процессах и техниках производства цинка и кадмия в Республике Казахстан с учетом места отечественной отрасли на мировом рынке.

Раздел 2: описаны методология отнесения к НДТ, подходы идентификации НДТ.

Раздел 3: описаны основные этапы производственного процесса или производства конечного продукта с учетом особенностей производства, а также проведенной модернизации, с усовершенствованиями и модернизациями техники и технологии на данных предприятиях производства цинка и кадмия, представлены данные и информация об экологических характеристиках установок производства и эксплуатации на момент написания с точки зрения текущих выбросов, потребления и характера сырья, потребления воды, использования энергии и образования отходов.

Раздел 4: описаны техники, применяемые при осуществлении технологических процессов для снижения их негативного воздействия на окружающую среду и не требующие реконструкции объекта, оказывающего негативное воздействие на окружающую среду.

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 описание основных экологических проблем, характерных для области применения настоящего справочника по НДТ, включая текущие уровни эмиссий, а также потребления энергетических, водных и сырьевых ресурсов.

Цветная металлургия Республики Казахстан является старейшей и одной из ведущих отраслей промышленности, развитие которой базируется на значительных ресурсах полезных ископаемых и оказывает огромное влияние на формирование всего промышленного комплекса Республики Казахстан.

Цинк (Zn) - голубовато-серебристый блестящий металл средней твердости. В сухом воздухе цинк тускнеет, покрываясь тонкой пленкой оксида, защищающей металл от дальнейшего окисления. Металл высокой чистоты пластичен и его можно прокатывать в листы и фольгу.

Известно 66 минералов цинка, из которых наиболее распространенными являются минерал сфалерит, или цинковая обманка, основной компонент минерала — сульфид цинка ZnS, а разнообразные примеси придают этому веществу всевозможные цвета. Цинковую обманку считают первичным минералом, из которого образовались другие минералы химического элемента. Среднее содержание цинка в земной коре - 8,3⋅10 - 3%, в основных изверженных породах его несколько больше (1,3⋅10 - 2%), чем в кислых (6⋅10 - 3%).

Цинк является одним из базовых металлов на ЛБМ. В связи с этим производство цинка основано на стандарте Special High Grade Zinc/цинк особой чистоты (содержание цинка - 99,995 %), определяемом самой ЛБМ. В EN 1179:2003 используется обозначение марки Z1, в ASTM B6:07 - LME (Z12002). Производимые в Казахстане марки цинка предусматривают чистоту металла не менее 99,9 %. На протяжении последних лет потребление и производство цинка во всем мире растут высокими темпами.

В 2019 году производство цинка составило порядка 13 млн. тонн. По имеющимся оценкам при нынешнем уровне его добычи выявленных запасов металла хватит на несколько десятилетий, при этом объемы извлечения цинка из земной коры постоянно возрастают. Конечное использование цинка охватывает широкий спектр применений, наиболее важное из которых - защита от коррозии поверхностей различного рода стальных деталей и элементов конструкций. Другими важнейшими областями применения являются производство цинковых сплавов (латуни, бронзы, сплавов для литья под давлением) и выпуск полуфабрикатов на основе цинка. Соответствующие продукты широко применяются в строительстве, в производстве бытовых приборов и в автомобильной промышленности. Помимо постоянно возрастающей доли производства традиционных сплавов и компонентов на основе цинка его все чаще применяют при производстве специальных композиционных материалов с уникальными свойствами и назначением. На долю использования цинка в химической промышленности и при производстве композитов приходится порядка 10 %. Однако большая часть металлического цинка, как правило, потребляется сталелитейной промышленностью при производстве сталей с покрытиями. Например, в странах Европы на долю использования цинка в сталелитейной промышленности приходится более 45 % произведенного металла. Гальванизированная сталь обычно используется при изготовлении кузовов автомобилей и при производстве листов и лент, работающих в сложных агрессивных средах. Цинк также применяют в различных сплавах, в первую очередь в производстве латуни.

Кадмий (Cd) - мягкий ковкий тягучий переходный металл серебристо-белого цвета, устойчив в сухом воздухе, во влажном на его поверхности образуется пленка оксида, препятствующая дальнейшему окислению металла. Кадмий и многие его соединения ядовиты для человека, относятся к канцерогенным веществам. Кадмий относится к редким, рассеянным элементам: он содержится в виде изоморфной примеси во многих минералах и всегда в минералах цинка. С коммерческой точки зрения кадмий относится к группе малых металлов, куда также входят сурьма, висмут, хром, кобальт, индий, магний, марганец, ртуть, селен, кремний, галлий, рений, германий. В земной коре кадмия содержится около 1,4·10 - 5% (по массе), это достаточно редкий элемент. Нигде в мире он не встречается в промышленных концентрациях, за исключением обнаруженных в 2005 году месторождений в провинции Гуйчжоу на юго-западе Китая, где его содержание составляет 2 – 8 кг/т.

Известно всего лишь 6 кадмиевых минералов. Весьма редкими минералами кадмия являются гринокит CdS, хоулиит CdS, отавит CdCO₃, монтепонит CdO, кадмоселит CdSe, ксантохроит CdS (H₂O)х. Основная масса кадмия рассеяна в большом числе минералов (более 50), преимущественно в сульфидах цинка, свинца, меди, железа, марганца и ртути. Максимальная концентрация отмечена в минералах цинка и, прежде всего, в сфалерите (до 5 %), в большинстве случаев содержание кадмия в сфалерите не превышает 0,4 – 0,6 %. Единственный минерал, который представляет интерес в получении кадмия, - гринокит, так называемая "кадмиевая обманка". Его добывают вместе со сфалеритом при разработке цинковых руд. В ходе переработки кадмий концентрируется в побочных продуктах процесса, откуда его потом извлекают.

Основные области применения кадмия - производство никель-кадмиевых аккумуляторных батарей, где используются соли кадмия; производство пигментов и покрытий, где применяются как металлический порошок кадмия, так и его синтезированные сульфиды. В последние годы около 10 % металлического кадмия используется в производстве пигментов. В настоящее время никель-кадмиевые аккумуляторные батареи все чаще заменяются на литий-ионные.

Сырьем для производства цинка служат концентраты, получаемые путем обогащения цинковой руды на горно-обогатительных предприятиях, а также образующиеся в ходе металлургического производства вторичные цинксодержащие промпродукты (кеки, пыли и прочие). Специфичным видом сырья для производства цинка в Казахстане выделяется окисленная руда месторождения Шаймерден, перерабатываемая методом вельцевания без предварительного обогащения. Крупнейшими месторождениями цинк- содержащих руд являются Шалкия (Кызылординская область), Жайрем, Ак-жал (Карагандинская область), Риддер-Сокольное, Тишинское и Малеевское (ВКО).

1.1. Структура и технологический уровень производства цинка и кадмия

Развитие металлургического производства цинка и кадмия в Казахстане связывается с дальнейшей эксплуатацией существующих цинковых заводов в городах Усть-Каменогорске и Риддере Восточно-Казахстанской области. При этом важной проблемой остается проблема сырья для указанных заводов, которые сталкиваются с нехваткой цинковых концентратов собственной сырьевой базы предприятий, что влечет необходимость загрузки существующих металлургических мощностей путем использования импортного сырья, в том числе промпродуктов (пылей). При этом часть производимого в Казахстане цинка в концентратах горнорудными компаниями экспортируется. В среднесрочной перспективе запуск обогатительных фабрик месторождений Шалкия и Жайрем потенциально могут расширить сырьевую базу для цинковых металлургических заводов Казахстана и снизить зависимость от импортного сырья.

Ежегодное производство цинка в Казахстане составляет более 300 тыс. тонн. В основном оно сконцентрировано в Восточно-Казахстанской области, где располагается основной казахстанский производитель цинка.

ТОО "Казцинк" - крупный интегрированный производитель цинка со значительным попутным производством меди, золота, свинца, серебра. Основная сырьевая база ТОО "Казцинк" включает полиметаллические месторождения в городах Риддер и Алтай Восточно-Казахстанской области (Малеевское, Риддер-Сокольное, Долинное, Тишинское), а также иные виды сырья. Руды перерабатываются на обогатительных фабриках в городах Риддер и Алтай Восточно-Казахстанской области. Усть-Каменогорский металлургический комплекс входит в состав ТОО "Казцинк" в качестве самостоятельного подразделения с замкнутым технологическим циклом.

На долю данного предприятия приходится основное производство цинка в виде товарного цинка высшей марки и цинк-алюминиевых сплавов:

Усть-Каменогорский ЦЗ производственной мощностью более 188 тыс. тонн в год;

Риддерский ЦЗ производственной мощностью более 112 тыс. тонн в год.

Они являются вертикально и горизонтально-интегрированными комплексами, включающими цикл от добычи руды до выпуска готовой продукции, имеющие собственные месторождения сырья.

Объемы производства кадмия в год ТОО "Казцинк" составляют 1200 тонн в год.

Производство цинка в концентрате осуществляется на объектах группы компаний KAZ Minerals в Восточно-Казахстанской области, а также на месторождении Акжал – ТОО "Nova-Цинк" (дочернее предприятие открытого АО "Челябинский цинковый завод") в Карагандинской области.

Производство цинковой продукции более высоких переделов в республике незначительно.

Производственные мощности подотрасли цинка в Казахстане размещены в:

Восточно-Казахстанской области (производство);

Карагандинской области (производство);

городе Шымкент (производство).

На территории Казахстана часть произведенного цинка потребляется акционерным обществом АО "Арселор Миттал Темиртау" для выпуска оцинкованного проката.

1.2. Ресурсы и материалы

В докладе Казахстанского центра индустрии и экспорта QazIndustry на основании данных ILZSG (International Lead а Zinc Study Group) приводятся объемы мирового производства цинка в 2019 году объемом в 13,5 млн. тонн (в 2018 году – 13,1 млн. тонн).

На рынке цинка крупнейшими конкурентами Республики Казахстан являются Российская Фе дерация, Австралия, Канада и США.

Мировое производство кадмия составляет более 20 тысяч тонн. Большинство кадмия в мире (приблизительно 55 %) производится в Азии и странах Тихого океана. Китай, Республика Корея, Япония, Канада, Мексика, Казахстан и США также являются основными производителями.

Вторичное производство кадмия в мире составляет около 20 % полного металлического производства. Большая часть вторичного металла производится при переработке никель-кадмиевых батарей в Азии, Европе и Соединенных Штатах. В Японии переработкой никель-кадмиевых батарей занимаются "Kansai Catalyst Company Limited", "Mitsui Mining and Smelting Company Limited" и "Toho Zinc Company Limited". В Европе переработка никель-кадмиевых батарей осуществляется на заводе "Accurac GmbH" в Германии, "Soft AB`s Plant" в Швеции и "Societe Nauvelle Nauvelle D`Affiinage des Metaux" во Франции. Таким образом, почти весь вторичный кадмий в никель-кадмиевых батареях утилизируется. Китай, Бельгия и Япония являются самыми большими в мире потребители кадмия. Среди стран-поставщиков на мировом рынке кадмия среди крупных производителей выделяется доля Республики Корея в 29,52 %, Канады – 12,95 %, Японии – 10,81 %, также среди стран-поставщиков: Казахстан, Франция, Китай, Перу, Болгария, Германия и другие страны.

Факторы, оказывающие положительное влияние на стоимость цинка:

нарушение мировых поставок цинкового концентрата из-за приостановки крупных цинковых рудников, вызванной пандемией COVID- 19;

закрытие и сбои в работе рудников в разных странах;

восстановление роста мировой экономики за счет реализации стимулирующих программ поддержки в различных странах;

ослабление курса американского доллара к основным мировым валютам.

Факторы, оказывающие отрицательное влияние на стоимость цинка:

переход мирового рынка цинка от дефицита к профициту;

наличие "невидимых" запасов металла на складах бирж;

восстановление добычи на крупных цинковых рудниках в Перу, Мексике, Боливии и т. д.;

замедление экономического роста в ряде развитых и развивающихся стран вследствие торговых "войн" и новых "локдаунов" из-за COVID- 19.

1.3. Производство и использование

В настоящее время цинк является четвертым по потреблению металлом в мире после железа, алюминия и меди.

Около половины производимого цинка используется в цинковании, которое представляет собой процесс добавления тонких слоев цинка в железо или сталь для предотвращения образования ржавчины.

Следующее важное применение цинка — это сплав. Цинк соединяется с медью (с образованием латуни) и другими металлами с образованием материалов, которые используются в автомобилях, электрических компонентах и бытовых приборах.

Третье важное применение цинка — это производство оксида цинка (наиболее важного химического соединения цинка по объему производства), который используется в производстве резины и в качестве защитной мази для кожи.

Сульфид цинка является основным рудным минералом, из которого производится большая часть цинка в мире, но ряд других минералов, не содержащих сульфид, содержат цинк в качестве основного компонента. Большая часть раннего производства цинка была из несульфидных месторождений, однако, по мере того как эти ресурсы были исчерпаны, производство переместилось на сульфидные месторождения. За последние 30 лет успехи в добывающей металлургии привели к возобновлению интереса к месторождениям несульфидного цинка.

Первичные и вторичные источники сырья. Цинк и кадмий часто связаны между собой в рудах и концентратах. Сегодня металлургию цинка, как и других металлов (свинца, меди и др.), можно разделить на производство металла путем использования сырья, состоящего из первичных и вторичных источников. Первичное производство относится к извлечению металла из руд и концентратов. Вторичное производство относится к извлечению металла из таких вторичных цинкосодержащих материалов, как кеки, сплавы, пыли, слитки и лом.

Чистый металлический цинк, широко известный как самородный цинк, не встречается в природе в виде руды, а встречается в минералах или в ассоциации с ними, которые могут содержать такие элементы, как мышьяк, кадмий, кальций, медь, фтор, железо, свинец, марганец, ртуть, кремнезем и сера. Пыль, пары и газы, содержащие различные комбинации этих материалов, образуются на предприятиях по выплавке цинка в результате механических и пирометаллургических процессов, которые превращают руду и концентраты в товарные цинковые продукты и побочные продукты.

Способы переработки цинковых концентратов. Для извлечения цинка из концентратов применяют два способа: пирометаллургический (дистилляционный) и гидрометаллургический (электролитический).

Достоинствами пирометаллургической схемы получения цинка являются ее малостадийность, сравнительно высокое прямое извлечение цинка в металл (93 %), использование высокопроизводительного оборудования непрерывного действия и возможность перерабатывать низкокачественное сырье с высоким содержанием железа, мышьяка, сурьмы и кремнезема. Недостатки этой схемы – большой расход кокса (до 25 % от массы агломерата), большой расход электроэнергии при использовании электропечей, малая комплексность использования сырья и получение цинка низших марок, требующего рафинирования.

1.4. Производственные площадки

В структуру управления Усть-Каменогорского металлургического комплекса ТОО "Казцинк" входят следующие производства, цеха, переделы, участки:

ЦЗ;

ОЦ;

ЦВЦО;

ЦВОЦ;

ЦВЦК;

ЭЦ;

вспомогательное производство.

Режим работы основных технологических агрегатов – непрерывный с остановками на планово-предупредительные и текущие работы.

Все производства имеют общую инфраструктуру и расположены на одной производственной площадке.

В номенклатуру продукции цинкового завода входят цинк чушковый, кадмий черновой и чушковый, цинк в цинковом купоросе, клинкер, медь цементационная и другие. Исходным сырьем для производства цинка цинкового завода являются цинковые сульфидные концентраты и цинксодержащие продукты свинцового завода и других предприятий. Помимо переработки материалов из собственной сырьевой базы группы компании ТОО "Казцинк" на заводе перерабатывается сырье других производителей. Поставщиками стороннего сырья выступают Россия, Таджикистан, другие страны, казахстанские производители. Подготовка смеси шихты и, соответственно, загрузка стороннего концентрата варьируются исходя из текущих потребностей рынка сбыта продукции с ориентиром на обеспечение стабильной бесперебойной работы всех стадий производственного процесса.

Цинк получают по гидрометаллургической схеме, включающей обжиг сульфидных цинковых концентратов, классификацию огарка методом аэросепарации, двухстадийную противоточную очистку растворов, электролиз цинковых растворов и переплавку катодного цинка.

Риддерский металлургический комплекс, объекты которого расположены в городе Риддер Восточно-Казахстанской области, входит в состав ТОО "Казцинк" в качестве самостоятельного подразделения и является предприятием цветной металлургии, использующим в процессе производства пиро и гидрометаллургические операции. Цинковое производство РМК образовано на базе бывшего Риддерского цинкового завода. На РМК ТОО "Казцинк" цинк также производится по гидрометаллургической схеме, включающей обжиг сульфидных цинковых концентратов, классификацию огарка методом аэросепарации, двухстадийную противоточную очистку растворов, электролиз цинковых растворов и плавку металла. Получаемые в цинковом производстве серосодержащие обжиговые газы утилизируются с получением серной кислоты. Цинковым производством РМК в качестве товарной продукции выпускаются: цинк металлический, серная кислота, цинковый купорос, медный кек, дроссы цинковые, кадмий металлический.

1.5. Основные экологические проблемы

Оказываемое при производстве цинка и кадмия воздействие на окружающую природную среду и здоровье человека (в независимости от применяемых технологических решений) можно разделить по степени влияния на определенный компонент экосистемы:

Атмосферный воздух

Наиболее ключевой экологической проблемой на сегодняшний день остается содержание загрязняющих веществ в отходящих газах при производстве цинка и кадмия. Поступление загрязняющих веществ в атмосферный воздух происходит на всех этапах производственного цикла и определяется лишь спецификой производственной деятельности:

производство цинка и кадмия из первичного сырья;

попутное извлечение цинка и кадмия из вторичного сырья;

очистка получаемой продукции от примесей и т. д.

К загрязняющим веществ, содержащимся в выбросах в атмосферу, относятся:

диоксид серы (SO₂) – термические процессы обжига и плавки цинковых концентратов;

пыль общая, металлы и их соединения – процессы подготовки сырья, полупродуктов и готовой продукции (хранение, транспортировка, сушка, переработка, и т.д.);

окислы азота (NO_x) – восстановительные процессы;

ЛОС, ПХДД/Ф - в основном образуются при производстве вторичного цинка и кадмия.

Поверхностные и подземные воды

При производстве цинка и кадмия образуется значительное количество сточных вод. Компоненты, входящие в их состав (Zn, Cd, Pb, Hg, Se, Cu, As, Cr), очень токсичны, обладают высокой реакционной способностью, отрицательно воздействуют на биосферу, почву, гидросферу и др.

Качественный состав сбрасываемых сточных вод обусловлен составом вод, используемых на водоснабжение предприятия, составом используемого сырья, спецификой технологических процессов, составом промежуточных продуктов либо составом готовых продуктов, существующих систем очистки сточных вод.

Твердые остатки (полупродукты производственного процесса)

Помимо основной продукции твердыми материалами, образующимися при производстве цинка и кадмия, являются цинковые кеки, шлам очистных сооружений, оборотные полупродукты, коксовая мелочь, концентрат угольный гравитационный, вельц-шлак (клинкер), уловленная пыль дымовых газов после очистки, шламы от очистки сточных вод. Современные производственные линии, ориентированные на максимум извлечения металлов из исходного сырья и получения товарных побочных продуктов, позволяют использовать большую часть побочной продукции непосредственно на самом предприятии либо с возможностью передачи их другим специализированным предприятиям для дальнейшего восстановления и переработки (до извлечения).

1.5.1. Энергоэффективность

Реализация высокого потенциала энергосбережения в промышленности и топливно-энергетическом секторе связана, в первую очередь, с модернизацией технологических процессов производства продукции и энергетических ресурсов.

Вопросы использования энергии при оценке НДТ в цветной металлургии в целом и при производстве цинка и кадмия, в частности, имеют существенное значение. Значительная энергоемкость отрасли заставляет руководителей предприятий инвестировать в разработку энергосберегающих программ и мероприятий по повышению энергоэффективности. С этой целью на предприятиях металлургической промышленности применяются решения, хорошо знакомые специалистам в области энергоменеджмента.

Среди них – сокращение расходов на тепло- и энергоснабжение за счет использования автономных генерирующих мощностей. Значительный потенциал энергосбережения на металлургических предприятиях заключается в снижении потерь, которые вызваны эксплуатацией основного оборудования, за счет замены устаревшего оборудования на более энергоэкономичное, а также внедрения энергосберегающих технологий. К энергосберегающим мероприятиям относятся модернизация, ремонт существующего энергетического, технологического и вспомогательного оборудования и его замена на более современное и энергоэффективное. Экономному энергопотреблению способствуют внедрение энергосберегающих технологий, например, модернизация систем наружного и внутреннего освещения с применением инновационных технологий. Значительная роль в оптимизации энергопотребления принадлежит автоматизированным системам управления энергохозяйством предприятий, а также системам диспетчеризации и оперативного контроля расхода энергоресурсов.

В перспективе возможно реализовать проекты для повышения энергоэффективности предприятий (внедрение систем автоматического регулирования распределения тепла; автоматический учет энергоресурсов: сбор данных со всех агрегатов и узлов об использовании природного газа, тепла, технической и питьевой воды; система "умного энергосбережения" - аналитический мониторинг в сфере эффективного управления энергоресурсами, позволяющий распознавать аномальные ситуации с помощью математических алгоритмов и инструментов машинного обучения и направляет уведомления ответственным пользователям. Это позволяет оперативно определять проблемы, своевременно выявлять отклонения от нормы потребления электроэнергии и сокращать затраты на ее приобретение).

Использование системы энергоменеджмента (международный стандарт ISO 50001/национальный стандарт СТ РК ISO 50001 – 2019) является основой программы энергосбережения и повышения энергоэффективности.

Вторичное использование тепла и энергии несомненно — важный фактор для предприятий цветной металлургии, отражающий высокую долю энергозатрат в себестоимости. Многие методы вторичного использования энергии относительно легки для применения при модернизации существующих производств.

Процессы производства цинка происходят при высокой температуре, и выделяемые технологические газы содержат огромное количество тепла. Для утилизации тепла используются регенерация и рекуперация тепла, различные теплообменники и котлы утилизаторы, иногда регенеративные и рекуперативные горелки. Используемые технологии индивидуальны для каждого отдельного производства.

Повышение энергоэффективности и сокращение внешнего потребления топлива достигаются за счет применения различных методов извлечения тепла и снижения потребления энергии.

Метод рекуперации тепла отходящих газов предполагает, что горячий отходящий газ, полученный в плавильной, обжиговой печи или конверторе, направляется в котел-утилизатор или установку испарительного охлаждения, где газ охлаждают с выработкой пара. Генерируемый пар, как правило, используется в технологическом процессе, например, при выщелачивании.

Все пирометаллургические процессы производят тепло в виде горячих газов или горячей воды. Варианты извлечения низкопотенциального тепла всегда представляли сложную проблему ввиду своей ограниченности. Тепло может быть извлечено из жидкостей при температуре около 55 °C, например, применение теплового насоса, который использует низкопотенциальное тепло оборотной воды системы водооборота металлургического завода для нагрева исходной воды на станции химводоочистки. Кроме того, тепловой насос охлаждает оборотную воду с 29 ⁰С до 15 ⁰С, которая затем повторно используется на вакуум-испарительной установке электролизного цеха цинкового завода, замещая частично свежую артезианскую воду.

Раздельная сушка концентратов и вторичного сырья при низких температурах сокращает потребность в энергии. 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. В некоторых случаях сушка может быть обусловлена необходимостью поддержания минимального уровня влажности для предотвращения выбросов пыли и (или) самовозгорания.

Источники низкопотенциальной энергии от множества технологических агрегатов пока не нашли широкого применения в промышленности. Это тепло воды, охлаждающей арматуру печей, тепло внешней поверхности печей, тепло воздушных потоков, циркулирующих в межпечном пространстве. Энергетические объекты сбрасывают тепло воды, которая охлаждается на градирнях, поступает в оборотные системы воды и теплоснабжения. Большое количество вспомогательного оборудования, имеющего высокую температуру стенок, охлаждается на воздухе, их тепло рассеивается в атмосфере. Значительные тепловые потоки образуются при остывании промежуточной и конечной продукции, при остывании жидких и твердых отходов производства (шлаки, шламы). Их тепло пока не утилизируется в полной мере. В качестве хладагентов используются вода, воздух, масло, химические смеси. Их температура невысока, однако такое тепло можно использовать в практических целях. В ряде случаев вода является участницей технологического процесса.

Замена существующих электродвигателей энергоэффективными двигателями (ЭЭД) и приводами переменной скорости представляет собой одну из очевидных мер повышения энергоэффективности. К основным системам, в которых используются электродвигатели, относятся:

системы сжатого воздуха;

насосные системы;

системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха;

системы охлаждения.

Улучшение энергетической результативности предполагает постоянный контроль за работой оборудования, входящего в список значимых энергопотребителей. Операционный контроль представляет собой определение и планирование деятельности по техническому обслуживанию оборудования и установок, связанных со значительным потреблением энергии. Для этого в отношении такого оборудования определяются критерии его результативного функционирования (операционные параметры) и поддержания в рабочем состоянии, в то время как их отсутствие или несоблюдение могут привести к потерям энергии и отклонениям от планируемой энергорезультативности.

Производство серной кислоты из диоксида серы, образующейся на стадиях обжига цинковых концентратов, — экзотермический процесс, включающий несколько стадий охлаждения газа. Тепло, накапливаемое в газе при обжиге, может быть использовано для производства пара и (или) горячей воды.

Поскольку эти методы являются примерами экономии на отдельных компонентах установок, их применение и экономическая эффективность зависят от специфических условий конкретной промышленной площадки и технологического процесса.

Потребности в топливно-энергетических ресурсах значительно отличаются для различных технологий получения цинка. Они зависят от качества сырья и продукции, использования скрытого тепла или тепла отходящих газов и производства промежуточной продукции.

Таблица 1.1 характеризует ресурсоемкость отрасли производства цинка и кадмия РК [4], основана на данных КТА, проведенного в 2021 году экспертной группой. Расчет показателей выполнен по всему Единому технологическому процессу отрасли в целом на основе суммарных показателей всех Технологических этапов. Для проведения анализа и оценки фактического состояния технологических процессов путем определения ресурсоемкости, выраженной в количестве использованного сырья, материалов, электричества, тепла, воды, пара, любого вида топлива на единицу выпускаемой продукции, используются данные по фактическим максимальным и минимальным годовым данным за последние пять лет в целом с учетом разбивки по технологическим этапам. На основании указанных данных выполняется расчет удельных уровней потребления сырьевых материалов и энергоресурсов на единицу готовой продукции по единым технологическим процессам.

Таблица 1.1. Потребность в ресурсах для производства цинка^*

№ п/п	Наименование сырья, материалов и энергоресурсов	Объем годового потребления			Расход на единицу выпуска конечной продукции или услуги
№ п/п	Наименование сырья, материалов и энергоресурсов	ед. изм.	макс.	мин.	макс.	мин.
1	2	3	4	5	6	7
1	Кокс	тонн	122420	51459	0,267	0,257
2	Уголь	тонн	180	180	0,001	0,001
3	Теплоэнергия в паре ТЭЦ	Гкал	55280	37665	0,196	0,188
4	Вода оборотная	млн м³	42650076	42650076	221,559	212,592
5	Вода технологическая	млн м³	18,8	19,3
6	Сжатый воздух	м³	280229400	280229400	1 455,737	1 396,824
7	Кислород	м³	74258400	74258400	385,758	370,146
8	Теплоэнергия в паре ВЭР	Гкал	197528,7	197528,7	1,026	0,985
9	Мазут	тонн	18178	548	0,003	0,003
10	Электроэнергия	кВт*ч	786220146	590424401	4 084,260	3 918,972
11	Шихта из цинксодержащего сырья	тонн	406017	406017	2,109	2,024

* Отчет об экспертной оценке цветной металлургии Республики Казахстан на соответствие принципам наилучших доступных технологий. Глава 5. Производство цинка и кадмия.Стр.289.

Таблица 1.2. Удельный расход ресурсов на различных этапах технологического процесса

№ п/п

Технологический этап

Электроэнергия, кВт.ч/т

Сжатый воздух, м³/т

Кислород, м³/т

Артезианская вода, м³/т

Мазут, т

Коксовая мелочь, т

Тепловая энергия в виде теплосетевой воды, Гкал/т

Тепловая энергия в виде пара, Гкал/т

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	Обжиг цинковых концентратов	66 - 66,3	170,8 - 293,5	194,5 - 254,5		0,00002 - 00,4		0,006	0,036
2	Выщелачивание цинкового огарка	48,8 - 99,5	330,8 - 862,1		0,00004			0,004	0,296
3	Вельцевание цинксодержащих материалов	72,6 - 305,7	75,9 - 1 432,6	9,1 - 83,4		0,00298 - 165,8	0,7 - 939,5	111,8	247,805
4	Выщелачивание окиси цинка	131,6 - 390,3	535,2 - 1 422,9					0,006	0,211
5	Электролиз цинка	1 697,5 - 2 085,2	122,5 - 278,4		0,00094			15,5	157,063

Таблица 1.3. Целевые показатели для производства цинка

№ п/п	Входной поток	Значение	Ед. изм.	Выходной поток	Значение	Ед. изм.
1	2	3	4	5	6	7
1	Концентраты цинковые	182 824,85 - 398 696,67	т/год	Цинк чушковый	114 509 - 152 414	т/год
2	Электроэнергия	10 811 - 800 970	тыс.кВт*ч/год	Кадмий металлический		т/год
3	Пар	6 926 - 239 751	Гкал
4	Кислород	38 941 - 74 189	тыс. м³/год
5	Сжатый воздух	48 505 - 275 647	тыс. м³/год
6	Тепловая энергия	10 429	Гкал
7	Мазут	655 - 243,7	т

Критерием эффективности технологических цехов и установок является удельный расход энергетических ресурсов на объем переработки сырья – отношение объема потребления энергетических ресурсов к объему произведенной продукции.

Таблица 1.4. Расход электроэнергии на производство цинка и кадмия

№ п/п	Показатели	Ед. изм.	2015	2016	2017	2018	2019	2020
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	Расход электроэнергии на производство цинка металлического	кВт*ч/т	3891,00	3897,40	3661,08	3925,8	3809,4	3774,81
2	Расход электроэнергии на производство кадмия металлического	кВт*ч/т	7525,30	6422,11	5829,91	5844,47	5923,42	6 730,89

Таблица 1.5. Расход ТЭР на единицу выпуска конечной продукции при производстве цинка

№ п/п	Наименование этапа	Расход ТЭР на единицу выпуска конечной продукции (тут)
№ п/п	Наименование этапа	макс.	мин.
1	2	3	4
1	Производство цинка	502,6286876	482,2874322

Создание и интенсивное развитие энерго- и ресурсосберегающих технологий оказывают прямое влияние на снижение удельных расходов исходных материалов и энергии на единицу производимой продукции.

Потребление энергетических ресурсов на практике действующими предприятиями определяется расчетным путем, что приводит к неточности учета расхода энергетических ресурсов. Рекомендуется установка автоматизированных систем многопоточного анализа потребления на основе многофакторного анализа с использованием алгоритмов искусственного интеллекта (например, система "Energy Guide"), что позволит в автоматическом режиме оценить степень влияния либо отдельных факторов, либо сочетаний разных факторов на потребление ТЭР, что дает возможность в режиме реального времени зафиксировать сверхнормативное потребление, выявить причину возникновения перерасхода и своевременно принять меры для устранения перерасхода. Выявление степени влияния множества факторов позволяет производить нормирование потребления ТЭР с высокой точностью. Рекомендована также замена электрооборудования со сроком службы более 25 лет на более современные с меньшими значениями потерь.

1.5.2. Выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух

Источником выбросов загрязняющих веществ являются следующие технологические процессы:

подготовка (пересыпка, транспортировка и др.) и хранение сырья и материалов;

процессы обжига цинковых концентратов;

процессы выщелачивания цинкового огарка и окиси цинка;

процессы вельцевания цинковых кеков;

процессы электролиза цинка;

процессы плавки цинка и кадмия;

вторичные процессы;

утилизации тепла отходящих газов;

очистка технологических газов и аспирационного воздуха с дальнейшим извлечением и возвращением очищенной пыли в технологический цикл производства;

производство серной кислоты из отходящих газов окислительной плавки сульфидных руд и концентратов;

подготовка к отгрузке готовой продукции.

В таблице 1.6 представлены загрязняющие вещества, образующиеся при производстве цинка и кадмия, с описанием процессов/источников выбросов загрязняющих веществ.

Таблица 1.6. Источники/процессы выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при производстве цинка и кадмия

№ п/п

Процесс

Описание

Компоненты отходящих газов

1	2	3	4
1	Транспортировка и хранение сырья	Хранение руд и концентратов, а также составляющих компонентов для приготовления шихты. Другие растворы и реагенты, использующиеся в процессе производственного процесса (кислоты, щелочи и т. д.). Транспортировка - перемещение/передача сырья, полупродуктов между стадиями обработки.	Пыль и металлы
2	Сушка	Удаление избыточного количества влаги из шихты, для предотвращения образования больших объемов пара, которые могут привести к возникновению нежелательных последствий, в том числе: аварии, сбои в управлении авто термическим процессом (уменьшение/увеличение количества потребляемой энергии), коррозионные процессы, химические реакции с образованием загрязняющих веществ.	Пыль и металлы
3	Дробление, измельчение и грохочение	Уменьшение размера частиц продуктов или сырья с использованием дробильных установок (валковые, щековые, молотковые, в зависимости от типа и свойств обрабатываемого исходного материала). В основном дроблению подвергается сухой материал, который как правило, является потенциальным источником выбросов пыли.	Пыль и металлы
4	Гранулирование	Формирование мелких частиц шлака путем пропуска расплавленного шлака через поток воды или подача его в ванну с водой. В процессе грануляции могут образовываться и аэрозоли.	Мелкодисперсная пыль (может содержать цветные металлы)
5	Приготовление шихты	Процесс смешивания 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). Необходимый состав смеси достигается с помощью установок для усреднения шихты, систем дозирования, конвейерных весов или с учетом объемных параметров погрузочной техники.	Пыль и металлы
6	Спекание/обжиг Плавка	Пирометаллургические процессы, основанные на изменении фазового или химического состава перерабатываемого сырья, при высоких температурах, сопровождающиеся поглощением теплоты. Температура процесса перехода из одного состояния в другое зависит от минералогического состава исходного сырья и характера газовой среды и давления.	Пыль и соединения металлов
			Диоксид серы
			Оксид углерода
			Окислы азота
			ЛОС, диоксины
			Хлориды, фториды (в малых количествах)
7	Обработка шлака	Шлак, получаемый при плавке, содержит различное количество ценных металлов, таких как Zn, Pb, Сг, Cd, Ag и редкие металлы - германий, индий, таллий, теллур, селен, олово и другие. Высокая ценность таких шлаков обусловливает обязательную их дополнительную переработку в замкнутой технологической схеме производства.	Пыль и металлы
			Диоксид серы
			Монооксид углерода
8	Выщелачивание и химическое рафинирование	Выщелачивание основано на использовании кислоты или другого растворителя для отделения в процессе растворения металлической составляющей от оксидной руды или оксида, образовавшегося в процессе обжига перед рафинированием и электролизом. Под химическим рафинированием понимаются процесс конденсирования металла из паров или селективное выпадение металла в виде осадка из водного раствора. Примеси содержат впоследствии извлекаемые медь и ценные металлы. Отходящим газом является угарный газ.	Хлор
8	Выщелачивание и химическое рафинирование		Оксид углерода
9	Термическое рафинирование	Удаление примесей из металла, оставшихся после продувки в конвертере. Расплавленная смесь продувается воздухом, в результате чего металл окисляется и сера улетучивается. Другие загрязнения можно удалить с помощью флюса.	Пыль и металлы
9	Термическое рафинирование		Диоксид серы
10	Электролиз в солевых расплавах	Окислительно-восстановительные реакции, протекающие под действием постоянного электрического тока на электродах, погруженных в солевой расплав электролита, для выделения редких цветных металлов, в том числе свинец и цинк электролизом их сульфидов в расплавленных хлоридах.	Фториды, хлор, ПФУ
11	Выделение металлов электролизом	Электролитическое осаждение металлов	Хлор Кислотная дымка
12	Предварительная обработка вторичного сырья	Раздробление аккумуляторов	Пыль и металлы, SO₂, ЛОС и ПХДД/Ф

Следует отметить, что выбросы загрязняющих веществ, в частности, SO₂, с отходящими газами при процессах обжига или плавки обрабатываются и очищаются посредством направления их на установку производства серной кислоты.

Выбросы ЛОС и ПХДД/Ф образуются при производстве вторичного цинка и кадмия, обусловлены наличию органических соединений в их составе.

Оба этих факта необходимо учитывать при определении маркерных загрязняющих веществ при производстве цинка и кадмия (первичного и вторичного).

Основная доля выбросов загрязняющих веществ в атмосферу приходится на организованные источники выбросов с уходящими газами через дымовые трубы - порядка 93 % – 99 % от общего количества выбросов. Загрязняющие вещества в составе дымовых газов – это диоксид серы (SO₂), оксид углерода (CO), окислы азота (NOx), пыль общая (включающая в себя пыль неорганическую с содержанием кремния менее 20, 20 – 70, а также более 70 %), металлы (цинк, кадмий, свинец, ртуть, мышьяк) и их неорганические соединения, ЛОС. В выбросах также могут присутствовать другие загрязнители, такие как соединения хлора (HCl), фтора (HF), сероводород, серная кислота, которые выделяются в меньших количествах (доля их не превышает 0,5 – 1,0 % в общем объеме выбросов), но могут оказывать значительное влияние на окружающую среду вследствие их токсичных свойств.

Неорганизованные выбросы составляют незначительное количество в общей массе выбросов, однако ввиду сложности учета и контроля до сих пор остаются одной из проблем, требующих решения.

К неорганизованным выбросам загрязняющих веществ в атмосферу относятся:

выделение твердых частиц при хранении, подготовке, загрузке концентрата;

утечка из печей обжига и плавления шлака, оборудования подготовки и переработка сырья;

выбросы от вспомогательного оборудования для поддержания условий работы технологического оборудования.

Выбросы основных загрязняющих веществ по технологии производства являются постоянными, осуществляемыми непрерывно в течение года, выбросы прочих загрязняющих веществ носят периодический характер.

Для защиты воздушной среды от технологических и аспирационных выбросов применяются следующие меры:

герметизация и уплотнение стыков и соединений на технологическом оборудовании и трубопроводах для предотвращения утечек вредностей;

очистка технологических газов и аспирационного воздуха в современных высокоэффективных пылегазоулавливающих аппаратах;

аспирация мест пылеобразования;

непрерывность процесса производства;

сигнализация и блокировка процессов производства, предотвращающих аварийные ситуации.

1.5.2.1. Диоксид серы (SO₂)

Выбросы SO₂на ЦЗ в первую очередь определяются содержанием летучей серы в сырьевых материалах, а также зависят от общего количества сульфатных соединений и применяемого способа производства. Диоксид серы образуются в процессе сушки и плавки, конверсии и иных операций. Сера, присутствующая в обрабатываемом сырье, переходит в шлак или штейн при использовании соответствующих реагентов, штейн может использоваться в технологических процессах. Незахваченная в штейне или шлаке в процессе плавки сера обычно присутствует в виде SO₂и может быть извлечена в виде элементарной серы, жидкого SO₂, гипса или серной кислоты. Наличие рынков для этой продукции влияет на выбор конечного продукта, но наиболее безопасным с точки зрения экологии будет производство гипса или элементарной серы в отсутствие надежных рынков сбыта для других продуктов.

Повышенное содержание диоксида серы в составе отходящих газов является одной из причин повышения температуры точки росы до 200 °С и более, что сильно затрудняет работу оборудования, используемого для очистки отходящих газов производства. Повышенные температуры газа и высокая температура точки росы обуславливают необходимость применения пылеулавливающего оборудования с высоким температурным диапазоном (циклоны с водяным охлаждением, высокотемпературные электрофильтры, рукавные фильтры с рукавами из термостойкого волокна). Применение же "мокрых" способов очистки газов может быть ограничено наличием сернистых соединений в отходящих газах ввиду высокого риска коррозии элементов системы сбора, отвода газоочистных систем.

Источниками выбросов диоксида серы при первичном производстве сырья являются:

неорганизованные выбросы от технологических установок на стадиях окисления, что требует особого внимания для соблюдения герметичности газоотводящей линии;

выбросы сернокислотных установок;

выбросы остаточной серы в побочных продуктах производства (печная шихта);

неконтролируемые выбросы во время пуска/остановки технологической линии производства.

Содержание сульфатов при использовании вторичного сырья зависит от способа, который применяется при предварительной обработке. В большинстве случаев серу закрепляют в шлаке или других побочных продуктах. Мера затвердевания зависит от используемых флюсов и других металлов, связанных с процессом. В других случаях SO₂может выделяться и требует дальнейшей обработки. Типичные величины при использовании вторичного сырья находятся в диапазоне от 50 мг/Нм³до 500 мг/Нм³.

Совершенствующееся экологическое законодательство, а также обязательства, принимаемые многими металлургическими предприятиями по сокращению/удалению загрязняющих веществ в отходящих газах производства, способствовали появлению эффективных решений организационного и технического характера в части сокращения выбросов диоксида серы:

использование серосодержащих газов в сернокислотном производстве путем очистки от диоксида серы технологических газов на стадиях спекания, обжига или прямой плавки с последующей утилизацией на сернокислотные установки (преобразование диоксида серы (SO₂) в триоксид серы (SO₃), с получением готового продукта - серной кислоты).

извлечение серы, присутствующей в виде SO₂в виде элементарной серы, жидкого SO₂, гипса.

совершенствование (цифровизация) систем управления технологическими процессами для предотвращения или уменьшения неконтролируемых выбросов.

Высокие концентрации диоксида серы в отводящих газах плавильных печей и необходимость его утилизации способствовали образованию комбинированных производств.

При выборе технологических решений, применяемых для извлечения и/или сокращения выбросов SO₂в отходящих газах, следует учитывать концентрацию диоксида серы в отходящих потоках. В таблице 1.7 представлены методы снижения выбросов для газов с содержанием SO₂<1 % и >1 %.

Таблица 1.7. Методы предотвращения и/или снижения выбросов SO₂

Содержание SO₂< 1 %	Содержание SO₂> 1 %
1	2
Впрыск извести с последующей очисткой в рукавных фильтрах. Очистка при помощи аминов или растворителя на основе полиэстера. Окисление при помощи перекиси водорода с получением серной кислоты. Окисление при помощи катализатора из активированного угля с получением серной кислоты. Двойная щелочная очистка с абсорбцией каустической содой и осаждением гипса. Абсорбция глиноземом и осаждение гипса (процесс Dowa) Скруббер с Mg(OH)₂и кристаллизация сульфата магния. Реакция с сернокислым натрием и водой для получения бисульфата натрия.	Использование отходящих серосодержащих газов при производстве серной кислоты. Применяемые техники: - сернокислотные установки одинарного контактирования; - сернокислотные двойного контактирования; - метод мокрого катализа (процесс WSA). Абсорбция двуокиси серы в холодной воде с последующим вакуумным извлечением в виде жидкой двуокиси серы.

Подробное описание предлагаемых технологических решений представлено в разделе 5 справочника.

1.5.2.2. Пыль и металлы

Пыль. На металлургических заводах в процессе обжига, агломерации, плавки сульфидного сырья образуется значительное количество разнообразных по составу сухих пылей и возгонов.

В ряде процессов производства цинка и кадмия вынос пыли из шихты и переход металлов в пыль может достигать очень высоких значений.

Грубые пыли (с размером частиц несколько десятков микрон) образуются в основном за счет механического уноса перерабатываемых материалов, они близки по своему составу к исходному сырью и возвращаются в начало процесса. Тонкие пыли (порядка нескольких микрон и менее) образуются главным образом за счет конденсации паров металлов или их соединений и значительно обогащены некоторыми цветными и редкими металлами.

Основную часть тонких пылей составляют летучие металлы – свинец и цинк. Кроме того, в них концентрируются такие ценные компоненты, как кадмий, индий, таллий, селен, теллур, рений. В пыль переходят также мышьяк, хлор и фтор, значительно осложняющие их дальнейшую переработку.

Степень перехода в пыль и концентрация в них цветных и редких металлов определяются содержанием их в сырье, технологическим режимом металлургических процессов, свойствами образующихся при этом химических соединений и конструкцией систем пылеулавливания. За счет возгонки компонентов и относительно небольшого выхода тонких пылей содержание в них редких и некоторых цветных металлов даже при неполном их извлечении в десятки раз больше, чем в концентратах, и в 100 – 200 раз больше, чем в руде.

Содержание цветных и редких металлов в пыли цинкового производства обуславливает их высокую стоимость. Их улавливание способствует рентабельности и быстрой самоокупаемости сооружаемых газоочистных установок.

Уловленная пыль, в случае необходимости выявления в составе соединений кадмия и хлора, проходит процесс выщелачивания, после чего возвращается в технологический цикл.

Перенос пыли из плавильных процессов является потенциальным источником прямых и неорганизованных выбросов пыли и металлов. Эти газы собирают и обрабатывают в газоочистительных установках, а газы, содержащие SO₂,- на установке серной кислоты. Пыль удаляют, выщелачивают и возвращают в процесс.

Обработка шлака и закаливание также становятся источником пыли. Диапазон пыли из этих источников колеблется между <1 мг/Нм³и 20 мг/Нм³.

Особому контролю подлежат неконтролируемые выбросы пыли, улавливание и очистка которых может вызвать затруднение. Основными источниками неорганизованных выбросов являются хранение и обработка материалов (сырья), пыль, прилипающая к транспортным средствам или улицам, а также открытые рабочие площадки.

Основные промышленные методы борьбы с выбросами достаточно эффективны в отношении твердых частиц и находятся в пределах 95 – 98 % от массы очищаемого газового потока. Для мелкодисперсных частиц (размером PM₁₀и менее) эффективность улавливания гораздо меньше.

Оценка выбросов пыли осуществляется в целом без разделения по фракциям.

За последние годы некоторым европейским компаниям удалось существенно сократить неорганизованные выбросы пыли путем увеличения нагрузки шахтной печи и усовершенствования процессов улавливания отходящих газов:

улавливание отходящего газа и его очистка;

сокращение времени простоя печи путем улучшения огнеупорной футеровки (таким образом, сокращая время пуска и останова, которое может способствовать увеличению выбросов, в течение ограниченного времени);

закрытие крыш технологических зданий и модернизация фильтров;

закрытие/размещение под навесом зон поставки, хранения материалов и рафинирования и установка систем улавливания отходящих газов;

улучшение процедур обработки материалов (например, увлажнение сыпучих материалов до и во время загрузки) и снижение транспортной частоты (например, использование погрузчиков с большими колесами);

установка обязательной промывки транспортных средств (для установок и наружных транспортных средств);

применение укреплений к зонам установки и проездам, оптимизация процессов очистки;

закрытие и удаление загрязнений со старых площадей размещения шлака.

Металлы. Применяемые при производстве цинка и кадмия сырье и топливо всегда содержат металлы. Их концентрация изменяется в широких пределах в зависимости от сложности технологических процессов и применяемого оборудования.

Металлы, присутствующие в процессе плавки при наличии их в сырье и топливе, могут испаряться полностью или частично в печи в зависимости от их летучести, взаимодействия с соединениями, присутствующими в газовой фазе.

Все металлы могут быть разделены в зависимости от летучести на нелетучие, полулетучие и нелетучие.

Нелетучие – эти металлы (такие, как Al, Ni, Fe, Cu, Ag и др.), которые обычно полностью адсорбируются и выводятся из печи в составе шлака, поэтому не циркулируют в печной системе; в отходящих газах имеются только выбросы пыли; величина выбросов пыли зависит только от эффективности пылеотделения; выбросы этих металлов крайне малы.

Полулетучие металлы или их соединения (такие как, As, Cd, Pb, Se, Zn и др.) частично переходят в газовую фазу, а затем конденсируются на сырьевом материале в холодной части печи. Полулетучие соединения в основном осаждаются в циклонах и в большом количестве почти полностью остаются в шлаке.

Летучие металлы и их соединения конденсируются на частицах сырьевых материалов при низкой температуре и потенциально образуют внутренний или внешний циклы кругооборота, если не выбрасываются с выходящими из печи дымовыми газами. Такие металлы, как свинец, селен и мышьяк и их соединения также легко переходят в газовую фазу. Металлы из внешнего цикла возвращаются в сырьевую смесь совместно с осажденной в системе пылеулавливания пылью, на которой они конденсируются.

Большая часть мышьяка в отходящих газах будет присутствовать в виде паров триоксида мышьяка (As₂O₃). Незначительная часть будет присутствовать в пыли в качестве соединений мышьяка. Очистка отходящих газов включает охлаждение газа, что приводит к конденсации и последующему удалению As₂O₃в виде твердого вещества. Наличие металлов (таких как железо, медь, свинец, цинк и т. д.) в отходящих газах также способствовало захвату мышьяка в результате образования металлических мышьяков.

Особое место среди металлов занимает ртуть Hg. Она обладает высокой летучестью при температурах до 100 °С, практически не оседает на частицах пыли и удаляется из печи вместе с дымовыми газами. Ртуть (Hg), присутствующая в отходящих газах как от процессов спекания, так и процессов плавки, может быть удалена на отдельной стадии удаления ртути до ухода газов на установку для регенерации серной кислоты (при наличии). Техническое решение для снижения выбросов ртути из плавильных печей может быть достигнуто путем резкого снижения температуры отходящих газов или адсорбции на активированном угле.

На сернокислотных установках ртуть концентрируется в шламах, которые в большинстве случаев подлежат размещению на отвалах.

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.

1.5.2.3. ЛОС, ПХДД, ПХДФ

ПХДД и ПХДФ при производстве цинка и кадмия могут образовываться в зависимости от типа применяемой технологии, конструкции используемого оборудования, условий протекания химических реакции на этапах доработки продукта, способах подготовки и подачи сырьевых материалов в плавильные печи, а также типа эксплуатируемого пылегазоочистного оборудования. Одной из причин образования диоксинов и фуранов является наличие меди в сырьевом материале, топливе и отходах, в случае использования их в качестве топлива. При этом необходимо учитывать, что ряд условий, при которых гарантируется максимальная вероятность образования ПХДД/Ф: наличие углеводородных соединений, наличие хлора, соблюдение температурного режима и времени нахождения в нем материала, а также присутствие молекулярного кислорода в отходящем газовом потоке.

Увеличению количества образуемых загрязняющих веществ в отходящих газах может способствовать наличие пластиковых остатков в шихте печи.

Концентрация летучих органических соединений в общем потоке выбросов после удаления твердых веществ составляет менее 40 мг/Нм³. Содержание окислов углерода в отходящих газах шахтных печей до этапа пылеочистки составляет менее 5 %.

1.5.3. Сбросы загрязняющих веществ

В процессах производства цинка и кадмия используется значительное количество охлаждающей воды. При этом в воду могут попадать взвешенные твердые частицы, соединения металлов и масла. 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.

Используемая при производстве цинка и кадмия 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.

При введении водооборота хранилища сточных вод должны использоваться в качестве очистных сооружений. В случае сброса сточных вод в водоемы их очистка должна обеспечивать содержание каждой из загрязняющих примесей ниже предельно допустимых концентраций (ПДК) или экологических нормативов качества (ЭНК) вредных веществ в воде водоемов.

Поверхностные стоки могут образовываться в результате осадков или в результате смачивания 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 могут вымываться с территории площадок для хранения. Их присутствие учитывается при разработке мероприятий по предупреждению загрязнения воды.

1.5.4. Отходы производства

Отходы производства образуются на стадиях гидрометаллургии, пирометаллургии, при техническом обслуживании оборудования, очистных сооружений, систем газоочистки.

Также в рамках производства образуется ряд побочных продуктов, остаточных продуктов и отходов. Образование, временное хранение, транспортировка, захоронение или утилизация отходов, образуемых в процессе эксплуатации предприятия, являются потенциальными источниками воздействия на компоненты окружающей среды.

Все образующиеся побочные продукты нуждаются в стабилизации для окончательной утилизации.

При временном и постоянном складировании отходов возможны следующие факторы воздействия на окружающую среду:

пыление с поверхности отвалов шламов, хвостохранилищ, вскрышных пород;

при загрязнении площадок для размещения отходов возможно стекание загрязненных стоков с них при выпадении атмосферных осадков;

загрязнение почв при свалках мусора, а также транспортировке отходов к месту захоронения;

при нерегулярном вывозе отходов они могут служить местами выплода личинок мух, что приведет к увеличению опасности возникновения санитарно-бактериального загрязнения при попадании мух на продукты питания.

Основными видами отходов, оказывающими значительное воздействие на окружающую среду, в том числе являются остаточные продукты выщелачивания.

Выщелачивание огарков и другого материала приводит к образованию жидкости, в которой содержится железо. Удаление железа приводит к формированию значительных количеств твердых отходов, содержащих целый ряд металлов. Утилизация этих отходов требует очень высоких стандартов герметичности и контроля.

Также аспирационная пыль, уловленная в осадительных камерах и в 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, In и As.

Твердые остатки, образующиеся после обработки жидких аспирационных растворов, представлены отходами гипса (CaSO₄) и гидроокиси металлов, которые образуются при нейтрализации сточных вод.

1.5.5. 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.

1.5.6. Выбросы радиоактивных веществ

Для понимания данного раздела необходимо четко определить, что отличие от стран Европы, где перерабатывается вторичное сырье, в Республике Казахстан используется первичное сырье, которое в свою очередь, как правило является источником радиоактивности.

При этом выбросы радиоактивных веществ, естественно присутствующих в большинстве видов ископаемого сырья и топлива, не считаются ключевыми экологическими проблемами.

Однако если радиоактивное сырье попадает в металлургический процесс, то в зависимости от технологических особенностей каждого металлургического передела радионуклидами могут быть загрязнены оборудование, а также стоки и отходы предприятия (пульпы, шламы, шлаки, пыль, фильтры и т. д.) и его продукция.

Каждое из этих загрязнений может негативно воздействовать на людей по трем основным путям:

внешнее облучение – в первую очередь за счет гамма-излучающих радионуклидов. Здесь защитой людей могут служить противорадиационные экраны, уменьшение времени контакта людей с загрязнениями, а также увеличение расстояния между людьми и загрязнениями;

внутреннее облучение ингаляционное - в первую очередь за счет альфа- и бета-излучающих радионуклидов, (здесь защитой людей могут служить индивидуальные средства защиты органов дыхания (в том числе противогазы и противопылевые маски), снижение уровня пыления радиоактивных загрязнений, использование фильтрации подаваемого воздуха и выбросов);

внутреннее облучение пероральное - в первую очередь за счет альфа- и бета-излучающих радионуклидов, (здесь защитой людей могут служить индивидуальные средства защиты рта и органов дыхания (в том числе противогазы и противопылевые маски), радиационный контроль питьевой воды и продуктов питания).

В зависимости от полученной дозы и продолжительности ее воздействия облучение приводит к снижению иммунитета, из-за чего падает сопротивляемость организма к любым другим болезням, резко повышается риск развития рака.

В целом, все вопросы, связанные с радиацией, должны быть решены на стадии проектирования производства или на основе специальных исследований, связанных с конкретной технологией переработки сырья, а также постоянным контролем сырья и продуктов производства.

1.5.7. 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.

Контроль запахов включает:

предотвращение или сведение к минимуму использования материалов с резким запахом;

сдерживание и устранение пахучих материалов и газов до их рассеивания и разбавления;

обработку материалов путем дожигания или фильтрации, если это возможно.

Удаление запахов может быть очень сложным и дорогостоящим в случае разбавления материалов с резким запахом.

1.5.8. Снижение воздействия на окружающую среду

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 предприятия является снижение выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух. Большое разнообразие методов, способов очистки газопылевых смесей и конструкций установок связано с рядом существенных обстоятельств:

стремлением реализовать наиболее эффективные технологии очистки, рационально сочетающие процессы нейтрализации, улавливания нескольких примесей и рассеивания очищенного газа в атмосфере (создание многоступенчатых систем пылегазоочисток и их интегрирование с системами утилизации уловленных компонентов);

реализацией эколого-экономических требований обеспечения качества окружающей среды (очистка выбросов в атмосферу должна осуществляться с минимальными затратами при минимальном ущербе окружающей среде).

В соответствии с вышеназванными актуальными перспективными направлениями деятельности по снижению негативного воздействия на окружающую среду являются следующие:

совершенствование существующих и внедрение новых технологий производства продукции, при которых обеспечивается минимальное образование и поступление загрязняющих веществ в атмосферу. Для действующих производств необходимо выполнять требования технологического регламента и не допускать отклонения от него. В случае возникновения аварийных ситуаций или при неблагоприятных метеорологических условиях переходить на режимы работы, не допускающие существенных загрязнений окружающей среды. Одними из мер для действующего производства являются реализация технологий снижения выбросов за счет герметизации оборудования, применение методов нейтрализации образующихся в рабочей зоне загрязняющих веществ, использование эффективных средств отведения технологических газов, а также замена изношенного оборудования и оснащение технологических объектов средствами автоматизированного контроля загрязнений;

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).

К мерам, применяемым для снижения воздействия на окружающую среду, можно также отнести перевод неорганизованных источников выбросов в организованные, посредством, например, использования укрытий для открытых площадок хранения сыпучих материалов.

Особое значение имеет устройство специализированных установок очистки, обеспечивающих наибольший эффект улавливания и нейтрализации вредных примесей выбросов данного технологического объекта.

1.5.9. 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, на снижение/предотвращение оказываемого ими техногенного воздействия путем их контроля, а также внедрения и применения наилучших доступных техник с сопоставлением экологической и экономической эффективности предпринимаемых мер.

Для осуществления комплексного подхода предприятия необходимо 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;

используемых технологических решений и иных методов по очистке от загрязняющих веществ сточных вод и отходящих газов, внедрению наилучших доступных техник по сокращению норм использования природных ресурсов и снижению объемов выбросов, сбросов и образования отходов на объекте;

разработке эффективных мероприятий по рациональному использованию природных ресурсов, энергии и охране окружающей среды;

декларировании экологической политики предприятия;

подготовке и проведению сертификации производства в системе экологического менеджмента;

выполнении производственного экологического контроля и мониторинга компонентов окружающей среды;

получении разрешений на комплексное природопользование от государственного уполномоченного органа в области охраны окружающей среды;

осуществлении контроля за выполнением и соблюдением требований законодательства об охране окружающей среды и пр.

При этом следует учитывать:

взаимное влияние методов сокращения выбросов для различных загрязняющих веществ;

зависимость эффективности используемых методов сокращения выбросов/сбросов/отходов в отношении взаимных экологических аспектов и использования энергии и сырьевых ресурсов, экономики, а также нахождения оптимального баланса между ними.

Так, для достижения высоких эколого-экономических результатов необходимо совместить процесс очистки выбросов, сбросов от загрязняющих веществ с процессом утилизации уловленных веществ. "В чистом виде" очистка загрязняющих 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. 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 загрязняющих веществ. Наконец, работа большей части очистных установок 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 загрязняющих для окружающей среды веществ.

2. Методология определения наилучших доступных техник

Процедура определения наилучших доступных техник для области применения настоящего справочника по НДТ организована Международным центром зеленых технологий и инвестиционных проектов в лице Бюро НДТ (далее – Центр) и технической рабочей группой по вопросам разработки справочника по НДТ "Производство цинка и кадмия" в соответствии с положениями Правил.

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 на 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 основывается 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 цинка и кадмия определен перечень маркерных веществ (более детальная информация приведена в разделе 6 настоящего справочника по НДТ).

Метод определения перечня маркерных веществ основывался преимущественно на изучении проектной, технологической документации и сведений, полученных в ходе проведенного КТА предприятий, относящихся к 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 международных документах в области НДТ, в результате чего был определен перечень из техник-кандидатов, представленных 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 основывались на сведениях, полученных в результате 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 применено 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 национального отраслевого "бенчмарка", что подтверждено документами проведенного 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 основным способом 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 включаются 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 НДТ.

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 цинка и кадмия.

3.1. Общие процессы управления

3.1.1. Система менеджмента

Эффективный менеджмент имеет существенное значение для достижения высокой результативности природоохранной деятельности. Это важный компонент НДТ.

Достижение высокой результативности требует приверженности принципам экологического менеджмента на всех уровнях менеджмента в компании: от правления или иного органа, определяющего политику компании, до руководителей объектов, участков и непосредственных операторов. Система должна определять цели и задачи, обеспечивать доведение до исполнителей соответствующих инструкций, а также информации о результатах деятельности.

3.1.2. Проектирование и техобслуживание

Должное проектирование и обслуживание являются ключом к достижению высокого уровня защиты всей окружающей среды и могут помочь выявить влияние существующих установок и любого нового или значительно измененного процесса на защиту атмосферы, воды и земли. Следует поддерживать достаточный запас важных запасных частей для обеспечения безопасности и защиты окружающей среды для того, чтобы решать проблемы и, следовательно, сводить к минимуму аварийные выбросы и их воздействие. Ряд компаний специализируется на проектировании и техобслуживании. Процедуры должного проектирования и техобслуживания включают следующие этапы:

1) рассмотрение экологических последствий (включая шум) от нового или измененного технологического процесса или сырья на самых ранних стадиях проекта и продолжение их рассмотрения через равные промежутки времени впоследствии. Формальные методы такие как анализ видов и последствий конструкционных отказов и анализ видов и последствий технологических сбоев могут быть полезными для обеспечения надежного и эффективного контроля риска;

2) рассмотрение потенциальных неорганизованных выбросов на всех стадиях;

3) использование и регистрация программы профилактического ремонта. Это должно совмещаться с диагностическими испытаниями в случае необходимости;

4) хранение запаса запасных частей для оборудования, важного с точки зрения безопасности и защиты окружающей среды [9];

5) регулярная проверка местных систем вытяжки и незамедлительное исправление дефектов или повреждений;

6) информирование всего персонала о той роли, которую они могут играть, будучи бдительными, например, в случае повреждения пылеприемных зонтов и вентиляционных трубопроводов или отказа установки. Следует пользоваться соответствующими процедурами для стимулирования вовлечения персонала и поощрения их реагирования на сообщения;

7) использование внутренней процедуры на санкционирование изменений и проведение проверок после изменений до пуска процесса.

3.1.3. Обучение

Обучение является важным фактором, и следующие пункты должны быть включены в графики обучения.

1. Весь персонал должен быть проинформирован о последствиях для окружающей среды от технологического процесса и их рабочей деятельности.

2. Должна быть четкая формулировка относительно навыков и квалификации, необходимых для каждой должности.

3. Обучение, которое проходит персонал, вовлеченный в работы с технологическим процессом, должно включать последствия для окружающей среды от их работы и порядок реагирования на аварии.

4. Запись обучения, которое проходит персонал, связанный с технологическим процессом, может быть очень полезна для обеспечения полного обучения с непрерывным введением нового материала.

5. Обучение вопросам охраны окружающей среды и последствий, которые могут воздействовать на установку, может быть также действенным для предотвращения конфликтов, которые могут повлиять на показатели охраны окружающей среды. Например, финансовые работники и группа сбыта могут иметь значительное влияние на экологические показатели. Меры по полному учету могут определить избыточное использование сырья и действительные затраты на электроэнергию и утилизацию отходов для этапов технологического процесса; незапланированные поставки и продажи могут привести к сокращению производства и вызвать аварии.

3.2. Процессы управления сырьем

3.2.1. 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. В целях 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 проблемы с очисткой выбросов и повысить скорость плавки может потребоваться удаление защитных покрытий.

Методы размораживания, сушки, дробления, измельчения, грохочения, приготовления шихты, брикетирования, гранулирования, окатывания, снятия покрытий и обезжиривания входят в предварительную обработку и подготовку исходного сырья.

3.2.2. 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.

3.2.3. 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 псевдоожиженным 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.

3.2.4. 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 когда 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.

К примеру, никель-кадмиевые батареи проходят процедуру пиролиза при низких температурах для удаления пластикового покрытия, а также для того, чтобы открыть батареи. При этом газы очищаются в горелке-дожигателе, после поступают на рукавные фильтры. Кадмий и никель извлекаются из электродов, а сталь - из материала корпуса.

3.2.5. 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 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 может потребоваться брикетирование/гранулирование.

Склады для хранения цинковых 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 цинковых заводах для хранения концентратов широко применяют одноэтажные прямоугольные склады с шириной 24 – 30 м и с 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 цинковому заводу работать на усредненном сырье.

3.2.6. 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.

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 [32].

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.

Цель пакетирования – уплотнить легковесные некомпактные лом и отходы, 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).

3.2.7. 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. 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 больше шлака, однако некоторые печи специально предназначены для переработки органических примесей.

Удаление масла и некоторых покрытий осуществляется в специальных печах, например, в 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 с помощью 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.

3.2.8. Методы сепарации

Эти процессы применяются для удаления примесей из сырья перед его использованием. Методы сепарации чаще всего применяются для обработки вторичного сырья, а наиболее распространенной является магнитная сепарация, позволяющая 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.

3.2.9. 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.

3.3. Производство первичного цинка

3.3.1. Гидрометаллургический способ получения цинка

Гидрометаллургический способ используется для извлечения цинка из сульфида цинка (сернистый цинк), оксида, карбонатных или силикатных концентратов, а также для некоторых вторичных материалов, таких как вельц-оксид. Этим способом получают около 90 % мирового производства цинка. На таких предприятиях применяется гидрометаллургический способ: RLE-процесс "обжиг-выщелачивание-электроэкстракция". Это непрерывный процесс, упрощенная схема которого представлена на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1. Упрощенная схема гидрометаллургического способа

Готовая шихта может быть приготовлена путем отбора из систем бункеров-дозаторов с помощью ленточных весов или весового питателя непрерывного действия. Окончательное смешивание и усреднение происходят в миксерах или конвейерных и дозирующих системах. Для мелкодисперсных материалов используются закрытые конвейеры или пневматические системы транспортировки. Концентраты перемешиваются, чтобы получить относительно однородную шихту. Поэтому обычная практика — отбор и анализ проб для разделения и отдельного хранения концентратов по группам, чтобы получать готовую смесь перед обжигом. Для создания хорошего кипящего слоя применяются специальные правила подготовки шихты перед обжигом или агломерацией.

После подготовки шихты выделяются следующие основные этапы процесса:

обжиг;

подготовка огарка;

выщелачивание;

очистка;

электролиз.

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 использоваться покрывающие и связывающие агенты. В зависимости от характера технологического процесса перед дальнейшей обработкой, например, перед спеканием, может потребоваться брикетирование/гранулирование.

Эти процессы применяются для увеличения размеров сырья или химического состава таким образом, чтобы он подходил для дальнейшей обработки. Агломерация и спекание позволяют добиться более ровного потока газа через слой в печи и снижения образования пыли, объема газа и неорганических выбросов.

Спекание и прокаливание также применяются для этих целей и к тому же они используются для регулировки химической формы смеси или для преобразования любой присутствующей серы, например, прокаливание доломита в доломитовую известь при производстве магния. Основной связывающий механизм при спекании руды достигается посредством доведения руды до температуры, когда безрудные минералы начинают расплавляться, благодаря чему отдельные частицы сплавляются вместе в решетке расплавленного шлака. В некоторых случаях образование новых кристаллов на границах бывших зерен играет определенную роль в процессе спекания. Спекшийся материал обычно дробится и классифицируется, а мелкие фракции возвращаются в процесс спекания. Иногда возвращенный материал в два или четыре раза крупнее, чем полученный спеченный материал. Затем частички для подачи отправляются в плавильню.

Спекание и обжиг сульфидных руд часто производятся вместе при высоких температурах, и в этом случае получаемые газы богаты двуокисью серы. Окисление серы предоставляет необходимый для процесса жар. Обычно руда смешивается с возвращенным спеченным материалом и флюсующими добавками и может быть окатана до спекания. В случае наличия окислов, таких как во вторичном сырье, обычно также добавляется кокс.

В установках для спекания используются движущаяся колосниковая решетка, непрерывная решетка или стальная лента для транспортировки материала через зоны нагревания и охлаждения; на некоторых установках используются стальные поддоны, содержащие подачу. Газы вытягиваются вверх или вниз через слой (спекание с восходящим или нисходящим потоком). Также применяется спекающий агрегат, использующий комбинацию стадий восходящего или нисходящего потока, он в состоянии свести к минимуму объемы газа и неорганические выбросы, а также эффективно рекуперирует тепло. Иногда слой спекшегося материала используется среди колосниковой решетки, и смесь используется для защиты стальной решетки.

Спекание сульфидных руд экзотермично, хотя при других материалах в качестве топлива используется природный газ. Горячие газы обычно повторно используются для предварительного нагрева слоя или воздуха на горение. Спекшийся материал охлаждается потоком воздуха по слою или в воде. После этого спекшийся материал просеивается, а иногда дробится для получения окончательного материала для загрузки однородного размера. Мелкий материал возвращается в процесс спекания.

Прокаливание производится во вращающихся печах с псевдоожиженным слоем или многоподовых печах, и обычно углерод во время процесса не добавляется. Прокаливание сульфидных концентратов играет роль стадии обжига.

Концентраты сульфида цинка (сфалерита) непрерывно подаются в печь при помощи питателей и лент забрасывателей шихты и обжигаются в закрытых обжиговых печах с кипящим слоем для получения оксида цинка и диоксида серы.

Воздушное дутье (или обогащенный кислородом воздух) вдувается через сопла подины (решетку) печи в слой материала обжиговой печи. Воздух служит несущей средой для образования кипящего слоя и источником кислорода для основной реакции. Обжиг сульфидного материала не требует дополнительного топлива, так как это экзотермический процесс.

2ZnS + 3O₂→ 2ZnO + 2SO₂DH = −440 кДж/моль.

Часть избыточного тепла после реакции поглощается пароиспарительными охлаждающими элементами (змеевиками, кессонами и т. д.), установленными в кипящем слое и связанными с системой принудительной циркуляции котла-утилизатора. Охлаждающие элементы, установленные в кипящем слое, поддерживают температуру обжига между 900 °C и 1000 °C.

Горячий газ из сухого электрофильтра поступает на установку мокрой очистки газа, которая включает в себя систему орошаемых башен или скрубберов и мокрые электрофильтры, как показано на рисунке 3.2. Использование установки мокрой газоочистки, обеспечивающей снижение содержания в газах пыли и примесей (таких как As, Sb, Se, F, Cl и Hg), гарантирует получение чистой серной кислоты (см. рисунок 3.3).

Рисунок 3.2. Первый этап очистки отходящего газа обжиговой печи — очистка сухого газа (устанавливается при необходимости)

1 ― промывные башни (скруббера); 2 ― мокрые электрофильтры; 3 ― теплообменники (холодильники); 4 ― сборники

Рисунок 3.3. Установки, включающие в себя систему орошаемых башен или скрубберов и газа

Образующиеся в башнях шламы фильтруются, промываются и частично (по возможности) перерабатываются, а частично отправляются на контролируемые отвалы для опасных веществ.

Затем диоксид серы перерабатывается в серную кислоту с помощью традиционного процесса. Отходящий газ, содержащий H₂SO₄, подается на свечевые фильтры или скрубберы для снижения концентрации кислотных паров в виде SO₃. Используемая в цикле очистки газа вода проходит обработку на водоочистной установке.

Из уловленного SO₂ можно также получить жидкий SO₂.

Оксид цинка (огарок) непрерывно забирается из печи, котла-утилизатора, циклонов (устанавливаются при необходимости) и электрофильтров и охлаждается в поворотном охладителе или охладителе псевдоожиженного слоя. В поворотном (секционном) охладителе теплообмен осуществляется путем контакта огарка с водоохлаждаемой поверхностью охладителя, в то время как в охладителе псевдоожиженного слоя огарок охлаждается путем контакта как со сжижающим газом, так и с водоохлаждаемыми поверхностями. Огарок, подлежащий охлаждению в поворотном охладителе, поступает на входной цилиндр охладителя через загрузочное устройство (например, через пластинчатый конвейер, винтовой конвейер). Секционный охладитель по существу состоит из вращающегося ротора, часто с цепным приводом. На концах ротора находятся жесткие короба для загрузки и выпуска огарка. В зависимости от размеров охладителя ротор либо вращается на концах собственного вала, либо устанавливается на движущихся зубчатых колесах, что характерно для вращающихся барабанов. Внутренняя часть ротора состоит из нескольких секторных камер, расположенных в виде кусков пирога вокруг центрального полого вала. Такая конструкция полностью погружена в водную оболочку. Секторные камеры содержат элементы конвейера - лопатки, цепи и т.д., также имеется информация об использовании охладителей псевдоожиженного слоя.

Отходящий газ из охладителя поступает в котел-утилизатор или аспирационную систему.

Мелкодисперсный обожженный материал, захваченный газом после обжига, охлаждается в котле, забирается цепным скребковым конвейером и выгружается вместе с огарком, поступающим из поворотного охладителя или охладителя псевдоожиженного слоя, в шаровую мельницу, которая перемалывает его до необходимой крупности (примерно 70 % частиц размером менее 50 мкм).

Чтобы предотвратить выброс пыли из системы транспортировки огарка, все оборудование работает при пониженном давлении, которое создается вытяжным вентилятором, а для задержания пыли обычно применяется рукавный фильтр.

Прежде чем попасть на установку выщелачивания, огарок временно помещается на хранение в бункер. Из бункера он направляется на участок выщелачивания с помощью пневматических или гидравлических систем транспортировки.

Возможно также использование гидроудаления обожженного продукта из печи КС. Огарок из печи самотеком через разгрузочные течки поступает в желоб смыва огарка, куда подается пульпа кислотностью до 80 г/дм³Н₂SO₄. В этот желоб также направляется пыль из циклонов, электрофильтров и других источников. Полученная пульпа поступает на участок классификации, снабженный гидроциклонами и другим оборудованием, для отделения и измельчения песковой фракции.

Выщелачивание огарка предусматривает ряд последовательных этапов, на которых применяется раствор серной кислоты с постепенно повышающейся концентрацией. Начальные этапы (выщелачивание слабокислым раствором серной кислоты или нейтральное выщелачивание) осуществляются при низких значениях кислотности и температуры (обычно при значениях pH от 4 до 4,5 и температуре 50 °C). Процесс выщелачивания выполняется в ряде реакторов с применением открытых и герметичных резервуаров и резервуаров под давлением или их комбинации (см. рисунок 3.4).

При использовании вторичного сырья после вельцевания пылей электродуговых печей вельц-оксид необходимо заранее отмыть для удаления хлоридов. Этот метод в основном применяется в компаниях, перерабатывающих пыль из электродуговой печи в вельц-печи.

Раствор после выщелачивания дополняется раствором выщелачивания с этапа удаления железного осадка. Если применяются лишь небольшое количество вторичной шихты (<10 % вельц-оксида), вторичное сырье может быть добавлено после этапа обжига.

Рисунок 3.4. Упрощенная схема процесса выщелачивания

В зависимости от присутствия в огарке ферритов цинка и после первых этапов выщелачивания (нейтральным раствором вместе с раствором слабой кислоты) доля перешедшего из шихты в выщелачивающую жидкость цинка составляет от 70 % до 95 %. Прочие металлы, такие как Cu, Cd, Co и Ni, также частично выщелачиваются. Поэтому выщелачивающая жидкость перед поступлением на электролиз должна пройти несколько этапов очистки.

Не извлеченные 5 – 30 % цинка оказываются в остаточном продукте выщелачивания вместе с нерастворимым железом, свинцовыми соединениями и прочими примесями.

Помимо емкости для перемешивания в процессе выщелачивания также применяются (для разделения твердой и жидкой фракций) емкости загустители/осветлители, а в некоторых случаях — также фильтры и центрифуги. Для отделения продуктов выщелачивания и (или) образующихся железосодержащих остаточных продуктов, направляемых на конечную утилизацию, обычно применяются вакуумные или мембранные фильтры. Существует несколько вариантов дальнейшей обработки таких остаточных продуктов.

Прямое выщелачивание — это процесс, в котором сфалеритовые руды выщелачиваются без предварительного окисления в обжиговой печи. Чтобы получить высокий выход цинка, выщелачивание происходит при высоких температурах в присутствии кислорода. Есть варианты реализации данного процесса при атмосферном давлении, а также при повышенном давлении в автоклавах. Для последних требуются более дорогое оборудование и более строгие меры безопасности, однако процесс идет быстрее.

Процесс прямого выщелачивания при атмосферном давлении имеет некоторые преимущества по сравнению с традиционным процессом:

процесс может быть экономичен при небольших объемах обработки;

низкие капитальные затраты;

может применяться для повышения промежуточной мощности без значительных вложений в обжиговую печь и сернокислотную установку;

сниженные эксплуатационные затраты;

простота управления процессом (контролируются значения кислотности и содержания железа);

очень гибкий процесс, позволяющий применять различные способы удаления железа;

высокая степень извлечения Zn;

низкое потребление энергии: требуется незначительный нагрев, или же он не требуется вообще;

отсутствует риск взрывов;

отсутствуют выбросы SO₂ или расплавленной серы.

С другой стороны есть также некоторые недостатки:

высокая себестоимость серы при отсутствии субсидий и отсутствие утилизации тепла экзотермической реакции в ходе обжига;

получение остаточной серы, которую необходимо размещать в соответствующих шламохранилищах.

Процессы прямого выщелачивания всегда являются неотъемлемой частью традиционного RLE-процесса, и только незначительная часть руды выщелачивается напрямую.

Некоторые предприятия в различных странах выщелачивают часть концентрата напрямую без стадии обжига. Процессы прямого выщелачивания при атмосферном давлении осуществляются на заводах "New Boliden" в Кокколе (с 1998 года) и Одде (с 2004 года) в Финляндии, а также Жужоу в Китае (с 2010 года). Прямое выщелачивание под давлением было внедрено на заводе "Korea Zinc" в Оснане, Южная Корея (в 1994 году). Там железо в процессе выщелачивания остается в растворе, а затем осаждается на отдельном этапе в виде гетита, в то время как в Кокколе и Одде железо осаждается в виде ярозита одновременно с выщелачиванием сульфидов. На Жужоу железо осаждается в виде гетита.

Концентрат вместе с технологическим раствором и кислотой после электролиза подается в реакторы, где происходит выщелачивание с применением барботажа воздухом. Остаток растворенного железа в растворе после преобразования и растворенного железа из концентрата осаждается как ярозит. Суммарная реакция прямого выщелачивания и одновременного осаждения ярозита может быть выражена с помощью формулы:

3ZnS + 3Fe₂(SO₄)3 + Na₂SO₄ + 9H2O + 1,5O₂ =2Na(Fe₃(SO₄)2(OH)6) + +3ZnSO₄ + 3H₂SO₄ + 3S.

Концентрат серы отделяется от шлама путем флотации и хранится отдельно от ярозита. Такая сера содержит значительное количество примесей и подлежит захоронению, что ставит процесс прямого выщелачивания в зависимость от местных условий.

Схема процесса выщелачивания, использующего прямое выщелачивание при атмосферном давлении, показана на рисунке 3.5.

Рисунок 3.5. Схема процесса выщелачивания с применением прямого выщелачивания при атмосферном давлении для повышения мощности завода

3.3.1.3. Электролиз раствора с получением цинка товарного

Очищенный раствор как после цементационной очистки, так и после процесса экстракции поступает в цех электролиза, где цинк получают с помощью электрохимического извлечения с использованием свинцовых анодов и алюминиевых катодов. Цинк осаждается на катоды и далее поступает на переплавку, а на анодах образуется кислород. В ходе процесса электролиза цинка высвобождается серная кислота. В ходе процесса электролиза образуются выбросы аэрозоля серной кислоты, для минимизации которых могут применяться различные укрытия, а также пенообразующие реагенты. Воздух, поступающий в систему вентиляции из цеха электролиза, может очищаться от аэрозоля серной кислоты, из которого затем конденсируется кислота. Тепло, образующееся в ходе электролиза, отводится в охлаждающий цикл, который спроектирован для оптимизации водного баланса процесса, но попутно может также являться дополнительным источником выброса аэрозоля серной кислоты.

Полученный цинк осаждается на алюминиевые катоды и удаляется путем сдирки катодов, осуществляемой обычно раз в сутки. Для плавки применяются низкочастотные индукционные печи. Небольшая часть полученного цинка превращается в цинковый порошок или пыль, используемые на стадиях очистки. Порошок получают путем воздействия на поток расплавленного цинка с помощью воздуха, воды или путем его центробежного распыления, а также конденсации цинкового пара в инертной атмосфере.

3.3.2. Пирометаллургическое производство цинка

По пирометаллургической схеме в настоящее время получают около 10 % цинка (на предприятиях Республики Казахстан в настоящее время данный способ не применяется). Несмотря на ее малостадийность и возможность переработки низкосортного цинкового сырья с высоким содержанием вредных для гидрометаллургических операций примесей (железа, мышьяка, сурьмы и кремнезема), эта технология не нашла широкого применения из-за большого расхода кокса (до 25 % от массы агломерата), большого расхода электроэнергии при использовании электропечей (3 000 кВт·ч/т цинка), малой комплексности использования сырья и получения цинка низших марок, требующего рафинирования.

Рисунок 3.6. Принципиальная схема переработки цинкового концентрата окислительным обжигом

3.3.2.1. Обжиг цинковых концентратов перед дистилляцией

Первой операцией в этой технологии так же, как и в гидрометаллургической является обжиг цинковых концентратов, который перед дистилляцией преследует следующие цели:

возможны более полное удаление серы из цинковых концентратов, перевод цинка и других металлов в оксиды;

предварительная отгонка из концентрата летучих соединений свинца, кадмия, мышьяка, сурьмы и некоторых рассеянных элементов;

окускование мелкого материала шихты с получением кусков пористой структуры;

получение концентрированных по SO₂газов, пригодных для производства серной кислоты.

Независимо от того, каким способом дистилляции получается цинк из огарка, необходимо чтобы нагреваемая шихта обладала достаточной пористостью, обеспечивающей хороший контакт оксида цинка с оксидом углерода, а также возможность свободного удаления образующихся цинковых паров.

Выполнение указанных условий достигается в ходе окислительно-спекающего обжига. Существует несколько способов осуществления этого процесса:

1) концентрат подвергают прямому обжигу со спеканием на агломерационной машине после предварительного перемешивания концентрата с оборотным агломератом (на 20 частей концентрата 80 частей оборотного агломерата) – процесс Робсона;

2) концентрат предварительно обжигают в многоподовых печах до содержания серы 8 – 10 %, после чего его спекают без добавки в шихту кокса или угля, за счет сгорания серы – процесс Ригга;

3) концентрат обжигают в многоподовых печах намертво и огарок спекают в присутствии кокса – процесс Болена;

4) концентрат обжигают в печах кипящего слоя и полученный огарок спекают.

Чаще всего используют окислительный обжиг на порошок в многоподовых печах или печах кипящего слоя до содержания серы в огарке 6 – 10 % и окислительно-спекающий обжиг полученного огарка на агломерационных машинах.

В ходе окислительного обжига в печах КС протекают реакции, аналогичные реакциям обжига цинковых концентратов перед выщелачиванием.

Ферритообразование при обжиге перед дистилляцией неопасно, так как ферриты цинка (nZnO·mFe₂O₃) легко восстанавливаются углеродом до металлического цинка.

Так как свинец и кадмий при дистилляции снижают прямой выход цинка в металл и ухудшают качество цинка, то в ряде случаев в шихту вводят хлористые соли, чтобы перевести свинец и кадмий в летучие хлориды и увеличить степень их отгонки из шихты при обжиге.

В первой стадии удаляют основное количество серы с получением газов, достаточно концентрированных по SO₂(5 – 8 %), чтобы перерабатывать их на сернокислотной установке, во второй стадии производят спекание огарка окислительного обжига на агломерационных спекательных машинах.

При этом происходят выгорание оставшейся серы и отгонка кадмия, германия, индия, галлия.

При агломерации благодаря большому избытку воздуха, хорошему отводу образующихся сернистых газов и высокой температуре процесса (1100 – 1200 °С) происходит интенсивное окисление сульфидов металлов до оксидов, и агломерат почти не содержит сульфатной серы.

Спекание огарка достигается в результате образования сравнительно легкоплавких силикатов железа, свинца и цинка. Использование флюсов для снижения тугоплавкости и увеличения доли связующих компонентов в агломерате нецелесообразно, т. к. это ухудшает условия дистилляции.

Агломерация придает материалу необходимые физические свойства –кусковатость, пористость, механическую прочность. Полученный агломерат поступает на дистилляцию.

3.3.2.2. Дистилляция цинка

Дистилляция цинка включает следующие физико-химические процессы: восстановление оксида цинка до металла; испарение (возгонка) металлического цинка; конденсация паров металлического цинка.

В качестве восстановителя в шихту вводят кокс. Непосредственный контакт твердого углерода с оксидом цинка сильно затруднен. Взаимодействие может происходить только в местах касания углерода с окисленными соединениями цинка. Поэтому процесс восстановления цинка твердым углеродом по нижеуказанным реакциям имеет второстепенное значение.

2ZnO + C ⇄ 2Zn + CO₂

Основной процесс восстановления оксидов металлов при дистилляции развивается в соответствии с реакцией:

ZnO + CO ⇄ Zn₍_г₎ + CO₂– 65 кДж

Цинк сразу же испаряется и переходит в газовую фазу в виде пара, а образующийся диоксид углерода СО₂вызывает сдвиг реакции газификации твердого углерода в сторону образования СО:

C + CO₂⇄ 2CO – 172,4 кДж

При температуре свыше 900 – 1000 °С создаются благоприятные условия для восстановления и возгонки цинка.

В дистилляционном аппарате (реторте, печи) происходит насыщение газовой фазы парами цинка. Образовавшаяся парогазовая смесь, расширяясь, проходит в конденсатор, где быстро охлаждается.

Охлаждение парогазовой смеси без изменения ее состава возможно только до определенной температуры, при которой пар цинка становится насыщенным (наступает точка росы). При дальнейшем охлаждении парогазовой смеси начнется конденсация паров цинка.

Пары цинка могут конденсироваться на поверхности пылинок шихты или углерода, которые затем улавливаются из газов в виде пыли – пусьеры.

Цинк в шихте содержится в основном в виде ZnO, который при дистилляции восстанавливается и возгоняется. Некоторая часть цинка присутствует в шихте в виде ферритов цинка. В результате взаимодействия ферритов цинка с оксидом углерода выделяются пары цинка и низшие оксиды железа:

ZnO·Fe₂O₃+ 2CO = Zn₍_г₎ + 2FeO + 2CO₂

Из ферритов цинк может быть извлечен полностью. Однако при значительном содержании феррита цинка возможно оплавление шихты, что приводит к потерям цинка в раймовке (остаток от дистилляции) и выходу из строя реторт.

Около трети производимого пирометаллургическим способом цинка приходится на дистилляционную плавку в шахтных печах ("Империал Смелтинг – процесс"). Особенность процесса – совместная переработка цинковых и свинцовых концентратов или свинцово-цинкового коллективного концентрата с отношением Zn:Pb = 2:1.

Однако переработка этим способом чисто цинковых концентратов представляет известную трудность, т. к. получение при этом достаточно прочного и крупного агломерата – задача весьма сложная. Присутствие в шихте свинца облегчает задачу получения прочного агломерата, а возможность попутного его извлечения при дистилляции цинка позволяет успешно применять этот процесс к свинцово-цинковой шихте.

Также к недостаткам процесса следует отнести низкое качество получаемого цинка, большой расход кокса, жесткие требования к качеству кокса и агломерата.

3.3.2.3. Рафинирование чернового цинка

Черновой цинк идет в основном на оцинкование железа. Но большую часть дистилляционного цинка подвергают рафинированию. Применяют разные способы рафинирования: рафинирование ликвацией, дистилляцией, химическое и рафинирование ректификацией.

Ликвационное рафинирование основано на изменении растворимости металлов-примесей в расплавленном цинке при охлаждении расплава с последующим выделением металлов-примесей в отдельную металлическую фазу и разделением фаз по плотности.

Для получения более чистого цинка проводят химическое рафинирование цинка от свинца металлическим натрием. Возможна частичная очистка цинка от меди, железа и свинца путем проведения двухстадийной конденсации.

Для более полного удаления свинца и некоторых других примесей может быть применена повторная дистилляция цинка или так называемая редистилляция.

С целью получения чистого цинка высоких марок применяют последовательно ликвацию и ректификацию. Ректификация позволяет получить цинк чистотой 99,996 %, а также свинец и кадмий в отдельных продуктах.

Этот передел сравнительно дорогой и применяют его нечасто. Извлечение цинка в рафинированный металл составляет 93 – 95 %, в том числе в цинк высшей марки переходит 71 % Zn, в ликвационный – 24 %.

В дроссы переходит 2,3 % Zn, в цинковистый свинец – 1,0 %, в цинкокадмиевый сплав – 0,8 %, в гартцинк – 0,2 %. Потери составляют 0,7 %.

3.4. Производство вторичного цинка

Вторичный или переработанный цинк составляет примерно 30 % от общего объема годового потребления цинка в России. Около 50 % такого вторичного цинка перерабатывается в цветной металлургии. Особенно это характерно для цинкования и производства латуни; лом, образующийся в результате производства или переработки различных продуктов, можно перерабатывать практически сразу же.

К остаточным продуктам и ломам, занимающим значительное место при вторичном производстве цинка, относятся:

пыль, образующаяся при производстве меди и медных сплавов;

шлак, образующийся при переработке меди и свинца;

остаточные продукты литья под давлением;

зола, нижний и верхний дроссы после цинкования;

старые кровельные и прочие листовые материалы;

фракции цветных металлов, образующиеся при разделке старых автомобилей и других продуктов, состоящих в основном из стали;

пыль, образующаяся при производстве стали в электродуговых печах и производстве чугуна;

остаточные продукты, образующиеся при химическом применении цинка и от сгоревших колесных бандажей.

Технология извлечения цинка зависит от формы и содержания цинка, а также степени загрязнения продуктов. Для металлических, смешанных металло-оксидных и оксидных потоков применяются различные процессы.

Применяются физическая сепарация, плавка и прочие высокотемпературные методы обработки. Остаточные продукты, богатые цинком, применяются для производства металлического цинка, цинка высокой чистоты, цинковых сплавов, оксида цинка или продуктов, богатых оксидом цинка. Металлы с примесями или сплавы можно рафинировать, например, в дистилляционной колонне для получения цинка высокой чистоты или высокосортного оксида или использовать напрямую в процессе вторичного извлечения. Если присутствуют хлориды или прочие галоиды, то они удаляются до получения цинка гидрометаллургическим способом из-за их агрессивных характеристик.

На заводах, занимающихся вторичной переработкой цинка, проводится визуальная проверка для удаления нежелательных предметов, таких как использованные изделия из кожи, пластика, дерева и стальная проволока, часто встречающиеся в цинковой изгари, получаемой от потребителей. Все эти посторонние предметы, оказавшиеся в контейнерах с цинковым ломом, необходимо удалять.

Наиболее распространенный метод физического разделения смешанного металлического лома — это магнитная сепарация, направленная на удаление железных предметов. Методы ручного и механического разделения применяются для предварительной обработки потоков отходов, таких как аккумуляторные батареи, ртутные лампы и другие элементы электронного оборудования.

Ручное и механическое разделение применяется для удаления примесей из старого цинкового лома. Для отдельных процессов оно позволяет извлечь большее количество металлов.

Отделение тяжелых фракций и разделение по плотности (погружение/всплытие) обычно используются на ломоперерабатывающих предприятиях, но могут встречаться и в цветной металлургии, например, при переработке лома аккумуляторных батарей для извлечения пластика. В данном случае разница плотности и размеров различных частиц используется для сепарации металлов, оксидов металлов и пластиковых компонентов в водной среде.

Магнитная сепарация используется для отделения частиц железа для снижения загрязнения сплавов. Обычно для этого применяются надленточные магниты, установленные на конвейерах. Используемые для плавки цинка, свинца и алюминия, отражательные печи с наклонным подом позволяют осаждать на поде крупнофракционные тугоплавкие примеси (например, железо) и направлять их на дальнейшую переработку.

Движущиеся электромагнитные поля (вихревая сепарация) применяются для отделения алюминия от прочих материалов. В одной из вариаций данного метода движущееся электромагнитное поле служит для нагнетания расплавленного алюминия или иных металлов без прямого контакта между металлом и механическими компонентами.

Другой метод сепарации предусматривает применение цветового, ультрафиолетового, инфракрасного, рентгеновского, лазерного излучения и прочих аналогичных систем обнаружения в сочетании с механическими или пневматическими устройствами сортировки. Они используются, например, для отделения компонентов никель-кадмиевых аккумуляторных батарей от аккумуляторных батарей другого типа, и эти способы дорабатываются для применения в других сферах.

Ниже представлены отдельные примеры переработки.

1. Зола с предприятий по цинкованию заготовок, проволоки и труб по существу представляет собой смесь металлического цинка и оксида цинка. Присутствие различных металлических соединений связано с наличием в расплаве горячего цинкования определенных легирующих элементов. Зола измельчается в шаровой мельнице для отделения соответствующих фаз. Сепарация достигается за счет продувки мельницы потоком воздуха для выноса неметаллических включений, которые затем улавливаются рукавным фильтром. В других вариантах в мельницу встраивается сито, которое пропускает мелкие неметаллические фракции, но удерживает крупные металлические частицы. В обоих случаях металлическая фракция выгружается из мельницы, плавится и отливается в слитки для продажи, повторного использования или дальнейшей переработки.

2. Нижний дросс (также называемый гартцинком или цинковым техническим цинком) — это цинково-металлическая смесь интерметаллических фаз с небольшим количеством отдельных металлических частиц, включая также свинец. Он образуется в миксерах и резервуарах, применяющихся для цинкования партиями и накопления. Если он не удаляется, качество цинкового покрытия снижается и могут возникнуть наплывы и шероховатости на поверхности покрытия, поэтому используются автоматические системы удаления. Верхний дросс — это сплав цинка-железа-алюминия, образующийся в процессе непрерывного горячего глубокого цинкования. Верхний дросс (иначе — съем с поверхности расплава) и прочие остаточные продукты литья под давлением содержат смесь металлического цинка и оксида цинка с небольшим количеством хлоридов или без них. Все схемы переработки, упоминаемые выше, применяются именно для этих материалов. То же самое относится к старым кровельным и прочим листовым материалам, а также остаточным продуктам химического применения цинка или цинковых продуктов.

3. При последовательной переработке отслуживших транспортных средств на ряде мельниц образуются измельченные остаточные продукты. После удаления неметаллической фракции частицы цветных металлов отделяются от стальных частиц путем магнитной сепарации. Для дальнейшей обработки используются методы разделения по силе тяжести, а затем для получения цинка применяется селективная плавка.

4. Пыль, содержащая цинк (смешанный оксид), может загружаться в клинкерную печь, где оставшиеся галогены и свинец отделяются путем нагрева до 1000 °C. После обработки в клинкерной печи ZnO может использоваться без дальнейшей обработки в качестве сырья для выплавки цинка.

Остаточные продукты подвергаются двухстадийной плавке в отражательной печи, работающей на газе. На первом этапе при 340 °C плавится свинец, который затем выгружается и разливается в слитки. На втором этапе температура повышается до 440 °C и плавится цинк, который также выгружается и разливается в слитки. Альтернативный процесс предусматривает применение поворотной печи с непрямым обогревом и перфорированной внутренней футеровкой. Цинк плавится и вытекает через футеровку в печь-миксер, откуда он разливается в слитки. После этого всегда производится дальнейшее рафинирование.

Стадия жидкостной экстракции необходима для извлечения цинка из загрязненного вторичного сырья, такого как аккумуляторные батареи. Прочие источники вторичных цинковых материалов — это пыли и возгоны пирометаллургических процессов (например, образующиеся в медеплавильных печах, электродуговых печах для выпуска стали и т. д.); процессов сгорания (например, сжигание бытовых отходов, использованных шин и т. д.); вторичные оксиды цинка, образующиеся при возгонке, например, в вельц-печах или в примус-печах и т. д.

При использовании для обработки вторичного сырья данные процессы предусматривают обогащение и очистку насыщенного выщелачивающего раствора путем жидкостной экстракции для выделения из цинкового раствора галогенидов и металлов. Полученный очищенный электролит может направляться в традиционный процесс электрохимического извлечения.

Этот процесс применялся на некоторых заводах в Испании для извлечения цинка из вторичных материалов (сейчас все эти предприятия закрыты). В настоящее время (2014 год) данный процесс используется на заводе в г. Акита (Япония) для извлечения цинка из различных вторичных материалов, содержащих оксиды цинка. Также сообщалось, что данный процесс будет применяться для обработки вельц-оксида на недавно сданном в эксплуатацию предприятии по рафинированию цинка в Портовесме (Италия) и что существует еще один аналогичный реализуемый в настоящее время проект в Форест Сити (США).

Вельц-оксид — это богатый цинком промежуточный продукт, используемый в процессах извлечения цинка. Его получают из остаточных продуктов, в частности, из пыли электродуговых печей для производства стали. Могут применяться вельц-печи и печи для возгона шлака.

Процесс предназначен для отделения цинка и свинца от других материалов путем восстановления, испарения и повторного окисления цинка и свинца. Пыль из электродуговых печей, другие материалы, богатые цинком, коксовая мелочь и материалы, содержащие CaO, хранятся отдельно. Для создания оптимальных условий процесса загружаемые материалы можно усреднять и гранулировать. Затем они направляются непосредственно в систему загрузки печи или на промежуточное хранение. Для контроля объема восстанавливающих материалов (кокс) в соответствии с содержанием цинка в сырье или флюсах с целью получения желаемого качества шлака может применяться дозирующее оборудование. В зависимости от достигаемой основности шлака существуют некоторые разновидности процесса.

Нормальная рабочая температура в Вельц-печи составляет от 1200 °C до 1400 °C. Внутри печи твердые материалы сначала сушатся, а затем нагреваются за счет встречного потока горячего газа и контактируют со стенками, футерованными огнеупорами. В зависимости от наклона, длины и скорости вращения среднее время нахождения материала в печи — от 4 до 6 ч. В сильной восстановительной атмосфере твердого слоя цинк, свинец и прочие металлы восстанавливаются. Цинк и свинец переходят в газовую фазу, а хлориды и щелочи испаряются вместе с прочими летучими металлами и элементами. Так как в печи имеется избыток воздуха, металлические пары окисляются. Смешанные оксиды выходят из печи вместе с технологическими газами и отделяются в системе газоочистки (см. рисунок 3.7).

Рисунок 3.7. Технологическая схема вельц-процесса

Шихта, состоящая из пыли электродуговой печи и содержащая от 13 % до 30 % цинка, смешивается с углем и известью и загружается в вельц-печь. Эта печь имеет длину 60 м, внутренний диаметр — 3,6 м, наклон — 2 % и стандартную скорость вращения — 1 об/мин. Внутри печи твердый материал перемещается от загрузочного отверстия до выгрузки за счет вращения наклонной печи.

Процесс SDHL (получивший свое название по фамилиям изобретателей: Зааге, Диттрих, Хаше, Лангбайн) представляет собой одно из усовершенствований обычного вельц-процесса с использованием системы томас-шлака и добавлением в завершении этапа повторного окисления железа, чтобы снизить расход энергии и повысить объем выпуска цинка. Он был запатентован в 2000 году и может использоваться на существующих вельц- установках. В обычном вельц-процессе кокс загружается на скорости, превышающей стехиометрические требования, в результате чего в шлаке находится остаточный кокс. В процессе SDHL кокс добавляется субстехиометрически (только около 70 % необходимого кокса), и часть металлического железа повторно окисляется в конце печи путем целевого добавления воздуха для создания повышенного технологического тепла.

Из-за высвобождения энергии за счет окисления железа при нормальных условиях работы не требуется дополнительно добавлять природный газ. Процесс позволяет снизить расход коксовой мелочи до 40 %, достичь более высокого объема выпуска, большего извлечения цинка и снижения выбросов CO₂.

Результаты показывают, что система томас-шлака (полученная путем добавления извести к шихте) позволяет достичь сокращения выбросов ПХДД/Ф примерно в 10 раз, фиксации в шлаке около 60 % фтора, а также удлинения срока службы футеровки.

Система газоочистки обычно включает осадительную камеру для удаления крупной пыли, которая переносится механически и загружается напрямую обратно в печь. Горячие технологические газы охлаждаются с применением различных кулеров прямого или непрямого действия. Для выделения из охлажденных газов вельц-оксида применяются электрические или рукавные фильтры. Методы минимизации и улавливания ПХДД/Ф применяются по мере необходимости. На вельц-установках в двухэтапном процессе используется адсорбент, содержащий вельц-оксид, лигнит или активный уголь. Для минимизации выбросов летучих органических соединений может применяться камера дожигания.

Получаемый шлак непрерывно выгружается с конца печи в систему водяного охлаждения. После охлаждения и просеивания шлак процесса SDHL применяется в качестве строительного материала для полигонов отходов и может также после успешного тестирования на выщелачиваемость использоваться как материал в гражданском строительстве, например, при строительстве дорог.

Шлак вельц-процесса (клинкер), полученный при переработке остаточных продуктов, образующихся при производстве цинка, может после дробления перерабатываться во флотационных процессах. В результате флотационного процесса получают часть, богатую медью, которая возвращается в печь для плавки меди или свинца для извлечения металла. Этот метод применяется, если есть возможность надлежащей обработки хвостов. Клинкер также может использоваться в пирометаллургических процессах производства меди непосредственно.

Полученный вельц-оксид может перерабатываться несколькими способами. Основной процесс — горячее брикетирование или спекание с целью продажи полученного продукта цинковым заводам, использующим пирометаллургический способ его получения. При высоком содержании оксида свинца для испарения свинца дополнительно также используется этап обжига. Термическая обработка вельц-окиси (прокалка) также применяется для удаления галогенов и окисления железа и сульфидной серы.

Вельц-оксид также можно промывать водой и карбонатом натрия, бикарбонатом натрия или, возможно, гидроксидом натрия в двух- или трехэтапном противоточном процессе. С помощью этих добавок хлориды металла могут осаждаться в виде карбонатов или гидроксидов металла. Помимо удаления хлорида, этот процесс промывки позволяет удалять фториды, натрий и калий. Щелочи из насыщенного раствора после первого этапа промывки можно удалять на стадии кристаллизации и получать соляной остаток и безщелочной конденсат. Соляной остаток захоранивается. Конденсат можно переработать. В данном случае весь процесс может осуществляться без образования сточных вод.

В Европе большая часть вельц-оксида промывается и далее перерабатывается на заводах, использующих процесс RLE.

Если возможно образование хлорсодержащих стоков, применяется двухэтапный процесс с последующей очисткой стоков. По сравнению с процессом промывки и кристаллизации преимущества двухэтапной промывки состоят в низком потреблении энергии, низких операционных и инвестиционных издержках и в отсутствии твердого остаточного продукта.

3.4.3. Извлечение цинка из остаточных продуктов (кек) методом фьюмингования (шлаковозгонка)

Эти процессы также используются для извлечения цинка из остаточных продуктов. В пыли из электродуговой печи, в большей части шлаков процесса плавки свинца, комплексных шлаков Zn-Cu медеплавильных заводов и в других остаточных продуктах, образующихся в процессе восстановления цинка, содержатся свинец и цинк, которые могут быть потеряны, если остаточные продукты далее не перерабатываются. Указанные материалы могут возгоняться в присутствии углерода, например, в виде угля, для извлечения свинца и цинка, и рекуперации технологического тепла.

Для достижения значений температуры, превышающих 1200 °C, с целью возгонки металлов с последующим образованием оксидов, которые далее извлекаются из газов на этапе фильтрации, используются циклонные печи или печи конвертерного типа. Циклонные печи работают в атмосфере, обогащенной кислородом, но конвертер работает при субстехиометрической атмосфере. Получаемое избыточное тепло используется в котле-утилизаторе и для генерации электроэнергии. В зависимости от результатов теста на выщелачивание и с учетом нормативных требований образующийся шлак может использоваться для целей гражданского строительства или сооружения полигонов для размещения отходов. Так, сообщается, что печь Ausmelt/ISASMELT, многоподовая печь и погружная плазменная печь используются для переработки сталеплавильной пыли, остатков выщелачивания и пульпы от покрытия для извлечения цинка в качестве альтернативы вельц-процессу. Они, как сообщается, используются для производства, стали и других металлов из остатков в сочетании с восстановительной печью.

3.4.4. Переплавка и рафинирование

Чистый и несмешанный вторичный цинковый лом переплавляется либо рафинируется во вторичные сорта цинка. Такие примеси, как материалы, содержащие Al или Fe, если это возможно, в основном удаляются перед плавкой механическим способом на этапе сепарации. Лом, содержащий тугоплавкие примеси, может предварительно обрабатываться в сепарационной плавильной печи для отделения цинка от металлов с более высокой температурой плавления.

Плавление в основном ведется в индукционных печах. После плавления следует этап сегрегации и легирования. На первом этапе примеси могут быть частично или полностью удалены в зависимости от растворимости элемента в расплаве. При необходимости могут добавляться легирующие элементы.

3.5. Процессы плавки, легирования и литья цинка

3.5.1. Процессы плавления и легирования цинка

Плавление и легирование обычно осуществляют в тигельных печах с непрямым сжиганием топлива или в индукционных печах. Температуру регулируют таким образом, чтобы гарантированно исключить испарение цинка с образованием газовой фазы. В качестве топлива, как правило, используется газ или жидкое топливо. Газовая или нефтяная горелка может быть расположена за пределами тигля, который находится внутри нагревательной камеры, или внутри тигля в виде трубчатого обогревателя с погружением в расплав.

Прямой нагрев происходит в печах для плавки алюминия (иногда расплавленный алюминий загружают в цинковую печь вместо твердого алюминия). Прямой нагрев также применяют для цинковых печей-миксеров, которые располагают между зонами плавки и разливки.

В обоих случаях важен температурный контроль, так как температура при литье не должна превышать 60 °C для большинства составов сплавов во избежание потерь металла при угаре. Обычно в качестве добавок используются твердые вещества, но в некоторых случаях из расположенной в непосредственной близости плавильной печи добавляется расплавленный алюминий.

Если сплавы получают из сырья, содержащего примеси, то для абсорбирования примесей требуются флюсы. Стандартный флюс содержит хлорид цинка и (или) двойные соли с хлоридом аммония; некоторые флюсы составляются таким образом, чтобы исключить содержание галогенов. При добавлении таких веществ или во время чистки печи могут возникать неорганизованные выбросы пыли и газов.

Фторидсодержащие флюсы в настоящее время больше не используются, поскольку их применение может приводить к выбросам газообразных фторидных соединений, которые необходимо удалять методом мокрой очистки.

Регулярно с цинковой ванны снимают твердые дроссы, представляющие собой по химическому составу оксид цинка и хлорид цинка. Флюсы часто используются для снижения перехода цинка в дроссы. Окисная фракция в дроссах повторно используется в печи процесса Imperial Smelting либо в обжиговой печи в процессе электролиза цинка.

При плавке цинковых катодов, цинковых сплавов и цинкового скрапа получают следующие промежуточные материалы:

цинковый дросс; образуется в плавильных печах, состоит из накипи, образующейся на поверхности расплавленного металла, и содержит металлический и окисленный цинк; удаляется с поверхности ванны механическим способом или вручную;

цинксодержащие пыли и газы; их улавливают из потока отходящего из плавильной печи газа с помощью газоочистного оборудования, например, рукавных фильтров.

В большинстве случаев все эти остаточные продукты перерабатываются с целью извлечения цинка.

3.5.2. Цинковое литье

Металл обычно сливают в многократно используемые литейные формы, которые изготовлены из чугуна или литой стали. Применяют стационарные литейные машины или конвейерные литейные машины непрерывного действия.

Стационарные литейные формы и конвейерные литейные машины используются для получения слябов и чушек. При получении катанки, используемой для производства проволоки, применяются машины непрерывного литья.

3.5.3. Производство цинкового порошка (пусьеры)

Цинковый порошок используют в качестве материала, применяемого в других промышленных технологиях, либо в качестве реагента для очистки технологических растворов от примесей. Расплавленный цинк, получаемый описанным выше методом, впрыскивают под давлением через распылительную форсунку и затем быстро охлаждают в инертной атмосфере для получения цинкового порошка. Для получения цинкового порошка может также использоваться метод воздушного, водяного или центробежного распыления струи расплавленного цинка. Порошок собирают в рукавных фильтрах и направляют в соответствующий процесс или на упаковку.

3.6. Получение кадмия в рамках процессов производства первичного цинка

3.6.1. Производство вторичного кадмия, в основном извлеченного из аккумуляторных батарей

Кадмий получают в виде промежуточного продукта в процессах извлечения ряда металлов. Основными источниками получения кадмия являются процессы производства цинка и свинца.

Цементат кадмия, получаемый в результате очистки цинковых растворов в процессе RLE "обжиг - выщелачивание - электроэкстракция", также можно очищать гидрометаллургическим способом. При этом цементат выщелачивается в сернокислотную среду, раствор очищается, а кадмий извлекается электрохимическим способом. Очищенный раствор ZnSO₄возвращается в основной цикл получения цинка.

Цементат кадмия также можно перерабатывать путем прессования и плавления с содой для удаления цинка. При необходимости можно включить дополнительный этап дистилляции для получения кадмия высокой степени очистки.

Кадмий также извлекают в виде раствора хлорида кадмия методом ионного обмена. Раствор направляется на смотанную в барабан цинковую ленту высокого качества, погруженную в резервуар, в котором начинается реакция обмена, позволяющая получить кадмиевую губку и хлорид цинка. Губка, полученная по такой технологии, а также по технологии получения цементата или из сульфатных растворов расплавляется с хлопьями каустической соды (гидроксида натрия) с целью удаления оставшегося цинка. Полученный продукт отливают и продают, либо, в случае содержания значительного количества примесей, отправляют на последующий этап рафинирования кадмия.

Кадмий также можно извлечь из получаемых остаточных продуктов в виде карбоната. Для этого применяют методы выщелачивания и электроэкстракции.

На заводах по переработке кадмия получаемый в рамках описанных выше технологических процессов кадмий можно плавить и отливать в формы. Если кадмий недостаточно очищен, он подлежит дистилляции при высоких температурах. Образующийся при этом конденсат представляет собой кадмий с содержанием примерно 1 % цинка, а оставшийся расплав - высококачественный цинк. Получившаяся фракция кадмия плавится с каустической содой и нитратом натрия с целью удаления остаточного цинка.

Ниже представлены схемы технологических процессов для методов получения кадмия на нескольких зарубежных предприятиях (рисунки 3.8 – 3.13).

Рисунок 3.8. Схема процесса производства кадмия - завод A

Рисунок 3.9. Схема процесса производства кадмия-завод B

Рисунок 3.10. Технологическая схема очистки, включая производство кадмия – завод C

Рисунок 3.11. Схема процесса производства кадмия-завод D

Рисунок 3.12. Схема процесса производства кадмия-завод E

Рисунок 3.13. Схема процесса производства кадмия- завод F

Другим важным источником получения кадмия является переработка использованных никель-кадмиевых аккумуляторных батарей. Существует два типа аккумуляторных батарей: бытовые герметичные батареи и промышленные негерметичные батареи.

Основными компонентами данных аккумуляторных батарей являются:

анод: Cd;

катод: NiOH на стальной сетке;

мембраны и сепараторы: полимерные материалы и бумага;

оболочка: сталь и пластмасса;

электролит: KOH.

Процесс переработки состоит из трех этапов:

1. Сортировка.

Промышленные и бытовые аккумуляторные батареи необходимо идентифицировать и отсортировывать, чтобы минимизировать количество примесей. Качество сортировки определяет чистоту извлекаемого кадмия и фракции NiFe.

2. Подготовка к переработке кадмия.

Использованные промышленные негерметичные аккумуляторные батареи. Из промышленных аккумуляторов сливают жидкий гидроксид калия и разбирают их вручную. Все содержащие кадмий детали направляются на дистилляцию кадмия. Прочие компоненты (электролит, полимеры, Fe и Ni) идут на вторичную переработку. Разборка выполняется в закрытом помещении. Вентиляция воздуха осуществляется через кассетный фильтр.

Использованные бытовые герметичные аккумуляторные батареи. Бытовые аккумуляторные батареи, которые обычно представляют собой аккумуляторы от бытовых электроинструментов и приборов в пластиковых корпусах, обычно подвергаются механической обработке для отделения пластиковой оболочки. Отделенный пластик идет на производство пластмасс или продается в качестве горючего материала.

Оставшиеся органические фракции и вода удаляются методом пиролиза при температуре 400 – 500 °C. Цель процесса - испарение воды, разложение органической фракции методом термического крекинга и ее отделение путем выпаривания из металлической фракции. Оставшаяся металлическая фракция направляется в процесс дистилляции.

Пиролиз выполняют при электронагреве или нагреве пропаном. Перед выпуском в атмосферу отходящие газы фильтруются. Разложенные углеводороды можно извлекать путем конденсации в виде маслянистых веществ, которые продаются в качестве горючих материалов или сжигаются в камере дожигания с извлечением тепла. При применении камеры дожигания используют различные методы газоочистки (например, мокрый скруббер, рукавный фильтр, активный угольный фильтр).

3. Дистилляция кадмия.

Из металлической фракции извлекают кадмий методом дистилляции. Для восстановления оксидов добавляют восстанавливающий агент (кокс). Дистиллированный кадмий имеет чистоту 99,95 %. Конденсированный жидкий кадмий можно обрабатывать путем погружения в воду для получения окатышей или отливать в чушки.

Оставшаяся металлическая фракция содержит Ni и Fe с очень небольшим количеством Cd. При необходимости фракцию Ni-Fe можно гомогенизировать путем плавки. Остаточную фракцию Ni-Fe продают производителям нержавеющей стали.

4. Общие НДТ для предотвращения и/или сокращения эмиссий и потребления ресурсов

В настоящем разделе описываются 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.

Под общими НДТ следует понимать методы, а также связанные с ними уровни выбросов и потребления ресурсов, применяемые при осуществлении технологических процессов для снижения их негативного воздействия на окружающую среду, реконструкции объекта, оказывающего негативное воздействие на окружающую среду.

Основополагающими этапами определения методов, направленных на снижение негативно воздействия на окружающую среду, рассматриваемых в данной главе, 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.

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 цинка и кадмия плюсы интеграции состоят в следующем:

получение цинка и кадмия из промпродуктов свинцового и медного производства;

использование промпродуктов цинкового передела;

использование в качестве сырья для производства серной кислоты, отходящих серосодержащих газов плавильных печей;

переработка возгонов 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 %. Эффективность новой сернокислотной установки по проекту канадской фирмы SNC Lavalin с применением передовой технологии двойного контактирования – двойной абсорбции, разработанной бельгийской компанией Mecs, находится на уровне 99 %. С вводом в эксплуатацию в 2014 году выбросы диоксида серы в целом по предприятию УКМК были снижены в два раза (с 69 до 34 тысяч тонн в год).

Кросс-медиа эффекты

При повышенном содержании мышьяка в промпродуктах, направляемых на медное производство, увеличивается циркуляционная нагрузка этого вещества между цинковым и медным заводами, что приводит к риску получения некачественной товарной продукции. Это обусловлено тем, что мышьяк по химическим свойствам тяготеет к меди. Необходима дополнительная переработка медных съемов цинкового 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.

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 США.

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 тыс. тонн собственной серной кислоты предприятия, получаемой в сернокислотном цеху при обработке технологических газов [5]

Движущая сила внедрения

Экологическое законодательство. Экономические выгоды.

4.2. Система экологического менеджмента

Описание

Система, отражающая соответствие деятельности объекта целям в области охраны окружающей среды.

Техническое описание

Эффективность реализации мероприятий в области экологического менеджмента зависит и от степени экологической подготовки сотрудников. Для достижения экологических целей и задач руководству предприятия необходимы знания сотрудников в области охраны окружающей среды. Уровень и глубина обучения сотрудников должны зависеть от выполняемых заданий. Для обеспечения компетентности персонала необходимо определить необходимый объем знаний и навыков, а также оценить потребности в обучении и информировании различных категорий персонала с точки зрения необходимых сведений, методов подготовки, критериев компетентности. Наиболее удобным для обучения большинства категорий (рабочих, руководителей низшего звена) является использование собственных специалистов, обученных внедрению системы экологического менеджмента, для применения "каскадного" метода обучения. Контроль в системе экологического менеджмента связан с получением информации о соответствии деятельности в рамках системы экологического менеджмента с существующими экологическими требованиями, разработанной экологической стратегией и политикой, поставленными экологическими целями и задачами, а также с выявлением любых возникших отклонений от требуемого или намеченного. Необходимыми условиями результативности системы экологического менеджмента, которые обеспечивают возможность для ее пересмотра и последовательного улучшения, являются выявление несоответствий, их устранение, разработка и внедрение мер, которые бы обеспечивали предотвращение таких несоответствий в будущем. Выявленные несоответствия необходимо документировать, проанализировать, установить или предположить причины их появления, предложить и внедрить корректирующие и предупреждающие действия.

Подразумевает, но не ограничивается:

1) приверженность руководства, включая высшее руководство;

2) формулирование экологической политики, которая включает постоянное совершенствование установки со стороны руководства;

3) планирование и введение необходимых процедур, целей и задач в сочетании с финансовым планированием и инвестициями;

4) выполнение процедур с особым вниманием к следующему:

5) контроль производительности и принятие корректирующих мер с особым вниманием к следующим аспектам:

анализ СЭМ и ее постоянной пригодности, достаточности и эффективности со стороны высшего руководства;

отслеживание разработки более экологичных технологий;

учет воздействия на окружающую среду в результате вывода установки из эксплуатации на этапе проектирования новой установки и в течение всего срока ее эксплуатации;

регулярный сравнительный анализ по отрасли.

Достигнутые экологические выгоды

Четкое соблюдение нормативных требований, применяемых к деятельности организации, помогает упрочить отношения с местными органами управления, снизить риск штрафных санкций, уменьшить выплаты за наносимый экологический ущерб, повысить качество выпускаемой продукции, внедрить современные технологии. Экономия сырьевых и энергетических ресурсов незамедлительно приводит, с одной стороны, к снижению воздействия на окружающую природную среду, с другой — к появлению неиспользованных экономических возможностей.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Предотвращение негативного воздействия на окружающую среду во многом зависит от правильного ведения технологического процесса, выполнения технологических и иных производственных операций, а также надлежащего уровня информированности персонала в области экологической безопасности, соответствующего выполняемым работам и уровню ответственности.

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 тыс. тонн в год [6].

Кросс-медиа эффекты

Отсутствует.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо. Объем (например, уровень детализации) и характер СЭМ (например, стандартизированная или не стандартизированная) будет связан 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 СЭМ являются:

улучшение экологических показателей;

совершенствование основы для принятия решений;

более глубокое понимание экологических аспектов деятельности предприятия, которое может быть использовано для выполнения экологических требований регулирующих органов, страховых компаний или других заинтересованных сторон (общественность);

повышение уровня мотивации и вовлечения персонала;

дополнительные возможности для снижения эксплуатационных затрат и улучшения качества продукции;

снижение ответственности, страхования и затрат на несоблюдение требований.

4.3.1 Управление энергопотреблением

Описание

Метод/оборудование

1) система управления энергоэффективностью (например, в соответствии с требованиями международного стандарта ISO 50001 и национального стандарта СТ РК ISO 50001 – 2019);

2) использование избыточного тепла (например, пара, горячей воды или горячего воздуха), образующегося при реализации основных процессов;

3) использование отходов в качестве топлива или восстановителя;

4) низкотемпературная сушка концентратов и влажного сырья перед плавкой;

5) теплоизоляция объектов, функционирующих при высоких температурах;

6) использование высокоэффективных электродвигателей, оборудованных частотными преобразователями;

7) системы контроля, которые автоматически активируют включение местных отсосов пыли или отходящих газов только при возникновении выбросов;

8) использование тепла, выделяемого при производстве серной кислоты из диоксида серы, для предварительного нагрева газа, направляемого на установку производства серной кислоты или для выработки пара и/или горячей воды;

9) регенеративный термический окислитель.

Техническое описание

1. Техника состоит во внедрении и поддержании функционирования СМЭЭ. [7].

Функционирование СМЭЭ может быть обеспечено посредством реализации в составе существующей системы менеджмента (например, системы экологического менеджмента, далее ‒ СЭМ) или создания отдельной системы менеджмента энергоэффективности. Перечень элементов системы энергетического менеджмента представляет собой полный набор требований в части управленческих методов достижения высокой энергетической результативности.

2. Использование избыточного низкопотенциального тепла (например, горячей воды или горячего воздуха), образующегося при реализации основных процессов [8].

Примером является применение теплового насоса.

Тепловой насос использует низкопотенциальное тепло оборотной воды системы водооборота металлургического завода для нагрева исходной воды на станции химводоочистки. Кроме того, тепловой насос захолаживает оборотную воду с 29 – 15 °С, которая затем повторно используется на вакуум-испарительной установке электролизного цеха цинкового завода, замещая частично свежую артезианскую воду.

Рисунок 4.1. Принцип работы теплового насоса

Рисунок 4.2. Схема утилизации низкопотенциального тепла систем водооборота УКЭ с использованием тепловых насосов

Использование тепла систем водооборота

Первым примером является использование воды при распылительном охлаждении металлургического шлака, которая собирается в отстойнике и проходит через теплообменник для нагрева контура, в котором используется этиленгликоль. Пользователи низкопотенциального тепла могут выделять тепло из контура через другой теплообменник.

Во втором примере низкопотенциальное тепло используется для выработки электроэнергии, что обеспечивает возможность производить электричество из нагретой сточной воды при температуре 85 °C и выше.

3. Использование отходов в качестве топлива или восстановителя [13].

Традиционные виды топлива или восстановители могут быть заменены отходами. В цветной металлургии в качестве топлива или восстановителей используются различные виды отходов. Поскольку этот метод предусматривает сжигание отходов, установка должна соответствовать требованиям Директивы по сжиганию отходов.

Зачастую отходы могут использоваться только после завершения определенных этапов предварительной обработки для получения специальных видов топлива для процесса горения.

Отдельные отходы с извлекаемой низшей теплотворной способностью, такие как отработанное масло, растворители и пластмассы, ветошь, отработанные фильтровальные рукава могут использоваться в качестве топлива для замены обычных ископаемых видов топлива при условии, что они соответствуют определенным техническим условиям и характеристикам. Различные критерии играют решающую роль в выборе отходов, используемых в качестве топлива, поскольку они могут влиять на режим работы печи и выбросы.

Для гарантии характеристик отходов, используемых в качестве топлива, требуется применение системы обеспечения качества. В частности, такая система должна включать положения, касающиеся отбора и подготовки проб, анализа и внешнего мониторинга. Более полезную информацию можно найти в технических спецификациях Европейского комитета по стандартизации, например, CEN/TC 343 "Топливо из твердых бытовых отходов".

Еще одним примером использования отходов в качестве вторичного энергоресурса является опыт переработки шлака вельцевания (клинкера) на установке магнитной сепарации с получением металлсодержащей (магнитной) и углеродсодержащей (немагнитной) фракции. Магнитная фракция направляется на доизвлечение ценных компонентов, немагнитная используется для замены части ископаемого топлива.

4. Низкотемпературная сушка концентратов и влажного сырья перед плавкой [13].

Раздельная сушка концентратов и вторичного сырья при низких температурах сокращает потребность в энергии. 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. В некоторых случаях сушка может быть обусловлена необходимостью поддержания минимального уровня влажности для предотвращения выбросов пыли и (или) самовозгорания.

Горячие газы, образующиеся при плавке или обжиге сульфидных руд, почти всегда проходят через паровые котлы. Получаемый пар может использоваться в технологическом процессе, для производства электроэнергии. Помимо генерации электроэнергии пар используется в процессе сушки концентрата, а остаточное тепло используется для предварительного подогрева воздуха, поступающего для поддержания горения. 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.

5. Теплоизоляция объектов, функционирующих при высоких температурах [13].

Пароиспарительное охлаждение различных конструкций высокотемпературных агрегатов – это уникальный способ, дающий возможность получать пар, одновременно охлаждая различные детали печей. В случае испарительного охлаждения печей используется скрытая теплота парообразования для отвода тепла от охлаждаемых деталей. Холодная охлаждающая вода заменяется кипящей пароводяной смесью, коэффициент теплоотдачи которой значительно выше. Создается возможность создавать различные энергетические циклы при использовании пароиспарительного охлаждения деталей печей. Пароиспарительное охлаждение дает возможность получить пар там, где ведутся технологические процессы с высоким температурным уровнем. Агрегаты, где можно охлаждать детали и получать пар, достаточно разнообразны. Это печи кипящего слоя сернокислотного производства; шахтные, плавильные, фьюминговые печи цветной металлургии и т.д. Пар практически получается при охлаждении всех внешних поверхностей высокотемпературных агрегатов.

Имеется положительный опыт применения (теплоизоляция термосифонов печей "кипящего слоя" с получением дополнительного пара).

6. Использование высокоэффективных электродвигателей, оборудованных частотными преобразователями [13].

Замена существующих электродвигателей энергоэффективными двигателями (ЭЭД) и приводами переменной скорости представляет собой одну из очевидных мер повышения энергоэффективности. Однако целесообразность таких мер должна рассматриваться в контексте всей системы, в которой используются двигатели; в противном случае существуют риски:

потери потенциальных выгод от оптимизации способа эксплуатации и размера систем и, как следствие, от оптимизации потребностей в электроприводах;

потерь энергии в результате применения приводов переменной скорости в неподходящем контексте.

К основным системам, в которых используются электродвигатели, относятся:

системы сжатого воздуха;

насосные системы;

системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха;

системы охлаждения.

Техника состоит в применении установленной последовательности шагов по оптимизации электроприводов.

7. Системы контроля, которые автоматически активируют включение местных отсосов пыли или отходящих газов только при возникновении выбросов [13].

Поддержание систем и оборудования в рабочем состоянии требует четкого формирования процедур и планов технического обслуживания, инвентаризации действующих в настоящее время процедур по обслуживанию, технических проверок, соответствующего обучения персонала.

8. Использование тепла, выделяемого при производстве серной кислоты из диоксида серы, для предварительного нагрева газа, направляемого на установку производства серной кислоты, или для выработки пара и/или горячей воды [13].

Производство серной кислоты из диоксида серы, образующегося на стадиях обжига цинковых концентратов, — экзотермический процесс, включающий несколько стадий охлаждения газа. Для повышения эффективности использования энергии применяются техники, направленные на использование избыточного тепла, образующегося в результате плавки и производстве серной кислоты.

В процессе реакции окисления диоксида серы происходит выделение тепла. Тепло, выделяемое в процессе реакции, используется для нагревания газа, поступающего на окисление.

Основным направлением в плане повышения энергоэффективности производства серной кислоты является максимальное использование тепла химических реакций, протекающих в процессе.

Пример рекуперации тепла при производстве серной кислоты.

SolvR® - система регенеративного извлечения SO₂из отходящих газов, способная достичь почти нулевых выбросов. Запатентованная технология установки серной кислоты MECS^® MAX3™ упрощает традиционную схему потока установки серной кислоты за счет объединения одной абсорбционной системы рекуперации тепла (HRS™) с MCS® Технология регенеративной очистки SO2 SolvR®, тем самым устраняя оборудование, сокращая затраты и повышая эффективность. Технология регенеративной очистки SO₂SolvR^® использует те же принципы, что и проверенная технология MECS ClausMaster™, но с улучшенным растворителем, который снижает затраты и повышает эффективность.

Различные, общедоступные конструкции сернокислотных установок имеют свои относительные достоинства и недостатки. Революционные отличия и преимущества, предлагаемые полностью интегрированной схемой потока MAX3™ с одним поглощением, четко показаны на диаграмме ниже.

Рисунок 4.3. Процесс регенеративной абсорбации SO₂SolvR®

Ключевые преимущества:

эффективный растворитель;

пар высокого давления ≥1,5 тонны пара/тонна кислоты при 45 бар, 400 °C;

пар среднего давления ≈0,3 тонны пара/тонны кислоты при насыщении 10 бар;

снижение выбросов SO₂до <20 ppmv;

снижение или поддержание использования охлаждающей воды, эквивалентное конструкции HRS™ с двойным поглощением;

снижение энергопотребления ~ 10 % по сравнению с установкой двойной абсорбции;

сокращение использования каустиков/химикатов на ~50 % по сравнению с установкой двойной абсорбции со скруббером хвостового газа (или на 95 % по сравнению с одной абсорбционной установкой со скруббером хвостового газа);

снижение или поддержание общих капитальных затрат по сравнению с конструкцией HRS™ с двойным поглощением со скруббером хвостового газа для удовлетворения низких выбросов SO₂;

сокращение времени строительства месторождения благодаря модульной поставке системы SolvR^®.

Система рекуперации тепла при производстве серной кислоты MECS американской технологии DuPont означает эффективное производство с парогенератором высокого и промежуточного давления и промежуточного давления для производства электроэнергии и обеспечения тепла для завода. Это целый набор уникальных технологий, в том числе технологии восстановления тепла, выполненных по принципиально новой упрощенной схеме. В результате предприятие сможет генерировать свыше 1,5 тонн пара высокого давления на каждую тонну кислоты, что на 25 % выше показателей комплексов, выполненных по традиционной схеме. Благодаря регенеративной технологии второго поколения SolvR^®. новый комплекс сможет кардинально снизить выбросы оксидов серы.

MECS MAX₃ является наиболее технологически передовым решением компании DuPont, предлагаемым производителям серной кислоты. Данная технология обеспечивает высокий уровень рекуперации тепла, эффективности выбросов и рентабельности затрат.

9. Регенеративный термический окислитель [13].

Регенеративная горелка-дожигатель или РТО представляют собой систему сжигания, в которой применяется процесс регенерации для использования тепловой энергии в газе и соединениях углерода с помощью огнеупорных вспомогательных оснований. Для изменения направления потока газа для очистки основания требуется система коллектора.

Каталитическая горелка-дожигатель или ТКО представляют собой систему сжигания, в которой происходит распад на поверхности металлического катализатора при более низких температурах, обычно от 350 до 400 °C.

В промышленности используются несколько систем сжигания для окисления СО, пыли или газообразного углеродистого материала в потоке газа.

Высокотемпературные горелки-дожигатели, также называемые термическими окислителями, в которых газы нагреваются до температуры от 850 до 1000 °С и выдерживаются в течение, как минимум, 0,5 секунды (при условии отсутствия хлорированных компонентов), что приводит к разрушению присутствующих ЛОС. В горелках-дожигателях используется система горения (не обязательно на непрерывной основе).

Регенеративные горелки-дожигатели, также называемые РТО, в которых применяется регенеративная система для использования тепловой энергии в газе и углеродных соединениях с помощью огнеупорных вспомогательных оснований. Для изменения направления потока газа для очистки основания требуется система коллектора.

Каталитические горелки-дожигатели, также называемые ТКО, в которых происходит распад на поверхности металлического катализатора при более низких температурах, обычно от 350 до 400 °C.

Печи, предназначенные для сжигания отходящих газов, например, избыточного СО, для извлечения энергии.

Вертикальную шахту или выходную часть печи можно использовать в качестве горелки- дожигателя, если на данном этапе добавить дополнительный кислород.

Горелки-дожигатели уничтожают органические соединения, в том числе ПХДД/Ф, путем термического окисления. В данном процессе требуется дополнительная энергия, которая в зависимости от используемого источника энергии вырабатывается при выбросах CO₂, NOX и SO₂.

Горелки-дожигатели являются особенно полезными при выполнении операций по удалению масла и покрытия, во время которых могут вырабатываться органические соединения в высоких концентрациях. Присутствие этих компонентов в печи приводит к выработке большого объема продуктов сгорания и очень короткому времени выдерживания в печи и, следовательно, к выбросу частично сожженных газов.

Правильно спроектированные, сконструированные и подобранные по размеру для конкретного применения установки представляют собой методы, применяемые для удаления ЛОС, ПХДД/Ф, органических и углеродистых частиц или горючих газов, например, CO или H₂. По мере возможности следует использовать рекуперацию тепла. Ниже приведены основные требования к эффективному сжиганию в горелке-дожигателе.

Достаточное время выдерживания в камере сгорания или в регенеративной системе; этот период времени должен быть достаточно продолжительным при наличии достаточного количества кислорода для обеспечения полного сгорания. Для эффективности разрушения на уровне 99 % требуемое время выдерживания составляет обычно две секунды при соответствующей температуре в зависимости от наличия хлорированных соединений. Более короткое время выдерживания и более низкие температуры могут также привести к полному разрушению ЛОС и ПХДД/Ф, но этот процесс должен быть проведен на локальном уровне в реальных рабочих условиях. Газы необходимо быстро охладить с помощью температурного интервала реформирования ПХДД/Ф. Перемешивание необходимо для обеспечения эффективного переноса тепла и массы в зоне горения и предотвращения появления холодных пятен. Обычно это достигается с использованием горелок, которые генерируют вихревое пламя горения, а также путем установки перегородок в камере горения.

Рабочая температура составляет 200 - 400 °C выше температуры самовоспламенения самого стабильного вещества, поэтому минимальная рабочая температура должна быть выше 850 °C. Если в газовом потоке содержатся хлорированные вещества, температуру необходимо увеличить до 1100 – 1200 °C, а для предотвращения преобразования ПХДД/Ф требуется быстрое охлаждение дымовых газов.

Работа каталитических установок при более низких температурах. Для работы факельных установок требуются вихревое движение, воздух и источник воспламенения. При необходимости можно добавлять дополнительное топливо.

Микропроцессорное управление пропорции воздуха и топлива в горелках для оптимизации сгорания.

Демонстрация эффективности комбинации оборудования, рабочей температуры и времени выдерживания для подтверждения эффективного разрушения материалов, присутствующих в подаваемом газе.

Достигнутые экологические выгоды

1. Снижение энергопотребления, а также воздействия на окружающую среду.

2. Извлечение тепла и предотвращение выделения тепла.

3. Выбор видов отходов, используемых в качестве топлива, основан на ряде взаимосвязанных соображений, включая следующие основные моменты:

сокращение выбросов, например, CO₂, получаемого из ископаемых видов топлива;

сокращение использования природных ресурсов, например, ископаемых видов топлива;

сокращение расстояния транспортировки;

предотвращение захоронения отходов на полигоне;

безопасный способ восстановления отходов.

4 - 6, 8. Улучшение управления энергопотреблением, т.е. энергосбережение.

7. Снижение энергопотребления, а также воздействия на окружающую среду.

9. Сокращение выбросов органических соединений.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

1. Зависят от конкретного объекта.

2. Эксплуатируется с 1999 г. Низкопотенциальным теплоносителем (условно чистая вода, оборотная вода) с температурой 29 С поступают в испаритель теплового насоса, где охлаждается до 15 С, после чего направляются в сеть промышленного водоснабжения или систему водооборота.

Высокопотенциальным теплоносителем является обратная сетевая вода систем отопления, которая с температурой 50 С поступает в конденсатор теплового насоса, где нагревается до температуры 70 С, затем смешивается с прямой сетевой водой УКТЭЦ (100 С) до температуры 80 С и далее подается потребителям через существующую сеть.

Возможен также вариант подогрева воды после теплового насоса в водо-водяном подогревателе (бойлере) с использованием той же теплофикационной воды УКТЭЦ.

3. В зависимости от характеристик, таких как, например, высокие концентрации металлов, отходы, используемые в качестве топлива, могут влиять на выбросы.

В ходе исследования "Оценка применения и возможная разработка муниципального законодательства для контроля за сжиганием и совместным сжиганием отходов" было определено шесть заводов в сфере цветной металлургии, которые используют отходы в качестве топлива. Исследование было проведено институтом Окополь по поручению Европейской комиссии в 2007 году.

Отходы, используемые в качестве топлива в цветной металлургии, имеют высокую чистую теплотворную способность, например, отработанное масло с чистой теплотворной способностью 37 МДж/кг и растворители с чистой теплотворной способностью 26 МДж/кг.

Во вращающейся печи установки для обжига никеля в Австрии вместо традиционных видов топлива используются отработанные масла и растворители.

На одном из заводов в Казахстане ископаемое топливо частично заменяют немагнитной фракцией, образующейся в процессе переработки шлака вельцевания (клинкера).

4 – 8. Зависят от конкретного объекта.

9. 95 – 99 % очистки ЛОС/опасных загрязнителей воздуха.

Кросс-медиа эффекты

1.Не ожидается.

2. Как правило, энергосбережение, достигнутое в рамках одной из подсистем, реализуется и на уровне системы в целом, однако если при оптимизации не учитывается сторона производства/распределения энергоресурсов, возможна и иная ситуация. Например, сокращение потребления пара в одном из процессов может привести лишь к необходимости стравливания избыточного пара, если достигнутая оптимизация не учтена в системе производства и распределения пара.

3 – 9. Не ожидается.

Технические соображения, касающиеся применимости

1. Любые организации, технологические процессы или системы.

2. Данный метод применим для комбинированных пиро- и гидрометаллургических заводов, использующих воду для охлаждения. Недостатком схемы является сезонность ее работы – только в отопительный период. Кроме того, необходимо учитывать описанные выше кросс-медиа эффекты.

3. В принципе, эти виды топлива могут использоваться, если обеспечивается полное сгорание органического вещества, а контроль за поступлением отходов и выбросами гарантирует низкий уровень выбросов, например металлов и диоксинов.

4. Применимо для процессов сушки сырья перед плавкой или обжигом

5. С учетом вышеописанных подходов НДТ могут быть отнесены для предприятий, где это применимо.

6. Общеприменимо. По экспертным оценкам в зависимости от режимов работы оборудования применение ЧРП позволяет снизить расход электроэнергии на насосных агрегатах, вентиляторах, конвейерах, дробилках от 20 до 50 %, фактические данные позволяют говорить об экономии электроэнергии в пределах 7 – 15 %. Дополнительно вопрос установки ЧРП должен индивидуально рассматриваться в каждом отдельном случае исходя из глубины регулирования технологического процесса, требований промышленной санитарии на рабочих местах (для вентиляторов приточно-вытяжной вентиляции).

7. Общеприменимо.

8. Применимо на предприятии с аналогичным процессом.

9. Применимость ограничена энергоемкостью отходящих газов, которые необходимо обрабатывать, поскольку отходящие газы с более низким содержанием энергии приводят к более высокому использованию топлива.

Экономика

1. Добросовестное выполнение требований в части управленческих методов достижения высокой энергетической результативности дает желаемый эффект вне зависимости от привлекаемых инвестиций и других сопутствующих мер.

2, 4. Сокращение производственных затрат (зависит от конкретной установки). Распределение затрат на основе фактического энергопотребления.

3. По сравнению с использованием ископаемых видов топлива использование отходов в качестве топлива может снизить эксплуатационные затраты.

5. Сокращение производственных затрат (зависит от конкретной установки).

На предприятиях фактические потери тепловой энергии через изоляцию паропроводов составляют 15 022 Гкал в год и превышают нормативные на 6 414 Гкал в год. Мероприятия по теплоизоляции позволят экономию в полном объеме. Экономия тепловой энергии при утеплении зданий АБК с классом энергоэффективности D и E, составляет 9 013 Гкал/год (67,7 млн. тенге/год). Утепление зданий предлагается осуществить путем монтажа вентилируемого фасада. Затраты составят 450 млн. тенге, срок окупаемости 6,7 лет.

6. Сокращение производственных затрат (зависит от конкретной установки). Применение двигателей с частотно-регулируемым приводом (далее ЧРП) целесообразно при резко переменной нагрузке в зависимости, например, от технологии, времени суток, количества людей в здании и др. Применение частотно-регулируемого электропривода вентиляторов позволяет снизить расход электроэнергии на перемещение воздуха вытяжными системами на 6 – 26 %, приточными системами на 3 – 12 %, при этом срок окупаемости двигателей с ЧРП может составлять от 5 месяцев.

7. Сокращение производственных затрат (зависит от конкретной установки). На заводе Aurubis, г. Гамбург, инвестиционные затраты составили 10 млн. евро плюс около 7 млн евро на меры по улавливанию неорганизованных выбросов от анодной печи и разливочной машины. Потребление электроэнергии составляет 13,6 ГВтч/год.

8 – 9. Сокращение производственных затрат (зависит от конкретной установки).

Экономически выгодно, но требует индивидуального подхода.

Апробировано, нашло применение в странах ОЭСР.

Движущая сила внедрения

1. Повышение эффективности деятельности предприятия в целом.

2.Повышение энергоэффективности.

3. Сокращение эксплуатационных и капитальных затрат, увеличение производительности.

4 – 9. Сокращение затрат. Обеспечение соответствия требованиям в области энергоэффективности.

4.4. Контроль технологических процессов

4.4.1. Методы контроля процессов

Описание

Совокупность методов контроля процессов и обеспечения бесперебойного и надежного хода технологического процесса.

Техническое описание

Технологический процесс и контроль за ним применяются к целому ряду процессов. Ниже приведено описание основных методов.

Проверка и выбор исходных материалов в соответствии с применяемыми технологическими процессами и методами борьбы с загрязнением. К стандартным процедурам относятся следующие (большинство процессов подразумевают письменную форму):

проверка грузовых документов;

визуальная проверка соответствия доставленных материалов описанию, приведенному в контракте, и сопроводительным грузовым документам;

определение массы.

Проверка доставленных материалов для определения наличия каких-либо посторонних веществ, которые могут повлиять на окружающую среду или оборудование завода или причинить вред здоровью и безопасности:

визуальный осмотр,

выборочный проверочный анализ в зависимости от типа материала,

тест на радиоактивность;

приемка (или отбраковка) исходных материалов;

направление в зону хранения;

разгрузка, проверка и очистка транспортных средств,

если это необходимо; если необходимо и возможно:

сортировка посторонних веществ – возврат поставщику или соответствующая утилизация;

соответствующая обработка - при необходимости выполнение процесса "адаптации";

отбор репрезентативных проб для определения химического состава (путем аналитического анализа или определения гранулометрического состава) в технических или коммерческих целях.

Различные исходные материалы должны быть смешаны надлежащим образом для достижения оптимальной производительности процесса, повышения эффективности конверсии, сокращения выбросов во все компоненты окружающей среды, снижения потребления энергии, повышения качества и снижения уровня отбраковки продукции. Для определения правильных смесей сырьевого материала используются небольшие тигельные печи. Колебания влажности материала, загружаемого в печь, могут привести к значительному увеличению объема технологического газа относительно проектной аспирационной мощности, что приведет к неорганизованным выбросам.

Широкое применение получили системы взвешивания и учета исходного материала. Для этой цели широко используются весовые бункеры, ленточные весы и весовые дозаторы.

Для контроля скорости подачи материала, критических процессов и условий горения, а также добавления газов используются процессоры. Для управления процессами оцениваются перечисленные ниже параметры, а для критических параметров используются аварийные сигналы:

непрерывный мониторинг температуры, давления (или понижения давления) в печи, а также объема или расхода газа;

компоненты газа (O₂, SO₂, CO);

непрерывный мониторинг вибрации для обнаружения блокировок и возможных поломок оборудования;

мониторинг тока и напряжения электролитических процессов в режиме "онлайн";

мониторинг выбросов в режиме "онлайн" для контроля критических параметров процесса;

мониторинг концентрации кислоты и металлов в режиме "онлайн";

непрерывный мониторинг параметров гидрометаллургических процессов (например, рН, окислительно-восстановительный потенциал, температура);

отбор проб и анализ промежуточных и конечных растворов в гидрометаллургических процессах;

мониторинг и контроль температуры в плавильных печах для предотвращения образования металлов и оксидов металлов в результате перегрева;

мониторинг и контроль температуры электролитических ячейках для выявления горячих точек, которые указывают на короткое замыкание в ячейке.

Коэффициент кислорода в печи можно автоматически контролировать с помощью математической модели, которая позволяет прогнозировать изменения в составе подаваемого материала и температуры печи; данная модель может основываться более чем на 50 переменных процессов. В отрасли первичного алюминия математические модели также используются в сочетании с контролем условий работы ячеек для предотвращения анодных эффектов. В соответствии с докладом, начиная с 1990 года, выбросы МФУ сократились на 80 %. При производстве первичного цинка используется система автоматического управления процессом обжига для повышения стабильности слоя и сокращения количества эксплуатационных проблем, неорганизованных выбросов и остановок.

Технологические газы улавливаются с помощью герметичных или полугерметичных систем печи. Для обеспечения оптимальной скорости сбора газа и минимизации затрат на электроэнергию используются интерактивные вентиляторы с переменной скоростью.

Пары растворителя улавливаются и извлекаются по мере возможности с помощью герметичных реакторов или локального сбора паров с использованием охлаждающих установок или конденсаторов. Затем пары растворителя удаляются и сжигаются для предотвращения выбросов ЛОС и распространения запахов.

Операторы, инженеры и другие лица должны проходить регулярное обучение и оценку знаний в сфере использования инструкций по эксплуатации, описанных современных методов управления и значимости аварийных сигналов и действий, которые необходимо предпринять в случае нештатных ситуаций.

Уровни надзора оптимизируются для извлечения выгод из вышеперечисленного, при этом операторы продолжают нести ответственность.

Применяются системы охраны окружающей среды и обеспечения качества.

Исследования на предмет опасных факторов и эксплуатационной пригодности проводятся на этапах проектирования в отношении всех изменений процесса.

Используются надежные системы технического обслуживания, включая более частое привлечение специализированного обслуживающего персонала в составе команд оператора, а также пополнение специализированных групп технического обслуживания новыми единицами.

Аспекты проектирования процесса описаны в различных разделах данного документа, поскольку они являются общеприменимыми в этом секторе промышленности. Профессиональные инженеры, обладающие опытом и знаниями об этом процессе, а также воздействии на окружающую среду и экологических требованиях, осуществляют проектирование всего процесса с должной осмотрительностью.

Шлак, металл и штейн анализируются на основе проб, отобранных с интервалами, так чтобы можно было оптимизировать использование флюсов и другого сырья, определить условия металлургического процесса и согласовать содержание металла в материалах.

Для некоторых процессов, возможно, потребуется принять во внимание специальные регламенты по сжиганию отходов.

Достигнутые экологические выгоды

Предотвращение выбросов металлов, пыли и других соединений в атмосферу.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Эксплуатационные данные не предоставлены. Более подробная информация приведена в главах, посвященных конкретным металлам.

Кросс-медиа эффекты

Снижение энергоемкости, повышение энергоэффективности и культуры обслуживания.

Технические соображения, касающиеся применимости

Данные методы являются общеприменимыми для большинства заводов.

Экономика

Обоснование в составе проектной документации.

Экономически выгодно, но требует индивидуального подхода.

Апробировано, нашло применение в странах ОЭСР.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов.

Экономия сырья.

Бесперебойный процесс эксплуатации.

4.4.2. Методы проектирования и контроля для скрубберов

Описание

Совокупность методов поддержания надлежащего функционирования скрубберов для сокращения выбросов в атмосферу.

Техническое описание

Выбор и проектирование подходящего метода борьбы с загрязнением имеют особенно важное значение. Существует несколько методов и несмотря на то, что некоторые из них кажутся очень эффективными, могут возникнуть проблемы, если не будут учтены такие характеристики, как загрузка и природа газов, пыли и других компонентов. Например, считается, что рукавный фильтр, изготовленный из современных материалов, обеспечивает лучшие экологические показатели по сравнению с другими методами удаления пыли; однако он не может считаться универсальным из-за проблем с липкостью и истиранием в отношении некоторых видов пыли. Эти проблемы характерны для отдельных площадок и материалов, и оператор должен учитывать эти факторы в техническом задании на проектирование.

Объем, давление, температура и содержание влаги в газе являются важными параметрами и оказывают значительное влияние на используемые методы или их комбинацию. В частности, на температуру конденсации влияет каждый из указанных параметров, и изменения должны учитываться на протяжении всего производственного цикла.

Определение характеристик природы пыли или дыма имеет очень большое значение, поэтому необходимо идентифицировать любые нестандартные свойства пыли (гигроскопичность, самовоспламеняемость, липкость, абразивность и т. д.). Размер и форма частиц, смачиваемость и плотность материала также являются факторами для оптимального выбора метода. Для обеспечения надежного проектирования следует также учитывать концентрацию пыли и ее изменчивость.

Многие операторы определили, что со временем производительность может ухудшаться по мере износа оборудования и проведения технического обслуживания. При необходимости следует использовать современные системы для обеспечения непрерывного мониторинга производительности путем проведения прямого измерения отходящих газов (например, для определения содержания пыли, СО, SO₂). Например, мониторинг пыли может проводиться с помощью электродинамического метода. Этот метод основан на принципе индукции заряда, полученного при взаимодействии частиц с зондом, вставленным в трубу или канал. В качестве альтернативы можно проводить мониторинг критических параметров управления. В эти системы должны быть интегрированы системы сигнализации.

Также необходимо учесть следующие методы:

Использование систем учета реагентов.

Контроль процесса подачи реагентов и производительности установки. Непрерывный мониторинг может охватывать следующие параметры: температура, падение давления, выбросы пыли или других загрязняющих веществ, ток и напряжение, поток жидкости в скрубберах и pH. Предусмотрены аварийные сигналы, оповещающие о возникновении операционных проблем.

Обучение и оценка операторов при использовании инструкций по эксплуатации и описанных современных методов контроля.

Оптимизация уровней надзора для извлечения выгод из вышеперечисленных методов при сохранении ответственности операторов.

Использование систем охраны окружающей среды и обеспечения качества.

Использование прогностических или других математических моделей для оценки тенденций в условиях эксплуатации, например, в медной и алюминиевой отраслях промышленности, для предотвращения выбросов или оптимизации процесса.

Использование надежных систем технического обслуживания, включая более частое привлечение специализированного обслуживающего персонала в составе команд оператора.

Использование методов проверки надежности систем взвешивания.

Использование системы обнаружения поломок рукавного фильтра на основе интерфейса между устройством контроля уровня пыли и циклом очистки.

Использование небольших печей для плавки образцов сырья в целях определения оптимальных смесей сырья и флюсов и установления оптимального режима работы печи. Этот метод также используется для определения содержания металлов в каждой партии в целях согласования покупных цен.

Для достижения этих выгод, поддержания безопасных условий и проведения анализа прошлых событий и откликов процесса применяется надлежащий контроль процесса. Надежная система контроля процесса должна быть внедрена для всех современных процессов плавки и обработки цветных металлов; без хорошей системы контроля процесса операция не может считаться наилучшей имеющейся техникой.

Существуют случаи (например, доменные печи), когда требуются разработка и использование современных средств контроля процессов. Необходимо провести дополнительную работу для определения соответствующих параметров и систем контроля.

Достигнутые экологические выгоды

Предотвращение выбросов металлов, пыли и других соединений.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Информация не предоставлена.

Кросс-медиа эффекты

Повышенное использование энергии.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общее применение.

Экономика

Рассчитывается согласно проектно-сметной документации.

Экономически выгодно, но требует индивидуального подхода.

Апробировано, нашло применение в странах ОЭСР.

Движущая сила для внедрения

Сокращение выбросов.

Возможная экономия сырья.

4.4.3. Методы контроля процессов очистки стоков

Описание

Совокупность методов поддержания надлежащего функционирования установок по очистке стоков.

Техническое описание

Необходимо рассмотреть следующие методы.

Системы учета реагентов.

Контроль процесса подачи реагентов и производительности завода. Непрерывный мониторинг может охватывать следующие параметры (в зависимости от значимости процесса): температура, мутность, pH, проводимость, окислительно-восстановительный потенциал, общие ЛОС, определенные металлы и поток.

Системы охраны окружающей среды и обеспечения качества, в том числе:

обучение и оценка операторов касательно использования инструкций по эксплуатации и описанных современных методов контроля;

оптимизация уровней надзора для извлечения выгод из вышеперечисленных методов при сохранении ответственности операторов;

использование надежных систем технического обслуживания, включая более частое привлечение специализированного обслуживающего персонала в составе команд оператора.

Достигнутые экологические выгоды

Предотвращение выбросов металлов, взвешенных твердых веществ и других соединений.

Состав жидких стоков, образующихся при применении пирометаллургических и гидрометаллургических методов, во многом зависит от получаемого металла, производственного процесса и используемого сырья. Однако жидкие стоки, образующиеся на заводе по производству цветных металлов, обычно содержат такие металлы, как медь, свинец, цинк, олово, никель, кадмий, хром, мышьяк, молибден, ртуть, а также взвешенные твердые вещества.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Важнейшими факторами, позволяющими минимизировать количество сточных вод и концентрацию загрязняющих веществ, являются:

процесс, при котором образуются сточные воды;

количество воды;

загрязняющие вещества и их концентрации;

необходимый уровень очистки, т. е. местные или региональные стандарты качества воды;

доступность водных ресурсов.

Кросс-медиа эффекты

Существует потенциал производства отходов для утилизации.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общее применение.

Экономика

Обоснование в составе проектной документации.

Экономически выгодно, но требует индивидуального подхода.

Апробировано, нашло применение в странах ОЭСР.

Движущая сила внедрения

Предотвращение выбросов.

Экономия сырья.

4.5. Общие принципы мониторинга и контроля эмиссий

Мониторинг представляет собой систематические наблюдения за изменениями химических или физических параметров в различных средах, основанный на повторяющихся измерениях или наблюдениях с определенной частотой, в соответствии с задокументированными и согласованными процедурами.

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. 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. В большинстве случаев для получения информации о концентрации загрязняющих веществ в отходящих потоках используются среднесуточные значения или среднее значение за определенный период выборки.

При выполнении мониторинга атмосферного воздуха основное внимание должно уделяться состоянию окружающей среды в зоне активного загрязнения (для источников загрязнения атмосферы), а также в пределах области воздействия 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 РК. Использование международных стандартов должно быть регламентировано НПА РК.

Перед проведением замеров необходимо составление плана мониторинга, к 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, определении точек отбора проб, количестве проб и продолжительности их отбора необходимо учитывать такие факторы как:

режим работы установки и возможные причины его изменения;

потенциальная 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 может быть отмечено максимальное воздействие на окружающую среду (максимальная нагрузка).

Мониторинг технологических газов предоставляет информацию о составе технологических газов и косвенных выбросах при сгорании технологических газов, таких как выбросы пыли, тяжелых металлов и SOx.

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 неприемлемо разбавление газов или сточных вод, так как полученные при этом показатели нельзя будет считать объективными.

Мониторинг эмиссий может проводиться как прямым методом (инструментальные замеры), так и непрямым методом (расчетные методики). При этом метод, основанный на проведении инструментальных замеров, зависит от частоты отбора проб и может быть периодическим или непрерывным. Каждый из перечисленных методов имеет свои преимущества и недостатки. В таблице 4.1. приведены основные отличительные характеристики непрерывных и периодических измерений.

Таблица 4.1. Сравнение 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, за которое происходят выбросы/сбросы	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 ручные или автоматизированные методы
5	Сертификация оборудования	Сертификация оборудования доступна	Доступна сертификация переносного оборудования
6	Затраты на установку и обслуживание	Обычно выше, чем затраты на периодические измерения, 32 800 евро/год	Обычно ниже, чем затраты на AСМ 4000 евро/год

4.5.1. Компоненты мониторинга

Компонентами производственного мониторинга являются контролируемые загрязняющие вещества, содержащиеся в эмиссиях в окружающую среду (выбросы, сбросы, отходы и др.), измеряемые или рассчитываемые на основе утвержденных методических документов.

Таблица 4.2. Перечень загрязняющих веществ

№ п/п

Компонент/вещество

Определение

1	2	3
1	Пыль (общая)	Общее количество твердых частиц (в воздухе), от неорганизованных (при хранении, подготовке, транспортировке рудного сырья (концентратов) и вспомогательных материалов) и организованных (дымовые трубы) источников
2	Металлы и их соединения	Zn, Cd, Pb, Hg, Se, 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 вторичного цинка;

** 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.

4.5.2. Исходные условия и параметры

При исследованиях состояния атмосферного воздуха необходимо учитывать как метеорологические условия:

температура окружающей среды;

относительная влажность;

скорость и направление ветра;

атмосферное давление;

общее погодное состояние (облачность, наличие осадков), так и технологические параметры газовоздушной смеси:

объемный расход температура 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 электрофильтра вместо концентрации пыли;

расход и давление очищающей жидкости (фильтрата) и перепад давления мокрого скруббера;

датчики утечки, устанавливаемые на пылегазоочистном оборудовании (например, возможные превышения 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).

4.5.3. Периодический мониторинг

Периодический мониторинг - измерения (наблюдения), проводимые через определенные интервалы времени при помощи инструментальных замеров. Интервал отбора проб устанавливается исходя из цели измерений и условий эксплуатации производственного объекта, при которых необходимо проводить измерения (нормальные условия эксплуатации и/или условия эксплуатации, отличные от нормальных, если они известны заранее). В большинстве случаев частота проведения замеров регулярна - один раз в месяц, один раз в квартал или один/два раза в год. 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 отбора проб, точки отбора проб, определяемые вещества (загрязняющие вещества и косвенные параметры) также устанавливаются на начальном этапе при определении целей мониторинга. Продолжительность отбора пробы определяется как период времени, в течение которого берется проба. 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 уставной датчиков - в случае использования автоматизированных систем).

Так, например, в случаях низких концентрации пыли или необходимости определения ПХДД/Ф может потребоваться больше времени для отбора проб.

Выбросы из дымовых труб могут быть измерены путем регулярных периодических измерений в соответствующих направленных источниках выбросов в течение достаточно длительного периода, чтобы получить репрезентативные значения выбросов.

4.5.4. Мониторинг выбросов в атмосферный воздух

Мониторинг выбросов в атмосферный воздух является составной частью производственного экологического контроля, а также программы повышения экологической эффективности. Виды и организация проведения производственного мониторинга регламентированы статьей 186 Экологического кодекса.

Мониторинг выбросов осуществляется для определения концентрации (количества) загрязняющих веществ в отходящих газах технологического оборудования с целью:

соблюдения показателей выбросов предельным допустимым концентрациям, установленным и согласованным государственными органами;

контроля протекания технологических процессов производства (сбор, хранение и подготовка сырьевых материалов, процессов, связанных с термической обработкой (обжиг/плавка), сопутствующие процессы для получения готовой продукции в соответствии с установленными стандартами;

контроль эффективности эксплуатации пылегазоочистного оборудования;

принятие оперативных решений в области природопользования и прогнозирования - для принятия долговременных решений.

Все методы и инструменты, используемые для мониторинга эмиссий в атмосферный воздух, устанавливаются и определяются соответствующими национальными нормативно-правовыми актами.

Мониторинг выбросов может осуществляться методом прямых измерений, из которых можно выделить:

инструментальный метод, основанный на использовании автоматических газоанализаторов, 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), а также с использованием расчетных методов, основанных на использовании методологических данных, в случаях, когда измерение выбросов технически невыполнимо или экономически нецелесообразно.

Мониторинг выбросов в атмосферном воздухе проводится как для организованных источников выбросов, так и для неорганизованных источников.

Мониторинг концентраций ЗВ в дымовых газах осуществляется в форме периодических или непрерывных измерений. Периодические замеры проводятся специализированным персоналом путем краткосрочного отбора проб дымовых газов в трубе. Мониторинг эмиссий путем непрерывных измерений (автоматизированный мониторинг) осуществляется измерительным оборудованием, установленным непосредственно в дымовой трубе, а также в газоходе с соблюдением действующих в РК стандартов отбора проб.

Приоритетными источниками выбросов загрязняющих веществ при производстве цинка и кадмия являются аспирационные газы от комплекса плавильных агрегатов и сернокислотные установки.

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).

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 может потребовать более существенных затрат, чем в случае выбросов 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).

Отсутствуют методы 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, особую конфигурацию установки и т.п.

Мониторинговые наблюдения за состоянием атмосферного воздуха на территории предприятия и в пределах 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 4.3. Рекомендации по проведению мониторинга

№ п/п

Метод (оборудование)

Периодичность

1	2	3
1	Параметры процесса, свидетельствующие о стабильности процесса, - таких как температура, влажность газа, содержание О₂, разрежение и скорость потока	Непрерывно
2	Мониторинг и стабилизация критических параметров процесса: однородность сырья, подача топлива, добавок, уровень избытка воздуха	Непрерывно
3	Выбросы пыли, SO₂, CO NOx, от печей обжига/плавки	Непрерывно
4	Выбросы НСl, HF, ЛОС	Периодически (но не реже одного раза в квартал)
5	Выбросы ПХДД/ПХДФ, металлов	Периодически (но не реже одного раза в квартал)

4.5.5. Мониторинг сбросов в водные объекты

Производственный мониторинг водных ресурсов представляет единую систему наблюдений и контроля деятельности предприятия для своевременного выявления и оценки происходящих изменений, прогнозирования мероприятий, направленных на рациональное использование водных ресурсов и смягчение воздействия на окружающую среду.

Метод непрерывных измерений наряду с оценкой выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух широко применяется также для определения параметров сточных вод промышленных предприятий. Измерения проводятся непосредственно в потоке сточных вод.

Основным параметром, который практически всегда устанавливается в ходе непрерывных измерений, является объемный расход сточных вод. Дополнительно в процессе непрерывного мониторинга в потоке сточных вод могут определяться следующие параметры:

pH и электропроводимость;

температура;

мутность.

Выбор в пользу использования непрерывного мониторинга для сбросов зависит от:

ожидаемого воздействия сбросов сточных вод на окружающую среду с учетом особенностей местных условий;

необходимости мониторинга и контроля производительности установки по очистке сточных вод для возможности быстрого реагирования на изменения параметров очищенной воды (при этом, минимальная частота проведения замеров может зависеть от конструкции очистных сооружений и объемов сбросов сточных вод);

наличия и надежности измерительного оборудования и характера сброса сточных вод;

затрат на непрерывные измерения (экономическая целесообразность).

4.5.6. Непрерывный мониторинг

Непрерывный контроль выбросов включает измерение при помощи автоматических измерительных систем.

Возможно непрерывное измерение нескольких компонентов в отходящих газах или сточных водах. В некоторых случаях точные концентрации могут регистрироваться непрерывно или в виде усредненных значений в течение согласованных периодов времени (30 минут, день, сутки и т.п.). В этих случаях анализ средних получасовых и среднечасовых значений за 24 часа, а также использование процентного отображения данных могут предоставить гибкий метод представления соответствия условиям получаемых разрешений, так как средние значения могут быть легко оценены.

Непрерывный контроль может быть определен для источников выбросов и компонентов, оказывающих значительные воздействия на окружающую среду, и/или источников, где количество выбросов значительно меняется со временем. Так, например, непрерывные измерения могут проводиться на основных источниках, доля которых в общем массовом потоке установки в час составляет более 20 %. И обратно, если выбросы источника составляют менее 10 % от годовых выбросов загрязняющих веществ.

Если выбросы загрязняющих веществ превышают один из показателей массового потока, соответствующие источники рекомендовано оборудовать измерительными приборами, способными непрерывно определять массовую концентрацию соответствующих веществ (при наличии технической возможности).

В металлургической отрасли пыль может содержать токсичные компоненты, поэтому непрерывный мониторинг пыли важен не только для оценки соответствия, но также для оценки того, имели ли место какие-либо сбои очистных установок.

Даже в случаях, когда абсолютные значения нельзя считать надежными, применение непрерывного контроля может производиться для обнаружения тенденций в выбросах и контрольных параметрах технологического процесса или очистной установки.

Автоматизированная система мониторинга эмиссий

Таблица 4.4. Автоматизированная система мониторинга эмиссий

№ п/п

Структурный элемент

Характеристика

1	2	3
1	Описание	Система для измерения исследуемого материала, возвращающая выходной сигнал, пропорциональный физической единице измеряемого параметра, и способная производить результаты измерений без вмешательства человека.
2	Техническое описание	Комплекс технических и информационных средств, позволяющих осуществлять непрерывный мониторинг. Информация, полученная при использовании автоматизированной системы мониторинга, должна соответствовать требованиям действующего экологического законодательства РК. Контроль основных источников выбросов ЗВ на предприятии может быть дополнен непрерывным контролем ЗВ на территории промышленной площадки в местах наиболее вероятных неорганизованных выбросов согласно производственным процессам предприятия.
3	Достигнутые экологические выгоды	- соблюдение экологического законодательства; - мониторинг в реальном времени за загрязнением атмосферы; - общедоступность информации о загрязнении атмосферы.
4	Экологические показатели и эксплуатационные данные	Зависят от конкретного объекта.
5	Кросс-медиа эффекты	Не наблюдается.
6	Технические соображения, касающиеся применимости	Общеприменима.
7	Экономика	В 2021 году стоимость одной системы варьировалась от 70 до 350 млн. тенге в зависимости от производителя и комплектации системы. Эксплуатационные издержки варьируются от 2 до 30 млн. тенге/год. Экономически выгодно, но требует индивидуального подхода.
8	Движущая сила внедрения	Контроль выбросов в реальном времени.

Автоматизированная система мониторинга атмосферного воздуха

Таблица 4.5. Автоматизированная система мониторинга атмосферного воздуха

№ п/п

Структурный элемент

Характеристика

1	2	3
1	Описание	Система для измерения исследуемого материала, возвращающая выходной сигнал, пропорциональный физической единице измеряемого параметра, и способная производить результаты измерений без вмешательства человека.
2	Техническое описание	Комплекс технических и информационных средств, позволяющих осуществлять непрерывный мониторинг за состоянием загрязнения атмосферы на границе области воздействия предприятий по периметру и/или в направлении близлежащего населенного пункта. Загрязняющие вещества, подлежащие непрерывному мониторингу, определяются согласно действующему экологическому законодательству Республики Казахстан.
3	Достигнутые экологические выгоды	- соблюдение экологического законодательства; - мониторинг в реальном времени за загрязнением атмосферы; - общедоступность информации о загрязнении атмосферы.
4	Экологические показатели и эксплуатационные данные	Зависят от конкретного объекта.
5	Кросс-медиа эффекты	Не наблюдается.
6	Технические соображения, касающиеся применимости	Общеприменима
7	Экономика	В 2021 году стоимость одной системы варьировалась от 10 до 200 млн. тенге в зависимости от производителя и комплектации системы. Эксплуатационные издержки варьируются от 0,3 до 10 млн. тенге/год. Экономически выгодно, но требует индивидуального подхода.
8	Движущая сила внедрения	Контроль выбросов в реальном времени.

4.6. Методы контроля загрязнения земли/почвы и управления 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 нормативами Республики Казахстан, а также внутренними стандартами.

Обращение с отходами, а также 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 цинка и кадмия 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 транспортирования, обработки, утилизации и обезвреживания отходов;

объекты накопления и размещения отходов, расположенные на промышленной площадке и/или находящейся 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 технологическими остатками

Описание

Набор методов сокращения образования остатков в результате металлургического процесса.

Техническое описание

Количество шлака и шлаковых отходов/пленок, производимых при плавке металлов, в основном зависит от примесей в исходном сырье, поэтому чем чище материал, тем меньшее количество твердых веществ будет образовываться. В некоторых случаях уменьшение количества твердых веществ может быть обеспечено путем тщательного выбора сырья. Например, некоторые цинковые концентраты могут содержать меньшее количество железа, а процессы, разработанные для использования этих концентратов, могут свести к минимуму образование остатков на основе железа. Ограниченная доступность и более высокая стоимость этих концентратов означают, что данное решение не подходит для широкого применения. Экономические показатели предварительной очистки должны быть сбалансированными. Если выделение примесей осуществляется путем добавления реагентов, контроль их добавления в количестве, необходимом для достижения эффективного и экономичного удаления, позволит свести к минимуму количество образующегося остатка.

С другой стороны неправильное хранение и обращение могут привести к накоплению избыточной влаги в материалах.

Образование шлаковых отходов/пленок может быть сведено к минимуму за счет оптимизации работы печи, например, уменьшение выгорания может быть достигнуто путем предотвращения перегрева расплава. Для обеспечения оптимальных условий эксплуатации применяются современные методы контроля процессов.

Для предотвращения окисления поверхности расплава в ванне можно использовать закрытую печь.

Было установлено, что существует возможность перерабатывать и повторно использовать свинцовую золу и большое количество шлака, образующегося в процессе плавки.

Полностью избежать образования отработанной футеровки и огнеупорных материалов невозможно, но уменьшение их количества может быть достигнуто путем применения следующих мер:

тщательное строительство кирпичной футеровки печи;

непрерывное использование печи, сокращая тем самым изменение температуры;

осуществление теплотехнического контроля для выявления температур, выходящих за пределы рабочего диапазона;

установка охлаждающих блоков для отвода тепла из футеровки;

короткое время воздействия флюса;

отказ от использования агрессивных флюсов;

тщательная очистка печей и тиглей;

сокращение перемещения (вращения) печи;

выбор наиболее подходящих огнеупорных материалов для процесса;

контроль скорости нагрева/охлаждения, где это целесообразно.

При определенных условиях отработанная футеровка и огнеупорные материалы могут использоваться повторно в зависимости от их состава.

Огнеупорные материалы могут повторно использоваться после измельчения при выплавке первичной и вторичной меди для получения массы, поддающейся литью или выпуску, либо в качестве флюса для регулирования состава шлака. В качестве альтернативы содержащийся металл может быть отделен от материала путем перемалывания и измельчения, а отработанная футеровка и огнеупорные материалы могут повторно использоваться в строительстве или в производстве огнеупорных футеровок или огнеупорного цемента. Содержащийся металл может быть возвращен на плавильный завод или другие установки для производства цветных металлов.

Кирпичи из шахтной печи, конвертера и анодной печи могут быть полностью переработаны на установке по производству вторичной меди. Кирпичи из конвертера содержат до 1,5 % меди, а из шахтной печи - до 4 % меди. Кирпичи измельчаются, после чего извлекается медь, оставшийся материал используется для изготовления огнеупорного цемента и огнеупорной футеровки для литейной машины. Белые кирпичи повторно используются в анодной печи и в качестве цемента в шахтной печи, а черные кирпичи используются для изоляции литейного ковша. Футеровка печи измельчается, медь извлекается и возвращается для переработки, а огнеупорные детали используются для изготовления литейных форм для машины, применяемой при отливке анодов.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение отходов, отправленных на утилизацию.

Замена первичных материалов инертными шлаками для сокращения отходов или производства огнеупорного цемента и т. д., а также повторное использование материалов.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Существует несколько методов сокращения количества остатков, образующихся во время производственных процессов. К важным методам относятся: уменьшение количества шлака, извлечение металлов из шлака и уменьшение количества металлов в остатках шлака. Например, на заводе по производству феррохрома в Финляндии удалось уменьшить количество остатков, образующихся в процессе экстракции феррохрома из шлака. Для отделения хрома от обработанного мелкого шлака используется установка со спиральным винтом. Хром тяжелее шлака, поэтому он накапливается в центре спирали. Извлеченный хром может быть повторно использован в плавильном цехе, а шлак используется в качестве нового наполнителя. Отработанные наполнители используются, например, для производства цемента и асфальта. Этот метод способствует сокращению остатков, подлежащих утилизации, примерно на 10000 тонн.

Кросс-медиа эффекты

Сведения отсутствуют.

Технические соображения относительно применимости

Данные методы применяются к использованию материалов, подходящих для предусмотренной цели. Отработавшие огнеупорные материалы могут использоваться для изготовления огнеупорного цемента более низкого сорта или футеровки литейных ковшей, а металлургический шлак может использоваться в строительстве, при условии, что он обладает требуемой выщелачиваемостью.

Экономика

Рассчитывается согласно проектно-сметной документации.

Экономически выгодно, но требует индивидуального подхода.

Апробировано, нашло применение в странах ОЭСР.

Движущая сила для осуществления

Сокращение затрат на утилизацию.

4.8. Шум

Шум и вибрация являются общераспространенными проблемами в данном секторе промышленности, а их источники встречаются во всех отраслях.

Основными источниками шума и вибрации на производстве являются вентиляционные установки, электродвигатели, компрессоры.

Образование шума сопровождает все стадии производственного процесса от подготовки сырья до процесса получения, складирования, выгрузки и отправки готовой продукции. Основными источниками образования шума на предприятиях цветной металлургии являются:

транспорт, используемый при разгрузке и погрузке сырья и материалов;

производственные процессы, связанные с пирометаллургическими операциями и измельчением материалов;

двигатели авто- и спецтехники;

трансформаторы и выпрямители;

вентиляторы (вентиляционные камеры);

компрессоры;

насосное оборудование;

транспортировка сред в системах (конвейерные ленты и др.), не имеющих оптимальных размеров;

транспортировка на территории и вблизи объекта, включая железные дороги;

очистка технологического оборудования;

срабатывание автоматических систем сигнализации и др.

Шум и вибрация могут быть измерены несколькими способами, но, как правило, они являются специфическими для каждой площадки, при этом необходимо учитывать частоту звука и местоположение населенных пунктов.

В настоящее время имеется некоторая информация о причинах и подходах для предотвращения и сведения к минимуму шума и вибрации. Влияние шума на операторов внутри установки не рассматривается в рамках данного документа.

Новые установки могут характеризоваться низким уровнем шума и вибрации. Надлежащее техническое обслуживание способствует предотвращению разбалансировки оборудования (вентиляторы, насосы). Соединения между оборудованием могут быть сконструированы специальным образом для предотвращения или минимизации передачи шума. Для уменьшения шума применяются следующие основные методы:

устранение причин шума в источнике его образования (тщательная настройка установок, издающих шум);

изменение направленности излучения - использование насыпей для экранирования источника шума;

рациональная планировка предприятий и цехов;

звукоизоляция (использование антивибрационных опор и соединителей для оборудования);

звукопоглощение (использование корпусов из звукопоглощающих конструкций для установок или компонентов, издающих шум);

применение средств индивидуальной и коллективной защиты.

Наиболее действенным способом борьбы с шумом является уменьшение его в источнике образования путем применения технологических и конструктивных мер, организация правильной наладки и эксплуатации оборудования. К конструктивным и технологическим мерам, позволяющим создать механизмы и агрегаты с низким уровнем шума, относят совершенствование кинематических схем. Своевременная смазка, тщательная регулировка, подтягивание болтовых соединений, замена изношенных частей, негодных фланцев и резиновых прокладок также приводят к уменьшению шума. В борьбе с вредным действием шума на производстве большое значение имеет правильная организация периодических перерывов в работе.

Изменение направленности излучения шума достигается соответствующей ориентацией установок по отношению к рабочим местам.

При рациональной планировке наиболее шумные источники должны располагаться по возможности дальше от другого оборудования. При этом шумные источники должны оказывать минимальное влияние на жилые массивы. Уменьшение шумов достигается также применением средств коллективной и индивидуальной защиты. Средствами коллективной защиты являются акустическая обработка рабочих помещений, улучшение герметичности дверных и др. проемов, которые позволяют уменьшить проникновение шума из этих помещений.

Одним из широко используемых на практике методов снижения шума на предприятиях является применение звукопоглощающих облицовок, которые служат для поглощения звука в помещениях с самим источником шума и в изолированных от него.

Для снижения уровня шумового воздействия возможно применение одного или комплекса мероприятий, указанных выше.

Влияние шума на операторов внутри установки не рассматривается в рамках данного документа.

4.9. Запах

Существует несколько потенциальных источников запаха в цветной металлургии. Наиболее значительными 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), и кислые газы. Появление запахов можно предотвратить за счет правильного проектирования, выбора соответствующих реагентов и правильной обработки материалов. Например, образование аммиака из алюминиевых шлаковых отходов/пленок может быть предотвращено путем хранения материала в сухом виде.

Методы борьбы с загрязнением, описанные ранее в этой главе, также способствуют предотвращению или устранению запахов. Общие принципы соблюдения чистоты и надлежащая практика проведения технического обслуживания также играют важную роль в предотвращении и контроле запахов.

Приоритет принципов контроля запахов:

предотвращение или сведение к минимуму использования материалов с резким запахом;

сдерживание и устранение пахучих материалов и газов до их развеивания и разбавления;

обработка материалов путем дожигания или фильтрации, если это возможно.

Использование биологической среды, например, торфа или аналогичного материала в качестве субстрата для подходящих биологических видов оказалось успешным при удалении запахов. Удаление запахов может быть очень сложным и дорогостоящим в случае разбавления материалов с резким запахом. Для очистки очень больших объемов газа с низкой концентрацией пахучих материалов требуется крупная технологическая установка. Влияние шума на операторов внутри установки не рассматривается в рамках данного документа.

Методы и инструменты, используемые для контроля и борьбы с запахом, устанавливаются соответствующими национальными утвержденными нормативно-правовыми актами и стандартами.

Схема биофильтра показан на рисунке 4.4

Рисунок 4.4. Схема биофильтра

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.

Основной задачей описываемых в данном разделе методов является достижение минимальных показателей выбросов, сбросов, образование отходов с применение одной или нескольких техник в целях комплексного предотвращения загрязнения окружающей среды.

5.1. Приемка, транспортировка и хранение сырья

Описание

Методы или совокупность методов для предотвращения неорганизованных выбросов при хранении сырья и материалов

Техническое описание

При выборе метода предотвращения/снижения неорганизованных выбросов при хранении необходимо учитывать физико-химические свойства материала, такие как размер частиц, токсичность, содержание влаги и др. Ниже представлены методы (конструктивные и технические решения), которые общеприменимы, эффективны, могут использоваться как по отдельности, так и в совокупности.

К первостепенным методам снижения неорганизованных выбросов при хранении сырьевых материалов (руды, свинцовые концентраты, флюсы, кокс, тонкодисперсные материалы, продукты процесса агломерации, растворители и кислоты, а также материалы, содержащие водорастворимые органические соединения) на открытых площадках, необходимо изолировать данные источники путем экранирования, устройства перегородок или высадки полос вертикальной растительности (естественных или искусственных насаждений) для препятствования раздувания пыли ветром, а также сооружения укрытий для непылящих материалов. Эффективным решением для предотвращения выбросов является использование для хранения материалов, закрытых помещений (складов), закрытых емкостей (бункер, силосы) или полностью автоматизированных систем хранения. При этом необходимо учитывать следующие аспекты:

проектирование и строительство мест хранения в соответствии с установленными стандартами, проведение своевременных ремонтных работ и технического обслуживания;

проектирование мест хранения с учетом систем контроля и проверки складируемых материалов для предотвращения и выявление утечек, а также своевременного сбора и удаления;

использование герметичной упаковки;

места хранения непылящих, нерастворимых материалов должны иметь непроницаемые и герметичные поверхности (забетонированные площадки) для предотвращения загрязнения почвенного покрова, а также должны быть оборудованы системой для сбора и отвода дренажных вод;

места хранения восстановителей, таких как кокс, должны быть спроектированы с учетом пожароопасных свойств материала (для предотвращения возможных случаев самовозгорания необходимо проводить регулярные обследования таких участков);

системы хранения опасных материалов (кислоты, щелочи) должны быть заключены в непроницаемые обваловки, размеры которых способны вместить по меньшей мере объем самого большого резервуара для хранения в пределах обваловки;

раздельное хранение несовместимых материалов (например, окислители и органические материалы);

использование водяных распылителей для подавления пыли или альтернативных методов, таких как туманообразующие распылители, для создания водяных туманов для подавления пыли без переувлажнения материала, при этом необходимо уплотнить поверхность основания и обеспечить сбор избыточной воды, которую можно использовать в замкнутом оборотном цикле. Увлажнение сыпучих материалов, руды и пыли резко сокращает пыление по всем трактам движения и складирования этих материалов. Для проведения операции пылеподавления используют автоматические стационарные распылители и специальные автомобили. Равномерное увлажнение, предотвращающее распиливание, обеспечивают расположением и подбором форсунок, давления воды, высоты распыления. Каждый материал имеет свою предельную влажность, при которой не происходит пылевыделение, для пыли она равна 18 - 20 %.

материалы, используемые для изготовления резервуаров, должны быть устойчивы к материалам, которые в них хранятся, альтернативным методом является использование резервуаров с двойными стенками;

применение надежных систем обнаружения утечек и индикации уровня заполнения емкостей с подачей сигналов для предотвращения их переполнения;

установка оборудования для улавливания пыли/газов в точках загрузки и перегрузки как источников наибольшего пылеобразования;

регулярная очистка места хранения.

Достигнутые экологические выгоды

Предотвращение неконтролируемых выбросов пыли, металлов и других соединений.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

При закрытых складах сокращаются потери материалов, следовательно, и ценностей, в ней заключенных, до минимума, что быстро окупает затраты на их сооружение. Использование интегрированных систем отбора проб позволяет определять и контролировать качество сырья, посыпающего на хранение.

Обычно на свинцово-цинковых заводах для хранения свинцовых (а также и цинковых) концентратов широко применяют одноэтажные прямоугольные склады с шириной 24 – 30 м и с 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.

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.

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 [9].

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 [10].

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 % [15].

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 [11].

Кросс-медиа эффекты

Потребность в дополнительных объемах энергоресурсов при:

эксплуатации вентиляционных систем пылегазоулавливания;

необходимости сушки сырьевого материала увлажненного в процессе пылеподавления с использованием распыления воды.

Расход воды на увлажнение материалов. Дополнительные отходы в процессе обслуживания оборудования.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

При закрытых складах сокращаются потери материалов, следовательно, и ценностей, в ней заключенных, до минимума, что быстро окупает затраты на их сооружение.

В 2007 – 2008 гг. завод "Metallo-Chimique" в Бельгии инвестировал 6,5 миллионов евро в крытую зону хранения пылящих материалов. Зона хранения занимает 8000 м²и 180000 м³и имеет максимальную емкость складских помещений в 20 000 тонн. Максимальная производительность склада - 50000 т/год.

В компании "Aurubis", Гамбург, строительство крытой зоны хранения (5000 м²) со встроенными мощностями дробления, просеивания и транспортировки, подключенными к рукавному фильтру (70000 Нм³/ч), привлекло капитальных затрат в сумме 7,5 миллионов евро.

Стоимость и реализация проекта по установке пневмокаркасного ангара на Сренднеуральском медеплавильном заводе оказались на более чем 80 % ниже тех, что понадобились бы при капитальном строительстве обычного склада [16].

Экономически выгодно, но требует индивидуального подхода.

Апробировано, нашло применение в странах ОЭСР.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства в части предотвращения/сокращения эмиссий в окружающую среду.

Экономия сырья – возврат уловленных частиц в технологический цикл производства.

Описание

Методы или совокупность методов для предотвращения неорганизованных выбросов при транспортировке сырьевого материала, погрузочно-разгрузочных операциях.

Техническое описание

Для предотвращения выбросов неорганизованной пыли в ходе операций погрузки и выгрузки такие хранилища оборудуют одним и более рукавным фильтром. Снижения выбросов штабелями неорганизованной пыли можно добиться соответствующим увлажнением на участках загрузки и выгрузки и использованием расположенных на надлежащей высоте конвейеров. В том случае, если не удается избежать выбросов неорганизованной пыли, их уровень можно снизить подбором высоты разгрузки и высоты хранящегося материала. Эти операции проводят либо в автоматическом режиме либо снижением скорости разгрузки.

К мерам, применяемым по предотвращению загрязнения окружающей среды при транспортировке/перемещению сырьевого материала, промежуточных продуктов и готовой продукции, внутри технологических помещений и за их пределами, можно отнести:

использование вакуумных систем с налаженной системой вентиляции и очистки воздуха;

использование пневматических систем или закрытых конвейеров для транспортировки мелких и пылящих материалов с эффективными системами пылеулавливания и очистки, надежным вытяжным и фильтрующим оборудованием для предотвращения выбросов пыли из мест разгрузки, перегрузки, транспортировки и обработки пылящих концентратов, флюсов, пульпы, промпродуктов;

размещение перегрузочных конвейеров и трубопроводов на безопасных, открытых участках над поверхностью земли, для своевременного обнаружения возможных утечек и устранения их последствий;

размещение разгрузочных площадок в пределах обваловок для возможности сбора пролитого материала;

регулирование скорости движения ленточных конвейеров без укрытия (<3,5 м/с);

размещение конвейеров для не пылящих твердых материалов под навесами;

регулирование (уменьшение) высоты падения с конвейерных лент;

очистка транспортных средств (мойка кузова, колес), используемых для доставки или обработки пылящих материалов;

распыление воды для увлажнения материалов в местах их обработки, а также удаления осевшей пыли из зон передвижения транспорта;

искусственные и естественные (дождевая вода) потоки сточных вод, смывающие пыль, должны собираться и обрабатываться перед сбросом для извлечения цветных металлов;

минимизация материальных потоков между процессами;

использование максимально коротких маршрутов транспортировки.

Достигнутые экологические выгоды

Предотвращение неконтролируемых выбросов пыли, металлов и других соединений.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Интегрирование систем отбора проб и анализов материалов в систему обработки и транспортировки сырьевых материалов для определения их качества и подготовки дальнейших операций по переработке.

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 [15].

Таблица 5.1. Различные типы механических конвейеров и пневмотранспорта

№ п/п

Наименование транспортера

Ориентированность в пространстве

Экологичность

Энергопотребление при производительности 50 т/час

Надежность

1	2	3	4	5	6
1	Ленточный конвейер	Горизонтальное и наклонное направление. Максимальный угол до 25 °. Произвольное количество зоны загрузки. Не гибкий	Пыление во время работы. Открытая транспортировка	До 15 кВт	Срок службы ленты в зависимости от материала и режима работы 3 – 6 месяцев.
2	Пластинчатый конвейер	Горизонтальное и наклонное направление до 45°	Пыление во время работы. Открытая транспортировка	До 20 кВт	Срок службы транспортных элементов несколько лет.
3	Ковшовый конвейер	Вертикальное до 40 м или наклонное (60 - 82 ° к горизонтали) перемещение. Ограниченное количество зон выгрузки/загрузки	Пыление во время транспортировки и погрузочных операциях	От 33 кВт	Срок службы тягового органа ремня или цепи в зависимости от режима эксплуатации от нескольких месяцев до нескольких лет.
4	Винтовой конвейер	Горизонтальное или вертикальное перемещение. Произвольное количество зон загрузки/выгрузки. Не гибкий.	Пыленепроницаем	22 - 30 кВт	Срок службы транспортируемого органа винта несколько месяцев Попадание твердых элементов в материал может привести к выходу конвейера из строя.
5	Пневмотранспорт	Горизонтальное или вертикальное перемещение. Возможность соединения длинных транспортировочных участков в одну транспортировочную систему. Произвольное количество зоны выгрузки.	Обязательное наличие системы аспирации.	Мощность до 55 кВт.	При работе с абразивными материалами образуется выработка на радиусных участках трассы.
6	Трубчатый цепной конвейер	Возможна горизонтальная (до 50 м), вертикальная (до 30 м) и комбинированная транспортировка. Возможность соединения длинных транспортировочных участков в одну транспортировочную систему. Произвольное количество зон загрузки/выгрузки.	Пыленепроницаем на всех участках	Мощность до 11 кВт	Срок службы тягового органа цепи в зависимости от интенсивности эксплуатации от года до нескольких лет
7	Трубчатые ленточные конвейеры	Предусматривает выполнение горизонтальных и вертикальных криволинейных изгибов по трассе, не требуя дополнительных свободных площадей и устройства перегрузочных станций	Защищает перемещаемый груз от ветра и от осадков, а также полностью предотвращает пыление	Производительность и размеры оборудования подбираются исходя из потребностей	Срок службы определяется характеристиками используемых материалов для транспортировки.

Кросс-медиа эффекты

Потребность в дополнительных объемах энергоресурсов при:

эксплуатации вентиляционных систем пылегазоулавливания;

Расход воды на увлажнение материалов. Дополнительные отходы в процессе обслуживания оборудования.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства в части предотвращения/сокращения эмиссий в окружающую среду. Экономия сырья – возврат уловленных частиц в технологический цикл производства.

5.1.3. Технические решения для предотвращения и/или снижения выбросов пыли

5.1.3.1. Циклоны

Описание

Оборудование для удаления пыли из технологического отходящего газа или потока отработанного газа, основанное на использовании центробежных сил.

Техническое описание

Циклоны предназначены для сухой очистки газов, выделяющихся при подготовительных, пирометаллургических процессах (предварительная обработка сырья, плавка/обжиг, агломерация и т. д.), а также для очистки аспирационного воздуха. Для удаления частиц из отходящего газового потока используется инерция. Принцип действия основан на создании центробежными силами двойной вихревой воронки внутри тела циклона. Входящий газ приводится в круговое движение вниз по циклону рядом с внутренней поверхностью трубки циклона. В нижней части газ поворачивается и вращается вверх по центру трубки и выходит из верхней части циклона. Частицы в потоке газа под действием центробежной силы вращающегося газа выталкиваются к стенкам циклона, но противопоставляются силе жидкостного сопротивления газа, проходящего через и из циклона. Крупные частицы достигают стенки циклона и собираются в нижнем бункере, тогда как мелкие частицы покидают циклон с выходящим газом и могут быть удалены другими методами очистки, такими как, рукавные фильтры, скрубберы.

Мокрые циклоны являются высокоэффективными устройствами, распыляющими воду в поток отходящего газа для увеличения веса твердых частиц и, следовательно, удаления более мелких частиц пыли.

Для очистки больших объемов пылегазовых потоков используют батарейные циклоны (мультициклоны), которые компонуют из большого количества циклонных элементов, объединенных общим пылевым бункером, и имеющих специальные устройства для закручивания газового потока. Подача газа для очистки происходит тангенциально или аксиально, после чего газ приводится во вращение лопастями. Правильное газораспределение между циклонными элементами мультициклона является очень важным фактором, так как при неравномерном газораспределении могут произойти реверс или засорение газа. Эффективность мультициклонов зависит от размера частиц и может достигать более 99 %.

Достигнутые экологические выгоды

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 вирируется в диапазоне 60 – 99 % в зависимости от размера частиц и конструкции циклона.

Рисунок 5.1. Конструкция циклона

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Степень улавливания пыли в значительной степени зависит от размера частиц, конструкции циклона и увеличивается по мере возрастания нагрузки загрязняющим веществом: для стандартных отдельных циклонов данная величина ориентировочно равна 70 – 90 % для общего количества взвешенных частиц, 30-90 %.

Основные условия эксплуатации циклонов:

необходимо следить, чтобы в конической части циклона не накапливалась пыль. Для ее сбора под циклоном предусмотрен специальный бункер;

подсос воздуха в нижней части циклона недопустим. Бункер для сбора пыли должен быть герметичным. Спуск пыли из бункера осуществляется через патрубок с двойным затвором-мигалкой, отрегулированной так, чтобы клапаны работали поочередно;

стандартные конструкции циклонов могут работать при температуре газа не выше 400 °С и давлении (разрежении) не более 2,5 кПа;

при работе на газе с высокой температурой циклоны внутри футеруют огнеупорными плитками, а выхлопную трубу выполняют из жаропрочной стали или керамики. При низкой наружной температуре минимальная температура стенки циклона должна превышать температуру точки росы не менее чем на 20 – 25 °С. Для обеспечения этого условия стенки циклонов в ряде случаев покрывают снаружи теплоизоляцией;

начальная концентрация для неслипающихся пылей в циклонах диаметром 800 мм и более допускается до 400 г/м³. Для слипающихся пылей и циклонов меньших размеров концентрация пыли должна быть в 2 - 4 раза ниже.

циклон должен работать с постоянной газовой нагрузкой. При значительных колебаниях расхода должны устанавливаться группы циклонов с возможностью отключения отдельных элементов;

рекомендуется установка циклонов перед вентиляторами, чтобы последние работали на очищенном газе и не подвергались абразивному износу.

Циклоны наиболее эффективны при высоких скоростях воздуха, малых диаметрах и большой длине цилиндра. Скорость воздуха в циклоне составляет от 10 м/с до 20 м/с, а средняя скорость – около 16 м/с. Колебания значения скорости (снижение скорости) приводят к резкому снижению эффективности очистки.

Эффективность улавливания может быть увеличена при увеличении:

размера частиц и/или плотности;

скорости во впускном канале;

длины корпуса циклона;

числа оборотов газа в циклоне;

отношения диаметра корпуса циклона к диаметру выходного отверстия;

гладкости внутренней стенки циклона.

Эффективность снижается при:

увеличении вязкости газа;

увеличении диаметра камеры циклона;

увеличении плотности газа;

увеличении размеров канала на входе газа;

утечке воздуха в выходное отверстие для пыли.

Требования к техническому обслуживанию циклонов невысоки, должен быть обеспечен легкий доступ для обследования циклона на предмет эрозии или коррозии. Перепад давления в циклоне регулярно контролируется, а система пылеулавливания проверяется на наличие засоров.

В таблице 5.2 представлены некоторые показатели очистки пылегазовых потоков с использованием циклонов, используемых на заводе УКМК ТОО "Казцинк".

Таблица 5.2. Эффективность очистки при использовании циклонов

№ п/п

Процесс/источник пыли

Применяемое оборудование

Кол-во, шт

Концентрация до очистки, г/Нм³

Концентрация после очистки, г/Нм³

Эффективность, %

1	2	3	4	5	6	7
1	Подготовка и транспортировка шихтовых материалов	ЦН- 15	6	1,29	0,36	70,4
2	Транспортировка и пересыпка оборотного агломерата	ЦН- 15	8	0,762	0,265	62,1
3	Очистка газов агломерационной машины	ЦН- 24	2	14,8	9,4	36
4	Очистка технологических газов шахтной печи	ЦН- 24	2	12,45	8,3	30,7
5	Очистка газов от электротермической печи	б/н	6	12,5	4,28	55,4

Мониторинг

Уровень производительности циклона может быть определен путем мониторинга концентрации твердых частиц в потоке входящего и выходящего газа, используя изокинетический зонд для отбора проб или измерительный прибор, на основе УФ, бета-лучей.

Кросс-медиа эффекты

Необходимость утилизации остатков пыли, если повторное использование/рециркуляция невозможны. Дополнительный расход энергии 0,25 – 1,5 кВт ч/1000 Нм³. Работа циклонов является источником шума, который необходимо устранять, путем ограждения оборудования.

Технические соображения, касающиеся применимости

Циклоны используются для удаления твердых частиц, размером PM₁₀. Для удаления частиц меньшего размера (РМ_2,5) применяются высокоэффективные мультициклоны.

В большинстве случаев циклоны применяются в качестве предварительных очистителей для более эффективных систем, таких как рукавные фильтры (см. раздел 5.1.3.2) и электрофильтры (см. раздел 5.1.3.3), ввиду низких показателей эффективности, которые как правило, не отвечают нормам загрязнения воздуха. Широко используются после операций дробления, измельчения, а также после процессов распылительной сушки, при предварительной подготовке сырья.

Преимущества использования:

рекуперация сырья (возврат уловленных частиц пыли в технологический процесс);

отсутствие движущихся частей, следовательно, низкие требования к техническому обслуживанию;

низкие эксплуатационные расходы;

низкие инвестиционные затраты;

сухой сбор и удаление, за исключением использования мокрых циклонов;

относительно небольшие требования к площадке размещения.

Применимость может быть ограничена:

относительно низкой эффективностью очистки для мелкодисперсных частиц;

относительно высокого перепада давления;

наличием в составе очищаемых газов липких или клейких материалов;

шумностью работы оборудования.

Экономика

Как правило, одиночные конструкции, применяющиеся для очистки отходящих газов с низкой концентрацией твердых частиц, будут дороже (на единицу расхода и на количество очищенного загрязняющего вещества), чем большая установка, для очистки потока отработанного газа с высокой концентрацией.

Так, для одиночного циклона с пропускной способностью 1800 – 43000 Нм³/ч и остаточной запыленностью между 2,3 и 230 г/Нм³, эффективность улавливания составляет 90 %. Для мультициклона с пропускной способностью в пределах от 36000 Нм³/ч и 180000 Нм³/ч показатели остаточной запыленности и эффективности аналогичны показателям одиночного циклона.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов твердых частиц с возможностью регенерации (повторное использование в качестве сырья) является основной движущей силой внедрения этой технологии.

5.1.3.2. Рукавные фильтры

Описание

Очистка отходящих газов от пыли путем пропуска через плотно сплетенную или войлочную ткань, в результате чего твердые частицы собираются на ткани путем просеивания или другими способами [12].

Техническое описание

Использование рукавных фильтров в металлургическом производстве обусловлено их высокой эффективностью очистки от пыли и содержащихся в ней металлах, образующейся на различных этапах производственного цикла (подготовка сырья, плавка, обработка продуктов плавки). Рукавные фильтры изготавливаются из пористой тканой или войлочной ткани, через которую пропускаются газы для удаления частиц. Использование рукавного фильтра требует выбора ткани, подходящей для характеристик отходящего газа и максимальной рабочей температуры. Установка дополнительного оборудования перед рукавными фильтрами, такого как осадочные и холодильные камеры, котлы-утилизаторы, уменьшает вероятность возникновения пожаров, кондиционирования частиц и восстановления тепла отходящего газа перед удалением пыли.

Обычно рукавные фильтры классифицируются в соответствии с методом очистки фильтрующего материала. Необходимо регулярно удалять пыль из ткани для поддержания эффективности экстракции.

Наиболее распространенные методы очистки: обратный воздушный поток, механическое встряхивание, вибрация, пульсация воздуха под низким давлением и пульсация сжатого воздуха. Акустические ковши также используются для очистки фильтрующих рукавов. Стандартные механизмы очистки не обеспечивают возвращение рукава в первоначальное состояние, так как частицы, осевшие в глубине ткани, уменьшают размер пор между волокнами, хотя это обеспечивает высокую эффективность очистки субмикронных паров.

Эффективность очистки в рукавных фильтрах в основном зависит от свойств фильтровальной ткани, из которой изготавливаются рукава аппарата, а также от того, в какой мере эти свойства соответствуют свойствам очищаемой среды и взвешенных в ней частиц. При выборе ткани необходимо учитывать состав газов, природу и размер частиц пыли, способ очистки, требуемую эффективность и экономические показатели. Также учитывается температура газа, способ охлаждения газа, если таковой имеется, образующийся водяной пар и точка кипения кислоты. В таблице 5.3 представлены типы тканей, широко используемых при очистке.

Таблица 5.3. Распространенные ткани, используемые в рукавных фильтрах

№ п/п	Исходный полимер или сырье	Название волокна	Плотность, кг/м³	Термостойкость, °С		Химическая стойкость в различных средах		Стойкость в средах		Горючесть	Прочность на разрыв, МПа	Разрывное удлинение, %	Стойкость к истиранию	Влагоемкость, %, при 20 °С
№ п/п	Исходный полимер или сырье	Название волокна	Плотность, кг/м³	при длительном воздействии	при кратковременном воздействии	кислоты	щелочи	окисляющие агенты	растворители	Горючесть	Прочность на разрыв, МПа	Разрывное удлинение, %	Стойкость к истиранию	при f= 65 %	при f = 90 – 95 %
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
1	Целлюлоза	Хлопок	1520	65 - 85	90 - 95	ОП	X	У	ОХ	Да	360 - 530	7 - 8	У	7 - 8,5	24 - 27
2	Протеины	Шерсть	1320	95 - 100	120	У	ОП	У	X	Да	130 - 200	30 - 40	У	13 - 15	21,9
3	Полиамид	Капрон	1140	80 - 90	120	ОП	ох	У	X	Да	450 - 600	18 - 32	ОХ	3,5 - 4,5	7 - 8,5
4	Полиамид	Номекс	1380	220	260	У	ох	X	X	Нет	400 - 800	14 - 17	ОХ	-	-
5	Полиэфир	Лавсан	1380	130	160	X	У-П	X	X	Да	450 - 700	15 - 25	ОХ	0,4	0,5
6	Полиакрилонетрил	Нитрон	1170	120	150	X-У	У	X	-	Да	300 - 470	15 - 17	У	0,9 - 2	4,5 - 5
7	Полиолефин	Полипропилен	920	85 - 95	120	ОХ	ОХ	X	X	Да	440 - 860	22 - 25	ОХ	0	0
8	Поливинилхлорид	Хлорин, ацетохлорин, ПВХ	1380 – 1470	65 - 70	80 - 90	ОХ	ОХ	ОХ	У-X	Нет	180 - 230	15 - 30	ОП-П	0,17 - 0,3	0,7 - 0,9
9	Политетрафаторэтилен	Фторопласт, олифен	2300	220	270	ОХ	ОХ	ОХ	ОХ	Нет	350 - 400	50	У-П	0	0
1000	Полиоксидиазол	Оксалон	-	250	270	X		-	-	-	-	-	X	-	-
11	Алюмооборосиликатное стекло	Стеклянное волокно	2540	240	315	X	У-П	ОХ	ОХ	Нет	1600 - 3000	3 - 4	ОП	0,3	-
12		Керамическое волокно	-	760	1204	OX	Х	ОХ	ОХ	Нет	-	-	-	-	-
	ОХ - очень хорошая; X - хорошая; У - удовлетворительная; П - плохая; ОП- очень плохая.

Существует несколько различных конструкций рукавных фильтров, в которых используются различные виды фильтрующих материалов. Использование технологий мембранной фильтрации (поверхностная фильтрация) приводит к дополнительному увеличению срока службы, увеличению пределов температуры (до 260 °C) и относительно низким затратам на техническое обслуживание. Мембранные фильтрующие рукава состоят из ультратонкой мембраны из расширенного ПТФЭ, встроенной в материал основы. Частицы в потоке отходящего газа улавливаются на поверхности рукава. Вместо формирования осадка на внутренней части или проникновения в ткань рукава частицы отталкиваются от мембраны, образуя тем самым меньший по объему осадок.

Синтетические фильтрующие ткани, такие как тефлон/стекловолокно, позволяют использовать рукавные фильтры в широком спектре процессов, обеспечивая длительный срок службы. Эффективность современных фильтрующих материалов при высоких температурах или в условиях абразивности достаточно высока, и производители тканей могут оказать помощь в определении материала для конкретного применения. При использовании подходящей конструкции для соответствующего типа пыли в особых случаях может быть обеспечен очень низкий уровень выбросов пыли. Более высокая надежность и более длительный срок службы компенсируют расходы на современные рукавные фильтры. Достижение низких уровней выбросов пыли имеет важное значение, поскольку пыль может содержать значительные уровни металлов. Чтобы предотвратить утечку неочищенных газов в атмосферу, необходимо учитывать влияние деформации распределительных коллекторов и надлежащую герметизацию рукавов.

По причине возможного забивания фильтров в определенных условиях (например, в случае липкой пыли или при использовании в воздушных потоках при температуре конденсации) и чувствительности к огню, они подходят не для всех целей применения. Фильтры также могут использоваться вместе с существующими рукавными фильтрами и могут подвергаться модернизации. В частности, система уплотнения рукава может быть улучшена во время ежегодного технического обслуживания, а фильтрующие рукава могут быть заменены более современными материалами в соответствии со стандартными графиками замены, что также может снизить будущие затраты.

Самым распространенным типом используемых фильтров являются рукавные фильтры в виде мешков, при этом несколько отдельных фильтрующих элементов из ткани размещаются вместе в группе. Образующийся на фильтре пылевой кек может значительно повысить эффективность сбора. Рукавные фильтры также могут быть в виде листов или картриджей.

Фильтр состоит из нескольких секций, часть из которых работает в режиме фильтрации очищаемого газа, а часть – в режиме регенерации, т.е. удаления осевшей на рукавах пыли. В режиме очистки запыленный газ фильтруется через поры рукава, а пыль осаждается на его поверхности. Со временем гидравлическое сопротивление рукава с накопленным на нем слоем пыли увеличивается и эффективность осаждения возрастает. При этом пропускная способность фильтра по газу существенно снижается, и секцию отключают на регенерацию для удаления пыли механическим (встряхиванием, скручиванием) и (или) аэродинамическим (импульсной продувкой сжатым воздухом) способами. Поток газа, подлежащего обработке, может направляться либо изнутри рукава наружу, либо снаружи рукава вовнутрь.

На рисунке 5.2 представлена схема (принципы) очистки газа с использованием рукавного фильтра.

Рисунок 5.2. Принцип работы рукавного фильтра

В случае содержания в поступающих отработанных относительно крупных частиц, для снижения нагрузки на рукавный фильтр, особенно при высокой концентрации частиц на входе для дополнительной предварительной очистки могут использоваться механические коллекторы (циклоны, электростатические фильтры и др.).

Мониторинг

Для обеспечения правильной работы фильтра следует применять одну или несколько из следующих функций:

особое внимание уделяется выбору фильтрующего материала и надежности системы крепления и уплотнения. Проведение надлежащего технического обслуживания. Современные фильтрующие материалы, как правило, являются более прочными и имеют более длительный срок службы. В большинстве случаев дополнительные затраты на современные материалы компенсируются продолжительным сроком службы.

рабочая температура выше точки конденсации газа. Термостойкие рукава и крепления используются при более высоких рабочих температурах.

непрерывный контроль содержания пыли путем улавливания и использования оптических или трибоэлектрических устройств для обнаружения поломок фильтра. При необходимости устройство должно взаимодействовать с системой очистки фильтра для обнаружения отдельных секций, содержащих изношенные или поврежденные рукава.

использование газового охлаждения и искрового гашения, если это необходимо. Циклоны считаются подходящими устройствами для искрового гашения. Большинство современных фильтров расположено в нескольких отсеках, поэтому в случае необходимости поврежденные отсеки могут быть изолированы.

мониторинг температуры и искрообразования может применяться для обнаружения пожаров. На случай возникновении опасности воспламенения могут быть предусмотрены системы инертных газов или добавлены инертные материалы (например, гидроокись кальция) к отходящему газу. Чрезмерный перегрев ткани сверх расчетных пределов может вызвать токсичные газообразные выбросы.

необходимо отслеживать перепад давления для контроля механизма очистки.

Достигнутые экологические выгоды

Удаление твердых частиц размером до 2,5 мкм. Удаление определенных газообразных загрязняющих веществ возможно в случае сочетания их с системами, расположенными после пылеуловительной камеры с рукавными фильтрами и связанными с внесением дополнительных материалов, в том числе с адсорбцией и сухим вдуванием извести/бикарбоната натрия.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Производительность зависит от типа применимого оборудования для очистки и может находиться в пределах 99 – 99,9 %. Средняя скорость фильтрации находится между 0,5 и 2 м/мин. Помимо пыли рукавный фильтр удаляет вещества, адсорбированные на частицах пыли, такие как присутствующие металлы и диоксины.

Добавление рукавной камеры, расположенной после электростатического фильтра, позволяет достичь очень низкого уровня выброса твердых частиц.

Фильтры должны находиться под постоянным наблюдением, осуществляемым специальными устройствами.

Износ фильтрующих рукавов приводит к постепенному снижению производительности, которое поддается измерению. Повреждение или катастрофический отказ нескольких рукавов представляет угрозу при возникновении коррозии, фильтрации абразивного материала или возникновении опасности возгорания. Простые системы непрерывного мониторинга, такие как индикаторы падения давления или приборы контроля пыли, обеспечивают только приблизительную характеристику производительности. В таблице 5.4 приведено сравнение наиболее используемых параметров различных фильтров.

Таблица 5.4. Сравнение различных систем рукавных фильтров

№ п/п	Параметр	Ед. изм.	Фильтр с импульсной очисткой	Мембранный фильтр из стекловолокна	Фильтр из стекловолокна
1	2	3	4	5	6
1	Тип рукава	-	Полиэстер	Мембрана/ стекловолокно	Стекловолокно
2	Размер рукава	м	0,126 х 6	0,292 х 10	0,292 х 10
3	Площадь ткани на рукав	м²	2	9	9
4	Корпус	-	Да	Нет	Нет
5	Перепад давления	кПа	2	2	2,5
6	Отношение воздуха к ткани	м/ч	80 - 90	70 - 90	30 - 35
7	Интервал рабочей температуры	°C	250	280	280
8	Срок эксплуатации рукава	месяцев	До 30	72 - 120	72 - 120

При использовании рукавных фильтров отсутствует необходимость очистки шламов и сточных вод.

Кросс-медиа эффекты

Фильтровальную ткань, если ее регенерация невозможна, следует заменять через каждые 2 – 4 года (срок службы зависит от различных факторов), чтобы не допустить образования кека. Падение давления, которое следует компенсировать за счет подкачки, приводящей к дополнительному энергопотреблению. Поскольку рукавные 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.

При проведении технического обслуживания могут возникать дополнительные отходы.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае, в (типа и количества используемых фильтровальных рукавов). Стоимость фильтров зависит от эффективности работы оборудования (нагрузка на фильтр), используемых систем очистки (интегрированных или второстепенных), а также от показателя дифференциального давления самого фильтра. Снижение инвестиционных затрат возможно путем организации тесного взаимодействия вышеперечисленных факторов, а именно за счет наименьших значений дифференциального давления и минимальных для воздуха при очистке, а также максимально возможных отношений воздух: обшивка.

Экономически выгодно, но требует индивидуального подхода.

Апробировано, нашло применение в странах ОЭСР.

Движущая сила внедрения

Снижение выбросов в окружающую среду. Требования экологического законодательства. Экономия ресурсов.

5.1.3.3. Электрофильтры

Описание

Частицы, подлежащие удалению, заряжаются и разделяются под воздействием электрического поля. Эффективность очистки может зависеть от количества полей, времени пребывания и предшествующих устройств для удаления частиц. Электростатические фильтры могут быть сухого или мокрого типа в зависимости от метода, используемого для сбора пыли с электродов [13,14,15].

Техническое описание

Принцип работы электростатистического фильтра заключается в улавливании частиц в потоке поступающего отработанного газа посредством электрической силы на пластины коллектора. Уловленные частицы получают электрический заряд, когда они проходят через корону, где протекает поток газообразных ионов. Электроды в центре проточной полосы поддерживаются при высоком напряжении и создают электрическое поле, которое заставляет частицы двигаться к стенкам коллектора (см. рисунок 5.3).

При этом необходимо поддержание напряжения постоянного тока в диапазоне 20 – 100 кВт. Электрофильтры ионной абразивной обработки обычно работают в диапазоне 100 – 150 кВт для обеспечения высокой эффективности сепарации. Отличительной особенностью электрофильтров является способность работать при высокой температуре (горячие) и высокой влажности обеспыливаемых газов (мокрые). Количество образующейся пыли - так называемый вынос пыли (в процентах от массы перерабатываемой шихты) или переход металлов в пыль зависят от вида металлургического агрегата, физико-химической характеристики шихты (крупность, прочность, содержание легковозгоняемых металлов и соединений и прочее), интенсивности и характера пирометаллургического процесса и многих других факторов. Особенно интенсивно пыль образуется в технологических процессах, таких как обжиг и плавка концентратов, возгоночные процессы.

Рисунок 5.3. Принцип действия электрофильтра

Мониторинг

Необходимы своевременный контроль и техническое обслуживание. Производительность рукавного фильтра определяется на основании замера концентрации твердых частиц в потоке отходящего газа (до и после).

Достигнутые экологические выгоды

Снижение выбросов пыли в атмосферу (улавливание твердых частиц размером менее 1 мкм). Возможность рециркуляции (повторное использование уловленной пыли). Снижение нагрузки загрязняющих веществ, направляемых на следующие этапы очистки.

Таблица 5.5. Эффективность очистки и уровни выбросов, связанные с использованием электрофильтров

№ п/п	Загрязняющее вещество	Эффективность очистки, %		Примечание
		Сухой электрофильтр	Мокрый электрофильтр

1	2	3	4	5
1	Пыль (размер частиц не определен)	Н/Д	99 - 99,2
	Пыль, аэрозоли	Н/Д	97 - 99	Остаточные запыленность 5 – 20 мг/Нм³
	PM₁	>97	Н/Д
2	PM₂	>98	Н/Д
	PM₅	>99,9	Н/Д
3	PM₅	>99,9	Н/Д	Эффективность зависит от конкретной конфигурации установки и условий эксплуатации; указанные показатели основаны на среднечасовых значениях.
4	PM_2,5	Н/Д	97 – 99,2
5	PM₂	>98	Н/Д
6	PM₁	>97	Н/Д

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Производительность по улавливанию твердых частиц (с минимальным размером <1 мкм) от 99 до более чем 99,99 % в диапазоне от 0,01 до >100 мкм. Электрофильтр применяются для удаления не только пыли, но и веществ, которые адсорбируются на частицах пыли, такие, как диоксины и металлы. Потребление электрической энергии электрофильтров растет экспоненциально со снижением содержания пыли в очищенном газе. Для эффективной эксплуатации электрофильтра необходим контроль температуры и влажности очищаемого потока газа. Соблюдение оптимальных рекомендуемых условий работы и проведение своевременных сервисных работ позволяют увеличить срок эксплуатации электрофильтра. Например, остаточная концентрация пыли после электрофильтра BS- 780R LurgiBischoff (Германия) на входе в сернокислотную установку не более 0,02 г/м³.

Снижение затрат при модернизации возможно за счет усовершенствования существующих установок, без полной замены.

Кросс-медиа эффекты

Снижение энергоемкости при оптимальных режимах работы. Необходимость утилизации пыли, если она не может быть повторно использована, обусловлена наличием в пыли соединений тяжелых металлов и диоксинов (при сжигании вторичных энергоресурсов). Содержание этих веществ может быть основанием классификации уловленной пыли как опасного отхода.

Вероятность образования дополнительных отходов при сервисном обслуживании.

Технические соображения, касающиеся применимости

Основным недостатком электрофильтров является высокая чувствительность процесса электрической фильтрации газов к отклонениям от заданных параметров технологического режима, состава пыли, а также к незначительным механическим дефектам в активной зоне аппарата. Также следует учитывать, что при эксплуатации электрофильтров неизбежно возникновение искровых разрядов. В связи с этим электрофильтры не применяют, если очищаемый газ представляет собой взрывоопасную смесь или такая смесь может образоваться в ходе процесса в результате отклонения от нормального технологического режима.

Поэтому, несмотря на высокие показатели эффективности, применимость ограничивается риском возникновения пожаров и взрывов при увеличении концентрации окиси углерода.

Основными преимуществами использования электрофильтров являются:

высокая эффективность пылеулавливания (> 97 %) даже для мелких частиц (эффективность может быть повышена путем добавления полей или зон);

низкий перепад давления обуславливает низкую потребность в энергии, как правило, низкую (в некоторых в некоторых случаях требуется вентилятор с принудительной или нагнетательной тягой необходим для преодоления падения давления в системе перепада давления в системе);

подходят для широкого диапазона температур, давлений и потоков газа;

пыль может быть удалена сухим способом, что делает возможным повторное использование (для сухого электрофильтра);

частичное удаление кислотных паров (для мокрого электрофильтра);

мокрые электрофильтры могут удалять липкие частицы, туманы и взрывоопасную пыль;

при напряжении более 50 кВ эффективность очистки не зависит от времени пребывания, что позволяет создавать более компактные конструкции (для мокрого электрофильтра).

Недостатки использования электрофильтров:

менее подходит для процессов с изменяющимися газовыми потоками, температурами или концентрацией пыли (возможно использование автоматической регулировки, как компенсационных мер);

возможный повторный унос из-за высокой скорости газа, низких показателей очистки или плохого потока газа;

чувствительны к техническому обслуживанию и настройкам;

требуется относительно большое пространство для размещения;

необходимость в высококвалифицированном персонале;

специальные меры предосторожности для защиты персонала от высокого напряжения;

риск взрыва при использовании сухих электрофильтров;

мощность очистки зависит от удельного сопротивления частиц пыли (при использовании сухих электрофильтров);

сухие электрофильтры не рекомендуется использовать для удаления липких или влажных частиц;

коррозия вблизи верхней части проводов из-за утечки воздуха и конденсации кислоты (для мокрых электрофильтров);

высокая стоимость мокрых электрофильтров.

Экономика

Стоимость установки зависит от применяемого метода и оборудования в каждом конкретном случае определяется отдельно. Электрофильтры имеют достаточно низкие энергетические затраты на улавливание частиц, включающие потери энергии на преодоление газодинамического сопротивления аппарата, не превышающего 150 – 200 Па, и затраты энергии, обычно составляющие 0,1 – 0,5 кВтч на 1000 м³газа.

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 [16].

Экономически выгодно, но требует индивидуального подхода.

Апробировано, нашло применение в странах ОЭСР.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов твердых частиц с возможностью их повторного использования. Требования экологического законодательства.

5.1.3.4. Мокрый электрофильтр

Описание

Удаление пыли путем смыва ее с поверхности электродов орошающей жидкостью, в большинстве случаев используется вода. При необходимости охлаждения газа и доведения его температуры до точки росы перед мокрыми электрофильтрами ставят мокрые пылеуловители - скрубберы. Для удаления капель воды перед сбросом отходящего газа в атмосферный воздух устанавливаются специальные механизмы (брызго-, туманоуловители) [17].

Техническое описание

Мокрые электрофильтры обычно используются на стадии удаления остаточной пыли и капель после абсорбции. Принцип действия схож с принципами работы сухих электрофильтров. В этом случае собранная пыль удаляется с пластин коллекторов или труб с помощью жидкостной пленки, образовавшейся под действием циркуляционной воды и осажденного собранного кислотного тумана. В случае высокого содержания твердых веществ могут использоваться встроенные распылительные форсунки для непрерывного распыления воды в фильтр, тем самым предотвращая образование отложений шлама на коллекторных электродах. Распыление увеличивает жидкостную пленку на коллекторных электродах и уменьшает содержание в ней твердых веществ. В электрофильтрах мокрого типа, предназначенных для улавливания вместе с твердыми частицами мелких капелек тумана, уловленная пыль смывается с электродов водой и удаляется в виде суспензии (шлама). В таких аппаратах улавливается также пыль с высоким электрическим сопротивлением, плохо задерживаемая в электрофильтрах сухого типа. Газ предварительно увлажняют и охлаждают до температуры ниже точки росы. Кроме того, мокрые фильтры оснащены промывочными системами. Промывка осуществляется на периодической основе. Во время промывки подача высокого напряжения прерывается. Данные фильтры обладают преимуществом при удалении определенных видов пыли, оседающих на стандартных пластинах, или в случаях, когда другие компоненты газового потока препятствуют работе, например, в случае холодного влажного газа. В этом случае образуется жидкий сток, который требует дальнейшей обработки.

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. Как правило, величина эффективности находится в диапазоне от 98 – 99,9 %.

Кросс-медиа эффекты

Значительный расход электроэнергии. Требуется большой расход воды, возникают затруднения в поддержании чистоты электродов при образовании на них шламов, которые необходимо удалять частой промывкой при снятом напряжении, что способствует образованию сточных вод, которые требуют обработки для предотвращения попадания металлов и других веществ в воду. Очищенные газы содержат больше влаги, в результате этого в отходящих печных газах может наблюдаться шлейф.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимость может быть ограничена необходимостью охлаждения отходящих газовых потоков до температуры ближе или ниже точки росы. При очистке высокотемпературных потоков охлаждение их водой способствует снижению их объема.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае. Экономически выгодно, но требует индивидуального подхода. Апробировано, нашло применение в странах ОЭСР.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов пыли и других соединений. Экономия сырья при условии возврата пыли в процесс.

5.1.3.5. Мокрый скруббер

Описание

Удаление твердых загрязняющих веществ из технологического отходящего газа или потока отходящего газа путем переноса газов в подходящую жидкость, часто воду или водный раствор. Также применяется для удаления арсина и стибина из выбросов [18].

Техническое описание

Мокрая очистка от пыли подразумевает отделение пыли путем интенсивного смешивания поступающего газа с водой обычно в сочетании с удалением крупных частиц с помощью центробежной силы. Для этого газ вводится тангенциально (под углом сбоку). При соприкосновении частиц с каплями или другой поверхностью жидкости под действием одного или нескольких физических воздействий (инерционный удар, броуновская и турбулентная диффузия и др.) частицы смачиваются, в большинстве случаев тонут, в результате чего улавливаются. При мокром улавливании в основном газы очищают от крупных частиц (более 3 – 5 мкм). Для улавливания мелких частицы (возгоны) применение мокрых очистки менее эффективно, что объясняется наличием газового или воздушного слоя между частицей и мокрой поверхностью, при этом мелкие частицы (капельки), движущиеся вместе с газовым потоком и при встрече с жидкостью (с каплей или с другой мокрой поверхностью), не соприкасаются с ней, а огибают мокрую поверхность. Данный факт способствовал совершенствованию конструкций мокрого пылеуловителя. Благодаря этому были разработаны скоростные или турбулентные мокрые пылеуловители, в которых движущийся с большой скоростью газ дробит жидкость на мелкие капли. Частицы легче сталкиваются с мелкими каплями и достаточно полно улавливаются (даже возгоны).

Каскадные скрубберы или мокрые скрубберы Вентури часто используются для удаления пыли из отходящих газов, насыщенных СО, из герметичных электродуговых печей. Затем газ используется в качестве газа с высокой теплотворной способностью и выделяется после дополнительной обработки. Он также используется для очистки газов из спекательной машины со стальной лентой, когда пыль обладает высокой абразивностью, но легко поддается смачиванию. Без этого действия скруббера срок службы рукавного фильтра был бы очень ограничен, а быстрый износ ткани снижал бы производительность.

Скрубберы используются, когда природа пыли или температуры газа исключает применение других методов, или когда тип пыли подходит для удаления именно в скруббере. Использование скрубберов также целесообразно, когда газы необходимо удалять одновременно с пылью, либо, когда они составляют часть цепи методов борьбы с загрязнением, например, при удалении пыли перед попаданием материала на завод по производству серной кислоты. Для обеспечения увлажнения и улавливания частиц требуется достаточное количество энергии.

Удаленная твердая пыль после мокрой очистки собирается в нижней части скруббера. Помимо пыли, также смогут быть удалены неорганические вещества, такие как SO₂, NH₃, HCl, HF, летучие органические соединения и тяжелые металлы.

Для удаления арсина и стибина в основном используются следующие варианты мокрых скрубберов:

Трехступенчатый противоточный скруббер с KMnO₄ и 37 % H₂SO₄в качестве скрубберной жидкости;

Скруббер с поперечным потоком с конденсированной водой и H2SO4 в качестве скрубберной жидкости, за которым следует демистер.

Скрубберы также используются вместе с мокрыми электрофильтрами для охлаждения и очистки газов перед преобразованием на заводах серной кислоты или для поглощения кислотных газов.

Мониторинг

Мокрые скрубберы должны включать систему контроля перепада давления, скорости потока очищающей жидкости и (в случае удаления кислых газов) уровня pH. Очищенные газы должны попадать из скруббера во влагоотделитель.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов пыли.

Эффективность методов мокрой очистки пыли сильно зависит от размера твердых частиц и собираемых аэрозолей.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Производительность очистки отходящих газов от твердых частиц зависит от типа оборудования и находится в пределах 50 – 99 %. Мокрая очистка (абсорбция) от пыли может сочетаться с последующей обработкой путем фильтрации (например, электрофильтры, рукавные фильтры) или электростатического осаждения. Эффективность очистки при этом находится в диапазоне от 90 до более чем 99 %.

Кросс-медиа эффекты

Возможно ухудшение условий рассеяния в атмосфере влажных очищенных газов (может потребоваться дополнительная очистка). Большие затраты энергии (особенно для турбулентных пылеуловителей).

Потребление воды в значительной степени зависит от входящей и выходящей концентрации газообразных соединений. Потери на испарение в основном определяются температурой и влажностью входящего газового потока. Выходящий газовый поток в большинстве случаев полностью насыщен водяным паром. Обычно необходима очистка рециркулирующей жидкости в зависимости от ее разложения и потерь на испарение.

В результате абсорбции образуется отработанная жидкость (в виде стоков и шлама), которая обычно требует дальнейшей обработки или утилизации (особенно при содержании агрессивных компонентов), если она не может быть использована повторно. Проблема, возникающая при использовании этого метода, заключается в эрозии, которая может возникнуть из-за высокой скорости в канале. Это обуславливает необходимость применения антикоррозионных и в ряде случаев дорогостоящих и дефицитных конструктивных материалов.

Технические соображения, касающиеся применимости

Как правило, не существует технических ограничений для применения этой техники. Использование абсорбции зависит от наличия подходящей абсорбента.

Экономика

Движущая сила внедрения

Снижение выбросов в атмосферный воздух. Экологическое законодательство. Экономические выгоды.

5.1.3.6. Керамические и металлические сетчатые фильтры

Описание

Работа керамических фильтров с низкой плотностью аналогична работе рукавных фильтров в плане принципов эксплуатации, общей схемы расположения и операций очистки. Вместо тканевых мешков и металлических опор используются жесткие элементы, напоминающие свечные фильтры [19].

Техническое описание

Можно привести несколько примеров использования этих фильтров в отрасли с достижением высокой эффективности удаления пыли, удаляются мелкие частицы, включая PM₁₀.

Эти фильтры имеют высокую степень термического сопротивления, и зачастую верхний предел рабочей температуры определяется на основании ограничений корпуса. Расширение опорной системы при повышении температуры также является важным фактором, так как высокая температура может оказать воздействие на уплотнение фильтрующих элементов в корпусе, что приведет к утечке из потока загрязненного газа в поток чистого газа. Системы обнаружения ошибок в режиме реального времени используются таким же образом, как и в рукавных фильтрах. Керамические и сетчатые фильтры не обладают гибкостью, как рукавные фильтры. При очистке воздушным импульсом мелкая пыль не будет удаляться так же эффективно, как при использовании рукавного фильтра, что приведет к накоплению мелких частиц в фильтре и, следовательно, к уменьшению емкости фильтра. Этот эффект скорее всего возникнет при удалении очень мелкой пыли,

Керамические фильтры изготавливаются из алюмосиликатов и могут быть предварительно покрыты различными материалами для повышения стойкости к химикатам или кислотам, или для удаления других загрязняющих веществ. Новые элементы фильтра относительно просты в обращении, однако они становятся хрупкими после воздействия тепла, поэтому существует риск их повреждения во время технического обслуживания или при неосторожных действиях во время их очистки,

Присутствие липкой пыли или смолы представляет собой потенциальную проблему, так как их может быть трудно, очистить от элемента во время обычного цикла очистки, что может привести к значительному падению давления. Поэтому влияние температуры на собираемый материал является важным фактором при проектировании установки. При использовании подходящей конструкции для соответствующего типа пыли достигается очень низкий уровень выбросов пыли. Достижение низких уровней выбросов пыли имеет важное значение, поскольку пыль содержит значительные уровни металлов,

Также сообщалось об аналогичных показателях производительности при использовании модифицированного металлического сетчатого фильтра при высоких температурах. Эта разработка позволяет быстро установить слой пылевого осадка после очистки, пока зона находится в автономном режиме,

Правильно спроектированные, сконструированные и подобранные по размеру для конкретного применения фильтры выполняют следующие функции.

Системы размещения, монтажа и уплотнения подходят для определенного использования, являются надежными и термостойкими.

Непрерывный контроль пыли путем ее улавливания и использования оптических или трибоэлектрических устройств для обнаружения поломок фильтра. При необходимости устройство должно взаимодействовать с системой очистки фильтра для идентификации отдельных секций, содержащих изношенные или поврежденные элементы.

Кондиционирование газа, если это необходимо.

Использование перепада давления для контроля и управления механизмом очистки.

По причине возможного забивания фильтров в определенных условиях (например, в случае липкой пыли или при использовании в воздушных потоках при температуре конденсации), они подходят не для всех целей применения. Фильтры также могут использоваться вместе с существующими керамическими фильтрами и могут подвергаться модернизации. В частности, система уплотнения может быть улучшена во время текущего технического обслуживания.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов пыли и металлов.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Зависят от конкретного объекта.

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

Общеприменимо.

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна, но процессы работают экономично.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов пыли. Экономия сырья при условии возврата пыли в процесс.

5.2. Гидрометаллургическое производство цинка

5.2.1. Производство жидкого диоксида серы из отходящих газов с высоким содержанием SO₂

Описание

Диоксид серы абсорбируется в холодной воде, после чего следуют вакуумная очистка и извлечение жидкого диоксида серы.

Техническое описание

Указанные процессы используются в сочетании с сернокислотной установкой для извлечения нерастворенного диоксида серы. Потенциал для производства жидкого диоксида серы обусловлен существованием местного рынка. Процесс производства жидкого диоксида серы показан на рисунке 5.4. Жидкий диоксид серы также вырабатывается во время криогенного процесса [20].

Рисунок 5.4. Процесс производства жидкого диоксида серы

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов SO₂b атмосферу.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Обеспечение поставок диоксида серы, который может использоваться для поддержания равномерной концентрации на входе в сернокислотную установку. Среднегодовые выбросы диоксида серы показаны в таблице 5.6.

Таблица 5.6. Среднегодовые выбросы двуокиси серы на заводе Boliden

№ п/п

Год

Концентрация хвостового газа (мг/Нм³)

1	2	3
1	2006	213
2	2007	155
3	2008	153
4	2009	124

Технические соображения, касающиеся применимости

Данный метод может применяться на установках при условии существования местного рынка жидкого диоксида серы.

Экономика

Рассчитывается согласно проектно-сметной документации. Экономически выгодно, но требует индивидуального подхода.

Движущая сила для осуществления

Производство диоксида серы для продажи.

5.2.2. Использование десульфуризации дымовых газов для 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 [21].

Техническое описание

Одним из наиболее распространенных методов десульфуризации дымовых газов является вдувание извести.

По имеющейся информации в некоторых случаях (например, в вельц-печах или печах ISF с использованием вельц-оксидов) применяется другая система десульфуризации дымовых газов, 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 десульфуризационной 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 десульфуризации 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.

Система десульфуризации дымовых газов известью или карбонатами кальция применима для всех процессов, в которых содержание SO₂на входе процесса десульфуризации составляет 2 – 15 г/м₃(примерно 0,05 – 0,5 %) при условии, что существует рынок для производимого гипса.

В случае наличия примесей или загрязнений, не позволяющих применять образующийся гипс в строительстве, возникает необходимость захоронения больших объемов пыли, содержащей карбонат и сульфат кальция. Условия захоронения будут зависеть от загрязняющих примесей.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов SO₂.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Эффективность удаления SO₂ колеблется 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 на 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 %.

Кросс-медиа эффекты

Дополнительные затраты энергоресурсов, а также сырья (карбоната кальция).

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо к новым установкам.

Имеются ограничения применимости в части образования большого потока отходов, подлежащих захоронению, а также для существующих установок – в части недостатка пространства для установки крупногабаритного оборудования и масштабной реконструкции действующей системы пылеулавливания и невозможности переработки пыли, загрязненной примесями.

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна. Апробировано, нашло применение в странах ОЭСР.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов SO₂.

Техническое описание

Для минимизации атмосферных выбросов SO₂ как 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 рекуперацией 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, которые используются 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.

Отходящие газы из плавильной печи после конвертирования содержат SO₂в концентрации от 5 % до 12 %. Они очищаются и смешиваются с концентрированным газом абсорбционно-десорбционной установкой 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

Экономически выгодно, но требует индивидуального подхода. Апробировано, нашло применение в странах ОЭСР.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства. Снижение выбросов SO_2.

5.2.4. Техники для предотвращения выбросов ртути

Описание

Совокупность методов сокращения выбросов ртути в атмосферу.

Техническое описание

Ртуть обладает летучестью при температурах, встречающихся в большинстве процессов устранения загрязнения, и, следовательно, для ее удаления может потребоваться применение других методов.

В случае удаления ртути до использования сернокислотной установки в производимой кислоте будут присутствовать остатки ртути; как правило, в соответствии со спецификацией, содержание вещества составляет от <0,1 част/млн. до 0,5 част/млн. и эквивалентно ~ 0,02 мг/Нм³в очищенном газе. Сообщается, что данный показатель достигается во всех перечисленных ниже процессах.

Процесс Boliden-Norzink: этот процесс осуществляется в мокром скруббере на основе реакции между хлоридом ртути и ртутью, в результате которой образуется хлорид ртути (каломель), который выпадает в осадок из очищающей жидкости. Процесс выполняется после завершения этапа промывки и охлаждения на кислотной установке, поэтому газ не содержит пыли и SO₃, а температура составляет около 30 °C. Газ промывается в башне с уплотненным слоем с помощью раствора HgCl₂, который вступает в реакцию с металлической ртутью в газе, что приводит к ее осаждению в виде каломеля (Hg₂Cl₂). Каломель извлекается из циркулирующего очищающего раствора и частично подвергается регенерации под действием газообразного хлора до образования HgCl₂, который затем возвращается на стадию промывки. Полученный ртутный продукт либо используется для производства ртути, либо хранится на складе. Хлорид ртути представляет собой очень токсичное соединение ртути, поэтому данный процесс следует выполнять с большой осторожностью.

Процесс Bolchem: данный процесс реализуется в установке для производства кислоты, как и процесс Boliden-Norzink, но для извлечения используется 99 % серная кислота. Кислота поступает из абсорбционной секции кислотной 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 отфильтровывания сульфида ртути кислота возвращается на стадию абсорбции. Таким образом, кислота в данном процессе не расходуется.

Процесс Outotec: в этом процессе ртуть удаляется перед выполнением промывки на сернокислотной установке. Газ при температуре около 350 °С проходит через колонну с уплотненным слоем, где он промывается в противоточном режиме 90 %-ной серной кислотой при температуре около 190 °C. Кислота образуется на месте из SO₃, содержащегося в газе. Ртуть осаждается в виде соединения хлорида селена. Ртутный шлам извлекается из охлажденной кислоты, отфильтровывается, промывается и направляется в производство металлической ртути. Затем часть кислоты возвращается в скруббер. В качестве альтернативы извлечение ртути из газов осуществляется путем промывки раствором, содержащим ионы селена, после чего производится металлический селен вместе с селенидом ртути.

Процесс с использованием тиоцианата натрия: данный процесс применяется в печах для обжига цинка. Газообразный SO₂промывается раствором тиоцианата натрия и ртуть извлекается в виде сульфида. Тиоцианат натрия подвергается регенерации с помощью реакции, формула которой приведена ниже:

3Hg + 8SCN- + 4H + + SO₂=>2(Hg(SCN)₄)²^- + HgS + 2H₂O

Фильтр с активированным углем (процесс Lurgi): в данном процессе для удаления паров ртути из газового потока используется адсорбционный фильтр с активированным углем.

Наибольшее распространение получили описанные выше методы Boliden-Norzink и Outotec, но сообщается и об использовании других процессов.

Селеновый скруббер: данный метод также предполагает использование мокрого скруббера, в котором происходит реакция между аморфным селеном в серной кислоте и ртутью для удаления паров ртути высоких концентраций.

Селеновый фильтр: процесс очистки с помощью сухого скруббера, в котором аморфный селен вступает в реакцию с ртутью для образования селенида ртути.

Процесс с использованием сульфида свинца: процесс очистки с помощью сухого скруббера с использованием сульфидных конкреций свинца для удаления ртути из газового потока.

Процесс Tinfos/Miltec: процесс очистки ртути, основанный на окислении ртути в отходящих газах с помощью гипохлорита натрия. После окисления в промывной колонне ртуть осаждается в виде сульфида ртути (HgS) за счет добавления двунатриевого сульфида. Сульфид ртути удаляют из процесса с помощью фильтра-пресса. Шлам, содержащий ртуть, подвергается обработке как опасный вид отходов и утилизируется на закрытом полигоне для захоронения отходов. Выбросы ртути сокращаются примерно на 94 %.

Процесс Lurgi, применяемый для очистки от ртути: установка Lurgi для удаления ртути состоит из электростатического фильтра, используемого для удаления остаточной пыли и смол, нагревателя газа, абсорбера с уплотненным слоем, вентиляторно-демпферной системы для контроля потока газа, проходящего через установку, и оборудования для комплексного анализа газа на основе продувки азотом для поддержания низких концентраций кислорода в газе. Нагреватель необходим для нагрева газов до оптимальной температуры 60 – 85 °C; более низкие температуры газа приводят к снижению скорости реакции и конденсации влаги в уплотненном слое, а более высокие температуры могут вызвать вымывание серы из абсорбента. В 2001 году компания Eramet запустила в эксплуатацию установку для удаления ртути и сообщает, что с тех пор она работает без каких-либо перебоев. Объем газового потока, проходящего через установку, составляет около 15000 Нм³/ч. Эффективность поглощения ртути составляет 98 %. После ввода в эксплуатацию установка улавливает 94 % всей ртути из неочищенных газов. Замена абсорбера осуществляется примерно один раз в восемь месяцев и утилизируется безопасным способом. Сообщается только о следах содержания ртути в воде из скруббера.

Процесс Boliden Contech: в уплотненном слое используются шарики, покрытые селеном. Данный метод эффективен, но опыт применения ограничен производством ферросплавов в скандинавских странах

Процесс Dowa: ртуть адсорбируется на пемзу, покрытую сульфидом свинца.

Существует два других процесса снижения содержания ртути в серной кислоте, получаемой при производстве цветных металлов, но они применяются в основном из-за необходимости в повышении качества кислоты, а не в связи с воздействием на окружающую среду.

Ионообменный процесс Superlig: в данном процессе для удаления ртути из произведенной кислоты используется ионный обмен, что позволяет достигать значений концентрации ртути <0,5 част/млн [22].

Добавление йодида калия в кислоту: его концентрация при температуре около 0 °C должна быть не менее 93 %. В результате реакции осаждается йодид ртути HgI₂.

Если в процессе производства цветного металла не используется сернокислотная установка, для снижения выбросов обычно используются такие методы, как выбор сырья, впрыск активированного угля и/или других адсорбентов перед попаданием потока в рукавный фильтр. Содержание ртути в исходном материале, а также технологические циклы могут быть причиной более высокой или низкой концентрации ртути в выбросах.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов Hg в атмосферу.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Цель применения систем удаления ртути до подачи потока газов на сернокислотную установку заключается в снижении содержания ртути в отходящих газах для обеспечения производства серной кислоты хорошего качества. Однако системы удаления ртути (Hg) также могут применяться для сокращения выбросов ртути перед выбросом газов через выхлопную трубу.

В соответствии со спецификацией содержание ртути в серной кислоте, как правило, составляет от <0,1 част/млн до 0,5 част/млн и <0,02 мг/Нм³в очищенном газе. Цель данного метода заключается в сокращении выбросов и извлечении ртути, а также в производстве серной кислоты, не содержащей ртути.

В таблице 5.7 приведены методы удаления ртути, применяемые на установках по обработке меди, свинца и цинка Boliden Ronnskar, а также их производственные характеристики.

Таблица 5.7. Производственные характеристики методов по удалению ртути, применяемых на заводе Boliden Ronnskar

№ п/п	Метод	Поток (Нм³/ч)	Загрузка	До очистки (мкг/Нм³)	После очистки (мкг/Нм³)	Эффективность очистки, %
1	2	3	4	5	6	7
	Процесс с добавлением хлорида/BolidenNorzink	30 000	Максимальная	9879	30	99,7
1	Процесс с добавлением хлорида/BolidenNorzink	30 000	Минимальная	51	13	74
2	Фильтр Dowa	170 000	Максимальная	50	1,4	97
	Фильтр Dowa	170 000	Минимальная	10,5	1,2	88
	Селеновый фильтр	80 000	Максимальная	1008	48	95
3	Селеновый фильтр	80 000	Минимальная	42	12	71
4	Фильтр с активированным углем	80 000	Максимальная	1206	32	97
	Фильтр с активированным углем	80 000	Минимальная	37,2	2,7	93

Выбросы ртути, образующиеся на указанных установках по производству цветных металлов, находятся в диапазоне от 0,02 мг/Нм³до 0,05 мг/Нм³. На рисунке 5.5 показан обзор эффективности применяемых методов сокращения выбросов ртути в атмосферу.

Рисунок 5.5. Выбросы ртути в атмосферу в результате различных процессов производства цветных металлов

Все операции со ртутьсодержащими отходами необходимо проводить в соответствии с действующими на территории Республики Казахстан нормативно-правовыми актами/стандартами.

Кросс-медиа эффекты

Повышенное использование энергии. Образование твердых или жидких отходов, требующих утилизации.

Технические соображения относительно применимости

Данный метод применяется в пирометаллургических процессах с использованием ртутьсодержащего сырья.

Экономика

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов.

Описание

Совокупность методов предотвращения неорганизованных выбросов в процессе производства металлов.

Техническое описание

Эти методы основаны на профессиональном проектировании и техническом обслуживании систем сбора, а также непрерывном мониторинге выбросов в канале очищенного газа.

Приведены следующие методы:

Герметизация печи (или использование герметичных печей) в сочетании с методами контроля процессов — это метод, который следует применять, если это возможно, для предотвращения или сдерживания выбросов от технологических установок. К примерам можно отнести герметичные плавильные печи, герметичные электродуговые печи и герметичную точечную ячейку для подачи материала для производства первичного алюминия. Герметизация печи также зависит от скорости извлечения газа для предотвращения повышения давления в печи [23].

При отсутствии герметичных печей, например, при модернизации существующей открытой печи, можно использовать максимально возможное уплотнение для сдерживания печных газов. В качестве примера можно привести использование "четвертого отверстия" в крыше электродуговой печи для максимально эффективного извлечения технологических газов - см. рисунок 5.6.

Рисунок 5.6. Сбор паров из четвертого отверстия

Использование герметичных систем загрузки в печах для предотвращения неорганизованных выбросов во время открытия печи, например, использование загрузочных ковшей, плотно прикрепленных к загрузочной дверце печи, и систем загрузки через вытяжной шкаф. Эти методы могут применяться ко всем новым и существующим процессам, включая, в частности, прерывистые процессы.

Техническое обслуживание коллекторного колпака, воздуховодов, фильтрующей системы и вентилятора является крайне необходимым для поддержания заданной скорости сбора или экстракции. Также необходимо использовать систему заслонок и альтернативных точек экстракции для обеспечения прямого всасывания газа в точки выпуска. В качестве примера можно привести случай, когда печь наклоняется для отвода шлака или металла, а четвертая точка отбора не соединена с воздуховодом. Заслонки также следует использовать для прямого всасывания газа в точку выпуска. Предпочтительным вариантом является автоматическое переключение заслонок.

Необходимо проводить регулярный осмотр и профилактическое обслуживание для предотвращения возникновения физического повреждения от столкновения или истирания, образования осадка в воздуховоде и на лопастях вентилятора. Этот метод применяется ко всем новым и существующим процессам.

Важной установленной практикой обеспечения надлежащего отбора газов является использование автоматических средств контроля заслонок, что обеспечивает направление усилий по отбору на источник паров, не используя при этом слишком много энергии. Средства контроля позволяют автоматически изменять точку отбора на разных этапах процесса. Например, закладка и выпуск материала из печей обычно происходят в разное время, поэтому точки закладки и выпуска материала могут быть сконструированы таким образом, чтобы они располагались близко друг к другу, чтобы требовалась только одна точка отбора. Точка отбора также предназначена для обеспечения легкого доступа к печи и хорошей скорости экстракции. Конструкция вытяжной системы должна быть надежной, при этом необходимо проводить регулярное техническое обслуживание. Этот принцип легко применяется к короткой вращающейся печи.

В качестве примера можно привести адаптацию короткой вращающейся печи. Загрузочная дверца и летки находятся на одном конце печи. Дымоотводящий колпак обеспечивает полный доступ для шлаков сквозного ковша и загрузочного конвейера.

Он также обладает достаточно прочной конструкцией, выдерживающей незначительные воздействия во время использования.

Рисунок 5.7. Система загрузки и выпуска

Принцип направления усилий по отбору газов на переменном источнике паров также может быть соблюден путем автоматического управления заслонками для извлечения основного источника паров во время рабочего цикла, например, во время загрузки или выпуска материала. Конструкция короткой вращающейся печи и вращающегося конвертера с верхним дутьем (ВКВД) также может быть полностью закрытой.

Использование КГД и индикаторов для моделирования потока печных газов. Система улавливания дыма была усовершенствована путем применения моделирования КГД к печным газам для обеспечения оптимального сбора дыма. Результатом этой работы по оценке движения потоков дыма стало использование управляемых заслонок для достижения максимальной производительности. Значительный прогресс также был достигнут путем изменения схемы загрузки сырья в электрическую восстановительную печь, предполагающую подачу небольшого количества шихты на регулярной основе вместо одновременной загрузки всей партии. Основным эффектом были сокращение колебаний, вызывающих неорганизованные выбросы, и предотвращение переохлаждения печи; результаты по уменьшению выбросов ПХДД/Ф в этом случае были значительными.

Использование дополнительных вытяжек для сбора газа. Если неорганизованные выбросы не могут быть предотвращены или сокращены до приемлемого уровня, могут использоваться вторичные системы сбора дыма. Некоторые печи могут быть оснащены дополнительными вытяжками для сбора неорганизованных выбросов во время загрузки и выпуска. Всасывающий вентилятор устанавливается непосредственно у источника паров, чтобы оптимизировать уменьшение неорганизованных выбросов. Допускается использование интеллектуальной системы для автоматического управления вентиляторами на этапах процесса, при которых вырабатываются пары. В качестве альтернативы воздух может выводиться через вентилятор, установленный на крыше, но при этом необходимо обрабатывать большой объем воздуха, который не может эффективно очищаться с помощью рукавного фильтра. К другим недостаткам относятся: высокое потребление энергии, высокие инвестиции и большие объемы отходов (используемые фильтрующие материалы). Вторичные системы сбора дымов предназначены для конкретных случаев. Потребление энергии может быть сведено к минимуму путем автоматического контроля точки отбора с помощью заслонок и управления вентилятором, поэтому системы используются по мере необходимости, например, во время загрузки или установки конвертера.

Ниже приведены некоторые примеры вторичного сбора газа.

В процессе, показанном на рисунке 5.8, скорость воздушного потока контролируется с помощью замкнутой системы управления за счет регулирования заслонок. Вентиляторы, оснащенные регуляторами скорости, используются для минимизации потребления энергии; 875000 Нм³/ч вторичных газов улавливаются и очищаются с помощью рукавных фильтров. При этом количество потребляемой электроэнергии составляет 13,6 ГВт-ч/год, а объем пыли, улавливаемой за час, составляет 700 кг.

Рисунок 5.8. Схема системы вторичного сбора паров для первичного процесса обработки меди

Сбор газов из конвертера периодического действия может быть затруднен, поскольку передача ковша мешает работе улавливающих колпаков. Некоторые установки собирают все пары с контура крыши, но при этом затраты энергии увеличиваются. В другой установке используется система из трех вытяжек в дополнение к основной вытяжке. Эти вытяжки можно подключать либо к установке серной кислоты (вытяжка 1), либо к системе вторичной очистки (вытяжки 2 и 3). Во время операций наполнения и заливки отдельные вытяжки приводятся в действие от мотора и устанавливаются в положения, обеспечивающие оптимальную эффективность сбора. Система вторичного сбора газа показана на рисунке 5.9.

Рисунок 5.9. Система вторичной вытяжки для конвертера

Еще один пример показывает, каким образом пары при выпуске плавки из доменной печи могут улавливаться системой вторичного сбора дымов. Пылеулавливающее оборудование состоит из различных вытяжек, расположенных над леткой доменной печи, основного металлического выпускного желоба и устройства, в котором жидкий металл выливается в ковш сигарообразной формы. Собранные пары очищаются в отдельном рукавном фильтре. Система сбора выпускных паров (вид сверху доменной печи) показана на рисунке 5.10.

Рисунок 5.10. Система сбора выпускных паров

Использование систем третичного сбора. Газы, которые не улавливаются вторичными вытяжками, могут собираться в системе третичного сбора, которая охватывает всю рабочую зону, например, система, спроектированная по концепции "дом в доме" или "кожух сталеплавильной печи". Интеллектуальная система используется для автоматического управления вентиляторами на этапах процесса, при которых производятся пары. Данный принцип применяется в концепции "дом в доме" для предотвращения чрезмерного потребления энергии.

Достигнутые экологические выгоды

Эффективное улавливание неорганизованных выбросов металлов, пыли, двуокиси серы и других соединений.

Большая часть пыли возвращается в процесс переработки или реализуется для извлечения ценных металлов.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Зависят от конкретного объекта.

Кросс-медиа эффекты

Повышенное использование энергии.

Технические соображения относительно применимости

Данные методы являются общеприменимыми.

Система сбора третичного дыма, например, "дом в доме", применяется к операциям выпуска и заряда на новых установках или при значительных модернизациях существующих установок в связи с размерами печей и требованиями к пространству.

Экономика

Рассчитывается согласно проектно-сметной документации. Экономически выгодно, но требует индивидуального подхода. Апробировано, нашло применение в странах ОЭСР.

Движущая сила внедрения

Улавливание неорганизованных выбросов.

5.2.6. Способы предотвращения и снижения выбросов от обжига первичных материалов

Описание

Технологии для рассмотрения:

влажный материал, полученный с использованием системы распыления воды, установленной на конвейерной ленте перед обжиговой печью в псевдоожиженном слое;

полностью закрытое технологическое оборудование;

рукавный фильтр;

горячий ЭСО с циклонным пылеуловителем как дополнительный предыдущий этап;

скрубберы, влажный ЭСО и методы борьбы с выбросами ртути.

Техническое описание

Рукавный фильтр

Концентраты цинка имеют относительно высокое содержание влаги (~ 10 %), что весьма эффективно при предотвращении выбросов пыли во время их обработки, особенно при использовании полностью закрытого оборудования. В случае пылевого материала, например, материала с очень низким содержанием влаги или для обработки обожженных материалов применяются рукавные фильтры для уменьшения количества выбросов в канализацию от подготовки материала для обжиговой печи (дозирующие устройства, фрезерование и шлифование при нанесении) и вторичные выбросы от самого обжига.

Рисунок 5.11. Улавливание и сокращение выбросов от подготовки материала для обжиговой печи и обжиговой печи

Рукавные фильтры или керамические фильтры обеспечивают лучшую эффективность удаления пыли, чем ЭСО при использовании на этом этапе процесса [24].

Горячий ЭСО с циклонными пылеуловителями как дополнительный предыдущий этап

Эта стадия сухой очистки применяется для восстановления большого объема пылевого огарка. При необходимости производят выщелачивание хлорида или кадмия до повторного использования пылевого огарка.

Скрубберы, влажные ЭСО и методы борьбы с выбросами ртути

Данный этап мокрой очистки применяется для получения отходящего газа, который подходит для подачи в установку с серной кислотой.

Остатки от влажного ЭСО и удаления ртути подвергаются утилизации, если они не используются для других процессов. Образуется незначительное количество газов с высоким содержанием SO₂по сравнению с другими потоками.

Достигнутые экологические выгоды

Влажный материал

Сокращение выбросов пыли. Увеличение стабильности водоупора.

Полностью закрытое технологическое оборудование

Предотвращение неорганизованных выбросов в атмосферу. Отсутствие убыли материала.

Рукавный фильтр

Сокращение выбросов в атмосферу. Повторное использование пыли.

Горячий ЭСО с циклонным пылеуловителем как дополнительный предыдущий этап

Сокращение выбросов пыли и летучих металлов (Zn, Pb, Hg, As или Cd).

Повторное использование пыли, собранной на сухом этапе процесса очистки отходящего газа, поскольку она по химическому составу сходна с огарком из печи и может быть возвращена обратно в систему обработки огарка.

Скрубберы, влажные ЭСО и методы борьбы с выбросами ртути

Сокращение выбросов пыли и летучих металлов (Zn, Pb, Hg, As или Cd). Помимо удаления пыли для получения серной кислоты товарного сорта требуется газоочистка.

Сокращение выбросов ртути. Ртуть, содержащаяся в материале, захватывается специальным оборудованием, которое может отличаться в зависимости от места применения. Кроме того, для получения серной кислоты товарного сорта требуется удаление ртути.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Рукавный фильтр

В таблице 5.8. показаны показатели выбросов пыли от процесса подачи материала и обжиговой печи.

Таблица 5.8. Выбросы пыли от процесса подачи материала и обжиговой печи

№ п/п	Установка		A		A		B		H
№ п/п	Установка		ср.знач.	макс.	ср.знач.	макс.	ср.знач.	макс.	ср.знач.	макс.
1	2		3	4	5	6	7	8	9	10
1	Поток	Нм³/ч	27 184	НД	10 630	НД	4 655	НД	4 000	НД
2	Пыль	мг/Нм³	1,04	3,1	0,54	3,1	0,21	0,51	1,6	2,6
3	Zn	мг/Нм³	0,69	НД	0,35	НД	0,12	0,29	0,8	1,2
4	Cd	мг/Нм³	0,0060	НД	0,0030	НД	0,0005	0,001	0,03	0,04
5	Pb	мг/Нм³	НД		НД		0,0032	0,008	0,09	0,3
6	Используемая технология		рукавный фильтр
7	Частота выборки	кол- во/год	0,5		0,33		1		2

Немецкая установка по производству первичного цинка использует рукавный фильтр для снижения количества выбросов от вальцового станка, где измельчаются обожженные материалы. По итогам 6 измерений, выполненных в 2005 году, расход составил 9670 Нм³/ч. Выбросы пыли и металлов составили:

пыль: 1,1 – 3,4 мг/Нм³;

свинец: 0,031 – 0,132 мг/Нм³;

никель: <0,001 мг/Нм³;

цинк: 0,7 – 1,7 мг/Нм³;

мышьяк: <0,001 - 0,005 мг/Нм³.

Горячий ЭСО с циклонным пылеуловителем как дополнительный предыдущий этап.

В таблице 5.9 показан пример данных по удалению сухой пыли на стадии сухой газоочистки. После сухой газоочистки поток поступает в секцию мокрой газоочистки.

Таблица 5.9. Удаление пыли в секции сухой газоочистки обжиговой установки (решетка ~ 120 м²) перед секцией мокрой газоочистки

№ п/п

Этап процесса (вывод)

Поток газа (max) (Нм³/ч)

Температура (max) (°C)

Пыль (max) (мг/Нм³)

1	2	3	4	5
1	Обжиговая печь в псевдоожиженном слое	88 307	980	300 000
2	▼	88 307	980	300 000
3	Утилизационный паровой котел	88 814	350	150 000
4	▼	88 814	350	150 000
5	Циклонные пылеуловители (дополнительно)	89 380	350	300 00
6	▼	89 380	350	300 00
7	Электрофильтр	90 000	350	200

Скрубберы, влажные ЭСО и методы борьбы с выбросами ртути

В таблице 5.10 приведен типичный пример устранения пыли на стадии мокрой очистки.

Таблица 5.10. Устранение пыли в системе мокрой газоочистки перед в установке с H₂SO₄

Поток газа (Нм³/ч)		Температура (°C)		Пыль (мг/Нм³)
Впуск	Выпуск	Впуск	Выпуск	Впуск	Выпуск
1	2	3	4	5	6
80 000 - 90 000	80 000 - 90 000	300 - 350	< 30	< 200	< 0,5

Выход из системы мокрой газоочистки является не точкой выброса отходов, а внутренней точкой внутри замкнутого канала газоочистки. Косвенное обнаружение выбросов в этот момент достигается путем анализа качества серной кислоты.

Концентрация ртути (общая) до фильтрации может составлять от 10 мкг/м³до 9900 мкг/м³и после фильтрации от 3 мкг/м³до 50 мкг/м³, что составляет 70 – 99,7 % очистки, в зависимости от применяемых технологий для удаления ртути. Последующее качество кислоты дает концентрацию ртути ниже 1 част./млн. Тем не менее, нынешняя тенденция на рынке требует серную кислоту с содержанием ртути ниже 0,5 част./млн.

Кросс-медиа эффекты

Рукавный фильтр

Увеличение потребления энергии.

Горячий ЭСО с циклонными пылеуловителями как дополнительный предыдущий этап

Увеличение потребления энергии.

Скрубберы, влажные ЭСО и методы борьбы с выбросами ртути

Сточные воды после газоочистки содержат слишком много галогенов и должны пройти обработку в установках по очистке сточных вод.

Технические соображения, касающиеся применимости

Обычно применяются легко смачиваемые материалы, закрытое технологическое оборудование и рукавные фильтры.

На производстве цинка использование горячих ЭСО, влажных ЭСО и методов борьбы с выбросами ртути требует наличия еще одной установки с серной кислотой.

Применение технологий борьбы с выбросами ртути связано с требованиями качества получаемой серной кислоты.

Экономика

Поскольку серная кислота является основным побочным продуктом в процессе обжига сернистого цинка, удобство и стоимость транспортировки кислоты конечному пользователю могут быть преградой для оборудования обжиговой установки сернистого цинка с извлечением серы в виде серной кислоты.

Экономически выгодно, но требует индивидуального подхода. Апробировано, нашло применение в странах ОЭСР.

Движущая сила внедрения

Экологические законодательные требования. Восстановление пыли. Производство серной кислоты с коммерчески приемлемым качеством ртути.

Описание

набор методов для предотвращения выбросов их выщелачивающих резервуаров и отстойников;

набор методов предотвращения выбросов от разделения твердой и жидкой фаз;

мокрые скрубберы с водой, за которыми следуют туманоуловители;

центробежные системы;

туманоуловители.

Техническое описание

Набор методов для предотвращения выбросов из выщелачивающих резервуаров и отстойников.

Резервуар должен быть закрыт крышкой во избежание неорганизованных выбросов аэрозолей. Когда процесс требует открывания крышки, необходимо принять меры предосторожности, чтобы соответствующим образом ограничить возможность выбросов (например, контроль над экстракцией/отрицательным давлением, крышками для отбора проб или очистными отверстиями, уплотнениями вала смесителя).

Если резервуар вентилируется, вентиляционная труба должна быть подключена к системе борьбы с выбросами (при необходимом уровне выбросов).

Использование центральной системы борьбы с выбросами.

Использование системы очистки одного резервуара, естественной или механической тяги.

Обрабатываемые жидкие входные и выпускные желоба возле реакционного резервуара должны быть закрыты.

Сам резервуар должен иметь затвор/отстойник выше почвы, чтобы предотвратить проливы веществ в почву.

Резервуар должен находиться в водонепроницаемой зоне в соответствии с местными экологическими нормами.

Набор методов предотвращения выбросов от разделения твердой и жидкой фаз.

Процессы выщелачивания обычно имеют одну или несколько стадий фильтрации, при которых эффективно удаляются твердые частицы из технологической жидкости. Для фильтрации остатков железа, таких как ярозит и гетит, обычно используют вакуумные фильтры и вращающиеся или горизонтальные системы конвейеров. На этом этапе возникает несколько проблем с выбросами, и следующий краткий перечень указывает на некоторые важные проблемы [25].

Вакуумные насосы/нагнетательные вентиляторы обычно используют воду в качестве герметика. На эту воду будет влиять содержание металлов в крошечных каплях, поступающих из вакуумного сепаратора, и этот процесс необходимо строго контролировать. Неисправное функционирование на конкретном этапе (этапах) сепаратора может привести к повышенному содержанию металлов в воде. Стандартная практика заключается в повторном использовании этой воды, и, поскольку вода также будет нагреваться, необходимо добавить этап охлаждения. Перед спуском воды воздуха может потребоваться очистка сточных вод. Поскольку вода во время работы вакуумных фильтров загрязнена металлами, большинство установок использует переработанную технологическую воду с низким содержанием металлов для вакуумных насосов вместо пресной воды. Это уменьшает общее потребление воды.

Чтобы поддерживать благоприятные, безопасные условия работы, необходимо плотно закрывать вакуумные фильтры с помощью кожухов, которые собирают влажный воздух из фильтрации горячих жидкостей. Этот воздух содержит мелкие капли и, следовательно, может быть пропущен через систему борьбы с выбросами как через одну систему, так и через комплекс систем.

Очень важна промывка отделенных твердых веществ, особенно если твердый материал является окончательным остатком для утилизации. Горизонтальные ленточные фильтры позволяют использовать несколько зон промывки, которые в противоточном расположении будут очень эффективными для сокращения количества остаточных водорастворимых элементов. Другими эффективными фильтрующими устройствами являются мембранные фильтр-прессы и непрерывные ленточные фильтры, работающие под давлением. Как правило, нагретая охлаждающая вода, выпускаемая из технологических охладителей, рециркулируется в качестве промывочной воды для фильтров. Эффективность промывки фильтрационного кека увеличивается при использовании теплой воды.

Ожидаемая эффективность промывки будет варьироваться в зависимости от установки, но есть основания полагать наличие в ярозите водорастворимого цинка менее 1 % (во влажном состоянии).

Мокрые скрубберы, центробежные системы и туманоуловители для вентиляционных отверстий и дымоходов.

Чистка водой, за которой следует туманоуловитель, при которой скрубберная вода возвращается в процесс.

Центробежные системы, в которых капли вентиляционного воздуха ударяются о стенку после того, как они двигаются круговым движением от действия статического пропеллера в двухстеночном реакторе, в котором собирается жидкость и отправляется обратно в процесс.

Туманоуловители различного типа с собранным туманом и конденсатом, вытекающим обратно в резервуар вдоль вентиляционной стенки.

Достаточно правильно спроектированной дымовой трубы с гидродинамическими условиями, позволяющими рассеивать туман, часто для уменьшения выбросов тумана.

Потребность в борьбе с загрязнением также зависит от положений на месте. Резервуары, расположенные внутри плохо вентилируемого закрытого помещения, требуют использования различных систем борьбы с выбросами в реакторы, которые находятся снаружи на открытом пространстве.

Все вышеупомянутые системы борьбы с загрязнением обычно имеют эффективность более 95 %. Существуют различные проблемы, связанные с образованием окалины и засорением во всех их типах и их использованием. Чтобы эти средства борьбы с загрязнением работали должным образом, необходима профилактическая программа обслуживания.

Следует также отметить, что при установке новых систем борьбы с загрязнением следует соблюдать осторожность в отношении размещения контрольных точек или точек отбора проб, поскольку это крайне важно для соответствующего правильного отбора проб (для выполнения изокинетического метода отбора проб).

Рисунок 5.12. Реакционный резервуар

На рисунке 5.12 показан реакционный резервуар, оборудованный статическим туманоуловителем и естественной тягой. Он имеет герметичную крышку и помещается в накопительный бассейн.

Достигнутые экологические выгоды

Набор методов предотвращения выбросов из выщелачивающих резервуаров и отстойников, разделения твердой и жидкой фаз.

Предотвращение выбросов аэрозолей и тумана.

Скрубберы, центробежные системы и туманоуловители для вентиляционных отверстий и дымовых труб.

Сокращение выбросов аэрозолей и тумана.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Эти установки просты и не требуют большого контроля, но их необходимо регулярно очищать для правильного функционирования.

Центральные системы сбора отходов будут более сложными, поскольку они обычно включают в себя вентиляторы и двигатели, но в процессе использования они не требуют частого обслуживания и ремонта.

Количество выбросов цинка из емкостей, обычно снижается на> 95 %.

Например, печь для выплавки цинка "Boliden Odda" с таким типом установки: в 2003 году были зарегистрированы выбросы цинка из отстойника при нейтральном выщелачивании до и после установки туманоуловителя. Результаты показаны в таблице 5.11.

Таблица 5.11. Данные по выбросам из отстойника при нейтральном выщелачивании с и без туманоуловителя

№ п/п	Характеристика	Ед.изм.	До установки	После установки
1	2	3	4	5
1	Вентил. поток	Нм³/ч	6820	3858
2	Содержание Zn	мкг/Нм³	3311	264
3	Выбросы	г/ч	22,6	1,0
4	Уменьшение кол-ва	%	-	95,5

Данные, действующие для установки, по выбросам за 2011 год приведены в таблицах 5.12 - 5.14.

Таблица 5.12. Данные по выбросам при вентиляции емкостей для выщелачивания^*

№ п/п	Установка		A	A	B	D	E	F	G
1	2		3	4	5	6	7	8	9
1	Поток	Нм³/ч	12 266	17 921	42 831	11 440	17 400	40 000	12 500
2	Пыль	мг/Нм³	НД	НД	6,0	4,5	0,6	НД	4,5
3	Zn	мг/Нм³	0,01 - 0,95	0,77	3,55	0,25	0,60	0,57	-
4	Cd	мг/Нм³	< 0,002	0,008	0,023	0,184	0,002	0,005	0,11
5	Pb	мг/Нм³	< 0,03	0,031	0,168	0,194	0,025	0,030	0,009
6	Hg	мг/Нм³	НД	НД	НД	0,03	НД	НД	НД
7	As	мг/Нм³	НД	0,022	0,002	0,019	НД	НД	НД
8	Cu	мг/Нм³	НД	НД	0,024	0,21	0,006	НД	НД
9	Ni	мг/Нм³	НСНД	НД	0,0004	0,17	НД	НД	НД
10	Используемая технология		Туманоуловитель	Кран управления потоком	Отсут.	Скруббер	Отсут.	Скруббер	Отсут.
11	Частота выборки	кол-во/год	1,00	0,5	1	0,2 - 2	3	12	3

* когда система борьбы с выбросами не применяется, это означает, что в потоке выбросов не наблюдается снижения потока выбросов. Однако в большинстве случаев принимаются меры предосторожности, чтобы избежать или минимизировать потоки выбросов;

для установок B и E данные о выбросах включают выбросы в секции очистки.

Таблица 5.13. Данные по выбросам от процесса прямого выщелачивания

№ п/п

Показатели

Ед.измерения

Количество

1	2	3	4
1	Поток	Нм³/ч	9 640
2	Zn	мг/Нм³	0,61
3	Cd	мг/Нм³	0,024
4	Pb	мг/Нм³	0,033
5	As	мг/Нм³	0,025
6	Hg	мг/Нм³	0,008
7	Используемая технология		Скруббер
8	Частота выборки	кол-во/год	0,5

Таблица 5.14. Данные по выбросам от ярозит-процесса на заводе A

№ п/п	Поток	Нм³/ч	8 614
1	2	3	4
1	Zn	мг/Нм³	0,25
2	Cd	мг/Нм³	0,023
3	As	мг/Нм³	0,029
4	Используемая технология		Отсут.
5	Частота выборки	кол-во/год	0,2

Кросс-медиа эффекты

Увеличение потребления электроэнергии (из-за работы вентиляторов).

Экономика

Со стороны подачи воздуха установка этих технологий относительно недорогая.

Со стороны подачи воды/жидкости дорогостоящим будет строительство системы для предотвращения утечек в почву.

Это означает, что необходимо создать развитую инфраструктуру для сбора поверхностных сточных вод.

Экономически выгодно, но требует индивидуального подхода. Апробировано, нашло применение в странах ОЭСР.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов в атмосферу.

Для установок, где операции по выщелачиванию и очистке проводятся в закрытом помещении, существует дополнительная потребность в вытяжке паров для поддержания здоровой рабочей обстановки. Как правило, это требуется на установках в странах Северной Европы с холодной зимой.

Предотвращение утечки в почву.

5.2.8. Способы предотвращения и снижения выбросов при выщелачивании и разделении твердой и жидкой фаз

Описание

Технологии для рассмотрения:

набор методов для предотвращения выбросов их выщелачивающих резервуаров и отстойников – описание техники указано в разделе 5.2.7.;

набор методов предотвращения выбросов от разделения твердой и жидкой фаз - описание техники указано в разделе 5.2.7.;

мокрые скрубберы с водой, за которыми следуют туманоуловители- описание техники указано в разделе 5.2.7.;

центробежные системы - описание техники указано в разделе 5.2.7.;

туманоуловители - описание техники указано в разделе 5.2.7.

5.2.9. Предотвращение и снижение образования тумана при электровиннинге внутри электролизной ванны

Описание

надлежащая вентиляция электролизной ванны;

использование добавок, в частности, пенообразующих добавок, для минимизации образования туманов.

Техническое описание

Надлежащая вентиляция электролизной ванны

Электролизная ванна хорошо вентилируется для защиты условий работы на предприятии. Существует две системы, которые использую для улавливания электролитного тумана.

Некомбинированная: электролизная ванна вентилируется (искусственная или естественная тяга) независимо от охлаждения электролита; градирни используют воздух извне.

Комбинированная: электролизная ванна вентилируется на счет капельной градирни, воздух из здания используется в качестве охлаждающего агента в охладителях. Таким образом, вентиляционный воздух проходит через туманоуловители, и выделяется кислотный туман.

Использование добавок, в частности, пенообразующих добавок

Добавки, особенно пенообразующие добавки, например, лакрица, костный клей, экстракт корня солодки и др. используются для минимизации образования туманов. Поддержание относительно стабильного слоя пены на поверхности раствора в электролизных ваннах предотвращает разрыв пузырьков кислорода, образованных на анодах, на поверхности с чрезмерным выплеском небольших жидких частиц в воздух.

Достигнутые экологические выгоды

Данные о выбросах из вентиляции электролизной ванны приводятся в таблице 5.15.

Таблица 5.15. Данные по выбросам из вентиляции электролизной ванны

№ п/п	Завод		A	B	D и E	F
1	2		3	4	5	6
1	Поток	Нм³/ч	1 600 000	1 200 000	Через охладители	803 439
2	Zn	мг/Нм³	0,2	0,04		0,04
3	SO₃		НД	0,14		НД
4	H₂SO₄		НД	НД		0,29
5	Используемая технология		Отсут.	Отсут.		Отсут.
6	Частота выборки	кол- во/год	0,5	1		12

Использование пенообразующих добавок, таких как лакрица, костный клей, экстракт корня солодки и др. и вентиляция электролизной ванны позволяют поддерживать концентрацию тумана серной кислоты в рабочей среде ниже 0,5 мг/м³(8-часовое временное взвешенное среднее значение).

Кросс-медиа эффекты

Надлежащая вентиляция электролизной ванны

Увеличение потребления электроэнергии.

Использование добавок, в частности, пенообразующих добавок

Незначительное увеличение употребления добавок (например, лакрицы).

Технические соображения, касающиеся применимости

Являются общеприменимыми.

Экономика

Применение добавок, стабилизирующих пенообразование, влечет за собой более высокие инвестиционные затраты (хранение, обработка, подготовка и дозирующее оборудования) и эксплуатационные расходы (в основном, затраты на реагенты).

Экономически выгодно, но требует индивидуального подхода.

Апробировано, нашло применение в странах ОЭСР.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов тумана, содержащих металлы (в основном цинк) и сульфатов в атмосферу. Сокращение воздействия кислотных туманов на операторов.

5.2.10. Предотвращение и снижение образования сточных вод из электролизной ванны

Описание

Использование системы вторичной защитной оболочки.

Техническое описание

Электролизные ванны имеют разветвленную систему вторичной защитной оболочки для удержания всех разливов, жидкостей или шламов в процессе очистки. Все собранные растворы и твердые вещества возвращаются на этап выщелачивания.

Достигнутые экологические выгоды

Все разливы и жидкости или суспензии в процессе очистки собираются в системе вторичной защитной оболочки и возвращаются в максимальном количестве на этап выщелачивания. Только в исключительных обстоятельствах, например, во время важных работ по техническому обслуживанию или в период, когда общий водный баланс не позволяет объему собранного раствора влиться в канал с раствором цинка, эта жидкость является частью собранного раствора, которая направляется на центральную станцию очистки сточных вод.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Информация отсутствует.

Кросс-медиа эффекты

Информация отсутствует.

Технические соображения, касающиеся применимости

Информация отсутствует.

Экономика

Требуются инвестиции для систем защитной оболочки, промежуточных резервуаров-хранилищ и схем рециркуляции. Существуют также затраты, связанные с центральной очистной установкой сточных вод.

Экономически выгодно, но требует индивидуального подхода. Апробировано, нашло применение в странах ОЭСР.

Движущая сила внедрения

Сокращение количества сточных вод для обработки на центральной станции очистки сточных вод. Производство цинка на установке.

5.2.11. Способы предотвращения образования сточных вод при гидрометаллургическом производстве цинка

Описание

Замкнутая система с максимальной внутренней рециркуляцией обогащенных водой потоков.

Техническое описание

Процесс ЭПОВ в основном представляет собой замкнутую систему в отношении раствора сульфата: серная кислота, образующаяся при электролизе, возвращается на этап выщелачивания, где она используется для растворения цинка и других элементов из огарка; затем раствор сульфата цинка проходит очистку и подается в электролиз. Следовательно, в гидрометаллургических реакциях сульфаты и вода не расходуются, а систематически используются повторно. Эта замкнутая система является самым важным способом предотвращения образования сточных вод.

Однако на практике необходимо обеспечивать постоянную защиту водного баланса установки. С одной стороны, часть воды исчезает из потока за счет испарения из резервуаров и отстойников, а также в градирнях, и в виде влаги в составе побочных продуктов и отходов (например, фильтрационный кек: медный цемент, свинец и серебросодержащие выщелачивания остатки, железистый кек) и, возможно, от процесса прокачки примесей. С другой стороны, в канал поступает дождевая вода, вода для промывки фильтрационного кека, вода для операций очистки (например, периодическая очистка анода и катода) и вода для герметизации насоса.

Для извлечения металлов, сульфатов и облегчения функционирования УОСВ стандартный подход к установке ЭПОВ заключается в рециркуляции вод, содержащих металлы и сульфаты, после операций очистки, промывки фильтрационного кека и т. д. в общий канал технологического раствора:

в максимальной степени, что позволяет водный баланс установки (по объему);

до тех пор, пока состав воды не вызывает вопросов по химическому составу или отсутствуют риски в гидрометаллургическом процессе.

В этом контексте потоки сточных вод, содержащие органические соединения (например, загрязненные маслом), обычно считаются непригодными для рециркуляции, поскольку органические соединения могут оказывать вредное воздействие на очистку или электролитный процесс. Кроме того, сточные воды с высокой концентрацией галогенов (Cl, F, Br) или щелочных металлов (Na, K, Mg), не подлежат вторичной переработке в основном канале или только в ограниченном объеме, поскольку эти примеси накапливаются в процессе и/или могут вызвать химические/технические проблемы в электролитическом процессе (например, хлоридная коррозия алюминиевых катодов, образование токсичного газообразного хлора на анодах) или на других этапах гидрометаллургического процесса. Эти сточные воды направляются непосредственно в ЭПОВ.

Сухие твердые материалы от разливов и очистки в секциях обжига и отливки (например, загружаемый материал для обжиговой печи, огарок, пыль, циркулирующая в печи, шлак), если это возможно, проходят этап сушки, если они будут использоваться в секции обжига; если они вторично обрабатываются в секции выщелачивания и очистки, воду можно использовать до тех пор, пока водный баланс остается удовлетворительным.

Помимо основного канала с сульфатом цинка использование основных жидких стоков, возникающих в процессе ЭПОВ, приведено ниже в таблице 5.16.

Таблица 5.16. Параметры использования жидких стоков в результате процесса ЭПОВ

№ п/п

Процесс

Операция/источник

Параметры использования

1	2	3	4
1	Обжиговая печь - Установка с кислотой	Мокрая газоочистка обжиговых газов	УОСВ (содержащие галогены)
		Удаление воздуха из котла и каналов замкнутого контура охлаждения	Для влажной газоочистки или выщелачивания (основной канал с сульфатом цинка)
		Очистка/разлив	Для выщелачивания (основной канал с сульфатом цинка)
	Выщелачивание - Очистка	Очистка/разлив	Для выщелачивания и/или очистки (основной канал с сульфатом цинка)
2		Промывка фильтрационного кека	Для выщелачивания и/или очистки (основной канал с сульфатом цинка)
		Чистка мокрой газоочисткой	Для выщелачивания и/или очистки (основной канал с сульфатом цинка) в случае нещелочной промывки или УОСВ в случае щелочной промывки (включая щелочные (земляные) металлы)
		Этап вымывания магния	УОСВ (включая щелочные (земляные) металлы)
		Отстойники	Для выщелачивания (основной канал с сульфатом цинка)
3	Электролиз	Очистка анодов и катодов	Для выщелачивания (основной канал с сульфатом цинка)
3	Электролиз	Другие виды очистки	Для выщелачивания (основной канал с сульфатом цинка)
4	Отливка	Очистка/розлив	Для выщелачивания (основной канал с сульфатом цинка)

Некоторые потоки воды в зависимости от качества после определенных операций могут использоваться для других целей, поэтому возможен отказ от использования пресной воды и/или снижается объем чистого потока для УОСВ.

Можно привести несколько примеров конкретного применения: вода после процессов непрямого охлаждения (например, охлаждающий барабан для огарка, формы для отливки), собранная загрязненная дождевая вода или грунтовые воды/вода после процесса восстановления, могут использоваться для промывки фильтрационного кека, как и вода для герметизации насоса для формирования котловой воды или для очистки. Если концентрация щелочного металла (жесткость) и галогена в потоке воды низкая, ее можно использовать для охлаждения.

Повторное использование стоков УОСВ обычно ограничено или невозможно из-за повышенных уровней содержания галогенов и (земляных) щелочных металлов.

Достигнутые экологические выгоды

Восстановление металлов и сульфатов.

Сокращение объемов использования воды.

Облегчение загрузки УОСВ (снижение объемов образования отходов, снижение потребления энергии и использования реагентов и уменьшение количества выбросов).

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Степень, в которой установка может повторно использовать многоводные потоки, а также технические и экологические характеристики для этого, являются настолько специфичными для конкретного участка, что имеет смысл оценка только в каждом конкретном случае. Данные по этому вопросу отсутствуют.

Кросс-медиа эффекты

Повышенный риск отказа от процесса выделения цинка (с возможными негативными последствиями для окружающей среды и/или безопасности).

В зависимости от общего водного баланса переработка многоводных потоков в основной процесс канала может увеличить потребление энергии, в частности, если необходимо испарение избыточной воды.

В отдельных случаях, например, когда (слегка) загрязненная вода используется вместо пресной воды для приготовления деминерализованной воды, то могут увеличиваться расходы на реагенты и/или потребление энергии.

Технические соображения, касающиеся применимости

Все установки на основе процесса ЭПОВ используют замкнутую систему применительно к раствору сульфата.

Возможности и ограничения установки, что касается повторного использования некоторых многоводных потоков, являются специфическими для определенного участка и региона. Они зависят от факторов:

общего водного баланса, на который в свою очередь влияют климатические и сезонные условия (которые в значительной степени определяют характеристики испарения и охлаждения), а также процессы и рыночные условия (например, наличие/отсутствие этапа вымывания (например, вымывание магния, продажа очищенного раствора);

планировки установки (например, расстояние между этапами процесса, на котором поток доступен/может быть доступен, и местом, где данный поток может быть использован);

уровней концентрации примесей в процессе, таких как галогенов и (земляных) щелочных металлов, которые в значительной степени зависят от состава исходного сырья установки (особенно относительного количества вторичного исходного сырья) и от наличия/отсутствия конкретных операций вымывания (например, этап удаления гипса, этап удаления хлора, вымывание магния).

Экономика

Поскольку возможности установки для повторного использования определенных многоводных потоков, а также его технический проект, очень специфичны для конкретного участка, то экономику проекта следует оценивать для каждого конкретного случая.

Экономически выгодно, но требует индивидуального подхода. Апробировано, нашло применение в странах ОЭСР.

Движущая сила внедрения

Восстановление металлов и сульфатов. Сокращение объемов использования пресной воды. Облегчение загрузки УОСВ (снижение объемов образования отходов, снижение. Потребление энергии, использование реагентов и уменьшение количества выбросов).

5.2.12. Способы предотвращения и минимизации остатков и отходов при гидрометаллургическом производстве цинка

Описание

Переработка или повторное использование остатков и отходов при гидрометаллургическом производстве цинка.

Техническое описание

Концентраты содержат примеси, которые удаляются и осаждаются на последующих стадиях процесса в виде твердого материала (например, пыль), жидкости или шлама. Обработка концентрата может привести к образованию пылевых остатков, которые перерабатываются и смешиваются с концентратами. Когда пыль слишком мелкая, необходима предварительная обработка, например, микрогранулирование. Ни один из видов остатков, полученных в результате данного процесса, не нуждается в специальной обработке. Процесс обжига полностью закрыт. Благодаря защитному корпусу минимизируются выбросы остатков от технологических процессов и потоки отходов.

Производят удаление ртути из газа для обжига, и в результате осаждается остаток, содержащий ртуть. Данный остаток смешивает со слабой кислотой и отделяют фильтрованием. После отделения его можно стабилизировать и утилизировать. Альтернативно остаток можно дополнительно обработать дистилляцией для получения чистой металлической ртути. В процессе "Болиден-Норцинк" добываемая металлическая ртуть образуется при добавлении процесса электролитического выделения. При отсутствии процесса электролитического выделения стабильные соединения ртути могут быть изъяты с помощью безопасной утилизации. Ни одна обжиговая печь для цинка ЕС- 28, использующая процесс "Болиден-Норцинк", не производит металлическую ртуть путем электролиза; ртуть, образующаяся в процессе узкополосной ЧМ, классифицируется как отходы и должна быть стабилизирована и утилизирована в соответствии с действующим законодательством (например, на полигоне или в соляной шахте). Объем производимых ртутьсодержащих отходов может значительно уменьшаться путем дистилляции.

Количество удаленной ртути полностью зависит от диапазона концентрации ртути в сырье. Стандартная концентрация может составлять 0,2 – 0,6 кг/т Zn (остаток после фильтрации) или 0,05 - 0,2 кг/т Zn чистой дистиллированной металлической ртути.

Остатки, образующиеся при гидрометаллургическом выщелачивании и очистки, осаждаются на разных стадиях процесса. Количество осадков зависит в основном от качества концентратов и эффективности осаждения. Одной из основных фракций остатков при гидрометаллургическом процессе является железистый кек (в виде ярозита или гетита). Железистый кек утилизируется в основном на полигонах в соответствии с действующим законодательством (регулирование утилизацией отходов, разрешение на размещение отходов в окружающую среду). Количество образующегося железистого кека частично зависит от типа осадка (гетит или ярозит), но более существенно зависит от содержания железа в концентратах. Не существует технологий для минимизации данной концентрации. Концентраты с низким содержанием железа могут использоваться для предотвращения образования железистого кека, но доступность этого типа концентрата очень ограничена. В ЕС существует только один завод, на котором обрабатываются исключительно концентраты с низким содержанием железа. Для обеспечения данного процесса, были подписаны долгосрочные контракты с крупной шахтой, которая имеет запасы концентратов с низким содержанием железа: шахта "Century Mine" в Австралии. Поскольку запасы шахты "Century Mine" находятся на грани истощения, в будущем возникнут трудности с обеспечением сырья для установки по рафинированию цинка исключительно на концентратах с низким содержанием железа.

Элементы, отличные от цинка, присутствующие в исходном материале загрузки, необходимо извлечь и удалить, чтобы получить чистый цинк и избежать накопления таких элементов в замкнутом гидрометаллургическом канале. Некоторые из этих экстрагированных элементов сосредоточены в товарных "изолированных или транспортируемых промежуточных продуктах" и зарегистрированы в соответствии с Регламентом ЕС, касающимся правил регистрации, оценки, санкционирования и ограничения использования химических веществ (REACH). Такими экстрагированными элементами или побочными продуктами являются:

медь (Cu) в медный цемент;

кобальт-никель (Co-Ni) в Co-Ni-цементе;

кадмий в кадмиевом опеке, иногда с дальнейшим рафинированием для внутреннего использования или продажи в виде кадмиевых слитков; альтернативно, Cd может быть утилизирован в безопасном месте утилизации в соответствии с законодательством;

свинец и серебро в полупродукте PbSO₄_-Ag или остатке Pb и т. д.;

марганец в осадке Mn (после внутренней переработки);

цинковый шлак (после внутренней переработки);

другие "промежуточные продукты", которые при изоляции могут пройти процесс восстановления и использоваться дальше, например, германий, индий и галлий.

Образование других остатков процесса необходимо свести к минимуму, инертизировать и утилизировать на территории или за пределами производства:

газоочистное осаждение, например, содержащие в небольшой концентрации свинца, селена и ртути;

железистый кек, возможно содержащий остаток прямого выщелачивания;

остаток от этапа удаления гипса;

нейтрализующий осадок с УОСВ.

Достигнутые экологические выгоды

Максимальное получение товарных "промежуточных продуктов", которые должны обрабатываться и использоваться внутри/за пределами производства.

Минимальное получение отходов, которые необходимо очистить и утилизировать.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Типичные стоки и остатки, образующиеся при гидрометаллургическом производстве и обработке цинка, приведены в таблице 5.17.

Таблица 5.17. Типичные стоки и остатки, образующиеся при гидрометаллургическом производстве и обработке цинка

№ п/п	Кек/Остатки	Процесс формирования	Кол-во (кг/т Zn)	Дальнейшие параметры процесса
1	2	3	4	5
1	Пыль от хранения и обработки концентрата	Обработка концентрата	НС	Переработка в процессе с подачей концентрата
2	Пыль от процесса обжига	Процесс обжига. Сухая газоочистка	НС	Прохождение через гранулятор и затем добавляется в силос огарка вместе со сливом силоса из обжиговой печи
3	Ртутьсодержащий остаток (после фильтрации)	Удаление Hg (секция газоочистки)	0,3 - 0,6	Стабилизация и окончательная утилизация на полигоне, в солевой шахте или безопасное хранение в соответствии с действующим законодательством об утилизации отходов. Процесс "Болиден-Норцинк", включая ЭВ, для производства товарного продукта.
4	Очищенная металлическая ртуть (после дистилляции)	Дистилляция после удаления Hg	0,05 - 0,2	Стабилизация и окончательная утилизация на полигоне, в солевой шахте или безопасное хранение в соответствии с действующим законодательством об утилизации отходов.
5	Остатки, содержащие свинец и серебро	Выщелачивание	0,3 - 0,5	Зарегистрированы как транспортируемый полупродукт в соответствии с регламентом REACH. Перерабатывается в качестве сырья наружными установками. Может утилизироваться на полигоне или в солевой шахте в соответствии с действующим законодательством об утилизации отходов.

Кросс-медиа эффекты

Использование химических веществ для осаждения (например, цинковая пыль, Ca(OH)₂, NaOH, Na₂S, NaHS, CUSO₄).

Увеличение потребления энергии.

Технические соображения, касающиеся применимости

В целом данный метод может использоваться в разных процессах, но его применение крайне зависит от местных условий (например, для установки на суше, расположенной возле крупной реки или в небольшом заливе, ключевым фактором является исходный материал установки).

Экономика

Движущая сила внедрения

Экологическая рациональность деятельности установки.

Повторное использование природных ресурсов.

Описание

Пирометаллургическая переработка в Вельц-печи

Техническое описание

Вельц-процесс для пирометаллургической переработки цинка для кека выщелачивания аналогичен тому, который применяется для извлечения цинка из пыли из электродуговой печи (ЭДП) на сталеплавильном производстве. Основное различие заключается в отличии газового потока, так как исходный материал тоже отличается. Кек выщелачивания содержит сульфаты, которые разлагаются в виде газа SO₂. Поэтому Вельц-печи, в которых обрабатываются кеки выщелачивания, применяют адаптированную газоочистку [26].

В польской компании "ZGH Boleslaw" приблизительно 90 % цинка перерабатывается на нейтральной стадии выщелачивания. Оставшийся цинк остается в практически нерастворимых ферритах цинка, которые составляют 20 – 25 % от общей массы огарка. Типичный состав кека выщелачивания приведен в таблице 5.18.

Таблица 5.18. Состав кека нейтрального выщелачивания

№ п/п	Элемент	Концентрация (%)	Элемент	Концентрация (%)
1	2	3	4	5
1	Zn	14,5 - 20,0	SiO₂	1,8 - 2,5
2	Pb	7,5 - 11	S	6,5 - 9,0
3	Fe	20,0 - 30,0	S (в виде SO₄)	3,5 - 6,5
4	Cd	0,25 - 0,35	H₂O	18,0
5	As	0,2 - 0,3	-	-
6	Mn	0,4 - 0,6	-	-
7	Cu	0,15 - 0,25	-	-

Ферриты цинка перерабатываются в двух Вельц-печах (40 метров в длину и с внутренним диаметром 2,6 м), имеющих три зоны. Сброшенный материал состоит из смеси ферритов и максимум 10 % песка и 40 % кокса или антрацита.

Газы печи переносят богатую цинком пыль, полученную в результате работы печи, через пылеуловительную камеру, затем камеру смешивания и трубчатый охладитель с принудительным воздушным потоком, а затем в рукавный фильтр. Оксидный Вельц-продукт собирают в выходной секции охладителя и рукавного фильтра. Затем пылевидные газы проходят этап финальной десульфуризации во влажном скруббере, где известняк вступает в реакцию с SO₂и кислородом, в результате чего получается гипс.

Достигнутые экологические выгоды

Устранение необходимости длительного хранения ярозита или гетита в отстойниках

Экологические показатели и эксплуатационные данные

При стандартной эффективности извлечения цинка 85 – 87 %, Вельц-оксид имеет типичный состав, указанный в таблице 5.19.

Таблица 5.19. Состав Вельц-оксида при переработке кеков выщелачивания

№ п/п	Элемент	Концентрация (%)	Элемент	Концентрация (%)
1	2	3	4	5
1	Zn	45 - 52	SiO₂	0,3 - 1,0
2	Pb	15 - 21	S	1,5 - 4,5
3	Fe	2,0 - 5,0	F	0,10 - 0,12
4	Cd	0,6 - 1,2	Cl	0,5 - 1,5
5	As	0,15 - 0,25	-	-
6	Mn	0,08 - 0,15	-	-

После этого Вельц-оксид направляется на нейтральное выщелачивание или в СМПП.

Типичный диапазон состава шлака из печи приведен в таблице 5.20.

Таблица 5.20. Состав вельц-шлака после переработки кеков выщелачивания

№ п/п	Элемент	Концентрация (%)	Элемент	Концентрация (%)
1	2	3	4	5
1	Zn	2,6 - 3,5	Cd	0,004 - 0,006
2	Fe	25 - 35	As	0,01 - 0,1
3	Pb	0,8 - 2,0	SiO₂	10 - 14

Данный шлак может использоваться в качестве инертных наполнителей для операций засыпки при условии, что это соответствует национальным требованиям.

Выбросы в процессе работы Вельц-печи после очистки в рукавном фильтре и скруббере составляют:

SO₂: 1 кг/т продукта;

NO_X: 2,5 кг/т продукта;

CO₂: 40 кг/т продукта;

PM₁₀: 0,3 кг/т продукта;

шлак: 2,5 т/т продукта;

синтетический гипс с установки ДГГ: 200 кг/т продукта;

сточные воды (охлаждение шлака): 0,007 м³на тонну продукта, обработанного на местной установке по очистке сточных вод.

Концентрации выбросов приведены в таблице 5.21.

Таблица 5.21. Выбросы процесса в Вельц-печи

Год	Pb	Cd	Пыль	SO₂	NOx	ПХДД/Ф
Год	мг/Нм³	мг/Нм³	мг/Нм³	мг/Нм³	мг/Нм³	нг МТЭ/Нм³
1	2	3	4	5	6	7
2011	0,180	0,009	3,5	415,27	19,27	0,200

Вельц-печь по переработке гидрометаллургического шлама потребляет:

восстановитель (кокс, антрацит): 1,25 т/т продукта;

SiO₂: 0,2 т/т продукта;

природный газ: 85 Нм³/т продукта;

электрическую энергию: 270 кВтч/т продукта;

сжатый воздух: 600 Нм³/т продукта,

Кросс-медиа эффекты

Увеличение потребления энергии. Прямые выбросы CO₂. Потенциально большее количество выбросов пыли, требующих соответствующего улавливания. Сульфатный/сульфидный шлам из системы скрубберов SO₂.

Элементы, которые плохо образуют/не образуют пену в Вельц-процессе: Cu, Ni, Co и Ag, и/или мало применяются/не применяются (теряются в шлаке), могут отрицательно влиять на характеристики шлака выщелачивания.

Технические соображения, касающиеся применимости

Данная технология применима к нейтральным кекам выщелачивания от гидрометаллургического производства цинка, которые не содержат избыточных количеств ферритов цинка (менее 10 % от общего количества цинка остается не выщелоченным в ферритах цинка после нейтрального выщелачивания) и/или высоких концентраций драгоценных металлов.

Экономика

Трудно составить экономическую оценку, но, если более 10 % от общего количества цинка нуждалось в пирометаллургической переработке (фьюминговании) до того, как его повторно вводили в гидрометаллургический процесс и отправляли на электролиз, этот процесс был бы энергоемким и экономически нежизнеспособным.

Экономически выгодно, но требует индивидуального подхода. Апробировано, нашло применение в странах ОЭСР.

Движущая сила внедрения

Устранение опасных отходов (ярозита), которые подлежат утилизации. Увеличение объема производства цинка

5.2.13.2.1. Технология Jarofix

Описание

Технология Jarofix включает в себя смешивание осадка ярозита в процессе выщелачивания ферритов цинка с заданными соотношениями портландцемента, извести и воды [27].

Техническое описание

В результате реакции осаждения ярозита [NH₄Fe₃(SO₄)₂(OH)₆] и портландцемента, извести и воды формируется химически и физически стабильный материал, который снижает уровень долгосрочной непрочности, связанной с утилизацией железистого кека, при сопутствующих технологических преимуществах. Поддержка минералогических исследований старых продуктов Jarofix свидетельствует о том, что ярозит реагирует со щелочными составляющими цемента с образованием различных стабильных этапов, включающие цинк и другие растворимые металлы. Сохранение щелочных этапов при использовании Jarofix обеспечивает его долгосрочную экологическую стабильность.

Данная технология еще не доказала свою эффективность в отношении гетита.

Достигнутые экологические выгоды

Стабилизация ярозита в качестве отходов, которые могут быть утилизированы на полигонах для безопасных веществ, что устраняет необходимость их хранения в отстойниках.

В случае утилизации отходов необходимо меньше места, поскольку, в отличие от отстойников, не требуются затоны для хранения веществ.

Потенциальное использование для мелиорации земель.

Примером использования Jarofix для восстановления земли является восстановление карьера, охватывающего гору для добычи гравия.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

В целях контроля качества материала Jarofix подвергают выщелачиванию с использованием кислого или буферного раствора. Если полученная концентрация равна или превышает концентрацию, указанную для этого типа загрязнителя в соответствии с национальными спецификациями, материал считается токсичным продуктом выщелачивания и может не подходить для его восстановления. Однако результаты показывают, что полученный материал Jarofix имеет очень низкое содержание выщелачиваемого металла.

Критерии оценки отходов основаны на степени выщелачивания в воде на этапе прибытия на полигон. В таблице 5.22 приведены типичные результаты для отходов Jarofix, проверенных в соответствии с этими критериями, с заводов, применяющих данный метод в Европе (заводы C и F).

Таблица 5.22. Критерии оценки отходов на полигонах для безопасных отходов и типичные результаты для отходов Jarofix, проверенных в соответствии с решением Совета ЕС 2003/33/CE

№ п/п	Параметр	Предельное значение продукта выщелачивания жидкость/твердое вещество = 10 л/кг
№ п/п	Параметр	Критерии оценки отходов на полигонах для безопасных отходов (мг/кг сухого вещества)^**	Протестированный материал Jarofix (мг/кг сухого вещества)^**
1	2	3	4
1	Сурьма	0,7	< 0,05
2	Мышьяк	2	0,059
3	Барий	100	1,72
4	Кадмий	1	< 0,01
5	Хром (общее кол-во)	10	0,414
6	Медь	50	< 0,05
7	Ртуть	0,2	< 0,0010
8	Свинец	10	6,40
9	Молибден	10	2,41
10	Никель	10	< 0,05
11	Селен	0,5	< 0,05
12	Цинк	50	0,613
13	Хлорид	15 000	89,0
14	Фторид	150	11,0
15	Сульфат	20 000	13370
16	DOC	800	12
17	TDS (полная минерализация)	60 000	27 760
18	TVOC (общие летучие органические соединения)	^*	2200
19	АНК (мг CaCOZi)	^*	282
20	Уровень pH	^*	> 10

* опасные отходы, приемлемые для утилизации на полигонах для неопасных отходов, максимальное значение ТВОК составляет 50 000, необходимо провести анализ АНК, а уровень pH должен быть > 6;

** оценка показателей производиться на основании международного стандарта BS EN 12457 - 4:2002.

Кросс-медиа эффекты

Использование портландцемента в качестве реагента, что связано с увеличением массы образующегося остатка (приблизительно 1,15 тонны Jarofix на тонну произведенного ярозита).

Технические соображения, касающиеся применимости

Данный метод применим к ярозитному железистому кеку от производства цинка.

Экономика

Данные по данному вопросу отсутствуют, однако конфиденциальное изучение процессов по стабилизации остатков ярозита вынесло заключение, что процесс Jarofix является наиболее экономичным способом соблюдения местного законодательства по охране окружающей среды.

Экономически выгодно, но требует индивидуального подхода. Апробировано, нашло применение в странах ОЭСР.

Движущая сила внедрения

Снижение запасов отложений для выщелачиваемых железистых кеков. Требования к экологическому регулированию.

5.2.13.2.2. Процесс сульфидизации

Описание

Процесс сульфидизации заключается в добавлении NaOH и Na₂S в осадки ярозита, чтобы получить стабилизированную форму

Техническое описание

В процессе сульфидизации осадки ярозита, образующиеся во время выщелачивания ферритов цинка, проходят этап сульфидизации для получения стабильной формы остатка, который соответствует критериям выщелачивания утилизации отходов на полигоне для отходов. Сульфидизация является подходящей методикой для переработки ярозита, но она также подходит для переработки остатков серы из прямого выщелачивания отдельно или вместе с ярозитом.

Рисунок 5.13. Схема технологического процесса сульфидизации

Достигнутые экологические выгоды

Стабилизация ярозита как опасных отходов, которые затем утилизируются на полигонах для опасных отходов.

Требуется меньше места на полигоне, чем для процесса Jarofix. Хотя стабилизированные отходы закачиваются в виде необработанного осадка на полигон, переброшенная вода циркулирует обратно в процесс производства цинка, поэтому не возникает проблем с переизбытком объема воды.

Экономия природных ресурсов, поскольку сульфидизированный ярозит обладает геотехническими свойствами, позволяющими использовать материал в строительстве дамб и других сооружений на полигоне.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Испытание на растворимость и анализ проводят в соответствии со стандартом EN 12457 – 3 и другими соответствующими стандартами, упомянутыми в законодательстве об отходах.

Таблица 5.23. Критерии оценки отходов на полигонах для опасных отходов и типичные результаты для сульфидизированных отходов (ярозита и остатка серы)

№ п/п	Параметр	Критерии оценки отходов на полигонах для безопасных отходов Ж/Т 10 (мг/кг сухого вещества)^**	Сульфидизированный ярозит + остаток серы Ж/Т 10 (мг/кг сухого вещества)
1	2	3	4
1	Сурьма	5	0,83
2	Мышьяк	25	0,02
3	Барий	300	0,3
4	Кадмий	5	0,29
5	Хром (общее кол-во)	70	< 0,03
6	Медь	100	0,08
7	Ртуть	2	0,001
8	Свинец	50	6,5
9	Молибден	30	0,08
10	Никель	40	0,97
11	Селен	7	< 0,12
12	Цинк	200	21
13	Хлорид	25 000	43
14	Фторид	500	< 16
15	Сульфат	50 000	21 000
16	DOC^*	1000	19
17	TDS (полная минерализация)	100 000	-
18	Общие ЛОС	6 %	< 0,2 %
19	АНК (мг CaCO₃)	Необходим анализ

* DOC - растворенный органический углерод;

** Ж/ Т - жидкость / твердое вещество.

Кросс-медиа эффекты

Необходима система рециркуляции воды.

Технические соображения, касающиеся применимости

Данная техника применима к ярозитному железистому кеку от производства цинка.

Экономика

Движущая сила внедрения

Снижение запасов отложений для выщелачиваемого железистого кека. Требования к экологическому регулированию.

5.2.13.2.3. Уплотнение железистого кека

Описание

Уплотнение железистого кека состоит в уменьшении содержания в нем влаги с помощью пресс-фильтра высокого давления и добавления извести или других веществ. Полученный фильтрационный кек удаляют в резервуаре, и каждый слой спека дополнительно уплотняют специальным тяжелым оборудованием.

Техническое описание

Уплотнение - это технология увеличения участка хранения железистого кека. Классический способ хранения гетита и ярозита состоит в перекачке суспензии в водохранилище (с пластиковыми стенами и дном) для отстоя, а затем откачивают очищенный раствор на поверхности обратно на установку для извлечения цинка, в то время как отстоянный твердый материал остается на дне водохранилища. Водохранилище постепенно заполняется спеком до полного заполнения. В конце своего срока эксплуатации водохранилище накрывают. Данный тип традиционного хранения называется гидравлическим хранилищем.

Технология уплотнения включает фильтрование гетита с помощью пресс-фильтра высокого давления (15 – 30 бар) с добавлением извести или других агентов для снижения присущей выщелачиваемости металлов. Фильтрационный кек транспортируется в резервуар, аналогичный типу, используемому для классического хранения (или в действующее пустое водохранилище), и затем каждый слой спека уплотняется с помощью особой тяжелой техники. Конечное содержание влаги в хранящемся железистом кеке значительно ниже, чем в стандартном водохранилище (уменьшение объема влаги с 60 – 65 % до 35 %, например, в установке "Nyrstar" в Балене, Бельгия) и, благодаря твердым свойствам спека, он может быть сформирован в насыпь. Благодаря этому увеличивается емкость хранилища в два-четыре раза в зависимости от конечной высоты насыпи. Хранилище постепенно накрывают, чтобы свести к минимуму попадание дождевой воды, подлежащей обработке на очистных сооружениях или в процессе производства цинка.

Данная технология еще не была испытана для ярозитного кека.

Достигнутые экологические выгоды

Необходим меньший объем площади на полигоне из-за более плотного железистого кека.

Снижение риска случайной утечки, поскольку проницаемость хранящегося материала чрезвычайно низкая и находится в том же порядке, что и глина. Выщелачиваемость металлов может быть уменьшена путем добавления извести или других добавок.

Отсутствие водного раствора сверху твердого материала.

Меньшие объемы потери цинка, связанные с отбракованным железистым кеком, поскольку остаточное содержание влаги намного ниже (- 65 %).

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Удельная проницаемость (пропускная способность) может быть уменьшена до примерно <10 - 9м/с.

В таблице 5.24 приведены типичные результаты для уплотнения шламов для очистки сточных вод, применяющих данный метод в Европе (заводы E и P).

Таблица 5.24. Критерии испытания выщелачивания и полученные результаты для уплотненного железистого кека

№ п/п	Параметр	Критерии испытания выщелачивания: NEN 12457 - 2 - S4; Ж/Т = 10 л/кг; уровень pH 7; 24 -ч
№ п/п	Параметр	Типичные значения: Испытанный гетит + 5 % CaO (мг/кг сухого вещества)	Типичные значения: Испытанный шлам УСОВ (мг/кг сухого вещества)
1	2	3	4
1	Сурьма	0,21	0,24
2	Мышьяк	< 0,04	< 0,04
3	Барий	0,38	0,34
4	Кадмий	2,40	0,48
5	Хром (общее кол-во)	0,02	0,02
6	Хром (VI)	< 0,20	< 0,20
7	Медь	0,055	0,11
8	Ртуть	0,0026	0,079
9	Свинец	0,19	0,9
10	Молибден	0,25	0,31
11	Никель	< 0,04	< 0,04
12	Селен	0,12	0,38
13	Цинк	11	2,2
14	Хлорид	257	384
15	Фторид	91,5	80,2
16	Сульфат	17 600	16 000
17	DOC	14	34
18	TDS (полная минерализация)	24 000	24 000
19	Общие ЛОС	< 1,2 %	< 1,2 %
20	Уровень pH (KCl)	7,67	8,13

Кросс-медиа эффекты

Отсутствие стабилизации отходов. Увеличение потребления энергии для уплотнения железистого кека. Использование извести (0 – 5 %).

Технические соображения касательно применимости

Данная технология применима к гетитовому кеку от производства цинка, а также к богатому гипсом шламу УСОВ.

Экономика

Известно, что затраты сопоставимы с гидравлическим хранением (для не уплотненных осаждений в водохранилище). Существует смещение от капитальных затрат (необходима меньшая площадь водохранилища) к эксплуатационным расходам (пресс-фильтр + переработка + уплотнение на месте).

Эксплуатационные расходы (штатная численность, обслуживание, энергия, добавки и т. д.) составляют около 20 – 25 тыс. евро.

Капитальные затраты (строительство, фильтры, насосы, контейнеры, местная инфраструктура, но без учета стоимости земли и строительства водохранилища) составляют около 11 млн. евро вместимостью 100 тыс. кт/г.

Экономически выгодно, но требует индивидуального подхода. Апробировано, нашло применение в странах ОЭСР.

Движущая сила внедрения

Оптимальное использование земли. Увеличенный срок службы действующих водохранилищ.

5.2.14. Методы регенерации тепла из гидрометаллургического производства цинка

Описание

Технологии для рассмотрения:

утилизационный паровой котел;

турбина.

Техническое описание

Печные газы выпускаются из выходной трубы обжиговой печи вблизи верхней части печи, к рядом находящемуся утилизационному паровому котлу, предназначенному для горизонтального потока газа, где удаляется большая доля захваченной кальцинированной пыли и газы охлаждаются от приблизительно 1000 °С до 350 °С или ниже. Температура конденсации влажного отходящего газа, содержащего SO₂, предусматривает нижний предел работы котла, так как в этой части процесса необходимо избегать конденсации коррозионных паров.

Котел представляет собой блок с искусственной циркуляцией (например, котел Ламонта), состоящий из нескольких испарительных установок и одного комплекта трубчатки пароперегревателя в потоке газа и внешнего парового барабана.

Горячая вода непрерывно циркулирует между паровым барабаном и несколькими испарительными установками, а также охлаждающими катушками печи, в то время как пар, исходящий из парового барабана, проходит через перегреватели перед отправкой в паровые распределительную коробку. Система охлаждения огарка может использоваться в качестве дополнительной системы рекуперации тепла, подключенной к утилизационному паровому котлу.

Используя турбины, энергия из перегретого пара с температурой 290 – 400 °C и давлением 4 МПа перерабатывается либо в виде электрической энергии, либо непосредственно механической энергией (например, для запуска нагнетательного вентилятора с псевдоожиженным слоем или различных вытяжных вентиляторов на установках газоочистки и серной кислоты). Тепло от пара низкого давления, выходящего из турбин, используется затем для требований к технологическому процессу цинковой установки и отопления помещения. Некоторые установки используют пар низкого давления для запуска турбогенератора для выработки электроэнергии. Выбор зависит от условий местного энергетического рынка.

Комплектующее оборудование к котлу включает в себя мощные электрические питающие насосы и циркуляционные насосы, которые функционируют благодаря резервным блокам паровой турбины. Высокотехнологичная система управления прибором позволяет практически полностью контролировать работу котла. Кроме того, потребность в чрезвычайно чистой питательной воде для котлов требует использования установок для деминерализации и котлов для впрыска реактивов.

Огарок как из обжиговой печи, так и из утилизационного парового котла охлаждается как во вращающемся охладителе, так в охладителе с псевдоожиженным слоем. Поэтому вода проходит через охладитель без контакта с огарком и таким образом осуществляется теплообмен. После охлаждения огарка полученную теплую воду можно использовать на других стадиях гидрометаллургического процесса (например, пополнение технологических потерь воды из-за испарения, очистки). Обычно для повторного использования воды требуется предыдущая ступень охлаждения, которая может быть достигнута посредством контакта воздух-жидкость (градирни) или дополнительного охлаждения посредством теплообмена. В таких распространенных случаях рекуперация тепла не происходит.

Охлаждающая вода из вальцового станка имеет более низкое качество, чем вода для паровой турбины высокого давления. Эта охлаждающая вода чаще всего повторно используется в процессе, например, для промывки фильтрационного кека.

Дополнительный источник тепла будет поступать от установки с серной кислотой в виде экономайзера для предварительного подогрева подаваемой воды, поступающей в систему утилизационных паровых котлов.

Достигнутые экологические выгоды

Переработка теплоты, выделяющейся при экзотермической реакции, и превращение ее в электричество и пар низкого давления для технологического и производственного отопления.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Типичные показатели рекуперации энергии для заводов с ЭПОВ: 3,5 МДж/т Zn.

Кросс-медиа эффекты

Информация отсутствует.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применяется для заводов с ЭПОВ.

Экономика

Так как в любом случае требуется охлаждение газа, дополнительные затраты на восстановление энергии в основном связаны с инвестициями в турбину для выработки электроэнергии.

Экономически выгодно, но требует индивидуального подхода. Апробировано, нашло применение в странах ОЭСР.

Движущая сила внедрения

Восстановление энергии.

5.3. Пирометаллургическое производство цинка

5.3.1. Способы снижения выбросов в атмосферу в пирометаллургическом производстве цинка

Описание

Технологии для рассмотрения:

скруббер Вентури;

рукавный фильтр.

Техническое описание

Скруббер Вентури

На единственной установке в ЕС, вырабатываемой цинк пирометаллургическим способом, скрубберы Вентури применяются на следующих этапах процесса [28]:

область формирования кокса;

блок подготовки заряда агломерационной установки;

агломерация;

установка шихтоподготовки СМПП;

струйный конденсатор;

гранулирование шлака.

Рукавный фильтр

На единственной установке в ЕС, вырабатываемой цинк пирометаллургическим способом, рукавные фильтры применяются на следующих этапах процесса:

агломерационная установка;

камера дробления шлака;

СМПП;

процесс Нью-Джерси.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов пыли и летучих металлов (Zn, Pb или Cd).

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Не представлены

Кросс-медиа эффекты

Увеличение объема использования энергии.

Технические соображения касательно применимости

Информация отсутствует.

Экономика

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов ЗВ в атмосферу.

5.3.2. Способы снижения выбросов SO₂

Важное значение для цинковой промышленности имеет утилизация серы из бедных по содержанию SO₂газов. С бедными газами уносятся тысячи тонн серы.

На большинстве заводов мира утилизация серы при обжиге цинковых концентратов не превышает 40 %. На производство серной кислоты обычно направляют газы с содержанием сернистого ангидрида не менее 3,5 %. Газы камер зажигания и хвостовой части машин, содержащие 0,5 – 1,0 % SO₂, выбрасываются в атмосферу. Предельно допустимые концентрации SO₂в отходящих газах – 0,001 г/м³. Выбросы газов с содержанием SO₂0,5 – 1,0 % приводят к сильному загрязнению воздушного бассейна вокруг металлургического предприятия. Кроме того, сама сера, содержащаяся в обжиговых газах, представляет большую ценность.

Утилизация серы из бедных обжиговых газов на различных заводах осуществляется разными способами. На болгарском свинцовом заводе эти газы направляются на нейтрализацию содой с получением в качестве товарного продукта соли NaHSO₃ (бисульфита натрия). На канадском заводе "Трейл" утилизация агломерационных газов, содержащих 2 – 2,5 % SO₂, проводится с помощью адсорбции их аммиаком и последующим разложением сульфата аммония для получения богатых по сернистому ангидриду газов, которые используются для производства серной кислоты [29].

5.3.3. Установки одинарного контактирования

Описание

Технологический процесс получения серной кислоты стандартным контактным способам основан на преобразовании SO₂в SO₃с помощью серии из слоев катализаторов.

Техническое описание

Обжиговые газы после очистки их от основного количества пыли в сухих электрофильтрах поступают на промывку. После очистки в промывных системах обжиговые газы поступают в сушильное отделение. Осушенный газ поступает в контактные аппараты для окисления сернистого ангидрида в серный.

Окисление диоксида серы (SO₂) до триоксида (SO₃) происходит по реакции:

SO₂+ 0,5 O₂→ SO₃+ 96,12 кДж/кг

Процесс окисления диоксида серы происходит в контактных аппаратах на четырех слоях ванадиевого катализатора. В качестве катализатора используются контактные массы различных марок в виде гранул, таблеток или колец. В процессе реакции окисления диоксида серы происходит выделение тепла. Тепло, выделяемое в процессе реакции, используется для нагревания газа, поступающего на окисление.

После контактных аппаратов газ поступает в абсорбционное отделение. Сущность процесса абсорбции состоит в поглощении серной кислотой триоксида серы из газовой фазы. Абсорбция серного ангидрида производится в моногидратных абсорберах серной кислотой концентрацией 97,5 – 98,3 %, поступающей на орошение с температурой 55 - 80 °С.

Очищенный газ очищаются от брызг и тумана серной кислоты с помощью фильтров-туманоуловителей.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение выбросов SO₂.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Необходимыми условиями нормального течения процесса абсорбции являются равномерное распределение орошающей кислоты по сечению абсорбера, а также стабильность концентрации и температуры кислоты. Равномерное распределение орошающей кислоты по сечению башни достигается при помощи распределительной плиты, расположенной внутри башни над насадкой.

Технология одинарного контактирования используется для переработки металлургических газов цинкового производства Усть-Каменогорского металлургического комплекса. Степень контактирования составляет не ниже 96 %. Концентрация SO₂на входе перед контактным аппаратом – не менее 7 %, на выходе – 0,3 % [20].

Кросс-медиа эффекты.

При отсутствии этапа предварительной очистки газа степень конверсии достаточная низкая.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

Экономически выгодно, но требует индивидуального подхода. Апробировано, нашло применение в странах ОЭСР.

Движущая сила внедрения

Требования природоохранного законодательства.

5.3.4. Двойное контактирование/двойная абсорбция

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 [30].

Техническое описание

Наличие триоксида серы тормозит конверсию двуокиси серы и поэтому для достижения более эффективной конверсии двуокиси серы наиболее часто применяется процесс с двойным контактом/двойной абсорбцией в тех случаях, когда содержание диоксида серы в газе достаточно высоко. В этом случае триоксид серы поглощается в 98 % серной кислоте после второго или третьего прохода, что позволяет добиться конверсии большего количества диоксида серы при последующих проходах. После этого идет следующая стадия абсорбции триоксида серы. В ходе данного процесса двуокись серы, содержащаяся в газе, превращается в трехокись серы под действием контакта, когда газы проходят через слой катализатора из пентоксида ванадия. Основными особенностями метода двойного контактирования, которые необходимо учитывать при данном процессе, являются повышенная концентрация сернистого ангидрида в газе и наличие промежуточной абсорбции. Общими преимуществами систем двойного контактирования с двойной абсорбции 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.

При ДК/ДА выход энергетического пара гораздо ниже в сравнении с системами одинарного контактирования, в связи с затратами тепла на промежуточный подогрев газа перед второй стадией контактирования.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов диоксида серы в атмосферу. Снижение затрат на сырье и материалы. Исключено образование сточных вод и как следствие, необходимость их очистки.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Применение метода двойного контактирования позволяет значительно уменьшить содержание SO₂в хвостовых газах, кроме того, уменьшается объем газа в контактном и абсорбционном отделениях. Степени контактирования варьируются в пределах 99 – 99,8 % при концентрации диоксида серы в отходящих газах не выше 0,03 %.

Рекомендуемая температура эксплуатации должна быть ниже максимальных температур катализатора на 20 °С. Соблюдение данного условия обусловлено возможными колебаниями концентрации SO₂при использовании в качестве сырья, отходящих печных газов. Эти колебания могут вывести из строя катализатор. Тот же эффект достигается при более низких температурах и, следовательно, очень важно поддерживать необходимый уровень температуры, примерно на 10 - 30 °С выше стандартной, что приводит к значительному снижению скорости конверсии.

Удаление примесей (предварительная очистка) перед процессом двойного контактирования необходимо для защиты катализатора и получения серной кислоты товарного качества. Очистка позволяет снизить концентрации большинства металлов до приемлемых уровней в производимой кислоте. Предварительная очистка потока газа обычно включает ряд стадий в зависимости от загрязняющего вещества, присутствующего в газовом потоке. Эти стадии могут включать охлаждение с рекуперацией тепла, горячий электростатический фильтр, очистку для удаления ртути и т. п., а также мокрый электростатический фильтр. Слабая кислота, образующаяся в секции очистки газа, обычно содержит 1 – 50 % H₂SO₄

Из трубы могут выбрасываться кислотные туманы, и там, где это необходимо, можно использовать туманоуловители свечного типа или мокрые скрубберы.

Кросс-медиа эффекты

Образование твердых или жидких растворов (слабые кислоты), которые требуют обработки и/или утилизации. Необходимость очистки от брызг и тумана серной кислоты.

Любые NO_x, присутствующие в очищаемых на установке серной кислоты газах, абсорбируются производимой кислотой. Если концентрации высокие, то получается коричневая кислота, а это может быть неприемлемо для потенциального покупателя. Следовательно, проблема заключается в потенциале продажи. Если серная кислота коричневая в связи с органическими соединениями, можно добавить перекись водорода для удаления цвета.

Технические соображения, касающиеся применимости

Данный метод применяется в пирометаллургических процессах с использованием сульфидного сырья. Для сокращения выбросов SO₂в отходящих газах менее 0,5 – 1 кг/т серной кислоты необходимы либо снижение исходной концентрацию SO₂в газе, что приведет к ухудшению технико-экономических показателей работы системы, либо строительство дополнительной установки доочистки отходящих газов. Конверсия с двойным контактом/двойной абсорбцией сложная и дорогая, но можно использовать и установку с одиночным контактом с обессериванием остаточного газа для достижения более низких остаточных концентраций SO₂. Гипс может производиться для внешних продаж. Эти возможности могут привести к экономии энергии и меньшему образованию отходов, но затраты следует сравнить для конверсии в местных условиях. Если рынок сбыта для гипса отсутствует, то следует предусмотреть затраты на свалку гипса.

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 серная кислоты 92,5 - 94 % и 98 - 98,5 % [20].

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 % [17].

Экономика

Конверсия с двойным контактом/двойной абсорбцией сложная и дорогая. Гипс может производиться для внешних продаж. Эти возможности могут привести к экономии энергии и меньшему образованию отходов, но затраты следует сравнить для конверсии в местных условиях. Если рынок сбыта для гипса отсутствует, то следует предусмотреть затраты на свалку гипса.

Движущая сила внедрения

Снижение выбросов в атмосферный воздух. Экологическое законодательство. Экономические выгоды.

5.3.5. Утилизации диоксида серы из отходящих газов методом мокрого катализа

Описание

Обработка влажных технологических газов цинкового производства, основанная на извлечении газообразного диоксида серы и получении серной кислоты товарного качества [31].

Техническое описание

Одной из широко применяемых технологий мокрого катализа является процесс (WSA - "серная кислота из мокрого газа"), который представляет собой каталитический процесс переработки влажного технологического газа, который восстанавливает SO₂в виде концентрированной серной кислоты без добавления химикатов или абсорбентов, разработанный компанией Haldor Topse A/S в середине 1980-х годов. Серосодержащие газы цинкового производства после очистки их от основного количества пыли в сухих электрофильтрах с температурой 200 – 250 °С поступают в коллектор перед промывкой цинковых газов, откуда газ распределяется по промывным системам. Затем газ охлаждается до требуемой температуры и очищается от вредных примесей. Сущность процесса очистки газа состоит в выделении из состава газа примесей, присутствие которых отрицательно влияет на ход технологического процесса и ухудшает качество выпускаемой продукции. К таким примесям относятся: пыль, которая увеличивает гидравлическое сопротивление аппаратуры, мышьяк, фтор, селен, ртуть, которые являются отравителями ванадиевого катализатора. После охлаждения очищенный газ поступает в конвертер, который содержит ванадиевый катализатор, который был специально разработан для данного применения. В присутствии катализатора SO₂ преобразуется в SO₃. В зависимости от концентрации SO₂ и требуемой степени конверсии используются один или несколько слоев. При использовании нескольких слоев охлаждение между слоями может осуществляться различными способами в зависимости от теплового баланса установки. Горячий воздух, вырабатываемый в конденсаторе WSA, применяется в качестве предварительно нагрева исходного газа с целью повышения энергетической эффективности. На выходе из конвертера газ охлаждается, что позволяет образовавшемуся SO₃реагировать с водяным паром с образованием серной кислоты в газовой фазе.

SO₃(г) + H₂O (г) -> H₂SO₄(г) + 101 кДж/моль

Охлажденный газ поступает в конденсатор WSA, который конденсирует сернокислый газ с образованием жидкого продукта.

Достигнутые экологические выгоды

Степень преобразования диоксида в триоксид серы составляет минимум 99,7 %, что практически полностью исключает выбросы SO₂в атмосферу. Процесс (WSA) 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:

95 – 99 % удаление и восстановление содержания серы;

производство серной кислоты товарного качества;

рекуперация технологического тепла;

низкое потребление воды для охлаждения;

отсутствие отходов сточных вод.

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

Технология WSA была внедрена на Усть-Каменогорском металлургическом заводе в 2004 году для утилизации газов свинцового и цинкового производства. Степень контактирования составляет не ниже 98 %. Концентрация SO₂на входе перед контактным аппаратом – не более 6,5 %, на выходе – 0,13 %. Установка позволяет получать серную кислоту с концентрацией 97,5 - 98 % и 92,5 - 94 % после разбавления [18].

Кросс-медиа эффекты

Технические соображения, касающиеся 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.

Экономика

Экономически выгодно, но требует индивидуального подхода. Апробировано, нашло применение в странах ОЭСР.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства. Снижение выбросов SO₂в атмосферный воздух. Сокращение расходов сырья. Экономические выгоды.

5.3.6. Очистка дымовых газов с использованием щелочных растворов

Описание

Удаление SO₂из дымовых газов путем ввода (например, карбоната кальция) в отходящий газовый поток в виде суспензии/растворов в специальных абсорберах, их реакции с сернистыми соединениями с образованием готового вещества (сернокислый кальций). Перед схемой ДДГ необходима предварительная очистка дымовых газов от твердых частиц (пыли).

Техническое описание

При использовании в качестве сорбента карбонат кальция, известняк <40 мкм после предварительной обработки поступает (дробления) в бак приготовления известняковой суспензии, оборудованный механическими мешалками. Размеры резервуаров обеспечивают полную реакцию поглощенного SO₂с суспензией CaCO₃, окисление соединений серы до сульфатов. Для улучшения окисления сульфитов до сульфатов в резервуар скруббера через пневмогидравлический аэратор подается сжатый воздух. Далее суспензия по линиям подается в скруббер и накапливается в его нижней части в виде шлама с образованием крупного кристаллического остатка синтетического сернокислого кальция CaSO₄-2H₂O. Дымовые газы с низким содержанием SO₂, предварительно охлажденные и очищенные в электро- или рукавном фильтре от пыли до нормируемого значения, также подаются в систему ДДГ. Так как наиболее эффективным способом десульфуризации является противоточное движение газов и суспензии, то из нижней части скруббера суспензия подается в среднюю часть скруббера и распыляется форсунками в виде мелкокапельного раствора. Количество форсунок определяется на этапе проектирования. Очищенные дымовые газы, пройдя через систему промывных каплеуловителей, выбрасываются в атмосферу через дымовую трубу (использование "мокрой трубы" исключает необходимость подогрева очищенного газа).

После завершения первой стадии абсорбции реакционные шламы со сточной водой, содержащие главным образом сульфат кальция (сернокислый кальций), направляются в систему фильтрации и очистки воды. После обезвоживания в фильтровальном прессе сернокислый кальций выгружается непосредственно в контейнер для хранения, расположенный под прессом, откуда он транспортируется на склад и затем реализуется на рынке. Очищенная вода возвращается в систему сероочистки. В скруббер постоянно поступают свежая суспензия и часть рециркулируемого промежуточного продукта, т. к. в нем содержится некоторое количество непрореагировавшего сорбента. Для предотвращения появления отложений на стенках скруббера предусмотрена система перемешивания суспензии в нижней части скруббера.

В качестве сорбента также может быть использован раствор NaOH (каустика или кальцинированной соды).

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов SO₂.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Эффективность удаления SO₂при использовании извести колеблется в пределах 50 – 95 %, при использовании NaOH – может достигать 99 %. Скорость удаления при более высоком значении этого диапазона возможна только в идеальных условиях при использовании новых, специально разработанных установок.

Кросс-медиа эффекты

Дополнительные затраты энергоресурсов, а также сырьевых ресурсов (веществ, используемых в качестве сорбента). В случае отсутствия спроса на рынке необходимо образование дополнительных объемов отходов.

Потребление электроэнергии при использовании скрубберов на основе натрия ниже благодаря меньшей скорости рециркуляции насоса по сравнению с известковыми скрубберами и низкому перепаду давления. Однако натриевый скруббер требует обработки стоков Na₂SO₃. Стоки обычно окисляются до Na₂SO₄и могут быть размещены на специализированных площадках.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо к новым установкам. Касательно применимости на действующих заводах возможно необходима модернизация технологической линии (замены 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 выдерживания.

Недостатки, ограничивающие применимость:

при повышенном значении pH на стенках оборудования (скруббер насосы и трубопроводы) образуется мягкий налет (сульфит кальция);

при низких значениях pH образуется твердый налет (сульфат кальция).

Это факторы приводят к снижению производительности оборудования и как следствие снижению эффективности удаления SO₂. Использование извести, обогащенной магнием, помогает увеличить эффективность очистки от SO₂и снижает вероятность образования накипи. Более высокое соотношение жидкости и газа в известковых скрубберах приводит к повышению эффективности и снижению образования накипи. Однако оба эти фактора увеличивают стоимость системы.

Скрубберы на основе натрия обычно намного меньше, чем скрубберы на основе извести, благодаря реактивности реагента и возможности использования внутренних частей башни для большего контакта газа с жидкостью. Кроме того, возможность образования накипи снижается практически до нуля, поскольку скруббер на основе натрия работает в кислотном режиме. Стоимость поставок каустика и кальцинированной соды также выше, чем извести, поэтому затраты на реагенты будут выше.

Экономика

Экономически выгодно, но требует индивидуального подхода. Апробировано, нашло применение в странах ОЭСР.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов SO₂. Экологическое законодательство.

5.3.7. Очистка перекисью водорода

Описание

См. ниже.

Техническое описание

Для окисления SO₂до образования серной кислоты используется перекись водорода (H₂O₂).

SO₂(g) + H₂O₂(aq) ^ H₂SO₄(aq)

Очистка выполняется посредством прямого контакта в прямоточной оросительной башне и последующей противоточной очищающей башне. Концентрация полученной кислоты может достигать 50 % H₂SO₄. Кислота может быть переработана для использования на сернокислотной установке в качестве разбавителя или реализована как побочный продукт.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов SO₂.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

На заводе Aurubis (Гамбург) отходящий газ (содержание SO₂от 0,1 % до 2 %) улавливается, затем либо используется для разбавления технологических газов, обрабатываемых на сернокислотной установке, либо очищается на установках с использованием H₂O₂. Для эффективности поглощения SO₂концентрация серной кислоты в этом процессе составляет 30 – 35 %. Уровни SO₂в газе после очистки находятся в диапазоне от 20 до 350 мг/м³(в соответствии со среднесуточными непрерывными измерениями).

Кросс-медиа эффекты

Дополнительные затраты энергоресурсов и реагентов (перекись водорода).

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

Инвестиционные затраты на приобретение очистных установок. Экономически выгодно, но требует индивидуального подхода. Апробировано, нашло применение в странах ОЭСР.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов SO₂. Экологическое законодательство.

5.3.8. Процесс очистки SO₂на основе растворов аминов

Описание

Использование регенеративной системы очистки SO₂, основанной на использовании аминов [35].

Техническое описание

В данной технологии для достижения высокоэффективной селективной абсорбции SO₂из различных газовых потоков используют водный раствор амина. В качестве абсорбента используется Cansolv Absorbent DS^TM, специально разработанный для очистки газов в металлургических производствах, обладающий оптимальными показателями по селективности извлечения диоксида серы. Газ, содержащий SO₂, подается сверху в абсорбционную колонну, а аминовый раствор подается снизу колонны, тем самым используется противоточный поток. Может использоваться абсорбционная колонна с псевдоподвижным слоем или распылительного типа, расположенная таким образом, чтобы обеспечить максимальный контакт между амином и газом. Амин, содержащий SO₂, проходит из нижней части колонны через теплообменник и поступает в верхнюю часть регенерационной колонны. В регенерационной колонне в смесь амина и SO₂подается пар, тем самым происходит отделение SO₂из аминового раствора.

Водяной пар, насыщенный SO₂, проходит через конденсатор, который удаляет воду из потока до точки насыщения SO₂. Конденсат подается обратно в верхнюю часть башни, и насыщенный SO₂выводится из системы в качестве конечного продукта.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов SO₂.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

К примеру, эффективность очистки технологии Cansolv SO₂, на основе растворов аминов, составляет более 98 % для газовых потоков, содержащих от 0,5 % до 5 % SO₂. Основным продуктом является насыщенный водой газ SO₂, который может быть реализован или переработан. Установка Cansolv может обрабатывать газовые потоки с содержанием твердых частиц до 40 мг/Нм³, что позволяет производить очистку газовых потоков после электрофильтров, скрубберов Вентури или систем газоочистки на основе рукавных фильтров. Так, ОАО "ГМК" Норильский никель при реконструкции производства серы на медном заводе в рамках реализации "Серной программы" были рассмотрены технологии очистки отходящих газов от SO₂методом его концентрирования для возможности использования для производства серосодержащей продукции. Для реализации проекта была выбрана система Cansolv (Shell), которая показала самые низкие показатели остаточного содержания SO₂в дымовых газах – 0,001 – 0,0015 %. [32].

На сегодняшний день известны и другие системы концентрирования SO₂с использованием водных растворов.

Технология регенеративного восстановления SO₂, SolvR компании MECS основана на использовании экологически безопасного абсорбционного растворителя. Система может быть интегрирована в сернокислотные установки для снижения выбросов SO₂или использована для концентрации газового потока перед установкой серной кислоты при больших объемах отходящих газов и низким содержанием SO₂. Концентрация SO₂в отходящих газах заявлена как 20 ppm и менее. Технология SolvR была использована в комплексе с технологией производства серной кислоты MECS для медеплавильных заводов корпорации Codelco (Чили), крупнейшего производителя меди в мире.

Технология DSR компании Keyon Process Co., LTD. Данный технологический метод основан на использовании нетоксичного, экологически безопасного растворителя (абсорбента), предназначенного для избирательного поглощения SO₂. Абсорбированный диоксид серы впоследствии извлекается из растворителя, после чего регенерированный растворитель может быть использован повторно для очистки. Эффективность восстановления SO₂составляет более 99,5 %, концентрация SO₂в отходящих газах после очистки - не более 35 мг/Нм³. Дополнительно в процессе использования технологии DSR могут быть снижены концентрации ртути и твердых частиц (не более 5 мг/Нм³). Технология была внедрена на молибденовом заводе Jinduicheng (Китай).

Кросс-медиа эффекты

Дополнительные затраты энергоресурсов и реагентов. Использование пара в процессе Cansolv делает этот процесс довольно энергоемким, чем очистка с использованием щелочных растворов.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо. Установка Cansolv может обрабатывать газовые потоки с содержанием твердых частиц до 40 мг/Нм³, что позволяет производить очистку газовых потоков после электрофильтров, скрубберов Вентури или систем газоочистки на основе рукавных фильтров.

Экономика

Экономически выгодно, но требует индивидуального подхода. Апробировано, нашло применение в странах ОЭСР.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов SO₂. Экологическое законодательство.

5.3.9. Сульфит-бисульфитный метод

Описание

Диоксид серы поглощается раствором сульфит-бисульфита аммония, который образуется при пропускании газа, содержащего SO₂, через водный раствор аммиака.

Техническое описание

Процесс образования сульфит-бисульфитного раствора, основанного на взаимодействии SO₂, содержащегося в очищаемом газа с водой и аммиаком:

	SO₂+ 2NH₃+ H₂O = (NH₄)₂SO₃
	(NH₄)₂SO₃+ SO₂+ H₂O = 2NH₄HSO₃
	2NH₄HSO₃+ NH₃+ H₂O = (NH₄)₂SO₃

Из бисульфита (гидросульфита) получают сульфит, который вновь поглощает SO₂.

Полученный сульфит-бисульфитный раствор можно утилизировать следующим образом:

сжигать:

(NH₄)₂SO₃→2NH₃+ SO₂+ H₂O;

отгружать потребителю;

получать SO₂при взаимодействии с серной кислотой:

(NH₄)₂SO₃+ H₂SO₄→ (NH₄)₂SO₄+ H₂O +SO_2.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов SO₂.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Степень извлечения 95 – 98 %.

Кросс-медиа эффекты

Дополнительные расходы реагентов, используемых для регенеративного процесса. Наличие квалифицированного персонала.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

Экономически выгодно, но требует индивидуального подхода. Апробировано, нашло применение в странах ОЭСР.

Движущая сила внедрения

Снижение выбросов SO₂. Экологическое законодательство.

Рисунок 5.14. Эксплуатационные характеристики процессов очистки технологических газов от SO₂, применяемых в цветной металлургии

5.3.10. Снижение выбросов SO₃

Описание

Снижение выбросов SO₃ и H₂SO₄ в виде туманов и брызг посредством применения одной или комбинации мер, представленных ниже.

Техническое описание

Выбросы туманов SO₃ или H₂SO₄ происходят из-за неполной абсорбции (процессы сухого контакта), а также в результате неполной конденсации при процессе мокрого катализа. Снижение выбросов достигается путем ведения регулярного мониторинга и контроля параметров процесса, таких как:

обеспечение постоянства производственных процессов – источников SO₂-газа, минимизация колебаний уровня SO₂ во входящих потоках;

достаточное осушение входного газа и воздуха для сжигания в процессах без использования воды (процессы сухого контактирования);

использование большей площади конденсации (для процесса мокрого катализа);

оптимизация распределения кислот;

эффективность свечных фильтр и их контроль;

циркулирующие объемы;

концентрация и температура абсорбирующей кислоты;

мониторинг тумана SO₃/H₂SO₄.

В таблице 5.25 представлены методы, используемые для снижения выбросов SO₃/H₂SO_4.

Таблица 5.25. Методы восстановления/абсорбции SO₃/H₂SO₄

№ п/п	Наименование	Достижимые уровни выбросов
№ п/п	Наименование	мг/Нм³ в виде H₂SO₄	кг SO₃/ на тонну H₂SO₄
1	2	3	4
1	Высокоэффективные свечные фильтры (волокнистые туманоуловители)	<50	<0,14
2	Мокрая очистка	-	-
3	Сетчатый фильтр	<100	<0,07
4	Электрофильтр	<20	<0,03
5	Мокрые электрофильтры	-	-

Достигнутые экологические выгоды

Снижение выбросов SO₃ или тумана H₂SO₄.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

На сернокислотном производстве УКМК газ очищается от брызг и тумана серной кислоты в электрофильтрах, осадителе тумана MECS и выбрасывается в атмосферу, пройдя санитарный коллектор, через санитарную трубу. Содержание SO₂ в очищенном газе составляет не более 0,3 %. Содержание тумана и брызг H₂SO₄ – не более 40 мг/Нм³ [18].

Кросс-медиа эффекты

Расход химикатов и энергии при мокрой очистке.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

В зависимости от технических характеристик, в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Снижение выбросов SO₃. Экологическое законодательство.

5.4. Первичное и вторичное производство цинка с применением оборотных схем

5.4.1. Оборотная переработка металлических потоков

Общие технологии, используемые для уменьшения неорганизованных выбросов при приеме, хранении и переработке первичного и вторичного сырья.

5.4.2. Очистка сточных вод в процессах Вельц-печи

Описание

кристаллизация;

осаждение;

комбинированный процесс (кристаллизация и осаждение).

Техническое описание

Поскольку большая часть сточных вод образуется при промывке Вельц-оксида, очистка сточных вод предназначена специально для обработки этих вод. Другие небольшие потоки сточных вод доходят до установки очистки сточных вод [52].

Кристаллизация

Одним из видов удаления щелочей и галогенов из насыщенного раствора для выщелачивания на первом этапе промывки является применение процесса кристаллизации для получения солевого кека и щелочного конденсата. На этапе кристаллизации удаляется 30 – 35 % общего количества галогенов. Солевой кек сливают или утилизируют под землей, а обработанный отходящий поток может быть повторно направлен на промывочную установку. Конденсат с этапа кристаллизации перенаправляют на новый этап промывки, в конечном счете весь процесс может выполняться без образования сточных вод.

Осаждение

Когда концентрация галогенов в сточных водах приемлема для ее слива в водоприемник, можно применять другую технологию очистки сточных вод. Для этого добавляют серосодержащие добавки, коагулянты и флокулянты для осаждения растворенных металлов. После стадии фильтрации и нейтрализации очищенный сток поступает в канализационную систему или поверхностный водный объект.

Комбинированный процесс

Если существует возможность слива ограниченного количества галогенов, то можно применить этап частичной кристаллизации для удаления некоторых видов галогенов. Затем оставшуюся часть сточных вод обрабатывают путем осаждения. Завод I предоставил данные о двухэтапной очистке сточных вод. Первым этапом является классическое осаждение гидроксидом. На втором этапе добавляют специальный жидкий реагент для осаждения ионов металлов, который является более эффективным, но и дороже NaHS.

Достигнутые экологические выгоды

Кристаллизация

Устранение образования сточных вод.

Частичное удаление галогенидов.

Осаждение

Удаление металлов из сточных вод (осаждение сульфидов).

Комбинированный процесс

Частичное удаление сточных вод.

Частичное удаление галогенидов.

Удаление металлов.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Таблица 5.26. Результат промывки Вельц-оксида

№ п/п	Компонент (%)	Непромытый Вельц-оксид	Промытый Вельц-оксид (трех- или двухэтапная промывка)
1	2	3	4
1	Цинк	58 - 63	63 - 68
2	Свинец	7 - 10	9 - 11
3	Сера	0,5 - 1	< 0,15
4	Фтор	0,4 - 0,7	0,08 - 0,15
5	Хлор	4 - 8	0,05 - 0,15
6	K₂O	1,5 - 2	0,1 - 0,2

Таблица 5.27. Сточные воды после процесса промывки Вельц-оксида

№ п/п	Компонент (мг/л)	Сточные воды после очистки с NaHS
1	2	3
1	Цинк	0,01 - 1,0
2	Свинец	0,01 - 0,20
3	Кадмий	0,01 - 0,10

Таблица 5.28. Сточные воды после процесса промывки Вельц-оксида

№ п/п	Завод	Q^*		I^**		M^***
		ср. знач.	макс.	ср. знач.	макс.	ср. знач.	макс.

1	2		3	4	5	6	7	8
1	Поток	м³/ч	195	НД	330	НД	28,2	НД
2	Zn	мг/л	0,04	0,46	0,03	0,06	1,43	5,28
3	Cd	мг/л	0,0020	0,024	0,0007	0,006	0,05	0,25
4	Pb	мг/л	0,0031	0,105	0,0067	0,019	0,68	2,76
5	As	мг/л	0,0123	0,2	< 0,001	< 0,001	0,17	0,64
6	Cu	мг/л	0,0003	0,0015	<0,01	< 0,01	0,03	0,19
7	Fe	мг/л	0,06	0,18	< 0,05	< 0,05	0,3	0,46
8	Cr	мг/л	0,0015	0,0034	< 0,001	< 0,001	< 0,01	0,1
9	Cl-	мг/л	2780	5300	635	993	НД	НД
10	F-	мг/л	3,89	7	0,68	0,93	НД	НД
11	SO₄²^-	мг/л	996	1600	155	269	1994	2945

* завод Q: процесс осаждения;

** завод I: частичная кристаллизация для удаления галогенов + процесс осаждения;

*** завод M: осаждение + флокуляция + коагуляция + фильтрация (выбросы не подходят для прямого сброса).

Кросс-медиа эффекты

Кристаллизация

Увеличение потребления энергии (из-за испарения) и образование твердых отходов или солевого раствора.

Осаждение

Использование химических веществ для осаждения ионов металлов.

Комбинированный процесс

Увеличение потребления энергии (из-за испарения и образования твердых отходов или соляного раствора).

Использование химических веществ для осаждения ионов металлов.

Технические соображения, касающиеся применимости

Объемы кристаллизации зависят от местных условий. Когда сброс хлоридов невозможен, выполняется 100 % кристаллизация. Примером может служить завод "Befesa" во Фрайберге.

Когда возможен сброс ограниченного количества хлоридов, применяется процесс частичной кристаллизации, например, на заводе "Pontenossa" в Италии, где около трети общего количества галогенов, содержащихся в Вельц-оксиде, удаляют на установке для кристаллизации.

Экономика

Данный процесс широко используется и является экономически эффективным. Экономически выгодно, но требует индивидуального подхода. Апробировано, нашло применение в странах ОЭСР.

Движущая сила внедрения

Удаление металлов (законодательство об охране окружающей среды). Оптимизация продукта. Сокращение выбросов фтора, хлора и щелочей в водоприемник (местное законодательство об охране окружающей среды).

5.5.1. Предотвращение и минимизация остатков и отходов от процессов плавки

Описание

Восстановление или осаждение богатого кадмием цементита от гидрометаллургического производства цинка[32].

Техническое описание

Очистка

Данная процедура состоит в извлечении кадмия из процесса обработки цинка в качестве обогащенного кадмием цемента на этапе очистки для дальнейшего его концентрации и рафинирования (электролиз или пирометаллургический процесс) и, наконец, превращения его в товарный кадмиевый металл или соединения кадмия.

Осаждение

Процедура извлечения кадмия из процесса обработки цинка в качестве обогащенного кадмием цемента на этапе очистки с применением комплекса гидрометаллургических операций с целью превращения кадмия в осадок, богатый кадмием (например, цемент (Cd металл), Cd(OH)₂), который утилизируется в строго контролируемых условиях.

Достигнутые экологические выгоды

Очистка

Процесс без использования воды.

Осаждение

Помимо целевых отходов кадмия для захоронения на полигонах в результате данного процесса отсутствует образование отходов: все технологические потоки вторично обрабатываются на этапе обработки кадмия или в потоке цинковой установки. Объем остатков, подлежащих утилизации, относительно невелик, так как процесс протекает с высокой концентрацией кадмия (не менее 20 %). Условия утилизации отходов соответствуют действующему законодательству. Это означает, что остатки перед утилизацией необходимо стабилизировать (например, добавить известь) на месте или на полигонах для улучшения его физических свойств (например, выщелачивания).

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Процент осаждения богатого кадмием осадка для утилизации на полигоне зависит от рыночного спроса.

Очистка

Использование реагентов. При осаждении кадмия из раствора в процессе очистки или на этапе обработки кадмия используют цинковую пыль (стехиометрическое количество в 1,1 – 1,6 раза в соответствии с реакцией Cd²⁺ + Zn⁰→ Cd⁰+ Zn²⁺).

Увеличение потребления энергии (электричество требуется при электролизе и плавке/отливке для преобразования кадмия в его металлическую форму).

Осаждение

Применяется метод осаждения кадмия в виде гидроксида кадмия добавлением извести или NaOH. В данном случае кадмий получается в неметаллическом виде, который в дальнейшем необходимо перевести в вид металла способом электролиза или цементации.

Образуются концентрированные кадмиевые отходы.

Технические соображения, касающиеся применимости

С точки зрения типа процесса, процесс очистки является более сложным и менее устойчивым процессом, чем осаждение: раствор сульфата кадмия должен быть очищен до его обработки в секции электролиза, тогда как требования к качеству раствора сульфата кадмия, из которого будут осаждены отходы, являются менее жесткими.

Оборудование, необходимое для процесса очистки (реакционные резервуары, отстойники, электролизные ванны, плавильная печь, литейное оборудование), является более универсальным, чем для процесса осаждения (реакционные резервуары, отстойники, фильтр).

Выбор заводом процесса в значительной степени зависит от рыночных условий (т. е. рынок кадмия слишком мал, чтобы использовать весь теоретически произведенный кадмий), возможности/условия утилизации, а также наличие необходимого оборудования и опыта и т. д. Эти условия могут быть специфичными для определенного региона или участка и могут со временем изменяться.

Экономика

Количественные данные отсутствуют, но стоимость и преимущества обоих процессов сильно зависят от рыночных условий (цена кадмия, краткосрочный или долгосрочный рынок), возможности/условия утилизации (цена, расстояние до полигона), инвестиционные затраты и эксплуатационные расходы (рабочая сила, энергия, реактивы). Эти условия могут быть специфичными для определенного региона или участка и могут со временем изменяться.

Экономически выгодно, но требует индивидуального подхода. Апробировано, нашло применение в странах ОЭСР.

Движущая сила внедрения

Движущими факторами для реализации одного из этих двух процессов являются:

рентабельность/стоимость в краткосрочной и долгосрочной перспективе;

воздействие на окружающую среду (формирование/предотвращение формирования отходов, потребление электричества и реактивов);

способность соблюдать законодательство в области охраны окружающей среды и здоровья человека.

5.5.2. Предотвращение образования сточных вод

В большом количестве установок охлаждающая вода и очищенные сточные воды, включая дождевую воду, воду из системы контроля захоронения отходов и воду из рекультивации почвы и т. д., повторно используется или вторично обрабатывается в процессе. Некоторые виды сточных вод могут задерживаться и должны быть обработаны для удаления растворенных металлов и твердых веществ перед сбросом. Традиционно проводится осаждение гидроксидом/карбонатом. В некоторых случаях комбинированный или двухэтапный процесс осаждения используют с гидроксидным этапом, за которым следует сульфидный этап. Дополнительный сульфидный этап обеспечивает снижение содержания металлов до более низкой концентрации, чем при осаждении гидроксидом.

5.5.2.2. Очистка сточных вод от гидрометаллургического и пирометаллургического производства цинка

Описание

В данном разделе описываются следующее:

предварительная обработка определенных видов сточных вод (например, слабокислая слитая вода после очистки мокрого газа обжиговой печи) до отправки их на очистные сооружения;

установка по очистке сточных вод на основе неорганического процесса (за гидроксидным осаждением следует при необходимости сульфидное осаждение);

очистка сточных вод на основе биологического процесса.

Техническое описание

Предварительная очистка

Типичным примером предварительной очистки является то, что она выполняется на слабокислых отходах после очистки мокрого газа обжиговой печи. Эта вода подвергается действию газа, так что выделяется часть растворенного SO₂. Поток SO₂вводится в основной газовый поток из обжиговой печи, так что этот SO₂проходит очистку, в то время как количество сульфидов/сульфатов, которые необходимо очищать в УОСВ, также уменьшается. Кроме того, спонтанно образующиеся твердые соединения, содержащие ртуть и/или селен, могут присутствовать в слабокислой жидкости. Удаление этого шлама (в отстойнике или фильтре) до того, как поток будет отправлен на центральную установку очистки сточных вод, облегчает процесс очистки на СОСВ [34].

Оценка того, целесообразно ли проводить предварительную обработку определенных видов сточных вод, может быть сделана только в каждом конкретном случае, поскольку решающие параметры могут быть специфическими для конкретного завода или региона (например, условия сброса сточных вод, ограничения состава отходов для захоронения отходов или обработки).

Кроме того, когда осаждение применяется на двух или более этапах (см. ниже), иногда может быть полезно не собирать все сточные воды в одном канале, а проводить разделение между двумя (или более) "семьями", например, тяжеловесные воды - (например, остатки от очистки влажного газа обжиговой печи – это называется промывные кислоты) и слегка загруженные воды (например, дождевая вода). В этом случае последнее может войти в процесс после первого этапа, что может быть полезным в отношении общих эксплуатационных затрат. Но данный фактор необходимо оценивать в каждом конкретном случае (например, стоимость двухэтапной канализационной системы в значительной степени зависит от плана завода).

Установка очистки сточных вод

Для цинкового завода с годовой производительностью 250 тыс. т общий поток, подлежащий обработке на центральной УОСВ, составляет порядка 100 – 300 м³/ч. Применяются только методы, которые способны с технической и расходной точки зрения обрабатывать большое количество потоков.

В неорганическом процессе, а также в биологическом процессе основной целью является осаждение металлов и других соединений в виде нерастворимых или едва растворимых соединений на одном или нескольких этапах. Твердые вещества отделяются от потока воды путем осаждения и/или фильтрации на одном или нескольких этапах.

Установка очистки сточных вод с применением неорганического процесса

Как правило, применяется процесс осаждения гидроксидом. Регулирование уровня рН до значения в диапазоне от 9 до 10,5 обычно достигается путем добавления щелочных реагентов, таких как известь или гидроксид натрия, поскольку большинство видов сточных вод является кислотными, металлы осаждаются в виде гидроксидов.

Обычно данный этап нейтрализации и осаждения проводится при одном значении уровня рН. В некоторых случаях это делается на двух или более этапах, где могут применяться различные значения уровня рН.

Общее уравнение для осаждения гидроксида:

Me²⁺ + 2OH^- ^ Me (OH)

Почти все сточные воды цинкового завода содержат значительное количество сульфатов и имеют низкий уровень pH (поскольку они содержат серную кислоту). Добавляя известь (негашеная известь, каустическая известь) для нейтрализации и осаждения гидроксидов, сульфаты одновременно удаляются из воды в виде гипса (пока равновесный уровень не достигнет около 1,6 г/л сульфата):

SO₄²^- + Ca²⁺ ^ CaSO₄

В некоторых случаях гидроксидное осаждение комбинируется с сульфидным осаждением или сульфидное осаждение следует после него путем добавления NaHS или Na₂S (например, одновременное осаждение в одном и том же реакторе, как многоэтапное осаждение). Поскольку растворимость сульфидов металлов ниже, чем у соответствующего гидроксида металла, сульфидный этап способен удалять металлы с меньшей концентрацией, чем концентрация гидроксида в осадках.

Общее уравнение для сульфидного осаждения:

Me²⁺ + S²> MeS

Гидроксидное и/или сульфидное осаждение является ключевым моментом процесса по очистке сточных вод. Однако в некоторых конкретных случаях добавляются дополнительные этапы для удаления элементов, которые удалены не полностью. Потребность в этих этапах определяется в каждой конкретной ситуации (например, наличие типичных элементов, жесткие нормы выбросов). Некоторые примеры: фтор может быть частично осажден в виде CaF₂путем добавления извести или другого источника кальция при уровне рН 9,5, а мышьяк можно частично удалить путем совместного осаждения путем добавления солей железа.

Разделение твердой и жидкой фаз обычно осуществляется путем осаждения в цилиндрическом отстойнике, пластинчатом отстойнике или другом типе отстойника (то есть концентраторе, отстойном резервуаре, осветлителе, осадочном бассейне). В некоторых случаях разделение завершается с помощью процесса фильтрации (например, песочного фильтра). Для улучшения характеристик осаждения и/или фильтрации могут использоваться флокулянт-коагулянтные добавки.

Неорганический процесс наиболее часто используется в ЕС на заводах по гидрометаллургическому производству цинка. Этот процесс также применяется на единственном в ЕС заводе по пирометаллургическому производству цинка.

Установка по очистке сточных вод с применением биологического процесса

Только на одном европейском заводе используется биологический процесс для производства сульфидных ионов в реакционной смеси. Слабая кислота, которая является отводом от мокрой газоочистки, имеет высокую концентрацию сульфата (10 – 25 мг/л) и обрабатывается в первую очередь. Ионы сульфата восстанавливаются до сульфидных ионов (S²^-, HS-) водородом и сульфатвосстанавливающими бактериями на установке биологической очистки сточных вод:

SO₄²^- + 4H; > S²^- + 4H₂O

Водород выделяется из природного газа и пара в установке реформинга. Цинк и другие металлы вступают в реакцию с сульфидными ионами и осаждаются в виде сульфида металла:

Me²⁺ + S² > MeS

Таким образом, общая реакция имеет следующую формулу:

MeSO₄+ 4H₂^ MeS (s) + 4H₂O

Концентрация сульфатов и металлов после этой очистки все еще слишком высока для непосредственного слива, а вода проходит очистку на другом этапе вместе с другими видами сточных вод от производства (а также с грунтовыми водами после восстановительных работ). Здесь также используются сульфатвосстанавливающие бактерии для осаждения металлов сульфидом, но в этом случае в качестве донора электронов вместо водорода используется этанол. Общая реакция имеет следующую формулу:

3MeSO₄+ 2C₂H₅OH → 3MeS + 2H₂O + 4H₂CO₃

Поскольку повышенные концентрации свободных металлов в потоках сточных вод токсичны для сульфатвосстанавливающих бактерий, раствор в реактор подается разубоженным. Для снижения концентрации сульфида в сбрасываемой воде применяется восстановление сульфидных ионов в элементарную серу аэробными бактериями в биологическом реакторе:

2S²^- + O₂+ 2H₂O → 2S° + 4OH^-

Все сульфиды и осадок биомассы вторично обрабатываются на этапе обжига для извлечения металлов в цехах по производству цинка и серы в виде серной кислоты.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов металлов в воду. Содержание металлов вытекающего выходящего потока после биологического процесса аналогично содержанию в очищенной воде после эффективной очистки сточных вод с добавлением неорганических сульфидных добавок (NaHS, Na₂S), поскольку химическая структура в обоих процессах одинакова (на основе слабой растворимости сульфидов металлов).

Сокращение выбросов сульфатов в воду. Биологический процесс имеет дополнительный положительный эффект в том, что снижается содержание сульфатов в очищенной воде. Может быть достигнута концентрация сульфатов - около 600 мг/л в сравнении с концентрациями около 1600 мг/л в классическом неорганическом процессе УОСВ.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

В таблице представлены меры, ориентированные не только на предотвращение и/или снижение объемов образуемых сточных вод, но и снижение объемов водопользования и как следствие снижение нагрузки на окружающую среду в целом. Снижение общего и удельного объемов водопотребления влечет за собой как следствие снижение количества сточных вод, направляемых после очистки на сброс.

Таблица 5.29. Меры предотвращения и/или сокращения объема сточных вод

№ п/п	Описание	Достигнутые преимущества
1	2	3
1	Отделение сточных вод, содержащих загрязняющие вещества, от условно чистых, ливневых или иных вод.	Сокращение объемов первичного водопотребления и образования сточных вод.
2	Создание замкнутых систем водооборота (системы рециркуляции воды), а также использование условно чистых вод, отводимых с поверхностей, в технологических процессах.	Сокращение объемов первичного водопотребления.
3	Создание систем сбора и разделения сточных вод, в том числе ливневых и дренажных вод в производственных коллекторах водостока для их обработки и последующего использования.	Сокращение образования сточных вод.
4	Использование раздельного отвода технологических вод (например, конденсата и охлаждающих вод). При этом необходимо уделять внимание максимально возможному извлечению из сточных вод загрязняющих веществ, возникающих вследствие потерь сырья или продукта, для их последующего использования.	Повышение эффективности систем повторного использования вод.
5	Разработка программ производственного экологического контроля, в которых отражается информация о показателях, подлежащих контролю, а также периодичности контроля, которая зависит от специфики предприятия, а также от объема сточных вод, видов и количества загрязнений и требований к качеству их очистки. Контроль качества сбрасываемых сточных вод осуществляют в коллекторе, сборной камере или колодце на выпуске с очистных сооружений.	Оптимизация процесса обработки сточных вод и обеспечение стабильного и бесперебойного функционирования объекта обработки сточных вод.
6	Внедрение системы контроля целостности и герметичности оборудования, включая трубопроводные системы и насосные установки, а также возможных мест образования утечек (отстойников и другие узлы обработки вод).	Снижение объемов первичного водопотребления.

На цинковом заводе УКМК используются внутрицеховая система повторного использования воды и внутрицеховая система оборотного водоснабжения. Сточные воды от шахтных печей, шлаковозгонной установки и электроотстойников используются для охлаждения технологического оборудования. Снижение температуры повторно-используемой воды производится за счет продувки данной системы оборотной общекомбинатовской водой. Образующиеся сточные воды проходят очистку для возможности дальнейшего их использования в технологическом процессе предприятия (оборотная вода), условно-чистые сточные воды, которые после охлаждения на градирнях ОС в полном объеме также отводятся в общекомбинатовскую оборотную систему промводоснабжения для дальнейшего использования.

Техническая модификация системы охлаждения контактной установки на заводе "Aurubis" (Гамбург) в 2018 году посредством повышения уровня температуры для обеспечения возможности разделения централизованного теплоснабжения и строительство трубопровода централизованного теплоснабжения до границы завода способствовали предотвращению сброса 12 млн. м³охлаждающей воды в р. Эльба [35].

Кросс-медиа эффекты

Установка по очистке сточных вод с применением неорганического процесса

Использование нейтрализующих веществ (извести, гидроксида натрия), сульфидных источников (NaHS, Na₂S) и флокулянтов.

Отходы производства.

Установка по очистке сточных вод с применением биологического процесса

Использование нейтрализаторов (известь, гидроксид натрия) и флокулянтов. Потребность в меньшем количестве нейтрализаторов, чем при неорганическом процессе.

Использование природного газа, этанола или других источников углерода.

Увеличение потребления энергии (необходимость в обеспечении минимальной температуры около 30 °C).

Технические соображения, касающиеся применимости

Установка по очистке сточных вод с применением неорганического процесса

Является общеприменимой технологией, поэтому технологическая информация относительно доступна.

Установка по очистке сточных вод с применением биологического процесса

Данный процесс является более сложным и более чувствительным, чем неорганический процесс. Минимальная температура должна составлять около 30 °C, что снижает общую применимость этой технологии; необходима оценка в зависимости от местных условий.

Экономика

Установка по очистке сточных вод с применением неорганического процесса

Технология применяется в масштабах отрасли.

Установка по очистке сточных вод с применением биологического процесса

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 [36].

Экономически выгодно, но требует индивидуального подхода. Апробировано, нашло применение в странах ОЭСР.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов металлов и других загрязняющих веществ в воду.

5.6. Схемы производства и оборотной переработки кадмия

5.6.1. Гидрометаллургическое производство кадмия

5.6.1.1. Способы предотвращения и снижения выбросов от выщелачивания и разделения твердой и жидкой фаз

Используемые техники:

система центральной аспирации;

мокрый скруббер.

Кросс-медиа эффекты

В случае конкретного цеха по производству кадмия, все оборудование подключается к центральной системе аспирации, а отходящий газ обрабатывается в мокром скруббере, Отвод промывного раствора возвращается на этап выщелачивания цинка [37].

Достигнутые экологические выгоды

Предотвращение и сокращение выбросов в атмосферу.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Не представлены.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применяется в определенных цехах по выщелачиванию кадмия.

Экономика

Движущая сила для осуществления

Сокращение выбросов в атмосферу. Гигиена труда.

5.6.1.2. Способы предотвращения выбросов от электролиза

Техническое описание

Покрытие электролизных ванн пластиковым брезентом или защитными планками.

Как и при цинковом электролитическом процессе, но в меньших объемах кадмий осаждается из очищенного раствора сульфата кадмия на алюминиевые стартовые катоды, а на анодах образуется кислород. Кислородные пузырьки, которые лопаются на поверхности, образуют кислотные пары (аэрозоль). Чтобы уменьшить объемы эти выбросов паров, электролизные ванны покрывают пластиковым брезентом или размещают отдельные пластиковые защитные планки над/между электродами.

Объемы неорганизованных выбросов пыли можно уменьшить эффективной уборкой, например, гарантируя, что проливы жидкостей и твердых веществ, содержащих кадмий, будут ликвидированы без задержки, сохраняя пол влажным на данном участке.

Экологический эффект

Предотвращение выбросов кислотных паров и неорганизованных выбросов пыли.

Технические соображения касательно применимости

Обычно применяется для любой кадмиевой электролизной ванны.

Экономика

Относительно ограниченные капитальные затраты на пластиковые защитные планки. Экономически выгодно, но требует индивидуального подхода. Апробировано, нашло применение в странах ОЭСР.

Движущая сила внедрения

Предотвращение выбросов в атмосферу. Гигиена труда.

5.6.1.3. Предотвращение и минимизация остатков и отходов от гидрометаллургического производства кадмия

Описание

Восстановление или осаждение богатого кадмием цементита от гидрометаллургического производства цинка.

Техническое описание

Очистка

Осаждение

Достигнутые экологические выгоды

Очистка

Процесс без использования воды.

Осаждение

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Процент осаждения богатого кадмием осадка для утилизации на полигоне зависит от рыночного спроса.

Кросс-медиа эффекты

Очистка

Осаждение

Осаждение кадмия в неметаллической форме (например, в виде гидроксида) требует добавления извести или NaOH.

Образуются концентрированные кадмиевые отходы.

Технические соображения, касающиеся применимости

С точки зрения типа процесса процесс очистки является более сложным и менее устойчивым процессом, чем осаждение: раствор сульфата кадмия должен быть очищен до его обработки в секции электролиза, тогда как требования к качеству раствора сульфата кадмия, из которого будут осаждены отходы, являются менее жесткими.

Экономика

Экономически выгодно, но требует индивидуального подхода. Апробировано, нашло применение в странах ОЭСР.

Движущая сила внедрения

Движущими факторами для реализации одного из этих двух процессов являются:

рентабельность/стоимость в краткосрочной и долгосрочной перспективе;

способность соблюдать законодательство в области охраны окружающей среды и здоровья человека.

5.7. Пирометаллургическое производство кадмия

Описание

Технологии для рассмотрения:

система центральной аспирации;

мокрый скруббер.

Техническое описание

Раствор сульфата кадмия закачивается в резервуар для осаждения кадмия. Затем добавляют цинковую пыль и осаждают кадмий в виде мелких гранул. Гранулы отделяют от раствора в нутч-фильтре, промывают и брикетируют при помощи гидравлического пресса. Брикеты складируют в закрытых контейнерах для транспортировки на завод по переработке кадмия. Содержание кадмия составляет >98 %. Исходный раствор повторно обрабатывают в секции выщелачивания цинка.

Оборудование подключено к центральной системе аспирации, а отходящий газ очищается во влажном скруббере. Промывной раствор выпускается в секции выщелачивания цинка.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов пыли.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Информация не представлена.

Кросс-медиа эффекты

Информация отсутствует.

Технические соображения, касающиеся применимости

Информация отсутствует.

Экономика

Движущая сила внедрения

Экологически безопасный процесс для реализации с разумными затратами.

5.7.2. Способы снижения выбросов в процессах извлечения кадмия фьюмингованием/конденсацией

Описание

Технологии для рассмотрения:

рукавный фильтр;

ЭСО;

мокрый скруббер.

Техническое описание

При использовании низкотемпературной схемы брикеты из кадмия плавятся в печи под слоем каустической соды. Шлак удаляют и отливают в небольшие слитки. Жидкий кадмий отправляется в печь для рафинирования [38].

В печи для переработки расплавленный кадмий обрабатывают каустической содой для удаления цинка. Смесь перемешивают в течение нескольких часов. Затем процесс перемешивания останавливают, удаляют шлак и заливают в небольшие формы для слитков. Данный металл содержит > 99,5 % кадмия и отправляется на процесс вакуумной дистилляции.

В процессе вакуумной дистилляции кадмий отделяется от компонентов, которые имеют более низкое давление паров. Дистилляционная установка функционирует в вакууме, а металл выпаривается при температуре, близкой к температуре плавления. Менее летучие компоненты конденсируются и возвращаются в печь. Высококачественный кадмий собирается в виде конденсата и отливается в слитки.

Все оборудование для переработки кадмия подключено к центральной системе аспирации. На заводе F отходящий газ очищается в ЭСО перед выбросом в окружающую среду. Собранную пыль из ЭСО периодически вымывают водой. В секции выщелачивания цинка используется элюат. На заводе B применяется скруббер, а на заводе D - рукавный фильтр.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов пыли в атмосферу.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

В таблице 5.30 показано распределение выхода кадмия для заводов B, E (последний этап рафинирования кадмия для завода E происходит на заводе B) и F (схема гидрометаллургической/вакуумной дистилляции при производстве кадмия).

Таблица 5.30. Распределение выхода кадмия на европейских заводах по переработке цинка

№ п/п	Вводимый материал (%)	Завод B	Завод E	Завод F
1	2	3	4	5
1	Очищенный металл кадмия	90,4	14	Около 70
2	Кадмий как примесь в побочных продуктах (Концентраты Cu и Pb-Ag)	9,4	41	20 - 25
3	Утилизация отходов кадмия	НД	35 (отходов Cd) + 5 (гетит)	5 - 10 (Jarofix)
4	Кадмий для утилизации со шламом от УОСВ	0,1	5	Около 0,1
5	Кадмий в выбросах в атмосферу	< 0,01	< 0,01	< 0,01
6	Кадмий в выбросах в воду	< 0,01	< 0,01	< 0,01

Кросс-медиа эффекты

Информация отсутствует.

Технические соображения, касающиеся применимости

Технологии является эффективной только при наличии спроса на очищенный кадмий пирометаллургическим способом.

Для безотходной работы процесс должен быть интегрирован в гидрометаллургический процесс переработки цинка.

Экономика

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов ЗВ в атмосферу.

5.7.3. Предотвращение и минимизация остатков и отходов от пирометаллургического производства кадмия

Все остатки проходят вторичную переработку/повторно используются во внутренних или внешних процессах.

5.8. Плавка, получение сплавов и отливка кадмиевых слитков (первичный и вторичный циклы)

5.8.1. Способы предотвращения и снижения выбросов от печей плавки, переплавки, получения сплавов и отливки

Описание

Технологии для рассмотрения:

рукавный фильтр;

ЭСО;

мокрый скруббер.

Техническое описание

Высококачественный кадмий отливается вручную из печи для рафинированного кадмия в виде шаров, слитков или в других формах. Отливки разрезают и упаковывают в картонные коробки с пластмассовой облицовкой или в большие мешки. Отходы от процесса отливки и резки переплавляются в специальной печи и отливаются заново.

Печи подключены к центральной системе аспирации. Отходящий газ очищают в скруббере или ЭСО перед выбросом в окружающую среду. Собранную пыль из ЭСО периодически вымывают водой. В секции выщелачивания цинка используется элюат. Аналогичным образом отвод из скруббера можно обработать на цинковой установке.

Отходы из плавильных печей перерабатываются на цинковой установке.

Достигнутые экологические выгоды

Отсутствие образования отходов.

Очень низкий уровень выбросов при помощи ЭСО.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

В таблице 5.31 приведены данные заводов по выбросам от различных процессов производства кадмия.

Таблица 5.31. Выбросы из печей плавки, переплавки, получения сплавов и отливки

№ п/п	Завод		B		D		F
№ п/п	Завод		ср.знач.	макс.	ср.знач.	макс.	ср.знач.	макс.
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	Поток	Нм³/ч	4 950	НД	10 087	НС	7 500	НС
2	Пыль	мг/Нм³	0,106	0,264	1,5	2,5	0,06	0,19
3	Cd	мг/Нм³	0,093	0,232	0,090	0,16	0,001	0,006
4	Используемая технология		Скруббер		Рукавный фильтр		ЭМП
5	Частота выборки	Кол- во/год	1		1		12
6	Cd процесс		Плавка катодом		Плавка с содой		Плавка с содой и вакуумная дистилляция

Кросс-медиа эффекты

Информация отсутствует.

Технические соображения, касающиеся применимости

Информация отсутствует.

Экономика

Движущая сила внедрения

Законодательство об охране окружающей среды. Гигиена труда.

5.8.2. Предотвращение и минимизация остатков и отходов от процессов плавки

В процессе плавки отходы не образуются. Все промежуточные остатки вторично обрабатываются в процессе.

5.8.3. Предотвращение образования сточных вод

Описание

Предотвращение образования сточных вод от процессов отливки кадмия.

Техническое описание

При использовании данной схемы производства сточные воды не образуются.

Все растворы обрабатываются в замкнутом цикле. Вытекающий поток после прохождения мокрого скруббера используется в секции выщелачивания цинка.

Охлаждающая вода не применяется.

Достигнутые экологические выгоды

Отсутствие сточных вод.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Отсутствие образования сточных вод.

Кросс-медиа эффекты

Информация отсутствует.

Технические соображения, касающиеся применимости

Информация отсутствует.

Экономика

Движущая сила внедрения

Минимизация выбросов кадмия в окружающую среду.

Описание

Очистка сточных вод от установок получения кадмия.

Техническое описание

Когда металлургическая установка получения кадмия интегрирована с металлургической установкой получения цинка, все потоки сточных вод из кадмиевой секции в итоге очищается на общей установке по очистке сточных вод.

Когда кадмиевая секция не интегрирована в установку получения цинка, и когда процесс выполняется с окончательным выпуском в водоприемник, применяются те же самые технологии, описанные выше, с дополнительными поглотительными башнями (если этого позволяет общий объем потока).

Достигнутые экологические выгоды

Небольшое количество выделения кадмия в водоприемнике.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Информация отсутствует.

Кросс-медиа эффекты

Применение реагентов. Конечные остатки проходят процессы инертизации и утилизации.

Технические соображения, касающиеся применимости

Возможность использования определяется местными условиями.

Экономика

Движущая сила внедрения

Соблюдение положений Рамочной директивы по водной среде и национальных требований.

5.9. Энергия

5.9.1. Использование тепла отходящих газов от основных технологических процессов

Описание:

котел-утилизатор;

установка испарительного охлаждения.

Техническое описание

Повышение энергоэффективности и сокращение внешнего потребления топлива достигаются за счет применения методов рекуперации тепла отходящих газов. Горячий отходящий газ, полученный в плавильной, обжиговой печи или конверторе, направляется в котел-утилизатор или установку испарительного охлаждения, где газ охлаждают с выработкой пара. Генерируемый пар, как правило, используется в технологическом процессе, например, при выщелачивании [39].

В качестве примера повышения эффективности использования пара на одном из предприятий по производству свинца и меди рассматривается возможность замещения редукционной установки котла-утилизатора на паровой турбогенератор. Пар, производимый на котлах-утилизаторах ISA-печей медного и свинцового заводов, имеет рабочее давление 40 бар и не может напрямую быть передан потребителям под таким давлением, так как магистральные паропроводы промышленной площадки рассчитаны на рабочее давление до 6 бар. Для снижения давления вырабатываемого пара от 40 бар до значения 6 бар в составе оборудования котлов-утилизаторов предусмотрена редукционная установка (РУ). Нужно отметить, что при дросселировании пара на РУ безвозвратно теряется часть его потенциальной энергии. Предлагается вывести из схемы РУ и параллельно РУ установить паровой турбогенератор с противодавлением, который будет нести одновременно две функции:

использование энергии пара с первичным давлением 40 бар для вращения парового турбогенератора с понижением давления пара до требуемого давления 6 бар и последующей передачей его в сеть потребителя;

выработка электроэнергии для собственных нужд предприятия за счет потенциала пара ранее теряемого при дросселировании его на РУ.

Предлагаемая схема привязки парового турбогенератора не исключает возможность раздельной работы (по выбору) либо редукционной установки, либо парового турбогенератора.

Рисунок 5.15. Схема привязки парового турбогенератора

Достигнутые экологические выгоды

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Типичные показатели рекуперации энергии для заводов c ЭПOB: 3,5 MДж/т Zn.

Кросс-медиа эффекты

Не ожидается.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применяется для заводов c ЭПOB.

Экономика

Taк как в любом случае требуется охлаждение газа, дополнительные затраты на восстановление энергии в основном связаны c инвестициями в турбину для выработки электроэнергии.

Экономически выгодно, но требует индивидуального подхода. Апробировано, нашло применение в странах ОЭСР.

Движущая сила внедрения

Повышение производительности, сокращение производственных затрат.

5.10. Управление водными ресурсами и методы очистки сточных вод

Любая вода, не подлежащая переработке или повторному использованию, подлежит очистке для уменьшения концентрации загрязняющих веществ, таких как металлы, кислотообразующие вещества и твердые частицы, в конечных стоках, сбрасываемых в природные водные объекты. В целях уменьшения концентрации загрязняющих веществ в воде можно использовать технологии очистки в конце производственного цикла, например, химическое осаждение, отстаивание или флотацию и фильтрацию. Как правило, эти методы применяются в комбинации на конечной или центральной установке очистки сточных вод, однако могут быть предприняты меры для осаждения металлов до того, как технологические стоки будут перемешаны с другими сточными водами.

Выбор наиболее подходящего метода очистки или комбинации различных методов осуществляется в каждом конкретном случае с учетом специфических факторов, характерных для каждого объекта. Для определения оптимального способа минимизации объемов конечных стоков и концентрации загрязняющих веществ необходимо принимать во внимание следующие наиболее важные факторы:

процесс, являющийся источником стоков;

объем воды;

загрязняющие вещества и их концентрацию;

возможности повторного использования в процессах;

доступность водных ресурсов.

5.10.1. Повторное использование и рециркуляция

Описание

Снижение объемов сбрасываемых сточных вод посредством их повторного использования в производственном цикле.

Технологическое описание

Техники и методы повторного использования воды успешно применяются в цветной металлургии для сокращения образования жидких отходов, сбрасываемых в составе сточных вод. Снижение объемов сточных вод также иногда оказывается экономически выгодным, так как при снижении объема сбрасываемой сточной воды уменьшается объем отбора пресной воды из природных водных объектов.

В большинстве случаев процессы переработки и повторного использования интегрированы в технологические процессы. Переработка предусматривает возврат жидкости в процесс, в котором она была получена.

Воды, которые могут быть использованы после очистки, делятся на:

воды, образующиеся непосредственно в процессе производства (например, реакционная вода, промывочная вода, фильтраты);

сточные воды, образующиеся в результате очистки оборудования (например, во время технического обслуживания, промывки засоров, очистки многоцелевого оборудования в связи сменой продукта).

Повторное использование стоков означает применение воды для другой цели, например, стоки поверхностных вод могут использоваться для охлаждения.

Как правило, в циркуляционной системе используются базовые методы очистки или периодически сбрасывается около 10 % циркулирующей жидкости в целях предотвращения накопления в циркуляционной системе взвешенных твердых частиц, металлов и солей. После обработки очищенную воду можно также повторно использовать для охлаждения, увлажнения и в некоторых других процессах. Соли, содержащиеся в очищенной воде, при повторном ее использовании могут создать определенные проблемы, например, осаждение кальция в теплообменниках. Данные проблемы могут значительно ограничить повторное использование воды.

Повторное использование воды, полученной в результате мойки, ополаскивания и очистки оборудования, помимо снижения нагрузки на сточные воды имеет преимущество восстановления продукта и увеличения выхода продукции, при условии, что вода циркулирует в самом производственном процессе. Для этого требуется оборудование для сбора, буферизации или хранения сточных вод, что может быть ограничивающим фактором. Существуют и другие возможности рециркуляции стоков в технологический процесс вместо их сброса: например, дождевая вода может собираться и использоваться для подачи в скрубберы; рециркуляция конденсатов. Ниже представлена информация о видах образуемых сточных вод на предприятии, их очистки для возможности повторного использования.

Таблица 5.32. Образование сточных вод и методы их очистки

№ п/п

Виды образуемых сточных вод

Технологический процесс (источник образования)

Методы очистки стоков

Примечание

1	2	3	4	5
1	Техническая вода	Повреждение кислотных аккумуляторов	Нейтрализация и осаждение	Повторное использование в процессе, насколько это возможно.
2	Вода для непрямого охлаждения	Охлаждение печей	Использование добавок с более низким потенциальным воздействием на окружающую среду	Использование герметичной системы охлаждения. Мониторинг системы для обнаружения утечек.
3	Вода для прямого охлаждения	Выплавка Pb.	Отстаивание. Осаждение, если необходимо	Отстаивание или другой метод обработки. Закрытая система охлаждения.
4	Грануляция шлака	Cu, Ni, Pb, драгоценные металлы, ферросплавы	Отстаивание. Осаждение, если необходимо	Повторное применение в замкнутой системе.
5	Скруббер (продувка)	Мокрые скрубберы. Мокрый ЭСФ и скрубберы на кислотных установках	Нейтрализация. Отстаивание. Осаждение, если необходимо	Обработка путем продувки. Повторное использование потоков слабых кислот, если это возможно.
6	Поверхностная вода	Все процессы	Отстаивание. Осаждение, если необходимо. Фильтрация	Уборка дворов и дорог. Надлежащее хранение сырья.

Одной из проблем является количество сбрасываемой воды, поскольку на некоторых установках используются системы рециркуляции больших объемов воды. Одним из факторов, который необходимо учитывать при оценке воздействия сбросов, является масса содержащихся в них загрязняющих веществ.

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 [40].

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 [45].

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение объемов первичного водопользования.

Предотвращение образования сточных вод/сокращение объемов очищенных сточных вод.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Очистка сточных вод с применением определенных методов очистки способствует повышению эффективности рециркуляции.

Кросс-медиа эффекты

Очистка сточных вод для последующей рециркуляции требует дополнительных затрат энергии и материалов (например, осаждающих агентов, при подготовке охлаждающей воды), которые могут быть достаточно большими, чтобы свести на нет преимущества возможной рециркуляции. Шумовое воздействие от очистного оборудования (градирен).

Технические соображения, касающиеся применимости

Рециркуляция или повторное использование воды могут быть ограничены в случаях возможного негативного влияния на качество конечной продукции при использовании компонентов как побочные продукты или соли, а также проводимость раствора.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Необходимость применения обусловлена следующими факторами:

снижение объемов водопотребления;

предотвращение образования сточных вод;

отсутствие мест для сброса сточных вод, например, ограниченное законодательством или местными условиями;

экономические аспекты (например, из-за снижения платы за использование свежей воды или за счет восстановления продуктов и увеличения выхода продукции).

5.10.2. Методы очистки сточных вод

Необходимость снижения концентрации загрязняющих веществ, таких как металлы, кислотообразующие вещества и твердые частицы путем очистки конечных сточных вод, сбрасываемых в природные водные объекты, которые не подлежат переработке или повторному использованию, является обязательным условием рационального природопользования. Для этого используются технологии очистки в конце производственного цикла, такие как, химическое осаждение, отстаивание или флотацию и фильтрацию. Как правило, эти методы применяются в комбинации на конечной или центральной установке очистки сточных вод, однако могут быть предприняты меры для осаждения металлов до того, как технологические стоки будут перемешаны с другими сточными водами.

Выбор наиболее подходящего метода очистки или комбинации различных методов осуществляется в каждом конкретном случае с учетом специфических факторов, характерных для каждого производственного объекта. Состав стоков может меняться 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 типов сточных вод. Зачастую для оптимизации производительности требуется адаптация технологических параметров. Для определения оптимального способа минимизации объемов конечных стоков и концентрации загрязняющих веществ необходимо принимать во внимание следующие факторы:

процесс, являющийся источником сточных вод;

объем образующихся сточных вод;

возможности повторного использования (рециркуляции);

доступность водных ресурсов;

вид и концентрация загрязняющих веществ, физико-химические свойства примесей или их химических соединений, которые могут быть положены в основу метода очистки.

Характеристики, учитываемые при оценке качества вод:

общие показатели: pH, минерализация (сухой остаток), БПК, ХПК, соотношение БПК:ХПК, содержание взвешенных веществ;

неорганические показатели: азотная группа (аммоний-ион, нитраты, нитриты, общий азот), общий фосфор, сульфиды, хлориды, сульфаты, фториды, металлы (Na, Ca, Mg, Al, Fe, Mn, Cr, Cu, Zn);

органические показатели: общий органический углерод, ПХДД/ПХДФ.

Выбор технологических подходов, методов, мер и мероприятий, направленных на обработку вод, определяется составом и особенностями сточных вод конкретных возможностей применения. Представленные ниже методы относятся к методам так называемым "на конце трубы", которые используются в случае, если предотвращение образования сточных вод невозможно или нецелесообразно по разным причинам, Все методы можно разделить на механические, химические, физико-химические и биологические или биохимические. При выборе одного или комбинации методов очистки сточных вод необходимо учитывать характер загрязнения.

Ниже приведены методы очистки, которые применяются в производстве цинка и кадмия.

5.10.2.1. Химическое осаждение

Описание

Данный метод заключается в добавлении реагентов, таких как гидроокись кальция, гидроокись натрия, 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 растворимых ионов металлов из стоков. Осаждение растворимых металлов из сточных вод может выполняться путем корректировки значения pH. В стоки добавляется реагент, например, гидроокись кальция, гидроокись натрия, сернистый натрий или комбинация реагентов, что приводит к образованию нерастворимых соединений с металлом в виде осадка. Эти нерастворимые соединения могут быть удалены из воды путем фильтрации и осаждения. Добавление коагулянта или флокулянта способствует формированию более крупных хлопьев, которые легче поддаются отделению, и часто используются для повышения производительности системы очистки. По крайней мере на одном из заводов применяется биологический процесс для получения сероводорода, который используется для осаждения металлов в форме сульфидов [41].

Осаждение обычно применяется для удаления из стоков таких металлов, как железо, свинец, цинка, хром, марганец и т. д. Гидроксиды металлов, как правило, нерастворимы, поэтому для их осаждения обычно используется гидроокись кальция.

Аналогичным образом сульфиды металлов также нерастворимы, и в щелочной среде используются такие реагенты, как сернистый натрий, гидросульфид натрия и тримеркаптосульфотриазин (ТМС). Для получения H₂S также применяется биологический способ путем использования сульфатвосстанавливающих бактерий, при этом газ переносится на стадию осаждения газом-носителем. Осаждение сульфидов может привести к уменьшению концентраций определенных металлов в очищенных стоках в зависимости от значения pH и температуры, а сульфиды металлов могут быть повторно использованы в процессе плавки. С помощью данного метода можно также эффективно удалять такие металлы, как селен и молибден.

Растворы сульфата цинка очищаются на стадии биологической конверсии с помощью водорода, обеспечивающего поступление электронов, который вырабатывается путем преобразования природного газа и пара. Сульфид цинка производится со скоростью 10 тонн в сутки и затем возвращается в плавильную печь.

В некоторых случаях осаждение смеси металлов может осуществляться в два этапа: сначала под действием гидроксида, а затем путем осаждения сульфидов. В целях удаления избыточных сульфидов после осаждения допускается добавление сульфата железа.

В целях максимального повышения эффективности удаления металлов процесс очистки следует проводить при различных значениях pH с использованием различных реактивов. Выбор реактива и значение pH - это факторы, играющие основную роль при осаждении металлов. Следует иметь в виду, что степень растворимости также зависит от температуры.

Еще одним важным фактором является валентное состояние металла в воде. Например, в случае хрома его шестивалентная форма - хромат - значительно лучше растворяется, чем трехвалентная форма. В этом случае для удаления хрома путем осаждения хромат необходимо восстановить, как правило, с помощью SO₂при низком значении pH.

Эффективность очистки сточных вод с помощью химического осаждения главным образом зависит от следующих факторов:

выбор химического осаждающего реактива;

количество добавляемого осаждающего реактива;

эффективность удаления осаждаемого металла;

поддержание необходимого значения pH в течение всего процесса очистки;

использование железистых солей для удаления определенных металлов;

использование флокулянтов или коагулянтов;

изменение состава сточных вод;

присутствие комплексообразующих ионов.

Наиболее важным фактором в обеспечении максимальной эффективности удаления металлов является выбор осаждающих реактивов. Существуют примеры, подтверждающие тот факт, что использование реагентов на основе сульфидов может обеспечивать достижение более низких концентраций некоторых металлов. 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, например, при высоких значениях pH образуется растворимый анион цинка - цинкат.

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 типов сточных вод. Зачастую для оптимизации производительности требуется адаптация технологических параметров.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов в воду.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

При выборе методов необходимо учитывать специфику производственных процессов. Кроме того, при выборе применяемых методов определенную роль могут играть размер 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.

Кросс-медиа эффекты

Использование энергии. Использование добавок. Образование отходов, требующих утилизации.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общее применение.

Экономика

Движущая сила внедрения

Увеличение производительности.

5.10.2.2. Обработка слабокислой и технологической воды

Описание

Очистка сточных вод, содержащих слабые кислоты, поступающие с сернокислотной установки, или различные кислые промывочные воды, с помощью гидроокиси кальция и сульфата железа.

Техническое описание

Схема процесса представлена на рисунке 5.16.

Рисунок 5.16. Обработка сточных вод, содержащих слабые кислоты

Минимальный сброс сточных вод. Сокращение выбросов в воду и потребления воды. Производство чистого сернокислого кальция.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные и достигнутые результаты приведены в таблице 5.33.

Таблица 5.33. Производственные характеристики при очистке слабых кислот

№ п/п	Параметр	Диапазон^*	Единица измерения
1	2	3	4
1	Условия на входе
	Поток	35	м³/ч
	Состав:
2	H₂SO₄	60	г/л
	Cu	2100	мг/л
	Hg	15	мг/л
	As	2200	мг/л
	Pb	2600	мг/л
	Ni	7	мг/л
	Cd	110	мг/л
	Пыль общая	200	мг/л

3	Сточные воды^**
	Поток	31,2	м³/ч
	pH	9,5
	Cu	0,1 - 0,5	мг/л
	Hg	0,05	мг/л
4	As	0,05 - 0,2	мг/л
	Pb	0,1 - 0,5	мг/л
	Ni	0,1 - 0,5	мг/л
	Cd	0,01 - 0,2	мг/л
5	Гипсовый шлам
		6 - 7	т/ч
		40 - 50	% влаги
		~30 - 35	% CaSO₄
		~ 1	% As
	Количество	~ 1	% Cu
6	Состав	~ 1 - 2	% Fe
		~ 0,01	% Hg
		~ 1	% Pb
		~ <0,1	% Ni
		~ <0,1	% Cd

* среднесуточные значения концентрации металлов указаны на основании квалифицированных случайных проб или суточных проб, пропорциональных расходу;

** расчетные данные с учетом изменений в стоке.

Производимый сернокислый кальций содержит более 96 % Ca SO₄ - 2H₂O.

Кросс-медиа эффекты

Сведения о межсредовых последствиях отсутствуют.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общее применение.

Экономика

Затраты на оборудование составили 2,5 млн. евро, а расходы на установку - от 4,5 до 5,2 млн. евро. Электричество: 200 кВтч. Известковое молоко (10 %); 15 м³/ч; H₂SO₄(10 %); 0,8 м³/ч; FeSO₄.7H₂O; 80 кг/ч.

Экономически выгодно, но требует индивидуального подхода. Апробировано, нашло применение в странах ОЭСР.

Движущая сила внедрения

Эффективная очистка слабых кислот для производства товарного продукта.

5.10.2.3. Фильтрация

Описание

Фильтрация представляет собой отделение твердых частиц от сточных вод, проходящих через проницаемую среду. Наиболее распространенной фильтрующей средой является песок [42].

Техническое описание

Как правило, методы фильтрации применяются для выделения твердых частиц из жидкости, а также в качестве последнего этапа осветления в процессе очистки сточных вод. Фильтрация установки осуществляется между этапами отстаивания и заключительного контроля для удаления твердых частиц, оставшихся после предыдущего этапа очистки. Фильтрация может выполняться с использованием самых разных фильтрующих систем в зависимости от типа твердых частиц, подлежащих удалению.

Обычная фильтрующая установка состоит из слоя фильтрующего материала или материалов, через который проходят жидкие стоки. Тонкие частицы, которые не могут пройти через фильтрующую среду, образуют фильтрационный кек, который необходимо постоянно или периодически удалять, например, путем обратной промывки, чтобы исключить значительные перепады давления. При низком уровне перепада давления сточные воды подаются на фильтрацию под действием гравитации.

Песчаные фильтры предназначены для механического удаления взвешенных твердых частиц или полутвердых материалов, например, осадков или гидроксидов металлов. Очистка сточных вод путем песчаной фильтрации осуществляется благодаря комбинации эффектов фильтрации, химической сорбции и ассимиляции. Песчаные фильтры иногда используются в качестве сосуда под давлением, заполненного слоями песка, зернистость которого повышается по мере увеличения глубины. Изначально фильтрационный кек может способствовать повышению эффективности фильтрации, особенно в отношении мелких частиц. По истечении некоторого времени фильтрующий песчаный слой необходимо подвергать обратной промывке. Песчаные фильтры зачастую применяются для дополнительной очистки воды, сбрасываемой из замкнутого цикла, или стоков, которые затем могут использоваться в качестве технической воды. Схема устройства стандартного песчаного фильтра приведена на рисунке 5.17.

Рисунок 5.17. Схема песчаного фильтра

Чтобы добиться желаемого результата при удалении очень мелких частиц используются гиперфильтрация или обратный осмос. Гиперфильтрация предусматривает прохождение частиц молекулярной массой приблизительно от 100 до 500 мкм, тогда как ультрафильтрация применяется для частиц размером от 500 до 100 000 мкм.

Ультрафильтрация представляет собой простой и эффективный метод очистки сточных вод, однако для его применения требуется потребление большого количества энергии. Стоки проходят через ультрафильтрационную мембрану. Эта мембрана с очень мелкими порами пропускает молекулярные частицы, например, частицы воды и препятствует проникновению более крупных молекулярных частиц. При использовании мембран очень тонкой очистки можно даже отфильтровывать очень мелкие частицы, такие как ионы металлов. В результате фильтрации с использованием мембраны образуются чистый фильтрат и концентрат, который может потребовать дальнейшей очистки.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов в воду.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Возможность регенерации искусственных материалов, использованных в качестве загрузок.

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 [40].

Кросс-медиа эффекты

Сведения отсутствуют.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общее применение.

Экономика

Движущая сила для осуществления

Сокращение сбросов в водные объекты.

5.10.2.4. Метод адсорбции

Описание

Данный метод представляет собой процесс фильтрации, в котором в качестве фильтрующей среды используется активированный уголь.

Техническое описание

Процесс заключается в поглощении вещества из раствора поверхностным слоем твердого адсорбента.

Процессы сорбции – гетерогенный процесс улавливания металлов из растворов на поверхности (адсорбция) или всем объемом (абсорбция) сорбирующим веществом. В качестве сорбирующего вещества применяется активированный уголь, глины – бентониты, ионообменные смолы, шунгиты и цеолиты, раствор экстрагента в органических растворителях (керосин) и многое др. Необходимо подчеркнуть, что ежегодно разрабатываются новые виды и типы сорбентов (нанотрубки и подобное), ионообменных смол более сотни в год. Применение того или иного сорбирующего агента зависит конкретно от условий, типа металла, рН, присутствия мешающих и загрязняющих веществ и мн. др. Выбор сорбента производится на основании технического задания – цель и задачи, условия и параметры, определяется опытным путем и вносится в проект установки проектной организацией [43].

Самым распространенным адсорбентом является активированный уголь.

Активированный уголь, представляющий собой высокопористое углеродное вещество, обычно используется для удаления органических материалов из сточных вод, а также может применяться для удаления ртути и извлечения драгоценных металлов. Как правило, фильтры на основе активированного угля используются в виде нескольких слоев или картриджей, чтобы проскок материала через один фильтр компенсировался очисткой во втором фильтре. Затем отработанный фильтр заменяется и используется в качестве вторичного фильтра. Эта операция зависит от наличия надлежащего метода определения проскоков через фильтры.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов органических веществ, ртути и драгоценных металлов в воду.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Зависит от конкретного объекта

Кросс-медиа эффекты

Сведения отсутствуют.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общее применение.

Экономика

Движущая сила внедрения

Сокращение сбросов в водные объекты.

5.11. Заполнение выработанного пространства шахт шлаками цинкового производства

Описание

Заполнение шахтных пустот отходами цинкового производства

Техническое описание

Закладка выработанного пространства применяется для управления горным давлением, снижения потерь полезных ископаемых в недрах, выемки законсервированных охранных целиков, предотвращения подземных пожаров и внезапных выбросов угля и газа, уменьшения деформаций поверхности земли и охраны от разрушения объектов на подрабатываемых территориях, оставления в шахте породы от проходческих работ, повышения безопасности горных работ. В зависимости от полноты заполнения выработанного пространства закладка выработанного пространства может быть полной или частичной (в виде охранных полос при поддержании выработок). По способу транспортировки закладочного материала и формирования из него массива закладка разделяется на гидравлическую, пневматическую, твердеющую, самотечную, механическую. Гидравлическую закладку впервые начали применять в 80 -е годы 19 века в США и с 1894 г. в Германии. Первые опыты по использованию сжатого воздуха для доставки закладочных материалов по трубопроводам проведены в 1904 - 1905 гг. в Германии. В промышленном масштабе пневматическая закладка впервые применена в Германии в 1924 г. на руднике "Дойчланд". Твердеющая закладка впервые использована в 1924 г. на золоторудной шахте "Бракпан" (Южная Африка) [44].

Гидравлическая закладка основана на использовании потока воды для транспортировки по трубопроводам закладочного материала и заполнения им выработанного пространства. В сравнении с другими способами закладки выработанного пространства она получила наибольшее распространение в угольной промышленности Достоинства гидравлической закладки — высокая плотность (усадка 10 - 20 %) и устойчивость закладочного массива, возможность подачи закладочного материала в забой с поверхности без перегрузок по трубопроводам значительной протяженности, возможность совмещения добычных работ и закладки выработанного пространства при применении механизированных комплексов, высокая производительность работ (до 400 м3/ч, иногда выше). К основным недостаткам относятся необходимость ввода в шахту значительного количества воды, что осложняет общий режим работы шахты, вынос мелких фракций из массива на откаточные выработки, необходимость осуществления специальных мероприятий по управлению отработанной водой. Применение в качестве закладочных материалов песка и хвостов обогатительных фабрик снижает удельный вес расходов на их подготовку и транспортировку до 30 - 40 %.

Пневматическая закладка основана на использовании энергии сжатого воздуха для перемещения по трубопроводу закладочного материала и заполнения им выработанного пространства. Область применения та же, что и у гидравлической закладки. Закладочный материал спускают с поверхности на закладочный горизонт по ребристому трубопроводу и далее его транспортируют в вагонетках или конвейерами до участковых закладочных установок с полустационарными пневмозакладочными машинами барабанного типа, обслуживающими несколько забоев в пределах 500 м. Вторая технологическая схема характерна для глубоких шахт, отрабатывающих тонкие угольные пласты, и основана на использовании подземных централизованных или участковых дробильно-сортировочных установок с применением стационарных пневмозакладочных машин камерного типа или полустационарных барабанного типа.

По третьей схеме передвижная дробильно-закладочная установка располагается вблизи участка производства закладочных работ (в пределах 60 – 80 м) и используется для возведения бутовых полос из породы, получаемой при проходке подготовительных выработок с подрывкой.

Твердеющая закладка основана на использовании трубопроводного гидравлического и пневматического транспорта твердеющих закладочных смесей и заполнении ими выработанного пространства. Применяется преимущественно в горнорудной, а также в угольной промышленности для создания искусственных целиков при камерностолбовых системах и при отработке угольных пластов длинными столбами по простиранию, создания искусственной кровли или почвы при слоевых системах, а также возведения ограждающих и поддерживающих полос и перемычек. Литые твердеющие смеси используют при разработке пологих залежей, камерных системах и слоевой выемке с большим объемом закладочных работ и при наличии дешевых вяжущих. Приготовление литых твердеющих закладочных смесей ввиду сложности технологического процесса и большого количества применяемого оборудования производится чаще всего в стационарных условиях на поверхности. Эти смеси подают с поверхности самотеком либо насосами по главному и участковым трубопроводам с последующим пневмоподдувом для увеличения расстояния транспортирования, а при неглубоком залегании - через специальные закладочные скважины.

При небольших объемах закладочных работ, связанных с отработкой горизонтальных или пологих месторождений средней мощности, при выемке полезных ископаемых заходками практикуют приготовление жестких твердеющих смесей в процессе пневмотранспортирования сухого заполнителя и вяжущего смешиванием их с водой, подаваемой на конечном участке в закладочный трубопровод. Готовые жесткие твердеющие смеси доставляют в выработанное пространство также механическим транспортом.

Применение данной технологии возможно при обосновании отсутствия загрязнения компонентов окружающей среды (грунтовых вод, грунта) после закладки пустот.

Достигнутые экологические выгоды

Данная технология применяется как способ рекультивации опасных объектов. Экологическая утилизация отходов производства. Минимизация накопления отходов.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Зависят от конкретного объекта.

Кросс-медиа эффекты

Не ожидается.

Технические соображения, касающиеся применимости

Основное достоинство пневматической закладки - простота возведения массива с относительно высокой плотностью и полнотой заполнения выработанного пространства (усадка 20 – 30 %). Недостатки - высокий расход энергии (10 – 15 кВт•ч на 1 м3 закладочного материала), большой износ оборудования и трубопроводов, значительное пылеобразование.

Основные достоинства твердеющей закладки – незначительная усадка (не свыше 3 - 5 %), обеспечивающая сохранность земной поверхности в любых горнотехнических условиях, возможность отработки законсервированных целиков, обеспечение безопасности работ и полноты извлечения полезных ископаемых. Основные недостатки - высокая стоимость и технологическая сложность приготовления многокомпонентных твердеющих смесей.

Экономика

Сокращение производственных затрат на утилизацию отходов производства, ликвидацию и рекультивацию опасных объектов.

Движущая сила внедрения

Сокращение затрат. Экологическая утилизация отходов производства.

6. Заключение, содержащее выводы по НДТ

Техники, перечисленные и описанные в настоящем разделе, не носят нормативный характер и не являются исчерпывающими. Технологические нормативы устанавливаются в комплексном экологическом разрешении и не должны превышать соответствующие технологические показатели (при их наличии), связанные с применением наилучших доступных техник по конкретным областям их применения, установленные в заключениях по наилучшим доступным техникам.

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) в мг/м³.

НДТ по сбросам в воду относятся к следующим аспектам:

уровни концентраций, выраженные как масса сбрасываемых веществ на объем сточных вод, в мг/л.

Для периодов усреднения применяются следующие определения (см. таблица 6.1).

Таблица 6.1. 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	Средняя величина трех последовательных измерений по длительности как минимум 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;

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 нормативы, 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 нормативов 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 нормативы потребления ресурсов должны быть ориентированы на внедрение НДТ, в том числе прогрессивные 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.

6.1. Система экологического менеджмента

НДТ 1

В целях улучшения общей экологической эффективности НДТ заключается в реализации и соблюдении СЭМ (см. раздел 4.2.), которая включает в себя все следующие функции:

1. Заинтересованность и ответственность руководства, включая высшее руководство

2. Определение экологической политики, которая включает в себя постоянное совершенствование установки (производства) со стороны руководства.

3. Планирование и реализация необходимых процедур, целей и задач в сочетании с финансовым планированием и инвестициями.

4. 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.

5. Проверку производительности и принятие корректирующих мер, при которых особое внимание уделяется:

мониторингу и измерению;

корректирующим и предупреждающим мерам;

ведению записей.

6. Независимый (при наличии такой возможности) внутренний или внешний аудит для определения соответствия СЭМ запланированным мероприятиям, ее внедрение и реализация.

7. Анализ СЭМ и ее соответствие современным требованиям, полноценность и эффективность со стороны высшего руководства.

8. Отслеживание разработки экологически более чистых техник.

9. Анализ возможного влияния на окружающую среду при выводе уставки из эксплуатации, на стадии проектирования нового завода и на протяжении всего срока его эксплуатации.

10. 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.

Применимость

Объем (например, уровень детализации) и характер СЭМ (например, стандартизованная или не стандартизированная), как правило, связаны с характером, масштабом и сложностью установки, а также уровнем воздействия на окружающую среду, которое она может оказывать.

6.2. Управление энергопотреблением

НДТ 2

Повышение эффективности использования энергии: использование комбинации двух или более техник, приведенных ниже^*.

№ п/п

Техника/оборудование

Применимость

1	2	3
1	Система управления энергоэффективностью (например, в соответствии с требованиями международного стандарта ISO 50001 и национального стандарта СТ РК ISO 50001 – 2019) (см. раздел 4.3).	Общеприменимо
2	Использование избыточного тепла (например, пара, горячей воды или горячего воздуха), образующегося при реализации основных процессов (см. раздел 4.3.1.)	Применим для пирометаллургических процессов
3	Использование отходов в качестве топлива или восстановителя (см. раздел 4.3.1.).	Общеприменимо
4	Низкотемпературная сушка концентратов и влажного сырья перед плавкой (см. раздел 4.3.1.)	Общеприменимо
5	Теплоизоляция объектов, функционирующих при высоких температурах, например, трубопроводов пара и горячей воды (см. раздел 4.3.1.)	Общеприменимо
6	Использование высокоэффективных электродвигателей, оборудованных частотными преобразователями, для таких устройств как, например, вентиляторы (см. раздел 4.3.1.)	Общеприменимо
7	Системы контроля, которые автоматически активируют включение местных отсосов пыли или отходящих газов только при возникновении выбросов (см. раздел 4.3.1.)	Общеприменимо
8	Использование тепла, выделяемого при производстве серной кислоты из диоксида серы, для предварительного нагрева газа, направляемого на установку производства серной кислоты, или для выработки пара и/или горячей воды (см. раздел 4.3.1.)	Применяется только для завода по получению цветных металлов, включая производство серной кислоты или жидкого SO₂
9	Регенеративный термический окислитель (см. раздел 4.3.1.)	Применяется только в том случае, если требуется снижение загрязнения огнеопасным загрязняющим веществом
10	Использование тепла отходящих газов от основных технологических процессов (см. раздел 5.9.1.)	Общеприменимо

* методы 1,2,4–7 - ИТС 13–2020 "Производство свинца, цинка и кадмия", стр. 167, Бюро НДТ, Москва, 2020 год; 3 – 2.12.2.5 стр.94, BREF NON EU 2017.

6.3. Управление процессами

НДТ 3

Наилучшей доступной техникой являются измерение или оценка всех соответствующих параметров, необходимых для управления процессами из диспетчерских с помощью современных компьютерных систем с целью непрерывной корректировки и оптимизации процессов в режиме реального времени (см. раздел 4.4.), обеспечения стабильности и бесперебойности технологических процессов, что повысит энергоэффективность и позволит максимально увеличить производительность и усовершенствовать процессы обслуживания. НДТ заключается в обеспечении стабильной работы процесса с помощью системы управления процессом вместе с комбинацией техник:

контроль качества исходных материалов в соответствии с применяемыми технологическими процессами;

подготовка шихты определенного состава для достижения оптимальной эффективности переработки, снижения потребления энергии и сокращения выбросов в окружающую среду, образования отходов;

использование систем дозирования и взвешивания исходного сырья;

применение автоматизированных систем для контроля скорости подачи материала, критических параметров и условий технологического процесса, включая сигнализацию, условия сгорания и добавки газа;

мониторинг критических технологических параметров оборудования, применяемого для предотвращения и/или сокращения выбросов в атмосферу, таких как температура газа, дозирование реагентов, перепад давления, ток и напряжение электрофильтров, расход очищающей жидкости и pH;

мониторинг запыленности и содержания ртути в отходящих газах перед направлением их на установку по производству серной кислоты для заводов, включающих производство серной кислоты;

мониторинг и контроль температуры в плавильных и металлоплавильных печах для предотвращения образования дыма от перегрева металла и оксидов металлов;

оперативный мониторинг вибраций для обнаружения засоров и возможного выхода из строя оборудования;

оперативный мониторинг показателей переменного тока, напряжения и температуры электрических контактов в электролитических процессах;

контролирование подачи реагентов и производительности установки по очистке сточных вод посредством мониторинга температуры, мутности, pH, проводимости и расхода в режиме реального времени.

НДТ 4

Для снижения организованных выбросов пыли и металлов НДТ заключается в применении системы управления техническим обслуживанием, в которой особое внимание уделяется поддержанию эффективности систем пылеподавления и пылеулавливания как части системы экологического менеджмента (см. НДТ 1).

6.3.1. Мониторинг выбросов в атмосферный воздух

НДТ 5

НДТ является измерением выбросов загрязняющих веществ из дымовых труб от основных источников выбросов всех процессов, для которых указаны уровни, связанные с НДТ, а также вторичных производствах, взаимосвязанных с основными производственными процессами (например, утилизация технологических газов отходящих печей на сернокислотных установках) (см. раздел 4.5.4.).

Периодичность мониторинга может быть адаптирована, если серия данных четко демонстрирует стабильность процесса очистки.

НДТ заключается в мониторинге выбросов в атмосферу в соответствии с национальными и/или международными стандартами, который должен обеспечивать предоставление данных эквивалентного качества и производиться с частотой, приведенной ниже.

№ п/п	Параметр	Контроль, относящийся к:	Минимальная периодичность контроля⁽⁶⁾
1	2	3	4
1	Пыль ⁽¹⁾	НДТ 18	Непрерывное ⁽²⁾
1	Пыль ⁽¹⁾	НДТ 18	Один раз в квартал^* ⁽²⁾
2	Мышьяк и его соединения, выраженные как As	НДТ 17, НДТ 18	Один раз в квартал^*
3	Кадмий и его соединения, выраженные как Cd	НДТ 15, НДТ 16, НДТ 17, НДТ 18	Один раз в квартал^*
4	Медь и ее соединения, выраженные как Cu	НДТ 17, НДТ 18	Один раз в квартал^*
5	Свинец и его соединения, выраженные как Pb	НДТ 15, НДТ 16, НДТ 17, НДТ 18	Один раз в квартал^*
6	Другие металлы, при необходимости ⁽³⁾	НДТ 15, НДТ, 16, НДТ 17, НДТ 18	Один раз в квартал^*
7	SO₂⁽⁴⁾	НДТ 21	Непрерывно или один раз в квартал⁽²⁾
8	NOx, выраженный как NO₂	НДТ 23	Непрерывно или один раз в квартал⁽²⁾
9	Летучие органические соединения (ЛОС)	НДТ 19	Непрерывно или один раз в квартал⁽²⁾
10	ПХДД/Ф	НДТ 19	Один раз в квартал^*
11	H₂SO₄	НДТ 19	Один раз в квартал^*

* согласно ПЭК, но не реже одного раза в квартал. Данная периодичность применяется к контролю основных источников технологических выбросов. В отношении других источников (мехмастерские, раскомандировки, склады, неорганизованные источники и т.п.) периодичность отражает сроки предоставления отчетности и может включать расчетные методы.

(1) для источников выбросов пыли при хранении и обработке сырья, при скорости потока менее 10000 Нм3/ч, мониторинг может быть основан на измерении косвенных параметров на основании требований технологического регламента;

(2) непрерывные измерения применимы для источников наибольших выбросов в атмосферу (более 500 т/год). В случае неприменимости непрерывного измерения НДТ заключается в увеличении частоты проведения периодического мониторинга;

(3) зависит от состава используемого сырья;

(4) для расчета выбросов SO₂ можно использовать баланс массы, основанный на измерении содержания серы в каждой из потребляемых партий анодов;

(5) при проведении непрерывных измерений пороговые значения выбросов считаются соблюденными, если оценка результатов измерений показывает, что нижеперечисленные условия соблюдены в календарном году:

a) допустимое среднемесячное значение не превышает соответствующие пороговые значения выбросов;

b) допустимое среднесуточное значение не превышает 110 % от соответствующих пороговых значений выбросов;

c) 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) частота мониторинга не применяется в случаях, когда установка эксплуатируется исключительно в целях измерения выбросов.

6.3.2. Мониторинг сбросов загрязняющих веществ

НДТ 6

НДТ заключается в использовании соответствующих стандартов для отбора проб воды и мониторинге сбросов в месте выпуска сточных вод из очистных установок в соответствии с национальными или другими международными стандартами, обеспечивающими предоставление данных эквивалентного качества.

Для мониторинга сброса сточных вод существует множество стандартных процедур отбора проб и анализа воды и сточных вод, в том числе:

случайная проба – одна проба, взятая из потока сточных вод;

составная проба – проба, отбираемая непрерывно в течение определенного периода, или проба, состоящая из нескольких проб, отбираемых непрерывно или периодически в течение определенного периода и затем смешанных;

квалифицированная случайная проба – составная проба из не менее чем пяти случайных проб, отобранных в течение максимум двух часов с интервалом не менее двух минут и затем смешанных (Cм. Раздел 4.5.5.).

№ п/п	Загрязняющее вещество	Периодичность отбора проб
1	2	3
1	Ртуть (Hg)^*	Один раз в квартал
2	Мышьяк (As)	Один раз в месяц
3	Кадмий (Cd)	Один раз в месяц
4	Медь (Cu)	Один раз в месяц
5	Свинец (Pb)	Один раз в месяц
6	Цинк (Zn)	Один раз в месяц
7	Сульфат (SO₄)	Один раз в месяц
8	Взвешенные вещества	Один раз в месяц

* не является веществом, определяющим эмиссии всего производства, может выделяться только на отдельных технологических операциях.

НДТ 6а

Автоматизированная система мониторинга сбросов загрязняющих веществ

№ п/п	Структурный элемент	Характеристика
1	2	3
1	Описание	Система для измерения исследуемого материала, возвращающая выходной сигнал, пропорциональный физической единице измеряемого параметра, и способная производить результаты измерений без вмешательства человека.
2	Техническое описание	Комплекс технических и информационных средств, позволяющих осуществлять непрерывный мониторинг за состоянием сбросов предприятия: 1) температура (С⁰); 2) расходомер (м³/час); 3) водородный показатель (рН).
3	Достигнутые экологические выгоды	- соблюдение экологического законодательства; - мониторинг в реальном времени за загрязнением водных ресурсов; - общедоступность информации о загрязнении водных ресурсов.
4	Экологические показатели и эксплуатационные данные	Зависят от конкретного объекта.
5	Кросс-медиа эффекты	Не наблюдается.
6	Технические соображения, касающиеся применимости	Общеприменима.
7	Движущая сила внедрения	Контроль сбросов в реальном времени.

НДТ 6b

Сокращение сбросов загрязняющих веществ со сточными водами: очистка сточных вод, образующихся при производстве цинка и кадмия, с целью удаления металлов и сульфатов. Используемые техники указаны в разделе 5.10.

№ п/п	Техника/оборудование	Применимость
1	2	3
1	Химическое осаждение	Общеприменим
2	Обработка слабокислой технологической воды	Общеприменим
3	Фильтрация	Общеприменим
4	Метод адсорбции	Общеприменим

Используемые технологические показатели установлены в точке выпуска после установки по очистке сточных вод.

Таблица 6.2. Уровни концентрации загрязняющих веществ в сбросах сточных вод, поступающих в принимающие водоемы, соответствующие НДТ при производстве первичного и вторичного цинка и кадмия.

№ п/п	Параметр	НДТ-ТП (мг/дм³)^*
1	2	3
1	Мышьяк и его соединения	<0,1
2	Кадмий (Cd)	<0,1
3	Медь (Cu)	<0,2
4	Ртуть (Hg)	<0,05
5	Свинец (Pb)	<0,5
6	Цинк (Zn)	<1
7	Взвешенные вещества	<25

(1) среднесуточное значение;

(2) используемые показатели в меcтах выпуска очищенных потоков из установок по очистке сточных вод.

6.3.3. Шум

НДТ 7

В целях снижения уровня шума НДТ заключается в использовании комбинации техник (см. раздел 4.8):

тщательный контроль и своевременное обслуживание оборудования;

использование (установка) препятствий, между источником шума и принимающим объектом (подходящими препятствиями являются, например, защитные стены, валы/насыпи и здания);

заключение шумных установок или компонентов в звукопоглощающие структуры;

использование противовибрационных опор и соединений для снижения шума, издаваемого технологическим оборудованием, либо использование малошумного оборудования (при возможности);

изменение частоты звука с использованием шумоподавителей.

6.3.4.Запах

НДТ 8

В целях снижения уровня запаха НДТ заключается в использовании комбинации техник (см. раздел 4.9.):

1) предотвращение или сведение к минимуму использования материалов с резким запахом;

2) сдерживание и устранение пахучих материалов и газов до их развеивания и разбавления;

3) тщательное проектирование, эксплуатация и обслуживание любого оборудования, которое может генерировать различные запахи;

4) обработка материалов путем дожигания или фильтрации, если это возможно.

Выбросы в атмосферный воздух

НДТ 9

Для снижения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от печей и вспомогательных устройств (аспирационные газовоздушные потоки, вентиляционный воздух и др.) при первичном и вторичном производстве цинка и кадмия НДТ заключается в сборе, обработке выбросов в централизованной системе очистки отходящих газов:

отходящие потоки 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. При этом следует не допускать смешивания потоков не совместимых по химическому составу.

Применимостью ограничена для существующих установок в связи с конструктивными особенностями и расположением установок (необходимость дополнительных площадей).

6.3.5. Неорганизованные выбросы

НДТ 10

Для предотвращения или, если это практически невозможно, сокращения неорганизованных выбросов пыли в атмосферу НДТ заключается в разработке и реализации плана мероприятий по неорганизованным выбросам пыли как части системы экологического менеджмента (см. НДТ 1), который включает в себя:

определение наиболее значимых источников неорганизованных выбросов пыли;

определение и реализацию соответствующих мер и технических решений для предотвращения и/или сокращения неорганизованных выбросов в течение определенного периода времени.

НДТ 11

Для предотвращения или, если это практически невозможно, сокращения неорганизованных выбросов НДТ заключается в сборе неорганизованных выбросов как можно ближе к источнику и их последующей обработке (см. раздел 5.1.).

НДТ 12

Наилучшей доступной техникой являются предотвращение или сокращение неорганизованных выбросов пыли при хранении и транспортировке материалов путем применения одного или нескольких методов (см. раздел 5.1.).

При использовании систем улавливания и очистки выбросов наилучшей доступной техникой является оптимизация эффективности улавливания и последующей очистки путем применения соответствующих мер. Наиболее предпочтительным методом является улавливание выбросов пыли ближе к источнику.

К мерам, применимым для предотвращения и снижения выбросов пыли при хранении и транспортировке сырья, относятся:

соблюдение технологических требований технологических регламентов во избежание ненужных перегрузок материалов и длительных простоев в незащищенных местах;

использование закрытых складов или силосов/контейнеров при хранении сырья и материалов, таких как концентраты, флюсы и мелкие материалы, оборудованных системой фильтрации и вытяжки воздуха для пылящих материалов (в противном случае бункеры должны быть оснащены пылезадерживающими перегородками и разгрузочными решетками, соединенными с системой пылеудаления и очистки);

использование укрытий при хранении материалов на открытых площадках;

использование герметичной упаковки при хранении материалов или вторичных материалов, содержащих водорастворимые органические соединения;

использование системы водяного орошения (желательно с использованием оборотной воды) для пылеподавления;

установка пылегазоулавливающего оборудования в местах передачи (вентиляционные отверстия силосов, пневматические системы передачи и точки передачи конвейеров) и опрокидывания пылеобразующих материалов;

проведение регулярной очистки зоны хранения и при необходимости увлажнение водой;

в случае хранения на открытом воздухе располагать вдоль продольной оси отвалов по преобладающему направлению ветра;

создание ветрозащитных ограждений с использованием естественного рельефа, земляных насыпов или путем посадки высокой травы и вечнозеленых деревьев на открытых участках для улавливания и поглощения пыли;

ограничение высоты падения материала с конвейерных лент, механических лопат или захватов, если возможно, до не более чем 0,5 м;

регулировка скорости открытых ленточных конвейеров (<3,5 м/с);

строгие стандарты технического обслуживания оборудования.

НДТ 13

Для предотвращения и/или сокращения неорганизованных выбросов пыли при подготовке (дозирование, смешивание, перемешивание, дробление, сортировка) первичных и вторичных материалов НДТ заключается в применении одного или нескольких приведенных методов (см. раздел 5.1.):

использование закрытых конвейеров или пневматических систем при передаче пылеобразующих концентратов, флюсов и мелкозернистого материала;

использование закрытого оборудования при обращении с пылеобразующими материалами (если используется бункер-дозатор), оснащенного системами пылегазоулавливания с последующей очисткой;

в случае, если смешивание осуществляется на открытом пространстве, предпочтительно использование систем пылеподавления, таких как водяные оросители;

гранулирование сырья, если применимо, исходя их технологического процесса.

НДТ 14

Для предотвращения и/или сокращения неорганизованных выбросов при предварительной обработке сырья и материалов (таких как сушка, разборка, спекание, брикетирование, гранулирование и дробление аккумуляторов, сортировка и классификация) при вторичном и первичном производстве цинка и кадмия НДТ заключается в использовании описанных в НДТ 13 (1, 2).

НДТ 15

Для предотвращения и/или сокращения неорганизованных выбросов при процессах загрузки, плавки и выгрузки при первичном и вторичном производстве цинка и кадмия НДТ заключается в комплексном использовании технических решений, приведенных ниже:

закрытые здания и сооружения в сочетании с другими методами улавливания неорганизованных выбросов;

предварительная обработка пылеобразующего сырья, например, гранулирование;

использование герметичных систем загрузки с системой вытяжки воздуха;

использование герметичных или закрытых печей с герметизацией двери для процессов с прерывистой подачей и выходом, что способствует поддержанию положительного давления внутри печи на этапе плавления и предотвращению неорганизованных выбросов;

эксплуатация печи и газовых магистралей под отрицательным давлением и достаточной скорости извлечения газа для предотвращения повышения давления и разгерметизации;

оборудование мест загрузки и выгрузки, ковшах и зоне дросселирования пылеулавливающим оборудованием (вытяжки/кожухи);

установка вентиляционных систем для отведения газовоздушных потоков от основных источников пылегазообразования (на новых установках) – применимость может быть ограничена для существующих установок в связи с необходимостью больших площадей;

герметизация печей для поддержания в печи некоторого разрежения, достаточного для предотвращения утечек и выбросов летучих веществ;

поддержание температуры в печи на минимально необходимом уровне;

оборудование защитного кожуха для ковша во время выпуска плавки;

оборудование пылеулавливающими системами зоны загрузки и выпуска плавки, соединенными с системой фильтрации для очистки улавливаемых потоков;

подбор и подача сырья в соответствии с типом печи и применяемыми методами сокращения выбросов (см. раздел 5.1.).

НДТ 16

В целях предотвращения и/или сокращения неорганизованных выбросов при переплавке, рафинировании и литье при производстве первичного и вторичного цинка и кадмия НДТ заключается в использовании комбинации приведенных ниже методов (см. раздел 5.1.):

контроль температуры расплава;

закрытие крышкой котла во время реакции рафинирования и добавления химических веществ;

оборудование укрытий/колпаков над тигельной печью или котлом с системой вытяжки воздуха, а также в точках отвода и промывки;

использование закрытых механических сборщиков для удаления пылевидных шлаков/остатков.

НДТ 17

НДТ является определением порядка величины неорганизованных выбросов из соответствующих источников с помощью методов:

прямые измерения, при которых выбросы измеряются у источника, возможны измерение или определение концентрации и массы;

косвенные измерения, при которых определение выбросов проводится на определенном расстоянии от источника;

использование расчетных методов с применением коэффициентов выбросов.

По возможности прямые методы измерения являются более предпочтительными, чем косвенные методы или оценки, основанные на расчетах с применением коэффициентов выбросов (см. раздел 4.5.).

Описание

Примерами прямых измерений являются измерения в аэродинамических трубах с кожухами или другие методы. В последнем случае измеряется скорость ветра и площадь вентиляционного отверстия на крыше, а также рассчитывается скорость потока. Поперечное сечение плоскости измерения вентиляционного отверстия на крыше разделено на участки одинаковой площади (измерение сетки).

Примеры косвенных измерений включают использование индикаторных газов, методы моделирования обратной дисперсии и метод баланса масс с применением лазерной системы обнаружения и измерения дальности.

Расчетные методы используются на основании рекомендаций по применению коэффициентов выбросов для оценки неорганизованных выбросов пыли при хранении и транспортировке сыпучих материалов, а также взвеси пыли с дорог в результате движения транспорта.

6.3.6. Организованные выбросы

Представленные ниже техники и достижимые с их помощью уровни эмиссий установлены для источников, оборудованных принудительными системами вентиляции.

НДТ 18

В целях сокращения выбросов пыли и металлов при процессах, связанных с предварительной подготовкой сырья (прием, обработка, хранение, дозирование, смешивание, перемешивание, сушка, дробление, нарезка и сортировка) при производстве цинка и кадмия (кроме аккумуляторных батарей) НДТ заключается в использовании рукавного фильтра (одного или комбинации) (см. раздел 5.7.2.; 5.8.1.).

Уровни выбросов пыли, связанные с НДТ, приведены в таблице 6.3.

Таблица 6.3. Уровни выбросов пыли, связанные с НДТ при подготовке сырья

Параметр	НДТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2
Пыль^*	≤5^**

* среднесуточное значение или среднее значение за период выборки;

** для предприятий, введенных в эксплуатацию до 01 июля 2021 г. ≤ 20 мг/нм3.

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 6.

НДТ 19

Для сокращения выбросов пыли и металлов при подготовке батарей (дробление, сортировка и классификация) при производстве вторичного кадмия НДТ заключается в использовании рукавного фильтра или мокрого скруббера (см. раздел 5.6; 5.7).

Уровни выбросов, связанные с НДТ, приведены в таблице 6.4.

Таблица 6.4. Уровни выбросов пыли, связанные с НДТ при подготовке батарей

Параметр	НДТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2
Пыль	≤5

* среднесуточное значение или среднее значение за период выборки.

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 6.

6. 4. Первичное производство цинка

6.4.1. Гидрометаллургическое производство цинка

6.4.1.1. Выбросы в атмосферу

6.4.1.1.1. Неорганизованные выбросы

НДТ 20

В целях сокращения неорганизованных выбросов пыли в атмосферу от подготовки подачи сырья и самой подачи НДТ заключается в использовании одной из или обеих техник, приведенных ниже (см. раздел 5.1.).

№ п/п	Техника
1	2
1	Мокрая подача
2	Полностью закрытое технологическое оборудование, подключенное к скрубберу

НДТ 21

В целях снижения неорганизованных выбросов пыли в атмосферу от обработки обжигом, НДТ заключается в использовании одной или обеих техник, приведенных ниже (см. раздел 5.2.5).

№ п/п	Техника
1	2
1	Выполнение операций при отрицательном давлении
2	Полностью закрытое технологическое оборудование, подключенное к скрубберу

НДТ 22

В целях снижения неорганизованных выбросов в атмосферу от выщелачивания, разделения и очистки твердой и жидкой фаз НДТ заключается в использовании одной из или комбинации техник, приведенных ниже (см. раздел 5.2.8).

№ п/п	Техника	Применимость
1	2	3
1	Накрывание цистерн крышками	Общеприменимо
2	Покрытие входов и выходов желобов с технологической жидкостью	Общеприменимо
3	Подключение резервуаров к центральной системе предотвращения выбросов с механической тягой или к однобаковой системе предотвращения выбросов	Общеприменимо
4	Покрытие вакуумных фильтров с помощью вытяжек и подключение их к системе предотвращения выбросов	Применяется только к фильтрации горячих жидкостей на этапах выщелачивания и разделения твердой и жидкой фаз

НДТ 23

В целях сокращения неорганизованных выбросов в атмосферу от электролитического выделения НДТ заключается в использовании добавок, особенно пенообразователей, в электролизерах (см. раздел 5.2.9.).

6.4.1.1.2. Организованные выбросы

НДТ 24

В целях сокращения выбросов пыли и металла в атмосферу из-за обработки и хранения сырья, сухой подготовки сырья для муфеля, сухой подачи сырья и обработки обжигом НДТ заключается в использовании рукавного фильтра (см. раздел 5.3.1).

Таблица 6.5. Уровни выбросов, связанные с НДТ, для выбросов пыли в атмосферу от обращения и хранения сырья, сухой подготовки сырья для муфеля, обработки обжигом и сухой подачи

Параметр	НДТ -УСВ (мг/Нм³)^*
1	2
Пыль	< 5^**

* как среднее значение за период выборки;

** для предприятий, введенных в эксплуатацию до 01 июля 2021 г. ≤ 20 мг/Нм³.

НДТ 25

В целях сокращения выбросов цинка и серной кислоты в атмосферу от выщелачивания, очистки и электролиза, а также сокращения выбросов арсина и стибина при очистке НДТ заключается в использовании одной и/или комбинации техник, приведенных ниже (см. раздел 5.3).

№ п/п	Техника
1	2
1	Скруббер мокрой очистки
2	Каплеуловитель
3	Центрифугальная система

Таблица 6.6. Уровни выбросов, связанные с НДТ, для выбросов цинка и серной кислоты в атмосферу от выщелачивания, очистки и электролиза, а также для выбросов арсина и стибина при очистке

№ п/п	Параметр	НДТ -УСВ (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Zn	< 1
2	H₂SO₄	< 10
3	Сумма AsH₃и SbH₃	< 0,5

* как среднее значение за период выборки.

Связанный мониторинг находится в НДТ 6.

6.4.1.2. Защита почвенных и грунтовых вод

НДТ 26

В целях предотвращения загрязнения почвенных и грунтовых вод НДТ заключается в использовании водонепроницаемой обваловки для резервуаров, используемых во время выщелачивания или очистки, и системы защитной обваловки цехов электролиза (см. раздел 5.5.2; 5.2.11; 5.2.12).

6.4.1.3. Образование сточных вод

НДТ 27

В целях снижения потребления пресной воды и предотвращения образования сточных вод НДТ заключается в использовании комбинации техник, приведенных ниже (см. раздел 5.5.2).

№ п/п	Техника
1	2
1	Возврат слитой жидкости из котла и воды из замкнутых контуров охлаждения ротора на мокрую очистку газом или на стадию выщелачивания
2	Возврат сточных вод из операций по очистке/разливов ротатора, электролиза и литья на стадию выщелачивания
3	Возврат сточных воды из операций очистки/разливов выщелачивания и очистки, промывания фильтрационного осадка и мокрой очистки газом до стадии выщелачивания и/или очистки

6.4.1.4. Отходы

НДТ 28

В целях снижения количества отходов, отправляемых на утилизацию, НДТ заключается в организации операций на объекте, чтобы облегчить повторное использование технологических отходов или, в противном случае, переработку технологических отходов, в том числе с помощью использования одной из или комбинации техник, указанных ниже (см. раздел 5.5.1, 5.6.1.3, 5.7.3, 5.8.2).

№ п/п	Техника	Применимость
1	2	3
1	Повторное использование пыли, собранной в бункере для концентратов, и обработка в рамках технологического процесса (вместе с подачей концентрата)	Общеприменимо
2	Повторное использование пыли, собранной в процессе обжига, через бункер для обжига	Общеприменимо
3	Повторная переработка остатков, содержащих свинец и серебро, в качестве сырья на внешней установке	Применяется в зависимости от содержания металла и доступности рынка/процесса
4	Переработка остатков, содержащих Cu, Co, Ni, Cd, Mn в качестве сырья на внешней установке для получения продукта, отвечающего требованиям рынка	Применяется в зависимости от содержания металла и доступности рынка/процесса

НДТ 29

Для того, чтобы выщелачивающие отходы были пригодны для окончательного удаления, НДТ заключается в использовании одной из техник, приведенных ниже.

№ п/п	Техника	Применимость
1	2	3
1	Пирометаллургическая обработка в вельц-печи (см. раздел 5.2.13.1)	Применяется только для нейтральных отходов выщелачивания, которые не содержат слишком много ферритов цинка и/или не содержат высоких концентраций благородных металлов
2	Процесс Jarofix (см. раздел 5.2.13.2.1)	Применяется только для ярозитных остатков железа. Ограниченная применимость в связи с существующим патентом
3	Процесс сульфидирования (см. раздел 5.2.13.2.2)	Применяется только для остатков ярозита железа и прямых выщелачивающих остатков
4	Уплотнение остатков железа (см. раздел 5.2.13.2.3)	Применяется только для остатков гетита и богатого гипсом шлама с установки по очистке сточных вод

НДТ 29a

Процесс Jarofix состоит из смешивания ярозитного осадка с портландцементом, известью и водой.

НДТ 29b

Процесс сульфидирования состоит из добавления NaOH и Na₂S к остаткам в резервуаре для промывания осадка и в сульфидирующих реакторах.

НДТ 29c

Уплотнение остатков железа включает снижение содержания влаги с помощью фильтров и добавление извести или других веществ.

6.4.2. Пирометаллургическое производство цинка

6.4.2.1. Выбросы в атмосферу

6.4.2.1.1. Организованные выбросы пыли

НДТ 30

Чтобы уменьшить выбросы пыли и металла в атмосферу (кроме тех, которые направляются на установку серной кислоты) из пирометаллургического производства цинка НДТ заключается в использовании рукавного фильтра (см. раздел 5.1.).

Применимость

В случае высокого содержания органического углерода в концентратах (например, около 10 %) рукавные фильтры не могут применяться из-за засорения, а также могут использоваться другие техники (например, скруббер мокрой очистки).

Уровни выбросов, связанные с НДТ: см. таблицу 6.7.

Таблица 6.7. Уровни выбросов, связанные с НДТ, для выбросов пыли в атмосферу (за исключением тех, которые направлены на установку серной кислоты) от пирометаллургического производства цинка

Параметр	НДТ -УСВ (мг/Нм³)^*
1	2
Пыль	2 - 5

(1) как среднесуточное значение, так и среднее значение за период выборки;

(2) если рукавный фильтр не применяется, верхний предел диапазона составляет 10 мг/Нм³.

Связанный мониторинг находится в НДТ 6.

НДТ 31

В целях снижения выбросов SO₂в атмосферу (кроме тех, которые направляются на установку серной кислоты или жидкого SO₂) от пирометаллургического производства цинка НДТ заключается в использовании техники мокрой десульфуризации (см. раздел 5.3.2.). Также применим для гидрометаллургического производства цинка.

Уровни выбросов, связанные с НДТ: см. таблицу 6.8.

Таблица 6.8. Уровни выбросов, связанные с НДТ, для выбросов SO₂в атмосферу (за исключением тех, которые направлены на установку серной кислоты) от пирометаллургического производства цинка

Параметр	НДТ -УСВ (мг/Нм³)^*
1	2
SO₂	<500

(1) ;ак среднесуточное значение, так и среднее значение за период выборки;

(2) ;ля предприятий, введенных в эксплуатацию до 01 июля 2021 г., до выбора техники очистки с минимальным воздействием на объекты окружающей среды и апробации в промышленных условиях: 50 - 1000 мг/Нм³.

Связанный мониторинг находится в НДТ 6.

НДТ 32

Для снижения выбросов SO₂из отходящих газов с высоким содержанием SO₂и во избежание образования отходов от системы очистки дымовых газов НДТ заключается в рекуперации серы путем производства серной кислоты или других серосодержащих продуктов. Используемые технические решения при производстве серной кислоты (см. раздел 5.3.3). Применим также для гидрометаллургического производства цинка.

установки одинарного контактирования;

установки ДК/ДА (двойное контактирование/двойная абсорбция);

установки мокрого катализа.

Уровни выбросов, связанные с НДТ, представлены в таблице 6.9.

Таблица 6.9. Уровни выбросов SO₂, связанные с НДТ, 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 - 1000
2	Двухконтактный завод серной кислоты	>99,8
3	Установка мокрого катализа (процесс WSА)	>98^***

* среднесуточное значение или среднее значение за период выборки;

** коэффициент преобразования, включающий абсорбционную колонну, без учета эффективности последующей очистки хвостовых газов;

*** показатели с учетом доочистки хвостовых газов.

6.5. Вторичное производство цинка

6.5.1. Выбросы в атмосферу

6.5.1.1. Организованные выбросы пыли

НДТ 33

В целях снижения выбросов пыли и металла в атмосферу от гранулирования и переработки шлака НДТ заключается в использовании рукавного фильтра (см. раздел 5.1.).

Уровни выбросов, связанные с НДТ: см. таблицу 6.10.

Таблица 6.10. Уровни выбросов, связанные с НДТ, для выбросов пыли в атмосферу от гранулирования и переработки шлака

Параметр	НДТ-УСВ (мг/Нм³)^*
1	2
Пыль	≤5

* как среднее значение за период выборки.

Связанный мониторинг находится в НДТ 6.

НДТ 34

В целях снижения выбросов пыли и металла в атмосферу от плавления металлических и смешанных металлических/окислительных потоков, а также из шлаковозгонной печи и вельц-печи НДТ заключается в использовании рукавного фильтра (см. раздел 5.1.3).

Применимость

Рукавный фильтр не может применяться для операции шлакования (когда необходимо уменьшить хлориды вместо оксидов металлов).

Уровни выбросов, связанные с НДТ: см. таблицу 6.11.

Таблица 6.11. Уровни выбросов, связанные с НДТ, для выбросов пыли в атмосферу от плавления металлических и смешанных металлических/окислительных потоков, а также из шлаковозгонной печи и вельц-печи.

Параметр	НДТ -УСВ (мг/Нм³)^*
1	2
Пыль	2 - 5

(1) как среднесуточное значение, так и среднее значение за период выборки;

(2) если рукавный фильтр не применяется, верхний предел диапазона может быть выше, вплоть до 15 мг/Нм³;

(3) ожидается, что выбросы пыли будут направлены к более низкому пределу диапазона, если выбросы мышьяка или кадмия превышают 0,05 мг/Нм³.

Связанный мониторинг находится в НДТ 6.

6.5.1.2. Выбросы органических соединений

НДТ 35

В целях снижения выбросов органических соединений в атмосферу от плавления металлических и смешанных металлических/окислительных потоков, а также из шлаковозгонной печи и вельц-печи НДТ заключается в использовании одной из или комбинации техник, приведенных ниже.

№ п/п	Техника	Применимость
1	2	3
1	Введение адсорбента (активированный уголь или буроугольный кокс), за которым следует рукавный фильтр и/или ЭСО (см. раздел 5.1, 5.2.6)	Общеприменимо
2	Термический окислитель (см. раздел 4.3.1.)	Общеприменимо
3	Восстановительный термический окислитель (см. раздел 4.3.1.)	Не может применяться по причинам безопасности

Уровни выбросов, связанные с НДТ: см. таблицу 6.12.

Таблица 6.12. Уровни выбросов, связанные с НДТ, для выбросов общих ЛОС и ПХДД/Ф в атмосферу от плавления металлических и смешанных металлических/окислительных потоков, а также из шлаковозгонной печи и вельц-печи

№ п/п	Параметр	Ед. измерения	НДТ -УСВ
1	2	3	4
1	Общие ЛОС	мг/Нм³	2 - 20^*
2	ПХДД/Ф	нг МТЭ/Нм³	< 0.1^**

* как среднесуточное значение, так и среднее значение за период выборки;

** как среднее значение за период выборки не менее шести часов.

Связанный мониторинг находится в НДТ 6.

6.5.1.3. Выбросы кислот

НДТ 36

В целях снижения выбросов HCl и HF в атмосферу от плавления металлических и смешанных металлических/окислительных потоков, а также из шлаковозгонной печи и вельц- печи НДТ заключается в использовании одной из техник, приведенных ниже.

№ п/п	Техника	Применимость
1	2	3
1	Введение адсорбента, за которым следует рукавный фильтр (см. раздел 5.1.)	Плавление металлических и смешанных металлических/окислительных потоков Вельц-печь
2	Скруббер мокрой очистки (см. раздел 5.6.1.1)	Шлаковозгонная печь

Уровни выбросов, связанные с НДТ: см. таблицу 6.13.

Таблица 6.13. Уровни выбросов, связанные с НДТ, для выбросов HCl и HF в атмосферу от плавления металлических и смешанных металлических/окислительных потоков, а также из шлаковозгонной печи и вельц-печи

№ п/п	Параметр	НДТ -УСВ (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	HCl	< 1,5
2	HF	< 0,3

* как среднее значение за период выборки.

Связанный мониторинг находится в НДТ 6.

6.5.2. Генерация и очистка сточных вод

НДТ 37

В целях сокращения потребления пресной воды при работе вельц-печей НДТ заключается в использовании многоступенчатого противоточного промывания (см. раздел 5.4.2.).

Описание

Вода, поступающая с предыдущего этапа промывания, фильтруется и повторно используется на следующем этапе промывания. Можно использовать два или три этапа, что позволяет в три раза снизить потребление воды по сравнению с одноступенчатым противоточным промыванием.

НДТ 38

В целях предотвращения или сокращения выбросов галогенидов в воду со стадии промывки в процессе работы вельц-печи НДТ заключается в использовании кристаллизации (см. раздел 5.4.2.).

6.6. Плавка, получение сплавов, отливка цинковых слитков и производство цинкового порошка

6.6.1. Выбросы в атмосферный воздух

6.6.1.1. Неорганизованные выбросы пыли

НДТ 39

В целях сокращения неорганизованных выбросов пыли в атмосферу от плавки, получения сплавов и отливки цинковых слитков НДТ заключается в использовании оборудования под отрицательным давлением (см. раздел 5.2.7, 5.2.8).

6.6.1.2. Организованные выбросы пыли

НДТ 40

В целях сокращения выбросов пыли и металла в атмосферу от плавки, получения сплавов и отливки цинковых слитков и производства цинкового порошка НДТ заключается в использовании рукавного фильтра (см. раздел 5.1).

Уровни выбросов, связанные с НДТ: см. таблицу 6.14.

Таблица 6.14. Уровни выбросов, связанные с НДТ, для выбросов пыли в атмосферу от плавки, получения сплавов и отливки цинковых слитков и производства цинкового порошка

Параметр	НДТ-УСВ (мг/Нм³)^*
1	2
Пыль	≤5

* как среднее значение за период выборки.

Связанный мониторинг находится в НДТ 6.

6.6.2. Сточные воды

НДТ 41

В целях предотвращения образования сточных вод от плавки и отливки цинковых слитков НДТ заключается в повторном использовании охлаждающей воды (см. раздел 5.4.2.).

6.6.3. Отходы

НДТ 42

В целях снижения количества отходов, отправляемых на утилизацию от плавки цинковых слитков, НДТ заключается в организации операций на объекте, чтобы облегчить повторное использование технологических отходов или в противном случае переработку технологических отходов, в том числе с помощью использования одной или обеих техник, указанных ниже (См Раздел 5.5.1).

№ п/п	Техника
1	2
1	Использование окисленной фракции цинковых шлаков и пыли, содержащей цинк, из плавильных печей в обжиговой печи или в процессе гидрометаллургического производства цинка
2	Использование металлической фракции цинковых и металлосодержащих шлаков от отливки катодов в плавильной печи или извлечение в виде цинковой пыли или оксида цинка на установке по очистке цинка

6.7. Производство кадмия

6.7.1. Выбросы в атмосферу

6.7.1.1. Неорганизованные выбросы

НДТ 43

В целях снижения неорганизованных выбросов в атмосферу НДТ заключается в использовании одной или обеих техник, приведенных ниже (см. раздел 5.7.1.).

№ п/п	Техника
1	2
1	Центральная вытяжная система, подключенная к скрубберу для выщелачивания и твердо-жидкостной сепарации в гидрометаллургическом производстве, для брикетирования/гранулирования и выделения газов в пирометаллургическом производстве и для процессов плавления, легирования и литья.
2	Покрытие ячеек для этапа электролиза в гидрометаллургическом производстве.

6.7.1.2. Организованные выбросы пыли

НДТ 44

В целях сокращения выбросов пыли и металла в атмосферу от пирометаллургического производства кадмия и плавки, получения сплавов и отливки цинковых слитков НДТ заключается в использовании одной или комбинации техник, приведенных ниже.

№ п/п	Техника	Применимость
1	2	3
1	Рукавный фильтр (см. раздел 5.1)	Общеприменимо
2	ЭСО (см. раздел 5.2.6)	Общеприменимо
3	Скруббер мокрой очистки (см. раздел 5.6.1.1)	Применимость может быть ограничена в следующих случаях: - очень высокие скорости потока отходящего газа (из-за значительного количества образующихся отходов и сточных вод). - в засушливых районах (из-за большого объема воды и необходимости очистки сточных вод)

Уровни выбросов, связанные с НДТ: см. таблицу 6.15.

Таблица 6.15. Уровни выбросов, связанные с НДТ, для выбросов пыли и кадмия в атмосферу от пирометаллургического производства кадмия и плавки, получения сплавов и отливки цинковых слитков

№ п/п	Параметр	НДТ-УСВ (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Пыль	≤5
2	Cd	< 0,1

* как среднее значение за период выборки.

Связанный мониторинг находится в НДТ 6.

6.7.2. Отходы

НДТ 45

В целях снижения количества отходов, отправляемых на утилизацию от гидрометаллургического производства кадмия НДТ заключается в организации операций на объекте, чтобы облегчить повторное использование технологических отходов или в противном случае переработку технологических отходов, в том числе с помощью использования одной из техник, указанных ниже (см. раздел 5.7.3, 5.8.2).

№ п/п	Техника	Применимость
1	2	3
1	Извлечение кадмия из цинкового процесса в качестве, обогащенного кадмием цементата в секции очистки, его дополнительное концентрирование и очистка (электролизом или пирометаллургическим процессом) и, наконец, его преобразование в кадмий или соединения кадмия, отвечающие требованиям рынка	Применяется только в том случае, если существует экономически выгодный спрос
2	Извлечение кадмия из цинкового процесса в качестве, обогащенного кадмием цементата в секции очистки, а затем применение набора гидрометаллургических операций с целью получения осадка, богатого кадмием (например, цемент (металл Cd), Cd (OH)₂), который подвергается захоронению на полигонах, а все другие технологические потоки повторно перерабатываются на кадмиевой установке или в потоке цинковой установки	Применяется только в том случае, если имеется подходящий полигон для промышленных отходов

6.8. Требования по ремедиации

Основным фактором воздействия на атмосферный воздух при производстве цинка и кадмия являются выбросы загрязняющих веществ, возникающие в результате эксплуатации организованных источников выбросов.

производство цинка и кадмия из первичного сырья;

попутное извлечение цинка и кадмия из вторичного сырья;

очистка получаемой продукции от примесей и т. д.

Величина воздействия деятельности объектов цинковой промышленности на грунтовые и подземные воды зависит от объема водопотребления и водоотведения, эффективности работы очистных сооружений, качественной характеристики сброса сточных воды на поля фильтрации и рельеф местности. Качественный состав сбрасываемых сточных вод обусловлен составом вод, используемых на водоснабжение предприятия, составом используемого сырья, спецификой технологических процессов, составом промежуточных продуктов, либо составом готовых продуктов, существующих систем очистки сточных вод.

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 цинка и кадмия 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 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 его деятельности в отношении окружающей среды из-за загрязнения компонентов природной среды.

7. Перспективные техники

Данный раздел содержит информацию о новейших техниках, в отношении которых проводятся научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы или осуществляется их опытно-промышленное внедрение.

2.1. Перспективные техники производства цинка

2.1.1. Автоматизация контроля непрерывной продувки котла-утилизатора

Автоматизация контроля непрерывной продувки котла-утилизатора РКФ 20/1,4 – 40 – 1300, установленного за шлаковозгоночной печью в ПЦ СЗ, 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. Затем необходимо доставить анализы в лабораторию ТСО сервисного цеха. Через 5 – 6 часов будут готовы результаты анализов котловой воды. На основании результатов 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.

Автоматизация контроля непрерывной продувки даст:

исключения сверхнормативных потерь тепловой энергии;

исключения превышения солесодержания в котловой воде;

высокую надежность и безопасность применения вследствие простоты конструкции;

элементарное ручное или автоматизированное управление;

механизацию ручного труда;

устранение рисков получения травмы персоналом при отпоре проб анализов котловой воды и их транспортировке в лабораторию ТСО сервисного цеха;

повышение эффективности работы котла-утилизатора.

2.1.2. Внедрение системы сбора и возврата конденсата

В процессе проведения энергетического аудита предприятия были выявлены места сброса конденсата в канализацию, что приводит к потерям тепловой энергии, содержащейся в нем, а также химически очищенной воды.

Предлагается возможность возврата конденсата на отделение химводоочистки. Конденсат смешивается с сырой водой перед химводоочисткой. В результате этого будет экономиться тепловая энергия, необходимая для нагрева сырой воды и артезианской воды.

Расход тепловой энергии в виде пара на нужды отопления и вентиляции составил 44 259 Гкал в 2018 г. Исходя из общего расхода тепловой энергии в виде пара на нужды отопления и вентиляции был определен объем невозвращаемого конденсата.

В связи с отсутствием учета потребления пара теплообменным оборудованием расчет объема сбрасываемого конденсата производился на основании паспортных данных расхода пара и времени наработки соответствующего оборудования.

Предполагается установить две системы сбора и возврата конденсата для двух групп потребителей пара, определенных исходя из их географического расположения. У каждой из групп необходима установка отдельной конденсатной станции. Установка отдельной конденсатной станции для участка по производству огарка ЦЗ не требуется. В расширительный бак конденсатной станции будет поступать конденсат от всех потребителей соответствующей группы. Конденсатные насосы будут направлять конденсат на отделение химводоочистки.

Принципиальная схема системы возврата конденсата представлена ниже.

Рисунок 7.1. Принципиальная схема системы возврата конденсата

2.1.3. Перевод теплопотребляющего оборудования с пара на горячую воду

Перевод теплопотребляющего оборудования с пара на горячую воду.

В процессе проведения визуального осмотра и инструментальных измерений было выявлено, что 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 %).

Данная техника позволит улучшить управление энергопотреблением.

2.1.4. Гематит, гетит и ярозит техники

В настоящее время существует три схемы гидрометаллургической переработки цинковых кеков:

выщелачивание кека под давлением с выделением металла из раствора в виде гематита - гематит-процесс;

выщелачивание кека при атмосферном давлении с выделением металла из раствора в виде гетита - гетит-процесс;

выщелачивание кека при атмосферном давлении с выделением металла из раствора в виде ярозита - ярозит-процесс.

Процесс гематит (первый способ) на основе осадка выщелачивания в автоклаве при температуре 110 – 180 °С и концентрации серной кислоты начальная (150 – 180 г/л и 40 – 50г/л). В этих условиях цинк, медь, редкие металлы и железо практически полностью переходят в раствор, из которого можно вывести большую часть железа, используя явление гидролиза с выделением железа в форме гематита (Fe₂O₃). Этот метод используется в промышленности только на двух заводах: японский завод "Индузима" компании "Акитазинк" и завода "Dattelh" в Германии.

По сравнению с ярозит процессом гетит процесс, позволяет перерабатывать железосодержащих продуктов (более 60 % Fe), что позволяет отправить его на металлургические комбинаты. Недостатком этого процесса является необходимость сложного дорогостоящего оборудования - автоклавов. Гетитная технология включает в себя следующие этапы: высокотемпературное кислотное выщелачивание цинкового осадка; восстановление трехвалентного железа до двухвалентного состояния; нейтрализация раствора, окисление и осаждение железа в виде гетита.

По гетитной технологии цинковых кеков выщелачивание затратит 6 – 8 часов при температуре пульпы 95 °С до остаточного содержания свободной серной кислоты 50 – 60 г/л. Полученный свинцовый кек, содержащий до 25 % Pb, 3 - 4 % цинка, драгоценных металлов и пустую породу, направляется на свинцовый завод. Выход кека составляет около 30 – 33 % от исходного веса цинкового кека. В растворе, полученном при выщелачивании цинкового осадка, значительная часть железа находится в виде сульфата – Fе₂(ЅО₄)₃. Для предотвращения преждевременного гидролиза железа при нейтрализации раствора, разделения редких металлов трехвалентное железо восстанавливается необожженным цинковым концентратом, таким образом, реакция протекает:

Fe₂(SO₄)₃+ ZnS ⇄ ZnSO₄+ 2FeSO₄+ S°

Восстановление железа проводят при 97 °С. В течение 3 – 4 ч полученный фильтр сульфидных кек, содержащий до 20 % цинка и 50 % серы, отправляется на обжиг вместе с оригинальным цинковым концентратом. Раствор, содержащий 20 г/л серной кислоты, 20 – 30 г/л двухвалентного железа и 1 г/л трехвалентного железа, подвергают нейтрализации. В качестве катализатора, используя цинковый огарок, в то время как реакция продолжается H₂SO₄+ ZnO = ZnSO₄+H₂O, содержание серной кислоты в растворе уменьшается до 3 г/л. В этом случае выпадает в осадок трехвалентное железо. Сокращенный после нейтрализации раствора продукт возвращают на выщелачивание, а раствор в осадок гетита. Операции осаждения железа проводят при температуре 90 – 95 °C в течение 6 ч путем дальнейшей нейтрализации раствора с огарка до рН 1,5 – 2,5 и окисления двухвалентного железа кислородом воздуха. Окисленное железо гидролизуется с образованием труднорастворимых гетита по реакции:

Fe₂(SO₄)₃+ 4H₂O = 2FeOOH + 3H₂SO₄

Осадок гетита сгущают и фильтруют. Полученный кек содержит до 50 % железа и 3 – 4 % цинка. Раствор после отделения гетита направляют на выщелачивание цинкового огарка. По гетитной технологии из цинковых кеков извлекаются в раствор, %: 80 Zn, 80 Сd и 70 Сu. Преимущества технологии помимо высокого извлечения цинка, кадмия и меди в растворе, включают в себя: очистку растворов сульфата цинка на 60 - 70 % примесей, таких как мышьяк, сурьма, германий, фтор; максимальное обогащение свинцового кека свинцом и благородных металлов; легкая фильтруемость осадка гетита (500 - 1000 кг/м³в час); использование обычного оборудования.

В настоящее время наибольшее применение получили ярозитная технология переработки цинкового кека, включающая стадии: высокотемпературное выщелачивание осадка в смеси отработанного электролита с технической серной кислотой, осаждение кека после выщелачивания; фильтрации сгущенного кека; промывка и сушка осадка на фильтре свинца; нейтрализация раствора после высокотемпературного выщелачивания, осаждение шлама после нейтрализации раствора, окисление и осаждение железа из железосодержащих раствор сульфат цинка в виде ярозита, отстаивания суспензии, фильтрации, промывки и сушки ярозитового кека. При переработке цинковых кеков по ярозитной технологии кек обрабатывают отработанным электролитом в смеси с серной кислоты с содержанием 150 – 200 г/л при температуре 90 – 95 °С в течение 4 – 6 ч до достижения остаточной кислотности раствора 60 – 90 г/л. При высокой температуре и кислотности раствора ферриты и сульфиды металлов разлагаются по реакциям:

MeO∙Fe₂O₃+ 4H₂SО₄= MeSО₄+ Fe₂(SO₄)₃+ 4Н₂О

MeS + Fe₂(SO₄)₃= MeSО₄+ 2FeSО₄+ S°

здесь, Me - цинк, медь, кадмий.

Извлечение металлов в сульфатный раствор после высокотемпературного кислого выщелачивания кеков составляет %: 94 - 95 Zn; 93 - 94 Сu; 94 - 95 Cd; 70 - 80 Fe; 90 As; 65 Ni; 60 Co; 16 Sb. Высокая температура выщелачивания раствора содержит 20 - 25 г/л железа в основном в трехвалентной форме и значительное количество мышьяка. Пульпу после выщелачивания подают на операцию отстаивания, осветленный раствор и сгущенную пульпу фильтруют. Твердый остаток от выщелачивания свинцового кека, обогащенных серебром и золотом, после промывки сушат и отправляют на предприятия по выплавке свинца. Раствор, содержащий цинк, кадмий, медь, редкоземельные металлы и железо, направлен на нейтрализацию кислоты до 10 г/л. Нейтрализацию растворов высокотемпературного выщелачивания проводят с целью создания необходимых условий для последующего осаждения железа в виде ярозита. Нейтрализация серной кислоты в растворе осуществляется путем подачи в раствор вельц-оксидов или огарка оксид цинка. После нейтрализации раствора твердой фазы пульпы отделяют от раствора в сгустителе. Сгущенную пульпу возвращают на выщелачивание кеков и осаждения железа в форме ярозита. Ярозит - процесс основан на осаждении из раствора железа в виде нерастворимых комплексных соединений железа и щелочных металлов (натрия, калия) или аммония. Общая формула соединений: MeFe₃(SO₄)₂∙(OH)₆, где Me - Na, К, NH₄.

Образование ярозита происходит в присутствии ионов калия, натрия или аммония в растворе по следующим реакциям:

6Fe(OH)SO₄+ К₂СО₃+ 5H₂O = 2KFe₃(OH)₆(SO₄)₂+ CO₂+ 2H₂SO₄

3[Fe(OH)₂]₂SO₄+ К₂СО₃+ H₂O = 2KFe₃(OH)₆(SO₄)₂+ СO₂+ H₂O

3Fe₂(SO₄)₃+ К₂СО₃+ 11H₂O = 2KFe₃(OH)₆(SO₄)₂+ СO₂+ 5H₂SO₄

Для окисления двухвалентного железа используют марганцевую руды (МnO₂) или воздух, обогащенный кислородом. Осаждение железа проводят при температуре 90 – 95 °С. после окисления железа в раствор вводят поташ соды (Na₂CO₃) или аммиачную воду (NH₄OH), цинковый огарок добавляют для нейтрализации раствора до рН от 1.0 до 1.5. Ярозит осадок сгущают и фильтруют с промывкой. Продолжительность осаждения железа зависит от исходной концентрации ионов трехвалентного железа в растворе и, как правило, составляет 3 – 4 ч. За это время практически все трехвалентное железо и до 90 % мышьяка и сурьмы осаждаются в железистый кек, который содержит только 2 – 3 % цинка.

Технология ярозитная по сравнению с гетитной имеет следующие преимущества: значительно меньшие потери цинка с кеком. Содержание цинка в осадке методом гетитной - 3 – 4 %, и ярозита может быть уменьшена до 2 - 3 %; снижение объемов производства в железистых кек, кек получается с более высоким содержанием железа; ярозит гораздо лучше отстаивается, фильтруется и промывается, потому что он имеет кристаллическую структуру; малый расход реагентов, используемых для образования ярозита, поскольку последние содержат небольшое количество натрия, калия или аммония.

Недостатком ярозитной технологии по сравнению с гетит является ухудшение очистки раствора от примесей, которые почти полностью вытекает из гидроксидов железа (мышьяк, сурьма, германий и другие), а также то, что должны быть дополнительно очищено от остатков железа.

2.1.5. Переработка цинковых кеков в печах с погружной фурмой "Корея Цинк"

процесс OXY Cup;

технология Fastmet;

процесс Primus;

реактор ISASMELT.

Вельц-процесс заключается в углетермическом восстановлении цинка и последующей его возгонке в газовую фазу. Перерабатываемые цинкосодержащие шламы и пыли, окомкованные с твердым восстановителем (коксиком), загружают во вращающуюся трубчатую печь, где происходит нагрев шихты до 1200 °С. Шихта в печи перемещается в противотоке с отходящими газами. В ходе процесса происходит восстановление цинка и свинца, которые возгоняются и удаляются из печи вместе с отходящими газами, а затем улавливаются в системе газоочистки. Уловленный продукт содержит в среднем 50 – 60 % от общей массы. Zn с некоторым содержанием других примесей (Pb, Cd и др.). Побочным продуктом является смесь шлака с металлическим железом, которая имеет ограниченную сферу использования и низкую цену для реализации возможным потребителям. Главными недостатками данной технологии являются большой расход топлива и загрязнение цинкового концентрата оксидами железа.

Процесс OXY Cup – это технология переработки окускованной шихты из пыли и шламов металлургических заводов в шахтной печи OXY Cup, которая представляет собой современную модификацию вагранки. В верхней части печи (колошник) располагается загрузочный бункер, ниже находится камера газоотвода. При такой конструкции исключается задымление колошника печи во время работы. Средняя часть печи (шахта) служит для предварительного нагрева шихтовых материалов и завершается зоной расплавления металла и шлака. В нижней части (горн) размещаются металлоприемник и устройство для разделения металла и шлака. Частицы ZnO, образующиеся при окислении газообразного цинка в области низких температур, имеют очень небольшие размеры и уносятся из печи с пылью. В результате переработки по технологии OXY Cup получают горячий металл, шлак и колошниковую пыль с содержанием цинка 2530 % массы, что является сырьем для дальнейшей переработки. Основными недостатками технологии являются большее потребление топлива по сравнению с другими технологиями переработки пылей и шламов металлургического производства и получение полупродукта в виде колошниковой пыли, которую необходимо направить на дальнейшую переработку с целью извлечения цинка.

Технология Fastmet это переработка пылей и шламов, основанная на углетермическом восстановлении железа и цинка в кольцевой печи. Железо прямого восстановления, полученное в данном процессе, имеет следующий химический состав, % мас., соответственно: С – 3,0 – 4,0; S – 0,15 – 0,5; Feобщ. – 85 – 90; Feмет – 75 – 78; FeO – 10 – 15; оксиды пустой породы – 5 – 10. Данный продукт (с высоким содержанием оксидов пустой породы и вредных примесей) не является высококачественным и может использоваться только в качестве добавки в шихту доменных печей и кислородных конвертеров. Использование такого сырья в электросталеплавильных печах недопустимо. Одним из немногих преимуществ данного процесса является возможность переработки шламов и пыли доменного, конвертерного и электросталеплавильного производств, имеющих повышенное содержание цинка, с получением железа прямого восстановления [45].

Технология Fastmelt появилась в результате дальнейшего развития технологии Fastmet, что было связано с необходимостью поиска путей очистки ценного цинксодержащего продукта от оксидов пустой породы и вредных примесей (S, P и т.д). Данная технология по сути представляет собой процесс Fastmet, дополненный электропечью чугуноплавильной (ЭЧП) для производства чугуна из железа прямого восстановления, полученного по технологии Fastmet. Переплавленные в ЭЧП металлизованные продукты очищаются от оксидов пустой породы, частично рафинируются от вредных примесей. В результате получается чугун, близкий по составу доменному, но, как правило, имеющий повышенное содержание серы и фосфора. Основные проблемы процесса Fastmelt связаны с низкой термостойкостью огнеупоров ЭЧП и высоким энергопотреблением.

Процесс Primus является двухстадийным, включающим на первой стадии использование многоподовой печи MHF (MHF от английского "multiple-hearth furnace"), предназначенной для сушки, нагрева и начального восстановления железа, на второй – электродуговой печи EAF (EAF от английского "electric arc furnace") с плавильным блоком Primus. При таком аппаратурном оформлении технология позволяет провести полное восстановление железа из шихты и получить расплав металла, а также извлечь цинк, который окисляется и конденсируется. Высокое потребление энергоресурсов при переработке пылей и шламов является недостатком данной технологии, что сказывается на себестоимости конечных продуктов. Разработка технологии переработки железоцинксодержащего техногенного сырья. Авторами предложен метод переработки пылей и шламов металлургического производства, основанный на восстановительной плавке брикетированной шихты в кольцевой печи с вращающимся подом [46].

Извлечение железа и цинка из пылевидного техногенного сырья металлургического производства основано на восстановлении ценных компонентов из их кислородсодержащих форм углеродсодержащими материалами. За счет твердого углерода ценные элементы из шихты восстанавливаются частично, данный процесс играет второстепенную роль. Основным восстановителем является CO (твердофазный углерод участвует в разложении CO₂с получением угарного газа, способствующего ускорению получения элементарного цинка). Поскольку железо содержится в шихте в виде оксидов Fe₂O₃, то при термическом воздействии CO восстанавливает их до чистого железа по схеме: Fe₂O₃ Fe₃O₄ FeO Fe. Часть восстановленного железа соединяется с углеродом коксовой подсыпки и образуется карбид железа Fe₃C (т. е. происходит науглероживание железа). Активное восстановление цинка моноксидом углерода наступает при 906 °C с переходом его в парообразное состояние: Zn + CO = Zn + CO₂. Основная часть цинка переходит в парообразное состояние при 1100 °C. Большая часть цинка связана в пыли с железом в виде феррита ZnO·Fe₂O₃, который довольно хорошо восстанавливается моноксидом углерода:

ZnOFe₂O₃+ 2CO = Zn + 2FeO + 2CO₂, G0 1273 = – 876,2Дж/моль.

Цинк из феррита цинка восстанавливается быстрее, чем из чистого оксида цинка при более низкой температуре, и процесс идет ступенчато, но оксид цинка восстанавливается только после полного восстановления железа из оксида железа, при этом ZnO может восстанавливаться образованным элементарным железом. Восстановленный цинк вместе с печными газами отводится из печи и улавливается в аппаратах газоочистки. Затем уловленные цинковые возгоны направляются на окислительный обжиг в тарельчатую печь для удаления галогеносодержащих компонентов (Cl, F). Гранулы металлического железа получают нагревом материала: оксид металла, содержащийся в шихте, взаимодействует с углеродсодержащим восстановителем и восстановительным газом, полученным в результате восстановления оксида металла. Для того, чтобы оксид металла восстанавливался из твердого состояния, необходим дальнейший нагрев полученного восстановленного железа в восстановительной атмосфере, который обеспечит его науглероживание, получение расплава железа с дальнейшей коагуляцией частиц восстановленного железа без попадания в него включений шлака. Для этого в шихту необходимо добавить источник СаО (например, известняк) для регулирования шлаковых компонентов в брикете, т.е. для поддержания СаО/SiO₂в диапазоне от 0,6 до 1,8. При правильно подобранной основе шлаковых компонентов содержащаяся в брикете сера поглощается шлаком, полученным во время восстановительной плавки и полученные гранулы чугуна имеют содержание данного примесного элемента на уровне 0,05 %. После восстановительного обжига в печи продукты выгружаются и отправляются на охлаждение, а затем при помощи магнитной сепарации производится отделение гранулированного чугуна от шлака. Предлагаемый метод аналогичен технологии Fastmet, но имеются различия в температурных режимах обжига, а также в качественных характеристиках готовой продукции. Если по технологии Fastmet полученное железо прямого восстановления (губчатое железо) имеет содержание основного элемента 85 90 % с включениями оксидов пустой породы, то по предлагаемой авторами технологии получения железа прямого восстановления (гранулированный чугун) содержание основного металла составляет не менее 95 % при отсутствии в его составе оксидов пустой породы. Также важным различием в химических составах гранулированного чугуна и губчатого железа является содержание серы, которое составляет 0,040,05 % мас. и 0,150,5 % мас., соответственно.

Реактор ISASMELT™ представляет собой вертикальный цилиндр, а главной особенностью процесса является фурма ISASMELT™, которая опускается через свод печи, при этом только наконечник фурмы погружается в ванну расплавленного шлака. Шихта подается в печь сверху и вступает в реакцию с содержимым ванны при подаче воздуха и кислорода через фурму. Подаваемый воздух и кислород создают высокотурбулентную ванну, что способствует быстрому протеканию реакций и теплопередаче.

Через фурму, расположенную по центру печи, осуществляется подача воздуха, кислорода и топлива в расплавленную ванну. Высота фурмы рассчитана таким образом, чтобы ее наконечник находился чуть ниже поверхности расплавленного шлака в печи. Дутье в виде воздуха, кислорода и топлива, подаваемое через фурму, способствует интенсивному перемешиванию жидкого материала, что обеспечивает тесное взаимодействие шихты с кислородом. Застывший слой шлака на поверхности фурмы защищает ее от агрессивной среды печи. Отходящие газы реакций, проходящих внутри печи, поднимаются в верхнюю часть печи и поступают в котел-утилизатор, где накопившееся тепло улавливается для производства пара, а охлажденные газы направляются в электрофильтр для последующей очистки от пыли перед отправкой на сернокислотную установку.

В процессе плавки уровень жидкого расплава в печи поднимается и падает. В отличие от форсунок фурму можно поднимать и опускать автоматически и вручную для того, чтобы откорректировать положение ее наконечника.

Продукты процесса плавки ISASMELT™ разгружаются из нижней части печи через водоохлаждаемое выпускное отверстие (летку).

Процесс выпуска осуществляется посредством полуавтоматического механизма и может быть периодическим или непрерывным.

2.1.6. Переработка цинксодержащих пылей черной металлургии по технологии Nippon Steel - печь с вращающимся подом

Описание

Технология, предлагаемая к рассмотрению: утилизация пыли доменных печей путем брикетирования и восстановительного обжига в печи с вращающимся подом [47]. На выходе получаем два продукта:

1) очищенные от цинка и большинства вредных примесей металлизированные окатыши (DRI), которые можно отправлять как обратно в доменную печь, так и реализовывать сталеплавильным предприятиям;

2) оксид цинка, собранный в рукавном пылеулавливателе.

Как правило, что плавильные реакторы и шахтные печи сопровождаются большим выносом пыли (6 – 8 % от загружаемой шихты) по сравнению с установками на базе печей с вращающимся подом и вращающихся (трубчатых) (0,7 – 1,0 %). Последнее обстоятельство приведет к значительному сокращению концентрации оксида цинка в уловленной пыли. Из группы процессов на основе печей с вращающимся подом рассмотрим широко освоенную технологию FASTMET и РОМЕЛТ [48].

Смешанные металлургические шламы пульпопроводами подаются в сгустители 1. Пульпа с влажностью до 40 %, перемешанная и усредненная в промежуточных сборниках 2, подается в сушильные барабаны 3, где шламы подсушиваются до влажности 6 – 8 %. Сухие отходы (влажность до 1 %) принимаются в силосы 4, оснащенные аспирационными устройствами. Отсевы кокса (крупность 10 – 0 мм) подаются на грохот 5 для разделения на классы 10 – 5 мм и 5 – 0 мм. Подсушенные шламы и сухие пыли в заданном соотношении с коксом крупностью 5 – 0 дозируются на сборный конвейер и подаются в шаровую барабанную мельницу 6 для измельчения. Измельченная усредненная шихта и бентонитовый порошок подаются в расходные бункеры, из которых дозируются в интенсивный шнековый смеситель 7. Смешанная шихта поступает в бункер перед чашевым окомкователем 8 для выдержки бентонита. В окомкователе происходит формирование сырых окатышей крупностью 10 – 20 мм. Смеситель и окомкователь снабжены устройствами подачи воды для обеспечения влажности шихты 9,0 – 9,2 %. Сырые окатыши подаются на роликовый питатель 9, который отсеивает некондиционные окатыши (9 мм). Просыпь роликового питателя системой конвейеров возвращается в шаровую барабанную мельницу 6. Уложенные на колосниковую решетку 10 сырые окатыши подвергаются термообработке (сушка до 350 ºC и нагрев до 900 ºC). С учетом высоких термических нагрузок для защиты колосников предусматривается укладка постели из подогретых упрочненных окатышей, отбираемых из разгрузочного желоба решетки. Горн колосниковой решетки отапливается природным газом. Отходящие газы транспортируются в систему пылеулавливания 12, откуда после очистки сбрасываются в трубу 14.

Упрочненные окатыши перегружаются в загрузочную головку вращающейся печи 15, куда также подается фракция отсевов кокса 10 – 5 мм. Во вращающейся печи, отапливаемой природным газом, происходит восстановление оксидов цинка, железа и сопутствующих элементов, содержащихся в упрочненных окатышах. Восстановительная атмосфера в пересыпающемся слое окатышей обеспечивается за счет твердого топлива, находящегося как внутри окатышей, так и дополнительно загружаемого в печь. Восстановленный цинк под действием высокой температуры (до 1150 ºC) испаряется и выносится с отходящими газами через загрузочную головку печи. Отходящие газы транспортируются в циклонную топку 18, где происходят их дожигание, а также улавливание выносимой из печи пыли крупных фракций. Пыль, улавливаемая в циклонной топке и батарейных циклонах колосниковой решетки, а также просыпь из-под колосниковой решетки, убираемая гидросмывом, поступают в промежуточный сборник 17, откуда подаются в сгустители. После дожигания отходящие газы проходят через котел-утилизатор 20, где их температура снижается до 200 – 250 ºC и происходит парообразование поступающей воды. Одновременно происходит конденсация парообразного цинка в твердое агрегатное состояние. Охлажденный газ поступает на очистку в рукавный фильтр 21. Уловленная пыль крупностью 0,03 – 100 мкм представляет собой концентрат ZnO, который собирается в силос 22, снабженный аспирационными устройствами. Концентрат ZnO из силоса поступает на упаковочную линию 23 и отгружается на склад концентрата, откуда транспортируется на предприятия потребители. Восстановленные окатыши со степенью металлизации железа ~40 % из вращающейся печи перегружаются в барабанный холодильник с водяным охлаждением 25, в котором их температура снижается до 100 ºС. Для предотвращения окисления металлизованных окатышей узел загрузки выполнен герметично, а рабочее пространство холодильника заполнено азотом. Охлажденные окатыши поступают на барабанный магнитный сепаратор 26, где происходит выделение золы кокса из потока материала. Сепарированные окатыши поступают на грохот 27, где выделяется кондиционный класс 8 – 18 мм, направляемый в доменное производство. Некондиционная мелочь (8 мм) направляется в агломерационное производство. Рассмотренная схема обладает следующими преимуществами. Во-первых, она позволяет, кроме решения экологических проблем, получить два вида продукта: товарный концентрат оксида цинка и предвосстановленные железосодержащие окатыши для дальнейшего доменного передела. Во-вторых, эта схема конкурентоспособна с точки зрения капитальных и эксплуатационных затрат. В-третьих, используется относительно недорогое и коммерчески освоенное оборудование.

1 – сгустители, 2 – промежуточные сборники, 3 – сушильные барабаны, 4 – силосы, 5 – грохот, 6 – барабанная мельница, 7 – шнековый смеситель, 8 – чашевый окомкователь, 9 – роликовый питатель, 10 – колосниковая решетка, 11 – вентилятор, 12 – батарейные циклоны, 13 – дымосос, 14 – дымовая труба, 15 – вращающаяся печь, 16 – вентилятор, 17 – промежуточный сборник, 18 – циклонная топка, 19 – вентилятор, 20 – котел-утилизатор, 21 – рукавный фильтр, 22 – силос, 23 – упаковочная линия, 24 – дымосос, 25 – барабанный холодильник, 26 – магнитный сепаратор, 27 – грохот

Рисунок 7.2. Схема утилизации Zn-содержащих пылей и шламов на базе установки "колосниковая решетка - вращающаяся печь"

2.2. Водные ресурсы

Установка обратного осмоса для очищения сточной воды из производства цинка и кадмия

Применение установки обратного осмоса для очищения использованной технологической и охлаждающей воды из производства цинка и кадмия 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 ночь.

Использование гранулированного материала для эффективного удаления тяжелых металлов

На заводе Aurubis (Гамбург) [49], 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 конечном итоге позволит рециркулировать и повторно использовать больше сточных вод для дальнейшего сокращения использования подземных вод.

Осаждение и флотация

Отстаивание представляет собой метод выделения из жидкости твердых частиц, при котором используется сила тяжести для отделения нерастворимых комплексов металлов и твердых частиц из жидких стоков.

Для выделения крупных флоккулированных осадков или плавающих частиц, таких как частицы пластика, из стоков путем выноса их на поверхность суспензии используются методы флотации.

Отстаивание может осуществляться в различных сосудах-отстойниках, например, отстойных бассейнах, прудах или специализированных отстойных емкостях (сгустителях, баках для осветления воды) с устройствами для удаления шлама, установленными в нижней части емкости. Наиболее часто используются отстойники прямоугольной, квадратной или круглой формы. Шлам, который удаляется на этапе отстаивания, может обезвоживаться, например, с помощью вакуумного фильтра-пресса. Образующийся фильтрат может быть возвращен на начальный этап процесса очистки стоков или на тот технологический этап, на котором он был образован, в зависимости от технологии очистки. Данный метод может использоваться для выделения твердых частиц из сточных вод, которые использовались для грануляции шлака или производства корольков металла.

Флотация может служить альтернативой отстаиванию. Флотация может выполняться с помощью растворенного воздуха. Воздух растворяется во взвешенной среде под давлением и выделяется из раствора при сбросе давления в виде крошечных пузырьков воздуха, прикрепленных к взвешенным частицам. В результате частицы всплывают на поверхность, после чего флоккулированный осадок можно легко снять с поверхности жидкости

Биологическая очистка

На одном из заводов для получения ионов сульфида используется биологический процесс [50]. Слабая кислота, образующаяся при мокрой очистке газа, содержит сульфаты в высокой концентрации (10 – 25 мг/л). Сульфаты восстанавливаются до ионов сульфида с помощью газообразного водорода и сульфато-восстанавливающих бактерий в установке биологической очистки сточных вод:

Водород вырабатывается из природного газа и пара в установке реформинга. Цинк и другие металлы вступают в реакцию с S²^- и осаждаются в виде сульфида металла:

Me+S²~ +MeS

После такой обработки значения концентраций сульфатов и металлов по-прежнему остаются слишком высокими для прямого сброса, и вода проходит еще один этап очистки вместе с другими производственными и грунтовыми стоками. В этом процессе также используются сульфатвосстанавливающие бактерии для осаждения металлов в виде сульфидов, однако в этом случае в качестве донора электронов вместо водорода применяется этанол.

Сульфиды металлов и суспензия биомассы используются вторично в качестве концентрата на этапе обжига.

Содержание металлов в стоках в этом биологическом процессе аналогично содержанию металлов в воде, очищенной с помощью наиболее эффективного метода очистки сточных вод путем добавления неорганических сульфидов (NaHS, Na₂S) главным образом потому, что химическая основа обоих процессов, по сути, одинакова (низкая растворимость сульфидов металлов). Данный биологический процесс оказывает положительное воздействие, поскольку снижается содержание сульфатов в очищенной воде.

Данный метод может применяться для очистки слабых кислот при отсутствии других вариантов восстановления, а также для очистки стоков, образующихся в процессе электролиза с предварительным обжигом и выщелачиванием, при их смешивании с загрязненными грунтовыми водами.

Ионный обмен

Ионообменный процесс иногда применяется в качестве заключительного этапа очистки при удалении металлов из технологических сточных вод [56]. С помощью ионного обмена удаляются нежелательные ионы металлов из сточных вод путем их переноса на твердую матрицу при одновременной отдаче равного количества других ионов, хранящихся на каркасе ионообменника. Как правило, ионообменный процесс используется при концентрации металлов менее 500 мг/л.

Емкость ионообменника ограничена количеством ионов, хранящихся на каркасе. Поэтому необходимо проводить регенерацию ионообменника с помощью соляной кислоты или каустической соды. В некоторых случаях, например, при удалении селена и рения из отходящих газов печи для обжига молибденита, ионообменники подлежат периодической замене для извлечения металлов силами самого завода или на специализированных заводах.

Некоторые специальные ионообменники могут использоваться для удаления определенных металлов из сточных вод. Такой избирательный процесс ионного обмена гораздо более эффективен при очистке стоков от токсических металлов. Кроме того, колонна может обеспечивать очень высокий уровень очистки и эффективность при работе со смешанными стоками.

8. Дополнительные комментарии и рекомендации

Справочник подготовлен в соответствии со статьей 113 Экологического кодекса.

Первым этапом разработки справочника было проведение КТА, в процессе которого была дана экспертная оценка текущего состояния предприятий по производству цинка и кадмия, 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 цинка и кадмия, принципам НДТ.

Основными целями экспертной оценки являлись определение технологического состояния цинкового производства РК 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 цинкового производства о применяемых технологиях, оборудовании, выбросах и сбросах загрязняющих веществ, образовании отходов производства, а также других аспектах воздействия на окружающую среду, энерго- и ресурсопотреблении 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. Не приведены к стандартным условиям (сухой газовый поток при температуре 273 К и давлении 101,3 кПа) показатели выбросов ЗВ, представленные в отраслевых отчетах по производству цинка и кадмия. Не предоставлялись фактические (замерные) нормализованные показатели по ЗВ с учетом поправки на содержание кислорода в отходящем газе. В данной редакции справочника использовались фактические имеющиеся результаты, предоставленные предприятиями.

Структура Справочника по НДТ разработана согласно действующих НПА РК, а также по результатам проведенного КТА.

К перспективным техникам отнесены не только отечественные разработки, но также и передовые техники, применяемые на практике международные техники, не внедренные на предприятиях в Республике Казахстан.

По итогам подготовки справочника по 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 окружающую среду, в особенности маркерных, в целях проведения анализа, необходимого для последующих этапов разработки справочника, в том числе и целях пересмотра маркерных загрязняющих веществ и диапазонов уровней эмиссий, связанных с применением НДТ (технологических нормативов);

внедрение автоматизированной системы мониторинга эмиссий в окружающую среду является необходимым инструментом получения фактических данных по эмиссиям маркерных загрязняющих веществ и пересмотра технологических нормативов маркерных загрязняющих веществ;

при модернизации технологического и природоохранного оборудования в качестве приоритетных критериев выбора новых технологий, оборудования, материалов следует использовать повышение энергоэффективности, ресурсосбережение, снижение негативного воздействия объектов отрасли цветной металлургии на окружающую среду.

Библиография

1. Экологический кодекс Республики Казахстан от 2 января 2021.

2. Постановление Правительства Республики Казахстан от 28 октября 2021 года № 775 "Об утверждении Правил разработки, применения, мониторинга и пересмотра справочников по наилучшим доступным техникам";

3. Best Available Techniques (BAT) Reference Document for the main Non-Ferrous Metals Industries. BREF, 2017.

4. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям ИТС 13 - 2020 "Производство свинца, цинка и кадмия".

5. Reference Document on Best Available Techniques for Energy Efficiency, 2009. Справочный документ по наилучшим доступным технологиям обеспечения энергоэффективности. – М.: Эколайн, 2012.

6. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям ИТС 48 – 2017 "Повышение энергетической эффективности при осуществлении хозяйственной и (или) иной деятельности" Москва, Бюро НДТ.

7. Наилучшие доступные технологии. Предотвращение и контроль промышленного загрязнения. Этап 4: Руководство по определению НДТ и установлению уровней экологической эффективности для выполнения условий получения экологических разрешений на основе НДТ/Управление по окружающей среде, здоровью и безопасности Дирекции по окружающей среде ОЭСР. Перевод с английского. Москва, 2020.

8. Отчет об экспертной оценке цветной металлургии Республики Казахстан на соответствие принципам наилучших доступных технологий. Глава 5. Производство цинка и кадмия. НАО "Международный центр зеленых технологий и инвестиционных программ", 2021.

9. "Методика определения нормативов эмиссий в окружающую среду" Приказ Министра экологии, геологии и природных ресурсов Республики Казахстан от 10 марта 2021 года № 63. Зарегистрирован в Министерстве юстиции Республики Казахстан 11 марта 2021 года № 22317.

10. Кобелееа И. В. Концепция процессно-системного управления качеством окружающей среды на промышленном предприятии/ Основы экономики, управления и права. // № 1. – 2012. - с 67 - 69.

11. https://www.urm-company.ru/about-us/blog/155 -ekologiya-metallurgii/

12. СТ РК ISO 50001 - 2019: Системы энергетического менеджмента. Требования и руководство по использованию.

13. https://www.umicore.com/en/sustainability/ environment/# sustainable.

14 .Приказ Министра по инвестициям и развитию Республики Казахстан от 31 марта 2015 года № 394 "Об утверждении нормативов потребления".

15. Miedź S.A., Grupy Kapitałowej. Raport Zintegrowany KGHM Polska KGHM// Polska Miedź S.A. – 2021.

16. https://www.metalinfo.ru/ru/news/136659.

17. Сайт производителя оборудования https://www.durr.com/ru/products/ environmental-technology/exhaust-gas-and-air-pollution-control/part-x-separation-processes/part-x-pw.

18. Карих, П.И. Применение при фильтрации промышленных газов в черной и цветной металлургии фильтровальных материалов в микромембраной / П.И. Карих // Пылегазоочистка. – 2011 – № 1. – С. 15 – 17.

19. Балашов А.М. Способ повышения эффективности электрофильтров для очистки выбросов предприятий металлургического комплекса.// Тенденции развития науки и образования. - № 2. – 2020. С. 84 – 92.

20. Санаев Юрий Иванович. Oбеспыливание газов электрофильтрами / изд. "Кондор-Эко". – 2009. - 214 с.

21. Сайт производителя оборудования http://ukzto.kz/stati/proizvodstvo-elektrofiltrov-dlya-predpriyatij.html.

22. Сайт производителя оборудования https://www.durr.com/ru/products/ environmental-technology/exhaust-gas-and-air-pollution-control/part-x-separation-processes/part-x-pw.

23. https://www.nipponsteel.com/.

24. Морозов Ю.М. Корягин В.С. Высокоэффективное газоочистное оборудование. Результаты эксплуатации и внедрения//Охрана окружающей среды и природопользование, 2010, N3.29 - 31 c .

25. Красный Б. Л., Иконников К. И., Вартанян М. А., Родимов О. И. Получение пористой проницаемой керамики на основе карбида кремния для фильтрации горячих дымовых газов (обзор) // Новые огнеупоры. 2019. № 7. С. 36 – 42.

26 .Цейтлин М. А., Райко В.Ф., Товажнянский Л.Л., Шапорев В.П. Абсорбционная очистка газов в содовом производстве – НТУ "ХПИ". – 2004.

27. Сайт фирмы производителя Kawasaki Heavy Industries https://global.kawasaki.com/en/corp/profile/index.html.

28. Г.Г.Бардавелидзе, И.С.Берсенев, В.А.Горбачев, В.В.Кашин, Р.А.Полуяхтов. Технология утилизации цинксодержащих металлургических отходов с получением оксида цинка и предвосстановленных железорудных окатышей/Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. № 9. - 2015. С. 3 - 6.

29. Л. А. Кормина, Ю. С. Лазуткина Технологии очистки газовых выбросов Барнаул – 2019.

30. Сайт производителя оборудования https://sovplym.ru/products/sfs/.

31. В. Х. Шаймарданов Процессы и аппараты технологий сбора и подготовки нефти и газа на промыслах учебное пособие / Под ред. В. И. Кудинова. М. - 2013. 508 с (https://gas-cleaning.ru/article/skrubber-venturi-princip-raboty-harakteristiki - preimushchestva-i-nedostatki).

32. В.Г. Лисиенко, Я.М. Щелоков, М.Г. Ладыгичев. Вращающиеся печи: теплотехника, управление и экология: справочное издание: В 2 -х книгах. Книга 1. / – М.: Теплотехник, 2004. – 688 с.

33. Anil Sinha, Vasant G Havanagi, V.K. Arora, Alok Ranjan. Recycling Jarofix Waste as a Construction Material for Embankment and Sub Grade/Journal of Solid Waste Technology and Management. 2012. - 38(3). -Р. 169 – 181.

34. Сайт производителя оборудования https://uralactiv.kz/ventilyatsiya-polipropilenovaya/skrubbery/ vertikalnye/ venturi/.

35. Носков А.С., Пай З.П. Технологические методы защиты атмосферы от вредных выбросов на предприятиях энергетики / СО РАН Новосибирск. - 1996. – 156 с.

36. Бесков В.С., Сафронов В.С. Общая химическая технология и основы промышленной экологии. – М.:Химия. – 1999. – 472 с.

37. Сайт производителя оборудования https://pronpz.ru/ustanovki/ proizvodstvo-h2so4.html.

38. https://zincum.eco/#technology https://eippcb.jrc.ec.europa.eu/ sites/default /files/ inline-files/NFM_ Russian _ ENV- 2021 - 00513.pdf.

39. С..B. Карелов, С.В. Мамяченков, О.С. Анисимова, А.С. Кирпиков исследование комплексной электроцементационной очистки растворов при переработке цинксодержащих техногенных отходов // Записки Горного института. Т.166. Санкт-Петербург, 2005.

40. Красногорская Н.Н. Сапожникова Е.Н. Набиев А.Т. Головина А.В. Легушс Э.Ф. Пестриков С.В. физико-химическое сопоставление реагентных методов очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов// Успехи современного естествознания. № 2. – 2004. – С 47 – 58.

41. Сайт производителя оборудования https://www.aurubis.com/.

42. https://profile.ru/news/dk/ugmk/uralelektromed-stroit-livnenakopitel-velic hinoj-s-dvuxetazhnyj-dom- 366158/.

43. А.Г. Ветошкин, К.Р. Таранцева. Способы предотвращения и снижения выбросов от выщелачивания и разделения твердой и жидкой фаз. Пенза.. 2004.

44. Бархатов, В. И. Отходы производств и потребления — резерв строительных материалов : монография / Изд-во Челяб. гос. ун-та, - 2017. - 477 с.

45 .Марченко, Н. В. М30 Металлургия тяжелых цветных металлов: электрон. учеб. пособие / Красноярск : ИПК СФУ, 2009. – 394 с.

46. Nyrstar hobart triennial public environment report 2018 – 2020 version 2 submitted 28 april 2021 (https://epa.tas.gov.au/Documents/New%20 Electrolysis %20Plant%20 %28Cell%20House%29 %2C%20Nyrstar%20Hobart%20 -%20Annexure%20 -%202018 - 2020 %20Public%20Environment%20Report.PDF).

47. Ю.П. Перелыгин, О.В. Зорькина, С.Н. Николаева. Реагентная очистка сточных вод и утилизация отработанных растворов и осадков гальванических производств. – Пенза : Изд-во ПГУ, 2013. – 80 с.

48. Жданова А.В., Иларионов С.А. Очистка сточных вод гальванического производства от загрязнений тяжелыми металлами// Вестник Пермского университета/ вып. 1(5). – 2012. – С 54 - 62.

49. Сайт производителя оборудования https://me-system.ru /tehnologii /sorbtsiya/.

50. И.Н. Савич Порядок и варианты технологии подземной разработки руд с закладкой выработанного пространства// Горная промышленность. №2.- 1999.

51. Сайт производителя оборудования https://www.industrialfurnace. com/mhf- 101.

52. Сайт фирмы Kobelco производитель оборудования https://www.kobelco.co.jp/english/products/ironunit/fastmet/.

53. Сайт производителя оборудования https://www.nipponsteel.com/.

54. Абоносимов Д.О., Лазарев С.И. Применение мембранных технологий в очистке сточных вод гальванопроизводств. // Вестник ТГТУ. – Т.20. №2.- 2014.- С 306 - 313.

55. Сайт производителя оборудования https://www.aurubis.com/.

56. Chuichulcherm S., Nagpal S., Peeva L., Livingston A. Treatment of metal-containing wastewaters with a novel extractive membrane reactor using sulfate-reducing bacteria. //J. Chem. Technol. and Biotechnol. 2001, vol. 76,(1), c. 61 - 68.

Приложение
к справочнику по наилучшим
доступным техникам
"Производство цинка и кадмия"

Примеры расчета экономической эффективности

Изложенные подходы были использованы на примере расчетов экономической эффективности процесса доочистки сточных вод цинкового 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 цинковом 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 тыс. тенге из расчета 164 500 тенге за каждый;

адсорбент в объеме 392 м³для 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 т, общей стоимостью 12 240 000 из расчета 191 250 тенге/т; 4 - 5 % раствор сульфата магния MgSO₄в количестве 64 т, общей стоимостью 21 216 000 тенге, из расчета 331 500 тенге /т.

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.

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.

N
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										1	7,41 ₸	415,12 ₸	443,06 ₸
2		мг/дм³	мг/дм³	мг/дм³	г/ч	т/год	%	мг/дм³	тенге/мг/дм³	₸	₽	$	€
3	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
4	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
5	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
6	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
7	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
8	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
9	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
10	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
11	Кальций (Ca)		115	100	70 000,00	280,000	21	15,00000	0,008	1 184,22	168,21	2,74	2,56
12	Нефтепродукты		0,05	0,05	35,00	0,140	0,0103	-	-	2 368 442,50	336 426,49	5 472,62	5 120,85
13	Хлориды (Cl)		200	150	105 000,00	420,000	31	50,00000	0,0024	789,48	112,14	1,82	1,71
14	Сульфаты (SO₄)		295	230	161 000,00	644,000	47	65,00000	0,0018	514,88	73,14	1,19	1,11
15	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
16	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
17	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
18	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

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 таблицы 3. При этом денежные расходы предприятия на снижение содержания соответствующего загрязняющего вещества на 1 млг/дм³составят значения, указанные в графе 10 таблицы 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 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

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.

Қазақстан Республикасының Экология кодексі 113-бабының 6-тармағына сәйкес Қазақстан Республикасының Үкіметі ҚАУЛЫ ЕТЕДІ:

1. Қоса беріліп отырған ең үздік қолжетімді техникалар бойынша "Мырыш және кадмий өндірісі" анықтамалығы бекітілсін.

2. Осы қаулы қол қойылған күнінен бастап қолданысқа енгізіледі.

Қазақстан Республикасының
Премьер-Министрі

Ә. Смайылов

Қазақстан Республикасы
Үкіметінің
2023 жылғы 19 қазандағы
№ 921 қаулысымен
бекітілген

Ең үздік қолжетімді техникалар бойынша "Мырыш және кадмий өндірісі" Анықтамалығы

Мазмұны

Схемалар/суреттер тізімі

Кестелер тізімі Глоссарий

Алғысөз

Қолданылу саласы

Қолданылу қағидаттары

1. Жалпы ақпарат

1.1. Мырыш пен кадмий өндірісінің құрылымы мен технологиялық деңгейі

1.2. Ресурстар мен материалдар

1.3. Өндіріс және пайдалану

1.4. Өндірістік алаңдар

1.5. Негізгі экологиялық проблемалар

1.5.1. Энергия тиімділігі

1.5.2. Атмосфералық ауаға ластағыш заттардың шығарындылары

1.5.2.1. Күкірт диоксиді (SO2)

1.5.2.2. Тозаң және металдар

1.5.2.3. ҰОҚ, ПХДД, ПХДФ

1.5.3. Ластағыш заттардың төгінділері

1.5.4. Өндіріс қалдықтары

1.5.5. Шу және діріл

1.5.6. Радиоактивті заттардың шығарындылары

1.5.7. Иіс

1.5.8. Қоршаған ортаға әсерді төмендету

1.5.9. Қоршаған ортаны қорғаудың кешенді тәсілін жүргізу

2. Ең үздік қолжетімді техникаларды анықтау әдіснамасы

2.1. Детерминация, ЕҚТ таңдау қағидаттары

2.2. Техникаларды ЕҚТ-ға жатқызу өлшемшарттары

2.3. ЕҚТ-ны қолданудың экономикалық аспектілері

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

3.1. Жалпы басқару процестері

3.1.1. Менеджмент жүйесі

3.1.2. Жобалау және техникалық қызмет көрсету

3.1.3. Оқыту

3.2. Шикізатты басқару процестері

3.2.1. Шикізатты алдын ала өңдеу, дайындау және тасымалдау

3.2.2. Еріту

3.2.3. Кептіру

3.2.4. Уату, ұсақтау және елеу

3.2.5. Шихтаны дайындау

3.2.6. Брикеттеу, түйіршіктеу, илемдеу және ықшамдаудың басқа да әдістері

3.2.7. Жабындарды кетіру және майдан арылту

3.2.8. Сепарациялау әдістері

3.2.9. Тасымалдау және тиеу жүйелері

3.3. Бастапқы мырыш өндірісі

3.3.1. Мырыш алудың гидрометаллургиялық әдісі

3.3.1.1. Мырыш концентраттарын КС пештерінде мырыш өртендісін ала отырып күйдіру және өртендіні шаймалауға дайындау

3.3.1.2. Күйдірілген мырыш өртендісін шаймалау және бейтарап мырыш электролитін ала отырып, ерітіндіні қоспалардан тазарту

3.3.1.3. Тауарлық мырыш алынатын ерітіндінің электролизі

3.3.2. Мырыштың пирометаллургиялық өндірісі

3.3.2.1. Дистилляциялау алдында мырыш концентраттарын күйдіру

3.3.2.2. Мырышты дистилляциялау

3.3.2.3. Бастапқы мырышты рафинациялау

3.4. Қайталама мырыш өндірісі

3.4.1. Ластанған қайталама шикізаттан, оның ішінде аккумуляторлық батареялардан сұйықтықты экстракция арқылы қайталама мырыш алу

3.4.2. Аралық өнімнен (кек) мырышты, оның ішінде болат өндіруге арналған электр доғалы пештердің тозаңын вельц-пешті және қожды айдауға арналған пешті қолдана отырып алу

3.4.3. Қалдық өнімдерден (кек) фьюминг әдісімен мырыш алу (қож айдау)

3.4.4. Қайта балқыту және рафинациялау

3.5. Мырышты балқыту, қоспалау және құю процестері

3.5.1. Мырышты балқыту және қоспалау процестері

3.5.2. Мырыш құю

3.5.3. Мырыш ұнтағын (пусьера) өндіру

3.6. Бастапқы мырыш өндіру процестері шеңберінде кадмий алу

3.6.1. Негізінен аккумуляторлық батареялардан алынған қайталама кадмий өндірісі

4. Эмиссияларды болғызбауға және/немесе азайтуға және ресурстарды тұтынуға арналған жалпы ЕҚТ

4.1. Өндірістік процестердің интеграциясын арттыру

4.2. Экологиялық менеджмент жүйесі

4.3. Энергия тұтынуды басқару

4.3.1. Энергияны пайдалану тиімділігін арттыру: төменде келтірілген екі немесе одан да көп әдістердің комбинациясын қолдану

4.4. Технологиялық процестерді бақылау

4.4.1. Процестерді бақылау әдістері

4.4.2. Скрубберлерге арналған жобалау және бақылау әдістері

4.4.3. Сарқынды суларды тазарту процестерін бақылау әдістері

4.5. Эмиссияларды мониторингтеу мен бақылаудың жалпы қағидаттары

4.5.1. Мониторинг компоненттері

4.5.2. Бастапқы шарттар мен параметрлер

4.5.3. Кезеңдік мониторинг

4.5.4. Атмосфералық ауаға шығарындылар мониторингі

4.5.5. Су объектілеріне төгінділер мониторингі

4.5.6. Үздіксіз мониторинг

4.6. Жердің/топырақтың ластануын бақылау және қалдықтарды басқару әдістері

4.7. Технологиялық қалдықтарды басқару

4.8. Шу

4.9. Иіс

5. Ең үздік қолжетімді техникаларды таңдау кезінде қарастырылатын әдістер

5.1. Шикізатты қабылдау, тасымалдау және сақтау

5.1.1. Шикізат пен материалдарды сақтау кезінде ұйымдастырылмаған шығарындыларды болғызбауға және/немесе азайтуға арналған техникалық шешімдер

5.1.2. Тасымалдау, тиеу-түсіру операциялары кезінде ұйымдастырылмаған шығарындыларды болғызбауға және/немесе азайтуға арналған техникалық шешімдер

5.1.3. Тозаң шығарындыларын болғызбауға және/немесе азайтуға арналған техникалық шешімдер

5.1.3.1. Циклондар

5.1.3.2. Қапшық сүзгілер

5.1.3.3. Электр сүзгілер

5.1.3.4. Ылғалды электр сүзгі

5.1.3.5. Ылғалды скруббер

5.1.3.6. Керамикалық және металл торлы сүзгілер

5.2. Мырыштың гидрометаллургиялық өндірісі

5.2.1. Құрамында SO2 жоғары болатын пайдаланылған газдардан сұйық күкірт диоксидін өндіру 5.2.2. Құрамында SO2 төмен болатын пайдаланылған газдарға түтін газын күкіртсіздендіруді қолдану

5.2.3. Құрамында SO2 төмен болатын пайдаланылған газдардан күкірт алу үшін полиэфир негізіндегі, сондай-ақ органикалық еріткіш негізіндегі, амин және бейорганикалық еріткіш негізіндегі абсорбция/десорбция әдісі

5.2.4. Сынап шығарындыларын болғызбау техникасы

5.2.5. Металдың өндірістік процестері кезінде пайдаланылған газдарды жинаудан ұйымдастырылмаған шығарындыларды болғызбау техникасы

5.2.6. Бастапқы материалдарды күйдіруден шығарындыларды болғызбау және азайту тәсілдері

5.2.7. Мырыш ұнтағын пайдалану арқылы ерітінділерді тазалау және өртенділерді қайта өңдеу кезінде түзілетін шығарындыларды болғызбау және азайту тәсілдері

5.2.8. Қатты және сұйық фазаларды шаймалау мен бөлу кезінде шығарындыларды болғызбау және азайту тәсілдері

5.2.9. Электролиз ваннасының ішіндегі электровиннинг кезінде тұманның түзілуін болғызбау және төмендету

5.2.10. Электролиз ваннасынан сарқынды сулардың пайда болуын болғызбау және азайту

5.2.11. Мырыштың гидрометаллургиялық өндірісі кезінде сарқынды сулардың пайда болуын болғызбау тәсілдері

5.2.12. Мырыштың гидрометаллургиялық өндірісі кезінде қалдықтар мен қоқыстарды болғызбау және азайту тәсілдері

5.2.13. Мырыштың гидрометаллургиялық өндірісінен шығатын шаймалау кектерін кәдеге жаратуды жетілдіру тәсілдері

5.2.13.1. Мырыштың гидрометаллургиялық өндірісінен шығатын шаймалау кектерін кәдеге жаратуды жетілдіру мақсатындағы пирометаллургиялық қайта өңдеу

5.2.13.2. Мырыштың гидрометаллургиялық өндірісінен шаймалау кектерін кәдеге жаратуды жетілдіру мақсатындағы инерттеу және престеу технологиялары

5.2.14. Мырыштың гидрометаллургиялық өндірісінен шығатын жылуды регенерациялау әдістері

5.3. Мырыштың пирометаллургиялық өндірісі

5.3.1. Мырыштың пирометаллургиялық өндірісінде атмосфераға шығарындыларды азайту тәсілдері

5.3.2. SO2 шығарындыларын азайту тәсілдері

5.3.3. Сыңар контакт қондырғылары

5.3.4. Қосарлы контакт/қосарлы абсорбция

5.3.5. Пайдаланылған газдардағы күкірт диоксидін ылғалды катализ әдісімен кәдеге жарату

5.3.6. Сілтілі ерітінділерді пайдалана отырып, түтін газдарын тазарту

5.3.7. Сутегі асқын тотығымен тазарту

5.3.8. Амин ерітінділері негізінде SO2 тазарту процесі

5.3.9. Сульфит-бисульфитті әдіс

5.3.10. SO3 шығарындыларын азайту

5.4. Айналым схемалары қолданылатын мырыштың бастапқы және қайталама өндірісі

5.4.1. Металл ағындарын қайта өңдеу

5.4.2. Вельц-пеш процестеріндегі сарқынды суларды тазарту

5.5. Мырыш құймаларын балқыту, қорытпалар алу және құю (бастапқы және қайталама гидрометаллургиялық және пирометаллургиялық процестер)

5.5.1. Балқыту процестерінен шығатын қалдықтар мен қоқыстарды болғызбау және азайту

5.5.2. Сарқынды сулардың пайда болуын болғызбау

5.5.2.1. Мырыш зауыттарынан шығатын сарқынды суларды тазарту (бастапқы, қайталама гидрометаллургиялық және пирометаллургиялық процестер)

5.5.2.2. Мырыштың гидрометаллургиялық және пирометаллургиялық өндірісінен шығатын сарқынды суларды тазарту

5.6. Кадмийді өндіру және кері өңдеу схемалары

5.6.1. Кадмийдің гидрометаллургиялық өндірісі

5.6.1.1. Шаймалау мен қатты және сұйық фазалардың бөлінуінен түзілетін шығарындыларды болғызбау және азайту тәсілдері

5.6.1.2. Электролизден түзілетін шығарындыларды болғызбау тәсілдері

5.6.1.3. Кадмийдің гидрометаллургиялық өндірісінен түзілетін қалдықтар мен қоқыстарды болғызбау және азайту

5.7. Кадмийдің пирометаллургиялық өндірісі

5.7.1. Металл кадмий цементтерін брикеттеуден және илемдеуден түзілетін шығарындыларды болғызбау және азайту тәсілдері

5.7.2. Фьюминг/конденсация арқылы кадмий алу процестеріндегі шығарындыларды азайту тәсілдері

5.7.3. Кадмийдің пирометаллургиялық өндірісінен түзілетін қалдықтар мен қоқыстарды болғызбау және азайту тәсілдері

5.8. Кадмий құймаларын балқыту, қорытпалар алу және құю (бастапқы және қайталама циклдер)

5.8.1. Балқыту, қайта балқыту, қорытпалар алу мен құю пештерінен түзілетін шығарындыларды болғызбау және азайту тәсілдері

5.8.2. Балқыту процестерінен түзілетін қалдықтар мен қоқыстарды болғызбау және азайту

5.8.3. Сарқынды сулардың түзілуін болғызбау

5.8.4. Кадмий алу қондырғыларынан шығатын сарқынды суларды тазарту (бастапқы, қайталама гидрометаллургиялық және пирометаллургиялық процестер)

5.9. Энергия

5.9.1. Негізгі технологиялық процестерден шығатын пайдаланылған газдардың жылуын пайдалану

5.10. Су ресурстарын басқару және сарқынды суларды тазарту әдістері

5.10.1. Қайта пайдалану және рециркуляция

5.10.2. Сарқынды суларды тазарту әдістері

5.10.2.1. Химиялық шөктіру

5.10.2.2. Қышқылы аз және технологиялық суды өңдеу

5.10.2.3. Сүзгілеу

5.10.2.4. Адсорбция әдісі

5.11. Шахталардың өңделген кеңістігін мырыш өндірісінің қожымен толтыру 6. ЕҚТ бойынша тұжырымдар қамтылған қорытынды

6.1. Экологиялық менеджмент жүйесі

6.2. Энергия тұтынуды басқару

6.3. Процестерді басқару

6.3.1. Атмосфералық ауаға шығарындылар мониторингі

6.3.2. Ластағыш заттар төгінділерінің мониторингі

6.3.3. Шу

6.3.4. Иіс

6.3.5. Ұйымдастырылмаған шығарындылар

6.3.6. Ұйымдастырылған шығарындылар

6.4. Мырыштың бастапқы өндірісі

6.4.1. Мырыштың гидрометаллургиялық өндірісі

6.4.1.1. Атмосфераға шығарындылар

6.4.1.2. Топырақ және жерасты суларын қорғау

6.4.1.3. Сарқынды сулардың түзілуі

6.4.1.4. Қалдықтар

6.4.2. Мырыштың пирометаллургиялық өндірісі

6.4.2.1. Атмосфераға шығарындылар

6.5. Мырыштың қайталама өндірісі

6.5.1. Атмосфераға шығарындылар

6.5.1.1. Ұйымдастырылған тозаң шығарындылары

6.5.1.2. Органикалық қосылыстардың шығарындылары

6.5.1.3. Қышқыл шығарындылары

6.5.2. Сарқынды суларды жинақтау және тазарту

6.6. Құймаларды балқыту, алу, мырыш қорытпаларын құю және мырыш ұнтағын өндіру

6.6.1. Атмосфералық ауаға шығарындылар

6.6.1.1. Ұйымдастырылмаған тозаң шығарындылары

6.6.1.2. Ұйымдастырылған тозаң шығарындылары

6.6.2. Сарқынды сулар

6.6.3. Қалдықтар

6.7. Кадмий өндірісі

6.7.1. Атмосфераға шығарындылар

6.7.1.1. Ұйымдастырылмаған шығарындылар

6.7.1.2. Ұйымдастырылған тозаң шығарындылары

6.7.2. Қалдықтар

6.8. Ремедиация бойынша талаптар

7. Перспективалы техникалар

7.1. Мырыш өндірудің перспективалы әдістері

7.1.1. Кәдеге жарату қазандығының үздіксіз үрленуін бақылауды автоматтандыру

7.1.2. Конденсатты жинау және қайтару жүйесін ендіру

7.1.3. Жылу тұтынатын жабдықты будан ыстық суға ауыстыру

7.1.4. Гематит, гетит және ярозит техникалары

7.1.5. "Корея Мырыш" батырмалы фурмасы бар пештерде мырыш кектерін өңдеу

7.1.6. Nippon Steel – табаны айналмалы пеш технологиясы бойынша қара металлургияның құрамында мырыш бар тозаңын өңдеу

7.2. Су ресурстары

8. Қосымша түсініктемелер мен ұсынымдар

Библиография

Схемалар/суреттер тізімі

3.1-сурет	Гидрометаллургиялық тәсілдің жеңілдетілген схемасы
3.2-сурет	Күйдіру пешінен шығатын пайдаланылған газды тазартудың бірінші кезеңі – құрғақ газды тазарту (қажет болған жағдайда орнатылады)
3.3-сурет	Суармалы мұнаралар немесе скрубберлер мен газ жүйесін қамтитын қондырғылар
3.4-сурет	Шаймалау процесінің жеңілдетілген схемасы
3.5-сурет	Зауыттың қуатын арттыру үшін атмосфералық қысыммен тікелей шаймалауды қолдану арқылы шаймалау процесінің схемасы
3.6-сурет	Мырыш концентратын тотықтырып күйдіру арқылы өңдеудің негізгі схемасы
3.7-сурет	Вельц-процестің технологиялық схемасы
3.8-сурет	Кадмий өндіру процесінің схемасы – А зауыты
3.9-сурет	Кадмий өндіру процесінің схемасы – В зауыты
3.10-сурет	Кадмий өндірісін қоса алғанда, тазартудың технологиялық схемасы – С зауыты
3.11-сурет	Кадмий өндіру процесінің схемасы – D зауыты
3.12-сурет	Кадмий өндіру процесінің схемасы – E зауыты
3.13-сурет	Кадмий өндіру процесінің схемасы – F зауыты
4.1-сурет	Жылу сорғысының жұмыс қағидаты
4.2-сурет	Жылу сорғыларын пайдалану арқылы КЭКЖ су айналымы жүйелерінің әлеуеті төмен жылуын кәдеге жарату схемасы
4.3-сурет	SO₂ SolvR® регенеративті абсорбция процесі
4.4-сурет	Биосүзгі схемасы
5.1-сурет	Циклон конструкциясы
5.2-сурет	Қапшық сүзгінің жұмыс істеу қағидаты
5.3-сурет	Электр сүзгінің жұмыс істеу қағидаты
5.4-сурет	Сұйық күкірт диоксидін өндіру процесі
5.5-сурет	Түсті металдарды өндірудің әртүрлі процестері нәтижесінде атмосфераға сынаптың шығарындылары
5.6-сурет	Төртінші саңылаудан бу жинау
5.7-сурет	Жүктеу және шығару жүйесі
5.8-сурет	Мысты өңдеудің бастапқы процесі үшін буды екінші рет жинау жүйесінің схемасы
5.9-сурет	Конвертерге арналған қайталама сору жүйесі
5.10-сурет	Шығатын буды жинау жүйесі
5.11-сурет	Күйдіру пеші үшін материал дайындаудан және күйдіру пешінен шығарындыларды тұтып қалу және азайту
5.12-сурет	Реакциялық резервуар
5.13-сурет	Сульфидтеудің технологиялық процесінің схемасы
5.14-сурет	Түсті металлургияда қолданылатын технологиялық газдарды SO₂-ден тазарту процестерінің пайдалану сипаттамалары
5.15-сурет	Бу турбогенераторын байланыстыру схемасы
5.16-сурет	Құрамында қышқылы аз сарқынды суларды өңдеу
5.17-сурет	Құм сүзгісінің схемасы
7.1-сурет	Конденсатты қайтару жүйесінің негізгі схемасы
7.2-сурет	"Желтартқыш тор – айналмалы пеш" қондырғысы базасында құрамында Zn бар тозаң мен шламды кәдеге жарату схемасы

Кестелер тізімі

1.1-кесте	Мырыш өндірісі үшін ресурс қажеттігі
1.2-кесте	Технологиялық процестің әртүрлі кезеңдеріндегі ресурстардың үлестік шығысы
1.3-кесте	Мырыш өндірісіне арналған нысаналы көрсеткіштер
1.4-кесте	Мырыш пен кадмий өндіруге жұмсалатын электр энергиясының шығысы
1.5-кесте	Мырыш өндірген кезде түпкілікті өнім шығарудың бір бірлігіне ОЭР шығысы
1.6-кесте	Мырыш пен кадмий өндірген кезде атмосфераға ластағыш заттар шығарындыларының көздері/процестері
1.7-кесте	SO₂шығарындыларын болғызбау және/немесе азайту әдістері
4.1-кесте	Үздіксіз өлшеу мен кезеңдік өлшеуді салыстыру
4.2-кесте	Ластағыш заттардың тізбесі
4.3-кесте	Мониторинг жүргізу бойынша ұсынымдар
4.4-кесте	Эмиссиялар мониторингінің автоматтандырылған жүйесі
4.5-кесте	Атмосфералық ауа мониторингінің автоматтандырылған жүйесі
5.1-кесте	Механикалық конвейерлер мен пневмокөліктің әрқилы типтері
5.2-кесте	Циклондарды пайдаланған кезде тазарту тиімділігі
5.3-кесте	Қапшық сүзгілерде пайдаланылатын кең қолданыстағы маталар
5.4-кесте	Қапшық сүзгілердің әртүрлі жүйелерін салыстыру
5.5-кесте	Электр сүзгілерді қолдануға байланысты тазарту тиімділігі және шығарындылар деңгейі
5.6-кесте	Boliden зауытындағы күкірт қостотығының орташа жылдық шығарындылары
5.7-кесте	Boliden Ronnskar зауытында қолданылатын сынаптан арылту әдістерінің өндірістік сипаттамалары
5.8-кесте	Материалды беру процесі мен күйдіру пешінің тозаң шығарындылары
5.9-кесте	Ылғалды газ тазарту секциясының алдында күйдіру қондырғысының құрғақ газ тазарту секциясын тозаңнан арылту (тор~120 м²)
5.10-кесте	H₂SO₄ бар қондырғыда ылғалды газ тазарту жүйесін тозаңнан арылту
5.11-кесте	Тұмантұтқышпен және тұмантұтқышсыз бейтарап шаймалау кезінде тұндырғыштан шығарындылар бойынша деректер
5.12-кесте	Шаймалауға арналған сыйымдылықтарды желдету кезіндегі шығарындылар жөніндегі деректер
5.13-кесте	Тікелей шаймалау процесінің шығарындылары бойынша деректер
5.14-кесте	А зауытында ярозит-процесс шығарындылары жөніндегі деректер
5.15-кесте	Электролиз ваннасы желдеткішінің шығарындылары жөніндегі деректер
5.16-кесте	ЭСТП процесі нәтижесіндегі сұйық сарқындыны пайдалану параметрлері
5.17-кесте	Мырышты гидрометаллургиялық өндіру және өңдеу кезінде түзілетін типтік сарқындылар мен қалдықтар
5.18-кесте	Бейтарап шаймалау кегінің құрамы
5.19-кесте	Шаймалау кектерін өңдеу кезіндегі Вельц-оксидтің құрамы
5.20-кесте	Шаймалау кектерін өңдеуден кейінгі вельц-қождың құрамы
5.21-кесте	Вельц-пештегі процестің шығарындылары
5.22-кесте	Қауіпсіз қалдықтарға арналған полигондардағы қалдықтарды бағалау өлшемшарттары және ЕО Кеңесінің 2003/33/CE шешіміне сәйкес тексерілген Jarofix қалдықтарының типтік нәтижелері
5.23-кесте	Қауіпті қалдықтар полигондарындағы қалдықтарды бағалау өлшемшарттары және сульфидтелген қалдықтар (ярозит және күкірт қалдығы) үшін типтік нәтижелер
5.24-кесте	Шаймалауды сынау өлшемшарттары және тығыздалған темірлі кек үшін алынған нәтижелер
5.25-кесте	SO₃/H₂SO₄қалпына келтіру/абсорбциялау әдістері
5.26-кесте	Вельц-оксидті жуу нәтижесі
5.27-кесте	Вельц-оксидті жуу процесінен кейінгі сарқынды сулар
5.28-кесте	Вельц-оксидті жуу процесінен кейінгі сарқынды сулар
5.29-кесте	Сарқынды суларды болғызбау және/немесе олардың көлемін азайту шаралары
5.30-кесте	Кадмийдің шығуын еуропалық мырыш өңдеу зауыттарында тарату
5.31-кесте	Балқыту, қайта балқыту, қорытпалар мен құймаларды алу пештерінен шығарындылар
5.32-кесте	Сарқынды сулардың пайда болуы және оларды тазарту әдістері
5.33-кесте	Әлсіз қышқылдарды тазарту кезіндегі өндірістік сипаттамалар
6.1-кесте	Шығарындылар/төгінділер деңгейінің ЕҚТ-мен байланысты орташалану кезеңдері
6.2-кесте	Бастапқы және қайталама мырыш пен кадмий өндіру кезінде ЕҚТ-ға сәйкес келетін қабылдаушы су айдындарына түсетін сарқынды сулардың төгінділеріндегі ластағыш заттардың шоғырлану деңгейі
6.3-кесте	Шикізат дайындау кезіндегі тозаң шығарындыларының ЕҚТ-мен байланысты деңгейі
6.4-кесте	Батареялар дайындау кезіндегі тозаң шығарындыларының ЕҚТ-мен байланысты деңгейі
6.5-кесте	Шикізатпен жұмыс істеуден және сақтаудан, муфель үшін шикізатты құрғақ дайындаудан, күйдіріп өңдеуден және құрғақтай беруден атмосфераға тозаң шығарындылары үшін ЕҚТ-мен байланысты шығарындылар деңгейі
6.6-кесте	Шаймалаудан, тазартудан және электролизден атмосфераға мырыш пен күкірт қышқылының шығарындылары үшін, сондай-ақ тазарту кезінде арсин мен стибин шығарындылары үшін ЕҚТ-мен байланысты шығарындылар деңгейі
6.7-кесте	Мырыштың пирометаллургиялық өндірісінен атмосфераға тозаң шығарындылары үшін (күкірт қышқылы қондырғысына жіберілгендерді қоспағанда) ЕҚТ-мен байланысты шығарындылар деңгейі
6.8-кесте	Мырыштың пирометаллургиялық өндірісінен атмосфераға SO₂ шығарындылары үшін (күкірт қышқылы қондырғысына жіберілгендерді қоспағанда) ЕҚТ-мен байланысты шығарындылар деңгейі
6.9-кесте	Балқыту пештерінен шығатын пайдаланылған газдарындағы күкіртті күкірт қышқылы мен басқа да өнімдер өндіру арқылы рекуперациялау кезіндегі SO₂ шығарындыларының ЕҚТ-мен байланысты деңгейі
6.10-кесте	Қожды түйіршіктеуден және қайта өңдеуден атмосфераға тозаң шығарындылары үшін ЕҚТ-мен байланысты шығарындылар деңгейі
6.11-кесте	Металл және аралас металл/тотықтырғыш ағындардың балқуынан, сондай-ақ қож айдау пешінен және вельц-пештен атмосфераға тозаң шығарындылары үшін ЕҚТ-мен байланысты шығарындылар деңгейі
6.12-кесте	Металл және аралас металл/тотықтырғыш ағындардың балқуынан, сондай-ақ қож айдау пешінен және вельц-пештен атмосфераға жалпы ҰОҚ және ПХДД/Ф шығарындылары үшін ЕҚТ-мен байланысты шығарындылар деңгейі
6.13-кесте	Металл және аралас металл/тотықтырғыш ағындардың балқуынан, сондай-ақ қож айдау пешінен және вельц-пештен атмосфераға HCL және HF шығарындылары үшін ЕҚТ-мен байланысты шығарындылар деңгейі
6.14-кесте	Балқытудан, қорытпалар алу мен мырыш құймаларын құюдан және мырыш ұнтағын өндіруден атмосфераға тозаң шығарындылары үшін ЕҚТ-мен байланысты шығарындылар деңгейі
6.15-кесте	Кадмийдің пирометаллургиялық өндірісі мен балқытудан, қорытпалар алудан және мырыш құймаларын құюдан атмосфераға тозаң мен кадмий шығарындылары үшін ЕҚТ-мен байланысты шығарындылар деңгейі

Глоссарий

Осы глоссарий осы ең үздік қолжетімді техникалар бойынша "Мырыш және кадмий өндірісі" анықтамалығында (бұдан әрі – ЕҚТ бойынша анықтамалық) қамтылған ақпаратты түсінуді жеңілдетуге арналған. Осы глоссарийдегі терминдердің анықтамалары (тіпті олардың кейбіреулері Қазақстан Республикасының нормативтік құқықтық актілерінде келтірілген анықтамаларға сәйкес келуі мүмкін болса да) заңды анықтамалар болып табылмайды.

Глоссарийде мынадай бөлімдер бар:

терминдер мен олардың анықтамалары;

аббревиатуралар мен олардың толық жазылуы;

химиялық элементтер;

химиялық формулалар;

өлшем бірліктері.

Терминдер мен олардың анықтамалары

Осы ЕҚТ бойынша анықтамалықта мынадай терминдер пайдаланылады:

агломерат	—	құрамында аздаған ұсақ бөлшектері бар, мөлшері 5-100 мм кесек болып жентектелген ұсақ (көбінесе тозаң тәріздес) кен;
агломерация	—	кеннің ұсақ бөлшектерінен немесе тозаң тәріздес материалдардан салыстырмалы түрде ірі кеуекті кесектердің жентектелу арқылы түзілуі, мұнда материалдың тез балқитын бөлігі қатты бөлшектерді бір-бірімен біріктіреді;
агрегат	—	құрылымдық жағынан байланысты технологиялық жабдықтар мен құрылғылардың жаппай және толассыз өндіріс жағдайында кешенді металлургиялық процесті жүргізуді қамтамасыз ететін жиынтығы;
адсорбция	—	фазалық-бөгде дене (адсорбенттің) бетінің фазалардың бөліну шекарасында өтетін аралас газ немесе сұйық ортадан қандай да бір заттарды (адсорбаттарды) сіңіруі;
аммиак	—	азот пен сутектен NH3 эмпирикалық формулалы тікелей синтез өнімі;
ангидрид	—	қандай да бір бейметалдың оттегімен химиялық қосылысы, оны қышқылдан су алу арқылы алуға болады;
анион	—	теріс зарядталған ион – электрохимиялық реакцияларда анодқа тартылатын ион;
анод	—	оң электрод;
астарлау	—	пештердің, қазандықтар оттықтарының және өзге де жабдықтардың ішкі жағын қаптайтын отқа төзімді, химиялық төзімді, жылу оқшаулағыш материалдармен қаптау;
бағалау	—	шешім қабылдау үшін негізгі мақсаттарға жеткілікті бірқатар бақылаулар мен тиісті өлшемшарттар жиынтығының барабарлық деңгейін зерттеу. Бұдан басқа, талдауды проблемаларды анықтау және тәуекелдер мен пайданы салыстыру (мысалы, тәуекелдерді бағалау және әсерді бағалау) сияқты саясатқа байланысты іс-шаралармен үйлестіру;
бастапқы өндіріс	—	кендер мен концентраттарды пайдалана отырып металл өндіру;
бейтараптандыру	—	қышқыл мен негіздің тұз бен әлсіз ыдырайтын зат түзе отырып өзара әрекеттесу реакциясы;
білікті уатқыш	—	екі білік орнатылған ауыр жақтаудан тұратын қайталама уатқыш типі. Екі білік бір-біріне қарай айналып жұмыс істейді. Жоғарыдан берілетін жыныс қозғалмалы біліктер арасында қысылып, ұсақталып, төмен жағынан шығарып тасталады;
ванна	—	беткі қабатты үлестік өңдеуге арналған химиялық заттар ерітіндісі, мысалы, улау ваннасы. Бұл термин процестер тізбегіндегі тиісті резервуарға немесе жұмыс станциясына да қатысты;
вельцтеу	—	қорғасын, мыс және қалайы өндірістерінің полиметалл қалдықтарын айналмалы пеште қыздырғанда айдау арқылы (Zn, Pb, Cd және т. б.) металдар алу процесі;
дәлдік	—	термин өлшенген мәндермен байланысты. Өлшеудің қабылданған немесе шынайы мәнге қаншалықты дәл сәйкес келетінін бағалауды білдіреді. Дәлдікті бағалау үшін тазалығы және/немесе концентрациясы белгілі химиялық препараттар қолданылады. "Стандартты" деп аталатын бұл ерітінділер үлгілер өлшенетін әдісті қолдана отырып талданады. Дәлдікті ешқашан қателікпен шатастырмау керек: қателік аналитикалық нәтижелерді қаншалықты дәл шығаруға болатынын өлшейді;
доломит	—	карбонатты фракцияда минералды доломиттер, кальций-магний карбонаты (CaMg (CO3)) басым болатын әктас түрі;
дренаж	—	жерүсті ағындары мен жерасты суларын қоса алғанда, ауданнан жерүсті және жерасты суларын табиғи немесе жасанды жолмен ағызып жіберу;
ендірудің қозғаушы күші	—	технологияны іске асыру себептері, мысалы, басқа заңнама, өнім сапасын жақсарту;
ең үздік қолжетімді техникалар	—	қызмет түрлері мен оларды жүзеге асыру әдістерінің неғұрлым тиімді және озыңқы даму сатысы, ол бұлардың технологиялық нормативтерді және қоршаған ортаға антропогендік теріс әсерді болғызбауға немесе, егер бұл іс жүзінде мүмкін болмаса, барынша азайтуға бағытталған өзге де экологиялық шарттарды белгілеуге негіз болу үшін практикалық жарамдылығын айғақтайды;
ең үздік қолжетімді техникаларды қолдануға байланысты эмиссия деңгейлері	—	белгілі бір уақыт кезеңінде және белгілі бір жағдайларда орташаландыруды ескере отырып, ең үздік қолжетімді техникалар бойынша қорытындыда сипатталған бір немесе бірнеше ең үздік қолжетімді техниканы қолдана отырып, объектіні пайдаланудың қалыпты жағдайларында қол жеткізуге болатын эмиссиялар (ластағыш заттардың шоғырлануы) деңгейлерінің диапазоны;
жағып бітіретін жанарғы	—	органикалық қосылыстарды көміртек диоксидіне дейін тотықтыру үшін уақытты, температураны және жеткілікті мөлшерде оттегіні араластыруды қамтамасыз ететін күйдіру жүйесі бар арнайы әзірленген жағуға арналған қосымша қондырғы (үзбей пайдаланылуы міндетті емес). Қондырғылар талап етілетін жылу қуатының көп бөлігін және энергия тиімділігін арттыруды қамтамасыз ету үшін өңделмеген газдың энергия сыйымдылығын пайдаланатындай түрде жобалануы мүмкін;
жағып бітіру	—	шығатын газдарды ауа бүрку немесе жанарғыны пайдалану арқылы тұтату және жағу (мысалы, СО және (ұшпа) органикалық қосылыстардың мөлшерін азайту үшін;
жағып бітіру камерасы	—	бастапқы жану камерасынан кейін орналасқан, газ күйдірілетін аймаққа қолданылатын термин. Екінші жану камерасы немесе ЕЖК деп те аталады;
жақтаулы уатқыш	—	қозғалмайтын пластина мен тербелмелі пластина арасында соққы немесе ұсақтау арқылы материалдың мөлшерін азайтуға арналған машина;
жаңғырту	—	объектіні жаңарту процесі, оны жаңа талаптар мен нормаларға, техникалық шарттарға, сапа көрсеткіштеріне сәйкес келтіру;
жерасты сулары	—	қанығу аймағындағы жерасты суларының бір бөлігі. Жерүсті суларынан ерекшеленеді;
жерүсті ағыны	—	жерге сіңбей және жерүсті ағыны түрінде ағатын жауын-шашын мен қардың еріген суының бір бөлігі;
жылуды қалпына келтіру	—	бұл секторда термин шикізатты, отынды немесе жағылатын ауаны алдын ала қыздыру үшін технологиялық жылуды қолдануды білдіруі мүмкін;
жіктеу	—	бөлшектерінің мөлшері әркелкі сусымалы өнімді белгілі бір мөлшердегі бөлшектердің екі немесе одан да көп фракциясына елеуіш құрылғыны қолдану арқылы бөлу;
жұмыс істеп тұрған қондырғы	—	жұмыс істеп тұрған объектіде (кәсіпорында) орналасқан және осы ЕҚТ бойынша анықтамалық қолданысқа енгізілгенге дейін пайдалануға берілген стационарлық эмиссиялар көзі. Осы ЕҚТ бойынша анықтамалық қолданысқа енгізілгеннен кейін реконструкцияланатын және (немесе) жаңғыртылған қондырғылар жұмыс істеп тұрған қондырғыға жатпайды;
іске қосу және тоқтату операциялары	—	жұмыс істеу барысында пайдалану, жабдық элементі немесе резервуар пайдалануға енгізіледі немесе шығарылады не шығады немесе жұмыс істемейтін күйге келеді. Үнемі тербелмелі белсенділік фазаларын іске қосу немесе тоқтату ретінде қарастыруға болмайды;
калибрлеу	—	белгілі бір жағдайларда өлшенетін параметрдің мәндері мен өлшеу жүйесінде көрсетілген мәндер арасында болуы мүмкін жүйелік айырмашылықты белгілейтін операциялар жиынтығы (эталондық материалдар мен олардың қабылданған мәндерін қоса алғанда, нақты "эталондық" жүйеге қатысты келтірілген тиісті мәндермен). Ескертпе: калибрлеу нәтижесі өлшеу үшін параметрлердің мәндерін тағайындауға немесе көрсеткіштерге қатысты түзетулерді анықтауға мүмкіндік береді;
катод	—	теріс электрод;
каустикалық сода	—	натрий хлоридінің табиғи тұзды суының электролизі немесе сода ерітіндісін каустификациялау арқылы алынатын NaOH эмпирикалық формулалы натрий гидроксиді;
кен	—	сапасы мен мөлшері жағынан мейлінше құнды, өндіру арқылы пайда табуға болатын жинақталған минералды немесе әртүрлі пайдалы қазбалар (соның ішінде көмір). Кендердің көпшілігі – "қуыс" деп сипатталған экстракцияланатын минералдар мен тасты бөгде материалдардың қоспалары;
кешенді технологиялық аудит	—	кәсіпорындарда қолданылатын қоршаған ортаға теріс антропогендік әсерді болғызбауға және (немесе) азайтуға, оның ішінде тиісті мәліметтер жинау және (немесе) ең озық қолжетімді техникаларды қолдану саласына жататын объектілерге бару арқылы азайтуға бағытталған техникаларды (технологияларды, тәсілдерді, әдістерді, процестерді, практиканы, тәсілдер мен шешімдерді) сараптамалық бағалау процесі;
кешенді тәсіл	—	біреуден көп табиғи орта ескерілетін тәсіл. Бұл тәсілдің артықшылығы кәсіпорынның қоршаған ортаға әсерін кешенді бағалау болып табылады. Мұның өзі әсерді бір ортадан екінші ортаға оның осындай ортаға салдарларды ескермей оңай беру мүмкіндігін азайтады. Кешенді (компонентаралық) тәсіл әрқилы органдардың (ауаның, судың жай-күйіне, қалдықтарды кәдеге жаратуға және т. б. жауапты) маңызды өзара іс-қимылын және қызметінің үйлестірілуін талап етеді;
компонент	—	қоспаға, мысалы, сарқынды суға, пайдаланылған газдарға немесе ауаға қосылған зат;
конденсатор	—	скруббер түріндегі цилиндрлік қуыс мұнара, айналымдағы сумен пеш газына қарсы ағынмен суландырылады;
концентрат	—	байыту фабрикасында бөлгеннен кейін құрамында бағалы минералдары жоғары болатын тауарлық өнім;
кросс-медиа әсерлер	—	экологиялық жүктеменің қоршаған ортаның бір компонентінен екіншісіне ығысу мүмкіндігі. Технологияны ендіруден туындаған кез келген жанама әсерлер мен жағымсыз әсерлер;
қайталама өндіріс	—	қайта балқытуды және қоспалауды қоса алғанда, қоқыстарды және/немесе қалдықтарды пайдалана отырып металл өндіру;
қалдық	—	өндіріс процесінде шығарылуы қасақана сипатта болмайтын және қоқыс болуы да, болмауы ықтимал материал;
қалдықтарды өңдеу	—	қалдықтардың тағайындалу мақсатына қарамастан олардан өнім, материалдар немесе заттар өндіруде (дайындауда) кейіннен пайдалану үшін жарамды пайдалы компоненттерді, шикізатты және (немесе) өзге де материалдарды алуға бағытталған механикалық, физикалық, химиялық және (немесе) биологиялық процестер;
қалпына келтіру процесі	—	оттегін оттегімен бірігуге қабілетті қалпына келтіргіш затпен байланыстыру арқылы олардың оксидтерінен металдар алудың физика-химиялық процесі;
қож	—	құрамында негізінен силикаттар, штейн немесе металл ретінде өндірілмеуге тиіс және үлес салмағы соңғысына қарағанда анағұрлым төмен заттар бар шыныға айналған немесе ішінара шыныға айналған балқу қалдығы;
қол жеткізілген экологиялық пайда	—	шығарындылардың қол жеткізілген мәндері мен жұмыс тиімділігін қоса алғанда, технологияның (процестің немесе күрестің) көмегімен қарастырылуға тиіс қоршаған ортаға негізгі әсер(лер). Әдістің басқалармен салыстырғанда экологиялық пайдасы;
қоршаған ортаға эмиссиялар мониторингінің автоматтандырылған жүйесі	—	эмиссиялардың негізгі стационарлық көздеріндегі қоршаған ортаға эмиссиялардың көрсеткіштерін қадағалайтын, қоршаған ортаны қорғау саласындағы уәкілетті орган бекіткен өндірістік экологиялық бақылау жүргізу кезінде қоршаған ортаға эмиссиялар мониторингінің автоматтандырылған жүйесін жүргізу қағидаларына сәйкес нақты уақыт режимінде қоршаған ортаға эмиссиялар мониторингінің ақпараттық жүйесіне деректерді беруді қамтамасыз ететін өндірістік экологиялық мониторингтің автоматтандырылған жүйесі;
қорытпа	—	не ерітіндіде, не қосылыста екі немесе одан да көп элементтерден тұратын, кем дегенде біреуі металл болып табылатын металл және алынған материалдың металға тән қасиеттері болады;
қосарлы контакт (қосарлы абсорбция)	—	күкірт диоксидінің екі сатылы тотығу және күкірт газын сіңіру әдісі, онда күкірт диоксиді катализатордың 3 қабатынан кейін күкірт оксидін (VI) сіңіру үшін аралық абсорберге жіберіліп, содан кейін моногидратты абсорберде тотығу және одан кейінгі абсорбция үшін катализатордың 4-қабатына қайтарылады;
құрғату	—	жерасты кенішін, немесе ашық карьерді, немесе жанасқан тау жынысын, немесе монолитті емес аймақты судан арылту процесі. Бұл термин, әдетте, концентраттардағы, байыту қалдықтарындағы және өңделген шламдардағы судың мөлшерін азайту үшін де қолданылады;
құю (дайындау)	—	металды немесе қорытпаны қатайту арқылы қалыптасқан дайын өңдеудегі бұйымдар үшін қолданылатын жалпы термин (ISO 3134–4: 1985);
қышқыл	—	протон доноры – сулы ерітіндіде сутегі иондарын неғұрлым оңай бөліп алатын зат;
ластағыш зат	—	қоршаған ортаға өздерінің сапалық немесе сандық сипаттамаларына байланысты түскен кезде табиғи ортаның табиғи тепе-теңдігін бұзатын, табиғи орта компоненттерінің сапасын нашарлататын, экологиялық залал не адамның өміріне және (немесе) денсаулығына зиян келтіруге қабілетті қатты, сұйық, газ тәрізді немесе бу тәрізді күйдегі кез келген заттар;
ластағыш заттар төгіндісі	—	сарқынды сулардағы ластағыш заттардың жерүсті және жерасты су объектілеріне, жер қойнауына немесе жер бетіне түсуі;
ластағыш заттар шығарындылары	—	шығарындылар көздерінен атмосфералық ауаға ластағыш заттардың түсуі;
легирлеу	—	материалдардың құрамына негізгі материалдың физикалық және/немесе химиялық қасиеттерін өзгерту (жақсарту) үшін қоспалар қосу;
ликвация	—	балқытылған металды бөлуге болатындай етіп қоспалардың ерігіштігі төмендейтін температураға дейін қыздыруды қамтитың рафинациялау әдісі;
майдалау	—	майдалау процесінен ұсақ түйіршікті өнім (<1 мм) алынады, мұнда түйірлердің көлемі абразия мен соққылар арқылы және кейде шыбық, шар және тас қоқымы сияқты бос заттардың еркін қозғалысымен майдаланады;
майдан арылту	—	компоненттен мүмкіндігінше майды немесе майлағышты алып тастау;
маркерлік ластағыш заттар	—	өндірістің немесе технологиялық процестің белгілі бір түрінің эмиссиялары үшін ластағыш заттардың осындай өндірісіне немесе технологиялық процесіне тән топтан таңдап алынатын және топқа кіретін барлық ластағыш заттар эмиссияларының мәндерін олардың көмегімен бағалауға болатын неғұрлым маңызды ластағыш заттар;
мойындық	—	шахта пешінің кен материалдары, флюс, отын жүктелетін жоғарғы бөлігі (сондай-ақ шахта пешін де қараңыз);
мониторинг	—	шығарындылардың, төгінділердің, тұтынудың, эквивалентті параметрлердің немесе техникалық шаралардың және т.б. белгілі бір химиялық немесе физикалық сипаттамаларының өзгеруін жүйелі түрде бақылау;
мырыш скрапы	—	құрамындағы қож бен мырыш көп қара металдардың сынықтары болып табылатын металлургия өнеркәсібінің қалдықтары. Бірінші кезекте бұл балқыту агрегаттарындағы өнеркәсіптік қалдықтар, сондай-ақ болат пен шойынды құю немесе тасу кезінде ысырап болған балқымалар. Металлургияда скрап барлық ұсақ қара сынықтарды да қамтиды, әрі ағылшын тілінен алынған атаудың өзінің аудармасы "қалдықтар, сынық" дегенді білдіреді;
мырыштың қайталама өндірісі	—	қайта өңделген мырыштан, басқа өндірістердің сынықтарынан немесе қалдықтарынан мырыш өндіру;
науа	—	балқытылған металды немесе қожды тасымалдау үшін пайдаланылатын канал;
осмос	—	сұйықтықтың әлсіз ерітіндіден жартылай өткізгіш мембрана арқылы анағұрлым концентрацияланған ерітіндіге өтуі, бұл еріген қатты заттарды емес, еріткішті (суды) өткізуге мүмкіндік береді;
оттекті биохимиялық тұтыну	—	органикалық заттарды ыдырату үшін микроорганизмдер тұтынатын ерітілген оттегінің мөлшері. Өлшеу бірлігі мг О2/л болып табылады;
оттекті химиялық тұтыну	—	сынамадағы органикалық қосылыстардың тотығуына жұмсалған оттегінің (немесе басқа тотықтырғыштың) мөлшерін көрсететін судағы органикалық заттар құрамының көрсеткіші. ОХТ сандық түрде 1 литр суға (мгО/л) тұтынылған оттегінің миллиграммымен көрсетіледі және табиғи және сарқынды сулардың органикалық ластану деңгейін бағалау үшін қолданылады;
отын-энергетикалық ресурстар	—	техника мен технологияның қазіргі даму деңгейінде запастағы энергиясы шаруашылық қызметте пайдалану үшін қолжетімді табиғи және өндірістік энергия жеткізгіштердің жиынтығы;
өлшеу	—	мөлшердің мәнін анықтауға арналған операциялар жиынтығы;
өлшеу жүйесі	—	көрсетілген өлшеуді жүргізу үшін пайдаланылатын барлық жұмыс рәсімдерін қоса алғанда, өлшеу аспаптары мен басқа да жабдықтардың толық жиынтығы;
өлшеу қателігі	—	бақыланған немесе шамамен алынған нәтиже нақты немесе дәл нәтижеден өзгеше болады. Бұл, әдетте, параметрлердің мәндерін өлшеу кезінде нәтижелердің дәл еместігіне немесе айырмашылығына байланысты болады;
пайдалану деректері	—	шығарындылар/қалдықтар және тұтыну, мысалы, шикізат, су және энергия тұтыну бойынша өнімділік туралы деректер. Басқару, қолдау және бақылау туралы кез келген басқа пайдалы ақпарат, оның ішінде қауіпсіздік аспектілері, жабдықтың жұмыс қабілеттілігін шектеу, шығару сапасы және т.б.;
пайдаланудан шығару	—	дезактивациялауды және/немесе демонтаждауды қоса алғанда, қондырғы жұмысының аяқталуы;
пайдаланылған газ	—	процесс немесе жұмыс нәтижесінде түзілетін газға/ауаға арналған жалпы термин (сондай-ақ шығатын газдарды, түтін газдарын қараңыз);
перспективалы техникалар	—	экологиялық тиімділікті жақсарту әлеуеті бар, бірақ әлі коммерциялық түрде қолданылмаған немесе әлі де зерттеу және әзірлеу сатысындағы техникалар. ҚЕТ әлеуетті болашағы;
пеш	—	металдарды алу, рафинациялау және өңдеу үшін құрамында металл бар материалдар жылу энергиясының көмегімен талап етілетін физика-химиялық түрлендірулерге ұшырайтын агрегат;
рафинациялау	—	металдарды қоспалардан тазарту;
регенеративті жанарғылар	—	олар отқа төзімді екі немесе одан да көп массаларды қолдана отырып, ыстық газдардан жылу алуға арналған, олар балама түрде қызады, содан кейін жағуға арналған ауаны алдын ала қыздыру үшін қолданылады (сондай-ақ рекуперативті пешті де қараңыз);
рекуперативті жанарғылар	—	бұлар жылуды қалпына келтіру үшін жанарғы жүйесінде ыстық газдарды айналдыруға арналған (сондай-ақ регенеративті жанарғыларды да қараңыз);
сарқынды су	—	адамның шаруашылық қызметінің нәтижесінде немесе ластанған аумақта түзілетін су. ЕО-ға мүше мемлекеттердегі сарқынды су анықтамаларының әртүрлі болуына байланысты жаңбыр суы мен жанама салқындатқыш су қосылмайды. Оның орнына жаңбыр суы мен оны қайта өңдеу қажеттігі бөлек қарастырылады;
сегрегация	—	ликвация сияқты;
сәйкестікті бағалау	—	белгілі бір сенімділік дәрежесі шегінде қондырғыдан (өндірістік бірліктен) шығатын ластағыш заттардың нақты шығарындыларын шығарындылардың рұқсат етілген шекті мәндерімен салыстыру процесі;
сирету	—	құрылыстар мен техникалық жүйелер арналарындағы ауаның немесе жану өнімдерінің қысымын төмендету, ортаның төмен қысым аймағына ағуына ықпал етеді;
сілті	—	протон акцепторы – су ерітіндісінде сутегі иондарын азды-көпті жеңіл сіңіретін зат;
скруббер	—	тазарту мақсатында және бір немесе бірнеше компоненттерді алу үшін газдарды сұйықтықпен жууға арналған әртүрлі конструкциялы аппараттар, сондай-ақ пайдалы қазбаларды жууға арналған барабанды машиналар, оның ішінде тозаңды тұтып қалатын қондырғы;
сүзгілеу	—	суспензияны конструкциясы әртүрлі сүзгілердің көмегімен сұйық және қатты фазаларға бөлу процесі;
сынама алу	—	қарастырылып отырған затты, материалды немесе өнімді зерттеу мақсатында тұтас үлгінің репрезентативті іріктелімін қалыптастыру үшін заттың, материалдың немесе өнімнің бір бөлігі шығарылатын процесс. Сынама алу жоспары, іріктеу және аналитикалық ой-пайым әрқашан бір уақытта ескерілуге тиіс;
талдау	—	тұтастай алғанда заттың немесе оның жекелеген ингредиенттерінің бір немесе бірнеше сипаттамасын (құрамын, жай-күйін, құрылымын) анықтау мақсатында зерттеу, сондай-ақ оның әдісі мен процесі;
технологиялық нормативтер	—	кешенді экологиялық рұқсатта мынадай түрде белгіленетін экологиялық нормативтер: 1) эмиссиялар көлемінің бірлігіне маркерлік ластағыш заттардың шекті саны (массасы); 2) уақыт бірлігіне немесе өндірілетін өнімнің (тауардың), орындалатын жұмыстың, көрсетілетін қызметтің бірлігіне есептегендегі шикізатты, қосалқы материалдарды, электр және (немесе) жылу энергиясын, өзге де ресурстарды тұтыну мөлшері;
тиімділік	—	белгілі бір нәтижеге қол жеткізу үшін техника тиімділігінің өлшемі. Кейбір жағдайларда ол кірістің шығысқа қатынасы ретінде көрсетілуі мүмкін;
тікелей өлшеу	—	белгілі бір көзден шығарылатын қосылыстардың нақты сандық анықтамасы;
тозаң	—	кез келген нысандағы, құрылымдағы немесе тығыздықтағы субмикроскопиялық мөлшерден макроскопиялық мөлшерге дейінгі газ фазасында шашыраған қатты бөлшектер;
тотығу процесі	—	электрондарды қалпына келтіргіштің атомынан (электрондар донорынан) тотықтырғыштың атомына (электрондар акцепторына) беру арқылы тотықтырылатын зат атомының тотығу дәрежесінің жоғарылауымен бірге жүретін химиялық процесс;
тотықтырғыш	—	басқа материалдармен, атап айтқанда жанғыш заттармен байланысқан кезде экзотермияның жоғары деңгейімен реакция жасай алатын материал;
түйіршіктеу	—	ұнтақ тәрізді немесе қатты материалды түйіршікке, мөлшері бойынша біртекті және біркелкі түйіршіктерге жасанды түрлендіру процесі;
түтін газы	—	жану өнімдері мен жану камерасынан шығатын және түтіндік арқылы жоғары бағытталған ауаның шығарылуға тиіс қоспасы;
уытты зат	—	деммен немесе ауыз қуысы арқылы жұту немесе тері арқылы сіңуі шектеулі сипаттағы бұзылуларға әкелуі мүмкін зат;
үздіксіз өлшеу	—	жөндеу жұмыстарын жүргізу, ақауларды жою, іске қосу-баптау, тексеру, калибрлеу жұмыстары үшін үзілістер жасауға болатын тәулік бойы өлшеу;
ұйымдастырылған көз	—	пайдаланылған газдың (желдеткіш ауаның) құрамындағы зиянды заттар атмосфераға газ құбырлары немесе ауа жолдары жүйесі (құбыр, аэрациялық шам, желдеткіш шахта және т.б.). арқылы түсетін шығарынды бөлу көзі;
ұйымдастырылған шығарынды	—	стационарлық көзден шығарынды, егер ол бөлінетін тозаң және газ-ауа қоспаларының ағынының мәжбүрлі желдету жүйелерінің көмегімен бір бағытта өтуін қамтамасыз ететін арнайы құрылыс, жүйе немесе құрылғы (мұржалар және желдеткіш құбырлары, газ жолдары, ауа жолдары, желдеткіш шахталар және басқалары) арқылы жүзеге асырылса, ұйымдастырылған болып саналады;
ұйымдастырылмаған шығарынды	—	ластағыш заттардың бағытталмаған диффузиялық ағындар түрінде атмосфералық ауаға шығарылуы;
ұсақтау	—	кенді қозғалмайтын бағытта әдейілеп қатты жерге тастау немесе қатты жерге соққылау арқылы орындалады;
ұшпа органикалық қосылыстар	—	293,15 К болғанда бу қысымы 0,01 кПа немесе одан жоғары немесе белгілі бір пайдалану жағдайларында тиісті деңгейде ұшпалы болатын кез келген органикалық қосылыс;
флюс	—	металдарды балқыту кезінде оның балқу температурасын төмендету және металды бос жыныстардан бөлуді жеңілдету үшін кенге қосылатын бейорганикалық заттар;
фьюмингтеу	—	құрамында мырыш, қорғасын немесе қалайы бар балқытылған қождардан ұшпа компоненттерді алу тәсілі;
шаймалау	—	қатты фазадан компоненттер алу үшін еріткішті кеуекті немесе ұсақталған материал арқылы өткізу. Мысалы, алтынды кеуекті кенді немесе байыту қалдықтарын үймелеп шаймалау арқылы алуға болады. Басқа әдістерге кен резервуарларын, концентраттарды немесе байыту қалдықтарын шаймалау және сол жерде шаймалау жатады;
шаймалау өнімі	—	құрамында бағалы компонент немесе шаймалаудан кейінгі кек – тұнба бар, құрамында қоспалар мен серіктес металдар бар ерітінді;
шахта пеші	—	кесек материалдарды балқытуға және күйдіруге, сондай-ақ металл бұйымдарды термиялық өңдеуге арналған металлургиялық пештердің түрі. Шахта пештерінің дөңгелек немесе тікбұрышты қималы тігінен орналасқан жұмыс кеңістігі болады;
шекті рұқсат етілген концентрация	—	ҚР Экология кодексіне сәйкес ластағыш деп танылған ластағыш заттың адамға тұрақты немесе уақытша әсер ету кезінде оның денсаулығына әсер етпейтін және ұрпақта қолайсыз тұқым қуалаушылық өзгерістер, сондай-ақ табиғи орта объектілерінің тозуын туғызбайтын, экологиялық жүйелердің орнықтылығын және биоәртүрлілікті бұзбайтын ең көп мөлшері (массасы);
шихта	—	белгіленген химиялық құрамы мен қасиеттерінің соңғы өнімдерін алу үшін металлургиялық, химиялық және басқа агрегаттарда қайта өңдеуге жататын бастапқы материалдардың белгілі бір пропорциядағы қоспасы. Атап айтқанда, металлургиядағы шихтаның құрамына байытылған кен, концентрат, ағын, қождар, жинақтар, сондай-ақ тозаң кіруі мүмкін;
шлам	—	сарқынды сулардан және тазарту құрылыстарынан алынатын "сұйықтағы қатты" суспензия;
штейн	—	құрамында никель, мыс, кобальт және т.б. бар сульфидті металл кендерін балқыту арқылы түзілетін сульфидтердің қоспасы;
шығару	—	балқытылған металды немесе қожды кетіру үшін пештің есігін ашу;
шығарып алу	—	бөлгіш технологиялық процестерде бастапқы шикізатты пайдаланудың толықтығын бағалау. Шығарып алу белгілі бір өнімге айналған шығарылатын заттың мөлшерінің бастапқы материалдағы мөлшеріне қатынасы (пайызбен немесе бірлік үлестерімен) ретінде анықталады. Металлургияда көбінесе шығарып алу байыту процестері мен алынған өнімдер үшін: концентраттар, штейндер және т.б. үшін анықталады. Бұл жағдайда тауарлық өнім мен шикізаттағы алынатын компоненттің массалық қатынасы арқылы анықталатын тауарлық шығарып алу және технологиялық процестің бастапқы және барлық түпкілікті өнімдеріндегі компоненттің концентрациясы бойынша анықталатын технологиялық шығарып алу ерекшеленеді;
экологиялық рұқсат	—	жеке кәсіпкерлер мен заңды тұлғалардың қоршаған ортаға теріс әсерді жүзеге асыру құқығын куәландыратын және қызметті жүзеге асырудың экологиялық шарттарын айқындайтын құжат;
экономика	—	шығындар (инвестициялар және операциялар) және кез келген ықтимал үнемдеу, мысалы, шикізатты тұтынуды азайту, қалдықтарды жинау, сондай-ақ техниканың мүмкіндіктерімен байланысты ақпарат;
экстракция	—	экстрагенттермен қоспалардан компоненттерді алудың масса алмасу процесі;
электрод	—	электр тогы электрохимиялық реакцияға (немесе электр доғасына немесе вакуумдық түтікке) электролитке енетін немесе шығатын өткізгіш (сондай-ақ анод пен катодты қараңыз);
электролиз	—	электр тогы ерітінді не электролит балқымасы арқылы өткен кезде түзілетін электродтардағы қайталама реакциялардың нәтижесі болып табылатын ерітінділердің немесе басқа заттардың құрамдас бөліктерін электродтардан шығарудан тұратын физика-химиялық процесс;
электролит	—	ерітіндіде немесе балқытылған күйде электр тогын өткізуге қабілетті зат;
электролиттік бөлу	—	инертті металл анод және катодта шөгетін электролиттегі қажетті металл пайдаланылатын электролиттік өндіріс сатысы;
электрсүзгі	—	газдарды аэрозоль, қатты немесе сұйық бөлшектерден тазарту электр күштерінің әсерінен болатын құрылғы;
эмиссия	—	антропогендік объектілерден босатылатын ластағыш заттардың атмосфералық ауаға, суға, жерге немесе оның астына түсуі;
энергия менеджменті	—	энергия үнемдеу және энергия тиімділігін арттыру саясатын, іс-шаралар жоспарларын, энергия тұтынуды мониторингтеу, бағалау рәсімдері мен әдістемелерін және энергия тиімділігін арттыруға бағытталған басқа да іс-қимылдарды әзірлеуді және іске асыруды қамтитын, энергетикалық ресурстарды ұтымды тұтынуды қамтамасыз етуге және басқару объектісінің энергия тиімділігін арттыруға бағытталған әкімшілік іс-қимылдар кешені;
энергия сыйымдылығы	—	берілген технологиялық жүйе базасында өнімді дайындаудың, жұмыстарды орындаудың, қызметтер көрсетудің негізгі және қосалқы технологиялық процестеріне энергия және (немесе) отын тұтыну шамасы;
энергия тиімділігі	—	энергетикалық ресурстарды тиімді (ұтымды) пайдалану. Объектінің/лердің қызметін энергетикалық қамтамасыз етудің бірдей деңгейін қамтамасыз ету үшін энергияның аз мөлшерін пайдалану.

Аббревиатуралар мен олардың толық жазылуы

Аббревиатура	Толық жазылуы
АК	алдын ала күйдірілген анод түрі
АҚ	акционерлік қоғамы
АМЖ	автоматтандырылған мониторинг жүйесі
ӘТК	әкімшілік-тұрмыстық кешен
БМ	бастапқы мыс
ДЖ	деректер жоқ
Диоксиндер (ПХДД/Ф)	полихлорланған дибензодиоксиндер (ПХДД) және полихлорирланған дибензофурандар (ПХДФ)
ЕҚТ	ең үздік қолжетімді техника
ЕҚТ-БШД	атмосфераға шығарындылар үшін ең үздік қолжетімді техникалармен (ЕҚТ-БШД) байланысты шығарындылар деңгейлері, осы ЕҚТ туралы қорытындылардағы деректер, стандартты шарттарға жатады: температура 273,15 K және қысым 101,3 кПа болғандағы құрғақ газ
ЕО	Еуропалық Одақ
ЖЖ	жану жылуы, мысалы, в МДж/кг
ЖРЖ	жиілікті-реттелетін жетек
ЖТШ	жарылғыштықтың төменгі шегі
ЖҮАК	мысты, асыл металдарды және Pb концентраттарын бастапқы балқыту, сондай-ақ электрондық жабдық қалдықтарын балқыту үшін пайдаланылатын жоғарғы үрлегіші бар айналмалы конвентер
ЖШС	жауапкершілігі шектеулі серіктестік
ҚБ	қараңыз: қатты бөлшектер. Асыл металдар: Ag, Au және ПТМ
ҚБх	номиналды х-микрометрлерден кіші немесе оған тең аэродинамикалық диаметрі бар қатты бөлшектер
КГД	компьютерлендірілген гидродинамика – қоқыс жағатын қондырғыларда және басқа да жүйелерде газ температурасының шығынын болжау үшін пайдаланылатын модельдеу әдісі
КСЖ	күшейтілген сору жүйесі
КТА	кешенді технологиялық аудит
КЭКЖ	когенерациялық энергияны кәдеге жарату
КФК	көп фторлы көмірсутек
КЦ	күйдіру цехы
ҚҚ	қалдықтарды қайта өңдеу
ҚК/ҚА	қосарлы контакт/қосарлы адсорбция
ҚТТ	қалпына келтіргіш термиялық тотықтырғыш, жағып бітіруші жанарғының бір түрі
ЛМБ	Лондон металл биржасы
МЗ	мырыш зауыты
МК	металлургиялық кешен
МКВЦ	мырыш кектерін вельцтеу цехы
МӨСЦ	мырыш өртендісін шаймалау цехы
МТШЦ	мырыш тотығын шаймалау цехы
НҚА	нормативтік құқықтық акт
НН	нормаланбайды (контекстке байланысты)
ОБТ	оттегіні биологиялық тұтыну
ОХТ	оттегіні химиялық тұтыну
ОЭР	отын-энергетикалық ресурстар
ӨМК	Өскемен металлургия кешені
ӨЦ	өндірістік цех
ПТФЭ	политетрафторэтилен
РҚ	редукциялық құрылғы
РТТ	регенеративті термиялық тотықтырғыш
СҚН	рервистік қызмет көрсету нүктесі
СМБП СБП	ртандартты металл балқыту пеші немесе стандартты балқыту процесі
ССТЖ	сарқынды суларды тазарту жүйесі
ССТҚ	сарқынды суларды тазарту қондырғысы
ТГК	түтін газдарын күкірттен арылту
ТеТ	термиялық тотықтырғыш
ТЖТ	техникалық жұмыс тобы
ТКТ	термокаталитикалық тотықтырғыш
ТМ	түсті металдар
ТМС	тримеркаптосульфотриазин
ТТ	тұрақты ток (электрмен жабдықтау)
УК	ультракүлгін сәуле
ҰЖГ	пеш ұзақ жану газ
ҰОҚ	ұшпа органикалық қосылыстар
ШБЭ	шойын балқытатын электр пеші
ШРК	шекті рұқсат етілген концентрация
ІШД	ілеспе шығарындылар деңгейі
ЭБЖ	экологиялық басқару жүйесі
ЭДП	электр доғалы пеш
ЭМЖ	экологиялық менеджмент жүйесі
ЭСН	экологиялық сапа нормативі
ЭСТ	электростатикалық тұндырғыш / тозаң тұтқыш
ЭСТП	электролиттік су тазарту процесі
ЭТҚ	энергия тиімді қозғалтқыш
ЭТМЖ	энергия тиімділігі менеджменті жүйесі
ЭЦ	электролиз цехы
ЭЫДҰ	экономикалық ынтымақтастық және даму ұйым

Химиялық элементтер

Символ	Атауы	Символ	Атауы
Ag	күміс	Mg	магний
Al	алюминий	Mn	марганец
As	күшән	Mo	молибден
Au	алтын	N	азот
B	бор	Na	натрий
Ba	барий	Nb	ниобий
Be	бериллий	Ni	никель
Bi	висмут	O	оттегі
C	көміртек	Os	осмий
Ca	кальций	P	фосфор
Cd	кадмий	Pb	қорғасын
Cl	хлор	Pd	палладий
Co	кобальт	Pt	платина
Cr	хром	Re	рений
Cs	цезий	Rh	родий
Cu	мыс	Ru	рутений
F	фтор	S	күкірт
Fe	темір	Sb	сүрме
Ga	галлий	Se	селен
Ge	германий	Si	кремний
H	сутегі	Sn	қалайы
He	гелий	Ta	тантал
Hg	сынап	Te	теллур
I	йод	Ti	титан
In	индий	Tl	таллий
Ir	иридий	V	ванадий
K	калий	W	вольфрам
Li	литий	Zn	мырыш

Химиялық формулалар

Химиялық формула	Атауы (сипаттамасы)
AI₂O₃	алюминий оксиді
CO	көміртегі монооксиді
CO₂	көміртегі диоксиді
CaO	кальций оксиді
FeO	темір оксиді
Fe₂O₃	үш валентті темір оксиді
H₂O₂	сутек асқын тотығы
H₂S	күкіртсутек
H₂SO₄	күкірт қышқылы
HCl	хлор-сутегі қышқылы
HF	фтор-сутегі қышқылы
HNO₃	азот қышқылы
K₂O	калий оксиді
MgO	магний оксиді
MnO	марганец оксиді
NaOH	натрий гидрототығы
NaCl	натрий хлориді
CaCl₂	хлорид
Na₂CO₃	натрий карбонаты
Na₂SO₄	натрий сульфаты
NO₂	азот қостотығы
NO_x	азот оксиді (NO) мен азот диоксидінің (NO₂) NO₂түрінде берілген қоспасы
SiO₂	кремний қостотығы, кремний оксиді
SO₂	күкірт қостотығы
SO₃	күкірттің үш тотығы
SO_x	күкірт оксидтері - SO₂ и SO₃
ZnO	мырыш оксиді

Өлшем бірліктері

Өлшем бірлігінің символы	Өлшем бірліктерінің атауы	Өлшем атауы (өлшем символы)	Түрлендіру және түсініктемелер
бар	бар	Қысым (Д)	1.013 бар = 100 кПа = 1 атм
°C	Цельсий градусы	Температура (T) Температура айырмасы (РT)
г	грамм	Масса
сағ	сағат	Уақыт
K	Келвин	Температура (T) Температура айырмасы (AT)	0 °C = 273,15 K
кг	килограмм	Масса
кДж	килоджоуль	Энергия
кПа	килопаскаль	Қысым
кВт ч	киловатт-сағат	Энергия	1 кВт сағ = 3 600 кДж
л	литр	Көлем
м	метр	Ұзындық
м²	шаршы метр	Аудан
м³	текше метр	Көлем
мг	миллиграмм	Масса	1 мг = 10 ^-3 г
мм	миллиметр		1 мм = 10 ^-3 м
МВт	жылу қуатының мегаваты	Жылу қуаты Жылу энергиясы
Нм³	қалыпты текше метр	Көлем	101,325 кПа болғанда 273,15 K
Па	паскаль		1 Па = 1 Н/м2
бөлік/млрд	миллиардқа шаққандағы бөліктер	Қоспалардың құрамы	1 бөлік/млрд = 10^-9
бөлік/млн	миллионға шаққандағы бөліктер	Қоспалардың құрамы	1 бөлік/млн = 10^-6
айн/мин	минутына айналу саны	Айналу жылдамдығы, жиілігі
т	метрикалық тонна	Масса	1 т = 1 000 кг немесе 106 г
т/тәу	тәулігіне тоннамен	Массалық шығыс Материал шығысы
т/жыл	жылына тоннамен	Массалық шығыс Материал шығысы
Көлем %	көлемі бойынша пайыздық арақатынасы	Қоспалардың құрамы
кг- %	салмақ бойынша пайыздық арақатынасы	Қоспалардың құрамы
Вт	ватт	Қуат	1 Вт = 1 Дж/с

Алғысөз Ең үздік қолжетімді техникалар бойынша анықтамалық мазмұнының қысқаша сипаттамасы: халықаралық аналогтармен өзара байланысы

Осы ЕҚТ бойынша анықтамалық эмиссиялар деңгейлерін, негізгі өндірістік қалдықтардың түзілу, жинақталу және оларды көму көлемдерін, ресурстарды тұтыну деңгейлерін және ең үздік қолжетімді техникаларды қолдануға байланысты технологиялық көрсеткіштерді, сондай-ақ ең үздік қолжетімді техникалар бойынша тұжырымдары бар қорытындыларды және кез келген перспективалы техникаларды қамтитын құжат болып табылады. "Ең үздік қолжетімді техникалар" термині Қазақстан Республикасының Экология кодексінің (бұдан әрі – Экология кодексі) 113-бабына енгізілді, оған сәйкес ең үздік қолжетімді техникалар деп қызмет түрлері мен оларды жүзеге асыру әдістерінің неғұрлым тиімді және озық даму сатысы түсініледі, бұл олардың қоршаған ортаға жағымсыз антропогендік әсер етуді болғызбауға немесе, егер бұл іс жүзінде жүзеге асырылмаса, барынша азайтуға бағытталған технологиялық нормативтер мен өзге де экологиялық шарттарды белгілеуге негіз болу үшін практикалық жарамдылығын куәландырады [1].

Ең үздік қолжетімді техникаларды қолдану салаларының тізбесі Экология кодексіне 3-қосымшада бекітілген [1].

Осы ЕҚТ бойынша анықтамалықтың құрылымы ең үздік қолжетімді техникалардың мақсаттарын, негізгі қағидаттарын, әзірлеу тәртібін, қолданылу саласын қамтитын "Ең үздік қолжетімді техникалар бойынша анықтамалықтарды әзірлеу, қолдану, мониторингтеу және қайта қарау қағидаларын бекіту туралы" Қазақстан Республикасы Үкіметінің 2021 жылғы 28 қазандағы № 775 қаулысының (бұдан әрі – Қағидалар) ережелеріне сәйкес келеді. Осы ЕҚТ бойынша анықтамалық мырыш пен кадмий өндірісінде қолданылатын технологиялық процестердің, жабдықтардың, техникалық тәсілдердің, әдістердің сипаттамасын қамтиды, оның ішінде қоршаған ортаға эмиссияларды, су тұтынуды төмендетуге, энергия тиімділігін арттыруға, ЕҚТ қолдану салаларына жататын кәсіпорындарда ресурстарды үнемдеуді қамтамасыз етуге мүмкіндік береді [2]. Сипатталған технологиялық процестердің, техникалық тәсілдердің, әдістердің ішінен ЕҚТ-ға жатқызылған шешімдер, сондай-ақ бөлінген ЕҚТ-ға сәйкес келетін технологиялық көрсеткіштер анықталды.

Түсті металлургияның өнеркәсіп орындарынан (мырыш пен кадмий, қорғасын, мыс және алтын өндірісі) атмосфераға эмиссиялардың қазіргі жай-күйі жылына шамамен 176 000 тоннаны құрайды. Бүгінгі таңда мырыш пен кадмий өндіретін қазақстандық кәсіпорында ЕҚТ ендіру дәрежесі 60 % деңгейінде бағаланады.

ЕҚТ қағидаттарына көшкенде сала бойынша қоршаған ортаға эмиссиялардың болжамды қысқаруы 65 % құрайды немесе жылына шамамен 114 400 тоннаға төмендейді.

Түсті металлургия бойынша сараптамалық бағалау туралы есепке сәйкес инвестициялардың болжамды көлемі – 16,707 млрд теңге. ЕҚТ ендіру нақты кәсіпорынның экономикасын және кәсіпорынның ЕҚТ қағидаттарына көшуге әзірлігін, ЕҚТ өндіруші елді таңдауды, қуаттылық көрсеткіштерін, ЕҚТ габариттерін және ЕҚТ оқшаулау дәрежесін ескере отырып, ЕҚТ таңдаудың жеке тәсілін көздейді.

ЕҚТ бойынша анықтамалықты әзірлеген кезде осы саладағы халықаралық тәжірибе ескерілді, оның ішінде ең үздік қолжетімді техникалар қолданылатын нақты салаларда олардың техникалық және экономикалық қолжетімділігін негіздейтін экономиканың қалыптасқан құрылымының ерекшелігі және Қазақстан Республикасының климаттық, сондай-ақ экологиялық жағдайларына негізді бейімдеу қажеттігі ескеріле отырып, Экономикалық ынтымақтастық және даму ұйымына, Еуропалық Одаққа мүше мемлекеттерде, Ресей Федерациясында, басқа елдер мен ұйымдарда ресми қолданылатын ұқсас және салыстырмалы анықтамалықтар пайдаланылды:

1. Best Available Techniques (BAT) Reference Document for the main Non-Ferrous Metals Industries. BREF, 2017 "Қолда бар ең үздік қолжетімді технологиялар (ҚЕТ). Түсті металлургияға арналған анықтамалық құжат", EUR 28648 EN [3].

2. Ең үздік қолжетімді технологиялар бойынша ақпараттық-техникалық анықтамалық 13–2020 " Қорғасын, мырыш және кадмий өндірісі". Мәскеу, ЕҚТ бюросы, 2020 ж. [4].

3. Reference Document on Best Available Techniques for Energy Efficiency, 2009. Энергия тиімділігін қамтамасыз етудің ең үздік қолжетімді технологиялары бойынша анықтамалық құжат. – М.: Эколайн, 2012 ж. [5].

4. Ең үздік қолжетімді технологиялар бойынша ақпараттық-техникалық анықтамалық АТА 48–2017 "Шаруашылық және (немесе) өзге де қызметті жүзеге асыру кезінде энергетикалық тиімділікті арттыру". Мәскеу, ЕҚТ бюросы [6].

5. Ең үздік қолжетімді технологиялар. Өнеркәсіптік ластанудың алдын алу және бақылау. 4-кезең: ЕҚТ негізінде экологиялық рұқсат алу шарттарын орындау үшін ЕҚТ анықтау және экологиялық тиімділік деңгейлерін белгілеу жөніндегі басшылық/ЭЫДҰ қоршаған орта жөніндегі дирекциясының қоршаған орта, денсаулық және қауіпсіздік басқармасы. Ағылшын тілінен аударылған. Мәскеу, 2020 ж. [7].

Дерек жинау туралы ақпарат

ЕҚТ бойынша анықтамалықта қоршаған ортаны қорғау саласындағы уәкілетті органның Ең үздік қолжетімді техникалар жөніндегі бюросының (бұдан әрі – ЕҚТ бюросы) функцияларын жүзеге асыратын ведомстволық бағынысты ұйымы жүргізген 2015 – 2019 жылдардағы кешенді технологиялық аудит және сауалнама нәтижелері бойынша алынған Қазақстан Республикасында мырыш пен кадмий өндіруді жүзеге асыратын кәсіпорындардың техникалық-экономикалық көрсеткіштері, ауаға ластағыш заттардың шығарындылары және су ортасына төгінділері жөніндегі нақты деректер пайдаланылды.

Сондай-ақ ЕҚТ бойынша анықтамалықта Қазақстан Республикасының Стратегиялық жоспарлау және реформалар агенттігі Ұлттық статистика бюросының, мырыш пен кадмий өндірісінің технологиялық жүйелері мен жабдықтарын өндіруді жүзеге асыратын компаниялардың деректері пайдаланылды.

Өнеркәсіп орындарында қолданылатын технологиялық процестер, жабдықтар туралы, қоршаған ортаны ластау көздері, қоршаған ортаның ластануын төмендетуге және энергия тиімділігі мен ресурс үнемдеуді арттыруға бағытталған технологиялық, техникалық және ұйымдастырушылық іс-шаралар туралы ақпарат Қағидаларға сәйкес ЕҚТ бойынша анықтамалықты әзірлеу процесінде жиналды.

Басқа ЕҚТ бойынша анықтамалықтармен өзара байланысы

ЕҚТ бойынша анықтамалық Экология кодексінің талаптарына сәйкес әзірленетін ЕҚТ бойынша анықтамалықтар серияларының бірі болып табылады және төмендегілерге байланысты болады:

Р/с №	ЕҚТ бойынша анықтамалықтың атауы	Байланысты процестер
1	2	3
1	Қалдықтарды кәдеге жарату және залалсыздандыру	Қалдықтармен жұмыс істеу
2	Өнім өндірісі кезінде сарқынды суларды тазарту	Сарқынды суларды тазарту процестері
3	Шаруашылық және (немесе) өзге де қызметті жүзеге асыру кезіндегі энергетикалық тиімділік	Энергетикалық тиімділік
4	Өнеркәсіптік салқындату жүйелері	Салқындату процестері
5	Атмосфералық ауа мен су объектілеріне ластағыш заттар эмиссияларының мониторингі	Эмиссиялар мониторингі
6	Қалдықтарды кәдеге жарату және өртеу арқылы жою	Пайдаланылған газдарды технологиялық процеске отын компоненті ретінде тарту
7	Мыс және бағалы металл – алтын өндірісі	Күкірт қышқылын өндіру, мыс өндірісінің қалдықтары
8	Қорғасын өндірісі	Күкірт қышқылын өндіру, қорғасын өндірісінің қалдықтары

Қолданылу саласы

Осы ЕҚТ бойынша анықтамалық Экология кодексінің нормаларына сәйкес төмендегі негізгі қызмет түрлеріне қолданылады:

мырыш пен кадмий өндіру және қайта өңдеу;

қорғасын, мыс өндірістерінің өнеркәсіптік өнімдерінен мырыш пен кадмий алу;

кеннен, концентраттардан немесе қайталама шикізат материалдарынан металлургиялық, химиялық немесе электролиттік процестер арқылы мырыш пен кадмий өндіру;

күкірт қышқылы өндірісінің тозаңын, қожын, шламдарын, мырыш өндірісінің кектерін қоса алғанда, мырыш өндірісінің өнеркәсіптік өнімдерінен мырыш және кадмий алу;

кейіннен күкірт қышқылы мен өзге де өнімдер шығара отырып, мырыш өндірісінің құрамында күкірт бар газдарын кәдеге жарату.

Осы ЕҚТ бойынша анықтамалық мырыш пен кадмийдің бастапқы өндірісінің де, қайталама өндірісінің де әдістеріне қолданылады.

Бастапқы мырышты кен шикізатынан алады.

Мырыштың бастапқы өндірісі – пирометаллургиялық немесе гидрометаллургиялық әдістерді қолдану арқылы бастапқы шикізаттан мырыш өндіру.

Мырыштың қайталама өндірісі техникалық мырыш тотығы (мыс кәсіпорындарының құрамында мырыш, катализаторлар бар тозаңы), жезден жасалған өнімдер және қысыммен құю арқылы алынған бұйымдар, мырыш жоңқасы сияқты құрамында мырыш бар өнімдерді қайта өңдеуді қамтиды.

Қайтадан алу:

болат илемі мен металл конструкцияларын ыстықтай мырыштау өндірістерінен алынатын күйікті, қожды, мырыш ұнтағын және гартмырышты өңдеу кезінде;

ЭДП тозаңдарын арнайы технологиялардың көмегімен қайта өңдеу кезінде алынған мырыш тотығын (вельц-оксидтерді) қайта өңдеу кезінде де жүзеге асырылады.

Қайталама өндіріс – мырышты мырыш кектерінен ғана емес, қорғасын өндірісінің қождарынан да алу.

Қайталама өндіріс құрамында мырыш пен кадмий бар түрлі өнімдерді өңдеуді қамтиды. Сонымен қатар басқа өндірістердің қалдықтары мен жанама өнімдері өңделеді: кектер, шлам, тозаң және т.б.

ЕҚТ бойынша анықтамалық:

өндіру процестеріне, кенді байытуға және концентраттар алуға;

металдардың бетін өңдеу процестеріне;

өндірісті іркіліссіз пайдалану үшін қажетті қосалқы процестерге;

жоспарлы-алдын алу және жөндеу жұмыстарына байланысты штаттан тыс пайдалану режимдеріне қолданылмайды.

Мырыш пен кадмий өндіру өнеркәсібін экологиялық қауіпсіз технологиялармен қамтамасыз ету, сондай-ақ жаңа өнім түрлерін ала отырып немесе техногендік қалдықтарды кешенді пайдалана отырып, қалдықтардың алуан түрлерін кәдеге жарату проблемаларын шешу мәселелері қаралады.

Өндірісте қалдықтарды басқару аспектілері осы ЕҚТ бойынша анықтамалықта негізгі технологиялық процесс барысында түзілетін қалдықтарға қатысты ғана қаралады. Қосалқы технологиялық процестердің қалдықтарын басқару жүйесі тиісті ЕҚТ бойынша анықтамалықтарда қаралады.

Қазақстанда өндірілетін мырыш және кадмий маркаларының тазалығы кемінде 99,9 %.

Мырыш

Р/с №	Химиялық элемент	Мырыш ЦВ	Мырыш Ц0А	Мырыш ЦВ0
1	2	3	4	5
1	Zn (кем емес)	99,99 %	99,98 %	99,995 %
2	Pb (артық емес)	0,005 %	0,01 %	0,003 %
3	Cu (артық емес)	0,001 %	0,001 %	0,001 %
4	Al (артық емес)	0,005 %	0,005 %	0,005 %
5	Sn (артық емес)	0,001 %	0,001 %	0,001 %
6	Cd (артық емес)	0,002 %	0,003 %	0,002 %
7	Fe (артық емес)	0,003 %	0,003 %	0,002 %
8	As (артық емес)	0,0005 %	0,0005 %	0,0005 %

Кадмий

Р/с №	Химиялық элемент	Cd
1	2	3
1	Cd (кем емес)	99,960 %
2	Zn (артық емес)	0,004 %
3	Pb (артық емес)	0,020 %
4	Fe (артық емес)	0,0020 %
5	Cu (артық емес)	0,010 %
6	Tl (артық емес)	0,003 %
7	Қоспалар, артық емес	0,040 %

Қолданылу қағидаттары

Құжаттың мәртебесі

Ең үздік қолжетімді техникалар бойынша анықтамалық объект/объектілер операторларының "жасыл" экономика және ең үздік қолжетімді техникалар қағидаттарына көшуін ынталандыру мақсатында ең үздік қолжетімді техникалар бойынша анықтамалықтың қолданылу саласына жататын ең үздік қолжетімді техникалар және кез келген перспективалы техникалар туралы объект/объектілер операторларын, уәкілетті мемлекеттік органдарды және жұртшылықты хабардар етуге арналған.

ЕҚТ айқындау бірқатар халықаралық қабылданған өлшемшарттар негізінде төмендегі салалар (ЕҚТ қолданылу салалары) үшін жүзеге асырылады:

қалдығы аз технологиялық процестерді қолдану;

өндірістің ресурстық және энергетикалық жоғары тиімділігі;

суды ұтымды пайдалану, су айналымы циклдерін құру;

ластауды болғызбау, аса қауіпті заттарды пайдаланудан бас тарту (немесе қолдануды барынша азайту);

заттар мен энергияны қайта пайдалануды ұйымдастыру (мүмкіндігінше);

экономикалық орындылық (ЕҚТ қолдану салаларына тән инвестициялық циклдерді ескере отырып).

Қолданылуы міндетті ережелер

ЕҚТ бойынша анықтамалықтың "6. Ең үздік қолжетімді техникалар бойынша тұжырымдарды қамтитын қорытынды" деген бөлімінің ережелері ең үздік қолжетімді техникалар бойынша қорытындыларды әзірлеген кезде қолдану үшін міндетті болып табылады.

Ең үздік қолжетімді техникалар бойынша қорытындылардың бір немесе бірнеше ережесінің жиынтығын қолдану қажеттігін технологиялық көрсеткіштердің сақталуы шартымен кәсіпорындағы экологиялық аспектілерді басқару мақсаттарына сүйене отырып объектілердің операторлары өз бетінше айқындайды. Осы ЕҚТ бойынша анықтамалықта берілген ең үздік қолжетімді техникалардың саны мен тізімін ендіру міндетті емес.

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

Ұсынымдық ережелер

Ұсынымдық ережелер сипаттама түрінде және ЕҚТ қолдануға байланысты технологиялық көрсеткіштерді белгілеу процесін талдауға және ЕҚТ бойынша анықтамалықты қайта қарау кезінде талдауға ұсынылды.

1-бөлім: отандық саланың әлемдік нарықтағы орны ескеріле отырып, мырыш пен кадмий өндірісі туралы жалпы ақпарат, саланың құрылымы, Қазақстан Республикасында мырыш пен кадмий өндірудің пайдаланылатын өнеркәсіптік процестері мен әдістері берілген.

2-бөлім: ЕҚТ-ға жатқызу әдіснамасы, ЕҚТ сәйкестендіру тәсілдері сипатталған.

3-бөлім: өндіріс ерекшеліктері, сондай-ақ жүргізілген жаңғырту ескеріле отырып, мырыш пен кадмий өндірісінің осы кәсіпорындарында техника мен технологияларды жетілдірумен және жаңғыртумен қоса өндірістік процестің немесе түпкілікті өнім өндірудің негізгі кезеңдері сипатталған, ағымдағы шығарындылар, шикізаттың тұтынылуы және сипаты, су тұтыну, энергияны пайдалану және қалдықтардың түзілуі тұрғысынан жазу кезінде өндіріс және пайдалану қондырғыларының экологиялық сипаттамалары туралы мәліметтер мен ақпарат ұсынылған.

4-бөлім: технологиялық процестерді жүзеге асыру кезінде олардың қоршаған ортаға теріс әсерін төмендету үшін қолданылатын және қоршаған ортаға теріс әсер ететін объектіні қайта жаңартуды талап етпейтін әдістер сипатталған.

5-бөлім: ЕҚТ анықтау мақсатында қарау үшін ұсынылатын қолданыстағы техникалардың сипаттамасы берілген.

7-бөлім: жаңа және перспективалы техникалар туралы ақпарат ұсынылған.

8-бөлім: ЕҚТ бойынша анықтамалықты қайта қарау шеңберіндегі болашақ жұмысқа арналған қорытынды ережелер мен ұсынымдар берілген.

1. Жалпы ақпарат

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

Қазақстан Республикасының түсті металлургиясы өнеркәсіптің ең байырғы және жетекші салаларының бірі болып табылады, оның дамуы пайдалы қазбалардың қомақты ресурстарына негізделеді және Қазақстан Республикасының бүкіл өнеркәсіп кешенінің қалыптасуына зор ықпал етеді.

Мырыш (Zn) – қаттылығы орташа көгілдір-күміс түстес жылтыр металл. Құрғақ ауада мырыш қарайып, металды одан әрі тотығудан қорғайтын жұқа оксид қабығы пайда болады. Өте таза металл иілгіш болады және оны табақтар мен фольга етіп илемдеуге болады.

66 мырыш минералы белгілі, олардың ішінде ең көп тарағаны – сфалерит минералы немесе мырыш қоспасы, бұл минералдың негізгі компоненті – ZnS мырыш сульфиді, оның құрамындағы түрлі қоспалар бұл затқа әрқилы түс береді. Мырыш қоспасы одан химиялық элементтің басқа минералдары түзілген бастапқы минерал болып саналады. Жер қыртысындағы мырыштың орташа мөлшері – 8,3⋅10^-3%, ол қышқыл жыныстарға (6⋅10^-3%) қарағанда негізгі атқылама жыныстарда біршама көп (1,3⋅10^-2%).

Мырыш – Лондон металл биржасындағы негізгі металдардың бірі. Осыған байланысты мырыш өндірісі ЛМБ-ның өзі айқындаған Special High Grade Zinc/ерекше таза мырыш (мырыш құрамы – 99,995 %) стандартына негізделген. EN 1179:2003-те Z1 маркасының белгілеуі, ASTM B6:07-де LME (Z12002) белгілеуі пайдаланылады. Қазақстанда өндірілетін мырыш маркалары металл тазалығының кемінде 99,9 % болғанын көздейді. Соңғы жылдары мырышты тұтыну және өндіру көлемі бүкіл әлемде жоғары қарқынмен өсуде.

2019 жылы мырыш өндірісі шамамен 13 млн тоннаны құрады. Қолда бар бағалау бойынша оны өндірудің қазіргі деңгейінде анықталған металл қорлары бірнеше онжылдыққа жетеді, ал жер қыртысынан мырыш алу көлемі үнемі өсу үстінде. Мырышты түпкілікті пайдалану қолданудың ауқымды спектрін қамтиды, олардың ішіндегі ең маңыздысы – әртүрлі болат бөлшектер мен құрылымдық элементтердің беттерін коррозиядан қорғау. Қолданудың басқа да маңызды салалары – мырыш қорытпаларын (жез, қола, құю қорытпалары) өндіру және мырыш негізіндегі жартылай фабрикаттар шығару. Тиісті өнімдер құрылыста, тұрмыстық техника өндірісінде және автомобиль өнеркәсібінде кеңінен қолданылады. Мырыш негізді дәстүрлі қорытпалар мен компоненттер өндірісінің үнемі өсіп келе жатқан үлесін қоспағанда, мырыш ерекше қасиеттері мен мақсаты бар арнайы композициялық материалдарды өндіруде жиі қолданылады. Химия өнеркәсібінде және композиттер өндірісінде мырышты пайдалану шамамен 10 % құрайды. Алайда мырыш металының қомақты бөлігі болат өнеркәсібі жабындылары бар құрыш құю өндірісінде пайдаланылады. Мысалы, Еуропа елдерінде болат құю өнеркәсібінде мырышты пайдалану өндірілген металдың 45 %-дан астамын құрайды. Гальванизацияланған болат, әдетте, автомобиль корпусын жасауда және күрделі агрессивті ортада жұмыс істейтін табақтар мен таспаларды өндіруде қолданылады. Мырыш әртүрлі қорытпаларда, ең алдымен жез өндірісінде де қолданылады.

Кадмий (Cd) – жұмсақ, соғуға икемді созылымды ақ күміс түсті металл, құрғақ ауада орнықты, ылғал ауада оның бетінде металдың одан әрі тотығуына жол бермейтін оксид қабыршағы пайда болады. Кадмий және оның көптеген қосылыстары адам үшін улы, канцерогенді заттарға жатады. Кадмий сирек кездесетін, шашыраңқы элементтерге жатады: ол көптеген минералдарда изоморфты қоспа түрінде болады және әрдайым мырыш минералдарында кездеседі. Коммерциялық тұрғыдан алғанда кадмий шағын металдар тобына жатады, олардың құрамына сүрме, висмут, хром, кобальт, индий, магний, марганец, сынап, селен, кремний, галлий, рений, германий кіреді. Жер қыртысында кадмий шамамен 1,4·10^-5% (массасы бойынша), бұл өте сирек кездесетін элемент. 2005 жылы Қытайдың оңтүстік-батысындағы Гуйчжоу провинциясында табылған, 2-8 кг/т болатын кен орындарын қоспағанда, кадмий әлемде еш жерде өнеркәсіптік концентрацияда кездеспейді.

Бар болғаны 6 кадмий минералы ғана белгілі. Гринокит CdS, хоулиит CdS, отавит CdCO₃, монтепонит CdO, кадмоселит CdSe, ксантохроит CdS (H₂O)х кадмийдің аса сирек кездесетін минералдары болып табылады. Кадмийдің негізгі массасы көптеген минералдарда шашыраңқы таралған (50-ден көп), негізінен мырыш, қорғасын, мыс, темір, марганец және сынап сульфидтерінде кездеседі. Ең жоғары концентрациясы мырыш минералдарында және ең алдымен, сфалеритте байқалады (5 % дейін), көп жағдайда сфалериттегі кадмийдің мөлшері 0,4 – 0,6 % аспайды. Құрамында кадмий көбірек кездесетін жалғыз минерал – "кадмий қоспасы" деп аталатын гринокит. Ол мырыш кендерін игеру кезінде сфалеритпен бірге өндіріледі. Өңдеу барысында кадмий процестің жанама өнімдерінде шоғырланған болады, кейіннен оны ажыратып алады.

Кадмийдің негізгі қолданылу салалары – кадмий тұздары пайдаланылатын никель-кадмий аккумуляторлық батареяларын өндіру; кадмийдің металл ұнтағы, оның синтезделген сульфидтері де қолданылатын пигменттер мен жабындар өндіру. Соңғы жылдары кадмий металының шамамен 10 %-ы пигменттер өндірісінде қолданылады. Қазіргі уақытта никель-кадмий батареялары литий-ионды батареялармен алмастырылып жатыр.

Мырыш өндіру үшін шикізат ретінде тау-кен байыту кәсіпорындарында мырыш кенін байыту арқылы алынатын концентраттар, сондай-ақ металлургия өндірісі барысында түзілетін құрамында мырыш бар қайталама өнеркәсіп өнімдері (кектер, тозаңдар және басқалары) пайдаланылады. Қазақстанда Шаймерден кен орнының алдын ала байытпай вальцтеу әдісімен қайта өңделетін тотыққан кені мырыш өндіруге арналған шикізаттың ерекше түрі болып табылады. Құрамында мырыш бар кендердің аса ірі кен орындары Шалқия (Қызылорда облысы), Жәйрем, Ақжал (Қарағанды облысы), Риддер-Сокольное, Тишин және Малеевское (ШҚО) болып табылады.

1.1. Мырыш пен кадмий өндірісінің құрылымы мен технологиялық деңгейі

Қазақстанда мырыш пен кадмийдің металлургиялық өндірісін дамыту Шығыс Қазақстан облысының Өскемен және Риддер қалаларындағы мырыш зауыттарын одан әрі пайдалану ісімен байланысты. Бұл ретте жеке шикізат базасының мырыш концентраттарының жетіспеушілігіне тап болған аталған зауыттарға кәсіпорындардың шикізат проблемасы күрделі мәселе болып отыр, мұның өзі қолданыстағы металлургия қуаттарын импорттық шикізатты, оның ішінде өнеркәсіп өнімдерін (тозаңды) пайдалану арқылы жүктеуге әкеледі. Бұл ретте Қазақстанда өндірілетін концентраттағы мырыштың бір бөлігін тау-кен компаниялары экспорттайды. Орта мерзімді перспективада Шалқия және Жәйрем кен орындарының байыту фабрикаларын іске қосу Қазақстанның мырыш металлургия зауыттары үшін шикізат базасын кеңейтіп, импорттық шикізатқа тәуелділікті азайтуы мүмкін.

Қазақстанда жыл сайынғы мырыш өндірісі 300 мың тоннадан асады. Ол негізінен Шығыс Қазақстан облысында шоғырланған, негізгі қазақстандық мырыш өндіруші сонда орналасқан.

"Қазцинк" – мыс, алтын, қорғасын, күмістің маңызды ілеспе өндірісі бар интеграцияланған ірі мырыш өндіруші. "Қазцинк" ЖШС негізгі шикізат базасына Шығыс Қазақстан облысының Риддер және Алтай қалаларындағы полиметалл кен орындары (Малеевское, Риддер-Сокольное, Долинное, Тишинское), сондай-ақ шикізаттың өзге де түрлері кіреді. Кендер Шығыс Қазақстан облысының Риддер және Алтай қалаларындағы байыту фабрикаларында өңделеді. Өскемен металлургиялық кешені "Қазцинк" ЖШС құрамына тұйық технологиялық циклі бар дербес бөлімше ретінде кіреді.

Бұл кәсіпорынның үлесіне жоғары маркалы тауарлық мырыш және мырыш-алюминий қорытпалары түріндегі мырыштың негізгі өндірісі жатады:

өндірістік қуаты жылына 188 мың тоннадан асатын Өскемен МЗ;

өндірістік қуаты жылына 112 мың тоннадан асатын Риддер МЗ.

Олар сатылас және деңгейлес интеграцияланған кешендер болып табылады, олар кен өндіруден бастап дайын өнім шығаруға дейінгі циклды қамтиды, өзіндік шикізат кен орындары бар.

"Қазцинк" ЖШС кадмий өндірісінің көлемі жылына 1200 тоннаны құрайды.

Концентраттағы мырыш өндірісі Шығыс Қазақстан облысындағы KAZ Minerals компаниялар тобының объектілерінде, сондай-ақ Ақжал кен орнында – Қарағанды облысындағы "Nova-Цинк" ЖШС ("Челябинск мырыш зауыты" ашық акционерлік қоғамының еншілес кәсіпорны) жүзеге асырылады.

Республикада анағұрлым жоғары дәрежеде өңделген мырыш өнімінің өндірісі аз.

Қазақстандағы мырыш қосалқы саласының өндірістік қуаттары:

Шығыс Қазақстан облысында (өндіріс);

Қарағанды облысында (өндіріс);

Шымкент қаласында (өндіріс) орналасқан.

Қазақстан аумағында өндірілген мырыштың бір бөлігін мырышталған илем шығару үшін "Арселор Миттал Теміртау" АҚ тұтынады.

1.2. Ресурстар мен материалдар

QazIndustry қазақстандық индустрия және экспорт орталығының баяндамасында ILZSG (International Lead А Zinc Study Group) деректері негізінде 2019 жылы көлемі 13,5 млн тонна (2018 жылы – 13,1 млн тонна) болатын мырыштың әлемдік өндірісінің көлемі келтіріледі.

Мырыш нарығындағы Қазақстан Республикасының ең ірі бәсекелестері Ресей Федерациясы, Аустралия, Канада және АҚШ болып табылады.

Кадмийдің әлемдік өндірісі 20 мың тоннадан асады. Әлемдегі кадмийдің басым бөлігі (шамамен 55 %) Азия мен Тынық мұхиты елдерінде өндіріледі. Қытай, Корея Республикасы, Жапония, Канада, Мексика, Қазақстан және АҚШ та негізгі өндірушілер болып табылады.

Әлемдегі кадмийдің қайталама өндірісі жалпы металл өндірісінің 20 %-ын құрайды. Қайталама металдың көп бөлігі Азия, Еуропа және Америка Құрама Штаттарында никель-кадмий батареяларын қайта өңдеу арқылы өндіріледі. Жапонияда никель-кадмий батареяларын өңдеумен "Kansai Catalyst Company Limited", "Mitsui Mining and Smelting Company Limited" және "Toho Zinc Company Limited" айналысады. Еуропада никель-кадмий батареяларын қайта өңдеу Германиядағы "Accurac GmbH" зауытында, Швецияда "Soft AB`s Plant" зауытында және Францияда "Societe Nauvelle Nauvelle D`Affiinage des Metaux" зауытында жүзеге асырылады. Осылайша, никель-кадмий батареяларындағы қайталама кадмийдің барлығы дерлік кәдеге жаратылады. Қытай, Бельгия және Жапония кадмийдің әлемдегі ең ірі тұтынушылары болып табылады. Кадмийдің әлемдік нарығындағы жеткізуші елдер арасында ірі өндірушілер арасында Корея Республикасының үлесі 29,52 %, Канада – 12,95 %, Жапония – 10,81 %, сондай-ақ жеткізуші елдер арасында: Қазақстан, Франция, Қытай, Перу, Болгария, Германия және басқа да елдер ерекшеленеді.

Мырыш құнына оң әсер ететін факторлар:

COVID-19 пандемиясының салдарынан ірі мырыш кеніштерінің тоқтатылуына байланысты әлемдік мырыш концентратын жеткізудің бұзылуы;

түрлі елдердегі кеніштердің жабылуы және істен шығуы;

түрлі елдерде ынталандырушы қолдау бағдарламаларын іске асыру есебінен әлемдік экономика өсуінің қалпына келуі;

негізгі әлемдік валюталарға қатысты Америка доллары бағамының әлсіреуі.

Мырыштың құнына теріс әсер ететін факторлар:

әлемдік мырыш нарығының тапшылықтан профицитке өтуі;

биржа қоймаларында "көрінбейтін" металл қорының болуы;

Перу, Мексика, Боливия және т. б. ірі мырыш кеніштерінде өндірістің қалпына келуі;

COVID-19-ға байланысты сауда "соғыстары" мен жаңа "локдаундар" салдарынан бірқатар дамыған және дамушы елдерде экономикалық өсудің баяулауы.

1.3. Өндіріс және пайдалану

Қазіргі уақытта темірден, алюминий мен мыстан кейін мырыш әлемдегі кеңінен тұтынылатын төртінші металл болып табылады.

Өндірілген мырыштың жартысына жуығы мырыштауда қолданылады, бұл тоттың пайда болуына жол бермеу үшін темірге немесе болатқа мырыштың жұқа қабаттарын қосу процесін білдіреді.

Мырыштың келесі маңызды қолданылуы – қорытпа. Мырыш мыспен (жез түзіліп) және басқа металдармен біріктіріліп, автомобильдерде, электр компоненттерінде және тұрмыстық техникада қолданылатын материалдар түзіледі.

Мырыштың үшінші маңызды қолданылуы – резеңке өндірісінде және теріні қорғайтын жақпа ретінде қолданылатын мырыш оксидінің (өндіріс көлемі бойынша мырыштың маңызды химиялық қосылысы) өндірісі.

Мырыш сульфиді – әлемдегі мырыштың көп бөлігі өндірілетін негізгі кен минералы, бірақ құрамында сульфиді жоқ бірқатар минералдардың құрамында негізгі компонент ретінде мырыш кездеседі. Ертеректе мырыштың көп бөлігі сульфидсіз кен орындарында өндірілетін, алайда бұл ресурстар сарқылған соң мырыш сульфидті кен орындарынан өндіріле бастады. Соңғы 30 жылда өндіруші металлургия дами келе, қайтадан сульфидті емес мырыш кен орындарына назар аударыла бастады.

Шикізаттың бастапқы және қайталама көздері. Мырыш пен кадмий көбінесе кендер мен концентраттарда өзара байланысты түрде кездеседі. Бүгінгі таңда мырыш металлургиясын басқа металдар сияқты (қорғасын, мыс және т. б.) бастапқы және қайталама көздерден тұратын шикізатты пайдалану арқылы өндіретін металл өндірісі деп екіге бөлуге болады. Бастапқы өндіріс деп кендер мен концентраттардан металл алуды айтады. Қайталама өндіріске кектер, қорытпалар, тозаң, құймалар және сынықтар сияқты құрамында мырышы бар қайталама материалдардан металл алу жатады.

Табиғи саф мырыш ретінде кеңінен танылған таза металл мырышы табиғатта кен түрінде кездеспейді, бірақ құрамында күшән, кадмий, кальций, мыс, фтор, темір, қорғасын, марганец, сынап, кремний және күкірт сияқты элементтер болуы мүмкін минералдарда немесе олармен байланыста кездеседі. Осы материалдардың әртүрлі комбинациясы бар тозаң, булар мен газдар мырыш балқыту кәсіпорындарында кен мен концентраттарды мырыш өнімдері мен жанама өнімдерге айналдыратын механикалық және пирометаллургиялық процестер нәтижесінде түзіледі.

Мырыш концентраттарын өңдеу тәсілдері. Концентраттардан мырыш алу үшін екі әдіс қолданылады: пирометаллургиялық (дистилляциялау) және гидрометаллургиялық (электролиздік).

Мырыш алудың пирометаллургиялық схемасының артықшылығы оның аз сатылы болуында, мырышты металл етіп тікелей алу дәрежесінің салыстырмалы түрде жоғарылығында (93 %), үздіксіз жұмыс істейтін өнімділігі жоғары жабдықтың пайдаланылуында және құрамында темір, күшән, сүрме және кремнезем бар сапасы төмен шикізатты өңдеу мүмкіндігінде. Бұл схеманың кемшіліктері – кокстың шығыны көп (агломерат массасының 25 %-ына дейін), электр пештерін пайдаланған кезде электр энергиясының шығыны көп, шикізатты пайдаланудың кешенділігі нашар және рафинациялауды қажет ететін төмен маркалы мырыш алу.

1.4. Өндірістік алаңдар

"Қазцинк" ЖШС Өскемен металлургиялық кешенінің басқару құрылымына келесі өндірістер, цехтар, қайта өңдеу бөлімдері, учаскелер кіреді:

МЗ:

КЦ;

МӨШЦ;

МТШЦ;

МКВЦ;

ЭЦ;

қосалқы өндіріс.

Негізгі технологиялық агрегаттардың жұмыс режимі – алдын ала жоспарлы жөндеу және ағымдағы жөндеу жұмыстарына тоқтатылып, іркіліссіз істейді.

Барлық өндірістердің инфрақұрылымы ортақ және бір өндірістік алаңда орналасқан.

Мырыш зауыты өнімдерінің номенклатурасына құймалы мырыш, тазартылмаған және құймалы кадмий, мырыштың күкірт қышқылды тұзындағы мырыш, клинкер, цементтеуші мыс және басқалары кіреді. Мырыш зауытының мырыш өндірісі үшін бастапқы шикізат мырыш сульфидті концентраттар және қорғасын зауыты мен басқа да кәсіпорындардың құрамында мырышы бар өнімдер болып табылады. "Қазцинк" ЖШС компаниялар тобының өзінің шикізат базасының материалдарын өңдеумен қатар зауытта басқа өндірушілердің шикізаттары да өңделеді. Сыртқы шикізатты Ресей, Тәжікстан, басқа да мемлекеттер, қазақстандық өндірушілер жеткізеді. Шихта қоспасын дайындау және тиісінше үшінші тарап концентратын жүктеу өндіріс процесінің барлық кезеңдерінің ұдайы іркіліссіз жұмысын қамтамасыз етуге бағдарланып, өнім нарығының қазіргі қажеттіліктеріне қарай өзгеріп тұрады.

Мырыш гидрометаллургиялық схема бойынша алынады, оған сульфидті мырыш концентраттарын күйдіру, өртендіні аэросепарация әдісімен жіктеу, ерітінділерді екі сатылы қарсы ағымды тазарту, мырыш ерітінділерінің электролизі және катодты мырышты қайта балқыту кіреді.

Объектілері Шығыс Қазақстан облысының Риддер қаласында орналасқан Риддер металлургиялық кешені дербес бөлімше ретінде "Қазцинк" ЖШС құрамына кіреді және өндіріс процесінде пиро және гидрометаллургиялық операцияларды пайдаланатын түсті металлургия кәсіпорны болып табылады. РМК мырыш өндірісі бұрынғы Риддер мырыш зауытының базасында құрылған. "Қазцинк" ЖШС РМК-де мырыш гидрометаллургиялық схема бойынша жүргізіледі, оның ішінде сульфидті мырыш концентраттарын күйдіру, өртендіні аэросепарация әдісімен жіктеу, ерітінділерді екі сатылы қарсы ағымды тазарту, мырыш ерітінділерінің электролизі және металды балқыту. Мырыш өндірісінен алынатын құрамында күкірті бар күйдіру газдары күкірт қышқылын ала отырып кәдеге жаратылады. РМК мырыш өндірісі тауарлық өнім ретінде шығарылады: металл мырыш, күкірт қышқылы, мырыштың күкірт қышқылды тұзы, мыс кегі, мырыш дроссельдері, металл кадмий.

1.5. Негізгі экологиялық проблемалар

Мырыш пен кадмий өндірісі кезінде қоршаған табиғи ортаға және адам денсаулығына тигізетін әсерді (қолданылатын технологиялық шешімдерге қарамастан) экожүйенің белгілі бір компонентіне әсер ету дәрежесіне қарай бөлуге болады:

Атмосфералық ауа

Мырыш пен кадмий өндірісі кезінде пайдаланылған газдарда ластағыш заттардың болуы бүгінгі таңда ең басты экологиялық проблема болып отыр. Атмосфералық ауаға ластағыш заттардың түсуі өндірістік циклдің барлық кезеңдерінде жүреді және мынадай өндірістік қызметтердің ерекшеліктеріне қарай ғана анықталады:

бастапқы шикізаттан мырыш пен кадмий өндіру;

қайталама шикізаттан мырыш пен кадмийді ілеспе алу;

алынған өнімді қоспалардан тазарту және т.б.

Атмосфераға шығарындылардың құрамындағы ластағыш заттарға мыналар жатады:

күкірт диоксиді (SO₂) – мырыш концентраттарын күйдірудің және балқытудың термиялық процестері;

жалпы тозаң, металдар және олардың қосылыстары – шикізатты, жартылай өнімдерді және дайын өнімді дайындау процестері (сақтау, тасымалдау, кептіру, қайта өңдеу және т. б.);

азот тотығы (NO_x) – қалпына келтіру процестері;

ҰОҚ, ПХДД/Ф – негізінен қайталама мырыш пен кадмий өндірісінде түзіледі.

Жерүсті және жерасты сулары

Мырыш пен кадмий өндірісінде біршама мөлшерде сарқынды сулар пайда болады. Олардың құрамына кіретін компоненттер (Zn, Cd, Pb, Hg, Se, Cu, As, Cr) өте улы, реакциялық қабілеті жоғары, биосфераға, топыраққа, гидросфераға және т. б. теріс әсерін тигізеді.

Ағызылатын сарқынды сулардың сапалық құрамы кәсіпорынды сумен жабдықтауға пайдаланылатын судың құрамына, пайдаланылатын шикізаттың құрамына, технологиялық процестердің ерекшелігіне, аралық өнімдердің құрамына немесе дайын өнімдердің құрамына, сарқынды суды тазартудың қолданыстағы жүйелеріне байланысты.

Қатты қалдықтар (өндірістік процестің жартылай өнімдері)

Негізгі өнімнен басқа мырыш пен кадмий өндіру кезінде мырыш кектері, тазарту құрылыстарының шламдары, айналымды жартылай өнімдер, кокс ұсақ-түйегі, гравитациялық көмір концентраты, вельц-қож (клинкер), тазартылғаннан кейінгі түтін газдарының тұтып қалынған тозаңы, сарқынды суларды тазартудан шыққан шламдар сияқты қатты материалдар түзіледі. Бастапқы шикізаттан металдарды барынша өндіруге және тауарлық жанама өнімдерді алуға бағытталған қазіргі заманғы өндірістік желілер жанама өнімдердің көп бөлігін тікелей кәсіпорынның өзінде немесе оларды одан әрі қалпына келтіру және өңдеу үшін (өндіруге дейін) мамандандырылған басқа кәсіпорындарға беру ықтималдығымен пайдалануға мүмкіндік береді.

1.5.1. Энергия тиімділігі

Өнеркәсіпте және отын-энергетика секторында энергия үнемдеудің жоғары әлеуетін іске асыру, бірінші кезекте, өнім өндіру мен энергетика ресурстарының технологиялық процестерін жаңғыртуға байланысты.

Түсті металлургияда, атап айтқанда мырыш пен кадмий өндірісінде ЕҚТ бағалау кезінде энергияны пайдалану – маңызды мәселе. Саланың ауқымды энергия сыйымдылығы кәсіпорын басшыларын энергия үнемдеу бағдарламалары мен энергия тиімділігін арттыру жөніндегі іс-шараларды әзірлеуге инвестиция салуға мәжбүрлейді. Осы мақсатта металлургия өнеркәсібі орындарында энергия менеджменті саласындағы мамандарға жақсы таныс шешімдер қолданылады.

Олардың ішінде – автономды генерациялайтын қуаттарды пайдалану есебінен жылумен және энергиямен жабдықтауға арналған шығыстарды қысқарту. Металлургия кәсіпорындарында энергия үнемдеудің елеулі әлеуеті ескірген жабдықты энергия үнемдейтін жабдыққа ауыстыру, сондай-ақ энергия үнемдейтін технологияларды енгізу есебінен негізгі жабдықты пайдаланудан туындаған шығындарды азайту болып табылады. Энергия үнемдеу іс-шараларына қолданыстағы энергетикалық, технологиялық және қосалқы жабдықты жаңғырту, жөндеу және оны анағұрлым заманауи және энергия тиімді жабдыққа ауыстыру жатады. Энергия үнемдеу технологияларын енгізу энергияны үнемді тұтынуға ықпал етеді, мысалы, инновациялық технологияларды қолдана отырып, сыртқы және ішкі жарықтандыру жүйелерін жаңғырту. Энергия тұтынуды оңтайландыруда кәсіпорындардың энергия шаруашылығын басқарудың автоматтандырылған жүйелері, сондай-ақ диспетчерлеу және энергия ресурстарын тұтынуды жедел бақылау жүйелері маңызды рөл атқарады.

Перспективада кәсіпорындардың энергия тиімділігін арттыруға арналған жобаларды іске асыруға болады (жылуды бөлуді автоматты реттеу жүйесін ендіру; энергия ресурстарын автоматты есепке алу: табиғи газды, жылуды, техникалық және ауыз суды пайдалану туралы барлық агрегаттар мен тораптардан деректер жинау; "ақылды энергия үнемдеу" жүйесі – математикалық алгоритмдер мен машиналық оқыту құралдарының көмегімен оғаш жағдайларды тануға және жауапты пайдаланушыларға хабарлама жіберуге мүмкіндік беретін энергия ресурстарын тиімді басқару саласындағы талдамалық мониторинг. Бұл проблемаларды жедел белгілеуге, электр энергиясын тұтыну нормасынан ауытқуларды уақтылы анықтауға және оны сатып алуға жұмсалатын шығындарды қысқартуға мүмкіндік береді).

Энергия менеджменті жүйесін пайдалану (ISO 50001 халықаралық стандарты/ҚР СТ ISO 50001-2019 ұлттық стандарты) энергия үнемдеу және энергия тиімділігін арттыру бағдарламасының негізі болып табылады.

Жылу мен энергияны екінші рет пайдалану — өзіндік құнда энергия шығындары үлесінің жоғары екенін көрсететін түсті металлургия кәсіпорындары үшін маңызды фактор екені сөзсіз. Энергияны екінші рет пайдаланудың көптеген әдістері жұмыс істеп тұрған өндірістерді жаңғыртуда қолдану үшін салыстырмалы түрде оңай.

Мырыш өндіру процестері жоғары температурада жүреді және шығарылатын технологиялық газдардағы жылу мөлшері көп болады. Жылуды кәдеге жарату үшін жылуды қалпына келтіру және рекуперациялау, әртүрлі жылу алмастырғыштар мен кәдеге жарату қазандықтары, кейде қалпына келтіретін және рекуперациялайтын жанарғылар қолданылады. Пайдаланылатын технологиялар әрбір жеке өндіріс үшін дербес болып табылады.

Энергия тиімділігін арттыруға және сыртқы отын тұтынуды азайтуға жылу алудың әртүрлі әдістерін қолдану және энергия тұтынуды азайту арқылы қол жеткізіледі.

Пайдаланылған газдардың жылуын рекуперациялау әдісі балқыту, күйдіру пешінде немесе коверторда алынған шығарылатын ыстық газ кәдеге жарату қазанына немесе буландыратын салқындату қондырғысына жіберілетінін білдіреді, онда газ бу шығарумен салқындатылады. Генерацияланатын бу, әдетте, технологиялық процесте, мысалы, шаймалау процесінде пайдаланылады.

Барлық пирометаллургиялық процестер ыстық газ немесе ыстық су түрінде жылу шығарады. Әлеуеті төмен жылуды алу нұсқалары шектеулі болғандықтан әрдайым күрделі проблема болып келді. Сұйықтықтардан температура шамамен 55 °C болғанда, мысалы, химиялық су тазарту станциясында бастапқы суды жылыту үшін металлургиялық зауыттың су айналымы жүйесінің әлеуеті төмен айналмалы су жылуын пайдаланатын жылу сорғысын пайдалану арқылы жылу алуға болады. Сонымен қатар жылу сорғысы айналмалы суды 290 °С-тан 150 °С-қа дейін салқындатады, содан кейін бұл су мырыш зауытының электролиз цехының вакуумды буландырғыш қондырғысында ішінара таза артезиан суын алмастыра отырып қайта пайдаланылады.

Дәстүрлі отын түрлерін немесе тотықсыздандырғышты қалдықтармен алмастыруға болады. Түсті металлургияда әртүрлі қалдықтар отын немесе тотықсыздандырғыш ретінде қолданылады.

Концентраттар мен қайталама шикізатты төмен температурада бөлек кептіру энергия қажеттігін азайтады. Бұл балқыту пешіндегі будың қызып кетуіне қажетті энергия көлеміне және бу өндірісінде газдың жалпы көлемінің едәуір артуына байланысты. Газдың көп мөлшері пештен шығарылатын жылу мөлшерін арттырады және тиісінше, үлкен газ көлемімен жұмыс істеу үшін қажет желдеткіш мөлшерін де арттырады. Кейбір жағдайларда кептіру тозаңның шығарылуын және (немесе) өздігінен жануын болғызбау үшін ылғалдылықтың ең төменгі деңгейін ұстап тұру қажеттігімен байланысты болуы мүмкін.

Көптеген технологиялық қондырғылардың әлеуеті төмен энергия көздері әлі де өнеркәсіпте кеңінен қолданылмайды. Оған пеш арматурасын салқындататын судың жылуы, пештердің сыртқы бетінің жылуы, аралық кеңістікте айналатын ауа ағындарының жылуы жатады. Энергетикалық объектілер градирняларда салқындатылатын, сумен және жылумен жабдықтайтын айналым жүйелеріне түсетін судың жылуын төмендетеді Қабырғаларының температурасы жоғары қосалқы жабдықтардың көпшілігі ауада салқындатылады, олардың жылуы атмосфераға тарайды. Елеулі жылу ағыны аралық және түпкі өнім суыған кезде, сұйық және қатты өндіріс қалдықтары (қождар, шламдар) суыған кезде түзіледі. Олардың жылуы әлі де кәдеге толық жаратылмайды. Салқындатқыш ретінде су, ауа, май, химиялық қоспалар қолданылады. Олардың температурасы төмен, бірақ мұндай жылуды практикалық мақсатта қолдануға болады. Кейбір жағдайларда су технологиялық процеске қатысушы болып табылады.

Қолданыстағы электр қозғалтқыштарын энергиялық тиімді қозғалтқыштарға (ЭЭЖ) және ауыспалы жылдамдық жетектеріне ауыстыру энергия тиімділігін арттырудың айқын шараларының бірі болып табылады. Электр қозғалтқыштары қолданылатын негізгі жүйелерге мыналар жатады:

сығылған ауа жүйелері;

сорғы жүйелері;

жылыту, желдету және ауаны баптау жүйелері;

салқындату жүйелері.

Энергетикалық нәтижелілікті жақсарту маңызды энергия тұтынушылар тізіміне кіретін жабдықтың жұмысын ұдайы бақылауды көздейді. Операциялық бақылау энергияны көп тұтынатын жабдықтар мен қондырғыларға техникалық қызмет көрсету жөніндегі қызметті айқындау мен жоспарлауды білдіреді. Бұл үшін мұндай жабдыққа қатысты оның нәтижелі жұмыс істеу (операциялық параметрлер) және жұмыс істеп тұрған күйдегі өлшемшарттары айқындалады, ал олардың болмауы немесе сақталмауы энергия шығынына және жоспарланған энергия нәтижелілігінен ауытқуға әкелуі мүмкін.

Мырыш концентраттарын күйдіру сатысында түзілетін күкірт диоксидінен күкірт қышқылын өндіру – газды салқындатудың бірнеше сатысын қамтитын экзотермиялық процесс. Күйдіру кезінде газда жиналған жылуды бу және (немесе) ыстық су алу үшін пайдалануға болады.

Бұл әдістер қондырғылардың жекелеген құрамдас бөліктерін үнемдеудің мысалдары болғандықтан, олардың қолданылуы мен экономикалық тиімділігі белгілі бір өндірістік алаң мен технологиялық процестің нақты жағдайларына байланысты.

Мырыш алудың әртүрлі технологияларында отын-энергетикалық ресурстарға деген қажеттіліктің айырмашылығы бар. Олар шикізат пен өнімнің сапасына, жасырын жылуды немесе шығатын газдардың жылуын пайдалануға және аралық өнімді өндіруге байланысты.

1.1-кестеде ҚР мырыш және кадмий өндіру саласының ресурс сыйымдылығы сипатталады [8], ол сараптама тобы 2021 жылы жүргізген КТА актісінің деректеріне негізделген. Көрсеткіштерді есептеу барлық технологиялық кезеңдердің жиынтық көрсеткіштері негізінде тұтас саланың бірыңғай технологиялық процесі бойынша орындалды. Шығарылатын өнімнің бір бірлігіне пайдаланылған шикізат, материалдар, электр, жылу, су, бу, отынның кез келген түрі мөлшерімен көрсетілген ресурс сыйымдылығын айқындау жолымен технологиялық процестердің нақты жай-күйіне талдау мен бағалау жүргізу үшін технологиялық кезеңдер бойынша бөлу ескеріліп, тұтастай алғанда соңғы бес жылдағы нақты ең жоғары және ең төмен жылдық мәліметтер бойынша деректер пайдаланылады. Көрсетілген деректер негізінде бірыңғай технологиялық процестер бойынша дайын өнім бірлігіне шикізат материалдары мен энергия ресурстарын тұтынудың үлестік деңгейлерінің есебі орындалады.

1.1-кесте. Мырыш өндірісі үшін ресурс қажеттігі^*

Р/с №	Шикізаттың, материалдардың және энергия ресурстарының атауы	Жылдық тұтыну көлемі			Түпкілікті өнім немесе көрсетілетін қызмет шығару бірлігіне шаққандағы шығыс
Р/с №	Шикізаттың, материалдардың және энергия ресурстарының атауы	өлшем бірлігі	ең жоғары	ең төмен	ең жоғары	ең төмен
1	2	3	4	5	6	7
1	Кокс	тонна	122420	51459,	0,267	0,257
2	Көмір	тонна	180,	180,	0,001	0,001
3	ЖЭО буындағы жылу энергиясы	Гкал	55280,	37665,	0,196	0,188
4	Айналымдағы су	млн м³	42650076,	42650076,	221,559	212,592
5	Технологиялық су	млн м³	18,8	19,3
6	Сығылған ауа	м³	280229400,	280229400	1 455,737	1 396,824
7	Оттегі	м³	74258400,	74258400,	385,758	370,146
8	ВЭР буындағы жылу энергиясы	Гкал	197528,7	197528,7	1,026	0,985
9	Мазут	тонна	18178	548,	0,003	0,003
10	Электр энергиясы	кВт*сағ	786220146,	590424401	4 084,260	3 918,972
11	Құрамында мырыш бар шикізаттан жасалған шихта	тонна	406017,	406017,	2,109	2,024

* Ең үздік қолжетімді технологиялар қағидаттарына сәйкестігі тұрғысынан Қазақстан Республикасының түсті металлургиясын сараптамалық бағалау туралы есеп.

5-тарау. Мырыш және кадмий өндірісі. 289-бет.

1.2-кесте. Технологиялық процестің әртүрлі кезеңдеріндегі ресурстардың үлестік шығысы

Р/с №	Технологиялық кезең	Электр энергиясы, кВт.сағ/т	Сығылған ауа, м³ /т	Оттегі, м³ /т	Артезиан суы, м³/т	Мазут, т	Кокс ұсақ-түйегі, т	Жылу желісі суы түріндегі жылу энергиясы, Гкал/т	Бу түріндегі жылу энергиясы, Гкал/т
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	Мырыш концентраттарын күйдіру	66-66,3	170,8-293,5	194,5-254,5		0,00002-00,4		0,006	0,036
2	Мырыш өртендісін шаймалау	48,8-99,5	330,8-862,1		0,00004			0,004	0,296
3	Құрамында мырышы бар материалдарды вельцтеу	72,6-305,7	75,9-1 432,6	9,1-83,4		0,00298-165,8	0,7-939,5	111,8	247,805
4	Мырыш тотығын шаймалау	131,6-390,3	535,2-1 422,9					0,006	0,211
5	Мырыш электролизі	1 697,5-2 085,2	122,5-278,4		0,00094			15,5	157,063

1.3-кесте. Мырыш өндірісіне арналған нысаналы көрсеткіштер

Р/с №	Кіріс ағын	Мәні	Өлшем бірлігі	Шығыс ағын	Мәні	Өлшем бірлігі
1	2	3	4	5	6	7
1	Мырыш концентраттары	182 824,85-398 696,67	т/жыл	Құймалы мырыш	114 509- 152 414	т/жыл
2	Электр энергиясы	10 811-800 970	мың кВт*сағ/жыл	Металл кадмий		т/жыл
3	Бу	6 926-239 751	Гкал
4	Оттегі	38 941-74 189	мың м³/жыл
5	Сығылған ауа	48 505- 275 647	мың м³/жыл
6	Жылу энергиясы	10 429	Гкал
7	Мазут	655-243,7	т

Технологиялық цехтар мен қондырғылар тиімділігінің өлшемшарты шикізатты өңдеу көлеміне жұмсалатын энергетикалық ресурстардың үлестік шығысының энергетикалық ресурстарды тұтыну көлемінің өндірілген өнім көлеміне қатынасы болып табылады.

1.4-кесте. Мырыш пен кадмий өндіруге жұмсалатын электр энергиясының шығысы

Р/с №	Көрсеткіштер	Өлшем бірлігі	2015	2016	2017	2018	2019	2020
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	Металл мырыш өндіруге жұмсалатын электр энергиясының шығысы	кВт*сағ/т	3891,00	3897,40	3661,08	3925,8	3809,4	3774,81
2	Металл кадмий өндірісіне жұмсалатын электр энергиясының шығысы	кВт*сағ/т	7525,30	6422,11	5829,91	5844,47	5923,42	6 730,89

1.5-кесте. Мырыш өндірген кезде түпкілікті өнім шығарудың бір бірлігіне ОЭР шығысы

Р/с №	Кезеңнің атауы	Түпкілікті өнім шығару бірлігіне ОЭР шығысы (жте)
Р/с №	Кезеңнің атауы	ең жоғары	ең төмен
1	2	3	4
1	Мырыш өндірісі	502,6286876	482,2874322

Энергия және ресурс үнемдейтін технологияларды құру және қарқынды дамыту өндірілетін өнім бірлігіне бастапқы материалдар мен энергияның үлестік шығыстарын төмендетуге тікелей әсер етеді.

Іс жүзінде жұмыс істеп тұрған кәсіпорындардың энергетикалық ресурстарды тұтынуы есептеу жолымен анықталады, бұл энергетикалық ресурстардың шығысын есепке алудың дәлсіздігіне әкеледі. Жасанды интеллект алгоритмдерін (мысалы, "Energy Guide" жүйесі) пайдалану арқылы көп факторлы талдау негізінде тұтынуды көп ағынды талдаудың автоматтандырылған жүйелерін орнату ұсынылады, бұл автоматты түрде жеке факторлардың немесе әртүрлі факторлардың ОЭР тұтынуына әсер ету дәрежесін бағалауға мүмкіндік береді, бұл нақты уақыт режимінде нормадан тыс тұтынуды түзетуге, артық шығынның себебін анықтауға және артық шығындарды жою үшін уақтылы шаралар қабылдауға мүмкіндік береді. Көптеген факторлардың әсер ету дәрежесін анықтау ОЭР тұтынуын жоғары дәлдікпен қалыпқа келтіруге мүмкіндік береді. Сондай-ақ 25 жылдан аса қолданылған электр жабдықтарын қазіргі заманғы шығыны аз жабдыққа ауыстыру ұсынылады.

1.5.2. Атмосфералық ауаға ластағыш заттардың шығарындылары

Ластағыш заттар шығарындыларының көзі мынадай технологиялық процестер болып табылады:

шикізат пен материалдарды дайындау (қайта үю, тасымалдау және т. б.) және сақтау;

мырыш концентраттарын күйдіру процестері;

мырыш өртендісін және мырыш тотығын шаймалау процестері;

мырыш кектерін вельцтеу процесі;

мырыш электролизі процестері;

мырыш пен кадмийді балқыту процестері;

қайталама процестер;

пайдаланылған газдардың жылуын кәдеге жарату;

технологиялық газдар мен аспирациялық ауаны тазарту, одан әрі тазартылған тозаңды шығару және өндірістің технологиялық цикліне қайтару;

сульфидті кендер мен концентраттардың тотықтырғыш балқымасының пайдаланылған газдарынан күкірт қышқылын өндіру;

дайын өнімді тиеуге дайындау.

1.6-кестеде ластағыш заттар шығарындыларының процестері/көздері сипатталып, мырыш пен кадмий өндірген кезде түзілетін ластағыш заттар көрсетілген.

1.6-кесте. Мырыш пен кадмий өндірген кезде атмосфераға ластағыш заттар шығарындыларының көздері/процестері

Р/с №	Процесс	Сипаттамасы	Пайдаланылған газдардың компоненттері
1	2	3	4
1	Шикізатты тасымалдау және сақтау	Кендер мен концентраттарды, сондай-ақ шихта дайындау үшін құрамдас компоненттерді сақтау. Өндіріс процесінде қолданылатын басқа ерітінділер мен реагенттер (қышқылдар, сілтілер және т.б.). Шикізатты, жартылай өнімдерді өңдеу сатылары арасында тасымалдау-орнын ауыстыру/беру.	Тозаң және металл
2	Кептіру	Жағымсыз салдардың, оның ішінде авариялар, автотермиялық процесті басқарудағы іркілістер (тұтынылатын энергия мөлшерінің азаюы/ұлғаюы), коррозиялық процестер, ластағыш заттар түзетін химиялық реакциялардың туындауына әкелуі мүмкін будың үлкен көлемінің пайда болуын болғызбау үшін шихтадан артық ылғалды жою.	Тозаң және металл
3	Уату, ұсақтау және елеу	Уату қондырғыларын пайдалану арқылы өнімдер мен шикізат бөлшектерінің көлемін кішірейту (өңделетін бастапқы материалдың түрі мен қасиеттеріне байланысты білікті, жақтаулы, балғалы). Негізінен құрғақ материал уатылады, ол әдетте тозаң шығарындыларының ықтимал көзі болып табылады.	Тозаң және металл
4	Түйіршіктеу	Балқытылған қожды су ағынынан өткізу немесе оны су ваннасына салу арқылы қождың ұсақ бөлшектерін қалыптастыру. Түйіршіктеу процесінде аэрозольдер де пайда болуы мүмкін	Майда дисперсті тозаң (құрамында түсті металдар болуы мүмкін)
5	Шихта дайындау	Әртүрлі сападағы кендерді немесе концентраттарды араластыру процесі және қоспаның (шихтаның) берілген тұрақты құрамын алу мақсатында түзілетін қоспалардың құрамына флюстерді немесе қалпына келтіруші агенттерді белгілі пропорцияда енгізу. Қоспаның қажетті құрамы шихтаны орташаландыруға арналған қондырғылардың, мөлшерлеу жүйелерінің, конвейерлік таразылардың көмегімен немесе тиеу техникасының көлемдік параметрлері ескеріле отырып алынады	Тозаң және металл
6	Жентектеу/күйдіру Балқыту	Жылу сіңірумен қатар жүретін жоғары температураларда қайта өңделетін шикізаттың фазалық немесе химиялық құрамының өзгеруіне негізделген пирометаллургиялық процестер. Бір күйден екінші күйге ауысу процесінің температурасы бастапқы шикізаттың минералогиялық құрамына және газ ортасының сипаты мен қысымына байланысты	Тозаң және металл қосылыстары
			Күкірт диоксиді
			Көміртек оксиді
			Азот қышқылы
			ҰОҚ, диоксиндер
			Хлоридтер, фторидтер (аз мөлшерде)
7	Қожды өңдеу	Балқыту кезінде алынатын қож құрамында әртүрлі мөлшерде Zn, Pb, Сг, Cd, Ag сияқты бағалы металдар және сирек металдар – германий, индий, таллий, теллур, селен, қалайы және басқалары болады. Мұндай қождардың жоғары құндылығы оларды өндірістің жабық технологиялық схемасында міндетті түрде қосымша өңдеуді талап етеді	Тозаң және металл
			Күкірт диоксиді
			Көміртек монооксиді
8	Шаймалау және химиялық рафинациялау	Шаймалау рафинациялау мен электролизден бұрын күйдіру кезінде пайда болған оксид кенінен немесе оксидтен металл компонентін еріту процесінде бөлу үшін қышқылды немесе басқа еріткішті қолдануға негізделген. Химиялық рафинациялау дегеніміз – металды булардан конденсациялау процесі немесе сулы ерітіндіден тұнба түрінде металдың селективті түсуі. Қоспаларда кейіннен алынатын мыс және құнды металдар бар. Иісті газ пайдаланылған газ болып табылады	Хлор
8	Шаймалау және химиялық рафинациялау		Көміртек оксиді
9	Термиялық рафинациялау	Конвертерде үрлегеннен кейін қалған металл қоспаларын алып тастау. Балқытылған қоспасы ауамен үрленеді, нәтижесінде металл тотығады және күкірт буланады. Басқа ластағыш заттардан флюстің көмегімен тазартуға болады	Тозаң және металл
9	Термиялық рафинациялау		Күкірт диоксиді
10	Тұз балқымаларындағы электролиз	Сирек түсті металдарды, оның ішінде қорғасын мен мырышты балқытылған хлоридтердегі сульфидтерінің электролизімен бөлу үшін электролиттің тұзды балқымасына батырылған электродтарда тұрақты электр тогының әсерінен болатын тотығу-тотықсыздану реакциялары	Фторидтер, хлор, ПФУ
11	Электролиз арқылы металдарды бөлу	Металдардың электролиттік тұнбасы	Хлор Қышқылды түтін
12	Қайталама шикізатты алдын ала өңдеу	Аккумуляторларды бөлшектеу	Тозаң және металл, SO₂, ҰОҚ және ПХДД/Ф

Ластағыш заттардың шығарындылары, атап айтқанда, күйдіру немесе балқыту процестері кезінде пайдаланылған газдары бар SO₂ күкірт қышқылын өндіру қондырғысына жіберу арқылы өңделіп, тазартылатынын айта кеткен жөн.

ҰОҚ және ПХДД/Ф шығарындылары құрамында органикалық қосылыстардың болуына байланысты қайталама мырыш пен кадмий өндірісінде түзіледі.

Осы екі фактіні де мырыш пен кадмий (бастапқы және қайталама) өндірісінде маркерлік ластағыш заттарды анықтаған кезде ескеру қажет.

Атмосфераға ластағыш заттар шығарындыларының негізгі үлесін түтін құбырлары арқылы пайдаланылған газдары бар шығарындылардың ұйымдастырылған көздері құрайды – шығарындылардың жалпы санының шамамен 93 % – 99 %-ына тең. Түтін газдарының құрамындағы ластағыш заттарға – күкірт диоксиді (SO₂), көміртек оксиді (CO), азот қышқылы (NOx), (құрамындағы кремний мөлшері 20, 20 – 70-тен көп емес, сондай-ақ 70 %-дан кем емес бейорганикалық тозаңды қамтитын) жалпы тозаң, металдар (мырыш, кадмий, қорғасын, сынап, күшән) және олардың органикалық қосылыстары, ҰОҚ жатады. Шығарындыларда аз мөлшерде бөлінетін (олардың үлесі шығарындылардың жалпы көлемінде 0,5 % – 1,0 %-дан аспайды), бірақ улы қасиеттеріне байланысты қоршаған ортаға айтарлықтай әсер етуі мүмкін хлор (HCl), фтор (HF), күкіртсутек, күкірт қышқылының қосылыстары сияқты басқа да ластағыш заттар болуы мүмкін.

Шығарындылардың жалпы массасындағы ұйымдастырылмаған шығарындылардың мөлшері мардымсыз, алайда есепке алу мен бақылаудың күрделілігіне байланысты әлі күнге дейін шешімін таппаған проблемалардың бірі болып отыр.

Атмосфераға ластағыш заттардың ұйымдастырылмаған шығарындыларына мыналар жатады:

концентратты сақтау, дайындау, жүктеу кезінде қатты бөлшектердің бөлінуі;

қожды күйдіру және балқыту пештерінен, шикізатты дайындау және қайта өңдеу жабдықтарынан ағып кету;

технологиялық жабдықтың жұмыс жағдайын қолдауға арналған қосалқы жабдықтан шығатын шығарындылар.

Өндіріс технологиясы бойынша негізгі ластағыш заттардың шығарындылары тұрақты болып табылады, жыл бойы үздіксіз жүзеге асырылады, басқа ластағыш заттардың шығарындылары мерзімді болып табылады.

Ауа ортасын технологиялық және аспирациялық шығарындылардан қорғау үшін мынадай шаралар қолданылады:

технологиялық жабдықтар мен құбыржолдарда зиянды заттардың ағып кетуін болғызбау үшін жіктер мен жалғанған тұстарды герметизациялау және тығыздау;

қазіргі заманғы тиімділігі жоғары тозаң-газ тұту аппараттарында технологиялық газдар мен аспирациялық ауаны тазарту;

тозаң түзілетін орындарды аспирациялау;

өндіріс процесінің үздіксіздігі;

авариялық жағдайларды болғызбайтын өндіріс процестерін сигнализациялау және бұғаттау.

1.5.2.1. Күкірт диоксиді (SO₂)

МЗ SO₂ шығарындылары, ең алдымен, шикізат материалдарында ұшпа күкірттің болуымен анықталады, сонымен қатар сульфат қосылыстарының жалпы санына және қолданылатын өндіріс әдісіне байланысты болады. Күкірт диоксиді кептіру және балқыту, конверсиялау және өзге де операциялар процесінде түзіледі. Өңделген шикізаттағы күкірт тиісті реагенттерді пайдалану кезінде қожға немесе штейнге ауысады, штейн технологиялық процестерде қолданылуы мүмкін. Балқыту процесінде штейнге немесе қожға түспеген күкірт әдетте SO₂ түрінде болады және оны қарапайым күкірт, сұйық SO₂, гипс немесе күкірт қышқылы түрінде алуға болады. Бұл өнім үшін нарықтардың болуы түпкілікті өнімді таңдауға әсер етеді, бірақ басқа өнімдер үшін сенімді сату нарықтары болмаған кезде гипс немесе қарапайым күкірт өндірісі экологиялық тұрғыдан қауіпсіз болады.

Пайдаланылған газдардың құрамындағы күкірт диоксидінің жоғарылауы шық нүктесі температурасының 200 °C дейін жетуінің немесе одан жоғары көтерілуінің себептерінің бірі болып табылады, бұл өндірістің пайдаланылған газдарын тазарту үшін қолданылатын жабдықтың жұмысын қиындатады. Газдың жоғары температурасы және шық нүктесінің жоғары температурасы температуралық диапазоны жоғары тозаң жинау жабдығын (сумен салқындатылған циклондар, жоғары температуралы электр сүзгілері, ыстыққа төзімді талшықты қапшықты сүзгілер) қолдану қажеттігін негіздейді. Газ тазартудың "ылғалды" әдістерін қолдану газ тазарту жүйелерін жинау, бұру жүйесі элементтерінің коррозиясының жоғары қаупіне байланысты пайдаланылған газдарда күкірт қосылыстарының болуымен шектелуі мүмкін.

Шикізатты бастапқы өндіру кезінде күкірт диоксиді шығарындыларының көздері мыналар болып табылады:

тотығу сатыларындағы технологиялық қондырғылардан шығатын бейорганикалық шығарындылар, бұл газ шығаратын желінің герметикалығын сақтауға ерекше назар аударуды талап етеді;

күкірт қышқылы қондырғыларының шығарындылары;

өндірістің жанама өнімдеріндегі қалдық күкірт шығарындылары (пеш шихтасы);

өндірістің технологиялық желісін іске қосу/тоқтату кезіндегі бақыланбайтын шығарындылар.

Қайталама шикізат пайдаланылған кезде сульфаттардың құрамы алдын ала өңдеу кезінде қолданылатын әдіске байланысты болады. Көп жағдайда күкірт қожға немесе басқа жанама өнімдерге бекітіледі. Қатаю шарасы қолданылатын ағындарға және процеске қатысты басқа металдарға байланысты. Басқа жағдайларда SO₂бөлінуі мүмкін және одан әрі өңдеуді қажет етеді. Қайталама шикізатты пайдаланған кездегі типтік шамалар 50 мг/Нм³-тен 500 мг/Нм³-ке дейінгі диапазонда болады.

Жетілдіріліп жатқан экологиялық заңнама, сондай-ақ өндірістің қалдық газдарындағы ластағыш заттарды азайту/жою бойынша көптеген металлургиялық кәсіпорындар қабылдайтын міндеттемелер күкірт диоксиді шығарындыларын азайту бөлігінде ұйымдастырушылық және техникалық сипаттағы тиімді шешімдердің пайда болуына ықпал етті:

күкірт қышқылы өндірісінде күкірті бар газдарды қақтау, күйдіру немесе тікелей балқыту сатыларында технологиялық газдарды күкірт диоксидінен тазарту жолымен, кейіннен күкірт қышқылы қондырғыларына кәдеге жарату арқылы пайдалану (дайын өнім – күкірт қышқылын ала отырып, күкірт диоксидін (SO₂) күкірт үш оксидіне (SO₃) айналдыру);

қарапайым күкірт, сұйық SO₂, гипс түріндегі SO₂түрінде кездесетін күкіртті алу;

бақыланбайтын шығарындылардың алдын алу немесе азайту үшін технологиялық процестерді басқару жүйелерін жетілдіру (цифрландыру).

Балқыту пештерінен шығатын пайдаланылған газдардағы күкірт диоксидінің жоғары концентрациясы және оны жою қажеттігі аралас өндірістердің пайда болуына ықпал етті.

Пайдаланылған газдардағы SO₂ шығарындыларын алу және/немесе азайту үшін қолданылатын технологиялық шешімдерді таңдау кезінде шығатын ағындардағы күкірт диоксидінің концентрациясын ескеру қажет. 1.7-кестеде құрамында SO₂ <1 % және >1 % бар газдарға арналған шығарындыларды азайту әдістері берілген.

1.7-кесте. SO₂шығарындыларын болғызбау және/немесе азайту әдістері

Құрамындағы SO₂<1 %	Құрамындағы SO₂>1 %
1	2
Кейіннен қапшық сүзгілерде тазалау арқылы әк бүрку. Аминдердің немесе полиэстер негізіндегі еріткіштің көмегімен тазалау. Күкірт қышқылын алу арқылы сутегі асқын тотығымен тотықтыру. Күкірт қышқылын алу үшін белсендірілген көмір катализаторының көмегімен тотықтыру. Каустикалық сода абсорбциясымен және гипсті тұндырып қосарлы сілтілі тазарту. Сазтопырақпен абсорбциялау және гипс тұндыру (Dowa процесі) Mg(OH)₂ бар скруббер және магний сульфатын кристалдау. Натрий бисульфатын алу үшін натрий сульфатымен және сумен реакция жасау.	Күкірт қышқылын өндіру кезінде құрамында күкірті бар пайдаланылған газдарды пайдалану. Қолданылатын техникалар: сыңар контактінің күкірт қышқылды қондырғылары; қосарлы контактінің күкірт қышқылды қондырғылары; ылғалды катализ әдісі (WSA процесі). Күкірт қостотығының суық суда сіңірілуі, одан кейін күкірттің сұйық қостотығы түрінде вакуумдық алынуы.

Ұсынылған технологиялық шешімдердің толық сипаттамасы осы ЕҚТ бойынша анықтамалықтың 5-бөлімінде берілген.

1.5.2.2. Тозаң және металдар

Тозаң. Металлургиялық зауыттарда сульфидті шикізатты күйдіру, агломерациялау, балқыту процесінде едәуір мөлшерде құрамы әртүрлі құрғақ тозаң мен сублимация пайда болады.

Мырыш пен кадмий өндірісінің бірқатар процестерінде шихтадан тозаңды шығару және металдардың тозаңға ауысуы өте жоғары мәндерге жетуі мүмкін.

Ірі тозаң (бөлшектерінің мөлшері бірнеше ондаған микрон) негізінен қайта өңделетін материалдарды механикалық алып тастау нәтижесінде пайда болады, олар құрамы жағынан бастапқы шикізатқа жақын және процестің басына қайтарылады. Ұсақ тозаң (шамамен бірнеше микрон немесе одан аз) негізінен металл буларының немесе олардың қосылыстарының конденсациясы нәтижесінде түзіледі және біршама мөлшерде кейбір түсті және сирек металдармен байытылған болады.

Жұқа тозаңның негізгі бөлігі ұшпа металдар – қорғасын және мырыш. Сонымен қатар кадмий, индий, таллий, селен, теллур, рений сияқты бағалы компоненттер шоғырланған. Күшән, хлор және фтор да тозаңға айналады, бұл оларды одан әрі өңдеуді қиындатады.

Тозаңға өту дәрежесі және олардағы түсті және сирек металдардың шоғырлануы олардың шикізаттағы құрамымен, металлургиялық процестердің технологиялық режимімен, бұл ретте түзілетін химиялық қосылыстардың қасиеттерімен және тозаңды тұтып қалу жүйелерінің конструкциясымен айқындалады. Компоненттерді айналдыру есебінен және ұсақ тозаңның аз мөлшерде шығуына байланысты, оның құрамындағы сирек кездесетін және кейбір түсті металдар толық шығарылмаған кезде де рудаға қарағанда ондаған есе және 100-200 есе көп болады.

Мырыш өндірісінің тозаңында түсті және сирек металдардың болуы оның құнының жоғары болуына әсер етеді. Оларды ұстау салынып жатқан газ тазарту қондырғыларының рентабельділігі мен өзін-өзі жылдам қамтамасыз етуіне ықпал етеді.

Тұтып алынған тозаң құрамында кадмий мен хлор қосылыстарын анықтау қажет болған жағдайда шаймалау процесінен өтеді, содан кейін технологиялық циклге оралады.

Балқыту процестерінен тозаңды тасымалдау тозаң мен металдардың тікелей және ұйымдастырылмаған шығарындыларының ықтимал көзі болып табылады. Бұл газдар газ тазарту қондырғыларында, ал құрамында SO₂ бар газдар күкірт қышқылы қондырғысында жиналады және өңделеді. Тозаң алынып, шаймаланады және процеске қайтарылады.

Қожды өңдеу және қақтау тозаңның көзі болып табылады. Бұл көздерден шығатын тозаңның диапазоны <1 мг/Нм³ және 20 мг/Нм³ арасында ауытқиды.

Тозаңның бақыланбайтын шығарындылары ерекше бақылануға тиіс, оларды тұтып қалу және тазарту қиындық тудыруы мүмкін. Материалдарды (шикізатты) сақтау және өңдеу, көлік құралдарына немесе көшелерге жабысып қалатын тозаң, сондай-ақ ашық жұмыс алаңдары ұйымдастырылмаған шығарындылардың негізгі көздері болып табылады.

Шығарындылармен күресудің негізгі өнеркәсіптік әдістері қатты бөлшектерге қатысты өте тиімді және тазартылған газ ағыны массасының 95 – 98 %-ын құрайды. Майда дисперсті бөлшектер үшін (PM₁₀ өлшемі және одан аз) тұтып қалу тиімділігі әлдеқайда төмен.

Тозаң шығарындыларын бағалау фракцияларға бөлмей тұтас жүзеге асырылады.

Соңғы жылдары кейбір еуропалық компаниялар шахта пешінің жүктемесін ұлғайту және пайдаланылған газдарды тұтып қалу процестерін жақсарту арқылы ұйымдастырылмаған тозаң шығарындыларын едәуір азайта алды:

пайдаланылған газды тұтып қалу және оны тазарту;

отқа төзімді астарлауды жетілдіру арқылы пештің тоқтап қалу уақытын азайту (шектеулі уақыт ішінде шығарындылардың көбеюіне ықпал ететін іске қосу және тоқтау уақытын азайту);

технологиялық ғимараттардың шатырларын жабу және сүзгілерді жаңғырту;

материалдарды жеткізу, сақтау және рафинациялау аймақтарын жабу/қалқа астына орналастыру және пайдаланылған газдарды тұтып қалу жүйелерін орнату;

материалдарды өңдеу рәсімдерін жақсарту (мысалы, жүктеу уақытына дейін және сол уақытта сусымалы материалдарды ылғалдандыру) және көліктік жиілікті төмендету (мысалы, үлкен доңғалақты тиегіштерді пайдалану арқылы);

көлік құралдарын міндетті түрде жуу қондырғысы (қондырғылар мен сыртқы көлік құралдары үшін);

қондырғы аймақтары мен өтпе жолдарда бекіткіштерді қолдану және тазалау процестерін оңтайландыру;

қож орналастырылатын ескі алаңдарды жабу және ластануларды жою.

Металдар. Мырыш пен кадмий өндірісінде қолданылатын шикізат пен отынның құрамында әрдайым металл болады. Олардың концентрациясы технологиялық процестердің күрделілігіне және қолданылатын жабдыққа байланысты ауқымды шектерде өзгеріп тұрады.

Балқыту процесінде болатын металдар шикізат пен отында болған кезде олардың құбылмалылығына, газ фазасындағы қосылыстармен өзара әрекеттесуіне байланысты пеште толық немесе ішінара буланып кетуі мүмкін.

Ұшпалы болуына қарай барлық металдарды ұшпайтын, жартылай ұшпа және ұшпа металл деп бөлуге болады.

Ұшпайтын металл – әдетте толығымен адсорбцияланатын және пештен қождың бір бөлігі ретінде шығарылатын, сондықтан пеш жүйесінде айналып жүрмейтін (Al, Ni, Fe, Cu, Ag және басқалары сияқты) металдар; пайдаланылған газдарда тек тозаң шығарындылары болады; тозаң шығарындыларының мөлшері тек тозаң бөлінуінің тиімділігіне байланысты; бұл металдардың шығарындылары өте аз.

Жартылай ұшпа металдар (As, Cd, Pb, Se, Zn және басқалары сияқты) және олардың қосылыстары ішінара газ фазасына ауысады, содан кейін пештің суық бөлігіндегі шикізат материалына конденсацияланады. Жартылай ұшпа қосылыстар негізінен циклондарда шөгеді және көп мөлшерде толық дерлік қожда қалады.

Ұшпа металдар мен олардың қосылыстары төмен температурада шикізат бөлшектеріне конденсацияланады және егер олар пештен шығатын түтін газдарымен бірге шығарылмаса, ішкі немесе сыртқы циклді құрайды. Қорғасын, селен және күшән сияқты металдар және олардың қосылыстары газ фазасына оңай өтеді. Сыртқы циклден алынған металдар шикізат қоспасына өздері конденсацияланатын тозаң жинау жүйесінде тұндырылған тозаңмен бірге қайтарылады.

Пайдаланылған газдардағы күшәннің көп бөлігі күшән үш оксидінің буы (As₂O₃) түрінде болады. Аздаған бөлігі тозаңда күшән қосылыстары ретінде болады. Пайдаланылған газдарды тазарту газды салқындатуды қамтиды, нәтижесінде конденсация пайда болады және As₂O₃ қатты зат ретінде шығарылады. Пайдаланылған газдарда металдардың болуы (темір, мыс, қорғасын, мырыш және т. б.) металл күшәннің пайда болуы нәтижесінде күшәнді қармап қалуға ықпал етті.

Металдар арасында сынаптың Hg орны ерекше. 100 °C дейінгі температурада оның ұшпалығы жоғары болады, іс жүзінде тозаң бөлшектеріне шөкпейді және пештен түтін газдарымен бірге шығарылады. Жентектеу процестерінен де, балқыту процестерінен де пайдаланылған газдардың құрамында болатын сынапты (Hg) газдар күкірт қышқылын (бар болса) регенерациялауға арналған қондырғыға кеткенге дейін сынапты жоюдың жеке сатысында алып тастауға болады. Балқыту пештерінен сынап шығарындыларын азайту үшін техникалық шешімдерге пайдаланылған газдардың температурасын күрт төмендету немесе белсендірілген көмірмен адсорбциялау арқылы қол жеткізуге болады.

Күкірт қышқылы қондырғыларында сынап шламдарға шоғырланады, оларды көп жағдайда үйінділерге орналастыру керек.

Пешке түсетін шикізатты мұқият таңдау және сәйкестігін қамтамасыз ету металл шығарындыларын азайтуға көмектеседі. Бұл жағдайда сынапқа ерекше назар аудару керек. Сынаптың ұшпалығына байланысты оның шығарындылары салыстырмалы түрде жоғары деңгейде түзілуі мүмкін. Сондықтан сынапты жанғыш қалдықтармен енгізуді бақылау керек және қажет болған жағдайда шектеу керек.

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

1.5.2.3. ҰОҚ, ПХДД, ПХДФ

ПХДД және ПХДФ мырыш пен кадмий өндіру кезінде қолданылатын технологияның түріне, пайдаланылатын жабдықтың конструкциясына, өнімді пысықтау кезеңдерінде химиялық реакцияның өту жағдайларына, шикізат материалдарын балқыту пештеріне дайындау және беру тәсілдеріне, сондай-ақ пайдаланылатын тозаң-газ тазарту жабдығының типіне байланысты түзілуі мүмкін. Отын ретінде пайдаланылған жағдайда шикізат материалында, отын мен қалдықтарда мыстың болуы диоксиндер мен фурандардың түзілу себептерінің бірі болып табылады. Бұл ретте ПХДД/Ф түзілуінің ең жоғары ықтималдығына кепілдік берілетін бірқатар жағдайларды ескеру қажет: көмірсутекті қосылыстардың болуы, хлордың болуы, онда материалдың температуралық режимін және болу уақытын сақтау, сондай-ақ пайдаланылған газ ағынында молекулалық оттегінің болуы.

Шығарылған газдардағы ластағыш заттардың көбеюіне пештің шихтасында пластик қалдықтардың болуы ықпал етуі мүмкін.

Қатты заттар шығарылғаннан кейін шығарындылардың жалпы легіндегі ұшпа органикалық қосылыстардың концентрациясы 40 мг/нм³-тен аз болады. Тозаңды тазарту кезеңіне дейін шахта пештерінен шығатын пайдаланылған газдардағы көміртегі тотықтарының мөлшері 5 %-дан аз.

1.5.3. Ластағыш заттардың төгінділері

Мырыш пен кадмий өндіру процесінде салқындатқыш судың едәуір мөлшері пайдаланылады. Бұл жағдайда қалқыма қатты бөлшектер, металл қосылыстары мен майлар суға түсуі мүмкін. Барлық сарқынды сулар құрамындағы ерітілген металдар мен қатты бөлшектерді алып тастау мақсатында тазартылады. Бірқатар қондырғыларда салқындатқыш су және тазартылған сарқынды сулар, оның ішінде нөсер суы технологиялық процестер шеңберінде қайта пайдаланылады және қайта өңделеді, бірақ әртүрлі типтегі (әртүрлі көздерден) сарқынды сулар қолданыстағы талаптарға сәйкес жеке өңделуге тиіс.

Мырыш пен кадмий өндірісінде қолданылатын су негізінен жабық циклдерде айналып жүреді және өнеркәсіп орындары су объектілеріне көбінесе өнеркәсіптік ағындарды ағызбайды. Мұндай ағызу болған жағдайда төгінділерде темір, кадмий, мыс, күшән, никель, қалайы, сынап, қорғасын, сүрме, мырыш сияқты металдардың иондары болуы мүмкін. Сондай-ақ құрамында күкірт және (айтарлықтай сирек және едәуір аз мөлшерде) тұз және балқытқыш (гидрофторлы) қышқылдардың болуына байланысты сарқынды сулардың қышқылдық индикаторы жоғарылау мәнге ие болуы мүмкін.

Су айналымын енгізген кезде сарқынды су қоймалары тазарту құрылыстары ретінде пайдаланылуға тиіс. Сарқынды сулар су айдындарына ағызылған жағдайда оларды тазарту ластағыш қоспалардың әрқайсысының шекті жол берілетін концентрациялардан (ШЖК) немесе су айдындарындағы зиянды заттар сапасының экологиялық нормативтерінен (ЭНК) төмен болуын қамтамасыз етуге тиіс.

Беткі ағындар жауын-шашын немесе тозаңның пайда болуына жол бермеу үшін сақталған материалды жібіту нәтижесінде пайда болуы мүмкін.

Өлшенген бөлшектер мен металл қосылыстарының пайда болуының ықтимал көздері салқындату, түйіршіктеу және сілтілеу процестері болып табылады. Әдетте тиісті жабдық судың айналым циклінің болуын білдіріп герметизацияланады не контактісіз болады.

Шығарылатын судың мөлшері де маңызды аспект болып табылады, өйткені кейбір қондырғылар суайналым жүйелерімен жабдықталған.

Майлар мен басқа да мұнай өнімдері қайталама шикізатта болуы мүмкін, сондай-ақ сақтау алаңдарының аумағынан шайылып шығуы мүмкін. Олар судың ластануының алдын алу жөніндегі іс-шараларды әзірлеу кезінде ескеріледі.

1.5.4. Өндіріс қалдықтары

Өндіріс қалдықтары гидрометаллургия, пирометаллургия кезеңдерінде, жабдықтарға, тазарту қондырғыларына, газ тазарту жүйелеріне техникалық қызмет көрсету кезінде түзіледі.

Сонымен қатар өндіріс шеңберінде бірқатар жанама өнімдер, қалдық өнімдер мен қалдықтар түзіледі. Кәсіпорынды пайдалану процесінде түзілген қалдықтарды қалыптастыру, уақытша сақтау, тасымалдау, көму немесе кәдеге жарату қоршаған орта компоненттеріне әсер етудің әлеуетті көздері болып табылады.

Түзілетін жанама өнімдердің бәрі біржола жою үшін тұрақтандыруды қажет етеді.

Қалдықтарды уақытша және ұдайы сақтаған кезде қоршаған ортаға әсердің мына факторлары орын алуы мүмкін:

шламдар, қалдықтар қоймалары, аршыма жыныстар үйінділерінен шығатын тозаң басқан;

қалдықтарды орналастыруға арналған алаңдар ластанған кезде атмосфералық жауын-шашын жауған кезде олардан ластанған ағындардың ағуы мүмкін;

қоқыс үйінділері кезінде, сондай-ақ қалдықтарды көму орнына тасымалдау кезінде топырақтың ластануы;

қалдықтарды шығару тұрақты болмаса, оларда шыбын құрттары көбейіп кетуі мүмкін, осы шыбындар тамақ өнімдеріне қонған кезде санитарлық-бактериялық ластану қаупінің жоғарылауына әкеледі.

Қоршаған ортаға елеулі әсер ететін қалдықтардың негізгі түрлері, оның ішінде шаймалаудың қалдық өнімдері болып табылады.

Өртенділерді және басқа материалдарды шаймалау құрамында темірі бар сұйықтықтың түзілуіне әкеледі. Темірден арылту құрамында бірқатар металдар болатын қатты қалдықтардың көп мөлшерде қалыптасуына әкеледі. Бұл қалдықтарды кәдеге жарату герметикалық пен бақылаудың өте жоғары стандарттарын қажет етеді.

Сонымен қатар тұндырғыш камераларда және қапшық сүзгілерде тұтып қалынған, құрамында өндіріс үшін бағалы компоненттері бар аспирациялық тозаң ішкі процесте де, Ge, Ga, In және As сияқты басқа металдар өндірісінде де шикізат ретінде өндіріске қайтарылады.

Сұйық аспирациялық ерітінділер өңделгеннен кейін түзілетін қатты қалдықтар сарқынды суларды бейтараптандырған кезде түзілетін гипс (CaSO₄) пен металл гидрототығының қалдықтарын білдіреді.

1.5.5. Шу және діріл

Шу мен діріл металлургия саласымен байланысты кең таралған проблемалар болып табылады, ал олардың көздері технологиялық процестің барлық кезеңдерінде кездеседі. Қондырғының қоршаған ортаға шығаратын өндірістік шуы медициналық, әлеуметтік және экономикалық аспектілері бар теріс әсер етуші фактор болып табылады.

Шу мен дірілдің маңызды көздері шикізат пен өндіріс өнімдерін тасымалдау және өңдеу, пирометаллургиялық операциялар мен материалдарды ұсақтауға байланысты өндірістік процестер, сорғылар мен желдеткіштерді пайдалану, бу шығару, сондай-ақ автоматты дабыл жүйелерін іске қосу болып табылады. Шу мен дірілді бірнеше тәсілмен өлшеуге болады, бірақ олар әдетте әр технологиялық процеске қарай әртүрлі болады, бұл ретте дыбыс жиілігін және өндірістік алаңнан елді мекендердің қаншалықты қашықтықта орналасқанын ескеру қажет.

Тиісті техникалық қызмет көрсету желдеткіштер мен сорғылар сияқты жабдықтардың теңгерімді бұзуын болғызбауға көмектеседі. Жабдық арасындағы қосылыстар шудың берілуін болғызбау немесе азайту үшін арнайы түрде құрастырылуы мүмкін. Шуды азайтудың жалпы әдістеріне мыналар жатады: шу көзін қорғау үшін қорғандарды пайдалану, шу шығаратын қондырғылар немесе компоненттер үшін дыбыс сіңіретін конструкциялардан жасалған корпустарды пайдалану, жабдыққа арналған дірілге қарсы тіректер мен қосқыштарды пайдалану, шу шығаратын қондырғыларды мұқият реттеу, дыбыс жиілігін өзгерту. Өндірістік және қосалқы ғимараттардың жұмыс орындарындағы дыбыстың рұқсат етілген ең жоғары деңгейі 95 дБА құрайды.

1.5.6. Радиоактивті заттардың шығарындылары

Осы бөлімді түсіну үшін қайталама шикізат өңделетін Еуропа елдеріне қарағанда Қазақстан Республикасында бастапқы шикізат пайдаланылатынын нақтылап алу қажет, ол өз кезегінде әдетте радиоактивтілік көзі болып табылады.

Бұл ретте табиғи түрде қазба шикізат пен отынның көптеген түрлерінде болатын радиоактивті заттардың шығарындылары негізгі экологиялық проблемалар болып саналмайды.

Алайда егер радиоактивті шикізат металлургия процесіне түсетін болса, онда әрбір металлургиялық бөліністің технологиялық ерекшеліктеріне байланысты жабдық, сондай-ақ кәсіпорынның сарқындылары мен қалдықтары (қойыртпақтар, шламдар, қождар, тозаң, сүзгілер және т.б.) және оның өнімдері радионуклидтермен ластануы мүмкін.

Осы ластанудың әрқайсысы адамдарға негізгі үш жолмен теріс әсер етуі мүмкін:

сыртқы сәулелену – бірінші кезекте гамма-сәулелендіруші радионуклидтердің есебінен. Мұнда радиацияға қарсы экрандар, адамдардың ластанумен контакт жасау уақытын азайту, сондай-ақ адамдар мен ластану арасындағы қашықтықты ұлғайту адамдарды қорғай алады;

ингаляциялық ішкі сәулелену – бірінші кезекте альфа- және бета-сәуле шығарушы радионуклидтердің есебінен (мұнда тыныс алу органдарын қорғаудың жеке құралдары (газтұтқыштар мен тозаңға қарсы маскаларды қоса алғанда), радиоактивті ластанудың тозаңдану деңгейін төмендету, берілетін ауа мен шығарындыларды сүзгілеуді пайдалану адамдарды қорғай алады);

пероральді ішкі сәулелену – бірінші кезекте альфа- және бета-сәулелендіруші радионуклидтердің есебінен (мұнда ауыз бен тыныс алу органдарын жеке қорғау құралдары (газтұтқыштар мен тозаңға қарсы маскаларды қоса алғанда), ауыз су мен тамақ өнімдерін радиациялық бақылау адамдарды қорғау қызметін атқара алады).

Алынған дозаға және оның әсер ету ұзақтығына байланысты сәулелену иммунитеттің төмендеуіне әкеледі, соның салдарынан дененің кез келген басқа ауруларға қарсы тұруы төмендейді, қатерлі ісік ауруының қаупі күрт артады.

Жалпы радиациямен байланысты барлық мәселелер өндірісті жобалау сатысында немесе шикізатты өңдеудің нақты технологиясымен, сондай-ақ шикізат пен өндіріс өнімдерін үнемі бақылаумен байланысты арнайы зерттеулер негізінде шешілуге тиіс.

1.5.7. Иіс

Түсті металлургиядағы иіс көздері:

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

гидрометаллургиялық процестерде және сарқынды суларды тазарту кезінде пайдаланылатын химиялық реагенттер (мысалы, аммиак);

қышқыл газдар.

Дұрыс жобалау, тиісті реагенттерді таңдау және материалдарды дұрыс өңдеу арқылы иістердің пайда болуының алдын алуға болады.

Тазалықты сақтаудың жалпы қағидаттары және техникалық қызмет көрсетудің жақсы тәжірибесі иістердің алдын алу мен бақылауда да маңызды рөл атқарады.

Иістерді бақылау мыналарды қамтиды:

өткір иісі бар материалдарды пайдалануды болғызбау немесе азайту;

хош иісті материалдар мен газдарды оларды таратқанға және сұйылтқанға дейін ұстау және жою;

мүмкін болса, материалдарды жағып бітіру немесе сүзу арқылы өңдеу.

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

1.5.8. Қоршаған ортаға әсерді төмендету

Қоршаған ортаға әсерді төмендету өндірістік қызметті жоспарлау, пайдалану кезіндегі басым міндеттердің бірі болып табылады. Қызметтің төмендегі басым бағыттарын бөліп көрсетуге болады:

экологиялық қауіпсіздікті қамтамасыз ету саласындағы тәуекелдерді басқару;

табиғат қорғау объектілерін пайдалануға беру;

экологиялық мониторинг және өндірістік экологиялық бақылау;

авариялық жағдайлардың алдын алу, оларды оқшаулау және олардың салдарын жою жүйесін басқару;

энергия үнемдеу және энергия тиімділігін арттыру бағдарламаларын дамыту;

өндіріс қалдықтарын кәдеге жарату/залалсыздандыру жөніндегі бағдарламаларды дамыту;

технологиялық процестерді (жабдықтарды) жаңғырту бағдарламаларын іске асыру;

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

экологиялық қауіпсіздік саласында персоналды оқыту және дамыту.

Экологиялық қауіпсіздік саласындағы көрсеткіштерді жақсарту үшін мыналар қарастырылады:

залалды жою жөніндегі іс-шараларды іске асырудан әлеуетті экологиялық тәуекелдерді бағалауға және өндірістік қызметтің қоршаған ортаға теріс әсерінің алдын алу жөніндегі шараларды енгізуге бірізді көшу мүмкіндігі;

экологиялық менеджмент жүйесі шеңберінде процестерді жетілдіру.

Кәсіпорынның негізгі экологиялық міндеттерінің бірі атмосфералық ауаға ластағыш заттардың шығарындыларын азайту болып табылады. Газ-тозаң қоспаларын және қондырғы конструкцияларын тазартудың көптеген тәсілдері, әдістері мынадай бірқатар маңызды жағдайлармен байланысты:

бейтараптандыру, бірнеше қоспаны тұтып алу және атмосферада тазартылған газды ыдырату процестерін ұтымды үйлестіретін тазартудың неғұрлым тиімді технологияларын іске асыруға ұмтылу (тозаң-газ тазартудың көп сатылы жүйелерін жасау және оларды тұтып алынған компоненттерді кәдеге жарату жүйелерімен интеграциялау);

қоршаған ортаның сапасын қамтамасыз етудің экологиялық-экономикалық талаптарын іске асыру (атмосфераға шығарындыларды тазарту қоршаған ортаға мейлінше аз нұқсан келтіретін ең аз шығынмен жүзеге асырылуға тиіс).

Жоғарыда аталғандарға сәйкес қоршаған ортаға теріс әсерді төмендету жөніндегі қызметтің өзекті перспективалы бағыттары мыналар болып табылады.

Ластағыш заттардың мейлінше аз түзілуі мен атмосфераға түсуі қамтамасыз етілетін өнім өндірудің қазіргі технологияларын жетілдіру және жаңаларын енгізу. Жұмыс істеп тұрған өндірістер технологиялық регламенттің талаптарын орындауы және одан ауытқуға жол бермеуі қажет. Авариялық жағдайлар туындаған жағдайда немесе қолайсыз метеорологиялық жағдайларда қоршаған ортаның айтарлықтай ластануына жол бермейтін жұмыс режимдеріне көшу керек. Қолданыстағы өндіріс үшін шаралардың бірі жабдықты герметизациялау есебінен шығарындыларды азайту технологияларын іске асыру, жұмыс аймағында түзілетін зиянды заттарды бейтараптандыру әдістерін қолдану, технологиялық газдарды шығарудың тиімді құралдарын пайдалану, сондай-ақ тозған жабдықты ауыстыру және технологиялық объектілерді ластануды автоматтандырылған бақылау құралдарымен жарақтандыру болып табылады.

Тозаң-газ шығарындыларын тазарту және оларды атмосферада тарату үшін қолданыстағы және жаңа технологияларды ендіру. Ең алдымен, бұл жабдықты конструктивті тұрғыдан жетілдіру және тозған құрылғыларды жаңаларына ауыстыру (ауыстырылатынға ұқсас немесе тиімдірек).

Қоршаған ортаға әсерді төмендету үшін қолданылатын шараларға, сондай-ақ ұйымдастырылмаған шығарындылар көздерін, мысалы, сусымалы материалдарды сақтаудың ашық алаңдары үшін жабындарды пайдалану арқылы ұйымдастырылған көздерге ауыстыруды жатқызуға болады.

Осы технологиялық объект шығарындыларының зиянды қоспаларын ұстау мен бейтараптандырудың ең үлкен әсерін қамтамасыз ететін арнайы тазарту қондырғыларының құрылғысы ерекше мәнге ие болады.

1.5.9. Қоршаған ортаны қорғаудың кешенді тәсілін жүргізу

Қоршаған ортаны қорғаудың кешенді тәсілі кәсіпорындардың өндірістік қызметінің қоршаған орта компоненттеріне теріс әсер ету көздерін (атмосфераға шығарындылар, су ортасына төгінділер және қалдықтардың түзілуі/орналастырылуы) анықтауға, оларды бақылау, сондай-ақ қолданылатын шаралардың экологиялық және экономикалық тиімділігін салыстыра отырып, ең озық қолжетімді техникаларды ендіру және қолдану жолымен олар көрсететін техногендік әсерді азайтуға/болғызбауға бағытталған шаралар жүйесін білдіреді.

Кешенді тәсілді жүзеге асыру үшін кәсіпорындар қоршаған ортаны қорғау мәселелеріне ерекше назар аударуы қажет, олар:

объект тұтынатын немесе өндіретін шикізат пен қосалқы материалдарды, энергияны міндетті есепке алу;

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

табиғи ресурстарды пайдалану нормаларын қысқарту және объектіде шығарындылардың, төгінділердің және қалдықтардың түзілу көлемін азайту жөніндегі ең үздік қолжетімді техникаларды ендіру бойынша қолданылатын технологиялық шешімдер мен өзге де әдістерді әзірлеу;

табиғи ресурстарды, энергияны ұтымды пайдалану және қоршаған ортаны қорғау жөніндегі тиімді іс-шараларды әзірлеу;

кәсіпорынның экологиялық саясатын декларациялау;

экологиялық менеджмент жүйесінде өндірісті сертификаттауды дайындау және жүргізу;

өндірістік экологиялық бақылауды және қоршаған орта компоненттерінің мониторингін орындау;

қоршаған ортаны қорғау саласындағы мемлекеттік уәкілетті органнан кешенді табиғат пайдалануға рұқсат алу;

қоршаған ортаны қорғау туралы заңнама талаптарының орындалуын және сақталуын бақылауды жүзеге асыру және басқалары.

Бұл ретте мыналарды ескерген жөн:

әртүрлі ластағыш заттар үшін шығарындыларды азайту әдістерінің өзара әсері;

өзара экологиялық аспектілерге және энергия мен шикізат ресурстарын, экономиканы пайдалануға, сондай-ақ олардың арасындағы оңтайлы теңгерімді табуға қатысты шығарындыларды/төгінділерді/қалдықтарды азайтудың пайдаланылатын әдістері тиімділігінің тәуелділігі.

Осылайша, экологиялық-экономикалық тұрғыдан жоғары нәтижелерге қол жеткізу үшін шығарындыларды, зиянды заттардан төгінділерді тазарту процесін тұтып алынған заттарды кәдеге жарату процесімен біріктіру қажет. "Таза күйінде" ластағыш шығарындыларды тазартудың тиімділігі аз, өйткені оның көмегімен қоршаған ортаға зиянды заттардың түсуін толығымен тоқтату әрдайым мүмкін бола бермейді, өйткені қоршаған ортаның бір компонентінің ластану деңгейінің төмендеуі екіншісінің ластануының жоғарылауына әкелуі мүмкін. Мысалы, газды тазартқан кезде дымқыл сүзгілерді орнату ауаның ластануын азайтады, бірақ судың одан да көп ластануына әкеледі. Тазарту қондырғыларын пайдалану, тіпті ең тиімдісі де, қоршаған ортаның ластану деңгейін күрт төмендетеді, бірақ бұл мәселені толығымен шешпейді, өйткені бұл қондырғылардың жұмыс істеу процесінде қалдықтар аз мөлшерде болса да, әдетте зиянды заттардың жоғары концентрациясымен шығарылады. Тіпті тазарту қондырғыларының көпшілігінің жұмысы айтарлықтай энергия шығындарын талап етеді, бұл өз кезегінде қоршаған ортаға да қауіпті.

Осылайша, ластанудың себептерін жоюдың өзі бастапқы шикізатты жан-жақты пайдалануға және қоршаған орта үшін зиянды заттарды барынша кәдеге жаратуға мүмкіндік беретін қалдығы аз және перспективада қалдықсыз өндіріс технологияларын ендіруді 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) мен ЕҚТ бойынша "Мырыш және кадмий өндірісі" анықтамалығын әзірлеу мәселелері жөніндегі техникалық жұмыс тобы Қағидалардың ережелеріне сәйкес ұйымдастырды.

Осы рәсім шеңберінде халықаралық практика ескерілді және оның ішінде Еуропалық Одақтың "Түсті металдарды өндіруге арналған ЕҚТ бойынша анықтамалық құжат" деп аталатын анықтама құжатына (Best Available Techniques (BAT) Reference Document for the Non-Ferrous Metals Industries), "EU Reference Document on Economics and Cross-Media Effects" Еуропалық Одақтың экономикалық аспектілері және қоршаған ортаның әртүрлі компоненттеріне әсер ету мәселелері жөніндегі 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 рұқсаттарды алу шарттарын орындау үшін ЕҚТ анықтау және экологиялық тиімділік деңгейлерін белгілеу жөніндегі нұсқаулыққа негізделген ЕҚТ анықтау тәсілдері ескерілді.

2.1. Детерминация, ЕҚТ таңдау қағидаттары

Ең үздік қолжетімді техникаларды айқындау Экология кодексінің талаптарына сәйкес қағидаттар мен өлшемшарттарға, сондай-ақ техникалық жұмыс топтары әрекетінің дәйектілігін сақтауға негізделеді:

1. Эмиссиялардың маркерлік ластағыш заттарын ескере отырып, сала үшін негізгі экологиялық мәселелерді анықтау.

Мырыш пен кадмий өндірудің әрбір технологиялық процесі үшін маркерлік заттардың тізбесі айқындалған (неғұрлым егжей-тегжейлі ақпарат осы ЕҚТ бойынша анықтамалықтың 6-бөлімінде келтірілген).

Маркерлік заттардың тізбесін айқындау әдісі негізінен осы ЕҚТ бойынша анықтамалықты қолдану саласына жататын кәсіпорындарда жүргізілген КТА барысында алынған жобалық, технологиялық құжаттаманы және мәліметтерді зерделеуге негізделді.

Негізгі ластау көздерінің эмиссияларында болатын ластағыш заттардың тізбесінен әрбір технологиялық процесс үшін жеке-жеке маркерлік заттардың тізбесі олардың мынадай сипаттамаларға сәйкес келуі шартымен айқындалды:

зат қарастырылып отырған технологиялық процеске тән (жобалық және технологиялық құжаттамада негізделген заттар);

зат қоршаған ортаға және (немесе) халық денсаулығына елеулі әсерін тигізеді, оның ішінде уыттылығы жоғары, канцерогендік, мутагендік, тератогендік қасиеттері дәлелденген, кумулятивтік әсері бар, сондай-ақ тұрақты органикалық ластағыш заттарға жататын заттар.

2. Саланың экологиялық мәселелерін кешенді шешуге бағытталған кандидат-техникаларды анықтау және сипаттау.

Кандидат-техникалардың тізбесін қалыптастырған кезде Қазақстан Республикасында бар (КТА нәтижесінде анықталған) және ЕҚТ саласындағы халықаралық құжаттардағы ЕҚТ бойынша осы анықтамалықты қолдану саласындағы экологиялық проблемаларды кешенді шешуге бағытталған технологиялар, тәсілдер, әдістер, процестер, практикалар, тәсілдер мен шешімдер қаралды, соның нәтижесінде 5-бөлімде ұсынылған кандидат-техникалардың тізбесі анықталды.

Әрбір кандидат-техника үшін кандидат-техниканың техникалық қолданылуына қатысты технологиялық сипаттама мен пікірлер, кандидат-техниканы Ендірудің экологиялық көрсеткіштері мен әлеуетті пайдасы, экономикалық көрсеткіштер, әлеуетті кросс-медиа (ортааралық) әсерлер мен триггерлер келтірілген.

3. Кандидат-техникаларды техникалық қолдану, экологиялық нәтижелілік және экономикалық тиімділік көрсеткіштеріне сәйкес талдау және салыстыру.

ЕҚТ ретінде қарастырылатын кандидат-техникаларға қатысты бағалау мына ретпен жүргізілді:

1. Кандидат-техниканы технологиялық қолдану параметрлері бойынша бағалау.

2. Кандидат-техниканы экологиялық нәтижелілік параметрлері бойынша бағалау.

Мынадай көрсеткіштерге қатысты сандық мәнде (өлшем бірлігі немесе қысқарту/ұлғайту %-ы) көрсетілген кандидат-техниканы ендіруден болатын экологиялық тиімділікке талдау жүргізілді:

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

су тұтыну: жалпы су тұтынуды азайту;

сарқынды сулар: төгінділерді болғызбау және (немесе) азайту;

топырақ, жер қойнауы, жерасты сулары: табиғи ортаның компоненттеріне әсерін болғызбау және (немесе) азайту;

қалдықтар: өндірістік қалдықтардың түзілуін/жинақталуын болғызбау және (немесе) азайту және (немесе) оларды қайта пайдалану, қалдықтарды қалпына келтіру және қалдықтарды энергетикалық кәдеге жарату;

шикізат тұтыну: тұтыну деңгейін қысқарту, баламалы материалдармен және (немесе) өндіріс пен тұтыну қалдықтарымен алмастыру;

энергия тұтыну: энергетикалық және отын ресурстарын тұтыну деңгейін қысқарту; энергияның баламалы көздерін пайдалану; заттарды регенерациялау және рециклинг және жылуды рекуперациялау мүмкіндігі; өз мұқтаждарына электр және жылу энергиясын тұтынуды қысқарту;

шу, діріл, электромагниттік және жылу әсерлері: физикалық әсердің төмендеуі.

Сондай-ақ кросс-медиа әсерлерінің бар-жоғы ескерілді.

Кандидат-техниканың жоғарыда аталған көрсеткіштердің әрқайсысына сәйкестігі немесе сәйкес келмеуі КТА нәтижесінде алынған мәліметтерге негізделді.

3. Кандидат-техниканы экономикалық тиімділік параметрлері бойынша бағалау.

Кандидат-техниканың экономикалық тиімділігін бағалау міндетті емес, алайда ТЖТ мүшелерінің көпшілігінің шешімі бойынша ЕҚТ-ны экономикалық бағалауды ТЖТ мүшелері – өнеркәсіп орындарының өкілдері тұрақты жұмыс істеп тұрған өнеркәсіптік қондырғыларда/зауыттарда қолданылатын және жұмыс істейтін кейбір техникаларға қатысты жүргізді.

Өнеркәсіптік ендіру фактісі КТА нәтижесінде анықталған мәліметтерді талдау нәтижесінде анықталды.

4. ЕҚТ-ны қолдануға байланысты технологиялық көрсеткіштерді анықтау.

ЕҚТ қолдануға байланысты эмиссиялар деңгейлері мен өзге де технологиялық көрсеткіштерді айқындау көп жағдайларда теріс антропогендік әсерді төмендетуді және өндірістік процестің соңғы сатысында ластануды бақылауды қамтамасыз ететін техникаларға қатысты қолданылды.

Осылайша, ЕҚТ қолдануға байланысты технологиялық көрсеткіштер ұлттық салалық "бенчмарк" деңгейін ескере отырып анықталды, бұл жүргізілген КТА құжаттарымен расталған.

2.2. Техникаларды ЕҚТ-ға жатқызу өлшемшарттары

Экология кодексінің 113-бабының 3-тармағына сәйкес ең үздік қолжетімді техникалар мынадай өлшемшарттар үйлесімі негізінде айқындалады:

1) аз қалдықты технологияны пайдалану;

2) қауіптілігі неғұрлым аз заттарды пайдалану;

3) технологиялық процесте түзілетін және пайдаланылатын заттардың, сондай-ақ қалдықтардың қолданылуға келетіндей шамада қалпына келтірілуі мен рециклингіне ықпал ету;

4) өнеркәсіптік деңгейде табысты сыналған процестердің, құрылғылардың және операциялық әдістердің салыстырмалы болуы;

5) ғылыми білімдегі технологиялық серпілістер мен өзгерістер;

6) қоршаған ортаға тиісті эмиссиялардың табиғаты, ықпалы мен көлемі;

7) жаңа және жұмыс істеп тұрған объектілер үшін пайдалануға берілу күні;

8) ең үздік қолжетімді техниканы ендіруге қажетті мерзімдердің ұзақтығы;

9) процестерде пайдаланылатын шикізат пен ресурстардың (суды қоса алғанда) тұтынылу деңгейі мен қасиеттері және энергия тиімділігі;

10) қоршаған ортаға эмиссиялардың жағымсыз әсері мен қоршаған орта үшін тәуекелдерді болғызбау немесе олардың жалпы деңгейін барынша қысқарту қажеттігі;

11) аварияларды болғызбау және қоршаған ортаға жағымсыз салдарларды барынша азайту қажеттігі;

12) халықаралық ұйымдар жариялаған ақпарат;

13) Қазақстан Республикасында немесе одан тыс жерлерде екі және одан да көп объектілерде өнеркәсіптік ендіру.

2.3. ЕҚТ-ны қолданудың экономикалық аспектілері

Әлемдік практикада жалпы қабылданған ЕҚТ айқындау тәсілдеріне сәйкес табиғат қорғау іс-шараларының экономикалық тиімділігі мынадай әртүрлі әдістемелерді пайдалана отырып бағалануы мүмкін: таза келтірілген құн бойынша; компанияның бірқатар негізгі көрсеткіштеріне қатысты шығындар: айналым, операциялық пайда, қосылған құн; өнімнің өзіндік құнына әсері бойынша; жылдық шығындардың экологиялық нәтижеге арақатынасы ретінде және т.б. Әдістемелердің әрқайсысы кәсіпорынның қаржы-экономикалық қызметінің қандай да бір аспектілеріне қоршаған ортаны қорғау жөніндегі іс-шараларды іске асыру нәтижесін көрсетеді және ЕҚТ бойынша шешім қабылдаудың қосымша көзі бола алады.

Осы ЕҚТ анықтамалығы үшін экономикалық тиімділікке бағалау жүргізудің негізгі тәсілі ретінде кәсіпорынның ЕҚТ енгізуге ақша қаражатының жұмсалуын талдау және ластағыш заттардың құрамын төмендету түрінде оны ендіруден қол жеткізілетін экологиялық нәтиже анықталды. Осы шамалардың арақатынасы жылдық есептеудегі қысқартылатын ластағыш заттың массасы/көлемінің бірлігіне салынған қаражаттың тиімділігін айқындайды.

Экономикалық тиімділік (шығындар) =	Жылдық шығындар
	Шығарындылардың/төгінділердің жалпы жылдық қысқаруы

Әртүрлі ЕҚТ бойынша есеп-қисап нәтижелерін салыстыру олардың қайсысы ластағыш заттарды бірдей төмендетуге аз қаражат жұмсауға мүмкіндік беретінін, яғни ЕҚТ-ның қайсысы экономикалық тұрғыдан тиімді екенін көрсетеді.

Ластағыш заттардың құрамын төмендету технологияларын ендіру процесі, әсіресе ірі өнеркәсіп орындарында, көбінесе жалпы жаңғырту процесінің немесе өндіріс тиімділігін арттыру бойынша кешенді іс-шаралар жүргізудің құрамдас бөлігі болып табылатын жағдайларда күрделі салымдар мен техникалық қызмет көрсету шығындарын қоса алғанда, ЕҚТ-ға жалпы инвестицияларды анықтау үшін объективті деректер "құбырдың соңындағы" табиғат қорғау іс-шарасына жұмсалатын шығындар туралы деректер болып табылады деп қабылданады. Яғни, кәсіпорынның тек қана қоршаған ортаға ластағыш заттардың эмиссиясын қысқартуға және/немесе болғызбауға бағытталған шығындары.

Мұндай жағдайларда "құбырдың соңындағы" есеп-қисаптарда шығындардың жалпы сомасына негізгі технологияның, қондырғының, жабдықтың және КТА субъектісінің басқа да компоненттерінің құны, дейінгі/кейінгі қосымша және қосалқы тазарту технологияларының, қондырғылардың, жабдықтар мен құрылыстардың құны, сондай-ақ ЕҚТ ажырамас бөлігі болып табылатын және онсыз технологиялық тұрғыдан ЕҚТ қолдану мүмкін болмайтын қажетті шығыс материалдарының, шикізаттар мен реагенттердің құны қосылады. "Құбырдың соңындағы" шығындардың есеп-қисабы белгісіздік факторын жоққа шығаруға және салыстырмалы көрсеткіштер бойынша балама ЕҚТ үшін кәсіпорын шығындарының көлемін есептеуге мүмкіндік береді.

Ендіру ұсынылатын техниканы/қондырғыны/жабдықты ЕҚТ-ға жатқызу мәселесі бойынша айтарлықтай келіспеушіліктер болған жағдайда ғана кандидат-техниканың экономикалық тиімділігіне бағалау жүргізу ұсынылатынын түсіну керек. Сонда экономикалық тиімділікті егжей-тегжейлі талдау бағалаудың шешуші бөлігі ретінде қарастырылады. Бұдан басқа, егер оны өнеркәсіпте табысты пайдалану нәтижелерінің нақты дәлелдері/мысалдары болса, ЕҚТ экономикалық тұрғыдан қолайлы деп танылуы мүмкін. Экономикалық тиімділікті есептеу мысалдары ЕҚТ бойынша анықтамалыққа қосымшада келтірілген.

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

ЕҚТ бойынша анықтамалықтың осы бөлімінде мырыш пен кадмий өндірісінде қолданылатын негізгі технологиялық процестер мен әдістердің, сондай-ақ олардың комбинацияларының сипаттамасы берілген.

3.1. Жалпы басқару процестері

3.1.1. Менеджмент жүйесі

Табиғат қорғау қызметінің жоғары нәтижелілігіне қол жеткізу үшін тиімді менеджменттің маңызы зор. Бұл – ЕҚТ-ның маңызды компоненті.

Жоғары нәтижелілікке қол жеткізу компаниядағы менеджменттің барлық деңгейлерінде: басқармадан немесе компания саясатын айқындайтын өзге органнан бастап объектілер, учаскелер басшыларына және тікелей операторларға дейінгі экологиялық менеджмент қағидаттарын ұстануды талап етеді. Жүйе мақсаттар мен міндеттерді айқындауға және тиісті нұсқаулықтарды, сондай-ақ қызметтің нәтижелері туралы ақпаратты орындаушыларға жеткізуді қамтамасыз етуге тиіс.

3.1.2. Жобалау және техникалық қызмет көрсету

Дұрыс жобалау және техникалық қызмет көрсету бүкіл қоршаған ортаны қорғаудың жоғары деңгейіне қол жеткізудің кілті болып табылады әрі қолданыстағы қондырғылардың және кез келген жаңа немесе айтарлықтай өзгертілген процестің атмосфераны, суды және жерді қорғауға әсерін анықтауға көмектеседі. Қауіпсіздік пен қоршаған ортаны қорғау үшін маңызды қосалқы бөлшектердің жеткілікті мөлшерін сақтаған жөн, сондықтан төтенше шығарындылар мен олардың әсерін азайту керек. Бірқатар компаниялар жобалауға және техникалық қызмет көрсетуге маманданған. Тиісті жобалау және техникалық қызмет көрсету рәсімдері келесі кезеңдерді қамтиды:

1) жаңа немесе айтарлықтай өзгерген процестен немесе шикізаттан экологиялық салдарларды (шуды қоса алғанда) жобаның ең ерте сатыларында қарау және кейіннен оларды біркелкі уақыт аралықтарында қарауды жалғастыру. Құрылымдық ақаулардың түрлері мен салдарын талдау және технологиялық ақаулардың түрлері мен салдарын талдау сияқты ресми әдістер қауіпті сенімді және тиімді бақылауды қамтамасыз ету үшін пайдалы болуы мүмкін;

2) барлық сатылардағы ұйымдастырылмаған әлеуетті шығарындыларды қарау;

3) профилактикалық жөндеу бағдарламасын пайдалану және тіркеу. Қажет болған жағдайда бұл диагностикалық сынақтармен бірге жүргізілуге тиіс;

4) қауіпсіздік және қоршаған ортаны қорғау тұрғысынан маңызы бар жабдық үшін қосалқы бөлшектердің қорын сақтау [9];

5) жергілікті сору жүйелерін үнемі тексеру және ақауларды немесе зақымдануларды дереу түзету;

6) барлық персоналды қырағылық таныту, мысалы, тозаң қабылдау шатырлары мен желдету құбырлары зақымдалған немесе қондырғы істен шыққан жағдайда қырағылық таныту арқылы өздері атқаруы ықтимал рөлі туралы хабардар ету. Персоналдың қызығушылығын ынталандыру және олардың хабарларға ден қоюын көтермелеу үшін тиісті рәсімдерді пайдаланған жөн;

7) өзгерістерді санкциялауға ішкі рәсімді пайдалану және өзгерістерден кейін процесс іске қосылғанға дейін тексерулер жүргізу.

3.1.3. Оқыту

Оқыту маңызды фактор болып табылады және келесі тармақтар оқу кестесіне енгізілуге тиіс.

1. Персоналдың бәрі технологиялық процестің және оның қызметінің қоршаған ортаға тигізетін салдары туралы хабардар болуға тиіс.

2. Әрбір лауазымға қажетті дағдылар мен біліктілікке қатысты нақты тұжырым болуға тиіс.

3. Технологиялық процеспен жұмыс істеуге тартылған персонал оқытылатын сабақтарда қоршаған ортаға процестің жұмысы тигізетін салдар және аварияға ден қою тәртібі қамтылуға тиіс.

4. Технологиялық процеспен байланысты персоналмен өтетін оқудың жазбасы жаңа материалды үздіксіз енгізе отырып, толық оқытуды қамтамасыз ету үшін өте пайдалы болуы мүмкін.

5. Қоршаған ортаны қорғау мәселелерін және қондырғыға әсер етуі ықтимал салдарды оқыту қоршаған ортаны қорғау көрсеткіштеріне әсер етуі ықтимал даулардың алдын алу үшін де тиімді болуы мүмкін. Мысалы, қаржы жұмыскерлері мен өткізу тобы экологиялық көрсеткіштерге айтарлықтай әсер етуі мүмкін. Толық есепке алу шаралары шикізаттың артық пайдаланылуын анықтай алады және процесс сатылары үшін электр энергиясы мен қалдықтарды кәдеге жаратуға жұмсалатын нақты шығындарды анықтай алады; жоспарланбаған жеткізілім мен сату өндірістің төмендеуіне және авариялардың туындауына әкелуі мүмкін.

3.2. Шикізатты басқару процестері

3.2.1. Шикізатты алдын ала өңдеу, дайындау және тасымалдау

Кен, концентраттар және қайталама шикізат көбінесе өндіріске оларды негізгі процесте тікелей пайдалану мүмкін болмайтын нысанда түседі. Сапаны және қауіпсіздікті бақылау тұрғысынан оларды кептіру/еріту, радиациялық және пиробақылау қажет болуы мүмкін. Химиялық процестерді күшейту немесе тотығуды азайту үшін материал фракцияларының мөлшерін үлкейту немесе кішірейту қажет болуы мүмкін. Металлургиялық процестерді қамтамасыз ету үшін көмір, кокс, флюс және (немесе) басқа да қож түзетін материалдар сияқты арнайы қоспалар қосылуы мүмкін. Негізгі металды алу процесін оңтайландыру және қоспаларды бөлу үшін флюс қосылады. Шығарындыларды тазарту проблемаларын болғызбау және балқыту жылдамдығын арттыру үшін қорғаныш жабындарын алып тастау қажет болуы мүмкін.

Еріту, кептіру, ұсақтау, ұнтақтау, елеу, шихта дайындау, брикеттеу, түйіршіктеу, домалату, жабындарды кетіру және майдан арылту әдістері бастапқы шикізатты алдын ала өңдеуге және дайындауға жатады.

3.2.2. Еріту

Еріту қатып қалған материалдарды кейіннен өңдеу мақсатында жүргізіледі. Мұны, мысалы, қыс мезгілінде кенді, концентраттарды немесе қатты қазба отынды (ең алдымен көмірді) теміржол құрамынан түсірген кезде жүргізу қажет болады.

3.2.3. Кептіру

Кептіру процестері негізгі технологиялық процестердің талап етілетін сипаттамаларына сәйкес келетін бастапқы материалдардың сапасын қамтамасыз ету үшін қолданылады. Кептіру әдістерін таңдағанда әртүрлі кептіру әдістерінде қолданылатын энергия көздерінің экономикалық аспектілерін, қолжетімділігін, сенімділігі мен ерекшеліктерін ескеру қажет, мысалы, айналмалы кептіргіштер, бу және басқа жанама кептіру қондырғылары.

Шихтада артық ылғалдың болуы бірнеше себептерге байланысты қошталмауы ықтимал:

ыстық пеште көп мөлшерде будың пайда болуы (жарылу) апатқа әкелуі мүмкін;

су жылу энергиясына ауыспалы қажеттілік тудыруы мүмкін, бұл процестің басқарылуын бұзады және автотермиялық процесті баяулатуы мүмкін;

төмен температурада бөлек кептіру энергия қажеттігін азайтады. Бұл балқыту пешіндегі будың қызып кетуіне қажетті энергияны тұтынудың төмендеуіне байланысты, ол көлемді едәуір арттырады және пештен газдарды эвакуациялауда және оларды одан әрі жоюда қиындық тудырады;

қондырғы мен құбыржолдардың химиялық коррозиясы пайда болуы мүмкін;

жоғары температурадағы су буы көміртекпен әрекеттесіп, H₂ және CO немесе көмір қышқылын түзуі мүмкін;

будың көп мөлшері ұйымдастырылмаған шығарындыларға әкелуі мүмкін, өйткені технологиялық газдардың мөлшері тым көп болуы мүмкін және газ тұтып қалу және газ тазарту 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 процестерден, мысалы, анодты пештерден бөлінетін жылу да шикізатты кептіру үшін жағылуы мүмкін құрамында CO бар шығатын газдар сияқты кептіру мақсатында жиі пайдаланылады. Псевдосұйытылған қабаты бар айналмалы пештер мен кептіргіштер қолданылады. Кептірілген материалда, әдетте, тозаң өте көп, сондықтан құрамында тозаңы өте көп газдарды тұтып қалу және тазарту үшін арнайы жүйелер қолданылады. Жиналған тозаң технологиялық процеске қайтарылады. Кептірілген кендер мен концентраттар пирофорлы болуы мүмкін, бұл шығарындыларды жинау және тазарту жүйесін жобалау кезінде ескеріледі. Кептіру қондырғысының пайдаланылған газдарында SO₂ болуы мүмкін, сондықтан оларды күкірт қосылыстарынан тазарту қажеттігі туындайды.

3.2.4. Уату, ұсақтау және елеу

Уату, ұсақтау және елеу өнімдерді немесе шикізатты одан әрі қайта өңдеу мақсатында олардың бөлшектерінің көлемін кішірейту үшін қолданылады. Уату қондырғыларының әрқилы түрлері қолданылады, мысалы, білікті, жақтаулы, балғалы уатқыштар және тарту денелерінің әрқилы түрі бар диірмендер. Ылғалды немесе құрғақ материалдар ұсақталып, қажет болған жағдайда араластырылады. Белгілі бір жабдықты таңдау өңделген бастапқы материалдардың қасиеттерімен анықталады. Тозаң шығарындыларының негізгі әлеуетті көзі құрғақ ұнтақтау болып табылады, сондықтан мұнда тозаң жинау жүйелері әрдайым пайдаланылады, олардан жиналған тозаң әдетте қайта өңделеді. Дымқыл материалдарды ұсақтау тозаңның пайда болуы үлкен проблемалар тудыруы мүмкін және ұнтақтаудан кейін тікелей ылғалды өңдеу сатысы жүргізілетін жағдайларда орындалады.

Түйіршіктеу, атап айтқанда, өндіріс қалдықтары мен ұсақ қож бөлшектерін қалыптастыру үшін қолданылады, оларды құм төсеу кезінде қолдануға болады, қыста автожолдарға көктайғаққа қарсы төсем төсеу кезінде қолданылады. Балқытылған қож су ваннасына жіберіледі немесе су ағыны арқылы өтеді. Түйіршіктеу металл өнімдерін өндіруде де қолданылады. Түйіршіктеу процесінде ұсақ дисперсті тозаңдар мен аэрозольдер пайда болуы мүмкін, олардың шығарындылары жиналып, технологиялық циклге қайтарылады.

Түрлі түсті металдардың қайталама көзі – пластик пен басқа материалдарды металл компоненттерінен бөлуге арналған пайдаланылған электронды құрылғылар, сондықтан бөлшектеу кезеңі де туындайды.

Бөлшектеу процесі үшін жонғыштың әрқилы түрлері қолданылады. Көпіршелер жонғыштың көмегімен тозаңға айналдырып тартылады, ол интергацияланған шаңсорғышпен тазартылады. Технологияның бірқатар маңызды артықшылықтары бар: жоғары өңдеу жылдамдығы, жоғары дәлдік, электронды құрылғыларға әсер ететін ең төмен күш, кез келген сызықты емес схемаларды өңдеу мүмкіндігі, өңделген жиектердің тамаша сапасы.

Мысалы, никель-кадмий батареялары пластикалық қабықты алып тастау үшін, сондай-ақ батареяларды ашу үшін төмен температурада пиролиз процедурасынан өтеді. Бұл ретте газдар жағып бітіргіш жанарғыда тазартылады, содан кейін қапшық сүзгілерге түседі. Кадмий мен никель электродтардан, ал болат корпус материалдан ажыратылады.

3.2.5. Шихтаны дайындау

Шихтаны дайындау негізгі технологиялық процесте қайта өңдеу үшін қоспаның (шихтаның) берілген тұрақты құрамын алу мақсатында әртүрлі сападағы кендерді немесе концентраттарды өздігінен араластыруды және түзілетін қоспалардың құрамына флюстерді немесе қалпына келтіруші агенттерді белгілі пропорцияда енгізуді көздейді. Шихтаны дайындау ұнтақтау сатысында немесе тасымалдау, сақтау және кептіру кезінде меншікті араластыру қондырғыларында жүзеге асырылуы мүмкін. Қоспаның талап етілетін құрамының дәлдігіне шихтаны орташаландыруға арналған қондырғылардың, мөлшерлеу жүйелерінің, конвейерлік таразылардың көмегімен немесе тиеу техникасының көлемдік параметрлерін ескере отырып қол жеткізіледі. Шихта қоспасын дайындау тозаңның қомақты көлемінің түзілуімен байланысты болуы мүмкін, сондықтан тозаңды тұтып қалудың, сүзудің және қайтарудың жоғары дәрежесін қамтамасыз ететін жүйелер қолданылады. Жиналған тозаң, әдетте, технологиялық процеске қайтарылады. Тозаңның түзілуін азайту үшін кейде дымқыл шихтаны дайындау қолданылады. Мұндай мақсатта жабу және байланыстыру агенттерін де қолдануға болады. Технологиялық процестің сипатына қарай одан әрі өңдеу алдында, мысалы, жентектеу алдында брикеттеу/түйіршіктеу қажет болуы мүмкін.

Зауытқа келіп түсетін мырыш концентраттары мен басқа да материалдарды сақтауға арналған қоймалар ашық болуы да немесе жабық болуы да мүмкін. Жабық қоймалардағы материалдардың ысырабы аз болады, сондықтан оларды салу шығындары тез өтеледі.

Әдетте мырыш зауыттарында концентранттарды сақтау үшін ені 24-30 м және орталық теміржол түсіру эстакадасы бар бір қабатты тікбұрышты қоймалар кеңінен қолданылады. Қойма ұзындығы 18 м бөліктерге бөлінген, әр бөлік белгілі бір материалды сақтауға арналған және сыйымдылығы – 950-1300 м³. Бөліктердің жылытылатын түбі қатып қалған концентраттарды қыздыруға мүмкіндік береді.

Қоймалар контейнерлерде концентратты ерітуге және босатылған контейнерлерді жууға арналған құрылғылармен және жөнелтуге дайындалған бос ыдысты төсеуге арналған орындармен де жабдықталған.

Концентраттары бар контейнерлерді түсіру, оларды тасу және бос ыдысты теміржол платформаларына тиеу жөніндегі операциялар көпірлі кранның көмегімен орындалады.

Концентраттар қатарларға жиналады және қоймадан грейферлік крандармен беріледі. Кран концентратты шағын қабылдау бункеріне береді, одан таспалы қоректендіргіштің көмегімен концентрат көлбеу таспалы транспортерге түседі және шихта дайындауға жіберіледі.

Қойма үй-жайларының сыйымдылығы зауыт жұмысының 10-30 тәулікке арналған шикізаты мен басқа да материалдар қоры сақталатындай көлемде болуға тиіс.

Бұл мырыш зауытына орташаландырылған шикізатпен жұмыс істеуге мүмкіндік береді.

3.2.6. Брикеттеу, түйіршіктеу, илемдеу және ықшамдаудың басқа да әдістері

Ұсақ дисперсті концентраттарды, тозаңды және басқа да қайталама материалдарды өңдеу үшін сымды немесе ұсақ өлшемді сынықтарды престеу, брикеттер жасау, жентектеу, түйіршіктеуді қамтитын ықшамдау мен ірілетудің әртүрлі әдістері пайдаланылады.

Байланыстырушы затты немесе суды қосқан соң қоспа тікбұрышты брикеттер алу үшін преске немесе түйіршіктерді (жентектерді) алу үшін айналмалы барабанға, дискіге немесе араластырғыш қондырғыға беріледі. Байланыстырушы материал қасиеті – брикеттер, бір жағынан, тығыз болатындай және пешке салған кезде бөлшектеліп кетпейтіндей, екінші жағынан, оңай өңделетіндей (жақсы газ өткізгіштігі бар) болуға тиіс. Лигносульфонат (целлюлоза және қағаз өнеркәсібінің жанама өнімі), меласса және әк, натрий силикаты, алюминий сульфаты немесе цемент сияқты байланыстырғыштардың әртүрлі түрлері қолданылады. Брикеттердің/түйіршіктердің беріктігін арттыру үшін әртүрлі шайырлар да қосылуы мүмкін. Ұсақтау және елеу сатысында пайдаланылатын пеш сүзгілері мен сүзгілерден сүзілген тозаңның ірі фракциялары брикеттеу алдында басқа материалдармен араластырылуы мүмкін [32].

Сондай-ақ технологиялық процестің келесі сатыларында тозаңдануды азайту үшін тозаң басатын, жабындық және байланыстыратын агенттер пайдаланылуы мүмкін.

Түйіршіктеу – ылғалданған материалдардың ұсақ түйіршіктерін барабандарға немесе тостаған түйіршіктеріне 1-6 мм, кейде 20-30 мм-ге дейін жентектеу арқылы ірілендіру процесі.

Түйіршіктеу немесе брикеттеу кезінде әртүрлі байланыстырғыштар қолданылады, мысалы лигносульфонат (целлюлоза және қағаз өнеркәсібінің жанама өнімі), меласса және әк, натрий силикаты, алюминий сульфаты немесе цемент. Брикеттердің/түйіршіктердің беріктігін арттыру үшін әртүрлі шайырлар да қосылуы мүмкін. Ұсақтау және елеу сатысында пайдаланылатын пеш сүзгілері мен сүзгілерден сүзілген тозаңның ірі фракциялары брикеттеу алдында басқа материалдармен араластырылуы мүмкін.

Пакеттеудің мақсаты – жеңіл салмақты сынықтар мен қалдықтарды тығыздап, белгілі бір массадағы, көлемдегі және тығыздықтағы пакеттер жасау. Тығыз материалды металлургиялық агрегаттарға салу ыңғайлы, оны балқытқанда металл тотықтырудан болатын шығын аз болады, шикізатты тасымалдау шығындары азаяды. Пакеттеуге бөліктерге бөлінген ірі габаритті сынықтар, радиаторлар, кесіктер, шыбықтардың, құбырлардың қалдықтары, кабельді сынықтар, статор орамалары, кесу, штамптау, тұрмыстық сынықтар және т.б. жатады. Алынған пакеттердің тығыздығы пресс күшінің мөлшерімен және престелетін материалдың қалыңдығымен анықталады.

Сығымдау күшіне байланысты гидравликалық пакет престері 2500 кН-ге (Б-132, Б-1330, ПГ-150) дейін престеу күші бар төмен қуатты пресс, орташа қуатты пресс – 2500-5000 кН (Б-1334, ПГ-400, СРА-400), 5000 кН (СРА-1000, СРА-1250) астам жоғары қуатты пресс деп бөлінеді.

3.2.7. Жабындарды кетіру және майдан арылту

Жабындарды кетіру және майдан арылту операциялары, әдетте, кейбір негізгі процестер аясында өңделген материалдардағы органикалық заттардың құрамын азайту үшін қайталама шикізатқа қолданылады. Бұл жағдайда жуу және пиролиз процестері қолданылады. Центрифугалау көмегімен майларды шығарып, жылу жүйелеріне жүктемені азайтуға болады. Органикалық заттардың құрамындағы елеулі өзгерістер кейбір пештерде жану процесінің тиімсіздігіне және құрамында қалдық органикалық қосылыстар бар пеш газдарының көп мөлшерде пайда болуына әкелуі мүмкін. Жабындардың болуы балқыту жылдамдығын едәуір төмендетуі мүмкін. Егер газ тұтып қалу және газ жағу жүйелерінің сенімділігі жеткіліксіз болса, бұл факторлар айтарлықтай түтін, ПХДД/Ф және металл тозаңдарын шығаруы мүмкін. Ұшқын немесе тұтанған бөлшектер пайда болуы мүмкін, бұл газ тазарту жабдықтарына айтарлықтай зиян келтіруі мүмкін. Жалпы пештің ішіндегі ластанған металл сынықтарын алып тастау көптеген жағдайларда жеке пештегі ұсақталған материалдың жабындарын алып тастауға қарағанда тиімсіз, өйткені бірінші жағдайда қож көп пайда болады, алайда кейбір пештер органикалық қоспаларды өңдеуге арналған.

Майдан және кейбір жабындардан арылту арнайы пештерде, мысалы, жоңқа кептіргіштерде жүзеге асырылады. Көп жағдайда майлар мен суды буландыру үшін төмен температурада жұмыс істейтін айналмалы пеш қолданылады. Материалды тікелей және жанама қыздыру қолданылады. Пеште түзілген органикалық өнімдерді жою үшін жоғары температурада (850 °C-тан жоғары) жұмыс істейтін жану камерасы қолданылады, ал пайдаланылған газдар әдетте қапшық сүзгіге жіберіледі.

Сымдарды оқшаулаудан және басқа материалдарды жабындардан арылту үшін көбінесе механикалық тазарту қолданылады. Кейбір жағдайларда криогендік әдістер қолданылады, ол жабынның үгілгішігін қамтамасыз ету арқылы арылтуды жеңілдетеді. Сондай-ақ еріткіштермен (кейде хлорланған) немесе жуғыш заттармен жууға болады. Ең көп тарағандары – кіріктірілген конденсаторлары бар еріткіштерді буландыру жүйелері. Бұл процестер өндірілген өнімді майдан арылту үшін де қолданылады. Мұндай жағдайларда судың ластануын болғызбау үшін су тазарту жүйелері қолданылады.

3.2.8. Сепарациялау әдістері

Бұл процестер шикізатты пайдаланар алдында оны қоспалардан арылту үшін қолданылады. Сепарация әдістері көбінесе қайталама шикізатты өңдеу үшін қолданылады, ал ең көп тарағаны – темір заттарды алып тастауға мүмкіндік беретін магниттік сепарация.

Бұл операцияның мақсаты – сынық пен қалдықтардан ферромагниттік заттар мен темірі көп бөлшектерді бөліп алу.

Түсті металдардың сынықтары мен қалдықтарын өңдеуге арналған электромагниттік сепараторлардың көптеген түрлері бар, олардың конструкциялары мен міндеттері бір-бірінен ерекшеленеді. Электромагниттік сепаратордың түрін таңдағанда материалдың мөлшері, темірдің қажетті мөлшері, өнімділігі ескеріледі. Ферромагниттік қосындыларды бөлу толықтығы шикізат кесектерінің ірілігімен, қабаттың қалыңдығымен және шикізаттың үйілген массасымен, қоқыстанумен, магнит өрісінің кернеулігімен және онда бөлінетін материалдың қозғалу жылдамдығымен анықталады.

Көбінесе түсті металдардың сынықтары мен қалдықтарын өңдеу кезінде ЭПР типті электромагниттік аспалы темір сепараторлары, ШЭ типті электромагниттік шкивтер, электромагниттік сепараторлар қолданылады. Аспалы темір бөлгіштер таспалы конвейерлердің үстіне орнатылады. Электромагниттік шкивтер бір уақытта сұрыптау конвейерінің жетек барабанының функциясын орындайды және материалды түсіру аймағында орналастырылады.

Аспалы сепаратор конвейердің осі бойымен немесе оған көлденең орнатылады. Құрамында темір бар заттар таспаға электромагнитпен тартып алынады және түсіру үшін бүйірге қарай шығарылады. Шикізаттан магнитті фракцияны бөліп алу үздіксіз жүреді. Сепаратор таспасынан заттарды түсіру үздіксіз жүргізілуі мүмкін немесе онда магнитті материалдың жиналуына қарай жүргізіледі. Көлемі 5 мм дейінгі және салмағы 0,08 кг кем ферромагнитті бөлшектер аспалы сепараторлармен алынбайды.

Сепарацияның басқа әдістері механикалық немесе пневматикалық сұрыптағыштармен үйлесімде түрлі-түсті, ультракүлгін, инфрақызыл, рентген, лазерлік және басқа анықтау жүйелерін қолдануды көздейді.

3.2.9. Тасымалдау және тиеу жүйелері

Бұл жүйелер өңдеу кезеңдері арасында шикізатты, жартылай өнімдерді және дайын өнімді беру үшін қолданылады. Шикізат үшін қолданылатын әдістерге ұқсас әдістер қолданылады және олар тозаң шығарындыларының түзілуіне, оларды тұтып алуға және шығаруға байланысты бірдей проблемалармен сипатталады. Негізінен механикалық жүйелер қолданылады, бірақ пневматикалық тасымалдау жүйелері де кең таралған, онда тасымалдаушы ретінде ауа қолданылады және тасымалдаумен қатар шихтаның құрамындағы айырмашылықтарды теңестіре алады.

Алдын ала дайындалған материалдар шикізатқа қарағанда құрғақ болуы мүмкін, сондықтан тозаңның шығарылуын болғызбау үшін жинау мен тазартудың сапалы әдістері қолданылады. Тозаңдататын материалдарды тасымалдауға арналған конвейерлер әдетте жабық болады және мұндай жағдайларда сезімтал аймақтарда, мысалы, бір конвейердің екінші конвейерге тиеу нүктелері, шығарындыларды тұтып алу мен тазартудың тиімді жүйелері орнатылады. Балама ретінде су бүрку қолданылады. Таспа кері жүргенде материалдың таралуын болғызбау үшін конвейерлерде төменгі тазартқыш қырғыштар орнатылады. Пневматикалық жүйелер көбінесе сусымалы материалдарды тасымалдау үшін қолданылады.

Кейбір материалдар бөшкелерде, қаптарда (биг-бегтерде, МКР) немесе басқа қаптамада келіп түседі. Егер материал тозаң шығаратын болса, онда оны қаптамадан түсіру тозаң тұтқыш жүйелерді, мысалы, аспирациясы бар герметикалық құрылғыларды пайдалана отырып, су себу арқылы немесе жабық үй-жайларда жүзеге асырылуға тиіс. Кейбір жағдайларда жағымсыз химиялық реакцияларды жоққа шығару шартымен бұл материалдарды сумен немесе ылғалданған шикізатпен араластырған жөн. Әйтпесе, оларды жабық жүйелерде бөлек өңдеген жөн.

3.3. Бастапқы мырыш өндірісі

3.3.1. Мырыш алудың гидрометаллургиялық әдісі

Гидрометаллургиялық әдіс мырыш сульфидінен (күкіртті мырыш), оксидтен, карбонаттан немесе силикат концентраттарынан мырыш алу үшін, сондай-ақ вельц-оксиді сияқты кейбір қайталама материалдар үшін қолданылады. Әлемдік мырыш өндірісінің шамамен 90 %-ы осы тәсілмен жүргізіледі. Мұндай кәсіпорындарда гидрометаллургиялық әдіс қолданылады: RLE-процесс "күйдіру-шаймалау-электроэкстракция". Бұл 3.1-суретте жеңілдетілген схемасы ұсынылған үздіксіз процесс.

3.1-сурет. Гидрометаллургиялық тәсілдің жеңілдетілген схемасы

Дайын шихтаны мөлшерлегіш-бункер жүйелерінен таспалы таразылардың немесе үздіксіз жұмыс істейтін таразылық қоректендіргіштің көмегімен іріктеу жолымен дайындауға болады. Соңғы араластыру және орташаландыру араластырғыштарда немесе конвейер мен өлшеу жүйелерінде атқарылады. Ұсақ дисперсті материалдар үшін жабық конвейерлер немесе пневматикалық тасымалдау жүйелері пайдаланылады. Концентраттар салыстырмалы түрде біртекті шихта алу үшін араластырылады. Сондықтан, концентраттарды топтарға бөлу және бөлек сақтау үшін сынамаларды іріктеу және күйдіру алдында дайын қоспаны алу үшін талдау әдеттегі тәжірибе болып табылады. Жақсы қайнаған қабатты жасау үшін шихтаны күйдіру немесе агломерациялау алдында дайындаудың арнайы ережелері қолданылады.

Шихтаны дайындағаннан кейін процесс келесі негізгі кезеңдерге бөлінеді:

күйдіру;

өртендіні дайындау;

шаймалау;

тазарту;

электролиз.

Шихтаны дайындау негізгі технологиялық процесте қайта өңдеу үшін қоспаның (шихтаның) берілген тұрақты құрамын алу мақсатында әртүрлі сападағы кендерді немесе концентраттарды өздігінен араластыруды және түзілетін қоспалардың құрамына флюстерді немесе қалпына келтіруші агенттерді белгілі пропорцияда енгізуді көздейді. Шихтаны дайындау ұнтақтау сатысында немесе тасымалдау, сақтау және кептіру кезінде өз араластыру қондырғыларында жүзеге асырылуы мүмкін. Қоспаның талап етілетін құрамының дәлдігіне шихтаны орташаландыруға арналған қондырғылардың, мөлшерлеу жүйелерінің, конвейерлік таразылардың көмегімен немесе тиеу техникасының көлемдік параметрлерін ескере отырып қол жеткізіледі. Шихта қоспасын дайындау айтарлықтай тозаңның түзілуімен байланысты болуы мүмкін, сондықтан тозаңды тұтып қалудың, сүзудің және қайтарудың жоғары дәрежесін қамтамасыз ететін жүйелер қолданылады. Жиналған тозаң, әдетте, технологиялық процеске қайтарылады. Тозаңның түзілуін азайту үшін кейде дымқыл шихтаны дайындау қолданылады. Осы мақсат үшін жабындық және байланыстырушы агенттер де пайдаланылуы мүмкін. Технологиялық процестің сипатына қарай одан әрі өңдеу алдында, мысалы, жентектеу алдында брикеттеу/түйіршіктеу қажет болуы мүмкін.

3.3.1.1. Мырыш концентраттарын КС пештерінде мырыш өртендісін ала отырып күйдіру және өртендіні шаймалауға дайындау

Бұл процестер шикізаттың немесе химиялық құрамның мөлшерін одан әрі өңдеуге жарамды етіп арттыру үшін қолданылады. Агломерация және біріктіру пештің қабаты арқылы газдың біркелкі ағынына қол жеткізуге және тозаңның, газ бен бейорганикалық шығарындылардың пайда болуын азайтуға мүмкіндік береді.

Біріктіру және қатты қыздыру осы мақсаттарда да қолданылады, сонымен қатар олар қоспаның химиялық формасын реттеу немесе кез келген күкіртті түрлендіру үшін, мысалы, магний өндірісінде доломитті доломит әгі етіп қыздыру үшін қолданылады. Кенді біріктірген кезде негізгі байланыстырушы механизмге кенді кенсіз минералдар ери бастайтын температураға дейін жеткізу арқылы қол жеткізіледі, осылайша жеке бөлшектер балқытылған қож торында біріктіріледі. Кейбір жағдайларда бұрынғы бөлшектердің шекараларында жаңа кристалдардың пайда болуы біріктіру процесінде маңызды рөл атқарады. Қақтала жабысқан материал әдетте ұсақталып, жіктеледі, ал ұсақ фракциялар біріктіру процесіне қайтарылады. Кейде қайтарылған материал алынған қақтала жабысқан материалға қарағанда екі-төрт есе үлкен болады. Содан кейін бөлшектер балқытқышқа жіберіледі.

Сульфидті кендерді біріктіру және күйдіру көбінесе жоғары температурада бірге жасалады, бұл жағдайда алынған газдар күкірт диоксидіне бай болады. Күкірттің тотығуы өртеу процесі үшін қажет. Әдетте кен қайтарылған біріктірілген материалмен және флюс қоспаларымен араласады және оны қақталғанға дейін беруге болады. Егер қайталама шикізат сияқты оксидтер болса, әдетте кокс қосылады.

Біріктіру қондырғыларында материалды қыздыру және салқындату аймақтары арқылы тасымалдау үшін қозғалмалы желтартқыш тор, үздіксіз тор немесе болат таспа қолданылады; кейбір қондырғыларда берілісі бар болат паллеталар қолданылады. Газдар қабат арқылы жоғары немесе төмен қарай тартылады (жоғары немесе төмен ағынмен синтездеу). Сондай-ақ жоғары немесе төмен ағым сатыларының тіркесімін қолданатын біріктіру қолданылады, ол газ көлемін және бейорганикалық шығарындыларды азайтуға, сондай-ақ жылуды тиімді қалпына келтіруге қабілетті. Кейде желтартқыш тор арасында жабысқақ материалдың қабаты қолданылады, ал қоспасы болат торды қорғау үшін қолданылады.

Сульфидті кендерді біріктіру экзотермиялық болып табылады, дегенмен табиғи газ басқа материалдарда отын ретінде қолданылады. Ыстық газдар әдетте қабатты немесе жағылатын ауаны алдын ала қыздыру үшін қайта пайдаланылады. Біріктірілген материал қабат немесе су бойынша ауа ағынымен салқындатылады. Осыдан кейін біріктірілген материал біртекті өлшемді жүктеу үшін соңғы материалды алу үшін електен өткізіліп, кейде ұсақталады. Ұсақ материал біріктіру процесіне қайтарылады.

Біріктіру псевдосұйытылған немесе көптабанды пештері бар айналмалы пештерде жасалады және әдетте процесс кезінде көміртек қосылмайды. Сульфидті концентраттарды біріктіру күйдіру сатысының рөлін атқарады.

Мырыш сульфидінің (сфалерит) концентраттары пешке қоректендіргіштер мен шихта лақтыратын таспалардың көмегімен үздіксіз беріледі және мырыш оксиді мен күкірт диоксидін алу үшін қайнаған қабаты бар жабық күйдіру пештерінде күйдіріледі.

Ауа үрлегішпен (немесе оттегімен байытылған ауа) пештің шүмегі (торы) арқылы күйдіру пеші материалының қабатына ауа үрленеді. Ауа қайнаған қабатты қалыптастыру үшін тасымалдаушы орта және негізгі реакция үшін оттегі көзі ретінде қызмет етеді. Сульфидті материалды жағу қосымша отынды қажет етпейді, өйткені бұл экзотермиялық процесс.

2ZnS + 3O₂ → 2ZnO + 2SO₂ DH = −440 кДж/моль.

Реакциядан кейін артық жылудың бір бөлігін қайнаған қабатқа орнатылған және қайта өңдейтін қазандықтың мәжбүрлі айналым жүйесімен байланысты бу шығаратын салқындатқыш элементтер (катушкалар, кессондар және т. б.) сіңіріп алады. Қайнаған қабатқа орнатылған салқындатқыш элементтер 900 °C мен 1000 °C арасындағы температураны сақтайды.

Құрғақ электростатикалық шөгінділерден шыққан жанғыш газ 3.2-суретте көрсетілгендей суармалы мұнаралар немесе скрубберлер мен дымқыл электростатикалық шөгінділер жүйесін қамтитын ылғалды газ тазарту қондырғысына түседі. Газдардағы тозаң мен қоспалардың (мысалы, As, Sb, Se, F, Cl және Hg) мөлшерін азайтуды қамтамасыз ететін ылғалды газ тазарту қондырғысын пайдалану таза күкірт қышқылын алуға кепілдік береді (3.3-суретті қараңыз).

3.2-сурет. Күйдіру пешінен шығатын пайдаланылған газды тазартудың бірінші кезеңі – құрғақ газды тазарту (қажет болған жағдайда орнатылады)

1 ― жуу мұнаралары (скруббер); 2 ― дымқыл электр сүзгілер; 3 ― жылу алмастырғыштар (тоңазытқыштар); 4 ― жинағыштар

3.3-сурет. Суармалы мұнаралар немесе скрубберлер мен газ жүйесін қамтитын қондырғылар

Мұнараларда түзілетін шламдар сүзіледі, жуылады және ішінара (мүмкіндігінше) қайта өңделеді, ал бір бөлігі қауіпті заттарға арналған бақыланатын үйінділерге жіберіледі.

Содан кейін күкірт диоксиді дәстүрлі процесс арқылы күкірт қышқылына айналады. Құрамында H2SO4 бар пайдаланылған газ қышқыл буларының концентрациясын SO3 түрінде азайту үшін бағаналы сүзгілерге немесе скрубберлерге беріледі. Газды тазарту циклінде қолданылатын су тазарту қондырғысында өңделеді.

Ұсталған SO2-ден сұйық SO2 алуға болады.

3.3.1.2. Күйдірілген мырыш өртендісін шаймалау және бейтарап мырыш электролитін ала отырып, ерітіндіні қоспалардан тазарту

Мырыш оксиді (өртенді) пештен, кәдеге жаратушы қазандықтан, циклондардан (қажет болған жағдайда орнатылады) және электр сүзгілерден үздіксіз алынады және айналмалы салқындатқышта немесе сұйытылған қабаттың салқындатқышында салқындатылады. Айналмалы (секциялық) салқындатқышта жылу беру қыздырғыштың сумен салқындатылатын бетімен жанасу арқылы жүзеге асырылады, ал қыздырғыштың сұйық емес қабатының салқындатқышында сұйытылған газбен де, сумен салқындатылатын беттермен де жанастыру арқылы салқындатылады. Айналмалы салқындатқышта салқындатылатын өртенді салқындатқыштың кіріс цилиндріне жүктеу құрылғысы арқылы (мысалы, пластиналық конвейер, бұрандалы конвейер арқылы) түседі. Секциялық салқындатқыш негізінен айналмалы ротордан тұрады, көбінесе тізбекті жетегі бар. Ротордың ұштарында өртендіні жүктеуге және шығаруға арналған қатты қораптар бар. Салқындатқыштың мөлшеріне байланысты ротор өз білігінің ұштарында айналады немесе айналмалы барабандарға тән қозғалмалы берілістерге орнатылады. Ротордың ішкі бөлігі орталық қуыс біліктің айналасында бәліш кесектері түрінде орналастырылған бірнеше салалық камералардан тұрады. Бұл конструкция толығымен суға батырылады. Сектор камераларында конвейер элементтері бар – қалақша, тізбек және т.б., сондай-ақ сұйылтылған қабаттың салқындатқыштарын пайдалану туралы ақпарат бар.

Салқындатқыштан шығатын пайдаланылған газ кәдеге жаратушы қазандыққа немесе аспирациялық жүйеге түседі.

Жанғаннан кейін газбен қапталған ұсақ дисперсті күйдірілген материал қазандықта салқындатылып, тізбекті қырғыш конвейерімен алынады және айналмалы салқындатқыштан немесе псевдосұйылтылған қабаттың салқындатқышынан алынған отпен бірге оны қажетті мөлшерге дейін тартатын шар диірменіне түсіріледі (бөлшектердің шамамен 70 %-ы 50 мкм-ден аз).

Пештің тасымалдау жүйесінен тозаңның шығуын болғызбау үшін барлық жабдық сорғыш желдеткішпен құрылған төмен қысымда жұмыс істейді және тозаңды тұтып қалу үшін әдетте қапшық сүзгі қолданылады.

Шаймалау қондырғысына түсер алдында өртенді бункерге уақытша сақтауға орналастырылады. Бункерден ол пневматикалық немесе гидравликалық тасымалдау жүйелерінің көмегімен шаймалау учаскесіне жіберіледі.

Сондай-ақ КС пешінен шыққан күйдірілген өнімді гидротазартуды пайдалануға болады. Пештен шыққан өртенді жүк түсіретін ағынмен өз салмағының күшімен қозғалып шайғыш науаға келіп түседі, онда қышқылдығы 80 г/дм³ Н₂SO₄дейінгі қойыртпақ беріледі. Циклондардан, электр сүзгілерінен және басқа көздерден шыққан тозаң да осы науаға жіберіледі. Алынған целлюлоза құм фракциясын бөлу және ұнтақтау үшін гидроциклондармен және басқа жабдықтармен жабдықталған жіктеу аймағына түседі.

Өртендіні шаймалау біртіндеп жоғарылайтын концентрациясы бар күкірт қышқылының ерітіндісі қолданылатын бірқатар жүйелі кезеңдерді қамтиды. Бастапқы кезеңдер (күкірт қышқылының сұйық қышқыл ерітіндісімен шаймалау немесе бейтарап шаймалау) төмен қышқылдық пен температурада жүзеге асырылады (әдетте рН мәні 4-тен 4,5-ке дейін және 50 °C температурада). Шаймалау процесі ашық және герметикалық резервуарларды және қысыммен жұмыс істейтін резервуарларды немесе олардың комбинацияларын қолдана отырып, бірқатар реакторларда орындалады (3.4-суретті қараңыз).

Электр доғалы пештердің тозаңын вельцтелгеннен кейін қайталама шикізатты пайдаланған кезде хлоридтерден арылту үшін вельц-оксидті алдын ала жуу қажет. Бұл әдіс негізінен электр доғалы пештен тозаңды вельц пешіне өңдейтін компанияларда қолданылады.

Шаймаланғаннан кейін ерітінді темір тұнбасын алу сатысынан шыққан шаймалау ерітіндісімен толықтырылады. Егер қайталама шихтаның аз ғана мөлшері (<10 % вельц-оксид) қолданылса, қайталама шикізатты күйдіру кезеңінен кейін қосуға болады.

3.4-сурет. Шаймалау процесінің жеңілдетілген схемасы

Өртендінің құрамында мырыш ферриттерінің болуына байланысты және шаймалаудың (бейтарап ерітінді әлсіз қышқыл ерітіндісімен бірге) алғашқы кезеңдерінен кейін шихтадан шаймалайтын сұйықтыққа ауысқан мырыштың үлесі 70 %-дан 95 %-ға дейін құрайды. Cu, Cd, Co және Ni сияқты басқа металдар да ішінара шаймаланады. Сондықтан электролизге кірмес бұрын шаймалайтын сұйықтық тазалаудың бірнеше кезеңінен өтуі керек.

Алынбаған 5 – 30 % мырыш ерімейтін темірмен, қорғасын қосылыстарымен және басқа қоспалармен бірге қалдық шаймалау өнімінде қалады.

Шаймалау процесінде араластыруға арналған ыдыстан басқа (қатты және сұйық фракцияларды бөлу үшін) ыдыстар, қоюландырғыштар/ағартқыштар, ал кейбір жағдайларда сүзгілер мен центрифугалар да қолданылады. Шаймалау өнімдерін және (немесе) түпкілікті кәдеге жаратуға жіберілетін құрамында темір бар қалдық өнімдерді бөлу үшін әдетте вакуумдық немесе мембраналық сүзгілер қолданылады. Мұндай қалдық өнімдерді одан әрі өңдеудің бірнеше нұсқалары бар.

Тікелей шаймалау – сфалерит кендерін күйдіру пешінде алдын ала тотықтырмай шаймалау процесі. Мырыштың шығымдылығы жоғары болуы үшін шаймалау оттегі болған кезде жоғары температурада жүреді. Бұл процесті атмосфералық қысыммен, сондай-ақ автоклавтардағы жоғары қысымның жүзеге асыру нұсқалары бар. Соңғы нұсқа қымбат жабдықты және қатаң қауіпсіздік шараларын қажет етеді, бірақ процесс тезірек жүреді.

Атмосфералық қысым кезінде тікелей шаймалау процесінің дәстүрлі процеске қарағанда мынадай кейбір артықшылықтары бар:

өңдеу мөлшері аз болғанда процесс үнемді болуы мүмкін;

күрделі шығындары аз;

пеш пен күкірт қышқылы қондырғысына қомақты салымды қажет етпей аралық қуатты арттыру үшін қолдануға болады;

төмендетілген пайдалану шығындары;

процесті басқарудың қарапайымдылығы (қышқылдық пен темір құрамының мәндері бақыланады);

темірді кетірудің әртүрлі әдістерін қолдануға мүмкіндік беретін өте икемді процесс;

Zn экстракциясының жоғары деңгейі;

энергияны аз тұтыну: аздап қыздыру қажет немесе ол мүлдем қажет емес;

жарылыс қаупі жоқ;

SO₂ немесе балқытылған күкірт шығарындылары жоқ.

Екінші жағынан, кейбір кемшіліктері де бар:

субсидиялар болмаса, күкірттің өзіндік құны жоғары болады және күйдіру кезінде экзотермиялық реакцияның жылуы кәдеге жаратылмайды;

тиісті шлам қоймаларына орналастыруды қажет ететін қалдық күкірттің қалуы.

Тікелей шаймалау процестері әрқашан дәстүрлі RLE-процесінің ажырамас бөлігі болып табылады және кеннің аз ғана бөлігі ғана тікелей шаймаланады.

Әртүрлі елдердегі кейбір кәсіпорындар концентраттың бір бөлігін тікелей күйдіру сатысынсыз шаймалайды. Атмосфералық қысым кезінде тікелей шаймалау процестері Финляндияның Коккол (1998 жылдан бастап) және Одда қалаларындағы (2004 жылдан бастап) "New Boliden" зауыттарында, сондай-ақ Қытайдың Жужоу қаласында (2010 жылдан бастап) жүзеге асырылады. Қысыммен тікелей шаймалау Оңтүстік Кореяның Оснань қаласындағы "Korea Zinc" зауытында (1994 жылы) енгізілді. Онда шаймалау процесінде темір ерітіндіде қалады, содан кейін жеке сатыда гетит түрінде тұндырылады, ал Коккол мен Оддада темір сульфидтерді шаймалаумен бір уақытта ярозит түрінде тұндырылады. Жужоуда темір гетит түрінде тұндырылады.

Концентрат технологиялық ерітіндімен және қышқылмен бірге электролизден кейін реакторларға беріледі, онда ауа барботажымен шаймалау жүргізіледі. Конверсиядан кейін ерітіндідегі ерітілген темірдің және концентраттан ерітілген темірдің қалдығы ярозит ретінде тұндырылады. Тікелей шаймалаудың және ярозитті бір мезгілде тұндырудың жиынтық реакциясы мынадай формуламен көрсетілуі мүмкін:

3ZnS + 3Fe₂(SO₄)₃ + Na₂SO₄ + 9H₂O + 1,5O₂ =2Na(Fe₃(SO₄)₂(OH)₆) + +3ZnSO₄ + 3H₂SO₄ + 3S.

Күкірт концентраты шламнан флотация жолымен бөлінеді және ярозиттен бөлек сақталады. Мұндай күкірттің құрамында қоспалардың едәуір мөлшері бар және оны көму керек, бұл тікелей шаймалау процесін жергілікті жағдайларға тәуелді етеді. Қолданылатын жабдық мырыш гидрометаллургиясында жиі қолданылатын жабдыққа қарағанда күрделі.

Атмосфералық қысыммен тікелей шаймалауды қолдану арқылы шаймалау процесінің схемасы 3.5-суретте көрсетілген.

3.5-сурет. Зауыттың қуатын арттыру үшін атмосфералық қысыммен тікелей шаймалауды қолдану арқылы шаймалау процесінің схемасы

3.3.1.3. Тауарлық мырыш алынатын ерітіндінің электролизі

Цементтеуден кейін де, экстракциядан кейін де тазартылған ерітінді электролиз цехына түседі, онда мырыш қорғасын анодтары мен алюминий катодтарын қолдана отырып электр-химиялық экстракция арқылы алынады. Мырыш катодтарға тұндырылып, содан кейін қайта балқытуға түседі, ал анодтарда оттегі түзіледі. Мырыштың электролизі барысында күкірт қышқылы бөлінеді. Электролиз процесі барысында күкірт қышқылы аэрозолінің шығарындылары пайда болады, оларды азайту үшін әртүрлі жабындар, сондай-ақ көбік түзетін реагенттер қолданылуы мүмкін. Электролиз цехынан желдету жүйесіне кіретін ауаны күкірт қышқылының аэрозолінен тазартуға болады, одан кейін қышқыл конденсацияланады. Электролиз кезінде пайда болған жылу салқындату цикліне жіберіледі, ол процестің су балансын оңтайландыруға арналған, бірақ сонымен бірге күкірт қышқылының аэрозолін шығарудың қосымша көзі бола алады.

Алынған мырыш алюминий катодтарына тұндырылып, әдетте күніне бір рет орындалатын катодтарды сыдыру арқылы алынады. Балқыту үшін төмен жиілікті индукциялық пештер қолданылады. Алынған мырыштың кішкене бөлігі тазарту сатысында қолданылатын мырыш ұнтағына немесе тозаңға айналады. Ұнтақ ауа, су арқылы балқытылған мырыш ағынына әсер ету арқылы немесе оны центрифугалық бүрку арқылы, сондай-ақ инертті атмосферада мырыш буының конденсациясы арқылы алынады.

3.3.2. Мырыштың пирометаллургиялық өндірісі

Пирометаллургиялық схема бойынша қазіргі уақытта шамамен 10 % мырыш алынады (Қазақстан Республикасының кәсіпорындарында қазіргі уақытта бұл тәсіл қолданылмайды). Ондағы сатылардың аздығына және гидрометаллургиялық операциялар үшін зиянды қоспалар құрамы жоғары төмен сұрыпты мырыш шикізатын өңдеу мүмкіндігіне қарамастан (темір, күшән, сүрме және кремний), бұл технология коксты көп тұтыну (агломерат массасының 25 %-ына дейін), электр пештерін пайдалану кезінде электр энергиясының көп шығыны (3000 кВт/т мырыш), шикізатты пайдаланудың төмен кешенділігі және рафинациялауды қажет ететін төмен маркалы мырыш алу салдарынан кеңінен қолданылған жоқ.

3.6-сурет. Мырыш концентратын тотықтырып күйдіру арқылы өңдеудің негізгі схемасы

3.3.2.1. Дистилляциялау алдында мырыш концентраттарын күйдіру

Гидрометаллургия технологиясындағы алғашқы операция мырыш концентраттарын күйдіру болып табылады, ол дистилляцияға дейін күйдіруде келесі мақсаттар көзделеді:

мырыш концентраттарынан күкіртті толығымен алып тастауға, мырыш пен басқа металдарды оксидтерге ауыстыруға болады;

концентраттан қорғасын, кадмий, күшән, сүрменің ұшпа қосындыларын және кейбір шашыранды элементтерді алдын ала айдау;

кеуек құрылымды кесектер ала отырып, шихтаның ұсақ материалдарын кесектендіру;

күкірт қышқылын өндіруге жарамды SO₂ бойынша концентрацияланған газдарды алу.

Мырыш пештен қандай дистилляция әдісімен алынғанына қарамастан, қыздырылған шихтаның кеуектілігі жеткілікті болуы керек, бұл мырыш оксидінің көміртегі оксидімен жақсы байланысын, сондай-ақ түзілетін мырыш буын еркін жою мүмкіндігін қамтамасыз етеді.

Бұл шарттарды орындауға тотығу-күйдіру барысында қол жеткізіледі. Бұл процесті жүзеге асырудың бірнеше жолы бар:

1) концентратты айналымды агломератпен алдын ала араластырғаннан кейін концентратты агломерациялық машинада жентектеумен тікелей күйдіреді (концентраттың 20 бөлігіне айналымды агломераттың 80 бөлігіне) – Робсон процесі;

2) концентрат 8-10 % күкірт құрамына дейін көп табанды пештерде алдын ала күйдіріледі, содан кейін ол күкіртті жағуға байланысты кокс немесе көмір шихтасы түрінде қоспасыз жентектеледі – Ригг процесі;

3) концентрат көп табанды пештерде тастай қылып күйдіріледі және өртендіге кокс қосып жентектеледі – Болен процесі;

4) концентрат қайнаған қабатты пештерде жағылады және алынған өртенді біріктіріледі.

Көбінесе көп табанды пештерде немесе қайнаушы қабат пештерінде өртендідегі күкірттің құрамы 6-10 % жеткізілгенге дейін ұнтаққа тотықтыра күйдіру және алынған өртендіні агломерациялық машиналарда тотықтыра-біріктіріп күйдіру қолданылады.

Тотықтыра күйдіру барысында КС пештерінде шаймалау алдында мырыш концентраттарын күйдіру реакцияларына ұқсас реакциялар жүреді.

Дистилляция алдында күйдіру кезінде кек түзілуі қауіпті емес, себебі мырыш кегі (nZnO·mFe₂O₃) көміртекпен мырыш металына дейін оңай қалпына келтіріледі.

Қорғасын мен кадмий дистилляция кезінде мырыштың металға тікелей шығуын азайтып, мырыштың сапасын нашарлататындықтан, қорғасын мен кадмийді ұшпа хлоридтерге айналдыру және оларды жағу кезінде шихтадан шығару дәрежесін арттыру үшін кейбір жағдайларда шихтаға хлорлы тұздар енгізіледі.

Бірінші кезеңде күкірттің негізгі мөлшері күкірт қышқылы қондырғысында өңдеу үшін SO₂ (5 – 8 %) бойынша жеткілікті концентрацияланған газдарды алу арқылы алынады, екінші кезеңде агломерациялық жентектеу машиналарында тотықтыра күйдіру өртендісін жентектеу жүргізіледі.

Бұл жағдайда қалған күкірттің жануы және кадмий, германий, индий, галлийді айдау жүргізіледі.

Агломерация кезінде ауаның көп болуына, өндірілген күкірт газдарының жақсы шығарылуына және жоғары технологиялық температураға (1100 – 1200 °C) байланысты металл сульфидтерінің оксидтерге қарқынды тотығуы жүреді, ал агломератта сульфат күкірті жоқ.

Өртендіні біріктіруге салыстырмалы түрде оңай балқитын темір, қорғасын және мырыш силикаттарының түзілуі нәтижесінде қол жеткізіледі. Тұтқырлықты азайту және агломераттағы байланыстырушы компоненттердің үлесін арттыру үшін флюсті пайдалану іс жүзінде мүмкін емес, өйткені бұл айдау жағдайларын нашарлатады.

Агломерация материалға қажетті физикалық қасиеттер береді – кесек, кеуектілік, механикалық беріктік. Алынған агломерат дистилляцияға келіп түседі.

3.3.2.2. Мырышты дистилляциялау

Мырышты дистилляциялау мына физикалық-химиялық процестерді қамтиды: мырыш оксидін металға дейін қалпына келтіру; металл мырышты буландыру (айдау); металл мырыш буларының конденсациясы.

Қалпына келтіргіш ретінде шихтаға кокс енгізіледі. Қатты көміртектің мырыш оксидімен тікелей байланысқа түсуі өте қиын процесс. Өзара әрекеттесу көміртегі тотыққан мырыш қосылыстарымен байланысқан жерлерде ғана пайда болуы мүмкін. Сондықтан мырышты төмендегі реакциялар бойынша қатты көміртегімен қалпына келтіру процесінің маңызы басты мәселе емес.

2ZnO + C ⇄ 2Zn + CO₂

Дистилляция кезінде металл оксидтерін азайтудың негізгі процесі реакцияға сәйкес дамиды:

ZnO + CO ⇄ Zn₍_г₎ + CO₂ – 65 кДж

Мырыш бірден буланып, бу түрінде газ фазасына өтеді, ал пайда болған көміртегі диоксиді СО₂ қатты көміртекті газдандыру реакциясын СО түзілуіне қарай ығыстырады:

C + CO₂ ⇄ 2CO – 172,4 кДж

900-1000 °С жоғары температурада мырышты қалпына келтіру және тікелей газға айналдыру үшін қолайлы жағдайлар жасалады.

Дистилляциялық аппаратта (реторт, пеш) газ фазасы мырыш буымен қанықтырылады. Түзілген бу-газ қоспасы үлкейе келе конденсаторға өтеді де, тез салқындатылады.

Бу-газ қоспасын оның құрамын өзгертпестен салқындату мырыш буы қанығатын белгілі бір температураға дейін мүмкін болады (шық нүктесіне жетеді). Бу-газ қоспасын одан әрі салқындату кезінде мырыш буларының конденсациясы басталады.

Мырыш буы шихта немесе көміртек тозаңдарының сыртқы бетінде конденсацияланады, содан соң газдардан тозаң-пусьера түрінде тұтып алынады.

Шихтада мырыш негізінен ZnO түрінде болады, ол дистилляция кезінде қалпына келтіріліп, айдалады. Мырыштың біршама бөлігі шихтада мырыш кегі түрінде кездеседі. Мырыш кегінің көміртек оксидімен өзара байланысы нәтижесінде мырыш буы мен темір оксиді бөлінеді:

ZnO·Fe₂O₃ + 2CO = Zn₍_г₎ + 2FeO + 2CO₂

Ферриттен мырышты толық шығарып алуға болады. Алайда мырыш ферриті көп болған жағдайда шихта балқуы мүмкін, мұның өзі мырышқалдықта (дистилляциядан қалған қалдық) мырыштың шығынына, реторттың істен шығуына әкелуі мүмкін.

Пирометаллургиялық тәсілмен өндірілетін мырыштың үштен бір бөлігі шахталық пештерде дистилляциялық балқытуға тиесілі ("Империал Смелтинг – процесс"). Процестің ерекшелігі – мырыш пен қорғасын концентраттарын немесе Zn: Pb = 2:1 қатынасындағы қорғасын-мырыш концентратын бірге өңдеу.

Алайда мұндай тәсілмен таза мырыш концентраттарын өңдеу қиындық туғызады, себебі жеткілікті дәрежеде берік әрі ірі агломератты алу – өте қиын міндет. Шихтаның құрамында қорғасынның болуы берік агломерат алу міндетін жеңілдетеді, ал мырышты дистилляциялау кезінде оны ілеспе алу мүмкіндігі бұл процесті шихта-мырыш қоспасына сәтті қолдануға мүмкіндік береді.

Сонымен қатар процестің кемшіліктеріне алынған мырыштың төмен сапасы, коксты көп тұтыну, кокс пен агломераттың сапасына қойылатын қатаң талаптар жатады.

3.3.2.3. Бастапқы мырышты рафинациялау

Бастапқы мырыш негізінен темірді мырыштауға қолданылады. Бірақ дистилляциялық мырыштың көп бөлігі рафинациялаудан өткізіледі. Рафинациялаудың әртүрлі тәсілдері қолданылады: ликвациямен, дистилляциялау, химиялық рафинациялау және ректификациялап рафинациялау.

Ликвациялық рафинациялау балқыманы салқындату кезінде балқытылған мырыштағы металдардың ерігіштігінің өзгеруіне, кейіннен металл қоспаларын бөлек металл фазасына бөлуге және фазаларды тығыздығы бойынша бөлуге негізделген.

Жоғары сапалы таза мырыш алу үшін мырышты қорғасыннан металл натриймен химиялық рафинациялау жүргізіледі. Мырышты мыс, темір және қорғасыннан екі сатылы конденсация арқылы ішінара тазартуға болады.

Қорғасын мен басқа да қоспаларды толығымен жою үшін мырышты қайта айдау немесе редистилляция қолданылуы мүмкін.

Жоғары маркалы таза мырыш алу үшін дәйекті ликвация және ректификация қолданылады. Ректификация 99,996 % таза мырыш, сондай-ақ жеке өнімдерде қорғасын мен кадмий алуға мүмкіндік береді.

Бұл қайта өңдеу салыстырмалы түрде қымбат және ол сирек қолданылады. Мырышты рафинацияланған металл түрінде алу 93-95 % құрайды, оның ішінде жоғары маркалы мырышқа 71 % Zn, ал ликвациялық мырышқа 24 % өтеді.

Дростарға 2,3 % Zn, мырышты қорғасынға 1,0 %, мырышты кадмий қорытпасына 0,8 %, гартмырышқа 0,2 % өтеді. Ысырап 0,7 % құрайды.

3.4. Қайталама мырыш өндірісі

Қайталама немесе қайта өңделген мырыш Ресейде бір жылда тұтынылатын мырыштың 30 %-ын құрайды. Мұндай қайталама мырыштың шамамен 50 %-ы түсті металлургияда өңделеді. Бұл әсіресе жезді мырыштауға және өндіруге тән, әртүрлі өнімдерді өндіру немесе өңдеу нәтижесінде пайда болған сынықтарды дереу өңдеуге болады.

Мырыштың қайталама өндірісінде маңызды орын алатын қалдық өнімдер мен сынықтарға мыналар жатады:

мыс және мыс қорытпаларын өндіру кезінде түзілетін тозаң;

мыс пен қорғасынды қайта өңдеу кезінде түзілетін қож;

қысыммен құюдан қалған қалдық өнімдер;

күл, мырыштаудан кейінгі төменгі және жоғарғы дросс;

ескі жабындық және өзге де табақ материалдар;

негізінен болаттан жасалған ескі автомобильдер мен басқа да өнімдерді бөлшектеу кезінде пайда болатын түсті металдардың фракциялары;

электр доғалы пештерде болат өндіру және шойын өндіру кезінде түзілетін тозаң;

мырышты химиялық қолдану кезінде және өртенген дөңгелекті бандаждардан түзілетін қалдық өнімдер.

Мырыш алу технологиясы мырыштың формасы мен құрамына, сондай-ақ өнімнің ластану дәрежесіне байланысты. Металл, аралас металл оксиді және оксид ағындары үшін әртүрлі процестер қолданылады.

Физикалық сепарация, балқыту және басқа да жоғары температуралы өңдеу әдістері қолданылады. Мырышы көп қалдық өнімдер мырыш металын, жоғары таза мырышты, мырыш қорытпаларын, мырыш оксидін немесе мырыш оксидіне бай өнімдерді өндіру үшін қолданылады. Қоспалары бар металдарды немесе қорытпаларды рафинациялауға болады, мысалы, жоғары сапалы мырыш немесе жоғары сұрыпты оксид алу үшін айдау бағанасында немесе қайталама шығарып алу процесінде тікелей қолдануға болады. Егер хлоридтер немесе басқа галоидтар болса, онда олар агрессивті сипаттамаларына байланысты мырыш алынғанға дейін гидрометаллургиялық әдіспен алынады.

Мырышты қайта өңдейтін зауыттарда тұтынушылардан алынған мырыш тақталарында жиі кездесетін былғарыдан, пластиктен, ағаштан және болат сымнан жасалған бұйымдар сияқты қажетсіз заттарды алып тастау үшін визуалды тексеру жүргізіледі. Мырыш сынықтары бар контейнерлерде табылған барлық осы бөгде заттарды алып тастау керек.

Аралас металл сынықтарын физикалық бөлудің ең көп таралған әдісі – темір заттарды алып тастауға бағытталған магниттік сепарация. Қолмен және механикалық бөлу әдістері қайта зарядталатын батареялар, сынап лампалары және басқа да электронды жабдық элементтері сияқты қалдықтарды алдын ала өңдеу үшін қолданылады.

Қолмен және механикалық бөлу ескі мырыш сынықтарынан қоспаларды кетіру үшін қолданылады. Жеке процестер үшін көп мөлшерде металл алуға мүмкіндік береді.

Ауыр фракцияларды бөлу және тығыздықты бөлу (батыру/көтерілу) әдетте сынықтарды қайта өңдеу зауыттарында қолданылады, бірақ түсті металлургияда да, мысалы, пластикті алу үшін батарея сынықтарын қайта өңдеу кезінде пайда болуы мүмкін. Бұл жағдайда әртүрлі бөлшектердің тығыздығы мен мөлшерінің айырмашылығы сулы ортада металдарды, металл оксидтерін және пластикалық компоненттерді бөлу үшін қолданылады.

Магниттік сепарация қорытпалардың ластануын азайту үшін темір бөлшектерін бөлу үшін қолданылады. Әдетте бұл үшін конвейерлерге орнатылған таспалы магниттер қолданылады. Мырышты, қорғасынды және алюминийді балқыту үшін пайдаланылатын табаны көлбеу шағылдыру пештері баяу балқитын ірі фракциялы қоспалардың (мысалы, темір) пеш табанына шөгуіне және оларды одан әрі өңдеуге жіберуге мүмкіндік береді.

Қозғалатын электромагниттік өрістер (құйынды сепарация) алюминийді басқа материалдардан бөлу үшін қолданылады. Бұл әдістің бір нұсқасында қозғалатын электромагниттік өріс балқытылған алюминийді немесе басқа металдарды металл мен механикалық компоненттер арасында тікелей контактісіз айдау үшін қолданылады.

Сепарацияның тағы бір әдісі механикалық немесе пневматикалық сұрыптау құрылғыларымен біріктірілген түрлі түсті, ультракүлгін, инфрақызыл, рентген, лазерлік және басқа ұқсас анықтау жүйелерін қолдануды қамтиды. Олар, мысалы, никель-кадмий батареяларының компоненттерін басқа типтегі батареялардан бөлу үшін қолданылады және бұл әдістер басқа салаларда қолдану үшін пысықталып жатыр.

Өңдеудің жекелеген мысалдары төменде келтірілген.

1. Дайындамаларды, сымдарды және құбырларды мырыштау бойынша кәсіпорындардағы күл мырыш металы мен мырыш оксидінің қоспасынан тұрады. Әртүрлі металл қосылыстарының болуы балқымада ыстық мырыштаудың белгілі бір қоспалауыш элементтердің болуымен байланысты. Күл тиісті фазаларды бөлу үшін шарлы диірменде ұсақталады. Сепарация диірменді бейметалл қосылыстарды шығару үшін ауа ағынымен үрлеу арқылы жүзеге асырылады, ол қосылыстар содан кейін қапшық сүзгімен тұтып алынады. Басқа нұсқаларда диірменге елек орнатылған, ол ұсақ бейметалл фракциялардың өтуіне мүмкіндік береді, бірақ үлкен металл бөлшектерін ұстап қалады. Екі жағдайда да металл фракциясы диірменнен шығарылып, балқытылады және сату, қайта пайдалану немесе одан әрі өңдеу үшін құймаларға құйылады.

2. Төменгі дросс (сонымен қатар гартмырыш немесе мырышты техникалық мырыш деп аталады) — қорғасынды қоса алғанда, аз мөлшерде жеке металл бөлшектері бар интерметалдық фазалардың мырыш-металл қоспасы. Ол партиямен мырыштау және жинақтау үшін қолданылатын араластырғыштар мен резервуарларда түзіледі. Егер оны алып тастамаса, мырыш жабынының сапасы төмендейді және жабын бетінде шорлар мен кедір-бұдырлар пайда болуы мүмкін, сондықтан автоматты жою жүйелері қолданылады. Жоғарғы дросс — үздіксіз ыстық терең мырыштау процесінде түзілетін мырыш-темір-алюминий қорытпасы. Жоғарғы дросс (басқаша – балқыманың бетінен алу) және қысыммен құюдың өзге де қалдық өнімдерінің құрамында аз мөлшерде хлоридтері бар немесе хлоридтері жоқ мырыш металл және мырыш оксиді қоспасы болады. Жоғарыда аталған барлық қайта өңдеу схемалары дәл осы материалдар үшін қолданылады. Бұл ескі жабындық мен басқа да табақ материалдарға, сондай-ақ мырыш немесе мырыш өнімдерін химиялық қолданудың қалдық өнімдеріне де қатысты.

3. Пайдаланылған тасымалдау құралдарын жүйелі түрде қайта өңдеу кезінде диірмендердің бірқатарында ұсақталған қалдық өнімдер түзіледі. Бейметалл фракцияны алып тастағаннан кейін түсті металл бөлшектері болат бөлшектерінен магнитті сепарациялау арқылы бөлінеді. Әрі қарай өңдеу үшін ауырлық күші бойынша бөлу әдістері қолданылады, содан кейін мырыш алу үшін селективті балқыту қолданылады.

4. Мырышы (аралас оксид) бар тозаңды клинкер пешіне салуға болады, онда қалған галогендер мен қорғасын 1000 °C дейін қыздыру арқылы бөлінеді. Клинкер пешінде өңделгеннен кейін, ZnO-ны мырыш балқыту үшін шикізат ретінде әрі қарай өңдемей қолдануға болады.

Қалдық өнімдер газбен жұмыс істейтін шағылыстырушы пеште екі сатылы балқытудан өтеді. Бірінші кезеңде қорғасын 340 °C температурада балқиды, содан кейін ол төгіліп, құймаларға құйылады. Екінші кезеңде температура 440 °C-қа дейін көтеріліп, мырыш ериді, ол да төгіліп, құймаларға құйылады. Балама процесс жанама қыздырылатын және перфорацияланған ішкі төсеніші бар айналмалы пешті қолдануды қамтиды. Мырыш ериді және қаптама арқылы араластырғыш пешке ағып кетеді, ол жерден құймаларға құйылады. Осыдан кейін әрқашан одан әрі рафинациялау жүргізіледі.

3.4.1. Ластанған қайталама шикізаттан, оның ішінде аккумуляторлық батареялардан сұйықтықты экстракция арқылы қайталама мырыш алу

Сұйық экстракция кезеңі аккумуляторлы батареялар сияқты ластанған қайталама шикізаттан мырыш алу үшін қажет. Қайталама мырыш материалдарының басқа көздері — бұл пирометаллургиялық процестердің тозаңы мен газға айналуы (мысалы, мыс балқыту пештерінде, болат шығаруға арналған электр доғалы пештерде және т.б. түзілетін); жағу процестері (мысалы, тұрмыстық қалдықтарды, пайдаланылған шиналарды және т. б. жағу); газға айналдыру кезінде пайда болатын қайталама мырыш оксидтері (мысалы, вельц пештерінде немесе примус пештерінде және т.б.).

Қайталама шикізатты өңдеу үшін пайдаланған кезде осы процестер мырыш ерітіндісінен галогенидтер мен металдарды бөліп алу үшін сұйық экстракция жолымен қаныққан шаймалау ерітіндісін байытуды және тазартуды көздейді. Алынған тазартылған электролитті дәстүрлі электрохимиялық экстракция процесіне жіберуге болады.

Бұл процесс Испанияның кейбір зауыттарында қайталама материалдардан мырыш алу үшін қолданылды (қазір бұл кәсіпорындардың барлығы жабылды). Қазіргі уақытта (2014 жыл) бұл процесс құрамында мырыш оксиді бар әртүрлі қайталама материалдардан мырыш алу үшін Акита қаласындағы (Жапония) зауытта қолданылады. Сондай-ақ бұл процесс Портовесмадағы (Италия) жақында пайдалануға берілген мырышты рафинациялау жөніндегі кәсіпорында вельц-оксидті өңдеу үшін қолданылатыны және қазіргі уақытта іске асырылып жатқан Форест Ситиде (АҚШ) осыған ұқсас тағы бір жоба бар екені анықталды.

3.4.2. Аралық өнімнен (кек) мырышты, оның ішінде болат өндіруге арналған электр доғалы пештердің тозаңын вельц-пешті және қожды айдауға арналған пешті қолдана отырып алу

Вельц-оксид — мырыш алу процесінде пайдаланылатын мырышы көп аралық өнім. Оны қалдық өнімдерден, атап айтқанда болат өндіруге арналған электр доғалы пештердің тозаңынан алынады. Қожды газға айналдыруға арналған вельц-пештер мен пештерді қолдануға болады.

Процесс мырыш пен қорғасынды басқа материалдардан мырыш пен қорғасынды азайту, буландыру және қайта тотығу арқылы бөлуге арналған. Электр доғалы пештердің тозаңы, мырышы көп басқа материалдар, кокс ұнтақтары және құрамында CaO бар материалдар бөлек сақталады. Процестің оңтайлы жағдайларын жасау үшін жүктелетін материалдарды орташаландыруға және түйіршіктеуге болады. Содан кейін олар тікелей пештің жүктеу жүйесіне немесе аралық сақтауға жіберіледі. Шикізаттағы немесе флюстердегі мырыштың құрамына сәйкес қалпына келтіруші материалдардың (кокс) көлемін бақылау үшін қождың қажетті сапасын алу мақсатында мөлшерлеуші жабдық қолданылуы мүмкін. Қождың негізділігіне байланысты процестің кейбір түрлері бар.

Вельц-пештегі қалыпты жұмыс температурасы 1200 °C-дан 1400 °C-ға дейін. Пештің ішінде қатты материалдар алдымен кептіріліп, содан кейін ыстық газдың қарама-қарсы ағынына байланысты қызады және отқа төзімді қабырғалармен байланысады. Көлбеу, ұзындық және айналу жылдамдығына байланысты материалдың пеште болуының орташа уақыты 4 сағаттан 6 сағатқа дейін. Қатты қабаттың күшті қалпына келтіру атмосферасында мырыш, қорғасын және басқа металдар азаяды. Мырыш пен қорғасын газ фазасына өтеді, ал хлоридтер мен сілтілер басқа ұшпа металдар мен элементтермен бірге буланып кетеді. Пеште артық ауа болғандықтан, металл булар тотығады. Аралас оксидтер пештен технологиялық газдармен бірге шығады және газ тазарту жүйесінде бөлінеді (3.7-суретті қараңыз).

3.7-сурет. Вельц-процестің технологиялық схемасы

Электр доғалы пештің тозаңынан тұратын және құрамында 13 %-дан 30 %-ға дейінгі мырыш бар шихта көмір және әкпен араластырылып, вельц-пешке салынады. Бұл пештің ұзындығы 60 м, ішкі диаметрі-3,6 м, көлбеуі — 2 % және стандартты айналу жылдамдығы — 1 айн/мин. Пештің ішінде қатты материал көлбеу пештің айналуына байланысты тиеу саңылауынан түсіретін жерге дейін жылжиды.

SDHL процесі (өнертапқыштардың: Зааге, Диттрих, Хаше, Лангбайн тегі бойынша аталған) қарапайым вельц-процесті энергия шығынын азайту және мырыш шығару көлемін арттыру үшін томас-қож жүйесін пайдалана отырып және кезеңнің соңында қайталама терім тотығын қосып жетілдірудің бір түрі. Ол 2000 жылы патенттелген және қолданыстағы вельц қондырғыларына қолдануға болады. Кәдімгі вельц процесінде кокс стехиометриялық талаптардан асатын жылдамдықпен жүктеледі, нәтижесінде қалдық кокс қожда болады. SDHL процесінде кокс субстратиометриялық түрде қосылады (қажетті кокстың тек 70 %-ы) және металл темірдің бір бөлігі пештің соңында жоғары технологиялық жылуды жасау үшін ауаны мақсатты қосу арқылы қайта тотығады.

Қалыпты жұмыс жағдайында темірдің тотығуына байланысты энергияның босатылуына байланысты табиғи газды қосымша қосу қажет емес. Процесс Кокс ұнтағының шығынын 40 %-ға дейін төмендетеді, өнімді көп мөлшерде шығаруға, мырыштың көбірек шығарылуына және СО₂ шығарындыларын азайтуға мүмкіндік береді.

Томас-қож жүйесі (шихтаға әк қосу арқылы алынған) ПХДД/Ф шығарындыларын шамамен 10 есеге азайтуға, қожда 60 % фторды фиксациялауға, сондай-ақ қаптаманың қолданылу мерзімін ұзартуға мүмкіндік беретінін көрсетті.

Газ тазарту жүйесі әдетте механикалық түрде тасымалданатын және пешке тікелей кері жүктелетін ірі тозаңды алып тастауға арналған тұндыру камерасын қамтиды. Ыстық технологиялық газдар әртүрлі тікелей немесе тікелей емес жұмыс істейтін кулерлерді қолданып салқындатылады. Салқындатылған газдардан вельц-оксидті бөлу үшін электрлік немесе қапшық сүзгілер қолданылады. ПХДД/Ф барынша азайту және ұстау әдістері қажеттілігіне қарай қолданылады. Вельц қондырғыларында екі сатылы процесте Вельц оксиді, лигнит немесе белсенді көмір бар адсорбент қолданылады. Ұшпа органикалық қосылыстардың шығарылуын азайту үшін жағып бітіру камерасын қолдануға болады.

Алынған қож пештің соңғы жағынан сумен салқындату жүйесіне тоқтаусыз төгіледі. Салқындатып, сүзілген соң SDHL процесінің шлагы қалдықтар полигонына арналған құрылыс материалы дәрежесінде қолданылады және шаймалау тестінен өткен соң азаматтық құрылыс материалы, мысалы, жол құрылысы материалы ретінде пайдаланылады.

Мырыш өндірісі кезінде пайда болатын қалдық өнімдерді өңдеу кезінде алынған вельц-процесс қожы (клинкер) ұсақталғаннан кейін флотациялық процестерде қайта өңделуі мүмкін. Флотация процесінің нәтижесінде мысы көп бөлік алынады, ол металды алу үшін мыс немесе қорғасын балқыту пешіне оралады. Бұл әдіс қалдықтарды дұрыс өңдеу мүмкіндігі болған жағдайда қолданылады. Клинкерді мыс өндірісінің пирометаллургиялық процестерінде де қолдануға болады.

Алынған вельц-оксидті бірнеше жолмен өңдеуге болады. Негізгі процесс - пирометаллургиялық әдісті қолданатын мырыш зауыттарына алынған өнімді сату үшін ыстық брикеттеу немесе жентектеу. Қорғасын оксидінің мөлшері жоғары болған кезде қорғасынды буландыру үшін күйдіру кезеңі қосымша қолданылады. Вельц-оксидті термиялық өңдеу (кальцилеу) галогендерді кетіру және темір мен сульфидті күкіртті тотықтыру үшін де қолданылады.

Вельц-оксидті сондай-ақ сумен және натрий карбонатымен, натрий бикарбонатымен немесе натрий гидроксидімен екі немесе үш сатылы кері ағынды процесте жууға болады. Осы қоспалардың көмегімен металл хлоридтері карбонаттар немесе металл гидроксидтері түрінде тұндырылуы мүмкін. Хлоридті кетіруден басқа, бұл жуу процесі фторидтерді, натрий мен калийді кетіруге мүмкіндік береді. Жуудың бірінші кезеңінен кейін қаныққан ерітіндіден сілтілерді кристалдану сатысында алып тастауға болады және тұзды қалдық пен сілтілік конденсатсыз алуға болады. Тұз қалдығы көміледі. Конденсатты қайта өңдеуге болады. Бұл жағдайда бүкіл процесті ағынды суларды жинамай жүзеге асыруға болады.

Еуропада вельц-оксидтің көп бөлігі RLE-процесін қолданатын зауыттарда жуылады және одан әрі өңделеді.

Егер құрамында хлор бар ағындылардың пайда болуы мүмкін болса, ағындыларды кейіннен тазарта отырып, екі кезеңді процесс қолданылады. Жуу және кристалдану процестерімен салыстырғанда екі сатылы жуудың артықшылығы – энергияны аз тұтыну, операциялық және инвестициялық шығындар және қатты қалдық өнімнің болмауы.

3.4.3. Қалдық өнімдерден (кек) фьюминг әдісімен мырыш алу (қож айдау)

Бұл процестер қалдық өнімдерден мырыш алу үшін де қолданылады. Электр доғалы пештің тозаңында қорғасынды балқыту процесі қожының көп бөлігі, мыс балқыту зауыттарының Zn-Cu кешенді қожы және мырышты қалпына келтіру процесінде пайда болатын басқа қалдық өнімдерде қорғасын мен мырыш болады, олар егер қалдық өнімдер одан әрі өңделмесе жоғалып кетуі мүмкін. Көрсетілген материалдар қорғасын мен мырышты алу және технологиялық жылуды рекуперациялау үшін көміртектің қатысуымен, мысалы, көмір түрінде жануы мүмкін.

1200 °C-тан асатын температура мәндеріне қол жеткізу үшін металдарды сублимациялау, содан кейін сүзу кезеңінде газдардан алынатын оксидтер пайда болады, циклондық пештер немесе конвертер түріндегі пештер қолданылады. Циклондық пештер оттегімен байытылған атмосферада жұмыс істейді, бірақ конвертер субстехиометриялық атмосферада жұмыс істейді. Алынған артық жылу кәдеге жаратушы қазандықта және электр энергиясын өндіру үшін қолданылады. Шаймалауға арналған тест нәтижелеріне байланысты және нормативтік талаптарды ескере отырып, түзілетін қож азаматтық құрылыс немесе қалдықтарды орналастыруға арналған полигондар салу мақсаттары үшін пайдаланылуы мүмкін. Осылайша, Ausmelt/ISASMELT пеші, көп табанды пеш және батырмалы плазмалық пеш вельц-процеске балама ретінде болат балқыту тозаңын, шаймалау қалдықтарын және мырыш алуға арналған жабын пульпасын өңдеу үшін пайдаланылады деп хабарланды. Олар тотықсыздандырғыш пешпен бірге қалдықтардан болат және басқа металдарды өндіру үшін қолданылады.

3.4.4. Қайта балқыту және рафинациялау

Таза және араластырылмаған қайталама мырыш сынықтары қайта балқытылады немесе мырыштың екінші сорттарына рафинацияланады. Құрамында Al немесе Fe бар материалдар сияқты қоспалар, егер мүмкін болса, сепарация кезеңінде механикалық балқыту алдында жойылады. Баяу балқитын қоспалары бар сынықтарды мырышты жоғары балқу температурасы бар металдардан бөлу үшін сепарациялау-балқыту пешінде алдын ала өңдеуге болады.

Балқыту негізінен индукциялық пештерде жүргізіледі. Балқытудан кейін сегрегация және қоспалау кезеңі жүреді. Бірінші кезеңде балқымадағы элементтің ерігіштігіне байланысты қоспалар ішінара немесе толығымен жойылуы мүмкін. Қажет болса, қоспалау элементтерін қосуға болады.

3.5. Мырышты балқыту, қоспалау және құю процестері

3.5.1. Мырышты балқыту және қоспалау процестері

Балқыту және қоспалау әдетте жанама отынды жағатын пештерде немесе индукциялық пештерде жүзеге асырылады. Температура газ фазасын қалыптастыру үшін мырыштың булануын болғызбауға кепілдік беретін етіп реттеледі. Отын ретінде, әдетте, газ немесе сұйық отын қолданылады. Газ немесе мұнай оттығы қыздыру камерасының ішіндегі тигельдің сыртында немесе балқымаға батырылған құбырлы жылытқыш түрінде тигельдің ішінде орналасуы мүмкін.

Тікелей қыздыру алюминий балқыту пештерінде жүреді (кейде балқытылған алюминий қатты алюминийдің орнына мырыш пешіне салынады). Тікелей қыздыру балқыту және құю аймақтары арасында орналасқан мырыш араластырғыш пештер үшін де қолданылады.

Екі жағдайда да температураны бақылау өте маңызды, өйткені құю кезіндегі температура көптеген қорытпалар үшін металдың күйдіру кезінде шығындалып кетуіне жол бермеу үшін 60 °C-тан аспауы тиіс. Әдетте қоспалар ретінде қатты заттар қолданылады, бірақ кейбір жағдайларда жақын орналасқан балқыту пешінен балқытылған алюминий қосылады.

Егер қорытпалар қоспалары бар шикізаттан алынса, онда қоспаларды абсорбциялау үшін флюс қажет. Стандартты флюс құрамында мырыш хлориді және (немесе) аммоний хлориді бар қос тұздар бар; кейбір флюстер галогендердің құрамын болдырмайтындай етіп жасалады. Мұндай заттар қосылған кезде немесе пешті тазарту кезінде тозаң мен газдардың ұйымдастырылмаған шығарындылары пайда болуы мүмкін.

Қазіргі уақытта құрамында фториді бар флюстер қолданылмайды, өйткені оларды қолдану газ тәрізді фторидті қосылыстардың шығарындыларына әкелуі мүмкін, оларды дымқыл тазарту арқылы алып тастау керек.

Мырыш ваннасынан химиялық құрамы бойынша мырыш оксиді мен мырыш хлориді болып табылатын қатты дростар жүйелі түрде алынып тасталады. Флюстер көбінесе мырыштың дросқа өтуін азайту үшін қолданылады. Дростағы тотықсыздану фракциясы Imperial Smelting процесс пешінде немесе мырыш электролизі процесінде күйдіру пешінде қайта пайдаланылады.

Мырыш катодтарын, мырыш қорытпаларын және мырыш жиынтығын балқыту кезінде келесі аралық материалдар алынады:

мырыш дросы; ол балқыту пештерінде түзіледі, балқытылған металдың бетінде пайда болатын қақтан тұрады және құрамында металл және тотыққан мырыш болады; ваннаның бетінен механикалық түрде немесе қолмен алып тасталады;

құрамында мырышы бар тозаңдар мен газдар; олар балқыту пешінен шығатын газ ағынынан газ тазарту қондырғысы арқылы, мысалы, қапшық сүзгілер арқылы алынады.

Көп жағдайда бұл қалдық өнімдердің барлығы мырыш алу үшін өңделеді.

3.5.2. Мырыш құю

Металл әдетте шойыннан немесе құйылған болаттан жасалған бірнеше рет қолданылатын құю қалыптарына құйылады. Тұрақты құю машиналары немесе үздіксіз конвейерлік құю машиналары қолданылады.

Стационарлы құю қалыптары мен конвейерлік құю машиналары тақталар мен құймаларды алу үшін қолданылады. Сым өндіру үшін пайдаланылатын созба сымды алған кезде үздіксіз құю машиналары қолданылады.

3.5.3. Мырыш ұнтағын (пусьера) өндіру

Мырыш ұнтағы басқа өнеркәсіптік технологияларда қолданылатын материал ретінде немесе технологиялық ерітінділерді қоспалардан тазарту үшін реагент ретінде қолданылады. Жоғарыда сипатталған әдіспен алынған балқытылған мырыш бүріккіш саптама арқылы қысыммен жіберіледі, содан кейін мырыш ұнтағын алу үшін инертті атмосферада тез салқындатылады. Мырыш ұнтағын алу үшін балқытылған мырыш ағынының ауа, су немесе центрифугалық бүрку әдісін де қолдануға болады. Ұнтақ фильтр пакетіне жиналады және тиісті процеске немесе қаптамаға жіберіледі.

3.6. Бастапқы мырыш өндіру процестері шеңберінде кадмий алу

3.6.1. Негізінен аккумуляторлық батареялардан алынған қайталама кадмий өндірісі

Кадмий бірқатар металдарды алу процестерінде аралық өнім түрінде алынады. Кадмий өндірудің негізгі көздері мырыш пен қорғасын өндіру процестері болып табылады.

"Күйдіру-шаймалау-электр-экстракция" (RLE) процесінде мырыш ерітінділерін тазарту нәтижесінде алынатын кадмий цементатын гидрометаллургиялық тәсілмен де тазалауға болады. Бұл ретте цементат күкіртқышқылды ортаға шаймаланады, ерітінді тазартылады, ал кадмий электр-химиялық тәсілмен алынады. ZnSO₄ тазартылған ерітіндісі мырыш алудың негізгі цикліне қайтарылады.

Кадмий цементатын мырышты кетіру үшін содамен престеу және балқыту арқылы да өңдеуге болады. Қажет болса, жоғары деңгейде тазартылған кадмий алу үшін қосымша айдау кезеңін қосуға болады.

Кадмий сонымен қатар иондық алмасу әдісімен кадмий хлориді ерітіндісі түрінде шығарылады. Ерітінді барабанға оралған, резервуарға батырылған жоғары сапалы мырыш таспасына жіберіледі, онда алмасу реакциясы басталады, бұл кадмий губкасы мен мырыш хлоридін алуға мүмкіндік береді. Осы технологиямен, сондай-ақ цемент алу технологиясымен немесе сульфат ерітінділерінен алынған губка қалған мырышты кетіру үшін каустикалық сода (натрий гидроксиді) үлпектерімен балқытылады. Алынған өнім құйылады және сатылады немесе қоспалардың мөлшері көп болған жағдайда кадмийді рафинациялаудың келесі кезеңіне жіберіледі.

Кадмийді алынған қалдық өнімдерден карбонат түрінде де алуға болады. Ол үшін шаймалау және электр-экстракция әдістері қолданылады.

Кадмий өңдеу зауыттарында жоғарыда сипатталған технологиялық процестер аясында алынған кадмийді ерітіп, қалыптарға құюға болады. Егер кадмий жеткілікті түрде тазаланбаған болса, оны жоғары температурада айдауға болады. Бұл жағдайда пайда болатын конденсат – шамамен 1 % мырыш бар кадмий, ал қалған балқыма – жоғары сапалы мырыш. Алынған кадмий фракциясы қалдық мырышты кетіру үшін каустикалық сода мен натрий нитратымен балқытылады.

Төменде бірнеше шетелдік кәсіпорындарда кадмий алу әдістеріне арналған технологиялық процестердің схемалары келтірілген (3.8 – 3.13-суреттер).

3.8-сурет. Кадмий өндіру процесінің схемасы – А зауыты

3.9-сурет. Кадмий өндіру процесінің схемасы – В зауыты

3.10-сурет. Кадмий өндірісін қоса алғанда, тазартудың технологиялық схемасы – С зауыты

3.11-сурет. Кадмий өндіру процесінің схемасы – D зауыты

3.12-сурет. Кадмий өндіру процесінің схемасы – E зауыты

3.13-сурет. Кадмий өндіру процесінің схемасы – F зауыты

Кадмий алудың тағы бір маңызды көзі – пайдаланылған никель-кадмий батареяларын қайта өңдеу. Батареялардың екі түрі бар: тұрмыстық герметикалық батареялар және өнеркәсіптік герметикалық емес батареялар.

Бұл батареялардың негізгі компоненттері:

анод: Cd;

катод: болат тордағы NiOH;

мембраналар мен сепараторлар: полимер материал және қағаз;

қабығы: болат және пластмасса;

электролит: KOH.

Қайта өңдеу процесі үш кезеңнен тұрады:

1. Сұрыптау.

Өнеркәсіптік және тұрмыстық аккумуляторлық батареялар қоспалардың мөлшерін азайту үшін анықталуы және сұрыпталуы керек. Сұрыптау сапасы алынған кадмий мен Nife фракциясының тазалығын анықтайды.

2. Кадмий өңдеуге дайындық.

Пайдаланылған өнеркәсіптік герметикалық аккумуляторлық батареялар. Өнеркәсіптік аккумуляторлардан сұйық калий гидроксиді төгіліп, қолмен бөлшектеледі. Құрамында кадмий бар барлық бөлшектер кадмий дистилляциясына жіберіледі. Басқа компоненттер (электролит, полимерлер, Fe және Ni) қайта өңдеуге жіберіледі. Бөлшектеу жабық үй-жайда орындалады. Ауаны желдету кассета сүзгісі арқылы жүзеге асырылады.

Пайдаланылған тұрмыстық герметикалық аккумуляторлық батареялар. Әдетте пластикалық корпустардағы тұрмыстық электр құралдары мен құрылғылардан жасалған аккумуляторлар болып табылатын тұрмыстық аккумуляторлар әдетте пластикалық қабықты бөлу үшін өңделеді. Бөлінген пластик пластмасса өндіруге кетеді немесе жанғыш материал ретінде сатылады.

Қалған органикалық фракциялар мен су 400-500 °C температурада пиролиз арқылы алып тасталады. Процестің мақсаты-судың булануы, органикалық фракцияның термиялық крекинг әдісімен ыдырауы және оны металл фракциядан буландыру арқылы бөлу. Қалған металл фракциясы дистилляция процесіне жіберіледі.

Пиролиз электр жылыту немесе пропанмен жылыту арқылы жүзеге асырылады. Атмосфераға шығарар алдында пайдаланылған газдар сүзіледі. Ыдыраған көмірсутектерді жанғыш материалдар ретінде сатылатын немесе жылу алу арқылы жану камерасында жағылатын майлы заттар түрінде конденсациялау арқылы алуға болады. Жану камерасын қолданған кезде газды тазартудың әртүрлі әдістері қолданылады (мысалы, дымқыл скруббер, қапшық сүзгі, белсенді көмір сүзгісі).

3. Кадмийді дистилляциялау.

Кадмий дистилляция әдісімен металл фракциядан алынады. Оксидтерді азайту үшін қалпына келтіргіш агенті (кокс) қосылады. Тазартылған кадмийдің тазалығы 99,95 % құрайды. Конденсацияланған сұйық кадмийді жентектерді алу үшін суға батыру арқылы немесе құймаға құю арқылы өңдеуге болады.

Қалған металл фракциясында Cd өте аз NI және Fe бар. Қажет болса, Ni-Fe фракциясын балқыту арқылы гомогенизациялауға болады. Ni-Fe қалдық фракциясын тот баспайтын болат өндірушілерге сатады.

4. Эмиссияларды болғызбауға және/немесе азайтуға және ресурстарды тұтынуға арналған жалпы ЕҚТ

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.

Жалпы ЕҚТ деп технологиялық процестерді жүзеге асыру кезінде олардың қоршаған ортаға теріс әсерін төмендету, қоршаған ортаға теріс әсер ететін объектіні реконструкциялау үшін қолданылатын әдістерді, сондай-ақ олармен байланысты шығарындылар мен ресурстарды тұтыну деңгейлерін түсіну керек.

Осы тарауда қаралатын қоршаған ортаға теріс әсерді төмендетуге бағытталған әдістерді айқындаудың негізгі кезеңдері мыналар болып табылады:

негізгі экологиялық мәселелерді анықтау;

осы негізгі мәселелерді шешуге ең қолайлы әдістерді зерттеу;

ең үздік қолжетімді әдістерді таңдау.

Ең үздік қолжетімді техникаларды анықтаған кезде өндірістік процестерді түсінудің ортақ тәсілдерін қолданған жөн. Көптеген әдістер тікелей немесе жанама түрде бірнеше экологиялық аспектілерге әсер ететінін айта кеткен дұрыс (шығарындылар, төгінділер, қалдықтардың пайда болуы, жердің ластануы, энергия тиімділігі).

Осы құжаттың қолданылу аясына кіретін салаларда қоршаған ортаны қорғаудың жоғары деңгейіне қол жеткізу үшін әдістер жеке-жеке немесе комбинацияда ұсынылуы мүмкін.

4.1. Өндірістік процестердің интеграциясын арттыру

Сипаты

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

Техникалық сипаттамасы

Өндірістік алаңдарды интеграциялаудың мысалы "Қазмырыш" ЖШС Өскемен металлургиялық кешені болып табылады, оның құрамына бес зауыт кіреді: мырыш, қорғасын, мыс, бағалы металдар өндіру зауыты, күкірт қышқылы зауыты. Барлық өндірістің инфрақұрылымы ортақ. Зауыттардың бір алаңда орналасуы шикізаттан барынша көп мөлшерде пайдалы компоненттерді кешенді түрде алуға қол жеткізуге мүмкіндік беретін бірегей технологиялық схеманы құрайды. Мырыш пен кадмий өндірісіне қатысты интеграцияның артықшылықтары төмендегідей:

қорғасын және мыс өндірісінің өнеркәсіп өнімдерінен мырыш пен кадмий алу;

мырыш өңдеу өнімдерін пайдалану;

күкірт қышқылын өндіру үшін шикізат ретінде балқыту пештерінің құрамында күкірті бар пайдаланылған газдарын пайдалану;

мырыш өндірісінде қожды буға айналдыру қондырғысын пайдалана отырып, возгонды қайта өңдеу.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Күкірт диоксиді шығарындыларын азайту, қалдық ретінде жіктелуі мүмкін қатты қалдықтардың түзілуін болғызбау және/немесе азайту сияқты экологиялық көрсеткіштерді жақсарту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Байланыстыра отырып қолданылатын күкірт қышқылы қондырғысының тиімділігі 99 % деңгейінде. Бельгиялық Mecs компаниясы әзірлеген озық қосарлы контакт – қосарлы абсорбция технологиясы қолданылатын канадалық SNC Lavalin фирмасының жобасы бойынша жаңа күкірт қышқылы қондырғысының тиімділігі 99 % деңгейінде. 2014 жылы пайдалануға берілгеннен кейін жалпы ӨМК кәсіпорны бойынша күкірт диоксидінің шығарындылары екі есеге төмендеді (жылына 69 мың тоннадан 34 мың тоннаға дейін).

Кросс-медиа әсерлер

Мыс өндірісіне бағытталған өнеркәсіптік өнімдердегі күшән мөлшері жоғары болған кезде мырыш пен мыс зауыттары арасындағы осы заттың айналым жүктемесі артады, мұның өзі сапасыз тауарлық өнім алу қаупін арттырады. Бұл күшәннің химиялық қасиеттері бойынша мысқа тартылатынына байланысты. Күшән құрамын төмендету мақсатында мырыш өндірісінен алынған өнімді қосымша өңдеу қажет, мысалы, күшән тиосолдарын ала отырып, мыс шликерлерін электротермиялық балқыту. Болашақта күшән улы емес күшән сульфиді түрінде өндірістен шығарылуы мүмкін.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Жаңа қондырғылар үшін жалпы қолданылады. Жұмыс істеп тұрған өндірістерге қатысты қолдану жоғары қаржылық шығындармен шектелуі мүмкін.

Экономика

Мыс балқыту және күкірт қышқылы құрылыстарын салу, сондай-ақ жұмыс істеп тұрған қорғасын мен олардың "тізбегін" қайта құру жұмыстарын "Қазмырыш" ЖШС ӨМК "Жаңа металлургия" жобасы аясында жүзеге асырды, оны іске асыруға компания $800 млн доллардан астам инвестиция салды.

Салааралық өзара әрекеттесудің тағы бір мысалы – "Орал мыс балқыту зауыты" ЖАҚ негізінде аммоний сульфатын өндіру жобасын жүзеге асыру. Жоба оңтайлы шикізатпен қамтамасыз етуге негізделген, өйткені Технологиялық газдарды өңдеу кезінде күкірт қышқылы цехында алынатын кәсіпорынның 380 мың тонна меншікті күкірт қышқылын пайдалану жоспарлануда [9].

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама. Экономикалық пайда.

4.2. Экологиялық менеджмент жүйесі

Сипаты

Объект қызметінің қоршаған ортаны қорғау саласындағы мақсаттарға сәйкестігін көрсететін жүйе.

Техникалық сипаттамасы

Экологиялық менеджмент саласындағы іс-шараларды іске асырудың тиімділігі қызметкерлердің экологиялық дайындық деңгейіне де байланысты. Кәсіпорын басшыларының экологиялық мақсаттар мен міндеттерге қол жеткізуі үшін қызметкерлерге қоршаған ортаны қорғау саласы бойынша білім беру қажет. Қызметкерлерді оқыту деңгейі мен тереңдігі орындалатын тапсырмаларға байланысты болуға тиіс. Персоналдың құзыреттілігін қамтамасыз ету үшін қажетті білім мен дағды ауқымын анықтап алу қажет, сонымен қатар әртүрлі санаттағы персоналдың қажетті ақпарат, дайындық әдістері, құзыреттілік өлшемшарттары тұрғысынан оқытуға және ақпараттандыруға деген сұранысын бағалау қажет. Көптеген санаттарды (жұмысшылар, төменгі буын басшылары) оқыту үшін ең ыңғайлы тәсіл – "каскадты" оқыту әдісін қолдану үшін экологиялық менеджмент жүйесін енгізуге оқытылған өз мамандарын пайдалану болып табылады. Экологиялық менеджмент жүйесіндегі бақылау экологиялық менеджмент жүйесі шеңберіндегі қызметтің қолданыстағы экологиялық талаптарға және әзірленген экологиялық стратегияға және экологиялық мақсаттар мен міндеттерге қойылған саясатқа сәйкестігі туралы ақпарат алумен, сондай-ақ талап етілетін немесе жоспарланғаннан туындаған кез келген ауытқуларды анықтаумен байланысты. Экологиялық менеджмент жүйесі нәтижелілігінің оны қайта қарау және дәйекті жақсарту мүмкіндігін қамтамасыз ететін қажетті шарты сәйкессіздіктерді анықтау, оларды жою, болашақта осындай сәйкессіздіктердің алдын алуды қамтамасыз ететін шараларды әзірлеу және енгізу болып табылады. Анықталған сәйкессіздіктерді құжаттау, талдау, олардың пайда болу себептерін анықтау немесе болжау, түзету және алдын-алу шараларын ұсыну және енгізу қажет.

Төмендегілерді білдіреді, бірақ онымен шектелмейді:

1) басшылықтың, соның ішінде жоғары басшылықтың бейілділігі;

2) басшылық тарапынан тұрақты жетілдіруді қамтитын экологиялық саясатты қалыптастыру;

3) қаржылық жоспарлаумен және инвестициялармен бірге қажетті рәсімдерді, мақсаттар мен міндеттерді жоспарлау және енгізу;

4) процедураларды келесілерге ерекше назар аудара отырып орындау:

5) өнімділікті бақылау және келесі аспектілерге ерекше назар аудара отырып, түзету шараларын қабылдау:

ЭМЖ-ны және оның жоғары басшылық тарапынан тұрақты жарамдылығын, жеткіліктілігі мен тиімділігін талдау;

экологиялық таза технологиялардың дамуын бақылау;

жаңа қондырғыны жобалау кезеңінде және оны пайдаланудың барлық мерзімі ішінде қондырғыны пайдаланудан шығару нәтижесінде қоршаған ортаға әсерді есепке алу;

сала бойынша жүйелі салыстырмалы талдау.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Ұйым қызметіне қолданылатын нормативтік талаптарды қатаң сақтау жергілікті басқару органдарымен қарым-қатынасты нығайтуға, айыппұл санкцияларының қаупін азайтуға, келтірілген экологиялық залал үшін төлемдерді азайтуға, шығарылатын өнімнің сапасын арттыруға, заманауи технологияларды енгізуге көмектеседі. Шикізат пен энергетикалық ресурстарды үнемдеу бір жағынан қоршаған ортаға әсердің төмендеуіне, екінші жағынан пайдаланылмаған экономикалық мүмкіндіктердің пайда болуына әкеледі.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Қоршаған ортаға теріс әсерді болғызбау көбінесе технологиялық процесті дұрыс жүргізуге, технологиялық және өзге де өндірістік операцияларды орындауға, сондай-ақ орындалатын жұмыстар мен жауапкершілік деңгейіне сәйкес келетін персоналдың экологиялық қауіпсіздік саласындағы хабардар болуының тиісті деңгейіне байланысты болады.

2006 жылы Батыс Сібір металлургия комбинаты ИСО 14001 стандарттары бойынша сертификаттаудан өтті. Кәсіпорынның экологиялық мәселелерді шешуге бағытталған экологиялық қызметті басқарудың тиімді жүйесі бар, ол процеске барлық қызметкерлер: менеджерден жұмысшыға дейін қатысады. Жөнге салынған басқару жүйесі төмендегілерді арттыру арқылы атмосфераға, табиғи су айдындарына шығарындыларды азайтуға мүмкіндік береді және топырақтың ластануының алдын алады:

технология тәртібі;

заманауи технологияларды пайдалану;

техникалық қайта жарақтандыруды енгізу.

Мысалы, болат балқыту өндірісін үздіксіз құюдың прогрессивті технологиясына көшіру атмосфералық ауаға зиянды шығарындыларды жылына 5,3 мың тоннаға азайтуға ықпал етеді [10].

Кросс-медиа әсерлер

Жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Жалпыға ортақ. Көлем (мысалы, егжей-тегжейлі деңгей) және ЭМЖ сипаты (мысалы, стандартталған немесе стандартталмаған) қондырғының сипатына, масштабына және күрделілігіне, сондай-ақ қоршаған ортаға әсер ету ауқымына байланысты болады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

ЭМЖ ендірудің қозғаушы күштері:

экологиялық көрсеткіштерді жақсарту;

шешім қабылдау негіздерін жетілдіру;

реттеуші органдардың, сақтандыру компанияларының немесе басқа да мүдделі тараптардың (жұртшылық) экологиялық талаптарын орындау үшін пайдаланылуы мүмкін кәсіпорын қызметінің экологиялық аспектілерін неғұрлым терең түсіну;

қызметкерлерді ынталандыру және тарту деңгейін арттыру;

пайдалану шығындарын азайту және өнім сапасын жақсарту үшін қосымша мүмкіндіктер;

жауапкершілікті, сақтандыруды және талаптарды сақтамау шығындарын төмендету.

4.3. Энергия тұтынуды басқару

4.3.1. Энергияны пайдалану тиімділігін арттыру: төменде келтірілген екі немесе одан да көп әдістердің комбинациясын қолдану

Сипаты

Әдіс/жабдық.

1) энергия тиімділігін басқару жүйесі (мысалы, ISO 50001 халықаралық стандартының және ұлттық ҚР СТ ИСО 50001 талаптарына сәйкес);

2) негізгі процестерді жүзеге асыру кезінде пайда болатын артық жылуды (мысалы, бу, ыстық су немесе ыстық ауа) пайдалану;

3) қалдықтарды отын немесе тотықсыздандырғыш ретінде пайдалану;

4) концентраттар мен дымқыл шикізатты балқыту алдында төмен температурада кептіру;

5) жоғары температура кезінде жұмыс істейтін объектілердің жылу оқшаулағышы;

6) жиілік түрлендіргіштерімен жабдықталған жоғары тиімді электр қозғалтқыштарын пайдалану;

7) шығарындылар пайда болған кезде ғана тозаңның немесе пайдаланылған газдардың жергілікті сорғыштарын қосуды автоматты түрде іске қосатын бақылау жүйелері;

8) күкірт қышқылын өндіру кезінде күкірт диоксидінен бөлінетін жылуды күкірт қышқылын өндіру қондырғысына жіберілетін газды алдын ала қыздыру үшін немесе бу және/немесе ыстық су өндіру үшін пайдалану;

9) регенеративті термиялық тотықтырғыш.

Техникалық сипаттамасы

1. Техника ЭТМЖ жұмыс істеуін енгізу мен қолдаудан тұрады [11].

ЭТМЖ-ның жұмыс істеуі қолданыстағы менеджмент жүйесінің құрамында (мысалы, экологиялық менеджмент жүйесін, бұдан әрі ‒ ЭМЖ) іске асыру немесе энергия тиімділігі менеджментінің жеке жүйесін құру арқылы қамтамасыз етілуі мүмкін. Энергетикалық менеджмент жүйесі элементтерінің тізбесі жоғары энергетикалық нәтижелілікке қол жеткізудің басқару әдістері бөлігіндегі талаптардың толық жиынтығын білдіреді.

2. Негізгі процестерді іске асыру кезінде пайда болатын артық төмен әлеуетті жылуды (мысалы, ыстық суды немесе ыстық ауаны) пайдалану [12].

Барлық пирометаллургиялық процестер ыстық газ немесе ыстық су түрінде жылу шығарады. Төмен әлеуетті жылуды алу нұсқалары әрқашан өздерінің шектеулілігіне байланысты күрделі мәселені білдіреді. Жылуды сұйықтықтан шамамен 55 °C температурада алуға болады, бұдан әрі тағы екі мысал келтірілген.

Мысалы, жылу сорғысын қолдану.

Жылу сорғысы химиялық су тазарту станциясында бастапқы суды жылыту үшін металлургиялық зауыттың су айналымы жүйесінің төмен әлеуетті кері су жылуын пайдаланады. Сонымен қатар жылу сорғысы айналмалы суды 29 – 15 ^°C-тан алады, содан кейін мырыш зауытының электролиз цехының вакуумды буландырғыш қондырғысында жартылай таза артезиан суын алмастырады.

4.1-сурет. Жылу сорғысының жұмыс қағидаты

4.2-сурет. Жылу сорғыларын пайдалану арқылы КЭКЖ су айналымы жүйелерінің әлеуеті төмен жылуын кәдеге жарату схемасы

Су айналымы жүйелерінің жылуын пайдалану

Бірінші мысал – тұндырғышта жиналатын және жылу алмастырғыш арқылы этиленгликоль пайдаланылатын контурды жылытуға өтетін металлургиялық қожды бүріккішпен салқындату кезінде суды пайдалану. Төмен әлеуетті жылуды пайдаланушылар жылуды басқа жылу алмастырғыш арқылы тізбектен шығара алады.

Екінші мысалда төмен әлеуетті жылу электр энергиясын өндіру үшін қолданылады, бұл 85 ^°C және одан жоғары температурада қыздырылған сарқынды сулардан электр энергиясын өндіруге мүмкіндік береді.

3. Қалдықтарды отын немесе тотықсыздандырғыш ретінде пайдалану [13].

Дәстүрлі отынды немесе тотықсыздандырғышты қалдықтармен алмастыруға болады. Түсті металлургияда әртүрлі қалдықтар отын немесе тотықсыздандырғыш ретінде қолданылады. Бұл әдіс қалдықтарды жағуды қамтығандықтан, қондырғы қалдықтарды жағу директивасының талаптарына сәйкес келуі керек.

Көбінесе қалдықтарды жағуға арналған арнайы отынды алу үшін алдын ала өңдеудің белгілі бір кезеңдері аяқталғаннан кейін ғана қолдануға болады.

Пайдаланылған май, еріткіштер мен пластмассалар, шүберектер, пайдаланылған сүзгі жеңдері сияқты жылу шығару қабілеті төмен жекелеген қалдықтарды белгілі бір техникалық шарттар мен сипаттамаларға сәйкес болған жағдайда кәдімгі қазба отынды ауыстыру үшін отын ретінде пайдалануға болады. Отын ретінде пайдаланылатын қалдықтарды таңдауда әртүрлі өлшемшарттар шешуші рөл атқарады, өйткені олар пештің жұмыс режиміне және шығарындыларға әсер етуі мүмкін.

Отын ретінде пайдаланылатын қалдықтардың сипаттамаларына кепілдік беру үшін сапаны қамтамасыз ету жүйесін қолдану қажет. Атап айтқанда, мұндай жүйе сынамаларды іріктеу мен дайындауға, талдауға және сыртқы мониторингке қатысты ережелерді қамтуға тиіс. Неғұрлым пайдалы ақпаратты Еуропалық стандарттау комитетінің техникалық сипаттамасынан табуға болады, мысалы, CEN/TC 343 "Қатты тұрмыстық қалдықтар отыны".

Қалдықтарды қайталама энергия ресурсы ретінде пайдаланудың тағы бір мысалы – металл (магниттік) және көміртегі (магниттік емес) фракциясын ала отырып, магнитті сепарациялау қондырғысында вельцтеу (клинкер) шлагын қайта өңдеу тәжірибесі. Магниттік фракция құнды компоненттерді алуға бағытталады, магниттік емес фракция қазба отынның бір бөлігін ауыстыру үшін қолданылады.

4. Концентраттар мен дымқыл шикізатты балқыту алдында төмен температурада кептіру [13].

Концентраттар мен қайталама шикізатты төмен температурада бөлек кептіру энергия қажеттілігін азайтады. Бұл балқыту пешіндегі будың қызып кетуіне қажетті энергия көлеміне және бу өндірісінде газдың жалпы көлемінің едәуір артуына байланысты. Газдың көп мөлшері пештен шығарылатын жылу мөлшерін де ұлғайтады, сәйкесінше, ұлғайтылған газ көлемімен жұмыс істеуге арналған желдеткіштің де көлемін үлкейтеді. Кейбір жағдайларда кептіру тозаңның шығарылуын және (немесе) өздігінен жануын болғызбау үшін ылғалдылықтың ең төменгі деңгейін ұстап тұру қажеттілігімен байланысты болуы мүмкін.

Сульфидті кендерді балқыту немесе күйдіру кезінде пайда болған ыстық газдар әрдайым бу қазандықтарынан өтеді. Алынған буды электр энергиясын өндіру үшін технологиялық процесте пайдалануға болады. Буды электр энергиясын генерациялаудан басқа концентратты кептіру процесіне пайдаланады, ал қалған жылу жағу үшін берілетін ауаны алдын ала жылытуға пайдаланылады. Көптеген жағдайларда шикізатты алдын ала кептіру энергияны үнемдеуге мүмкіндік береді, себебі пайда болған буда жиналған жасырын жылу жоғалмайды, сонымен қатар газдардың көлемі азаяды, сондықтан желдеткіштер мен газ тазартқыштар да кішірек көлемде болуы мүмкін және аз қуат тұтынуы мүмкін.

5. Жоғары температуралар кезінде жұмыс істейтін объектілердің жылу оқшаулағышы [13].

Көптеген технологиялық қондырғылардың төмен әлеуетті энергия көздері өнеркәсіпте кеңінен қолданылған жоқ. Бұл пеш арматурасын салқындататын судың жылуы, пештердің сыртқы бетінің жылуы, аралық кеңістікте айналатын ауа ағындарының жылуы. Энергетикалық объектілер градирняларда салқындатылатын, су мен жылумен жабдықтаудың айналым жүйелеріне түсетін судың жылуын түсіреді. Қабырғаларының температурасы жоғары қосалқы жабдықтардың көп мөлшері ауада салқындатылады, олардың жылуы атмосфераға таралады. Елеулі жылу ағындары аралық және түпкі өнім суыған кезде, сұйық және қатты өндіріс қалдықтары (қож, шламдар) суыған кезде пайда болады. Олардың жылуы толық кәдеге жаратылмайды. Салқындатқыш ретінде су, ауа, май, химиялық қоспалар қолданылады. Олардың температурасы жоғары емес, бірақ мұндай жылуды практикалық мақсатта қолдануға болады. Кейбір жағдайларда су технологиялық процестің қатысушысы болып табылады.

Жоғары температуралы агрегаттардың әртүрлі конструкцияларын булағыш арқылы салқындату – пештердің әртүрлі бөлшектерін салқындату кезінде бу алуға мүмкіндік беретін ерекше тәсіл. Пештерді буландырып салқындату жағдайында салқындатылатын бөліктерден жылуды кетіру үшін жасырын булану жылуы қолданылады. Суық салқындатқыш су қайнаған су мен бу қоспасымен ауыстырылады, оның жылу беру коэффициенті әлдеқайда жоғары. Пеш бөлшектерін булағышпен салқындатуды пайдалану кезінде әртүрлі энергия циклдерін құруға мүмкіндік жасалады. Булағышпен салқындату жоғары температуралық деңгейі бар технологиялық процестер жүргізілетін жерде бу алуға мүмкіндік береді. Бөлшектерді салқындатуға және бу алуға болатын қондырғылар өте әртүрлі. Бұл күкірт қышқылы өндірісінің қайнаған қабат пештері; түсті металлургияның шахталық, балқыту, фьюмингтік пештері және т.б. Бу жоғары температуралы қондырғылардың барлық сыртқы беттерін салқындату арқылы алынады.

Қолданудың оң тәжірибесі бар (қосымша бу алу үшін "қайнаған қабат" пештерінің термосифондарын жылу оқшаулау).

6. Жиілік түрлендіргіштерімен жабдықталған жоғары тиімді электр қозғалтқыштарын пайдалану [13].

Қолданыстағы электр қозғалтқыштарын энергия тиімді қозғалтқыштармен (ЭТҚ) және ауыспалы жылдамдық жетектерімен ауыстыру энергия тиімділігін арттырудың айқын шараларының бірі болып табылады. Алайда, мұндай шаралардың орындылығы қозғалтқыштар қолданылатын бүкіл жүйенің контекстінде қарастырылуы керек; керісінше жағдайда мынадай қауіптер туындайды:

жүйелердің жұмыс әдісі мен мөлшерін оңтайландырудан және нәтижесінде электр жетектерінің қажеттіліктерін оңтайландырудан ықтимал пайданы жоғалту;

айнымалы жылдамдықты жетектерді орынсыз контексте қолдану нәтижесіндегі энергия шығыны.

Электр қозғалтқыштары қолданылатын негізгі жүйелерге мыналар жатады:

сығылған ауа жүйесі;

сорғы жүйелері;

жылыту, желдету және ауаны баптау жүйелері;

салқындату жүйелері.

Техника электр жетектерін оңтайландыру үшін белгіленген қадамдар тізбегін қолданудан тұрады.

7. Шығарындылар пайда болған кезде ғана тозаңның немесе пайдаланылған газдардың жергілікті сорғыштарын қосуды автоматты түрде іске қосатын бақылау жүйелері [13].

Энергетикалық нәтижелілікті жақсарту маңызды энергия тұтынушылар тізіміне кіретін жабдықтың жұмысын тұрақты бақылауды көздейді. Операциялық бақылау энергияны едәуір тұтынумен байланысты жабдықтар мен қондырғыларға техникалық қызмет көрсету жөніндегі қызметті айқындау мен жоспарлауды білдіреді. Бұл үшін мұндай жабдыққа қатысты оның нәтижелі жұмыс істеу (операциялық параметрлер) және жұмыс жағдайында ұстау өлшемдері айқындалады, ал олардың болмауы немесе сақталмауы энергия ысырабына және жоспарланған энергия нәтижелілігінен ауытқуға әкеп соғуы мүмкін.

Жүйелер мен жабдықтарды жұмыс жағдайында ұстау техникалық қызмет көрсету рәсімдері мен жоспарларын нақты қалыптастыруды, қазіргі уақытта қызмет көрсету бойынша қолданыстағы рәсімдерді түгендеуді, техникалық тексерулерді, персоналды тиісті оқытуды талап етеді.

8. Күкірт қышқылын өндіру кезінде күкірт диоксидінен бөлінетін жылуды күкірт қышқылын өндіру қондырғысына жіберілетін газды алдын ала қыздыру үшін немесе бу және/немесе ыстық су өндіру үшін пайдалану [13].

Мырыш концентраттарын күйдіру сатысында түзілетін күкірт диоксидінен күкірт қышқылын өндіру, — газды салқындатудың бірнеше сатысын қамтитын экзотермиялық процесс. Энергияны пайдалану тиімділігін арттыру үшін балқыту және күкірт қышқылын өндіру нәтижесінде пайда болатын артық жылуды пайдалануға бағытталған әдістер қолданылады.

Күкірт диоксидінің тотығу реакциясы кезінде жылу шығады. Реакция кезінде пайда болатын жылу тотығуға түсетін газды қыздыру үшін қолданылады.

Күкірт қышқылын өндірудің энергия тиімділігін арттыру тұрғысынан негізгі бағыт процесте жүретін химиялық реакциялардың жылуын барынша пайдалану болып табылады.

Күкірт қышқылын өндірудегі жылуды қалпына келтірудің мысалы.

SolvR® - нөлдік шығарындыларға қол жеткізе алатын шығарылған газдардан SO2 қалпына келтіру жүйесі. MECS® MAX3™ күкірт қышқылы қондырғысының патенттелген технологиясы (HRS™) жылуды рекуперациялайтын бір абсорбциялық жүйені MCS® SO2 SolvR® регенеративті тазарту технологиясымен біріктіру арқылы күкірт қышқылы қондырғысының дәстүрлі ағынды схемасын жеңілдетеді, осылайша жабдықты ауыстырады, шығындарды азайтады және тиімділікті арттырады. SO2 SolvR® регенеративті тазарту технологиясы сынақтан өткен MECS ClausMaster™ технологиясы сияқты қағидаттарды, бірақ шығындарды төмендететін және тиімділікті арттыратын жақсартылған еріткішті қолданып пайдаланады.

Күкірт қышқылы қондырғыларының әртүрлі, жалпыға қолжетімді конструкцияларының салыстырмалы артықшылықтары мен кемшіліктері бар. Бір абсорбциялы MAX3™ толығымен интеграцияланған ағын схемасы ұсынатын революциялық айырмашылықтар мен артықшылықтар төмендегі диаграммада анық көрсетілген.

4.3-сурет. SO₂ SolvR^®регенеративті абсорбция процесі

Түйінді артықшылықтары:

тиімді еріткіш;

жоғары қысымды бу ≥1,5 тонна бу/45 бар, 400 ^°C болғандағы тонна қышқыл;

орташа қысымды бу ≈0,3 тонна бу/10 бар қаныққан кездегі тонна қышқыл;

SO₂ шығарындыларын <20 ppmv дейін азайту;

қос абсорбциялы HRS™ конструкциясына баламалы салқындатқыш суды пайдалануды төмендету немесе ұстап тұру;

энергия тұтынуды азайту ~ 10 % қос абсорбция қондырғысымен салыстырғанда;

каустикалық/химиялық заттарды пайдалануды қалдық газ скруббері бар қос абсорбциялы қондырғымен салыстырғанда ~50 %-ға азайту (немесе қалдық газ скруббері бар бір абсорбциялық қондырғымен салыстырғанда 95 %-ға артық);

SO₂төмен шығарындыларымен қамтамасыз ету үшін қалдық газ скруббері бар қос абсорбциялы HRS™ конструкциясымен салыстырғанда жалпы күрделі шығындарды төмендету немесе қолдау;

SolvR^® жүйесінің модульдік жеткізуінің арқасында кен орнының құрылысын салу уақытын қысқарту.

Америкалық DuPont технологиясының MECS күкірт қышқылын өндірудегі жылуды қалпына келтіру жүйесі электр қуатын өндіру және зауытты жылумен қамтамасыз ету үшін жоғары және аралық қысымды бу генераторымен және аралық қысыммен тиімді өндірісті білдіреді. Бұл бірегей технологиялардың тұтас жиынтығы, оның ішінде түбегейлі жаңа оңайлатылған схема бойынша орындалған жылуды қалпына келтіру технологиясы. Нәтижесінде кәсіпорын қышқылдың әр тоннасына 1,5 тоннадан астам жоғары қысымды бу шығара алады, бұл дәстүрлі схема бойынша жасалған кешендердің көрсеткіштерінен 25 %-ға жоғары. Екінші буынды SolvR регенеративті технологиясының арқасында жаңа кешен күкірт оксидтерінің шығарындыларын түбегейлі азайта алады.

MECS MAX3 – күкірт қышқылын өндірушілерге ұсынылатын DuPont компаниясының технологиялық ең жетілдірілген шешімі. Бұл технология жылуды қалпына келтірудің жоғары деңгейін, шығарындылардың тиімділігі мен шығындардың тиімділігін қамтамасыз етеді.

9. Регенеративті термиялық тотықтырғыш [13].

Регенеративті жағып бітіргіш жанарғы немесе РТТ отқа төзімді қосалқы табандарды қолдана отырып, газдағы және көміртегі қосылыстарындағы жылу энергиясын пайдалану үшін регенерация процесі қолданылатын жағу жүйесі. Газ ағынының бағытын өзгерту үшін табанды тазартатын коллекторлық жүйе қажет.

Каталитикалық жағып бітіргіш жанарғы немесе ТКТ металл катализатордың бетінде төменгі температурада, әдетте 350-ден 400 °C-қа дейін ыдырайтын жағу жүйесі.

Өнеркәсіпте газ ағынында СО, тозаң немесе газ тәрізді көміртекті материалды тотықтыру үшін бірнеше жағу жүйелері қолданылады.

Жоғары температуралы жанарғы-соңына дейін жағушы, сондай-ақ жылу тотықтырғыштары деп аталады, онда газдар 850-ден 1000 ^°C-қа дейін қызады және кем дегенде 0,5 секунд ұсталады (хлорланған компоненттер болмаған жағдайда), мұның өзі құрамындағы ҰОҚ жойылуына әкеледі. Жанарғы – жағып бітіргіште жағу жүйесі қолданылады (міндетті түрде үздіксіз негізде емес).

Регенеративті жағып бітіргіш жанарғы, РТТ деп те аталады, онда регенеративті жүйе жылу энергиясын газда және көміртегі қосылыстарында отқа төзімді қосалқы негіздерді қолдана отырып пайдалану үшін қолданылады. Газ ағынының бағытын өзгерту үшін негізді тазарту үшін коллекторлық жүйе қажет.

Каталитикалық жағып бітіргіш жанарғы, сондай-ақ ТКТ деп аталады, онда металл катализатордың бетінде төменгі температурада ыдырау жүреді, әдетте 350-ден 400 °C-қа дейін.

Пайдаланылған газдарды жағуға арналған пештер, мысалы, артық СО, энергия алуға арналған жағуға арналған пештер.

Пештің тік шахтасы немесе шығыс бөлігі егер осы кезеңде қосымша оттегі қосылатын болса, жағып бітіргіш жанарғы ретінде қолдануға болады.

Жағып бітіргіш жанарғы органикалық қосылыстарды, оның ішінде ПХДД/Ф термиялық тотықтыру арқылы жойып жібереді. Бұл процесте пайдаланылған энергия көзіне байланысты CO₂, NOх және SO₂ шығарындылары кезінде өндірілетін қосымша энергия қажет.

Жағып бітіргіш жанарғы әсіресе жоғары концентрацияда органикалық қосылыстар шығаруы мүмкін май мен жабынды алып тастау жұмыстарын орындау кезінде пайдалы. Пеште мұндай компоненттердің болуы жағу өнімдерінің көп мөлшерде өндірілуіне және пеште ұстау уақытының барынша аз болуына және сәйкесінше жартылай күйдірілген газдардың шығарындыларына әкеледі.

Нақты қолдану үшін дұрыс жобаланған, құрастырылған және өлшемі бойынша таңдалған қондырғылар ҰОҚ, ПХДД/Ф, органикалық және көміртекті бөлшектер немесе жанғыш газдар, мысалы, CO немесе H₂ жою үшін қолданылатын әдістер болып табылады. Мүмкіндігінше жылуды қалпына келтіруді қолдану керек. Төменде жанарғы-соңына дейін жағушыда тиімді жағуға қойылатын негізгі талаптар келтірілген.

Жағу камерасында немесе регенеративті жүйеде жеткілікті ұстау уақыты; бұл уақыт кезеңі толық жануды қамтамасыз ету үшін жеткілікті оттегі болған кезде жеткілікті деңгейде ұзақ болуы керек. 99 % деңгейінде бұзылу тиімділігі үшін қажетті ұстау уақыты әдетте хлорланған қосылыстардың болуына байланысты тиісті температурада екі секундты құрайды. Пеште ұстаудың анағұрлым қысқарақ уақыты және анағұрлым төмендеу температура да ҰОҚ және ПХДД/Ф толық бұзылуына әкелуі мүмкін, бірақ бұл процесс нақты жұмыс жағдайында жергілікті деңгейде жүргізілуі керек. Газдарды ПХДД/Ф температура аралығы тез салқындату керек. Араластыру жағу аймағында жылу мен массаның тиімді тасымалдануын қамтамасыз ету және суық дақтардың пайда болуын болғызбау үшін қажет. Әдетте оған құйынды жалынды генерациялайтын жанарғыны пайдаланып, сондай-ақ жағу камерасына арақабырға орнату арқылы қол жеткізеді.

Жұмыс температурасы ең тұрақты заттың өздігінен тұтану температурасынан 200 – 400 ^°C жоғары, сондықтан ең төменгі жұмыс температурасы 850 ^°C-тан жоғары болуы керек. Егер газ ағынында хлорланған заттар болса, температураны 1100 – 1200 ^°C дейін арттыру керек, ал ПХДД/Ф түрлендірулерінің алдын алу үшін түтін газдарын тез салқындату қажет.

Каталитикалық қондырғылардың төмен температурада жұмыс істеуі. Алау қондырғыларының жұмыс істеуі үшін құйынды қозғалыс, ауа және тұтану көзі қажет. Қажет болса, қосымша отын қосуға болады.

Жануды оңтайландыру үшін жанарғылардағы ауа мен отын пропорцияларын микропроцессорлық басқару.

Берілетін газда бар материалдардың тиімді бұзылуын растау үшін жабдық комбинациясының тиімділігін, жұмыс температурасын және ұстау уақытын көрсету.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

1. Энергия тұтынуды, сондай-ақ қоршаған ортаға әсерді азайту.

2. Жылу шығару және жылу шығарудың алдын алу.

3. Отын ретінде пайдаланылатын қалдықтардың түрлерін таңдау келесі негізгі ойларды қоса алғанда, бірқатар өзара байланысты пікірлерге негізделген:

шығарындыларды, мысалы, қазба отыннан алынған CO₂ азайту;

табиғи ресурстарды, мысалы, қазба отынды пайдалануды азайту;

тасымалдау қашықтығын қысқарту;

полигонда қалдықтарды көмудің алдын алу;

қалдықтарды қалпына келтірудің қауіпсіз әдісі.

4-6, 8. Энергия тұтынуды басқаруды жақсарту, яғни энергияны үнемдеу.

7. Энергия тұтынуды, сондай-ақ қоршаған ортаға әсерді азайту.

9. Органикалық қосылыстар шығарындыларын азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

1. Нақты объектіге байланысты.

2. 1999 жылдан бері пайдаланылады. (Шартты түрде алғанда таза су, айналымдағы су) 29 С температурада төмен потенциалды жылу тасымалдағышпен жылу сорғысының буландырғышына құйылады, мұнда 15 С дейін салқындатылады, содан кейін өнеркәсіптік сумен жабдықтау желісіне немесе су айналымы жүйесіне жіберіледі.

Жылыту жүйелерінің кері желілік суы жоғары потенциалды жылу тасымалдағыш болып табылады, ол 50 С температурада жылу сорғысының буландырғышына құйылады, бұл жерде 70 С температураға дейін қыздырылады, сосын 80 С температураға дейін УКТЭЦ (100 С) тікелей желілік сумен араластырылады және әрі қарай қолданыстағы желі арқылы тұтынушыларға беріледі.

Сондай-ақ УКТЭЦ дәл сол жылумен қамтамасыз ететін суын пайдалана отырып, суды жылытқыштағы (қазандықтағы) жылу сорғысынан кейін суды жылытуға болады.

3. Мысалы, металдардың жоғары концентрациясы сияқты сипаттамаларға байланысты отын ретінде пайдаланылатын қалдықтар шығарындыларға әсер етуі мүмкін.

"Қалдықтарды жағу және бірлесіп жағуды бақылау үшін муниципалды заңнаманы қолдану және әзірлеу" зерттеуінде қалдықтарды отын ретінде пайдаланатын түсті металлургия саласындағы алты зауыт анықталды. Зерттеуді 2007 жылы Еуропалық комиссияның тапсырмасы бойынша Окополь институты жүргізді.

Түсті металлургияда отын ретінде пайдаланылатын қалдықтардың жоғары таза жылу шығару қабілеті бар, мысалы, 37 МДж/кг жылу шығару қабілеті бар пайдаланылған май және 26 МДж/кг жылу шығару қабілеті бар еріткіштер.

Аустрияда никельді күйдіретін қондырғының айналмалы пешінде дәстүрлі отынның орнына пайдаланылған майлар мен еріткіштер пайдаланылады.

Қазақстандағы зауыттардың бірінде қазба отынды ішінара вельцтеу шлагын (клинкер) қайта өңдеу процесінде пайда болатын магнитті емес фракциямен алмастырады.

4 – 8. Нақты объектіге байланысты.

9. ҰОҚ/қауіпті ауаны ластаушы заттарды 95 – 99 % тазарту.

Кросс-медиа әсерлер

1. Күтілмейді.

2. Әдетте, ішкі жүйелердің бірінде қол жеткізілген энергия үнемдеу тұтастай алғанда жүйе деңгейінде жүзеге асырылады, алайда егер оңтайландыру кезінде энергия ресурстарын өндіру/бөлу жағы ескерілмесе, жағдай басқаша болуы мүмкін. Мысалы, егер қол жеткізілген оңтайландыру буды өндіру және тарату жүйесінде ескерілмесе, процестердің бірінде буды тұтынуды азайту артық буды бәсеңдету қажеттілігіне әкелуі мүмкін.

3 – 9. Күтілмейді.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

1. Кез келген ұйымдар, технологиялық процестер немесе жүйелер.

2. Бұл әдіс суды салқындату үшін пайдаланатын біріктірілген пиро- және гидрометаллургиялық зауыттар үшін қолданылады. Схеманың кемшілігі – оның жұмысының маусымдылығы – тек жылыту кезеңінде. Сонымен қатар жоғарыда сипатталған кросс-медиа әсерлерін ескеру қажет.

3. Негізінде органикалық заттардың толық жануы қамтамасыз етілсе және қалдықтардың түсуін бақылау және шығарындыларды бақылау металдар мен диоксиндер сияқты шығарындылардың төмен деңгейіне кепілдік берсе, осы отынды қолдануға болады.

4. Балқыту немесе күйдіру алдында шикізатты кептіру процестеріне қолданылады.

5. Жоғарыда сипатталған тәсілдерді ескере отырып, ЕҚТ-ны осындай тәсілдер қолданылатын кәсіпорындарға жатқызуға болады.

6. Жалпыға бірдей қолданылады. Сарапшылардың бағалауы бойынша, жабдықтың жұмыс режиміне байланысты ЖРЖ қолдану сорғы қондырғыларында, желдеткіштерде, конвейерлерде, уатқыштарда электр энергиясын тұтынуды 20-дан 50 %-ға дейін азайтуға мүмкіндік береді, бағдарламалық жасақтаманың нақты деректері 7 – 15 % аралығында электр энергиясын үнемдеу туралы айтуға мүмкіндік береді. Сонымен қатар ЖРЖ орнату мәселесі технологиялық процесті реттеудің тереңдігіне, жұмыс орындарындағы өнеркәсіптік санитария талаптарына (сору-шығару желдеткіштері үшін) сүйене отырып, әрбір жеке жағдайда жеке қарастырылуы керек.

7. Жалпыға бірдей қолданылады.

8. Ұқсас процесі бар кәсіпорында қолданылады.

9. Қолданылуы өңделуі тиіс пайдаланылған газдардың энергия сыйымдылығымен шектеледі, өйткені төмен энергиялы пайдаланылған газдар отынды көп пайдалануға әкеледі.

Экономика

1. Жоғары энергетикалық нәтижелілікке қол жеткізудің басқарушылық әдістері бөлігіндегі талаптарды адал орындау тартылатын инвестициялар мен басқа да ілеспе шараларға қарамастан, күтілетін нәтижеге жеткізеді.

2, 4. Өндіріс шығындарын азайту (нақты қондырғыға байланысты). Нақты энергия тұтыну негізінде шығындарды бөлу.

3. Қазба отынды қолданумен салыстырғанда қалдықтарды отын ретінде қолдану пайдалану шығындарын төмендетуі мүмкін.

5. Өндіріс шығындарын азайту (нақты қондырғыға байланысты).

Кәсіпорындарда бу құбырларын оқшаулау арқылы жылу энергиясының нақты ысыраптары жылына 15022 Гкал құрайды және нормативтік ысыраптардан жылына 6414 Гкал асады. Жылу оқшаулау бойынша іс-шаралар толық көлемде үнемдеуге мүмкіндік береді. D және E энергия тиімділігі сыныбы бар АБК ғимараттарын жылыту кезінде жылу энергиясын үнемдеу 9013 Гкал/жыл (67,7 млн теңге/жыл) құрайды. Ғимараттарды жылыту желдетілетін қасбетті орнату арқылы ұсынылады. Шығындар 450 млн теңгені құрайды, өтелу мерзімі 6,7 жыл.

6. Өндіріс шығындарын азайту (нақты қондырғыға байланысты). Жиіліктік реттелетін жетегі бар қозғалтқыштарды (бұдан әрі – ЖРЖ) қолдану, мысалы, технологияға, тәулік уақытына, ғимараттағы адамдардың санына және т.б. байланысты күрт ауыспалы жүктеме кезінде орынды болады. Желдеткіштердің жиіліктік реттелетін электр жетегін пайдалану сору жүйелерінің ауаны жылжытуына электр энергиясын тұтынуды 6 – 26 %-ға, жабдықтау жүйелерін 3 – 12 %-ға азайтуға мүмкіндік береді, ал ЖРЖ қозғалтқыштарының өтелу мерзімі 5 ай болуы мүмкін.

7. Өндіріс шығындарын азайту (нақты қондырғыға байланысты). Гамбург қаласындағы Aurubis зауытында инвестициялық шығындар 10 млн еуро және анодты пештен және құю машинасынан ұйымдастырылмаған шығарындыларды ұстау шараларына шамамен 7 млн еуро құрады. Электр энергиясын тұтыну жылына 13,6 ГВт құрайды.

8 – 9. Өндіріс шығындарын азайту (нақты қондырғыға байланысты).

Экономикалық тұрғыдан тиімді, бірақ жеке тәсілді қажет етеді.

Сынақтан өтті, ЭЫДҰ елдерінде қолданылады.

Ендірудің қозғаушы күші

1. Жалпы кәсіпорын қызметінің тиімділігін арттыру.

2. Энергия тиімділігін арттыру.

3. Пайдалану және күрделі шығындарды қысқарту, өнімділікті арттыру.

4 – 9. Шығындарды азайту. Энергия тиімділігі саласындағы талаптарға сәйкестікті қамтамасыз ету.

4.4. Технологиялық процестерді бақылау

4.4.1. Процестерді бақылау әдістері

Сипаты

Процестерді бақылау және технологиялық процестің үздіксіз және сенімді жүрісін қамтамасыз ету әдістерінің жиынтығы.

Техникалық сипаттамасы

Технологиялық процесс және оны бақылау бірқатар процестерге қолданылады. Төменде негізгі әдістердің сипаттамасы келтірілген.

Қолданылатын технологиялық процестерге және ластануға қарсы күрес әдістеріне сәйкес бастапқы материалдарды тексеру және таңдау. Стандартты процедураларға мыналар жатады (көптеген процестер жазбаша нысанды білдіреді):

жүкқұжаттарды тексеру;

жеткізілген материалдардың келісімшартта келтірілген сипаттамаға және ілеспе жүк құжаттарына сәйкестігін көзбен тексеру;

массаны анықтау.

Зауыттың қоршаған ортасына немесе жабдығына әсер етуі немесе денсаулығы мен қауіпсіздігіне зиян келтіруі мүмкін қандай да бір бөгде заттардың бар-жоғын анықтау үшін жеткізілген материалдарды тексеру:

көзбен шолып қарау;

материалдың түріне байланысты іріктеп тексеру талдауы;

радиоактивтілікке арналған тест;

бастапқы материалдарды қабылдау (немесе қабылдамау);

сақтау аймағына жіберу;

көлік құралдарынан жүк түсіру, тексеру және тазалау;

егер қажет болса; қажет болса және мүмкін болса:

бөгде заттарды сұрыптау-жеткізушіге қайтару немесе тиісті кәдеге жарату;

тиісті өңдеу-қажет болған жағдайда "бейімделу процесін орындау;

техникалық немесе коммерциялық мақсаттарда химиялық құрамды анықтау үшін репрезентативтік сынамаларды іріктеу (талдамалық талдау немесе гранулометриялық құрамды айқындау жолымен).

Процестің оңтайлы өнімділігіне қол жеткізу, конверсияның тиімділігін арттыру, қоршаған ортаның барлық компоненттеріне шығарындыларды азайту, энергияны тұтынуды азайту, сапаны жақсарту және өнімді қабылдамау деңгейін төмендету үшін әртүрлі бастапқы материалдарды тиісті түрде араластыру керек. Шикізаттың дұрыс қоспаларын анықтау үшін шағын тигель пештері қолданылады. Пешке тиелетін материалдың ылғалдылығының ауытқуы жобалық аспирациялық қуатқа қатысты Технологиялық газ көлемінің едәуір артуына әкелуі мүмкін, бұл ұйымдастырылмаған шығарындыларға әкеледі.

Бастапқы материалды өлшеу және есепке алу жүйелері кеңінен қолданылады. Ол үшін салмақ бункері, таспалы таразылар және салмақ мөлшерлегіштер кеңінен қолданылады.

Материалдың берілу жылдамдығын, маңызды процестерді және жану жағдайларын бақылау, сонымен қатар газдарды қосу үшін процессорлар қолданылады. Процестерді басқару үшін төменде көрсетілген параметрлер бағаланады, ал сыни параметрлер үшін дабылдар қолданылады:

пештегі температураның, қысымның (немесе қысымның төмендеуінің), сондай-ақ газ көлемінің немесе шығысының үздіксіз мониторингі;

газ компоненттері (O₂, SO₂, CO);

блоктауды және жабдықтың ықтимал бұзылуын анықтау үшін дірілді үздіксіз бақылау;

"онлайн" режимде электролиттік процестердің тогы мен кернеуінің мониторингі;

процестің сыни параметрлерін бақылау үшін "онлайн" режимде шығарындыларды бақылау;

"онлайн" режимде қышқыл мен металдар концентрациясының мониторингі;

гидрометаллургиялық процестердің параметрлерін үздіксіз бақылау (мысалы, рН, тотығу әлеуеті, температура);

сынамаларды іріктеу және гидрометаллургиялық процестерде аралық және соңғы ерітінділерді талдау;

қызып кету нәтижесінде металдар мен металл оксидтерінің пайда болуын болғызбау үшін балқыту пештеріндегі температураны мониторингтеу және бақылау;

ұяшықтағы қысқа тұйықталуды көрсететін ыстық нүктелерді анықтау үшін электролиттік ұяшықтардың температурасын мониторингтеу және бақылау.

Пештегі оттегі коэффициентін математикалық модель көмегімен автоматты түрде басқаруға болады, бұл берілген материалдың құрамы мен пештің температурасының өзгеруін болжауға мүмкіндік береді; бұл модель 50- ден астам ауыспалы процестерге негізделуі мүмкін. Бастапқы алюминий саласында математикалық модельдер анодтық әсерлердің алдын алу үшін ұяшықтардың жұмыс жағдайын бақылаумен бірге қолданылады. Баяндамаға сәйкес, 1990 жылдан бастап КФК шығарындылары 80 %-ға азайды. Бастапқы мырышты өндіру кезінде қабаттың тұрақтылығын арттыру және пайдалану проблемаларының, ұйымдастырылмаған шығарындылар мен тоқтатулардың санын азайту үшін күйдіру процесін автоматты басқару жүйесі пайдаланылады.

Технологиялық газдар герметикалық немесе жартылай герметикалық пеш жүйелерінің көмегімен ұсталады. Оңтайлы газ жинау жылдамдығын қамтамасыз ету және электр энергиясының шығындарын азайту үшін ауыспалы жылдамдықты интерактивті желдеткіштер қолданылады.

Еріткіштің буы мүмкіндігінше герметикалық реакторлар немесе салқындатқыш қондырғыларды немесе конденсаторларды пайдалана отырып, буды оқшаулап жинау арқылы тұтылады және алынады. Содан кейін ҰОҚ шығарындылары мен иістердің таралуын болғызбау үшін еріткіш буы алынып, жағылады.

Операторлар, инженерлер және басқа да тұлғалар пайдалану жөніндегі нұсқаулықтарды, сипатталған қазіргі заманғы басқару әдістерін және төтенше жағдайлар туындаған кезде қабылдануы қажет дабылдар мен іс-қимылдардың маңыздылығын пайдалану бойынша тұрақты оқытудан және білімді бағалаудан өтуі тиіс.

Қадағалау деңгейлері жоғарыда айтылғандардан пайда алу үшін оңтайландырылған, ал операторлардың жауапкершілігі тоқтатылмайды.

Қоршаған ортаны қорғау және сапаны қамтамасыз ету жүйелері қолданылады.

Қауіпті факторлар мен пайдалану жарамдылығы тұрғысынан зерттеулер процестің барлық өзгерістеріне қатысты жобалау кезеңдерінде жүргізіледі.

Оператор командаларының құрамында мамандандырылған қызмет көрсетуші персоналды неғұрлым жиі тартуды, сондай-ақ мамандандырылған техникалық қызмет көрсету топтарын жаңа бірліктермен толықтыруды қоса алғанда, сенімді техникалық қызмет көрсету жүйелері пайдаланылады.

Процесті жобалау аспектілері осы құжаттың әртүрлі бөлімдерінде сипатталған, өйткені олар осы салада жалпыға бірдей қолданылады. Осы процесс туралы, сондай-ақ қоршаған ортаға әсер ету және экологиялық талаптар туралы тәжірибесі мен білімі бар кәсіби инженерлер бүкіл процесті тиісті сақтықпен жобалайды.

Қож, металл және штейн флюстер мен басқа да шикізатты пайдалануды оңтайландыру үшін, металлургиялық процестің жағдайын анықтап, материалдардағы металдың құрамын келісу үшін интервалмен іріктелген сынамалар негізінде талданады.

Кейбір процестер үшін қалдықтарды жағудың арнайы ережелерін ескеру қажет болуы мүмкін.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Атмосфераға металдардың, тозаңның және басқа қосылыстардың шығарылуын болғызбау.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Пайдалану деректері берілмеген. Толығырақ ақпарат нақты металдарға арналған тарауларда келтірілген.

Кросс-медиа әсерлер

Энергия сыйымдылығын төмендету, энергия тиімділігін және қызмет көрсету мәдениетін арттыру.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Бұл әдістер көптеген зауыттар үшін жалпыға бірдей қолданылады.

Экономика

Жобалық құжаттаманың құрамындағы негіздеме.

Экономикалық тұрғыдан тиімді, бірақ жеке тәсілдерді қажет етеді.

Сынақтан өтті, ЭЫДҰ елдерінде қолданылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Шығарындыларды азайту.

Шикізатты үнемдеу.

Тоқтаусыз жұмыс процесі.

4.4.2. Скрубберлерге арналған жобалау және бақылау әдістері

Сипаты

Атмосфераға шығарындыларды азайту үшін скрубберлердің дұрыс жұмыс істеуін қолдау әдістерінің жиынтығы.

Техникалық сипаттамасы

Ластанумен күресудің қолайлы әдісін таңдау және жобалау өте маңызды. Іс жүзінде бірнеше әдістер бар және олардың кейбіреулері өте тиімді болып көрінсе де, газдардың, тозаңның және басқа компоненттердің жүктемесі мен табиғаты сияқты ерекшеліктер ескерілмесе, проблемалар туындауы мүмкін. Мысалы, қазіргі заманғы материалдардан жасалған қапшық сүзгілер тозаңды кетірудің басқа әдістерімен салыстырғанда жақсы экологиялық көрсеткіштерге қол жеткізеді деп саналады; дегенмен, тозаңның кейбір түрлеріне қатысты жабысқақтығы мен үгілгіштігіне байланысты оны әмбебап деп санауға болмайды. Бұл проблемалар жеке алаңдар мен материалдарға тән, сондықтан оператор осы факторларды жобалаудың техникалық тапсырмасында ескеруі керек.

Газдағы көлем, қысым, температура және ылғалдылық маңызды параметрлер болып табылады және қолданылатын әдістерге немесе олардың комбинациясына айтарлықтай әсер етеді. Атап айтқанда, конденсация температурасына осы параметрлердің әрқайсысы әсер етеді және өзгерістер бүкіл өндірістік цикл кезінде ескерілуі керек.

Тозаңның немесе түтіннің сипаттамаларын анықтау өте маңызды, сондықтан тозаңның кез келген стандартты емес қасиеттерін анықтау қажет (гигроскопиялық, өздігінен тұтану, жабысқақтық, абразивтілік және т.б.). Бөлшектердің мөлшері мен пішіні, материалдың ылғалдануы мен тығыздығы да әдісті оңтайлы таңдау факторлары болып табылады. Сенімді жобалауды қамтамасыз ету үшін тозаңның концентрациясы мен оның өзгергіштігін ескеру қажет.

Көптеген операторлар уақыт өте келе жабдықтың тозуы мен техникалық қызмет көрсету нәтижесінде өнімділіктің нашарлауы мүмкін екенін анықтады. Қажет болған жағдайда пайдаланылған газдарды тікелей өлшеу арқылы өнімділіктің үздіксіз мониторингін қамтамасыз ету үшін қазіргі заманғы жүйелерді пайдалану керек (мысалы, тозаңның, СО, SO₂ құрамын анықтау үшін). Мысалы, тозаңды бақылау электродинамикалық әдіспен жүзеге асырылуы мүмкін. Бұл әдіс бөлшектердің құбырға немесе каналға салынған зондпен әрекеттесуі нәтижесінде алынған зарядтың индукция қағидатына негізделген. Сонымен қатар басқарудың сыни параметрлеріне мониторинг жүргізуге болады. Сигнал беру жүйелері осы жүйелерге біріктірілуі керек.

Сондай-ақ келесі әдістерді ескеру қажет:

Реагенттерді есепке алу жүйелерін пайдалану.

Реагенттерді беру процесін және қондырғының өнімділігін бақылау. Үздіксіз мониторинг келесі параметрлерді қамтуы мүмкін: температура, қысымның төмендеуі, тозаң немесе басқа ластағыш заттардың шығарындылары, ток және кернеу, скрубберлердегі сұйықтық ағыны және рН. Операциялық проблемалардың туындағаны туралы хабарлайтын авариялық сигналдар көзделген.

Пайдалану нұсқаулықтары мен сипатталған заманауи бақылау әдістерін пайдалану кезінде операторларды оқыту және бағалау.

Операторлардың жауапкершілігін сақтай отырып, жоғарыда аталған әдістерден пайда алу үшін қадағалау деңгейлерін оңтайландыру.

Қоршаған ортаны қорғау және сапаны қамтамасыз ету жүйелерін пайдалану.

Шығарындылардың алдын алу немесе процесті оңтайландыру үшін мыс және алюминий сияқты жұмыс жағдайындағы үрдістерді бағалау үшін болжамды немесе басқа математикалық модельдерді қолдану.

Сенімді техникалық қызмет көрсету жүйелерін пайдалану, соның ішінде оператор командаларының құрамында мамандандырылған қызмет көрсету персоналын жиі тарту.

Өлшеу жүйелерінің сенімділігін тексеру әдістерін қолдану.

Тозаң деңгейін бақылау құрылғысы мен тазарту циклі арасындағы интерфейс негізінде қапшық сүзгінің бұзылуларын анықтау жүйесін пайдалану.

Шикізат пен флюстердің оңтайлы қоспаларын анықтау және пештің оңтайлы жұмыс режимін белгілеу үшін шикізат үлгілерін балқыту үшін шағын пештерді пайдалану. Бұл әдіс сатып алу бағаларын келісу мақсатында әр партиядағы металдардың құрамын анықтау үшін де қолданылады.

Осы артықшылықтарға қол жеткізу, қауіпсіз жағдайларды сақтау және өткен оқиғалар мен процестің жауаптарына талдау жүргізу үшін процесті тиісті бақылау қолданылады. Технологиялық бақылаудың сенімді жүйесі Түсті металдарды балқыту мен өңдеудің барлық заманауи процестеріне енгізілуі керек; процесті бақылаудың дұрыс жүйесі болмаса, операцияны ең үздік қолжетімді техника деп санауға болмайды.

Қазіргі заманғы технологиялық бақылау құралдарын жасау және пайдалану қажет болған жағдайлар бар (мысалы, домна пештері). Тиісті параметрлер мен бақылау жүйелерін анықтау үшін қосымша жұмыс жүргізу қажет.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Металдардың, тозаңның және басқа қосылыстардың шығарылуын болғызбау.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Ақпарат берілмеген.

Кросс-медиа әсерлер

Энергияны көп пайдалану.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Жалпыға ортақ қолданылады.

Экономика

Жобалау-сметалық құжаттамаға сәйкес есептеледі.

Экономикалық тұрғыдан тиімді, бірақ жеке тәсілді қажет етеді.

Сынақтан өтті, ЭЫДҰ елдерінде қолданылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Шығарындыларды азайту. Шикізатты үнемдеу мүмкіндігі.

4.4.3. Сарқынды суларды тазарту процестерін бақылау әдістері

Сипаты

Сарқынды суларды тазарту қондырғыларының дұрыс жұмыс істеуін қамтамасыз ету әдістерінің жиынтығы.

Техникалық сипаттамасы

Келесі әдістерді қарастыру қажет.

Реагенттерді есепке алу жүйелері.

Реагенттерді беру процесін және зауыттың өнімділігін бақылау. Үздіксіз мониторинг келесі параметрлерді қамтуы мүмкін (процестің маңыздылығына байланысты): температура, лайлылығы, pH, өткізгіштігі, тотығу-тотықсыздану потенциалы, жалпы ҰОҚ, белгілі металдар және ағын.

Қоршаған ортаны қорғау және сапаны қамтамасыз ету жүйелері, оның ішінде:

операторларды пайдалану жөніндегі нұсқаулықтарды және сипатталған заманауи бақылау әдістерін пайдалануға қатысты оқыту және бағалау;

операторлардың жауапкершілігін сақтай отырып, жоғарыда аталған әдістерден пайда алу үшін қадағалау деңгейлерін оңтайландыру;

сенімді техникалық қызмет көрсету жүйелерін пайдалану, соның ішінде оператор командаларының құрамына мамандандырылған қызмет көрсету персоналын жиі тарту.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Металдардың, қалқыма қатты заттардың және басқа қосылыстардың шығарындыларын болғызбау.

Пирометаллургиялық және гидрометаллургиялық әдістерді қолдану кезінде пайда болатын сұйық ағындардың құрамы көбінесе алынған металға, өндіріс процесіне және қолданылатын шикізатқа байланысты болады. Алайда, түсті металдар зауытында пайда болған сұйық ағындарда әдетте мыс, қорғасын, мырыш, қалайы, никель, кадмий, хром, күшән, молибден, сынап сияқты металдар, сондай-ақ қалқыма қатты заттар болады.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Сарқынды сулар мен ластағыш заттардың концентрациясын азайтуға мүмкіндік беретін аса маңызды факторлар:

сарқынды сулар пайда болатын процесс;

су мөлшері;

ластағыш заттар және олардың шоғырлануы;

тазартудың қажетті деңгейі, яғни су сапасының жергілікті немесе өңірлік стандарттары;

су ресурстарының қолжетімділігі.

Кросс-медиа әсерлер

Кәдеге жаратуға арналған қалдықтарды шығару әлеуеті бар.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Жалпыға бірдей қолданылады.

Экономика

Жобалық құжаттаманың құрамындағы негіздеме.

Экономикалық тұрғыдан тиімді, бірақ жеке тәсілдерді қажет етеді.

Сынақтан өтті, ЭЫДҰ елдерінде қолданылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Шығарындылардың болғызбау.

Шикізатты үнемдеу.

4.5. Эмиссияларды мониторингтеу мен бақылаудың жалпы қағидаттары

Мониторинг құжатталған және келісілген рәсімдерге сәйкес қайталанатын өлшемдерге немесе белгілі бір жиіліктегі бақылауларға негізделген әртүрлі ортадағы химиялық немесе физикалық параметрлердің өзгеруін жүйелі түрде бақылауды білдіреді.

Мониторинг қоршаған ортаға ықтимал әсерді бақылау және болжау үшін шығатын ағындардағы (шығарындылар, төгінділер) ластағыш заттардың құрамы туралы дұрыс (нақты) ақпарат алу үшін жүргізіледі. Қойылған экологиялық мақсаттарға қол жеткізу туралы талдау жүргізу үшін, сондай-ақ ықтимал авариялар мен инциденттерді анықтау және жою үшін шығарындыларды, төгінділерді тазартумен, қалдықтарды жоюмен және қайта өңдеумен байланысты процестердің тиімділігін бақылау аса маңызды мәселелердің бірі болып табылады.

Мониторинг жүргізу жиілігі ластағыш заттың түріне (уыттылығы, ҚО және адамға әсері), пайдаланылатын шикізат материалының сипаттамаларына, кәсіпорынның қуатына, сондай-ақ шығарындыларды азайтудың қолданылатын әдістеріне байланысты, бұл ретте ол бақыланатын параметр үшін репрезентативтік деректерді алу үшін жеткілікті болуы тиіс. Көп жағдайда ластағыш заттардың қалдық ағындардағы концентрациясы туралы ақпарат алу үшін іріктеудің белгілі бір кезеңіндегі орташа тәуліктік мәндер немесе орташа мәндер қолданылады.

Атмосфералық ауаның мониторингін орындау кезінде белсенді ластану аймағындағы (атмосфераны ластау көздері үшін), сондай-ақ Қазақстан Республикасының экологиялық заңнамасының және қоршаған орта сапасы нормативтерінің сақталуын қадағалау үшін қажет болған жағдайларда әсер ету саласы шегіндегі қоршаған ортаның жай-күйіне ерекше көңіл бөлінуі тиіс.

Мониторинг үшін пайдаланылатын әдістер, өлшеу құралдары, қолданылатын жабдықтар, рәсімдер мен құралдар Қазақстан Республикасы аумағында қолданылатын стандарттарға сәйкес келуге тиіс. Халықаралық стандарттарды пайдалану ҚР НҚА регламенттелуі қажет.

Өлшеу жүргізу алдында мониторинг жоспарын жасау қажет, онда мынадай көрсеткіштер ескерілуі тиіс: қондырғыны пайдалану режимі (үздіксіз, үзік-үзік, іске қосу және тоқтату операциялары, жүктеменің өзгеруі), газды немесе ағындарды тазарту жөніндегі қондырғылардың пайдалану жай-күйі, ықтимал термодинамикалық әсер ету факторлары.

Өлшеу әдістерін анықтау, сынамаларды іріктеу нүктелерін, сынамалар санын және оларды іріктеу ұзақтығын анықтау кезінде мынадай факторларды ескеру қажет:

қондырғының жұмыс режимі және оның өзгеруінің ықтимал себептері;

шығарындылардың ықтимал қауіптілігі;

газ құрамындағы анықталған ластағыш зат туралы неғұрлым толық ақпарат алу мақсатында сынамалар алу үшін қажетті уақыт.

Әдетте, өлшеу үшін пайдалану режимін таңдағанда қоршаған ортаға ең жоғары әсер етуі мүмкін режим таңдалады (ең жоғары жүктеме).

Атмосфералық ауаның мониторингін орындау кезінде белсенді ластану аймағындағы қоршаған ортаның жай-күйіне (атмосфераны ластау көздері үшін) басты назар аударылуға тиіс.).

Технологиялық газдардың мониторингі тозаң, ауыр металдар және SO_x шығарындылары сияқты технологиялық газдарды жағу кезінде технологиялық газдардың құрамы және жанама шығарындылар туралы ақпарат береді.

Бұл ретте сарқынды сулардағы ластағыш заттардың концентрациясын анықтау үшін кез келген сынаманы немесе шығынға пропорционалды немесе уақыт бойынша орташаландырылған сынаманы іріктеуге негізделген біріктірілген тәуліктік сынаманы (24 сағат) пайдалануға болады.

Сынама алу кезінде газдарды немесе сарқынды суларды сұйылтуға жол берілмейді, өйткені алынған көрсеткіштерді объективті деп санауға болмайды.

Эмиссиялар мониторингі тікелей әдіспен (аспаптық өлшеулер), сондай-ақ жанама әдіспен (есептеу әдістемелері) жүргізілуі мүмкін. Бұл жағдайда аспаптық өлшеулерге негізделген әдіс іріктеу жиілігіне байланысты және мерзімді немесе үздіксіз болуы мүмкін. Аталған әдістердің әрқайсысының өзіндік артықшылықтары мен кемшіліктері бар. 4.1-кестеде үздіксіз өлшеу мен кезеңдік өлшеудің негізгі ерекше сипаттамалары келтірілген.

4.1-кесте. Үздіксіз өлшеу мен кезеңдік өлшеуді салыстыру

Р/с №	Сипаттама	Үздіксіз өлшемдер	Кезеңдік өлшемдер
1	2	3	4
1	Сынама алу кезеңі ЛЗ шығарындылары / төгінділері	Өлшемдер шығарындылар/төгінділер шығарылатын толық немесе барлық уақытты қамтиды	Жекелеген өлшемдер ұзақ мерзімді кезеңдегі эмиссиялар туралы деректерді ұсыну болып табылады
2	Жылдамдық	Нәтижелерді онлайн режимде алу мүмкіндігі	Нақты уақыт режиміндегі нәтижелер аспаптық талдауыштарды пайдалану кезінде ғана қол жетімді, кейіннен зертханалық талдау жүргізе отырып, сынамаларды қолмен іріктеу кезінде кейінге қалдырылған нәтижелер
3	Нәтижелерді орташаландыру	Нәтижелер кез келген қажетті кезеңге (30 минут, 1 сағат, 24 сағат және т. б.) орташаландырылуы мүмкін.	Нәтижелердің орташалануы сынамаларды іріктеу кезеңінің ұзақтығына байланысты (интервал 30 минуттан бірнеше сағатқа дейін)
4	Өлшеулерді калибрлеу және қадағалау	Мониторингтің автоматтандырылған жүйелері (АБЖ) техникалық қызмет көрсету кезеңінде сертификатталған анықтамалық материалдарға сәйкес калибрлеуді және баптауды талап етеді	Қолмен немесе автоматтандырылған әдістерді қолдануға болады
5	Жабдықты сертификаттау	Жабдықты сертификаттау қолжетімді	Портативті жабдықты сертификаттау қолжетімді
6	Қондырғы және қызмет көрсету шығындары	Әдетте кезеңдік өлшеу шығындарынан жоғары, Жылына 32 800 евро	Әдетте AМЖ шығындарынан жылына 4000 евро төмен

4.5.1. Мониторинг компоненттері

Бекітілген әдістемелік құжаттар негізінде өлшенетін немесе есептелетін, қоршаған ортаға эмиссиялардағы бақыланатын ластағыш заттар (шығарындылар, төгінділер, қалдықтар және т.б.) өндірістік мониторингтің компоненттері болып табылады.

4.2-кесте. Ластағыш заттардың тізбесі

Р/с №	Компонент/зат	Анықтама
1	2	3
1	Тозаң (жалпы)	Ұйымдастырылмаған (кен шикізатын (концентраттарды) және қосалқы материалдарды сақтау, дайындау, тасымалдау кезінде) және ұйымдастырылған (түтін құбырлары) көздерден қатты бөлшектердің (ауада) жалпы саны
2	Металл және оның қосылыстары	Zn, Cd, Pb, Hg, Se, Cu, As
3	SO₂	Күкірт диоксиді
4	NO	Азот диоксиді
5	NO₂	Азот диоксиді
6	CO	Көміртек тотығы
7	ЛОС^*	Ұшпа органикалық қосылыстар
8	ПХДД/Ф^*	Полихлоридті дибензопародиоксин/фтор
9	HCl^**	HCl түрінде көрсетілген газ тәрізді хлоридтер
10	HF^**	HF түрінде көрсетілген газ тәрізді фторидтер
11	H₂SO₄^***	Күкірт қышқылы

* қайталама мырыш өндіру кезінде бөлінеді;

** кейбір процестерге және/немесе өндірісте қолданылатын реагенттерге тән жеткілікті төмен концентрацияларда бөлінеді;

*** күкірт қышқылын өндіру қондырғысында құрамында күкірті бар газдарды кәдеге жарату кезінде.

4.5.2. Бастапқы шарттар мен параметрлер

Атмосфералық ауаның жай-күйін зерттеу кезінде метеорологиялық жағдайлар ретінде төмендегілерді ескеру қажет:

қоршаған орта температурасы;

салыстырмалы ылғалдылық;

желдің жылдамдығы мен бағыты;

атмосфералық қысым;

жалпы ауа райы жағдайы (бұлттылық, жауын-шашынның болуы), сондай-ақ газ-ауа қоспасының технологиялық параметрлері:

көлемдік шығыс, пайдаланылған газдың температурасы (шоғырлануды және массалық шығысты есептеу үшін);

су буының құрамы;

статикалық қысым, шығатын газ арнасындағы ағынның жылдамдығы;

оттегінің мөлшері.

Бұл параметрлерді газ ағынында белгілі бір компоненттердің болуын анықтау кезінде қолдануға болады, мысалы, температура, газдағы оттегі мен тозаңның мөлшері ПХДД/Ф ыдырауын көрсетуі мүмкін. Сарқынды сулардағы рН мәнін металдардың тұндыру тиімділігін анықтау үшін де қолдануға болады.

Шығарылатын ағындардың сапалық және сандық көрсеткіштерін бақылаумен қатар негізгі технологиялық процестердің параметрлері мониторингке жатады, оларға мыналар кіреді:

тиелетін шикізаттың саны;

өнімділік;

жану температурасы (немесе ағын жылдамдығы);

катализатор температурасы;

қосылған аспирациялық қондырғылардың саны;

тозаң концентрациясының орнына электростатикалық шөгінділердің ағу жылдамдығы, кернеуі және шығарылатын тозаң мөлшері;

тазартқыш сұйықтықтың (сүзінді) шығыны мен қысымы және дымқыл скруббер қысымының ауытқуы;

тозаң-газ тазалау жабдығына орнатылатын ағып кету датчиктері (мысалы, қапшық сүзгілердің сүзгіш матасы жыртылып қалған кезде концентрацияның ықтимал асып кетуі).

Жоғарыда келтірілген параметрлерден басқа қондырғы мен түтін газын тазарту жүйесінің тиімді жұмыс істеуі үшін (мысалы, кернеу және электр (электр сүзгілері), қысымның төмендеуі (қапшық сүзгілер), суармалы судың рН (скрубберлер) және газ құбырларындағы әртүрлі қондырғылардағы ластағыш заттардың концентрациясы (мысалы, тозаң мен газды тазартуға дейін және кейін) сияқты белгілі бір параметрлерді қосымша өлшеу қажет болуы мүмкін.

4.5.3. Кезеңдік мониторинг

Кезеңдік мониторинг – аспаптық өлшеулердің көмегімен белгілі бір уақыт аралығында жүргізілетін өлшеу (бақылаулар). Сынамаларды іріктеу аралығы өлшеу мақсатына және өлшеу жүргізу қажет болатын өндірістік объектіні пайдалану жағдайларына (қалыпты пайдалану жағдайлары және/немесе қалыптыдан өзгеше пайдалану жағдайлары, егер олар алдын ала белгілі болса) сүйене отырып белгіленеді. Көп жағдайда өлшеу жүргізу жиілігі тұрақты – айына бір рет, тоқсанына бір рет немесе жылына бір/екі рет. Іріктелетін сынамалардың саны анықталатын затқа, сынамаларды іріктеу жағдайларына байланысты әртүрлі болуы мүмкін, алайда тұрақты шығарындының сенімді көрсеткіштерін алу үшін ең жақсы ұсынылатын тәжірибе өлшемдердің бір сериясында қатарынан кемінде үш сынама алу болып табылады.

Сынамаларды іріктеу ұзақтығы мен уақыты, сынамаларды іріктеу нүктелері, анықталатын заттар (ластағыш заттар және жанама параметрлер) сондай-ақ мониторинг мақсаттарын айқындау кезінде бастапқы кезеңде белгіленеді. Сынама алу ұзақтығы сынама алынған уақыт кезеңі ретінде анықталады. Көп жағдайда сынамаларды іріктеу ұзақтығы 30 минутты құрайды, бірақ ластағыш затқа, шығарындылардың қарқындылығына, сондай-ақ сынамаларды іріктеу орындарының орналасу схемасына (жарғылық датчиктердің орындары – автоматтандырылған жүйелерді пайдаланған жағдайда) байланысты 60 минут болуы мүмкін.

Мысалы, тозаңның төмен концентрациясы немесе ПХДД/Ф анықтау қажет болған жағдайда сынама алу үшін көбірек уақыт қажет болуы мүмкін.

Түтін шығарындыларын шығарындылардың репрезентативті мәндерін алу үшін жеткілікті ұзақ уақыт ішінде тиісті бағытталған шығарындылар көздерінде жүйелі кезеңдік өлшеу арқылы өлшеуге болады.

4.5.4. Атмосфералық ауаға шығарындылар мониторингі

Атмосфералық ауаға шығарындыларды бақылау өндірістік экологиялық бақылаудың, сондай-ақ экологиялық тиімділікті арттыру бағдарламасының ажырамас бөлігі болып табылады. Өндірістік мониторингтің түрлері мен жүргізілуін ұйымдастыру Экология кодексінің 186-бабында регламенттелген.

Шығарындылар мониторингі технологиялық жабдықтың пайдаланылған газдарындағы ластағыш заттардың шоғырлануын (мөлшерін) айқындау үшін мынадай мақсаттармен жүзеге асырылады:

мемлекеттік органдармен белгіленген және келісілген шекті рұқсат етілген шоғырланулар шығарындылары көрсеткіштерінің сақталуы;

өндірістің технологиялық процестерінің ағуын бақылау (шикізат материалдарын, термиялық өңдеумен (күйдіру/балқыту) байланысты процестерді жинау, сақтау және дайындау), белгіленген стандарттарға сәйкес дайын өнімді алуға арналған ілеспе процестер;

тозаң-газ тазалау жабдықтарын пайдалану тиімділігін бақылау;

табиғат пайдалану саласында жедел шешімдер қабылдау және ұзақ мерзімді шешімдер қабылдау үшін болжау.

Атмосфералық ауаға эмиссияларды мониторингтеу үшін пайдаланылатын барлық әдістер мен құралдар тиісті ұлттық нормативтік-құқықтық актілермен белгіленеді және айқындалады.

Шығарындылардың мониторингі тікелей өлшеу әдісімен жүзеге асырылуы мүмкін, оның ішінде:

бақыланатын көздердің шығарындыларындағы ластағыш заттардың шоғырлануын үздіксіз өлшейтін автоматты газ талдағыштарды пайдалануға негізделген аспаптық әдіс (үздіксіз өлшеулер);

аспаптық-зертханалық – бақыланатын көздерден шығатын газдардың сынамаларын іріктеуге, оларды кейіннен химиялық зертханаларда талдауға (кезеңдік өлшеулер) негізделген, сондай-ақ шығарындыларды өлшеу техникалық мүмкін емес немесе экономикалық тұрғыдан тиімсіз болған жағдайларда әдіснамалық деректерді пайдалануға негізделген есептеу әдістерін пайдалана отырып жүргізіледі.

Атмосфералық ауадағы шығарындылардың мониторингі ұйымдастырылған шығарындылар көздері үшін де, ұйымдастырылмаған көздер үшін де жүргізіледі.

Түтін газдарындағы ЛЗ шоғырлануының мониторингі кезеңдік немесе үздіксіз өлшеу нысанында жүзеге асырылады. Кезеңдік өлшеулерді мамандандырылған персонал құбырдағы түтін газдарының сынамаларын қысқа мерзімді іріктеу арқылы жүргізеді. Үздіксіз өлшеу жолымен эмиссиялар мониторингі (автоматтандырылған мониторинг) тікелей түтін құбырында, сондай-ақ Қазақстан Республикасында қолданыстағы сынама алу стандарттарын сақтай отырып, газ құбырында орнатылған өлшеу жабдығымен жүзеге асырылады.

Мырыш пен кадмий өндіру кезінде ластағыш заттар шығарындыларының басым көздері балқыту агрегаттары кешенінен аспирациялық газдар және күкірт қышқылды қондырғылар болып табылады.

Бақыланатын заттардың тізіміне стационарлық көздердің шығарындыларында болатын және оларға қатысты технологиялық нормативтер, рұқсат етілген шекті шығарындылар, бақылаудың пайдаланылатын әдістерін (аспаптық) көрсете отырып, уақытша келісілген шығарындылар белгіленген ластағыш заттар (оның ішінде маркерлік) енгізілуге тиіс.

Ұйымдастырылмаған шығарындыларды бақылауға ерекше назар аудару керек, өйткені олардың көлемін анықтау үлкен еңбек пен уақытты қажет етеді. Тиісті өлшеу әдістері бар, бірақ оларды қолдану арқылы алынған нәтижелердің сенімділік деңгейі төмен және ықтимал көздер санының көбеюіне байланысты ұйымдастырылмаған шығарындыларды бағалау нүктелік көздерден шығарындыларға қарағанда едәуір шығындарды талап етуі мүмкін.

Төменде ұйымдастырылмаған шығарындылардың мөлшерін анықтаудың кейбір әдістері келтірілген:

зат ағыны өлшенетін "эквивалентті беткей" анықтамасына негізделген ұйымдастырылған шығарындыларға ұқсас әдіс;

жабдықтан болатын ысырапты бағалау;

тиеу-түсіру операциялары кезінде сақтауға арналған ыдыстардан шығарындыларды, сондай-ақ қосалқы учаскелердің (тазарту құрылыстарының және т. б.) қызметі нәтижесінде туындайтын шығарындыларды анықтау үшін коэффициенттер көмегімен есептеу әдістерін пайдалану;

оптикалық мониторингке арналған құрылғыларды пайдалану (ластағыш заттар сіңіріп алатын және/немесе шашырататын электромагниттік сәулеленуді пайдалана отырып, кәсіпорынның ық жағынан ағып кету нәтижесінде ластағыш заттардың шоғырлануын іздеп табу және анықтау);

материалдық баланс әдісі (заттың кіріс ағынын, оның жинақталуын, осы заттың шығыс ағынын, сондай-ақ технологиялық процесс барысында оның ыдырауын есепке алу, одан кейін қалдық қоршаған ортаға шығарындылар түрінде түскен болып саналады);

газ-трассерді кәсіпорын аумағындағы әртүрлі таңдалған нүктелерге немесе аймақтарға, сондай-ақ осы учаскелердегі әртүрлі биіктікте орналасқан нүктелерге шығару;

ұқсастық қағидаты бойынша бағалау әдісі (метеорологиялық деректерді ескере отырып, жел жағынан ауа сапасын өлшеу нәтижелеріне сүйене отырып шығарындыларды сандық бағалау);

кәсіпорынның ық жағындағы ластағыш заттардың ылғалды және құрғақ шөгуін бағалау, бұл кейіннен осы шығарындылардың динамикасын бағалауға мүмкіндік береді (бір ай немесе бір жыл).

Барлық учаскелерде бірдей ортақ пайдалану үшін қолданылатын өлшеу әдістері жоқ және өлшеу әдіснамалары әр учаскеде әртүрлі. Экстраполяцияны қиындататын қосалқы өндірістер, көлік және басқа көздер сияқты өнеркәсіптік алаңға жақын жерде басқа көздердің айтарлықтай әсері бар. Демек, алынған нәтижелер салыстырмалы немесе бақыланбайтын шығарындыларды азайту бойынша қабылданған шаралар арқылы қол жеткізілген төмендеуді көрсетуі мүмкін бағдарлар болып табылады.

Іріктеу нүктелері өндірістік гигиена және қауіпсіздік стандарттарына сәйкес келуі керек, жеңіл және тез қолжетімді және тиісті мөлшерде болуы керек.

Алаң көздерінен ұйымдастырылмаған шығарындыларды өлшеу қиынырақ және мұқият жасалған әдістерді қажет етеді, өйткені:

шығарындылардың сипаттамалары метеорологиялық жағдайлармен реттеледі және үлкен ауытқуларға ұшырайды;

шығарындылар көзінің алаңы үлкен болуы мүмкін және дәлсіздікпен анықталуы мүмкін;

өлшенген мәліметтерге қатысты қателер айтарлықтай болуы мүмкін.

Технологиялық жабдықтың тығыз еместігінен атмосфераға түсетін ұйымдастырылмаған шығарындылардың мониторингі ұшпа органикалық қосылыстардың (ҰОҚ) жылыстауларын анықтауға арналған жабдықтың көмегімен жүргізілуі тиіс. Егер жылыстау көлемі аз болса және оларды аспаптық өлшеулермен бағалау мүмкін болмаса, онда ластағыш заттардың концентрациясын жеке өлшеулермен бірге жаппай тепе-теңдік әдісін қолдануға болады.

Ұйымдастырылмаған шығарындыларды бақылаудың сипатталған әдістері халықаралық тәжірибені ескере отырып әзірленді және олар нақты және сенімді нақты көрсеткіштерді бере алмайтын сатыда, бірақ олар белгілі бір уақыт аралығында шығарындылардың болжамды деңгейлерін немесе шығарындылардың ықтимал өсу тенденцияларын көрсетуге мүмкіндік береді. Ұсынылған бір немесе бірнеше әдістерді қолданған жағдайда жергілікті пайдалану тәжірибесін, жергілікті жағдайлар туралы білімді, арнайы орнату конфигурациясын және т.б. ескеру қажет.

Кәсіпорын аумағында және ықпал ету саласы шегінде атмосфералық ауаның жай-күйін мониторингтік бақылау (әсер ету мониторингі) өндірістік экологиялық бақылаудың бекітілген бағдарламасына сәйкес жүргізіледі.

Атмосфералық ауаға эмиссиялар мониторингі үшін пайдаланылатын әдістер мен құралдар тиісті ұлттық нормативтік-құқықтық актілермен белгіленеді.

4.3-кесте. Мониторинг жүргізу бойынша ұсынымдар

Р/с №	Әдіс (жабдық)	Кезеңділігі
1	2	3
1	Процестің тұрақтылығын көрсететін процестің параметрлері – температура, газдың ылғалдылығы, O₂ құрамы, вакуум және ағынның жылдамдығы	Үздіксіз
2	Процестің сындарлы параметрлерін мониторингтеу және тұрақтандыру: шикізаттың біртектілігі, отын, қоспалар беру, артық ауа деңгейі	Үздіксіз
3	Тозаң шығарындылары, SO₂, CO NOx, күйдіру/балқыту пештерінің шығарындылары	Үздіксіз
4	НСl, HF, ҰОҚ шығарындылары	Ауық-ауық (бірақ тоқсанына кемінде бір рет)
5	ПХДД/ПХДФ, металл шығарындылары	Ауық-ауық (бірақ тоқсанына кемінде бір рет)

4.5.5. Су объектілеріне төгінділер мониторингі

Су ресурстарының өндірістік мониторингі болып жатқан өзгерістерді уақтылы анықтау және бағалау, су ресурстарын ұтымды пайдалануға және қоршаған ортаға әсерді жұмсартуға бағытталған іс-шараларды болжау үшін кәсіпорын қызметін байқау мен бақылаудың бірыңғай жүйесін білдіреді.

Үздіксіз өлшеу әдісі атмосфералық ауаға ластағыш заттардың шығарындыларын бағалаумен қатар өнеркәсіптік кәсіпорындардың сарқынды суларының параметрлерін анықтау үшін кеңінен қолданылады. Өлшеу тікелей сарқынды су ағынында жүргізіледі.

Үздіксіз өлшеу кезінде әрдайым орнатылатын негізгі параметр сарқынды сулардың көлемдік шығыны болып табылады. Сарқынды су ағынындағы үздіксіз мониторинг процесінде қосымша мынадай параметрлер айқындалуы мүмкін:

рН және электр өткізгіштік;

температура;

лайлылық.

Төгінділерге арналған үздіксіз мониторингті пайдалану мақсатында таңдау мыналарға байланысты:

жергілікті жағдайлардың ерекшеліктерін ескере отырып, сарқынды сулар төгінділерінің қоршаған ортаға күтілетін әсері;

тазартылған су параметрлерінің өзгеруіне жылдам ден қою мүмкіндігі үшін сарқынды суларды тазарту жөніндегі қондырғының өнімділігін мониторингтеу және бақылау қажеттілігі (бұл ретте өлшеулерді жүргізудің ең аз жиілігі тазарту құрылыстарының конструкциясына және сарқынды суларды ағызу көлемдеріне байланысты болуы мүмкін);

өлшеу жабдығының болуы және сенімділігі және сарқынды суларды ағызу сипаты;

үздіксіз өлшеуге арналған шығындар (экономикалық орындылығы).

4.5.6. Үздіксіз мониторинг

Шығарындыларды үздіксіз бақылау автоматты өлшеу жүйелері арқылы өлшеуді қамтиды.

Пайдаланылған газдардағы немесе сарқынды сулардағы бірнеше компоненттерді үздіксіз өлшеуге болады. Кейбір жағдайларда нақты концентрациялар үздіксіз немесе келісілген уақыт кезеңдері ішінде (30 минут, күн, тәулік және т.б.) орташа мәндер түрінде тіркелуі мүмкін. Мұндай жағдайларда 24 сағат ішінде орташа сағаттық және орташа сағаттық мәндерді талдау, сондай-ақ пайыздық деректерді көрсетуді пайдалану алынған рұқсаттардың шарттарына сәйкестікті ұсынудың икемді әдісін ұсына алады, өйткені орташа мәндерді оңай бағалауға болады.

Үздіксіз бақылау қоршаған ортаға айтарлықтай әсер ететін шығарындылар көздері мен компоненттер үшін және/немесе уақыт өте келе шығарындылар саны айтарлықтай өзгеретін көздер үшін анықталуы мүмкін. Мысалы, үздіксіз өлшеулер негізгі көздерде жүргізілуі мүмкін, олардың үлесі қондырғының жалпы массалық ағынында сағатына 20 % көп. Егер көздердің шығарындылары ластағыш заттардың жылдық шығарындыларының 10 % аз болса, керісінше жағдай болады.

Егер ластағыш заттардың шығарындылары жаппай ағын көрсеткіштерінің бірінен асып кетсе, (техникалық мүмкіндік болған кезде) тиісті көздерді тиісті заттардың жаппай шоғырлануын үздіксіз айқындауға қабілетті өлшеу аспаптарымен жабдықтау ұсынылады.

Металлургия саласында тозаң құрамында улы компоненттер болуы мүмкін, сондықтан тозаңды үздіксіз бақылау сәйкестікті бағалау үшін ғана емес, сонымен қатар тазарту қондырғыларының істен шығуын бағалау үшін де маңызды.

Абсолютті мәндерді сенімді деп санауға болмайтын жағдайларда да үздіксіз бақылауды қолдану технологиялық процестің немесе тазарту қондырғысының шығарындылары мен бақылау параметрлеріндегі үрдістерді анықтау үшін жүргізілуі мүмкін.

Эмиссиялар мониторингінің автоматтандырылған жүйесі

4.4-кесте. Эмиссиялар мониторингінің автоматтандырылған жүйесі

Р/с №	Құрылымдық элемент	Сипаттама
1	2	3
1	Сипаты	Өлшенетін параметрдің физикалық бірлігіне пропорционалды шығыс сигналын қайтаратын және адамның араласуынсыз өлшеу нәтижелерін шығаруға қабілетті зерттелетін материалды өлшеуге арналған жүйе.
2	Техникалық сипаттамасы	Үздіксіз мониторингті жүзеге асыруға мүмкіндік беретін техникалық және ақпараттық құралдар кешені. Мониторингтің автоматтандырылған жүйесін пайдалану кезінде алынған ақпарат ҚР қолданыстағы экологиялық заңнамасының талаптарына сәйкес келуі тиіс. Кәсіпорында ЛЗ шығарындыларының негізгі көздерін бақылау кәсіпорынның өндірістік процестеріне сәйкес неғұрлым ықтимал ұйымдастырылмаған шығарындылар орындарында өнеркәсіптік алаң аумағындағы ЛЗ үздіксіз бақылаумен толықтырылуы мүмкін.
3	Қол жеткізілген экологиялық пайда	экологиялық заңнаманы сақтау; атмосфераның ластануына нақты уақыт режимінде мониторинг жүргізу; атмосфераның ластануы туралы ақпараттың қол жетімділігі.
4	Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері	Нақты объектіге байланысты.
5	Кросс-медиа әсерлер	Күтілмейді.
6	Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым	Жалпыға бірдей қолданылады.
7	Экономика	2021 жылы бір жүйенің құны өндіруші мен жүйенің жинақталуына байланысты 70-тен 350 млн теңгеге дейін құбылып тұрды. Пайдалану шығындары жылына 2-ден 30 млн теңгеге дейін өзгеріп отырады. Экономикалық тұрғыдан тиімді, бірақ жеке тәсілді қажет етеді.
8	Ендірудің қозғаушы күші	Нақты уақыттағы шығарындыларды бақылау.

Атмосфералық ауа мониторингінің автоматтандырылған жүйесі

4.5-кесте. Атмосфералық ауа мониторингінің автоматтандырылған жүйесі

Р/с №	Құрылымдық элемент	Сипаттама
1	2	3
1	Сипаты	Өлшенетін параметрдің физикалық бірлігіне пропорционалды шығыс сигналын қайтаратын және адамның араласуынсыз өлшеу нәтижелерін шығаруға қабілетті зерттелетін материалды өлшеуге арналған жүйе.
2	Техникалық сипаттамасы	Периметр бойынша және/немесе жақын маңдағы елді мекен бағытында кәсіпорындардың әсер ету аймағының шекарасында атмосфераның ластану жағдайына үздіксіз мониторингті жүзеге асыруға мүмкіндік беретін техникалық және ақпараттық құралдар кешені. Үздіксіз мониторингке жататын ластағыш заттар Қазақстан Республикасының қолданыстағы экологиялық заңнамасына сәйкес айқындалады.
3	Қол жеткізілген экологиялық пайда	экологиялық заңнаманы сақтау; атмосфераның ластануына нақты уақыт режимінде мониторинг жүргізу; атмосфераның ластануы туралы ақпараттың қол жетімділігі.
4	Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері	Нақты объектіге байланысты.
5	Кросс-медиа әсерлер	Күтілмейді.
6	Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым	Жалпыға бірдей қолданылады.
7	Экономика	2021 жылы бір жүйенің құны жүйенің өндірушісі мен жинақталуына байланысты 10-нан 200 млн теңгеге дейін құбылып отырды. Пайдалану шығындары жылына 0,3-тен 10 млн теңгеге дейін өзгеріп отырады. Экономикалық тұрғыдан тиімді, бірақ жеке тәсілді қажет етеді.
8	Ендірудің қозғаушы күші	Нақты уақыттағы шығарындыларды бақылау.

4.6. Жердің/топырақтың ластануын бақылау және қалдықтарды басқару әдістері

Экология кодексіне сәйкес Қазақстан Республикасында қабылданған нормативтік құқықтық актілерге сәйкес өндіріс пен тұтынудың барлық қалдықтары олардың қоршаған ортаға әсерін ескере отырып жиналуы, сақталуы, залалсыздандырылуы, тасымалдануы және көмілуі тиіс.

Табиғи орта компоненттерінің ластануын болғызбау мақсатында қалдықтарды жинақтау және жою халықаралық стандарттарға және Қазақстан Республикасының қолданыстағы нормативтеріне, сондай-ақ ішкі стандарттарға сәйкес жүргізіледі.

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

Қалдықтарды басқару жүйесі төмендегілерді білдіреді:

түзілетін қалдықтарды сәйкестендіру;

қалдықтарды одан әрі жою тәсілдерін, сондай-ақ қалдықтардың белгілі бір түрлерін қайталама пайдалануды оңтайландыру мақсатында олардың қауіптілік дәрежесі мен деңгейі бойынша түрлерді мақсатқа сай біріктіруді ескере отырып, олардың пайда болу орындарында қалдықтарды бөлек жинау (сегрегация);

мақсатқа сай жерге шығарғанға дейін қалдықтарды жинау және уақытша сақтау;

таңбаланған герметикалық контейнерлерде сақтау;

арнайы бөлінген және жайластырылған алаңдарда қалдықтарды жинау;

барлық қалдықтардың қозғалысын тіркей отырып, қатаң бақылаумен тасымалдау.

Қалдықтарды контейнерлерде сақтау олардың жылыстауының алдын алуға, олардың қоршаған ортаға әсер ету деңгейін, сондай-ақ қалдықтардың жай-күйіне ауа-райының әсерін азайтуға мүмкіндік береді.

Мырыш пен кадмий өндірісіне тән қалдықтар мен жанама өнімдер:

балқыту, шахталық балқыту, фьюмингтеу, рафинациялау, электр балқыту процестерінде түзілген құрамында металдары жоғары қатты қалдық өнімдер (бұл өнімдер өнеркәсіптік өнім болып саналады және әдетте технологиялық процестің тиісті кезеңінде қайта өңделеді немесе шикізат ретінде немесе өзге өндірістерге кәдеге жаратуға жіберіледі);

тікелей балқыту пештері сонымен қатар қатты қождың пайда болуының маңызды көзі болып табылады; мұндай қож әдетте жоғары температураға ұшыраған және әдетте шаймалау металдардың аз мөлшерін қамтиды (кейіннен олар белгілі бір сынақтардан кейін құрылыс материалдары ретінде пайдаланылуы мүмкін);

қатты қалдық өнімдер сарқынды суларды өңдеу арқылы да алынады; негізгі ағындар-бұл сарқынды суларды бейтараптандыру қондырғысында пайда болатын гипс қалдықтары (CaSO₄) және металл гидроксидтері (бұл материалдар осы тазарту әдістерінің жанама әсерінің көрінісі ретінде қарастырылады, олардың көпшілігі одан әрі металдарды алу үшін пирометаллургиялық процеске қайтарылады);

газ тазалау кезінде пайда болатын тозаң немесе шлам (басқа металдарды, мысалы, GE, Ga, In және As және басқаларды өндіру үшін шикізат ретінде пайдаланылады не мырышты алу мақсатында балқытуға немесе шаймалау цикліне қайтарылады);

құрамында сынап пен селен бар қалдық өнімдер газ тазартқыштан құрамында сынап пен селен бар ағындарды алдын ала өңдеу сатысында түзіледі.

Қалдықтармен жұмыс істеу саласындағы бақылау жүйесі мынадай негізгі нормаланатын параметрлер мен сипаттамаларды есепке алуға негізделген:

қалдықтардың түзілуіне байланысты технологиялық процестер мен жабдықтар;

қалдықтарды тасымалдау, өңдеу, кәдеге жарату және залалсыздандыру жүйелері;

өнеркәсіптік алаңда орналасқан және/немесе кәсіпорынның қарамағындағы қалдықтарды жинақтау және орналастыру объектілері.

Өндіріс және тұтыну қалдықтарының қоршаған орта құрауыштарына әсері жанама болып табылады және желдің әсерінен қалдықтар құрауыштарын тозаңдату немесе тарату кезінде атмосфералық ауаның және топырақ ресурстарының ластануынан, құрамдас қалдықтардың еріген сулармен және атмосфералық жауын-шашынмен су объектілеріне түсуінен, өндірістік объект орналасқан аумақтың өсімдігінде қалдықтардың құрамына кіретін микроқұрауыштардың жоғары құрамынан көрінеді.

4.7. Технологиялық қалдықтарды басқару

Сипаты

Металлургиялық процесс нәтижесінде қалдықтардың пайда болуын азайту әдістерінің жиынтығы.

Техникалық сипаттамасы

Металдарды балқыту кезінде шығарылатын қож және қож қалдықтары/қабықшаларының мөлшері негізінен шикізаттағы қоспаларға байланысты болады, сондықтан материал неғұрлым таза болса, соғұрлым қатты заттар пайда болады. Кейбір жағдайларда қатты заттардың азаюы шикізатты мұқият таңдау арқылы қамтамасыз етілуі мүмкін. Мысалы, кейбір мырыш концентраттарында темір аз болуы мүмкін, ал осы концентраттарды қолдануға арналған процестер темір негізіндегі қалдықтардың пайда болуын азайтуы мүмкін. Бұл концентраттардың шектеулі қол жетімділігі және жоғары құны бұл шешімнің кең қолдануға жарамсыз екенін білдіреді. Алдын ала тазартудың экономикалық көрсеткіштері теңгерімді болуы керек. Егер қоспаларды бөлу реагенттерді қосу арқылы жүзеге асырылса, оларды тиімді және үнемді жоюға қол жеткізу үшін қажетті мөлшерде қосуды бақылау нәтижесінде пайда болған қалдық мөлшерін азайтуға мүмкіндік береді.

Екінші жағынан, дұрыс емес сақтау және өңдеу материалдарда артық ылғалдың жиналуына әкелуі мүмкін.

Пештің жұмысын оңтайландыру арқылы қож қалдықтарын/пленкалардың пайда болуын азайтуға болады, мысалы, балқыманың қызып кетуіне жол бермеу арқылы күйіп кетуді азайтуға болады. Пайдаланудың оңтайлы жағдайларын қамтамасыз ету үшін процестерді бақылаудың заманауи әдістері қолданылады.

Ваннада балқыманың беткі қабатының тотығуын болғызбау үшін жабық пешті пайдалануға болады.

Қорғасын күлін және балқыту процесінде пайда болған көп мөлшерде қожды қайта өңдеуге және қайта пайдалануға болатындығы анықталды.

Өңделген қаптама мен отқа төзімді материалдардың пайда болуын толығымен болғызбау мүмкін емес, бірақ олардың санын азайтуға келесі шараларды қолдану арқылы қол жеткізуге болады:

кірпіш пештің қаптамасын мұқият салу;

температураның өзгеруін азайта отырып, пешті үздіксіз пайдалану;

жұмыс диапазонынан тыс шығатын температураны анықтау үшін жылу техникалық бақылауды жүзеге асыру;

қаптамадан жылуды шығаруға арналған салқындату блоктарын орнату;

флюстің қысқа әсер ету уақыты;

агрессивті флюстерді пайдаланудан бас тарту;

пештер мен тигельдерді мұқият тазалау;

пештің қозғалысын (айналуын) азайту;

процесс үшін ең қолайлы отқа төзімді материалдарды таңдау;

қажет болған жағдайда жылыту/салқындату жылдамдығын бақылау.

Белгілі бір жағдайларда пайдаланылған қаптама және отқа төзімді материалдар олардың құрамына байланысты қайта пайдаланылуы мүмкін.

Отқа төзімді материалдар бастапқы және қайталама мысты балқыту кезінде құйылатын немесе шығарылатын массаны алу үшін ұсақталғаннан кейін не қождың құрамын реттеу үшін флюс ретінде қайта пайдаланылуы мүмкін. Сонымен қатар құрамында металды ұсақтау және ұнтақтау арқылы материалдан бөлуге болады, ал пайдаланылған төсеніштер мен отқа төзімді материалдар құрылыста немесе отқа төзімді қаптама немесе отқа төзімді цемент өндірісінде қайта пайдаланылуы мүмкін. Құрамындағы металл балқыту зауытына немесе түсті металдарды өндіруге арналған басқа да қондырғыларға қайтарылуы мүмкін.

Шахталық пештен, түрлендіргіштен және анодты пештен жасалған кірпіштерді қайталама мыс өндіретін қондырғыда толығымен қайта өңдеуге болады. Конвертердің кірпіштерінде 1,5 %-ға дейін мыс, ал шахта пешінен 4 %- ға дейін мыс бар. Кірпіш ұсақталады, содан кейін мыс алынады, қалған материал отқа төзімді цемент пен құю машинасының отқа төзімді қаптамасын жасау үшін қолданылады. Ақ кірпіш анод пешінде және шахта пешінде цемент ретінде қайта пайдаланылады, ал қара кірпіш құю шелегін оқшаулау үшін қолданылады. Пештің төсемі ұсақталады, мыс алынады және қайта өңдеуге қайтарылады, ал отқа төзімді бөліктер анодтарды құю кезінде қолданылатын машина үшін құю қалыптарын жасау үшін қолданылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Кәдеге жаратуға жіберілген қалдықтарды қысқарту.

Қалдықтарды қысқарту немесе отқа төзімді цемент өндіру және т.б. үшін бастапқы материалдарды инертті қожбен ауыстыру, сондай-ақ материалдарды қайта пайдалану.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Өндірістік процестер кезінде пайда болатын қалдықтардың мөлшерін азайтудың бірнеше әдістері бар. Маңызды әдістерге мыналар жатады: қож мөлшерін азайту, қождан металдарды алу және қож қалдықтарындағы металдар санын азайту. Мысалы, Финляндиядағы феррохром зауыты қождан феррохромды алу процесінде пайда болатын қалдықтардың мөлшерін азайтуға мүмкіндік берді. Хромды өңделген ұсақ қождан бөлу үшін спиральді бұрамасы бар қондырғы қолданылады. Хром қожға қарағанда ауыр, сондықтан ол спиральдің ортасында жиналады. Алынған хромды балқыту цехында қайта пайдалануға болады, ал қож жаңа толтырғыш ретінде қолданылады. Пайдаланылған толтырғыштар, мысалы, цемент пен асфальт өндіру үшін қолданылады. Бұл әдіс қалдықтарды шамамен 10000 тоннаға азайтуға көмектеседі.

Кросс-медиа әсерлер

Мәлімет жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Бұл әдістер көзделген мақсатқа сай материалдарды пайдалануға қолданылады. Пайдаланылған отқа төзімді материалдар төменгі сұрыпты отқа төзімді цемент жасау немесе құю шөміштерін қаптау үшін пайдаланылуы мүмкін, ал металлургиялық қожды қажетті сілтілендіргіштікке ие болған жағдайда құрылыста қолдануға болады.

Экономика

Жобалау-сметалық құжаттамаға сәйкес есептеледі.

Экономикалық тұрғыдан тиімді, бірақ жеке тәсілді қажет етеді.

Сынақтан өтті, ЭЫДҰ елдерінде қолданылады.

Жүзеге асырудың қозғаушы күші

Кәдеге жарату шығындарын азайту.

4.8. Шу

Шу мен діріл – белгілі бір салада жиі кездесетін проблемалар, олардың көздері барлық салаларда кездеседі.

Өндірістегі шу мен дірілдің негізгі көздері желдету қондырғылары, электр қозғалтқыштары, компрессорлар болып табылады.

Шудың пайда болуы шикізатты дайындаудан бастап дайын өнімді алу, сақтау, түсіру және жөнелту процесіне дейінгі өндірістік процестің барлық кезеңдерімен бірге жүреді. Түсті металлургия кәсіпорындарында шудың пайда болуының негізгі көздері:

шикізат пен материалдарды түсіру және тиеу кезінде пайдаланылатын көлік;

пирометаллургиялық операциялармен және материалдарды ұсақтаумен байланысты өндірістік процестер;

авто және арнайы техника қозғалтқыштары;

трансформаторлар мен түзеткіштер;

желдеткіштер (желдеткіш камералары);

компрессорлар;

сорғы жабдықтары;

оңтайлы өлшемдері жоқ жүйелердегі (конвейерлік таспалар және т. б.) орталарды тасымалдау;

темір жолдарды қоса алғанда, объектінің аумағында және жанында тасымалдау;

технологиялық жабдықтарды тазалау;

автоматты дабыл жүйелерін іске қосу және т.б.

Шу мен дірілді бірнеше жолмен өлшеуге болады, бірақ, әдетте, олар әр алаңға тән, бұл ретте дыбыс жиілігін және елді мекендердің орналасқан жерін ескеру қажет.

Қазіргі уақытта шу мен дірілдің алдын-алу және азайту себептері мен тәсілдері туралы кейбір ақпарат бар. Қондырғы ішіндегі операторларға шудың әсері осы құжат шеңберінде қарастырылмайды.

Жаңа қондырғылардың шу шығару және дірілдеу деңгейі төмен. Тиісті техникалық қызмет көрсету жабдықтардың (желдеткіштер, сорғылар) теңгерімсіздігінің алдын алуға көмектеседі. Жабдық арасындағы қосылыстар шудың берілуін болғызбау немесе азайту үшін арнайы түрде құрастырылуы мүмкін. Шуды азайту үшін келесі негізгі әдістер қолданылады:

шудың пайда болу көзіндегі шудың себептерін жою (шу шығаратын қондырғыларды мұқият баптау);

сәулелену бағытын өзгерту - шу көзін қорғау үшін үйінділерді пайдалану;

кәсіпорындар мен цехтерді ұтымды жоспарлау;

дыбыс оқшаулау (жабдық үшін дірілге қарсы тіректер мен қосқыштарды пайдалану);

дыбысты сіңіру (шу шығаратын қондырғылар немесе компоненттер үшін дыбысты жұтатын конструкциялардан жасалған корпустарды пайдалану);

жеке және ұжымдық қорғану құралдарын қолдану.

Шумен күресудің ең тиімді әдісі технологиялық және құрылымдық шараларды қолдану, жабдықты дұрыс орнату және пайдалануды ұйымдастыру арқылы оны білім беру көзінде азайту болып табылады. Шу деңгейі төмен механизмдер мен агрегаттарды құруға мүмкіндік беретін құрылымдық және технологиялық шаралар кинематикалық схемаларды жетілдіруді қамтиды. Уақтылы майлау, мұқият реттеу, бұрандалы қосылыстарды тарту, тозған бөліктерді, жарамсыз фланецтер мен резеңке тығыздағыштарды ауыстыру шуды азайтады. Өндірістегі шудың зиянды әсерімен күресуде жұмыстағы мерзімді үзілістерді дұрыс ұйымдастырудың маңызы зор.

Шудың шығу бағытын өзгертуге қондырғылардың жұмыс орындарына қатысты тиісті бағдарымен қол жеткізіледі.

Ұтымды жоспарлау кезінде ең шулы көздер мүмкіндігінше басқа жабдықтардан алыс орналасуы керек. Бұл жағдайда шулы көздер тұрғын үй массивтеріне аз әсер етуі керек. Шуды азайту ұжымдық және жеке қорғаныс құралдарын қолдану арқылы да қол жеткізіледі. Ұжымдық қорғаныс құралдары-бұл жұмыс бөлмелерін акустикалық өңдеу, есіктер мен басқа саңылаулардың тығыздығын жақсарту, бұл бөлмелерден шудың енуін азайтуға мүмкіндік береді.

Кәсіпорындарда шуды азайтудың кеңінен қолданылатын әдістерінің бірі - шу көзі бар бөлмелерде және одан оқшауланған бөлмелерде дыбысты сіңіруге қызмет ететін дыбыс сіңіретін қаптамаларды қолдану.

Шудың әсер ету деңгейін төмендету үшін жоғарыда көрсетілген бір немесе шаралар кешенін қолдануға болады.

Қондырғы ішіндегі операторларға шудың әсері осы құжат шеңберінде қарастырылмайды.

4.9. Иіс

Түсті металлургияда иістің бірнеше ықтимал көздері бар. Ең маңыздылары металл булар, органикалық майлар мен еріткіштер, қожды салқындату және сарқынды суларды тазарту кезінде пайда болған сульфидтер, гидрометаллургиялық процестерде және сарқынды суларды тазарту кезінде қолданылатын химиялық реагенттер (мысалы, аммиак) және қышқыл газдар. Иістерді дұрыс жобалау, тиісті реагенттерді таңдау және материалдарды дұрыс өңдеу арқылы алдын алуға болады. Мысалы, алюминий қож қалдықтарынан/ пленкалардан аммиактың пайда болуына материалды құрғақ күйде сақтау арқылы жол берілмейді.

Осы тарауда бұрын сипатталған ластануды бақылау әдістері иістердің алдын алуға немесе жоюға ықпал етеді. Тазалықты сақтаудың жалпы қағидаттары және техникалық қызмет көрсетудің жақсы тәжірибесі иістердің алдын-алу мен бақылауда да маңызды рөл атқарады.

Иістерді бақылау қағидаттарының басымдығы:

өткір иісі бар материалдарды пайдалануды болғызбау немесе азайту;

хош иісті материалдар мен газдарды оларды таратқанға және сұйылтқанға дейін ұстау және жою;

мүмкін болса, материалдарды күйдіру немесе сүзу арқылы өңдеу.

Шымтезек немесе оған ұқсас материал сияқты биологиялық ортаны қолайлы биологиялық түрлер үшін субстрат ретінде пайдалану иістерді кетіруде сәтті болды. Өткір иісі бар материалдарды сұйылту кезінде иістерді кетіру өте қиын және қымбат болуы мүмкін. Иісті материалдардың төмен концентрациясы бар газдың өте үлкен көлемін тазарту үшін үлкен технологиялық қондырғы қажет. Қондырғы ішіндегі операторларға шудың әсері осы құжат шеңберінде қарастырылмайды.

Иісті бақылау және онымен күресу үшін пайдаланылатын әдістер мен құралдар тиісті ұлттық бекітілген нормативтік-құқықтық актілермен және стандарттармен белгіленеді.

Биосүзгі схемасы 4.4-суретте көрсетілген.

4.4-сурет. Биосүзгі схемасы

5. Ең үздік қолжетімді техникаларды таңдау кезінде қарастырылатын әдістер

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.

Осы бөлімде сипатталған әдістердің негізгі міндеті қоршаған ортаның ластануын кешенді түрде болғызбау мақсатында бір немесе бірнеше техниканы қолдана отырып, шығарындылардың, төгінділердің, қалдықтардың пайда болуының ең төмен көрсеткіштеріне қол жеткізу болып табылады.

5.1. Шикізатты қабылдау, тасымалдау және сақтау

5.1.1. Шикізат пен материалдарды сақтау кезінде ұйымдастырылмаған шығарындыларды болғызбауға және/немесе азайтуға арналған техникалық шешімдер

Сипаты

Шикізат пен материалдарды сақтау кезінде ұйымдастырылмаған шығарындыларды болғызбауға арналған әдістер немесе әдістер жиынтығы.

Техникалық сипаттамасы

Сақтау кезінде ұйымдастырылмаған шығарындылардың алдын алу/азайту әдісін таңдау кезінде бөлшектердің мөлшері, уыттылығы, ылғал мөлшері және т.б. сияқты материалдың физика-химиялық қасиеттерін ескеру қажет. Төменде жалпыға бірдей қолданылатын, тиімді, жекелеп те, жиынтықта да қолдануға болатын әдістер (конструктивті және техникалық шешімдер) берілген.

Ашық алаңдарда шикізат материалдарын (кендер, қорғасын концентраттары, флюстер, кокс, жұқа дисперсті материалдар, агломерация процесінің өнімдері, еріткіштер мен қышқылдар, сондай-ақ құрамында суда еритін органикалық қосылыстар бар материалдар) сақтау кезінде ұйымдастырылмаған шығарындыларды азайтудың бірінші дәрежелі әдістеріне, бұл көздерді экрандау, қалқалар орнату немесе тозаңның желмен үрленуіне кедергі жасау үшін тік өсімдіктер (табиғи немесе жасанды екпелер) жолақтарын отырғызу жолымен, сондай-ақ тозаңданбайтын материалдар үшін жабындар салу арқылы оқшаулау қажет. Шығарындыларды болғызбау үшін материалдарды, жабық үй-жайларды (қоймаларды), жабық ыдыстарды (бункер, сүрлем) немесе толық автоматтандырылған сақтау жүйелерін сақтау үшін пайдалану тиімді шешім болып табылады. Бұл жағдайда келесі аспектілерді ескеру қажет:

белгіленген стандарттарға сәйкес сақтау орындарын жобалау және салу, уақтылы жөндеу жұмыстарын жүргізу және техникалық қызмет көрсету;

жылыстаудың алдын алу және анықтау, сондай-ақ уақтылы жинау және жою үшін жиналатын материалдарды бақылау және тексеру жүйелерін ескере отырып, сақтау орындарын жобалау;

герметикалық қаптаманы пайдалану;

тозаңсыз, ерімейтін материалдарды сақтау орындарында топырақ жамылғысының ластануын болғызбау үшін өткізбейтін және герметикалық беттер (бетондалған алаңдар) болуы тиіс, сондай-ақ дренаждық суларды жинауға және бұруға арналған жүйемен жабдықталуы тиіс;

кокс сияқты қалпына келтіргіштердің сақтау орындары материалдың өрт қауіпті қасиеттерін ескере отырып жобалануы тиіс (өздігінен тұтану жағдайларының алдын алу үшін осындай учаскелерге тұрақты түрде тексеру жүргізу қажет);

қауіпті материалдарды (қышқылдарды, сілтілерді) сақтау жүйелері су өткізбейтін үймелерге салынуы тиіс, олардың өлшемдері үймелеу шегінде сақтауға арналған ең үлкен резервуарды сыйдыра алуы тиіс;

үйлеспейтін материалдарды бөлек сақтау (мысалы, тотықтырғыштар және органикалық материалдар);

тозаңды басу үшін су бүріккіштерін немесе балама әдістерді қолдану, мысалы, тұман шашыратқыштар, материалды қатты ылғалдамай тозаңды басу үшін су тұманын жасау, базаның бетін тығыздау және жабық айналым циклінде қолдануға болатын артық судың жиналуын қамтамасыз ету қажет. Сусымалы материалдарды, кенді және тозаңды ылғалдандыру осы материалдардың қозғалысы мен қоймалануының барлық жолдары бойынша тозаңдауды күрт азайтады. Тозаңды басу операциясын жүргізу үшін автоматты стационарлық бүріккіштер мен арнайы автомобильдер қолданылады. Біркелкі ылғалдандыру саңылауларды, су қысымын, бүрку биіктігін орналастырумен және таңдаумен қамтамасыз етеді. Әрбір материалдың өзіндік ылғалдылығы бар, онда тозаң бөлінбейді, тозаң үшін ол 18-20 % тең;

резервуарларды жасау үшін қолданылатын материалдар оларда сақталатын материалдарға төзімді болуы керек, балама әдіс - қос қабырғалы резервуарларды пайдалану;

жылыстауды анықтаудың сенімді жүйелерін және ыдыстардың толып кетуін болғызбау үшін сигналдар берілетін сыйымдылықтарды толтыру деңгейін индикациялауды қолдану;

ең көп тозаң пайда болу көзі ретінде тиеу және қайта тиеу нүктелерінде тозаң/газды ұстауға арналған жабдықты орнату;

сақтау орнын үнемі тазарту.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Тозаңның, металдардың және басқа қосылыстардың бақыланбайтын шығарындыларының алдын алу.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Жабық қоймаларда материалдардың, демек, онда қойылған құнды заттардың жоғалуы минимумға дейін азаяды, бұл оларды салу шығындарын тез өтейді. Интеграцияланған іріктеу жүйелерін пайдалану сақтауға қойылған шикізаттың сапасын анықтауға және бақылауға мүмкіндік береді.

Әдетте қорғасын-мырыш зауыттарында ені 24 – 30 м және орталық теміржол түсіру эстакадасы бар бір қабатты тікбұрышты қоймалар қорғасын (сонымен қатар мырыш) концентраттарын сақтау үшін кеңінен қолданылады. Қойма ұзындығы 18 м бөліктерге бөлінген, әр бөлік белгілі бір материалды сақтауға арналған және сыйымдылығы 950 – 1300 м³. Бөлімдердегі жылытылатын табандар қатып қалған концентраттарды қыздыруға мүмкіндік береді.

Қоймалар сондай-ақ контейнерлерде концентратты ерітуге және босатылған контейнерлерді жууға арналған құрылғылармен және жөнелтуге дайындалған бос ыдысты қоюға арналған орындармен жабдықталған.

Қойма үй-жайларының сыйымдылығы оларда зауыт жұмысының 10 – 30 тәулікке шикізат, флюс және басқа да материалдар қоры сақталатындай болуы тиіс.

Интеграцияланған іріктеу жүйелерін пайдалану сақтауға қойылған шикізаттың сапасын анықтауға және бақылауға мүмкіндік береді.

"Umicore" Хобокен компаниясында шикізатқа арналған қоймалар толығымен жабық. Өндірістік алаңдар мен жақын маңда жолдар мен алаңдарды қарқынды жинау жүргізілуде. Қарқынды тозаңды басу аймақтары сумен суландырылады, жел барометрі пайдаланылады, оған сәйкес шикізатты өңдеу және ауыстыру шектеледі немесе ауа райы жағдайларына байланысты кейінге қалдырылады [13].

2021 жылдың наурыз айында KGHM (Глогов) металлургиялық зауытында ұйымдастырылмаған шығарындылардың алдын алу үшін сумен суару жүйелерімен және жабық сүзінді жинау жүйесімен жабдықталған қорғасыны бар материалдар қоймасының құрылысы аяқталды [14].

2020 жылы "ММК" ЖАҚ ашық және жабық темір рудалы шикізат қоймасында тозаң басу жүйесін енгізу ұйымдастырылмаған тозаң шығарындыларын 200 тоннаға азайтуға мүмкіндік берді. Аглошихтаны дайындау цехтарында орнатылған тозаңды басу жүйесі екі кезеңнен тұрады: бастапқы тозаңды басу қойма шекарасында тозаңды оқшаулауды қамтамасыз ететін, осылайша материалды түсіру кезінде тозаңды болдырмайтын саптама жүйелерінің арқасында жүреді. Екінші рет тозаңды басу қар генераторларымен жүзеге асырылады. Жүйені пайдалану тиімділігі 70 %-дан асады. Жергілікті тозаңды басу жүйесі көмір дайындау цехында, ең тозаңды нүктелерде қолданылды. Бүгінгі таңда цех тозаңды басатын бес жүйемен жабдықталған, бұл 80 % тиімділікке қол жеткізуге мүмкіндік берді [15].

2021 жылы Орта Орал мыс қорыту зауытының (УГМК металлургиялық кешенінің кәсіпорны) аумағында зияткерлік бақылау жүйесімен автоматты түрде ауаны айдау функциясы бар мыс концентратын сақтауға арналған пневмокаркасты ангар орнатылды. Үрленетін ангарды орнату қажеттілігі мыс балқыту цехында күрделі жөндеу жүргізу кезеңінде концентраттарды қосымша сақтау орындарының қажеттілігімен негізделді [15].

Кросс-медиа әсерлер

Төмендегілер кезінде энергия ресурстарының қосымша көлеміне қажеттілік:

тозаң-газ тұту желдету жүйелерін пайдалану;

суды бүркуді пайдалана отырып, тозаң басу процесінде ылғалданған шикізат материалын кептіру қажеттілігі.

Материалдарды ылғалдандыруға арналған су шығыны. Жабдыққа қызмет көрсету процесіндегі қосымша қалдықтар.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Жалпыға бірдей қолданылады.

Экономика

Жабық қоймаларда материалдардың, демек, онда қойылған құнды заттардың жоғалуы минимумға дейін азаяды, бұл оларды салу шығындарын тез өтейді.

2007 – 2008 жылдары Бельгиядағы "Metallo-Chimique" зауыты тозаңдатқыш материалдарды сақтайтын жабық аймаққа 6,5 миллион еуро инвестициялады. Сақтау аймағы 8000 м² және 180000 м³ құрайды және ең жоғары сақтау сыйымдылығы – 20 000 тонна. Қойманың ең жоғары өнімділігі – жылына 50000 тонна.

Гамбургтегі "Aurubis" компаниясында қапшық сүзгіге (70000 Нм³/ч) қосылған қоса орнатылған ұсақтау, елеу және тасымалдау қуаттылықтары бар жабық сақтау аймағына (5000 м²) 7,5 миллион евро сомасында қаражат салынды.

Орта Орал мыс балқыту зауытында пневмокаркас ангарын орнату бойынша жобаның құны мен іске асырылуы қарапайым қойманың күрделі құрылысы кезінде қажет етілетіннен 80 %-дан астам төмен болды [16].

Экономикалық тұрғыдан тиімді, бірақ жеке тәсілді қажет етеді.

Сынақтан өтті, /ЭЫДҰ елдерінде қолданылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Қоршаған ортаға эмиссиялардың алдын алу/қысқарту бөлігінде экологиялық заңнаманың талаптары.

Шикізатты үнемдеу – тұтып алынған бөлшектерді өндірістің технологиялық цикліне қайтару.

5.1.2. Тасымалдау, тиеу-түсіру операциялары кезінде ұйымдастырылмаған шығарындыларды болғызбауға және/немесе азайтуға арналған техникалық шешімдер

Сипаты

Шикізат материалын тасымалдау, тиеу-түсіру операциялары кезінде ұйымдастырылмаған шығарындыларды болғызбауға арналған әдістер немесе әдістер жиынтығы.

Техникалық сипаттамасы

Тиеу және түсіру операциялары барысында ұйымдастырылмаған тозаңның шығарылуын болғызбау үшін мұндай қоймаларды бір және одан да көп қапшық сүзгімен жабдықтайды. Ұйымдастырылмаған тозаңның қатарларының шығарындыларын азайтуға тиеу және түсіру учаскелерінде тиісті ылғалдандыру арқылы және тиісті биіктікте орналасқан конвейерлерді пайдалану арқылы қол жеткізуге болады. Егер ұйымдастырылмаған тозаңның шығарылуын болғызбау мүмкін болмаса, олардың деңгейін түсіру биіктігін және сақталған материалдың биіктігін таңдау арқылы азайтуға болады. Бұл операциялар автоматты режимде немесе түсіру жылдамдығын төмендету арқылы жүзеге асырылады.

Шикізат материалын, аралық өнімдер мен дайын өнімді тасымалдау/орнын ауыстыру кезінде технологиялық үй-жайлардың ішінде және одан тыс жерлерде қоршаған ортаның ластануын болғызбау жөнінде қолданылатын шараларға мыналарды жатқызуға болады:

желдетудің және ауаны тазартудың бапталған жүйесі бар вакуумдық жүйелерді пайдалану;

тозаң тұту мен тазалаудың тиімді жүйелері, тозаңданатын концентраттарды, флюстерді, қойыртпақтарды, өнеркәсіп өнімдерін түсіру, қайта тиеу, тасымалдау және өңдеу орындарынан тозаң шығарындыларын болғызбау үшін сенімді сору және сүзу жабдығы бар ұсақ және тозаңданатын материалдарды тасымалдау үшін пневматикалық жүйелерді немесе жабық конвейерлерді пайдалану;

ықтимал жылыстауларды уақтылы анықтау және олардың салдарын жою үшін қайта тиеу конвейерлері мен құбыржолдарын жер бетінен жоғары қауіпсіз, ашық учаскелерде орналастыру;

төгілген материалды жинау мүмкіндігі үшін түсіру алаңдарын үйіп бекітілген жерлердің шегінде орналастыру;

жабынсыз таспалы конвейерлердің қозғалыс жылдамдығын реттеу (<3,5 м/с);

тозаңдатпайтын қатты материалдарға арналған конвейерлерді қалқаның астына орналастыру;

конвейерлік таспалардан құлау биіктігін реттеу (азайту);

тозаңданатын материалдарды жеткізу немесе өңдеу үшін пайдаланылатын көлік құралдарын тазалау (шанағын, дөңгелектерін жуу);

материалдарды өңдеу орындарында ылғалдандыру, сондай-ақ көлік қозғалысы аймағынан жиналған тозаңды кетіру үшін суды тозаңдату;

жасанды және табиғи (жаңбыр суы) түсті металдарды алу үшін тозаң-тозаңды жуатын сарқынды сулар жиналып, төгілмес бұрын өңделуі керек;

процестер арасындағы материалдық ағындарды азайту;

тасымалдаудың ең қысқа бағыттарын пайдалану.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Тозаңның, металдардың және басқа қосылыстардың бақыланбайтын шығарындыларының алдын алу.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Материалдардың сынамалары мен талдауларын іріктеу жүйелерін шикізат материалдарын өңдеу және тасымалдау жүйесіне олардың сапасын анықтау және өңдеу бойынша одан әрі операцияларды дайындау үшін біріктіру.

2019 жылы "KGHM" (Польша) зауытында концентраттар мен ұсақ түйіршікті материалдарды тасымалдау және өңдеу үшін пневматикалық көлік жүйелерін пайдалана отырып, концентраттар мен орташа қойманың таспалы конвейерлерінің керме станцияларын герметизациялау бойынша жұмыстар жүргізілді [15].

5.1-кесте. Механикалық конвейерлер мен пневмокөліктің әрқилы типтері

Р/с №	Транспортердің атауы	Кеңістікте бағдарлануы	Экологиялығы	Өнімділігі 50 т/сағ болғанда энергия тұтынуы	Сенімділігі
1	2	3	4	5	6
1	Таспалы конвейер	Көлденең және көлбеу бағыт. Ең жоғары бұрыш 25 ° дейін. Жүктеу аймағының еркін саны. Иілгіш емес	Жұмыс кезіндегі тозаң. Ашық тасымалдау	15 кВт дейін	Таспаның қызмет ету мерзімі материалға және жұмыс режиміне байланысты 3-6 ай.
2	Пластиналы конвейер	Көлденең және көлбеу бағыты 45 ° дейін	Жұмыс кезіндегі тозаң. Ашық тасымалдау	20 кВт дейін	Көлік элементтерінің қызмет ету мерзімі бірнеше жыл.
3	Шөмішті конвейер	Тік 40 м дейін немесе көлбеу (көлденеңінен 60-82 °) қозғалыс. Түсіру/жүктеу аймақтарының шектеулі саны	Тасымалдау және тиеу операциялары кезінде тозаңдану	33 кВт бастап	Тартым органының қызмет ету мерзімі белдіктің немесе шынжырдың пайдалану режиміне байланысты бірнеше айдан бірнеше жылға дейін.
4	Бұрандалы конвейер	Көлденең немесе тік қозғалыс. Жүктеу/түсіру аймақтарының ерікті саны. Иілгіш емесз.	Тозаң өткізбейді	22-30 кВт	Тасымалданатын бұранда органының қызмет ету мерзімі бірнеше ай. Қатты элементтердің материалға түсіп кетуі конвейердің істен шығуына әкелуі мүмкін.
5	Пневмотранспорт	Көлденең немесе тік қозғалыс. Ұзын тасымалдау учаскелерін бір тасымалдау жүйесіне қосу мүмкіндігі. Түсіру аймағының ерікті саны.	Аспирация жүйесінің міндетті түрде болуы.	Қуаттылығы 55 кВт дейін.	Абразивтік материалдармен жұмыс істеу кезінде трассаның радиустық учаскелерінде қазба пайда болады.
6	Құбырлы тізбекті конвейер	Көлденең (50 м дейін), тік (30 м дейін) және аралас тасымалдау болуы мүмкін. Ұзын тасымалдау учаскелерін бір тасымалдау жүйесіне қосу мүмкіндігі. Жүктеу/түсіру аймақтарының еркін саны.	Барлық учаскелерде тозаң өткізбейді	Қуаттылығы 11 кВт дейін	Пайдалану қарқындылығына байланысты тізбектің тарту органының қызмет ету мерзімі бір жылдан бірнеше жылға дейін
7	Құбырлы таспалы конвейер	Қосымша бос алаңдар мен қайта тиеу станцияларын орнатуды талап етпей, трасса бойынша көлденең және тік қисық сызықты иілістерді орындауды көздейді	Ауыстырылатын жүктемені желден және жауын-шашыннан қорғайды, сонымен қатар тозаңның алдын алады	Жабдықтың өнімділігі мен өлшемдері қажеттіліктерге байланысты таңдалады	Қызмет ету мерзімі тасымалдау үшін пайдаланылатын материалдардың сипаттамасымен айқындалады.

Кросс-медиа әсерлер

Төмендегілер барысында энергия ресурстарының қосымша көлеміне қажеттілік:

тозаң-газ тұту желдету жүйелерін пайдалану;

суды бүркуді пайдалана отырып, тозаң басу процесінде ылғалданған шикізат материалын кептіру қажеттілігі.

Материалдарды ылғалдандыруға арналған су шығыны. Жабдыққа қызмет көрсету процесіндегі қосымша қалдықтар.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Жалпыға бірдей қолданылады.

Экономика

Әрбір жеке жағдайда жабдықтың құны әртүрлі болады.

Ендірудің қозғаушы күші

Қоршаған ортаға эмиссиялардың алдын алу/қысқарту бөлігінде экологиялық заңнаманың талаптары. Шикізатты үнемдеу-ұсталған бөлшектерді өндірістің технологиялық цикліне қайтару.

5.1.3. Тозаң шығарындыларын болғызбауға және/немесе азайтуға арналған техникалық шешімдер

5.1.3.1. Циклондар

Сипаты

Ортадан тепкіш күштерді пайдалануға негізделген технологиялық пайдаланылған газдан немесе пайдаланылған газ ағынынан тозаңды кетіруге арналған жабдық.

Техникалық сипаттамасы

Циклондар дайындық, пирометаллургиялық процестерден (шикізатты алдын ала қайтару, балқыту/күйдіру, агломерация және т. б.) бөлінетін газдарды құрғақ тазартуға, сондай-ақ аспирациялық ауаны тазартуға арналған. Пайдаланылған газ ағынынан бөлшектерді жою үшін инерция қолданылады. Жұмыс қағидаты ортадан тепкіш күштердің циклон денесінің ішіндегі қос құйынды ваннаны құруға негізделген. Кіріс газ циклон түтікшесінің ішкі беткейімен қатарлас циклонмен төмен қарай айналма қозғалыс жасайды. Төменгі жағында газ бұрылады және түтіктің ортасына қарай айналады және циклонның жоғарғы жағынан шығады. Айналмалы газдың центрифугалық күшінің әсерінен газ ағынындағы бөлшектер циклон қабырғаларына қарай итеріледі, бірақ циклон арқылы және одан өтетін газдың сұйық қарсыласу күшіне қарсы тұрады. Ірі бөлшектер циклон іргесіне жетіп, төменгі бункерге жиналады, ал ұсақ бөлшектер циклоннан пайдаланылған газбен бірге шығады және оларды қапшық сүзгілер, скрубберлер сияқты басқа тазарту әдістерімен алып тастауға болады.

Ылғал циклондар – бөлшектердің салмағын ауырлату үшін пайдаланылған газ ағынына су шашатын, сондықтан ұсақ тозаң бөлшектерін кетіретін жоғары тиімді құрылғылар.

Тозаң-газ ағындарының ауқымды көлемін тазарту үшін жалпы тозаң бункерімен біріктірілген және газ ағынын бұрауға арналған арнайы құрылғылары бар циклон элементтерінің көп мөлшерінен тұратын батарея циклондары (мультициклондар) қолданылады. Тазарту үшін газ беру тангенциалды немесе осьтік түрде жүреді, содан кейін газ қалақшалармен айналады. Мультициклонның циклондық элементтері арасындағы дұрыс газ тарату өте маңызды фактор болып табылады, өйткені біркелкі емес газ тарату кезінде газдың реверсі болуы немесе газ ластануы мүмкін. Мультициклондардың тиімділігі бөлшектердің мөлшеріне байланысты және 99 %-дан асады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Атмосфераға қатты бөлшектердің шығарындыларын азайту. Тазалаудың келесі кезеңдерінің алдында ластағыш заттардың жүктемесін азайту (егер қолданылса). Циклондар мөлшері 5-25 мкм (мультициклондар қолданылғанда 5 мкм) қатты бөлшектерді тұтып қалу үшін қолданылады. Тиімділік бөлшектердің мөлшері мен циклон құрылымына байланысты 60-99 % аралығында болады.

5.1-сурет. Циклон конструкциясы

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Тозаңды тұтып қалу дәрежесі көбінесе бөлшектердің мөлшеріне және циклонның дизайнына байланысты болады және ластағыш заттың жүктемесі өскен сайын артады: стандартты жеке циклондар үшін бұл мән шамамен 70 – 90 %-ға тең, тоқтатылған бөлшектердің жалпы саны үшін, 30 – 90 %.

Циклондарды пайдаланудың негізгі шарттары:

1) циклонның конустық бөлігінде тозаң жиналмауын қамтамасыз ету қажет. Оны циклон астында жинау үшін арнайы бункер қарастырылған;

2) циклонның төменгі бөлігінде ауа соруға жол берілмейді. Тозаң жинауға арналған Бункер герметикалық болуы тиіс. Бункерден тозаңды түсіру клапандар кезек-кезек жұмыс істейтіндей етіп реттелген қос жапқыш-жыпылықтағыш келте құбыр арқылы жүзеге асырылады;

3) циклондардың стандартты конструкциялары газ температурасы 400 ^°С жоғары емес және қысымы (сиретілуі) 2,5 кПа артық емес кезде жұмыс істей алады;

4) жоғары температуралы газбен жұмыс істеу кезінде циклондар отқа төзімді плиткалармен қапталған, ал түтіндік ыстыққа төзімді болаттан немесе керамикадан жасалған. Төмен сыртқы температурада циклон қабырғасының ең төмен температурасы шық нүктесінің температурасынан кем дегенде 20 – 25 ^°C асып кетуі керек. Бұл жағдайды қамтамасыз ету үшін циклондардың қабырғалары кейбір жағдайларда сыртынан жылу оқшаулауымен жабылған;

5) диаметрі 800 мм және одан жоғары циклондардағы жабыспайтын тозаңдар үшін бастапқы концентрация 400 г/м³ дейін рұқсат етіледі. Бір-біріне жабысатын тозаң мен циклондар үшін тозаң концентрациясы 2 – 4 есе төмен болуы керек;

6) циклон тұрақты газ жүктемесімен жұмыс істеуі керек. Шығынның елеулі ауытқуы кезінде жекелеген элементтерді ажырату мүмкіндігі бар циклондар топтары орнатылуы тиіс;

7) желдеткіштердің алдында циклондарды тазартылған газбен жұмыс істеу және абразивтік тозуға ұшырамау үшін орнату ұсынылады.

Циклондар жоғары ауа жылдамдығында, кіші диаметрлерде және цилиндрдің ұзындығында тиімді. Циклондағы ауа жылдамдығы 10 м/с-тан 20 м/с-қа дейін, ал орташа жылдамдығы 16 м/с-қа жуық. Жылдамдық мәнінің ауытқуы (жылдамдықтың төмендеуі) тазалау тиімділігінің күрт төмендеуіне әкеледі.

Тұтып алу тиімділігін мыналарды арттыру арқылы ұлғайтуға болады:

бөлшектердің мөлшері және/немесе тығыздығы;

кіріс арнасындағы жылдамдықтар;

циклон корпусының ұзындығы;

циклондағы газ айналымдарының саны;

циклон корпусының диаметрінің шығу саңылауының диаметріне қатынасы;

циклонның ішкі қабырғасының тегістігі.

Тиімділігі мынадай кезде төмендейді:

газдың тұтқырлығының артуы;

циклон камерасы диаметрінің ұлғаюы;

газ тығыздығының артуы;

газ кірісіндегі арна мөлшерінің ұлғаюы;

тозаң шығатын саңылаудан ауаның ысырап болуы.

Циклондарға техникалық қызмет көрсетуге қойылатын талаптар жоғары емес, циклонды эрозия немесе коррозия тұрғысынан тексеру үшін оңай қол жеткізу қамтамасыз етілуі тиіс. Циклондағы қысымның төмендеуі үнемі бақыланады, ал тозаң жинау жүйесі бітелулерге тексеріледі.

5.2-кестеде "Қазмырыш" ЖШС ӨТМК зауытында пайдаланылатын циклондарды пайдалана отырып, тозаң-газ ағындарын тазартудың кейбір көрсеткіштері ұсынылған.

5.2-кесте. Циклондар пайдаланылған кезде тазарту тиімділігі

Р/с №	Процесс/тозаң көзі	Қолданылатын жабдық	Саны, дана	Тазартуға дейінгі концентрация, г/Нм³	Тазартудан кейінгі концентрация, г/Нм³	Тиімділік, %
1	2	3	4	5	6	7
1	Шихта материалдарын дайындау және тасымалдау	ЦН-15	6	1,29	0,36	70,4
2	Айналым агломератын тасымалдау және жөнелту	ЦН-15	8	0,762	0,265	62,1
3	Агломерациялық машинаның газдарын тазарту	ЦН-24	2	14,8	9,4	36
4	Шахта пешінің технологиялық газдарын тазарту	ЦН-24	2	12,45	8,3	30,7
5	Электротермиялық пештен газдарды тазарту	б/н	6	12,5	4,28	55,4

Мониторинг

Циклонның өнімділік деңгейін ультракүлгін, бета сәулелеріне негізделген изокинетикалық зондты немесе өлшеу құралын қолдана отырып, кіріс және шығыс газ ағынындағы қатты бөлшектердің концентрациясын бақылау арқылы анықтауға болады.

Кросс-медиа әсерлер

Егер қайта пайдалану/қайта өңдеу мүмкін болмас, тозаң қалдықтарын қайта пайдалану қажеттігі. Қосымша энергия шығыны 0,25 – 1,5 кВт ч/1000 Нм³. Циклондардың жұмысы жабдықты қоршау арқылы жойылуы керек шу көзі болып табылады.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Циклондар PM₁₀ өлшемді қатты заттарды кетіру үшін қолданылады. Шағын өлшемді (РМ_2,5) бөлшектерді жою үшін жоғары тиімді мультициклондар қолданылады.

Көп жағдайда циклондар тиімді жүйелер үшін алдын ала тазартқыш ретінде қолданылады, мысалы, сөмке сүзгілері (5.1.3.2 бөлімін қараңыз) және электростатикалық сүзгілер (5.1.3.3 бөлімін қараңыз), әдетте ауаның ластану нормаларына сәйкес келмейтін тиімділіктің төмен деңгейіне байланысты. Шикізатты алдын ала дайындау кезінде ұсақтау, ұнтақтау операцияларынан кейін, сондай-ақ бүріккіш кептіру процестерінен кейін кеңінен қолданылады.

Пайдаланудың артықшылықтары:

шикізатты рекуперациялау (ұсталған тозаң бөлшектерін технологиялық процеске қайтару);

қозғалмалы бөліктердің болмауы, сондықтан техникалық қызмет көрсетудің төмен талаптары;

техникалық қызмет көрсету қажеттілігі төмен;

инвестициялық төмен шығындар;

ылғалды циклондарды пайдаланудан басқа, құрғақ жинау және жою;

орналастыру алаңына салыстырмалы түрде аз талап қойылады.

Қолданылуы төмендегілермен шектелуі мүмкін:

ұсақ бөлшектер үшін салыстырмалы түрде тазарту тиімділігі төмен;

салыстырмалы түрде қысымның түсіп кетуі жоғары;

тазартылатын газдардың құрамында желімді немесе жабысқақ материалдардың болуы;

жабдық жұмысының шуылы қатты.

Экономика

Қатты бөлшектердің төмен концентрациясы бар қалдық газдарды тазарту үшін қолданылатын жалғыз құрылымдар жоғары концентрациядағы қалдық газдың ағынын тазарту үшін үлкен қондырғыға қарағанда қымбатырақ болады (тұтыну бірлігі мен тазартылған ластағыш заттың мөлшері).

Осылайша, өткізу қабілеті 1800 – 43000 Нм3/сағ және 2,3 және 230 г/Нм³аралығындағы қалдық тозаңдығы бір ағынды циклон үшін ұстау тиімділігі 90 % құрайды. Өткізу қабілеті 36000 Нм³/сағ және 180000 Нм³/сағ шегіндегі мультициклон үшін қалдық тозаң мен тиімділік көрсеткіштері бір циклонға ұқсас болады.

Ендірудің қозғаушы күші

Регенерация (шикізат ретінде қайта пайдалану) мүмкіндігімен қатты бөлшектердің шығарындыларын азайту осы технологияны ендірудің негізгі қозғаушы күші болып табылады.

5.1.3.2. Қапшық сүзгілер

Сипаты

Пайдаланылған газдарды тығыз тоқылған немесе киіз мата арқылы тозаңнан тазарту, нәтижесінде қатты бөлшектер матаға електен немесе басқа әдістермен жиналады [16].

Техникалық сипаттамасы

Металлургиялық өндірісте қапшық сүзгілерді пайдалану олардың өндірістік циклдің әртүрлі кезеңдерінде (шикізатты дайындау, балқыту, балқыту өнімдерін өңдеу) пайда болатын тозаңды және оның құрамындағы металдарды тазартудың жоғары тиімділігіне байланысты. Қапшық сүзгілер кеуекті матадан немесе киізден жасалған матадан жасалған, газ сүзгіден бөлшектерді кетіру үшін өткізіледі. Қапшық сүзгіні пайдалану қалдық газдың сипаттамаларына және ең жоғары жұмыс температурасына сай келетін матаны таңдауды қажет етеді. Қапшық сүзгілері алдына тұнба және тоңазытқыш камералар, кәдеге жарататын қазандықтар сияқты қосымша жабдықты орнату тозаңды кетірмес бұрын өрттің пайда болу, бөлшектердің кондиционерлеуі және шығатын газдың жылуын азайту мүмкіндігін азайтады.

Әдетте қапшық сүзгілер сүзгі материалын тазарту әдісіне сәйкес жіктеледі. Экстракция тиімділігін сақтау үшін матадан тозаңды үнемі алып отыру керек.

Тазартудың ең кең таралған әдістері: кері ауа ағыны, механикалық шайқау, діріл, төмен қысымды ауаның пульсациясы және сығылған ауаның пульсациясы. Қапшық сүзгілерді тазарту үшін акустикалық шелектер де қолданылады. Тазалаудың стандартты тетіктері қапшық сүзгінің бастапқы күйіне оралуын қамтамасыз етпейді, өйткені матаның тереңдігінде орналасқан бөлшектер талшықтар арасындағы талшық тесігін кішірейтеді, дегенмен бұл субмикрон буларын тазартудың жоғары тиімділігін қамтамасыз етеді.

Қапшық сүзгілердегі тазалаудың тиімділігі негізінен аппараттың жеңдері жасалған сүзгі матасының қасиеттеріне, сондай-ақ бұл қасиеттер тазаланатын орта мен ондағы бөлшектердің қасиеттеріне қаншалықты сай келетініне байланысты. Матаны таңдағанда газдардың құрамын, тозаң бөлшектерінің табиғаты мен мөлшерін, тазарту әдісін, қажетті тиімділік пен экономикалық көрсеткіштерді ескеру қажет. Сондай-ақ газдың температурасы, газды салқындату әдісі, егер бар болса, пайда болған су буы және қышқылдың қайнау температурасы ескеріледі. 5.3-кестеде тазалау кезінде кеңінен пайдаланылатын маталардың түрлері көрсетілген.

5.3-кесте. Қапшық сүзгілерде пайдаланылатын кең қолданыстағы маталар

Р/с №	Бастапқы полимер немесе шикізат	Талшықтың атауы	Тығыздық, кг/ м³	Ыстыққа төзімділік, ^°С		Әртүрлі ортадағы химиялық төзімділік		Ортадағы төзімділік		Жанғыштық	Үзілу беріктігі, МПа	Үзілу ұзындығы, %	Үгілуге төзімділігі	Ылғал сыйымдылығы, %, 20^°С кезінде
Р/с №	Бастапқы полимер немесе шикізат	Талшықтың атауы	Тығыздық, кг/ м³	ұзақ әсер еткенде	қысқа мерзімді әсер ету кезінде	қышқылдар	сілтілер	тотықтырғыш заттар	еріткіштер	Жанғыштық	Үзілу беріктігі, МПа	Үзілу ұзындығы, %	Үгілуге төзімділігі	f= = 65% кезінде	f= 90–95 % кезінде
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
1	Целлюлоза	Мақта	1520	65-85	90-95	ОП	X	У	ОХ	Иә	360-530	7-8	У	7-8,5	24-27
2	Протеиндер	Жүн	1320	95-100	120	У	ОП	У	X	Иә	130-200	30-40	У	13-15	21,9
3 4	Полиамид	Капрон	1140	80-90	120	ОП	ох	У	X	Иә	450-600	18-32	ОХ	3,5-4,5	7-8,5
3 4	Полиамид	Номекс	1380	220	260	У	ох	X	X	Жоқ	400-800	14-17	ОХ	-	-
5	Полиэфир	Лавсан	1380	130	160	X	У-П	X	X	Иә	450-700	15-25	ОХ	0,4	0,5
6	Полиакрилонетрил	Нитрон	1170	120	150	X-У	У	X	-	Иә	300-470	15-17	У	0,9-2	4,5-5
7	Полиолефин	Полипропилен	920	85-95	120	ОХ	ОХ	X	X	Иә	440-860	22-25	ОХ	0	0
8	Поливинилхлорид	Хлорин, ацетохлорин, ПВХ	1380–1470	65-70	80-90	ОХ	ОХ	ОХ	У-X	Жоқ	180-230	15-30	ОП-П	0,17-0,3	0,7-0,9
9	Политетрафаторэтилен	Фторопласт, олифен	2300	220	270	ОХ	ОХ	ОХ	ОХ	Жоқ	350-400	50	У-П	0	0
10	Полиоксидиазол	Оксалон	-	250	270	X		-	-	-	-	-	X	-	-
11	Алюмооборосиликатное стекло	Шыны талшық	2540	240	315	X	У-П	ОХ	ОХ	Жоқ	1600-3000	3-4	ОП	0,3	-
12		Керамикалық талшық	-	760	1204	OX	Х	ОХ	ОХ	Жоқ	-	-	-	-	-
	ОХ – өте жақсы; X – жақсы; У – қанағаттанарлық; П – нашар; ОП – өте нашар

Сүзгі материалдарының әртүрлі түрлерін қолданатын қапшық сүзгілерінің бірнеше конструкциясы бар. Мембраналық сүзу технологиясын қолдану (беттік сүзу) қызмет ету мерзімінің қосымша ұлғаюына, температураның жоғарылауына (260 ^°C-қа дейін) және техникалық қызмет көрсетудің салыстырмалы түрде төмен шығындарына әкеледі. Мембраналық қапшық сүзгілер негізгі материалға қоса орнатылған кеңейтілген ПТФЭ ультра жұқа мембранадан тұрады. Пайдаланылған газ ағынындағы бөлшектер қапшықтың беткейіне сүзіледі. Бөлшектер қапшықтың ішкі бөлігінде тұнба қалыптастырмай немесе қапшықтың матасына өтіп кетпей, мембранадан серпіледі де, көлемі бойынша аз тұнба құрайды.

Тефлон/шыны талшық сияқты синтетикалық сүзгіш мата ұзақ қолдану мерзімін қамтамасыз ете отырып, қапшық сүзгілерді көптеген кең спектрлі процестерге пайдалануға мүмкіндік береді. Қазіргі заманғы сүзгіш материалдың жоғары температурадағы немесе абразивтілік жағдайындағы тиімділігі аса жоғары және мата өндірушілер нақты қолдану саласы үшін материалды анықтауға көмек көрсете алады. Тозаңның тиісті түріне қолайлы конструкцияны қолданған кезде, ерекше жағдайларда тозаң шығарындыларының өте төмен деңгейі қамтамасыз етілуі мүмкін. Жоғары тиімділігі және қолданылу мерзімінің ұзақтығы қазіргі заманғы қапшық сүзгілерге жұмсалған шығынды өтейді. Тозаң шығарындыларының төмен деңгейіне қол жеткізу өте маңызды, өйткені тозаңда едәуір мөлшерде металл болуы мүмкін. Тазартылмаған газдардың атмосфераға жылыстауына жол бермеу үшін тарату коллекторларының деформациясының әсерін және түтіктердің дұрыс герметикалануын ескеру қажет.

Белгілі бір жағдайларда сүзгілердің бітеліп қалуына (мысалы, жабысқақ тозаң болған жағдайда немесе ауа ағындарында конденсация температурасында пайдаланған кезде) және отқа төзімсіздігіне байланысты олар барлық қолдану мақсаттары үшін жарамайды. Сүзгілерді қолданыстағы қапшық сүзгілермен бірге қолдануға болады және оларды жаңартуға болады. Атап айтқанда, қапшықты тығыздау жүйесі жыл сайынғы техникалық қызмет көрсету кезінде жетілдірілуі мүмкін, ал қапшық сүзгілерді стандартты ауыстыру кестелеріне сәйкес заманауи материалдармен алмастыруға болады, бұл болашақ шығындарды да төмендетуі мүмкін.

Қолданылатын сүзгілердің ең көп таралған түрі – қапшық түріндегі қапшық сүзгілер, бұл ретте бірнеше бөлек мата сүзгі элементтері бір топқа орналастырылады. Сүзгіде пайда болған тозаң кегі жинау тиімділігін едәуір жақсарта алады. Қапшық сүзгілер парақшалар немесе картридждер түрінде де болуы мүмкін.

Сүзгі бірнеше секциялардан тұрады, олардың бір бөлігі тазартылған газды сүзу режимінде, ал бір бөлігі регенерация режимінде жұмыс істейді, яғни қапшықта жиналған тозаңды кетіреді. Тазалау режимінде тозаңды газ қапшықтың тесіктері арқылы сүзіледі және тозаң қапшықтың ішкі бетіне жиналады. Уақыт өте келе, тозаң қабаты жиналған қапшықтың гидравликалық кедергісі артып, тұндыру тиімділігі артады. Бұл ретте сүзгінің газ бойынша өткізу қабілеті айтарлықтай төмендейді және секцияны механикалық (сілкілеу, бұрау) және (немесе) аэродинамикалық (сығылған ауамен импульсті үрлеу) тәсілдермен тозаңнан тазарту үшін регенерациялау үшін тоқтатады. Өңделетін газ ағынын қапшықтың ішінен сыртқа немесе қапшықтың сыртынан ішке бағыттауға болады.

5.2-суретте қапшық сүзгінің көмегімен газ тазарту схемасы (қағидаты) ұсынылған.

5.2-сурет. Қапшық сүзгінің жұмыс істеу қағидаты

Салыстырмалы түрде үлкен бөлшектердің келіп түсетін мөлшері болған жағдайда қапшық сүзгінің жүктемесін азайту үшін, әсіресе кірістегі бөлшектердің жоғары концентрациясы кезінде, қосымша алдын ала тазарту үшін механикалық коллекторларды (циклондар, электростатикалық сүзгілер және т.б.) пайдалануға болады.

Мониторинг

Сүзгінің дұрыс жұмыс істеуін қамтамасыз ету үшін мына функциялардың біреуін немесе бірнешеуін қолдану керек:

сүзгі материалын таңдауға және бекіту және тығыздау жүйесінің сенімділігіне ерекше назар аударылады. Тиісті техникалық қызмет көрсетуді жүргізу керек. Қазіргі заманғы сүзгі материалдары әдетте берік және ұзақ қызмет етеді. Көп жағдайда заманауи материалдарға жұмсалған қосымша шығындар ұзақ қызмет ету мерзімімен өтеледі;

жұмыс температурасы газдың конденсация нүктесінен жоғары. Ыстыққа төзімді қапшықтар мен бекітпелер жоғары жұмыс температурасында қолданылады;

сүзгінің зақымдалуын анықтау үшін оптикалық немесе трибоэлектрлік құрылғыларды ұстау және пайдалану арқылы тозаң құрамын үздіксіз бақылау. Қажет болса, құрылғы тозған немесе зақымдалған қапшықтары бар жеке бөлімдерді анықтау үшін сүзгіні тазарту жүйесімен өзара әрекеттесуі керек;

қажет болса, газды салқындату және ұшқынмен сөндіруді қолдану. Циклондар ұшқынмен сөндіруге қолайлы құрылғылар болып саналады. Қазіргі заманғы сүзгілердің көпшілігі бірнеше бөлімдерде орналасқан, сондықтан қажет болған жағдайда зақымдалған бөліктерді оқшаулауға болады;

өртті анықтау үшін температура мен ұшқындау мониторингін қолдануға болады. Тұтану қаупі туындаған жағдайда инертті газдар жүйесі көзделуі немесе шығатын газға инертті материалдар (мысалы, кальций гидрототығы) қосылуы мүмкін. Матаның есептелген шектен тыс тым қызып кетуі улы газ тәрізді шығарындыларды тудыруы мүмкін;

тазалау тетігін бақылау үшін қысымның төмендеуін бақылау қажет.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Мөлшері 2,5 мкм дейін қатты бөлшектерді жою. Қапшық сүзгілері бар тозаңтұтқыш камерадан кейін орналасқан және қосымша материалдарды енгізетін жүйемен, оның ішінде адсорбциямен және құрғақ әк үрлеумен/натрий бикарбонатымен байланысты жүйелермен үйлестірген жағдайда ғана белгілі бір газ тәрізді ластағыш заттарды жоюға болады.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Өнімділік қолданылатын тазалау жабдығының түріне байланысты және 99 – 99,9 % аралығында болуы мүмкін. Орташа сүзгілеу жылдамдығы 0,5 және 2 м/мин аралығында. Тозаңнан басқа, қапшық сүзгі тозаң бөлшектеріне адсорбцияланған заттарды, мысалы, металдар мен диоксиндерді кетіреді.

Электростатикалық сүзгіден кейін орналасқан қапшық камерасын қосу қатты бөлшектердің шығарындыларының өте төмен деңгейіне қол жеткізуге мүмкіндік береді.

Сүзгілер арнайы құрылғылармен жүзеге асырылатын тұрақты бақылауда болуы тиіс.

Қапшық сүзгілердің тозуы өлшем жасауға болатын өнімділіктің бірте-бірте төмендеуіне әкеледі. Бірнеше қапшықтың зақымдануы немесе апатты істен шығуы коррозия, абразивті материалды сүзу немесе жану қаупі туындаған кезде қауіп төндіреді. Қысымды төмендету индикаторлары немесе тозаңды басқару құралдары сияқты қарапайым үздіксіз бақылау жүйелері тек өнімділіктің болжамды сипаттамасын береді. 5.4-кестеде әртүрлі сүзгілердің ең көп қолданылатын параметрлерін салыстыру келтірілген.

5.4-кесте. Қапшық сүзгілердің әртүрлі жүйелерін салыстыру

Р/с №	Параметр	Өлшем бірлігі	Импульстік тазалау сүзгісі	Шыны талшықты мембраналық сүзгі	Шыны талшықты сүзгі
1	2	3	4	5	6
1	Қапшық типі	-	Полиэстер	Мембрана/ шыны талшық	Шыны талшық
2	Қапшық өлшемі	м	0,126 х 6	0,292 х 10	0,292 х 10
3	Қапшықтағы матаның ауданы	м²	2	9	9
4	Корпус	-	Иә	Жоқ	Жоқ
5	Қысым ауытқуы	кПа	2	2	2,5
6	Ауаның матаға қатынасы	м/с	80 - 90	70 - 90	30 - 35
7	Жұмыс температурасының интервалы	°C	250	280	280
8	Қапшықты пайдалану мерзімі	ай	30-ға дейін	72 - 120	72 - 120

Қапшық сүзгілерді пайдалану кезінде шламдар мен сарқынды суларды тазартудың қажеті жоқ.

Кросс-медиа әсерлер

Сүзгіш матаны, егер оны қалпына келтіру мүмкін болмаса, әр 2 – 4 жыл сайын ауыстырып отыру керек (қызмет ету мерзімі әртүрлі факторларға байланысты), бұл кектің пайда болуына жол бермейді. Қосымша энергия тұтынуға әкелетін сорғыны басқылау есебінен қысым түседі. Қапшық сүзгілер ұсақ бөлшектерді өте тиімді ұстайтындықтан, олар түтін газдарының тозаңында субмикрон бөлшектері түрінде болатын ауыр металдардың шығарындыларын тиімді түрде азайтады.

Сонымен қатар тазалау цикліне арналған сығылған ауа ағынының артуы мүмкін.

Техникалық қызмет көрсету кезінде қосымша қалдықтар пайда болуы мүмкін.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Жалпыға бірдей қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты (қолданылатын қапшық сүзгілерінің түрі мен саны). Сүзгілердің құны жабдықтың жұмыс тиімділігіне (сүзгіге жүктеме), пайдаланылатын тазалау жүйелеріне (біріктірілген немесе екінші дәрежелі), сондай-ақ сүзгінің дифференциалды қысым көрсеткішіне байланысты болады. Инвестициялық шығындарды төмендету жоғарыда аталған факторлардың тығыз өзара әрекеттесуін ұйымдастыру арқылы мүмкін болады, атап айтқанда, дифференциалды қысымның ең төменгі мәндеріне және тазалау кезінде ауа: қаптаманың ең төменгі, сондай-ақ ауаның мүмкін болатын ең жоғары қатынастарына байланысты.

Экономикалық тұрғыдан тиімді, бірақ жеке тәсілді қажет етеді.

Сынақтан өтті, ЭЫДҰ елдерінде қолданылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Қоршаған ортаға шығарындыларды азайту. Экологиялық заңнама талаптары. Ресурстарды үнемдеу.

5.1.3.3. Электр сүзгілер

Сипаты

Шығарылатын бөлшектер электр өрісінің әсерінен зарядталады және бөлінеді. Тазалаудың тиімділігі өрістердің санына, болу уақытына және бөлшектерді кетіруге арналған алдыңғы құрылғыларға байланысты болуы мүмкін. Электр-статикалық сүзгілер электродтардан тозаңды жинау әдісіне байланысты құрғақ немесе дымқыл болып бөлінуі мүмкін [17,18,19].

Техникалық сипаттамасы

Электростатикалық сүзгінің жұмыс қағидаты – бөлшектерді коллектордың пластиналарына электр күші арқылы кіретін қалдық газ ағынында ұстау. Ұсталған бөлшектер газ тәрізді иондар ағып жатқан жердегі коронадан өткен кезде электр зарядын алады. Ағын жолағының ортасындағы электродтар жоғары кернеуде сақталады және бөлшектердің коллектор қабырғаларына қарай жылжуына себеп болатын электр өрісін жасайды (5.3-суретті қараңыз).

Бұл жағдайда тұрақты ток кернеуін 20 – 100 кВт диапазонында ұстау қажет. Иондық абразивтік электростатикалық сүзгілер жоғары сепарациялау тиімділігін қамтамасыз ету үшін әдетте 100 – 150 кВт аралығында жұмыс істейді. Электр сүзгілердің айрықша ерекшелігі тозаңсыздандырылған (дымқыл) газдардың жоғары температурасында (ыстық) және жоғары ылғалдылығында жұмыс істеу қабілеті болып табылады. Тозаңды шығару (өңделген зарядтың массасына пайызбен) немесе металдардың тозаңға ауысуы деп аталатын пайда болған тозаңның мөлшері- металлургиялық қондырғының түріне, зарядтың физикалық-химиялық сипаттамаларына (мөлшері, беріктігі, жеңіл тұтанатын металдар мен қосылыстардың құрамы және т.б.), пирометаллургиялық процестің қарқындылығы мен сипатына және басқа да көптеген факторларға байланысты. Әсіресе, концентраттарды күйдіру және балқыту, айналдыру процестері сияқты технологиялық процестерде тозаң өте көп пайда болады.

5.3-сурет. Электр сүзгінің жұмыс істеу қағидаты

Мониторинг

Уақтылы бақылау және техникалық қызмет көрсету қажет. Қапшық сүзгінің өнімділігі (дейін және кейін) пайдаланылған газ ағынындағы қатты бөлшектердің концентрациясын өлшеу негізінде анықталады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Атмосфераға тозаң шығарындыларын азайту (мөлшері 1 мкм-ден кем қатты бөлшектерді аулау). Рециркуляция мүмкіндігі (ұсталған тозаңды қайта пайдалану). Тазартудың келесі кезеңдеріне бағытталатын ластағыш заттардың жүктемесін төмендету.

5.5-кесте. Электр сүзгілерді қолдануға байланысты тазарту тиімділігі және шығарындылар деңгейі

Р/с №	Ластағыш зат	Тазарту тиімділігі, %		Ескертпе
Р/с №	Ластағыш зат	Құрғақ электр сүзгі	Дымқыл электр сүзгі	Ескертпе
1	2	3	4	5
1	Тозаң (бөлшектердің мөлшері анықталмаған)	Д/Ж	99 - 99,2
2	Тозаң, аэрозоль PM₁ PM₂ PM₅	Д/Ж >97 >98 >99,9	97 - 99 Д/Ж Д/Ж Д/Ж	Қалдық тозаң 5–20 мг/Нм³
3	PM₅	>99,9	Д/Ж
4	PM_2,5	Д/Ж	97 – 99,2
5	PM₂	>98	Д/Ж
6	PM₁	>97	Д/Ж	Тиімділік қондырғының нақты конфигурациясына және пайдалану жағдайларына байланысты; көрсетілген көрсеткіштер орташа сағаттық мәндерге негізделген.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

0,01-ден >100 мкм диапазонында 99-дан 99,99 %-ға дейін қатты бөлшектерді тұтып алу бойынша өнімділік (ең кіші өлшемі <1 мкм). Электр сүзгілер тозаңды ғана емес, сонымен қатар диоксиндер мен металдар сияқты тозаң бөлшектеріне адсорбцияланатын заттарды кетіру үшін қолданылады. Электр сүзгілерінің электр энергиясын тұтынуы тазартылған газдағы тозаңның төмендеуімен экспоненциалды түрде артады. Электр сүзгілерді тиімді пайдалану үшін тазартылған газ ағынының температурасы мен ылғалдылығын бақылау қажет. Оңтайлы ұсынылған жұмыс жағдайларын сақтау және уақтылы сервистік жұмыстарды жүргізу электр сүзгісін пайдалану мерзімін ұлғайтуға мүмкіндік береді. Мысалы, күкірт қышқылды құрылғының кірісіндегі BS-780R Lurgi Bischoff (Германия) электр сүзгісінен кейінгі тозаңның қалдық концентрациясы 0,02 г/м³ көп емес.

Жаңғырту кезінде шығындарды қолданыстағы қондырғыларды толық ауыстырмай, жетілдіру есебінен азайтуға болады.

Кросс-медиа әсерлер

Оңтайлы жұмыс режимінде энергия сыйымдылығын төмендету. Тозаңды кәдеге жарату қажеттілігі, егер оны қайта пайдалану мүмкін болмаса, тозаңда ауыр металл қосылыстары мен диоксиндердің болуына байланысты (қайталама энергия ресурстарын жағу кезінде). Бұл заттардың құрамы қауіпті қалдық ретінде ұсталған тозаңды жіктеуге негіз бола алады.

Сервистік қызмет көрсету кезінде қосымша қалдықтардың пайда болуы мүмкін.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Электр сүзгілердің басты кемшілігі – газды электрлік сүзу процесінің технологиялық режимнің берілген параметрлерінен, тозаңның құрамынан ауытқуларға, сондай-ақ құрылғының белсенді аймағындағы шамалы механикалық ақауларға жоғары сезімталдығы. Сондай-ақ электр сүзгілерін пайдалану кезінде ұшқын разрядтарының пайда болуы сөзсіз екенін есте ұстаған жөн. Осыған байланысты, егер тазартылған газ жарылыс қаупі бар қоспа болса немесе мұндай қоспа қалыпты технологиялық режимнен ауытқу нәтижесінде процесс барысында түзілуі мүмкін болса, электр сүзгілері қолданылмайды.

Сондықтан, тиімділіктің жоғары көрсеткіштеріне қарамастан, қолдану көміртек тотығы концентрациясының ұлғаюы кезінде өрттер мен жарылыстардың туындау қаупімен шектеледі.

Электр сүзгілерді қолданудың негізгі артықшылықтары:

тіпті ұсақ бөлшектер үшін жоғары тозаң жинау тиімділігі (> 97 %) (тиімділікті өрістер немесе аймақтарды қосу арқылы арттыруға болады);

қысым ауытқуының төмендігі энергияның төмен қажеттілігін тудырады (кейбір жағдайларда, жүйеде қысымның төмендеуі жүйесіндегі қысымның төмендеуін болғызбау үшін мәжбүрлі немесе айдау желдеткіші қажет);

температураның, қысымның және газ ағындарының кең диапазонына қолайлы;

тозаңды құрғақ жолмен алып тастауға болады, бұл қайта пайдалануға мүмкіндік береді (құрғақ электр сүзгі үшін);

қышқыл буларды ішінара алып тастау (дымқыл электр сүзгі үшін);

ылғал электр сүзгілері жабысқақ бөлшектерді, тұманды және жарылғыш тозаңды кетіруі мүмкін;

50 кВ-тан астам кернеу кезінде тазалаудың тиімділігі болу уақытына байланысты емес, бұл ықшам құрылымдарды жасауға мүмкіндік береді (дымқыл электр сүзгі үшін).

Электр сүзгілерін қолданудың кемшіліктері:

газ ағындары, температура немесе тозаң концентрациясы өзгеретін процестер үшін қолайсыз (өтемақы шаралары ретінде автоматты реттеуді қолдануға болады);

газдың жоғары жылдамдығына, тазалаудың төмен деңгейіне немесе газдың нашар ағынына байланысты бөлшектерді қайта алып кету;

техникалық қызмет көрсету мен параметрлерге сезімтал;

орналастыру үшін салыстырмалы түрде үлкен орын қажет;

жоғары білікті кадрлардың қажеттілігі;

персоналды жоғары кернеуден қорғауға арналған арнайы сақтық шаралары;

құрғақ электр сүзгілерін пайдалану кезінде жарылыс қаупі;

тазалау қуаты тозаң бөлшектерінің кедергісіне байланысты (құрғақ электр сүзгілерін пайдалану кезінде);

құрғақ электр сүзгілерін жабысқақ немесе дымқыл бөлшектерді кетіру үшін пайдалану ұсынылмайды;

ауаның ағып кетуіне және қышқылдың конденсациясына байланысты сымдардың жоғарғы жағындағы коррозия (дымқыл электр сүзгілері үшін);

дымқыл электр сүзгілерінің жоғары құны.

Экономика

Қондырғы құны қолданылатын әдіс пен жабдыққа байланысты, әрбір нақты жағдайда жеке анықталады. Электр сүзгілерде бөлшектерді ұстап алуға арналған энергия шығындары өте төмен, оның ішінде 150 – 200 Па аспайтын аппараттың газдинамикалық кедергісін жеңуге жұмсалған энергия шығындары және әдетте 1000 м³ газға 0,1– 0,5 кВт / сағ құрайтын энергия шығындары бар.

Ескірген ұсақ тазалау электр сүзгілерін Орта Орал мыс балқыту зауытының конвертерлік газдарын тазалауға арналған неғұрлым заманауи жабдығына ауыстыру тозаңдану деңгейін 1 г/м³-тен 0,1 г/м³-ке дейін төмендетуге мүмкіндік берді [20].

Экономикалық тұрғыдан тиімді, бірақ жеке тәсілді қажет етеді.

Сынақтан өтті, ЭЫДҰ елдерінде қолданылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Қайта пайдалану мүмкіндігімен қатты бөлшектердің шығарындыларын азайту. Экологиялық заңнаманың талаптары.

5.1.3.4. Ылғалды электр сүзгі

Сипаты

Электродтардың бетінен шашыратқыш сұйықтықпен жуу арқылы тозаңды кетіру, көп жағдайда су қолданылады. Газды салқындату және оның температурасын шық нүктесіне жеткізу қажет болған жағдайда дымқыл электр сүзгілердің алдына дымқыл тозаң тұтқыш-скрубберлер қойылады. Атмосфералық ауаға шығатын газды шығару алдында су тамшыларын кетіру үшін арнайы механизм (тамшы-, тұмантұтқыштар) орнатылады [21].

Техникалық сипаттамасы

Ылғал электростатикалық шөгінділер әдетте абсорбциядан кейін қалдық тозаң мен тамшыларды кетіру сатысында қолданылады. Жұмыс қағидаты құрғақ электр сүзгілердің қағидаттарына ұқсас. Бұл жағдайда жиналған тозаң коллекторлық тақталардан немесе құбырлардан айналмалы судың және тұндырылған жиналған қышқыл тұманның әсерінен пайда болған сұйық пленканың көмегімен алынады. Қатты заттар көп болған жағдайда суды сүзгіге үздіксіз шашырату үшін кіріктірілген бүріккіш шүмектерді қолдануға болады, осылайша коллекторлық электродтарда шлам шөгінділерінің пайда болуына жол бермейді. Бүрку коллекторлық электродтардағы сұйық пленканы арттырады және ондағы қатты заттарды азайтады. Тұманның ұсақ тамшыларының қатты бөлшектерімен бірге ұстауға арналған дымқыл типті электр сүзгілерінде ұсталған тозаң электродтардан сумен жуылады және суспензия (шлам) түрінде шығарылады. Мұндай құрылғыларда құрғақ типтегі электр сүзгілерінде нашар сақталатын жоғары электр кедергісі бар тозаң да ұсталады. Газ шық нүктесінен төмен температураға дейін алдын ала ылғалдандырылады және салқындатылады. Сонымен қатар дымқыл сүзгілер жуу жүйелерімен жабдықталған. Жуу мерзімді негізде жүзеге асырылады. Жуу кезінде жоғары кернеу тоқтатылады. Бұл сүзгілер стандартты плиталарға түсетін тозаңның белгілі бір түрлерін алып тастағанда немесе газ ағынының басқа компоненттері жұмыс істеуге кедергі келтіретін жағдайларда, мысалы, суық, дымқыл газ болған кезде артықшылыққа ие. Бұл жағдайда одан әрі өңдеуді қажет ететін сұйық ағын пайда болады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Тозаң, металл және басқа қосылыстардың шығарындыларын азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Ылғалды электр сүзгілер тозаңның кез келген түрін кез келген дәрежеде ұстай алады. Электр сүзгілерді қолдана отырып, газды тазартудың тиімділігі тозаң мен газ ағынының физика-химиялық параметрлеріне, электр сүзгісінде газдың болу жылдамдығы мен уақытына байланысты. Әдетте, тиімділік мәні 98 – 99,9 % аралығында болады.

Кросс-медиа әсерлер

Электр энергиясы айтарлықтай шығындалады. Көлемді су шығыны қажет, олардағы шламдар пайда болған кезде электродтардың тазалығын сақтауда қиындықтар туындайды, оларды кернеу жойылған кезде жиі жуу арқылы алып тастау керек, бұл металдар мен басқа заттардың суға түсуіне жол бермеу үшін өңдеуді қажет ететін сарқынды сулардың пайда болуына ықпал етеді. Тазартылған газдарда ылғал көп болады, нәтижесінде шығарылатын пеш газдарында шлейф байқалуы мүмкін.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Қолдану пайдаланылған газ ағындарын шық нүктесіне жақын немесе одан төмен температураға дейін салқындату қажеттілігімен шектелуі мүмкін. Жоғары температуралы ағындарды тазарту кезінде оларды сумен салқындату олардың көлемін азайтуға көмектеседі.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты. Экономикалық тұрғыдан тиімді, бірақ жеке тәсілді қажет етеді. Сынақтан өтті, ЭЫДҰ елдерінде қолданылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Тозаң мен басқа қосылыстардың шығарындыларын азайту. Процесске тозаң қайтарылған жағдайда шикізатты үнемдеу.

5.1.3.5. Ылғалды скруббер

Сипаты

Газдарды қолайлы сұйықтыққа, көбінесе суға немесе су ерітіндісіне беру арқылы технологиялық пайдаланылған газдан немесе пайдаланылған газ ағынынан қатты ластағыш заттарды шығару. Шығарындылардан арсин мен стибинді алып тастау үшін де қолданылады [22].

Техникалық сипаттамасы

Ылғалды тозаңды тазарту кіретін газды сумен қарқынды араластыру арқылы тозаңды бөлуді білдіреді, әдетте орталықтан тепкіш күш көмегімен ірі бөлшектерді алып тастайды. Ол үшін газ тангенциалды түрде енгізіледі (бүйір жағында). Бөлшектер бір немесе бірнеше физикалық әсерлердің әсерінен (инерциялық соққы, броундық және турбуленттік диффузия және т. б.) сұйықтықтың тамшыларымен немесе басқа бетімен жанасқанда, бөлшектер ылғалданады, көп жағдайда батып кетеді, нәтижесінде олар ұсталады. Ылғалмен ұстау кезінде негізінен газдар ірі бөлшектерден тазартылады (3 – 5 мкм-ден астам). Ұсақ бөлшектерді ұстау үшін (айналдыру) дымқыл тазалауды қолдану тиімді емес, бұл бөлшек пен дымқыл бет арасында газ немесе ауа қабатының болуымен түсіндіріледі, бұл ретте газ ағынымен бірге қозғалатын және сұйықтықпен (тамшымен немесе басқа дымқыл бетімен) кездескен кезде ұсақ бөлшектер (тамшылар) онымен жанаспайды, олар дымқыл беткейді айналып өтеді. Бұл факт дымқыл тозаң жинағыштың конструкциясын жақсартуға ықпал етті. Осының арқасында жоғары жылдамдықты немесе турбулентті дымқыл тозаң жинағыштар жасалды, онда жоғары жылдамдықпен қозғалатын газ сұйықтықты кішкене тамшыларға бөледі. Бөлшектер кішкентай тамшылармен оңай соқтығысады және толығымен ұсталады (тіпті ұшырымдар).

Каскадты скрубберлер немесе дымқыл Вентури скрубберлері көбінесе СО- мен қаныққан газдардан, ауа өткізбейтін электр доғалы пештерден тозаңды кетіру үшін қолданылады. Содан кейін газ жоғары калориялы газ ретінде пайдаланылады және қосымша өңдеуден кейін шығарылады. Сондай-ақ тозаң жоғары абразивтілікке ие болған кезде, бірақ оны ылғалдандыру оңай болған кезде, газды болат таспамен пісіру машинасынан тазарту үшін қолданылады. Скруббердің бұл әрекетінсіз, қапшық сүзгінің қызмет ету мерзімі өте шектеулі болады және матаның тез тозуы өнімділікті төмендетеді.

Скрубберлер тозаңның немесе газдың температурасының табиғаты басқа әдістерді қолдануды жоққа шығарған кезде немесе тозаңның түрі скрубберде жоюға жарамды болған кезде қолданылады. Сондай-ақ газдарды тозаңмен бір уақытта алып тастау қажет болған кезде немесе олар ластануды бақылау әдістерінің тізбегінің бір бөлігін құрған кезде, мысалы, күкірт қышқылы зауытына материал кірмес бұрын тозаңды кетіру кезінде скрубберлерді қолданған жөн. Бөлшектерді ылғалдандыру және ұстап қалу үшін жеткілікті энергия қажет.

Ылғалмен тазалаудан кейін алынған қатты тозаң скруббердің түбінде жиналады. Тозаңнан басқа, SO₂, NH3, HCl, HF, ұшпа органикалық қосылыстар және ауыр металдар сияқты бейорганикалық заттар да жойылуы мүмкін.

Арсин мен стибинді кетіру үшін негізінен дымқыл скрубберлердің мынадай нұсқалары қолданылады:

1) KМnO₄ бар үш сатылы қарсы ағынды скруббер және скруббер сұйықтығы ретінде 37 % H₂SO₄;

2) конденсацияланған суы бар көлденең ағынды скруббер және соңынан демистер келіп түсетін скруббер сұйықтығы ретіндегі H₂SO₄.

Скрубберлер күкірт қышқылы зауыттарында түрлендірмес бұрын немесе қышқыл газдарды сіңіру үшін газдарды салқындату және тазарту үшін ылғалды электр сүзгілермен бірге қолданылады.

Мониторинг

Ылғалды скрубберлер қысымның төмендеуін, тазартқыш сұйықтықтың ағу жылдамдығын және (қышқыл газдар шығарылған жағдайда) рН деңгейін бақылау жүйесін қамтуы тиіс. Тазартылған газдар скрубберден ылғал бөлгішке түсуі керек.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Тозаң шығарындыларын азайту.

Ылғалды тозаңды тазарту әдістерінің тиімділігі қатты бөлшектер мен жиналған аэрозольдердің мөлшеріне байланысты.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Бөлінетін газдарды қатты бөлшектерден тазарту өнімділігі жабдықтың түріне байланысты және 50 – 99 % аралығында болады. Тозаңнан дымқыл тазарту (абсорция) сүзгілеу (мысалы, электростатикалық тұндыру) немесе электростатикалық тұндыру арқылы кейінгі өңдеумен біріктірілуі мүмкін. Бұл жағдайда тазалау тиімділігі 90-дан 99 %-ға дейін.

Кросс-медиа әсерлер

Ылғалды тазартылған газдардың атмосферадағы шашырау жағдайының нашарлауы мүмкін (қосымша тазарту қажет болуы мүмкін). Энергия шығындары көп (әсіресе турбулентті тозаң жинағыштар үшін).

Суды тұтыну көбінесе газ тәрізді қосылыстардың кіріс және шығыс концентрациясына байланысты. Булану шығыны негізінен кіріс газ ағынының температурасы мен ылғалдылығымен анықталады. Пайдаланылған газ ағыны көп жағдайда су буымен толығымен қаныққан. Әдетте рециркуляциялық сұйықтықты оның ыдырауына және булану шығынына байланысты тазарту қажет.

Абсорбция нәтижесінде қалдық сұйықтық пайда болады (сарқынды сулар мен шлам түрінде), ол әдетте, егер оны қайта пайдалану мүмкін болмаса, қайта өңдеуді немесе кәдеге жаратуды қажет етеді (әсіресе агрессивті компоненттер болған кезде). Бұл әдісті қолдану кезінде пайда болатын мәселе-арнадағы жоғары жылдамдыққа байланысты пайда болатын эрозия. Бұл коррозияға қарсы және кейбір жағдайларда қымбат және тапшы құрылымдық материалдарды қолдану қажеттілігін тудырады.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Әдетте, бұл техниканы қолдануға техникалық шектеулер жоқ. Абсорбцияны қолдану қолайлы абсорбенттің болуына байланысты.

Экономика

Ендірудің қозғаушы күші

Атмосфералық ауаға шығарындыларды азайту. Экологиялық заңнама. Экономикалық пайда.

5.1.3.6. Керамикалық және металл торлы сүзгілер

Сипаты

Төмен тығыздығы бар керамикалық сүзгілердің жұмысы пайдалану қағидаттары, жалпы орналасу схемасы және тазалау операциялары тұрғысынан қапшық сүзгілердің жұмысына ұқсас. Мата қаптары мен металл тіректердің орнына шам сүзгілеріне ұқсайтын қатты элементтер қолданылады [23].

Техникалық сипаттамасы

Бұл сүзгілерді тозаңды жоғары кетірудің тиімділігіне қол жеткізе отырып, PM₁₀ қоса алғанда, ұсақ бөлшектерді алып тастайтын салада қолданудың бірнеше мысалын келтіруге болады.

Бұл сүзгілердің жылу кедергісі жоғары деңгейде және көбінесе жұмыс температурасының жоғарғы шегі корпустың шектеулері негізінде анықталады. Температураның жоғарылауымен тірек жүйесінің кеңеюі де маңызды фактор болып табылады, өйткені жоғары температура корпустағы сүзгі элементтерінің тығыздалуына әсер етуі мүмкін, бұл ластанған газ ағынынан таза газ ағынына ағып кетуіне әкеледі. Нақты уақыттағы қателерді анықтау жүйелері қапшық сүзгілердегідей қолданылады. Керамикалық және торлы сүзгілер қапшық сүзгілер сияқты икемді емес. Ауа импульсімен тазаланған кезде, ұсақ тозаң сүзгі қапшығын пайдалану сияқты тиімді түрде жойылмайды, бұл сүзгіде ұсақ бөлшектердің жиналуына және сүзгі сыйымдылығының төмендеуіне әкеледі. Бұл әсер өте жұқа тозаңды алып тастағанда пайда болуы мүмкін.

Керамикалық сүзгілер алюминосиликаттардан жасалған және химиялық заттарға немесе қышқылдарға төзімділікті арттыру немесе басқа ластағыш заттарды кетіру үшін алдын ала әртүрлі материалдармен қапталған болуы мүмкін. Жаңа сүзгі элементтерін пайдалану оңай, бірақ олар жылу әсерінен кейін сынғыш болады, сондықтан техникалық қызмет көрсету кезінде немесе тазалау кезінде абайсыз әрекеттермен зақымдану қаупі бар,

Жабысқақ тозаңның немесе шайырдың болуы ықтимал проблема болып табылады, өйткені оларды әдеттегі тазалау циклі кезінде элементтен тазарту қиын болуы мүмкін, бұл қысымның айтарлықтай төмендеуіне әкелуі мүмкін. Сондықтан жиналған материалға температураның әсері орнатуды жобалауда маңызды фактор болып табылады. Тозаңның тиісті түрі үшін қолайлы дизайнды пайдалану кезінде тозаң шығарындыларының өте төмен деңгейіне қол жеткізіледі. Тозаң шығарындыларының төмен деңгейіне қол жеткізу өте маңызды, өйткені тозаң құрамында металдардың едәуір деңгейі бар.

Сондай-ақ жоғары температурада модификацияланған металл тор сүзгісін қолдану кезінде ұқсас өнімділік көрсеткіштері туралы хабарланды. Бұл әзірлеме аймақ автономды режимде тұрған кезде, тозаң шөгіндісі қабатын жылдам анықтауға мүмкіндік береді.

Дұрыс жобаланған, құрастырылған және белгілі бір қолдану үшін өлшемі бойынша таңдалған сүзгілер келесі функцияларды орындайды.

Орналастыру, монтаждау және тығыздау жүйелері белгілі бір пайдалану үшін жарамды, сенімді және ыстыққа төзімді.

Тозаңды жинау және сүзгінің сынуын анықтау үшін оптикалық немесе трибоэлектрлік құрылғыларды пайдалану арқылы тозаңды үздіксіз бақылау. Қажет болса, құрылғы тозған немесе зақымдалған элементтері бар жеке бөлімдерді анықтау үшін сүзгіні тазарту жүйесімен өзара әрекеттесуі керек.

Қажет болса, газды кондиционерлеу.

Тазалау механизмін бақылау және басқару үшін қысымның төмендеуін пайдалану.

Белгілі бір жағдайларда сүзгілердің бітелуі мүмкін болғандықтан (мысалы, жабысқақ тозаң болған жағдайда немесе конденсация температурасында ауа ағындарында қолданылған кезде), олар барлық қолдану мақсаттарына жарамайды. Сүзгілерді қолданыстағы керамикалық сүзгілермен бірге қолдануға болады және оларды жаңартуға болады. Атап айтқанда, тығыздау жүйесі ағымдағы техникалық қызмет көрсету кезінде жетілдірілуі мүмкін.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Тозаң мен металдардың шығарындыларын азайту.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Нақты объектіге байланысты.

Кросс-медиа әсерлер

Электр энергиясын тұтыну тозаң жинау тиімділігінің артуымен артады. Металдар мен басқа да заттардың су объектілеріне төгілуін болғызбау үшін одан әрі өңдеуді талап ететін сарқынды сулардың түзілуі.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Жалпыға бірдей қолданылады.

Экономика

Әрбір жеке жағдайда жабдықтың құны әртүрлі болады, бірақ процестер үнемді жұмыс істейді.

Ендірудің қозғаушы күші

Тозаң шығарындыларын азайту. Процесске тозаң қайтарылған жағдайда шикізатты үнемдеу.

5.2. Мырыштың гидрометаллургиялық өндірісі

5.2.1. Құрамында SO₂ жоғары болатын пайдаланылған газдардан сұйық күкірт диоксидін өндіру

Сипаты

Күкірт диоксиді суық суға сіңеді, содан кейін вакуумдық тазарту және сұйық күкірт диоксидін алу керек.

Техникалық сипаттамасы

Бұл процестер ерітілген күкірт диоксидін алу үшін күкірт қышқылы қондырғысымен бірге қолданылады. Сұйық күкірт диоксидін өндіру әлеуеті жергілікті нарықтың болуына байланысты. Сұйық күкірт диоксидін өндіру процесі 5.4-суретте көрсетілген. Сұйық күкірт диоксиді криогендік процесс кезінде де шығарылады [24].

5.4-сурет. Сұйық күкірт диоксидін өндіру процесі

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Атмосфераға CO₂ шығарындыларын азайту.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Күкірт қышқылы қондырғысына кіре берісте біркелкі концентрацияны ұстап тұру үшін пайдаланылуы мүмкін күкірт диоксидінің жеткізілуін қамтамасыз ету. Күкірт диоксидінің орташа жылдық шығарындылары 5.6 - кестеде көрсетілген.

5.6-кесте. Boliden зауытындағы күкірт қостотығының орташа жылдық шығарындылары

Р/с №	Жыл	Қалдық газдың концентрациясы (мг/Н м³)
1	2	3
1	2006	213
2	2007	155
3	2008	153
4	2009	124

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Бұл әдіс сұйық күкірт диоксидінің жергілікті нарығы болған жағдайда қондырғыларда қолданылуы мүмкін.

Экономика

Жобалау-сметалық құжаттамаға сәйкес есептеледі. Экономикалық тұрғыдан тиімді, бірақ жеке тәсілді қажет етеді.

Жүзеге асырудың қозғаушы күші

Сатуға арналған күкірт диоксидін өндіру.

5.2.2. Құрамында SO₂ төмен болатын пайдаланылған газдарға түтін газын күкіртсіздендіруді қолдану

Сипаты

Арнайы абсорберлерде суспензия / ерітінді түрінде сілтілі реагенттерді (мысалы, кальций карбонаты) енгізу жолымен шығарылатын технологиялық газдардан күкірт диоксидін алу, олардың дайын зат (кальций сульфаты) түзе отырып, күкіртті қосылыстармен реакциясы. Процесс басталғанға дейін газдарды тозаңнан алдын ала тазарту қажет [25].

Техникалық сипаттамасы

Түтін газын күкірттен арылтудың ең көп таралған әдістерінің бірі - әкті үрлеу.

Қолда бар ақпарат бойынша, кейбір жағдайларда (мысалы, вельц оксидтерін қолдана отырып, вельц пештерінде немесе ISF пештерінде) скруббер, абсорбер және газдың айналымдағы әк суспензиясымен байланысын қамтамасыз ету жүйесін қоса алғанда, түтін газын күкірттен арылтудың басқа жүйесі қолданылады. Тікелей ағынды скрубберде газдарды салқындату, ылғалдандыру және ішінара күкірттен арылту жүргізіледі. Скруббердің артында SO₂ соңғы концентрациясын талап етілетіннен төмен деңгейге дейін төмендету үшін қарсы абсорбциялық колонна орнатылған.

Күкіртті газы бар газдар күкірттен арылту қондырғысында өңдеуден өтеді, онда SO₂ үшін сорбент ретінде таза гипс өндіру үшін кальций карбонатының суспензиясы (әк <40 мкм) қолданылады. Газдар салқындатылады, содан кейін олардан сүзгі қапшығындағы тозаң алынып тасталады, содан кейін олар күкірттен арылту жүйесіне енеді. Күкірттен арылтылғаннан кейін газдар екі сатылы тамшылатқышқа жіберіліп, содан кейін құбырға шығарылады. Күкірттен арылту процесінің шығысындағы суспензиядан гипс алынады, содан кейін сатылымға шығарылады.

Бұл жағдайда әктің айналымдағы суспензиясы механикалық араластырғыштармен жабдықталған жеке резервуарлардан сорылады; скруббер резервуары да аэрация жүйесімен жабдықталған. Резервуарлардың мөлшері барлық сіңірілген SO₂ CaCO₃ суспензиясымен әрекеттесетіндей, барлық күкіртті қосылыстар сульфаттарға дейін тотықтырылатындай және CaSO₄·2H₂O синтезделген гипстің ірі кристалды тұнбасы түзілетіндей етіп іріктелді. Сульфидтердің сульфаттарға тотығуын жақсарту үшін сығылған ауа пневмогидравликалық аэратор арқылы скруббер резервуарына жіберіледі. Сіңірудің бірінші сатысынан құрамында кальций сульфаты (гипс) бар реакцияланған шлам сүзу жүйесіне жіберіледі. Сүзгі пресіндегі дегидратациядан кейін гипс пресс астындағы сақтау контейнеріне түсіріліп, сол жерден қоймаға тасымалданады, содан кейін сатылымға шығарылады.

Түтін газдарын әкпен немесе кальций карбонаттарымен күкірттен арылту жүйесі күкірттен арылту процесінің кірісіндегі SO₂ құрамы өндірілетін гипс үшін нарық болған жағдайда 2 – 15 г/м³ (шамамен 0,05 – 0,5 %) құрайтын барлық процестерге қолданылады.

Құрылыстағы пайда болған гипсті қолдануға мүмкіндік бермейтін қоспалар немесе ластанулар болған жағдайда құрамында карбонат және кальций сульфаты бар тозаңның үлкен көлемін көму қажеттілігі туындайды. Көму шарттары ластағыш заттарға байланысты болады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

SO₂ шығарындыларын азайту.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

SO₂ жою тиімділігі 50 %-дан 95 %-ға дейін. Осы диапазонның жоғары жағындағы жою жылдамдығы жаңа арнайы жасалған қондырғыларда өте жақсы жағдайда ғана мүмкін болады.

Челябі мырыш зауыты вельц-цехтың екі пешінің шығатын газдарын қосымша тазартуды орнату жобасын жүзеге асыруда. Жүйелер дымқыл тазарту әдісін ұсынады, ал арнайы сіңіргіштің пайдаланылған газдары реагентпен – әк суспензиясымен суарылады. Мәлімделген тазарту деңгейі 98 %-ды құрайды. Реакция нәтижесінде гипс пайда болады, оны құрылыс материалдарын өндіруде қолдануға болады. Күтілетін экологиялық әсер – күкірт диоксидінің шығарындыларын 20 – 25 %- ға азайту.

Кросс-медиа әсерлер

Энергия ресурстарының, сондай-ақ шикізаттың (кальций карбонатының) қосымша шығындары.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Жаңа қондырғыларға жалпыға бірдей қолданылады.

Көмуге жататын қалдықтардың үлкен ағынының пайда болуы бөлігінде, сондай–ақ қолданыстағы қондырғылар үшін-ірі габаритті жабдықты орнату үшін кеңістіктің болмауы және қолданыстағы тозаң ұстау жүйесін ауқымды реконструкциялау бөлігінде қолдануға шектеулер бар және қоспалармен ластанған тозаңды өңдеу мүмкін емес.

Экономика

Әрбір жеке жағдайда жабдықтың құны әртүрлі болады. Сынақтан өтті, ЭЫДҰ елдерінде қолданылады.

Ендірудің қозғаушы күші

SO₂ шығарындыларын азайту.

5.2.3. Құрамында SO₂ төмен болатын пайдаланылған газдардан күкірт алу үшін полиэфир негізіндегі, сондай-ақ органикалық еріткіш негізіндегі, амин және бейорганикалық еріткіш негізіндегі абсорбция/десорбция әдісі

Техникалық сипаттамасы

SO₂ атмосфералық шығарындыларын отыннан да, кен концентраттарынан да азайту және жылу мен көміртегі тотығы түрінде энергияны қалпына келтіру үшін сыңар контактінің күкірт қышқылы қондырғысымен және күкірт газын қалпына келтіру процесімен бірге электр станциясы қолданылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Жылу мен СО қалпына келтіру. SO₂ шығарындыларын азайту.

Экологиялық көрсеткіштері және пайдалану деректері

Мысты балқытуға арналған шахта пештерінің пайдаланылған газдарына көміртегі тотығының салыстырмалы түрде жоғары концентрациясы (шамамен 10 %) және технологиялық жылу тән. Тиісінше, пайдаланылған газдар құнды энергия көзі болып табылады, бірақ олардың құрамында SO₂ бар. Газдар қосымша отын ретінде пайдалану және жылуды қалпына келтіру үшін жергілікті электр станцияларына жіберіледі. Осылайша, пеш газдары, сол сияқты отын газдары сияқты электр станцияларынан пайдаланылған газдардың құрамында SO₂ болады, сондықтан SO₂ жоғары концентрациясы бар газды алу үшін абсорбция/десорбция процесінде пайдаланылатын полиэфирлі материалдарды пайдалана отырып, абсорбциялық-десорбциялық қондырғыда одан әрі тазартуға ұшырайды.

Бұл газ сыңар контакт қондырғысында күкірт қышқылына айналады. Атмосфераға шығарар алдында осы процестің шығуында пайдаланылған газдардағы SO₂ концентрациясы 200 – 600 мг/м³-тен кем болады.

Түрлендіруден кейін балқыту пешінен шығатын пайдаланылған газдардың құрамында SO₂ 5 %-дан 12 %-ға дейінгі концентрацияда болады. Олар полиэфир материалдарындағы абсорбциялық-десорбциялық қондырғыдан концентрацияланған газбен тазартылады және араластырылады, олардағы SO₂ концентрациясы 12 %-ға дейін жеткізіледі, содан кейін олар күкірт қышқылы қондырғысына жіберіледі. Бұл қондырғы құрамында 6 – 8 г/м³ концентрациясында SO₂ бар күкірт қышқылы мен пайдаланылған газдарды шығарады, олар рекуперациялау үшін полиэфир материалдарындағы абсорбциялық-десорбциялық қондырғыға жіберіледі.

Кросс-медиа әсерлер

Энергия шығынын арттыру. Өңдеуді және/немесе жоюды қажет ететін әлсіз қышқылдар мен сарқынды сулардың түзілуі.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Техника күкірт диоксиді төмен технологиялық газға қолданылады.

Экономика

Экономикалық тұрғыдан тиімді, бірақ жеке тәсілді қажет етеді. Сынақтан өтті, ЭЫДҰ елдерінде қолданылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары. CO₂ шығарындыларын азайту_.

5.2.4. Сынап шығарындыларын болғызбау техникасы

Сипаты

Атмосфераға сынап шығарындыларын азайту әдістерінің жиынтығы.

Техникалық сипаттамасы

Сынаптың ластануды жою процестерінің көпшілігінде кездесетін температурада құбылмалылығы бар, сондықтан оны жою үшін басқа әдістерді қолдану қажет болуы мүмкін.

Күкірт қышқылы қондырғысын пайдаланғанға дейін сынап жойылған жағдайда өндірілетін қышқылда сынап қалдықтары болады; әдетте, спецификацияға сәйкес заттың құрамы <0,1 бөлш/млн-нан 0,5 бөлш/млн-ға дейін және тазартылған газдағы ~ 0,02 мг/Нм³-ке тең. Бұл көрсеткіш төменде көрсетілген барлық процестерде қол жеткізіледі деп хабарланған.

Boliden-Norzink процесі: бұл процесс сынап хлориді мен сынап арасындағы реакция негізінде дымқыл скрубберде жүзеге асырылады, нәтижесінде тазартқыш сұйықтықтан тұндырылатын сынап хлориді (каломель) пайда болады. Процесс қышқыл қондырғысында жуу және салқындату кезеңі аяқталғаннан кейін жүзеге асырылады, сондықтан газда тозаң мен SO₃ болмайды, ал температура шамамен 30 ^°C құрайды. Газ мұнарада HgCl₂ ерітіндісімен тығыздалған қабатпен жуылады, ол газдағы металл сынаппен әрекеттеседі, бұл оның каломель түрінде тұндырылуына әкеледі (Hg₂Cl₂). Каломель айналымдағы тазартқыш ерітіндіден алынады және Hg₂Cl₂ пайда болғанға дейін хлор газының әсерінен ішінара қалпына келеді, содан кейін ол жуу сатысына оралады. Алынған сынап өнімі сынапты өндіру үшін қолданылады немесе қоймада сақталады. Сынап хлориді – өте улы сынап қосылысы, сондықтан бұл процесті өте сақтықпен жүргізу керек.

Bolchem процесі: бұл процесс Boliden-Norzink процесі сияқты қышқыл өндіруге арналған қондырғыда жүзеге асырылады, бірақ алу үшін 99 % күкірт қышқылы қолданылады. Қышқыл қышқыл қондырғысының абсорбциялық бөлімінен шығады және қоршаған орта температурасында сынаппен тотығу реакциясына түседі. Құрамында сынап бар қышқыл 80 % дейін сұйылтылады және сынап тиосульфаты бар сульфид түрінде тұндырылады. Сынап сульфидін сүзгеннен кейін қышқыл сіңіру сатысына оралады. Осылайша, бұл процесте қышқыл тұтынылмайды.

Outotec процесі: бұл процесте сынап күкірт қышқылы қондырғысында жуу алдында жойылады. Шамамен 350 ^°C температурада Газ тығыздалған қабаты бар бағанадан өтеді, онда ол 90 % күкірт қышқылымен шамамен 190 ^°C температурада жуылады. Қышқыл газ құрамындағы SO₃ орнында түзіледі. Сынап селен хлориді қосылысы түрінде тұндырылады. Сынап шламы салқындатылған қышқылдан алынады, сүзіледі, жуылады және металл сынап өндірісіне жіберіледі. Содан кейін қышқылдың бір бөлігі скрубберге оралады. Балама ретінде газдардан сынап алу селен иондары бар ерітіндімен жуу арқылы жүзеге асырылады, содан кейін металл селен сынап селенидімен бірге шығарылады.

Натрий тиоцианаты қолданылатын процесс: бұл процесс мырышты жағу үшін пештерде қолданылады. SO₂ газы натрий тиоцианатының ерітіндісімен жуылады және сынап сульфид түрінде алынады. Натрий тиоцианаты реакция арқылы қалпына келеді, оның формуласы төменде келтірілген:

3Hg + 8SCN- + 4H + + SO₂ =>2(Hg(SCN)₄)²- + HgS + 2H₂O

Белсендірілген көмір сүзгісі (Lurgi процесі): бұл процесте газ ағынынан сынап буларын кетіру үшін белсендірілген көміртегі адсорбциялық сүзгісі қолданылады.

Жоғарыда сипатталған Boliden-Norzink және Outotec әдістері кеңінен қолданылады, бірақ басқа процестерді қолдану туралы да айтылады.

Селен скруббері: бұл әдіс сонымен қатар жоғары концентрациядағы сынап буларын кетіру үшін күкірт қышқылы мен сынаптағы аморфты селен арасында реакция жүретін дымқыл скрубберді қолдануды қамтиды.

Селен сүзгісі: құрғақ скруббермен тазарту процесі, онда аморфты селен сынап селенидің қалыптастыру үшін сынаппен әрекеттеседі.

Қорғасын сульфидін қолдану процесі: газ ағынынан сынапты кетіру үшін қорғасынның сульфидті түйіндерін қолдана отырып, құрғақ скраббермен тазарту процесі.

Tinfos/Miltec процесі: сынапты тазарту процесі натрий гипохлоритінің көмегімен шығатын газдардағы сынаптың тотығуына негізделген. Жуу бағанындағы тотығудан кейін сынап екі натрий сульфидін қосу арқылы сынап сульфиді (HgS) түрінде тұндырылады. Сынап сульфиді сүзгі прессінің көмегімен процестен шығарылады. Құрамында сынап бар шлам қалдықтардың қауіпті түрі ретінде өңделеді және қалдықтарды көмуге арналған жабық полигонда кәдеге жаратылады. Сынап шығарындылары шамамен 94 %-ға азаяды.

Сынапты тазарту үшін қолданылатын Lurgi процесі: сынапты кетіруге арналған Lurgi қондырғысы қалдық тозаң мен шайырларды кетіру үшін қолданылатын электростатикалық сүзгіден, газ жылытқыштан, тығыздалған қабатты сіңіргіштен, қондырғы арқылы өтетін газ ағынын бақылауға арналған желдеткіш-демпферлік жүйеден және газдағы оттегінің төмен концентрациясын ұстап тұру үшін азот негізіндегі газды кешенді талдау жабдығынан тұрады. Жылытқыш газдарды оңтайлы 60-85 ^°C температураға дейін қыздыру үшін қажет; газдың төменгі температурасы реакция жылдамдығының төмендеуіне және тығыздалған қабаттағы ылғалдың конденсациясына әкеледі, ал жоғары температура күкірттің шайылуына әкелуі мүмкін абсорбент. 2001 жылы Eramet компаниясы сынапты кетіретін қондырғыны іске қосты және содан бері ол ешқандай үзіліссіз жұмыс істейтінін хабарлады. Қондырғы арқылы өтетін газ ағынының көлемі шамамен 15000 Нм³/сағ. сынапты сіңіру тиімділігі 98 % құрайды. Пайдалануға берілгеннен кейін қондырғы тазартылмаған газдардан барлық сынаптың 94 %-ын алады. Абсорберді ауыстыру сегіз айда бір рет жасалады және қауіпсіз түрде жойылады. Скрубберден судағы сынаптың іздері туралы ғана хабарланады.

Boliden Contech процесі: тығыздалған қабатта селенмен жабылған шарлар қолданылады. Бұл әдіс тиімді, бірақ қолдану тәжірибесі Скандинавия елдерінде ферроқорытпа өндірумен шектеледі.

Dowa процесі: сынап қорғасын сульфидімен қапталған пемзаға адсорбцияланады.

Түсті металдарды өндіру кезінде алынған күкірт қышқылындағы сынапты азайтудың тағы екі процесі бар, бірақ олар негізінен қоршаған ортаға әсер етуден гөрі қышқылдың сапасын жақсарту қажеттілігіне байланысты қолданылады.

Superlig ион алмасу процесі: бұл процесте өндірілген қышқылдан сынапты кетіру үшін иондық алмасу қолданылады, бұл сынап концентрациясының мәндеріне <0,5 бөлш/млн жетуге мүмкіндік береді [26].

Калий йодидін қышқылға қосу: оның концентрациясы шамамен 0 ^°C температурада кем дегенде 93 % болуы керек. Реакция нәтижесінде Hgi₂ сынап йодиді тұндырылады.

Егер түсті металды өндіру процесінде күкірт қышқылы қондырғысы қолданылмаса, шығарындыларды азайту үшін әдетте ағынды сүзгіге жібермес бұрын шикізатты таңдау, белсендірілген көмірді және/немесе басқа адсорбенттерді айдау сияқты әдістер қолданылады. Бастапқы материалдағы сынап мөлшері, сондай-ақ технологиялық циклдер шығарындылардағы сынаптың жоғары немесе төмен концентрациясын тудыруы мүмкін.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Атмосфераға Hg шығарындыларын азайту.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Күкірт қышқылы қондырғысына газ ағынын бергенге дейін сынапты жою жүйесін қолданудың мақсаты-сапалы күкірт қышқылын өндіруді қамтамасыз ету үшін шығатын газдардағы сынаптың мөлшерін азайту. Алайда, сынапты жою жүйелері (Hg) газ түтіндік арқылы шығарылмас бұрын сынаптың шығарылуын азайту үшін де қолданыла алады.

Спецификацияға сәйкес күкірт қышқылындағы сынап мөлшері, әдетте, тазартылған газдағы <0,1 бөлш/млн-нан 0,5 бөлш/млн-ға дейін және <0,02 мг/Нм³ құрайды. Бұл әдістің мақсаты сынаптың шығарылуын және шығарылуын азайту, сондай-ақ құрамында сынабы жоқ күкірт қышқылын өндіру болып табылады.

5.7-кестеде Boliden Ronnskar мыс, қорғасын және мырыш өңдеу қондырғыларында қолданылатын сынаптан арылту әдістері, сондай-ақ олардың өндірістік сипаттамалары келтірілген.

5.7-кесте. Boliden Ronnskar зауытында қолданылатын сынаптан арылту әдістерінің өндірістік сипаттамалары

Р/с
№

Әдіс

Ағын (Нм³/с)

Жүктеу

Тазартқанға дейін (мкг/Нм³)

Тазартқаннан кейін (мкг/Нм³)

Тазарту тиімділігі, %

1	2	3	4	5	6	7
1	Хлорид қосылған процесс /BolidenNorzink	30 000	Ең жоғары	9879	30	99,7
1	Хлорид қосылған процесс /BolidenNorzink	30 000	Ең төмен	51	13	74
2	Dowa сүзгісі	170 000	Ең жоғары	50	1,4	97
2	Dowa сүзгісі	170 000	Ең төмен	10,5	1,2	88
3	Селен сүзгісі	80 000	Ең жоғары	1008	48	95
3	Селен сүзгісі	80 000	Ең төмен	42	12	71
4	Белсендірілген көмір сүзгісі	80 000	Ең жоғары	1206	32	97
4	Белсендірілген көмір сүзгісі	80 000	Ең төмен	37,2	2,7	93

Көрсетілген түсті металдарды өндіру қондырғыларында түзілетін сынап шығарындылары 0,02 мг/Нм³-тен 0,05 мг/Нм³-ке дейінгі диапазонда болады. 5.5-суретте атмосфераға сынап шығарындыларын азайтудың қолданылатын әдістерінің тиімділігіне шолу көрсетілген.

5.5-сурет. Түсті металдарды өндірудің әртүрлі процестері нәтижесінде атмосфераға сынаптың шығарындылары

Құрамында сынабы бар қалдықтармен жасалатын барлық операцияларды Қазақстан Республикасының аумағында қолданылатын нормативтік-құқықтық актілерге/стандарттарға сәйкес жүргізу қажет.

Кросс-медиа әсерлер

Энергияны көп пайдалану. Кәдеге жаратуды талап ететін қатты немесе сұйық қалдықтардың түзілуі.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Бұл әдіс құрамында сынап бар шикізатты пайдалана отырып, пирометаллургиялық процестерде қолданылады.

Экономика

Жобалау-сметалық құжаттамаға сәйкес есептеледі. Экономикалық тұрғыдан тиімді, бірақ жеке көзқарасты қажет етеді.

Ендірудің қозғаушы күші

Шығарындыларды азайту.

5.2.5. Металдың өндірістік процестері кезінде пайдаланылған газдарды жинаудан ұйымдастырылмаған шығарындыларды болғызбау техникасы

Сипаты

Металдарды өндіру процесінде ұйымдастырылмаған шығарындылардың алдын алу әдістерінің жиынтығы.

Техникалық сипаттамасы

Бұл әдістер жинау жүйелерін кәсіби жобалауға және техникалық қызмет көрсетуге, сондай-ақ тазартылған газ каналындағы шығарындыларды үздіксіз бақылауға негізделген.

Төмендегі әдістер келтірілген:

Пешті герметизациялау (немесе герметикалық пештерді пайдалану) процесті бақылау әдістерімен бірге, мүмкін болса, технологиялық қондырғылардан шығарындыларды болғызбау немесе болғызбау үшін қолданылатын әдіс болып табылады. Мысалдарға герметикалық балқыту пештері, герметикалық электр доғалы пештер және бастапқы алюминий өндіруге арналған материалды жеткізуге арналған герметикалық нүкте ұяшығы жатады. Пешті герметизациялау пештегі қысымның жоғарылауына жол бермеу үшін газды шығару жылдамдығына да байланысты [27].

Герметикалық пештер болмаған кезде, мысалы, қолданыстағы ашық пешті жаңарту кезінде пеш газдарын тежеу үшін ең жоғары тығыздағышты қолдануға болады. Мысал ретінде технологиялық газдарды тиімді алу үшін электр доғалы пештің төбесіндегі "төртінші тесікті" қолдануға болады – 5.6- суретті қараңыз.

5.6-сурет. Төртінші саңылаудан бу жинау

Пешті ашу кезінде ұйымдастырылмаған шығарындылардың алдын алу үшін пештерде герметикалық жүктеу жүйелерін пайдалану, мысалы, пештің тиеу есігіне мықтап бекітілген жүктеу шелектерін және сору шкафы арқылы жүктеу жүйелерін пайдалану. Бұл әдістерді барлық жаңа және қолданыстағы процестерге, соның ішінде үзік-үзік процестерге қолдануға болады.

Коллекторлық қақпаққа, ауа өткізгіштерге, сүзгі жүйесіне және желдеткішке техникалық қызмет көрсету жинау немесе алу жылдамдығын ұстап тұру үшін өте қажет. Сондай-ақ газды шығару нүктелеріне тікелей соруды қамтамасыз ету үшін жапқыштар мен баламалы экстракция нүктелері жүйесін пайдалану қажет. Мысал ретінде, пеш қожды немесе металды шығару үшін еңкейіп, төртінші іріктеу нүктесі түтікке қосылмаған жағдайды келтіруге болады. Клапандарды газды шығару нүктесіне тікелей сіңіру үшін де қолдану керек. Ыңғайлы нұсқасы – автоматты түрде қосқышты ауыстыру.

Соқтығысудан немесе абразиядан физикалық зақымданудың пайда болуын, ауа өткізгіште және желдеткіш қалақтарында шөгудің пайда болуын болғызбау үшін үнемі тексеру және профилактикалық қызмет көрсету қажет. Бұл әдіс барлық жаңа және қолданыстағы процестерге қолданылады.

Газды дұрыс таңдауды қамтамасыз етудің маңызды қалыптасқан тәжірибесі – бұл автоматты клапандарды басқару құралдарын қолдану, бұл тым көп энергияны пайдаланбай, бу көзіне күш салу бағытын қамтамасыз етеді. Бақылау құралдары процестің әртүрлі кезеңдерінде таңдау нүктесін автоматты түрде өзгертуге мүмкіндік береді. Мысалы, пештерден материалды төсеу және шығару әдетте әртүрлі уақытта жүреді, сондықтан материалды төсеу және шығару нүктелері бір-біріне жақын орналасатындай етіп жасалуы мүмкін, сондықтан тек бір таңдау нүктесі қажет болады. Таңдау нүктесі сонымен қатар пешке оңай қол жеткізуге және жақсы экстракция жылдамдығына арналған. Сору жүйесінің дизайны сенімді болуы керек, ал үнемі техникалық қызмет көрсету қажет. Бұл қағидат қысқа айналмалы пешке оңай қолданылады.

Мысал ретінде қысқа айналмалы пештің бейімделуін келтіруге болады. Жүктеу есігі мен люктері пештің бір ұшында орналасқан. Түтін сорғыш шелек және тиеу конвейер арқылы қож толық қол жеткізуді қамтамасыз етеді.

Оның конструкциясы пайдалану барысында болмашы әсерлерге төзімді болатындай өте берік.

5.7-сурет. Жүктеу және шығару жүйесі

Ауыспалы бу көзіндегі газды іріктеу күш-жігерін бағыттау қағидатын жұмыс циклі кезінде, мысалы, материалды жүктеу немесе шығару кезінде негізгі бу көзін алу үшін қақпақтарды автоматты түрде басқару арқылы да сақтауға болады. Қысқа айналмалы пештің және айналмалы конвертердің конструкциясы (ЖҮАК) толығымен жабық болуы мүмкін.

Пеш газдарының ағынын модельдеу үшін КГД және индикаторларды пайдалану. Түтін жинау жүйесі оңтайлы түтін жинауды қамтамасыз ету үшін пеш газдарына КГД модельдеуді қолдану арқылы жетілдірілді. Түтін ағындарының қозғалысын бағалау бойынша осы жұмыстың нәтижесі ең жоғары өнімділікке қол жеткізу үшін басқарылатын жапқыштарды қолдану болды. Сондай-ақ шикізатты электр қалпына келтіру пешіне тиеу схемасын өзгерту арқылы айтарлықтай жетістіктерге қол жеткізілді, бұл бүкіл партияны бір уақытта жүктеудің орнына аз мөлшерде зарядты тұрақты түрде жеткізуді білдіреді. Негізгі әсер ұйымдастырылмаған шығарындыларды тудыратын тербелістерді азайту және пештің гипотермиясының алдын алу болды; ПХДД/Ф шығарындыларын азайту нәтижелері бұл жағдайда айтарлықтай болды.

Газ жинау үшін қосымша сорғыштарды пайдалану. Егер ұйымдастырылмаған шығарындылардың алдын алу немесе қолайлы деңгейге дейін азайту мүмкін болмаса, екінші түтін жинау жүйелері қолданылуы мүмкін. Кейбір пештер тиеу және шығару кезінде ұйымдастырылмаған шығарындыларды жинауға арналған қосымша сорғыштармен жабдықталуы мүмкін. Ұйымдастырылмаған шығарындыларды азайтуды оңтайландыру үшін сору желдеткіші тікелей бу көзіне орнатылады. Желдеткіштерді автоматты түрде басқару үшін зияткерлік жүйені бу шығаратын процесс кезеңдерінде пайдалануға рұқсат етіледі. Сонымен қатар ауаны шатырға орнатылған желдеткіш арқылы шығаруға болады, бірақ үлкен көлемдегі ауаны өңдеу қажет, оны сөмке сүзгісімен тиімді тазарту мүмкін емес. Басқа кемшіліктерге мыналар жатады: энергияны көп тұтыну, жоғары инвестициялар және қалдықтардың көп мөлшері (қолданылатын сүзгі материалдары). Екінші түтінді жинау жүйелері нақты жағдайларға арналған. Энергия шығынын қақпақтарды автоматты түрде бақылау және желдеткішті басқару арқылы азайтуға болады, сондықтан жүйелер қажет болған жағдайда, мысалы, түрлендіргішті жүктеу немесе орнату кезінде қолданылады.

Төменде қайталама газ жинаудың бірнеше мысалдары келтірілген.

5.8-суретте көрсетілген процесте ауа ағынының жылдамдығы клапандарды реттеу арқылы жабық басқару жүйесінің көмегімен бақыланады. Жылдамдықты реттегіштермен жабдықталған желдеткіштер энергияны тұтынуды азайту үшін қолданылады; 875000 нм³/сағ екінші реттік газдар сүзгіштермен ұсталып, тазартылады. Бұл ретте тұтынылатын электр энергиясының мөлшері жылына 13,6 ГВт-сағ құрайды, ал сағатына ауланатын тозаңның көлемі 700 кг құрайды.

5.8-сурет. Мысты өңдеудің бастапқы процесі үшін буды екінші рет жинау жүйесінің схемасы

Мерзімді түрлендіргіштен газдарды жинау қиын болуы мүмкін, өйткені шелектің берілуі қақпақтардың жұмысына кедергі келтіреді. Кейбір қондырғылар шатырдың контурынан барлық буларды жинайды, бірақ энергия шығыны артады. Басқа қондырғы негізгі сорғышқа қосымша үш сорғыш жүйесін пайдаланады. Бұл сорғыштарды күкірт қышқылын орнатуға (сорғыш 1) немесе қайталама тазарту жүйесіне (сорғыш 2 және 3) қосуға болады. Толтыру және құю операциялары кезінде жеке сорғыштар қозғалтқыштан іске қосылады және жинаудың оңтайлы тиімділігін қамтамасыз ететін жағдайларда орнатылады. Қайталама газ жинау жүйесі 5.9-суретте көрсетілген.

5.9-сурет. Конвертерге арналған қайталама сору жүйесі

Тағы бір мысал, домна пешінен балқыту кезінде түтінді екінші рет жинау жүйесі қалай ұстайтындығын көрсетеді. Тозаң жинайтын жабдық домна пешінің шүмегінің үстінде орналасқан әртүрлі сорғыштардан, негізгі металл шығатын науадан және сұйық сигара тәрізді металл шелекке құйылатын құрылғыдан тұрады. Жиналған булар жеке сүзгі қапшығында тазартылады. Шығаратын буды жинау жүйесі (Домна пешінің үстіндегі көрініс) 5.10-суретте көрсетілген.

5.10-сурет. Шығатын буды жинау жүйесі

Үшінші жинау жүйелерін пайдалану. Екінші реттік сорғыштармен ұсталмайтын газдар бүкіл жұмыс аймағын қамтитын үшінші жинау жүйесінде жиналуы мүмкін, мысалы, "үй ішіндегі үй" немесе "болат балқыту пешінің қаптамасы" тұжырымдамасы бойынша жасалған жүйе. Ақылды жүйе жұптар шығарылатын процесс кезеңдерінде желдеткіштерді автоматты түрде басқару үшін қолданылады. Бұл қағидат энергияны шамадан тыс тұтынуды болғызбау үшін "үй ішіндегі үй" тұжырымдамасында қолданылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Ұйымдастырылмаған металл шығарындыларын, тозаңды, күкірт қостотығын және басқа да қосылыстарды тиімді ұстап алу.

Тозаңның көп бөлігі қайта өңдеу процесіне қайтарылады немесе құнды металдарды алу үшін сатылады.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Нақты объектіге байланысты.

Кросс-медиа әсерлер

Энергияны көп пайдалану.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Бұл әдістер жалпыға бірдей қолданылады.

Үшінші түтінді жинау жүйесі, мысалы, "үй ішіндегі үй", жаңа қондырғыларда шығару және зарядтау операцияларына немесе пештердің көлеміне және кеңістіктің талаптарына байланысты қолданыстағы қондырғыларды айтарлықтай модернизациялауға қолданылады.

Экономика

Жобалау-сметалық құжаттамаға сәйкес есептеледі. Экономикалық тұрғыдан тиімді, бірақ жеке тәсілді қажет етеді. Сынақтан өтті, ЭЫДҰ елдерінде қолданылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Ұйымдастырылмаған шығарындыларды ұстау.

5.2.6. Бастапқы материалдарды күйдіруден шығарындыларды болғызбау және азайту тәсілдері

Сипаты

Қарастыруға арналған технологиялар:

псевдосұйылтылған қабатта күйдіру пешінің алдында конвейерлік таспада орнатылған су бүрку жүйесін пайдалану арқылы алынған ылғалды материал;

толығымен жабық технологиялық жабдық;

қапшық сүзгі;

қосымша алдыңғы кезең ретінде циклон тозаң жинағышы бар ыстық ЭСТ;

скрубберлер, ылғалды ЭСТ және сынап шығарындыларымен күресу әдістері.

Техникалық сипаттамасы

Қапшық сүзгі

Мырыш концентраттары салыстырмалы түрде жоғары ылғалдылыққа ие (~10 %) болады, мұның өзі өңдеу кезінде тозаң шығарындыларын болғызбауда, әсіресе толық жабық жабдықты пайдалану кезінде өте тиімді. Тозаң материалы жағдайында, мысалы, ылғал мөлшері өте төмен материал немесе күйдірілген Материалдарды өңдеу үшін, пештің материалын дайындаудан канализацияға шығатын шығарындылардың (мөлшерлеу құрылғылары, фрезерлеу және қолдану кезінде тегістеу) және күйдірудің өзінен шығатын екінші шығарындылардың мөлшерін азайту үшін қапшық сүзгілер қолданылады.

5.11-сурет. Күйдіру пеші үшін материал дайындаудан және күйдіру пешінен шығарындыларды тұтып қалу және азайту

Қапшық сүзгілер немесе керамикалық сүзгілер осы процесте пайдаланылған кезде ЭСТ-ға қарағанда тозаңды кетірудің жақсы тиімділігін қамтамасыз етеді [28].

Қосымша алдыңғы кезең ретінде циклон тозаң жинағыштары бар ыстық ЭСТ

Құрғақ тазалаудың бұл кезеңі тозаңның көп мөлшерін қалпына келтіру үшін қолданылады. Қажет болған жағдайда хлоридті немесе кадмийді тозаң өртендісін қайта пайдаланғанға дейін шаймалау жүргізіледі.

Скрубберлер, ылғалды ЭСТ және сынап шығарындыларымен күресу әдістері

Ылғалды тазартудың бұл кезеңі күкірт қышқылымен қондырғыға жеткізуге жарамды шығатын газды алу үшін қолданылады.

Ылғалды ЭСТ қалдықтары және сынапты жою, егер олар басқа процестер үшін пайдаланылмаса, кәдеге жаратуға жатады. Басқа ағындармен салыстырғанда SO₂ мөлшері жоғары газдардың аз мөлшері пайда болады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Дымқыл материал.

Тозаң шығарындыларын азайту. Сутіректің тұрақтылығын арттыру.

Толығымен жабық технологиялық жабдық

Ұйымдастырылмаған атмосфераға шығарындылардың алдын алу. Материалдың кемуінің болмауы.

Қапшық сүзгі

Атмосфераға шығарындыларды азайту. Тозаңды қайта пайдалану.

Қосымша алдыңғы кезең ретінде циклон тозаң жинағышы бар ыстық ЭСO

Тозаң мен ұшпа металдардың шығарындыларын азайту (Zn, Pb, Hg, As немесе Cd).

Пайдаланылған газды тазарту процесінің құрғақ кезеңінде жиналған тозаңды қайта пайдалану, өйткені ол химиялық құрамы бойынша пештен шыққан отқа ұқсас және оны пештің өңдеу жүйесіне қайтаруға болады.

Скрубберлер, ылғалды ЭСТ және сынап шығарындыларымен күресу әдістері

Тозаң мен ұшпа металдардың шығарындыларын азайту (Zn, Pb, Hg, As немесе Cd). Тозаңды кетіруден басқа, сатылатын күкірт қышқылын алу үшін газ тазарту қажет.

Сынап шығарындыларын азайту. Материалдағы сынап арнайы жабдықпен ұсталады, ол қолдану орнына байланысты өзгеруі мүмкін. Одан басқа, сатылатын сұрыпты күкірт қышқылын алу үшін сынапты алып тастау қажет.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Қапшық сүзгі

5.8-кестеде материалды беру және күйдіру пешінің тозаң шығарындыларының көрсеткіштері көрсетілген.

5.8-кесте. Материалды беру процесі мен күйдіру пешінің тозаң шығарындылары

Р/с №	Қондырғы		A		A		B		H
Р/с №	Қондырғы		орташа мәні	ең жоғары мәні	орташа мәні	ең жоғары мәні	орташа мәні	ең жоғары мәні	орташа мәні	ең жоғары мәні
1	2		3	4	5	6	7	8	9	10
1	Ағын	Нм³/сағ	27 184	ДЖ	10 630	ДЖ	4 655	ДЖ	4 000	ДЖ
2	Тозаң	мг/Нм³	1,04	3,1	0,54	3,1	0,21	0,51	1,6	2,6
3	Zn	мг/Нм³	0,69	ДЖ	0,35	ДЖ	0,12	0,29	0,8	1,2
4	Cd	мг/Нм³	0,0060	ДЖ	0,0030	ДЖ	0,0005	0,001	0,03	0,04
5	Pb	мг/Нм³	ДЖ		ДЖ		0,0032	0,008	0,09	0,3
6	Пайдаланылатын технология		Қапшық сүзгі
7	Іріктеу жиілігі	Мөлшері/жыл	0,5		0,33		1		2

Германияның алғашқы мырыш өндірісі қондырғысы күйдірілген материалдарды ұсақтайтын роликтен шығарындыларды азайту үшін қапшық сүзгіні қолданады. 2005 жылы орындалған 6 өлшемнің қорытындысы бойынша шығын 9670 Нм³/сағ құрады. Тозаң мен металдардың шығарындылары:

тозаң: 1,1–3,4 мг/Нм³;

қорғасын: 0,031–0,132 мг/Нм³;

никель: <0,001 мг/Нм³;

мырыш: 0,7–1,7 мг/Нм³;

күшән: <0,001-0,005 мг/Нм³.

Қосымша алдыңғы кезең ретінде циклон тозаң жинағышы бар ыстық ЭСO.

5.9-кестеде құрғақ газды тазарту сатысында құрғақ тозаңнан арылту туралы мәліметтер келтірілген. Құрғақ газ тазартудан кейін ағын ылғалды газ тазарту бөліміне түседі.

5.9-кесте. Ылғалды газ тазарту секциясының алдында күйдіру қондырғысының құрғақ газ тазарту секциясын тозаңнан арылту (тор~120 м²)

Р/с №	Процесс кезеңі (шығару)	Газ ағыны (max) (Нм³/с)	Температура (max) (°C)	Тозаң (max) (мг/Нм³)
1	2	3	4	5
1	Псевдосұйылтылған қабаттағы күйдіру пеші	88 307	980	300 000
2	▼	88 307	980	300 000
3	Кәдеге жарату бу қазандығы	88 814	350	150 000
4	▼	88 814	350	150 000
5	Циклонды тозаң тұтқыштар (қосымша)	89 380	350	300 00
6	▼	89 380	350	300 00
7	Электр сүзгі	90 000	350	200

Скрубберлер, ылғалды ЭСТ және сынап шығарындыларымен күресу әдістері

5.10-кестеде ылғалды тазарту сатысында тозаңнан арылтудың типтік мысалы келтірілген.

5.10-кесте. H₂SO₄ бар қондырғыда ылғалды газ тазарту жүйесін тозаңнан арылту

Газ ағыны (Нм³/с)		Температура (^°C)		Тозаң (мг/Нм³)
Жіберу	Шығару	Жіберу	Шығару	Жіберу	Шығару
1	2	3	4	5	6
80 000-90 000	80 000-90 000	300-350	< 30	< 200	< 0,5

Ылғалды газ тазарту жүйесінен шығару қалдықтар шығарындыларының нүктесі емес, жабық газ тазарту каналының ішкі нүктесі болып табылады. Осы кезде жанама шығарындыларды анықтауға күкірт қышқылының сапасын талдау арқылы қол жеткізіледі.

Сүзгілегенге дейінгі сынап концентрациясы (жалпы) 10 мкг/м³ бастап 9900 мкг/м³ дейін болуы және сүзгілегеннен кейін 3 мкг/м³ бастап 50 мкг/м³ дейін болуы мүмкін, мұның өзі сынапты жою үшін қолданылатын технологияларға байланысты 70 – 99,7 % тазарту деңгейін құрайды. Қышқылдың кейінгі сапасы сынаптың 1 бөл./млн төмен концентрациясын береді. Осыған қарамастан, нарықтағы қазіргі үрдіс сынап құрамы 0,5 бөл./млн төмен емес күкірт қышқылын талап етеді.

Кросс-медиа әсерлер

Қапшық сүзгі.

Энергия тұтынуды арттыру.

Қосымша алдыңғы кезең ретінде циклонды тозаң жинағышы бар ыстық ЭСТ.

Энергия тұтынуды арттыру.

Скрубберлер, ылғалды ЭСТ және сынап шығарындыларымен күресу әдістері

Газ тазартудан кейінгі сарқынды суларда галогендер тым көп және сарқынды суларды тазарту қондырғыларында өңделуі керек.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Әдетте оңай ылғалданатын материалдар, жабық технологиялық жабдықтар және қапшық сүзгілер қолданылады.

Мырыш өндірісінде ыстық ЭСТ, ылғалды ЭСТ және сынап шығарындыларымен күресу әдістерін қолдану күкірт қышқылы бар тағы бір қондырғының болуын талап етеді.

Сынап шығарындыларымен күресу технологиясын қолдану күкірт қышқылының сапасына қойылатын талаптармен байланысты.

Экономика

Күкірт қышқылы мырышты күйдіру процесінде негізгі жанама өнім болғандықтан, қышқылды соңғы қолданушыға тасымалдаудың ыңғайлылығы мен құны күкірт қышқылы ретінде күкірт алу арқылы күкірт мырышын күйдіретін жабдыққа кедергі келтіруі мүмкін.

Экономикалық тұрғыдан тиімді, бірақ жеке тәсілді қажет етеді. Сынақтан өтті, ЭЫДҰ елдерінде қолданылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнамалық талаптар. Тозаңды қалпына келтіру. Сынаптың коммерциялық қолайлы сапасымен күкірт қышқылын өндіру.

5.2.7. Мырыш ұнтағын пайдалану арқылы ерітінділерді тазалау және өртенділерді қайта өңдеу кезінде түзілетін шығарындыларды болғызбау және азайту тәсілдері

      Сипаты
      шығарындыларды және олардың шаймалау резервуарлары мен тұндырғыштарын болғызбауға арналған әдістер жиынтығы;
      қатты және сұйық фазалардың бөлінуінен шығарындылардың алдын алу әдістерінің жиынтығы;
      сумен дымқыл скрубберлер, содан кейін тұмантұтқыштар;
      ортадан тепкіш жүйелер;
      тұмантұтқыштар.
      Техникалық сипаттамасы
      Шаймалау резервуарлары мен тұндырғыштардан шығарындыларды болғызбауға арналған әдістер жиынтығы.
      Ұйымдастырылмаған аэрозоль шығарындыларын болғызбау үшін резервуар қақпақпен жабылуы тиіс. Процесс қақпақты ашуды қажет еткен кезде, шығарындылардың пайда болу мүмкіндігін тиісті түрде шектеу үшін сақтық шараларын қолдану қажет(мысалы, экстракция/теріс қысымды бақылау, іріктеу қақпақтары немесе тазарту саңылаулары, араластырғыш білігінің тығыздағыштары).
      Егер резервуар желдетілсе, желдету құбыры шығарындылармен күресу жүйесіне қосылуы керек (шығарындылардың қажетті деңгейінде).
      Шығарындылармен күресудің орталық жүйесін қолдану.
      Бір резервуарды, табиғи немесе механикалық тартқышты тазарту жүйесін пайдалану.
      Реакциялық резервуардың жанындағы өңделетін сұйық кіру және шығару науалары жабық болуы тиіс.
      Резервуардың өзінде заттардың топыраққа төгілуіне жол бермеу үшін топырақтан жоғары ысырма/сорғыш болуы керек.
      Резервуар жергілікті экологиялық нормаларға сәйкес су өткізбейтін аймақта болуы тиіс.
      Қатты және сұйық фазалардың бөлінуінен шығарындылардың алдын алу әдістерінің жиынтығы.
      Шаймалау процестерінде әдетте сүзудің бір немесе бірнеше кезеңдері болады, оларда қатты заттар технологиялық сұйықтықтан тиімді шығарылады. Ярозит және гетит сияқты темір қалдықтарын сүзу үшін вакуумдық сүзгілер және айналмалы немесе көлденең конвейер жүйелері қолданылады. Осы кезде бірнеше шығарындылар проблемалары туындайды және келесі қысқаша тізім кейбір маңызды мәселелерді көрсетеді [29].
      Вакуумдық сорғылар/айдау желдеткіштері әдетте суды герметик ретінде пайдаланады. Бұл суға вакуумдық сепаратордан келетін ұсақ тамшылардағы металдардың мөлшері әсер етеді және бұл процесті қатаң бақылау керек. Сепаратордың нақты сатысында (кезеңдерінде) дұрыс жұмыс істемеуі судағы металдардың көп болуына әкелуі мүмкін. Стандартты тәжірибе-бұл суды қайта пайдалану, сондықтан су да қызатындықтан, салқындату кезеңін қосу керек. Ауа суын жібермес бұрын сарқынды суларды тазарту қажет болуы мүмкін. Вакуумдық сүзгілерді пайдалану кезінде су металдармен ластанғандықтан, көптеген қондырғылар таза судың орнына вакуумдық сорғылар үшін қайта өңделген, төмен металл технологиялық суды пайдаланады. Бұл судың жалпы шығынын азайтады.
      Қолайлы, қауіпсіз жұмыс жағдайларын сақтау үшін вакуумдық сүзгілерді ыстық сұйықтықтарды сүзгілеуден ылғалды ауаны жинайтын қаптамалармен мықтап жабу керек. Бұл ауа құрамында кішкене тамшылар бар, сондықтан оларды бір жүйе арқылы да, жүйелер кешені арқылы да шығарындылармен күресу жүйесі арқылы өткізуге болады.
      Егер қатты материал қайта өңдеудің соңғы қалдығы болса, бөлінген қатты заттарды жуу өте маңызды. Көлденең таспалы сүзгілер ағынға қарсы бағытта орналасқан жағдайда суда еритін қалдық элементтердің санын азайту үшін өте тиімді болатын бірнеше жуу аймағын пайдалануға мүмкіндік береді. Басқа тиімді сүзгі құрылғылары – диафрагмалық сүзгі пресі және қысыммен жұмыс істейтін үздіксіз таспа сүзгілері болып табылады. Әдетте, технологиялық салқындатқыштардан алынған қыздырылған салқындатқыш су сүзгілерді жууға арналған су ретінде қайта өңделеді. Сүзгіш кекті жуу тиімділігі жылы суды пайдалану арқылы артады.
      Күтілетін жуу тиімділігі қондырғыға байланысты өзгереді, бірақ ярозитте (ылғал күйде) кемінде 1 % суда еритін мырыш болуы мүмкін деп жобалауға негіз бар.
      Желдеткіш саңылаулар мен түтіндіктерге арналған дымқыл скрубберлер, ортадан тепкіш жүйелер және тұмантұтқыштар.
      Сумен тазарту, содан кейін скруббер суы процеске қайта оралатын тұмантұтқыш орналасады.
      Екі қабырғалы реактордағы статикалық пропеллердің әсерінен айналмалы қозғалыста қозғалғаннан кейін желдеткіш ауа тамшылары қабырғаға тиетін орталықтан тепкіш жүйелер, онда сұйықтық жиналып, қайтадан процеске жіберіледі.
      Желдету қабырғасы бойымен резервуарға кері ағатын жиналған тұман мен конденсаты бар түрлі типті тұмантұтқыштар.
      Тұманның таралуын азайтуға мүмкіндік беретін гидродинамикалық жағдайлары бар дұрыс жобаланған түтін мұржасы көбінесе тұман шығарындыларын азайтады.
      Ластанумен күресу қажеттілігі сол жердегі ережелерге де байланысты. Нашар желдетілетін жабық бөлмеде орналасқан резервуарлар ашық кеңістікте орналасқан реакторларға шығарындылармен күресудің әртүрлі жүйелерін қолдануды қажет етеді.
      Жоғарыда аталған ластануды бақылау жүйелерінің барлығы әдетте 95 %- дан астам тиімділікке ие. Масштабтың пайда болуымен және олардың барлық түрлерінде бітелумен және оларды қолданумен байланысты әртүрлі мәселелер бар. Бұл ластануды бақылау құралдары дұрыс жұмыс істеуі үшін профилактикалық қызмет көрсету бағдарламасы қажет.
      Сондай-ақ ластануға қарсы күрестің жаңа жүйелерін орнату кезінде бақылау нүктелерін немесе сынамаларды іріктеу нүктелерін орналастыруға қатысты сақ болу керек, өйткені бұл тиісті сынамаларды дұрыс іріктеу үшін өте маңызды (сынамаларды іріктеудің изокинетикалық әдісін орындау үшін).

5.12-сурет. Реакциялық резервуар

5.12-суретте статикалық тұмантұтқышпен және табиғи тартқышпен жабдықталған реакциялық резервуар көрсетілген. Ол герметикалық қақпағы бар және сақтау бассейніне орналастырылған.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Шаймалау резервуарлары мен тұндырғыштардан шығарындылардың алдын алу және қатты және сұйық фазаларды бөлу әдістерінің жиынтығы.

Аэрозольдер мен тұман шығарындыларының алдын алу.

Желдету саңылаулары мен түтін құбырларына арналған скрубберлер, ортадан тепкіш жүйелер және тұмантұтқыштар.

Аэрозольдер мен тұман шығарындыларын азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Бұл қондырғылар қарапайым және көп бақылауды қажет етпейді, бірақ дұрыс жұмыс істеуі үшін оларды үнемі тазалап отыру керек.

Қалдықтарды жинаудың орталық жүйелері күрделірек болады, өйткені олар әдетте желдеткіштер мен қозғалтқыштарды қамтиды, бірақ пайдалану кезінде олар жиі техникалық қызмет көрсетуді және жөндеуді қажет етпейді.

Резервуарлардан мырыш шығарындыларының мөлшері, әдетте > 95 %-ға азаяды.

Мысалы, осындай қондырғысы бар "Boliden Odda" мырыш балқыту пеші: 2003 жылы тұмантұтқыш орнатылғанға дейін және одан кейін бейтарап шаймалау кезінде тұндырғыштан мырыш шығарындылары тіркелді. Нәтижелер 5.11-кестеде көрсетілген.

5.11-кесте. Тұмантұтқышпен және тұмантұтқышсыз бейтарап шаймалау кезінде тұндырғыштан шығарындылар бойынша деректер

Р/с №	Сипаты	Өлшем бірлігі	Қондырғыға дейін	Қондырғыдан кейін
1	2	3	4	5
1	Желдету ағыны	Нм³/сағ	6820	3858
2	Құрамы Zn	мкг/Нм³	3311	264
3	Шығарындылар	г/сағ	22,6	1,0
4	Санын азайту	%	-	95,5

2011 жылғы шығарындылар бойынша қондырғылар үшін қолданылатын деректер 5.12 – 5.14-кестелерде берілген.

5.12-кесте. Шаймалауға арналған сыйымдылықтарды желдету кезіндегі шығарындылар жөніндегі деректер^*

Р/с №	Қондырғы		A	A	B	D	E	F	G
1	2		3	4	5	6	7	8	9
1	Ағын	Нм³/с	12 266	17 921	42 831	11 440	17 400	40 000	12 500
2	Тозаң	мг/Нм³	ДЖ	ДЖ	6,0	4,5	0,6	ДЖ	4,5
3	Zn	мг/Нм³	0,01-0,95	0,77	3,55	0,25	0,60	0,57	-
4	Cd	мг/Нм³	< 0,002	0,008	0,023	0,184	0,002	0,005	0,11
5	Pb	мг/Нм³	< 0,03	0,031	0,168	0,194	0,025	0,030	0,009
6	Hg	мг/Нм³	ДЖ	ДЖ	ДЖ	0,03	ДЖ	ДЖ	ДЖ
7	As	мг/Нм³	ДЖ	0,022	0,002	0,019	ДЖ	ДЖ	ДЖ
8	Cu	мг/Нм³	ДЖ	ДЖ	0,024	0,21	0,006	ДЖ	ДЖ
9	Ni	мг/Нм³	НСНД	ДЖ	0,0004	0,17	ДЖ	ДЖ	ДЖ
10	Пайдаланылатын технология		Тұмантұтқыш	Ағынды басқаратын кран	Жоқ	Скруббер	Жоқ	Скруббер	Жоқ
11	Іріктеу жиілігі	Саны/жыл	1,00	0,5	1	0,2-2	3	12	3

* шығарындылармен күресу жүйесі қолданылмаған кезде, бұл шығарындылар ағынында шығарындылар ағынының төмендеуі байқалмайды дегенді білдіреді. Алайда, көп жағдайда шығарындылар ағынын болғызбау немесе азайту үшін сақтық шаралары қолданылады;

B және E қондырғылары үшін шығарындылар туралы деректер тазалау секциясында шығарындыларды қамтиды.

5.13-кесте. Тікелей шаймалау процесінің шығарындылары бойынша деректер

Р/с №	Көрсеткіштер	Өлшем бірлігі	Саны
1	2	3	4
1	Ағын	Нм³/сағ	9 640
2	Zn	мг/Нм³	0,61
3	Cd	мг/Нм³	0,024
4	Pb	мг/Нм³	0,033
5	As	мг/Нм³	0,025
6	Hg	мг/Нм³	0,008
7	Пайдаланылатын технология		Скруббер
8	Іріктеу жиілігі	Саны/жыл	0,5

5.14-кесте. А зауытында ярозит-процесс шығарындылары жөніндегі деректер

Р/с №	Көрсеткіштер	Өлшім бірлігі	Саны
1	2	3	4
1	Zn	мг/Нм³	0,25
2	Cd	мг/Нм³	0,023
3	As	мг/Нм³	0,029
4	Пайдаланылатын технология		Жоқ
5	Іріктеу жиілігі	Саны/жыл	0,2

Кросс-медиа әсерлер

Электр энергиясын тұтынуды арттыру (желдеткіштердің жұмысына байланысты).

Экономика

Ауамен қамтамасыз ету жағынан бұл технологияларды орнату салыстырмалы түрде арзан болады.

Су/сұйықтық беру жағынан топыраққа ағып кетудің алдын алу үшін жүйені салу қымбатқа түседі.

Бұл жерүсті суларын жинау үшін дамыған инфрақұрылым салу қажет дегенді білдіреді.

Экономикалық тұрғыдан тиімді, бірақ жеке тәсілді қажет етеді. Сынақтан өтті, ЭЫДҰ елдерінде қолданылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Атмосфераға шығарындыларды азайту.

Шаймалау және тазарту жөніндегі операциялар жабық үй-жайда жүргізілетін қондырғылар үшін, салауатты жұмыс ортасын сақтау үшін буды соруға қосымша қажеттілік туындайды. Әдетте, бұл суық қысы бар Солтүстік Еуропа елдеріндегі қондырғыларға қажет.

Топыраққа ағып кетудің алдын алу.

5.2.8. Қатты және сұйық фазаларды шаймалау мен бөлу кезінде шығарындыларды болғызбау және азайту тәсілдері

Сипаты

Қарастыруға арналған технологиялар:

шаймалау резервуарлары мен тұндырғыштардың шығарылуын болғызбауға арналған әдістер жиынтығы – техниканың сипаттамасы 5.2.7-бөлімінде берілген;

қатты және сұйық фазалардың бөлінуінен шығарындылардың болғызбау әдістерінің жиынтығы – техниканың сипаттамасы 5.2.7-бөлімде көрсетілген;

соңынан тұмантұтқыштар орналастырылған суы бар ылғалды скрубберлер – техниканың сипаттамасы 5.2.7-бөлімде көрсетілген;

орталықтан тепкіш жүйелер – техниканың сипаттамасы 5.2.7-бөлімде көрсетілген;

тұмантұтқыштар – техниканың сипаттамасы 5.2.7-бөлімде көрсетілген.

5.2.9. Электролиз ваннасының ішіндегі электровиннинг кезінде тұманның түзілуін болғызбау және төмендету

Сипаты

электролиз ваннасын тиісті желдету;

тұманның пайда болуын азайту үшін қоспаларды, атап айтқанда көбік түзетін қоспаларды қолдану.

Техникалық сипаттамасы

Электролиз ваннасын тиісті желдету

Электролиз ваннасы кәсіпорындағы жұмыс жағдайларын қорғау үшін жақсы желдетіледі. Электролиттік тұманды ұстап алу үшін қолданылатын екі жүйе бар.

Құрама емес: электролиз ваннасы электролиттің салқындауына қарамастан желдетіледі( жасанды немесе табиғи тартым); градирнялар ауаны сырттан пайдаланады.

Құрама: электролиз ваннасы тамшы градирня есебінен желдетіледі, ғимараттан ауа салқындатқыштарда салқындатқыш агент ретінде пайдаланылады. Осылайша, желдету ауасы тұманнан өтіп, қышқыл тұман шығады.

Қоспаларды, атап айтқанда көбіктенетін қоспаларды пайдалану

Тұманның пайда болуын азайту үшін қоспалар, әсіресе қызылмия, сүйек желімі, мия тамыры сығындысы және т.б. сияқты көбіктенетін қоспалар қолданылады. Электролиз ванналарында ерітіндінің бетінде салыстырмалы түрде тұрақты көбік қабатын ұстап тұру анодтарда пайда болған оттегі көпіршіктерінің ауаға ұсақ сұйық бөлшектердің шамадан тыс төгілуіне жол бермейді.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Электролиз ваннасы желдеткішінің шығарындылары туралы деректер 5.15-кестеде берілген.

5.15-кесте. Электролиз ваннасы желдеткішінің шығарындылары жөніндегі деректер

Р/с №	Зауыт		A	B	D және E	F
1	2	3	4	5	6	7
1	Ағын	Нм³/с	1 600 000	1 200 000	Салқындатқыштар арқылы	803 439
2	Zn	мг/Нм³	0,2	0,04		0,04
3	SO₃		ДЖ	0,14		ДЖ
4	H₂SO₄		ДЖ	ДЖ		0,29
5	Пайдаланылатын технология		Жоқ	Жоқ		Жоқ
6	Іріктеу жиілігі	Саны/жыл	0,5	1		12

Қызылмия, сүйек желімі, мия тамыры сығындысы және т. б. сияқты көбіктенетін қоспаларды пайдалану және электролиз ваннасын желдету жұмыс ортасында күкірт қышқылы тұманының концентрациясын 0,5 мг/м³-тен төмен ұстап тұруға мүмкіндік береді (8 сағаттық уақытша өлшенген орташа мән).

Кросс-медиа әсерлер

Электролиз ваннасын тиісті желдету

Электр энергиясын тұтынуды ұлғайту.

Қоспаларды, атап айтқанда көбіктенетін қоспаларды пайдалану

Қоспаларды қолданудың шамалы өсуі (мысалы, қызылмия).

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Жалпыға бірдей қолданылады.

Экономика

Көбіктенуді тұрақтандыратын қоспаларды қолдану неғұрлым жоғары инвестициялық шығындарға (жабдықты сақтау, өңдеу, дайындау және мөлшерлеу) және пайдалану шығыстарына (негізінен реагенттерге арналған шығындар) әкеп соғады.

Экономикалық тұрғыдан тиімді, бірақ жеке тәсілді қажет етеді.

Сынақтан өтті, ЭЫДҰ елдерінде қолданылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Атмосфераға құрамында металдар (негізінен мырыш) және сульфаттар бар тұман шығарындыларын азайту. Операторларға қышқыл тұманның әсерін азайту.

5.2.10. Электролиз ваннасынан сарқынды сулардың пайда болуын болғызбау және азайту

Сипаты

Екінші қорғаныс қабықшасы жүйесін қолдану.

Техникалық сипаттамасы

Электролиз ванналарында тазарту процесінде барлық төгілулерді, сұйықтықтарды немесе шламдарды ұстап тұруға арналған екінші реттік қорғаныс жүйесі бар. Барлық жиналған ерітінділер мен қатты заттар шаймалау кезеңіне қайтарылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Тазарту процесіндегі барлық төгілулер мен сұйықтықтар немесе суспензиялар екінші қорғаныш қабықшасы жүйесінде жиналады және шаймалау кезеңіне барынша көп мөлшерде қайтарылады. Тек ерекше жағдайларда, мысалы, маңызды техникалық қызмет көрсету жұмыстары кезінде немесе судың жалпы балансы жиналған ерітіндінің көлемін мырыш ерітіндісімен каналға құюға мүмкіндік бермейтін кезеңде, бұл сұйықтық жиналған ерітіндінің бөлігі болып табылады, ол орталық сарқынды суларды тазарту станциясына жіберіледі.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Ақпарат жоқ.

Кросс-медиа әсерлер

Ақпарат жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Ақпарат жоқ.

Экономика

Қорғаныс қабығы жүйелері, аралық сақтау резервуарлары және қайта өңдеу тізбектері үшін инвестициялар қажет. Сондай-ақ орталық сарқынды суларды тазарту қондырғысына байланысты шығындар бар.

Экономикалық тұрғыдан тиімді, бірақ жеке тәсілді қажет етеді.

Сынақтан өтті, ЭЫДҰ елдерінде қолданылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Орталық сарқынды суларды тазарту станциясында тазарту үшін сарқынды сулардың мөлшерін азайту. Қондырғыда мырыш өндіру.

5.2.11. Мырыштың гидрометаллургиялық өндірісі кезінде сарқынды сулардың пайда болуын болғызбау тәсілдері

Сипаты

Сумен байытылған ағындардың барынша ішкі рециркуляциясы бар тұйық жүйе.

Техникалық сипаттамасы

ЭСТП процесі негізінен сульфат ерітіндісіне қатысты жабық жүйе болып табылады: электролиз кезінде пайда болған күкірт қышқылы шаймалау кезеңіне оралады, онда мырыш пен басқа элементтерді күйіктен еріту үшін қолданылады; содан кейін мырыш сульфатының ерітіндісі тазартылып, электролизерге беріледі. Демек, гидрометаллургиялық реакцияларда сульфаттар мен су тұтынылмайды, бірақ жүйелі түрде қайта пайдаланылады. Бұл жабық жүйе сарқынды сулардың пайда болуын болғызбаудың маңызды әдісі болып табылады.

Алайда, іс жүзінде қондырғының су балансын үнемі қорғауды қамтамасыз ету қажет. Бір жағынан, судың бір бөлігі резервуарлар мен тұндырғыштардан булану арқылы, сондай-ақ градирняларда және жанама өнімдер мен қалдықтардың құрамындағы ылғал түрінде (мысалы, сүзгіш кек: мыс цемент, қорғасын және құрамында күміс бар шаймалау қалдықтары, темірлі кек) және қоспаларды айдау процесінен жоғалады. Екінші жағынан, каналға жаңбыр суы, сүзілген кекті жууға арналған су, тазарту жұмыстарына арналған су (мысалы, анод пен катодты мезгіл-мезгіл тазарту) және сорғыны тығыздау үшін су кіреді.

Металдар мен сульфаттарды алу және ССТҚ-ның жұмыс істеуін жеңілдету үшін ЭСТП-ны орнатудың стандартты тәсілі тазарту операцияларынан кейін, сүзгіш кекті жуғаннан кейін және т. б. құрамында металдар мен сульфаттар бар суларды технологиялық ерітіндінің жалпы арнасына рециркуляциялаудан тұрады:

ең жоғары дәрежеде, бұл қондырғының су теңгеріміне мүмкіндік береді (көлемі бойынша);

судың құрамы химиялық құрамы бойынша сұрақтар туындағанға дейін немесе гидрометаллургиялық процесте қауіптер жоқ.

Бұл тұрғыда органикалық қосылыстары бар сарқынды сулар (мысалы, маймен ластанған) қайта өңдеуге жарамсыз болып саналады, өйткені органикалық қосылыстар тазартуға немесе электролит процесіне зиянды әсер етуі мүмкін. Сонымен қатар галогендердің (Cl, F, Br) немесе сілтілі металдардың (Na, K, Mg) жоғары концентрациясы бар сарқынды сулар, негізгі арнада немесе тек шектеулі көлемде қайта өңдеуге жатпайды, өйткені бұл қоспалар процесте жиналады және/немесе электролиттік процесте (мысалы, алюминий катодтарының хлоридті коррозиясы, анодтарда улы хлор газының пайда болуы) немесе гидрометаллургиялық процестің басқа кезеңдерінде химиялық/техникалық проблемалар тудыруы мүмкін. Бұл сарқынды сулар тікелей ЭСТП-ге жіберіледі.

Күйдіру және құю секцияларында төгілуден және тазартудан құрғақ қатты материалдар (мысалы, күйдіру пешіне, күйікке, пешке айналатын тозаңға, қожға тиелетін материал), егер бұл мүмкін болса, кептіру кезеңінен өтеді, егер олар өрт сөндіру бөлімінде қолданылса; егер олар шаймалау және тазарту бөлімінде екінші рет өңделсе, су балансы қанағаттанарлық болғанша суды пайдалануға болады.

Мырыш сульфаты бар негізгі каналдан басқа ЭСТП процесінде пайда болатын негізгі сұйық сарқындыны қолдану төмендегі 5.16-кестеде келтірілген.

5.16-кесте. ЭСТП процесі нәтижесіндегі сұйық сарқындыны пайдалану параметрлері

Р/с №	Процесс	Операция/көз	Пайдалану параметрлері
1	2	3	4
1	Күйдіру пеші-қышқылды қондырғы	Күйдіру газдарын ылғалды газбен тазарту	ССТҚ (құрамында галогендер бар)
		Қазаннан және тұйық цикл арналарынан ауаны шығару	Ылғалды газ тазалау немесе шаймалау үшін (мырыш сульфаты бар негізгі канал)
		Тазалау/төгі	Шаймалау үшін (мырыш сульфаты бар негізгі канал)
2	Шаймалау-Тазалау	Тазалау/төгу	Шаймалау және / немесе тазарту үшін (мырыш сульфаты бар негізгі канал)
		Сүзгіш кекті жуу	Шаймалау және / немесе тазарту үшін (мырыш сульфаты бар негізгі канал)
		Ылғалды газдан тазарту	Сілтілік емес жуу жағдайында шаймалау және/немесе тазарту үшін (мырыш сульфаты бар негізгі канал) немесе сілтілік жуу жағдайында мұртты (сілтілік (жер) металдарды қоса алғанда)
		Магнийді жуу кезеңі	ССТҚ (сілтілік (жер) металдарды қоса алғанда)
		Тұндырғыштар	Шаймалау үшін (мырыш сульфаты бар негізгі канал)
3	Электролиз	Анодтар мен катодтарды тазарту	Шаймалау үшін (мырыш сульфаты бар негізгі канал)
3	Электролиз	Тазалаудың басқа түрлері	Шаймалау үшін (мырыш сульфаты бар негізгі канал)
4	Құю	Тазалау/құю	Шаймалау үшін (мырыш сульфаты бар негізгі канал)

Кейбір су ағындары, сапасына қарай, белгілі бір операциялардан кейін басқа мақсаттар үшін пайдаланылуы мүмкін, сондықтан тұщы суды пайдаланудан бас тартуға болады және / немесе ССТҚ үшін таза ағын көлемі азаяды.

Нақты қолданудың бірнеше мысалын келтіруге болады: жанама салқындату процестерінен кейінгі су (мысалы, салқындатқыш барабан, құйма қалыптары), жиналған ластанған жаңбыр суы немесе жерасты сулары/қалпына келтіру процесінен кейінгі су, сүзгіш кекті жуу үшін, сондай-ақ сорғыны герметизациялау үшін пайдаланылуы мүмкін. қазандық суын қалыптастыру немесе тазарту үшін. Егер сілтілік металдың концентрациясы (қаттылық) және су ағынындағы галогендік концентрация төмен болса, оны салқындату үшін пайдалануға болады.

ССТҚ ағындыларын қайта пайдалану әдетте шектеулі немесе мүмкін емес, өйткені галогендер мен (жер) сілтілі металдар құрамының жоғарылауы.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Металдар мен сульфаттарды қалпына келтіру.

Суды пайдалану көлемін қысқарту.

ССТҚ жүктемесін жеңілдету (қалдықтардың пайда болу көлемін азайту, энергия тұтынуды және реагенттерді пайдалануды азайту және шығарындылар санын азайту).

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Қондырғының көп су ағындарын қайта пайдалана алатын дәрежесі, сондай-ақ бұл үшін техникалық және экологиялық сипаттамалары белгілі бір учаске үшін соншалықты ерекше, сондықтан бағалау тек әрбір нақты жағдайда ғана мағынасы бар. Бұл мәселе бойынша деректер жоқ.

Кросс-медиа әсерлер

Мырышты бөлу процесінен бас тарту қаупінің жоғарылығы (қоршаған орта және/немесе қауіпсіздік үшін ықтимал теріс салдарлармен).

Жалпы су балансына байланысты көп су ағындарын арнаның негізгі процесіне қайта өңдеу энергияны тұтынуды арттыруы мүмкін, атап айтқанда, егер артық судың булануы қажет болса.

Кейбір жағдайларда, мысалы, деминерализацияланған суды дайындау үшін тұщы судың орнына (аздап) ластанған су пайдаланылса, реактивтерге және/немесе энергияны тұтынуға жұмсалатын шығындар артуы мүмкін.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

ЭСТП процесіне негізделген барлық қондырғылар сульфат ерітіндісіне қатысты жабық жүйені қолданады.

Орнату мүмкіндіктері мен шектеулері, кейбіреулерін қайта пайдалануға қатысты көптеген су ағындары белгілі бір учаске пен аймаққа тән. Олар келесі факторларға байланысты:

жалпы су балансы, ол өз кезегінде климаттық және маусымдық жағдайларға әсер етеді (булану мен салқындаудың сипаттамаларын анықтайды), сонымен қатар процестер мен нарықтық жағдайлар (мысалы, жуу кезеңінің болуы/болмауы (мысалы, магнийді жуу, тазартылған ерітіндіні сату);

қондырғы жоспарлары (мысалы, ағын қол жетімді/қол жетімді болатын процестің кезеңдері мен берілген ағынды пайдалануға болатын орын арасындағы қашықтық);

галогендер және (жер) сілтілі металдар сияқты процесстегі қоспалар концентрациясының деңгейі, олар қондырғының бастапқы шикізатының құрамына (әсіресе қайталама шикізаттың салыстырмалы мөлшеріне) және нақты жуу операцияларының болуына/болмауына байланысты (мысалы, гипсті алып тастау кезеңі, хлорды алып тастау кезеңі, магнийді жуу).

Экономика

Белгілі бір су ағындарын қайта пайдалану үшін орнату мүмкіндіктері, сондай-ақ оның техникалық жобасы белгілі бір учаске үшін өте ерекше болғандықтан, жобаның экономикасын әр нақты жағдай үшін бағалау керек.

Экономикалық тұрғыдан тиімді, бірақ жеке тәсілді қажет етеді. Сынақтан өтті, ЭЫДҰ елдерінде қолданылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Металдар мен сульфаттарды қалпына келтіру. Тұщы суды пайдалану көлемін қысқарту. ССТҚ жүктемесін жеңілдету (қалдықтардың пайда болу көлемін азайту, төмендету. Энергияны тұтыну және реагенттерді пайдалану және шығарындылар санын азайту).

5.2.12. Мырыштың гидрометаллургиялық өндірісі кезінде қалдықтар мен қоқыстарды болғызбау және азайту тәсілдері

Сипаты

Мырышты гидрометаллургиялық өндіру кезінде сарқыншақтар мен қалдықтарды қайта өңдеу немесе қайта пайдалану.

Техникалық сипаттамасы

Концентраттар құрамында қатты материал (мысалы, тозаң), сұйықтық немесе шлам түрінде процестің келесі кезеңдерінде жойылатын және тұндырылатын қоспалар болады. Концентратты өңдеу өңделген және концентраттармен араласқан тозаң қалдықтарының пайда болуына әкелуі мүмкін. Тозаң тым аз болған кезде алдын ала өңдеу, мысалы, микро түйіршіктеу қажет. Осы процестің нәтижесінде алынған қалдықтардың бірде-бір түрі арнайы өңдеуді қажет етпейді. Күйдіру процесі толығымен жабық. Қорғаныс корпусының арқасында технологиялық процестерден қалдықтардың шығарындылары мен қалдықтардың ағындары барынша азайтылады.

Күйдіру үшін газдан сынапты алып тастайды, нәтижесінде құрамында сынап бар қалдық жиналады. Бұл қалдық әлсіз қышқылмен араласады және сүзгілеу арқылы бөлінеді. Бөлінгеннен кейін оны тұрақтандыруға және жоюға болады. Сонымен қатар қалдықты таза металл сынабын алу үшін дистилляциямен өңдеуге болады. "Болиден-Норцинк" процесінде электролиттік разряд процесі қосылған кезде өндірілген металл сынап пайда болады. Электролиттік бөліну процесі болмаған кезде сынаптың тұрақты қосылыстары қауіпсіз кәдеге жарату көмегімен алынуы мүмкін. "Болиден-Норцинк" процесін пайдаланатын ЕС-28 мырышына арналған бір де бір күйдіру пеші электролиз арқылы металл сынабын шығармайды; тар жолақты МЧ процесінде пайда болатын сынап қалдықтар ретінде жіктеледі және қолданыстағы заңнамаға сәйкес (мысалы, полигонда немесе тұз шахтасында) тұрақтануы және жойылуы тиіс. Құрамында сынап бар қалдықтардың көлемі дистилляция арқылы айтарлықтай төмендеуі мүмкін.

Алынған сынаптың мөлшері толығымен шикізаттағы сынаптың концентрациясына байланысты. Стандартты концентрация 0,2–0,6 кг/т Zn (сүзуден кейінгі қалдық) немесе 0,050,2 кг/т Zn таза тазартылған металл сынабы болуы мүмкін.

Гидрометаллургиялық шаймалау және тазарту кезінде пайда болған қалдықтар процестің әртүрлі сатыларында тұндырылады. Шөгінді мөлшері негізінен концентраттардың сапасына және жауын-шашынның тиімділігіне байланысты. Гидрометаллургиялық процестегі қалдықтардың негізгі фракцияларының бірі – темірлі кек (ярозит немесе гетит түрінде). Темірлі кек қолданыстағы заңнамаға (қалдықтарды кәдеге жаратуды реттеу, қалдықтарды қоршаған ортаға орналастыруға рұқсат беру) сәйкес негізінен полигондарда кәдеге жаратылады. Пайда болған темірлі кектің мөлшері ішінара тұнба түріне (гетит немесе ярозит) байланысты, бірақ концентраттардағы темірдің құрамына байланысты. Бұл шоғырлануды азайтуға арналған технологиялар жоқ. Темірдің төмен концентраттар темірлі кектің пайда болуын болғызбау үшін қолдануға болады, бірақ концентраттың бұл түрінің болуы өте шектеулі. ЕО-да тек төмен темір концентраттары өңделетін бір ғана зауыт бар. Бұл процесті қамтамасыз ету үшін құрамында темірі төмен концентраттар қоры бар ірі шахтамен ұзақ мерзімді келісімшарттарға қол қойылды: Австралиядағы "Century Mine" шахтасы. "Century Mine" шахтасының қорлары таусылу шегінде тұрғандықтан, болашақта мырышты рафинациялау қондырғысын тек темірі төмен концентраттарға орнату үшін шикізатты қамтамасыз етуде қиындықтар болады.

Бастапқы жүктеу материалындағы мырыштан басқа элементтерді таза мырыш алу үшін және жабық гидрометаллургиялық арнада мұндай элементтердің жиналуын болғызбау үшін алып тастау керек. Бұл алынған элементтердің кейбіреулері тауарлық "оқшауланған немесе тасымалданатын аралық өнімдерде" шоғырланған және химиялық заттарды пайдалануды тіркеу, бағалау, санкциялау және шектеу (REACH) ережелеріне қатысты ЕО регламентіне сәйкес тіркелген. Осылайша экстрацияланған элементтер немесе жанама өнімдер:

мысты цементтегі (Cu) мыс;

Co-Ni-цементтегі кобальт-никель (Co-Ni);

кадмий, кейде ішкі пайдалану немесе кадмий құймалары ретінде сату үшін одан әрі рафинациялаумен; сонымен қатар Cd-ны заңнамаға сәйкес қауіпсіз жерде қайта өңдеуге болады;

PbSO₄-Ag немесе Pb қалдығында және т.б. жартылай өніміндегі қорғасын мен күміс;

Mn қалдығындағы марганец (ішкі өңдеуден кейін);

мырышты қож (ішкі өңдеуден кейін);

оқшауланған кезде қалпына келтіру процесін өтіп, одан әрі қолданылуы мүмкін басқа "аралық өнімдер", мысалы, германий, индий және галлий.

Процестің басқа қалдықтарының түзілуін барынша азайту, инерттендіру және өндіріс аумағында немесе одан тыс жерлерде кәдеге жарату қажет:

мысалы, құрамында қорғасын, селен және сынаптың аз концентрациясы бар газ тазарту;

темірлі кек, тікелей шаймалау қалдығы болуы мүмкін;

гипсті алып тастау сатысының қалдығы;

ССТҚ тұнбаны бейтараптандырушы.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Өндіріс ішінде/сыртында өңделуі және пайдаланылуы тиіс тауарлық "аралық өнімдерді" көбірек алу.

Тазалау және қайта өңдеу қажет қалдықтардың ең аз мөлшері.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Гидрометаллургиялық өндіріс пен мырышты өңдеу кезінде түзілетін типтік сарқындылар мен қалдықтар 5.17-кестеде берілген.

5.17-кесте. Мырышты гидрометаллургиялық өндіру және өңдеу кезінде түзілетін типтік сарқындылар мен қалдықтар

Р/с №	Кек/қалдықтар	Қалыптастыру процесі	Мөлшері (кг/т Zn)	Қосымша процесс параметрлері
1	2	3	4	5
1	Концентратты сақтау және өңдеу тозаңы	Концентратты өңдеу	НС	Концентрат беру процесінде қайта өңдеу
2	Күйдіру процесінен шығатын тозаң	Күйдіру процесі Құрғақ газ тазарту	НС	Гранулятор арқылы өтіп, содан кейін күйдіру пешінен силосты ағызумен бірге өртенді силосына қосылады
3	Құрамында сынабы бар қалдық (сүзуден кейін)	Hg жою (газ тазарту бөлімі)	0,3-0,6	Қалдықтарды кәдеге жарату туралы қолданыстағы заңнамаға сәйкес Полигонда, тұз шахтасында тұрақтандыру және түпкілікті кәдеге жарату немесе қауіпсіз сақтау. Тауар өнімін өндіруге арналған "Болиден-Норцинк" процесі, соның ішінде ЭВ.
4	Тазартылған металл сынап (дистилляциядан кейін)	Hg жойғаннан кейінгі дистилляция	0,05-0,2	Қалдықтарды кәдеге жарату туралы қолданыстағы заңнамаға сәйкес полигонда, тұз шахтасында тұрақтандыру және түпкілікті кәдеге жарату немесе қауіпсіз сақтау.
5	Құрамында қорғасын мен күміс бар қалдықтар	Шаймалау	0,3-0,5	REACH регламентіне сәйкес тасымалданатын жартылай өнім ретінде тіркелген. Шикізат ретінде сыртқы қондырғылармен өңделеді. Қалдықтарды кәдеге жарату туралы қолданыстағы заңнамаға сәйкес Полигонда немесе тұз шахтасында кәдеге жаратылуы мүмкін.

Кросс-медиа әсерлер

Шөгінді үшін химиялық заттарды қолдану (мысалы, мырышты тозаң, Ca(OH)₂, NaOH, Na₂S, NaHS, CUSO₄).

Энергияны тұтынуды арттыру.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Жалпы алғанда, бұл әдісті әртүрлі процестерде қолдануға болады ,бірақ оны қолдану жергілікті жағдайларға байланысты (мысалы, үлкен өзеннің жанында немесе кішкене шығанақта орналасқан құрлықта орнату үшін, негізгі фактор-қондырғының бастапқы материалы).

Экономика

Ендірудің қозғаушы күші

Қондырғы қызметінің экологиялық ұтымдылығы.

Табиғи ресурстарды қайта пайдалану.

5.2.13. Мырыштың гидрометаллургиялық өндірісінен шығатын шаймалау кектерін кәдеге жаратуды жетілдіру тәсілдері

5.2.13.1. Мырыштың гидрометаллургиялық өндірісінен шығатын шаймалау кектерін кәдеге жаратуды жетілдіру мақсатындағы пирометаллургиялық қайта өңдеу

Сипаты

Вельц-пеште пирометаллургиялық өңдеу.

Техникалық сипаттамасы

Шаймалау үшін мырышты пирометаллургиялық өңдеуге арналған Вельц-процесс болат балқыту өндірісінде электр доғалы пештен (ЭДП) тозаңнан мырышты алу үшін қолданылатынға ұқсас болады. Негізгі айырмашылық газ ағынының айырмашылығы болып табылады, өйткені бастапқы материал да әртүрлі. Шаймалау кегінде SO₂ газы ретінде ыдырайтын сульфаттар бар. Сондықтан, шаймалау кектері өңделетін Вельц пештері бейімделген газ тазартқышты пайдаланады [30].

"ZGH Boleslaw" поляк компаниясында шамамен мырыштың 90 %-ы бейтарап шаймалау сатысында өңделеді. Қалған мырыш іс жүзінде ерімейтін мырыш кектерінде қалады, олар өртендінің жалпы массасының 20-25 % құрайды. Шаймалау кегінің әдеттегі құрамы 5.18-кестеде берілген.

5.18-кесте. Бейтарап шаймалау кегінің құрамы

Р/с №	Элемент	Концентрация (%)	Элемент	Концентрация (%)
1	2	3	4	5
1	Zn	14,5-20,0	SiO₂	1,8-2,5
2	Pb	7,5-11	S	6,5-9,0
3	Fe	20,0-30,0	S (SO₄түрінде)	3,5-6,5
4	Cd	0,25-0,35	H₂O	18,0
5	As	0,2-0,3	-	-
6	Mn	0,4-0,6	-	-
7	Cu	0,15-0,25	-	-

Мырыш кектері үш аймағы бар екі Вельц-пеште (ұзындығы 40 метр және ішкі диаметрі 2,6 м) өңделеді. Берілген материал кектер мен максимум 10 % құм мен 40 % кокс немесе антрацит қоспасынан тұрады.

Пеш газдары пештің жұмысы нәтижесінде алынған мырышқа бай тозаңды тозаң жинағыш камера арқылы, содан кейін араластыру камерасы мен түтікшелі салқындатқышты мәжбүрлі ауа ағынымен, содан кейін сөмке сүзгісімен тасымалдайды. Оксидті Вельц өнімі салқындатқыш пен қапшық сүзгінің шығыс бөлігінде жиналады. Содан кейін тозаңды газдар ылғалды скрубберде соңғы күкірттен арылту кезеңінен өтеді, онда әктас SO₂ және оттегімен әрекеттеседі, нәтижесінде гипс пайда болады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Тұндырғыштарда ярозитті немесе гетитті ұзақ уақыт сақтау қажеттілігін жою.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

85 – 87 % мырыш алудың стандартты тиімділігі кезінде Вельц-оксид 5.19- кестеде көрсетілген типтік құрамға ие болады.

5.19-кесте. Шаймалау кектерін өңдеу кезіндегі Вельц-оксидтің құрамы

Р/с №	Элемент	Концентрация (%)	Элемент	Концентрация (%)
1	2	3	4	5
1	Zn	45 – 52	SiO₂	0,3-1,0
2	Pb	15 – 21	S	1,5-4,5
3	Fe	2,0 - 5,0	F	0,10-0,12
4	Cd	0,6 - 1,2	Cl	0,5-1,5
5	As	0,15 - 0,25	-	-
6	Mn	0,08 - 0,15	-	-

Осыдан кейін Вельц-оксид бейтарап шаймалау немесе СМБП-ға жіберіледі.

Пештен шығатын қож құрамының типтік диапазоны 5.20-кестеде берілген.

5.20-кесте. Шаймалау кектерін өңдеуден кейінгі вельц-қождың құрамы

Р/с №	Элемент	Концентрация (%)	Элемент	Концентрация (%)
1	2	3	4	5
1	Zn	2,6-3,5	Cd	0,004-0,006
2	Fe	25-35	As	0,01-0,1
3	Pb	0,8-2,0	SiO₂	10-14

Бұл қож, егер бұл ұлттық талаптарға сәйкес келсе, құю операциялары үшін инертті толтырғыштар ретінде пайдаланылуы мүмкін.

Қапшық сүзгіде және скрубберде тазалағаннан кейін Вельц-пештің жұмысы процесіндегі шығарындылар төмендегілерді құрайды:

SO₂: 1 кг/т өнім;

NO_X: 2,5 кг/т өнім;

CO₂: 40 кг/т өнім;

PM₁₀: 0,3 кг/т өнім;

қож: 2,5 т/т өнім;

ҰЖГ қондырғысынан алынатын синтетикалық гипс: 200 кг/т өнім;

сарқынды сулар (қожды салқындату): сарқынды суларды тазарту жөніндегі жергілікті қондырғыда өңделген бір тонна өнімге 0,007 м³.

Шығарындылардың концентрациясы 5.21-кестеде берілген.

5.21-кесте. Вельц-пештегі процестің шығарындылары

Жыл	Pb	Cd	Пыль	SO₂	NOx	ПХДД/Ф
Жыл	мг/Нм³	мг/Нм³	мг/Нм³	мг/Нм³	мг/Нм³	нг МТЭ/Нм³
1	2	3	4	5	6	7
2011	0,180	0,009	3,5	415,27	19,27	0,200

Гидрометаллургиялық шламды қайта өңдейтін Вельц-пеш мыналарды тұтынады:

қалпына келтіргіш (кокс, антрацит): 1,25 т/т өнім;

SiO₂: 0,2 т/т өнім;

табиғи газ: 85 Нм³/т өнім;

электр энергиясы: 270 кВтч/т өнім;

сығылған ауа: 600 Нм³/т өнім.

Кросс-медиа әсерлер

Энергияны тұтынуды арттыру. CO₂тікелей шығарындылары. Тиісті ұстауды қажет ететін тозаң шығарындыларының ықтимал көп мөлшері. SO₂скрубберлер жүйесінен сульфат/сульфат шламы.

Вельц процесінде көбікті нашар түзетін/түзбейтін элементтер: Cu, Ni, Co және Ag, және/немесе аз қолданылатын/қолданылмайтын (қожда жоғалған) шаймалау қожының сипаттамаларына теріс әсер етуі мүмкін.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Бұл технология құрамында мырыш кектерінің артық мөлшері жоқ (мырыштың жалпы мөлшерінің 10 %-нан кемі бейтарап шаймалаудан кейін мырыш кектерінде шаймаландырылмаған болып қалады) және/немесе құрамында бағалы металдардың жоғары концентрациясы жоқ мырыштың гидрометаллургиялық өндірісінен алынған шаймалаудың бейтарап кектеріне қолданылады.

Экономика

Экономикалық бағалауды жасау қиын, бірақ егер мырыштың жалпы мөлшерінің 10 %-дан астамы гидрометаллургиялық процеске қайта енгізілгенге дейін және электролизге жіберілгенге дейін пирометаллургиялық өңдеуді қажет етсе, бұл процесс энергияны көп қажет етеді және экономикалық тұрғыдан тұрақсыз болады.

Экономикалық тұрғыдан тиімді, бірақ жеке тәсілді қажет етеді. Сынақтан өтті, ЭЫДҰ елдерінде қолданылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Кәдеге жаратуға жататын қауіпті қалдықтарды (ярозитті) жою. Мырыш өндірісінің көлемін ұлғайту.

5.2.13.2. Мырыштың гидрометаллургиялық өндірісінен шаймалау кектерін кәдеге жаратуды жетілдіру мақсатындағы инерттеу және престеу технологиялары 5.2.13.2.1. Jarofix технологиясы

Сипаты

Jarofix технологиясы мырыш кектерін шаймалау процесінде ярозит тұнбасын портландцемент, әк және судың берілген арақатынасымен араластыруды қамтиды [31].

Техникалық сипаттамасы

Ярозит [NH₄Fe₃(SO₄)₂(OH)₆] және портландцемент, әк пен судың тұну реакциясы нәтижесінде химиялық және физикалық тұрақты материал пайда болады, бұл технологиялық артықшылықтармен бірге темірлі кектерді жоюға байланысты ұзақ мерзімді беріктік деңгейін төмендетеді. Ескі Jarofix өнімдерінің минералогиялық зерттеулерін қолдау ярозиттің цементтің сілтілі компоненттерімен әрекеттесетінін және мырыш пен басқа да еритін металдарды қоса, әртүрлі тұрақты кезеңдерді құрайтындығын көрсетеді. Jarofix пайдалану кезінде сілтілі кезеңдерді сақтау оның ұзақ мерзімді экологиялық тұрақтылығын қамтамасыз етеді.

Бұл технология гетитке қатысты өзінің тиімділігін әлі дәлелдеген жоқ.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Ярозитті қауіпсіз заттар үшін полигондарда кәдеге жаратылуы мүмкін қалдықтар ретінде тұрақтандыру, бұл оларды тұндырғыштарда сақтау қажеттілігін жояды.

Қалдықтарды кәдеге жаратқан жағдайда көп орын алмайды, себебі тұндырғыштармен салыстырғанда заттарды сақтауға арналған бөгеулер қажет емес.

Жерді мелиорациялау үшін әлеуетті пайдалану.

Жерді қалпына келтіру үшін Java fix-ті қолданудың мысалы – қиыршық тасты алу үшін тауды қамтитын карьерді қалпына келтіру.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Jarofix материалының сапасын бақылау үшін қышқыл немесе буфер ерітіндісін қолданып шаймалайды. Егер алынған концентрация ұлттық сипаттамаларға сәйкес ластағыш заттың осы түрі үшін көрсетілген концентрацияға тең немесе одан жоғары болса, материал шаймалаудың улы өнімі болып саналады және оны қалпына келтіруге жарамсыз болуы мүмкін. Алайда, нәтижелер алынған Jarofix материалының шаймалау металл мөлшері өте төмен екенін көрсетеді.

Қалдықтарды бағалау өлшемшарттары полигонға келу кезеңінде суда шаймалау дәрежесіне негізделген. 5.22-кестеде Еуропада осы әдісті қолданатын зауыттардан (C және F зауыттары) осы өлшемдерге сәйкес тексерілген Jarofix қалдықтарының типтік нәтижелері келтірілген.

5.22-кесте. Қауіпсіз қалдықтарға арналған полигондардағы қалдықтарды бағалау өлшемшарттары және ЕО Кеңесінің 2003/33/CE шешіміне сәйкес тексерілген Jarofix қалдықтарының типтік нәтижелері

Р/с №	Параметр	Сұйық/қатты шаймалау өнімнің шекті мәні = 10 л/кг
Р/с №	Параметр	Қауіпсіз қалдықтар үшін полигондарда қалдықтарды бағалау өлшемшарттары (мг/кг құрғақ зат)^**	Jarofix тестіленген материалы (мг/кг құрғақ зат)^**
1	2	3	4
1	Сүрме	0,7	< 0,05
2	Күшән	2	0,059
3	Барий	100	1,72
4	Кадмий	1	< 0,01
5	Хром (жалпы мөлшері)	10	0,414
6	Мыс	50	< 0,05
7	Сынап	0,2	< 0,0010
8	Қорғасын	10	6,40
9	Молибден	10	2,41
10	Никель	10	< 0,05
11	Селен	0,5	< 0,05
12	Мырыш	50	0,613
13	Хлорид	15 000	89,0
14	Фторид	150	11,0
15	Сульфат	20 000	13370
16	DOC	800	12
17	TDS (толық минералдану)	60 000	27 760
18	TVOC (жалпы ұшпа органикалық қосылыстар)	^*	2200
19	АНК (мг CaCOZi)	^*	282
20	pH деңгейі	^*	> 10

* қауіпті емес қалдықтар үшін полигондарда кәдеге жаратуға қолайлы қауіпті қалдықтар, ең жоғары ТОК мәні 50 000 құрайды, ҚХА талдау жүргізу қажет, ал рН деңгейі > 6 болуы тиіс;

** көрсеткіштерді бағалау BS EN 12457-4:2002 халықаралық стандарты негізінде жүргізіледі.

Кросс-медиа әсерлер

Портландцементті реагент ретінде пайдалану түзілетін қалдық массасының ұлғаюымен байланысты (өндірілген ярозиттің тоннасына шамамен 1,15 тонна Jarofix).

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Бұл әдіс мырыш өндірісінен ярозитті темірлі кекке қолданылады.

Экономика

Бұл мәселе бойынша деректер жоқ, бірақ ярозит қалдықтарын тұрақтандыру процестерін құпия зерттеу Jarofix процесі қоршаған ортаны қорғау жөніндегі жергілікті заңнаманы сақтаудың ең үнемді әдісі болып табылады деген қорытындыға келді.

Экономикалық тұрғыдан тиімді, бірақ жеке тәсілді қажет етеді. Сынақтан өтті, ЭЫДҰ елдерінде қолданылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Шаймаланған темірлі кектер үшін шөгінділердің азаюы. Экологиялық реттеуге қойылатын талаптар.

5.2.13.2.2. Сульфидтеу процесі

Сипаты

Сульфидтеу процесі тұрақтандырылған форманы алу үшін ярозиттің шөгіндісіне NaOH және Na₂S қосу болып табылады

Техникалық сипаттамасы

Сульфидтеу процесінде мырыш кектерін шаймалау кезінде пайда болатын ярозиттің тұнбасы қалдықтарға арналған полигонда қалдықтарды кәдеге жаратуды шаймалау өлшемдеріне сәйкес келетін қалдықтың тұрақты түрін алу үшін сульфидтеу кезеңінен өтеді. Сульфидтеу ярозитті қайта өңдеудің қолайлы әдісі болып табылады, бірақ ол күкірт қалдықтарын тікелей шаймалаудан бөлек немесе ярозитпен бірге өңдеуге де жарамды.

5.13-сурет. Сульфидтеудің технологиялық процесінің схемасы

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Ярозитті қауіпті қалдықтар ретінде тұрақтандыру, содан кейін олар қауіпті қалдықтар полигондарында жойылады.

Jarofix процесіне қарағанда полигонда аз орын алады. Тұрақтандырылған қалдықтар полигонға өңделмеген тұнба түрінде құйылса да, тасталған су мырыш өндіру процесіне қайта айналады, сондықтан су көлемінің артық болуына байланысты проблемалар туындамайды.

Табиғи ресурстарды үнемдеу, өйткені сульфидтендірілген ярозит полигондағы бөгеттер мен басқа да құрылыстарды салуда материалды пайдалануға мүмкіндік беретін техникалық қасиеттерге ие болады.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Ерігіштігін сынау және талдау EN 12457-3 стандартына және қалдықтар туралы заңнамада айтылған басқа да тиісті стандарттарға сәйкес жүргізіледі.

5.23-кесте. Қауіпті қалдықтар полигондарындағы қалдықтарды бағалау өлшемшарттары және сульфидтелген қалдықтар (ярозит және күкірт қалдығы) үшін типтік нәтижелер

Р/с №	Параметр	С/Қ 10 қауіпсіз қалдықтарына арналған полигондардағы қалдықтарды бағалау^** өлшемшарттары (мг/кг құрғақ зат)	Сульфидтелген ярозит + күкірт қалдығы С/Қ 10 (мг/кг құрғақ зат)
1	2	3	4
1	Сүрме	5	0,83
2	Күшән	25	0,02
3	Барий	300	0,3
4	Кадмий	5	0,29
5	Хром (жалпы мөлшері)	70	< 0,03
6	Мыс	100	0,08
7	Сынап	2	0,001
8	Қорғасын	50	6,5
9	Молибден	30	0,08
10	Никель	40	0,97
11	Селен	7	< 0,12
12	Мырыш	200	21
13	Хлорид	25 000	43
14	Фторид	500	< 16
15	Сульфат	50 000	21 000
16	DOC^*	1000	19
17	TDS (толық минералдану)	100 000
18	Жалпы ҰОҚ	6 %	< 0,2 %
19	АНК (мг CaCO₃)	Талдау қажет

* DOC – ерітілген органикалық көміртек;

** С/Қ – сұйықтық/қатты зат.

Кросс-медиа әсерлер

Суды қайта өңдеу жүйесі қажет.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Бұл әдіс мырыш өндірісінен ярозитті темірлі кекке қолданылады.

Экономика

Ендірудің қозғаушы күші

Шаймаланатын темірлі кек үшін шөгінділер қорының азаюы. Экологиялық реттеуге қойылатын талаптар.

5.2.13.2.3. Темірлі кекті тығыздау

Сипаты

Темірлі кектің тығыздалуы жоғары қысымды пресс-сүзгі көмегімен ылғалдың мөлшерін азайтып, әк немесе басқа заттарды қосудан тұрады. Алынған сүзілген кек резервуарда алынып тасталады және қақтамның әр қабаты арнайы ауыр жабдықпен қосымша тығыздалады.

Техникалық сипаттамасы

Тығыздау – темірлі кектің сақтау аймағын ұлғайту технологиясы. Гетит пен ярозитті сақтаудың классикалық әдісі суспензияны резервуарға (пластикалық қабырғалары мен түбімен) тұндыру үшін құюдан тұрады, содан кейін тазартылған ерітіндіні мырыш алу қондырғысына қайта жібереді, ал қатты материал резервуардың түбінде қалады. Су қоймасы толық толтырылғанға дейін біртіндеп тізіммен толтырылады. Пайдалану мерзімінің соңында су қоймасы жабылады. Дәстүрлі сақтаудың бұл түрі гидравликалық сақтау деп аталады.

Тығыздау технологиясы металдардың табиғи сілтіленуін азайту үшін гетитті жоғары қысымды пресс сүзгісімен (15 – 30 бар) әк немесе басқа агенттермен сүзуді қамтиды. Сүзгіш кек классикалық сақтау үшін қолданылатын типке ұқсас резервуарға (немесе қолданыстағы бос су қоймасына) тасымалданады және содан кейін қақтың әр қабаты арнайы ауыр техниканың көмегімен тығыздалады. Темірлі кекте сақталған ылғалдың мөлшері стандартты резервуарға қарағанда едәуір төмен (ылғал көлемінің 60 – 65 %-дан 35 %-ға дейін төмендеуі, мысалы, Балендегі "Nyrstar" қондырғысында, Бельгия) және қақтың қаттылық қасиеттеріне байланысты оны төсеме үйме етіп қалыптастыруға болады. Осының арқасында төсеме үйменің соңғы биіктігіне байланысты сақтау сыйымдылығы екі-төрт есе артады. Тазарту құрылыстарында немесе мырыш өндіру процесінде өңдеуге жататын жауын-шашын суымен ылғалданбауы үшін қойманың үстін біртіндеп жабады.

Бұл технология ярозитті кек үшін әлі сыналған жоқ.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Темірлі кектің тығыз болуына байланысты полигонда аз орын алады.

Кездейсоқ ағып кету қаупін азайту, өйткені сақталған материалдың өткізгіштігі өте төмен және сазбен бірдей. Металдардың шаймалануын әк немесе басқа қоспалар қосу арқылы азайтуға болады.

Қатты материалдың үстінде су ерітіндісінің болмауы.

Ақауға жатқызылатын темірлі кекке байланысты мырыш шығыны аз болады, өйткені қалдық ылғалдылық әлдеқайда төмен (-65 %).

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Нақты өткізгіштігін (өткізу қабілеттілігін) шамамен <10^-9 м/с дейін азайтуға болады.

5.24-кестеде Еуропада осы әдісті қолданатын сарқынды суларды тазарту үшін шламды тығыздаудың типтік нәтижелері келтірілген (Е және Р зауыттары).

5.24-кесте. Шаймалауды сынау өлшемшарттары және тығыздалған темірлі кек үшін алынған нәтижелер

Р/с №	Параметр	Шаймалауды сынау өлшемшарттары: NEN 12457-2- S4; Ж/Т = 10 л/кг; pH 7 деңгейі; 24-с
Р/с №	Параметр	Типтік мәндері: Сыналған гетит + 5 % CaO (мг/кг құрғақ зат)	Типтік мәндері: ССТҚ сыналған шламы (мг/кг құрғақ зат)
1	2	3	4
1	Сүрме	0,21	0,24
2	Күшән	< 0,04	< 0,04
3	Барий	0,38	0,34
4	Кадмий	2,40	0,48
5	Хром (жалпы мөлшері)	0,02	0,02
6	Хром (VI)	< 0,20	< 0,20
7	Мыс	0,055	0,11
8	Сынап	0,0026	0,079
9	Қорғасын	0,19	0,9
10	Молибден	0,25	0,31
11	Никель	< 0,04	< 0,04
12	Селен	0,12	0,38
13	Мырыш	11	2,2
14	Хлорид	257	384
15	Фторид	91,5	80,2
16	Сульфат	17 600	16 000
17	DOC	14	34
18	TDS (толық минералдану)	24 000	24 000
19	Жалпы ҰОҚ	< 1,2 %	< 1,2 %
20	pH деңгейі (KCl)	7,67	8,13

Кросс-медиа әсерлер

Қалдықтарды тұрақтандырудың болмауы. Темірлі кекті тығыздау үшін энергияны тұтынуды арттыру. Әк қолдану (0–5 %).

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Бұл технология мырыш өндіруден шығатын гетитті кекке, сондай-ақ құрамында гипсі көп ССТҚ шламына қолданылады.

Экономика

Шығындарды гидравликалық сақтаумен салыстыруға болатындығы белгілі (су қоймасындағы тығыз емес шөгінділер үшін). Күрделі шығындардан (су қоймасының аз ауданы қажет) пайдалану шығындарына ауысу бар (пресс-сүзгі + қайта өңдеу + орнында тығыздау).

Пайдалану шығындары (штат, техникалық қызмет көрсету, энергия, қоспалар және т. б.) шамамен 20-25 мың еуроны құрайды.

Күрделі шығындар (құрылыс, сүзгілер, сорғылар, контейнерлер, жергілікті инфрақұрылым, бірақ жер құнын және су қоймасын салуды есептемегенде) сыйымдылығы 100 мың кт/г шамамен 11 млн еуроны құрайды.

Экономикалық тұрғыдан тиімді, бірақ жеке тәсілді қажет етеді. Сынақтан өтті, ЭЫДҰ елдерінде қолданылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Жерді оңтайлы пайдалану. Жұмыс істеп тұрған су қоймаларының қызмет ету мерзімінің ұзартылуы.

5.2.14. Мырыштың гидрометаллургиялық өндірісінен шығатын жылуды регенерациялау әдістері

Сипаты

Қарастыруға арналған технологиялар:

кәдеге жаратушы бу қазандығы;

турбина.

Техникалық сипаттамасы

Пеш газдары күйдіру пешінің шығыс құбырынан пештің жоғарғы бөлігіне жақын орналасқан, көлденең газ ағынына арналған кәдеге жаратушы бу қазанына шығарылады, ол жерде ұсталған кальциленген тозаңның көп бөлігі алынып тасталады және газдар шамамен 1000 ^°C-тан 350 ^°C-қа дейін немесе одан төмен салқындатылады. Құрамында SO₂ бар ылғалды пайдаланылған газдың конденсация температурасы қазандықтың төменгі шегін қамтамасыз етеді, өйткені процестің осы бөлігінде коррозиялық булардың конденсациясын болғызбау керек.

Қазандық – бірнеше буландырғыш қондырғылардан және газ ағынындағы бу қыздырғыш түтіктің бір жиынтығынан және сыртқы бу барабанынан тұратын жасанды айналымы бар блок (мысалы, Ламонт қазандығы).

Ыстық су бу барабаны мен бірнеше буландырғыш қондырғылар, сондай-ақ пештің салқындатқыш катушкалары арасында үздіксіз айналады, сонымен қатар бу барабанынан шыққан бу бу тарату қорабына жіберу алдында қыздырғыштар арқылы өтеді. Пештің салқындату жүйесін қайта өңделетін бу қазандығына қосылған жылуды қалпына келтірудің қосымша жүйесі ретінде пайдалануға болады.

Турбиналарды қолдана отырып, температурасы 290 – 400 ^°C және қысымы 4 МПа болатын қатты қыздырылған будың энергиясы электр энергиясы ретінде немесе тікелей механикалық энергиямен өңделеді (мысалы, газ тазарту және күкірт қышқылы қондырғыларында сұйылтылған қабаты бар айдау желдеткішін немесе әртүрлі сорғыш желдеткіштерін іске қосу үшін). Турбиналардан шыққан төмен қысымды будан шыққан жылу мырыш қондырғысының технологиялық процесіне және бөлмені жылытуға қойылатын талаптар үшін қолданылады. Кейбір қондырғылар электр энергиясын өндіру үшін турбогенераторды іске қосу үшін төмен қысымды буды пайдаланады. Таңдау жергілікті энергетикалық нарық жағдайларына байланысты.

Қазандыққа арналған жабдық бу турбинасының резервтік блоктарының арқасында жұмыс істейтін қуатты электр жеткізу сорғылары мен айналым сорғыларын қамтиды. Құрылғыны басқарудың жоғары технологиялық жүйесі қазандықтың жұмысын толығымен бақылауға мүмкіндік береді. Сонымен қатар қазандықтар үшін өте таза қоректік суға деген қажеттілік деминерализация қондырғыларын және реактивті айдау қазандықтарын қолдануды қажет етеді.

Күйдіру пешінен де, кәдеге жарату бу қазандығынан да шыққан өртенді айналмалы салқындатқышта да, сұйық қабаты бар салқындатқышта да салқындатылады. Сондықтан су салқындатқыштан өртендімен түйіспей өтеді және осылайша жылу алмасу жүзеге асырылады. Отты салқындағаннан кейін алынған жылы суды гидрометаллургиялық процестің басқа кезеңдерінде қолдануға болады (мысалы, булану, тазарту салдарынан судың технологиялық шығынын толықтыру). Әдетте суды қайта пайдалану үшін алдыңғы салқындату кезеңі қажет, оған ауа сұйықтығы (салқындату мұнарасы) немесе жылу алмасу арқылы қосымша салқындату арқылы қол жеткізуге болады. Мұндай кең таралған жағдайларда жылуды рекуперациялау жүргізілмейді.

Роликті салқындатқыш су жоғары қысымды бу турбинасына арналған суға қарағанда төмен сапалы. Бұл салқындатқыш су көбінесе процесте, мысалы, сүзгі кегін жуу үшін қайта пайдаланылады.

Қосымша жылу көзі кәдеге жарату бу қазандықтары жүйесіне кіретін суды алдын ала жылытуға арналған экономайзер түрінде күкірт қышқылы қондырғысынан келеді.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Экзотермиялық реакция кезінде бөлінетін жылуды қайта өңдеу және оны технологиялық және өндірістік жылыту үшін электр энергиясына және төмен қысымды буға айналдыру.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

ЭСТП бар зауыттар үшін энергияны қалпына келтірудің типтік көрсеткіштері: 3,5 МДж/т Zn.

Кросс-медиа әсерлер

Ақпарат жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

ЭСТП бар зауыттар үшін қолданылады.

Экономика

Қалай болғанда да, газды салқындату қажет болғандықтан, энергияны қалпына келтірудің қосымша шығындары негізінен электр энергиясын өндіру үшін турбинаға салынған инвестициялармен байланысты.

Экономикалық тұрғыдан тиімді, бірақ жеке тәсілді қажет етеді. Сынақтан өтті, ЭЫДҰ елдерінде қолданылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Энергияны қалпына келтіру.

5.3. Мырыштың пирометаллургиялық өндірісі

5.3.1. Мырыштың пирометаллургиялық өндірісінде атмосфераға шығарындыларды азайту тәсілдері

Сипаты

Қарастыруға арналған технологиялар:

Вентури скруббері;

қапшық сүзгі.

Техникалық сипаттамасы

Вентури скруббері

Мырыш пирометаллургиялық әдіспен өндірілген ЕО-дағы жалғыз қондырғыда Вентури скрубберлері процестің келесі кезеңдерінде қолданылады [32]:

кокстың қалыптасу аймағы;

агломерациялық қондырғының зарядын дайындау блогы;

агломерация;

СМБП шихта дайындау қондырғысы;

ағынды конденсатор;

қожды түйіршіктеу.

Қапшық сүзгі

Мырыш пирометаллургиялық әдіспен өндірілген ЕО-дағы жалғыз қондырғыда қапшық сүзгілер процестің келесі кезеңдерінде қолданылады:

агломерациялық қондырғы;

қож ұсақтайтын камера;

СМБП;

Нью-Джерси процесі.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Тозаң мен ұшпа металдардың шығарындыларын азайту (Zn, Pb немесе Cd).

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Ұсынылған жоқ.

Кросс-медиа әсерлер

Энергияны пайдалану көлемін ұлғайту.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Ақпарат жоқ.

Экономика

Ендірудің қозғаушы күші

Атмосфераға ЛЗ шығарындыларын азайту.

5.3.2. SO₂шығарындыларын азайту тәсілдері

Мырыш өнеркәсібі үшін құрамында жұтаң SO₂газдары бар күкіртті кәдеге жаратудың маңызы зор. Жұтаң газдармен бірге мыңдаған тонна күкірт шығарылады.

Әлемнің көптеген зауыттарында мырыш концентраттарын күйдіру кезінде күкіртті кәдеге жарату 40 %-дан аспайды. Күкірт қышқылын өндіруге, әдетте, құрамында кемінде 3,5 % күкірт ангидриді бар газдар жіберіледі. 0,5 – 1,0 % SO₂ бар тұтану камералары мен машиналардың артқы бөлігінің газдары атмосфераға шығарылады. Пайдаланылған газдардағы SO₂ шекті рұқсат етілген концентрациясы – 0,001 г/м³. Құрамында SO₂ 0,5 – 1,0 % газдардың шығарындылары металлургиялық кәсіпорынның айналасындағы ауа бассейнінің қатты ластануына әкеледі. Сонымен қатар күйдірілетін газдардағы күкірттің өзінің маңызы зор.

Әртүрлі зауыттарда күйдірілген жұтаң газдардан күкіртті кәдеге жарату әртүрлі тәсілдермен жүзеге асырылады. Болгар қорғасын зауытында бұл газдар NaHSO₃ тұзын (натрий бисульфиті) Тауарлық өнім ретінде алу үшін содамен бейтараптандыруға жіберіледі. Канадалық "Трейл" зауытында құрамында 2 - 2,5 % SO₂ бар агломерациялық газдарды кәдеге жарату оларды аммиакпен адсорбциялау және күкірт қышқылын өндіру үшін пайдаланылатын күкірт ангидридіне бай газдарды алу үшін аммоний сульфатын кейіннен ыдырату арқылы жүзеге асырылады [33].

5.3.3. Сыңар контакт қондырғылары

Сипаты

Күкірт қышқылын стандартты контактілі тәсілмен өндірудің технологиялық процесі катализатор қабаттарының сериясы арқылы SO₂-ні SO₃- ке айналдыруға негізделген.

Техникалық сипаттамасы

Күйдіру газдары оларды құрғақ электр сүзгілеріндегі тозаңның негізгі мөлшерінен тазартқаннан кейін шаюға түседі. Жуу жүйелеріндегі тазартудан кейін күйдіру газдары кептіру бөліміне түседі. Құрғатылған газ күкіртті ангидридті күкіртке тотықтыру үшін байланыс аппараттарына түседі.

Күкірт диоксидінің (SO₂) триоксидке (SO₃) тотығуы мынадай реакция арқылы жүреді:

SO₂ + 0,5 O₂ → SO₃ + 96,12 кДж/кг

Күкірт диоксидінің тотығу процесі ванадий катализаторының төрт қабатындағы байланыс аппараттарында жүреді. Катализатор ретінде түйіршіктер, таблеткалар немесе сақиналар түрінде әртүрлі маркалардың байланыс массалары қолданылады. Күкірт диоксидінің тотығу реакциясы кезінде жылу шығады. Реакция кезінде пайда болатын жылу тотығуға түсетін газды қыздыру үшін қолданылады.

Байланыс аппараттарынан кейін газ абсорбциялық бөлімге түседі. Абсорбция процесінің мәні күкірт қышқылымен күкірт триоксидін газ фазасынан сіңіру болып табылады. Күкірт ангидридінің абсорбциясы 55 – 80 ^°С температурамен суаруға түсетін концентрациясы 97,5 – 98,3 % күкірт қышқылымен моногидратты абсорберлерде жүргізіледі.

Тазартылған газ күкірт қышқылының шашырауы мен тұманынан тұманды сүзгілер көмегімен тазартылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

SO₂шығарындыларын азайту.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Абсорбция процесінің қалыпты ағымының қажетті шарты абсорбердің қимасы бойынша суаратын қышқылдың біркелкі таралуы, сондай-ақ қышқылдың концентрациясы мен температурасының тұрақтылығы болып табылады. Мұнараның көлденең қимасы бойынша суару қышқылының біркелкі таралуына мұнараның ішінде саптаманың үстінде орналасқан тарату тақтасының көмегімен қол жеткізіледі.

Сыңар контакт технологиясы Өскемен металлургия кешенінің мырыш өндірісінің металлургиялық газдарын өңдеу үшін қолданылады. Контакт деңгейі 96 %-дан төмен емес. Контактілі құрылғының алдында SO₂ концентрациясы – не 7 % кем емес, шығыста – 0,3 % [20].

Кросс-медиа әсерлер

Газды алдын ала тазарту кезеңі болмаған кезде конверсия дәрежесі жеткілікті төмен.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Жалпыға бірдей қолданылады.

Экономика

Экономикалық тұрғыдан тиімді, бірақ жеке тәсілді қажет етеді. Сынақтан өтті, ЭЫДҰ елдерінде қолданылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Табиғат қорғау заңнамасының талаптары.

5.3.4. Қосарлы контакт/қосарлы абсорбция

Сипаты

Қосарлы контакт әдісінің мәні мынада: күкірт ангидридінің күкіртке ішінара тотығуынан кейін технологиялық газ одан әрі тотығу үшін контакт аппаратынан шығарылады [34].

Техникалық сипаттамасы

Күкірт триоксидінің болуы күкірт қостотығының конверсиясын тежейді, сондықтан күкірт қостотығының неғұрлым тиімді конверсиясына қол жеткізу үшін көбінесе газдағы күкірт қостотығының мөлшері жеткілікті жоғары болған жағдайларда қосарлы контакт/қосарлы абсорбция процесі қолданылады. Бұл жағдайда күкірт триоксиді екінші немесе үшінші өтуден кейін 98 % күкірт қышқылына сіңеді, бұл кейінгі өту кезінде күкірт диоксидінің көп мөлшерін түрлендіруге мүмкіндік береді. Осыдан кейін күкірт триоксидін сіңірудің келесі кезеңі жүреді. Бұл процесс барысында газ құрамындағы күкірт диоксиді газдар ванадий пентоксидінің катализатор қабатынан өткен кезде байланыс арқылы үш күкірт қышқылына айналады. Осы процесте ескерілуге тиіс қосарлы контакт әдісінің негізгі ерекшеліктері газдағы күкірт ангидридінің концентрациясының жоғарылауы және аралық сіңірудің болуы болып табылады. Қосарлы адсорбциямен қосарлы контакт жүйелерінің жалпы артықшылықтары:

технологиялық шешімдердің жалпы тиімділігі мен зерделенуі;

сұйық сарқынды сулардың және тиісінше оларды тазарту мен бейтараптандыру бойынша қосымша шығыстардың болмауы;

технологиялық жүйелер мен жеке жабдықтардың жұмыс уақытының жоғары қорлары;

жұмыс ортасының салыстырмалы төмен жұмыс температурасы;

іске қосу және тоқтату оңай.

ҚК/ҚА кезінде екінші жанасу сатысы алдында газды аралық қыздыруға арналған жылу шығындарына байланысты сыңар контакт жүйелерімен салыстырғанда энергетикалық будың шығуы әлдеқайда төмен.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Атмосфераға күкірт диоксиді шығарындыларын азайту. Шикізат пен материалдарға жұмсалатын шығындарды азайту. Сарқынды сулардың пайда болуына жол берілмейді, нәтижесінде оларды тазарту қажеттілігі туындамайды.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Қосарлы контакт әдісін қолдану қалдық газдардағы SO₂ мөлшерін едәуір азайтуға мүмкіндік береді, сонымен қатар контакт және адсорбция бөлімдеріндегі газ көлемі азаяды. Контакт дәрежесі пайдаланылған газдардағы күкірт диоксидінің концентрациясы 0,03 %-дан жоғары болмаған кезде 99 - 99,8 % шегінде өзгереді.

Ұсынылған жұмыс температурасы катализатордың ең жоғары температурасынан 20 ^°C төмен болуы керек. Осы шартты сақтау шикізат ретінде шығарылатын пеш газдарын пайдалану кезінде SO₂концентрациясының мүмкін болатын ауытқуларына байланысты. Бұл тербелістер катализаторды өшіруі мүмкін. Дәл осындай әсерге төменгі температурада қол жеткізіледі, сондықтан температураның қажетті деңгейін стандартты деңгейден шамамен 10 – 30 ^°C жоғары ұстап тұру өте маңызды, бұл конверсия жылдамдығының айтарлықтай төмендеуіне әкеледі.

Қосарлы контакт процесі алдында қоспаларды алып тастау (алдын ала тазарту) катализаторды қорғау және тауарлық сападағы күкірт қышқылын алу үшін қажет. Тазарту көптеген металдардың концентрациясын өндірілетін қышқылдағы қолайлы деңгейге дейін төмендетеді. Газ ағынын алдын ала тазарту, әдетте, газ ағынындағы ластағыш затқа байланысты бірқатар кезеңдерді қамтиды. Бұл кезеңдерге жылуды қалпына келтірумен салқындату, ыстық электростатикалық сүзгі, сынапты тазарту және т. б., сондай-ақ дымқыл электростатикалық сүзгі кіруі мүмкін. Газды тазарту бөлімінде пайда болатын әлсіз қышқыл әдетте 1 – 50 % H₂SO₄ құрайды.

Құбырдан қышқыл тұман шығарылуы мүмкін, қажет болған жағдайда шам түріндегі тұманды немесе дымқыл скрубберлерді қолдануға болады.

Кросс-медиа әсерлер

Өңдеуді және/немесе жоюды қажет ететін қатты немесе сұйық ерітінділердің (әлсіз қышқылдар) түзілуі. Күкірт қышқылының шашырауы мен тұманын тазарту қажеттілігі.

Күкірт қышқылы қондырғысында тазартылған газдардағы кез келген NO_x өндірілген қышқылмен сіңіріледі. Егер концентрация жоғары болса, онда қоңыр қышқыл алынады және бұл әлеуетті сатып алушы үшін қолайсыз болуы мүмкін. Демек, мәселе сату әлеуетінде. Егер күкірт қышқылы органикалық қосылыстарға байланысты қоңыр болса, түсін өзгерту үшін сутегі асқын тотығын қосуға болады.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Бұл әдіс сульфидті шикізатты қолдана отырып, пирометаллургиялық процестерде қолданылады. Пайдаланылған газдардағы SO₂ шығарындыларын 0,5 – 1 кг/т күкірт қышқылынан кем азайту үшін не газдағы SO₂ бастапқы концентрациясын төмендету қажет, бұл жүйе жұмысының техникалық-экономикалық көрсеткіштерінің нашарлауына әкеп соғады, не бөлінетін газдарды жете тазалауға қосымша қондырғы салу қажет. Қосарлы контакт/қосарлы адсорбция конверсиясы күрделі және қымбат, бірақ SO₂ төменгі қалдық концентрациясына қол жеткізу үшін қалдық газды күкірттен арылтумен сыңар контакт қондырғысын да қолдануға болады. Гипс сыртқы сату үшін жасалуы мүмкін. Бұл мүмкіндіктер энергияны үнемдеуге және қалдықтардың азаюына әкелуі мүмкін, бірақ шығындарды жергілікті жағдайда айырбастау үшін салыстыру керек. Егер гипс сату нарығы болмаса, онда гипс полигонына шығындарды қарастырған жөн.

2007 жылы "SNC Lavalin" фирмасымен әзірленген қосарлы контакт қондырғысын пайдалана отырып, металлургиялық газдардан күкірт қышқылын өндіру технологиясы Өскемен металлургия кешенінде енгізілді. Күкірт қышқылын өндіруге арналған қондырғыға күкіртті пеш газдары (құрамында SO₂ – 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 % [20].

Кейінірек, 2009 жылдың қазан айында осыған ұқсас технология металлургия өндірісінің қалдық газдарын өңдеу үшін Орта Орал балқыту зауытында енгізілді. ҚК/ҚА схемасы бойынша күкірт диоксидінің триоксидке айналу дәрежесі кем дегенде 99,7 % құрайды [17].

Экономика

Қосарлы контакт/қосарлы адсорбция конверсиясы күрделі және қымбат. Гипс сыртқы сату үшін жасалуы мүмкін. Бұл мүмкіндіктер энергияны үнемдеуге және қалдықтардың азаюына әкелуі мүмкін, бірақ шығындарды жергілікті жағдайда айырбастау үшін салыстыру керек. Егер гипс сату нарығы болмаса, онда гипс полигонына шығындарды қарастырған жөн.

Ендірудің қозғаушы күші

Атмосфералық ауаға шығарындыларды азайту. Экологиялық заңнама. Экономикалық пайда.

5.3.5. Пайдаланылған газдардағы күкірт диоксидін ылғалды катализ әдісімен кәдеге жарату

Сипаты

Күкірт диоксиді газын шығаруға және тауарлық сападағы күкірт қышқылын алуға негізделген мырыш өндірісінің ылғалды технологиялық газдарын өңдеу [35].

Техникалық сипаттамасы

Ылғалды катализдің кеңінен қолданылатын технологиясының бірі (WSA – "ылғал газдан күкірт қышқылы") 1980 жылдардың ортасында Haldor Topsoe A/S компаниясы әзірлеген, SO₂ концентрацияланған күкірт қышқылы ретінде химиялық заттар мен абсорбенттерді қоспай қалпына келтіретін ылғалды технологиялық газды өңдеудің каталитикалық процесін білдіретін процесс болып табылады. Мырыш өндірісінің күкіртті газдары құрамындағы негізгі тозаңнан температурасы 200 – 250 ^°С құрғақ электр сүзгінің көмегімен тазартылған соң, мырыш газдарын жуар алдында коллекторға келіп түседі, ол жерден газ жуу жүйелері бойынша бөлінеді. Содан кейін газ қажетті температураға дейін салқындатылып, зиянды қоспалардан тазартылады. Газды тазарту процесінің мәні газ құрамынан қоспаларды шығарудан тұрады, олардың болуы технологиялық процестің барысына теріс әсер етеді және өнімнің сапасын нашарлатады. Содан кейін газ қажетті температураға дейін салқындатылып, зиянды қоспалардан тазартылады. Газды тазарту процесінің мәні газ құрамынан қоспаларды шығарудан тұрады, олардың болуы технологиялық процестің барысына теріс әсер етеді және өнімнің сапасын нашарлатады. Мұндай қоспаларға мыналар жатады: жабдықтың гидравликалық кедергісін арттыратын тозаң, күшән, фтор, селен, сынап, олар ванадий катализаторының уландырғыштары болып табылады. Салқындағаннан кейін тазартылған газ конвертерге түседі, оның құрамында ванадий катализаторы бар, ол осылайша қолдануға арнайы жасалған. Катализатордың қатысуымен SO₂ SO₃-ке айналады. SO₂ концентрациясына және конверсияның қажетті дәрежесіне байланысты бір немесе бірнеше қабаттар қолданылады. Бірнеше қабатты қолданған кезде, қабаттар арасындағы салқындату қондырғының жылу балансына байланысты әртүрлі тәсілдермен жүзеге асырылуы мүмкін. WSA конденсаторында өндірілген ыстық ауа энергия тиімділігін арттыру үшін бастапқы газды алдын ала қыздыру ретінде қолданылады. Түрлендіргіштің шығысында газ салқындатылады, нәтижесінде пайда болған SO₃ газ фазасында күкірт қышқылын алу үшін су буымен әрекеттесуге мүмкіндік береді.

SO₃ (г) + H₂O (г) -> H₂SO₄ (г) + 101 кДж/моль

Салқындатылған газ сұйық өнім алу үшін күкірт қышқылын конденсациялайтын WSA конденсаторына түседі.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Диоксидтің күкірт триоксидіне айналу дәрежесі кем дегенде 99,7 % құрайды, бұл атмосфераға SO₂ шығарындыларын толығымен жояды. Процесс (WSA) қышқылдың конденсациясына негізделген (сіңіруден гөрі), ол 1 – 4 % SO₂ бар газдарға өте қолайлы. Технологиялық газды WSA қондырғысына берер алдында оны алдын ала кептіру қажеттілігінің болмауы сарқынды сулардың пайда болуын және күкірттің жоғалуын болғызбауға ықпал етеді.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Процестің негізгі ерекшеліктері:

95 – 99 % күкіртті жою және қалпына келтіру;

тауарлық сападағы күкірт қышқылы өндіріледі;

технологиялық жылуды рекуперациялау;

салқындату үшін суды аз тұтыну;

сарқынды су қалдықтарының болмауы.

Процесс NO_x сияқты қоспалары бар газдармен жұмыс істеуге оңай бейімделеді. SO₂ түрлендіргішінің алдында NO_x өңдеу үшін селективті каталитикалық бейтараптандыру (SCR) реакторын орнатуға болады. Аммиак газдағы NO_x-қа қатысты стехиометриялық мөлшерде CEFR реакторының алдындағы газ ағынына енгізіледі. NO_x төмендегі реакцияға сәйкес азот пен суға айналады:

NO + NH₃ + ¼ O₂ -> N₂ + 3/2H₂O + 410 кДж/моль

WSA технологиясы Өскемен металлургия зауытында қорғасын және мырыш өндірісінің газдарын кәдеге жарату үшін 2004 жылы енгізілді. Контакт деңгейі 98 % төмен емес. Контакт аппаратының кірісінде SO₂ концентрациясы –6,5 % көп емес, шығысында – 0,13 %. Қондырғы сұйылтқаннан кейін концентрациясы 97,5 – 98 % және 92,5 – 94 % күкірт қышқылын алуға мүмкіндік береді[18].

Кросс-медиа әсерлер

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

WSA процесі SO₂ концентрациясы үшін автотермиялық болып табылады, бірақ 3 %-дан төмен газдар үшін қосымша жылу қажет, ол әдетте газ жылытқышымен қамтамасыз етіледі. 6 % SO₂-ден жоғары концентрацияда WSA процесі катализатор қабатындағы температураны бақылау үшін ауамен сұйылтуды қажет етеді, бұл қышқыл қондырғысының көлемін арттырады.

WSA қондырғысымен өңделген газ құрамында қатты бөлшектер болмауы керек. Катализаторда тозаңның жиналуын азайту үшін тозаңның мөлшері 1 – 2 мг/Нм³-тен төмен болуы керек. Сондықтан WSA қолдануға байланысты қосымша ылғалды газбен тазарту жүйесін қажет етуі мүмкін.

Экономика

Экономикалық тұрғыдан тиімді, бірақ жеке тәсілді қажет етеді. сынақтан өтті, ЭЫДҰ елдерінде қолданылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары. Атмосфералық ауаға СО₂ шығарындыларын азайту. Шикізат шығындарын азайту. Экономикалық пайда.

5.3.6. Сілтілі ерітінділерді пайдалана отырып, түтін газдарын тазарту

Сипаты

Пайдаланылған газ ағынына арнайы абсорберлердегі суспензия/ерітінді түрінде (мысалы, кальций карбонаты) енгізу арқылы түтін газдарынан SO₂алып тастау, олардың дайын зат (кальций сульфаты) түзетін күкірт қосылыстарымен реакциясы. ДДГ схемасының алдында түтін газын қатты бөлшектерден (тозаңнан) алдын ала тазарту қажет.

Техникалық сипаттамасы

Сорбент ретінде кальций карбонаты пайдаланылған кезде, әктас <40 мкм алдын ала өңдеуден кейін механикалық араластырғыштармен жабдықталған әктас суспензиясын дайындау багына түседі (ұсақтайды). Резервуарлардың өлшемдері CaCO₃ суспензиясымен сіңірілген SO₂ толық реакциясын, күкірт қосылыстарының сульфаттарға тотығуын қамтамасыз етеді. Сульфидтердің сульфаттарға тотығуын жақсарту үшін Сығылған ауа пневмогидравликалық аэратор арқылы скруббер резервуарына жіберіледі. Әрі қарай, сызықтар бойымен суспензия скрубберге беріледі және оның төменгі бөлігінде шлам түрінде жиналады, CaSO₄-2H₂O синтетикалық кальций сульфатының үлкен кристалды қалдығын құрайды. SO₂ төмен түтін газдары, алдын ала салқындатылған және электр немесе қапшық сүзгіде тозаңнан нормаланған мәнге дейін тазартылып, сондай-ақ ДДГ жүйесіне жеткізіледі. Күкірттен арылтудың ең тиімді әдісі газдар мен суспензиялардың ағынға қарсы қозғалысы болғандықтан, скруббердің төменгі бөлігінен суспензия скруббердің ортаңғы бөлігіне беріледі және ұсақ тамшылы ерітінді түрінде саңылаулармен шашыратылады. Бүріккіштер саны жобалау сатысында анықталады. Тазартылған түтін газдары жуу тамшылатқыштары жүйесінен өтіп, атмосфераға түтін құбыры арқылы шығарылады ("дымқыл құбырды" пайдалану тазартылған газды жылыту қажеттілігін болдырмайды).

Абсорбциялаудың бірінші кезеңі аяқталғаннан кейін негізінен кальций сульфаты (кальций сульфаты) бар сарқынды суы бар реакциялық шламдар суды сүзу және тазарту жүйесіне жіберіледі. Сүзгі прессінде сусыздандырылғаннан кейін кальций сульфаты тікелей пресс астында орналасқан сақтау контейнеріне түсіріліп, сол жерден қоймаға тасымалданады, содан кейін нарықта сатылады. Тазартылған су күкірттен арылту жүйесіне оралады. Жаңа суспензия және қайта өңделетін аралық өнімнің бір бөлігі үнемі скрубберге түседі, өйткені оның құрамында реакцияланбаған сорбенттің белгілі бір мөлшері бар. Скруббердің қабырғаларында шөгінділердің пайда болуын болғызбау үшін скруббердің төменгі бөлігінде суспензияны араластыру жүйесі қарастырылған.

Сорбент ретінде NaOH (каустик немесе кальцийленген сода) ерітіндісі де пайдаланылуы мүмкін.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

SO₂шығарындыларын азайту.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Әк қолданған кезде SO₂ жою тиімділігі 50 – 95 % аралығында болады, NaOH қолданған кезде – 99 % жетуі мүмкін. Осы диапазонның жоғары мәні бар жою жылдамдығы жаңа, арнайы жасалған қондырғыларды пайдалану кезінде өте жақсы жағдайда ғана мүмкін болады.

Кросс-медиа әсерлер

Энергия ресурстарының, сондай-ақ шикізат ресурстарының (сорбент ретінде пайдаланылатын заттардың) қосымша шығындары. Нарықта сұраныс болмаған жағдайда қалдықтардың қосымша көлемі пайда болуы мүмкін.

Натрий негізіндегі скрубберлерді пайдалану кезінде электр энергиясын тұтыну әк скрубберлерімен салыстырғанда сорғының төмен айналу жылдамдығына және төмен қысымның төмендеуіне байланысты төмен болады. Алайда, натрий скруббері Na₂SO₃сарқынды суларын өңдеуді қажет етеді. Ағындар әдетте Na₂SO₄-ке дейін тотығады және оларды мамандандырылған алаңдарға орналастыруға болады. Алайда, натрий скруббері сарқынды суларды өңдеуді қажет етеді. Ағындар әдетте тотығады дейін және оларды мамандандырылған сайттарға орналастыруға болады.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Жаңа қондырғыларға жалпыға ортақ қолданылады. Жұмыс істеп тұрған зауыттарда қолдануға қатысты технологиялық желіні жаңғырту (жұмыс істеп тұрған тазарту жабдығын ауыстыру), қолданыстағы тозаң тұтқыш жабдықтың өнімділігі төмен болған жағдайда және басқа да факторлар қажет болуы мүмкін:

тозаңның қосымша көлемін ұстайтын кезде, тозаң мен күкірт қышқылды кальцийді бірге ұстау үшін пайдаланған жағдайда орнатылған қапшық сүзгінің сыйымдылығы көлемінің шағындығы;

қолданыстағы сүзгіге тікелей бүркуді пайдалану температура, ылғалдылық және ұстау уақытының көрсеткіші жеткілікті болғанда мүмкін болады.

Қолдануды шектейтін кемшіліктер:

жабдықтың қабырғаларында (скруббер сорғылары мен құбырлары) рН мәні жоғарылаған кезде жұмсақ өңез (кальций сульфиді) пайда болады;

РН төмен болған кезде қатты өңез пайда болады (кальций сульфаты).

Бұл факторлар жабдықтың өнімділігінің төмендеуіне және нәтижесінде SO₂ жою тиімділігінің төмендеуіне әкеледі. Магниймен байытылған әк қолдану SO₂ тазарту тиімділігін арттыруға көмектеседі және масштабтың пайда болу мүмкіндігін азайтады. Әк скрубберлеріндегі сұйықтық пен газдың жоғары қатынасы тиімділіктің жоғарылауына және масштабтың пайда болуының төмендеуіне әкеледі. Алайда, осы екі фактор да жүйенің құнын арттырады.

Реагенттің реактивтілігі және газ сұйықтықпен көбірек контактілеу үшін мұнараның ішкі бөліктерін пайдалану мүмкіндігі арқасында натрий негізді скрубберлер әдетте әк негізді скрубберлерге қарағанда шағын көлемді болады. Сонымен қатар масштабтың пайда болу мүмкіндігі нөлге дейін азаяды, өйткені натрий негізіндегі скруббер қышқыл режимінде жұмыс істейді. Каустик пен сода күлін жеткізу құны әктен де жоғары, сондықтан реагенттердің құны жоғары болады.

Экономика

Экономикалық тұрғыдан тиімді, бірақ жеке тәсілді қажет етеді. Сынақтан өтті, ЭЫДҰ елдерінде қолданылады.

Ендірудің қозғаушы күші

SO₂ шығарындыларын азайту. Экологиялық заңнама.

5.3.7. Сутегі асқын тотығымен тазарту

Сипаты

Төмендегілерді қараңыз.

Техникалық сипаттамасы

Күкірт қышқылы пайда болғанға дейін SO₂ тотығу үшін сутегі асқын тотығы қолданылады (H₂O₂).

SO₂(g) + H₂O₂(aq) ^ H₂SO₄ (aq)

Тазалау тура сарқынды суландыру мұнарасында және кейін қарсы ағынды тазарту мұнарасында тікелей контакт арқылы орындалады. Алынған қышқылдың концентрациясы 50 % H₂SO₄ жетуі мүмкін. Қышқыл күкірт қышқылы қондырғысында еріткіш ретінде пайдалану үшін қайта өңделуі немесе жанама өнім ретінде сатылуы мүмкін.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

SO₂ шығарындыларын азайту.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Aurubis (Гамбург) зауытында пайдаланылған газ (құрамындағы SO₂ 0,1 % бастап 2 % дейін) ұсталады, содан кейін ол күкірт қышқылы қондырғысында өңделген технологиялық газдарды сұйылту үшін қолданылады немесе H₂O₂ көмегімен қондырғыларда тазартылады. SO₂ сіңіру тиімділігі үшін бұл процесте күкірт қышқылының концентрациясы 30 – 35 % құрайды. Тазартылғаннан кейін газдағы SO₂ деңгейі 20-дан 350 мг/м³-ке дейін (орташа тәуліктік үздіксіз өлшеулерге сәйкес).

Кросс-медиа әсерлер

Энергия ресурстары мен реагенттердің (сутегі асқын тотығы) қосымша шығындары.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Жалпыға бірдей қолданылады.

Экономика

Тазарту қондырғыларын сатып алуға арналған инвестициялық шығындар. Экономикалық тұрғыдан тиімді, бірақ жеке тәсілді қажет етеді. Сынақтан өтті, ЭЫДҰ елдерінде қолданылады.

Ендірудің қозғаушы күші

SO₂ шығарындыларын азайту. Экологиялық заңнама.

5.3.8. Амин ерітінділері негізінде SO₂ тазарту процесі

Сипаты

Аминдерді қолдануға негізделген SO₂ регенеративті тазарту жүйесін қолдану [35].

Техникалық сипаттамасы

Бұл технологияда әртүрлі газ ағындарынан SO₂ жоғары тиімді селективті абсорбцияға қол жеткізу үшін аминнің сулы ерітіндісі қолданылады. Абсорбент ретінде күкірт диоксидін алудың оңтайлы көрсеткіштері бар Сansolv Absorbent DS^TM қолданылады, ол металлургиялық өндірістерде газдарды тазарту үшін арнайы жасалған. SO₂ бар газ жоғарыдан абсорбция бағанына беріледі, ал амин ерітіндісі колоннаның түбінен беріледі, осылайша қарсы ағын қолданылады. Амин мен газ арасындағы ең көп контактіні қамтамасыз ететіндей етіп орналастырылған псевдосұйылтылған қабаты бар немесе бүріккіш типті абсорбциялық колонна пайдаланылуы мүмкін. Құрамында SO₂бар амин колоннаның төменгі бөлігінен жылу алмастырғыш арқылы өтіп, регенерациялық колоннаның жоғарғы бөлігіне өтеді. Регенерациялық колоннада амин мен SO₂ қоспасына бу беріледі, осылайша SO₂ амин ерітіндісінен бөлінеді.

Су буы, қаныққан SO₂ конденсатор арқылы өтеді, ол сарқынды суды SO₂ қанықтыру нүктесіне дейін кетіреді. Конденсат мұнараның жоғарғы жағына қайтарылады және соңғы өнім ретінде жүйеден қаныққан SO₂ шығарылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

SO₂ шығарындыларын азайту.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Мысалы, Cansolv SO₂ технологиясының амин ерітінділері негізінде тазарту тиімділігі құрамындағы SO₂0,5 % бастап 5 % дейін болатын газ ағындары үшін 98 % көп мөлшерді құрайды. Негізгі өнім - іске асырылуы немесе қайта өңделуі мүмкін сумен қаныққан SO₂ газы. Cansolv қондырғысы құрамында 40 мг/нм³дейін қатты бөлшектері бар газ ағындарын өңдей алады, мұның өзі электр сүзгілерінен, Вентури скрубберлерінен немесе қапшық сүзгісіне негізделген газ тазарту жүйелерінен кейін газ ағындарын тазартуға мүмкіндік береді. Мәселен, мыс зауытында күкірт өндірісін қайта құру кезінде "Норильск никель" ГМК ААҚ "Күкірт бағдарламасын" іске асыру шеңберінде құрамында күкірті бар өнімдерді өндіру үшін пайдалану мүмкіндігі үшін пайдаланылған газдарды SO₂- ден концентрациялау әдісімен тазарту технологиясын қарастырды. Жобаны іске асыру үшін Сansolv (Shell) жүйесі таңдап алынды, ол түтін газдарындағы SO₂ қалдық құрамының ең төменгі көрсеткіштерін көрсетті - 0,001-0,0015 % [36].

Бүгінгі таңда SO₂ концентрациялаудың су ерітінділері қолданылатын басқа жүйелері де белгілі.

MECS компаниясының экологиялық қауіпсіз абсорбциялық еріткішті пайдалануға негізделген SolvR SO₂ регенеративті қалпына келтіру технологиясы. Жүйе SO₂ шығарындыларын азайту үшін күкірт қышқылы қондырғыларына біріктірілуі мүмкін немесе күкірт қышқылы қондырғысына дейін газ ағынының концентрациясы үшін үлкен көлемде шығатын газдар мен төмен SO₂-де пайдаланылуы мүмкін. Пайдаланылған газдардағы SO₂ концентрациясы 20 ppm және одан аз деп жарияланды. Solar SolvR технологиясы әлемдегі ең ірі мыс өндіруші Codelco (Чили) корпорациясының мыс балқыту зауыттары үшін MECS күкірт қышқылын өндіру технологиясымен бірге қолданылды.

Keyon Process Co.LTD компаниясының DSR технологиясы. Бұл технологиялық әдіс SO₂ селективті сіңіруге арналған улы емес, экологиялық қауіпсіз еріткішті (абсорбентті) қолдануға негізделген. Абсорбцияланған күкірт диоксиді кейіннен еріткіштен алынады, содан кейін қайта қалпына келтірілген еріткішті тазарту үшін қайта пайдалануға болады. SO₂ қалпына келтіру тиімділігі 99,5 % көп мөлшерді құрайды, пайдаланылған газдардағы SO₂ концентрациясы тазартылған соң – 35 мг/нм³ көп емес. Қосымша DSR технологиясын пайдалану процесінде сынап пен қатты бөлшектердің концентрациясы төмендеуі мүмкін (5 мн/нм³ көп емес). Технология Jinduicheng (Қытай) молибден зауытында енгізілді.

Кросс-медиа әсерлер

Энергия ресурстары мен реагенттердің қосымша шығындары. Cansolv процесінде буды қолдану бұл процесті сілтілі ерітінділермен тазартудан гөрі энергияны көп қажет етеді.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Жалпыға бірдей қолданылады. Cansolv қондырғысы электр сүзгілерінен, Вентури скрубберлерінен немесе қапшық сүзгіге негізделген газ тазарту жүйелерінен кейін газ ағындарын тазартуға мүмкіндік беретін 40 мг/Нм³ дейінгі қатты бөлшектердің газ ағындарын өңдей алады.

Экономика

Экономикалық тұрғыдан тиімді, бірақ жеке тәсілді қажет етеді. Сынақтан өтті, ЭЫДҰ елдерінде қолданылады.

Ендірудің қозғаушы күші

SO₂ шығарындыларын азайту. Экологиялық заңнама.

5.3.9. Сульфит-бисульфитті әдіс

Сипаты

Күкірт диоксиді аммонийдің сульфит-бисульфит ерітіндісімен сіңеді, ол құрамында SO₂ бар газ аммиактың сулы ерітіндісі арқылы өткенде пайда болады.

Техникалық сипаттамасы

Тазартылатын газдың құрамындағы сумен және аммиакпен SO₂ өзара әрекеттесуіне негізделген сульфит-бисульфит ерітіндісін жасау процесі:

SO₂ + 2NH₃ + H₂O = (NH₄)₂SO₃

(NH₄)₂SO₃ + SO₂ + H₂O = 2NH₄HSO₃

2NH₄HSO₃ + NH₃ + H₂O = (NH₄)₂SO₃

Бисульфиттен (гидросульфит) сульфит алынады, ол қайтадан SO₂ сіңіреді.

Алынған сульфит-бисульфит ерітіндісін келесідей жоюға болады:

жағу:

(NH₄)₂SO₃→2NH₃ + SO₂ + H₂O;

тұтынушыға жөнелту;

күкірт қышқылымен әрекеттескенде SO₂ алу:

(NH₄)₂SO₃ + H₂SO₄ → (NH₄)₂SO₄ + H₂O +SO₂.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

SO₂ шығарындыларын азайту.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Шығару дәрежесі 95 – 98 %.

Кросс-медиа әсерлер

Регенеративті процесс үшін пайдаланылатын реагенттердің қосымша шығындары. Білікті персоналдың болуы.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Жалпыға бірдей қолданылады.

Экономика

Экономикалық тұрғыдан тиімді, бірақ жеке тәсілді қажет етеді. Сынақтан өтті, ЭЫДҰ елдерінде қолданылады.

Ендірудің қозғаушы күші

SO₂ шығарындыларын азайту. Экологиялық заңнама.

5.14-сурет. Түсті металлургияда қолданылатын технологиялық газдарды SO₂-ден тазарту процестерінің пайдалану сипаттамалары

5.3.10. SO₃ шығарындыларын азайту

Сипаты

SO₃ және H₂SO₄ шығарындыларын тұман және шашырау түрінде төменде келтірілген шаралардың біреуін немесе комбинациясын қолдану арқылы азайту.

Техникалық сипаттамасы

SO₃ немесе H₂SO₄ тұмандарының шығарындылары толық сіңірілмегендіктен (құрғақ контакт процестері), сондай-ақ ылғалды катализ процесінде толық емес конденсация нәтижесінде пайда болады. Шығарындыларды азайтуға жүйелі мониторинг және процестің мынадай параметрлерін бақылау арқылы қол жеткізіледі:

өндірістік процестердің тұрақтылығын қамтамасыз ету – SO₂-газ көздері, кіріс ағындарындағы SO₂ деңгейінің ауытқуын азайту;

суды пайдаланбай процестерде жағу үшін кіріс газы мен ауаны жеткілікті түрде ағызу (құрғақ жанасу процестері);

конденсацияның неғұрлым үлкен аймағын пайдалану (ылғалды катализ процесі үшін);

қышқылдардың таралуын оңтайландыру;

шам сүзгісінің тиімділігі және оларды бақылау;

айналымдағы көлемдер;

сіңіргіш қышқылдың концентрациясы мен температурасы;

SO₃/H₂SO₄ тұманын бақылау.

5.25-кестеде SO₃/H₂SO₄ шығарындыларын азайту үшін қолданылатын әдістер келтірілген.

5.25-кесте. SO₃/H₂SO₄ қалпына келтіру/абсорбциялау әдістері

Р/с №	Атауы	Шығарындылардың қолжетімді деңгейлері
Р/с №	Атауы	мг/Нм³ түріндегі H₂SO₄	кг SO₃/ H₂SO₄ бір тоннасына
1	2	3	4
1	Жоғары тиімді шам сүзгілері (талшықты тұмантұтқыштар)	<50	<0,14
2	Ылғал тазалау	-	-
3	Торлы сүзгі	<100	<0,07
4	Электр сүзгісі	<20	<0,03
5	Ылғал электр сүзгілері	-	-

Қол жеткізілген экологиялық пайда

SO₃ немесе H₂SO₄ тұманының төмендеуі.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

УГМК күкірт қышқылын өндіруде газ электрофильтрлердегі, MECS тұман тұндырғышындағы күкірт қышқылының шашырауы мен тұманынан тазартылады және санитариялық коллектордан өтіп, санитариялық құбыр арқылы атмосфераға шығарылады. Тазартылған газдағы SO₂ мөлшері 0,3%- дан аспайды. H₂SO₄ тұман мен шашырау мөлшері 40 мг/Нм3 аспайды [18].

Кросс-медиа әсерлер

Ылғал тазалау кезінде химиялық заттар мен энергияны тұтыну.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Жалпы қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда техникалық сипаттамаларға байланысты.

Іске асырудың қозғаушы күші

SO₃ шығарындыларын азайту. Экологиялық заңнама.

5.4. Айналым схемалары қолданылатын мырыштың бастапқы және қайталама өндірісі

5.4.1. Металл ағындарын қайта өңдеу

Бастапқы және қайталама шикізатты қабылдау, сақтау және қайта өңдеу кезінде ұйымдастырылмаған шығарындыларды азайту үшін пайдаланылатын жалпы технологиялар.

5.4.2. Вельц-пеш процестеріндегі сарқынды суларды тазарту

Сипаты

кристалдау;

тұндыру;

құрама процесс (кристалдау және тұндыру).

Техникалық сипаттамасы

Сарқынды сулардың көп бөлігі Вельц оксидін жуу кезінде пайда болғандықтан, Сарқынды суларды тазарту осы суларды өңдеуге арналған. Басқа біршама сарқынды сулар сарқынды суларды тазарту қондырғысына кетеді [52].

Кристалдау

Жуудың бірінші кезеңінде қаныққан шаймалау ерітіндісінен шаймалау мен галогендерді кетірудің бір түрі – тұзды кек пен сілтілі конденсат алу үшін кристалдау процесін қолдану. Кристалдау кезеңінде галогендердің жалпы санының 30 – 35 % жойылады. Тұзды кек жер астына ағызылады немесе жойылады, ал өңделген қалдық ағын жуу қондырғысына қайта жіберілуі мүмкін. Кристалдану кезеңіндегі конденсат жуудың жаңа кезеңіне жіберіледі, нәтижесінде, бүкіл процесті сарқынды суларсыз жүргізуге болады.

Тұндыру

Сарқынды сулардағы галогендердің концентрациясы оны су қабылдағышқа ағызу үшін қолайлы болған кезде, сарқынды суларды тазартудың басқа технологиясын қолдануға болады. Ол үшін ерітілген металдарды тұндыру үшін күкірт бар қоспалар, коагулянттар және флокулянттар қосылады. Сүзу және бейтараптандыру сатысынан кейін тазартылған ағын кәріз жүйесіне немесе жерүсті су объектісіне түседі.

Құрама процесс

Егер галогендердің шектеулі мөлшерін ағызу мүмкіндігі болса, онда галогендердің кейбір түрлерін алып тастау үшін ішінара кристалдау кезеңін қолдануға болады. Содан кейін сарқынды сулардың қалған бөлігі тұндыру арқылы өңделеді. 1 зауыт сарқынды суларды екі сатылы тазарту туралы мәліметтер берді. Бірінші кезең – классикалық гидроксидті тұндыру. Екінші кезеңде металл иондарын тұндыру үшін арнайы сұйық реагент қосылады, ол тиімдірек, бірақ NaHS-тен қымбат.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Кристалдау

Сарқынды сулардың пайда болуын жою.

Галогенидтерді ішінара жою.

Тұндыру

Сарқынды сулардан металдарды жою (сульфидтердің тұнбасы).

Құрама процесс

Сарқынды суларды ішінара жою.

Галогенидтерді ішінара жою.

Металдарды жою.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

5.26-кесте. Вельц-оксидті жуу нәтижесі

Р/с №	Компонент (%)	Жуылмаған Вельц-оксид	Жуылған Вельц-оксид (үш- немесе екі сатылы жуу)
1	2	3	4
1	Мырыш	58-63	63-68
2	Қорғасын	7-10	9-11
3	Күкірт	0,5-1	< 0,15
4	Фтор	0,4-0,7	0,08-0,15
5	Хлор	4-8	0,05-0,15
6	K₂O	1,5-2	0,1-0,2

5.27-кесте. Вельц-оксидті жуу процесінен кейінгі сарқынды сулар

Р/с №	Компонент (мг/л)	NaHS тазартқаннан кейінгі сарқынды сулар
1	2	3
1	Мырыш	0,01-1,0
2	Қорғасын	0,01-0,20
3	Кадмий	0,01-0,10

5.28-кесте. Вельц-оксидті жуу процесінен кейінгі сарқынды сулар

Р/с №	Зауыт		Q^*		I^**		M^***
Р/с №	Зауыт		орташа мәні	ең жоғары мәні	орташа мәні	ең жоғары мәні	орташа мәні	ең жоғары мәні
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	Ағын	м³/с	195	НД	330	НД	28,2	НД
2	Zn	мг/л	0,04	0,46	0,03	0,06	1,43	5,28
3	Cd	мг/л	0,0020	0,024	0,0007	0,006	0,05	0,25
4	Pb	мг/л	0,0031	0,105	0,0067	0,019	0,68	2,76
5	As	мг/л	0,0123	0,2	< 0,001	< 0,001	0,17	0,64
6	Cu	мг/л	0,0003	0,0015	<0,01	< 0,01	0,03	0,19
7	Fe	мг/л	0,06	0,18	< 0,05	< 0,05	0,3	0,46
8	Cr	мг/л	0,0015	0,0034	< 0,001	< 0,001	< 0,01	0,1
9	Cl-	мг/л	2780	5300	635	993	НД	НД
10	F-	мг/л	3,89	7	0,68	0,93	НД	НД
11	SO₄^2-	мг/л	996	1600	155	269	1994	2945

* Q зауыты: тұндыру процесі;

** I зауыты: галогендерді кетіру үшін ішінара кристалдау + тұндыру процесі;

*** M зауыты: тұндыру + флокуляция + коагуляция + сүзгілеу (шығарындылар тікелей төгуге жарамайды).

Кросс-медиа әсерлер

Кристалдау

Энергия тұтынудың артуы (булану салдарынан) және қатты қалдықтардың немесе тұз ерітіндісінің пайда болуы.

Тұндыру

Металл иондарын тұндыру үшін химиялық заттарды қолдану.

Құрама процесс

Энергия тұтынудың артуы (қатты қалдықтардың немесе тұз ерітіндісінің булануы мен түзілуіне байланысты).

Металл иондарын тұндыру үшін химиялық заттарды қолдану.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Кристалдану көлемі жергілікті жағдайларға байланысты. Хлоридті ағызу мүмкін болмаған кезде 100 % кристалдану жүзеге асырылады. Мысалы, Фрайбергтегі "Befesa" зауыты.

Хлоридтердің шектеулі мөлшерін қалпына келтіру мүмкін болған кезде ішінара кристалдану процесі қолданылады, мысалы, Италиядағы Pontenossa зауытында, онда Вельц оксидіндегі галогендердің жалпы санының үштен бірі кристалдану қондырғысында алынып тасталады.

Экономика

Бұл процесс кеңінен қолданылады және үнемді. Экономикалық тұрғыдан тиімді, бірақ жеке тәсілді қажет етеді. сынақтан өтті, ЭЫДҰ елдерінде қолданылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Металдарды жою (қоршаған ортаны қорғау туралы заңнама). Өнімді оңтайландыру. Су қабылдағышқа фтор, хлор және сілтілер шығарындыларын азайту (қоршаған ортаны қорғау туралы жергілікті заңнама).

5.5. Мырыш құймаларын балқыту, қорытпалар алу және құю (бастапқы және қайталама гидрометаллургиялық және пирометаллургиялық процестер)

5.5.1. Балқыту процестерінен шығатын қалдықтар мен қоқыстарды болғызбау және азайту

Сипаты

Гидрометаллургиялық мырыш өндірісінен кадмийге бай цементитті қалпына келтіру немесе тұндыру [37].

Техникалық сипаттамасы

Тазарту

Бұл процедура кадмийді одан әрі концентрациялау және рафинациялау үшін (электролиз немесе пирометаллургиялық процесс) тазарту кезеңінде мырышты кадмиймен байытылған цемент ретінде өңдеу процесінен алу және нәтижесінде оны тауарлық кадмий металына немесе кадмий қосылысына айналдыру болып табылады.

Тұндыру

Кадмийді кадмийге бай тұнбаға (мысалы, цемент (Cd металл), Cd(OH)₂) айналдыру мақсатында гидрометаллургиялық операциялар кешенін қолдана отырып, тазарту кезеңінде кадмиймен байытылған цемент ретінде мырышты өңдеу процесінен кадмий алу рәсімі, ол қатаң бақыланатын жағдайларда кәдеге жаратылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Тазарту

Суды пайдаланбайтын процесс.

Тұндыру

Полигондарда көмуге арналған кадмийдің мақсатты қалдықтарынан басқа, осы процестің нәтижесінде қалдықтар пайда болмайды: барлық технологиялық ағындар кадмийді өңдеу сатысында немесе мырыш қондырғысының ағынында екінші рет өңделеді. Қайта өңделетін қалдықтардың көлемі салыстырмалы түрде аз, өйткені процесс кадмийдің жоғары концентрациясымен жүреді (кем дегенде 20 %). Қалдықтарды кәдеге жарату шарттары қолданыстағы заңнамаға сәйкес келеді. Бұл қалдықтарды кәдеге жаратар алдында оның физикалық қасиеттерін жақсарту үшін (мысалы, шаймалау) өз орнында немесе полигондарда тұрақтандыру керек (мысалы, әк қосу) дегенді білдіреді.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Полигонда кәдеге жарату үшін кадмийге бай шөгінділердің тұндыру пайызы нарықтық сұранысқа байланысты.

Тазарту

Реагенттерді пайдалану. Кадмийді тазарту процесінде немесе кадмийді өңдеу сатысында ерітіндіден тұндыру кезінде мырыш тозаңын пайдаланады (стехиометриялық саны Cd²⁺ + Zn⁰ → Cd⁰ + Zn²⁺ реакциясына сәйкес 1,1–1,6 есе).

Энергияны тұтынуды арттыру (кадмийді металл пішініне айналдыру үшін электролиз және балқыту/құю кезінде электр энергиясы қажет).

Тұндыру

Кадмийді әк немесе NaOH қосу арқылы кадмий гидроксиді түрінде тұндыру әдісі қолданылады. Бұл жағдайда кадмий бейметалл түрінде алынады, оны кейіннен электролиз немесе цементтеу әдісімен металл түріне ауыстыру керек.

Концентрацияланған кадмий қалдықтары пайда болады.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Процестің типі тұрғысынан тазарту процесі тұндыру процесіне қарағанда аса күрделі әрі тұрақсыз процесс болып табылады: кадмий сульфатының ерітіндісі электролиз секциясында өңделгенге дейін тазартылуы керек, ал қалдықтар тұндырылатын кадмий сульфаты ерітіндісінің сапасына қойылатын талаптар аз болады.

Тазарту процесіне қажетті жабдық (реакциялық резервуарлар, тұндырғыштар, электролиз ванналары, балқыту пеші, құю жабдығы) тұндыру процесіне қарағанда универсалды (реакциялық резервуарлар, тұндырғыштар, сүзгі) болып табылады.

Зауыттың процесті таңдауы көбінесе нарықтық жағдайларға байланысты (яғни, кадмий нарығы теориялық тұрғыдан өндірілген кадмийдің барлығын пайдалану үшін тым аз), қайта өңдеу мүмкіндігі/шарттары, сонымен қатар қажетті жабдықтар мен тәжірибе және т.б. Бұл жағдайлар белгілі бір аймаққа немесе учаскеге тән болуы мүмкін және уақыт өте келе өзгеруі мүмкін.

Экономика

Сандық деректер жоқ, бірақ екі процестің құны мен артықшылығы нарықтық жағдайларға (кадмий бағасы, қысқа мерзімді немесе ұзақ мерзімді нарық), қайта өңдеу мүмкіндіктеріне/жағдайларына (баға, полигонға дейінгі қашықтық), инвестициялық шығындар мен пайдалану шығындарына (жұмыс күші, энергия, реактивтер) байланысты. Бұл жағдайлар белгілі бір аймаққа немесе учаскеге тән болуы мүмкін және уақыт өте келе өзгеруі мүмкін.

Экономикалық тұрғыдан тиімді, бірақ жеке тәсілді қажет етеді. Сынақтан өтті, ЭЫДҰ елдерінде қолданылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Осы екі процестің біреуін жүзеге асырудың қозғаушы факторлары:

қысқа мерзімді және ұзақ мерзімді перспективада рентабельділік/құн;

қоршаған ортаға әсер ету (қалдықтарды қалыптастыру/болғызбау, электр және реактивтерді тұтыну);

қоршаған ортаны қорғау және адам денсаулығы саласындағы заңнаманы сақтау қабілеті.

5.5.2. Сарқынды сулардың пайда болуын болғызбау

5.5.2.1. Мырыш зауыттарынан шығатын сарқынды суларды тазарту (бастапқы, қайталама гидрометаллургиялық және пирометаллургиялық процестер)

Көптеген қондырғыларда салқындатқыш су мен тазартылған сарқынды сулар, соның ішінде жаңбыр суы, қалдықтарды көмуді бақылау жүйесіндегі су және топырақты қалпына келтіруден алынған су және т. б. қайта пайдаланылады немесе қайта өңделеді. Сарқынды сулардың кейбір түрлері төгер алдында еріген металдар мен қатты заттарды кетіру үшін өңделуі керек. Дәстүрлі түрде гидроксидпен/карбонатпен тұндыру жүргізіледі. Кейбір жағдайларда аралас немесе екі сатылы тұндыру процесі гидроксидті кезеңмен, содан кейін сульфидті кезеңмен қолданылады. Қосымша сульфидтік кезең гидроксидпен тұндырғанға қарағанда металдар құрамының неғұрлым төмен концентрацияға дейін төмендеуін қамтамасыз етеді.

5.5.2.2. Мырыштың гидрометаллургиялық және пирометаллургиялық өндірісінен шығатын сарқынды суларды тазарту

Сипаты

Бұл бөлімде келесілер сипатталған:

сарқынды сулардың белгілі бір түрлерін оларды тазарту құрылыстарына жібергенге дейін алдын ала өңдеу (мысалы, күйдіру пешінің ылғалды газын тазартқаннан кейін аздап қышқылданған су);

бейорганикалық процесс негізінде сарқынды суларды тазарту қондырғысы (гидроксидті тұндырудан кейін, қажет болған жағдайда сульфидті тұндыру);

сарқынды суларды биологиялық процесс негізінде тазарту.

Техникалық сипаттамасы

Алдын ала тазарту

Алдын ала тазартудың типтік мысалы күйдіру пешінің ылғалды газын тазартқан соң қышқылы аз қалдықтармен орындалатыны болып табылады. Бұл су еріген SO₂ бөлігін шығару үшін газдың әсеріне ұшырайды. SO₂ ағыны күйдіру пешінен шыққан негізгі газ ағынына енгізіледі, осыдан соң SO₂ тазартудан өтеді, сол уақытта ССТҚ-да тазартылуы тиіс сульфидтер/сульфаттар саны да азаяды. Сонымен қатар құрамында сынап және/немесе селен бар өздігінен пайда болатын қатты қосылыстар аздап қышқыл сұйықтықта болуы мүмкін. Сарқынды суларды тазартудың орталық қондырғысына жібермес бұрын, бұл шламды (Тұндырғышта немесе сүзгіде) жою ағынды ССТЖ-да тазарту процесін жеңілдетеді [38].

Сарқынды сулардың белгілі бір түрлерін алдын ала өңдеуді жүргізу орынды, орынсыз екенін бағалау жағдайға қарай жүргізіледі, себебі шешуші параметрлер белгілі бір зауытқа немесе аймаққа тән болуы мүмкін (мысалы, Сарқынды суларды төгу шарттары, қалдықтарды көму немесе өңдеу үшін қалдықтардың құрамын шектеу).

Сонымен қатар шөгінді екі немесе одан да көп кезеңдерде қолданылған кезде (төмендегіге қараңыз), кейде барлық сарқынды суларды бір арнаға жинамай, екі (немесе одан да көп) "топқа": мысалы, ауыр салмақты сулар - (мысалы, пештің ылғалды газын тазартудан қалған қалдықтар – бұл жуу қышқылдары деп аталады) және аздап жүктелген сулар (мысалы, жаңбыр суы) деп екіге бөлген пайдалы болуы мүмкін. Бұл жағдайда соңғысы бірінші кезеңнен кейін процеске енуі мүмкін, бұл жалпы пайдалану шығындарына қатысты пайдалы болуы мүмкін. Бірақ бұл факторды әр жағдайда бағалау керек (мысалы, екі сатылы кәріз жүйесінің құны көбінесе зауыт жоспарына байланысты).

Сарқынды суларды тазарту қондырғысы

Жылдық өнімділігі 250 мың т болатын мырыш зауыты үшін орталық ССТҚ-да өңделетін жалпы ағын шамамен 100 – 300 м³/сағ құрайды. Техникалық және шығыс тұрғысынан көптеген ағындарды өңдеуге қабілетті әдістер ғана қолданылады.

Бейорганикалық процесте, сондай-ақ биологиялық процесте негізгі мақсат металдар мен басқа қосылыстарды бір немесе бірнеше кезеңдерде ерімейтін немесе әрең еритін қосылыстар ретінде тұндыру болып табылады. Қатты заттар бір немесе бірнеше кезеңдерде тұндыру және/немесе сүзу арқылы су ағынынан бөлінеді.

Бейорганикалық процесті қолдана отырып, сарқынды суларды тазарту қондырғысы

Әдетте, гидроксидпен тұндыру процесі қолданылады. РН деңгейін 9-дан 10,5-ке дейінгі деңгейге дейін реттеуге әдетте әк немесе натрий гидроксиді сияқты сілтілі реагенттерді қосу арқылы қол жеткізіледі, өйткені сарқынды сулардың көптеген түрлері қышқыл болғандықтан, металдар гидроксид ретінде тұндырылады.

Әдетте бейтараптандыру мен тұндырудың бұл кезеңі рН деңгейінің бірдей мәнімен жүзеге асырылады. Кейбір жағдайларда бұл рН деңгейінің әртүрлі мәндерін қолдануға болатын екі немесе одан да көп кезеңдерде жасалады.

Гидроксидті тұндырудың жалпы теңдеуі:

Me²⁺ + 2OH^- ^ Me (OH)

Мырыш зауытының барлық сарқынды суларында сульфаттардың көп мөлшері бар және рН деңгейі төмен (өйткені олардың құрамында күкірт қышқылы бар). Гидроксидтерді бейтараптандыру және тұндыру үшін әк (сөндірілмеген әк, каустикалық әк) қосу арқылы сульфаттар бір уақытта судан гипс түрінде шығарылады (тепе-теңдік деңгейі шамамен 1,6 г/л сульфатқа жеткізілгенше):

SO₄^2- + Ca²⁺ ^ CaSO₄

Кейбір жағдайларда гидроксидті тұндыру сульфидті тұндырумен біріктіріледі немесе сульфидті тұндыру одан кейін NaHS немесе Na₂S қосу арқылы жүреді (мысалы, көп сатылы шөгінді сияқты бір реакторда бір мезгілдегі шөгінді). Металл сульфидтерінің ерігіштігі тиісті металл гидроксидіне қарағанда төмен болғандықтан, сульфид сатысы шөгінділердегі гидроксид концентрациясына қарағанда аз концентрациясы бар металдарды алып тастай алады.

Сульфидті тұндыруға арналған жалпы теңдеу:

Me²⁺ + S² > MeS

Гидроксидті және/немесе сульфидті тұндыру сарқынды суларды тазарту процесінің маңызды нүктесі болып табылады. Алайда, кейбір нақты жағдайларда толығымен жойылмаған элементтерді жою үшін қосымша кезеңдер қосылады. Бұл кезеңдерге қажеттілік әрбір нақты жағдайда анықталады (мысалы, типтік элементтердің болуы, шығарындылардың қатаң нормалары). Кейбір мысалдар: фторды ішінара CaF₂ түрінде әк немесе басқа кальций көзін рН 9,5 деңгейіне қосу арқылы тұндыруға болады, ал күшәнді темір тұздарын қосу арқылы бірге тұндыру арқылы ішінара алып тастауға болады.

Қатты және сұйық фазаларды бөлу әдетте цилиндрлік тұндырғышта, пластиналық тұндырғышта немесе тұндырғыштың басқа түрінде (яғни концентратор, тұндырғыш резервуар, тазартқыш, шөгінді бассейн) тұндыру арқылы жүзеге асырылады. Кейбір жағдайларда бөлу сүзу процесі арқылы аяқталады (мысалы, құм сүзгісі). Тұндыру және/немесе сүзу сипаттамаларын жақсарту үшін флокулянт-коагулянт қоспаларын қолдануға болады.

Бейорганикалық процесс ЕО-да мырыш гидрометаллургиялық зауыттарында жиі қолданылады. Бұл процесс ЕО-дағы мырыштың пирометаллургиялық өндірісі бойынша жалғыз зауытта да қолданылады.

Биологиялық процесті қолдана отырып, сарқынды суларды тазарту қондырғысы

Тек бір еуропалық зауытта реакция қоспасында сульфид иондарын өндіру үшін биологиялық процесс қолданылады. Ылғал газ тазартқыштан шығатын әлсіз қышқыл сульфаттың жоғары концентрациясына ие болады (10-25 мг/л) және бірінші кезекте өңделеді. Сульфат иондары сарқынды суларды биологиялық тазарту қондырғысында сутегімен және сульфатты қалпына келтіретін бактериялармен сульфидті иондарға (S^2-, HS-) дейін азайтылады:

SO4^{2 -} + 4H; > S^{2 -} + 4H2O

Сутегі риформинг қондырғысында табиғи газ бен будан шығарылады. Мырыш және басқа металдар сульфид иондарымен әрекеттеседі және металл сульфиді ретінде тұндырылады:

Me²⁺ + S² > MeS

Осылайша, жалпы реакция келесі формуламен беріледі:

MeSO₄ + 4H₂ ^ MeS (s) + 4H₂O

Осы тазартудан кейін сульфаттар мен металдардың концентрациясы тікелей ағызу үшін әлі де жоғары, ал су басқа кезеңде сонымен қатар басқа сарқынды сулармен бірге тазартудан өтеді, (қалпына келтіру жұмыстарынан кейін жерасты сулары). Мұнда сульфатты төмендететін бактериялар металдарды сульфидпен тұндыру үшін де қолданылады, бірақ бұл жағдайда этанол сутектің орнына электронды донор ретінде қолданылады. Жалпы реакцияның келесі формуласы бар:

3MeSO₄ + 2C₂H₅OH → 3MeS + 2H₂O + 4H₂CO₃

Сарқынды сулардағы бос металдардың концентрациясының жоғарылауы сульфатты төмендететін бактериялар үшін улы болғандықтан, реакторға ерітінді құнарсыздандырып беріледі. Ағызылатын судағы сульфид концентрациясын төмендету үшін биологиялық реактордағы аэробты бактериялармен қарапайым күкірттегі сульфид иондарын төмендету қолданылады:

2S^2- + O₂ + 2H₂O → 2S° + 4OH^-

Барлық сульфидтер мен биомасса шөгінділері мырыш және күкірт қышқылы түріндегі күкірт өндіретін цехтерде металдарды алу үшін күйдіру кезеңінде екінші рет өңделеді.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Суға металдардың шығарындыларын азайту. Биологиялық процестен кейін ағып жатқан ағынды металдардың құрамы бейорганикалық сульфидті қоспаларды (NaHS, Na₂S) қосып, сарқынды суларды тиімді тазартқаннан кейін тазартылған судың құрамына ұқсас, өйткені екі процестегі химиялық құрылым бірдей (металл сульфидтерінің әлсіз ерігіштігі негізінде).

Суға сульфаттар шығарындыларын азайту. Биологиялық процестің қосымша оң әсері бар, өйткені тазартылған судағы сульфаттардың мөлшері азаяды. Сынадай сульфат концентрациясына қол жеткізуге болады - классикалық бейорганикалық процесте шамамен 1600 мг/л концентрациясымен салыстырғанда шамамен 600 мг/л.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Кестеде пайда болатын сарқынды сулардың алдын алуға және/немесе көлемін азайтуға ғана емес, сонымен қатар суды пайдалану көлемін азайтуға және тұтастай қоршаған ортаға жүктемені азайтуға бағытталған шаралар көрсетілген. Су тұтынудың жалпы және үлестік көлемінің төмендеуі тазартудан кейін ағызуға жіберілетін сарқынды сулар мөлшерінің азаюына әкеп соғады.

5.29-кесте. Сарқынды суларды болғызбау және/немесе олардың көлемін азайту шаралары

Р/с №	Сипаты	Қол жеткізілген артықшылықтар
1	2	3
1	Құрамында ластағыш заттар бар сарқынды суларды шартты таза судан, нөсер суынан немесе өзге де сулардан бөлу	Бастапқы су тұтыну және сарқынды сулардың пайда болу көлемдерін қысқарту
2	Тұйық су айналым жүйесін құру (суды рециркуляциялау жүйесі), сондай-ақ технологиялық процестерде беттерден бөлінетін шартты таза суды пайдалану.	Бастапқы су тұтыну көлемдерін қысқарту
3	Сарқынды суларды, оның ішінде суағардың өндірістік коллекторларында оларды өңдеу және кейіннен пайдалану үшін нөсер және сорғыту суларын жинау және бөлу жүйелерін құру	Сарқынды сулардың пайда болуын азайту
4	Технологиялық суларды бөлек бұруды пайдалану (мысалы, конденсат және салқындатқыш су). Бұл ретте сарқынды сулардан кейіннен пайдалану үшін шикізаттың немесе өнімнің ысырабы салдарынан туындайтын ластағыш заттарды барынша ықтимал шығаруға назар аудару қажет.	Суды қайта пайдалану жүйелерінің тиімділігін арттыру
5	Өндірістік экологиялық бақылау бағдарламаларын әзірлеу, онда бақылауға жататын көрсеткіштер, сондай-ақ кәсіпорынның ерекшелігіне, сондай-ақ сарқынды сулардың көлеміне, ластану түрлері мен санына және оларды тазарту сапасына қойылатын талаптарға байланысты бақылаудың кезеңділігі туралы ақпарат көрсетіледі. Ағызылатын сарқынды сулардың сапасын бақылауды коллекторда, құрама камерада немесе тазарту құрылыстарынан шығарылатын құдықта жүзеге асырады.	Сарқынды суларды өңдеу процесін оңтайландыру және сарқынды суларды өңдеу объектісінің тұрақты және үздіксіз жұмыс істеуін қамтамасыз ету
6	Құбыр жүйелері мен сорғы қондырғыларын қоса алғанда, жабдықтың тұтастығы мен герметикалығын, сондай-ақ ағып кетулердің пайда болуы мүмкін орындарын (тұндырғыштар және суды өңдеудің басқа да тораптары) бақылау жүйесін енгізу	Бастапқы су тұтыну көлемінің төмендеуі

ӨMK мырыш зауытында цех ішіндегі суды қайта пайдалану жүйесі және цех ішіндегі айналмалы сумен жабдықтау жүйесі қолданылады. Шахталық пештерден, қожды тұтату қондырғысынан және электр қондырғыларынан шыққан сарқынды сулар технологиялық жабдықты салқындату үшін пайдаланылады. Қайта пайдаланылатын судың температурасын төмендету осы жүйені жалпы комбинат суларымен үрлеу арқылы жүзеге асырылады. Пайда болған сарқынды сулар кәсіпорынның технологиялық процесінде оларды одан әрі пайдалану мүмкіндігі үшін тазартудан өтеді (айналымдағы су), шартты-таза сарқынды сулар, олар ОС градирняларында салқындағаннан кейін толық көлемде әрі қарай пайдалану үшін өнеркәсіптік сумен жабдықтаудың жалпы комбайндық айналым жүйесіне жіберіледі.

2018 жылы "AURUBIS" (Гамбург) зауытындағы байланыс қондырғысының салқындату жүйесінің техникалық модификациясы орталықтандырылған жылумен жабдықтауды бөлу мүмкіндігін қамтамасыз ету үшін температура деңгейін арттыру және зауыт шекарасына дейін орталықтандырылған жылумен жабдықтау құбырын салу арқылы Эльба өзеніне 12 млн м³ салқындатқыш судың ағызылуын болғызбауға ықпал етті[39].

Кросс-медиа әсерлер

Бейорганикалық процесті қолдана отырып, сарқынды суларды тазарту қондырғысы

Бейтараптандыратын заттарды (әк, натрий гидроксиді), сульфид көздерін (NaHS, Na₂S) және флокулянттарды қолдану.

Өндіріс қалдықтары.

Биологиялық процесті қолдана отырып, сарқынды суларды тазарту қондырғысы

Бейтараптандырғыштарды (әк, натрий гидроксиді) және флокулянттарды қолдану. Бейорганикалық процеске қарағанда бейтараптандырғыштарға қажеттілік аз.

Табиғи газды, этанолды немесе көміртектің басқа көздерін пайдалану.

Энергияны тұтынуды арттыру (ең төмен температураны шамамен 30 ^°C қамтамасыз ету қажеттілігі).

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Бейорганикалық процесті қолдана отырып, сарқынды суларды тазарту қондырғысы

Бұл жалпыға бірдей қолданылатын технология, сондықтан технологиялық ақпарат салыстырмалы түрде қолжетімді.

Биологиялық процесті қолдана отырып, сарқынды суларды тазарту қондырғысы

Бұл процесс бейорганикалық процеске қарағанда күрделі және сезімтал. Ең төмен температура шамамен 30 ^°C болуы керек, бұл осы технологияның жалпы қолданылуын төмендетеді; жергілікті жағдайларға байланысты бағалау қажет.

Экономика

Бейорганикалық процесті қолдана отырып, сарқынды суларды тазарту қондырғысы

Технология сала ауқымында қолданылады.

Биологиялық процесті қолдана отырып, сарқынды суларды тазарту қондырғысы

Осылайша, "Оралэлектрмыс" АҚ филиалының нөсерлік және өнеркәсіптік сарқынды суларын жинауды қамтамасыз ететін нөсерлік жинағыш құрылысы экологиялық жағдайды жақсартуға және су ресурстарын ұтымды пайдалануға бағытталған-сарқынды суларды өндірісте қайта пайдалану мүмкіндігі үшін тазарту үшін бейтараптандыру станциясына жіберу жоспарланып отыр[40].

Экономикалық тұрғыдан тиімді, бірақ жеке тәсілді қажет етеді. Сынақтан өтті, ЭЫДҰ елдерінде қолданылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Суға металдардың және басқа да ластағыш заттардың шығарындыларын азайту.

5.6. Кадмийді өндіру және кері өңдеу схемалары

5.6.1. Кадмийдің гидрометаллургиялық өндірісі

5.6.1.1. Шаймалау мен қатты және сұйық фазалардың бөлінуінен түзілетін шығарындыларды болғызбау және азайту тәсілдері

Қолданылатын техника:

орталық аспирация жүйесі;

ылғалды скруббер.

Кросс-медиа әсерлер

Кадмий өндіретін нақты цех жағдайында барлық жабдық орталық аспирация жүйесіне қосылады, ал шығатын газ дымқыл скрубберде өңделеді, жуу ерітіндісін бұру мырышты шаймалау кезеңіне қайтарылады [41].

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Атмосфераға шығарындылардың алдын алу және азайту.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Ұсынылған жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Кадмийді шаймалау бойынша белгілі цехтерде қолданылады.

Экономика

Ендірудің қозғаушы күші

Атмосфераға шығарындыларды азайту. Еңбек гигиенасы.

5.6.1.2. Электролизден түзілетін шығарындыларды болғызбау тәсілдері

Техникалық сипаттамасы

Электролиз ванналарын пластикалық брезентпен немесе қорғаныш планкалармен жабындау.

Мырыш электролиттік процестегідей, бірақ аз мөлшерде кадмий тазартылған кадмий сульфатының ерітіндісінен алюминий бастапқы катодтарына түседі, ал анодтарда оттегі пайда болады. Бетіне жарылып кететін оттегі көпіршіктері қышқыл буларды (аэрозоль) құрайды. Бұл бу шығарындыларының көлемін азайту үшін электролиз ванналары пластикалық брезентпен жабылған немесе электродтардың үстіне/арасына бөлек пластикалық қорғаныс тақталарын орналастырылған.

Ұйымдастырылмаған тозаң шығарындыларының көлемін тиімді жуып тазалау арқылы азайтуға болады, мысалы, құрамында кадмий бар сұйықтықтар мен қатты заттардың төгілуі осы аймақта еденді ылғалды ұстай отырып, олардың кідіріссіз жойылуын қамтамасыз етеді.

Экологиялық әсер

Қышқыл буы шығарындыларының және ұйымдастырылмаған тозаң шығарындыларының алдын алу.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Әдетте кез келген кадмийлі электролиз ваннасы үшін қолданылады.

Экономика

Пластикалық қорғаныс жолақтарына салыстырмалы түрде шектеулі күрделі шығындар. Экономикалық тұрғыдан тиімді, бірақ жеке тәсілді қажет етеді. Сынақтан өтті, ЭЫДҰ елдерінде қолданылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Атмосфераға шығарындыларды азайту. Еңбек гигиенасы.

5.6.1.3. Кадмийдің гидрометаллургиялық өндірісінен түзілетін қалдықтар мен қоқыстарды болғызбау және азайту

Сипаты

Гидрометаллургиялық мырыш өндірісінен кадмийге бай цементитті қалпына келтіру немесе тұндыру.

Техникалық сипаттамасы

Тазарту

Бұл процедура кадмийді одан әрі концентрациялау және тазарту үшін (электролиз немесе пирометаллургиялық процесс) тазарту кезеңінде мырышты кадмиймен байытылған цемент ретінде өңдеу процесінен алу және нәтижесінде оны тауарлық кадмий металына немесе кадмий қосылысына айналдыру болып табылады.

Тұндыру

Кадмийді кадмийге бай тұнбаға (мысалы, цемент (Cd металл), Cd(OH)₂) айналдыру мақсатында гидрометаллургиялық операциялар кешенін қолдана отырып, тазарту кезеңінде кадмиймен байытылған цемент ретінде мырышты өңдеу процесінен кадмий алу рәсімі қатаң бақыланатын жағдайларда кәдеге жаратылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Тазарту

Суды пайдаланбайтын процесс.

Тұндыру

Полигондарда көмуге арналған кадмийдің мақсатты қалдықтарынан басқа, осы процестің нәтижесінде қалдықтар пайда болмайды: барлық технологиялық ағындар кадмийді өңдеу сатысында немесе мырыш қондырғысының ағынында екінші рет өңделеді. Қайта өңделетін қалдықтардың көлемі салыстырмалы түрде аз, өйткені процесс кадмийдің жоғары концентрациясымен жүреді (кемінде 20 %). Қалдықтарды кәдеге жарату шарттары қолданыстағы заңнамаға сәйкес келеді. Бұл қалдықтарды тастамас бұрын оның физикалық қасиеттерін жақсарту үшін (мысалы, шаймалау) орнында немесе полигондарда тұрақтандыру керек (мысалы, әк қосу) дегенді білдіреді).

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Полигонда кәдеге жарату үшін кадмийге бай шөгінділердің тұндыру пайызы нарықтық сұранысқа байланысты.

Кросс-медиа әсерлер

Тазарту

Реагенттерді пайдалану. Кадмийді тазарту процесінде немесе кадмийді өңдеу кезеңінде ерітіндіден тұндыру кезінде мырыш тозаңы қолданылады (Cd++ + Zn ^ Cd + Zn++ реакциясына сәйкес стехиометриялық саны 1,1–1,6 есе).

Энергияны тұтынуды арттыру (кадмийді металл пішініне айналдыру үшін электролиз және балқыту / құю кезінде электр энергиясы қажет).

Тұндыру

Бейметалл формадағы кадмийдің шөгіндісі (мысалы, гидроксид түрінде) әк немесе NaOH қосуды қажет етеді.

Концентрацияланған кадмий қалдықтары пайда болады.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Процесс типі тұрғысынан тазарту процесі шөгінді процесіне қарағанда күрделі және тұрақсыз процесс болып табылады: кадмий сульфатының ерітіндісін электролиз бөлімінде өңдегенге дейін тазарту керек, ал қалдықтар тұндырылатын кадмий сульфатының ерітіндісінің сапасына қойылатын талаптар аз болады.

Тазарту процесіне қажетті жабдық (реакциялық резервуарлар, тұндырғыштар, электролиз ванналары, балқыту пеші, құю жабдықтары) тұндыру процесіне қарағанда универсалды (реакциялық резервуарлар, тұндырғыштар, сүзгі).

Зауыттың процесті таңдауы көбінесе нарықтық жағдайларға (яғни, кадмий нарығы теориялық тұрғыдан өндірілген кадмийдің барлығын пайдалану үшін тым аз), қайта өңдеу мүмкіндігі/шарттары, сонымен қатар қажетті жабдықтар мен тәжірибе және т.б. байланысты. Бұл жағдайлар белгілі бір аймаққа немесе учаскеге тән болуы мүмкін және уақыт өте келе өзгеруі мүмкін.

Экономика

Экономикалық тұрғыдан тиімді, бірақ жеке тәсілді қажет етеді. Сынақтан өтті, ЭЫДҰ елдерінде қолданылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Осы екі процестің біреуін жүзеге асырудың қозғаушы факторлары:

қысқа мерзімді және ұзақ мерзімді перспективада рентабельділігі/құны;

қоршаған ортаға әсер ету (қалдықтарды қалыптастыру/болғызбау, электр және реактивтерді тұтыну);

қоршаған ортаны қорғау және адам денсаулығы саласындағы заңнаманы сақтау қабілеті.

5.7. Кадмийдің пирометаллургиялық өндірісі

5.7.1. Металл кадмий цементтерін брикеттеуден және илемдеуден түзілетін шығарындыларды болғызбау және азайту тәсілдері

Сипаты

Қарастыруға арналған технологиялар:

орталық аспирация жүйесі;

ылғалды скруббер.

Техникалық сипаттамасы

Кадмий сульфатының ерітіндісі кадмийді тұндыру үшін резервуарға айдалады. Содан кейін мырыш тозаңы қосылып, кадмий ұсақ түйіршіктер түрінде тұндырылады. Түйіршіктер ерітіндіден нутч-сүзгіде бөлінеді, гидравликалық Престің көмегімен жуылады және брикеттеледі. Брикеттер кадмий өңдеу зауытына тасымалдау үшін жабық контейнерлерде сақталады. Кадмий құрамы >98 %. Бастапқы ерітінді мырышты шаймалау секциясында қайта өңделеді.

Жабдық орталық аспирация жүйесіне қосылған, ал шығатын газ ылғалды скрубберде тазартылады. Жуу ерітіндісі мырышты шаймалау секциясына жіберіледі.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Тозаң шығарындыларын азайту.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Ақпарат ұсынылған жоқ.

Кросс-медиа әсерлер

Ақпарат жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Ақпарат жоқ.

Экономика

Ендірудің қозғаушы күші

Іске асыру шығындары көп емес экологиялық қауіпсіз процесс.

5.7.2. Фьюминг/конденсация арқылы кадмий алу процестеріндегі шығарындыларды азайту тәсілдері

Сипаты

Қарастыруға арналған технологиялар:

қапшық сүзгі;

ЭСТ;

ылғалды скруббер.

Техникалық сипаттамасы

Төмен температуралы схеманы қолданған кезде кадмий брикеттері каустикалық сода қабатының астында пеште ериді. Қожды алып, кішкене құймаларға құяды. Сұйық кадмий рафинациялау пешіне жіберіледі [42].

Қайта өңдеу пешінде балқытылған кадмий мырышты кетіру үшін каустикалық содамен өңделеді. Қоспа бірнеше сағат бойы араластырылады. Содан кейін араластыру процесі орнатылып, қож алынып, құймаларға арналған кішкене қалыптарға құйылады. Бұл металл құрамында > 99,5 % кадмий болады және вакуумды айдау процесіне жіберіледі.

Вакуумдық айдау процесінде кадмий бу қысымы төмен компоненттерден бөлінеді. Дистилляция қондырғысы вакуумда жұмыс істейді, ал металл балқу температурасына жақын температурада буланады. Ұшпалығы төмен компоненттер конденсацияланады және пешке қайтарылады. Жоғары сапалы кадмий конденсат түрінде жиналып, құймаларға құйылады.

Кадмий өңдеуге арналған барлық жабдық орталық аспирация жүйесіне қосылған. F зауытында пайдаланылған газ қоршаған ортаға шығарылар алдында ЭСТ-да тазартылады. ЭСO-дан жиналған тозаң мезгіл-мезгіл сумен жуылады. Мырышты шаймалау бөлімінде элюат қолданылады. B зауытында скруббер, ал D зауытында қапшық сүзгі қолданылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Атмосфераға тозаң шығарындыларын азайту.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

5.30-кестеде B, E (Е зауыты үшін кадмийді рафинациялаудың соңғы кезеңі В зауытында өтеді) және F (кадмий өндірісі кезіндегі гидрометаллургиялық/вакуумдық айдау схемасы) зауыттары үшін кадмий шығуын тарату көрсетілген.

5.30-кесте. Кадмийдің шығуын еуропалық мырыш өңдеу зауыттарында тарату

Р/с №	Енгізілетін материал (%)	B зауыты	Е зауыты	F зауыты
1	2	3	4	5
1	Тазартылған кадмий металы	90,4	14	70-ке жуық
2	Кадмий жанама өнімдерде қоспа ретінде (Cu және Pb-Ag концентраттары)	9,4	41	20-25
3	Кадмий қалдықтарын кәдеге жарату	Деректер жоқ	35 (Cd қалдығы) + 5 (гетит)	5-10 (Jarofix)
4	ССТҚ-дан шламмен кәдеге жаратуға арналған кадмий	0,1	5	0,1-ге жуық
5	Атмосфераға шығарындылардағы кадмий	< 0,01	< 0,01	< 0,01
6	Суға төгінділердегі кадмий	< 0,01	< 0,01	< 0,01

Кросс-медиа әсерлер

Ақпарат жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Технология тазартылған кадмийге сұраныс болған кезде ғана пирометаллургиялық тәсілмен тиімді болып табылады.

Қалдықсыз жұмыс істеу үшін процесс мырышты өңдеудің гидрометаллургиялық процесіне біріктірілуі тиіс.

Экономика

Ендірудің қозғаушы күші

Атмосфераға ЛЗ шығарындыларын азайту.

5.7.3. Кадмийдің пирометаллургиялық өндірісінен түзілетін қалдықтар мен қоқыстарды болғызбау және азайту тәсілдері

Барлық қалдықтар ішкі немесе сыртқы процестерде қайта өңделеді/қайта пайдаланылады.

5.8. Кадмий құймаларын балқыту, қорытпалар алу және құю (бастапқы және қайталама циклдер)

5.8.1. Балқыту, қайта балқыту, қорытпалар алу мен құю пештерінен түзілетін шығарындыларды болғызбау және азайту тәсілдері

Сипаты

Қарастыруға арналған технологиялар:

қапшық сүзгі;

ЭСТ;

ылғалды скруббер.

Техникалық сипаттамасы

Жоғары сапалы кадмий рафинадталған кадмий пешінен шарлар, құймалар немесе басқа да пішіндер түрінде қолмен құйылады. Құймалар кесіліп, пластикалық қаптамасы бар картон қораптарға немесе үлкен қапшықтарға оралады. Құю және кесу процесінен қалған қалдықтар арнайы пеште балқытылады және қайтадан құйылады.

Пештер орталық аспирация жүйесіне қосылған. Шығатын газ қоршаған ортаға шығарылар алдында скрубберде немесе ЭСТ-да тазартылады. ЭСТ-дан жиналған тозаң мезгіл-мезгіл сумен жуылады. Мырышты шаймалау бөлімінде элюат қолданылады. Сол сияқты, скруббер шүмегін мырыш қондырғысында өңдеуге болады.

Балқыту пештерінің қалдықтары мырыш қондырғысында өңделеді.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Қалдықтардың пайда болмауы.

ЭСТ көмегімен шығарындылардың өте төмен деңгейі.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

5.31-кестеде кадмий өндірісінің әртүрлі үдерістерінен шығарындылар бойынша зауыттардың деректері келтірілген.

5.31-кесте. Балқыту, қайта балқыту, қорытпалар мен құймаларды алу пештерінен шығарындылар

Р/с №	Зауыт		B		D		F
Р/с №	Зауыт		орташа мәні	ең жоғары мәні	орташа мәні	ең жоғары мәні	орташа мәні	ең жоғары мәні
1	2		3	4	5	6	7	8
1	Ағын	Нм³/ч	4 950	НД	10 087	НС	7 500	НС
2	Тозаң	мг/Нм³	0,106	0,264	1,5	2,5	0,06	0,19
3	Cd	мг/Нм³	0,093	0,232	0,090	0,16	0,001	0,006
4	Пайдаланылатын технология		Скруббер		Қапшық сүзгі		ЭМП
5	Іріктеу жиілігі	Саны/жыл	1		1		12
6	Cd процесі		Катодпен балқыту		Содамен балқыту		Содамен балқыту және вакуумды дистилляция

Кросс-медиа әсерлер

Ақпарат жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Ақпарат жоқ.

Экономика

Ендірудің қозғаушы күші

Қоршаған ортаны қорғау туралы заңнама.

Еңбек гигиенасы.

5.8.2. Балқыту процестерінен түзілетін қалдықтар мен қоқыстарды болғызбау және азайту

Балқыту процесінде қалдықтар пайда болмайды. Барлық аралық қалдықтар процесте екінші рет өңделеді.

5.8.3. Сарқынды сулардың түзілуін болғызбау

Сипаты

Кадмий құю процестерінен сарқынды сулардың түзілуін болғызбау.

Техникалық сипаттамасы

Осы өндіріс схемасын қолданған кезде сарқынды сулар түзілмейді.

Барлық шешімдер жабық циклде өңделеді. Ылғал скрубберден өткеннен кейін ағып жатқан ағын мырышты шаймалау бөлімінде қолданылады.

Салқындатқыш су қолданылмайды.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Сарқынды сулардың болмауы.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Сарқынды сулардың пайда болмауы.

Кросс-медиа әсерлер

Ақпарат жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Ақпарат жоқ.

Экономика

Ендірудің қозғаушы күші

Кадмийдің қоршаған ортаға шығарындыларын азайту.

5.8.4. Кадмий алу қондырғыларынан шығатын сарқынды суларды тазарту (бастапқы, қайталама гидрометаллургиялық және пирометаллургиялық процестер)

Сипаты

Кадмий алу қондырғыларынан сарқынды суларды тазарту.

Техникалық сипаттамасы

Кадмий өндіретін металлургиялық қондырғы мырыш өндіретін металлургиялық қондырғымен біріктірілген кезде, кадмий секциясындағы барлық сарқынды сулар жалпы сарқынды суларды тазарту қондырғысында тазартылады.

Кадмий секциясы мырыш алу қондырғысына біріктірілмеген кезде және процесс су қабылдағышқа соңғы шығарылыммен орындалған кезде, қосымша сіңіру мұнаралары бар жоғарыда сипатталған технологиялар қолданылады (егер бұл ағынның жалпы көлеміне мүмкіндік берсе).

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Су қабылдағышта кадмийдің аз мөлшерде бөлінуі.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Ақпарат жоқ.

Кросс-медиа әсерлер

Реагенттерді қолдану. Соңғы қалдықтар инерция және жою процестерінен өтеді.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Пайдалану мүмкіндігі жергілікті жағдайлармен анықталады.

Экономика

Ендірудің қозғаушы күші

Су ортасы жөніндегі негіздемелік директива ережелерін және ұлттық талаптарды сақтау.

5.9. Энергия

5.9.1. Негізгі технологиялық процестерден шығатын пайдаланылған газдардың жылуын пайдалану

Сипаты:

кәдеге жаратушы қазан;

буландыратын салқындату қондырғысы.

Техникалық сипаттамасы

Энергия тиімділігін арттыру және отынның сыртқы тұтынуын қысқарту бөлінетін газдардың жылуын рекуперациялау әдістерін қолдану есебінен қол жеткізіледі. Балқыту, күйдіру пешінде немесе конверторда алынған ыстық шығатын газ кәдеге жаратушы қазандыққа немесе буландыратын салқындату қондырғысына жіберіледі, онда газ бу шығарумен салқындатылады. Өндірілген бу, әдетте, технологиялық процесте, мысалы, шаймалау кезінде қолданылады [43].

Қорғасын мен мыс өндіретін кәсіпорындардың бірінде буды пайдалану тиімділігін арттырудың мысалы ретінде кәдеге жарату қазандығының редукциялық қондырғысын бу турбогенераторына ауыстыру мүмкіндігі қарастырылады. Мыс және қорғасын зауыттарының ISA-пештерінің қазандықтарында өндірілген бу 40 бар жұмыс қысымына ие болады және тұтынушыларға осындай қысыммен тікелей берілмейді, өйткені өнеркәсіптік алаңның негізгі бу құбырлары 6 барға дейін жұмыс қысымына есептелген. Шығарылатын бу қысымын 40 бардан 6 бар мәніне дейін төмендету үшін кәдеге жаратушы қазандар жабдықтарының құрамында редукциялық қондырғы көзделген (РҚ). Айта кету керек, буды РҚ-ға дроссельдеу кезінде оның потенциалдық энергиясының бір бөлігі жоғалады. РҚ схемасынан шығару және РҚ-ға параллель бір мезгілде екі функцияны атқаратын қысымға қарсы бу турбогенераторын орнату ұсынылады:

бу қысымын талап етілетін 6 бар қысымға дейін төмендететін және кейіннен оны тұтынушы желісіне беретін бу турбогенераторын айналдыру үшін бастапқы қысымы 40 бар бу энергиясын пайдалану;

бұрын РҚ дроссельдеу кезінде жоғалған будың потенциалы есебінен кәсіпорынның өз қажеттіліктері үшін электр энергиясын өндіру.

Бу турбогенераторын байланыстырудың ұсынылып отырған схемасы редукциялық қондырғының не бу турбогенераторының бөлек жұмыс (таңдау бойынша) мүмкіндігін жоққа шығармайды.

5.15-сурет. Бу турбогенераторын байланыстыру схемасы

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

ЭСТП бар зауыттар үшін энергияны қалпына келтірудің типтік көрсеткіштері: 3,5 MДж/т Zn.

Кросс-медиа әсерлер

Нәтиже күтілмейді.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

ЭСТП бар зауыттарда қолданылады.

Экономика

Қалай болғанда да, газды салқындату қажет болғандықтан, энергияны қалпына келтіруге жұмсалатын қосымша шығындар электр энергиясын өндіретін турбинаға салынатын инвестициялармен байланысты.

Экономикалық тұрғыдан тиімді, бірақ жеке тәсілді қажет етеді. Сынақтан өтті, ЭЫДҰ елдерінде қолданылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Өнімділікті арттыру, өндірістік шығындарды қысқарту.

5.10. Су ресурстарын басқару және сарқынды суларды тазарту әдістері

Қайта өңдеуге немесе қайта пайдалануға жатпайтын кез келген су табиғи су объектілеріне ағызылатын түпкі ағындардағы металдар, қышқыл түзуші заттар және қатты бөлшектер сияқты ластағыш заттардың шоғырлануын азайту үшін тазартылуға тиіс. Судағы ластағыш заттардың концентрациясын азайту үшін өндірістік циклдің соңында тазарту технологияларын қолдануға болады, мысалы, химиялық шөгінді, тұндыру немесе флотация және сүзу. Әдетте, бұл әдістер сарқынды суларды тазартудың соңғы немесе орталық қондырғысында қолданылады, алайда технологиялық сарқындар басқа сарқынды сулармен араласқанға дейін металдарды тұндыру үшін шаралар қабылдануы мүмкін.

Тазартудың ең қолайлы әдісін немесе әртүрлі әдістердің комбинациясын таңдау әр нақты жағдайда әр объектіге тән нақты факторларды ескере отырып жүзеге асырылады. Соңғы сарқынды сулардың көлемін және ластағыш заттардың концентрациясын азайтудың оңтайлы әдісін анықтау үшін келесі маңызды факторларды ескеру қажет:

сарқынды сулардың көзі болып табылатын процесс;

су көлемі;

ластағыш заттар және олардың шоғырлануы;

процестерде қайта пайдалану мүмкіндігі;

су ресурстарының қолжетімділігі.

5.10.1. Қайта пайдалану және рециркуляция

Сипаты

Ағызылатын сарқынды суларды өндірістік циклде қайта пайдалану арқылы олардың көлемін азайту.

Технологиялық сипаттамасы

Түсті металлургияда сарқынды сулардың құрамында төгілетін сұйық қалдықтардың пайда болуын азайту үшін суды қайта пайдалану әдістері мен әдістері сәтті қолданылады. Сарқынды сулардың төмендеуі кейде экономикалық тұрғыдан тиімді болады, өйткені сарқынды сулардың көлемі төмендеген кезде табиғи су объектілерінен тұщы суды алу көлемі азаяды.

Көп жағдайда қайта өңдеу және қайта пайдалану процестері технологиялық процестерге біріктірілген. Қайта өңдеу сұйықтықты алынған процеске қайтаруды қарастырады.

Тазартудан кейін қолдануға болатын сулар былайша бөлінеді:

өндіріс процесінде тікелей түзілетін сулар (мысалы, реакциялық су, шаятын су, сүзінділер);

жабдықты тазарту нәтижесінде пайда болатын сарқынды сулар (мысалы, техникалық қызмет көрсету, бітелулерді жуу, өнімнің өзгеруіне байланысты көп мақсатты жабдықты тазарту кезінде).

Сарқынды суларды қайта пайдалану суды басқа мақсатта пайдалануды білдіреді, мысалы, жерүсті суларын салқындату үшін пайдалануға болады.

Әдетте, айналым жүйесінде негізгі тазарту әдістері қолданылады немесе айналым жүйесінде тоқтатылған қатты бөлшектердің, металдардың және тұздардың жиналуын болғызбау үшін айналым сұйықтығының шамамен 10 %- ы мезгіл-мезгіл төгіледі. Өңдеуден кейін тазартылған суды салқындату, ылғалдандыру және басқа да процестерде қайта пайдалануға болады. Тазартылған судың құрамындағы тұздар оны қайта пайдалану кезінде белгілі бір проблемалар тудыруы мүмкін, мысалы, жылу алмастырғыштардағы кальцийдің тұнбасы. Бұл проблемалар суды қайта пайдалануды айтарлықтай шектеуі мүмкін.

Жабдықты жуу, шаю және тазарту нәтижесінде алынған суды қайта пайдалану сарқынды, егер су өндіріс процесінің өзінде айналса, суларға жүктемені төмендетуден басқа, өнімді қалпына келтірудің және өнімнің шығуын көбейтудің артықшылығы бар. Бұл шектеу факторы болуы мүмкін сарқынды суларды жинауға, буферлеуге немесе сақтауға арналған жабдықты қажет етеді. Сарқынды суларды ағызудың орнына оларды қайта өңдеудің басқа да мүмкіндіктері бар: мысалы, жаңбыр суын жинап, скрубберлерге беру үшін пайдалануға болады; конденсатты қайта өңдеу. Төменде кәсіпорында түзілетін сарқынды сулардың түрлері, оларды қайта пайдалану мүмкіндігі үшін тазарту туралы ақпарат берілген.

5.32-кесте. Сарқынды сулардың пайда болуы және оларды тазарту әдістері

Р/с №	Түзілетін сарқынды сулардың түрлері	Технологиялық процесс (түзілу көзі)	Сарқынды суларды тазарту әдістері	Ескертпе
1	2	3	4	5
1	Техникалық су	Қышқыл аккумуляторлардың зақымдануы	Бейтараптандыру және тұндыру	Мүмкіндігінше процесте қайта пайдалану
2	Жанама салқындату үшін су	Пештерді салқындату	Қоршаған ортаға әсері төмен қоспаларды пайдалану	Герметикалық салқындату жүйесін пайдалану. Ағып кетуді анықтау жүйесін бақылау
3	Тікелей салқындатуға арналған су	Pb қорыту.	Тұндыру. Егер қажет болса, тұнбаластыру	Тұндыру немесе басқа өңдеу әдісі. Жабық салқындату жүйесі
4	Қожды түйіршіктеу	Cu, Ni, Pb, асыл металдар, ферроқорытпалар	Тұндыру. Егер қажет болса, тұнбаластыру	Тұйық жүйеде қайта қолдану
5	Скруббер (үрлеу)	Ылғалды скрубберлер. Ылғалды ЭСФ және қышқыл қондырғылардағы скрубберлер	Бейтараптандыру. Тұндыру. Егер қажет болса, тұнбаластыру	Үрлеу арқылы өңдеу. Мүмкіндігінше әлсіз қышқыл ағындарын қайта пайдалану
6	Жерүсті суы	Барлық процестер	Тұндыру. Егер қажет болса, тұнбаластыру. Сүзгілеу	Аулалар мен жолдарды тазалау. Шикізатты дұрыс сақтау.

Проблемалардың бірі – ағызылатын судың мөлшері, өйткені кейбір қондырғыларда үлкен көлемдегі суды қайта өңдеу жүйелері қолданылады. Төгінділердің әсерін бағалау кезінде ескерілуі керек факторлардың бірі – олардың құрамындағы ластағыш заттардың массасы.

Бельгияда 2016 жылдан бастап жұмыс істеп келе жатқан Nyrstar Balen су тазарту станциясы 100 м³/сағ ластанған жерасты суларын шамамен 150 метр тереңдікке айдайды. Айдалатын су өнеркәсіптік өндірістік процестерде, мысалы, жану процесінде пайда болған газдарды жуу және шаймалау процесінде сүзгілерді жуу үшін қолданылады [44].

Содан кейін алынған сарқынды сулар сарқынды сулардың сапасына, әсіресе металл концентрациясына қатаң шектеулерді сақтау үшін мұқият тазаланады. Сарқынды сулар физикалық және химиялық өңдеуден өтеді, оған РН жоғарылауы және металдардың тұнбасы кіреді. Тазартудың соңғы кезеңі ретінде қалған ластағыш бөлшектерді кетіру үшін Sibelco құмымен сүзу қолданылады. Nyrstar су тазарту станциясы 24/7 жұмыс істейді [45].

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Бастапқы су пайдалану көлемін қысқарту.

Сарқынды сулардың пайда болуының алдын алу/тазартылған сарқынды сулардың көлемін қысқарту.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Сарқынды суларды тазартудың белгілі бір әдістерін қолдана отырып тазарту рециркуляцияның тиімділігін арттыруға көмектеседі.

Кросс-медиа әсерлер

Сарқынды суларды кейінгі қайта өңдеу үшін рециркуляция мүмкіндігін болғызбау үшін жеткілікті деңгейде көп болуы мүмкін қосымша энергия мен материалдарды қажет етеді (мысалы, салқындатқыш суды дайындау кезінде тұндырғыш агенттер). Тазалау жабдығынан болатын шудың әсері (градирня).

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Рециркуляция немесе суды қайта пайдалану компоненттерді жанама өнімдер немесе тұз ретінде пайдалану кезінде түпкілікті өнімнің сапасына, сондай-ақ ерітіндінің өткізгіштігіне теріс әсер етуі мүмкін жағдайларда шектелуі мүмкін.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Қолдану қажеттілігі келесі факторларға байланысты:

су тұтыну көлемінің төмендеуі;

сарқынды сулардың пайда болуының алдын алу;

сарқынды суларды ағызуға арналған орындардың болмауы, мысалы, заңнамамен немесе жергілікті шарттармен шектелген;

экономикалық аспектілер (мысалы, таза суды пайдалану ақысының төмендеуіне немесе өнімді қалпына келтіруге және өнімнің шығымдылығын арттыруға байланысты).

5.10.2. Сарқынды суларды тазарту әдістері

Қайта өңдеуге немесе қайта пайдалануға жатпайтын табиғи су объектілеріне ағызылатын түпкі сарқынды суларды тазарту арқылы металдар, қышқыл түзетін заттар және қатты бөлшектер сияқты ластағыш заттардың шоғырлануын төмендету қажеттілігі табиғатты ұтымды пайдаланудың міндетті шарты болып табылады. Ол үшін химиялық шөгінді, тұндыру немесе флотация және сүзу сияқты өндірістік циклдің соңында тазарту технологиялары қолданылады. Әдетте, бұл әдістер сарқынды суларды тазартудың соңғы немесе орталық қондырғысында қолданылады, алайда технологиялық сарқындар басқа сарқынды сулармен араласқанға дейін металдарды тұндыру үшін шаралар қабылдануы мүмкін.

Тазартудың ең қолайлы әдісін немесе әртүрлі әдістердің комбинациясын таңдау әр нақты жағдайда әр өндірістік объектіге тән нақты факторларды ескере отырып жүзеге асырылады. Сарқынды сулардың құрамы концентрат/шикізат сапасына және ылғалды жүйелерде тазаланған кейінгі шығатын газдардың құрамына байланысты өзгеруі мүмкін. Сонымен қатар сарқынды сулардың пайда болуына ықпал ететін материалдарды немесе ауа-райының әртүрлі көздері сарқынды сулардың алуан түрін арттырады. Көбінесе өнімділікті оңтайландыру үшін технологиялық параметрлерді бейімдеу қажет. Соңғы сарқынды сулардың көлемін және ластағыш заттардың концентрациясын азайтудың оңтайлы әдісін анықтау үшін келесі факторларды ескеру қажет:

сарқынды сулардың көзі болып табылатын процесс;

түзілетін сарқынды сулардың көлемі;

қайта пайдалану (рециркуляция)мүмкіндіктері;

су ресурстарының қолжетімділігі;

тазарту әдісінің негізіне алынуы мүмкін ластағыш заттардың түрі мен шоғырлануы, қоспалардың немесе олардың химиялық қосылыстарының физикалық-химиялық қасиеттері.

Судың сапасын бағалау кезінде ескерілетін сипаттамалар:

жалпы көрсеткіштер: pH, минералдану (құрғақ қалдық), БПК, ХПК, БПК:ХПК арақатынасы, қалқыма заттардың құрамы;

бейорганикалық көрсеткіштер: азот тобы (аммоний-ион, нитраттар, нитриттер, жалпы азот), жалпы фосфор, сульфидтер, хлоридтер, сульфаттар, фторидтер, металл (Na, Ca, Mg, Al, Fe, Mn, Cr, Cu, Zn);

органикалық көрсеткіштер: жалпы органикалық көміртек, ПХДД/ПХДФ.

Суды өңдеуге бағытталған технологиялық тәсілдерді, әдістерді, шаралар мен іс-шараларды таңдау нақты қолдану мүмкіндіктерінің сарқынды суларының құрамы мен ерекшеліктерімен айқындалады. Төменде келтірілген әдістер "құбырдың соңында" деп аталатын әдістерге жатады, егер сарқынды сулардың пайда болуын болғызбау мүмкін болмаса немесе әртүрлі себептермен мүмкін болмаса, барлық әдістерді механикалық, химиялық, физика-химиялық және биологиялық немесе биохимиялық деп бөлуге болады. Сарқынды суларды тазарту әдістерінің біреуін немесе комбинациясын таңдағанда ластану сипатын ескеру қажет.

Төменде мырыш пен кадмий өндірісінде қолданылатын тазарту әдістері келтірілген.

5.10.2.1. Химиялық шөктіру

Сипаты

Бұл әдіс кальций гидрототығы, натрий гидрототығы, күкіртті натрий сияқты реагенттерді қосудан немесе рН мәнін түзету және еритін металдардың тұндыру қарқындылығын арттыру мақсатында реагенттерді біріктіруден тұрады.

Техникалық сипаттамасы

Химиялық тұндыру негізінен сарқынды сулардан еритін металл иондарын алу үшін қолданылады. Сарқынды сулардан еритін металдарды тұндыру рН мәнін түзету арқылы жүзеге асырылуы мүмкін. Сарқындарға реагент қосылады, мысалы, кальций гидроксиді, натрий гидроксиді, күкірт натрийі немесе реагенттердің қосындысы, нәтижесінде тұнба түрінде металмен ерімейтін қосылыстар пайда болады. Бұл ерімейтін қосылыстар сүзу және тұндыру арқылы судан шығарылуы мүмкін. Коагулянтты немесе флокулянтты қосу бөлуге оңай болатын үлкен қабыршақтардың пайда болуына ықпал етеді және көбінесе тазарту жүйесінің жұмысын жақсарту үшін қолданылады. Кем дегенде, зауыттардың бірінде сульфидтер түрінде металдарды тұндыру үшін қолданылатын күкіртсутекті алу үшін биологиялық процесс қолданылады [45].

Тұндыру әдетте темір, қорғасын, мырыш, хром, марганец және т. б. сияқты металдарды алып тастау үшін қолданылады. Металл гидроксидтері әдетте ерімейді, сондықтан оларды тұндыру үшін әдетте кальций гидроксиді қолданылады.

Сол сияқты, металл сульфидтері де ерімейді және сілтілі ортада күкірт диоксиді, натрий гидросульфиді және тримеркаптосульфотриазин (TMС) сияқты реагенттер қолданылады. H₂S алу үшін сульфатты төмендететін бактерияларды қолдану арқылы биологиялық әдіс қолданылады, ал газ тұндыру сатысына тасымалдаушы газбен жіберіледі. Сульфидтердің тұнбасы рН мәні мен температурасына байланысты тазартылған сарқындардағы белгілі бір металдардың концентрациясының төмендеуіне әкелуі мүмкін, ал металл сульфидтерін балқыту процесінде қайта пайдалануға болады. Бұл әдісті қолдана отырып, селен және молибден сияқты металдарды тиімді жоюға болады.

Мырыш сульфатының ерітінділері табиғи газ бен буды түрлендіру арқылы өндірілетін электрондардың түсуін қамтамасыз ететін сутектің көмегімен биологиялық конверсия сатысында тазартылады. Мырыш сульфиді тәулігіне 10 тонна жылдамдықпен шығарылады, содан кейін балқыту пешіне қайтарылады.

Кейбір жағдайларда металл қоспасын тұндыру екі кезеңде жүзеге асырылуы мүмкін: алдымен гидроксидтің әсерінен, содан кейін сульфидтердің тұнбасы арқылы. Тұндырудан кейін артық сульфидтерді жою мақсатында темір сульфатын қосуға жол беріледі.

Металдарды жою тиімділігін барынша арттыру мақсатында тазарту процесін әртүрлі реактивтерді пайдалана отырып, Рн әртүрлі мәндерінде жүргізу керек. Реагентті таңдау және рН мәні металдардың шөгінділерінде маңызды рөл атқаратын факторлар болып табылады. Ерігіштік дәрежесі температураға да байланысты екенін есте ұстаған жөн.

Тағы бір маңызды фактор - судағы металдың валенттік күйі. Мысалы, хром жағдайында оның алты валентті формасы-хромат-тривалентті формаға қарағанда едәуір жақсы ериді. Бұл жағдайда хромды тұндыру арқылы алып тастау үшін, әдетте, Рн төмен болған кезде SO₂көмегімен қалпына келтіру керек.

Химиялық тұндыру арқылы сарқынды суларды тазартудың тиімділігі негізінен келесі факторларға байланысты:

химиялық тұндыру реактивін таңдау;

қосылатын тұндыру реактивінің мөлшері;

тұндырылған металды алу тиімділігі;

тазарту процесінде қажетті рН мәнін сақтау;

белгілі бір металдарды алу үшін темір тұздарын қолдану;

флокулянттарды немесе коагулянттарды пайдалану;

сарқынды сулар құрамының өзгеруі;

құрамында күрделі иондардың болуы.

Металдарды жоюдың ең жоғары тиімділігін қамтамасыз етудің маңызды факторы тұндырғыш реагенттерді таңдау болып табылады. Сульфид негізіндегі реагенттерді қолдану кейбір металдардың төмен концентрациясына қол жеткізуге мүмкіндік беретіндігін растайтын мысалдар бар. Сарқынды суларды тазарту процесінде қажетті рН мәнін сақтау да өте маңызды, өйткені кейбір металл тұздары РН мәндерінің өте аз диапазонында ерімейді. Осы диапазоннан шыққан кезде металды шығару тиімділігі тез төмендейді, мысалы, РН жоғары болған кезде еритін мырыш анионы-цинкат пайда болады.

Сарқынды сулардың құрамы концентрат/шикізат сапасына және ылғалды жүйелерде тазалаудан өткен кейінгі шығатын газдардың құрамына байланысты өзгереді. Сонымен қатар сарқынды сулардың пайда болуына ықпал ететін материалдарды немесе ауа-райының әртүрлі көздері сарқынды сулардың алуан түрін арттырады. Көбінесе өнімділікті оңтайландыру үшін технологиялық параметрлерді бейімдеу қажет.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Суға шығарындыларды азайту.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Әдістерді таңдау кезінде өндірістік процестердің ерекшелігін ескеру қажет. Сонымен қатар қолданылатын әдістерді таңдағанда, су объектісінің мөлшері мен ағынның жылдамдығы маңызды рөл атқара алады. Жоғары концентрацияның пайдасына көлем ағынын азайту тазарту үшін энергия шығынын азайтуға әкеледі. Жоғары концентрацияланған сарқынды суларды тазарту аз концентрацияланған ағындарға қарағанда жоғары концентрацияланған, бірақ қалпына келтіру жылдамдығы жоғары сарқынды сулардың пайда болуына әкеледі, бұл ластағыш заттарды шығаруды жақсартады.

Кросс-медиа әсерлер

Энергияны пайдалану. Қоспаларды қолдану. Кәдеге жаратуды талап ететін қалдықтардың пайда болуы.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Жалпыға бірдей қолданылады.

Экономика

Ендірудің қозғаушы күші

Өнімділікті арттыру

5.10.2.2. Қышқылы аз және технологиялық суды өңдеу

Сипаты

Кальций гидроксиді мен темір сульфатының көмегімен күкірт қышқылы қондырғысынан немесе түрлі қышқыл жуу суларынан келетін қышқылы аз сарқынды суларды тазарту.

Техникалық сипаттамасы

Процестің схемасы 5.16-суретте берілген.

5.16-сурет. Құрамында қышқылы аз сарқынды суларды өңдеу

Сарқынды сулардың ең төмен төгілуі. Су шығарындылары мен суды тұтынуды азайту. Таза кальций сульфаты өндірісі.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері 5.33- кестеде берілген.

5.33-кесте. Әлсіз қышқылдарды тазарту кезіндегі өндірістік сипаттамалар

Р/с №	Параметр	Диапазон^*	Өлшем бірлігі
1	2	3	4
1	Кірістегі жағдайлар
2	Ағын	35	м³/с
	Құрамы:
	H₂SO₄	60	г/л
	Cu	2100	мг/л
	Hg	15	мг/л
	As	2200	мг/л
	Pb	2600	мг/л
	Ni	7	мг/л
	Cd	110	мг/л
	Жалпы тозаң	200	мг/л

3	Сарқынды сулар^**
4	Ағын	31,2	м³/с
	pH	9,5
	Cu	0,1-0,5	мг/л
	Hg	0,05	мг/л
	As	0,05-0,2	мг/л
	Pb	0,1-0,5	мг/л
	Ni	0,1-0,5	мг/л
	Cd	0,01-0,2	мг/л
5	Гипс шламы
6		6-7	т/с
		40-50	% влаги
		~30-35	% CaSO₄
		~ 1	% As
	Көлемі	~ 1	% Cu
	Құрамы	~ 1-2	% Fe
		~ 0,01	% Hg
		~ 1	% Pb
		~ <0,1	% Ni
		~ <0,1	% Cd

* металл концентрациясының орташа тәуліктік мәні квалификациялық кездейсоқ сынамалар немесе шығысқа пропорционалды тәуліктік сынамалар негізінде көрсетілген;

** ағындағы өзгерістерді ескере отырып есептік деректер.

Өндірілетін күкіртқышқылды кальцийдің құрамында Ca SO₄-2H₂O 96 % көп.

Кросс-медиа әсерлер

Ортааралық салдарлар туралы мәліметтер жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Жалпыға бірдей қолданылады.

Экономика

Жабдықтың шығындары 2,5 миллион еуроны құрады, ал қондырғы шығындары 4,5-тен 5,2 миллион еуроға дейін. Электр: 200 кВтс. Сұйық әк (10 %); 15 м³/ч; H₂SO₄ (10 %); 0,8 м³/ч; FeSO₄.7H₂O; 80 кг/с.

Экономикалық тұрғыдан тиімді, бірақ жеке тәсілді қажет етеді. Сынақтан өтті, ЭЫДҰ елдерінде қолданылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Тауарлық өнімді өндіру үшін әлсіз қышқылдарды тиімді тазарту.

5.10.2.3. Сүзгілеу

Сипаты

Сүзгілеу – қатты заттардың өткізгіш орта арқылы өтетін сарқынды сулардан бөлінуі. Ең көп таралған сүзгі ортасы - құм [46].

Техникалық сипаттамасы

Әдетте, сүзу әдістері қатты бөлшектерді сұйықтықтан оқшаулау үшін, сондай-ақ сарқынды суларды тазарту процесінде ағартудың соңғы кезеңі ретінде қолданылады. Сүзу алдыңғы тазарту кезеңінен кейін қалған қатты бөлшектерді жою үшін тұндыру кезеңдері мен соңғы бақылау арасында жүзеге асырылады. Фильтрация шығарылатын қатты бөлшектердің түріне байланысты әртүрлі сүзгі жүйелерін қолдана отырып жүзеге асырылуы мүмкін.

Кәдімгі сүзгі қондырғысы сұйық сарқындар өтетін сүзгі материалының немесе материалдардың қабатынан тұрады. Сүзгілеу ортасынан өте алмайтын жіңішке бөлшектер сүзгілеу кегін құрайды, қысымның айтарлықтай төмендеуін болғызбау үшін оны тұрақты түрде немесе жүйелі түрде, мысалы, кері жуу арқылы алып тастап отыру керек. Қысым айырмашылығының төмен деңгейінде сарқынды сулар ауырлық күшінің әсерінен сүзуге жіберіледі.

Құм сүзгілері шөгінді немесе металл гидроксидтері сияқты тоқтатылған қатты заттарды немесе жартылай қатты материалдарды механикалық түрде алып тастауға арналған. Сарқынды суларды құмды сүзу арқылы тазарту сүзу, химиялық сорбция және ассимиляция әсерлерінің үйлесімі арқылы жүзеге асырылады. Құм сүзгілері кейде құм қабаттарымен толтырылған қысым ыдысы ретінде қолданылады, оның тереңдігі жоғарылаған сайын түйіршіктілігі артады. Бастапқыда сүзгіш кек, әсіресе ұсақ бөлшектерге қатысты, сүзудің тиімділігін арттыруға ықпал етуі мүмкін. Біраз уақыттан кейін сүзгілеу құм қабаты кері жуылуы керек. Құм сүзгілері көбінесе жабық циклден ағызылатын суды немесе сарқынды суларды қосымша тазарту үшін қолданылады, содан кейін оларды техникалық су ретінде пайдалануға болады. Стандартты құм сүзгісінің схемасы 5.17-суретте көрсетілген.

5.17-сурет. Құм сүзгісінің схемасы

Өте ұсақ бөлшектерді алып тастағанда қажетті нәтижеге жету үшін гиперфильтрация немесе кері осмос қолданылады. Гиперфильтрация молекулалық салмағы шамамен 100-ден 500 мкм-ге дейінгі бөлшектердің өтуін қамтамасыз етеді, ал ультрафильтрация 500-ден 100 000 мкм-ге дейінгі бөлшектер үшін қолданылады.

Ультрафильтрация сарқынды суларды тазартудың қарапайым және тиімді әдісі болып табылады, бірақ оны қолдану көп энергияны қажет етеді. Ағындар ультрафильтрация мембранасынан өтеді. Бұл өте кішкентай тері тесігі бар мембрана су бөлшектері сияқты молекулалық бөлшектердің өтуіне мүмкіндік береді және үлкен молекулалық бөлшектердің енуіне жол бермейді. Өте ұсақ тазарту мембраналарын қолданған кезде металл иондары сияқты өте ұсақ бөлшектерді де сүзуге болады. Мембрананың көмегімен сүзу нәтижесінде таза сүзгі мен концентрат пайда болады, ол одан әрі тазартуды қажет етуі мүмкін.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Суға шығарындыларды азайту.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Жүктеу ретінде пайдаланылған жасанды материалдарды қалпына келтіру мүмкіндігі.

2020 жылы "Aurubis Bulgaria" (Пирдоп) зауытында өнеркәсіптік сарқынды суларды тазарту станциясы жаңғыртылды: жерүсті суларына ерімейтін заттардың ағызылуын азайту үшін жаңа құм сүзгісі орнатылды.

"Aurubis Beerse" зауытында ультрафильтрация қондырғысын пайдалану жерасты суларын пайдалану көлемін 2018 жылғы 67 %-дан 2020 және 2021 жылы 30 %-ға дейін қысқартуға мүмкіндік берді[40].

Кросс-медиа әсерлер

Мәліметтер жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Жалпыға бірдей қолданылады.

Экономика

Ендірудің қозғаушы күші

Су объектілеріне төгінділерді қысқарту.

5.10.2.4. Адсорбция әдісі

Сипаты

Бұл әдіс сүзгілеу процесі болып табылады, онда белсендірілген көмір сүзгілеу ортасы ретінде қолданылады.

Техникалық сипаттамасы

Процесс ерітіндідегі заттарды қатты адсорбенттің беткейлік қабатымен сіңіруді білдіреді.

Сорбция процесі – бетіндегі ерітінділерден (адсорбция) немесе сіңіргіш заттың барлық көлемімен (абсорбция) металдарды алудың гетерогенді процесі. Сіңіргіш зат ретінде белсендірілген көмір, бентонит саздары, ион алмастырғыш шайырлар, шунгиттер мен цеолиттер, органикалық еріткіштердегі экстрагент ерітіндісі (керосин) және басқалары қолданылады. Жыл сайын жүзден астам сорбенттердің (нанотүтікшелер және т. б.), ион алмасу шайырларының жаңа түрлері мен типтері әзірленетінін атап өту қажет. Қандай да бір сіңіргіш агентті қолдану нақты жағдайларға, металл түріне, рН, араластырғыш және ластағыш заттардың болуына және т. б. байланысты болады. Сорбентті таңдау техникалық тапсырма – мақсат пен тапсырма, шарттар мен параметрлер негізінде жүргізіледі, тәжірибелік жолмен анықталады және жобалау ұйымы қондырғы жобасына енгізеді [47].

Ең көп таралған адсорбент – белсендірілген көмір болып табылады.

Жоғары кеуекті көміртекті зат болып табылатын белсендірілген көмір, әдетте, органикалық материалдарды сарқынды сулардан тазарту үшін қолданылады, сонымен қатар сынапты кетіру және қымбат металдарды алу үшін де қолданыла алады. Әдетте, белсендірілген көмір негізіндегі сүзгілер бірнеше қабаттар немесе картридждер түрінде қолданылады, осылайша материалдың бір сүзгі арқылы өтуі екінші сүзгіде тазарту арқылы өтеледі. Содан кейін пайдаланылған сүзгі ауыстырылады және екінші сүзгі ретінде қолданылады. Бұл операция сүзгілер арқылы өтуді анықтаудың тиісті әдісінің болуына байланысты.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Органикалық заттардың, сынап пен бағалы металдардың суға шығарылуын азайту.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Нақты объектіге байланысты.

Кросс-медиа әсерлер

Мәліметтер жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Жалпыға бірдей қолданылады.

Экономика

Ендірудің қозғаушы күші

Су объектілеріне төгінділерді қысқарту.

5.11. Шахталардың өңделген кеңістігін мырыш өндірісінің қожымен толтыру

Сипаты

Шахталық қуыстарды мырыш өндірісінің қалдықтарымен толтыру

Техникалық сипаттамасы

Қазылған кеңістікті толтыру тау-кен қысымын басқару, жер қойнауындағы пайдалы қазбалардың ысырабын азайту, консервацияланған қорғаушы кентіректерін қазып алу, жерасты өрттерін және көмір мен газдың кенеттен шығарылуын болғызбау, жер бетінің деформациясын азайту және өңделетін аумақтардағы объектілерді қираудан қорғау, шахтаны жыныстарды үңгілеу жұмыстарынан толтыру, тау-кен жұмыстарының қауіпсіздігін арттыру үшін қолданылады. Қазылған кеңістікті толтырудың толықтығына байланысты қазылған кеңістікті толтыру толық немесе ішінара болуы мүмкін (қазбаларды қолдау кезінде қорғау жолақтары түрінде). Төсеу материалын тасымалдау және одан массив қалыптастыру әдісіне сәйкес төсеу гидравликалық, пневматикалық, қатайтатын, өздігінен ағатын, механикалық болып бөлінеді. Гидравликалық бетбелгі алғаш рет 19 ғасырдың 80-ші жылдары АҚШ-та және 1894 жылдан бастап Германияда қолданыла бастады. Германияда 1904-05-да құбырлар арқылы толтыру материалдарын жеткізу үшін сығылған ауаны пайдалану бойынша алғашқы тәжірибелер жүргізілді. Өнеркәсіптік масштабта пневматикалық толтырма Германияда алғаш рет 1924 жылы Дойчланд кенішінде қолданылды. Қатты толтырма алғаш рет 1924 жылы "Бракпан" алтын кенішінде қолданылды (Оңтүстік Африка) [49].

Гидравликалық толтырма толтырғыш материалды құбырлар арқылы тасымалдау және өндірілген кеңістікті толтыру үшін су ағынын пайдалануға негізделген. Өндірілген кеңістікті толтырудың басқа әдістерімен салыстырғанда ол көмір өнеркәсібінде кеңінен қолданылады. Гидравликалық толтырманың артықшылығы - жоғары тығыздық (шөгу 10-20 %) және төсеу массивінің тұрақтылығы, едәуір ұзындықтағы құбырлар арқылы артық жүктемелерсіз беткі қабаттарға төсеу материалын беру мүмкіндігі, механикаландырылған кешендерді қолдану кезінде тау-кен жұмыстарын біріктіру және өндірілген кеңістікті төсеу мүмкіндігі, жоғары жұмыс өнімділігі (400 м³ дейін, кейде одан жоғары). Негізгі кемшіліктерге шахтаға судың едәуір мөлшерін енгізу қажеттілігі жатады, бұл шахтаның жалпы жұмыс режимін қиындатады, массивтен ұсақ фракцияларды жылжымалы қазбаларға шығару, пайдаланылған суды басқару үшін арнайы шараларды қолдану қажеттілігі. Байыту фабрикаларының құмы мен қалдықтарын толтыру материалдары ретінде пайдалану оларды дайындау мен тасымалдауға жұмсалатын шығыстардың үлес салмағын 30 – 40 %-ға дейін төмендетеді.

Пневматикалық толтырма құбыр арқылы толтырғыш материалды жылжыту және өндірілген кеңістікті толтыру үшін сығылған ауа энергиясын пайдалануға негізделген. Қолдану саласы гидравликалық толтырмамен бірдей. Толтырылатын материалды жер бетінен төсеу горизонтына қабырғалы құбыр арқылы түсіреді және одан әрі оны вагоншаларда немесе конвейерлерде 500 м шегінде бірнеше кенжарларға қызмет көрсететін жартылай стационарлық барабанды типті пневможолдау машиналары бар учаскелік салу қондырғыларына дейін тасымалдайды. Екінші технологиялық схема жұқа көмір қабаттарын өңдейтін терең шахталарға тән және камералық типтегі немесе жартылай стационарлық барабан түріндегі стационарлық пневматикалық құрастыру машиналарын қолдана отырып, жерасты орталықтандырылған немесе учаскелік уату-сұрыптау қондырғыларын пайдалануға негізделген.

Үшінші схема бойынша жылжымалы уату-толтырмалау қондырғысы төсеу жұмыстарын жүргізу учаскесіне жақын жерде (60 – 80 м шегінде) орналасады және қопару арқылы дайындық қазбаларын қазу кезінде алынған жыныстардан қоқыс жолақтарын салу үшін қолданылады.

Қатайтатын төсеу қатайтатын толтырғыш қоспалардың гидравликалық және пневматикалық құбырларын пайдалануға және олардың өндірілген кеңістігін толтыруға негізделген. Ол негізінен тау-кен өнеркәсібінде, сондай-ақ көмір өнеркәсібінде камералық бағаналы жүйелерде жасанды шпалдар жасау үшін және көмір қабаттарын ұзын тіректермен өңдеу кезінде, қабатты жүйелерде жасанды шатыр немесе топырақ жасау үшін, сондай-ақ қоршау және қолдау жолақтары мен секіргіштерді салу үшін қолданылады. Құйылған қатайтатын қоспалар жұмсақ кен орындарын, камералық жүйелерді және төсеу жұмыстарының үлкен көлемімен және арзан байланыстырғыштармен қабатты қазу кезінде қолданылады. Технологиялық процестің күрделілігіне және қолданылатын жабдықтардың көптігіне байланысты құйылған қатайтатын толтырғыш қоспаларды дайындау көбінесе жер бетіндегі стационарлық жағдайларда жүргізіледі. Бұл қоспалар тасымалдау қашықтығын арттыру үшін негізгі және учаскелік құбырлар бойымен өздігінен ағатын немесе сорғылармен, содан кейін пневматикалық үрлеумен, ал таяз жерде — арнайы толтыру ұңғымалары арқылы беріледі.

Орташа қуатты көлденең немесе жұмсақ кен орындарын игеруге байланысты аз мөлшерде төсеу жұмыстары кезінде пайдалы қазбаларды шұңқырлармен алу кезінде құрғақ агрегатты пневмотасымалдау және байланыстырғышты соңғы учаскеде толтыру құбырына берілетін сумен араластыру процесінде қатты қатайтатын қоспаларды дайындау тәжірибесі қолданылады. Дайын қатты қататын қоспаларды өңделген кеңістікке механикалық көлікпен де жеткізеді.

Осы технологияны қолдану қуыстарды салғаннан кейін қоршаған орта компоненттерінің (жерасты сулары, топырақ) ластануы болмайтынын негіздеген кезде мүмкін болады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Бұл технология қауіпті нысандарды қалпына келтіру әдісі ретінде қолданылады. Өндіріс қалдықтарын экологиялық кәдеге жарату. Қалдықтардың жиналуын азайту.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Нақты объектіге байланысты.

Кросс-медиа әсерлер

Нәтиже күтілмейді.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Пневматикалық толтырманың басты артықшылығы — салыстырмалы түрде тығыздығы жоғары және өңделген кеңістігі толық толтырылған массивті оңай салу (отыруы 20–30 %). Кемшіліктері – жоғары энергия шығыны (1 м³ толтырма материалына 10–15 кВт•с), жабдықтар мен құбырлардың тез тозуы, тозаңның пайда болуы.

Толтырманың негізгі артықшылықтары – кез келген тау-кен техникалық жағдайларда жер бетінің сақталуын, консервацияланған кентіректерді өңдеу мүмкіндігін, жұмыстардың қауіпсіздігін және пайдалы қазбаларды алудың толықтығын қамтамасыз ететін шамалы шөгу (3-5 %-дан аспайтын). Негізгі кемшіліктері – көпкомпонентті қатайтатын қоспаларды дайындаудың жоғары құны мен технологиялық күрделілігі.

Экономика

Өндіріс қалдықтарын кәдеге жаратуға және қауіпті объектілерді жоюға және рекультивациялауға арналған өндірістік шығындарды қысқарту.

Ендірудің қозғаушы күшін

Шығындарды азайту. Өндіріс қалдықтарын экологиялық кәдеге жарату.

6. ЕҚТ бойынша тұжырымдар қамтылған қорытынды

Осы бөлімде санамаланған және сипатталған техникалар нормативтік сипатта емес және толық болып табылмайды. Технологиялық нормативтер кешенді экологиялық рұқсатта белгіленеді және ең үздік қолжетімді техникалар бойынша қорытындыларда белгіленген, оларды қолданудың нақты салалары бойынша ең үздік қолжетімді техникаларды қолдануға байланысты тиісті технологиялық көрсеткіштерден (олар бар болса) аспауға тиіс.

Ең үздік қолжетімді техниканы қолданумен байланысты эмиссия деңгейлері бір немесе бірнеше қол жетімді техниканы қолдана отырып, объектіні қалыпты пайдалану жағдайында қол жеткізуге болатын эмиссия деңгейінің диапазоны ретінде анықталады және ластағыш заттарды қоршаған ортаға тікелей шығаратын жерлерде, шығарындылар/төгінділер көзінде қолданылады.

Осы бөлімде көрсетілген ЕҚТ сәйкес келетін атмосфераға шығарындылар деңгейлері мынадай аспектілерге жатады:

стандартты жағдайларда пайдаланылған газдардың көлеміне шығарылатын заттардың массасы ретінде көрсетілген концентрация деңгейлері (273,15 K, 101,3 кПа), мг/м³.

Суға төгінділер бойынша ЕҚТ келесі аспектілерге жатады:

сарқынды су көлеміне шығарылатын заттардың массасы ретінде көрсетілген шоғырлану деңгейлері, мг/л.

Орташаландыру кезеңдері үшін мынадай анықтамалар қолданылады (6.1- кестені қараңыз).

6.1-кесте. Шығарындылар/төгінділер деңгейінің ЕҚТ-мен байланысты орташалану кезеңдері

Р/с №		Шығарындылар	Төгінділер
1	2	3	4
1	Тәулігіне орташа алғанда	Үздіксіз бақылау кезінде тәулік ішіндегі ЗЗ шоғырлануының орташа сағаттық және жарты сағаттық мәндері	Ағынның жеткілікті тұрақтылығы көрсетілген жағдайда орташа пропорционалды сынама ретінде (немесе уақыт бойынша орташа пропорционалды сынама түрінде) алынған 24 сағат ішінде іріктеу кезеңіндегі орташа мән)^*
2	Іріктеу кезеңіндегі орташа мән	Егер өзгеше көрсетілмесе, ұзақтығы бойынша кемінде 30 минут қатарынан үш өлшемнің орташа шамасы^**

* кезеңдік процестер үшін сынамаларды іріктеудің жалпы уақыты немесе сынамаларды бір жолғы іріктеу нәтижесінде өлшеу нәтижесі үшін алынған өлшем шамасының орташа мәні пайдаланылуы мүмкін;

** айнымалы ағындар үшін репрезентативті нәтижелер беретін басқа іріктеу процедурасы қолданылуы мүмкін (мысалы, нүктелік іріктеу). Сынамаларды іріктеу немесе талдау бойынша шектеулердің салдарынан 30 минуттық өлшеулерге жол берілмейтін кез келген параметр үшін сынамаларды іріктеудің тиісті кезеңі қолданылады.

Егер өзгеше көрсетілмесе, осы бөлімде ұсынылған ЕҚТ бойынша қорытындылар жалпыға бірдей қолданылатын болып табылады.

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 нормативтер уақыт бірлігіне немесе өндірілетін өнімнің (тауардың), орындалатын жұмыстың, көрсетілетін қызметтің бірлігіне шаққандағы ресурстарды тұтыну мөлшерінде көрсетіледі. Сәйкесінше, басқа технологиялық нормативтерді 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 нормативтері 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.

6.1. Экологиялық менеджмент жүйесі

ЕҚТ 1

ЕҚТ жалпы экологиялық тиімділігін жақсарту мақсатында мынадай барлық функцияларды қамтитын ЭМЖ іске асыру және сақтау болып табылады (4.2-бөлімді қараңыз):

1. Жоғары басшылықты қоса алғанда, басшылықтың мүдделілігі мен жауапкершілігі.

2. Басшылық тарапынан қондырғыны (өндірісті) тұрақты жетілдіруді қамтитын экологиялық саясатты айқындау.

3. Қаржылық жоспарлаумен және инвестициялармен үйлесімде қажетті рәсімдерді, мақсаттар мен міндеттерді жоспарлау және іске асыру.

4. Ерекше назар аударылатын рәсімдерді енгізу:

құрылымы мен жауапкершілігі;

кадрларды іріктеу;

қызметкерлерді оқыту, хабардар ету және құзыреттілігі;

коммуникация;

қызметкерлерді тарту;

құжаттама;

технологиялық процесті тиімді бақылау;

техникалық қызмет көрсету бағдарламалары;

төтенше жағдайларға дайындық және олардың салдарын жою;

табиғатты қорғау заңнамасының сақталуын қамтамасыз ету.

5. Өнімділікті тексеру және ерекше назар аударылатын түзету шараларын қабылдау:

мониторинг және өлшеу;

түзету және алдын алу шаралары;

жазбаларды жүргізу.

6. ЭМЖ-ның жоспарланған іс-шараларға сәйкестігін айқындау үшін тәуелсіз (мұндай мүмкіндік болған кезде) ішкі немесе сыртқы аудит, оны енгізу және іске асыру.

7. ЭМЖ-ны және оның заманауи талаптарға сәйкестігін, жоғары басшылықтың тиімділігі мен тиімділігін талдау.

8. Экологиялық таза техникалардың дамуын бақылау.

9. Қондырғыны пайдаланудан шығару кезінде, жаңа зауытты жобалау сатысында және оны пайдаланудың барлық мерзімі ішінде қоршаған ортаға ықтимал әсерді талдау.

10. Тұрақты негізде сала бойынша салыстырмалы талдау жүргізу.

Сонымен қатар ұйымдастырылмаған тозаң шығарындылары бойынша іс-шаралар жоспарын әзірлеу және іске асыру (ЕҚT 6-ны қараңыз) және тозаңды азайту жүйелерінің тиімділігіне қатысты техникалық қызмет көрсетуді басқару жүйесін пайдалану (ЕҚT 4-ті қараңыз) ЭМЖ құрамына кіреді.

Қолданылуы

ЭМЖ көлемі (мысалы, талдап-тексерілген деңгейі) және сипаты (мысалы, стандартталған немесе стандартталмаған), әдетте, орнатудың сипатына, масштабына және күрделілігіне, сондай-ақ қоршаған ортаға әсер ету деңгейіне байланысты.

6.2. Энергия тұтынуды басқару

ЕҚТ 2

Энергия тиімділігін арттыру: төменде келтірілген екі немесе одан да көп әдістердің комбинациясын қолдану^*.

Р/с №	Техника/жабдық	Қолданылуы
1	2	3
1	Энергия тиімділігін басқару жүйесі (мысалы, ISO 50001 халықаралық стандартының және ГОСТ РК ИСО 50001-2019 ұлттық стандартының талаптарына сәйкес) (4.3-бөлімді қараңыз).	Жалпыға бірдей қолданылады
2	Негізгі процестерді жүзеге асыру кезінде пайда болатын артық жылуды (мысалы, бу, ыстық су немесе ыстық ауа) пайдалану (4.3.1-бөлімді қараңыз)	Пирометаллургиялық процестер үшін қолданылады
3	Қалдықтарды отын немесе тотықсыздандырғыш ретінде пайдалану (4.3.1-бөлімді қараңыз).	Жалпыға бірдей қолданылады
4	Концентраттар мен дымқыл шикізатты балқыту алдында төмен температурада кептіру (4.3.1-бөлімді қараңыз)	Жалпыға бірдей қолданылады
5	Жоғары температуралар кезінде жұмыс істейтін объектілерді, мысалы, бу және ыстық су құбырларын жылу оқшаулау (4.3.1-бөлімді қараңыз)	Жалпыға бірдей қолданылады
6	Мысалы, желдеткіштер сияқты құрылғылар үшін жиілік түрлендіргіштерімен жабдықталған жоғары тиімді электр қозғалтқыштарын пайдалану (4.3.1-бөлімді қараңыз)	Жалпыға бірдей қолданылады
7	Шығарындылар пайда болған кезде ғана тозаңның немесе шығатын газдардың жергілікті сорғыштарын қосуды автоматты түрде іске қосатын бақылау жүйелері (4.3.1-бөлімді қараңыз)	Жалпыға бірдей қолданылады
8	Күкірт қышқылын өндіру кезінде күкірт диоксидінен бөлінетін жылуды күкірт қышқылын өндіру қондырғысына жіберілетін газды алдын ала қыздыру үшін немесе бу және/немесе ыстық су өндіру үшін пайдалану (4.3.1-бөлімді қараңыз)	Күкірт қышқылы немесе сұйық SO₂ өндірісін қоса алғанда, Түсті металдарды алу жөніндегі зауыт үшін ғана қолданылады
9	Регенеративті термиялық тотықтырғыш (4.3.1-бөлімді қараңыз)	Ол өрт қауіпті ластағыш заттармен ластануды азайту қажет болған жағдайда ғана қолданылады
10	Негізгі технологиялық процестерден бөлінетін газдардың жылуын пайдалану (5.9.1-бөлімді қараңыз.)	Жалпыға бірдей қолданылады

* 1,2,4-7 әдістері - ИТС 13–2020 "Производство свинца, цинка и кадмия", 167-бет, ЕҚТ бюросы, Москва, 2020 жыл; 3 – 2.12.2.5 94-бет, BREF NON EU 2017

6.3. Процестерді басқару

ЕҚТ 3

Ең үздік қолжетімді техника – технологиялық процестердің тұрақтылығы мен үздіксіздігін қамтамасыз ету үшін нақты уақыт режимінде процестерді үздіксіз түзету және оңтайландыру мақсатында (4.4-бөлімді қараңыз) қазіргі заманғы компьютерлік жүйелердің көмегімен диспетчерлік процестерден басқару үшін қажетті барлық тиісті параметрлерді өлшеу немесе бағалау болып табылады, мұның өзі энергия тиімділігін арттырады және өнімділікті барынша арттыруға және қызмет көрсету процестерін жетілдіруге мүмкіндік береді. ЕҚT – процесті басқару жүйесін қолдана отырып, техниканың үйлесімімен бірге процестің тұрақты жұмысын қамтамасыз ету:

қолданылатын технологиялық процестерге сәйкес бастапқы материалдардың сапасын бақылау;

өңдеудің оңтайлы тиімділігіне қол жеткізу, энергия тұтынуды төмендету және қоршаған ортаға шығарындыларды азайту, қалдықтардың пайда болуы үшін белгілі бір құрамдағы шихтаны дайындау;

бастапқы шикізатты мөлшерлеу және өлшеу жүйелерін пайдалану;

сигнализацияны, жану жағдайларын және газ қоспаларын қоса алғанда, материалды беру жылдамдығын, технологиялық процестің сыни параметрлері мен жағдайларын бақылау үшін автоматтандырылған жүйелерді қолдану;

пештегі температураны, қысымды (немесе қысымның төмендеуін), сондай-ақ газ көлемін немесе шығынын үздіксіз бақылау;

газ температурасы, реагенттерді мөлшерлеу, қысымның төмендеуі, электр сүзгілерінің тогы мен кернеуі, тазартқыш сұйықтықтың шығыны және рН сияқты атмосфераға шығарындыларды болғызбау және/немесе азайту үшін қолданылатын жабдықтың сыни технологиялық параметрлерін бақылау;

күкірт қышқылы өндірісін қамтитын зауыттар үшін күкірт қышқылын өндіру жөніндегі қондырғыға жіберер алдында шығатын газдардағы сынаптың тозаңдануы мен құрамының мониторингі;

металл мен металл оксидтерінің қызып кетуінен түтіннің пайда болуын болғызбау үшін балқыту және металл балқыту пештеріндегі температураны бақылау және бақылау;

жабдықтың бітелуі мен істен шығуын анықтау үшін дірілдің жедел мониторингі;

электролиттік процестердегі ауыспалы ток, кернеу және электр түйіспелерінің температурасы көрсеткіштерінің оперативті мониторингі;

нақты уақыт режимінде температураны, лайлылықты, рН, өткізгіштікті және шығынды мониторингтеу арқылы сарқынды суларды тазарту жөніндегі қондырғының реагенттерінің берілуін және өнімділігін бақылау.

ЕҚТ 4

Ұйымдастырылған тозаң мен металл шығарындыларын азайту үшін ЕҚТ экологиялық менеджмент жүйесінің бөлігі ретінде тозаңды басу және тозаңды жинау жүйелерінің тиімділігін сақтауға ерекше назар аударатын техникалық қызмет көрсетуді басқару жүйесін қолдануды қамтиды (ЕҚТ 1-ді қараңыз).

6.3.1. Атмосфералық ауаға шығарындылар мониторингі

ЕҚТ 5

ЕҚТ онымен байланысты деңгейлері көрсетілген барлық процестер шығарындыларының негізгі көздерінен түтін мұржаларынан, сондай-ақ негізгі өндірістік процестермен өзара байланысты қайталама өндірістерден ластағыш заттардың шығарындыларын өлшеу болып табылады (мысалы, күкірт қышқылды қондырғыларда шығатын пештердің технологиялық газдарын кәдеге жарату) (4.5.4-бөлімді қараңыз).

Егер деректер сериясы тазарту процесінің тұрақтылығын нақты көрсетсе, мониторинг жиілігін бейімдеуге болады.

ЕҚТ ұлттық және/немесе халықаралық стандарттарға сәйкес атмосфераға шығарындыларды мониторингілеуден тұрады, ол баламалы сапа деректерін ұсынуды қамтамасыз етуі тиіс және төменде келтірілген жиілікпен жүргізіледі.

Р/с №	Параметр	Төмендегілерге қатысты бақылау:	Бақылаудың ең төменгі мерзімділігі ⁽⁶⁾
1	2	3	4
1	Тозаң ⁽¹⁾	ЕҚТ 18	Үздіксіз ⁽²⁾
1	Тозаң ⁽¹⁾	ЕҚТ 18	Тоқсан сайын бір рет * ⁽²⁾
2	As ретінде көрсетілген күшән және оның қосылыстары	ЕҚТ 17, ЕҚТ 18	Тоқсан сайын бір рет *
3	Cd ретінде көрсетілген кадмий және оның қосылыстары	ЕҚТ 15, ЕҚТ 16, ЕҚТ 17, ЕҚТ 18	Тоқсан сайын бір рет *
4	Cu ретінде көрсетілген мыс және оның қосылыстары	ЕҚТ 17, ЕҚТ 18	Тоқсан сайын бір рет *
5	Pb ретінде көрсетілген қорғасын және оның қосылыстары	ЕҚТ 15, ЕҚТ 16, ЕҚТ 17, ЕҚТ 18	Тоқсан сайын бір рет *
6	Қажет болған жағдайда басқа металдар ⁽³⁾	ЕҚТ 15, ЕҚТ 16, ЕҚТ 17, ЕҚТ 18	Тоқсан сайын бір рет *
7	SO₂⁽⁴⁾	ЕҚТ 21	Үздіксіз немесе тоқсанына бір рет ⁽²⁾
8	NO₂ ретінде көрсетілген NOx	ЕҚТ 23	Үздіксіз немесе тоқсанына бір рет тал⁽²⁾
9	Ұшпа органикалық қосылыстар (ҰОҚ)	ЕҚТ 19	Үздіксіз немесе тоқсанына бір рет ⁽²⁾
10	ПХДД/Ф	ЕҚТ 19	Тоқсан сайын бір рет *
11	H₂SO₄	ЕҚТ 19	Тоқсан сайын бір рет *

* ӨЭК сәйкес бірақ тоқсанда бір реттен сиретпей. Бұл кезеңділік технологиялық шығарындылардың негізгі көздерін бақылауға қолданылады. Басқа көздерге қатысты (мехмастерлік, іссапардан босату, қоймалар, ұйымдастырылмаған көздер және т. б.) кезеңділік есептілікті ұсыну мерзімдерін көрсетеді және есептеу әдістерін қамтуы мүмкін;

(1) шикізатты сақтау және өңдеу кезінде тозаң шығарындыларының көздері үшін ағынның жылдамдығы 10000 Нм3/сағ кем болған кезде мониторинг технологиялық регламент талаптары негізінде жанама параметрлерді өлшеуге негізделуі мүмкін;

(2) үздіксіз өлшеулер атмосфераға ең көп шығарындылар көздері үшін қолданылады (жылына 500 тоннадан астам). ЕҚТ үздіксіз өлшеу қолданылмайтын жағдайда кезеңдік мониторинг жүргізу жиілігін арттыру болып табылады;

(3) пайдаланылатын шикізаттың құрамына байланысты;

(4) SO₂шығарындыларын есептеу үшін тұтынылатын анодтардың әрқайсысында күкірт мөлшерін өлшеуге негізделген масса балансын қолдануға болады;

(5) үздіксіз өлшеулер жүргізу кезінде, егер өлшеу нәтижелерін бағалау күнтізбелік жылда төменде санамаланған шарттардың сақталғанын көрсетсе, шығарындылардың шекті мәндері сақталған болып есептеледі:

a) рұқсат етілген орташа айлық мән шығарындылардың тиісті шекті мәндерінен аспайды;

b) жол берілетін орташа тәуліктік мән шығарындылардың тиісті шекті мәндерінен 110 %-дан аспайды;

c) жыл ішіндегі барлық рұқсат етілген орташа сағаттық мәндердің 95 %-ы шығарындылардың тиісті шекті мәндерінен 200 %-дан аспайды;

үздіксіз өлшеулер болмаған кезде шығарындылардың шекті мәндері, егер құзыретті органдар белгілеген қағидаларға сәйкес айқындалған әрбір өлшем серияларының немесе өзге де рәсімдердің нәтижелері шығарындылардың шекті мәндерінен аспаса, сақталды деп есептеледі;

(6) қондырғы шығарындыларды өлшеу мақсатында ғана пайдаланылатын жағдайларда мониторинг жиілігі қолданылмайды.

6.3.2. Ластағыш заттар төгінділерінің мониторингі

ЕҚТ 6

ЕҚТ баламалы сапа деректерін ұсынуды қамтамасыз ететін ұлттық немесе басқа да халықаралық стандарттарға сәйкес тазарту қондырғыларынан сарқынды суларды шығару орнында су сынамаларын алу және төгінділерді мониторингтеу үшін тиісті стандарттарды пайдалануды білдіреді.

Сарқынды суларды ағызуды бақылау үшін су мен сарқынды суларды іріктеу мен талдаудың көптеген стандартты процедуралары бар, соның ішінде:

кездейсоқ сынама – сарқынды су ағынынан алынған бір сынама;

құрамдас сынама – белгілі бір кезең ішінде үздіксіз іріктеп алынатын сынама немесе белгілі бір кезең ішінде үздіксіз немесе кезең-кезеңімен іріктеп алынатын, содан кейін аралас бірнеше сынамадан тұратын сынама;

квалификациялық кездейсоқ сынама – кемінде екі минут аралықпен ең көбі екі сағат ішінде іріктелген және содан кейін аралас кемінде бес кездейсоқ сынамадан тұратын құрама сынама (4.5.5-бөлімді қараңыз).

Р/с №	Параметр	Сынама алу мерзімділігі
1	2	3
1	Сынап (Hg)^*	Тоқсанына бір рет
2	Күшән (As)	Айына бір рет
3	Кадмий (Cd)	Айына бір рет
4	Мыс (Cu)	Айына бір рет
5	Қорғасын (Pb)	Айына бір рет
6	Мырыш (Zn)	Айына бір рет
7	Сульфат (SO₄)	Айына бір рет
8	Қалқыма заттар	Айына бір рет

* барлық өндірістің эмиссиясын анықтайтын зат емес, оны тек жеке технологиялық операцияларда бөлуге болады.

ЕҚТ 6a

Ластағыш заттар төгінділеріне мониторингтің автоматтандырылған жүйесі

Р/с №	Құрылымдық элемент	Сипаты
1	2	3
1	Сипаты	Өлшенетін параметрдің физикалық бірлігіне пропорционалды шығыс сигналын қайтаратын және адамның араласуынсыз өлшеу нәтижелерін шығаруға қабілетті зерттелетін материалды өлшеуге арналған жүйе.
2	Техникалық сипаттамасы	Кәсіпорын төгінділерінің жай-күйіне үздіксіз мониторинг жүргізуге мүмкіндік беретін техникалық және ақпараттық құралдар кешені: 1) температура (С⁰); 2) шығын өлшегіш (м³/сағ); 3) сутектік көрсеткіш (рН).
3	Қол жеткізілген экологиялық пайда	- экологиялық заңнаманы сақтау; - су ресурстарының ластануына нақты уақыт режимінде мониторинг жүргізу; - су ресурстарының ластануы туралы ақпараттың жалпыға бірдей қолжетімділігі.
4	Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері	Нақты объектіге байланысты.
5	Кросс-медиа әсерлер	Нәтиже күтілмейді.
6	Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым	Жалпыға бірдей қолданылады.
7	Ендірудің қозғаушы күші	Нақты уақыттағы төгінділерді бақылау.

ЕҚТ 6b

Сарқынды сулармен ластағыш заттардың төгінділерін азайту: металдар мен сульфаттарды жою мақсатында мырыш пен кадмий өндірісінде пайда болған сарқынды суларды тазарту. Пайдаланылатын техникалар 5.10-бөлімде көрсетілген.

Р/с №	Техника/жабдық	Жарамдылығы
1	2	3
1	Химиялық шөгінді	Жалпыға бірдей қолданылады
2	Қышқылы аз технологиялық суды өңдеу	Жалпыға бірдей қолданылады
3	Сүзгілеу	Жалпыға бірдей қолданылады
4	Адсорбция әдісі	Жалпыға бірдей қолданылады

Пайдаланылған технологиялық көрсеткіштер сарқынды суларды тазарту қондырғысынан кейін шығару нүктесінде орнатылған.

6.2-кесте. Бастапқы және қайталама мырыш пен кадмий өндіру кезінде ЕҚТ-ға сәйкес келетін қабылдаушы су айдындарына түсетін сарқынды сулардың төгінділеріндегі ластағыш заттардың шоғырлану деңгейі.

Р/с №	Параметр	ЕҚТ-ТП (мг/дм³)^*
1	2	3
1	Күшән және оның қосылыстары	<0,1
2	Кадмий (Cd)	<0,1
3	Мыс (Cu)	<0,2
4	Сынап (Hg)	<0,05
5	Қорғасын (Pb)	<0,5
6	Мырыш (Zn)	<1
7	Қалқыма заттар	<25

(1) орташа тәуліктік мәні;

(2) сарқынды суларды тазарту қондырғыларынан тазартылған ағындарды шығару орындарында пайдаланылатын көрсеткіштер.

6.3.3. Шу

ЕҚТ 7

Шу деңгейін төмендету мақсатында ЕҚТ техниканың комбинациясын пайдалану болып табылады (4.8-бөлімді қараңыз):

жабдықты мұқият бақылау және уақтылы қызмет көрсету;

шу көзі мен қабылдаушы объект арасындағы кедергілерді пайдалану (орнату) (қолайлы кедергілер, мысалы, қорғаныс қабырғалары, біліктер/қорғандар және ғимараттар);

шулы қондырғыларды немесе компоненттерді дыбыс сіңіретін құрылымдарға қосу;

технологиялық жабдықтар шығаратын шуды азайту үшін дірілге қарсы тіректер мен қосылыстарды пайдалану немесе шу деңгейі төмен жабдықты пайдалану (мүмкін болса);

шуды болғызбауды қолдана отырып, дыбыс жиілігін өзгерту.

6.3.4. Иіс

ЕҚТ 8

Иіс деңгейін төмендету мақсатында ЕҚТ әдістердің комбинациясын қолдану болып табылады (4.9-бөлімді қараңыз):

1) күрт иісі бар материалдарды пайдалануды болғызбау немесе азайту;

2) хош иісті материалдар мен газдарды шашырағанға дейін және сұйылтылғанға дейін ұстау және жою;

3) әртүрлі иістерді шығара алатын кез келген жабдықты мұқият жобалау, пайдалану және техникалық қызмет көрсету;

4) егер мүмкін болса, материалдарды күйдіру немесе сүзу арқылы өңдеу.

Атмосфералық ауаға шығарындылар

ЕҚТ 9

Мырыш пен кадмийдің бастапқы және қайталама өндірісі кезінде пештер мен қосалқы құрылғылардан (аспирациялық газ-ауа ағындары, желдету ауасы және т.б.) атмосфераға ластағыш заттардың шығарындыларын азайту үшін ЕҚТ қалдық газдарды тазартудың орталықтандырылған жүйесінде шығарындыларды жинау, өңдеу болып табылады:

әртүрлі көздерден шығарылатын ағындар пайдаланылған газдарды ағындардың әрқайсысында болатын ластағыш заттарды тиімді өңдеуге арналған тазартудың бірыңғай орталықтандырылған жүйесінде жиналады, араластырылады және өңделеді. Бұл ретте химиялық құрамы бойынша үйлеспейтін ағындардың араласуына жол бермеу керек.

Қолданыстағы қондырғыларға жарамдылығы конструктивтік ерекшеліктеріне және қондырғылардың орналасуына байланысты шектелген (қосымша алаңдардың қажеттігі).

6.3.5. Ұйымдастырылмаған шығарындылар

ЕҚТ 10

Атмосфераға ұйымдастырылмаған тозаң шығарындыларын болғызбау немесе егер бұл іс жүзінде мүмкін болмаса, оларды азайту үшін ЕҚТ экологиялық менеджмент жүйесінің бөлігі ретінде төмендегілерді қамтитын тозаңның ұйымдастырылмаған шығарындылары бойынша іс-шаралар жоспарын әзірлеу және іске асыру болып табылады (ЕҚТ 1-ді қараңыз):

1) ұйымдастырылмаған тозаң шығарындыларының неғұрлым маңызды көздерін анықтау;

2) белгілі бір уақыт кезеңі ішінде ұйымдастырылмаған шығарындыларды болғызбау және/немесе азайту үшін тиісті шаралар мен техникалық шешімдерді айқындау және іске асыру.

ЕҚТ 11

Ұйымдастырылмаған шығарындыларды болғызбау немесе егер бұл іс жүзінде мүмкін болмаса, оларды азайту үшін ЕҚT ұйымдастырылмаған шығарындыларды көзге мүмкіндігінше жақын жинау және оларды кейіннен өңдеуден тұрады (5.1-бөлімді қараңыз).

ЕҚТ 12

Ең үздік қолжетімді техника – бір немесе бірнеше әдісті қолдану арқылы материалдарды сақтау және тасымалдау кезінде ұйымдастырылмаған тозаң шығарындыларын болғызбау немесе азайту болып табылады (5.1-бөлімді қараңыз).

Шығарындыларды ұстау және тазарту жүйелерін пайдалану кезінде ең үздік қолжетімді техника – тиісті шараларды қолдану арқылы ұстау және кейінгі тазарту тиімділігін оңтайландыру болып табылады. Ең қолайлы әдіс - тозаң шығарындыларын тозаң көзіне жақын тұста ұстау.

Шикізатты сақтау және тасымалдау кезінде тозаң шығарындыларын болғызбау және азайту үшін қолданылатын шараларға мыналар жатады:

материалдардың қажетсіз артық жүктелуін және қорғалмаған орындарда ұзақ тұрып қалуын болғызбау үшін технологиялық регламенттердің технологиялық талаптарын сақтау;

тозаңданатын материалдар үшін ауаны сүзу және сору жүйесімен жабдықталған концентраттар, флюстер және ұсақ материалдар сияқты шикізат пен материалдарды сақтау кезінде жабық қоймаларды немесе силостарды/контейнерлерді пайдалану (олай болмаған жағдайда бункерлер тозаңды кетіру және тазарту жүйесіне қосылған тозаң ұстайтын қалқалармен және жүк түсіретін торлармен жабдықталуы тиіс);

материалдарды ашық алаңдарда сақтау кезінде жабындарды пайдалану;

суда еритін органикалық қосылыстары бар материалдарды немесе қайталама материалдарды сақтау кезінде герметикалық қаптаманы пайдалану;

тозаңды басу үшін суды суару жүйесін пайдалану (айналмалы суды қолданған жөн);

тозаң-газ ұстайтын жабдықты беру (сүрлемдердің желдеткіш саңылаулары, пневматикалық беру жүйелері және конвейерлерді беру нүктелері) және тозаң түзетін материалдарды аудару орындарында орнату;

сақтау аймағын үнемі тазарту және қажет болған жағдайда сумен ылғалдандыру;

ашық ауада сақтаған жағдайда үйінділердің бойлық осі бойымен желдің басым бағыты бойынша орналастыру керек;

табиғи рельефті, жер үйінділерін пайдалану арқылы немесе тозаңды ұстап қалу және сіңіру үшін ашық жерлерде биік шөптер мен мәңгі жасыл ағаштар отырғызу арқылы желден қорғайтын қоршаулар жасау;

конвейерлік таспалардан, механикалық күректерден немесе қармаулардан материалдың құлау биіктігін, егер мүмкін болса, 0,5 м-ден аспайтын деңгейге дейін шектеу;

ашық таспалы конвейерлердің жылдамдығын реттеу (<3,5 м/с);

қатаң техникалық қызмет көрсету стандарттары.

ЕҚТ 13

Бастапқы және қайталама материалдарды дайындау (мөлшерлеу, араластыру, араластыру, ұсақтау, сұрыптау) кезінде ұйымдастырылмаған тозаң шығарындыларын болғызбау және/немесе азайту үшін, ЕҚT бір немесе бірнеше жоғарыда аталған әдістерді қолданудан тұрады (5.1-бөлімді қараңыз):

1) тозаң түзетін концентраттарды, флюстерді және ұсақ түйіршікті материалдарды беру кезінде жабық конвейерлерді немесе пневматикалық жүйелерді пайдалану;

2) кейіннен тазарта отырып, тозаң-газ ұстау жүйелерімен жарақтандырылған тозаң-тозаңды құрайтын материалдармен (егер бункер-дозатор пайдаланылса) жұмыс істеу кезінде жабық жабдықты пайдалану;

3) егер араластыру ашық кеңістікте жүзеге асырылса, суландырғыштар сияқты тозаңды басу жүйелерін қолданған жөн;

4) шикізатты, егер қолданылатын болса, олардың технологиялық процесіне қарай түйіршіктеу.

ЕҚТ 14

Мырыш пен кадмийдің қайталама және бастапқы өндірісі кезінде шикізат пен материалдарды алдын ала өңдеу кезінде (кептіру, бөлшектеу, күйдіру, брикеттеу, аккумуляторларды түйіршіктеу және ұсақтау, сұрыптау және жіктеу сияқты) ұйымдастырылмаған шығарындыларды болғызбау және/немесе азайту үшін, ЕҚT дегеніміз ЕҚT 13-те (a,b) сипатталғанды пайдалануды білдіреді.

ЕҚТ 15

Мырыш пен кадмийдің бастапқы және қайталама өндірісі кезінде тиеу, балқыту және түсіру процестері кезінде ұйымдастырылмаған шығарындыларды болғызбау және/немесе азайту үшін, ЕҚТ төменде келтірілген техникалық шешімдерді кешенді пайдаланудан тұрады:

1) ұйымдастырылмаған шығарындыларды аулаудың басқа әдістерімен үйлескен жабық ғимараттар мен құрылыстар;

2) тозаңды шикізатты алдын ала өңдеу, мысалы, түйіршіктеу;

3) ауа сору жүйесі бар герметикалық жүктеу жүйелерін пайдалану;

4) үздіксіз жұмыс істейтін және шығатын процестер үшін герметикалық немесе жабық есіктерді герметизациялау пештерін пайдалану, бұл балқыту кезеңінде пештің ішіндегі оң қысымды ұстап тұруға және ұйымдастырылмаған шығарындылардың алдын алуға көмектеседі;

5) қысым мен ашылудың алдын алу үшін теріс қысыммен және газды алудың жеткілікті жылдамдығымен пештер мен газ желілерін пайдалану;

6) тиеу және түсіру орындарын, шөміштерді және дроссельдеу аймағын тозаң тұтқыш жабдықпен (тартқыштар/қаптамалар) жабдықтау;

7) газ-ауа ағындарын тозаң-газ түзудің негізгі көздерінен (жаңа қондырғыларда) бұруға арналған желдету жүйелерін орнату-үлкен алаңдардың қажеттілігіне байланысты қолданыстағы қондырғылар үшін қолданылуы шектелуі мүмкін;

8) пештерде ұшпа заттардың ағып кетуіне және шығарылуына жол бермеу үшін жеткілікті сиретуді ұстап тұру үшін пештерді герметизациялау;

9) пештегі температураны ең аз қажетті деңгейде ұстау;

10) балқыманы шығару кезінде шөмішке арналған қорғаныс қаптамасының жабдығы;

11) ауланатын ағындарды тазалау үшін сүзу жүйесіне қосылған балқыту тиеу және шығару аймағының тозаң тұтқыш жүйелерімен жабдықтау;

12) пештің түріне және шығарындыларды азайтудың қолданылатын әдістеріне сәйкес шикізатты таңдау және беру (5.1-бөлімді қараңыз).

ЕҚТ 16

Бастапқы және қайталама мырыш пен кадмий өндіру кезінде қайта балқыту, рафинациялау және құю кезінде ұйымдастырылмаған шығарындыларды болғызбау және/немесе азайту мақсатында, ЕҚT төменде келтірілген әдістердің комбинациясын қолдануды білдіреді (5.1-бөлімді қараңыз):

1) балқыманың температурасын бақылау;

2) рафинациялау және химиялық заттарды қосу реакциясы кезінде қазандық қақпағымен жабу;

3) тигель пешінің немесе ауаны сору жүйесі бар қазанның үстіндегі, сондай-ақ бұру және жуу нүктелеріндегі жабындарды/қалпақтарды жабдықтау.

4) тозаң тәрізді қожды/қалдықтарды жою үшін жабық механикалық жинағыштарды пайдалану.

ЕҚТ 17

ЕҚT әдістерді қолдана отырып, тиісті көздерден ұйымдастырылмаған шығарындылардың мөлшерін анықтау болып табылады:

1) шығарындылар көзде өлшенетін тікелей өлшеулер, концентрациясы мен массасын өлшеуі немесе анықтауы мүмкін;

2) шығарындыларды анықтау көзден белгілі бір қашықтықта жүргізілетін жанама өлшеулер;

3) шығарындылар коэффициенттерін қолдана отырып есептеу әдістерін пайдалану.

Мүмкіндігінше тікелей өлшеу әдістері жанама әдістерге немесе шығарындылар коэффициенттерін қолдана отырып есептеулерге негізделген бағалауларға қарағанда анағұрлым қолайлы (4.5-бөлімді қараңыз).

Сипаты

Тікелей өлшеулердің мысалдары – қабықтары бар аэродинамикалық құбырлардағы өлшеулер немесе басқа әдістер. Соңғы жағдайда желдің жылдамдығы мен шатыр желдеткішінің ауданы өлшенеді, сонымен қатар ағынның жылдамдығы есептеледі. Шатырдағы желдеткішті өлшеу жазықтығының көлденең қимасы бірдей аймақтың учаскелеріне бөлінеді (торды өлшеу).

Жанама өлшеулердің мысалына индикаторлық газдарды қолдану, кері дисперсияны модельдеу әдістері және лазерлік диапазонды анықтау және өлшеу жүйесін қолдана отырып, массалық тепе-теңдік әдісі жатады.

Есептеу әдістері сусымалы материалдарды сақтау және тасымалдау кезінде тозаңның ұйымдастырылмаған шығарындыларын, сондай-ақ көлік қозғалысы нәтижесінде жолдардағы тозаң суспензиясын бағалау үшін шығарындылар коэффициенттерін қолдану жөніндегі ұсынымдар негізінде пайдаланылады.

6.3.6. Ұйымдастырылған шығарындылар

Төменде келтірілген техникалар және олардың көмегімен қол жеткізуге болатын эмиссия деңгейлері мәжбүрлі желдету жүйелерімен жабдықталған көздер үшін белгіленген.

ЕҚТ 18

Мырыш пен кадмий (аккумуляторлық батареялардан басқа) өндіру кезінде шикізатты алдын ала дайындаумен (қабылдау, өңдеу, сақтау, мөлшерлеу, араластыру, араластыру, кептіру, ұсақтау, кесу және сұрыптау) байланысты процестер кезінде тозаң мен металдардың шығарындыларын азайту мақсатында, ЕҚТ қапшық сүзгіні (біреуін немесе комбинациясын) пайдалануды білдіреді (5.7.2, 5.8.1-бөлімдерді қараңыз).

Тозаң шығарындыларының ЕҚТ-мен байланысты деңгейі 6.3-кестеде келтірілген.

6.3-кесте. Шикізат дайындау кезіндегі тозаң шығарындыларының ЕҚТ-мен байланысты деңгейі

Параметр	ЕҚТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2
Тозаң^*	≤5^**

* іріктеме кезеңіндегі орташа тәуліктік мән немесе орташа мән;

** 2021 жылғы 01 шілдеге дейін пайдалануға берілген кәсіпорындар үшін ≤ 20 мг/нм³.

ЕҚТ-мен байланысты мониторинг: ЕҚТ 6-ны қараңыз.

ЕҚТ 19

Екінші кадмий өндіру кезінде батареяларды дайындау кезінде (ұсақтау, сұрыптау және жіктеу) тозаң мен металдардың шығарындыларын азайту үшін, ЕҚT қапшық сүзгіні немесе дымқыл скрабберді қолданудан тұрады (5.6, 5.7-бөлімдерді қараңыз).

ЕҚТ-мен байланысты шығарындылар деңгейі 6.4-кестеде келтірілген.

6.4-кесте. Батареялар дайындау кезіндегі тозаң шығарындыларының ЕҚТ-мен байланысты деңгейі

Параметр	ЕҚТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2
Тозаң	≤5

* іріктеме кезеңіндегі орташа тәуліктік мән немесе орташа мән.

ЕҚТ-мен байланысты мониторинг: ЕҚТ 6-ны қараңыз.

6.4. Мырыштың бастапқы өндірісі

6.4.1. Мырыштың гидрометаллургиялық өндірісі

6.4.1.1. Атмосфераға шығарындылар

6.4.1.1.1. Ұйымдастырылмаған шығарындылар

ЕҚТ 20

Шикізат беруді дайындаудан және шикізат беруден атмосфераға ұйымдастырылмаған тозаң шығарындыларын азайту мақсатында, ЕҚT төменде келтірілген әдістердің біреуін немесе екеуін де қолданудан тұрады (5.1-бөлімді қараңыз).

Р/с №	Техника
1	2
1	Ылғалды беру
2	Скрубберге қосылған толық жабық технологиялық жабдық

ЕҚТ 21

Күйдіру арқылы өңдеуден атмосфераға тозаңның ұйымдастырылмаған шығарындыларын төмендету мақсатында, ЕҚT төменде келтірілген бір немесе екі әдісті қолдануды білдіреді (5.2.5-бөлімді қараңыз).

Р/с №	Техника
1	2
1	Теріс қысым кезінде операцияларды орындау
2	Скрубберге қосылған толық жабық технологиялық жабдық

ЕҚТ 22

Қатты және сұйық фазаларды шаймалау, бөлу және тазартудан атмосфераға ұйымдастырылмаған шығарындыларды азайту мақсатында ЕҚТ төменде келтірілген әдістердің біреуін немесе комбинациясын қолданудан тұрады (5.2.8-бөлімді қараңыз).

Р/с №	Техника	Жарамдылығы
1	2	3
1	Цистерналарды қақпақтармен жабу	Жалпыға бірдей қолданылады
2	Науалардың кіру және шығу жолдарын технологиялық сұйықтықпен жабу	Жалпыға бірдей қолданылады
3	Резервуарларды механикалық тартқышы бар шығарындыларды болғызбаудың орталық жүйесіне немесе шығарындыларды болғызбаудың бірбақты жүйесіне қосу	Жалпыға бірдей қолданылады
4	Сорғыштардың көмегімен вакуумдық сүзгілерді жабу және оларды шығарындылардың алдын алу жүйесіне қосу	Ол шаймалау және қатты және сұйық фазаларды бөлу кезеңдерінде ыстық сұйықтықтарды сүзуге ғана қолданылады

ЕҚТ 23

Электролиттік бөлінуден атмосфераға ұйымдастырылмаған шығарындыларды азайту мақсатында, ЕҚT электролизерлерде қоспаларды, әсіресе көбік түзгіштерді қолданудан тұрады (5.2.9-бөлімді қараңыз).

6.4.1.1.2. Ұйымдастырылған шығарындылар

ЕҚТ 24

В Шикізатты өңдеу және сақтау, муфель үшін шикізатты құрғақ дайындау, шикізатты құрғақ беру және күйдіру арқылы өңдеу салдарынан атмосфераға тозаң мен металл шығарындыларын азайту мақсатында, ЕҚТ қапшық сүзгіні пайдалану болып табылады (5.3.1-бөлімді қараңыз).

6.5-кесте. Шикізатпен жұмыс істеуден және сақтаудан, муфель үшін шикізатты құрғақ дайындаудан, күйдіріп өңдеуден және құрғақтай беруден атмосфераға тозаң шығарындылары үшін ЕҚТ-мен байланысты шығарындылар деңгейі

Параметр	ЕҚТ -БШД (мг/Нм³)^*
1	2
Тозаң	< 5^**

* іріктеу кезеңіндегі орташа мән ретінде;

** 2021 жылғы 01 шілдеге дейін пайдалануға берілген кәсіпорындар үшін ≤ 20 мг/Нм3.

ЕҚТ 25

Шаймалаудан, тазартудан және электролизден атмосфераға мырыш пен күкірт қышқылының шығарындыларын азайту мақсатында, сондай-ақ тазарту кезінде арсин мен стибин шығарындыларын азайту мақсатында, ЕҚT төменде келтірілген әдістердің біреуін және/немесе комбинациясын қолданудан тұрады (5.3-бөлімді қараңыз).

Р/с №	Техника
1	2
1	Дымқыл тазалау скруббері
2	Тамшы ұстағыш
3	Центрифуга жүйесі

6.6-кесте. Шаймалаудан, тазартудан және электролизден атмосфераға мырыш пен күкірт қышқылының шығарындылары үшін, сондай-ақ тазарту кезінде арсин мен стибин шығарындылары үшін ЕҚТ-мен байланысты шығарындылар деңгейі

Р/с №	Параметр	ЕҚТ -БШД (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Zn	< 1
2	H₂SO₄	< 10
3	AsH₃ және SbH₃қосындысы	< 0.5

* іріктеу кезеңіндегі орташа мән ретінде.

Байланысты мониторинг ЕҚТ 6-да берілген.

6.4.1.2. Топырақ және жерасты суларын қорғау

ЕҚТ 26

Топырақ және жерасты суларының ластануын болғызбау мақсатында ЕҚТ шаймалау немесе тазалау кезінде пайдаланылатын резервуарларға арналған су өткізбейтін үйілген топырақ және электролиз цехтарын қорғайтын үйілген топырақ жүйесін пайдаланудан тұрады (5.5.2, 5.2.11, 5.2.12-бөлімдерді қараңыз).

6.4.1.3. Сарқынды сулардың түзілуі

ЕҚТ 27

Тұщы суды тұтынуды азайту және сарқынды сулардың пайда болуын болғызбау мақсатында ЕҚТ төменде келтірілген әдістердің комбинациясын қолдануды білдіреді (5.5.2-бөлімді қараңыз).

Р/с №	Техника
1	2
1	Қазандықтан құйылған сұйықтықты және роторды салқындатудың тұйық контурларынан суды газбен дымқыл тазартуға немесе сілтілеу сатысына қайтару
2	Сарқынды суларды ротаторды тазарту/құю, электролиз және құю операцияларынан шаймалау сатысына қайтару
3	Шаймалау және тазарту, сүзу тұнбасын жуу және ылғалды газбен тазарту операцияларынан шаймалау және/немесе тазарту сатысына дейін сарқынды суды қайтару

6.4.1.4. Қалдықтар

ЕҚТ 28

Кәдеге жаратуға жіберілетін қалдықтардың санын азайту мақсатында, ЕҚТ технологиялық қалдықтарды қайта пайдалануды немесе басқаша технологиялық қалдықтарды қайта өңдеуді жеңілдету үшін, соның ішінде төменде көрсетілген әдістердің біреуін немесе комбинациясын қолдану арқылы объектідегі операцияларды ұйымдастырудан тұрады (5.5.1, 5.6.1.3, 5.7.3, 5.8.2-бөлімдерді қараңыз).

Р/с №	Техника	Жарамдылығы
1	2	3
1	Концентраттарға арналған бункерде жиналған тозаңды қайта пайдалану және технологиялық процесс шеңберінде өңдеу (концентратты берумен бірге)	Жалпыға бірдей қолданылады
2	Күйдіру барысында жиналған тозаңды күйдіруге арналған бункер арқылы қайта пайдалану	Жалпыға бірдей қолданылады
3	Сыртқы қондырғыда шикізат ретінде құрамында қорғасын мен күміс бар қалдықтарды қайта өңдеу	Ол металдың құрамына және нарықтың/процестің қол жетімділігіне байланысты қолданылады
4	Нарық талаптарына сәйкес келетін өнімді алу үшін сыртқы қондырғыда шикізат ретінде Сu, Co, Ni, Cd, Mn бар қалдықтарды қайта өңдеу	Ол металдың құрамына және нарықтың/процестің қол жетімділігіне байланысты қолданылады

ЕҚТ 29

Шаймалау қалдықтары түпкілікті жоюға жарамды болуы үшін, ЕҚТ төменде келтірілген әдістердің бірін қолдануды білдіреді.

Р/с №	Техника	Жарамдылығы
1	2	3
1	Вельц-пештерде пирометаллургиялық өңдеу (5.2.13.1-бөлімді қараңыз)	Ол тек бейтарап шаймаландіру қалдықтарына қолданылады, олардың құрамында мырыш кектері көп емес және/немесе асыл металдардың жоғары концентрациясы жоқ
2	Jarofix процесі (5.2.13.2.1-бөлімді қараңыз)	Ол тек темірдің қатты қалдықтары үшін қолданылады. Қолданыстағы патентке байланысты шектеулі қолданылады.
3	Сульфидтеу процесі (5.2.13.2.2-бөлімді қараңыз)	Ол тек темір ярозитінің қалдықтары мен тікелей шаймалау қалдықтары үшін қолданылады
4	Темір қалдықтарын тығыздау (5.2.13.2.3-бөлімді қараңыз)	Ол тек гетит қалдықтары мен сарқынды суларды тазарту қондырғысынан гипске бай шлам үшін қолданылады

ЕҚТ 29a

Jarofix процесі ярозитті тұнбаны портландцемент, әк және сумен араластырудан тұрады.

ЕҚТ 29b

Сульфидтеу процесі тұнбаны жууға арналған резервуардағы және сульфидті реакторлардағы қалдықтарға NaOH және Na₂S қосудан тұрады.

ЕҚТ 29c

Темір қалдықтарының тығыздалуы сүзгілермен ылғалды азайтуды және әк немесе басқа заттарды қосуды қамтиды.

6.4.2. Мырыштың пирометаллургиялық өндірісі

6.4.2.1. Атмосфераға шығарындылар

6.4.2.1.1. Ұйымдастырылған тозаң шығарындылары

ЕҚТ 30

Мырыштың пирометаллургиялық өндірісінен атмосфераға тозаң мен металл шығарындыларын азайту үшін (күкірт қышқылын орнатуға бағытталғандардан басқа), ЕҚТ қапшық сүзгіні пайдалануды білдіреді (5.1-бөлімді қараңыз).

Қолданылуы

Концентраттардағы органикалық көміртегі мөлшері жоғары болған жағдайда (мысалы, шамамен 10 %), бітелу салдарынан қапшық сүзгілерді қолдануға болмайды, сонымен қатар басқа әдістерді де қолдануға болады (мысалы, дымқыл скраббер).

ЕҚТ-мен байланысты шығарындылар деңгейі: 6.7-кестені қараңыз.

6.7-кесте. Мырыштың пирометаллургиялық өндірісінен атмосфераға тозаң шығарындылары үшін (күкірт қышқылы қондырғысына жіберілгендерді қоспағанда) ЕҚТ-мен байланысты шығарындылар деңгейі

Параметр	ЕҚТ-БШД (мг/Нм³)^*
1	2
Тозаң	2-5

(1) орташа тәуліктік мән сияқты, іріктеу кезеңіндегі орташа мән;

(2) егер қапшық сүзгі қолданылмаса, диапазонның жоғарғы шегі 10 мг/Нм3 құрайды.

Байланысты мониторинг ЕҚТ 6-да.

ЕҚТ 31

Мырыштың пирометаллургиялық өндірісінен атмосфераға SO2 шығарындыларын төмендету мақсатында (күкірт қышқылын немесе сұйық SO2 орнатуға жіберілгендерден басқа), ЕҚT дымқыл күкіртсіздендіру техникасын қолданудан тұрады (5.3.2-бөлімді қараңыз). Сондай-ақ мырыштың гидрометаллургиялық өндірісі үшін де қолданылады.

ЕҚТ-мен байланысты шығарындылар деңгейі 6.8-кестені қараңыз.

6.8-кесте. Мырыштың пирометаллургиялық өндірісінен атмосфераға SO2 шығарындылары үшін (күкірт қышқылы қондырғысына жіберілгендерді қоспағанда) ЕҚТ-мен байланысты шығарындылар деңгейі

Параметр	ЕҚТ -БШД (мг/Нм³)^*
1	2
SO₂	<500

(1) орташа тәуліктік мән сияқты, іріктеу кезеңіндегі орташа мән;

(2) 2021 жылғы 01 шілдеге дейін пайдалануға берілген кәсіпорындар үшін қоршаған орта объектілеріне ең аз әсер ететін тазарту техникасын таңдағанға дейін және өнеркәсіптік жағдайларда байқаудан өткізгенге дейін: 50-1000 мг/Нм3.

Байланысты мониторинг ЕҚТ 6-да.

ЕҚТ 32

SO2 шығарындыларын азайту үшін SO2 мөлшері жоғары пайдаланылған газдардан және түтін газын тазарту жүйесінен қалдықтардың пайда болуын болғызбау үшін ЕҚT күкірт қышқылын немесе құрамында күкірт бар басқа өнімдерді өндіру арқылы күкіртті қалпына келтіруден тұрады. Күкірт қышқылын өндіруде қолданылатын техникалық шешімдер (5.3.3-бөлімді қараңыз). Мырыштың гидрометаллургиялық өндірісі үшін де қолданылады.

1) сыңар контакт қондырғылары;

2) ҚК/ҚА қондырғылары (Қосарлы контакт/Қосарлы абсорбция);

3) Ылғалды катализ қондырғысы.

ЕҚТ-мен байланысты шығарындылар деңгейі 6.9-кестеде берілген.

6.9-кесте. Балқыту пештерінен шығатын пайдаланылған газдардағы күкіртті күкірт қышқылы мен басқа да өнімдер өндіру арқылы рекуперациялау кезіндегі SO2 шығарындыларының ЕҚТ-мен байланысты деңгейі

Р/с №	Түрлендіру процесінің түрі	Түрлендіру коэффициентія, %^**	ЕҚТ-ТП (мг/нм³)^*
1	2	3	4
1	Сыңар контактілі күкірт қышқылы зауыты	-⁽³⁾	800-1000
2	Қосарлы контактілі күкірт қышқылы зауыты	>99,8
3	Ылғалды катализ қондырғысы (WSА процесі)	>98^***

* іріктеме кезеңіндегі орташа тәуліктік мән немесе орташа мән;

** қалдық газдарды одан әрі тазалау тиімділігін ескермей, абсорбциялық колоннаны қамтитын түрлендіру коэффициенті;

*** қалдық газдарды соңына дейін тазарту ескерілген көрсеткіштер.

6.5. Мырыштың қайталама өндірісі

6.5.1. Атмосфераға шығарындылар

6.5.1.1. Ұйымдастырылған тозаң шығарындылары

ЕҚТ 33

Қожды түйіршіктеуден және қайта өңдеуден атмосфераға тозаң мен металдың шығарылуын төмендету мақсатында, ЕҚТ қапшық сүзгіні пайдалануды білдіреді (5.1-бөлімді қараңыз).

ЕҚТ-мен байланысты шығарындылар деңгейі: 6.10-кестені қараңыз.

6.10-кесте. Қожды түйіршіктеуден және қайта өңдеуден атмосфераға тозаң шығарындылары үшін ЕҚТ-мен байланысты шығарындылар деңгейі

Параметр	ЕҚТ-БШД (мг/Нм³)^*
1	2
Тозаң	≤5

* Іріктеу кезеңіндегі орташа мән ретінде

Байланысты мониторинг ЕҚТ 6-да.

ЕҚТ 34

Металл және аралас металл/тотықтырғыш ағындардың балқуынан, сондай-ақ қож-пештен және вельц-пештен атмосфераға тозаң мен металдың шығарылуын төмендету мақсатында, ЕҚТ қапшық сүзгіні пайдалануды білдіреді (5.1.3-бөлімді қараңыз).

Қолданылуы

Қапшық сүзгі (металл оксиді орнына хлорид азайту қажет болған кезде) қождау операциясы үшін пайдаланылмайды.

ЕҚТ-мен байланысты шығарындылар деңгейі 6.11-кестені қараңыз.

6.11-кесте. Металл және аралас металл/тотықтырғыш ағындардың балқуынан, сондай-ақ қож айдау пешінен және вельц-пештен атмосфераға тозаң шығарындылары үшін ЕҚТ-мен байланысты шығарындылар деңгейі

Параметр	ЕҚТ -БШД (мг/Нм³)^*
1	2
Тозаң	2-5

(1) орташа тәуліктік мән сияқты, іріктеу кезеңіндегі орташа мән;

(2) егер қапшық сүзгі қолданылмаса, диапазонның жоғарғы шегі 15 мг/Нм3 дейін жоғары болуы мүмкін;

(3) егер күшән немесе кадмий шығарындылары 0,05 м/Нм3-тен асып кетсе, тозаң шығарындылары диапазонның төменгі шегіне жетеді деп күтілуде.

Байланысты мониторинг ЕҚТ 6-да.

6.5.1.2. Органикалық қосылыстардың шығарындылары

ЕҚТ 35

Металл және аралас металл/тотықтырғыш ағындардың балқуынан, сондай-ақ қож-пештен және вельц-пештен атмосфераға органикалық қосылыстардың шығарындыларын азайту мақсатында, ЕҚТ төменде келтірілген әдістердің бірін немесе комбинациясын қолдануды білдіреді.

Р/с №	Техника	Жарамдылығы
1	2	3
1	Кейіннен қапшық сүзгіден және/немесесЭСТ-дан өтетін адсорбентті енгізу (белсендірілген көмір немесе қоңыр көмір коксы) (5.1, 5.2.6-бөлімдерді қараңыз)	Жалпыға бірдей қолданылады
2	Термиялық тотықтырғыш (4.3.1-бөлімді қараңыз)	Жалпыға бірдей қолданылады
3	Қалпына келтіретін термиялық тотықтырғыш (4.3.1-бөлімді қараңыз)	Қауіпсіздік себептері бойынша қолдануға болмайды

ЕҚТ-мен байланысты шығарындылар деңгейі 6.12-кестені қараңыз.

6.12-кесте. Металл және аралас металл/тотықтырғыш ағындардың балқуынан, сондай-ақ қож айдау пешінен және вельц-пештен атмосфераға жалпы ҰОҚ және ПХДД/Ф шығарындылары үшін ЕҚТ-мен байланысты шығарындылар деңгейі

Р/с №	Параметр	Өлшем бірлігі	ЕҚТ-БШД
1	2	3	4
1	Жалпы ҰОҚ	мг/Нм³	2-20^*
2	ПХДД/Ф	нг МТЭ/Нм³	< 0.1^*

* орташа тәуліктік мән сияқты, іріктеу кезеңіндегі орташа мән;

** іріктеу кезеңі үшін кемінде алты сағат орташа мән ретінде.

Байланысты мониторинг ЕҚТ 6-да.

6.5.1.3. Қышқыл шығарындылары

ЕҚТ 36

Металл және аралас металл/тотығу ағындарының балқуынан, сондай-ақ қож-пештен және вельц-пештен атмосфераға HCL және HF шығарындыларын азайту мақсатында, ЕҚТ төменде келтірілген әдістердің бірін қолдануды білдіреді.

Р/с №	Техника	Жарамдылығы
1	2	3
1	Кейіннен қапшық сүзгіден өтетін адсорбентті енгізу (5.1-ді қараңыз.)	Металл және аралас металл/тотығу ағындарын балқыту Вельц-пеш
2	Ылғалды тазарту скруббері (5.6.1.1-ді қараңыз)	Қож ұшыру пеші

ЕҚТ-мен байланысты шығарындылар деңгейі 6.13-кестені қараңыз.

6.13-кесте. Металл және аралас металл/тотықтырғыш ағындардың балқуынан, сондай-ақ қож айдау пешінен және вельц-пештен атмосфераға HCL және HF шығарындылары үшін ЕҚТ-мен байланысты шығарындылар деңгейі

Р/с №	Параметр	ЕҚТ -БШД (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	HCl	< 1,5
2	HF	< 0,3

* іріктеу кезеңіндегі орташа мән ретінде.

Байланысты мониторинг ЕҚТ 6-да.

6.5.2. Сарқынды суларды жинақтау және тазарту

ЕҚТ 37

Вельц-пештердің жұмысы кезінде тұщы суды тұтынуды қысқарту мақсатында, ЕҚT көп сатылы қарсы жууды қолданудан тұрады (5.4.2-бөлімді қараңыз).

Сипаты

Жуудың алдыңғы кезеңінен келетін су сүзіледі және жуудың келесі кезеңінде қайта пайдаланылады. Екі немесе үш кезеңді қолдануға болады, бұл бір сатылы анти-ағынды жуумен салыстырғанда су шығынын үш есе азайтуға мүмкіндік береді.

ЕҚТ 38

Вельц пешінің жұмыс процесінде жуу сатысынан суға галогенидтер шығарындыларын болғызбау немесе азайту мақсатында ЕҚТ кристалдануды пайдалануды білдіреді (5.4.2-бөлімді қараңыз).

6.6. Құймаларды балқыту, алу, мырыш қорытпаларын құю және мырыш ұнтағын өндіру

6.6.1. Атмосфералық ауаға шығарындылар

6.6.1.1. Ұйымдастырылмаған тозаң шығарындылары

ЕҚТ 39

Балқыту, қорытпалар алу және мырыш құймаларын құюдан атмосфераға тозаңның ұйымдастырылмаған шығарындыларын азайту мақсатында ЕҚТ теріс қысымдағы жабдықты пайдаланудан тұрады (5.2.7, 5.2.8-бөлімдерді қараңыз).

6.6.1.2. Ұйымдастырылған тозаң шығарындылары

ЕҚТ 40

Балқыту, қорытпалар мен мырыш құймаларын құю және мырыш ұнтағын өндіруден атмосфераға тозаң мен металл шығарындыларын азайту үшін ЕҚТ қапшық сүзгілерді қолданудан тұрады (5.1-бөлімді қараңыз).

ЕҚТ-мен байланысты шығарындылар деңгейі: 6.14-кестені қараңыз.

6.14-кесте. Балқытудан, қорытпалар алу мен мырыш құймаларын құюдан және мырыш ұнтағын өндіруден атмосфераға тозаң шығарындылары үшін ЕҚТ-мен байланысты шығарындылар деңгейі

Параметр	ЕҚТ-БШД (мг/Нм³)^*
1	2
Тозаң	≤5

* іріктеу кезеңіндегі орташа мән ретінде.

Байланысты мониторинг ЕҚТ 6-да.

6.6.2. Сарқынды сулар

ЕҚТ 41

Мырыш құймаларын балқыту мен құюдан сарқынды сулардың пайда болуын болғызбау үшін ЕҚТ салқындатылған суды қайта пайдаланудан тұрады (5.4.2.-бөлімді қараңыз).

6.6.3. Қалдықтар

ЕҚТ 42

Мырыш құймаларын балқытудан кәдеге жаратуға жіберілетін қалдықтардың санын азайту мақсатында, ЕҚТ технологиялық қалдықтарды қайта пайдалануды немесе басқаша технологиялық қалдықтарды қайта өңдеуді жеңілдету үшін, соның ішінде төменде көрсетілген бір немесе екі техниканы қолдану арқылы объектідегі операцияларды ұйымдастырудан тұрады (5.5.1.-бөлімді қараңыз).

Р/с №	Техника
1	2
1	Мырыш қожының тотыққан фракциясын және балқыту пештерінен шыққан құрамында мырыш бар тозаңды күйдіру пешінде немесе мырышты гидрометаллургиялық өндіру процесінде пайдалану
2	Балқыту пешінде катодтарды құюдан мырыш және құрамында металл бар қождың металл фракциясын пайдалану немесе мырышты тазарту қондырғысында мырыш тозаңы немесе мырыш оксиді түрінде алу

6.7. Кадмий өндірісі

6.7.1. Атмосфераға шығарындылар

6.7.1.1. Ұйымдастырылмаған шығарындылар

ЕҚТ 43

Ұйымдастырылмаған атмосфераға шығарындыларды азайту мақсатында ЕҚТ төменде келтірілген бір немесе екі техниканы пайдаланудан тұрады (5.7.1- бөлімді қараңыз).

Р/с №	Техника
1	2
1	Пирометаллургиялық өндірісте брикеттеу/түйіршіктеу және газды бөлу үшін және балқыту, қоспалау және құю процестері үшін гидрометаллургиялық өндірісте шаймалау және қатты-сұйықтықты сепарациялау үшін скрубберге қосылған орталық сору жүйесі
2	Гидрометаллургиялық өндірістегі электролиз кезеңі үшін ұяшықтарды жабу

6.7.1.2. Ұйымдастырылған тозаң шығарындылары

ЕҚТ 44

Кадмий мен балқытудың пирометаллургиялық өндірісінен атмосфераға тозаң мен металл шығарындыларын азайту, қорытпалар алу және мырыш құймаларын құю мақсатында, ЕҚT төменде келтірілген әдістердің біреуін немесе комбинациясын қолданудан тұрады.

Р/с №	Техника	Қолданылуы
1	2	3
1	Қапшық сүзгі (5.1-ді қараңыз)	Жалпыға бірдей қолданылады
2	ЭСТ (5.2.6-ны қараңыз)	Жалпыға бірдей қолданылады
3	Ылғалды тазарту скруббері (5.6.1.1-бөлімді қараңыз)	Қолдану келесі жағдайларда шектелуі мүмкін: - пайдаланылған газ ағынының өте жоғары жылдамдығы (қалдықтар мен сарқынды сулардың көп болуына байланысты) - қуаң аудандарда (судың үлкен көлемі мен сарқынды суларды тазарту қажеттілігіне байланысты)

ЕҚТ-мен байланысты шығарындылар деңгейі: 6.15-кестені қараңыз.

6.15-кесте. Кадмийдің пирометаллургиялық өндірісі мен балқытудан, қорытпалар алудан және мырыш құймаларын құюдан атмосфераға тозаң мен кадмий шығарындылары үшін ЕҚТ-мен байланысты шығарындылар деңгейі

Р/с №	Параметр	ЕҚТ-БШД (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Тозаң	≤5
2	Cd	< 0,1

* іріктеу кезеңіндегі орташа мән ретінде.

Байланысты мониторинг ЕҚТ 6-да.

6.7.2. Қалдықтар

ЕҚТ 45

Кадмийдің гидрометаллургиялық өндірісінен кәдеге жаратуға жіберілетін қалдықтардың санын азайту мақсатында, ЕҚT технологиялық қалдықтарды қайта пайдалануды немесе, әйтпесе, технологиялық қалдықтарды қайта өңдеуді жеңілдету үшін, соның ішінде төменде көрсетілген әдістердің бірін қолдану арқылы объектідегі операцияларды ұйымдастырудан тұрады (5.7.3, 5.8.2- бөлімдерді қараңыз).

Р/с №	Техника	Жарамдылығы
1	2	3
1	Кадмийді мырыш процесінен тазарту секциясында кадмиймен байытылған цемент ретінде алу, оны қосымша шоғырландыру және тазарту (электролиз немесе пирометаллургиялық процесс), нәтижесінде, оны кадмийге немесе кадмий қосылыстарына айналдыру	Ол экономикалық тиімді сұраныс болған жағдайда ғана қолданылады
2	Тазарту бөлімінде кадмиймен байытылған цемент ретінде мырыш процесінен кадмий алу, содан кейін кадмийге бай тұнба алу мақсатында гидрометаллургиялық операциялар жиынтығын қолдану (мысалы, цемент (металл Cd), Cd (OH)2), ол полигондарда көміліп, барлық басқа технологиялық ағындар кадмий қондырғысында немесе мырыш қондырғысы ағынында қайта өңделеді	Өнеркәсіптік қалдықтар үшін қолайлы полигон болған жағдайда ғана қолданылады

6.8. Ремедиация бойынша талаптар

Мырыш пен кадмий өндіру кезінде атмосфералық ауаға әсер етудің негізгі факторы болып ұйымдасқан шығарындылар көздерінен болады.

Бүгінгі таңда ең басты экологиялық проблема мырыш пен кадмий өндірісінен шығатын газдардағы ластағыш заттардың мөлшері болып қала береді. Атмосфералық ауаға ластағыш заттардың түсуі өндірістік циклдің барлық кезеңдерінде болады және тек өндірістік қызметтің ерекшеліктерімен аңықталады:

бастапқы шикізаттан мырыш пен кадмий өндіру;

екіншілік шикізаттан мырыш пен кадмийдің байланысты алынуы;

алынған өнімдерді қоспалардан тазарту және т.б.

Мырыш пен кадмий өндіру өндірістік объектілері қызметінің жерасты суларына әсер ету шамасы су тұтыну мен су тарту көлеміне, тазарту құрылыстары жұмысының тиімділігіне, сарқынды суларды сүзу алқаптарына ағызудың сапалық сипаттамасына және жер бедеріне байланысты болады. Ағызылатын сарқынды сулардың сапалық құрамы кәсіпорынды сумен қамтамасыз ету үшін пайдаланылатын судың құрамымен, пайдаланылатын шикізаттың құрамымен, технологиялық процестердің ерекшеліктерімен, аралық өнімдердің құрамымен немесе дайын өнімнің құрамымен, бар сарқынды суларды тазарту жүйелері.

Өндірістік және технологиялық процестер нәтижесінде пайда болған қалдықтар шарттық негізде бөгде ұйымдарға кәдеге жаратуға/қайта өңдеуге берілуі мүмкін, өндірілген шахталар кеңістігін толтыру кезінде өздері үшін ішінара пайдаланылуы мүмкін, бір бөлігі қалпына келтіру реакциялары процесінде пайда болатын құрамдас металдар алынғаннан кейін өндіріске қайтарылады.

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, мырыш пен кадмий өндіретін кәсіпорындар қызметінің нәтижесінде атмосфералық ауаның ластануы және ластағыш заттардың табиғи ортаның бір компонентінен екіншісіне ауысуы нәтижесінде келесі жағымсыз салдарлар туындайды:

атмосфералық ауадан топырақ бетіне ластағыш заттардың түсуі және олардың одан әрі жерүсті және жерасты суларына инфильтрациясы нәтижесінде жер мен топырақтың ластануы;

жануарлар мен өсімдіктер әлеміне әсері.

Антропогендік әсер ету нәтижесінде келтірілген өндірістік және (немесе) мемлекеттік экологиялық бақылау нәтижелері бойынша табиғи орта құрауыштарына экологиялық залал фактілері анықталған кезде және қызмет салдарларын жабу және (немесе) жою кезінде базалық есепте немесе эталондық учаскеде белгіленген Жай-күйге қатысты табиғи орта құрауыштары жай-күйінің өзгеруіне бағалау жүргізу қажет.

Әрекеттері немесе қызметі экологиялық залал келтірген тұлға Экология кодексінің (5-бөлімнің 131 – 141-баптары) нормалары мен ремедиация бағдарламасын әзірлеу жөніндегі әдістемелік ұсынымдарға сүйене отырып, учаскенің жай-күйін қалпына келтіру үшін осындай залалды жою үшін тиісті шаралар қолдануға тиіс.

Бұдан басқа, іс-әрекеті немесе қызметі экологиялық залал келтірген тұлға тиісті ластағыш заттардың эмиссияларын жою, тежеу немесе қысқарту үшін, сондай-ақ олардың ағымдағы немесе болашақта бекітілген нысаналы мақсатын ескере отырып, учаске бұдан әрі қоршаған ортаны қорғау үшін елеулі қауіп тудырмауы үшін мерзімде және кезеңділікте бақылау мониторингі үшін қажетті шараларды қабылдауы тиіс. және табиғи орта компоненттерінің ластануына байланысты оның қоршаған ортаға қатысты қызметінен зиян келтірмеді.

7. Перспективалы техникалар

Бұл бөлімде ғылыми-зерттеу және тәжірибелік-конструкторлық жұмыстар жүргізілетін немесе оларды тәжірибелік-өнеркәсіптік енгізу жүзеге асырылатын жаңа техникалар туралы ақпарат қамтылады.

7.1. Мырыш өндірудің перспективалы әдістері

7.1.1. Кәдеге жарату қазандығының үздіксіз үрленуін бақылауды автоматтандыру

Қож айдау пешінің артына орнатылған РКФ 20/1,4-40-1300 кәдеге жарату қазандығын үздіксіз үрлеуді бақылауды автоматтандыру, қазандық суының қаттылық тұздарының концентрациясын және үздіксіз үрлеу суының ағызу көлемін автоматты режимде реттейтін бағдарламалық басқарылатын клапанды енгізу.

Нормативтен тыс үздіксіз үрлеуден болатын жылу энергиясының шығынын қысқарту.

Қазандықта булану процесінде тұздар мен басқа да ерітілген қосылыстардың концентрациясы артады. Тұздардың жоғары концентрациясы көбікке, қазандықтардың ішкі жылыту беттерінде масштабтың пайда болуына әкеледі. Тұздардың концентрациясы мұқият бақыланып, қазандықты үрлеу арқылы реттелуі керек.

Қазандық суындағы тұз құрамының концентрациясын анықтау үшін қазандыққа қызмет көрсететін балқытушылар тәулік сайын, ал қажет болған жағдайда ауысым сайын қазандық суының сынамаларын алады. Содан кейін сынақтарды қызмет көрсету цехының СҚН зертханасына жеткізу керек. 5 – 6 сағаттан кейін қазандық суын талдау нәтижелері дайын болады. Нәтижелер негізінде үздіксіз үрлеу шығыны реттеледі.

Жұмыс қағидаты үрлеу мөлшерін автоматты түрде реттеу болып табылады. Электр жетегі бар үрлеу клапаны қазандық барабанынан қаттылық тұздарын мезгіл-мезгіл алып тастауға қызмет етеді. Қазандық судағы қаттылық тұздарының құрамы электр өткізгіштік әдісімен бақыланады. Рұқсат етілген өткізгіштік деңгейінен асып кетсе, позициялық жетек үрлеу клапанын ашады. Өткізгіштік қайтадан рұқсат етілген деңгейден төмендеген кезде, диск клапанды үнемді үрлеу күйіне келтіреді. Қазандық өшірілген кезде, жетек клапанды жабық күйге келтіреді. Техникалық қызмет көрсету және қолмен реттеу кезінде дискіні ажыратуға болады.

Үздіксіз үрлеуді бақылау жұмысын автоматтандыру мыналарға қол жеткізеді:

жылу энергиясының нормативтен тыс ысыраптарын болғызбау;

қазандық судағы тұз мөлшерінің артуын болғызбау;

құрылымның қарапайымдылығына байланысты қолданудың жоғары сенімділігі мен қауіпсіздігі;

қарапайым қолмен немесе автоматтандырылған басқару;

қол еңбегін механикаландыру;

қазандық суға талдау сынамаларын алу және оларды сервистік цехтың СҚН зертханасына тасымалдау кезінде персоналдың жарақат алу қаупін жою;

кәдеге жарату қазандығының тиімділігін арттыру.

7.1.2. Конденсатты жинау және қайтару жүйесін ендіру

Кәсіпорынның энергетикалық аудитін жүргізу барысында конденсатты кәрізге төгетін орындар анықталды, бұл ондағы жылу энергиясының, сондай-ақ химиялық тазартылған судың жоғалуына әкеледі.

Конденсатты химиялық су тазарту бөлімшесіне қайтару мүмкіндігі ұсынылады. Конденсат химиялық су тазаламас бұрын шикі сумен араласады. Нәтижесінде шикі су мен артезиан суын жылытуға қажетті жылу энергиясы үнемделеді.

2018 жылы жылыту және желдету қажеттілігіне бу түріндегі жылу энергиясының шығыны 44 259 Гкал құрады. Жылыту және желдету қажеттіліктері үшін бу түріндегі жылу энергиясының жалпы шығыны негізінде қайтарылмайтын конденсаттың көлемі анықталды.

Жылу алмасу жабдығының бу тұтынуын есепке алудың болмауына байланысты, шығарылатын конденсат көлемін есептеу бу шығынының және тиісті жабдықтың жұмыс істеу уақытының паспорттық деректері негізінде жүргізілді.

Бу тұтынушыларының географиялық орналасуына қарай айқындалған екі тобы үшін конденсатты жинау мен қайтарудың екі жүйесін орнату болжанып отыр. Әр топқа бөлек конденсат станциясын орнату қажет. ЦЗ өртендісін өндіру учаскесі үшін жеке конденсат станциясын орнату талап етілмейді. Конденсат станциясының кеңейту ыдысына тиісті топтың барлық тұтынушыларынан конденсат түседі. Конденсатты сорғылар конденсатты химиялық су тазарту бөлімшесіне жібереді.

Конденсатты қайтару жүйесінің қағидалық сұлбасы төменде келтірілген.

7.1-сурет. Конденсатты қайтару жүйесінің негізгі схемасы

7.1.3. Жылу тұтынатын жабдықты будан ыстық суға ауыстыру

Жылу тұтынатын жабдықты будан ыстық суға ауыстыру.

Көзбен шолып қарау және аспаптық өлшеулер жүргізу барысында ішінара жылыту және желдету қажеттіліктеріне бу пайдаланылатыны анықталды, мұның өзі төмендегілерге әкеледі:

бу беру көзіне конденсатты қайтармау;

жылу тұтынуды реттеу мүмкіндігінің болмауына байланысты тұтынушылардың жылытуға жылу энергиясын жоғары тұтынуы (10-15 %);

жылу энергиясы шығынының ұлғаюы (5–10 %);

су желілеріне қатысты бу желілеріндегі жылу энергиясының тым көп шығыны (5–10 %).

Бұл техника энергия тұтынуды басқаруды жақсартуға мүмкіндік береді.

7.1.4. Гематит, гетит және ярозит техникалары

Қазіргі уақытта мырыш кектерін гидрометаллургиялық өңдеудің үш схемасы бар:

гематит түріндегі ерітіндіден металл бөле отырып, кекті қысыммен шаймалау – гематит-процесс;

гетит түріндегі ерітіндіден металл бөле отырып, атмосфералық қысым кезінде кекті шаймалау – гетит-процесс;

гетит түріндегі ерітіндіден металл бөле отырып, атмосфералық қысым кезінде кекті шаймалау – ярозит-процесс.

110-180 ^°С температурада автоклавта шаймалау тұнбасы және күкірт қышқылының концентрациясы негізіндегі бастапқы гематит процесі (бірінші әдіс) (150–180 г/л және 40–50 г/л). Мұндай жағдайларда мырыш, мыс, сирек кездесетін металдар мен темір толығымен ерітіндіге ауысады, одан темірдің көп бөлігін гематит түрінде темір шығаратын гидролиз құбылысын қолдана отырып алуға болады (Fe₂O₃). Бұл әдіс өнеркәсіпте тек екі зауытта қолданылады: жапондық Акитазинк компаниясының Индусима зауыты және Германиядағы Даттель зауыты.

Ярозит процессімен салыстырғанда гетит процесі темір бар өнімдерді өңдеуге мүмкіндік береді (60 %-дан астам Fe), бұл оны металлургиялық зауыттарға жіберуге мүмкіндік береді. Бұл процестің кемшілігі – күрделі қымбат жабдықтардың-автоклавтардың қажеттілігі. Гетиттік технология келесі кезеңдерді қамтиды: мырыш тұнбасын жоғары температуралы қышқылмен шаймалау; үш валентті темірді екі валентті күйге дейін қалпына келтіру; ерітіндіні бейтараптандыру, темірді гетит түрінде тотықтыру және тұндыру.

Мырыш кектерінің гетиттік технологиясы бойынша шаймалау пульпаның 95 ^°С температурасында 50 – 60 г/л бос күкірт қышқылының қалдық құрамына дейін 6 – 8 сағат жұмсайды. Құрамында 25 %-ға дейін Pb, 3 – 4 %-ға дейін мырыш, бағалы металдар мен бос жыныстар бар алынған қорғасын кегі қорғасын зауытына жіберіледі. Кектің шығымы мырыш тортының бастапқы салмағының шамамен 30 – 33 % құрайды. Мырыш тұнбасын шаймалау арқылы алынған ерітіндіде темірдің едәуір бөлігі сульфат– Fе₂(ЅО₄)₃түрінде болады. Ерітіндіні бейтараптандыру кезінде Темірдің мерзімінен бұрын гидролизін болғызбау үшін сирек металдарды бөлу үшін үш валентті темір күйдірілмеген мырыш концентратымен қалпына келтіріледі, былайша реакция жүреді:

Fe₂(SO₄)₃ + ZnS ⇄ ZnSO₄ + 2FeSO₄ + S°

Темірді қалпына келтіру 97 ^°C кезінде 3 – 4 сағат ішінде жүзеге асырылады, құрамында 20 % мырыш пен 50 % күкірт бар сульфидті кек сүзгісі бастапқы мырыш концентратымен бірге күйдіруге жіберіледі. Құрамында 20 г/л күкірт қышқылы, 20 – 30 г/л екі валентті темір және 1 г/л үш валентті темір бар ерітінді бейтараптандырылады. Мырыш өртендісін катализатор ретінде пайдалана отырып, дәл сол уақытта реакция жалғастырылады: H₂SO₄ + ZnO = ZnSO₄ +H₂O, ерітіндідегі күкірт қышқылының мөлшері 3 г/л дейін азаяды, бұл жағдайда үшвалентті темір тұнбаға түседі. Ерітінді бейтараптандырылғаннан кейін азайтылған өнім шаймалауға, ал ерітінді гетит тұнбасына қайтарылады. Темірді тұндыру операциялары 90 – 95 ^°C температурада 6 сағат ішінде ерітіндіні одан әрі оттан рН 1,5–2,5-ке дейін бейтараптандыру және екі валентті темірді ауа оттегімен тотықтыру арқылы жүзеге асырылады. Тотыққан темір гидролизденіп, реакция арқылы қиын еритін гетит түзеді:

Fe₂(SO₄)₃ + 4H₂O = 2FeOOH + 3H₂SO₄

Гетит тұнбасы қоюлатылып, сүзіледі. Алынған торттың құрамында 50 %-ға дейін темір және 3 – 4 % мырыш болады. Гетит бөлінгеннен кейін ерітінді мырыш өртендісін шаймалауға жіберіледі. Гетит технологиясы бойынша мырыш кектерінен ерітіндіге шығарылады,%: 80 Zn, 80 Сd және 70 Сu. Технологияның артықшылықтары ерітіндіде мырыш, кадмий және мыс алудың жоғары деңгейінен басқа: мырыш сульфаты ерітінділерін күшән, сүрме, германий, фтор сияқты қоспалардың 60 – 70 % тазарту; қорғасын кегін қорғасынмен және асыл металдармен барынша байыту; гетит тұнбасының жеңіл сүзілуі (сағатына 500 – 1000 кг/м³); әдеттегі жабдықты пайдалану.

Қазіргі уақытта мырыш кегін өңдеудің ярозитті технологиясы кеңінен қолданылады: техникалық күкірт қышқылымен пайдаланылған электролит қоспасында тұнбаны жоғары температуралы шаймалау, шаймалаудан кейін кекті тұндыру; қоюландырылған кекті сүзу; қорғасын сүзгісінде тұнбаны жуу және кептіру; жоғары температуралы шаймалаудан кейін ерітіндіні бейтараптандыру, ерітіндіні бейтараптандырғаннан кейін шламды тұндыру, құрамында темір бар ерітіндіден ярозит түріндегі мырыш сульфатын темір тотықтыру және тұндыру, суспензияны тұндыру, ярозит кегін сүзу, жуу және кептіру. Ярозит технологиясы бойынша мырыш кектерін қайта өңдеу кезінде кек құрамында 150 – 200 г/л күкірт қышқылы бар қоспада пайдаланылған электролитпен 90-95 ^°С температурада 4-6 сағат ішінде 60-90 г/л ерітіндінің қалдық қышқылдығына жеткізілгенге дейін өңделеді:

MeO∙Fe₂O₃ + 4H₂SО₄ = MeSО₄ + Fe₂(SO₄)₃ + 4Н₂О

MeS + Fe₂(SO₄ )₃ = MeSО₄+ 2FeSО₄ + S°

мұнда, Me - мырыш, мыс, кадмий.

Жоғары температуралы қышқыл шаймалаудан кейін металдарды сульфат ерітіндісіне алу, %: 94 – 95 Zn; 93 – 94 Сu; 94 – 95 Cd; 70 – 80 Fe; 90 As; 65 Ni; 60 Co; 16 Sb. Ерітіндінің жоғары шаймалау температурасы 20 – 25 г/л темірден тұрады, негізінен үшвалентті формада және көп мөлшерде күшән болады. Шаймалаудан кейін целлюлоза тұндыру операциясына беріледі, тазартылған ерітінді және қоюландырылған целлюлоза сүзіледі. Күміс және алтынмен байытылған қорғасын кегін шаймалаудан қалған қатты қалдық жуылғаннан кейін кептіріліп, қорғасын балқыту кәсіпорындарына жіберіледі. Құрамында мырыш, кадмий, мыс, сирек кездесетін металдар мен темір бар ерітінді 10 г/л дейін қышқылды бейтараптандыруға бағытталған. Жоғары температуралы шаймалау ерітінділерін бейтараптандыру ярозит түрінде темірді кейіннен тұндыру үшін қажетті жағдайлар жасау мақсатында жүргізіледі. Ерітіндідегі күкірт қышқылын бейтараптандыру ерітіндіге вельц оксидтерін немесе мырыш оксидін беру арқылы жүзеге асырылады. Қатты фазаның ерітіндісін бейтараптандырғаннан кейін қойылтқыштағы ерітіндіден пульпалар бөлінеді. Қоюландырылған қойыртпақ кекті шаймалауға және ярозит түрінде темірдің шөгуіне қайтарылады. Ярозит-темір ерітіндісінен темір мен сілтілі металдардың (натрий, калий) немесе аммонийдің ерімейтін күрделі қосылыстары түрінде шөгіндіге негізделген процесс. Қосылыстардың жалпы формуласы:

MeFe₃(SO₄)₂ ∙(OH)₆, қайда Me - Na, К, NH₄

Ярозиттің пайда болуы келесі реакциялар бойынша ерітіндіде калий, натрий немесе аммоний иондарының қатысуымен жүреді:

6Fe(OH)SO₄ + К₂СО₃ + 5H₂O = 2KFe₃(OH)₆(SO₄)₂ + CO₂ + 2H₂SO₄

3[Fe(OH)₂]₂SO₄ + К₂СО₃ + H₂O = 2KFe₃(OH)₆(SO₄)₂ + СO₂ + H₂O

3Fe₂(SO₄)₃ + К₂СО₃ + 11H₂O = 2KFe₃(OH)₆(SO₄)₂ + СO₂ + 5H₂SO₄

Еківалентті темірді тотықтыру үшін марганец кендерін (MNo₂) немесе оттегімен байытылған ауаны пайдаланады. Темірді тұндыру 90 – 95 ^°C температурада жүзеге асырылады. Темір тотыққаннан кейін ерітіндіге сода сақары (Na₂CO₃) немесе аммиак суы (NH₄OH) енгізіледі, ерітіндіні РН 1.0-ден 1.5-ке дейін бейтараптандыру үшін мырыш өртендісі қосылады. Ярозит тұнбасы қоюлатылып, шайылып сүзіледі. Темірдің тұндыру ұзақтығы ерітіндідегі темір иондарының бастапқы концентрациясына байланысты және әдетте 3 – 4 сағатты құрайды. Осы уақыт ішінде барлық үшвалентті темір және 90 %-ға дейін күшән мен сүрме тек 2 – 3 % мырыштан тұратын темірлі кекке шөгеді.

Гетитпен салыстырғанда ярозит технологиясы келесі артықшылықтарға ие болады: кектің мырышты шығыны едәуір төмен. Гетит әдісімен тұнбадағы мырыштың мөлшері 3 – 4 %, ал ярозит 2 – 3 % дейін азайтылуы мүмкін; темір кектеріндегі өндіріс көлемінің төмендеуі, кек темірдің көп мөлшерімен алынады; ярозит әлдеқайда жақсы тұндырылған, сүзілген және жуылған, өйткені ол кристалды құрылымға ие; ярозит түзілу үшін қолданылатын реагенттердің аз шығыны, өйткені олардың құрамында натрий, калий немесе аммоний аз.

Гетитпен салыстырғанда ярозит технологиясының кемшілігі - темір гидроксидтерінен (күшән, сүрме, германий және басқалары) толығымен ағып кететін қоспалардан ерітіндіні тазартудың нашарлауы, сонымен қатар темір қалдықтарынан қосымша тазарту қажет.

7.1.5. "Корея Мырыш" батырмалы фурмасы бар пештерде мырыш кектерін өңдеу

OXY Cup процесі;

Fastmet технологиясы;

Primus процесі;

ISASMELT реакторы.

Вельц-процесс мырыштың термиялық қалпына келуінен және одан кейін оны газ фазасына айналдырудан тұрады. Қатты тотықсыздандырғышпен (коксикпен) қиыстырылған құрамында мырышы бар шламдар мен тозаңдар айналмалы құбырлы пешке тиеледі, онда шихта 1200 ^°С дейін қызады. Пештегі шихта пайдаланылған газдары бар қарсы ағынмен ауыстырылады. Процесс барысында мырыш пен қорғасын қалпына келтіріледі, олар пайдаланылған газдармен бірге пештен шығарылады, содан кейін газ тазарту жүйесінде ұсталады. Ұсталған өнім жалпы массаның орта есеппен 50 – 60 % құрайды. Zn құрамында басқа да қоспалар болады (Pb, Cd және басқалары). Жанама өнім – қождың металл темір қоспасы болып табылады, ол шектеулі пайдалану саласына және ықтимал тұтынушыларға сату үшін төмен бағаға ие болады. Бұл технологияның негізгі кемшіліктері отынның үлкен шығыны және мырыш концентратын темір оксидтерімен ластау болып табылады.

OXY Cup процесі – бұл OXY Cup шахталық пешінде металлургиялық зауыттардың тозаң мен шламдардан өңделген кесектелген шихтасын қайта өңдеу технологиясы, ол шойын балқытқыш пештің заманауи модификациясы болып табылады. Пештің жоғарғы бөлігінде (мойындық) тиеу бункері, төменде газ шығару камерасы орналасқан. Мұндай конструкция кезінде жұмыс істеу барысында салғыш түтіндемейді. Пештің (шахтаның) ортаңғы бөлігі шихта материалдарын алдын ала қыздыру үшін қызмет етеді және металл мен қожды балқыту аймағымен аяқталады. Төменгі бөлігінде (ошақ) металл қабылдағыш және металл мен қожды бөлуге арналған құрылғы орналастырылады. Төмен температура аймағында газ тәрізді мырышты тотықтырған кезде пайда болатын ZnO бөлшектері өте ұсақ болады және пештен тозаңмен бірге шығарылады. OXY Cup технологиясы бойынша өңдеу нәтижесінде құрамында мырыш 25 % мас. болатын ыстық металл, қож және мойындық тозаңы алынады, бұл одан әрі өңдеу үшін шикізат болып табылады. Технологияның негізгі кемшіліктері – металлургиялық өндірістің тозаңы мен шламын өңдеудің басқа технологияларымен салыстырғанда отынды көп тұтыну және мойындық тозаңы түрінде жартылай өнім алу, оны мырыш алу мақсатында одан әрі өңдеуге жіберу қажет.

Fastmet технологиясы дөңгелек пештегі темір мен мырыштың термиялық қалпына келуіне негізделген тозаң мен шламды қайта өңдеу. Осы процесте алынған тікелей қалпына келтірілген темір келесі химиялық құрамға ие болады, % мас., тиісінше: С – 3,0 – 4,0; S – 0,15 – 0,5; Feжалпы – 85 – 90; Feмет – 75 – 78; FeO – 10 – 15; бос жыныстың оксидтері – 5 – 10. Бұл өнімнің сапасы (құрамында бос жыныстың оксидтері мен зиянды қоспалар көп) жоғары емес және оны тек домна пештері мен оттегі түрлендіргіштеріне қоспа ретінде пайдалануға болады. Мұндай шикізатты электр болат балқыту пештерінде қолдануға болмайды. Бұл процестің бірнеше артықшылықтарының бірі - тікелей қалпына келтіретін темірді ала отырып, құрамында мырыш мөлшері жоғары Домна пешінің, Конвертердің және электр болат балқыту өндірісінің шламдары мен тозаңдарын өңдеу мүмкіндігі [49].

Fastmelt технологиясы - Fastmet технологиясының одан әрі дамуы нәтижесінде пайда болды, бұл құрамында мырышы бар құнды өнімді бос жыныстың оксидтері мен зиянды қоспалардан (S, P және т.б.) тазарту жолдарын іздеу қажеттілігімен байланысты болды. Бұл технология, шын мәнінде, fastmet технологиясымен алынған тікелей қалпына келтірілетін темірден шойын өндіруге арналған шойын балқытатын электр пешімен толықтырылған Fastmet процесі болып табылады. ЭЧП-ға ерітілген металдандырылған өнімдер бос жыныстың оксидтерінен тазартылады, зиянды қоспалардан ішінара тазартылады. Нәтижесінде домна шойынына жақын шойын алынады, бірақ, әдетте, құрамында күкірт пен фосфордың мөлшері жоғары болады. Fastmelt процесінің негізгі проблемалары - ЭЧП отқа төзімділігінің төмендігі және энергияны көп тұтынуы.

Primus процесі екі сатылы болып табылады, бірінші сатысында темірді кептіруге, қыздыруға және бастапқы қалпына келтіруге арналған MHF (MHF ағылшын тіліндегі "multiple-hearth furnace" сөздерден) көптабанды пеші, екінші сатысында – Primus балқыту блогы бар EAF (EAF ағылшын тіліндегі "electric arc furnace" деген сөздерден) электр доғалы пеш пайдаланылады. Мұндай аппаратуралық безендіру кезінде технология темірді шихтадан толық қалпына келтіруге және металл балқымасын алуға, сондай-ақ тотығатын және конденсацияланатын мырышты алуға мүмкіндік береді. Тозаң мен шламды өңдеу кезінде энергия ресурстарын көп тұтыну бұл технологияның кемшілігі болып табылады, бұл соңғы өнімдердің өзіндік құнына әсер етеді. Құрамында темір бар техногендік шикізатты қайта өңдеу технологиясын әзірлеу. Авторлар айналмалы табаны бар дөңгелек пештегі брикеттелген шихтаны қалпына келтіріп балқытуға негізделген металлургиялық өндірістің тозаңы мен шламын өңдеу әдісін ұсынды [50].

Металлургиялық өндірістің тозаң тәріздес техногендік шикізатынан темір мен мырышты алу олардың құрамында оттегі бар нысандарынан көміртегі бар материалдармен құнды компоненттерді қалпына келтіруге негізделген. Қатты көміртектің арқасында шихтаның құнды элементтері ішінара қалпына келтіріледі, бұл процесс екінші роль атқарады. Негізгі тотықсыздандырғыш CO болып табылады (қатты күйдегі көміртек қарапайым мырышты алуды жеңілдетуге мүмкіндік беретін иісті газды ала отырып CO₂ ыдырауына қатысады). Темір шихта құрамында Fe₂O₃оксидтері түрінде болғандықтан, жылу әсерінен CO оларды схема бойынша таза темірге дейін қалпына келтіреді:

Fe₂O₃ Fe₃O₄ FeO Fe

Қалпына келтірілген темірдің бір бөлігі кокс көміртегіне қосылады және Fe₃C темір карбиді түзіледі (яғни темірдің көміртектенуі жүреді). Мырыштың көміртегі моноксидімен белсенді қалпына келтірілуі 906 ^°C кезінде оның бу күйіне ауысуымен жүреді:

Zn + CO = Zn + CO₂

Мырыштың негізгі бөлігі 1100 ^°C температурада бу күйіне өтеді. Мырыштың басым бөлігі тозаңда темірмен ZnO·Fe₂O₃кек түрінде байланысады, ол көміртегі моноксидімен қалпына келтіріледі:

ZnOFe₂O₃ + 2CO = Zn + 2FeO + 2CO₂, G0 1273 = – 876,2Дж/моль

Мырыш кегінің мырышы төмен температурада таза мырыш оксидіне қарағанда тезірек азаяды және процесс біртіндеп жүреді, бірақ мырыш оксиді темір оксидінен толық қалпына келтірілгеннен кейін ғана азаяды, бұл жағдайда ZnO түзілген қарапайым темірмен қалпына келтірілуі мүмкін. Қалпына келтірілген мырыш пеш газдарымен бірге пештен шығарылады және газ тазалау аппараттарында ұсталады. Содан кейін ұсталған мырышты айдау галогені бар компоненттерді алу үшін табақшалы пешке тотықтырғыш күйдіруге жіберіледі (Cl, F). Металл темір түйіршіктері материалды қыздыру арқылы алынады: шихтаның құрамындағы металл оксиді көміртегі тотықсыздандырғышымен және металл оксидінің төмендеуі нәтижесінде алынған тотықсыздандырғыш газбен әрекеттеседі. Металл оксидінің қатты күйден қалпына келуі үшін алынған азайтылған темірді тотықсыздану атмосферасында одан әрі қыздыру қажет, бұл оның көміртектенуін, темір балқымасын алуды қамтамасыз етеді, оған тотықсызданған темір бөлшектерін одан әрі коагуляцияламай-ақ алады. Ол үшін шихтадағы қож компоненттерін реттеу үшін, яғни 0,6-дан 1,8-ге дейінгі диапазонда СаО/SiO₂-ді ұстап тұру үшін шихтаға СаО көзін (мысалы, әктас) қосу керек. Шихтадағы күкірт құрамындағы қож компоненттерінің дұрыс таңдалған негізінде қалпына келтіру балқымасы кезінде алынған қожға сіңеді және алынған шойын түйіршіктерінде осы қоспалық элементтің құрамы 0,05 % деңгейінде болады. Пеште қалпына келтіріп күйдіруден кейін өнімдер түсіріліп, салқындатуға жіберіледі, содан кейін магнитті сепарация көмегімен түйіршіктелген шойынды қождан бөлу жүзеге асырылады. Ұсынылған әдіс Fastmet технологиясына ұқсас, бірақ өрттің температуралық режимдерінде, сондай-ақ дайын өнімнің сапалық сипаттамаларында айырмашылықтар бар. Егер Fastmet технологиясы бойынша алынған тікелей тотықсыздану темірінің (кеуекті темір) құрамында бос жыныс оксидтері қосылған негізгі элемент 85 %-90 % болса, онда авторлар ұсынған тікелей тотықсыздану темірін (түйіршіктелген шойын) алу технологиясы бойынша оның құрамында бос жыныс оксидтері болмаған кезде негізгі металдың құрамы кемінде 95 %-ды құрайды. Сондай-ақ түйіршіктелген шойын мен кеуекті Темірдің химиялық құрамындағы маңызды айырмашылық күкірт мөлшері болып табылады, ол сәйкесінше 0,04-тен 0,05 % мас. және 0,15-тен 0,5 % мас. дейін.

ISASMELT™ реакторы тік цилиндрді білдіреді, процестің басты ерекшелігі ISASMELT™ фурмасы болып табылады, ол пеш күмбезі арқылы түсіріледі, бұл ретте фурманың ұшы ғана балқытылған қождың ваннасына батырылады. Шихта пешке жоғарыдан беріледі және фурма арқылы ауа мен оттегін беру кезінде ваннаның ішіндегісімен реакцияға түседі. Берілген ауа мен оттегі жоғары турбулентті ваннаны жасайды, бұл реакциялардың тез жүруіне және жылу берілуіне ықпал етеді.

Пештің ортасында орналасқан фурма арқылы балқытылған ваннаға ауа, оттегі және отын жеткізіледі. Фурманың биіктігі оның ұшы пештегі балқытылған қождың бетінен сәл төмен болатындай етіп есептелген. Фурма арқылы берілетін ауа, оттегі және отын түріндегі үрлеу сұйық материалды қарқынды араластыруға ықпал етеді, бұл зарядтың оттегімен тығыз әрекеттесуін қамтамасыз етеді. Фурманың бетіндегі қождың қатып қалған қабаты оны пештің агрессивті ортасынан қорғайды. Пештің ішінде өтетін реакциялардың шығатын газдары пештің жоғарғы жағына көтеріліп, кәдеге жаратушы қазанға түседі, онда жиналған жылу бу шығару үшін ұсталады, ал салқындатылған газдар күкірт қышқылы қондырғысына жібермес бұрын одан әрі тозаңнан тазарту үшін электр сүзгісіне жіберіледі.

Балқыту процесінде пештегі сұйық балқыманың деңгейі көтеріліп, төмендейді. Саңылаулардан айырмашылығы, оның ұшының орнын түзету үшін фурманы автоматты түрде және қолмен көтеруге және түсіруге болады.

ISASMELT™ балқыту процесінің өнімдері пештің төменгі бөлігінен су салқындататын шығару тесігі (летка) арқылы түсіріледі.

Шығару процесі жартылай автоматты механизм арқылы жүзеге асырылады және мерзімді немесе үздіксіз болуы мүмкін.

7.1.6. Nippon Steel – табаны айналмалы пеш технологиясы бойынша қара металлургияның құрамында мырыш бар тозаңын өңдеу

Сипаты

Қарауға ұсынылатын технология: домна пештерінің тозаңын айналмалы пештегі брикеттеу және қалпына келтіру арқылы кәдеге жарату [51]. Шығу кезінде екі өнім алынады:

1) мырыштан және көптеген зиянды қоспалардан тазартылған металданған шекемтастар (DRI), оларды домна пешіне қайта жіберуге және болат балқыту кәсіпорындарына сатуға болады;

2) қапшық тозаң тұтқыштарда жиналған мырыш оксиді.

Қағида бойынша, айналмалы табанды немесе айналмалы пештер базасындағы қондырғыларға (үктелетін шихтаның 6 – 8 %) қарағанда балқыту реакторларынан және шахталық пештерден (құбырлы) тозаң өте көп шығарылады (құбырлы) (0,7 – 1,0 %). Соңғы жағдай ұсталған тозаңдағы мырыш оксиді концентрациясының айтарлықтай төмендеуіне әкеледі. Айналмалы пеші бар пештерге негізделген процестер тобынан біз кеңінен игерілген FASTMET және РОМЕЛТ технологиянысын қарастырамыз [52].

Аралас қойыртпақ өткізгіштері бар металлургиялық шламдар 1 қойылтқышқа беріледі. Ылғалдылығы 40 %-ға дейінгі, араластырылған және аралық жинағыштарда орташаланған пульпа кептіру барабандарына 3 беріледі, онда шламдар 6 – 8 % ылғалдылыққа дейін кептіріледі. Құрғақ қалдықтар (ылғалдылығы 1 % дейін) аспирациялық құрылғылармен жабдықталған 4 силосқа қабылданады. Кокс қалдықтары (ірілігі 10 – 0 мм) 10 – 5 мм және 5 – 0 мм кластарға бөлу үшін елек 5-ке беріледі. Ірілігі 5 – 0 кокспен берілген арақатынаста кептірілген шламдар мен құрғақ тозаңдар жинау конвейеріне мөлшерленеді және ұнтақтау үшін 6 шар барабанды диірменге беріледі. Ұсақталған орташа шихта мен бентонит ұнтағы шығыс бункерлеріне беріледі, олардан 7 қарқынды шнек араластырғышқа мөлшерленеді. Аралас шихта бентонитті ұстауға арналған 8 тостаған кесектегіштің алдындағы бункерге түседі. Кесектегіште ірілігі 10 – 20 мм шикі жентектер жентектеледі. Араластырғыш пен кесектегіш шихтаның 9,0 – 9,2 % ылғалдылығын қамтамасыз ету үшін су беру құрылғыларымен жабдықталған. Шикі жентектер 9 роликті қоректендіргішке беріледі, ол кондициялы емес жентектерді (9 мм) жояды. Роликті қоректендіргіштің төгіндісі конвейерлер жүйесімен 6 шарлы барабанды диірменге қайтарылады. Желтартқыш торға 10 салынған шикі жентектер термиялық өңдеуден өтеді (350 ^°C дейін кептіріліп, 900 ^°C дейін қыздырылады). Желтартқыштарды қорғау үшін жоғары термиялық жүктемелерді ескере отырып, тордың түсіру науасынан алынатын жылытылған қатайған шекемтастардан төсем жасау көзделеді. Желтартқыш тордың ошағы табиғи газбен жылытылады. Шығарылған газдар тозаңды ұстау жүйесіне тасымалданады 12, тазалаудан кейін олар құбырға тасталады 14.

Қатайтылған шекемтастар 15 айналатын пештің тиеу бастиегіне тиеледі, оған сондай-ақ кокс 10 – 5 ММ електерінің фракциясы беріледі. Табиғи газбен жылытылатын айналмалы пеште мырыш, темір оксидтері және қатайған шекемтастар құрамындағы ілеспе элементтер қалпына келтіріледі. Шекемтастардың төгіліп жатқан қабатындағы қалпына келтіру атмосферасы шекемтастардың ішінде орналасқан, сондай-ақ пешке қосымша тиелетін қатты отынның есебінен қамтамасыз етіледі. Жоғары температураның әсерінен қалпына келтірілген мырыш (1150 ^ºС дейін) буланып, пештің тиеу бастиегі арқылы шығатын газдармен шығарылады. Шығатын газдар 18 циклондық оттыққа тасымалданады, онда олар толық жағылады, сондай-ақ пештен шығарылатын ірі фракциялардың тозаңы ұсталады. Циклондық оттықта және желтартқыш тордың батареялық циклондарында тұтып алынатын тозаң, сондай-ақ желтартқыш тордың астынан гидрожуумен алынатын төгінді 17 аралық жинағышқа келіп түседі, сол жерден қойылтқыштарға беріледі. Жанғаннан кейін шығатын газдар 20 қазандықтан өтеді, онда олардың температурасы 200 – 250 ^ºC-қа дейін төмендейді және кіретін су буланып кетеді. Сонымен қатар бу мырышының конденсациясы қатты агрегаттық күйге өтеді. Салқындатылған газ тазалау үшін 21 қапшық сүзгіге түседі. Ірілігі 0,03 – 100 мкм ұсталған тозаң ZnO концентраты болып табылады, ол аспирациялық құрылғылармен жабдықталған 22 силосқа жиналады. ZnO концентраты силостан 23 қаптау желісіне түседі және концентрат қоймасына жөнелтіледі, ол жерден тұтынушы кәсіпорындарға тасымалданады. Темір металдандыру дәрежесі ~40 % қалпына келтірілген жентектер айналмалы пештен 25 сумен салқындататын барабанды тоңазытқышқа түседі, онда олардың температурасы 100 ^ºС дейін төмендейді. Металданған шекемтастардың тотығуын болғызбау үшін тиеу торабы герметикалық түрде орындалған, ал тоңазытқыштың жұмыс кеңістігі азотпен толтырылған. Салқындатылған түйіршіктер барабанның магниттік сепараторына 26 түседі, онда кокс күлі материал ағынынан шығады. Сепарацияланған шекемтастар домна өндірісіне жіберілетін, кондициялық сыныбы 8 – 18 мм бөлінетін 27 елекке түседі. Кондициялық емес ұсақ-түйек (8 мм) агломерациялық өндіріске жіберіледі. Қарастырылған схеманың келесі артықшылықтары бар. Біріншіден, бұл экологиялық мәселелерді шешуден басқа, өнімнің екі түрін алуға мүмкіндік береді: мырыш оксидінің тауарлық концентраты және одан әрі домендік қайта бөлу үшін алдын ала қалпына келтірілген темір жентектер. Екіншіден, бұл схема күрделі және операциялық шығындар тұрғысынан бәсекеге қабілетті. Үшіншіден, салыстырмалы түрде арзан және коммерциялық игерілген жабдықтар қолданылады.

1 – қоюлатқыш, 2 – аралық жинағыштар, 3 – кептіргіш барабандар, 4 – силостар, 5 – елек, 6 – барабанды диірмен, 7 – кірмекті араластырғыш, 8 – табақшалы жентектегіш, 9 – роликті қоректендіргіш, 10 – желтартқыш тор, 11 – желдеткіш, 12 – батареялы циклондар, 13 – түтінтартқы, 14 – түтін мұржасы, 15 – айналмалы пеш, 16 – желдеткіш, 17 – аралық жинағыш, 18 – циклонды оттық, 19 – желдеткіш, 20 – кәдеге жаратушы қазан, 21 – қапшық сүзгі, 22 – силос, 23 – қаптау желісі, 24 – түтінтартқы 25 – барабанды тоңазытқыш, 26 – магнитті сепаратор, 27 – елек

7.2-сурет. "Желтартқыш тор – айналмалы пеш" қондырғысы базасында құрамында Zn бар тозаң мен шламды кәдеге жарату схемасы

7.2. Су ресурстары

Мырыш пен кадмий өндірісінен сарқынды суды тазартуға арналған кері осмос қондырғысы

Пайдаланылған технологиялық және салқындатқыш суды мырыш пен кадмий өндірісінен тазарту үшін кері осмос қондырғысын қолдану өнеркәсіптік ауқымдағы демонстрациялық қондырғыда зертеледі. Мақсаты - сарқынды суларды кәдеге жарату үшін азайту, бұл металдардың аз шығарылуына және таза суға деген қажеттіліктің төмендеуіне әкеледі. Пайда болған сарқынды сулар мен қалпына келтірілген металдар балқыту пешіне қайтарылады.

Ауыр металды тиімді жою үшін түйіршікті материалды қолдану

Түсті металдардың әлемдік жетекші жеткізушісі және әлемдегі мысты ірі қайта өңдеушілердің бірі Aurubis (Гамбург) [53]. зауытында пилоттық режимде ауыр металдар мен басқа да ластағыш заттарды судан тиімді жоятын, патенттелген минералды негіздегі түйіршіктелген материалды пайдалануға негізделген қондырғы пайдаланылуда. Бастапқы сынақтардың нәтижелері оң нәтижелерді көрсетті, қазіргі уақытта жобаны кеңейту жұмыстары жоспарлануда, бұл жерасты суларын пайдалануды одан әрі азайту үшін сарқынды суларды қайта өңдеуге және қайта пайдалануға мүмкіндік береді [55].

Тұндыру және флотация

Тұндыру – ерімейтін металдар мен қатты бөлшектердің кешендерін сұйық ағындардан бөлу үшін ауырлық күші қолданылатын сұйықтықтан қатты бөлшектерді шығару әдісі.

Ірі флокуляцияланған шөгінділерді немесе пластмасса бөлшектері сияқты өзгермелі бөлшектерді шлам бетіне шығару арқылы ағындардан шығару үшін флотация әдістері қолданылады.

Тұндыру әртүрлі тұндырғыш ыдыстарда, мысалы, тұндырғыш бассейндерде, тоғандарда немесе резервуардың төменгі бөлігінде орнатылған шламды кетіруге арналған құрылғылары бар мамандандырылған тұндырғыш ыдыстарда (қоюлатқыштар, суды ағартуға арналған бактар) жүзеге асырылуы мүмкін. Көбінесе тікбұрышты, шаршы немесе дөңгелек пішінді тұндырғыштар қолданылады. Тұндыру кезеңінде алынып тасталған шлам, мысалы, вакуумдық сүзгі прессінің көмегімен сусыздандырылуы мүмкін. Алынған сүзінді сарқынды суларды тазарту процесінің бастапқы кезеңіне немесе тазарту технологиясына байланысты пайда болған технологиялық кезеңге қайтарылуы мүмкін. Бұл әдісті қожды түйіршіктеу немесе металл патшаларын өндіру үшін пайдаланылған сарқынды сулардан қатты бөлшектерді оқшаулау үшін қолдануға болады.

Флотация тұндыруға балама бола алады. Флотацияны еріген ауаның көмегімен жасауға болады. Ауа қысыммен тоқтатылған ортада ериді және қысым төмендеген кезде ерітіндіден ұсақ ауа көпіршіктері түрінде шығарылады. Нәтижесінде бөлшектер бетіне қалқып шығады, содан кейін флокуляцияланған тұнба сұйықтық бетінен оңай алынып тасталуы мүмкін.

Биологиялық тазарту

Сульфид иондарын алу үшін зауыттардың бірінде биологиялық процесс қолданылады[54]. Ылғалды газды тазарту нәтижесінде пайда болатын әлсіз қышқыл құрамында жоғары концентрациядағы сульфаттар болады(10–25 мг/л). Сульфаттар сарқынды суларды биологиялық тазарту қондырғысында сутегі газы мен сульфатты төмендететін бактериялардың көмегімен сульфид иондарына дейін азаяды:

Сутегі риформинг қондырғысында табиғи газ бен будан өндіріледі. Мырыш және басқа металдар S^2-мен әрекеттеседі және металл сульфиді ретінде тұндырылады:

Me+S²~ +MeS

Осындай өңдеуден кейін сульфаттар мен металдардың концентрациясының мәні тікелей ағызу үшін әлі де жоғары болып келеді, ал су басқа өндірістік және жерасты ағындарымен бірге тазартудың тағы бір кезеңінен өтеді. Бұл процесте металдарды сульфидтер ретінде тұндыру үшін сульфатты төмендететін бактериялар да қолданылады, бірақ бұл жағдайда этанол сутектің орнына электрон доноры ретінде қолданылады.

Металл сульфидтері мен биомасса суспензиясы екінші рет концентрат ретінде қолданылады.

Бұл биологиялық процестегі ағынды металдардың мөлшері негізінен, екі процестің химиялық негізі бірдей болғандықтан бейорганикалық сульфидтерді (NaHS, Na₂S) қосу арқылы сарқынды суларды тазартудың ең тиімді әдісімен тазартылған судағы металдардың құрамына ұқсас (металл сульфидтерінің төмен ерігіштігі). Бұл биологиялық процесс оң әсер етеді, өйткені тазартылған судағы сульфаттардың мөлшері азаяды.

Бұл әдісті басқа қалпына келтіру нұсқалары болмаған кезде әлсіз қышқылдарды тазарту үшін, сондай-ақ электролиз процесінде пайда болған сарқынды суларды алдын ала күйдіріп, шаймалау арқылы оларды ластанған жерасты суларымен араластыру кезінде қолдануға болады.

Иондық алмасу

Ион алмасу процесі кейде технологиялық сарқынды сулардан металдарды алу кезінде тазартудың соңғы кезеңі ретінде қолданылады[56].. Ион алмасуының көмегімен қалдық металл иондары сарқынды сулардан оларды қатты матрицаға беру арқылы шығарылады, сонымен бірге ион алмастырғыш жақтауында сақталған басқа иондардың тең мөлшерін береді. Әдетте, ион алмасу процесі металдардың 500 мг/л-ден аз концентрациясында қолданылады.

Ион алмастырғыштың сыйымдылығы каркаста сақталатын иондар санымен шектеледі. Сондықтан ион алмастырғышты тұз қышқылы немесе каустикалық сода көмегімен қалпына келтіру қажет. Кейбір жағдайларда, мысалы, молибденитті күйдіруге арналған пештерден шығатын газдардан селен мен ренийді алып тастағанда, ион алмастырғыштар металдарды зауыттың күшімен немесе мамандандырылған зауыттарда алу үшін мезгіл-мезгіл ауыстырылуы керек.

Сарқынды сулардан белгілі бір металдарды алу үшін кейбір арнайы ион алмастырғыштарды қолдануға болады. Ион алмасудың мұндай селективті процесі сарқынды суларды улы металдардан тазартуда әлдеқайда тиімді. Сонымен қатар баған аралас сарқынды сулармен жұмыс істеу кезінде өте жоғары тазарту мен тиімділікті қамтамасыз ете алады.

8. Қосымша түсініктемелер мен ұсынымдар

Анықтамалық Экология кодексінің 113-бабына сәйкес әзірленді.

Анықтамалықты әзірлеудің бірінші кезеңі КТА жүргізу болды, оның барысында өндірісті басқарудың тиімділігін, қолданылатын автоматтандыру құралдарын, технологиялық мүмкіндіктерді талдауды және кәсіпорындардың қоршаған ортаға әсер ету дәрежесін анықтауға мүмкіндік беретін мырыш пен кадмий өндіру жөніндегі кәсіпорындардың ағымдағы жай-күйіне сараптамалық баға берілді. Сондай-ақ мырыш пен кадмий өндірісінде қолданылатын технологиялардың ЕҚТ қағидаттарына сәйкестігіне талдау жүргізілді.

Сараптамалық бағалаудың негізгі мақсаты ҚР-ның мырыш өндірісінің технологиялық жағдайын қазіргі жағдайға анықтау, сондай-ақ кәсіпорындарды ЕҚТ параметрлеріне сәйкес бағалау болып табылады.

ЕҚТ өлшемшарттарына сәйкестікті бағалау "Өнеркәсіптік шығарындылар және/немесе төгінділер (ластанудың кешенді алдын алу және бақылау туралы) туралы" Еуропалық парламенттің және ЕО Кеңесінің 2010/75/ЕС Директивасына, сондай-ақ ЕҚТ бойынша осы анықтамалықтың 2-бөлімінде көрсетілген ЕҚТ-ға жатқызу әдіснамасына сәйкес белгіленді.

КТА кезінде әдеби көздер, нормативтік құжаттар және экологиялық есептер негізінде қолданылатын технологиялар, жабдықтар, ластағыш заттардың шығарындылары мен төгінділері, өндіріс қалдықтарының пайда болуы, сондай-ақ қоршаған ортаға әсер етудің басқа аспектілері, энергия және ресурстарды тұтыну туралы мырыш өндірісінің ақпаратына талдау және жүйелеу жүргізілді.

Ақпарат жинау үшін кәсіпорындарға бекітілген шаблондар негізінде сауалнама нысандары жіберілді. Кәсіпорындардан ұсынылған деректерді талдау технологияларды қолданудың әртүрлі аспектілері, оның ішінде технологиялық көрсеткіштер бойынша ақпараттың жеткіліксіздігі туралы қорытынды жасауға мүмкіндік береді. Қорғасын өндірісі бойынша салалық есептерде ұсынылған ЛЗ шығарындыларының көрсеткіштері стандартты шарттарға (273 К температура және 101,3 кПа қысым кезіндегі құрғақ газ ағыны) келтірілмеген. Пайдаланылған газдағы оттегінің құрамына түзетулерді ескере отырып, ЛЗ бойынша нақты (өлшеу) нормаланған көрсеткіштер ұсынылмады. Анықтамалықтың осы редакциясында кәсіпорындар ұсынған нақты қолда бар нәтижелер пайдаланылды.

ЕҚТ бойынша анықтамалықтың құрылымы қолданыстағы ҚР НҚА сәйкес, сондай-ақ өткізілген КТА нәтижелері бойынша әзірленді.

Перспективалы техникаларға тек отандық әзірлемелер ғана емес, сондай-ақ озық техникалар, практикада қолданылатын, Қазақстан Республикасының кәсіпорындарында енгізілмеген халықаралық техникалар да жатады.

ЕҚТ бойынша анықтамалықты дайындау қорытындысы бойынша осы анықтамалықпен әрі қарай жұмыс істеуге және ЕҚТ-ны енгізуге қатысты мынадай ұсынымдар тұжырымдалды:

кәсіпорындарға анықтамалықты әзірлеудің келесі кезеңдері үшін қажетті талдау жүргізу мақсатында, оның ішінде маркерлік ластағыш заттарды және ЕҚТ (технологиялық нормативтерді) қолдануға байланысты эмиссиялар деңгейлерінің диапазондарын қайта қарау мақсатында қоршаған ортаға, әсіресе маркерлік заттар эмиссияларының деңгейлері туралы мәліметтерді жинауды, жүйелеуді және сақтауды жүзеге асыру ұсынылады;

қоршаған ортаға эмиссиялар мониторингінің автоматтандырылған жүйесін енгізу маркерлік ластағыш заттардың эмиссиялары бойынша нақты деректерді алудың және маркерлік ластағыш заттардың технологиялық нормативтерін қайта қараудың қажетті құралы болып табылады;

технологиялық және табиғатты қорғау жабдықтарын жаңғырту кезінде жаңа технологияларды, жабдықтарды, материалдарды таңдаудың басым өлшемшарттары ретінде энергия тиімділігін арттыруды, ресурс үнемдеуді, түсті металлургия саласы объектілерінің қоршаған ортаға теріс әсерін азайтуды пайдалану керек.

Библиография

1. Қазақстан Республикасының 2021 жылғы 2 қаңтардағы Экологиялық кодексі.

2. "Ең үздік қолжетімді техникалар бойынша анықтамалықтарды әзірлеу, қолдану, мониторингілеу және қайта қарау қағидаларын бекіту туралы" Қазақстан Республикасы Үкіметінің 2021 жылғы 28 қазандағы № 775 қаулысы.

3. 3.Best Available Techniques (BAT) Reference Document for the main Non-Ferrous Metals Industries. BREF, 2017.

4. ИТС 13-2020 "Қорғасын, мырыш және кадмий өндірісі" ең үздікқолжетімді технологиялар бойынша ақпараттық-техникалық анықтамалық.

5. 5.Reference Document on Best Available Techniques for Energy Efficiency, 2009. Энергия тиімділігін қамтамасыз етудің ең үздік қолжетімді технологиялары бойынша анықтамалық құжат. – М.: Эколайн, 2012.

6. ИТС 48–2017 "Шаруашылық және (немесе) өзге де қызметті жүзеге асыру кезінде энергетикалық тиімділікті арттыру" ең үздік қолжетімді технологиялар бойынша ақпараттық-техникалық анықтамалығы, Мәскеу, ЕҚТ бюросы.

7. Ең үздік қолжетімді технологиялар. Өнеркәсіптік ластанудың алдын алу және бақылау. 4-кезең: Экологиялық рұқсат алу шарттарын орындау үшін ЕҚТ негізінде ЕҚТ айқындау және экологиялық тиімділік деңгейлерін белгілеу жөніндегі нұсқаулық/ЭЫДҰ қоршаған ортаны қорғау дирекциясының қоршаған орта, денсаулық және қауіпсіздік басқармасы. Ағылшын тілінен аударылған. Мәскеу, 2020.

8. Қазақстан Республикасының түсті металлургиясының ең үздік қолжетімді технологиялар қағидаттарына сәйкестігіне сараптамалық бағалау туралы есеп. 5-тарау. Мырыш және кадмий өндірісі. "Халықаралық жасыл технологиялар және инвестициялық бағдарламалар орталығы" КЕАҚ, 2021.

9. "Қоршаған ортаға эмиссиялар нормативтерін айқындау әдістемесі", Қазақстан Республикасы Экология, геология және табиғи ресурстар министрінің 2021 жылғы 10 наурыздағы № 63 бұйрығы. Қазақстан Республикасының Әділет министрлігінде 2021 жылғы 11 наурызда № 22317 нөмірімен тіркелді.

10. И.В.Кобелева. Концепция процессно-системного управления качеством окружающей среды на промышленном предприятии/ Экономика, басқару және құқық негіздері. // № 1. – 2012. - 67-69-б.

11. 11.https://www.urm-company.ru/about-us/blog/155-ekologiya-metallurgii/.

12. ҚР СТ ISO 50001-2019: Энергетикалық менеджмент жүйелері. Талаптар және пайдалану жөніндегі нұсқаулық.

13. https://www.umicore.com/en/sustainability/ environment/# sustainable.

14. "Тұтыну нормативтерін бекіту туралы" Қазақстан Республикасы Инвестициялар және даму министрінің 2015 жылғы 31 наурыздағы № 394 бұйрығы.

15. Miedź S.A., Grupy Kapitałowej. Raport Zintegrowany KGHM Polska KGHM// Polska Miedź S.A. – 2021.

16. https://www.metalinfo.ru/ru/news/136659.

17. Жабдық өндірушісінің сайты: https://www.durr.com/ru/products/ environmental-technology/exhaust-gas-and-air-pollution-control/part-x-separation-processes/part-x-pw.

18. П.И.Карих, Применение при фильтрации промышленных газов в черной и цветной металлургии фильтровальных материалов в микромембраной / П.И. Карих // Тозаң мен газды тазарту. – 2011 – № 1 – 15–17 б.

19. А.М.Балашов Способ повышения эффективности электрофильтров для очистки выбросов предприятий металлургического комплекса// Ғылым мен білімді дамыту алғышарттары. - № 2. – 2020, 84-92 б.

20. Санаев Юрий Иванович. Oбеспыливание газов электрофильтрами / "Кондор-Эко" баспасы. – 2009. 214 б.

21. Жабдық өндірушісінің сайты: http://ukzto.kz/stati/proizvodstvo-elektrofiltrov-dlya-predpriyatij.html.

22. Жабдық өндірушісінің сайты:https://www.durr.com/ru/products/ environmental-technology/exhaust-gas-and-air-pollution-control/part-x-separation-processes/part-x-pw.

23. https://www.nipponsteel.com/.

24. Ю.М.Морозов, В.С.Корягин. Высокоэффективное газоочистное оборудование. Результаты эксплуатации и внедрения // Қоршаған ортаны қорғау және табиғатты пайдалану, 2010, N3.29-31 б.

25. Б.Л.Красный, К.И.Иконников, М.А.Вартанян, О.И.Родимов. Получение пористой проницаемой керамики на основе карбида кремния для фильтрации горячих дымовых газов (обзор)// Жаңа отқа төзімді заттар. 2019. № 7. 36–42 б.

26. М.А.Цейтлин, В.Ф.Райко, Л.Л.Товажнянский, В.П.Шапорев Абсорбционная очистка газов в содовом производстве – "ХПИ" ҰТУ. – 2004.

27. Өндіруші фирманың сайты: Kawasaki Heavy Industries https://global.kawasaki.com/en/corp/profile/index.html.

28. Г.Г.Бардавелидзе, И.С.Берсенев, В.А.Горбачев, В.В.Кашин, Р.А.Полуяхтов. Технология утилизации цинксодержащих металлургических отходов с получением оксида цинка и предвосстановленных железорудных окатышей /Қара металлургия. Ғылыми-техникалық және экономикалық ақпарат бюллетені. № 9. - 2015. 3-6 б.

29. Л.А.Кормина, Ю.С.Лазуткина. Технологии очистки газовых выбросов. Барнаул – 2019.

30. Жабдық өндірушісінің сайты: https://sovplym.ru/products/sfs/.

31. В.Х.Шаймарданов. Процессы и аппараты технологий сбора и подготовки нефти и газа на промыслах. Оқу құралы/ В.И.Кудиновтың ред. М. -2013. 508 б. (https://gas-cleaning.ru/article/skrubber-venturi-princip-raboty-harakteristiki - preimushchestva-i-nedostatki).

32. В.Г.Лисиенко, Я.М.Щелоков, М.Г.Ладыгичев. Вращающиеся печи: теплотехника, управление и экология: анықтамалық басылым: 2 кітапта. 1-кітап/ – М.: Теплотехник, 2004. – 688 б.

33. 33.Anil Sinha, Vasant G Havanagi, V.K. Arora, Alok Ranjan. Recycling Jarofix Waste as a Construction Material for Embankment and Sub Grade/ Journal of Solid Waste Technology and Management. 2012. - 38(3). -Р. 169-181.

34. Жабдық өндірушісінің сайты: https://uralactiv.kz/ventilyatsiya-polipropilenovaya/skrubbery/ vertikalnye/ venturi/.

35.А.С.Носков, З.П.Пай. Технологические методы защиты атмосферы от вредных выбросов на предприятиях энергетики /АҒА СБ Новосибирск. -1996. – 156 б.

36. В.С.Бесков, В.С.Сафронов. Общая химическая технология и основы промышленной экологии. – М.:Химия. – 1999. – 472 б.

37. Жабдық өндірушісінің сайты:https://pronpz.ru/ustanovki/ proizvodstvo-h2so4.html.

38. https://zincum.eco/#technology https://eippcb.jrc.ec.europa.eu/ sites/default /files/ inline-files/NFM_ Russian _ ENV-2021-00513.pdf.

39. С.B.Карелов, С.В.Мамяченков, О.С.Анисимова, А.С.Кирпиков Исследование комплексной электроцементационной очистки растворов при переработке цинксодержащих техногенных отходов //Тау-кен институтының жазбалары. 166-т. Санкт-Петербург. 2005.

40. Н.Н.Красногорская, Е.Н.Сапожникова, А.Т.Набиев, А.В.Головина, Э.Ф.Легушс, С.В.Пестриков. Физико-химическое сопоставление реагентных методов очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов //Қазіргі жаратылыстану ғылымдарының жетістіктері. № 2. – 2004. – 47-58 б.

41. Жабдық өндірушісінің сайты: https://www.aurubis.com/.

42. https://profile.ru/news/dk/ugmk/uralelektromed-stroit-livnenakopitel-velic hinoj-s-dvuxetazhnyj-dom-366158/.

43. А.Г.Ветошкин, К.Р.Таранцева. Способы предотвращения и снижения выбросов от выщелачивания и разделения твердой и жидкой фаз. Пенза. 2004.

44. В.И.Бархатов, Отходы производств и потребления — резерв строительных материалов/ Челябинск мемлекеттік университетінің баспасы, - 2017. – 477 б.

45. Н.В.Марченко, М30 Металлургия тяжелых цветных металлов: электрондық оқу құралы/Красноярск : ИПК СФУ, 2009. – 39 б.

46. Nyrstar hobart triennial public environment report 2018 – 2020 version 2 submitted 28 april 2021 (https://epa.tas.gov.au/Documents/New%20 Electrolysis %20Plant%20% 28Cell% 20House%29%2C%20Nyrstar%20Hobart%20-%20 Annexure%20-%202018-2020%20 Public%20Environment%20Report.PDF).

47. Ю.П.Перелыгин, О.В.Зорькина, С.Н.Николаева. Реагентная очистка сточных вод и утилизация отработанных растворов и осадков гальванических производств. – Пенза : ПГУ баспасы, 2013. – 80 б.

48. А.В.Жданова, С.А.Иларионов. Очистка сточных вод гальванического производства от загрязнений тяжелыми металлами //Пермь университетінің хабаршысы/1(5) шығарылымы – 2012. – 54-62 б.

49. Жабдық өндірушісінің сайты: https://me-system.ru /tehnologii /sorbtsiya/.

50. И.Н.Савич. Порядок и варианты технологии подземной разработки руд с закладкой выработанного пространства //Тау-кен өнеркәсібі. №2.-1999.

51. Жабдық өндірушісінің сайты: https://www.industrialfurnace. com/mhf-101.

52. Жабдық өндірушісі Kobelco фирмасының сайты: https://www.kobelco.co.jp/english/products/ironunit/fastmet/.

53. Жабдық өндірушісінің сайты: https://www.nipponsteel.com/.

54. Д.О. Абоносимов, С.И. Лазарев. Применение мембранных технологий в очистке сточных вод гальванопроизводств// Вестник ТГТУ. – Т.20. №2.-2014.- 306-313 б.

55. Жабдық өндірушісінің сайты: https://www.aurubis.com/.

Ең үздік қолжетімді техникалар бойынша
"Мырыш және кадмий өндірісі"
анықтамалығына қосымша

Экономикалық тиімділікті есептеу мысалдары

Жоғарыда аталған тәсілдер мырыш зауытының сарқынды суларын келесі әдістерді қолдану арқылы тазарту процесінің экономикалық тиімділігін есептеу мысалында қолданылды:

арынсыз бір қабатты жылдам сүзгілерде белсендірілген алюминосиликатты адсорбент қолданылатын адсорбция;

сорбциялық сүзгілер блогында белсендірілген алюмосиликатты адсорбент қолданылатын адсорбция;

кері осмос.

Келіп түскен су көлемі 320 текше метР/сағ (2 803 текше метр/жыл) құрады. Арынды емес бір қабатты жылдам сүзгілерде белсендірілген алюминосиликатты адсорбентті қолдана отырып, тазартуға дейін және одан кейін кіретін судағы ластағыш заттардың параметрлері кестеде келтірілген:

1-кесте. Белсендірілген алюминий-силикатты адсорбентті пайдалана отырып, тазартылғанға дейін және тазартудан кейін келіп түсетін судағы ластағыш заттар құрамының параметрлері.

Р/с №	Ластағыш зат	Ластағыш заттардың құрамы, мг/дм³
Р/с №	Ластағыш зат	Тазалағанға дейін	Тазалағаннан кейін
1	2	3	4
1	Қалқыма 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	Темір (Fe) жалпы	0,10	0,07
6	Күшән (As)	0,030	0,02
7	Мыс (Cu)	0,006	0,006
8	Кальций (Ca)	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

Арынсыз бір қабатты жылдам сүзгілерде белсендірілген алюминий-силикатты адсорбентті қолдана отырып, мырыш зауытында адсорбция әдісімен өнеркәсіптік сарқынды суларды толық тазарту әдісі туралы ақпарат Бірінші нұсқа үшін бастапқы дерек ретінде қолданылды.

Күрделі салымдарды есептеу үшін 320 текше м/сағ көлемінде толық тазалауға кіретін сарқынды сулар үшін мынадай технологиялық қондырғылар/жабдықтар және шығыс материалдары пайдаланылады:

2,5 м адсорбент қабаты бар, көлемі 5,6х5,6х6 м 5 бетонды резервуар, жалпы құны бір резервуарға 2 млн теңге деп есептегенде 10 млн теңге;

жалпы ұзындығы 70 метр бойы болат 2 мм құбыр 50Ø резервуарлардың құбыржол бекіткіші, жалпы құны 2 345 теңге/метр бойы деп есептегенде 164 150 теңге;

өндірімділігі 66 текше м/сағ 10 орталықтан тепкіш сорғы, жалпы құны әрқайсысына 164 500 теңге деп есептегенде 1 645 мың теңге;

барлық сүзгіге бір уақытта салуға арналған көлемі 392 текше м адсорбент, жалпы құны 664 000 теңге/текше м деген бағамен есептегенде 260 288 000 теңге.

Есептеу нәтижелері бойынша күрделі салымдардың жалпы сомасы 272 097 150 теңге мөлшерінде анықталды.

Операциялық шығыстар пайдалану барысында тозу кезінде көлемді толықтыру үшін жылына 39,2 текше метр мөлшерінде адсорбент қорын көздейді, жалпы құны 664 000 теңге/текше м деп есептегенде 26 028 800 теңге. Сонымен қатар сорбенттің адсорбциялық қасиеттерін активаторлармен жуу арқылы жақсарту үшін мерзімді активтендіру қажет: көлемі 64 т NaOH 4-5 % сілті ерітіндісі, жалпы құны 191 250 теңге/т деп есептегенде 12 240 000; көлемі 64 т MgSO4 4-5 % магний сульфатының ерітіндісі, жалпы құны 331 500 теңге/т деп есептегенде 21 216 000 теңге.

Операциялық шығындар сомасы 59 484 800 теңге мөлшерінде анықталды.

Бірқабатты жылдам сүзгілерде белсендірілген алюминий-силикатты адсорбентті қолданумен адсорбция әдісімен өнеркәсіптік сарқынды суларды тазарту бойынша кәсіпорынның жалпы шығындары 331 581 950 теңге құрады (есептеулер 2-кестеде келтірілген).

Түрлі ақша бірліктерінің салыстырмалылығы үшін барлық құн есеп айырысу күніндегі Қазақстан Ұлттық банкінің бағамы бойынша сатып алу валютасында келтірілген.

2-кесте. Бір қабатты жылдам сүзгілерде белсендірілген алюминий-силикатты адсорбентті пайдалана отырып, адсорбция тәсілімен қорғасын зауытының өнеркәсіптік сарқынды суларын тазалауға арналған күрделі және операциялық шығындарды есептеу

№
Р/с

Шығындар атауы

Өлшем бірлігі

Саны

Бірлік құны
(сатып алу валютасында)

Жалпы құны
(ҚР Ұлттық Банкінің есеп айырысу күнгі бағамы бойынша)
https://nationalbank.kz/ru/exchangerates/ezhednevnye-oficialnye-rynochnye-kursy-valyut)

1 ₸

7,04 ₸

432,78 ₸

462,51 ₸

тенге

рубль

доллар

евро

Күрделі шығындар

Арынсыз бір қабатты сүзгі

1.1

резервуар 5,6х5,6х6 м

дана

2 000 000 ₸

10 000 000

1 420 455

23 106

21 621

1.2

құбыржол бекіткіші

пог.м

2 345 ₸

164 150

23 317

379

355

1.3

орталықтан тепкіш сорғы

дана

164 500 ₸

1 645 000

233 665

3 801

3 557

адсорбент

текше м

392

664 000 ₸

260 288 000

36 972 727

601 433

562 773

Күрделі шығындар, жиыны

272 097 150

38 650 163

628 719

588 305

II.

Операциялық шығыстар

Адсорбент (қажалу шығыны)

текше м

39,2

664 000 ₸

26 028 800

3 697 273

60 143

56 277

Активаторлар

2.1

NaOH 4-5 % сілті ерітіндісі (айына 1 рет аусытырылады.)

191 250 ₸

12 240 000

1 738 636

28 282

26 464

2.2

MgSO₄ 4-5 % магний сульфаты (4 айда 1 рет аусытырылады.)

331 500 ₸

21 216 000

3 013 636

49 023

45 871

Операциялық шығыстар, жиыны

59 484 800

8 449 545

137 448

128 613

III.

ШЫҒЫНДАР ЖИЫНЫ
(күрделі шығындар + операциялық шығыстар)

331 581 950

47 099 709

766 167

716 918

3-кесте. Арынсыз бір қабатты жылдам сүзгілерде белсендірілген алюмосиликатты адсорбентті қолдана отырып, адсорбция әдісімен өнеркәсіптік сарқынды суларды тазалауға арналған шығындардың экономикалық тиімділігін бағалау

N
Р/с

Ластағыш заттың атауы

Су айдындарына төгілетін маркерлік зат бойынша қажетті технологиялық көрсеткіш

Келіп түсетін судағы ластағыш заттардың болуы УК МК

Ластағыш заттарды төгу нормативі УК МК

Төгіндінің жалпы массасындағы үлесі

Төгіндіде ластағыш заттар құрамының төмендеуі (кіру және шығу айырмасы)

Ластағыш заттарды азайтудың жылдық көлеміне арналған шығындар

Қысқартылған ластағыш заттың 1 килограмына арналған шығындардың жылдық экономикалық тиімділігі
(есеп айырысу күніндегі ҚР Ұлттық банкінің бағамы бойыншаhttps://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/с	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	Темір (Fe) жалпы		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	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
16	Барлық заттар бойынша жиыны		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

Есептеулер көрсеткендей, белсенді алюминий-силикатты сорбентті арынсыз сүзгілерде қолдану ластағыш заттардың құрамын олардың бастапқы судағы (3-кесте 4-баған) құрамымен салыстырғанда 3-кесте 9-бағанда көрсетілген мәндерге төмендетеді. Бұл ретте кәсіпорынның 1 мг/дм³ тиісті ластағыш заттың құрамын төмендетуге арналған ақшалай шығыстары 3-кесте 10-бағанда көрсетілген мәндерді құрайды (1 млг/дм³-ке теңгемен ).

Бұл ретте ЕҚТ экономикалық тиімділігін бағалаудың негізгі көрсеткіші – маркерді қоса алғанда, ластағыш заттардың әрбір түрі бойынша қысқартылған 1 кг-ға кәсіпорын шығындары есептелдіы (3-кесте 13-баған).

Осылайша суды толық тазартудың басқа тәсілдерінің экономикалық тиімділігін бағалау жүргізілді: сорбциялық сүзгілерде белсендірілген алюмосиликатты адсорбентті қолданумен адсорбция әдісімен және кері осмос тәсілімен (4-кесте).

4-кесте. Әртүрлі әдістермен өнеркәсіптік сарқынды суларды тазарту шығындарының экономикалық тиімділігін бағалау (бір қабатты жылдам сүзгілерде және сорбциялық сүзгілерде белсендірілген алюминосиликатты адсорбентті қолдану арқылы адсорбция; кері осмос)

Р/с №	Көрсеткіш	Өлшем бірлігі	Қосымша тазарту әдістері
			Белсендірілген алюминий-силикатты адсорбентті әртүрлі сүзгілерде қолдану		Кері осмос
			арынсыз бір қабатты сүзгі	Сорбциялық сүзгі	Кері осмос
1	2	3	4	5	6
1	Күрделі шығындар	$	628 719	595 926	1 239 135
2	Операциялық шығыстар	- " -	137 448	128 613	0
3	Шығындар ЖИЫНЫ	- " -	766 167	724 539	1 239 135
4	Жылына қысқартылған ластағыш заттың 1 килограмына жұмсалатын шығындардың экономикалық тиімділігі	$/кг
5	Қалқыма заттар	- " -	36,48	34,50	59,01
6	Қорғасын	- " -	13 681,56	12 938,20	22 127,42
7	Мырыш	- " -	27 363,12	25 876,41	44 254,83
8	Кадмий	- " -	273 631,23	258 764,09	442 548,34
9	Күшән	- " -	13 681,56	12 938,20	22 127,42
10	Мыс	- " -	45 605,21	43 127,35	73 758,06
11	Сынап	- " -	1 368 156,16	1 293 820,45	2 212 741,71
12	Темір жалпы	- " -	3 909,02	3 696,63	6 322,12
13	Кальций	- " -	2,74	2,59	4,43
14	Мұнай өнімдері	- " -	5 472,62	5 175,28	8 850,97
15	Хлоридтер	- " -	1,82	1,73	2,95
16	Сульфаттар	- " -	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	Барлық заттар бойынша ЖИЫНЫ	- " -	2 020 964,25	1 911 159,66	3 268 539,08

Соңына дейін тазартудың әртүрлі әдістерімен шығындардың тиімділігінің ұқсас көрсеткіштерін ала отырып, олардың қайсысы кәсіпорынның табиғатты қорғау іс-шараларына жылдық шығындары тұрғысынан тиімдірек екенін салыстыруға болады.

Об утверждении справочника по наилучшим доступным техникам "Производство цинка и кадмия"

Справочник по наилучшим доступным техникам"Производство цинка и кадмия"

Оглавление

Список схем/рисунков

Список таблиц

Глоссарий

Термины и их определения

Аббревиатуры и их расшифровка

Химические элементы

Химические формулы

Единицы измерения

Предисловие

Область применения

Принципы применения

1. Общая информация

2. Методология определения наилучших доступных техник

3. Применяемые процессы: технологические, технические решения, используемые в настоящее время

4. Общие НДТ для предотвращения и/или сокращения эмиссий и потребления ресурсов

5. Техники, которые рассматриваются при выборе наилучших доступных техник

6. Заключение, содержащее выводы по НДТ

7. Перспективные техники

8. Дополнительные комментарии и рекомендации

Библиография

Примеры расчета экономической эффективности

Ең үздік қолжетімді техникалар бойынша "Мырыш және кадмий өндірісі" анықтамалығын бекіту туралы

Ең үздік қолжетімді техникалар бойынша "Мырыш және кадмий өндірісі" Анықтамалығы

Мазмұны

Схемалар/суреттер тізімі

Кестелер тізімі

Глоссарий

Терминдер мен олардың анықтамалары

Аббревиатуралар мен олардың толық жазылуы

Химиялық элементтер

Химиялық формулалар

Өлшем бірліктері

Алғысөз Ең үздік қолжетімді техникалар бойынша анықтамалық мазмұнының қысқаша сипаттамасы: халықаралық аналогтармен өзара байланысы

Дерек жинау туралы ақпарат

Басқа ЕҚТ бойынша анықтамалықтармен өзара байланысы

Қолданылу саласы

Қолданылу қағидаттары

1. Жалпы ақпарат

1.1. Мырыш пен кадмий өндірісінің құрылымы мен технологиялық деңгейі

1.2. Ресурстар мен материалдар

1.3. Өндіріс және пайдалану

1.4. Өндірістік алаңдар

1.5. Негізгі экологиялық проблемалар

1.5.1. Энергия тиімділігі

1.1-кесте. Мырыш өндірісі үшін ресурс қажеттігі*

1.5.2. Атмосфералық ауаға ластағыш заттардың шығарындылары

1.5.2.1. Күкірт диоксиді (SO2)

1.5.2.2. Тозаң және металдар

1.5.2.3. ҰОҚ, ПХДД, ПХДФ

1.5.3. Ластағыш заттардың төгінділері

1.5.4. Өндіріс қалдықтары

1.5.5. Шу және діріл

1.5.6. Радиоактивті заттардың шығарындылары

1.5.7. Иіс

1.5.8. Қоршаған ортаға әсерді төмендету

1.5.9. Қоршаған ортаны қорғаудың кешенді тәсілін жүргізу

2. Ең үздік қолжетімді техникаларды анықтау әдіснамасы

2.1. Детерминация, ЕҚТ таңдау қағидаттары

2.2. Техникаларды ЕҚТ-ға жатқызу өлшемшарттары

2.3. ЕҚТ-ны қолданудың экономикалық аспектілері

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

3.1. Жалпы басқару процестері

3.1.1. Менеджмент жүйесі

3.1.2. Жобалау және техникалық қызмет көрсету

3.1.3. Оқыту

3.2. Шикізатты басқару процестері

3.2.1. Шикізатты алдын ала өңдеу, дайындау және тасымалдау

3.2.2. Еріту

3.2.3. Кептіру

3.2.4. Уату, ұсақтау және елеу

3.2.5. Шихтаны дайындау

3.2.6. Брикеттеу, түйіршіктеу, илемдеу және ықшамдаудың басқа да әдістері

3.2.7. Жабындарды кетіру және майдан арылту

3.2.8. Сепарациялау әдістері

3.2.9. Тасымалдау және тиеу жүйелері

3.3. Бастапқы мырыш өндірісі

3.3.1. Мырыш алудың гидрометаллургиялық әдісі

Справочник
по наилучшим доступным техникам
"Производство цинка и кадмия"

1.1-кесте. Мырыш өндірісі үшін ресурс қажеттігі^*

1.5.2.1. Күкірт диоксиді (SO₂)

5.2.1. Құрамында SO₂ жоғары болатын пайдаланылған газдардан сұйық күкірт диоксидін өндіру

5.2.2. Құрамында SO₂ төмен болатын пайдаланылған газдарға түтін газын күкіртсіздендіруді қолдану