ИПС "Әділет"

Рисунок 1.1	Мировые запасы свинца
Рисунок 1.2	Среднегодовые показатели производственной мощности свинцового завода УКМК ТОО "Казцинк"
Рисунок 1.3	Производственные показатели/выбросы ЗВ в атмосферный воздух
Рисунок 1.4	Технологические остатки от плавильных печей
Рисунок 1.5	Технологические остатки от установок серной кислоты
Рисунок 1.6	Технологические остатки от установок очистки сточных вод
Рисунок 3.1	Схема шахтной печи свинцовой плавки
Рисунок 3.2	Схема печи для взвешенной плавки "Оутокумпу"
Рисунок 3.3	Схема реактора "Айзасмелт"
Рисунок 3.4	Схема аппарата "КИВЦЭТ-ЦС":
Рисунок 3.5	Схема типичного процесса восстановления аккумуляторных батарей в шахтной печи
Рисунок 3.6	Схема рафинирования свинца
Рисунок 4.1	Сточные воды и методы обращения с ними
Рисунок 5.1	Конструкция циклона
Рисунок 5.2	Принцип работы рукавного фильтра
Рисунок 5.3	Принцип действия электрофильтра
Рисунок 5.4	Шлакорозливочная машина
Рисунок 5.5	Электрофильтр на медном заводе
Рисунок 5.6	Эксплуатационные характеристики процессов очистки технологических газов от SO₂, применяемых в цветной металлургии
Рисунок 5.7	Принципиальная схема песчаного фильтра
Рисунок 5.8	Схема производства свинца (агломерационный обжиг)
Рисунок 5.9	Схема производства свинца (автогенная окислительная плавка)
Рисунок 5.10	Рекуперативная горелка Ecomax
Рисунок 5.11	Производство электроэнергии из низкопотенциального тепла

Список таблиц

Таблица 1.1	Результаты геолого-экономической оценки свинца и цинка
Таблица 1.2	Потребление исходного сырья и энергетических ресурсов в процессе подготовки и первичной плавки
Таблица 1.3	Потребление исходного сырья и энергетических ресурсов в процессе плавки продукта в шахтных печах с попутным получением чернового свинца и дополнительное извлечение ценных компонентов из бедных шлаков
Таблица 1.4	Потребление сырья и энергетических ресурсов в процессе получения товарного свинца путем рафинирования чернового свинца и переработки промпродуктов рафинирования
Таблица 1.5	Показатели потребления энергоресурсов по вспомогательным переделам производства свинца
Таблица 1.6	Удельные показатели потребления энергоресурсов и основного исходного сырья при производстве свинца
Таблица 1.7	Источники/процессы выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при производстве свинца
Таблица 1.8	Выбросы SO₂ на 1 тонну производства свинца
Таблица 1.9	Массовый выброс металлов из некоторых европейских процессов
Таблица 1.10	Потенциальные источники сточных вод
Таблица 1.11	Твердые остатки при процессах рафинирования
Таблица 3.1	Материальный баланс шахтной плавки вторичного свинцового сырья
Таблица 3.2	Распределение металлов по продуктам шахтной плавки, %
Таблица 3.3	Примерный состав образующейся и перерабатываемой пыли при производстве свинца, %
Таблица 3.4	Состав пыли свинцового производства
Таблица 3.5	Состав чернового свинца различных заводов, %
Таблица 3.6	Состав рафинированного свинца
Таблица 4.1	Сравнение непрерывных и периодических измерений [33]
Таблица 4.2	Перечень загрязняющих веществ
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 рукавные фильтров
Таблица 5.5	Эффективность очистки и уровни выбросов, связанных с использованием электрофильтров
Таблица 5.6	Выбросы при сушке материалов
Таблица 5.7	Выбросы при подготовке аккумуляторов
Таблица 5.8	Выбросы SO₂
Таблица 5.9	Методы предотвращения и/или снижения выбросов SO₂
Таблица 5.10	Методы восстановления/абсорбции SO₃/H₂SO₄ [47]
Таблица 5.11	Пример выбросов пыли из печей вторичного производства
Таблица 5.12	Выбросы пыли и SO₂ при использовании герметичного корпуса и рукавного фильтра с впрыском извести для очистки
Таблица 5.13	Эффективность сокращения содержания ртути в отходящих газах [112]
Таблица 5.14	Меры предотвращения и/или сокращения объема сточных вод
Таблица 5.15	Образование сточных вод и методы их очистки
Таблица 5.16	Методы осаждения металлов и их соединений
Таблица 6.1	Периоды усреднения технологических показателей выбросов/сбросов, связанные с НДТ
Таблица 6.2	Технологические показатели пыли, связанные с НДТ, при подготовке сырья
Таблица 6.3	Технологические показатели пыли, связанные с НДТ, при подготовке батарей
Таблица 6.4	Технологические показатели пыли и свинца, связанные с НДТ
Таблица 6.5	Технологические показатели SO₂, связанные с НДТ, при рекуперации серы, содержащейся в отходящих газах плавильных печей, путем производства серной кислоты и других продуктов
Таблица 6.6	Технологические показатели SO₂, связанные с НДТ (кроме тех, которые не направляются на установку серной кислоты или других продуктов), при загрузке, плавке и выпуске металла при производстве первичного и вторичного свинца
Таблица 6.7	Технологические показатели SO₃/H₂SO₄, связанные с НДТ
Таблица 6.8	Технологические показатели органических соединений, связанные с НДТ
Таблица 6.9	Технологические показатели ПХДД/Ф, связанные с НДТ, при плавке вторичного сырья
Таблица 6.10	Технологические показатели ртути, связанные с НДТ, при пирометаллургическом процессе с использованием сырья, содержащего ртуть
Таблица 6.11	Технологические показатели концентрации загрязняющих веществ в сбросах сточных вод, поступающих в принимающие водоемы, соответствующие НДТ при производстве первичного и вторичного свинца

Глоссарий

Настоящий глоссарий предназначен для облегчения понимания информации, содержащейся в настоящем справочнике по наилучшим доступным техникам "Производство свинца" (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:

Термин		Определение
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;
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;
дробление	-	достигается путем обсадки руды по жестким поверхностям или ударного воздействия по поверхностям в неподвижном направлении принудительного движения;
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;
наилучшие доступные техники	-	наиболее эффективная и передовая стадия развития видов деятельности и методов их осуществления, которая свидетельствует об их практической пригодности для того, чтобы служить основой установления технологических нормативов и иных экологических условий, направленных на предотвращение или, если это практически неосуществимо, минимизацию негативного антропогенного воздействия на окружающую среду;
технологические показатели, связанные с применением наилучших доступных техник	-	уровни эмиссий, связанные с применением наилучших доступных техник, выраженные в виде предельного количества (массы) маркерных загрязняющих веществ на единицу объема эмиссий (мг/Нм3, мг/л) и (или) количества потребления электрической и (или) тепловой энергии, иных ресурсов в расчете на единицу времени или единицу производимой продукции (товара), выполняемой работы, оказываемой услуги, которые могут быть достигнуты при нормальных условиях эксплуатации объекта с применением одной или нескольких наилучших доступных техник, описанных в заключении по наилучшим доступным техникам, с учетом усреднения за определенный период времени и при определенных условиях;
движущая сила внедрения	-	причины реализации технологии, например, законодательство, улучшение качества продукции;
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;
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;
годовые капитальные затраты	-	равный или равномерный платеж, производимый каждый год в течение срока полезного использования предлагаемой техники. Сумма всех платежей имеет ту же "приведенную стоимость", что и первоначальные инвестиционные расходы. Годовая капитальная стоимость актива отражает альтернативную стоимость владения активом для инвестора.
восстановление тепла	-	в этом секторе термин может означать использование технологического тепла для предварительного нагрева сырья, топлива или воздуха для горения;
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;
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 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.);
комплексный технологический аудит (КТА)	-	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;
конденсатор	-	полая цилиндрическая башня скрубберного типа, орошаемая циркулирующей водой противотоком печному газу, применяемая для сжижения фосфора;
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 не преднамеренно производится в процессе производства и может быть или не быть отходами;
отходящий газ	-	общий термин для газа/воздуха, возникающего в результате процесса или эксплуатации (см. выхлопные газы, дымовые газы, отработанные газы);
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;
утилизация отходов	-	процесс использования отходов в иных, помимо переработки, целях, в том числе в качестве вторичного энергетического ресурса для извлечения тепловой или электрической энергии, производства различных видов топлива, а также в качестве вторичного материального ресурса для целей строительства, заполнения (закладки, засыпки) выработанных пространств (пустот) в земле или недрах или в инженерных целях при создании или изменении ландшафтов;
восстановительный процесс	-	физико-химический процесс получения металлов из их оксидов, связыванием кислорода восстановителем – веществом, способным соединяться с кислородом;
опасные вещества	-	вещества или группы веществ, которые обладают одним или несколькими опасными свойствами, такими как токсичность, стойкость и биоаккумулятивность, или классифицируются как опасные для человека или окружающей среды;
шлак	-	продукт высокотемпературного взаимодействия компонентов шихты, состоящий в основном из сплава оксидов;
действующая установка	-	стационарный источник эмиссий, расположенный на действующем объекте (предприятие) и введенный в эксплуатацию до введения в действие настоящего справочника по НДТ. К действующим установкам не относятся реконструируемые и (или) модернизированные установки после введения в действия настоящего справочника по НДТ.
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.
свинцовый кек	-	является промпродуктом, содержащим свинец и некоторое количество серебра;
воздействие на окружающую среду	-	любое отрицательное или положительное изменение в окружающей среде, полностью или частично являющееся результатом экологических аспектов организации;
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;
отливка (заготовка)	-	общий термин, используемый для изделий в их (почти) готовой обработке, сформированных путем затвердевания металла или сплава в форме (ISO 3134–4: 1985);
разубоживание	-	потеря качества полезного ископаемого, происходящая от снижения содержания полезного компонента или полезной составляющей при его добыче, транспортировке, переработке по сравнению с содержанием их в балансовых запасах. Разубоживание выражается в снижении содержания полезного компонента или полезной составляющей в добытой горной массе в сравнении с их содержанием в массиве вследствие добавления к ней пустых пород или некондиционного полезного ископаемого, а также потерь части полезного компонента или полезной составляющей при добыче, транспортировке или переработке (например, в виде потерь обогащҰнной раздробленной массы, при выщелачивании полезного компонента и т.д.). Применяется также в смысле разбавления, например, "разубоживание обжиговых газов воздухом".
компонент	-	вещество, помещенное в смесь, например, в сточные воды, отработанные газы или воздух;
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.
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;
выброс загрязняющих веществ	-	поступление загрязняющих веществ в атмосферный воздух от источников выброса;
сброс загрязняющих веществ	-	поступление содержащихся в сточных водах загрязняющих веществ в поверхностные и подземные водные объекты, недра или на земную поверхность;
ликвация	-	сегрегация в металлургии, неоднородность химического состава сплавов, возникающая при их кристаллизации;
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;
минеральные ресурсы	-	концентрация или возникновение естественного, твердого, неорганического или окаменелого органического материала в или на земной коре в такой форме и количестве и такого содержания или качества, что он имеет разумные перспективы для экономической добычи. Расположение, количество, качество, геологические характеристики и непрерывность минерального ресурса известны, оцениваются или интерпретируются из конкретных геологических данных и знаний.
мониторинг	-	систематическое наблюдение за изменениями определенной химической или физической характеристики выбросов, сбросов, потребления, эквивалентных параметров или технических мер и т. д;
желоб	-	канал, используемый для транспортировки расплавленного металла или шлака;
БПК	-	биохимическая потребность в кислороде - количество растворенного кислорода, потребляемого микроорганизмами для разложения органического вещества. Единицей измерения является мг О₂/л.
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;
осмос	-	прохождение жидкости из слабого раствора в более концентрированный раствор через полупроницаемую мембрану, что позволяет пропускать растворитель (воду), а не растворенные вещества;
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.
ХПК	-	химическое потребление кислорода (ХПК) - 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 (мгО₂/л) и используется для оценки уровня органического загрязнения природных и сточных вод.
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.
рафинирование	-	очистка металлов от примесей;
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.
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;
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. рекуперативная печь);
рекуперативные горелки	-	они предназначены для циркуляции горячих газов в системе горелки для восстановления тепла (см. регенеративные горелки);
колошник	-	верхняя часть шахтной печи (см. шахтная печь), куда загружают рудные материалы, флюсы, топливо;
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.
оценка соответствия	-	процесс сравнения фактических выбросов загрязняющих веществ с установки (производственной единицы) с допустимыми предельными значениями выбросов в пределах определенной степени достоверности;
синтез de novo	-	механизм, посредством которого мелкие частицы углерода реагируют с неорганическими хлоридами или органически связанным хлором в температурном интервале от 250 °C до 500 °С для получения ПХДД/Ф. Этот процесс катализируется присутствием металлов, таких как медь или железо.
разрежение	-	снижение давления воздуха или продуктов сгорания в каналах сооружений и технических систем, способствующее притоку среды в область пониженного давления;
скруббер	-	аппараты различной конструкции для промывки жидкостями газов с целью их очистки и извлечения одного или нескольких компонентов, а также барабанные машины для промывки полезных ископаемых, в том числе пылеулавливающая установка;
скруббер Вентури	-	скоростной газопромыватель, применяемый для очистки отходящих газов от твердых частиц размером <1 мкм;
дожигание	-	зажигание и сжигание выхлопных газов путем впрыска воздуха или использования горелки (например, для уменьшения количества СО и (летучих) органических соединений);
спрудина	-	промежуточный продукт рафинирования Pb-Sb-сплава от Cu и S методом ликвации. Сера, перешедшая в процессе плавки вторичного сырья в Pb в виде PbS, при понижении температуры всплывает в виде спрудины и концентрирует в себе Cu, Fe и другие примеси. Образующуюся спрудину снимают, охлаждают и направляют на переработку.
фильтрование	-	процесс разделения суспензии на жидкую и твердую фазы с помощью фильтров различной конструкции;
щелочь	-	акцептор протонов - вещество, которое более или менее легко поглощает ионы водорода в водном растворе;
выщелачивание	-	прохождение растворителя через пористый или измельченный материал для извлечения компонентов из жидкой фазы. Например, золото может быть извлечено путем кучного выщелачивания пористой руды или отходов обогащения. Другими методами являются выщелачивание резервуаров руды, концентратов или отходов обогащения и выщелачивание на месте.
продукт выщелачивания	-	раствор, содержащий ценный компонент или кек, – осадок после выщелачивания, содержащий примеси и металлы-спутники;
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;
технический кислород	-	кислород из воздуха, который был отделен от азота для получения более 97 % O₂;
техническая характеристика	-	величина, отражающая функциональные, геометрические, деформационные, прочностные свойства сооружения, конструкции и/или материалов;
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	-	достижение каких-либо определҰнных результатов с минимально возможными издержками или получение максимально возможного объҰма продукции из данного количества ресурсов;
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;
постель	-	это слой мелкого агломерата, укладываемый перед загрузкой шихты на колосниковую решетку спекательных тележек (паллет), который выполняет следующие функции предохраняет колосники спекательных тележек от чрезмерного нагрева, т. е. увеличивает срок их службы предотвращает просыпание под машину мелких частичек материала и сохраняет живое сечение между колосниками, препятствуя забиванию его влажной шихтой исключает приплавление пирога агломерата к колосникам, обеспечивая свободный сход его с машины;
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;
прямые измерения	-	конкретное количественное определение выбрасываемых соединений в источнике;
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, который осуществляется через специальное сооружение, систему или устройство (дымовые и вентиляционные трубы, газоходы, воздуховоды, вентиляционные шахты, аэрационные фонари, дефлекторы и иные), обеспечивающие направленность потока отходящих пыле- и газовоздушных смесей;
неорганизованный выброс	-	высвобождение загрязняющих веществ в атмосферный воздух в виде ненаправленных диффузных потоков;
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;
летучие органические вещества (ЛОС)	-	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 неҰ металлов, чтобы снизить еҰ температуру плавления и облегчить отделение металла от пустой породы;
футеровка	-	облицовка огнеупорными, химически стойкими, а также теплоизоляционными материалами, которыми покрывается внутренняя поверхность печей, топок котлов и прочего оборудования;
фьюмингование	-	это способ извлечения летучих компонентов из расплавленных шлаков, содержащих цинк, свинец или олово;
пыль	-	твердые частицы размером от субмикроскопического до макроскопического любой формы, структуры или плотности, рассеянные в газовой фазе;
шахтная печь	-	вид металлургических печей, предназначенных для плавки и обжига кусковых материалов, а также термической обработки металлических изделий. Шахтные печи имеют сильно вытянутое вверх рабочее пространство круглого или прямоугольного сечения.
шихта	-	сырьевая смесь для получения металлов, состоящая из концентратов, флюсов, восстановителей и т.п.;
шлам	-	суспензия "твердое в жидком", извлекаемая из сточных вод и очистных сооружений;
шпейза	-	промежуточный или побочный продукт в цветной металлургии, представляющий собой сплав арсенидов и антимонидов железа, кобальта, никеля, меди и др. металлов; образуется при плавке сырья с высоким содержанием мышьяка. Отделение и переработка шпейз сопряжены с большими трудностями. Образуется в случае, если мышьяк и сурьма недостаточно полно удалены при обжиге.
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;
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.
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.
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. анод и катод);
электролиз	-	физико-химический процесс, состоящий в выделении на электродах составных частей растворҰнных 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 расплавленном состоянии;
электролитическое выделение (ЭВ)	-	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.

Аббревиатуры и их расшифровка

АКМ	агломерационная конвейерная машина
АО	акционерное общество
МКР	мягкий контейнер разового использования
ПВ	процесс Ванюкова
дБА	акустический децибел
Справочник НДТ	справочник по наилучшим доступным техникам
ЧРП	частотные регуляторы приводов
ТОО	товарищество с ограниченной ответственностью
К	Кельвин
КИВЦЭТ-КФ	кислородно-взвешенная циклонная электротермическая с коксовым фильтром
КИВЦЭТ-ЦС	кислородно-взвешенная циклонная электротермическая (цинк-свинец)
кПа	Паскаль
КТА	комплексный технологический аудит
КЭПАЛ	кислородно-электротермическая плавка аккумуляторного лома
КЭПАЛ-ЖВ	кислородно-электротермическая плавка аккумуляторного лома в жидкой ванне
РУ	редуцирующие устройства
СКЗ	серно-кислотный завод
ОС	окружающая среда
НПА РК	нормативно-правовой акт Республики Казахстан
ЗРК	Закон Республики Казахстан
СТ РК	Национальный стандарт Республики Казахстан
БПК	биохимическое потребление кислорода
ХПК	химическое потребление кислорода
ПХДД/Ф	полихлорированные дибензо-n-диоксины и дибензофураны
КПД	коэффициент полезного действия
СЭнМ	система энергоменеджмента
ДДГ	десульфуризация дымовых газов
ТРГ	техническая рабочая группа
ТП	технологический показатель
УФ	ультрафиолетовое излучение
ЛОС	летучие органические соединения
ТООС	трҰхосновной сульфат свинца
ПЭК	программа экологического контроля
СЭМ	система экологического менеджмента
ЭПР	электронный парамагнитный резонанс
ЭФ	электрофильтры
ШЭ	электромагнитные шкивы
SCR	реактор селективной каталитической нейтрализации
WSA	серная кислота из мокрого газа

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, гидроокись 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, магнезия
MnO	оксид марганца
NaOH	гидроокись натрия
NaCl	хлорид натрия
CaCl₂	хлорид калия
Na₂CO₃	карбонат натрия
Na₂SO₄	сульфат натрия
NO₂	двуокись азота
NO_x	смесь оксида азота (NO) и диоксида азота (NO₂), выраженная в виде NO₂
PbCO₃	карбонат свинца
PbO	оксид свинца
Pb₃O₄	тетраоксид трисвинца
PbS	сульфид свинца
PbSО₄	сульфат свинца
SiO₂	двуокись кремния, оксид кремния
SO₂	двуокись серы
SO₃	трехокись серы
SO_x	оксиды серы - SO₂ и 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	Вес
ч	час	Время
K	Кельвин	Температура (T), разница температур (AT)	0 °C = 273.15 K
кг	килограмм	Вес
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	Вес	1 мг = 10 ^-3 г
мм	миллиметр		1 мм = 10 ^-3 м
МВт	мегаватт тепловой мощности	Тепловая мощность, теплоэнергия
нм³	нормальный кубический метр	Объем	при 101.325 кПа, 273.15 K
Па	паскаль		1 Па = 1 Н/м²
част/млр. / ppb	части на миллиард	Состав смесей	1 част/млрд. / ppb = 10-9
част/млн. / ppm	части на миллион	Состав смесей	1 част/млн. / ppm = 10-6
об/мин	число оборотов в минуту	Скорость вращения, частота
т	метрическая тонна	Вес	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
В	вольт	Напряжение	1 В = 1 Вт/1 А (А - Ампер, сила тока
г	год	Время

Предисловие

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

Настоящий справочник по НДТ представляет собой документ, включающий технологические показатели, объемы образования, накопления и захоронения основных производственных отходов, уровни потребления ресурсов и технологические показатели, связанные с применением наилучших доступных техник, а также заключение, содержащее 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 которой 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.

Перечень областей применения наилучших доступных техник утвержден в приложении 3 к Экологическому кодексу.

Настоящий справочник по НДТ содержит описание применяемых при производстве свинца технологических процессов, оборудования, технических способов, методов, направленных на снижение нагрузки на окружающую среду (выбросы, сбросы размещение отходов), повышение уровня энергоэффективности, обеспечение экономии ресурсов на производствах, относящихся к области применения НДТ. Из числа описанных технологических процессов, технических способов, методов выделены решения, отнесенные к наилучшим доступным техникам (НДТ), а также установлены технологические показатели, соответствующие выделенным НДТ.

Разработка справочника по НДТ проводилась в соответствии с порядком определения технологии в качестве наилучшей доступной технологии, а также Правилами разработки, применения, мониторинга и пересмотра справочников по наилучшим доступным техникам, утвержденными постановлением Правительства Республики Казахстан от 28 октября 2021 года № 775 (далее – Правила) [2].

При разработке справочника по НДТ учтен наилучший мировой опыт с учетом необходимости обоснованной адаптации к климатическим, экономическим, экологическим условиям и сырьевой базе Республики Казахстан, обуславливающим техническую и экономическую доступность наилучших доступных техник в области применения. При разработке справочника по НДТ использовались аналогичные и сопоставимые справочные документы:

1. Best Available Techniques (BAT) Reference Document for the main Non-Ferrous Metals Industries [52].

2. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям ИТС 13–2020 [39].

3. Reference Document on Best Available Techniques for Energy Efficiency [55].

4. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям ИТС 48–2017 [40].

5. Предотвращение и контроль промышленного загрязнения [41].

Технологические показатели, связанные с применением одной или нескольких в совокупности наилучших доступных техник для технологического процесса, определены технической рабочей группой по разработке справочника по наилучшим доступным техникам "Производство свинца".

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 свинца оценивается на уровне 71,2 %.

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

Предполагаемый объҰм инвестиций составит порядка 1,3 млрд тенге согласно отчету об экспертной оценке по цветной металлургии на соответствие принципам НДТ. Внедрение НДТ предусматривает индивидуальный подход к выбору НДТ с учетом экономики конкретного предприятия и готовности предприятия к переходу на принципы НДТ, выбора страны производителя НДТ, мощностных показателей, габаритов НДТ и степени локализации НДТ.

Модернизация производственных мощностей с применением современных и эффективных техник будет способствовать ресурсосбережению и оздоровлению окружающей среды до соответствующих уровней, отвечающих эмиссиям стран Организации экономического сотрудничества и развития.

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 свинца в Республике Казахстан, за 2015-2019 годы, полученные по результатам КТА и анкетирования, проведенного подведомственной организацией уполномоченного органа в области охраны окружающей среды, осуществляющей функции Бюро по наилучшим доступным техникам.

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 свинца.

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:

Наименование справочника по НДТ	Связанные процессы
Обезвреживание отходов	Обращение с отходами
Очистка сточных вод централизованных систем водоотведения населенных пунктов	Процессы очистки сточных вод
Энергетическая эффективность при осуществлении хозяйственной и (или) иной деятельности	Энергетическая эффективность
Уничтожение и утилизация отходов термическим способом	Вовлечение отходящих газов в качестве топливного компонента
Производство меди и драгоценного металла - золото	Производство серной кислоты, отходы производства меди
Производство цинка и кадмия	Производство серной кислоты, отходы производства цинка

Область применения

В соответствии с нормами Экологического кодекса настоящий справочник по НДТ распространяется на:

производство и переработку свинца, в частности:

производство свинца из концентратов или вторичных сырьевых материалов посредством металлургических и электрометаллургических процессов;

получение свинца из промпродуктов свинцового производства, включая пыли, шлаки, шламы сернокислотного производства, кеки цинкового производства пиро- и гидрометаллургическими способами;

переработку продуктов рафинирования свинца (медные шликера, висмутовые дроссы, серебристая пена, щелочные плавы);

процессы переплавки, легирования свинца с получением товарного продукта (свинец и сплавы на его основе в слитках);

получение свинца из промпродуктов цинкового и медного производства;

утилизацию серосодержащих газов свинцового производства с последующим производством серной кислоты и иной продукции.

Область применения настоящего справочника по НДТ, а также технологические процессы, оборудование, технические способы и методы в качестве наилучших доступных техник для области применения настоящего справочника по НДТ определены технической рабочей группой по разработке справочника по наилучшим доступным техникам "Производство свинца".

Настоящий справочник по НДТ также распространяется на процессы, связанные с основными видами деятельности, которые могут оказать влияние на объемы эмиссий и (или) масштабы загрязнения окружающей среды:

хранение и подготовка сырья;

хранение и подготовка топлива;

производственные процессы (пирометаллургические, гидрометаллургические и электролитические);

методы предотвращения и сокращения эмиссий и образования отходов;

хранение и подготовка продукции;

производство серной кислоты из отходящих газов свинцового производства.

Справочник по НДТ не распространяется на процессы добычи, обогащения руды и получение концентратов, процессы, связанные с поверхностной обработкой металлов, вспомогательные процессы, необходимые для бесперебойной эксплуатации производства, а также на внештатные режимы эксплуатации, связанные с планово-предупредительными и ремонтными работами.

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, содержащее 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 анализу при пересмотре справочника по НДТ.

Раздел 1: представлена общая информация о производстве свинца, структуре отрасли, используемых промышленных процессах и технологиях производства свинца 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, усовершенствованиями и модернизациями техники и технологии на данных предприятиях производства свинца, 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 методы, применяемые при осуществлении технологических процессов для снижения их негативного воздействия на окружающую среду и не требующие реконструкции объекта, оказывающего негативное воздействие на окружающую среду.

Раздел 5: представлено описание существующих техник, которые предлагаются для рассмотрения в целях определения НДТ.

Раздел 7: представлена информация о новых и перспективных техниках.

Раздел 8: приведены заключительные положения и рекомендации для будущей работы в рамках пересмотра справочника по НДТ.

1. Общая информация

Настоящий раздел справочника по НДТ содержит общую информацию о конкретной области применения, включая описание отрасли цветной металлургии в Республике Казахстан, а также основных экологических проблем, характерных для области применения настоящего справочника по НДТ, включая текущие уровни эмиссий, а также потребление 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.

Добыча свинца производится на месторождениях полиметаллических, свинцово-цинковых и свинцовых руд. Главные объекты по добыче руд свинца и цинка в Республике Казахстан расположены в Рудном Алтае (Восточный Казахстан), Южном и Центральном Казахстане. Свинец – достаточно распространенный в земной коре металл [6,7,11]. Основной объем производимого свинца используется в мире для производства аккумуляторов, а также на нужды электротехнической промышленности при изготовлении кабелей и покрытий к ним. Хорошие антикоррозионные свойства свинца позволяют использовать его в химической и металлургической промышленности. Широкое применение в машиностроении и электротехнике получили сплавы свинца с оловом, кальцием, цинком, содержащие в различных пропорциях сурьму, медь, мышьяк, кадмий – бронзы, баббиты, латуни, припои. Свинец входит в состав типографского сплава. Свинец широко применяется при производстве взрывчатых материалов, а также в военной промышленности при изготовлении снарядов, дроби, пуль. Развитие атомной энергетики поставило вопрос о защите от гамма-излучения. Свинец лучше многих материалов способен поглощать гамма-лучи и поэтому очень широко используется для защиты от радиации в медицине, атомной промышленности, научной деятельности.

Свинец (Pb) – голубовато-белый, блестящий, тяжелый металл. Температура плавления свинца составляет 327,4 °С, плотность твҰрдого свинца - 11,34 г/см³. Свинец образует сплавы и твҰрдые растворы с целым рядом металлов: оловом, цинком, кадмием, медью, висмутом, сурьмой, кальцием, ртутью, золотом, серебром и другими. Особенностью свинца является то, что он практически не растворяет железо. Это позволяет вести металлургические операции даже при высоких температурах в аппаратуре, изготовленной из стали и чугуна. Свинец по сравнению с другими металлами имеет наиболее высокий массовый коэффициент поглощения рентгеновских лучей. В химическом отношении свинец достаточно инертен. Во влажном воздухе он медленно окисляется с образованием плотной плҰнки из РbО или основных углекислых и сернокислых солей, предохраняющей его от дальнейшего окисления.

В свинце почти не растворяются такие газы, как О₂, SO₂, Н₂, N₂, СО и СО₂.

Свинец обладает рядом уникальных свойств: высокой пластичностью, ковкостью, плотностью, низкой температурой плавления, жидкотекучестью, отсутствием растворимости железа, а также чрезвычайной устойчивостью к коррозии и защитой от проникновения различных видов излучения, что определяет широкий спрос на него в различных отраслях промышленности как в виде металла допустимой чистоты, так и компонента сплавов [6-12].

1.1. Ресурсы и материалы

Обогащение полиметаллических свинцово-цинковых, свинцово-цинково-медных руд осуществляется флотацией по коллективно-селективным или селективным схемам с получением кондиционных медных, свинцовых и цинковых концентратов. Однако показатели извлечения ценных компонентов в соответствующие концентраты находятся на уровне 60–87, что приводит к значительным потерям металлов в разноименных концентратах.

Запасы полиметаллических руд сосредоточены на территории многих стран, самыми богатыми из которых являются: США (37 % мировых запасов свинца, и 46 % - не считая стран СНГ и Восточной Европы, и соответственно 20,7 и 28 % цинка), Канада (10 и 12,6 % свинца, 16,1 и 21,6 - цинка) и Австралия (15,4 и 19 % свинца и 16, и 21,6 - цинка).

Качество свинцовых концентратов определяется содержанием в них свинца, металлов-примесей и составом компонентов пустой породы. С технологической точки зрения свинцовые концентраты грубо можно разделить на весьма богатые, содержащие от 70 % до 80 % свинца при малом содержании кремнезема, сурьмы и других примесей, и на прочие концентраты, содержащие менее 70 % свинца и заметное количество других сопутствующих металлов. Эти прочие концентраты включают как богатые концентраты с 55–70 % свинца, так и концентраты, содержащие менее 55 % свинца и много примесей. Основную массу свинца выплавляют из концентратов, получаемых из сульфидных или смешанных руд самого различного состава и содержащих менее 70 % этого металла. В большинстве случаев руды носят полиметаллический характер, поэтому качество получаемых концентратов во многом зависит от минералогического состава руд, степени прорастания в них минералов и многих других факторов, влияющих на процесс обогащения. Но даже из весьма труднообогащаемых руд можно выделить достаточно удовлетворительные концентраты в результате перевода значительной части металлов в промежуточные продукты сложного состава. Расчеты показывают, что нередко целесообразно выделять такие продукты и подвергать их самостоятельной переработке, чтобы получать богатые и достаточно чистые концентраты.

Среди стран мира c запасами руд свинца и цинка заметно выделяются Австралия, КНР, РФ, США, Казахстан, Перу, Мексика. Подавляющая часть запасов цинка и свинца сконцентрирована в Азиатско-Тихоокеанском регионе, учитывающем Россию и страны СНГ, а также в Северной и Южной Америках. Доля десяти ведущих стран в мировой добыче цинка непрерывно возрастает, в 2000-х гг. она превысила уже 80 %. Доля десяти ведущих стран по добыче свинца также имеет тенденцию к повышению, с середины 2000-х гг. она превысила 90 %.

Страны, обладающие наиболее крупными запасами свинца, представлены на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1. Мировые запасы свинца

По данным [11], в результате геолого-экономической оценки 44 месторождения, содержащие свинец, цинк и другие металлы (52,4 %), получили положительную оценку, т. е. запасы по ним являются активными. Активные запасы по цинку после переоценки составляют 88,7 % общих, аналогичные данные по свинцу – 66,8 % (таблица 1.1).

Таблица 1.1. Результаты геолого-экономической оценки свинца и цинка

№ п/п

Товарная стоимость, млн. долл. США

Месторождения

1	2	3
1	I. >500	Орловское, Малеевское, Артемьевское, Шалкия, Дальнезападный участок месторождения Жайрем, Бестобе, Жезказган, Николаевское, Новолениногорское
2	II. 200-500	Абыз, Западный (карьерная отработка) и Восточный Жайрем, Тишинское, Иртышское, Юбилейно-Снегирихинское, Космурун, Коктау, Приорское, Шаймерден
3	III. 50-200	Майкаин, Жайрем (уч. Западный - подземная отработка), Кокзабой, Шубинское, Стрежанское, Обручевское, Долинное, Шемонаихинское, Анисимов Ключ
4	IV. 5-50	Красноярское, Космурун, Лиманное, Талап Карагайлы (главный участок), Майкаин Е, Сувенир, Ушкагыл, Алашпай, Акжал, Новолениногорское (Успенская залежь), Маячное, Акбастау, Коктау, Весенне- Аралчинское, Кундыздинское
5	V. До 5	Жила Новая, Путинцевское, Верхнекумыстинское, РиддерСокольное
6	VI. Отрицательная	Карагайлы (подземная отработка), Кайрактинское, Березовское, Белоусовское, Коксу, Узунжал, Чекмарь, Лиманное, Акбастау (подземная добыча), Майское и др.; всего 24 объекта

В Казахстане имеется сырьевой потенциал свинца, кадмия, никеля, мышьяка и других компонентов для производства аккумуляторов, позволяющий увеличить их выпуск до 28–30 млн. штук с ориентировочной стоимостью более 1,2 млрд. долларов США, что даст в 20 раз больше доходов, получаемых сегодня от экспорта свинцового сырья [19].

1.2. Производственные площадки

Развитие металлургического производства свинца в Казахстане связывается с дальнейшей эксплуатацией существующего свинцового завода в городе Усть-Каменогорск Восточно-Казахстанской области. При этом важной проблемой остается всҰ та же проблема сырья для указанного завода, который сталкивается с нехваткой свинцовых концентратов собственной сырьевой базы, что влечет необходимость загрузки существующих металлургических мощностей путем использования импортного сырья, в том числе промпродуктов. "Казцинк" ‒ казахстанская горнорудная компания, которая была образована слиянием казахстанских предприятий, занимающихся добычей и обработкой руд цветных металлов в Восточно-Казахстанской области (в Зыряновске – Зыряновский свинцовый комбинат, Риддере – Лениногорский полиметаллический комбинат, в Усть-Каменогорске – Усть-Каменогорский свинцово-цинковый комбинат).

Свинцовый завод в городе Усть-Каменогорске, Восточно-Казахстанская область (с 1952 года). В начале Великой Отечественной войны в Усть-Каменогорск из города Орджоникидзе (нынешний Владикавказ) был эвакуирован завод "Электроцинк". В кратчайшие сроки в военное время был развернут североосетинский завод "Электроцинк" – основа будущего свинцово-цинкового комбината. Сюда же было перевезено оборудование Магдебургского цинкового завода в счҰт репараций с Германией. В 1947 году был осуществлен запуск цинкового производства. В 1952 году Усть-Каменогорский цинковый завод преобразован в свинцово-цинковый комбинат: в этом году был осуществлен ввод в эксплуатацию также свинцового завода. В январе 1956 года на заводе была запущена шлаковозгоночная установка по переработке шлаков, в 1964 году запущена в работу новая шлаковозгоночная установка, на которой в 1997 году был установлен новый котел-утилизатор. Производство рафинированного свинца осуществлялось по классической схеме "агломерация шихты – шахтная плавка – рафинирование чернового свинца". В 1986 году на свинцовом заводе начата опытная эксплуатация КИВЦЭТ-процесса, разработанного ВНИИцветмет, на установке производительностью 500 т шихты в сутки, однако в последующем применение этой технологии не нашло применения на данном заводе. В 2010-е годы в рамках проекта развития производства впервые в Казахстане для технологической плавки свинцовых концентратов взамен схемы "агломерация-шахтная плавка" внедрен процесс Isasmelt, разработанный компанией "Мount Isa mines", дочерней компанией "Xstrata Copper" (Австралия). В результате из технологической схемы исключено образование не утилизируемых "бедных диоксидом серы" газов, а более концентрированные газы полностью перерабатываются в сернокислотном производстве с получением из них товарной продукции – серной кислоты. В 2012 году свинцовое производство было реконструировано, на заводе внедрили новую технологию ISASMELT, позволяющую перерабатывать газы с переводом диоксида серы в товарную серную кислоту. Технология ISASMELT отличается герметичностью оборудования плавки и получением при этом малых объемов газов с высокой концентрацией SO₂, которые можно полностью утилизировать. Реконструкция свинцового производства позволила снизить энергоемкость, вести масштабную переработку вторсырья и улучшить экологические показатели данного производства. Среднегодовые показатели производственной мощности свинцового завода УКМК ТОО "Казцинк" представлены на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2. Среднегодовые показатели производственной мощности свинцового завода УКМК ТОО "Казцинк"

Строительство Талдыкорганского завода аккумуляторов началось в 1970 году, а в январе 1975 года была выпущена первая аккумуляторная батарея 6СТ -75ЭМ. В течение короткого времени был запущен серийный выпуск аккумуляторных батарей в широком ассортименте. Талдыкорганский завод свинцовых аккумуляторов был одним из пяти производителей аккумуляторных батарей на территории СССР.

Завод построен по полному технологическому циклу от выпуска аккумуляторов и сырья до утилизации и переработки отработавших батарей.

1.3. Основные экологические проблемы

Оказываемое при производстве свинца воздействие на окружающую природную среду и здоровье человека (вне зависимости 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 свинца. Большинство пирометаллургических процессов характеризуются образованием большого количества газов. Помимо возможного использования ценных составляющих газов (в основном SO₂) необходимо производить их обезвреживание с целью охраны окружающей среды.

Поступление загрязняющих веществ в атмосферный воздух происходит на всех этапах производственного цикла и определяется лишь спецификой производственной деятельности:

производство свинца из первичного сырья;

попутное извлечение свинца из вторичного сырья, содержащего свинец в виде примеси;

очистка получаемой продукции от примеси свинца и т. д.

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

диоксид серы (SO₂) – пирометаллургические процессы переработки свинцовых концентратов;

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

оксиды азота (NO_x) – восстановительные процессы;

ЛОС, ПХДД/Ф – в основном образуются при производстве вторичного свинца.

Поверхностные и подземные воды

При производстве свинца образуется значительное количество сточных вод. Компоненты, входящие в их состав (Zn, Cd, Pb, Hg, Se, Cu, As, Co и 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 готовых продуктов, существующих систем очистки сточных вод.

Твердые остатки (полупродукты производственного процесса)

Помимо основной продукции твердыми материалами, образующимися при производстве свинца, являются шлаки свинцовой плавки, штейн (сплав сульфидов железа, меди, свинца и цинка), уловленная пыль дымовых газов после очистки, шламы от очистки сточных вод. Современные производственные линии, ориентированные на максимум извлечения металлов из исходного сырья и получение 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 (доизвлечения).

1.3.1. Энергоэффективность

Согласно Закону об энергосбережении и повышении энергоэффективности Республики Казахстан [4] к основным направлениям государственного регулирования в области энергосбережения и повышения энергоэффективности относятся также стимулирование энергосбережения и повышение энергоэффективности, включая использование энергосберегающего оборудования и материалов, пропаганда экономических, экологических и социальных преимуществ эффективного использования энергетических ресурсов.

Таким образом повышение энергоэффективности является важным аспектом деятельности любого производства и как следствие одним из индикаторов воздействия производственного объекта на окружающую среду. Вопросы повышения энергоэффективности и использования энергии при оценке НДТ в цветной металлургии в целом и производстве свинца, в частности, имеют существенное значение. Кроме того, при производстве свинца доля использования вторичных ресурсов существенная, что исключает выбросы десятков тысяч тонн загрязняющих веществ и СО₂.

Удельные прямые выбросы плавильных заводов, перерабатывающих лом, в 3 раза ниже, чем выбросы плавильных заводов, работающих на первичном сырье, потребление энергоресурсов на таких заводах также меньше.

В Казахстане осуществляется в основном плавка первичного свинца. В качестве сырья на свинцовом производстве используются свинцовые сульфидные концентраты, золотосодержащие концентраты, металлургические пыли, лом и отходы цветных металлов, свинцовые кеки, шламы, прочие свинецсодержащие промпродукты и различные флюсующие материалы (окисленные руды и другие шлакообразующие материалы). Помимо переработки материалов из собственной сырьевой базы перерабатывается также сырье других производителей. Поставщиками стороннего сырья помимо казахстанских производителей выступают такие страны как Гватемала, Перу, Мексика, Россия, Киргизия, Таджикистан, Узбекистан и другие. Подготовка смеси шихты и, соответственно, загрузка стороннего концентрата варьируются исходя из текущих потребностей рынка сбыта продукции, а также ориентируясь на обеспечение стабильной бесперебойной работы всех стадий производственного процесса, что в целом увеличивает энергопотребление и осложняет процесс оптимизации потребления энергии.

Как показывает мировая практика, одним из действенных методов повышения энергоэффективности является использование систем энергоменеджмента, описанных в международном стандарте ISO 50001 или национальном стандарте [38].

При производстве свинца широко применяется утилизация энергии и тепла. Пирометаллургические процессы (агломерация, плавка) протекают при высокой температуре и достаточно теплоемки, технологические газы содержат огромное количество тепла. Поэтому для утилизации тепла используются регенерация и рекуперация тепла, различные теплообменники и котлы утилизаторы. В ряде случаев могут быть использованы регенеративные и рекуперативные горелки [5,7]. Пар или электроэнергия могут вырабатываться на предприятии как для собственного использования, так и для внешних потребителей, которыми могут быть, например, муниципальные системы отопления. Пар может быть использован для подогрева материалов или газообразного топлива. Технологии, применяемые для рекуперации тепла на различных объектах, могут существенно различаться. Их характеристики зависят от целого ряда факторов, таких как эксергетический КПД, возможные направления использования тепла и электроэнергии на промплощадке или рядом с ней, масштаба производства и способности газов или содержащихся в них компонентов откладываться или осаждаться в теплообменниках.

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

Другие пирометаллургические процессы также имеют ярко выраженный экзотермический характер, особенно при использовании дутья, обогащенного кислородом. Многие процессы используют избыток тепла, который на этапах обжига или плавки используется, например, для плавки вторичного сырья (лома). В этом случае лом используется для снижения температуры процесса, причем состав лома тщательно контролируется.

При использовании в горелках обогащенного кислородом воздуха или кислорода сокращается потребление энергии за счет возможности перехода в режим автогенной плавки и более полного сгорания углеродных материалов [6,7]. Объемы отходящих газов при этом существенно сокращаются, что позволяет применять дутьевые механизмы меньших размеров и т. п. Например, стремление интенсифицировать процесс выгорания серы из шихты привело к мысли о возможности обогащения воздуха, подаваемого на агломашину, кислородом. Исследованиями было установлено оптимальное содержание кислорода в дутье – 23,5–24,0 %. Повышение производительности агломашины при использовании воздуха, обогащенного кислородом, подтверждено на ряде свинцовых заводов – Чимкентском (Казахстан), East Helena (США), Hoboken (Бельгия), до их закрытия.

Материал футеровки печи может также влиять на энергетический баланс плавки. Имеются данные о положительном эффекте применения легких огнеупорных материалов, снижающих теплопроводность и нагрев производственного помещения. При этом необходимо сбалансировать получаемые от этого выгоды со сроком службы футеровки, инфильтрацией металлов в футеровку, поэтому легкие огнеупорные материалы не могут применяться во всех без исключения случаях.

Раздельная сушка концентратов и вторичного сырья при низких температурах сокращает потребность в энергии. Это связано с объемом энергии, необходимой для испарения влаги в плавильной печи, и значительным увеличением общего объема газа при испарении влаги. Больший объем газа увеличивает количество тепла, отводимого из печи, а, также размер дымососа, 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.

Производство серной кислоты из диоксида серы, образующегося на стадиях обжига и плавки сульфидного свинцового концентрата, - экзотермический процесс, включающий несколько стадий охлаждения газа. Тепло, накапливаемое в газе при обжиге, может быть использовано для производства пара и (или) горячей воды.

Тепло утилизируется путем использования горячих газов со стадий плавки для сушки и предварительного подогрева шихты. Аналогичным образом топливный газ и подаваемый для поддержания горения воздух могут быть предварительно подогреты, или в печи может быть использована рекуперационная горелка. Термоэффективность в этих случаях повышается.

Важным методом повышения энергоэффективности является охлаждение отходящих газов перед подачей в газоочистные системы. При применении рукавного фильтра также обеспечивается температурная защита фильтра, что позволяет применять более широкий спектр материалов для его изготовления. В некоторых случаях на этой стадии возможна утилизация тепла, например, с применением тепловых насосов или органического цикла Ренкина.

Образующаяся при восстановительной плавке в шахтной печи окись углерода улавливается и сжигается в качестве топлива в нескольких различных процессах или используется для производства пара, например, для местного отопления, а также на другие энергетические нужды. CO может образовываться в существенных объемах, и можно привести целый ряд примеров, когда большая часть энергии, используемой установкой, производится на основе СО, улавливаемого в электродуговой печи при вторичном производстве свинца.

Значительную экономию энергии также обеспечивает вторичное использование загрязненных отходящих газов в кислородно-топливной горелке. Горелка использует остаточное тепло газа, энергию содержащихся в них примесей и разрушает последние. С помощью этого процесса можно также сократить выбросы оксидов азота.

Часто практикуется использование тепла газов или пара для увеличения температуры выщелачивающих растворов. В некоторых случаях часть газового потока может отводиться на скруббер для отдачи тепла в воду, которая затем используется для целей выщелачивания. Охлажденный газ затем возвращается в основной поток для дальнейшей очистки.

В отдельных случаях во время переплавки лома аккумуляторов горючий пластик вносит свой вклад в энергию, которая используется в процессе плавки и сокращает объем необходимого ископаемого топлива.

Преимущества предварительного нагрева воздуха, подаваемого для поддержания горения, безусловны и подтверждены многими документами. Если воздух подогревается на 400 °C, рост температуры пламени составляет 200 °C, а если предварительный подогрев составляет 500 °C, температура пламени растет на 300 °C. Такое увеличение температуры пламени обеспечивает более высокую эффективность плавки и сокращение потребления энергии. Имеются сведения о регенеративных горелках, подогревающих подаваемый воздух до 900 °C, что сокращает потребление энергии до 70 % [5,6]. Применение регенеративных горелок хорошо освоено, а примеры внедрения свидетельствуют, что достигнутый срок окупаемости составляет менее одного года.

Альтернативой предварительного нагрева воздуха на горение является предварительный нагрев материала, подаваемого в печь. Теоретически 8 % экономии энергии может быть достигнуто на каждые 100 °С предварительного нагрева материала [5,7].

Во многих обстоятельствах предварительная сушка сырья обеспечивает энергосбережение, потому что снижает потери тепла с уходящими газами, кроме того, уменьшается объем газов, следовательно, дымососы и газоочистные сооружения тоже могут быть меньшими по размеру и потреблять меньше энергии. Горячие газы, улавливаемые, например, над выпускными летками, могут использоваться для поддержания горения [5,7].

Вторичное использование тепла и энергии - несомненно, важный фактор для предприятий цветной металлургии, отражающий высокую долю энергозатрат в себестоимости [5,7,8]. Многие методы вторичного использования энергии относительно легки для применения при модернизации существующих производств, однако иногда могут возникать проблемы, связанные с отложением металлов в теплообменниках. Поэтому в основе качественного проектирования должны лежать достоверные знания о выбрасываемых компонентах и их поведении при различных температурах. Для поддержания высокой термоэффективности также используются системы очистки теплообменников.

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.

Ниже в таблицах 1.2–1.4 представлены показатели потребления сырья и энергетических ресурсов на отечественных предприятиях (на основе данных за 2016–2020 годы).

Подготовка и первичная плавка свинцовой шихты (по данным ТОО "Казцинк")

В таблице 1.2 представлено фактическое потребление исходного сырья и энергетических ресурсов в процессе подготовки и первичной плавки свинецсодержащего сырья.

Таблица 1.2. Потребление исходного сырья и энергетических ресурсов в процессе подготовки и первичной плавки

№ п/п	Наименование сырья, материалов и энергоресурсов	Объем годового потребления
№ п/п	Наименование сырья, материалов и энергоресурсов	Ед. изм.	Факт	На тонну шихты
1	2	3	4	5
1	Свинецсодержащее сырье (свинецсодержащие, золотосодержащие концентраты, пыли, кеки, магнитная фракция клинкера)
1.1	Клинкер. Немагнитная фракция	тонн	3983,0	0,011
1.2	Промпродукты цинкового производства (Pb кеки)	тонн	42531,9	0,114
1.3	Свинцовый и золотосодержащий концентрат	тонн	327354,0	0,876
	Итого:	тонн	373868,9	1
2	Энергетические и природные ресурсы
2.1	Вода на технологические нужды (оборотная вода)	м³	11493240,0	30,74
2.2	Дизельное топливо	тонн	2062,0	0,006
2.3	Известняк	тонн	7292,0	0,02
2.4	Кислород	м³	87823000,0	234,9
2.5	Пар (ВЭР собственный)	Гкал	10903,0	0,029
2.6	Электроэнергия	кВт*ч	66870217	178,86
2.6.1	Электроэнергия покупная (ТЭЦ)	кВт*ч	37662000,0	100,736
2.6.2	Электроэнергия собственная	кВт*ч	29208217,0	78,124

Таблица 1.3. Потребление исходного сырья и энергетических ресурсов в процессе плавки продукта в шахтных печах с попутным получением чернового свинца и дополнительное извлечение ценных компонентов из бедных шлаков

№ п/п	Наименование сырья, материалов и энергоресурсов	Объем годового потребления
		Ед. изм.	Факт	На тонну сырья

1	2	3	4	5
1	Исходное сырье
1.1	Клинкер. Магнитная фракция	тонн	55353,0	0,1290
1.2	Свинец	тонн	31,3	0,0001
1.3	Богатый свинецсодержащий шлак	тонн	373868,9	0,8710
	Итого:	тонн	429253,2	1
2	Энергетические и природные ресурсы
2.1	Вода на технологические нужды (оборотная вода)	м³	7667964,0	17,863
2.2	Известняк	тонн	41750,	0,097
2.3	Селитра натриевая	тонн	5190,9	0,012
2.4	Кислород	м³	14147000,	32,957
2.5	Кокс	тонн	50983,0	0,119
2.6	Пар (собственный)	Гкал	6640,25	0,015
2.7	Сжатый воздух	млн. м³	40,147	0,0001
2.8	Уголь (в ШВУ)	тонн	35071,0	0,082
2.9	Электроэнергия	кВт*ч	66372500,0	154,623
2.9.1	Электроэнергия покупная (ТЭЦ)	кВт*ч	56416625,0	131,430
2.9.2	Электроэнергия собственная	кВт*ч	9955875,0	23,193

Таблица 1.4. Потребление сырья и энергетических ресурсов в процессе получения товарного свинца путем рафинирования чернового свинца и переработки промпродуктов рафинирования^*

№ п/п	Наименование сырья, материалов и энергоресурсов	Объем годового потребления
№ п/п	Наименование сырья, материалов и энергоресурсов	Ед. изм.	Факт	На тонну сырья
1	2	3	4	5
1	Конечный продукт
1.2	Свинец рафинированный	тонн	150173	1
	Итого:	тонн	150173	1
2	Энергетические и природные ресурсы
2.1	Вода на технологические нужды (оборотная вода)	м³	4652000,	30,978
2.2	Дизтопливо	тонн	25,0	0,0002
2.3	Едкий натр	тонн	3063,8	0,02
2.4	Известь	тонн	6270,	0,042
2.5	Кальций	тонн	204,	0,001
2.6	Кислород	м³	6,96	0,00005
2.7	Магний	тонн	760,	0,005
2.8	Мазут	тонн	1145,6	0,008
2.9	Пар ВЭР	Гкал	35637,	0,237
2.10	Сера	тонн	195,	0,001
2.11	Сжатый воздух	млн. м³	47,48	0,0003
2.12	Цинк чушковый с цинкового завода	тонн	1248,7	0,008
2.13	Электроэнергия собственная	кВт*ч	55690215,0	370,84

* удельные показатели потребления энергетических ресурсов и сырья представлены на тонну конечного продукта рафинированного свинца.

Вспомогательные производства, связанные с технологией получения свинца, также потребляют значительное количество энергетических ресурсов. Так, например, система очистки газов от пыли, которая работает в круглосуточном режиме, для чего организована сложная многоступенчатая схема с применением комбинированных методов очистки, основным из которых является очистка в рукавных фильтрах, потребляет более 30 % электроэнергии при производстве свинца.

Таблица 1.5. Показатели потребления энергоресурсов по вспомогательным переделам производства свинца

№ п/п	Наименование сырья, материалов и энергоресурсов	Объем годового потребления
№ п/п	Наименование сырья, материалов и энергоресурсов	Ед. изм.	Максимальное потребление
1	2	3	4
1	ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ЭТАП: доизвлечение ценных компонентов с получением товарной продукции в виде редких металлов
1.1	Вода на технологические нужды (оборотная)	м³	293000,0
1.2	Дизтопливо	тонн	1269,0
1.3	Мазут	тонн	479,0
1.4	Пар (собственный ВЭР)	Гкал	37540,0
1.5	Сжатый воздух	млн. м³	33,31
1.6	Электроэнергия собственная	кВт*ч	4712400,0
1.7	Электроэнергия покупная ТЭЦ	кВт*ч	831600,0
2	ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ЭТАП: очистка газов от пыли
2.1	Пар (собственный ВЭР)	Гкал	1922,0
2.2	Сжатый воздух	млн. м³	41,25
2.3	Электроэнергия собственная	кВт*ч	88631965,0
2.4	Электроэнергия покупная ТЭЦ	кВт*ч	15640935,0
3	ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ЭТАП: очистка технологических серосодержащих газов
3.1	Вода на технологические нужды (оборотная)	м³	4420100,0
3.2	Дизтопливо	тонн	120,0
3.3	Пар ВЭР	Гкал	35503,0
3.4	Сжатый воздух	млн. м³	4,304
3.5	Электроэнергия собственная	кВт*ч	13278360,0
3.6	Электроэнергия покупная ТЭЦ	кВт*ч	2343240,0

Производство свинца в Казахстане в последние годы достаточно стабильно, ежегодно производится от 120 до 150 тыс. тонн рафинированного свинца. В таблице 1.6 представлены данные об удельных показателях потребления энергоресурсов и основного исходного сырья (шихта из свинцового и золотосодержащего сырья) на уровне 2016–2020 годов.

Таблица 1.6. Удельные показатели потребления энергоресурсов и основного исходного сырья при производстве свинца

№ п/п	Наименование сырья и материалов, поступающих в производство	Объем годового потребления		Расход на единицу конечной продукции
№ п/п	Наименование сырья и материалов, поступающих в производство	Единица измерения	Годовое потребление	Максимальный	Минимальный
1	2	3	4	5	6
1	Вода оборотная	м³	27253044,0	226,91	181,478
2	Кислород	м³	102300000,0	851,755	681,214
3	Кокс	тонн	51332,0	0,427	0,342
4	Мазут	тонн	1688,0	0,014	0,011
5	Мазут	тонн	3492,0	0,029	0,023
6	Сжатый воздух	м³	168494000,0	1402,889	1121,999
7	Теплоэнергия в паре (собственная)	Гкал	128147,0	1,067	0,853
8	Теплоэнергия в паре (ТЭЦ)	Гкал	15208,0	0,127	0,
9	Уголь	тонн	35071,0	0,292	0,234
10	Шихта из свинцового и золотосодержащего сырья	тонн	437761,0	3,645	2,915
11	Электроэнергия	кВт*ч	295692000,	2461,946	1969,009

1.3.2. Выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух

Источниками выбросов загрязняющих веществ являются следующие технологические процессы:

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

термические реакции получения промежуточной и готовой продукции:

обжиг с получением агломерата;

восстановление агломерата в шахтной печи;

вторичные процессы:

переработка шлаков свинцовой плавки с целью извлечения цинка, свинца; меди и благородных металлов (шлаковозгонка);

очистка чернового свинца от меди, теллура, мышьяка, олова, сурьмы, золота, серебра и висмута (рафинирование);

переработка лома и отходов свинца, гранулированной шихты;

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 1.7 представлены загрязняющие вещества, образующиеся при производстве свинца с описанием процессов/источников выбросов загрязняющих веществ.

Таблица 1.7. Источники/процессы выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при производстве свинца

№ 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 введения 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
			Оксиды азота
			ЛОС, диоксины
			Хлориды, фториды (в малых количествах)
7	Обработка шлака	Шлак, получаемый при пирометаллургической переработке, 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 металлов-примесей из чернового свинца, полученного после шахтной восстановительной плавки. При этом из чернового свинца удаляются такие примеси как медь, мышьяк, висмут, теллур, золото, серебро.	Пыль и металлы
10	Предварительная обработка вторичного сырья	Разделка отработанных аккумуляторных батарей	Пыль и металлы, диоксид серы 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 свинца и обусловлены наличием органических соединений в составе сырья.

Оба этих факта необходимо учитывать при определении маркерных загрязняющих веществ при производстве свинца (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: диоксид серы (SO₂), оксид углерода (CO), окислы азота (NO_x), пыль, металлы (свинец, ртуть, мышьяк) и их неорганические соединения, ЛОС. Считается, что другие загрязняющие вещества менее важны для отрасли, потому что они не присутствуют в производственном процессе, или потому что их нейтрализуют на начальных этапах образования (например, хлор или HCl), или в виду их незначительной концентрации (доля их не превышает 0,5 % – 1,0 % в общем объеме выбросов). Большая часть выбросов в значительной степени привязана к пыли (за исключением кадмия, мышьяка и ртути, которые также могут присутствовать на стадии пара).

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: выбросы пыли при хранении, подготовке, загрузке концентрата; утечки из агрегатов обжига и плавления шлака, оборудования подготовки и переработка сырья; выбросы от вспомогательного оборудования для поддержания условий эксплуатации технологического оборудования.

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

Наиболее эффективным средством борьбы с выбросами пыли и вредных газообразных компонентов в воздушный бассейн предприятиями является установка газоочистного оборудования. Однако, как показала практика, пылегазовыделения можно значительно сократить путем их подавления и локального отсоса, а также осуществления ряда мероприятий технологического и планировочного характера.

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.

На рисунке 1.3 представлено соотношение производственной мощности свинцового завода (процесс ISASMELT^ТМ) и поступивших в атмосферу выбросов загрязняющих веществ [13].

Рисунок 1.3. Производственные показатели/выбросы ЗВ в атмосферный воздух

Далее в разделах данной главы представлена более подробная, насколько это возможно, информация о загрязняющих веществах, образуемых в процессе производства свинца.

1.3.2.1. Диоксид серы (SO₂)

Выбросы SO₂ на свинцовых заводах в первую очередь определяются содержанием сульфидных соединений в сырьевых материалах и применяемого способа производства. Диоксид серы образуются в процессе плавки и иных операций.

Источниками выбросов диоксида серы при первичном производстве сырья являются:

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

выбросы сернокислотных установок;

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 сера переводится в так называемые соединения тиосолей. Мера затвердевания зависит от используемых флюсов и других металлов, связанных с процессом. В других случаях SO₂ может выделяться и требует дальнейшей обработки. Типичные величины при использовании вторичного сырья находятся в диапазоне от 50 мг/Нм³ до 500 мг/Нм³.

В таблице 1.8 содержатся данные по выбросам SO₂ при различных процессах производства.

Таблица 1.8. Выбросы SO₂ на 1 тонну производства свинца^*

№ п/п	Процесс	Производство свинца (тонн/год)	Выбросы SO₂ (г/тонну свинца)
1	2	3	4
1	QSL^**	135000	700
2	ISASMELT^**	120000	3000
3	Свинцовая шахтная печь и агломерационная установка^**	110000	10000-45000
4	Вторичное сырье без предварительной обработки (аккумуляторы целиком) ^***	50000	4000-6000
5	Вторичное сырье (аккумуляторы) без содержания серы^***	35000-50000	1070-3000
6	Вторичное сырье (аккумуляторы) с предварительной обработкой (сера удалена)^***	35000	3200
7	Аккумуляторы + дополнительная масса^***	10000	210 (система удаления серы в печном газе)
8	Аккумуляторы - процесс МА^***	33000	6600

* источник: [61], [59];

** первичное производство свинца;

*** вторичное производство свинца.

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 сернокислотных установках (преобразование диоксида серы (SO₂) в триокисид серы (SO₃), с получением готового продукта - серной кислоты);

извлечение серы, присутствующей в виде SO₂ в 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.

Подробное описание предлагаемых технологических решений представлено в разделе 5 справочника по НДТ.

1.3.2.2. Окислы азота (NO_x)

Образование оксидов азота (NO_x) происходит в процессе переработки богатого свинецсодержащего шлака в плавильных печах с целью получения чернового свинца в результате связывания азота топлива с кислородом в пламени, так и связывания атмосферного азота и кислорода воздуха, подаваемого для горения, и обычно состоят из смеси NO и NO₂. Выделение NO_x зависит от технологии используемого процесса производства.

Снижение концентрации NO_x в отходящих газах возможно в случаях:

поглощения окислов азота при производстве серной кислоты;

использования кислородно-топливных горелок.

Концентрация окислов азота в процессах загрузки, плавки и отводе товарного продукта находится в пределах от 20 до 150 мг/Нм³.

1.3.2.3. Монооксид углерода (CO)

Одними из основных источников выбросов монооксида углерода (CO) служат отходящие газы плавильных печей в процессе восстановительной реакции на стадии плавки и рафинирования. Появление CO в дымовых газах печей может быть обусловлено неполным сгоранием технологического топлива при недостаточном количестве кислорода, подаваемого в печь, либо присутствием различных органических соединений, содержащих углерод, в сырьевых материалах. Восстановитель и тепло для плавления получают за счет горения загружаемого в печь кокса. Кокс сгорает в реакции с воздухом с образованием монооксида углерода (СО), который и восстанавливает оксид свинца. Соединения углерода могут выделяться на стадии сушки в зависимости от сырья и топлива, используемого для сушки, если данный процесс является частью используемой технологии производства свинца. Увеличение выбросов СО происходит при пуске/наладке или остановке плавильных печей.

1.3.2.4. Пыль и металлы

Экологические вопросы, связанные с производством большинства цветных металлов на основе первичных сырьевых материалов, например, руда и концентраты, затрагивают такой аспект, как атмосферные выбросы пыли, содержащей тяжелые металлы и металлы/металлические соединения. Источниками выбросов пыли и металлов являются обжиговые печи, металлургические печи, реакторы и процесс транспортировки расплавленного металла. Экологические вопросы, связанные с производством цветных металлов из вторичных сырьевых материалов, например, таких как скрап, остатки и т. д., также относятся к содержащим пыль и металлы газам, отходящим от различных печей и образующимся в ходе тех или иных процессов транспортировки.

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

В ряде пирометаллургических процессов производства свинца вынос пыли из шихты и переход металлов в пыль могут достигать очень высоких значений. Особенно интенсивно пыль образуется при плавке свинцовых концентратов во взвешенном состоянии, в шлаковозгоночных печах.

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 пыли переходят также мышьяк, хлор и фтор, значительно осложняющие их дальнейшую переработку.

Степень перехода в пыли 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.

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/Нм³ и 20 мг/Нм³. Шлаки и окалина, полученные во время извлечения свинца из аккумуляторов, могут содержать сурьму. Выбросы аэрозолей, которые могут содержать металлы, возникают в гальваническом цеху и дробилках аккумуляторов. Диапазон туманов и выбросов пыли из этих источников колеблется между 0,1 мг/Нм³ и 4 мг/Нм³ [34].

Особому контролю подлежат неконтролируемые выбросы пыли, улавливание и очистка которых могут 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. Для мелкодисперсных частиц (размером PM₁₀ и менее) эффективность улавливания гораздо меньше.

В настоящее время экологическим законодательством Республики Казахстан не регулируется обязательный учет выбросов мелкодисперсных частиц, ввиду отсутствия методических подходов к оценке и данных по эффективности улавливания их существующими пылегазоулавливающими установками. 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 остановки, 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), снижение транспортной частоты (например, за счет использования погрузчиков с большими колесами);

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

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

закрытие и удаление загрязнений со старых площадей размещения шлака.

Металлы. Применяемые при производстве свинца сырье и топливо всегда содержат металлы. Их концентрация изменяется в широких пределах в зависимости от сложности технологических процессов и применяемого оборудования (таблица 1.9). 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.

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

Таблица 1.9. Массовый выброс металлов из некоторых европейских процессов [59]

№ п/п

Процесс

Продукт

Производство (тонны)

Пыль (г/тонну продукта)

Zn
(г/тонну продукта)

Pb
(г/тонну продукта)

Cd
(г/тонну металла)

As
(г/тонну металла)

1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	QSL	Свинец
2	процесс	Слиток Pb	120 000	1	Н/Д	<0,1	<0,01	<0,0001
3	рафинирование	Чистый Pb, сплавы Pb	135 000	5,4	Н/Д	<0,1	<0,01	<0,01
4	Ausmelt/ISASMELT	Свинец
5	процесс	Слиток Pb	113 000	<1	0,09	2,5	<0,1	0,01
6	рафинирование	Чистый Pb, сплавы Pb	120 000	Н/Д	1	4	0,01	0,02
7	Аккумулятор - целиком (шахта)	Свинец
8	процесс		49 000	10-25	0,1	2,5	<0,1	<0,15
9	рафинирование		53 000	0,49	Н/Д	0,024	Н/Д	Н/Д
10	Аккумуляторная масса без содержания серы	Свинец
11	процесс		43 000	1-3	Н/Д	0,1-1	0,01	0,18
12	рафинирование		52 000	4	Н/Д	0,5	0,02	0,24

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.

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 еҰ 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.

1.3.2.5. ЛОС, ПХДД, ПХДФ

ПХДД и ПХДФ при производстве свинца 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 имеется ряд условий, при которых гарантируется максимальная вероятность образования ПХДД/Ф: наличие углеводородных соединений, 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 ЛОС в общем потоке выбросов после удаления твҰрдых веществ составляет менее 40 мг/Нм³. Содержание окислов углерода в отходящих газах шахтных печей до этапа пылеочистки составляет менее 5 %.

1.3.3. Сбросы загрязняющих веществ

Виды и концентрация загрязняющих веществ в сточных водах металлургических производств зависят главным образом от состава перерабатываемого сырья и применяемых технологических реагентов, а также от качества очистки (обезвреживания) сточных вод.

Сточные воды свинцового производства могут содержать:

грубодисперсные примеси в виде взвеси твердых частиц;

соли, содержащие ионы железа, меди, никеля, свинца, цинка, кобальта, кадмия, мышьяка, сурьмы, хрома, а часто и ртути, которые попадают в сточные воды в результате растворения их соединений при выщелачивании;

кислоты, применяемые в технологическом процессе в основном в качестве растворителей;

различные реагенты, находящие широкое применение в отдельных гидрометаллургических производствах.

Основными загрязнителями являются металлы и их соединения, такие как Zn, Cd, Pb, Hg, Cu, As, Ni, Cd.

В таблице 1.10 представлены виды и основные источники сточных вод при производстве свинца (из первичных и вторичных материалов).

Таблица 1.10. Потенциальные источники сточных вод [52]

№ п/п

Производство (этап, процесс)

Операция/Источник

Загрязняющие вещества

Использование/вариант обработки

1	2	3	4	5
1	Хранение сырья и материалов	Грунтовая вода (дождь/увлажнение), стоки с поверхности промплощадок хранения	Взвешенные вещества, тяжелые металлы (Pb, Zn)	Установка по очистке сточных вод
2	Агломерационная установка	Скруббер (охлаждение мелкой фракции агломерата)	Взвешенные вещества, тяжелые металлы (Pb, Zn, As, Cd)	Установка по очистке сточных вод
3	Плавка	Вода, используемая для системы охлаждения печи	Тяжелые металлы (Pb, Zn, As, Cd), взвешенные вещества, соли	Рециркуляция
4	Гранулирование шлака	Фильтраты мокрой очистки дымовых газов Вода, используемая для гранулирования	Кислоты, тяжелые металлы (Pb, Zn, As, Cd), взвешенные вещества	Рециркуляция, установка по очистке сточных вод.
5	Разделение аккумуляторов/Удаление серы из аккумуляторной массы	Технологический щелок	Кислоты, тяжелые металлы (Pb, Zn, As, Cd, Hg), взвешенные вещества	Используется в процессе удаления серы/установке по очистке сточных вод
6	Установка серной кислоты	Оборудование охлаждающей воды. Мокрая очистка дымовых газов (фильтрат)	Кислоты, тяжелые металлы (Pb, Zn, As, Cd, Hg)	Рециркуляция. Установка по очистке сточных вод
7	Система очистки газа	Конденсат из системы охлаждения газа и мокрого скруббера. Конденсат при удалении ртути.	Кислоты, тяжелые металлы (Pb, Zn, As, Cd, Hg), взвешенные вещества, соли	Удаление взвешенной пыли и повторное использование в качестве сырья. Установка по очистке сточных вод. Рециркуляция.
8	Установка по очистке сточных вод	Обработка фильтрата	Кальций, магний и другие ионы	Повторное использование (если применимо), сброс
9	Все технологические процессы	Техническое обслуживание	Взвешенные вещества, тяжелые металлы (Pb, Zn, As, Cd), кислоты	Установка по очистке сточных вод
10	Общее	Дождевая вода с дорог, дворов, крыш, влажная очистка дорог, чистка грузовиков и т.д.	Взвешенные вещества, тяжелые металлы (Pb, Zn),	Установка по очистке сточных вод, затем повторное использование или рециркуляция

Для предотвращения негативного влияния сточных вод на окружающую среду широко используются внедрение частичного или полного водооборота и повторного использования сточных вод в производственном цикле. В случае сброса сточных вод в водоемы их очистка должна обеспечивать содержание каждой из загрязняющих примесей ниже предельно допустимых концентраций вредных веществ в воде водоемов санитарно-бытового использования.

1.3.3.1. Сточные воды "мокрых" систем очистки

В целом все системы мокрой очистки газов работают с переработкой жидкостей. Отводимая жидкость содержит взвешенные твҰрдые частицы и растворенные соли в определенных пределах. Отводимая жидкость обрабатывается отдельно или с использованием встроенной установки по очистке воды для удаления твердых частиц и растворенных продуктов перед загрузкой.

Использование мокрых электрофильтров является источником кислотной смачивающей жидкости в скруббере. Ее перерабатывают после фильтрации.

Удаление ртути происходит перед направлением на установку производства серной кислоты с использованием контактного резервуара газа и жидкости или градирни, в которой жидкость содержит реагент, связывающий ртуть с ее последующим удалением. В качестве реагента часто используется хлорид ртути (HgCl₂), который вступает в реакцию с металлической ртутью, содержащейся в газе, с образованием твердого остатка Hg₂Cl₂ (каломель). Относительно чистую жидкость сливают в качестве сточной воды для дальнейшей обработки. Твердый остаток Hg₂Cl₂ реализуется для дальнейшего извлечения ртути, обрабатывается для повторного получения хлорида ртути или стабилизируется для окончательной утилизации. Одним из способов извлечения ртути с получением товарного продукта (металлической ртути) является ее извлечение из шламов (осадка при промыве рудного материала) сернокислотных заводов путем их переработки. Технологическая схема процесса состоит из следующих стадий: приготовление сульфидной пульпы, цементация ртути в аппарате ЦРС, химическое и вакуумное рафинирование металлической ртути при переработке шламов промывных башен сернокислотного завода.

1.3.3.2. Сточные воды при переработке аккумуляторов

Этапы размельчения аккумуляторов и промывки производят кислотный фильтрат, который содержит свинец и другие металлы во взвешенном состоянии и раствор. Этот фильтрат нейтрализуют, а воду перерабатывают в технологическом процессе. По мере возможности кислота используется в другом месте. Часть обычно отводят из системы, чтобы контролировать растворенные соли. Также может возникать охлаждающая вода из системы охлаждения процесса дробления [43].

Эти процессы также производят загрязненную грунтовую воду, впоследствии эту воду тоже обрабатывают и повторно используют. Обычно сливают отводимую жидкость из этого контура уплотняющей воды после дальнейшей обработки и анализа. Загрязнение дорог и грунта сводят к минимуму путем частой влажной чистки дорог, мест паркования, грузовиков и методом очистки утечек.

Качество и количество сточной воды зависят от используемого процесса, состава применимого сырья и технологий, используемых на производстве. Также распространено повторное использование технологической и дождевой воды.

Охлаждающая вода из гранулирования шлака или охлаждающего водоема обычно повторно пропускается через циркуляционную систему в замкнутом контуре.

1.3.4. Отходы производства

Одной из экологических проблем при производстве цветных металлов, в том числе свинца, является образование значительных объемов промежуточных продуктов (в виде твердых остатков), требующих переработки или утилизации.

Твердые остатки, полученные из различных процессов и систем очистки, могут быть обработаны одним или несколькими методами, представленными ниже:

переработка в процессе или вверх по потоку процесса;

обработка вниз по потоку для извлечения других металлов;

окончательная утилизация после обработки для обеспечения безопасной утилизации.

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

Отходы свинцового производства в основном состоят из шлаков, пылей, шламов, кеков, сплесков, сора, а также аспирационной пыли, составляют 40–50 % от объема получаемой продукции. Содержание свинца в большинстве отходов позволяет использовать их для глубокой переработки в производственном процессе (доизвлечение металлов).

Аспирационная пыль, уловленная в осадительных камерах и рукавных фильтрах, содержащая ценные для производства компоненты, возвращается в производство в качестве сырья как во внутренний процесс (в плавильную печь или контур выщелачивания для извлечения свинца), 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.

На рисунках 1.4–1.6 представлена информация о видах и объемах технологических остатков, образующихся на различных этапах производства свинца при использовании различных технологий [58,61].

Твердые остатки (шлаки из плавильных печей) обычно содержат очень низкие концентрации выщелачиваемых металлов, поэтому они, как правило, пригодны для использования в строительстве [15, 45]. Выход шлака варьирует в пределах 10–70 % от произведенного готового продукта в зависимости от используемого сырья.

При этом:

шлак – подлежит дальнейшей переработке с извлечением всех ценных компонентов;

грубая пыль – возвращается для повторного использования в плавильную печь;

пар – используется для производства энергии.

Рисунок 1.4. Технологические остатки от плавильных печей

Рисунок 1.5. Технологические остатки от установок серной кислоты

Рисунок 1.6. Технологические остатки от установок очистки сточных вод

Образующиеся на этапе рафинирования твердые частицы (аспирационная пыль, черные съҰмы (изгарь), шлаки), кроме свинца, содержат также другие металлы, которые обуславливают возможность их переработки с дальнейшим доизвлечением. В таблице 1.11 представлены объемы образуемых твердых остатков при рафинировании свинцовых слитков.

Шлаки из установок по обработке аккумуляторов составляют 13–25 % от веса произведенного свинца. Они могут быть пригодны для строительных целей в зависимости от выщелачиваемости металлов, которые они содержат. На выщелачиваемость влияют используемые флюсы и эксплуатационные условия [45]. Использование флюсов на основе натрия (Na₂CO₃) для затвердевания серы в шлаке вызывает повышение количества выщелачиваемых металлов. Эти шлаки и окалина из процессов утилизации аккумуляторов могут содержать сурьму. Окалина и твердые частицы, удаленные во время плавки свинца на этапах рафинирования, содержат металлы, которые пригодны для извлечения.

Таблица 1.11. Твердые остатки при процессах рафинирования^*

№ п/п	Этап рафинирования	Технологические остатки	Варианты использования/обработки
1	2	3	4
1	Удаление шлака/меди	Медные шилкеры	Дальнейшая обработка для извлечения меди и свинца
2	Смягчение (Процесс Харриса)/размягчение кислородом	Шлаки Харриса Шлак сурьмы	Гидрометаллургическая обработка для извлечения металлов Пирометаллургическая обработка для извлечения металлов
3	Удаление серебра	Серебреная пенка	Извлечение благородных металлов
4	Удаление цинка	Металлический цинк	Повторное использование удаления серебра
5	Удаление висмута	Висмутовые дроссы	Извлечение висмута
6	Удаление щелочных и щелочноземельных металлов	Щелочные плавы	Внутренняя переработка в качестве флюса
7	Доводка	Щелочной плав	Внутренняя переработка

* источник: [52].

В шлаки при шахтной плавке переходит более 80 % цинка, 20 % меди, 23 % свинца, а также германий (90 %), индий (45 %), таллий (55 %), теллур (30 %), селен (30 %), кадмий, олово и благородные металлы.

Шлаки свинцовой плавки можно перерабатывать фьюмингованием, вельцеванием и электроплавкой. В настоящее время наибольшее распространение получил метод фьюмингования, так как он обеспечивает высокое извлечение металлов в соответствующие продукты, высокую производительность оборудования, небольшой расход угля или природного газа и возможность безотвальной технологии переработки шлаков. Все образующиеся побочные продукты нуждаются в стабилизации для окончательной утилизации.

Стоимость ценных металлов в наиболее богатой части шлаков свинцового производства в 2–3 раза выше, чем в добываемых рудах. Таким образом, шлаки цветной металлургии могут рассматриваться как перспективная сырьевая база для получения дополнительного количества цветных металлов, а также железа, содержание которого в большинстве шлаков цветной металлургии сопоставимо с его содержанием в перерабатываемых железных рудах. Кроме того, шлаки – это сырье, которое не требует затрат на добычу: для вовлечения их в переработку на специальных установках необходимо лишь осуществить незначительные транспортно-погрузочные работы. Именно это является основным фактором экономики при переработке шлаков, так как при получении ценных компонентов из рудного сырья около 70 % всех затрат приходится на добычу и обогащение.

Особого внимания требует вопрос вывода мышьяка из технологического процесса в составе конечных продуктов металлургической переработки в устойчивой форме, который по-прежнему остается одной из актуальных экологических проблем.

В настоящее время, как уже указывалось выше, наиболее оптимальной формой для захоронения отходов считаются соединения типа скородита или мышьяковых гидроксидов железа (ферригидрита). При быстрой нейтрализации As-Fe-содержащих растворов происходят образование и осаждение фазы оксигидрита железа (III) – ферригидрита, который сорбирует ионы AsO₄^3- и AsO₃^2-. Процесс происходит по реакциям:

	Fe³⁺ + ^{(3 + x)}H₂O = FeO(OH)(H₂O)^1+x + 3H⁺	(1)
	FeO(OH)(H2O)^1+x + AsO₄^3- = AsO₃-∙FeO(OH)(H₂O)^1+x	(2)

Эффективность по переводу мышьяка в устойчивую форму из кислых растворов достигается при одновременной подаче в раствор избытка солей железа (III) и извести. Взаимодействие с образованием арсената и гидроксида железа происходит по реакциям:

	2H₃ AsO₄ + Fe₂(SO₄)₃ + 3Ca(OH)₂ = 2FeAsO₄ 2H₂O + 3CaSO₄ 2H₂O	(3)
	Fe₂(SO₄)₃ + 3Ca(OH)₂ + 6H₂O = 2Fe(OH)₂ + 3CaSO₄ 2H₂O	(4)

Захоронение этих отходов требует больших материальных затрат и не обеспечивает необходимых гарантий безопасности. При хранении получаемых осадков происходит загрязнение мышьяком грунтовых вод и окружающей среды.

Актуальной задачей являются поиски направлений многотоннажного использования мышьяка и его солей, что позволило бы сократить объҰмы отвалов и за счҰт этого получить как прямой, так и косвенный экономический эффект. На сегодняшний день наилучшей мировой практикой является вывод мышьяка в виде железистых соединений.

1.3.5. 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; 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 [19].

1.3.6. Запах

К источникам запахов при производстве цветных металлов можно отнести сульфиды, органические соединения и растворители, металлические пары, образующиеся при охлаждении шлака и очистке сточных вод, а также кислые газы. Запахи также могут образовываться при гидрометаллургических процессах с использованием химических реагентов, например, аммиака, обладающего резким запахом.

Правильное проектирование и надежная эксплуатация технологического оборудования при обработке металлов, а также выбор соответствующих реагентов являются одними из предупреждающих мер по предотвращению запахов.

Производственный контроль запахов основан на: предотвращении или сведении к минимуму использования материалов с резким запахом, локализации и устранении пахучих материалов и газов до их рассеивания и разбавления; обработке материалов путем дожигания или фильтрации (если это возможно).

1.3.7. Выбросы радиоактивных веществ

Выбросы радиоактивных веществ отсутствуют в перечне загрязняющих веществ, эмиссии которых подлежат экологическому нормированию [3].

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

1.3.8. 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 дополнение к этим актуальным перспективным направлениям деятельности по снижению негативного воздействия на окружающую среду являются 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 вредных 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.

1.3.9. Введение 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 внедрение и применение наилучших доступных техник с сопоставлением экологической и экономической эффективности предпринимаемых мер.

Для осуществления комплексного подхода предприятия должны уделять особое внимание вопросам охраны окружающей среды, что выражается в:

обязательном учете сырья и вспомогательных материалов, энергии, потребляемых или производимых объектом;

документировании всех источников выбросов, сбросов, образования отходов, имеющихся на объекте, их характера и объема, а также выявление случаев их негативного воздействия на окружающую среду;

использовании технологических решений и иных методов по очистке от вредных веществ сточных вод и отходящих газов, внедрении наилучших доступных техник по сокращению использования природных ресурсов и снижении 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 проведении сертификации производства в системе экологического менеджмента;

выполнении производственного экологического контроля и мониторинга компонентов окружающей среды;

получении комплексных экологических разрешений;

осуществлении контроля за выполнением и соблюдением требований экологического законодательства 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 нахождении оптимального баланса между ними.

Так, для достижения высоких эколого-экономических результатов необходимо совместить процесс очистки выбросов, сбросов от вредных веществ с процессом утилизации уловленных веществ. "В чистом виде" очистка вредных выбросов малоэффективна, так как с ее помощью далеко не всегда удается полностью прекратить поступление вредных 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 вредных веществ. Наконец, работа большей части очистных установок требует значительных энергетических затрат, что в свою очередь тоже небезопасно для окружающей среды.

2. Методология определения наилучших доступных техник

Процедура определения наилучших доступных техник для области применения настоящего справочника по НДТ организована НАО "Международный центр зеленых технологий и инвестиционных проектов" в лице Бюро НДТ (далее – Центр) и технической рабочей группой по вопросам разработки справочника по НДТ "Производство свинца" 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

Определение наилучших доступных техник основывается 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 свинца 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 (количество) 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 НДТ основным способом проведения оценки экономической эффективности определены анализ расходования денежных средств предприятия на внедрение НДТ и достигаемый экологический результат от еҰ 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, понимается, что объективными данными для определения общих инвестиций на НДТ, включая капитальные вложения и затраты на техническое обслуживание, являются данные о затратах на природоохранное мероприятие "на конце трубы". То есть затраты предприятия, направленные исключительно на сокращение и/или предотвращение эмиссии загрязняющих веществ в окружающую среду.

В таких условиях в расчетах "на конце трубы" в общую сумму затрат включается только стоимость основной технологии, установки, оборудования и других компонентов субъекта НДТ, дополнительных и вспомогательных до/после очистных технологий, установок, оборудования и сооружений, а также 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 еҰ успешной промышленной эксплуатации. Примеры расчета экономической эффективности представлены в приложении 2 к справочнику по наилучшим доступным техникам "Производство свинца".

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 свинца.

3.1. Предварительная обработка, подготовка и транспортировка сырья

Руды, концентраты и вторичное сырье нередко поступают на производство в такой форме, в которой они не могут быть использованы непосредственно в основном процессе. Из соображений контроля качества и безопасности могут быть необходимы их сушка/размораживание, радиационный и пироконтроль. Размер фракций материала в ряде случаев необходимо увеличить или уменьшить, чтобы интенсифицировать химические процессы или снизить окисление. Для обеспечения металлургических процессов могут добавляться специальные добавки, такие как уголь, кокс, флюсы и (или) другие шлакообразующие материалы. Флюсы добавляют, чтобы оптимизировать процесс извлечения основного металла и отделить примеси. Для того, чтобы избежать проблем с очисткой выбросов и повысить скорость плавки может потребоваться удаление защитных покрытий. Все эти методы применяются для получения стабильной и надежной смеси исходных материалов (шихты), используемой в основном технологическом процессе.

3.1.1. Размораживание

Размораживание выполняется с целью последующей обработки смерзшихся материалов. Размораживание проводится при выгрузке руды, концентратов или твердого ископаемого топлива из железнодорожных составов в зимний период.

3.1.2. Сушка

Процессы сушки используются для обеспечения качества исходных материалов, соответствующего требуемым характеристикам основных технологических процессов. При выборе способов сушки необходимо учитывать экономические аспекты, доступность, надежность и особенности источников энергии, используемых при различных методах сушки, например, вращающихся сушилок, паровых и других установок непрямой сушки. Наличие избыточного количества влаги в шихте может быть нежелательным по нескольким причинам:

резкое (взрывное) образование больших объемов пара в горячей печи может привести к аварии;

вода может провоцировать переменную потребность в тепловой энергии, что нарушает управляемость процесса и может тормозить экзотермический процесс;

раздельная сушка при низких температурах уменьшает потребности в энергии; это 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 H₂ и CO или угольной кислоты;

большие объемы пара могут вызвать неорганизованные выбросы, поскольку объемы технологических газов могут оказаться слишком велики и превысить мощности системы газоулавливания и газоочистки.

Сушка обычно осуществляется за счет прямого нагрева материала от сгорания топлива либо за счет косвенного нагрева с помощью теплообменных аппаратов, в которых циркулируют горячий пар, газ или воздух. Тепло, выделяемое пирометаллургическими процессами, например, в анодных печах, также часто используется для этой цели, равно как и содержащие CO отходящие газы, которые могут сжигаться с целью сушки сырья. Используются вращающиеся печи и сушилки с псевдосжиженным слоем. Высушенный материал, как правило, очень сильно пылит, поэтому для улавливания и очистки газов с высоким содержанием пыли применяются специальные системы. Собираемая пыль возвращается в технологический процесс. Высушенные руды и концентраты также могут быть пирофорными, что учитывается при проектировании системы улавливания и очистки выбросов. Отходящие газы сушильной установки могут содержать SO₂, поэтому возникает необходимость в их очистке от соединений серы.

3.1.3. Дробление, измельчение и грохочение

Дробление, измельчение и грохочение применяются для уменьшения размера частиц продуктов или сырья с целью их дальнейшей переработки. Используются различные виды дробильных установок, такие как валковые, щековые, молотковые дробилки и мельницы с различным типом мелющих тел. Влажные или сухие материалы измельчают и при необходимости смешивают. Выбор того или иного оборудования определяется свойствами обрабатываемых исходных материалов. Главным потенциальным источником выбросов пыли является сухое дробление, поэтому здесь всегда используются системы пылеулавливания, собранная пыль из которых обычно возвращается в технологический процесс. Измельчение влажных материалов практикуется в тех случаях, когда образование пыли может вызвать серьезные проблемы и 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.

Например, система СХ компании Engitec [8] с разделением материалов была спроектирована для завода Britannia Refined Metals по переработке вторичного свинца при дроблении и переработке целых автомобильных аккумуляторов. Аккумуляторы подвергались первичному дроблению в молотковой мельнице, затем дробленные аккумуляторные материалы подвергались мокрому грохочению для отделения пасты от металлических и других компонентов. Паста проходила через грохот с размером ячеек 0,6 мм в сборный резервуар для сгущения, а затем посредством дозирующего транспортера в емкости для десульфуризации. Свинец металлический, материал корпуса, другие материалы загружались в двухстадийный гидродинамический сепаратор (осаждение/флотирование), из которого каждую фракцию можно получать отдельно. Свинец металлический, металлические решетки либо переплавлялись в печи ISASMELT, либо во вращающейся печи.

3.1.4. Приготовление шихты

Приготовление шихты предусматривает собственно смешивание руд или концентратов различного качества и введение в состав образующихся смесей флюсов или восстанавливающих агентов в определенных пропорциях с целью получения стабильного заданного состава смеси (шихты) для переработки в основном технологическом процессе. Приготовление шихты может осуществляться на собственных смесительных установках на стадии измельчения или во время транспортировки, хранения и сушки. Точность требуемого состава смеси достигается с помощью установок для усреднения шихты, систем дозирования, конвейерных весов или с учетом объемных параметров погрузочной техники. Приготовление шихтовой смеси может быть связано с образованием значительных объемов пыли, поэтому используются системы, обеспечивающие высокую степень улавливания, фильтрации и возврата пыли. Собранная пыль, как правило, возвращается в технологический процесс. С целью уменьшения пылеобразования иногда применяется приготовление влажных шихт. Для этой цели также могут также использоваться покрывающие и связывающие агенты. В зависимости от характера технологического процесса перед дальнейшей обработкой, например перед спеканием, может потребоваться брикетирование/гранулирование.

Для получения хороших показателей в процессе агломерирующего обжига (высокая производительность оборудования, хорошее качество агломерата, минимальные потери свинца с улетучиванием) на обжиг отправляется шихта, в состав которой входят свинцовый концентрат, флюсы, оборотные материалы, оборотный агломерат и вода.

Свинцовые концентраты, получаемые на обогатительных фабриках, представляют собой мелкозернистый материал с влажностью 10–20 %. Перевозят их обычно в специальных контейнерах.

Склады для хранения свинцовых концентратов, флюсов 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 свинцово-цинковых заводах для хранения свинцовых (а также и цинковых) концентратов широко применяют одноэтажные прямоугольные склады с шириной 24–30 м и центральной железнодорожной разгрузочной эстакадой. Склад разделен на отсеки длиной 18 м. Каждый отсек предназначен для хранения определенного материала и имеет емкость 950–1300 м³. Обогреваемое днище в отсеках позволяет отогревать смерзшиеся концентраты.

Склады оборудованы также устройствами для оттаивания концентрата в контейнерах и мойки опорожненных контейнеров, местами для укладки порожней тары, подготовленной к отправке [6].

Операции по разгрузке контейнеров с концентратами, переноске их и погрузке порожней тары на железнодорожные платформы выполняют с помощью мостового крана.

Концентраты складывают в штабеля и выдают со склада грейферными кранами. Кран подает концентрат в небольшой приемный бункер, из которого с помощью ленточного питателя концентрат попадает на наклонный ленточный транспортер и направляется на приготовление шихты.

Емкость складских помещений должна быть такой, чтобы в них хранился запас сырья, флюсов и других материалов на 10–30 суток работы завода.

Это дает возможность свинцовому заводу работать на усредненном сырье.

Обычно на свинцовых заводах применяют бункерный или штабельный способ приготовления шихты. Бункерную шихтовку производят в шихтарнике, вдоль которого установлен ряд бункеров емкостью 50–60 м³. В каждом бункере хранится один из компонентов шихты, предварительно измельченный до заданной крупности. Каждый компонент шихты разгружается из бункера пластинчатым питателем на сборный транспортер, который подает шихту в смеситель.

Штабельная шихтовка, как наиболее совершенный метод приготовления шихты, получила более широкое распространение. Приготовление шихты этим способом производится следующим образом. В шихтарник, разделенный на три и более отсека, транспортерами подают свинецсодержащие материалы, флюсы и оборотный агломерат. Разгрузку компонентов шихты с транспортера, проходящего вдоль длинной оси штабеля на высоте 7–8 м от пола, производят при помощи разгрузочной тележки, которая непрерывно автоматически движется вдоль всего отсека вперед и назад, рассыпая компоненты шихты последовательно тонкими слоями.

Таким образом, в каждом отсеке создается штабель шихты. Штабель имеет форму усеченной пирамиды длиной 60–70 м, шириной около 16 м и высотой 5– 6 м и содержит до 8000 тонн шихты.

Штабель составляют с таким расчетом, чтобы содержащейся в нем шихты хватило на несколько дней работы завода. Приготовление шихты организуют таким образом, что во время разгрузки одного штабеля в другом отсеке укладывают новый штабель и уточняют его состав.

По мере надобности шихту из штабеля подают шихтовочной машиной на транспортер, который доставляет ее в смесители, а затем в бункера агломерационных машин или плавильных установок.

Для перемешивания шихты на свинцовых заводах чаще всего применяют барабанные смесители. Смеситель может быть установлен горизонтально или с наклоном. Производительность барабанного смесителя составляет 150–270 м³/ч.

Шихту подают в загрузочную воронку. При вращении барабана загруженный материал пересыпается и перемешивается. Для улучшения перемешивания внутри барабана имеется шнек (вал с лопастями), а на стенках барабана – лифтеры. Внутрь барабана по трубе с насадками подводится вода для увлажнения шихты. Готовый продукт выходит из барабана с противоположного от загрузки конца через разгрузочную воронку и поступает на дальнейшую переработку.

3.1.5. Брикетирование, гранулирование, окатывание и другие методы компактирования

Для обработки мелкодисперсных концентратов, пылей и других вторичных материалов используются различные методы компактирования и укрупнения, включающие прессование проволоки или мелкоразмерного лома, изготовление брикетов, окатывание, гранулирование.

Прогрессивным методом подготовки свинцовой шихты перед металлургическим процессом является ее грануляция. Грануляция повышает газопроницаемость шихты, увеличивает производительность металлургических агрегатов.

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, отходы и получить пакеты определенной массы, размеров и плотности. Плотный материал удобно загружать в металлургические агрегаты, его плавка сопровождается меньшими потерями металлов от окисления, снижаются расходы на транспортировку сырья. Пакетированию подвергают разделанный на куски крупногабаритный лом, радиаторы, обрезь, отходы прутков, труб, кабельный лом, обмотки статоров, высечку, выштамповку, бытовой лом и др. Плотность получаемых пакетов определяется величиной прессового усилия и толщиной прессуемого материала.

В зависимости от усилия прессования гидравлические пакет-прессы делятся на прессы малой мощности с усилием прессования до 2500 кН (Б-132, Б- 1330, ПГ-150), прессы средней мощности – 2500-5000 кН (Б-1334, ПГ-400, СРА-400) и прессы большой мощности – более 5000 кН (СРА-1000, СРА-1250).

3.1.6. Снятие покрытий и обезжиривание

Операции по снятию покрытий и обезжириванию обычно выполняются применительно к вторичному сырью для снижения содержания органических веществ в материалах, обрабатываемых в рамках некоторых основных процессов. При этом используются процессы промывки и пиролиза. Извлечь масла и снизить нагрузку на термические системы можно с помощью центрифугирования. Существенные изменения в содержании органических веществ могут приводить в некоторых печах к неэффективности процесса горения и образованию больших объемов печных газов, содержащих остаточные органические соединения. Наличие покрытий может также значительно уменьшить скорость плавки. 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 85 °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.

3.1.7. Методы сепарации

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

3.1.8. Системы транспортировки и загрузки

Эти системы используются для передачи сырья, полупродуктов и готовой продукции между стадиями обработки. Применяются методы, подобные тем, которые используются для сырья, и для них характерны те же проблемы, связанные с образованием, улавливанием и извлечением выбросов пыли. В основном применяются механические системы, но также большое распространение получили пневматические системы транспортировки, где в качестве носителя применяется воздух, и которые способны наряду с транспортировкой выровнять различия в составе шихты. Предварительно подготовленные материалы могут быть еще суше, чем сырье, и поэтому для предотвращения выбросов пыли применяются более качественные методы сбора и очистки. Конвейеры для транспортировки пылящих материалов, как правило, закрыты, и в этих случаях в чувствительных зонах, таких как точки перегрузки с 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 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.

3.2. Производство первичного свинца

3.2.1. Агломерация свинцовых концентратов

Назначение агломерирующего обжига – подготовить свинцовый концентрат к шахтной плавке на черновой свинец. Подготовка свинцовых сульфидных концентратов к плавке преследует следующие цели:

Удаление из концентрата серы путем окисления сульфидного сырья кислородом воздуха. Оптимальная степень десульфуризации при обжиге колеблется от 60 до 85 % и зависит от химического состава свинцовых концентратов. Так, при наличии в концентрате значительных количеств меди в агломерате оставляют столько серы, чтобы при последующей плавке агломерата получить медный штейн, содержащий 15–25 % Сu. При переработке свинцового сырья, содержащего много цинка, обжиг ведут с максимальной десульфуризацией (окислительный обжиг "намертво").

Окускование мелкого материала и получение пористого, газопроницаемого, прочного агломерата, пригодного для плавки в шахтной печи.

Перевод ценных летучих компонентов концентрата в газовую фазу с последующим извлечением их из обжиговых газов (S, As, Sb, Cd и редкие металлы).

Спекание и обжиг свинцовых концентратов удобно производить на агломерационных машинах, отличительной особенностью которых является интенсивное просасывание (или продувка) воздуха в процессе обжига через слой шихты. Такое аппаратурное оформление обжига позволяет легко совместить в одном металлургическом агрегате и окислительный обжиг свинцового концентрата, и спекание обожженного материала.

Необходимость удаления серы из свинцовых концентратов и окисления сульфидов металлов до оксидов вызвана тем, что оксид свинца наиболее легко восстановимое в процессе последующей плавки соединение свинца. Неполное удаление серы из шихты, поступающей на плавку, приводит к потерям свинца с сульфидной фазой и снижению извлечения его в черновой металл.

Удаление серы осуществляют путем нагревания концентрата в окислительной атмосфере до температуры 1000–1100 °С. При этом протекают следующие реакции:

	PbS + 1,5О₂ = PbО + SО₂	(5)
	PbS + 2О₂ = PbSО₄	(6)

Чтобы обеспечить нагрев компонентов и поддержание оптимальной температуры в зоне обжига без добавки топлива, содержание серы в шихте должно составлять 6–8 %. Более высокое содержание серы не желательно.

Во-первых, это приведет к большому тепловыделению в зоне обжига слоя шихты, в результате чего температура превысит оптимальную и произойдет преждевременное оплавление компонентов шихты, что затруднит их дальнейшее окисление. Во-вторых, при степени десульфуризации (степени выгорания серы) при агломерирующем обжиге, не превышающей 85 %, остаточное содержание серы в готовом агломерате составит более 2 % и потребуется повторная агломерация.

Введение расчетного количества флюсов не обеспечивает необходимого содержания серы и свинца в шихте. Для корректировки состава шихты по свинцу и сере, а также придания ей хорошей газопроницаемости в шихту добавляют оборотный агломерат в количестве 100–300 % от массы сырой шихты.

Готовая к обжигу шихта должна содержать, %: 6–8 S, 45–50 Pb, 10–20 CaO, 25–35 FeO, 20–25 SiO₂. Перед обжигом шихту увлажняют (6–10 %). Это повышает пористость и газопроницаемость шихты, так как испарившаяся вода оставляет поры и каналы, по которым легче и равномернее проникает просасываемый воздух. Кроме того, испаряясь, вода отводит часть избыточного тепла и является терморегулятором шихты.

При агломерации свинцовых концентратов редкие элементы распределяются по продуктам обжига: таллий на 50–55 % переходит в возгоны и концентрируется в пылях; селен и теллур на 70 % остаются в агломерате, а на 30 % возгоняются, уносятся с газами и концентрируются в пылях; галлий, германий и индий практически полностью остаются в агломерате.

Золото встречается в свинцовых концентратах в металлическом виде, при обжиге никаких соединений не образует и полностью остается в агломерате.

В свинцовом производстве используют агломерационные спекательные машины двух типов: с прососом воздуха через слой шихты сверху вниз и продувом шихты воздухом снизу-вверх.

Обжиг и спекание шихты происходят на спекательных тележках (паллетах). Паллета представляет собой стальной или чугунный короб с днищем из чугунных колосников. Каждая паллета опирается на четыре ходовых ролика, которые в верхней части катятся по горизонтальному рельсовому пути, в нижней – по направляющим, наклоненным под углом 3–5 градусов к горизонту.

Подъем и перемещение паллет производятся с помощью приводных звездочек. Нижние края паллет плотно прижаты к бортам стальных вакуумных камер, соединенных с эксгаустером. Разрежение в камерах – 1,5–8,0 кПа.

Шихта агломерации поступает в бункер над аглолентой, с помощью маятникового питателя ее загружают на движущиеся паллеты. Зажигание шихты осуществляется под горном при прососе воздуха. Окончание спекания совпадает с прохождением паллетой последних вакуум-камер, над которыми просасываемый воздух охлаждает спек. На закругленной направляющей разгрузочного участка тележка переворачивается, ударяется о предыдущую и от общего массива агломерата отрывается кусок, равный длине паллеты. Выпавший спек попадает на колосниковый грохот, затем поступает в дробилку и вновь на грохот. Верхний продукт грохота крупностью +20–100 мм является готовым агломератом и идет в плавку. Нижний продукт грохота измельчают и вводят в шихту как оборотный агломерат.

Удельная производительность агломерационных машин изменяется от 8 до 10 тонн/(м²сут). Расход топлива на зажигание шихты составляет 1,5–2,0 %. Существенный недостаток агломерационных машин с прососом для спекания сульфидного сырья – сильное разубоживание обжиговых газов воздухом. Вследствие этого среднее содержание SО₂ в отходящих газах не превышает 1,5 – 3,0 %. Особенно разубоживаются обжиговые газы в хвостовых вакуумных камерах.

Для предотвращения разбавления богатые серосодержащие газы отбирают из головных камер и направляют на производство серной кислоты, а бедный газ из хвостовых камер либо используют как оборотный, либо выбрасывают. Кроме того, недостатками агломерации с прососом воздуха являются получение рыхлого, недостаточно прочного агломерата и приваривание спека к колосникам паллет.

Эти недостатки в значительной степени устраняются при использовании агломерационных машин с подачей дутья снизу-вверх. В камеры под паллетами со слоем шихты вентилятором нагнетается воздух. Вся рабочая ветвь такой агломашины оборудована укрытием (колпаком) для сбора серосодержащих газов. Пространство в колпаке условно разделено на две зоны – богатого и бедного (в хвостовой части) газа, которые отсасываются раздельно двумя вентиляторами. Богатые газы, содержащие 5–7 % SO₂, направляют на производство серной кислоты. В них переходит 55–60 % серы, содержащейся в шихте. Бедные газы с 2–2,5 % SO₂ либо отправляют в оборот в первые дутьевые камеры (рециркуляция), либо после охлаждения с 450–500 °С до 80 °С направляют на пылеулавливание в рукавные фильтры и выбрасывают в атмосферу.

Дутьевые машины имеют усложненный узел поджигания шихты и три бункера: для постели, зажигательного слоя и основной шихты. Высота слоя постели равна 15–20 мм, зажигательного слоя – 20–25 мм и основного слоя – 200–250 мм.

Постель приготавливают из оборотного агломерата крупностью 8–15 мм. Зажигательный слой представляет собой мелкую фракцию шихты, которую отделяют на грохоте перед загрузкой шихты на агломерационную машину. Зажигательный горн с газовыми горелками расположен между питателями зажигательного слоя и основной шихты, под ним находится одна вакуумная камера. На зажженный слой загружают основную массу шихты, при этом меняется направление дутья, нижний горящий слой поджигает шихту, и ее горение перемещается снизу-вверх.

Агломерационные машины с дутьем имеют в 2 раза большую удельную производительность (13–18 тонн/(м²/сут)), устраняют припекание шихты к колосникам, что увеличивает их срок службы, позволяют повысить степень использования серы из газов до 85–90 %, в дутьевых машинах возможно обжигать шихту с более высоким содержанием свинца, так как исключается попадание образующегося при обжиге металлического свинца в дутьевые камеры.

В цветной металлургии стран бывшего СССР наибольшее распространение получили агломерационные конвейерные машины марок АКМ-50 и АКМ-75 с площадью спекания, соответственно, 50 и 75 м². Со второй половины ХХ века в развитии свинцового производства наблюдается увеличение единичной мощности агломерационных машин до 90 м²и более. Так, на заводе "Геркулениум" (США) установлены машины площадью около 97 м². Достаточно крупная агломашина с площадью спекания 132 м² работает на заводе "Эйвонмаут" (Великобритания). Фирма "Лурги" (Германия) разработала конструкцию агломерационной машины площадью спекания 200 м². Сегодня ПАО "Уралмашзавод" (УЗТМ) выпускает агломашины с площадью спекания до 600 м².

Стремление интенсифицировать процесс выгорания серы из шихты привело к мысли о возможности обогащения воздуха, подаваемого на агломашину, кислородом. Исследованиями было установлено оптимальное содержание кислорода в дутье – 23,5–24,0 %. При этом производительность агломашины по годному агломерату повысилась на 20–25 % и содержание сернистого ангидрида в газах возросло с 5,3 до 6,8 % [6]. Более высокая концентрация кислорода в дутье снижает производительность машины вследствие быстрого роста температуры в зоне окисления сульфидов и образования большого количества жидкой фазы, затрудняющей выгорание серы.

Повышение производительности агломашины при использовании воздуха, обогащенного кислородом, было подтверждено на ряде заводов – "Ист-Хелена" (США), "Хобокен" (Бельгия) до их закрытия [6,8].

3.2.2. Шахтная плавка свинцового агломерата

Восстановительная плавка – это наиболее распространенный процесс получения свинца. Она характеризуется универсальностью и высокими технико-экономическими показателями.

Цели восстановительной плавки свинцового агломерата:

получить максимальное количество свинца в виде чернового металла, содержащего золото, серебро, медь, висмут, сурьму, мышьяк, олово, теллур;

ошлаковать пустую породу и перевести в шлак максимальное количество цинка.

В настоящее время на большинстве свинцовых заводов восстановительную плавку проводят в шахтных печах, так как в ней легко создать и регулировать восстановительную атмосферу.

Исходными материалами для плавки являются свинцовый агломерат, кокс и воздух. Агломерат содержит свинец, сопутствующие металлы (медь, цинк, золото, серебро, висмут и т.д.) и все необходимые компоненты для образования шлака. Загрузка агломерата и кокса в печь осуществляется послойно. В нижней части печи (горне) скапливаются жидкие продукты плавки: черновой свинец, штейн, шлак. Выше слоя шлака расположен столб шихты, нижняя часть которого (0,5–1,0 м) состоит из раскаленного кокса (фокус печи). Для горения кокса через фурмы в печь подают сжатый воздух. В результате интенсивного горения кокса температура в фокусе печи достигает 1500 °С. Раскаленные печные газы, проходя через столб шихты, нагревают ее и участвуют в реакциях восстановления окисленных соединений свинца и других металлов. На выходе из печи (в колошнике) газы имеют температуру 200–400 °С.

Столб шихты (4–6 м) по мере выгорания кокса и выплавления продуктов плавки медленно опускается вниз (около 1 м/ч) и его пополняют очередными загрузками агломерата и кокса (cм. рисунок 3.1).

1 – горн; 2 – фурмы; 3 – шахта печи; 4 – загрузочные люки; 5 - колошник; 6 – газоход; 7 – агломерат; 8 – кокс; 9 – фокус печи; 10 – шлак; 11 - сифон для свинца; 12 – свинец

Рисунок 3.1. Схема шахтной печи свинцовой плавки

Продуктами шахтной восстановительной плавки являются черновой свинец, шлак, штейн, шпейза и пыль.

Жидкие продукты плавки скапливаются в горне печи. Вследствие различия в объемных массах и малой взаимной растворимости в горне шахтной печи образуется три четко разграниченных слоя: нижний слой – черновой свинец, средний – штейн и верхний – шлак.

Черновой свинец, получаемый при плавке свинцовых концентратов, всегда содержит примеси: медь, сурьму, мышьяк, олово, висмут, благородные металлы и другие элементы. В черновом свинце может содержаться, %: 92–98 Pb; 1–5 Cu; 0,5–2 As; 0,5–2 Sb; 0,1–0,2 Bi; 0,01–0,05 Te; 1000–1500 г/т Ag; 50-100 г/т Au. Общее содержание примесей составляет от 2 до 10 %.

Шлак представляет собой многокомпонентный расплав, формирующийся из оксидов пустой породы и специально вводимых флюсов. Шлак служит для отделения компонентов пустой породы от чернового свинца и других ценных продуктов плавки (штейна и шпейзы). Шлаки свинцовой плавки должны иметь температуру плавления 1100–1150 °С, вязкость при 1200 °С – около 0,5 Па, плотность – не более 3,5–3,8 г/см³. Шлаки с такими свойствами содержат, %: 20 – 30 SiO₂; 30-40 FeO; 10-18 CaO. Важной особенностью шлаков свинцовой плавки является наличие в них окиси цинка – 5–25 %. Сумма компонентов SiO₂, FeO, СaO и ZnO в шлаке может достигать 90 % и даже более.

Со шлаками шахтной плавки теряется 2–3 % свинца. На 60–75 % свинец в шлаке присутствует в металлическом состоянии, на 8–10 % – в виде сульфида и на 15–20 % – в виде окисленных соединений (силикатов, ферритов).

Штейн свинцового производства включает сульфиды железа, свинца, меди и цинка. Во всех медно–свинцовых штейнах присутствуют растворенные металлы: свинец, медь, железо, серебро, золото. В зависимости от характера сырья и принятой технологии получают медно–свинцовые штейны различного состава, %: 7–40 Cu, 16–45 Fe, 20–25 S, 8–17 Pb.

Штейн – нежелательный продукт плавки, так как для переработки его с целью извлечения меди, свинца и благородных металлов необходимы сложные дополнительные переделы, сопряженные с затратами топлива, материалов и с потерями металлов. Плавка с получением штейна особенно нежелательна, если в свинцовых концентратах содержится много цинка. При плавке сульфид цинка распределяется между штейном и шлаком, затрудняя разделение этих продуктов. Плавку с образованием штейна ведут в том случае, если в агломерате содержание меди более 2–3 %.

Шпейза – более тугоплавкая и тяжелая, чем штейн. Она размещается в горне печи между свинцом и штейном. Отделение и переработка шпейз сопряжены с большими трудностями. Она образуется редко, если мышьяк и сурьма недостаточно полно удалены при обжиге. Состав шпейз колеблется в пределах, %: 2–15 Pb; 2–34 Cu; 20–50 Fe; 18–30 As; 1-6 Sb; 0,001-0,01 Au; 0,015 - 0,2 Ag.

Пыли свинцового производства – ценное полиметаллическое сырье. В процессе шахтной восстановительной плавки в пыли переходит до 70 % Tl, 55 % Se, 40–50 % Te, около 25 % In, а также значительная часть кадмия, германия и других ценных компонентов сырья. Средний состав пылей шахтной печи, %: 45–55 свинца; 10–20 цинка; 2–3 кадмия; 0,3–3 мышьяка; 0,03-0,5 селена; 0,04-0,2 теллура; 0,005-0,02 таллия; 0,002-0,02 индия; 0,005-0,01 германия; 3-7 серы.

Отходящие из печи газы имеют температуру 200–400 °С и содержат значительное количество пыли (8–17 г/м³). После пылеочистки (в циклонах и рукавных фильтрах) выбрасываются в атмосферу.

В целях снижения расхода кокса необходимо проводить исследования по замене его природным газом. Природный газ обладает рядом преимуществ по сравнению с твердым и жидким топливом. Газ просто и легко транспортируется к потребителю. Его легче смешивать с окислителем, что дает возможность сжигать газ с меньшим избытком воздуха и поэтому эффективнее и экономичнее.

Исследования по замене кокса природным газом показали, что при полной замене кокса природным газом трудно обеспечить необходимую восстановительную атмосферу в печи [77]. При безкоксовой плавке не происходит регенерации оксида углерода, как основного восстановителя, по реакции Будуара.

Хорошие результаты были достигнуты при частичной замене кокса природным газом с одновременным подогревом дутья. Исследования показали, что при подогреве дутья природным газом до 650 °С печь устойчиво работала с удельным расходом кокса на 25 % меньше, чем с холодным дутьем, при этом производительность печи была на 6–10 % выше. Температура колошниковых газов снизилась на 160 °С. Однако содержание свинца в шлаке в этом случае повысилось. Опытные плавки с нагретым дутьем при снижении расхода кокса не более чем на 20 % от обычного расхода позволили получить шлаки при плавке с меньшим содержанием свинца, чем при плавке на холодном дутье [77,78].

3.2.3. Прямая плавка

К настоящему времени известен целый ряд исследований по разработке и внедрению технологий прямого получения металлов методом прямой обжиг-плавки сульфидного сырья в атмосфере воздуха, обогащенного кислородом.

В мире до 80 % свинца получали пирометаллургическим способом переработки свинцового сырья по схеме "агломерирующий обжиг – восстановительная шахтная плавка". Еще в начале 80-х на него приходилось ~95 % от общего объема мирового производства первичного свинца, включая попутно выплавляемый в шахтных печах цинковых заводов, работающих по способу "Imperial Smelting". Традиционный способ являлся настолько универсальным и технологически хорошо отработанным, что лишь резкое ужесточение в 70-е годы экологических требований на токсичные выбросы металлургических производств заставило производителей свинца искать альтернативные, экологически чистые способы переработки свинцового сырья, прежде всего, свинцовых концентратов.

Высокие уровни выбросов в атмосферу свинца и сернистого ангидрида, присущие традиционному способу, связаны со значительными объемами технологических газов, образующихся на стадиях обжига и плавки свинцового сырья. Через горящую сульфидную шихту на стадии агломерирующего обжига продувается 10–12 кратный против необходимого по стехиометрии на окисление серы избыток воздуха плюс подсосы, составляющие ~50 % от объемов подаваемого дутья. Сильное разбавление отходящих газов приводит к довольно низкому объемному содержанию в них сернистого ангидрида (обычно от 1,5 % до 6 %). Экономически целесообразной считают утилизацию серы из газов, содержащих не менее 3–3,5 % SO₂. К началу 80-х утилизация серы при обжиге свинцовых концентратов на большинстве заводов мира не превышала 40 %, а содержание SO₂ в воздухе рабочей зоны предприятий было заметно выше установленных экологических норм (в СССР 10 мг/м³).

Снизить объем агломерационных газов, повысив содержание в них сернистого ангидрида, пытались путем обогащения воздушного дутья кислородом. Однако существенное повышение температуры горящего слоя с увеличением содержания кислорода в дутье более 24–26 % приводит к оплавлению материала шихты, расстраивая тем самым процесс спекания пористого агломерата. Те же противоречия присущи восстановительной плавке свинцового агломерата в шахтных печах. Устойчивость процесса восстановления свинца, определяемая условиями оплавления пористого агломерата, ограничивает содержания кислорода в дутье шахтных печей на уровне 24–30 %, ограничивая тем самым возможность снижения объемов отходящих газов плавки.

Интенсивные поиски экологически чистой альтернативы традиционному способу, развернувшиеся в свинцовом производстве с начала 70-х годов, привели к разработке целого ряда новых пиро- и гидрометаллургических процессов переработки свинцового сульфидного сырья. Однако при оценке целесообразности промышленного внедрения новых процессов в расчет принимали не только степень их экологической чистоты, но и такие факторы, как энергоемкость, удельную производительность, глубину проработки совокупности технологических стадий и комплексность извлечения ценных компонентов свинцового сырья в товарную продукцию. В результате приоритет и выход в промышленное производство получили только пирометаллургические процессы прямой плавки свинцового сырья, которые были адаптированы к структуре традиционного свинцового передела. В настоящее время промышленно эксплуатируют несколько процессов такого типа – Caldo, QSL, Ausmelt, "Оуто-Кумпу", КИВЦЕТ [6,9,10].

Способ обжиг-плавка во вращающихся барабанного типа печах, так называемый способ Кенно-Шуман-Лурги (QSL), предложенный в США, применяется на промышленной установке завода "Берцелиус" (г. Дуйсбург, Германия).

В реакторе непрерывного действия совмещены операции автогенной плавки свинцовых концентратов и восстановления свинца из богатых шлаков.

Концентрат в смеси с оборотной пылью увлажняют, окатывают и загружают в окислительную зону реактора. Через фурмы, расположенные в дне реактора, продувают кислород. В окислительной зоне при температуре 960 – 980 °С осуществляется реакционная плавка с получением свинца и богатого шлака (~60 % свинца). Полученный в окислительной зоне свинец непрерывно вытекает из реактора через сифон. Богатый шлак перетекает в восстановительную зону, где восстанавливается вдуваемой через фурмы угольной пылью до конечного содержания свинца 2 % в шлаке. В восстановительной зоне температура поддерживается 1100–1230 °С.

Шлаковая ванна между окислительной и восстановительной зонами разделена перегородкой. Восстановленный из шлака свинец выпускается из восстановительной зоны. Обедненный шлак после отстаивания выпускают через летку и гранулируют. В процессе предусмотрена высокая степень утилизации тепла.

С 1992 г. процесс Q-S-L производительностью 60 тыс. тонн свинца в год применяется на заводе в г. Онсан (Республика Корея). Процесс "Q-S-L" будет также внедрен в промышленном масштабе на новом заводе в Бей-Ине (КНР). Мощность завода 50 тыс. тонн чернового свинца в год.

Этот способ испытывается и осваивается с целью доработки и совершенствования технологии (КНР, Германия, Южная Корея), так как до сих пор не обеспечивается реализация проектных решений (получаются богатые по свинцу шлаки, большой пылевынос, невысокое суммарное извлечение свинца – до 94 %).

В начале 1928 г. на заводе "Реншер" (Швеция) прошла промышленное опробование плавка богатых свинцовых концентратов (66,1–76,4 % Pb) в конвертере TBRC. Способ основан на совмещении процессов плавки сухих концентратов и обеднения шлаков в одном агрегате.

Процесс осуществляется в две стадии: автогенная плавка концентратов при обогащении дутья кислородом с образованием чернового свинца и шлака; предварительное восстановление шлака исходным концентратом, а затем заключительное восстановление коксовой мелочью. На первой стадии ведут плавку концентрата и загрузку извести. Продувку осуществляют на обогащенном до 50 % О₂ дутье. Содержание серы в первичном свинце 0,5 %. Содержание свинца в шлаке будет составлять 35–55 % при извлечении свинца в металл на первой стадии менее 70 %. Во вторую стадию ведут загрузку флюсов к шлаку, количество которых дозируют исходя из условий получения шлака после восстановления следующего состава, %: 20 СaО; 25 SiО₂; 35 (Fe + Zn).

Предварительное восстановление шлака осуществляют свинцовым концентратом, вдуваемым в ванну воздухом со скоростью 300 кг/мин. После снижения содержания свинца в шлаке меньше 35 % приступают к заключительному восстановлению коксовой мелочью, загружаемой в ванну. Скорость вращения конвертера в восстановительный период составляет 4 – 5 об/мин; здесь особенно важна поверхность контакта коксика со шлаком.

Восстановление заканчивается при содержании свинца в шлаке 3 %, дальнейшее снижение экономически не оправдано. Испытания данного метода выплавки свинца показали, что износ футеровки конвертера не превышал 30 мм в неделю. Энергозатраты в 3 раза ниже, чем при традиционной шахтной плавке. Содержание SO₂ в отходящих газах составило 10–12 %.

Процесс плавки свинцовых концентратов в конвертере позволяет соблюдать жесткие требования по содержанию свинца в воздухе.

Процесс фирмы "Каминко" испытан на опытной установке производительностью 100 т концентрата в сутки. Для введения концентрата в печь используется вертикальная фурма. Из-за небольшого расстояния между концом фурмы и поверхностью ванны большая часть непрореагировавших сульфидов попадает в ванну, где продолжается процесс десульфуризации.

Процесс "Каминко" работает на чистом кислороде. Реакция обжига протекает быстро из-за высокой температуры. Специалисты считают, что этот процесс может найти промышленное применение.

Плавка свинцовых концентратов во взвешенном состоянии разрабатывается с семидесятых годов; при этом способе значительное количество свинца переходит в шлак (содержащего 20–30 % свинца), с доизвлечением свинца из богатого шлака в электротермической печи (фирма "Оутокумпу" – Финляндия) восстановлением пылеугольным топливом (см. рисунок 3.2).

1 – шихтовая горелка; 2 – плавильная шахта; 3 – аптейк;

4 – котел-утилизатор; 5 – отстойная зона

Рисунок 3.2. Схема печи для взвешенной плавки "Оутокумпу"

Печь для плавки концентратов снабжена вертикальной шахтой высотой 5,9 м с площадью поперечного сечения 1,2 м². Шахта соединена с отстойником, где скапливаются жидкие продукты плавки. Предварительно концентрат подсушивают в трубчатой печи до влажности 0,1 %, смешивают с флюсом и вдувают в печь воздухом, подогретым до 350–550 °С. Температура в печи достигает 1250 °С. Через 2–3 часа накопленный свинец, штейн и шлак выпускают в обеднительную печь типа отражательной.

Фирма "Маунт-Айза" разработала процесс "Айзасмелт" – автогенную плавку свинцовых концентратов в жидкой ванне. Процесс осуществляется в две стадии: на первой стадии свинцовые концентраты плавятся с образованием богатого шлака и свинца при плавке богатых концентратов (65–70 % Pb), а бедные концентраты (45–50 % Pb) плавят на шлак; на второй стадии осуществляют восстановление шлаков углем с образованием чернового свинца и отвального шлака.

Процесс позволяет без затруднений справляться с концентратами от низкосортных до высококачественных, а также вторичным сырьҰм типа батарейной пасты и решҰток, свинцового лома, шламами и кеками от процессов выщелачивания. Процесс "Айзасмелт" по свинцу также принимает смесь первичного и вторичного свинец содержащего сырья и может также перерабатывать смесь вторичных и первичных свинцовых материалов, с намного большей долей вторичных материалов при плавке смешанного сырья (до 100 %) по сравнению со старой технологией, агломерация-плавка (~5 %).

Системы "Айзасмелт" по свинцу действуют в трҰх режимах: плавка, восстановление шлака и фьюмингование шлака. Все эти три режима реализуются в одной печи "Айзасмелт" или в двух сопряжҰнных печах "Айзасмелт", если требуется большая производительность.

Свинцовые концентраты и вторичное сырьҰ плавятся в печи "Айзасмелт" при температуре в 1050 °C на черновой свинец и богатый шлак по свинцу (4050 % Pb). Черновой свинец (98 % Pb) периодически сливается из печи в ковши и отправляется на участок рафинирования (см. рисунок 3.3).

Рисунок 3.3. Схема реактора "Айзасмелт"

Возгоны, генерируемые на стадии плавки, в основном возвращаются в печь "Айзасмелт" для последующей плавки и достижения максимального извлечения металла в черновой свинец. Сквозное извлечение свинца в черновой свинец для стадии плавки составляет от 60 до 85 % в зависимости от исходного содержания в сырье.

При порционной загрузке шлак накапливается в ходе плавки до заполнения печи. При эксплуатации именно в этот момент прекращается подача всех флюсов, исключая восстановительный уголь, и возникает готовность к переходу на следующую стадию плавки восстановление шлака, богатого свинцом.

При непрерывной загрузке шлак отправляется на грануляцию и далее перерабатывается отдельно в печи "Айзасмелт" или другой печи.

Рассмотренные способы непосредственной обжиг-плавки свинцовых концентратов, несмотря на различное инженерное оформление и, до некоторой степени повышенное суммарное извлечение свинца (до 96–97 %) имеют ряд существенных недостатков:

они применимы в основном к богатым свинцовым концентратам (64 % свинца и выше);

низкая удельная производительность агрегатов (6–10 тонн/м²сут шихты);

связаны с образованием большого количества пылей, газов, возгонов;

образуется значительное количество свинцовистых штейнов и богатых по свинцу шлаков (1,6–5 % Pb);

необходимость второго агрегата или передела для восстановления свинца из шлакового расплава и переработки богатых по свинцу (21–38 %) штейнов.

3.2.4. Плавка в жидкой ванне (ПВ)

Перспективным выглядит применение для прямого получения свинца ПВ, предложенного Московским институтом стали и сплавов (кафедра металлургии тяжелых цветных металлов) [9,10]. ПВ хорошо освоен на территории России и стран СНГ в промышленном масштабе на предприятиях медной подотрасли (ОАО "ГМК "Норильский никель", на Балхашском медеплавильном заводе, ОАО "Среднеуральский медеплавильный завод"), что позволило выявить его преимущества перед другими автогенными процессами.

Окисление сульфидов позволяет рационально использовать выделяющееся тепло там, где оно требуется. Интенсивное перемешивание расплава создает благоприятные условия для укрупнения и осаждения мелкой сульфидной взвеси, что позволяет снизить механические потери металлов. Печь Ванюкова отличают удачные конструктивные решения, определяющие надежность процесса, простоту в обслуживании и длительность непрерывной эксплуатации. Разработчиками процесса предложен простой и надежный способ защиты фурм от заливания расплавом при прекращении подачи дутья. ПВ и по сей день остается единственным освоенным автогенным процессом, в котором фурмы не выводятся из-под расплава. Отсюда – значительное упрощение конструкции по сравнению с печами, в которых фурмы поднимают из расплава вверх (Mitsubishi, TBRC, TSL), или в которых фурму выводят из-под расплава поворотом всего реактора (Noranda, QSL).

Преимуществом ПВ является также отсутствие огнеупорной футеровки в зоне перемешиваемого расплава – реакционной фурменной зоне. Шахта печи выполнена из медных водоохлаждаемых элементов - кессонов, на которых в процессе эксплуатации образуется защитный слой шлакового гарнисажа.

Из огнеупоров выполнена лишь нижняя часть печи, не контактирующая со шлаковым расплавом. Несомненным достоинством ПВ является возможность эксплуатации однотипных аппаратов в различных режимах: в режиме окислительной плавки шихты, в режиме обеднения шлаков, во фьюминговом режиме.

Перечисленные преимущества применения ПВ для переработки медного сырья актуальны и для получения свинца. В этом случае особое значение приобретает факт отсутствия коррозии футеровки при контакте со шлаком.

Агрессивность шлаков, содержащих повышенное количество PbO, что характерно для процессов прямой выплавки свинца. Коррозия огнеупоров отмечена исследователями процесса "Outocumpu", в процессе TBRC скорость растворения футеровки составляет 30 мм в неделю, испытания способа фирмы "Saint Joseph Lead" вообще были прекращены из-за быстрого выхода из строя футеровки фурменного пояса. Применение кессонов в конструкции ПВ позволяет полностью снять этот вопрос. При применяемом в ПВ способе окисления сульфидов образуются благоприятные условия для снижения выхода возгонов, что особенно важно при получении свинца.

Содержание свинца в шлаке окислительной стадии варьируется в пределах от 5 до 50 %. Образующийся металлический свинец накапливается в горне и непрерывно выпускается через сифон. В восстановительной зоне слой шлака продувается смесью природного газа, угольной пыли или мазута с воздухом обогащенным кислородом, и на поверхность барботируемого расплава загружается твердый восстановитель (уголь, коксик). Оксид свинца при этом восстанавливается до металлического свинца и осаждается на подину печи, а оксид цинка восстанавливается до ZnО и возгоняется, возможно также селективное восстановление свинца и цинка из шлака в две стадии.

ПВ уже почти 30 лет в промышленном масштабе используется для переработки медного и медного никельсодержащего сульфидного сырья.

Опыт эксплуатации ПВ показал его высокую эффективность и универсальность. На базе ПВ разработаны технологии переработки золотосурьмяных сульфидных концентратов, железорудного сырья на чугун, окисленных никелевых руд.

ПВ может быть использован для переработки как селективных свинцовых, так и коллективных свинцово-цинковых сульфидных концентратов.

Переработка селективных свинцовых сульфидных концентратов в ПВ ведется непрерывно в две стадии. На первой стадии осуществлением реакционного процесса получают черновой свинец и шлак, содержащий до 50 % оксида свинца, а во второй – восстановительной обработкой шлака выделяют металлический свинец с получением отвального шлака.

При переработке коллективных свинцово-цинковых концентратов ПВ дополняется третьей стадией более глубокого восстановления шлака с целью отгонки цинка в режиме непрерывного фьюмингования в печи Ванюкова.

В реакционной фурменной зоне ПВ при интенсивном барботаже расплавов кислородсодержащим дутьем создаются условия, близкие к идеальному перемешиванию, при которых обеспечивается однородность строения, теплового состояния и химических составов металлической и шлаковой фаз, образующих металло-шлаковую эмульсию. При этом создаются необходимые температурные условия, и достигается высокая растворимость меди в образующихся каплях свинца, что реально позволяет вести процесс переработки медистых свинцовых концентратов без образования штейна, переводя, в случае необходимости практически всю медь в черновой свинец.

Интенсивный барботаж шлаковой ванны способствует слиянию образовавшихся мелких капель свинца в более крупные, которые быстро оседают из перемешиваемого объема шлакового расплава. Высокая разность плотностей металлического свинца и шлака обеспечивает при этом практически полное разделение металло-шлаковой эмульсии, сводя до минимума механические потери свинца с отвальным по содержанию свинца шлаком. Содержание свинца в отвальном шлаке на уровне 1-3 % характеризуется в основном растворенными потерями.

При низком содержании цинка шлак второй стадии является отвальным по свинцу и может быть направлен в отвал (на временное складирование), так как не представляет экологической опасности ввиду "прочной упаковки" оксида свинца в структуре силикатного шлака, или может быть использован на другие нужды, например, в строительстве, в качестве наполнителя бетонных смесей.

При содержании цинка в шлаке второй стадии, позволяющей экономически выгодно извлекать его в товарный полупродукт (цинковые возгоны), технологически возможно и технически целесообразно направлять его на извлечение цинка возгонкой в непрерывном режиме в печи Ванюкова.

Выделяемый во второй стадии металлический свинец практически не содержит благородных металлов, которые с большой полнотой концентрируются в первичном черновом свинце вследствие высокой степени завершенности химических взаимодействий и физических процессов первой стадии. Это обстоятельство целесообразно учитывать при организации технологии его последующего рафинирования.

Уникальные особенности ПВ позволяют регулировать распределение компонентов по конечным продуктам и полностью контролировать ведение процесса и распределение ценных элементов по продуктам плавки в зависимости от создаваемых условий.

ПВ для переработки сульфидного свинцового сырья успешно прошел этапы полупромышленных, опытно-промышленных и промышленных испытаний на опытном свинцовом заводе компании "Zhonglian" (провинция Хенань, КНР).

3.2.5. КИВЦЭТ-ЦС-процесс

Способ плавки концентратов в аппарате КИВЦЭТ-ЦС основан на рациональном применении технического кислорода, принципов взвешенной и циклонной плавок с электротермической доработкой образующегося шлакового расплава. Эта технология наиболее полно отвечает современным требованиям металлургической переработки сульфидного свинцового сырья.

Процесс КИВЦЭТ-ЦС включает следующие последовательно проходящие операции: обжиг-плавку исходного сырья в атмосфере технического кислорода; углетермическое восстановление расплава; окисление возгонов и улавливание их из технологических газов.

КИВЦЭТ-ЦС-процесс эквивалентен трем процессам переработки свинцовых концентратов – агломерирующему обжигу, восстановительной плавке и обеднению шлаков, но превосходит их по комплексности использования сырья и экономическим показателям.

На плавку в аппарат КИВЦЭТ-ЦС поступает шихта, которая имеет сложный многокомпонентный состав и кроме свинцовых концентратов включает кварцевые и известковые флюсы, углеродистые материалы, кеки и другие оборотные материалы свинцового и цинкового производства.

Перед плавкой проводят сухую или мокрую шихтоподготовку. Шихта после сухой подготовки должна быть тщательно перемешана и во всем объеме иметь одинаковый состав. Крупность частиц компонентов шихты не должна превышать 2 мм, чтобы шихта была сыпучей, влажность ее не должна превышать 1,0–1,5 %.

Мокрая шихтоподготовка включает распульпацию всех свинецсодержащих материалов, мокрое измельчение флюсов и кокса с классификацией в гидроциклонах, усреднение шихты. Пульпу усредненной шихты фильтруют, кек подвергают двухступенчатой сушке до остаточной влажности около 1 %, после чего направляют на плавку в аппарат КИВЦЭТ-ЦС.

Шихту из бункеров и технический кислород (95–96 % O₂) через вертикальную горелку вводят в обжигово-плавильную камеру агрегата. Шихту и кислород подают в соотношении, обеспечивающем степень десульфуризации, близкую к 100 %. Обжиг и плавление шихты осуществляются во взвешенном состоянии (см. рисунок 3.4).

В обжигово-плавильной камере получают жидкие продукты плавки: черновой свинец, шлак, иногда штейн и концентрированные по SO₂ (~70 %) технологические газы. Извлечение свинца в черновой металл в обжиговоплавильной камере достигает 35–40 % от исходного в концентрате.

1газоохладительный стояк; 2обжигово-плавильная камера; 3горелка;

4факел; 5электротермическая камера; 6загрузочные отверстия для кокса; 7электроды; 8газоход электротермической камеры

Рисунок 3.4. Схема аппарата "КИВЦЭТ-ЦС"

Если в составе свинцовых концентратов содержится медь, то еҰ переводят в черновой свинец либо в некондиционный (с высоким содержанием свинца) штейн. Шлак, полученный в обжигово-плавильной камере, подвергают углетермической обработке в электротермической камере аппарата. Окисленные соединения свинца, цинка и других металлов восстанавливаются до металла или низших оксидов. В электротермической камере поддерживается температура шлаковой ванны 1350–1400 °С и загружается кокс для создания сильновосстановительной атмосферы.

Образовавшиеся оксиды в виде пыли уносятся газами из аппарата и поступают в систему газоочистки от пыли. Уловленные возгоны содержат около 50 % цинка и 22–30 % свинца.

В электротермической камере образующийся металлический свинец в основном переходит в черновой металл, часть свинца – в возгоны, а цинк переводится в возгоны на 90–92 %.

Газы, поступающие из обжигово-плавильной камеры, охлаждаются в газоохладительном стояке и очищаются от пыли в электрофильтре. Очищенные газы, содержащие 30–70 % SO₂, могут быть использованы для производства серной кислоты, жидкого ангидрида или элементарной серы.

В электрофильтре улавливается 99,99 % пыли [66]. Пыль либо возвращается в шихту плавки, либо направляется на специальную переработку.

Для повышения извлечения свинца в черновой металл в обжигово-плавильной камере было предложено усовершенствовать процесс плавки в аппарате КИВЦЭТ путем загрузки на поверхность шлаковой ванны обжигово-плавильной камеры восстановителя – кокса или клинкера после вельцевания цинковых кеков.

Полученный шлаковый расплав в обжигово-плавильной камере в виде мелких капель проходит через кусочки раскаленного кокса или клинкера, т. е. через слой коксового фильтра. При этом оксид и силикат свинца в значительной степени восстанавливаются, и свинец переходит в черновой металл.

Извлечение свинца в черновой металл в обжигово-плавильной камере повышается с 35–40 % до 90 %.

Оксид цинка из шлака при этом не восстанавливается из-за значительно большего значения энергии активации, необходимой для восстановления его по сравнению с оксидом свинца. Оксид трехвалентного железа (Fe₂O₃), который частично образуется в факеле, восстанавливается до оксида двухвалентного железа (FeO) в коксовом фильтре. Восстановительный коксовый фильтр в обжигово-плавильной камере позволяет получать шлак с невысоким содержанием оксида свинца и меньшего объема. В электротермической камере аппарата, куда переходит шлак для доработки, концентрация оксида свинца быстро снижается до 1 %.

Плавка свинцовых концентратов в аппарате КИВЦЭТ-КФ с коксовым фильтром позволяет повысить производительность аппарата, значительно улучшить качество цинковых возгонов, которые содержат мало свинца и не содержат хлора и фтора; увеличить извлечение свинца в черновой металл.

Лимитирующей стадией КИВЦЭТ-процесса является доработка шлаков в электротермической камере с восстановлением и переводом в возгоны цинка. Процесс восстановления оксида цинка экстенсивен, требует большой продолжительности, высокой температуры, большого расхода восстановителя и значительного расхода электроэнергии и не позволяет получить конечное содержание цинка в доработанном шлаке менее 2,5–3,0 %.

С целью увеличения производительности аппарата КИВЦЭТ, уменьшения расхода электроэнергии, а также снижения капитальных затрат на строительство КИВЦЭТ-установки было предложено шлаки, получаемые при плавке, дорабатывать не в электротермической камере аппарата, а направлять на доработку методом фьюмингования, при котором значительно ускоряются восстановление и возгонка из шлака цинка. Доработка шлака фьюмингованием позволяет значительно уменьшить площадь электротермической камеры аппарата КИВЦЭТ с 22 м² до 6–8 м², повысить удельную производительность аппарата 2,0–2,8 раза, снизить в 3–4 раза расход электроэнергии и повысить извлечение цинка в возгоны.

На основании опытно-промышленных испытаний определили технологические условия стабильной работы аппарата КИВЦЭТ: мокрая шихтоподготовка, глубокая сушка шихты до влажности менее 1 %, плавка сухой шихты в КИВЦЭТ-КФ с доработкой шлака с целью извлечения цинка процессом фьюмингования.

Технология переработки свинцовых концентратов позволяет вести процесс плавки с более низким расходом топлива, кислорода, низким выходом обогащенных сернистым ангидридом технологических газов. Благодаря этому снижаются капитальные и эксплуатационные затраты на охлаждение, очистку и утилизацию таких газов. Пылевынос при плавке в агрегате КИВЦЭТ-КФ составляет не более 6 %. Технология обеспечивает высокое общее извлечение свинца в черновой металл до 99 %, извлечение цинка в возгоны 94–95 %, высокую производительность плавильного агрегата с более низкой его стоимостью [6].

3.3. Производство вторичного свинца

Учет экологических факторов в подходах к государственному регулированию экономического развития стал приоритетным во многих странах мира в связи с общим ухудшением экологической обстановки. Ужесточение санитарных норм на загрязнение окружающей среды привело к разработке и внедрению экологически чистых технологий во всех сферах промышленного производства. В свинцовое производство постепенно внедрялись экологически чистые технологии прямой плавки свинцового сырья (процессы Caldo, QSL, Mitsubishi и Ausmelt), частично заменившие традиционный способ "агломерации - шахтной плавки", не отвечающий современным экологическим требованиям. Цинковое производство, напротив, повсеместно переходило на экологически чистые гидрометаллургические технологии полного выщелачивания сырья. Благодаря естественному составу свинцового и цинкового сырья металлургические производства свинца и цинка тесно связаны потоками окисленных свинец- и цинксодержащих промпродуктов. Потребность в их переработке определяется не только экономической целесообразностью повышения комплексности извлечения металлов из сырья, но и экологическими задачами защиты окружающей среды от загрязнения токсичными материалами. Наблюдаемые тенденции переориентации и опережающего развития цинкового производства обусловили постепенное нарастание потока свинецсодержащих промпродуктов электролитных цинковых заводов в свинцовое производство.

В то же время качество подобного свинецсодержащего сырья ограничивает возможности его переработки существующими технологическими способами. Это ведет к накоплению токсичных свинецсодержащих материалов (кеков, шламов) в цинковых производствах. Подобная ситуация с накоплением свинцовых пылей складывается и в интенсивно развивающемся медном производстве. Тем самым, проблема переработки окисленных свинецсодержащих промпродуктов цинкового и медного производства все более обостряется с ростом загрязнения окружающей среды в районах размещения данных производств токсичными соединениями свинца.

3.3.1. Извлечение свинца из свинцово-кислотных аккумуляторов

Лом и отходы свинца и его сплавов подразделены на 4 класса: А, Б, Г, АЛ (лом и отходы свинцовых аккумуляторов) [12].

Класс А разделен на четыре группы:

свинец чистый марок С0000, С000, С00, С0, С1, С2, С3; содержание Pb, %: в 1-м сорте не менее 97, во 2-м – не менее 90;

свинец сурьмянистый марок ССу1, ССу2, ССу3, ССу8, ССу10, ССуМ, ССуМ1, ССуМ2, ССуМ3, ССуМт, ССуМО, ССуА, УС, ССу; типографские сплавы МШ1, МШ2, МШ3, МП1, МСМ1, МЛН1; содержание металла не менее, %: в 1-м сорте – 95, во 2-м – 93, в 3-м – 90;

баббиты кальциевые марок БКА, БК2, БК2Ш; содержание металла, %: в 1-м сорте не менее 95, во 2-м – не менее 85;

низкокачественные лом и отходы свинца и сплавов, не отвечающие требованиям 1–3 групп; содержание металла, %: не менее 75.

Класс Б (стружка свинца и сплавов) разделен на две группы:

стружка свинца и кальциевых баббитов (1-й сорт) и стружка свинцово-сурьмянистых баббитов (2-й сорт); содержание металла, %: не менее 97;

стружка, не отвечающая требованиям группы 1; содержание металла, % - не менее 50.

Класс Г (прочие отходы свинца и сплавов) разделен на 2 сорта:

шламы, съемы, изгарь; содержание металла, %: не менее 60;

шламы, глет, паста, зола, тировые земли; содержание металла, %: не менее 10.

Класс АЛ имеет две группы:

свинец аккумуляторный пяти сортов; содержание металла, % - не менее: в 1-м сорте – 90, во 2-м – 85, в 3-м и 4-м сортах – 75, в 5-м (аккумуляторный шлам) – 60.

свинец аккумуляторный низкокачественный, не отвечающий требованиям группы 1; содержание металла, %: не менее 40. К 1-му сорту отнесены свинцовые аккумуляторы, ко 2-му – аккумуляторы с медными пластинами.

Состав лома и отходов. При производстве свинцовых сплавов используют качественное вторичное сырье – лом и отходы первых сортов групп 1 и 3 класса А и группы 1 класса Б. Для производства сурьмянистого свинца применяют самое разнообразное вторичное и техногенное сырье – аккумуляторный лом, металлические и окисленные отходы свинца и сплавов, отработанные химические соединения свинца.

Наиболее сложный вещественный состав имеет аккумуляторный лом, доля которого в общем объеме перерабатываемого вторичного свинцового сырья достигает 80 %. В таком ломе 60 % свинца, причем половина его находится в пластинах, контактах и перемычках в виде сурьмянистого свинца, содержащего 3,5–6 % Sb; другая половина сосредоточена в активной массе пластин. Масса положительных пластин содержит, %: 90 PbO₂, 7 PbO, 3 PbSO₄, отрицательных, %: 95 Pb, 3 PbO, 2 PbSO₄. Аналогичный вещественный состав имеет образующийся при эксплуатации аккумуляторов шлам, среднее содержание свинца в котором составляет 70,8 %. В аккумуляторном ломе содержится 20 – 25 % органических веществ – эбонита, полипропилена, полиэтилена, поливинилхлорида, пека, тканей, из которых изготовлены моноблоки, крышки, сепараторы, пробки и уплотнители аккумуляторных батарей. Засоренность отработанных батарей с электролитом - в среднем 50 %, без электролита: в эбонитовых моноблоках – 45 %, в термопластовых – 40 %.

В настоящее время перерабатывают как разделанный, так и неразделанный аккумуляторный лом. Морские аккумуляторы кораблей Каспийского моря поступают, как правило, в виде отдельных секций, автомобильные – в основном в виде целых батарей. Большое количество аккумуляторного лома приходит в виде отдельных пластин и полублоков с осыпавшейся активной массой. Пластины и шламы чаще всего пропитаны серной кислотой.

В мировой практике получили применение в основном схемы разделки аккумуляторного лома с использованием операций дробления, классификации и последующего гравитационного разделения дробленых продуктов. Различаются эти схемы лишь методом гравитационного разделения, которое осуществляется в воздушной, водной и тяжелой суспензионных средах.

Основными пирометаллургическими способами переработки вторичного сырья на черновой свинец являются шахтная плавка и плавка в электрических печах. Также применяют плавку в отражательных и барабанных печах.

Шахтная плавка свинцового сырья. Шахтная плавка вторичного свинцового сырья является типичным восстановительным процессом (см. рисунок 3.5).

Рисунок 3.5. Схема типичного процесса восстановления аккумуляторных батарей в шахтной печи

Ее задача состоит в том, чтобы свинец и сурьму сконцентрировать в металле, а все остальные компоненты перевести в шлак. Возможно получение некоторого количества штейна (когда серы в шихте больше 1–2 %).

Органические соединения в отходящих газах печи доокисляются в последующей камере дожигания и газа, затем охлаждаются и очищаются в рукавном фильтре. Пыль фильтра дихлорируется и возвращается в печь.

В шахтной печи шихта заполняет верхнюю часть печи, в нижней части печи обогащенный кислородом воздух вдувается внутрь, чтобы зажечь кокс и расплавить шихтовые материалы. Воздух инжектируется в нижнюю часть печи, и образующиеся потоки газа поступают в верхнюю часть печи, проходя через материал, загруженный сверху. Сера от батарейной пасты (сульфат свинца) в основном (более 90 %) поглощается железным штейном, оставшаяся сера в печи (менее 10 % от первоначального объема) отходит из печи в виде SO₂ газа. Отходящие газы, содержащие непрореагировавшие углеводороды и остаточные CO, обрабатываются в камере дожигания с последующей очисткой сухой известью и щелочной водой. Там, где это применимо, может быть использовано тепло отходящих газов.

Особенностью перерабатываемого вторичного сырья является присутствие в нем шихтовых компонентов двух разновидностей – с повышенной упругостью насыщенного пара при высоких температурах и с пониженной упругостью.

К первой группе относятся, прежде всего, соединения сурьмы и свинца. Вторая группа более обширна. Она включает соединения других цветных металлов (например, меди), соединения железа и пустую породу.

Наиболее легко переходят в газовую фазу соединения сурьмы. Для температуры 772 °С упругость пара составляет 7,98 кПа. Повышенную летучесть имеет сульфид свинца.

К числу основных взаимодействий в шахте печи следует отнести процессы диссоциации высших оксидов и сульфатов, взаимодействия между твердыми и газовыми, твердыми и жидкими компонентами. Так, сульфаты свинца начинают заметно диссоциировать при температуре выше 707 °С, PbO₂ при 627 °С практически полностью разлагается с образованием PbO. Неразложившийся сульфат свинца взаимодействует с сульфидом по реакции:

PbSO₄ + PbS = 2Pb + 2SO₂

(3)

Твердая шихта, находящаяся в шахте печи, пронизывается восходящим газовым потоком, одним из компонентов которого является СО – продукт неполного сгорания кокса в фокусе печи. Оксиды цветных металлов, как было отмечено ранее, являются легко восстановимыми. Процессы восстановления протекают в основном в твердых фазах по схеме твердое – газ.

По мере приближения шихты к фокусу печи (зоне наиболее высоких температур) развиваются реакции между твердыми и жидкими компонентами, а также взаимодействие в жидких фазах.

Роль восстановителя при плавке выполняет также металлическое железо. Оно поступает в печь с шихтовыми компонентами, а иногда вводится специально в виде флюсов. Оксид железа необходим для образования шлака, металлическое железо для взаимодействия по реакциям:

	РbО + Fe = FeO + Pb	(4)
	PbS + Fe = FeS + Pb	(5)

Жидкие продукты плавки, шлак и металл концентрируются во внутреннем горне, где происходит их разделение по плотности. По мере охлаждения выплавленного свинца в котле на поверхности расплава образуется спрудина, состоящая из первичных кристаллов сурьмянистой и оловянистой меди, а также железистых металлических соединений и сульфидов, распределенных в свинце. Выход спрудины тем больше, чем полнее ведут восстановление шихты в печи и чем беднее по свинцу и сурьме шлаки. Образующуюся спрудину снимают, охлаждают и направляют на переработку, а сурьмянистый свинец удаляется из горна с нижней его части непрерывно (через сифон), шлак – периодически через летку, расположенную в верхней части горна. Это создает благоприятные условия для протекания процессов на границе металл – шлак и позволяет приблизить систему к равновесному состоянию. Материальный баланс шахтной плавки вторичного свинцового сырья представлен в таблице 3.1, а распределение металлов в таблице 3.2.

Таблица 3.1. Материальный баланс шахтной плавки вторичного свинцового сырья

№ п/п	Исходное сырье и продукты плавки	%	Содержание основных металлов, %
№ п/п	Исходное сырье и продукты плавки	%	Pb	Sb	Sn	Cu
1	2	3	4	5	6	7
	Загружено
1	Агломерат	39,20	20,89	0,61	0,47	0,98
2	Аккумуляторный лом	44,2	71,5	2,42	0,13	0,2
3	Несортное сырье	4,2	6	2,92	0,44	0,01
4	Шликеры	4,86	62,21	3,99	2,10	7,38
5	Оборотный шлак	7,14	0,95	0,04	0,07	0,21
	Получено
6	Черновой свинец	46,18	93,47	3,51	0,45	1,25
7	Шлак	46,46	0,95	0,04	0,07	0,21
8	Штейн	4,96	15,13	0,14	0,33	5,10
9	Пыль	2,40	48,44	0,58	2,38	0,35

Таблица 3.2. Распределение металлов по продуктам шахтной плавки, %

№ п/п	Продукт плавки	Pb	Sb	Sn	Cu
1	2	3	4	5	6
1	Черновой свинец	93,98	99,36	56,47	66,34
2	Шлак	0,96	1,25	8,84	11,20
3	Штейн	1,62	0,43	4,43	29,10
4	Пыль	2,53	0,85	15,21	0,95
5	Потери	0,63	0,21	3,06	0,25
6	Невязка	-0,28	2,10	-11,99	7,84

Переработка отходов в электрических печах. Переработка вторичного свинецсодержащего сырья в электропечах является прогрессивным процессом. Его очевидным преимуществом по сравнению с переработкой аккумуляторного лома и агломерированного вторичного сырья в шахтных печах является низкий расход кокса, который добавляют в шихту только в количестве, обеспечивающем протекание восстановительных реакций в печи. При этом отпадает необходимость в использовании воздуха для сжигания кокса, в результате чего образуется небольшое количество газов, сокращаются пылевынос и затраты на пылеулавливание. При электроплавке значительно сокращаются потери тепла как с отходящими газами, так и со шлаком, выход которого уменьшается в 2,5 раза.

На электроплавку поступают: лом и отходы свинца и сурьмянистого свинца; аккумуляторный лом; изгарь; шламы; металлизированный продукт от разделки аккумуляторного лома.

Электроплавка на свинцовосурьмянистый сплав предъявляет повышенные требования к подготовке вторичного сырья, которые заключаются в тщательном проведении следующих операций: приемка, сортировка, разделка, подготовка к плавке. В холодный период года сырье обязательно сушат до остаточной влаги не более 4 %.

Шихта для плавки в электропечи состоит из 100 % (содержание свинца не менее 75 %) вторичного сырья, 4–6 % от массы вторсырья кальцинированной соды, 1,5–2,0 % известняка, 2–3 % железной стружки, 5–8 % металлургического кокса. Кокс дозируют из расчета получения постоянного его слоя на поверхности расплава толщиной 50–100 мм.

Состав шихты определяют необходимостью получения шлакоштейнового расплава следующего состава, %: 3–5 Рb; 23–30 Fе_общ.; 1,2–3,0 Сu; 12–15 S; 1720 Na; 7-9 SiO₂; 12-14 СаО; 7,3-16,0 – прочие.

При получении свинцовосурьмянистого сплава в электропечи совмещаются процесс плавки и взаимодействия сульфата и оксида свинца с содой (или содово-сульфатной смесью), другими оксидными компонентами шихты и углеродистым восстановителем. Расплавление шихты в электропечи в восстановительной атмосфере сопровождается образованием жидких фаз; черновой свинец располагается в нижней части печи; штейношлаковый расплав – более легкая фаза составляет верхнюю часть расплава.

Поскольку во вторичном сырье содержание компонентов пустой породы невысокое, шлак отдельной фазой не образуется, а входит в состав штейношлакового расплава.

Процесс плавки осуществляют в трехфазной трехэлектродной печи с диаметром электродов 0,3 м. Необходимую температуру в печи поддерживают как за счет тепла, выделяющегося при прохождении электрического тока через шлаковый расплав, так и в результате излучения электрических дуг, образующихся между электродами и шихтой.

Выход продуктов плавки следующий, %: 73–76 чернового свинца, 12–16 шлако-штейна, 5–7 пыли, 0,3 щелочных плавов.

Вращающиеся (наиболее распространенные печи до сих пор), качающиеся вращающиеся и отражательные (наиболее распространенные в США и также используемые в Евросоюзе) печи могут использовать сжигание газа или мазута с обогащенным кислородом в различных вариантах. Во вращающихся печах плавка обычно осуществляется порционно, шлак и металл сливаются отдельно, и партия шлака обрабатывается для извлечения свинца и производства шлака постоянного состава.

Большая часть серы из шихты переходит в шлак. Шлак может включать содовосульфидножелезное соединение с небольшим количеством свинца и других металлов или силикатный шлак, который более приемлем для утилизации. Пыли, улавливаемые системой газоочистки от вращающихся роторных печей и рафинировочных котлов, являясь оборотным материалом, направляются на переплав в печи. В наклоняющихся вращающихся печах плавка также осуществляется порционно. Но шлак и металл могут быть успешно отделены после охлаждения. Сера также успешно переходит в шлак и может быть на 40–80 % эффективнее, чем во вращающихся печах (обе печи используют десульфаризированную пасту). В отражательных печах плавка непрерывна, спек и металл удаляются отдельно. Спек расплавляется (обычно во вращающейся печи для производства силикатного шлака), поток отходящего газа из отражательной печи содержит SO₂, который взаимодействует с известью с получением гипса. Печи, описанные выше для плавки первичного сырья, упомянуты здесь, так как они могут быть использованы для плавки вторичных материалов.

В процессе Ausmelt серосодержащая паста и восстановитель непрерывно подаются в печь и черновой свинец сливается периодически. Когда ковш полностью заполняется шлаком, восстанавливающий агент и флюсы добавляются для производства высокосурьмянистого черного металла и отвального шлака. Шлак может быть также восстановлен в отдельной печи.

В QSL-процессе некоторые компоненты аккумуляторных батарей, такие как паста, перерабатываются вместе с другими вторичными материалами (дроссы, шламы, отходы выщелачивания, пыли и другие).

3.3.2. Извлечение свинца из остатков и лома

В стальных котлах, допускающих кратковременный перегрев до 700 – 800 °С, перерабатывают отсортированный металлический лом рольного свинца и химической аппаратуры, не содержащий окислов или других соединений свинца и расплавляющийся при температуре ниже 600 °С. После полного расплавления лома (при температуре, не превышающей 500–550 °С) и снятия всплывающих на поверхность расплава тугоплавких пенок, называемых спрудиной, и медистых съемов свинец перекачивают в разливочный котел.

При плавке свинцового лома в котлах в сплав переходит 96,5–97 % металла, в оборотные съемы 2,3–2,8 %, теряется 0,7 %. Полное извлечение с учетом переработки съемов достигает 98,7 %.

Свинцовые материалы, содержащие значительное количество окислов и сульфатов свинца, плавят при температуре выше 900 °С в отражательных и короткобарабанных печах, отапливаемых мазутом или газом. Отражательные печи, площадь пода которых до 6 м² и глубина ванны 400 мм, позволяют перерабатывать мелкие порошкообразные материалы без предварительного окускования.

Плавку в отражательных печах ведут периодически. После загрузки шихты для окончательного ее расплавления и завершения реакций в печи поддерживают температуру 900–1050 °С. Выпущенный из печи в котел металл охлаждают до 400–450 °С, снимают с него спрудину, а затем разливают в чушки, дополнительно снимая в изложницах всплывающую пенку, возвращаемую в отражательную печь. Шлак из печи выпускают после металла, охлаждают, разбивают и перерабатывают в шахтной печи.

В результате отражательной плавки свинцового лома без добавки восстановителя получается малосурьмянистый свинец, богатые свинцом шлаки и спрудины. Кроме того, значительное количество свинца и особенно сурьмы улетучивается. При переработке оборотных продуктов может быть достигнуто извлечение свинца около 95 % при потерях с газами 5 %. При отражательной плавке свинцового лома с добавкой небольшого количества восстановителя (практика некоторых американских заводов) содержание сурьмы и олова в сплаве повышается, потери этих металлов снижаются, а одновременно выход спрудины увеличивается и состав ее приближается к получаемому свинцовому сплаву. В Германии в последнее время довольно широко применяют вращающиеся короткобарабанные печи, отапливаемые мазутом или газом.

В таких печах лучше осуществляется перемешивание и используется тепло. Поэтому производительность барабанных печей выше, чем отражательных печей соответствующего размера. Однако улетучивание металла в них больше, поэтому мелкие материалы в этом случае рекомендуется брикетировать.

При плавке свинцового вторичного сырья получают черновой свинец, спрудину, шлак и пыль. Черновой свинец может быть выдан в виде товарного сурьмянистого или рафинированного металла, все остальные продукты плавки также подлежат переработке.

Состав сплава зависит от качества сырья и содержания в нем металлов примесей. Металлы используются лучше в том случае, если сплавы приготавливают из одноименных соответствующих видов сырья свинцово-оловянный лом используют для приготовления оловянистых баббитов, свинцово-сурьмянистый лом направляют на производство сурьмянистого свинца; лом, содержащий натрий и кальций, служит для производства кальциевых баббитов.

При смешанном сырье (с переменным составом) из него сначала выплавляют промежуточные ставы, которые затем шихтуют и переплавляют на продукцию заданного состава. Приготовление промежуточных сплавов из чистого лома сводится к расплавлению лома в котле без каких-либо дополнительных операций. Разливку для большей однородности ведут при перемешивании расплава в котле. Получение сурьмянистого сплава из более загрязненного лома требует предварительного ликвационного рафинирования от меди и железа.

Сурьмянистый свинец из аккумуляторного лома выплавляют в шахтной или отражательной печи. При этом для максимального перевода сурьмы в свинцовый сплав плавку ведут в восстановительной атмосфере. Если необходимо получить бедные сурьмой сплавы, то плавку ведут в отражательных печах без восстановителя. При этом основная масса примесей окисляется глетом и переводится в шлак.

В отдельных случаях возникает необходимость рафинировать вторичный свинец от всех или от основной массы примесей. В этом случае применяют обычные способы рафинирования, описанные выше. При рафинировании вторичного свинца для удаления железа, мышьяка, меди и сурьмы иногда применяется алюминий, который не растворим в свинце и образует с перечисленными примесями тугоплавкие и не растворимые в свинце интерметаллические соединения. Алюминий вмешивают в расплавленную ванну свинца, а всплывающие при этом кристаллы удаляют дырчатой ложкой.

Жирная спрудина содержит 90–95 % Pb, 1–3 % Sb, до 0,3 % Sn, 0,3 % Fe, 1 % S и 1,5 % Cu. Она состоит из первичных кристаллов сурьмянистой и оловянистой меди, а также железистых металлических соединений и сульфидов, распределенных в значительной массе свинца.

Обычно жирную спрудину подвергают ликвации при 500 °С в небольшой пламенной печи с наклонным подом. Вытапливаемый свинец используют в качестве подготовительного сплава при производстве баббитов. Сплав содержит 97 % Pb, 1,8 % Sb, 0,8 % Cu и 0,25 % Sn. В него извлекается 83 % Pb и 44 % Sb.

Получаемая после ликвации сухая спрудина, выход которой не превышает 20 %, содержит около 60 % Pb, 10 % Sb, 3 % Sn и 2,5 % Cu. В нее переходит 12 % Pb и 55 % Sb. При более полной ликвации сухая спрудина может содержать до 40 % Pb значит и больше всех металлов-примесей.

Было предложено много методов переработки спрудины, основанных на различных способах удаления меди с использованием обезмеженного сплава для приготовления баббитов: методы обезмеживания серой, присадкой кремния (не получившее распространения) и сульфатизирующим обжигом с последующим выщелачиванием серной кислотой.

Простая ликвация жирной спрудины позволяет быстро возвращать в производство основную массу свинца. Сухую спрудину целесообразно накапливать и периодически перерабатывать для извлечения из нее сурьмы, олова и других металлов на заводах производства первичного свинца.

В мире подавляющее количество баббитов производится из вторичного сырья.

Баббиты в зависимости от содержания в них олова и свинца подразделяются на три группы:

1) на оловянной основе – без свинца;

2) на свинцовой основе – с оловом;

3) на свинцовой основе – без олова.

В производстве цветной металлургии предусмотрено четыре марки свинцовооловянных баббитов (Б16, БH, БТ, Б6), две марки оловянных баббитов (Б89 и Б83), две марки безоловянных кальциевых баббитов (БК и БК2), а также свинцовосурьмянистые баббиты БС1 и БС2.

Свинцовооловянные баббиты изготовляют из лома и отходов, подготовительных сплавов, лигатуры и первичных металлов, необходимых для подшихтовки.

Баббит Б16 представляет собой четырехкомпонентный став Pb-Sn-Sb-Cu на свинцовой основе, содержащий 15–17 % Sb, 15–17 % Sn, 1,5–2,0 % Cu и 0,6 % суммы примесей других металлов. Медь вводят в сплав для предотвращения заметной ликвации сплавов на свинцовооловянной основе.

Плавку ведут в чугунных котлах емкостью 2 тонны. Средняя стойкость котлов 100 плавок. В котле сначала расплавляют подготовительный сплав, лигатуру и сурьму, затем расплав доводят до температуры 700–750 °С и покрывают его поверхность древесным углем для предотвращения окисления, после этого загружают остальную часть шихты, причем олово в последнюю очередь.

Сплав тщательно перемешивают, поверхность его очищают от золы, остатков угля и окислов металлов и после небольшого отстаивания и вторичного перемешивания разливают в чушки при 360–400 °С.

Баббит БH представляет собой многокомпонентный сплав на свинцовой основе. Он содержит 13–15 % Sb, 1,5–2,0 % Cu; около 1,5 % Cd, 1 % Ni, 9 % Sn, 0,5–0,9 % As и остальное – свинец.

Сплав готовят так же, как и сплав Б16, расплавляя сначала богатый медью подготовительный сплав, всю сурьму и лигатуру; далее вводят мышьяк, олово и последним – кадмий. Сплав разливают в чушки при 500–540 °С.

Баббит БТ содержит 14–16 % Sb, 9–11 % Sn, около 1 % Cu и до 2 % Te. Сплав готовят аналогично предыдущим, в последнюю очередь вводя в котел при 550–600 °С сурьмянотеллуристую лигатуру и олово. Разливают сплав при 400 – 450 °С.

Свинцовокальциевонатриевые баббиты. Первые опыты по получению сплавов свинца со щелочными металлами проводились академиком А.А. Бочваром и профессором, доктором технических наук H.Н. Мурачом методом электролиза расплавленных хлористых солей кальция и натрия.

Вводимый в свинец металлический кальций образует твердые кристаллы Pb₃Ca, а металлический натрий образует мелкие кристаллы Na₂Pb₅, равномерно распределенные в свинце и увеличивающие его твердость. Сплав содержит 0,6 – 0,9 % Na и 0,85–1,15 % Ca.

Так как требования к содержанию примесей очень строгие, для производства баббита БК применяют только хорошо отсортированный свинцовый лом, кабельные оболочки, свободные от сурьмы рольные листы и другие отходы, содержащие не более 0,3–0,4 % Sb.

Кальциевые баббиты получают тремя способами: с применением хлористого кальция (хлоридный), с применением металлического кальция и методом электролиза расплавленных солей. В печи с площадью 1,5–2,0 м² и глубиной ванны 100–150 мм расплавляют хлористый кальций, который добавляют к свинцовонатриевому сплаву, приготовленному в котле. При этом образуется тройной сплав Pb-Na-Ca, представляющий основу кальциевого баббита BK, и смесь солей NaCl и CaCl₂. Сплав отливается в чушки при 550600 °С.

В случае применения металлического кальция его вводят в свинцовую ванну, нагретую до 800 °С. Так как реакция образования Pb₃Ca протекает весьма бурно, то натрий во избежание его улетучивания вводят в охлажденный двойной сплав после полной ассимиляции кальция. Указанный способ требует большого расхода свинца и кальция.

Необходимость повышения экономической эффективности вторичного производства свинца и удовлетворения растущих потребностей к защите окружающей среды от выброса загрязняющих веществ привела к частичной или полной замене пирометаллургических методов переработки лома свинцовых аккумуляторов на гидрометаллургические. Гидрометаллургические схемы эффективны при селективном извлечении металлов с получением товарных продуктов и организацией замкнутой по токсичным растворам технологической схемы.

Результаты исследований и опыт работы зарубежных и отечественных предприятий свидетельствуют о том, что разделка дробленых отработавших батарей позволяет экологически приемлемыми способами практически полностью перевести содержащийся в батареях свинец в два богатых по нему продукта: пасту (окислительно-сульфатная фракция) и металлическую фракцию, выделить товарный полипропилен и получить отходы с низким содержанием свинца, которые после его отмывки могут быть использованы в дорожном строительстве.

Обессеривание сульфатно-оксидной фракции проводят путем обработки ее раствором соды. Сущность этого процесса состоит в переводе сульфат-иона из сульфата свинца в раствор, а свинца в менее растворимое соединение. В качестве основных десульфуризующих реагентов применяют гидроксид натрия и карбонаты щелочных металлов или аммония.

При этом за счет реакции:

PbSO₄ + Na₂CO₃ → PbCO₃ + Na₂SO₄

(6)

Cеру переводят в раствор. После упарки раствора получают сульфат натрия в виде готовой продукции. Однако выделение паров свинца в окружающую среду в этом случае также остается высоким.

3.3.3. Восстановление свинца из отходов - пыли металлургического производства

На металлургических заводах в процессе обжига, агломерации, плавки сульфидного сырья, конвертировании медных и медно-свинцовых штейнов, а также переработке окисленного свинцово-цинкового сырья, цинкосодержащих и оловосодержащих шлаков получается значительное количество разнообразных по составу сухих пылей и возгонов.

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 пыли переходят также мышьяк, хлор и фтор, значительно осложняющие их дальнейшую переработку.

Извлечение ценных компонентов в пыли на отдельных переделах различно. Так, таллий в свинцовом производстве переходит преимущественно в пыли агломерации, кадмий – в основном в пыли шахтной плавки и частично в пыли агломерации, селен почти равномерно распределяется между пылями агломерации, шахтной плавки и конвертирования полиметаллического штейна. При обжиге цинкового концентрата в шламы сернокислотного производства переходит большая часть селена и ртуть. В медном производстве при обжиге и плавке концентратов в пыли извлекается основное количество рения и висмута, при конвертировании штейна – значительная часть цинка, свинца, кадмия, висмута, индия, таллия, германия, рения. Суммарно в пыли всех пределов переходит от 60 до 90 % кадмия и таллия, более 80 % селена, ртути и рения, значительная часть цинка, свинца, индия.

Таблица 3.3. Примерный состав образующейся и перерабатываемой пыли при производстве свинца, %

№ п/п	Компонент	Процесс
		Агломерация	Шахтная плавка	Конвертирование

1	2	3	4	5
1	Zn	1,4–2,0	8–28	6–12
2	Pb	50-60	32-54	44-56
3	Cu	0,2-0,5	0,1-0,5	1,2-1,6
4	Cd	1,0-1,5	1,5-3,0	0,2-0,6
5	Bi	0,1-0,2	0,02-0,1	-
6	In	0,001	0,002-0,5	0,004-0,007
7	Ta	0,12-0,3	0,008-0,02	0,001
8	Ge	0,001	0,001	0,001
9	S	-	-	3–5
10	Re	-	-	-
11	Se	0,15–0,9	0,05–0,4	0,4-0,9
12	Te	0,07-0,2	0,07-0,2	0,03-0,1
13	Fe	-	-	0,2-0,4
14	As	0,5-5	0,5-3	7,5-20
15	Sb	-	-	-
16	CaO	-	-	-
17	SiO₂	-	0,1	-
18	Cl	0,5-6	-	-
19	F	0,1-0,3	-	-

Грубая пыль улавливается в пылевых камерах, циклонах и сухих электрофильтрах. Наиболее тонкие пыли этими устройствами не улавливаются и в ряде случаев выбрасываются вместе с газами в атмосферу. Улавливание очень тонкой пыли осуществляется главным образом в устройствах для мокрой очистки газов – скрубберах, пенных аппаратах и мокрых электрофильтрах – в виде пульпы, после сгущения которой получаются шламы, содержащие ряд ценных компонентов.

В связи с высоким содержанием свинца пыли свинцового производства в большинстве случаев возвращают на агломерацию. В некоторых случаях часть их обжигают и перерабатывают гидрометаллургическим способом в основном для извлечения кадмия. Многократный оборот пыли в производственном цикле приводит с одной стороны к накоплению в них цветных и редких металлов, с другой − при каждом цикле оборота возникают новые дополнительные потери металлов (механические, со шлаками, с газами за счет неполного улавливания легколетучих соединений).

Оборот пыли проводит не только к потере редких и цветных металлов, но и существенно осложняет технологию извлечения основных компонентов, снижает ее показатели. Так, переработка пыли совместно со свинцовыми концентратами приводит к снижению производительности агломашин, а циркуляция содержащегося в них мышьяка увеличивает потери свинца со шлаком, повышает выход шпейзы и потери с ней благородных металлов, приводит к повышенному настылеобразованию в плавильных агрегатах, вызывает значительные трудности при рафинировании свинца и в конечном итоге снижает его извлечение в металл. Циркуляция Pb, As, Bi в производстве меди снижает сортность черновой меди, затрудняет электролиз и получение кондиционного медного купороса.

Таким образом, возврат пыли в процесс приводит к нежелательным последствиям. В то же время высокое содержание в пыли мышьяка, хлора и фтора снижает извлечение из них цинка и кадмия, а в некоторых случаях делает практически невозможным извлечение редких металлов. Поэтому технологические схемы переработки пыли должны обеспечивать не только извлечение ценных компонентов, но и вывод из процесса мышьяка, хлора и фтора.

Разнообразие и сложность процессов, связанных с выводом мышьяка, хлора и фтора и извлечением многих компонентов, вызывает необходимость создания на предприятиях специализированных цехов по переработке металлургических пылей и разработки соответствующей их составу технологии, обеспечивающей комплексное использование всех ценных компонентов пыли.

В пыли свинцового производства концентрируется значительное количество редких и рассеянных элементов. Степень концентрации их по отношению к руде представлена в таблице 3.4.

Таблица 3.4. Состав пыли свинцового производства

№ п/п		Cd	In	Se	Tl
1	2	3	4	5	6
1	Руда	1	1	1	1
2	Свинцовый концентрат	3-4	2	4-10	4-6
3	Пыль	150-200	20	100-150	100-150

В целом по свинцовому производству в этой пыли концентрируется до 70 % Tl, 55 % Se, 40–50 % Te, около 25 % In, а также значительная часть кадмия и других ценных компонентов сырья. Наряду с этими элементами в свинцовых пылях концентрируются мышьяк, фтор и хлор. Содержание мышьяка в пыли превышает содержание индия в 500–1000 раз, талия в 40–50 раз, селена в 10–20 раз и кадмия в 2–5 раз. Такая концентрация мышьяка делает практически невозможным извлечение из свинцовых пылей цветных и редких металлов без предварительного его удаления.

В настоящее время свинцовые пыли перерабатывают различными путями. Наиболее распространенным способом являются многократная циркуляция пылей в свинцовом производстве и затем по мере накопления в них компонентов гидрометаллургическая их переработка. Одним из эффективных гидрометаллургических способов является сульфатизация пыли серной кислотой.

Способ сульфатизации, разработанный ВНИИцветметом, заключается в предварительной грануляции пыли с серной кислотой на чашевом грануляторе с последующей термической обработкой гранул в печах кипящего слоя. Расход серной кислоты составляет 110 % от расчетного. Сульфатизацию проводят при температуре 350–400 ºС. Водное выщелачивание просульфатизированных гранул позволяет извлечь в раствор 95–97 % Zn; 93–95 % Cd и 74–93 % редких металлов. В операциях грануляции и сульфатизации из пылей отгоняется 80 – 85 % As; 70–75 % Se; 85 % Cl и 80–85 % F.

Применение воздуха, обогащенного кислородом, в печах кипящего слоя позволяет увеличить степень отгонки селена с 75 до 90 %, что существенно облегчает его дальнейшее извлечение. Остаток от водного выщелачивания сульфатного продукта содержит около 65 % Pb, 0,5 % Zn и ~0,2 % Cd.

Его возвращают в процесс агломерации свинцового производства.

Наряду с сульфатизацией пыли серной кислотой длительно применялся электротермический способ плавки свинцовых пылей с сульфатом натрия и коксом. В процессе электроплавки при 900–1000 ºС происходят восстановление сульфата натрия до сульфида, а также свинца из его соединений до металла и возгонка цинка и кадмия. Основные продукты электроплавки – металлический свинец, кадмиевые возгоны и натриевый штейно-шлаковый расплав (расплав тиосолей).

Плавку ведут в электропечи при нагрузке на электроды 6000–7000 А и при напряжении 88–100 В. Глубина ванны 1600 мм. Для обжига кадмиевых возгонов и снижения температуры газов с 700–800 ºС до 250±50 ºС в пылевую камеру подсасывают воздух. Металлический свинец направляют на рафинирование, кадмиевые возгоны отгружают цинковому заводу для гидрометаллургической переработки, а натриевый штейно-шлаковый расплав разлагают, измельчают сильной струей воды и выщелачивают, в результате чего получаются цинковый концентрат и раствор, содержащий Se, Te и In.

Основные технико-экономические показатели промышленной переработки свинцовых пылей электротермическим методом: расход Na₂SO₄– 0,25-0,40 тонн/тонну пыли; расход кокса – 0,08-0,13 тонн/тонну пыли; расход электроэнергии – 600 кВтч/тонну пыли; прямое извлечение, %: Pb в металл – 95-96, Cd в возгоны – 94,6-96,6, Zn в концентрат – 79-90,5; извлечение As, Na, Se, Te в расплав тиосолей – 80-92 %; состав кадмиевых возгонов, %: 12 - 20 Cd, 25-29 Pb, 27-37 Zn, 0,10-0,35 As; состав цинкового концентрата, %: 46-54 Zn, 21-23 S, 1,75-2,5 Na; выход продуктов плавки от массы пыли, %: чернового свинца – 52-57, штейно-шлакового расплава – 50-54, возгонов ~8; удельный проплав электропечи, тонн/(м².сут) – 7,5-8.

Электроплавкой перерабатывают все пыли шахтной плавки свинцового производства, содержащие, %: 53–58 Pb, 30 Zn, 0,8–0,9 Cd, 0,17–0,20 Se, 0,15 – 0,50 As, 15–40 г/тонну Ag. Основные преимущества способа – высокое извлечение свинца непосредственно в металл (96 %), высокое извлечение кадмия в возгоны и затем в металл (соответственно 96 и 92,5 %), относительно высокое извлечение цинка в концентрат (до 90 %).

3.3.4. Извлечение свинца и других металлов из вторичного сырья и отходов

Переработка шлаков. По своему химическому составу шлаки могут быть условно разделены на три группы:

шлаки свинцовой и оловянной плавок и очень небольшое количество шлаков медной плавки, содержащие летучие компоненты – Zn, Pb, Sn, – в таких количествах, что извлечение их экономически выгодно без полной, комплексной переработки шлака и извлечения всех компонентов;

шлаки медной плавки, содержащие менее 5 % Zn и Pb, с малым содержанием Cu и высоким железа (переработка этих шлаков может быть целесообразной только при комплексном извлечении летучих компонентов, железа и силикатной составляющей);

никелевые шлаки и часть медных шлаков, в которых содержание цветных металлов слишком мало, чтобы можно было их извлекать, и мало железа, поэтому возможна прямая их переработка для использования силикатной части.

Потери металлов со шлаками. Различают три группы потерь металлов со шлаками:

механические, обусловленные наличием в шлаках взвешенных корольков металлов и штейна;

физические, обусловленные растворением в шлаке компонентов сульфидной или металлической фаз;

химические, обусловленные наличием в шлаке невосстановленных или несульфидированных оксидов.

Физические и химические виды потерь металлов в шлаках иногда объединяют в группу электрохимических или физико-химических потерь.

Таким образом, промышленные шлаки представляют собой эмульсии с низкой концентрацией мелкодисперсных штейновых и металлических частиц. Размер капелек штейна и металлов в шлаках свинцового и медного производств колеблется в пределах от нескольких микрон до 0,1 мм.

Технология переработки цинксодержащих шлаков. Цинксодержащие шлаки образуются при плавке металлургического сырья в свинцовом, медном и оловянном производствах. В настоящее время в мировой практике применяют в основном три способа переработки таких шлаков: фьюмингование, вельцевание и электротермия. Наиболее распространен метод фьюмингования.

Сущность процесса фьюмингования заключается в следующем: в ванну расплавленного шлака, содержащего оксиды металлов, воздухом под давлением вдувают угольную пыль. Воздух подают в количестве, недостаточном для полного горения угля, поэтому углерод сгорает до СО, который и восстанавливает оксиды металлов, присутствующие в шлаке. Температура процесса – 1200–1300 °С, расход угольной пыли 17–25 % от массы шлака.

Основные реакции процесса:

	С+О₂=CO₂	(7)
	CO₂+C=2CO	(8)
	ZnO+CO=Zn_пар+CO₂	(9)

Аналогично восстанавливаются и соединения свинца. Оксиды железа частично восстанавливаются до металлического Fe, которое реагирует с оксидами и сульфидами Pb и Zn:

	PbO+Fe=Pb+FeO PbS+Fe=Pb+FeS	(9)
	ZnO+Fe=Zn+FeO ZnS+Fe=Zn+FeS	(10)

Над шлаковой ванной пары металлов и сульфидов, а также СО окисляются за счет специально подводимого или естественно подсасываемого воздуха. Полученные оксиды Zn и других металлов выносятся потоком газов из печи и улавливаются в пылеуловителях.

Для продувки жидкого шлака угольной пылью применяют шахтные печи. Процесс заключается в следующем. В печь заливают 35–80 тонн жидкого шлака и сжатым воздухом через фурмы продувают измельченный уголь (0,07 мм). Фурмы специальной конструкции допускают одновременную подачу воздуха и топлива. В жидкой ванне протекают реакции (9) и (10), сопровождающиеся возгонкой Zn и Pb. Через 1,5 - 2 часа, когда в шлаке останется ≈1,5-3,0 % Zn, процесс заканчивают и из печи выпускают обесцинкованный шлак. Начальное содержание в шлаке, %: 9–18,3 Zn, 1,2–4,5 Pb; после продувки, %: 1,4 -2,8 Zn, до 0,12 Pb.

Медь и драгоценные металлы переходят, а штейн и по мере накопления его выпускают из переднего горна печи или электрообогреваемого отстойника. Отвальный шлак гранулируют и направляют в отвал. При фьюминговании в возгоны почти полностью извлекают Pb (98–99 %), на 90 % – Zn и на 80-85 % – Sn, однако этот процесс не позволяет извлекать из шлака медь и ряд других ценных компонентов.

Наряду с угольной пылью и мазутом фьюмингование шлаков проводят и природным газом. Интенсификация процесса фьюмингования может осуществляться также путем обогащения дутья кислородом, подогрева дутья, применения металлических восстановителей.

Фьюминговые установки, как правило, перерабатывают жидкие горячие шлаки, поступающие из плавильных печей. Холодный шлак добавляют в относительно небольших количествах к горячему.

Процесс вельцевания (от нем. wälzen – катать) основан на взаимодействии шлака с восстановителем. Осуществляется он в трубчатой вращающейся наклонной печи. Твердая шихта, перекатываясь по стенкам печи, нагревается до 1100–1200 °С за счет теплоотдачи стенок печи и горячих газов, при этом протекают реакции восстановления Zn, Pb и редких элементов до металлов. Пары металлов возгоняются и в пространстве над шихтой вновь окисляются и в виде оксидов уносятся газами в пылеуловительную систему.

Химизм процесса возгонки цинка из его оксидов можно представить реакциями:

	ZnO+C=Zn_пар+CO-Q₁(Дж)	(11)
	2CO+O₂= 2CO₂+Q₂(Дж)	(12)
	2Zn_пар+O₂=2ZnO+Q₃(Дж)	(13)

Присутствующие в значительных количествах в шихте оксиды железа восстанавливаются до металла, который взаимодействует с соединениями цинка:

	ZnO+Fe=FeO+Zn_пар	(14)
	ZnS+Fe=FeS+Zn_пар	(15)

Таким образом, в возгоны извлекают Zn, Pb, Сd. Медь и благородные металлы, содержащие в шихте, не возгоняются и практически полностью остаются в клинкере – твердом остатке вельцевания, который направляют в шихту медной плавки. Выход клинкера – 85 %, а при повышенном расходе кокса – 100 % от массы шихты.

В связи с легкоплавкостью шлаков для предотвращения спекания и расплавления в шихту добавляют кокс (50–55 % от массы шихты).

Готовая шихта питателем непрерывно загружается в печь и непрерывно продвигается вдоль нее. Занимая

15 % поперечного сечения печи, шихта располагается на поднимающейся при вращении печи стенке и постепенно с нее ссыпается. Благодаря этому шихта хорошо перемешивается, что создает тесный контакт оксидов с восстановителем и обуславливает высокое извлечение Pb и Zn в возгоны. Скорость вращения барабана 0,75–1,0 об/мин.

Длительность прохождения шихты через печь, расположенную под уклоном 3–5 º, составляет 2–3 часа. За это время происходят восстановление и окисление паров металлов. Отходящие газы, содержащие оксиды, проходят через кирпичную пылеуловительную камеру и кулеры для охлаждения и поступают в электрофильтры или рукавные фильтры. Грубые частицы пыли оседают в пылевой камере и возвращаются в процесс вельцевания.

Извлечение в возгоны цинка составляет 93–97 %, Pb – 90–92 %. Клинкер от вельцевания шлаков содержит 0,39–0,87 % Zn и 0,05–0,1 % Pb. Свинцово-цинковые возгоны поступают на выщелачивание серной кислотой. Раствор направляют в основное цинковое производство, а свинцовый кек от выщелачивания перерабатывают в свинцовом производстве.

На ТОО "Казцинк" освоен технологический процесс комплексной переработки твердых шлаков свинцовой плавки вельцеванием с последующей магнитной сепарацией клинкера и использованием немагнитной его части для производства строительных материалов.

Вельцевание применяют главным образом для цинковых кеков, окисленных руд, цинксодержащих шлаков свинцовых заводов, раймовки (остаток в виде сыпучей или полуспекшейся массы, получаемый при дистилляции Zn из его агломерата).

Основные недостатки процесса вельцевания – значительный расход кокса, образование большого количества требующих очистки газов, трудности при эксплуатации, связанные с образованием в печи настылей и низкой стойкостью футеровки.

Электротермическая переработка шлаков с конденсацией цинка. Если фьюмингование наиболее целесообразно применять для жидких шлаков текущего производства, а вельцевание можно использовать только для твердых шлаков, то электротермической переработке можно подвергать и твердые, и жидкие шлаки.

Электротермический метод позволяет в одну операцию получить жидкий металлический цинк и отвальный шлак, т. е. избежать процессов выщелачивания возгонов, электролиза цинка или переработки клинкера.

Плавка ведется в закрытых руднотермических печах, в которых электроды погружены в шлак, служащий телом сопротивления. Электроплавка шлаков – восстановительный процесс, при котором расплав реагирует с находящимся на его поверхности коксом.

Шлак содержит большое количество железа и при восстановлении 8590 % цинка восстанавливается до 30–35 % железа. Основные реакции восстановления Zn и Fe при температуре расплава 1250–1500 °С следующие:

ZnO+CO→ Zn+CO₂;	FeO+CO Fe+CO₂;	(16,17)
Fe₃O₄+CO 3FeO+CO₂;	Fe₂O₃+CO 2FeO+CO₂;	(18,19)
C+CO₂ 2CO;	3FeO+ZnO Zn+Fe₃O4;	(20,21)
2FeO+ZnO Zn+Fe₂O₃;	2FeO+2ZnO ZnO+Fe₂O₃+Zn;	(22,23)
2Fe₃O₄+ZnO Zn+3Fe₂O₃;	4Fe₂O₃+Fe 3Fe₃O₄;	(24,25)
Fe₃O₄+Fe 4FeO;	ZnO+Fe Zn+FeO;	(26,27)
ZnS+Fe Zn+FeS;	ZnS+FeO ZnO+FeS	(28,29)

Распространению электротермического метода переработки цинксодержащих шлаков в мировой практике препятствуют его недостатки: более низкое по сравнению с электролитическим качество металла и необходимость его рафинирования, высокое остаточное содержание цинка в обесцинкованном продукте, что не позволяет считать этот шлак отвальным; малая удельная производительность электропечей в связи с низкой скоростью возгонки цинка; высокий расход электроэнергии.

Цементационные способы переработки отвальных шлаков. Одним из возможных процессов, позволяющих извлечь из отвальных шлаков цветные металлы, а также железо и подготовить силикатную часть шлака для производства из него различных строительных материалов, является процесс цементации металлов науглероженным жидким чугуном.

Цементационный метод обеднения шлаков основан на высокой активности углерода, растворенного в жидком чугуне, и протекает на границе чугун–шлак под слоем шлака по реакции:

Ме

+О

+С_чуг→Ме_чуг+возгоны+СО_газ

(30)

Оксид углерода и пары летучих металлов обеспечивают перемешивание ванны, что способствует более высокой скорости извлечения ценных металлов из шлака, чем при работе с твердыми восстановителями (кокс, уголь).

Восстановленные из шлака Сu, Ni, Co и Fe переходят в чугун, а Zn, Рb, Sn и редкие металлы – в возгоны. По мере накопления в ванне печи чугуна, легированного медью и другими металлами, избыточное его количество периодически выпускают из печи.

Для обеспечения непрерывного протекания процесса восстановления металлов необходимо пополнять содержание углерода в чугуне в пределах 24 %. Такая концентрация необходима также для поддержания температуры плавления чугуна в пределах 1200–1350 °С и предотвращения настылеобразования. Необходимое содержание углерода в чугуне поддерживают путем периодической подачи в чугун измельченного кокса через сопло с помощью сжатого воздуха.

Цементационный метод переработки шлаков обеспечивает содержание металлов в отвальных шлаках, %: 0,03 Рb, 0,3 Zn, 0,06 Сu. Извлечение металлов в зависимости от содержания их в исходном шлаке составляет, %: Zn – 91,2–98,2, Рb – 95,1–99,0 (в возгоны), Сu – 78,0–98,5 (в черновой чугун).

3.3.5. Извлечение свинца и других металлов из вторичного сырья и отходов

Разработана гидроэлектрохимическая технология переработки использованных свинцовых аккумуляторов. В отличие от имеющейся практики вместо соды в качестве обессеривающего шлам реагента рекомендован и испытан поташ. При взаимодействии его с сульфатом свинца по реакции [21]:

PbSO₄ + К₂CO₃ → PbCO₃ + К₂SO₄

(31)

образуется растворимый в электролите карбонат свинца и сульфат калия, ценное дефицитное калийное оборудование.

В работах [19,21] представлены исследования нескольких вариантов переработки свинцовых и свинцово-оловянных кеков: выщелачивание растворами этилендиамина с получением карбоната свинца, выщелачивание олово-свинцовых кеков в растворах двунатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты с получением оловянного концентрата и свинецсодержащего раствора, направляемого на электроэкстракцию свинца, карбонизация кеков содовыми растворами с последующей плавкой и электролитическим рафинированием.

Одной из крупных областей потребления свинца (кроме производства аккумуляторных батарей) является производство его химических соединений, используемых при получении специальных стекол (электровакуумных, электротехнических, оптических, антирадиационных и т.д.), хрусталя, красок (свинцовых и свинцово-молибденовых кронов, антикоррозионных красок на основе сурика и пр.), пластмасс (стабилизаторов поливинилхлоридных пластикатов) [22].

В настоящее время химические соединения свинца производят из его оксида (глета), который получают окислением расплавленного марочного металлического свинца, что требует существенных затрат на исходный металл и не всегда обеспечивает высокое качество изделий из-за присутствия в глете небольшого количества металлического свинца.

В работе [25] представлена технология производства различных соединений свинца непосредственно из пасты батарей без промежуточной стадии получения и рафинирования металлического свинца.

В [21] также представлена технология получения трехосновного соединения свинца (ТООС) или силиката свинца из промпродуктов переработки отработавших батарей. В качестве исходного сырья могут быть использованы сульфат-оксидная фракция от разделки батарей (паста) и пыли (в том числе хлорсодержащие) от ее переработки в печах различного типа. Технологическая схема включает следующие основные операции:

десульфуризация (обесхлоривание) пасты кальцинированной содой;

после десульфуризации проводится упарка растворов с получением товарных солей (сульфата или хлорида натрия), не содержащих свинца;

выщелачивание карбонатного кека азотной кислотой;

упарка раствора нитрата свинца (PbNO₃);

кристаллизация PbNO₃;

сушка PbNO₃;

осаждение трехосновного сульфата свинца или силиката свинца из раствора нитрата свинца.

Возможна комбинированная технология переработки, включающая пирометаллургическую переработку нитрата свинца с получением глета и силиката свинца (фритты) высокого качества с заданными свойствами.

Гидрометаллургическая технология проверена в полупромышленных условиях, полученные партии химических соединений свинца прошли испытания у потребителей и получили подтверждение их высокого качества. В работе [25] отсутствуют сведения по поведению рения и осмия, поскольку эти металлы не содержатся в исходном сырье.

Имеется публикация, посвященная комплексной переработке пылей медных заводов с получением соединений свинца (нитрат, сульфат свинца, ТОСС), солей натрия (сульфат и нитрат натрия), извлечением рения в раствор и цветных металлов в карбонатный кек [27]. Предложенный способ основывается на операциях выщелачивания пыли раствором соды и последующей обработке карбонатного кека азотной кислотой. Известно, что рений в пылях ~ на 50 % присутствует в виде хорошо растворимых в воде соединений, а остальное количество в виде соединений низших степеней окисления, для перевода которых в раствор необходимо применение окислителей. Поэтому вызывают сомнение результаты по извлечению рения из пылей на стадии выщелачивания содой (~ 100 %) [28].

В работе [29] представлена технология переработки свинцовых пылей методом электровыщелачивания с переводом редких и цветных металлов в раствор и получением осадка сульфата свинца. После карбонизации последнего и прокаливания PbCO₃ образовывался сурик.

В работе [30] предложены технологии переработки свинцовых кеков с получением сульфата и нитрата свинца, натриевой селитры, сульфата натрия и промпродуктов: карбонатов цветных металлов, селенового кека.

Технология включает следующие основные операции:

обработка свинцового кека раствором соды;

фильтрация пульпы;

выщелачивание карбонатного кека азотной кислотой;

отделение селенового кека от свинецсодержащего раствора фильтрацией;

осаждение из фильтратов сульфата и нитрата свинца добавлением соответствующих кислот.

Из фильтрата после осаждения сульфата свинца выделяют карбонаты цинка, кадмия и меди, а маточные растворы после осаждения нитрата свинца направляют на выщелачивание карбонатного кека. Селеновый кек и карбонаты цветных металлов возвращают в металлургический цикл. Сульфат натрия получают упариванием части раствора, образующегося при выщелачивании исходного кека раствором соды. Натриевую селитру получают упариванием фильтратов, образующихся после отделения карбонатов цветных металлов. К сожалению, в данной работе не рассматривается поведение рения и осмия. Кроме того, ни один из продуктов не доведен до товарной кондиции.

Предложена технология переработки свинцового кека методом электротермической плавки с использованием реакции взаимодействия между сульфидом и оксидными соединениями свинца [31]. Для получения металлического свинца необходимо обеспечить соотношение PbS: (PbSO₄+PbO) = 1:2-2,5. При прокалке при температуре 700-800 ℃ медь остается в сульфатной форме, а цинк и железо в оксидной. Последующая электротермическая плавка проводится с получением чернового свинца, медносвинцовожелезного штейна и шлака. Для получения шлака требуемого состава к свинцовому кеку добавляют оксид железа и известняк. Шихту целесообразно прокалить для удаления влаги и разложения карбоната кальция. Данная технология, опробованная в лабораторном масштабе, имеет несомненные преимущества:

показана возможность проведения в одном аппарате процесса восстановления части сульфатов свинца до сульфидов в соотношении, обеспечивающем при последующей плавке реакционное взаимодействие с получением металлического свинца и практически полным окислением избыточного углерода;

подтверждена возможность проведения реакционной плавки шихты, состоящей из прокаленного при температуре 750 °С свинцового кека и окисленной железной руды при соотношении в огарке серы сульфидной и сульфатной 1,0:2,5;

исследования показали возможность получения за счет реакционного взаимодействия и других окислительно-восстановительных реакции в одной печи трех хорошо расслаивающихся расплавов: чернового свинца, медносвинцовожелезного штейна и шлака.

Впервые получены легкоплавкие шлаки с высоким содержанием оксида цинка и оксида свинца.

В отечественной практике для получения свинца из свинецсодержащего промпродукта используют в основном пирометаллургические методы. Плавка и многостадийное рафинирование свинца в расплаве сопряжены со значительными капитальными затратами, получением промпродуктов, требующих утилизации, выделением токсичных соединений свинца в атмосферу. Эти недостатки определяют необходимость изыскания более совершенных методов для переработки комплексного свинецсодержащего сырья.

3.3.6. Извлечение свинца из вторичного сырья и отходов по комбинированной технологии

Технологические процессы, применяемые на производстве по переработке вторичного свинца, можно разделить на два основных процесса: гидрометаллургический и пирометаллургический. Технология и оборудование для проведения гидрометаллургических процессов предполагают переработку отработанных свинцовых аккумуляторов, содержащих электролит или гель, включающую дробление, сепарацию, сгущение, осветление, гидравлическую классификацию, десульфатацию, фильтрацию с получением содержащих свинец промпродуктов (дробленых клемм, решеток и обезвоженного кека), легкой и тяжелой органики и товарного сухого сульфата натрия (высшего сорта). Крошка вторичного полипропилена благодаря высокой степени отмывки практически не содержит свинца, а также других загрязняющих веществ и пользуется спросом у производителей полипропилена. Сырьем для пирометаллургического передела являются продукты гидрометаллургического передела (металлическая фракция и обессеренная паста), а также сырье поставщиков (черновые сплавы, кабельная оболочка, разделанный лом и другие содержащие свинец промпродукты). Металлическая фракция и обессеренная паста переплавляются во вращающихся короткобарабанных печах с получением черновых "мягких" и сурьмяных сплавов. Печи оборудованы люками, через которые происходят загрузка шихты и выпуск чернового свинца в установленные на передвижные тележки ковши. Печи полностью закрыты колпаками, которые соединены с рукавными фильтрами. Черновые сплавы собственного производства и от поставщиков подвергаются рафинированию с целью получения марочного свинца и сплавов на основе свинца по согласованию с потребителями. Управление технологическими процессами максимально автоматизировано и компьютеризировано. Системы аварийных защит не позволяют обслуживающему персоналу выполнить неправильные операции. Весь технологический процесс наглядно представлен на многочисленных мониторах. Территория завода выполнена под уклоном – это позволяет все ливнестоки, воду от мытья колес выезжающего автотранспорта, воду от увлажнения и мытья территории спецавтотранспортом собирать в коллектор и направлять на свои очистные сооружения, очищенная вода с которых возвращается в гидрометаллургический передел.

Гидрометаллургические способы переработки отработавших аккумуляторных батарей.

Необходимость повышения экономической эффективности вторичного производства свинца и удовлетворения возрастающих требований к защите окружающей среды от выброса загрязняющих веществ привела к разработке и постепенному внедрению в существующее пирометаллургическое производство отдельных гидрометаллургических процессов и установок.

Первой по срокам внедрения и наиболее удачной внедренной разработкой с использованием гидрометаллургической технологии была технология разделки дробленых отработавших аккумуляторных батарей. Затем в производство была внедрена технология десульфуризации пасты растворами кальцинированной или каустической соды. Разработаны и внедрены технология жидкостной экстракции железа из отработавшего электролита с подкреплением кислотой и возвратом очищенного электролита на заливку новых аккумуляторных батарей, а также электрохимическая технология очистки растворов орошения скруббера от селена. Разработана также технология производства различных соединений свинца непосредственно из пасты аккумуляторных батарей без промежуточной стадии получения и рафинирования металлического свинца. Длительное время проводилась работа по созданию гидрометаллургической технологии переработки свинецсодержащих фракций от разделки отработавших аккумуляторных батарей, исключающей высокотемпературные процессы, образование возгонов и шлаков. К настоящему времени разработаны два варианта технологии переработки свинецсодержащих фракций:

комбинированная технология, включающая низкотемпературную пирометаллургическую переплавку металлической фракции, гидрометаллургическую технологию десульфуризации пасты с последующей гидрометаллургической же переработкой десульфуризованной пасты и получением металлического свинца из раствора электролизом;

полностью гидрометаллургическая технология переработки свинецсодержащих фракций с получением металлического свинца из раствора электролизом и последующей переплавкой, окончательным рафинированием и разливкой катодного свинца существующими низкотемпературными пирометаллургическими способами.

3.3.7. Технологии PLACID и PLINT

Технология PLACID включает следующие основные операции:

хлоридное выщелачивание свинца из пасты при температуре 80 °C;

очистку раствора от сульфат-иона известью и (или) раствором CaCl₂;

очистку раствора от примесей цементацией на свинцовом порошке;

электролитическое выделение свинца на катоде и кислорода на аноде с разделением катодного и анодного пространств электролизера ионообменной мембраной;

промывку и брикетирование свинцовой губки с катода, плавку брикетов и разливку катодного свинца;

очистку части раствора от примесей известью с возвратом PbS на выщелачивание, а раствора CaCl₂ на стадию очистки основного раствора от сульфатиона; примеси выводятся с отвальными гидроксидными продуктами.

Свинец осаждается в виде губки, которая отрывается от катода и падает на дно, откуда специальным транспортным устройством ее выгружают из электролизера. Ожидаемый расход электроэнергии составит 800 кВт ч/тонну свинца. Расчеты показывают, что процесс электроосаждения более выгоден для крупных заводов. Основные недостатки PLACID-процесса:

свинец на катоде получается в виде губки, что приводит к его частичному окислению при промывке, брикетировании губки и переплавке брикетов, увеличению количества оборотных съемов при плавке;

большой расход свинцового порошка на восстановление PbO₂ при выщелачивании пасты: учитывая, что почти половина свинца в пасте находится в виде PbO₂, каждый раз в раствор возвращается то же количество свинца из свинцового порошка, на получение которого электроэнергия уже была израсходована, т. е. расход электроэнергии превышает теоретический почти в полтора раза;

в осадке гипса после очистки раствора от сульфат-иона содержание свинца составляет от 1 % до 3 %, т. е. с осадком теряется часть свинца, и на захоронение такого гипса потребуются дополнительные затраты (то же относится к нерастворимому остатку от выщелачивания пасты).

Одним из вариантов совершенствования PLACID-процесса является PLINT-процесс. От PLACID-процесса PLINT-процесс отличается тем, что вместо электроосаждения свинца на катоде свинец из очищенного электролита осаждают известью, раствор направляют на выщелачивание пасты, осадок - на восстановление свинца твердым углеродом при более низкой, чем обычно, температуре с получением свинца 99,99 %.

3.3.8. CХ-EW-процесс и его совершенствование

Разработкой и совершенствованием гидрометаллургической технологии переработки свинецсодержащих фракций от разделки аккумуляторных батарей уже более 30 лет занимаются итальянские компании группы Engitec. Первоначально была предложена технология CX-EW, включавшая следующие основные операции:

разделка аккумуляторных батарей;

низкотемпературная (400–450 °C) переплавка металлической фракции с получением слитков сурьмянистого сплава;

десульфуризация пасты с помощью Na₂CO₃ или NaOH с получением кристаллического сульфата натрия упаркой его раствора;

выщелачивание десульфуризованной пасты в оборотном электролите, содержащем HBF₄ и Pb(BF₄)₂, с восстановлением PbO₂ по реакциям;

электроосаждение свинца из богатого по свинцу электролита с получением чистого свинца на катоде и кислорода на аноде;

переплавка катодного свинца и разливка в слитки.

Основными недостатками этого процесса, три первых операции которого успешно внедрены на многих заводах мира, являются:

большой расход реагентов на десульфуризацию сульфата свинца;

большой расход реагентов на восстановление диоксида свинца;

высокая стоимость нерастворимых анодов;

повышенные энергозатраты на выделение кислорода на аноде из-за высокого потенциала его образования;

необходимость применения реагентов-ингибиторов образования PbO₂ на аноде;

повышенные энергозатраты на выпаривание воды при получении кристаллического сульфата натрия.

В результате дальнейших исследований на основе CX-EW-процесса была разработана новая технологии CX-EWS (или CX-EWS + FLUBOR). Технология CX-EWS имеет следующие отличия от технологии CX-EW:

операция десульфуризации пасты заменена операцией сульфидизации свинца сульфидом натрия;

предложено получать Na₂S растворением элементной серы в щелочном растворе или восстановлением кристаллического Na₂SO₄ твердым углеродом;

предложено использовать FLUBOR-процесс, т. е. проводить выщелачивание сульфида свинца раствором Fe(BF₄)₃ (анолитом) с получением элементной серы по реакции с последующим электроосаждением чистого свинца на катоде и регенерацией Fe(BF₄)₃ на аноде по реакции без выделения кислорода. Сульфидизация свинца позволяет улучшить фильтруемость и отмывку сульфидного кека, а окисление Fe(BF₄)₂ на аноде позволяет уменьшить его потенциал (следовательно, и напряжение на ванне) почти на 1 в и полностью исключить образование кислорода и осаждение PbO₂ на аноде, так как не достигается потенциал их образования. Пропорционально уменьшается расход электроэнергии.

Дальнейшей ступенью развития гидрометаллургической технологии переработки пасты стал процесс THIOPAQ + FLUBOR. По THIOPAQ-процессу сульфат-ионы в твердой фазе (в недесульфуризованной пасте) восстанавливают методом биосульфидизации по реакциям с помощью анаэробных бактерий и газов, содержащих Н₂ и СО₂, например, получаемых при высокотемпературной обработке смеси природного газа с парами воды. Эта технология позволяет исключить трудо- и энергоемкие операции десульфуризации пасты содой, очистки и выпаривания раствора сульфата натрия, получения его в кристаллическом виде. Соответственно уменьшению количества технологических операций по сравнению с технологией CX-EWS + FLUBOR уменьшается количество технологического оборудования, снижаются эксплуатационные и энергетические затраты. Сера из остатка от выщелачивания сульфида свинца анолитом может быть извлечена в товарный продукт. Катодное и анодное пространства электролизера разделяются обычной полипропиленовой диафрагмой, используемой, например, в электролизе никеля. Свинец осаждается на катоде в виде компактного осадка. Прямые затраты электроэнергии во время испытаний составили около 500 кВт ч/тонну свинца.

Расчеты показывают, что капитальные вложения в обычный пирометаллургический завод мощностью 30000 тонн свинца в год составят 11 млн долларов США, а по технологии CX-EWS - около 15 млн. долларов США, но эти вложения быстро окупаются за счет значительной экономии эксплуатационных затрат и затрат на защиту окружающей среды.

3.4. Рафинирование первичного и вторичного сырья

Черновой свинец, получаемый при плавке свинцовых концентратов любым методом, всегда содержит примеси: медь, сурьму, мышьяк, олово, висмут, благородные металлы и другие элементы. Общее содержание примесей достигает 2–10 %. Необходимость очистки (рафинирования) чернового свинца обусловлена, во-первых, тем, что примеси, несмотря на малое содержание их в сплаве, сильно изменяют физические и химические свойства свинца, делая его непригодным для использования в промышленности. Во-вторых, многие примеси в черновом свинце представляют большую ценность для народного хозяйства и должны быть при рафинировании извлечены в отдельный продукт. Иногда общая стоимость примесей в черновом свинце превышает стоимость самого свинца. Состав чернового свинца различных заводов приведен в таблице 3.5.

На свинцовых заводах получают свинец марок С0, С1, С2 и С3, широко применяемых в различных отраслях промышленности. Необходимое количество особо чистого свинца (марки С00, С000, С0000, ГОСТ 22861-93) для нужд радиоэлектронной техники и для использования в новых областях науки и техники получают по специальной технологии.

Рафинирование чернового свинца от примесей проводят одним из двух методов: пирометаллургическим или электролитическим (в водных растворах).

Таблица 3.5. Состав чернового свинца различных заводов, %

№ п/п	Завод (страна)	Pb	Cu	As	Sb	Bi	Ag^*	Au^*
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	ТОО "КАЗЦИНК" (Казахстан)	90-91	2,0-5,0	1,0-2,2	1,0-1,51	0,05-0,07	200-1500	–
2	Электроцинк (Россия)	93-97	0,8-1,3	0,3-0,7	0,8-1,2	0,1-0,2	1000–2000	5,0
3	Порт-Пири (Австралия)	97-98	0,8-1,2	0,15-0,2	0,3-0,6	0,003	1500	1,2
4	Трейл (Канада)	96-98	–	0,2-0,5	0,6-0,7	0,12	1200	–
5	Бункер-Хилл (США)	94–96	1,8-2,3	0,5-1,0	1,5-2,0	0,02	5000	3,0
6	Сан-Гавино (Италия)	95-97	1,5-2,0	0,1-0,3	1,0-1,5	0,07	800	–
7	Пловдив (Болгария)	95-97	1,0-3,0	0,1-0,3	0,2-0,4	0,03-0,04	800-1300	–

* в граммах на тонну.

Конечная степень очистки от основных примесей регламентируется ГОСТ 3778–98 (таблица 3.6).

Таблица 3.6. Состав рафинированного свинца (ГОСТ 3778–98)

№ п/п	Марка	Pb, не менее %	Примеси
№ п/п	Марка	Pb, не менее %	Ag	Cu	Zn	Bi	As	Sb	Sn	Fe	Мg, Ca, Na в сумме
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1	С0	99,992	0,0003	0,000	0,001	0,004	0,0005	0,0005	0,0005	0,001	0,002
2	С1С	99,990	0,001	0,001	0,001	0,005	0,001	0,001	0,001	0,001	0,002
3	С1	99,985	0,001	0,001	0,001	0,006	0,001	0,001	0,001	0,001	0,003
4	С2С	99,970	0,002	0,002	0,002	0,02	0,002	0,001	0,001	0,001	0,003
5	С2	99,950	0,0015	0,001	0,001	0,03	0,002	0,005	0,002	0,002	0,015
6	С3	99,900	0,0015	0,002	0,005	0,06	0,005	0,005	0,002	0,005	0,04
7	С3С	99,500	0,01	0,090	0,070	0,15	0,050	0,20	0,10	0,01	–

Электролитическое рафинирование экономически выгодно проводить при небольшом содержании примесей в черновом металле, в основном, от благородных металлов и висмута на небольших по мощности заводах. Из-за малой интенсивности процесса, сложной схемы переработки электролитного шлама, больших капиталовложений, высокой токсичности электролита, при большом содержании в черновом свинце разнообразных примесей электролитическое рафинирование нецелесообразно.

В настоящее время на большинстве свинцовых заводов используют пирометаллургический метод рафинирования. При огневом (пирометаллургическом) способе очистки чернового металла используют различия физических и химических свойств свинца и элементов-примесей: растворимость, температура плавления или кипения, окислительную способность или сродство к сере, а также возможность образования соединений, нерастворимых в свинце.

При пирометаллургическом рафинировании из чернового свинца последовательно удаляют следующие металлы:

медь ликвацией и с помощью обработки расплава элементарной серой;

теллур с помощью металлического натрия в присутствии едкого натра;

мышьяк, сурьму и олово в результате окислительных операций;

серебро и золото с помощью металлического цинка;

цинк окислением в свинцовой ванне или в щелочном расплаве, вакуумированием и другими способами;

висмут удаляют металлическим кальцием, магнием, сурьмой, при этом происходит загрязнение свинца этими металлами;

кальций, магний и сурьму качественным рафинированием.

На каждой стадии рафинирования образуются съемы (промежуточные продукты), в которые переходят примеси и часть свинца. Их подвергают самостоятельной переработке. Структурная схема рафинирования свинца представлена на рисунке 3.6.

Рисунок 3.6. Схема рафинирования свинца

Существенным недостатком применяемой в последнее время на отечественных заводах пирометаллургической технологии рафинирования чернового свинца является использование периодических процессов. При периодических процессах режим работы рафинировочного оборудования (котлов) чрезвычайно тяжелый. Температура свинца в котлах за кратковременный период изменяется от 330 до 550 °С. Частые теплосъемы, термические удары, воздействия на внутренние стенки котла агрессивных компонентов приводят к тому, что срок службы этого агрегата редко превышает два года.

3.4.1. Технология электролитического рафинирования чернового свинца

Электролитическое рафинирование свинца применяют реже, чем огневое, хотя промышленное применение электролиза свинца известно с 1903 года (завод "Трейл", Канада). Электролизом рафинируют около 20 % производимого в мире свинца. В настоящее время доля свинца, рафинируемого электролитическим способом, возрастает. Особенно широко используют электролитическое рафинирование заводы Японии, Италии и Канады. Внедрение электролитического рафинирования свинца стимулирует возможность получения свинца высокой чистоты в одну-две стадии. Однако малая интенсивность процесса и сложная схема переработки электролитного шлама сдерживают широкое распространение этого способа рафинирования на свинцовых заводах.

Процесс электролитического рафинирования заключается в растворении анода, отлитого из чернового металла, и осаждении свинца в виде чистого марочного металла на катоде. Примеси чернового свинца остаются в виде шлама на аноде или переходят в электролит, не осаждаясь на катоде.

Поведение примесей при электролизе во многом зависит от положения их в ряду напряжений. При растворении анода вместе со свинцом переходят в электролит все, более электроотрицательные, чем свинец (f° = -0,126 В), элементы: цинк, железо, никель, олово.

Эти элементы не восстанавливаются на катоде и накапливаются в электролите. Наибольшую опасность для совместного восстановления на катоде представляет олово, электродный потенциал которого (–0,136 В) настолько близок к потенциалу свинцового электрода, что небольшая поляризация катода, необходимая для обеспечения скорости процесса, перекрывает разницу в электродных потенциалах и обеспечивает олову совместный разряд со свинцом. Поэтому олово перед электролизом должно быть удалено из свинца огневым рафинированием.

Элементы более электроположительные, чем свинец (сурьма, мышьяк, висмут, медь, серебро, золото), не растворяются в электролите и остаются на аноде, образуя шлам.

Для обеспечения чистоты катодного свинца и снижения анодной поляризации необходимо снизить анодную плотность тока (скорость растворения свинца) и уменьшить толщину осадка. Последнее достигается сокращением времени пребывания анода в ванне под током.

Для обеспечения высоких показателей процесса электролитического рафинирования свинец предварительно подвергают очистке от меди и олова.

Некоторые заводы (главным образом заводы Японии) перед электролизом проводят щелочное рафинирование даже при отсутствии олова с целью очистки исходного свинца от сурьмы и мышьяка, что позволяет получить более чистый катодный металл и упростить технологию переработки шлама.

Электролиз свинца ведут в железобетонных ваннах, футерованных изнутри хлорвиниловыми листами. Размеры ванн: длина 2,7–4,0 м; ширина 1,0 м; глубина 1,05–1,5 м. В каждой ванне устанавливают от 24 до 40 анодов и от 25 до 41 катода. Расстояние между центрами анодов составляет 100–110 мм.

Ванны включают последовательно, аноды и катоды – параллельно.

Свинец, подвергаемый рафинированию, расплавляют в котле и на машине карусельного типа отливают аноды в виде пластин с заплечиками, которыми они опираются на борта ванны. Толщина анодов (20–40 мм) зависит от количества примесей, содержащихся в свинце: чем больше примесей, тем меньшей толщины делают анод. Масса свинцовых анодов – 150–200 кг.

Катодные листы в настоящее время отливают при помощи водо-охлаждаемого вращающегося барабана, погруженного на небольшую глубину в расплавленный свинец. Барабан вращается вокруг горизонтальной оси со скоростью 10 об/минуту. Тонкий слой металла, кристаллизующийся на поверхности барабана, снимают в виде непрерывной ленты. Катодные матричные листы обычно выполняют толщиной 0,8–1,0 мм.

Катоды, извлеченные из ванны, промывают водой и направляют в котлы для переплавки и дополнительного рафинирования от сурьмы и мышьяка.

Катоды плавят при 450 °С под слоем едкого натра с механическим перемешиванием. Расход NaOH составляет 0,7–0,8 кг/тонну свинца. С поверхности свинца снимают порошкообразные оксиды, а свинец направляют на разлив.

При электролизе чернового свинца выход по току равен 95–97 %. Расход электроэнергии составляет в среднем 140–200 кВт·ч/тонну катодного свинца.

Рафинирование методом электролиза обеспечивает получение рафинированного свинца чистотой 99,995–99,997 %.

3.5. Доизвлечение ценных компонентов (редких металлов)

В используемых при производстве свинца концентратах иногда присутствуют и другие металлы. Они обычно накапливаются в шлаках, дроссах, колошниковой пыли и других остаточных продуктах, образующихся в процессе производства. Такие продукты могут использоваться в качестве шихты для специальных установок, предназначенных для извлечения этих ценных металлов.

При плавке свинцового сырья, а также при агломерирующем обжиге образуется пылегазовая смесь, которая по газопроводам подается на пылеулавливане. Грубая пыль улавливается в циклонах и пылевых камерах, тонкая – в рукавных фильтрах и электрофильтрах. Состав грубой пыли мало отличается от состава исходной шихты и содержит, %: 45–55 Pb; 10–20 Zn; 0,5 – 1,5 As; 6–8 S; 0,1–1,5 Fe. Грубую пыль направляют в оборот в шихту плавки.

Тонкая пыль содержит заметное количество возгонов редких и рассеянных элементов. В целом по свинцовому производству в этих пылях концентрируется до 70 % Tl; 50–55 % Se; 40–50 % Te; до 25 % In; а также значительная часть кадмия и других ценных компонентов сырья. Селен концентрируется в основном в пылях агломерации, а также в пылях шахтной плавки и конвертирования полиметаллических штейнов. Талий – преимущественно в пылях агломерации. Кадмий, цинк, индий, германий – в пылях шахтной плавки.

Состав тонких пылей свинцового производства следующий, %: 45–50 Pb; 10–20 Zn; 1,6–3,5 Cd; 0,2–1,0 Se; 0,05–0,2 Te; 0,02–0,06 In; 0,1–0,2 Tl; 0,001–0,003 Ge.

Наряду с этими элементами в свинцовых пылях концентрируются мышьяк, фтор и хлор. Содержание мышьяка в пылях превышает в 500–1000 раз содержание индия, в 40–50 раз – содержание таллия, в 2–5 раз – содержание кадмия. Такое содержание мышьяка делает практически невозможным извлечение из пылей цветных и редких металлов без предварительного удаления мышьяка.

Наиболее распространенным способом является многократная циркуляция пылей в свинцовом производстве до максимального накопления в них ценных компонентов и последующей их гидрометаллургической переработки.

Высокие технико-экономические показатели имеет технологическая схема переработки пылей с использованием процесса сульфатизации их серной кислотой с получением стандартного цинкового купороса.

По этой технологии пыль подвергают грануляции на чашевом грануляторе с крепкой серной кислотой с последующей термической обработкой гранул в печах "кипящего слоя" при температуре 350–400 °С. При сульфатизации из пыли отгоняют 80–85 % As, 70–75 % Se, 85 % Cl, 80–85 % F.

Просульфатизированные гранулы поступают на водное выщелачивание, в результате которого в раствор извлекают 95–97 % цинка, 93–95 % кадмия и 74–93 % редких металлов. Остаток от водного выщелачивания сульфатного продукта содержит около 65 % свинца, 0,5 % цинка, около 0,2 % кадмия. Его возвращают на агломерирующий обжиг свинцовых концентратов.

Из растворов от выщелачивания медь и кадмий цементируют цинковой пылью, индий и таллий извлекают жидкостной экстракцией, цинковый раствор упаривают до сухого цинкового купороса и отгружают потребителю.

Переработка свинцовых пылей с использованием сульфатизации концентрированной кислотой обеспечивает комплексное извлечение ценных компонентов из пыли с одновременным выводом вредных примесей из процесса.

Недостатки технологии: большой безвозвратный расход серной кислоты, не решается экологическая проблема, низкое извлечение селена, получение свинца в виде сульфата.

В 80 годах XX века на Лениногорском свинцовом заводе (Восточный Казахстан) был испытан электротермический способ переработки пыли свинцового производства. По данному способу пыль смешивается с сульфатом натрия, коксом и плавится в электропечи при температуре 900–1000 °С.

Соединения свинца, присутствующие в пыли, восстанавливаются до металла, кадмий при плавке переходит в возгоны.

Основные продукты электроплавки пылей – металлический свинец, кадмиевые возгоны и натриевый штейно-шлаковый расплав. Металлический свинец поступает на рафинирование, кадмиевые возгоны на гидрометаллургическую переработку, а натриевый штейно-шлаковый расплав измельчают сильной струей воды и выщелачивают, в результате чего получают цинковый концентрат и раствор, содержащий селен, теллур и индий.

Электротермический способ обладает рядом достоинств: высоким извлечением свинца в металл (96 %), кадмия в возгоны (96 %), и затем в металл (92,5 %), относительно высоким извлечением цинка в концентрат (до 90 %).

3.6. Плавление и производство свинцовых сплавов

Плавку свинца ведут в чугунных тиглях под слоем древесного угля. После расплавления с поверхности металла снимают шлак и доводят температуру до 375–400 °С. При этой температуре производят рафинирование и разливку. Очистку от неметаллических включений ведут нашатырем (NH₄Cl), который вводят в расплав в количестве до 0,15 % от массы расплава с помощью колокольчика.

Работа со свинцовыми сплавами проста ввиду их легкоплавкости. Сплавы почти не поглощают газов, поэтому в отливках отсутствуют газовые раковины и пористость. Особенностью свинцовых сплавов является высокая склонность к ликвации по плотности. Прежде всего это относится к сплавам, содержащим сурьму и олово. Для защиты от окисления применяют древесный уголь, который загружают на поверхность расплава слоем толщиной 10–15 мм.

Свинцовосурьмяные и свинцовосурьмянооловянные баббиты плавят в тигельных печах в чугунных или стальных тиглях. В качестве шихтовых материалов используют олово, свинец, сурьму, сурьмяный свинец, кадмий, мышьяк, лигатуры Cu-Sb (50 %); Sb-Te (30 % Те); Sn-Sb-Ni (30 % Sb; 10 % Ni); подготовительные сплавы, полученные переплавкой отходов. В первую очередь в чугунный тигель загружают тугоплавкую часть шихты (сурьму, лигатуры Sn-Sb-Ni и Cu-Sb). При расчете шихты угар сурьмы принимают равным 7 %, а теллура 15–20 %. Одновременно загружают 10–20 % легкоплавкой части шихты (свинец, вторичные сплавы, сурьмяный свинец). Завалку расплавляют под покровом древесного угля. С поверхности расплава снимают шлак и при 600 °С вводят кусковой или порошкообразный мышьяк. Расплав при этом тщательно перемешивают. Затем загружают остальное количество легкоплавкой части шихты. Последними при 420–450 °С вводят кадмий, теллур и олово. После непродолжительной выдержки (5–10 минут) и тщательного перемешивания производят рафинирование расплава хлористым аммонием (0,15 %). Затем после выдержки в течение 10–15 минут при 420-450 °С его разливают. Разливку ведут при постоянном перемешивании расплава, так как только в этом случае возможно получение однородных по составу слитков. Контроль качества баббитов оценивают по результатам анализа химического состава и осмотра поверхности и излома слитков. В изломе не допускается наличие шлака и газовых раковин.

Плавку натриевокальциевого баббита ведут обычно путем сплавления свинца, натрия и кальция в чугунных тиглях под слоем древесного угля при 600– 650 °С. Ведение плавки при более низких температурах влечет за собой повышенные потери кальция из-за образования кристаллов химического соединения Рb/Са и удаления их со шлаком и съемами.

Технология плавки типографских сплавов включает две операции – плавление шихты и рафинирование расплава от примесей. Плавку обычно начинают с очистки тигля от остатков предшествующей плавки. В очищенный тигель загружают 3/4 навески свинца или типографской сыпи. Содержимое тигля расплавляют, поверхность расплава покрывают прокаленным древесным углем (слой толщиной 10–15 мм) и доводят температуру расплава до 500–550 °С. При достижении заданной температуры в расплав вводят сурьму или медносурьмяную лигатуру (для сплавов, содержащих медь). После растворения сурьмы вводят остаток свинца.

Удаление из расплава неметаллических включений осуществляют введением 0,1–0,3 % хлористого аммония или дразнением. Операция дразнения состоит в погружении в расплав куска древесины и выдержки его в расплаве 30–60 минут. Продукты сухой перегонки древесины, проходя через расплав, увлекают взвешенные неметаллические включения.

Если расплав загрязнен нежелательными растворимыми примесями (железо, никель, алюминий, цинк и др.), предусматривают дополнительную обработку расплава с целью их удаления. Для ликвидации цинка и алюминия расплав при 500–550 °С продувают водяным паром в течение 0,5–2 часов. Пар подводят стальными трубками на дно тигля. Образующиеся при продувке оксиды алюминия и цинка всплывают на поверхность расплава, откуда их удаляют со съемами.

Железо, никель и медь удаляют путем введения в расплав серы. Образующиеся при 500–600 °С сульфиды этих металлов снимают с поверхности расплава.

Если в составе шихты не содержится сурьмы или медносурьмяной лигатуры, то температура расплава в процессе плавки не должна превышать 400– 450 °С.

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.

Основополагающими этапами определения методов, направленных на снижение негативного 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.

Технологическое описание

Примером интеграции производственных площадок является Усть-Каменогорский металлургический комплекс ТОО "Казцинк", в состав которого входят пять заводов: цинковый, свинцовый, медный, завод по производству драгоценных металлов, сернокислотный завод. Все производства имеют общую инфраструктуру. Расположение заводов на одной площадке образует уникальную технологическую схему, позволяющую достичь комплексного извлечения максимального количества полезных компонентов из сырья. Применительно к производству свинца плюсы интеграции состоят в следующем:

получение свинца из промпродуктов цинкового и медного производства;

использование промпродуктов свинцового передела в виде штейно-шпейзовой смеси при производстве меди;

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

переработка возгонов, полученных методом извлечения из шлаков свинцовой плавки цинка и свинца с использованием шлаковозгоночной установки, в цинковом производстве.

Достигнутые экологические выгоды

Улучшение экологических показателей, таких как снижение выбросов диоксида серы, предотвращение и/или снижение количества образующихся твердых остатков, которые могут быть классифицированы как отход.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Эффективность используемой в связке сернокислотной установки находится на уровне 99 %. С вводом в эксплуатацию этой установки в 2004 году выбросы диоксида серы в целом по предприятию УКМК были снижены в два раза (с 69 до 34 тыс. тонн в год).

Кросс-медиа эффекты

При повышенном содержании мышьяка в промпродуктах, направляемых на медное производство, увеличивается циркуляционная нагрузка этого вещества между свинцовым и медным заводами за счет переработки свинцово-медных оборотов, что приводит к риску получения некачественной товарной продукции. Это обусловлено тем, что мышьяк по химическим свойствам имеет сродство к меди. Необходима дополнительная переработка медных съҰмов свинцового производства с целю 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 [80].

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.

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 [89].

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства. Экономические выгоды.

4.2. Система экологического менеджмента

Описание

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

Техническое описание

Возможность решения экологических проблем на систематической основе и наглядном уровне есть основа метода, описываемого как система экологического менеджмента (СЭМ). СЭМ наиболее эффективны и действенны там, где они являются неотъемлемой частью общего управления и эксплуатации производства. СЭМ необходима для того, чтобы природопользователь мог сконцентрировать внимание на экологических характеристиках предприятия посредством применения рабочих процедур для нормальных и внештатных условий эксплуатации, а также определения соответствующих линий ответственности.

СЭМ – это непрерывный процесс, который основывается на цикличной последовательности (планируй - делай - проверяй - исполняй) (Plan, Do, Check and Act) (PDCA), которая представляет собой динамическую модель, в которой завершение одного цикла перетекает в начало следующего и используется не только в отношении охраны окружающей среды, но и в других контекстах управления предприятием.

Модель PCDA может быть описана следующим образом:

планируй (Plan): разработка экологических целей и процессов, необходимых для получения результатов, соответствующих экологической политике организации;

делай (Do): внедрение процессов, как запланировано;

проверяй (Check): проведение мониторинга и измерения процессов в отношении реализации экологической политики, включая содержащиеся в ней обязательства экологических целей и критериев работы, а также отчетность о результатах;

действуй (Act): выполнение действий по постоянному совершенствованию.

Система экологического менеджмента может быть в форме:

стандартизированной системы, такой как международная стандартизированная система ISO 14001:2015 [66];

не стандартизированной ("настраиваемой") системы, должная разработка и внедрение которой повышают ее эффективность.

СЭМ может содержать следующие компоненты:

Заинтересованность руководства, включая высшее руководство.

Анализ, включающий определение контекста организации, выявление потребностей и ожиданий заинтересованных сторон, определение характеристик предприятия, связанных с возможными рисками для окружающей среды (или здоровья человека), а также применимых правовых требований, касающихся окружающей среды.

Экологическая политика, которая включает в себя постоянное совершенствование предприятия посредством менеджмента.

Планирование и установление необходимых процедур, целей и задач в сочетании с финансовым планированием и инвестициями, включая обеспечение соблюдения применимых правовых требований.

Внедрение процедур и действий (включая корректирующие и предупреждающие действия, если необходимо) для достижения экологических целей и предотвращения экологических рисков, требующих особого внимания:

структура и ответственность;

набор, обучение, информированность и компетентность персонала, чья работа может повлиять на экологические показатели;

внутренние и внешние коммуникации;

вовлечение сотрудников;

документация (создание и ведение письменных процедур для контроля деятельности со значительным воздействием на окружающую среду, а также соответствующих записей);

эффективное оперативное планирование и контроль процессов;

программа технического обслуживания;

готовность к чрезвычайным ситуациям и реагированию, включая предотвращение и/или снижение воздействия неблагоприятных (экологических) последствий чрезвычайных ситуаций;

обеспечение соответствия экологическому законодательству.

Проверка эффективности и принятие корректирующих действий, требующих особого внимания:

мониторинг и измерения;

ведение документации;

независимый (где это практически возможно) внутренний и внешний аудит с целью оценки экологических показателей и определения того, соответствует ли СЭМ запланированным мероприятиям и была ли она должным образом внедрена и поддерживается;

оценка причин несоответствий, выполнение корректирующих действий в ответ на несоответствия, анализ эффективности корректирующих действий и определение того, существуют ли или потенциально могут возникнуть подобные несоответствия.

Обзор СЭМ и ее постоянной пригодности, адекватности и эффективности со стороны высшего руководства.

Подготовка регулярного экологического отчета.

Валидация органом по сертификации или внешним верификатором СЭМ.

Отслеживание информации о развитии более чистых технологий.

Учет воздействия на окружающую среду при выводе установки из эксплуатации на этапе проектирования новой установки и в течение всего срока ее эксплуатации.

Применение отраслевого сравнительного анализа на регулярной основе.

Система управления отходами.

Достигнутые экологические выгоды

Улучшение экологических показателей и поддерживание высокого уровня эффективности этих показателей.

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 [84].

Кросс-медиа эффекты

Отсутствует.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо. Объем (например, уровень детализации) и характер СЭМ (например, стандартизированная или не стандартизированная) будут связаны с характером, масштабом и сложностью установки, а также диапазоном воздействия на окружающую среду, которое она может оказывать.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Движущими силами для внедрения 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. Система управления энергоэффективностью в соответствии с требованиями международного стандарта ISO 50001

Описание

НДТ состоит во внедрении и поддержании функционирования системы энергоменеджмента (далее ‒ СЭнМ). Реализация и функционирование СЭнМ могут быть обеспечены в составе существующей системы менеджмента (например, системы экологического менеджмента, далее ‒ СЭМ) или за счет создания отдельной системы энергоменеджмента.

Техническое описание

В состав СЭнМ входят, в той мере, в какой это применимо к конкретным условиям, следующие элементы: приверженность высшего руководства в отношении системы менеджмента энергоэффективности на уровне предприятия; политика в области энергоэффективности, утвержденная высшим руководством предприятия; планирование, а также определение целей и задач; разработка и соблюдение процедур, определяющих функционирование системы энергоменеджмента в соответствии с требованиями международного стандарта ISO 50001 [67].

Руководства и процедуры системы должны уделять особое внимание следующим вопросам:

организационной структуре системы;

ответственности персонала, его обучению, повышению компетентности в области энергоэффективности;

обеспечения внутреннего информационного обмена (собрания, совещания, электронная почта, информационные стенды, производственная газета и др.);

вовлечения персонала в мероприятия, направленные на повышение энергоэффективности;

ведения документации и обеспечения эффективного контроля производственных процессов;

обеспечения соответствия законодательным требованиям в области энергоэффективности и соответствующим соглашениям (если таковые существуют);

определения внутренних показателей энергоэффективности и их периодической оценке, а также систематическому и регулярному сопоставлению их с отраслевыми и другими подтвержденными данными.

При оценке результативности ранее выполненных и внедрении корректирующих мероприятий должно уделяться особое внимание следующим вопросам:

мониторингу и измерениям;

корректирующим и профилактическим действиям;

ведению документации;

внутреннему (или внешнему) аудиту с целью оценки соответствия системы установленным требованиям, результативности ее внедрения и поддержания ее на соответствующем уровне;

регулярному анализу СЭнМ со стороны высшего руководства на соответствие целям, адекватности и результативности;

учету при проектировании новых установок и систем возможного воздействия на окружающую среду, связанном с последующим выводом их из эксплуатации;

разработке собственных энергоэффективных технологий и отслеживанию достижений в области методов обеспечения энергоэффективности за пределами предприятия.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение потребления энергии и ресурсов, улучшение экологических показателей и поддерживание высокого уровня эффективности этих показателей.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Оценка опыта внедрения СЭнМ на предприятиях как в Казахстане, так и за рубежом показывает, что организация и внедрение СЭнМ позволяют снизить потребление энергии и ресурсов ежегодно на 1-3 % (на начальном этапе до 10-20 %), что соответственно приводит к снижению выбросов загрязняющих веществ и парниковых газов [23,24,25]. Применение энергетического менеджмента на предприятиях играет огромную роль для ограничения выбросов парниковых газов (ПГ), эти направления деятельности характеризуются синергией. В Казахстане пока приоритет в этой области отдается именно вопросам энергетической эффективности.

Кросс-медиа эффекты

Снижение энергоемкости производства. Повышение уровня культуры производства и квалификации персонала.

Технические соображения, касающиеся применимости

Описанные выше компоненты, как правило, могут быть применены ко всем объектам, входящим в область действия настоящего документа. Объем (например, уровень детализации) и характер СЭнМ (например, стандартизированная или не стандартизированная) будут связаны с характером, масштабом и сложностью установки, а также диапазоном воздействия на окружающую среду, которое она может оказывать.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Движущими силами для внедрения мероприятий по энергоэффективности являются:

улучшение экологических показателей;

повышение энергоэффективности;

повышение уровня мотивации и вовлечения персонала;

дополнительные возможности для снижения эксплуатационных затрат и улучшения качества продукции.

Повышение уровня мотивации и вовлечения персонала является важной движущей силой внедрения и работы СЭнМ. Например, в 2015 году на Магнитогорском металлургическом комбинате сотрудниками было подано более 600 идей, затраты на их реализацию составили более 3,8 млрд. рублей, а годовой экономический эффект – более 2,4 млрд. рублей. Выплаты по системам мотивации составили за этот период более 800 млн. рублей. Было внедрено 128 идей, эффект составил более 311 млн. рублей. В проработке находились 478 проектов, и затем 126 было реализовано [23].

4.4. Мониторинг и контроль технологических 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 могут 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, при необходимости 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 рассеянным 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;

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;

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 необходимы для предотвращения образования металлов и оксидов металлов в результате перегрева.

Мониторинг и контроль температуры в электролитических ячейках используются 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 процесса.

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.

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. Также 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.

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.

Кросс-медиа эффекты

Снижение энергоемкости, повышение энергоэффективности и культуры обслуживания.

Технические соображения относительно применимости

Описанные выше компоненты, как правило, могут быть применены ко многим объектам, входящим в область действия настоящего документа.

Экономика

Информация по конкретным процессам не предоставлена, но известно, что процессы являются экономичными.

Движущая сила для осуществления

Движущими силами для внедрения мероприятий по энергоэффективности являются:

улучшение экологических показателей;

повышение энергоэффективности;

дополнительные возможности для снижения эксплуатационных затрат и обеспечения наличия ресурсов.

4.5. Контроль качества сырья и топлива

Руды и концентраты

Для хранения руд и концентратов (если они образуют пыль), других пылящих материалов в большинстве случаев используются закрытые склады, укрытые штабеля и бункеры. Руды и концентраты обычно используются на крупных установках, поэтому в качестве основного места хранения бункеры используются не часто, но они могут использоваться для промежуточного хранения либо для приготовления рудных/флюсовых смесей. Для хранения крупных фракций окомкованного материала используются открытые штабеля, размещаемые на площадках с твердым, влагонепроницаемым покрытием (бетонированные площадки) для предотвращения материальных потерь, загрязнения почв и сырья. Некоторые крупнокусковые материалы не размещают на площадках с твердым покрытием из-за возможных повреждений покрытия. Для разделения руд разного качества между их штабелями часто оставляют проходы.

Для пылеподавления часто используется распыление воды, но при необходимости использования сухой шихты этот метод обычно не применяется. Для пылеподавления без переувлажнения материала используются альтернативные методы, такие как мелкодисперсные распылители, позволяющие получать водяной туман. Некоторые концентраты изначально содержат достаточно влаги для предотвращения пыления.

Для предотвращения пылеобразования в условиях ветреной погоды могут использоваться поверхностно связывающие агенты (такие как меласса, известь или поливинилацетат). Связывание частиц поверхностных слоев может предотвратить их окисление и последующую утечку материала в грунт или поверхностные стоки.

Также используются прозрачные пластиковые экраны, которые располагаются напротив опрокидываемых вагонов. В этом случае воздушная волна, возникающая при разгрузке, проходит в распорную секцию и контейнер поглощает энергию разгрузки; давление воздуха амортизируется, что позволяет вытяжной системе справляться с возросшей нагрузкой.

Подметальные машины и другое специализированное оборудование, применяющее комбинацию распылителей воды и вакуумного всасывания, широко используются для сбора пыли, в том числе со старых складских территорий, для поддержания чистоты внутренних дорог и предотвращения вторичного пыления.

Для взвешивания руд и флюсов с целью получения оптимальных смесей и улучшения технологического контроля используются системы дозирования "по изменению веса" и конвейерные весы, дозаторы.

Руды и концентраты могут доставляться к месту переработки автомобильным, железнодорожным и водным транспортом. Твердые частицы могут налипать на колеса и другие части транспортных средств, загрязняя дороги, как на промышленной площадке, так и за ее пределами. Для устранения этого вида загрязнения часто используется мойка колес и днища (или, например, при отрицательных температурах другие методы очистки). Эту проблему может усугубить использование фронтальных погрузчиков, большего, чем необходимо, размера.

Разгрузка рудных материалов может быть потенциальным источником значительных выбросов пыли. Основная проблема возникает, когда полувагон или иное опрокидывающееся транспортное средство разгружается под действием силы тяжести. Интенсивность разгрузки не контролируется, что приводит к существенным выбросам пыли, которые могут превзойти возможности пылеподавления и пылеулавливания. В таких случаях могут использоваться закрытые разгрузочные помещения с автоматическими дверями. Пункты разгрузки в большинстве случае оборудованы системами предотвращения пыления, улавливания и очистки от пыли.

Разгрузка пылеобразующего материала может осуществляться при помощи конвейера с нижней подачей, грейферного крана или фронтального погрузчика, также используются полностью закрытые конвейеры. Для транспортировки более плотных материалов применяются пневматические системы. Для улавливания пылящих материалов в стационарных пунктах разгрузки или в точках перегрузки на конвейерах могут использоваться аспирационно-фильтрующие системы. При использовании открытых конвейеров пыление может возникать при слишком быстром движении ленты (например, при скорости выше 3,5 м/с). При использовании фронтального погрузчика пыление возможно на всем протяжении дистанции транспортировки.

Топливные ресурсы

Топливо, используемое в металлургических процессах, может быть использовано как источник тепла и как восстановитель или одновременно, исходя из целей для каждой конкретной установки. Топливо может доставляться на площадку с помощью систем трубопроводов, либо посредством транспортных средств (автомобильным, железнодорожным транспортом).

Жидкое топливо

Для доставки наиболее часто используются автомобильные и железнодорожные цистерны. Для систем хранения топлива на площадке характерно использование резервуаров с вентилируемой или плавающей крышей, размещаемых в закрытых зонах, либо внутри обвалования, емкость которого достаточна для удержания содержимого самого большого резервуара (или 10 % от общего объема всех резервуаров, в зависимости от того, что больше). Часто практикуется дренирование испарений от резервуаров для возврата обратно в загрузочный резервуар, за исключением случаев использования плавающей крыши. При доставке жидкого топлива и сжиженных газов используется автоматическая повторная герметизация соединяющих трубопроводов. Питающие соединения находятся внутри обвалованной территории.

Общепринятой практикой являются регулярные проверки содержимого резервуара для обнаружения утечек и определения безопасного объема загрузки. Используются системы подачи сигналов тревоги. В некоторых случаях применяется инертная атмосфера.

Для доставки жидкого топлива могут также использоваться трубопроводные системы, включающие резервуары промежуточного хранения. Раздача топлива для технологических нужд из резервуаров хранения обычно производится по воздушным трубопроводам, сервисным траншеям или реже по подземным трубопроводам. Для предотвращения повреждения воздушных трубопроводов используются барьеры. Использование подземных трубопроводов может затруднять выявление утечек топлива, которые могут повлечь загрязнение почвы и подземных вод.

При наличии риска загрязнения грунтовых вод территория для хранения должна быть изолирована и устойчива к воздействию хранящегося материала.

Газообразное топливо

Для доставки газообразного топлива используются системы трубопроводов. Доставка газа часто связана с применением оборудования для понижения давления или иногда компрессорного оборудования. В любом случае для выявления утечек часто используют измерение давления и объема, а для контроля состояния атмосферы на рабочих местах и поблизости от резервуаров хранения – газовые датчики.

К числу общепринятых методов относится распределение газа с помощью воздушных трубопроводов или трубопроводов, размещаемых в сервисных траншеях; при этом, применяются соответствующие методы защиты этих трубопроводов от повреждений.

Твердое топливо

Для доставки твердого топлива используется автомобильный, железнодорожный или водный транспорт. В зависимости от типа (например, кокс, уголь) и риска пылеобразования топливо хранят в бункерах, закрытых штабелях, открытых штабелях или в зданиях. Открытые штабели используются нечасто, но там, где они применяются, их проектируют с откосом с наветренной стороны; могут устанавливаться ограждающие стены для уменьшения воздействия ветра и сохранения материала. Материал может перегружаться конвейером, грейфером или фронтальным погрузчиком.

Конвейерные системы проектируются с минимальным числом поворотов и минимальной высотой падения на этих поворотах, чтобы сократить потери и пылеобразование. В зависимости от риска пылеобразования используются закрытые, укрытые или открытые конвейеры, при необходимости используются системы фильтрации и пылеочистки. При использовании открытых конвейеров пыление может возникать при слишком быстром движении конвейера (т. е. свыше 3,5 м/с). С целью предотвращения потерь для очистки возвратной секции конвейера используются ленточные скребки.

Для предотвращения выбросов пыли может контролироваться влажность топлива. Выбросы пыли возможны при использовании сухого и тонкодисперсного материала. Здесь сокращению воздействия может способствовать наличие в контракте на поставку топлива его спецификации с указанием параметров влажности и приемлемой концентрации тонкодисперсных фракций.

Для предотвращения пылеобразования под воздействием ветра и поверхностного окисления топлива над открытыми штабелями в некоторых случаях разбрызгиваеются вода или связующие агенты (такие как поливинилацетат или меласса). Поскольку твердые частицы могут быть смыты в дренажные системы, для предотвращения загрязнения стоков с открытых штабелей часто используется осаждение этих стоков.

Твердое топливо может транспортироваться по площадке при помощи грузовых автомобилей, конвейера, пневматических систем. Часто в качестве временных или резервных хранилищ используются силосы или бункеры.

Эти системы обычно включают пылеулавливающее и фильтрующее оборудование.

Используемые реагенты

Кислоты и щелочи, другие химические реагенты часто используются в основных технологических процессах для выщелачивания металлов, осаждения соединений или в очистном оборудовании, а также могут производиться в ходе основного технологического процесса.

Поставщик, как правило, указывает требования к условиям хранения таких материалов. Многие из этих реагентов могут взаимодействовать между собой, что учитывается при определении методов их хранения и переработки: обычно применяется раздельное хранение химически активных материалов. Жидкости обычно хранятся в бочках или резервуарах на открытых или закрытых обвалованных территориях; при этом для таких территорий используются покрытия, устойчивые к воздействию кислот и химических веществ. Твердые материалы обычно хранятся в бочках или мешках МКР (биг-бэгах) в помещениях с изолированными дренажными системами; для хранения некоторых материалов, таких как, например, известь, используются силосы. Применяются пневматические транспортные системы.

В производстве свинца, как и других цветных металлов, для различных целей используются газы, в частности, в больших объемах могут применяться технологические газы. Потребление отдельных видов газов оказывает влияние на методы их транспортировки и распределения.

Для улучшения сгорания, обеспечения окисления и улучшения процесса конвертирования используется кислород; для восстановления оксидов металлов используются природный газ, бутан или пропан. Диоксид углерода, азот и аргон используются для обеспечения инертной атмосферы и дегазации расплавленного металла. Окись углерода и водород используются в основных технологиях. Водород и диоксид серы используются для восстановления оксидов и солей. Хлор и кислород используются в процессе выщелачивания.

Оператор может производить газы на своей площадке для собственных нужд, хотя известны случаи выпуска газов по контрактам для поставки на другие площадки. На некоторых объектах для улучшения горения используется кислород, а для подавления искрения воспламеняющихся материалов – азот. Для производства обоих этих газов используются одни и те же криогенные процессы или процессы, основанные на перепадах давления; производимый низкокачественный азот может применяться в ряде операций, требующих инертной среды. Аналогичным образом дымовые газы с низким содержанием кислорода могут использоваться для предотвращения самовозгорания.

Газы могут транспортироваться в цистернах или по трубопроводам. Контроль объема запасов и давления обеспечивает обнаружение утечек для всех газов.

Для смешивания газов (например, приготовления смесей аргона и хлора) используются балансировка и слияние потоков. При небольших потребностях могут поставляться предварительно смешанные газы.

Распределение газов внутри площадки обычно обеспечивается воздушными трубопроводами, снабженными надежными системами защиты от повреждений.

4.6. Общие принципы мониторинга и контроля эмиссий

Мониторинг представляет собой систематические наблюдения за изменениями химических или физических параметров в различных средах, основанными на повторяющихся измерениях или наблюдениях с определҰнной 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 эмиссий, при этом она должна быть достаточной для получения репрезентативных данных по тому параметру, мониторинг которого проводится. В большинстве случаев для получения информации о концентрации загрязняющих веществ в отходящих потоках используются среднесуточные значения или среднее значение за определенный период выборки.

Используемые для мониторинга методы, средства измерений, применяемое оборудование, процедуры и инструменты должны соответствовать стандартам, действующим на территории Республики Казахстан. Использование международных стандартов должно быть регламентировано нормативными правовыми актами Республики Казахстан.

Перед проведением замеров необходимо составление плана мониторинга, в котором должны быть учтены такие показатели как: режим эксплуатации установки (непрерывный, прерывистый, операции пуска и останова, изменение нагрузки), эксплуатационное состояние установок по очистке газа или стоков, факторы возможного термодинамического воздействия.

При определении методов измерений, 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 репрезентативных данных.

Обычно при выборе эксплуатационного режима для проведения измерения выбирается режим, при котором может быть отмечено максимальное воздействие на окружающую среду (максимальная нагрузка).

При выполнении мониторинга атмосферного воздуха основное внимание должно уделяться состоянию окружающей среды в зоне активного загрязнения (для источников загрязнения атмосферы).

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

Для определения концентрации загрязняющих веществ в сточных водах могут быть использованы произвольный отбор проб или показатели объединенных суточных проб (в течение 24 часов), основанные на отборе проб пропорционально расходу или усредненные по времени.

При отборе проб не приемлемо разбавление газов или сточных вод, так как полученные при этом показатели нельзя будет считать объективными.

Мониторинг эмиссий может проводиться как 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 получают при ручном отборе проб с проведением последующего лабораторного анализа
3	Усреднение результатов	Результаты могут быть усреднены за любой необходимый период (30 минут, 1 час, 24 часа и др.)	Усреднение результатов привязано к продолжительности периода отбора проб (интервал от 30 минут 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

4.6.1. Компоненты мониторинга

Компонентами производственного мониторинга являются контролируемые загрязняющие вещества, присутствующие 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)	Твердые частицы размером от субмикроскопического до макроскопического любой формы, структуры или плотности, рассеянные в газовой фазе
2	Металлы и их соединения	Zn, Cd, Pb, Hg, 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 свинца;

** 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.

4.6.2. 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 технологические параметры основных производственных процессов, к которым относятся:

количество загружаемого сырья;

производительность;

температура горения (или скорость потока);

температура катализатора;

количество подсоединҰнных аспирационных установок;

скорость потока, напряжение и количество удаляемой пыли электрофильтром вместо концентрации пыли;

расход и давление очищающей жидкости (фильтрата) и перепад давления внутри 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).

4.6.3. Периодический мониторинг

Периодический мониторинг - измерения (наблюдения), проводимые через определенные интервалы времени при помощи инструментальных замеров. Интервал отбора проб устанавливается исходя из цели измерений, 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 объективных 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 установки датчиков - в случае использования автоматизированных систем).

Так, например, в случаях низких концентраций 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.

4.6.4. Непрерывный мониторинг

Непрерывный контроль 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 может 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.

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 при эксплуатации пылегазоочистного оборудования.

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.

4.6.5. 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), сопутствующих процессов для получения готовой продукции, в соответствии с установленными стандартами;

контроль эффективности эксплуатации пылегазоочистного оборудования;

принятия 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 использованием расчетных методов, основанных на использовании методологических данных, в случаях, когда измерение выбросов технически невыполнимо или экономически нецелесообразно.

Мониторинг выбросов в атмосферном воздухе может проводиться 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. Для измерений образец дымового газа извлекается из газохода, и загрязняющее вещество анализируется мгновенно с помощью переносных измерительных систем (например, газоанализаторов) или впоследствии в лаборатории. Мониторинг эмиссий путем непрерывных измерений (автоматизированный мониторинг) осуществляется измерительным оборудованием, установленным непосредственно в дымовой трубе, а также в газоходе с соблюдением действующих в Республике Казахстан стандартов отбора проб.

Приоритетными источниками выбросов загрязняющих веществ при производстве свинца 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 уделять мониторингу неорганизованных выбросов, так как их количественное определение требует больших трудовых и временных затрат. Имеются соответствующие методики измерения, но уровень достоверности результатов, получаемых с их применением, низок, и в связи с увеличением числа потенциальных источников оценка суммарных неорганизованных выбросов/сбросов может потребовать более существенных затрат, чем в случае выбросов/сбросов от точечных источников.

Ниже рассмотрены некоторые методы количественного определения неорганизованных выбросов:

метод аналогии с организованными выбросами, основанный на определении "эквивалентной поверхности", через которую измеряется поток вещества;

оценка утечек из оборудования;

использование расчҰтных методов с помощью коэффициентов для определения выбросов из емкостей для хранения, во время погрузочно-разгрузочных операций, а также выбросов, возникающих в результате деятельности вспомогательных участков (очистных сооружений и пр.);

использование устройств для оптического мониторинга (обнаружение и определение концентраций загрязняющих веществ в результате утечки с подветренной от предприятия стороны с использованием электромагнитного излучения, которое поглощается и/или рассеивается загрязняющими веществами);

метод материального баланса (учет входного потока вещества, его накопление, выходной поток этого вещества, а также его разложение в ходе технологического процесса, после чего остаток считается поступившим в окружающую среду в виде выбросов);

выпуск газа-трассера в различные выбранные точки или зоны на территории предприятия, а также в точки, расположенные на разной высоте на этих участках;

метод оценки по принципу подобия (количественная оценка выбросов исходя из результатов измерения качества воздуха с подветренной стороны, с учетом метеорологических данных);

оценка мокрых и сухих осаждений загрязняющих веществ с подветренной от предприятия стороны, что позволит впоследствии оценить динамику этих выбросов (за месяц или за год).

Нет методов измерений, которые применимы для общего использования на всех участках, и методологии измерений отличаются от участка к участку. Имеются значительные воздействия от других источников поблизости от промплощадки, такие как вспомогательные производства, транспорт и иные источники, которые сильно затрудняют экстраполяцию. Следовательно, полученные результаты относительны или являются ориентирами, которые могут указывать на снижение, достигнутое при помощи принятых мер по снижению неконтролируемых выбросов.

Точки отбора проб должны отвечать стандартам производственной гигиены и техники безопасности, быть легко и быстро достижимы и иметь должные размеры.

Измерение неорганизованных выбросов от площадных источников является более сложным и требует более тщательно разработанных методов, так как:

характеристики выбросов регулируются метеорологическими условиями и подвержены большим колебаниям;

источник выбросов может иметь большую площадь и может быть определен с неточностью;

погрешности относительно измеренных данных могут быть значительны.

Мониторинг неорганизованных выбросов, попадающих в атмосферу от неплотностей технологического оборудования, должен проводиться с помощью оборудования для обнаружения утечек летучих органических соединений (ЛОС). Если объемы утечек малы и их невозможно оценить инструментальными замерами, то может применяться метод массового баланса в сочетании с отдельными измерениями концентраций загрязняющих веществ.

Описанные методы для мониторинга неорганизованных выбросов были разработаны с учетом международного опыта и находятся на той стадии, когда они не могут выдать точные и надежные фактические показатели, однако они позволяют показывать ориентировочные уровни выбросов или тенденции возможного увеличения выбросов за определенный период времени. В случае применения одного или нескольких предлагаемых методов необходимо учитывать местный опыт использования, знания местных условий, особой конфигурации установки и т. п.

4.6.6. 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 (экономической целесообразности).

4.6.7. Управление отходами

Согласно Экологическому кодексу, нормативным правовым актам, принятым в Республике Казахстан, все отходы производства и потребления должны собираться, храниться, обезвреживаться, транспортироваться и захораниваться с учетом их воздействия на окружающую среду.

В целях предотвращения загрязнения компонентов природной среды накопление и удаление отходов производятся в соответствии с международными стандартами и действующими 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 учҰтом целесообразного объединения видов по степени и уровню их опасности с целью оптимизации дальнейших способов удаления, а также вторичного использования определҰнных видов отходов;

накопление и временное хранение отходов до целесообразного вывоза;

хранение в маркированных герметичных контейнерах;

сбор отходов на специально отведенных и обустроенных площадках;

транспортировка под строгим контролем с регистрацией движения всех отходов.

Хранение отходов в контейнерах позволяет предотвратить утечки, уменьшить уровень их воздействия на окружающую среду, а также воздействие погодных условий на состояние отходов.

Характерными для производства свинца отходами и побочными продуктами являются:

твердые остаточные продукты с высоким содержанием металлов, образующиеся в процессах плавки, шахтной плавки, фьюминговании, рафинирования, электроплавки (эти продукты считаются промпродуктами и обычно повторно перерабатываются на соответствующем этапе технологического процесса или отправляются в качестве сырья, или на утилизацию на иные производства);

печи прямой плавки также являются значимыми источниками образования твердых шлаков; такие шлаки обычно уже подвергались действию высоких температур и в целом содержат небольшое количество выщелачиваемых металлов (впоследствии они после проведения определенных испытаний могут использоваться как строительные материалы);

твердые остаточные продукты также получают в результате переработки стоков; основными потоками являются гипсовые остатки (CaSO₄) и гидроксиды металлов, которые образуются на установке нейтрализации стоков (данные материалы рассматриваются как проявление побочного эффекта этих методов очистки, многие из них возвращаются в пирометаллургический процесс для дальнейшего извлечения из них металлов);

пыль или шлам, образующиеся при газоочистке (используются в качестве сырья для производства других металлов, например, Ge, Ga, In и As и прочих, либо возвращаются на плавку или же в цикл выщелачивания с целью извлечения цинка);

остаточные продукты, содержащие ртуть и селен, образуются на этапе предварительной обработки ртуть- и селенсодержащих потоков из газоочистки.

Образующиеся при переработке свинец-содержащей пыли мышьяксодержащие промпродукты являются источником образования мышьяксодержащих отходов (известково-мышьяковистый кек, мышьяк-железосодержащий отход). Мышьяксодержащие отходы после затаривания подлежат транспортировке для захоронения на специализированных площадках.

Бедный гранулированный шлак, образующийся при восстановительной плавке свинецсодержащего сырья, а также при процессах фьюминговании, являясь техногенным минеральным образованием, складируется на специализированных площадках с возможностью повторного использования в закладочной смеси либо передачи заинтересованным сторонам для дальнейшего использования, например, при производстве цемента.

Система контролирования в области обращения с отходами основана на учҰте основных нормируемых параметров и характеристик, таких как:

технологические процессы и оборудование, связанные с образованием отходов;

системы транспортировки, обработки, утилизации и обезвреживания отходов;

объекты накопления и размещения отходов, расположенные на промышленной площадке и/или находящиеся в ведении предприятия.

Воздействие отходов производства и потребления на компоненты окружающей среды является косвенным и выражается в загрязнении атмосферного воздуха и почвенных ресурсов при пылении или разносе компонентов отходов под воздействием ветра, попадании составляющих отходов в водные объекты с талыми водами и атмосферными осадками, повышенном содержании микрокомпонентов, входящих в состав отходов, в растительности территории, расположенной близ производственного объекта.

4.7. Управление водными ресурсами

Водопотребление

Организация системы водопользования является неотъемлемым этапом, необходимым для формирования экологической политики предприятия, при этом необходимо учитывать имеющиеся на предприятии процессы, качество и доступность исходной потребляемой воды, объемы потребления, климатические условия, доступность и целесообразность применения тех или иных технологий, требования законодательства в области охраны окружающей среды и промышленной безопасности, а также массу других аспектов. Снижение потребления воды, забираемой из внешних источников, является основной целью системы водопользования, показателями эффективности которой являются данные удельного и валового потребления воды на предприятии.

Вода промышленных предприятий подразделяется по назначению: на охлаждающую, технологическую и энергетическую.

Охлаждающая вода применяется в контурах охлаждения металлургического оборудования, а также для охлаждения промежуточных и готовых продуктов в различных операциях и переделах. Она может быть разделена на неконтактную охлаждающую воду и охлаждающую воду прямого контакта.

Вода на неконтактное охлаждение применяется для охлаждения печей, печных каминов, разливных механизмов и т. п. В зависимости от места расположения установки охлаждение может достигаться прямоточной или циркуляционной системой с испарительными градирнями. Вода из прямоточной системы охлаждения обычно сбрасывается обратно в естественный источник, например, реку или пруд-охладитель. В этом случае потенциальный рост температуры должен учитываться до того, как вода будет сбрасываться в природный водный объект. Неконтактная вода на охлаждение также может циркулировать и повторно использоваться через градирни.

Охлаждающая вода прямого контакта обычно загрязнена металлами и взвешенными твердыми частицами и часто появляется в больших количествах. В связи с особой схемой и во избежание эффекта разбавления вода на прямое контактное охлаждение принципиально должна проходить очистку отдельно от других сточных вод.

Технологическая вода делится на средообразующую, промывную и реакционную. Средообразующая вода применяется для растворения и образования пульп, при обогащении и переработке руд, гидротранспорта продуктов и отходов производства. Промывные воды используются для промывки газообразных, жидких и твердых продуктов. Реакционная вода – вода, используемая для приготовления реагентов.

Энергетическая вода потребляется для производства пара, а также в качестве теплоносителя в системах обогрева.

Водоотведение

Переработка и обогащение сульфидсодержащих руд и концентратов связаны с образованием различных видов сточных вод.

Рисунок 4.1. Сточные воды и методы обращения с ними

Перечисленные выше сточные воды могут содержать соединения металлов, содержание которых обуславливается присутствием их при технологических процессах. Даже незначительное присутствие металлов (низкие концентрации) в сточных водах может оказать существенное воздействие на окружающую среду.

4.8. Управление технологическими остатками

Свинцовое производство из первичного и вторичного сырья связано с потенциальным получением широкого ассортимента побочных продуктов, промежуточных продуктов и отходов. Эти остатки возникают на разных этапах производственного процесса, таких как металлургические операции и процесс плавки, а также очистка отходящих газов и сточных вод [60, 61]. Содержание и ценность содержащихся в остатках элементов влияют на их возможности повторного использования. При любом отнесении остатков к отходам для удаления следует это учитывать. Вещество может описываться как отход либо вторичное сырье в зависимости от специфики его образования, транспортировки и использования или извлечения.

Сведение отходов к минимуму посредством оптимизации процесса и насколько возможно большего использования остатков и отходов является существующей практикой на сегодняшний день на многих предприятиях.

Уже много десятилетий многочисленные остатки используются в качестве сырья для других процессов, и давно установлена широкая сеть металлургических производств для увеличения извлечения металлов и снижения количества отходов для удаления. Также широко известно, что производящие металл отрасли имеют один из самых высоких показателей повторного использования среди всех отраслей промышленности: большинство из образуемых побочных и промежуточных продуктов и отходов возвращаются в производство или повторно используются как в самой отрасли цветной металлургии, так и в других отраслях.

Так, на отечественном свинцовом заводе шлаки используются в качестве бетонозакладочных смесей в выработанные пустоты шахт либо в случае спроса направляются на цементные заводы как железокальциевый реагент в цементную смесь. Единственным отходом является железомышьяковый кек, направляемый на специализированные площадки.

Несмотря на достигнутые преимущества не только мировых производственных площадок, но и отечественных предприятий, проблема остатков на производственных объектах и классификация некоторых из этих материалов будут также играть важную роль для будущих разрешений.

4.9. Шум

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

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.

Новые установки могут характеризоваться низким уровнем шума и вибрации. Надлежащее техническое обслуживание предотвращает разбалансировку оборудования (вентиляторы, насосы). Соединения между оборудованием могут быть сконструированы специальным образом для предотвращения или минимизации передачи шума.

Для уменьшения шума применяются следующие 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, организации 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.

4.10. Запах

Появление запахов можно предотвратить за счет правильного проектирования, выбора соответствующих реагентов и правильной обработки материалов.

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.

Методы, применяемые для 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.

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.

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, образования отходов с применением 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. Представленные методы (конструктивные и технические решения) являются общеприменимыми и могут использоваться как по отдельности, так и в совокупности.

Первостепенным методом снижения неорганизованных выбросов при хранении сырья и материалов (руды, свинцовые концентраты, флюсы, кокс, тонкодисперсные материалы, продукты процесса агломерации, растворители и кислоты, а также вещества, содержащие водорастворимые органические соединения) на открытых площадках является необходимость изолирования данных источников 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 (бункеры, силосы) или полностью автоматизированных систем хранения. При этом необходимо учитывать следующие аспекты:

проектирование и строительство мест хранения должны проводиться в соответствии с установленными стандартами;

ремонтные работы и техническое обслуживание должны проводиться по установленному графику работ;

при проектировании мест хранения необходимо учитывать системы контроля и проверки складируемых материалов для предотвращения и выявления возможных утечек;

использование герметичной упаковки;

места хранения нерастворимых материалов должны иметь непроницаемые и герметичные поверхности (забетонированные площадки) для предотвращения загрязнения почвенного покрова, а также должны быть оборудованы дренажными системами;

места хранения восстановителей, таких как кокс, должны быть спроектированы с учетом пожароопасных свойств хранимого 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 или туманообразующих распылителей (создание водяных туманов без переувлажнения материала), для подавления пыли. При использовании распылителей необходимо уплотнить поверхность основания и обеспечить сбор избыточной воды, которую можно использовать в 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 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;

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

оборудование мест загрузки и перегрузки системами пылегазоулавливания, как источников наибольшего пылеобразования (улавливание пылегазовыделений с помощью цеховых фонарей, зонтов, местных укрытий (колпаков), защитных кожухов);

проведение регулярной очистки места хранения.

Достигнутые экологические выгоды

Предотвращение неорганизованных выбросов пыли, металлов и других соединений.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Обычно на свинцовых заводах для хранения концентратов широко применяют одноэтажные прямоугольные склады 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 [32].

Склады оборудованы также устройствами для оттаивания концентрата в контейнерах и мойки опорожненных контейнеров и местами для укладки порожней тары, подготовленной к отправке.

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 [85].

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 [86].

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 % [87].

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 в установке надувного ангара обосновывалась необходимостью дополнительных мест хранения концентратов в период проведения капитального ремонта в медеплавильном цеху [88].

Кросс-медиа эффекты

Потребность в дополнительных объемах энергоресурсов при:

эксплуатации систем пылегазоулавливания;

необходимости сушки сырьевого материала, увлажненного в процессе пылеподавления, при использовании распыления водой.

Дополнительные расходы воды на увлажнение материалов.

Вероятность образования дополнительных отходов, которые могут образовываться в процессе технического 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 завод "Metallo-Chimique" в Бельгии инвестировал 6,5 млн евро в крытую зону хранения пылящих материалов. Зона хранения занимает 8000 м² и 180000 м³ и имеет максимальную Ұмкость складских помещений в 20000 тонн. Максимальная производительность склада - 50000 тонн/год.

Внедрение в 2020 году системы пылеподавления на открытом и закрытом складе железнорудного сырья ПАО "ММК" потребовало инвестиций в размере 60 млн рублей [87].

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 [88].

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства.

Экономия сырья – возврат уловленных частиц в технологический цикл производства.

Описание

Методы или совокупность методов, применяемых для предотвращения неорганизованных выбросов в атмосферу при транспортировке сырья, а также погрузочно-разгрузочных операциях.

Техническое описание

К основным источникам неорганизованных выбросов относятся:

системы транспортировки, разгрузки, выбросы которых прямо пропорциональны интенсивности ветра;

взвеси дорожной пыли, поднимаемой при эксплуатации транспортных средств;

выбросы органических соединений при операциях, связанных с жидкостями (жидкое топливо, реагенты, кислоты и щелочи) и газами, в том числе утечки их систем трубопроводов.

Для предотвращения и/или снижения неорганизованных выбросов пыли в ходе операций погрузки и выгрузки площадки обычно оборудуются одним и более пылегазоочистным устройствами (например, рукавный фильтр).

Для снижения выбросов пыли от штабелей применяются увлажнение поверхности участков загрузки и выгрузки, а также регулирование высоты конвейеров. В том случае, если не удается избежать неорганизованных выбросов пыли, их уровень можно снизить подбором высоты разгрузки материала, а также высоты штабелей. Все операции проводят либо в автоматическом режиме, либо со снижением скорости разгрузки.

К мерам, применяемым по предотвращению загрязнения окружающей среды при транспортировке/перемещении сырья и материалов, относятся:

использование вакуумных систем, оборудованных вентиляционной системой для улавливания и очистки воздуха;

использование пневматических систем или закрытых конвейеров для транспортировки мелких и пылящих материалов, оборудованных эффективными системами пылеулавливания, вытяжным и фильтрующим оборудованием для предотвращения выбросов пыли в местах 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 непылящих твердых материалов под навесами;

регулирование (уменьшение) высоты падения материала с конвейерных лент;

очистка автотранспортных средств (мойка кузова, колес), используемых для транспортировки пылящих материалов;

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

искусственные и естественные (дождевая вода) потоки сточных вод, смывающие пыль с поверхности площадок, должны собираться и проходить очистку перед попаданием их в естественные водоемы для максимального извлечения цветных металлов;

минимизация материальных потоков между процессами;

использование максимально коротких маршрутов транспортировки.

Достигнутые экологические выгоды

Предотвращение неорганизованных выбросов пыли, металлов и других соединений.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Использование интегрированных систем отбора проб и анализов для определения качества транспортируемого материала, планирования и подготовки операций по дальнейшей обработке.

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 операций	От 33 кВт	Срок службы тягового органа 0 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.

В 2019 году на заводе "KGHM" (Польша) были проведены работы по герметизации натяжных станций ленточных конвейеров концентратов и усреднительного склада с использованием пневматических транспортных систем для транспортировки и обработки концентратов и мелкозернистого материала [86].

Кросс-медиа эффекты

Потребность в дополнительных объемах энергоресурсов при:

эксплуатации систем пылегазоулавливания;

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

Дополнительные расходы воды на увлажнение материалов.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства. Экономия сырья – возврат уловленных частиц в технологический цикл производства.

5.1.3. Технические решения для предотвращения и/или снижения организованных 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.

Технологическое описание

Циклоны предназначены для сухой очистки газов, выделяющихся при подготовительных, пирометаллургических процессах (предварительная обработка сырья, плавка/обжиг, агломерация и т. д.), а также очистки аспирационного воздуха. Для удаления частиц из отходящего газового потока используется принцип инерции, основанный 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, электрофильтры, скрубберные системы.

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 варьируется 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:

1) необходимо следить, чтобы в конической части циклона не накапливалась пыль (для ее сбора под циклоном предусмотрен специальный бункер);

2) 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);

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

4) 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);

5) 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);

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

7) 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 свинцовом 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 высоким перепадом 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 180043000 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 (повторного использования в качестве сырья) является основной движущей силой внедрения.

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.

Технологическое описание

Использование рукавных фильтров в металлургическом производстве обусловлено их высокой эффективностью очистки от пыли и содержащихся в ней металлов, образующихся 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 распространенными методами очистки являются: 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 учитываются 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
№ п/п	Исходный полимер или сырье	Название волокна	Плотность, кг/м3	при длительном воздействии	при кратковременном воздействии	кислоты	щелочи
1	2	3	4	5	6	7	8
1	Целлюлоза	Хлопок	1520	65-85	90-95	ОП	X
2	Протеины	Шерсть	1320	95-100	120	У	ОП
3	Полиамид	Капрон	1140	80-90	120	ОП	ох
4	Полиамид	Номекс	1380	220	260	У	ох
5	Полиэфир	Лавсан	1380	130	160	X	У-П
6	Полиакрилонетрил	Нитрон	1170	120	150	X-У	У
7	Полиолефин	Полипропилен	920	85-95	120	ОХ	ОХ
8	Поливинилхлорид	Хлорин, ацетохлорин, ПВХ	1380–1470	65-70	80-90	ОХ	ОХ
9	Политетрафаторэтилен	Фторопласт, олифен	2300	220	270	ОХ	ОХ
10	Полиоксидиазол	Оксалон	-	250	270	X
11	Алюмооборосиликатное стекло	Стеклянное волокно	2540	240	315	X	У-П
12		Керамическое волокно	-	760	1204	OX	Х
	ОХ - очень хорошая; X - хорошая; У - удовлетворительная; П - плохая; ОП- очень плохая.

Продолжение таблицы

Стойкость в средах		Горючесть	Прочность на разрыв, МПа	Разрывное удлинение, %	Стойкость к истиранию	Влагоемкость, %, при 20 °С
окисляющие агенты	растворители	Горючесть	Прочность на разрыв, МПа	Разрывное удлинение, %	Стойкость к истиранию	при f= 65 %	при f = 90–95 %
9	10	11	12	13	14	15	16
У	ОХ	Да	360-530	7-8	У	7-8,5	24-27
У	X	Да	130-200	30-40	У	13-15	21,9
У	X	Да	450-600	18-32	ОХ	3,5-4,5	7-8,5
X	X	Нет	400-800	14-17	ОХ	-	-
X	X	Да	450-700	15-25	ОХ	0,4	0,5
X	-	Да	300-470	15-17	У	0,9-2	4,5-5
X	X	Да	440-860	22-25	ОХ	0	0
ОХ	У-X	Нет	180-230	15-30	ОП-П	0,17-0,3	0,7-0,9
ОХ	ОХ	Нет	350-400	50	У-П	0	0
-	-	-	-	-	X	-	-
ОХ	ОХ	Нет	1600-3000	3-4	ОП	0,3	-
ОХ	ОХ	Нет	-	-	-	-	-

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 политетрафторэтилена (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 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. 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 возникновения 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 определҰнных 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/минуту. 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 представляют 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 (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.

Движущая сила внедрения

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

5.1.3.3. Электрофильтры

Описание

Частицы, подлежащие удалению, заряжаются, а специальные электроды, расположенные в корпусе фильтра, имеют другой заряд. При прохождении запыленного воздуха частицы загрязнений притягиваются к электродам и впоследствии ссыпаются в приемный бункер. 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.

Технологическое 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).

Рисунок 5.3. Принцип действия электрофильтра

При этом необходимо поддержание напряжения постоянного тока в диапазоне 20–100 кВ. Электрофильтры ионной абразивной обработки обычно работают в диапазоне 100–150 кВ 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.

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, связанных с использованием электрофильтров [62]

№ п/п	Загрязняющее вещество	Эффективность очистки, %		Примечание
№ п/п	Загрязняющее вещество	Сухой электрофильтр	Мокрый электрофильтр	Примечание
1	2	3	4	5
1	Пыль (размер частиц не определен)	Н/Д	99-99,2
2	Пыль, аэрозоли	Н/Д	97-99	Остаточная запыленность 5–20 мг/нм³
	PM₁	>97	Н/Д
	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

Электрофильтр применяется для удаления не только пыли, но и веществ, которые адсорбируются на частицах пыли, такие, как диоксины и металлы.

Размер электрофильтра является основным фактором, определяющим эффективность сбора. Другими параметрами, которые влияют на эффективность сбора, являются:

удельное сопротивление частиц;

состав частиц и газового потока;

температура частиц и температура газа;

размер частиц и распределение частиц по размерам.

Удельное сопротивление частиц может быть уменьшено путем введения одного или более из следующих компонентов в "голове" процесса очистки:

триоксид серы (SO₃);

аммиак (NH₃);

вода.

Однако при добавлении новых реагентов или воды частицы могут перестать быть пригодными для повторного использования.

Потребление электрической энергии электрофильтров растет экспоненциально снижению 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.

Снижение затрат при модернизации возможно путем 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 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 (в некоторых случаях требуется вентилятор с принудительной или нагнетательной тягой, необходимой для преодоления падения давления в системе перепада давления);

подходят для широкого диапазона температур, давления 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 кВт ч на 1000 м³ газа.

Замена устаревших электрофильтров тонкой очистки на более современное оборудование для очистки конвертерных газов Среднеуральского медеплавильного завода позволила снизить уровень запыленности с 1 г/м³ до 0,1 г/м³ [89].

Движущая сила внедрения

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

5.1.3.4. Мокрый электрофильтр

Описание

Для удаления 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).

Технологическое 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. Необходимость в дополнительных расходах водных ресурсов. Могут возникнуть 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 достаточно влажные, 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 объҰма. Преимущества и недостатки использования мокрых электрофильтров описаны в п.п. 5.1.3.4.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

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.

Технологическое 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 частиц (возгоны) применение мокрой 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, 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.

Скрубберы также используются вместе с мокрыми электрофильтрами для охлаждения и очистки газов перед преобразованием на заводах серной кислоты или 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 твҰрдых частиц зависит от типа оборудования и находится в пределах 50–99 %. Мокрая очистка (абсорбция) от пыли может сочетаться с последующей обработкой путем фильтрации (например, рукавные фильтры) или электростатического осаждения. Эффективность очистки при этом находится в диапазоне от 90 до более чем 99 %.

Кросс-медиа эффекты

Возможно ухудшение условий рассеивания 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 подходящего абсорбента.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Снижение выбросов в атмосферный воздух. Требования экологического законодательства. Экономические выгоды.

5.1.3.6. Керамические и металлические мелкоячеистые фильтры

Описание

С точки зрения принципов работы, общего устройства и возможностей очистки мелкоячеистые керамические фильтры похожи на рукавные фильтры. Вместо тканевых рукавов на металлическом каркасе в них используются жесткие фильтрующие элементы, по форме напоминающие свечу.

Техническое описание

С помощью таких фильтров удаляются мелкодисперсные частицы, в том числе PM₁₀. Фильтры имеют высокую термостойкость и, зачастую, именно корпус фильтра определяет верхнюю границу рабочей температуры. Расширение опорной конструкции в условиях высоких температур также является важным фактором, поскольку при этом нарушается герметичность элементов фильтра в корпусе, что приводит к просачиванию неочищенного газа в поток очищенного. Системы обнаружения отказов в режиме реального времени используются аналогично рукавным фильтрам. Керамические и металлические сетчатые фильтры не такие гибкие, как рукавные. При очистке таких фильтров продувкой мелкая пыль не удаляется с той же эффективностью, как из рукавного фильтра, что приводит к накоплению тонкой пыли внутри фильтра и, таким образом, к уменьшению его производительности. Это происходит за счет накопления сверхтонкой пыли.

Керамические фильтры производятся из алюмосиликатов и могут быть покрыты слоем различных фильтрующих материалов для улучшения химической или кислотной устойчивости или для фильтрации других загрязняющих веществ. С фильтрующими элементами относительно легко обращаться, когда они новые, но после того, как они подвергнутся воздействию высоких температур, они становятся хрупкими, и их можно случайно повредить во время обслуживания или при неосторожных попытках очистки.

Наличие липкой пыли или смолы представляет потенциальную проблему, поскольку их сложно извлечь из фильтра при обычной очистке, что может привести к падению давления. Эффект воздействия температуры на фильтрующий материал накапливается, поэтому он должен быть учтен при проектировании установки. При применении соответствующих материалов и конструкции можно добиться очень низкого уровня выбросов. Снижение уровня выбросов является важным фактором, поскольку пыль содержит большое количество металлов.

Аналогичную результативность в условиях высоких температур также имеет и модернизированный металлический сетчатый фильтр. Развитие технологий обеспечивает быстрое образование пылевой корки после проведения очистки, когда соответствующая зона была выведена из эксплуатации.

Надлежащим образом спроектированные и изготовленные фильтры подходящего под конкретные условия эксплуатации размера должны обладать следующими параметрами.

Корпус, арматура и система уплотнения соответствуют выбранным условиям применения, надежны и термостойки.

Непрерывный контроль пылевой нагрузки осуществляется с помощью отражающих оптических или трибоэлектрических устройств с целью обнаружения отказов фильтра. Устройство должно по возможности взаимодействовать с системой очистки фильтра для определения отдельных секций с изношенными или поврежденными элементами.

В случае необходимости соответствующая подготовка газа.

Для контроля состояния устройств очистки можно измерять перепады давления.

Из-за вероятности при некоторых условиях засорения фильтрующего материала (например, клейкой пылью или при температуре воздушных потоков, близкой к точке росы) эти методы не подходят для любых условий эксплуатации. Они могут применяться в существующих керамических фильтрах и могут быть модифицированы, в частности, система уплотнения может быть усовершенствована во время планового обслуживания.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов пыли, металлов и других соединений.

Кросс-медиа эффекты

Потребление электрической энергии увеличивается с повышением эффективности пылеулавливания. Образование сточных вод, требующих дальнейшей обработки для предотвращения сброса металлов и других веществ в водные объекты.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо.

Экономика

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

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов пыли. Экономия сырья, если пыль может быть возвращена в процесс.

5.2. Предварительная обработка сырья

Описание

Техники, совокупность применения которых обладает высоким потенциалом к снижению выбросов загрязняющих веществ при процессах, связанных с предварительной подготовкой сырья.

Техническое описание

В данном подразделе рассматриваются техники, связанные с работой сопутствующего оборудования, которые включают:

конвейеры закрытого типа или пневматические транспортные системы (см. раздел 5.1.1);

оборудование закрытого типа (см. раздел 5.2.2);

системы подавления пыли (см. раздел 5.1.1);

гранулирование сырья (см. раздел 5.1.1);

циклон (см. раздел 5.1.3.1);

рукавные фильтры (см. раздел 5.1.3.2).

Рудное сырье (свинецсодержащие концентраты), используемое при производстве свинца, смешивают с другими материалами плавки и флюсами (такими как руда окисленная, известняк, магнитная фракция клинкера, немагнитная фракция клинкера) для получения исходного материала определенного физико-химического состава, в соответствии с технологическим регламентом основной линии производства. Приготовление исходных смесей, добавление флюсов могут производиться путем применения закрытых дозирующих систем (бункеров) с использованием конвейерных весов или систем контроля потери массы. Окончательное смешивание и гомогенизация могут происходить в смесителях, грануляторах или в системах подачи и дозирования. Использование закрытого оборудования, закрытых и/или пневматических систем транспортировки сырья способствует предотвращению выбросов пыли на этапах подготовки.

Используемое разнообразие шлаков, содержащих свинец, золы, штейн, остатки, электронный скрап и шлак с широким диапазоном всех компонентов при вторичном производстве свинца, является обоснованием внедрения и использования техник для снижения выбросов загрязняющих веществ на начальных этапах производства. Получить шихту необходимого состава возможно достичь путем смешивания многих индивидуальных фракций друг с другом. Смешивание осуществляется традиционными транспортными системами (грузовики, колесные погрузчики) и автоматизированными мостовыми кранами, а также с использованием дозирующих бункеров, оснащенных устройствами автоматического взвешивания. Иногда смесь из этих бункеров подают в интенсивный смеситель или в смесительный барабан до загрузки в плавильную печь. Смешивание может происходить в крытом помещении, оснащҰнном системами подавления пыли для зоны смешивания и для всего здания в целом.

В случае ограниченности площади промплощадок смешивание материалов, а также предварительную обработку можно производить на открытом пространстве, если при хранении материалов используются системы подавления пыли с использованием воды (оросители) для предотвращения неорганизованных выбросов. Мелкозернистые материалы можно гранулировать, площадки гранулирования при этом должны быть огорожены и укрыты.

Для транспортировки сырья используются конвейеры закрытого типа.

К предварительной подготовке также относят дробление, размалывание и просеивание для изменения размеров вторичного сырья и возможности его дальнейшей обработки. Все эти операции являются потенциальным источником выбросов пыли и как следствие требуют решения. Для этого используются вытяжные системы и скрубберы, уловленную при этом пыль возвращают в процесс.

Для удаления выбросов пыли применяются вентиляционные системы с последующей очисткой в циклонах (для крупных частиц) и рукавных фильтрах (для средне- и мелкодисперсных веществ).

Достигнутые экологические выгоды

Предотвращение и снижение выбросов пыли и металлов. Снижение расходов сырья, что обуславливается возможностью повторного использования уловленных потоков, после их очистки от пыли.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

На свинцовом заводе в Усть-Каменогорске предварительная подготовка сырья осуществляется в отделении шихтоподготовки. Для переработки концентратов с содержанием влажности до 14 % была разработана система подготовки шихты, состоящая из загрузочных бункеров, конвейеров, питателей и смесительных барабанов. После автогенной окислительной плавки подготовленной шихты шлак с высоким содержанием свинца непрерывно выпускается в промежуточную мульду и далее на шлакорозливочную машину, состоящую из двух линий, которая показана на рисунке 5.4.

Рисунок 5.4. Шлакорозливочная машина

С использованием машины производятся шлаковые чушки для загрузки в существующую шахтную печь для восстановления. Были разработаны полностью автоматические двухлинейные разливочные машины производительностью 45 – 60 тонн/час. Температура розлива свинцового шлака составляет примерно 1150 °C. Охлаждение шлака происходит с помощью воздуха путем естественной конвекции в начале разливочной машины, затем принудительной конвекции с помощью воздуходувок для снижения температуры до 500 °C и в конце машины путем распыления воды через 20 форсунок в верхней части, а также снизу для того, чтобы охладить брикеты ниже температуры 300 °C. После охлаждения шлака до проектной температуры затвердевания чушки транспортируются в существующую шахтную печь на восстановительную плавку для производства чернового свинца и отвального шлака. Аспирационные газы улавливаются у источника и очищаются на существующих рукавных фильтрах. Модернизация свинцового завода позволила значительно сократить вредные выбросы в окружающую среду.

В марте 2021 года на металлургическом заводе KGHM (Глогов) было завершено строительство площадки для свинецсодержащих материалов для предотвращения неорганизованных выбросов пыли. Площадка представляет собой закрытое здание с зонами для порционной подготовки, оснащенными системами орошения водой и закрытой системой сбора фильтрата [86].

Кросс-медиа эффекты

Увеличение затрат энергоресурсов при:

использовании конвейеров закрытого типа или пневматических транспортных систем;

смешивании сырья;

гранулировании сырья;

использовании систем подавления пыли;

использовании систем улавливания (вытяжные системы) и очистки от пыли в зависимости от размера частиц (циклоны, рукавные фильтры).

Возможно образование сточных вод при использовании воды для подавления пыли.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимость может быть ограничена требованиями к необходимым размерам площадки или потребностью в надлежащем проектировании здания при модернизации существующих заводов.

При установке вентиляционных систем необходимо учитывать размер частиц, размеры и функциональность закрытого склада, а также особенности возникающих выбросов в атмосферу.

Гранулирование сырья применяется только тогда, когда печь и технология спроектированы для работы с гранулированными материалами.

Экономика

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 млн. евро [52].

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства. Снижение нагрузки на экосистемы (воздух, вода, почвенный покров).

5.2.2. Предотвращение и/или снижение выбросов в атмосферу при сушке сырья

Описание

Техники, совокупность применения которых обладает высоким потенциалом к снижению выбросов загрязняющих веществ в процессах сушки сульфидных руд и свинецсодержащих концентратов, в случаях, если для плавки или снижения влажности исходного материала требуется сухая подача материала.

Технологическое описание

конвейеры закрытого типа или пневматические транспортные системы (см. раздел 5.1.1);

оборудование закрытого типа (см. раздел 5.1.2);

системы подавления пыли (см. раздел 5.1.1);

циклоны (см. раздел 5.1.3.1);

рукавные фильтры (см. раздел 5.1.3.2);

регенеративные горелки (см. раздел 4.4).

Вращающиеся сушилки горячего газа, сушилки по типу парового змеевика или сушилки горячим воздухом конвейерного типа или вакуумные сушилки могут использоваться, если плавильный процесс требует сухой подачи сырья или снижения влажности исходного материала (например, содержание влаги является ограничивающим фактором для плавильного процесса и может потребоваться ее снижение). Кроме того, предварительная сушка исходных материалов снижает потребление энергии во время выплавки, так как испарение воды при низких температурах требует меньше энергии, чем высокотемпературная обработка. Сушилки по типу парового змеевика используют отработанное тепло из других частей процесса при условии, что тепловой баланс позволяет это.

Сухой материал обычно очень пыльный. Использование закрытых систем, включая подающее устройство и места обильного пылеобразования, конвейеров закрытого типа или пневматических транспортных систем является методом предотвращения выбросов в окружающую среду. Для предотвращения выбросов из систем подготовки дымового газа эксплуатация этой системы осуществляется при отрицательном давлении. Неорганизованные выбросы пыли от непосредственно сухого исходного сырья улавливаются и очищаются от пыли с использованием рукавных фильтров. Все очистные установки проектируются с учетом специфики выделяющихся загрязняющих веществ.

В случае выделения в процессе сушки летучих органических соединений (ЛОС) и соединений углерода (СО) используются контролируемые системы (дожигатели), основанные на принципе разрушения несгоревших либо частично сгоревших углеродных соединений за счет реакции термического окисления.

Достигнутые экологические выгоды

Предотвращение неорганизованных выбросов в атмосферу при использовании оборудования и конвейеров закрытого типа или пневматических транспортных систем.

Использование рукавных фильтров позволяет сократить выбросы пыли и металлов. Уловленные частицы могут быть повторно возвращены в процесс после очистки (экономия сырья).

Использование систем дожигания топлива способствует снижению выбросов ЛОС и СО.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Процесс сушки сопровождается образованием и выделением сухих пыльных материалов, для удаления которых необходима установка пылегазоулавливающего оборудования для очистки отходящих пыльных газов. Наиболее эффективными в применении оказались рукавные фильтры. Уловленную пыль возвращают в процесс.

В таблице 5.6 представлены применяемые при сушке сырья технологии на различных установках заводов ЕС и связанные с ними показатели выбросов в атмосферу.

Таблица 5.6. Выбросы при сушке материалов

№ п/п	Завод	Тип печи	Производительная мощность	Топливо для нагрева	Обработка отходящего газа	Выбросы
1	2	3	4	5	6	7
1	Metallo-Chimique, Беерсе	Вращающаяся сушилка	15 тонн/час (2 тонны воды /час - весовая доля воды до сушки 12 %, после <1 %)	Природный газ	Первичный выброс: рукавный фильтр + дожигатель + скруббер. Вторичные выбросы: рукавный фильтр	Пыль: 1–3 мг/Нм³
2	Aurubis, Гамбург	Сушилка горячим воздухом конвейерного типа	До 10 тонн/час	Горячий воздух из пара	Рукавный фильтр	Непрерывное измерение пыли: уровни пыли: 0.5–12 мг/Нм³(в среднем за полчаса) 1.1–4.6 мг/Нм³(в среднем за сутки)
2	Aurubis, Гамбург	Вакуумная сушилка	2 тонны/час	Природный газ	Рукавный фильтр

В 2020 году на заводе KGHM (Легниц, Польша) был завершен проект по установке для удаления мышьяксодержащей пыли из газов, поступающих из установки для сушки концентрата. Эксплуатационные показатели экологической эффективности составили: менее 1 мг/Нм³ для пыли, мышьяк – менее 0,002 мг/Нм³ (среднее значение 0,01 мг/Нм³), ртуть – менее 0,004 мг/Нм³ (среднее значение 0,002 мг/Нм³) [86].

Кросс-медиа эффекты

Увеличение затрат энергоресурсов при использовании:

конвейеров закрытого типа или пневматических транспортных систем;

систем пылегазоулавливания (вытяжные системы) и очистки от пыли в зависимости от размера частиц (циклоны, рукавные фильтры).

Необходимость утилизации уловленной пыли в случаях невозможности ее возврата в технологический цикл.

При использовании дожигателей возможно увеличение выбросов NO_x, а также может возникнуть необходимость в дополнительных топливных ресурсах, если произведенной окислением отходящего газа энергии недостаточно для достижения требуемой температуры.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Применимость использования систем дожигания может быть ограничена только в том случае, если в процессе сушки выделяются такие загрязняющие вещества, как СО и ЛОС.

Экономика

Приводится пример затрат, связанных с установкой рукавного фильтра и дожигателя, в компании "Metallo-Chimique" в Беерсе. В 2007–2008 для замены существующего рукавного фильтра на новой производительности 19500 нм³/ч, для обработки печного газа из сушилки, потребовалось 665 тыс. евро (дымовая труба, рукавный фильтр, дожигатель в дымовой трубе).

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства.

5.2.3. Предотвращение и снижение выбросов при дроблении, спекании, брикетировании

Описание

Техники, совокупность применения которых обладает высоким потенциалом к снижению выбросов загрязняющих веществ при процессах дробления, спекания, брикетирования и гранулирования сырья, необходимых для улучшения процесса извлечения металла для последующих этапов технологического процесса.

Техническое описание

Технологии, которые рассматриваются, включают:

оборудование закрытого типа (см. раздел 5.1.2);

рукавные фильтры (см. раздел 5.1.3.2).

Спекание применятся при подготовке концентратов для некоторых плавильных процессов. Для этого могут использоваться агломерационные машины вверх и вниз по потоку. В случае спекания частиц вниз по потоку повышается эффективность процесса улавливания дымовых газов непосредственно во время самого процесса спекания.

Также могут применяться последние разработки, такие как процесс спекания с использованием стального конвейера.

Для сырья, состоящего в основном из мелких частиц, применяются брикетирование и гранулирование. Для предотвращения неорганизованных выбросов площадки гранулирования заключают в закрытые корпуса. При транспортировке материалов используются конвейеры закрытого типа.

Для улавливания и удаления пыли применяются вентиляционные системы и рукавные фильтры. Все процессы и оборудование, связанные с измельчением и дроблением сырья, оснащены системами улавливании и удаления пыли.

Достигнутые экологические выгоды

Использование оборудования закрытого типа с вытяжной системой способствует предотвращению выбросов пыли в атмосферный воздух.

Использование рукавных фильтров позволяет снизить выбросы пыли, уловленные частицы пыли могут быть повторно использованы в процессе (экономия сырья).

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

В компании "Aurubis" в Гамбурге гранулируют мелкие материалы и материалы по типу шлака. Печную пыль хранят в закрытых силосах до гранулирования. Зона гранулирования заключена в корпус и укрыта. Используются конвейеры закрытого типа. Отходящие газы направляются в рукавный фильтр [52].

Кросс-медиа эффекты

Увеличение затрат энергоресурсов при использовании:

оборудования закрытого типа;

пылегазоулавливающего оборудования в зависимости от размера улавливаемых частиц (циклоны, рукавные фильтры).

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

Информация не предоставлена.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства.

5.2.4. Предотвращение и/или снижение выбросов при подготовке аккумуляторных батарей

Описание

Техники, совокупность применения которых обладает высоким потенциалом к снижению выбросов загрязняющих веществ при подготовке вторичного сырья (аккумуляторных батареи).

Техническое описание

оборудование закрытого типа (см. раздел 5.1.1);

рукавный фильтр (см. раздел 5.1.3.2);

мокрые пылеуловители (см. раздел 5.1.3.5);

защитное, стойкое к воздействию кислот, покрытие полов и систем сбора кислоты;

извлечение кислоты и повторное использование;

очистку сточных вод от частиц, капель остаточных кислотных туманов.

Образуемые в процессе предварительной обработки (дробления, просеивания, классификации) аккумуляторов выбросы пыли и кислотных туманов улавливаются и очищаются с использованием сухих (рукавный фильтр) и мокрых (мокрые скрубберы) методов. Предварительная очистка печного газа и кислых паров от маслянистых соединений (в случае наличия) является обязательным этапом и реализуется путем установки масляных фильтров перед рукавными фильтрами.

При использовании мокрого скруббера для снижения выбросов пыли и кислотного тумана стоки, образуемые в процессе очистки, направляются на установку по очистке сточных вод от отработанной кислоты из аккумуляторов. Металлические соединения удаляются методом нейтрализации и осаждения с Na₂CO₃ или путем добавления флокулянтов. Отходы направляют в плавильную печь для повторного использования.

Содержание кислот в аккумуляторах может способствовать загрязнению почвенного покрова и грунтовых вод. Чтобы этого избежать, используют защитный слой, устойчивый к воздействию кислоты, которым покрываются поверхность пола установки по подготовке аккумуляторов, соединенной с баками отработанной кислоты или с установкой по очистке жидких отходов. Материалы, из которых изготавливается технологическое оборудование, должны быть также устойчивыми к воздействию кислот.

Достигнутые экологические выгоды:

предотвращение выбросов газа и утечек кислоты (оборудование закрытого типа, оборудованное вытяжной системой);

сокращение выбросов пыли (рукавный фильтр);

снижение выбросов пыли и кислотных туманов (мокрый скруббер);

предотвращение загрязнения почвенного покрова и грунтовых вод (использование кислотостойкого покрытия и оборудования);

повторное использование вторичного материала, предотвращение сбросов в поверхностные воды (извлечение кислоты из отходящих газов);

предотвращение сбросов загрязняющих веществ в поверхностные воды (очистка стоков, содержащих кислоты на установке по очистке сточных вод).

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

В таблице 5.7 представлены показатели выбросов, сбросов загрязняющих веществ при подготовке аккумуляторных батарей для последующей переработки.

Таблица 5.7. Выбросы при подготовке аккумуляторов^*

№ п/п	Источник	Обработка сточных вод	Загрязняющее вещество	Погрешность (%)	Величины (кг/день)			Частота мониторинга
№ п/п	Источник	Обработка сточных вод	Загрязняющее вещество	Погрешность (%)	Мин.	Средн.	Макс.	Частота мониторинга
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	Технологическая вода, грунтовая сточная вода, технологическая зона для извлечения свинца из вторичных источников	Регулирование уровня pH Добавление хлорида железа Флокуляция и осаждение Анионовая/кати оновая флокуляция Механическая фильтрация	Pb	16	0,06	0,57	1,45	Периодическая смешанная проба в течение 24 часов
2			Cd	12	0,003	0,115	0,552
3			Sb	20	0,002	0,212	1,096
4			As	25	0,001	0,018	0,092
5			Cu	10	0,001	0,017	0,046
6			Hg	25	0,001	0,002	0,009
7			Ni	10	0,001	0,130	0,428
8			NH₄₊	25	0,21	2,478	6,17

* источник: [52].

Кросс-медиа эффекты

Увеличение затрат энергоресурсов при:

использовании систем пылегазоулавливания (рукавные фильтры);

использовании оборудования для очистки отходящих газов от пыли и кислот (мокрые скрубберы);

процессах по извлечению кислоты для повторного использования.

Необходимость утилизации уловленной пыли в случаях невозможности ее повторного использования.

При использовании скрубберов мокрой очистки образуются сточные воды, требующие дополнительной обработки для предотвращения попадания кислоты и металлов в естественные водоемы.

Дополнительные расходы реагентов, используемых для очистки сточных вод от туманов кислоты.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимость использования мокрых скрубберов может быть ограничена необходимостью дополнительной обработки образующихся загрязненных вод для предотвращения попадания кислот и металлов в водные экосистемы.

Для обработки кислотного тумана на установке по очистке сточных вод требуется соответствующая налаженная система очистки.

Экономика

Инвестиционные затраты ввиду необходимости в дополнительном оборудовании и инфраструктуре.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства.

5.2.5. Процессы и методы, применяемые для образующихся химических веществ и газов

В частности, в больших объемах могут применяться технологические газы. Потребление отдельных видов газов оказывает влияние на методы их транспортировки и распределения.

Для производства обоих этих газов используются одни и те же криогенные процессы или процессы, основанные на перепадах давления; производимый низкокачественный азот может применяться в ряде операций, требующих инертной среды. Аналогичным образом дымовые газы с низким содержанием кислорода могут использоваться для предотвращения самовозгорания.

Для смешивания газов (например, приготовление смесей аргона и хлора) используются балансировка и слияние потоков. При небольших потребностях могут поставляться предварительно смешанные газы.

Этот подраздел посвящен предотвращению неорганизованных выбросов и улавливанию отходящих газов металлургических процессов, включая неорганизованные выбросы, вызванные дефектами в проектировании или обслуживании систем газоулавливания. Газы и испарения технологического процесса попадают в рабочую зону и затем – в окружающую среду. Они, таким образом, влияют на обеспечение условий труда работников, а также вносят свой негативный вклад в воздействие процесса на окружающую среду. Методы улавливания технологических газов используются для предотвращения и минимизации таких неорганизованных выбросов.

Пыль, испарения и газы металлургических процессов улавливаются с помощью систем укрытия печей путем полного или частичного перекрытия желобов, систем выпуска расплавов, зон передачи, с помощью других аналогичных систем или с помощью вытяжных зонтов. Горячие газы от желобов могут улавливаться и использоваться для поддержания горения, что также позволяет утилизировать остаточное тепло. В герметизированных печах могут использоваться закрытые кислородные фурмы и горелки, пустотелые электроды, вытяжные зонты и колосники, стыковочные системы, обеспечивающие герметичность печи на время загрузки. Вытяжные зонты размещаются как можно ближе к источнику выбросов с учетом наличия пространства, необходимого для выполнения производственных операций. В некоторых случаях используются перемещаемые зонты, а для ряда процессов вытяжные зонты используются для улавливания первичных и вторичных выбросов.

Также применяются отдельные третичные системы улавливания, спроектированные для сбора всех остающихся выбросов; их часто называют "house in house".

Кроме вышеупомянутых методов, имеются сведения о следующих мерах по предотвращению неорганизованных выбросов и улавливанию отходящих газов металлургических процессов:

увеличение объема шихты, загружаемой в печь или ячейку, для обеспечения лучшей герметизации и улавливания отходящих газов;

обновление или усовершенствование оборудования для улавливания и фильтрации отходящих газов;

сокращение времени простоя печи за счет улучшения огнеупорной футеровки (тем самым сокращается время разогрева и останова, когда происходит краткосрочное увеличение выбросов);

герметизация крыш производственных зданий и модернизация фильтров.

Практически все системы улавливания проектируются на основе достоверных данных об улавливаемом материале (размеры частиц, концентрация и т. п.), форме облаков пыли в условиях предельных режимов и влиянии изменений объема, давления и температуры на эти системы.

Для достижения оптимальных проектных параметров и эффективности улавливания могут использоваться компьютерные модели динамики потоков. Корректное измерение или оценка объема, температуры и давления газа выполняются для того, чтобы обеспечить необходимую степень очистки на пике газовых потоков. Для качественного проектирования с целью предупреждения истирания, отложения, коррозии или конденсации также необходимо измерять и некоторые другие параметры, характеризующие состояние газа и пыли. Другим важным фактором является обеспечение доступа к зонам загрузки материалов и выпуска расплавов из печи при сохранении высокого уровня улавливания отходящих газов; для учета этого фактора на стадии проектирования необходимо использовать практический опыт персонала, эксплуатирующего печи.

Применение критериев проектирования для систем улавливания и очистки полезно не только для предотвращения выбросов в атмосферу, но и сокращения энергопотребления, так как улавливание газа требует перемещения больших объемов воздуха и может быть связано с потреблением огромных объемов электроэнергии. При проектировании современных систем улавливания основное внимание уделяется увеличению доли улавливаемых загрязняющих веществ и минимизации объемов перемещаемого воздуха. Конструкция системы улавливания или вытяжных зонтов очень важна, так как современные проектные решения могут обеспечить высокую эффективность улавливания без избыточного энергопотребления в остальной системе. Герметизированные системы, такие как закрытые печи, могут обеспечивать очень высокую эффективность улавливания и имеют преимущество перед другими, полугерметичными печами. Для оборудования с периодическим режимом работы, например, конвертеров характерна высокая изменчивость газовых потоков; герметизацию такого оборудования сложно обеспечить, поэтому его часто приходится оснащать вторичными вытяжными устройствами.

Для подачи улавливаемых газов на очистку или обработку используются газоходы и вентиляторы. Эффективность улавливания зависит от эффективности вытяжных устройств, целостности газоходов, устойчивой работы системы контроля давления/потока. Для обеспечения степени улавливания, отвечающей меняющимся условиям (например, изменениям в объеме отходящих газов), с целью минимизации энергопотребления используются вентиляторы с переменной скоростью. Также возможно использовать систему автоматического управления вентиляторами, которая включает их только на этапах процесса, связанных с образованием выбросов, как в вышеупомянутой системе "house in house". Системы улавливания также могут проектироваться с учетом характеристик установок, с работой которых они связаны, например, установки газоочистки или сернокислотной установки. Используются системы управления, обеспечивающие качественное проектирование и обслуживание систем.

5.4. Производство первичного свинца

Производство первичного свинца основано на преобразовании руд и концентратов, сложных вторичных материалов (кек свинцовый, кек карбонизированный свинцовый, глет и т. п.) в сырой черновой свинец с необходимостью его дальнейшей переработки.

Известные два основных пирометаллургических способа производства свинца из сульфидного сырья или из смешанного сырья:

агломерация или спекание/плавка в шахтной печи;

прямая плавка, ориентированная преимущественно на использование дутья, обогащенного кислородом, в комбинации с шахтными печами. При этом стадия спекания не производится отдельно /печи включают прямую плавку из смешанного сырья.

Стимулирующими факторами развития производства свинца с использованием методов прямой плавки послужили постоянно ужесточающиеся требования экологии и органические недостатки доминировавшей в получении чернового свинца классической технологической схемы с агломерацией и последующей восстановительной плавкой. Очевидность применения автогенных процессов прямого получения чернового свинца из сульфидного сырья подтверждается ликвидацией передела агломерации, значительным сокращением или полным устранением потребности в коксе, общим снижением энергозатрат, расширением возможности в выборе топлива, получением стабильных технологических газов с более высоким содержанием сернистого ангидрида, позволяющих устойчиво использовать их в процессе производства серной кислоты.

Во всех печах смешанные сульфидные концентраты загружаются непосредственно в печь и затем плавятся и окисляются. Образуется диоксид серы, который собирается, очищается и направляется на производство серной кислоты. Восстановитель и тепло для плавления получают за счет горения загружаемого в печь кокса. Углерод (кокс или газ) и флюсы добавляются к загрузке в печь. В качестве вторичных энергоресурсов, а также с целью недопущения накопления в окружающей среде в загрузке шахтных печей могут участвовать отходы производства. Также в шахтных печах осуществляется переработка лома и крошки разделанных свинцовых аккумуляторных батарей.

Для разрушения органических продуктов, образующихся в шахтных печах, используется дожигательная камера, работающая при высокой температуре, а отходящие газы, как правило, подвергаются очистке. Оксид свинца восстанавливается до элементного свинца и образуется шлак.

Некоторое количество цинка и кадмия улетучивается, и их оксиды улавливаются и передаются на восстановление в другое производство.

Применяемые и разрабатываемые новые способы выплавки свинца из концентратов включают две стадии: окисления и восстановления. Стадию окисления осуществляют методами спекания/плавки либо прямой плавки с получением чернового свинца с низким содержанием примесей и "тяжелого" (богатого по содержанию свинца) шлака при низком прямом извлечении свинца в черновой металл, в ряде случаев, не превышающим 50 %. Стадию восстановления богатого свинцовистого шлака проводят с целью доизвлечения металлического свинца, цинка, меди и благородных металлов, а таже получения отвального по содержанию свинца шлака в технологическом процессе.

5.4.1. Технические решения для предотвращения и/или снижения выбросов при окислительной плавке

Описание

Техники, совокупность применения которых обладает высоким потенциалом к снижению выбросов загрязняющих веществ.

Техническое описание

Для предотвращения и/или снижения выбросов в атмосферу используются:

герметичные системы подачи/загрузки сырья (двойной конус, конвейеры закрытого типа и подающие устройства);

герметичные или закрытые печи, оснащенные системами пылегазоулавливания;

эксплуатация оборудования при отрицательном давлении и достаточном количестве отводимого газа, для предотвращения создания давления внутри печи и уменьшения эффекта вдувания;

электрофильтр (см. раздел 5.1.3.3);

мокрый электрофильтр (см. раздел 5.1.3.4);

рукавный фильтр (см. раздел 5.1.3.2);

мокрый скруббер (см. разделы 5.1.3.5).

Отходящие печные газы плавильной печи предварительно перед утилизацией на установку серной кислоты (если применимо) проходят очистку от пыли и газообразных соединений. Это необходимо для защиты катализатора и производства серной кислоты в соответствии со стандартами качества. Очистка от пыли и газообразных соединений может производиться с использованием горячих электрофильтров, позволяющих очищать газ при высоких температурах, а также при помощи рукавных фильтров и мокрых скрубберов. Предварительное охлаждение газа производится в котлах утилизаторов, в которых одновременно происходит оседание значительного количества твердых частиц.

Для эффективности улавливания и очистки технологических газов может использоваться комбинация нескольких очистных установок.

Уловленная в фильтрах пыль возвращается в процесс после выщелачивания хлорида или кадмия (если необходимо).

Дополнительно в систему очистки отходящего газа печи может быть включен скруббер для очистки от соединений ртути. Этот шаг необходим при утилизации газов плавильных печей на сернокислотных установках, так как для получения серной кислоты надлежащего качества содержание ртути в отходящих газах должно быть очень низким. Образуемые остатки от скрубберов после удаления ртути подлежат утилизации, если они не могут быть использованы для других процессов.

Газы, идущие в сернокислотный цех, очищают в электрофильтрах с предварительной подготовкой в скруббере. Охлаждение и увлажнение газов перед электрофильтром в скрубберах необходимы из-за высокого электрического сопротивления пыли. Мокрый скруббер используется для снижения выбросов пыли, если он находится перед установкой производства серной кислоты или SO₂, или в качестве скруббера отходящего газа, если он установлен после сернокислотной установки (см. раздел 5.3.5).

Отделенную пыль/отходы в виде остатков могут повторно использовать в производстве с целью извлечения металлов. В случае необходимости может потребоваться предварительная обработки этих остатков для удаления хлоридов, кадмия и/или других нежелательных элементов.

При использовании электрических печей отходящий газ дожигают, охлаждают, очищают от пыли в рукавных фильтрах, очищают от ртути и направляют на сернокислотные установки для извлечения SO₂ без дополнительной промывки и охлаждения.

Для передачи собранных газов на этап очистки или обработки используются воздуховоды и вентиляторы. Эффективность сбора зависит от производительности вытяжек, целостности воздуховодов, а также использования хорошей системы контроля давления/расхода. Использование вентиляторов с переменной скоростью обеспечивает выполнение экстракции на скорости, соответствующей переменным условиям, таким как объем газа при минимальном потреблении энергии. Также используются интеллектуальные системы автоматического управления вентиляторами, клапанами и заслонками для обеспечения оптимальной эффективности сбора на этапах технологического процесса, связанных с образованием паров. Для обеспечения герметичности и предотвращения утечек проводятся регулярный осмотр и профилактическое обслуживание печей, трубопроводов, вентиляторов и систем фильтрации.

Достигнутые экологические выгоды

Использование герметичных систем и оборудования позволяет предотвратить неорганизованные выбросы в атмосферу.

Использование электрофильтров и рукавных фильтров способствует снижению выбросов пыли и металлов. Уловленная в фильтрах пыль возвращается в технологический цикл производства.

Применение мокрых скрубберов способствует сокращению выбросов пыли, ртути, а также диоксида серы.

Использование отходящих газов при производстве серной кислоты путем извлечения SO₂ позволяет сократить выбросы диоксида серы.

Другим положительным эффектом является сокращение объемов сырья в сернокислотном производстве.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Переработка свинцовых концентратов на свинцовом заводе УКМК производится в Айза печь (технология ISASMELT^TM).

Печь состоит из стального корпуса с футеровкой и съемной фурмы (для обеспечения дутья воздуха и кислорода). Загрузка концентрата в печь производится через отверстие в своде печи. Воздух и кислород подаются в печь при помощи погружной фурмы. Основными продуктами печи являются свинец, содержащий шлак, технологические и аспирационные газы. Загрузка печи производится непрерывно. Отходящий газ охлаждают в котле-утилизаторе отходящих газов приблизительно с 1100 °С до 350 °С и пропускают через горячий электрофильтр с температурой на выходе около 350-400 °С. На рисунке 5.5 представлен электрофильтр на свинцовом заводе УКМК.

Рисунок 5.5. Электрофильтр на медном заводе

Концентрация SO₂ в отходящих газах перед подачей на сернокислотное производство составляет не более 3,5–13,5 %. Технологический процесс получения серной кислоты контактным способом из смеси серосодержащих газов свинцового и цинкового производств состоит из стадий: очистка газа от пыли, мышьяка, ртути, селена, фтора, тумана серной кислоты; транспортировка и смешение газов; конверсия сера диоксида (SO₂); конденсация серной кислоты. Серосодержащие газы свинцового производства после очистки их от основного количества пыли в рукавном фильтре поступают в промывные системы для окончательной очистки от пыли. Процесс очистки газа производится с использованием промывных башен, скрубберов-электрофильтров, установленных последовательно. После очистки в промывном участке газы с температурой 32-50 °С и разрежением не более 2,5 КПа поступают в смеситель в объеме не более 85000 нм³/час и концентрацией SO₂ не более 12,5 % для смешивания очищенными газами цинкового производства для дальнейших операций (нагрев, окисление, конденсация) и получения серной кислоты надлежащего качества. В таблице 5.8 представлена концентрация диоксида серы в выбросах от сернокислотной установки ВСА "ХальдорТопсе", применяемой на УКМК ТОО "Казцинк".

Таблица 5.8. Выбросы SO₂

№ п/п	Наименование	Ед.изм.	Минимальная концентрация	Максимальная концентрация	Периодичность мониторинга	Примечание
1	2	3	4	5	6	7
1	Установка мокрого катализа WSA "Haldor Topse"	мг/Нм3	629.2	3700	Непрерывные измерения	Для получения серной кислоты используются смешанные газы свинцового и цинкового производства.

Кросс-медиа эффекты

Повышение затрат энергоресурсов при:

использовании пылегазоулавливающего оборудования (электрофильтры, рукавные фильтры, мокрые скрубберы);

процессах по извлечению кислоты для повторного использования.

Необходимость утилизации уловленной пыли в случаях невозможности ее повторного использования.

При использовании скрубберов мокрой очистки образуются сточные воды, требующие дополнительной обработки для предотвращения попадания ртути и металлов в естественные водные системы.

Дополнительные расходы реагентов, используемых для удаления ртути.

Образуемые при удалении ртути остатки в виде твердых или жидких отходов подлежат утилизации. Межсредовые влияния при эксплуатации сернокислотной установки представлены в соответствующем разделе.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо. Комбинация технологий зависит от характеристик печного газа. Применимость сернокислотной установки может ограничиваться требованиями содержания SO₂ в отходящих печных газах.

Экономика

Затраты при реализации проекта строительства установки "Хальдор-Топсе" для утилизации слабосернистых газов на Усть-Каменогорском металлургическом комплексе (УКМК) ТОО "Казцинк" составили ≈33 млн. долларов.

Движущие силы внедрения

Требования экологического законодательства.

Социально-экологические аспекты.

Получение серы как готовой продукции для дальнейшей реализации.

Описание

Техники, совокупность применения которых обладает высоким потенциалом к снижению выбросов загрязняющих веществ при восстановительной плавке.

Техническое описание

Газы шахтных печей, применяемые при восстановительной плавке, как малоагрессивные, можно очищать от пыли сухими и мокрыми методами. Очищать от грубой пыли газы шахтных печей целесообразно в циклонах (см. раздел 5.1.3.1), устанавливаемых непосредственно у печей. Этим устраняется опасность забивания пылью длинных газоходов, а иногда также повышается содержание высокодисперсных фракций редких металлов в пыли пылеуловителей тонкой очистки, таких как рукавные фильтры (см. раздел 5.1.3.2). Применение мокрых электрофильтров при удалении мелкодисперсионных частиц пыли требует меньшего расхода энергии, но при этом имеет достаточно высокую стоимость (см. раздел 5.1.3.4).

Для пыли газов шахтных печей характерно высокое электрическое сопротивление (она содержит в основном РЬО, PbS и ZnO). Поэтому подготовка этих газов (охлаждение и увлажнение) существенно важна для достижения высокой степени улавливания пыли. Высокая дисперсность пыли и значительная запыленность газов обуславливают применение ступенчатой очистки и установки в качестве аппаратов тонкой очистки пылеуловителей наиболее совершенного типа. Низкое содержание в газах шахтных печей сернистого ангидрида делает возможным применение наряду с сухими мокрых газоочистных аппаратов.

Мокрые скрубберы используются при повышенном содержании влаги в отходящих газовых потоках (при сушке материалов или гранулировании шлака), а также в случаях с самовоспламеняющейся пылью. Тип скруббера может быть радиальный или распыляющий. Может использоваться в комбинации с промывочным раствором (например, щелочной раствор), для очистки сильнозагрязненных печных газов (см. раздел 5.1.3.5). Применение мокрых методов пылеулавливания для газов шахтных печей особенно целесообразно, если уловленную пыль (возгоны) подвергают на месте гидрометаллургической переработке. Пыль, извлеченную из мокрых систем, удаляют в качестве шлама в отдельной системе или в установке обработки сточных вод.

Для удаления ртути используются методы абсорбции с соответствующими абсорбентами в зависимости от состава исходных материалов или другие технологии (см. раздел 5.1.3.5).

Достигнутые экологические выгоды

Снижение выбросов пыли и металлов. Снижение потребления сырья при возврате уловленных веществ в производство.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Цель шахтной плавки, используемой на УКМК – получение чернового свинца восстановлением его окислов из шихты, агломерата или богатого шлака Айза печи. Восстановление и расплавление шихты происходят за счет горения загружаемого в печь кокса. Утилизации в шахтных печах также подлежат: подробленный, с металлическими включениями огнеупорный материал металлургических печей свинцового завода, отработанный ванадиевый катализатор, отработанные изделия керамические. Также в шахтных печах осуществляется переработка лома и крошки разделанных свинцовых аккумуляторных батарей. Технологические газы, отходящие от шахтных печей при любых режимах работы, направляются на очистку в отделение пылеулавливания для дальнейшей очистки на рукавные фильтры. Очищенные газы после очистки сбрасываются в атмосферный воздух. Уловленная пыль системой шнеков и элеватором загружается в высоконапорный камерный пневмонасос и пневмотранспортом передается на склад концентратов. В аварийных случаях пыль выгружается в наружный бункер. Объем газов от шахтных печей, поступающих на очистку, 260–320 тыс. м³/час.

Модернизация системы обеспыливания (рукавный и картридж фильтры) шахтных печей на заводе "KGHM" (Польша) в 2019 году позволила добиться показателей: менее 1 мг/нм³ для пыли и менее 0,05 мг/нм³ для мышьяка (среднее значение 0,02 мг/Нм³) [86].

Кросс-медиа эффекты

Повышение затрат энергоресурсов при:

хранении шлака в силосах или использовании орошения водой для хранения на открытых площадках;

очистке от пыли и металлов (сухие методы - циклоны, рукавные фильтры, электрофильтры, мокрые методы - абсорбция).

Необходимость утилизации уловленной пыли в случаях невозможности ее повторного использования. Для восстановления печных газов требуется обработка, внутри или снаружи, для удаления примесей.

Дополнительный расход добавок, используемых в качестве реагентов.

При очистке отходящих потоков от ртути образуются твердые или жидкие отходы, которые требуют дополнительной обработки и утилизации.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимость циклонов может быть ограничена необходимостью их использования в комбинации с другими системами очистки.

Мокрые скрубберы могут использоваться только для влажных газовых потоков.

Необходимость очистки от соединений ртути зависит от состава исходных материалов.

Экономика

Нет данных.

Движущие силы внедрения

Требования экологического законодательства. Возможность восстановления и повторного использования уловленной пыли в качестве вторичного сырья.

Описание

Методы предотвращения неконтролируемых выбросов, основанные на проектировании и оптимизации технологических решений, направленных на их исключение, если это возможно, сбор и очистку.

Техническое описание

Метод или совокупность методов использования систем сбора и контроля выбросов, интегрированных в технологический процесс на этапах проектирования или внедрения их в действующий производственный процесс. Техническое обслуживание систем сбора, а также непрерывный контроль отходящих потоков являются одними из составляющих предлагаемых технических решений:

использование систем загрузки, встроенных в корпуса;

использование крытых производственных площадок;

постоянный контроль и поддержание температур в печи на оптимально низком требуемом уровне;

использование герметичных печей/систем подачи сырья, оснащенных системами пылеулавливания, или оснащение эксплуатируемых печей и другого технологического оборудования вытяжными системами;

оптимизация конструкций и методов эксплуатации вытяжных устройств и газоходов с целью улавливания газов, возникающих при загрузке шихты и отходящих потоков от разогретого металла (колпаки/укрытия в местах загрузки и выпуска металла);

использование закрытых желобов при выдаче и перемещении расплавов сульфидов или шлаков;

использование укрытий печей, локальных аспирационных систем для улавливания выбросов при подаче сырья в печь и при выдаче продуктов плавки;

сбор пыли в местах перегрузки пылящих материалов (в точках загрузки и выгрузки печей, на выпускных желобах леток);

внедрение вторичных систем отведения газовоздушных потоков в точках загрузки и выгрузки печей;

использование систем улавливания и очистки отходящих газов, сконструированных с учетом особенностей улавливаемых смесей;

использование систем, позволяющих подавать сырье небольшими порциями, если допустимо в рамках используемого технологического оборудования.

Достигнутые экологические выгоды

Предотвращение неконтролируемых выбросов пыли, металлов, газообразных соединений. Большая часть улавливаемой пыли возвращается в технологический цикл для повторного использования.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Проведенные исследования на свинцовом заводе УКМК по снижению концентрации свинца в перемещаемых продуктах плавки показали, что при транспортировке или отстое ковшей происходят остывание поверхности расплава и снижение интенсивности испарения. Характер снижения температуры поверхности зависит от теплофизических свойств расплавов. Наибольшая интенсивность испарения соответствует моменту заливки ковша штейном, что обусловлено высокой начальной температурой. Для шлака начальная интенсивность испарения меньше за счет меньшего содержания свинца. Наименьшая интенсивность испарения – в момент заливки ковша черновым свинцом, но уменьшение интенсивности испарения происходит медленно. Для всех расплавов поступление аэрозолей свинца за счет испарения зависит от времени пребывания ковша вне укрытия. С учетом этого сделаны выводы, что при отстое ковшей под укрытиями местной вытяжной вентиляции не менее одной минуты происходит снижение поступления свинца в окружающую среду.

В 2020 году на заводе KGHM (Легниц, Польша) был завершен проект по установке для удаления мышьяксодержащей пыли из газов, выделяемых литейными машинами. Эксплуатационные показатели экологической эффективности составили: менее 2 мг/Нм³ для пыли (среднее значение 1,6 мг/Нм³) [86].

Кросс-медиа эффекты

Потребность в дополнительных объемах энергоресурсов.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимость может быть ограничена для действующих установок (существующей технологической схемой, панировка производственных помещений). В случаях использования герметизации оборудования и оснащения существующих участков погрузки/разгрузки сырья и продукции системами улавливания и отведения газов может возникнуть ограничение по соображениям безопасности (например, типом/конструкцией печи, риском возгорания, утечки).

Экономика

Информация отсутствует.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства.

Экономия сырья – возврат уловленных частиц в технологический цикл производства.

Описание

Техники, совокупность применения которых обладает высоким потенциалом к снижению выбросов загрязняющих веществ при переработке шлака.

Техническое описание

В данном подразделе рассматриваются только технологии, связанные с работой сопутствующего оборудования по предотвращению и снижению выбросов, которые включают:

закрытое хранение шлака в силосах или использование орошения водой при хранении на открытых площадках;

оборудование закрытого типа и вытяжные системы в местах обильного пыле- газообразования (см. раздел 5.2.2);

рукавный фильтр (см. раздел 5.1.3.2);

мокрый электрофильтр (см. раздел 5.1.3.4).

Техническое описание

Для предотвращения выброса пыли во время хранения и транспортировки шлака используется система орошения водой, для увлажнения материала и его хранения во влажном состоянии. Используемое для транспортировки оборудование должно быть укрыто.

Достигнутые экологические выгоды

Предотвращение выбросов пыли и металлов.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

На свинцовом заводе УКМК из шлака свинцовой плавки при помощи шлаковозгоночной установки доизвлекают свинец и цинк, которые переходят в возгоны и далее перерабатываются на цинковом заводе.

При переработке шлаков цинк и свинец переходят в пыль. Отходящие запыленные технологические газы поступают на очистку в рукавные фильтры (с эффективностью очистки 99,9 %) и выбрасываются в атмосферу с остаточной концентрацией - менее 5 мг/м³.

По окончании продувки шлака на грануляции открывается вода, включаются пароотсос и вытяжная вентиляция на выпускном желобе, после этого открывается выпускное отверстие и шлак выпускается из печи по желобу на грануляцию и уже гранулированный оседает в зумпфе. Узлы заливки шлака в шлаковозгоночную установку и выпуска шлака оборудованы отсосами с дальнейшей передачей на очистку в рукавных фильтрах с дальнейшим выбросом в атмосферу. Шлак гранулируется водой. При контакте горячего шлака с водой он разбивается на мелкие гранулы и быстро застывает в зумпфовых ямах. Узел грануляции шлака оборудован вытяжной установкой с удалением пара через организованный источник. Из приемных зумпфов выходит влажный шлак (что исключает его пыление), грейферным краном грузится в автомашины и вывозится на территорию отвального хозяйства для использования в закладочной смеси либо передается на переработку сторонним организациям в случае наличия спроса.

Кросс-медиа эффекты

Повышение затрат энергоресурсов при:

хранении шлака в силосах или использовании орошения водой при хранении на открытой площадке;

использовании электрофильтров для очистки от пыли;

использовании оборудования для очистки от пыли и металлов (мокрые электрофильтры).

Необходимость утилизации уловленной пыли в случаях невозможности ее возврата в технологический цикл.

При использовании скрубберов мокрой очистки и оросительных систем образуются сточные воды, требующие дополнительной обработки для предотвращения попадания загрязняющих веществ (металлов и др.) в естественные водные объекты.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

Информация не предоставлена.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства.

5.4.5. Снижение выбросов SO₂

Важное значение для свинцовой промышленности имеет утилизация серы из бедных по содержанию SO₂ газов. На большинстве заводов мира утилизация серы при обжиге свинцовых 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.

При выборе технологических решений, применяемых для извлечения и/или сокращения выбросов SO₂ в отходящих газах, следует учитывать концентрацию диоксида серы в отходящих потоках. В таблице 5.9 представлены методы снижения выбросов для газов с содержанием SO₂ <1 % 1 % и >1 %.

Таблица 5.9. Методы предотвращения и/или снижения выбросов SO₂

№ п/п	Содержание SO₂<1 %	Содержание SO₂>1 %
1	2	3
1	Впрыск извести с последующей очисткой в рукавных фильтрах. Очистка при помощи аминов или растворителя на основе полиэстра 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)₂ и 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 установки двойного контактирования; метод мокрого катализа (процесс WSA). Абсорбция двуокиси серы в холодной воде с последующим вакуумным извлечением в виде жидкой двуокиси серы.

5.4.5.1. Установки одинарного контактирования

Описание

Технологический процесс получения серной кислоты стандартным контактным способом основан на преобразовании SO₂ в SO₃ с помощью серии из нескольких слоев катализаторов.

Технологическое 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 + 0,5O₂ → SO₃ + 96,12 кДж/кг

(32)

Процесс окисления диоксида серы происходит в контактных аппаратах на четырҰх 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 очищается 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 SO₂ на входе перед контактным аппаратом – не менее 7 %, на выходе – 0,3 % [13].

Кросс-медиа эффекты

При отсутствии этапа предварительной очистки газа степень конверсии достаточная низкая.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства.

5.4.5.2. Двойное контактирование/двойная абсорбция

Описание

Принцип 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.

Технологическое 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 трҰхокись 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 двойном контактировании 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. Исключены образование сточных вод и как следствие необходимость их очистки.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Применение метода двойного контактирования позволяет значительно уменьшить содержание SO₂ в 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 SO₂ при 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.

Технические соображения, касающиеся применимости

Данный метод применяется в пирометаллургических процессах с использованием сульфидного сырья. Для сокращения выбросов SO₂ в отходящих газах менее 0,5–1 кг/тонну серной кислоты необходимы либо снижение исходной концентрации SO₂ в газе, что приведет к ухудшению технико-экономических показателей работы системы, либо строительство дополнительной установки доочистки отходящих газов.

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 рынка сбыта. Если серная кислота коричневая в связи с органическими соединениями, можно добавить перекись водорода для удаления цвета.

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 %). Проектная концентрация диоксида серы перед входом в контактный аппарат составляет 12,3 %. Концентрация получаемой серной кислоты 92,5 -94 % и 98–98,5 % [13].

Позже, в октябре 2009 года, похожая технология была внедрена на Среднеуральском медеплавильном заводе для переработки отходящих газов металлургического производства. Концентрация диоксида серы перед входом в контактный аппарат составляет около 9 %, что является оптимальным для получения серной кислоты. Степень преобразования диоксида серы в триоксид по схеме ДК/ДА составляет минимум 99,7 % [89].

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. Требования экологического законодательства. Экономические выгоды.

5.4.5.3. Утилизации диоксида серы методом мокрого катализа

Описание

Обработка влажных технологических газов свинцового производства, основанная на извлечении газообразного диоксида серы и получении серной кислоты товарного качества.

Технологическое 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, восстанавливает SO₂ в виде концентрированной серной кислоты без добавления химикатов или абсорбентов, разработанный компанией Haldor Topse A/S в середине 1980-х годов. Серосодержащие газы свинцового производства после очистки их от основного количества пыли в сухих электрофильтрах с температурой 300–400 °С поступают в коллектор перед промывкой свинцовых 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 предварительного нагрева 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, используется для нагрева исходного газа, поступающего на установку после промывного отделения. На выходе из конвертера газ охлаждается, что позволяет образовавшемуся SO₃ реагировать с водяным паром с образованием серной кислоты в газовой фазе:

SO₃ (г) + H₂O (г) → H₂SO₄ (г) + 101 кДж/моль

(33)

Охлажденный газ поступает в конденсатор WSA, который конденсирует сернокислый газ с образованием жидкого продукта.

Достигнутые экологические выгоды

Степень преобразования диоксида в триоксид серы в большинстве случаев составляет 98 %. 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;

производится серная кислота 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 SO₂ может 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 NO_X в газе. NO_X преобразуется в азот и воду в соответствии с реакцией:

NO + NH₃ + ¼ O₂ → N₂ + 3/2H₂O + 410 кДж/моль

(34)

Технология WSA была внедрена на Усть-Каменогорском металлургическом комплексе в 2004 году для утилизации газов свинцового и цинкового производства. Степень контактирования составляет не ниже 98 %. Концентрация SO₂ на 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 [13].

Кросс-медиа эффекты

Технические соображения, касающиеся применимости

Процесс WSA является автотермическим для концентраций SO₂ от 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 1–2 мг/Нм³ для уменьшения накопления пыли на катализаторе. Поэтому для WSA может потребоваться дополнительная система мокрой газоочистки в зависимости от применения.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства. Снижение выбросов SO₂ в атмосферный воздух. Сокращение расходов сырья. Экономические выгоды.

5.4.5.4. Десульфуризация отходящих газов с низким содержанием SO₂

Описание

Удаление SO₂ из 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 этапом десульфуризации необходима предварительная очистка дымовых газов от твердых частиц (пыли).

Технологическое описание

Дымовые газы с низким содержанием SO₂ предварительно охлажденные и очищенные в электро- или рукавном фильтре от пыли до нормируемого значения подаются в систему десульфуризации. Т. к. 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.

При использовании в качестве сорбента карбонат кальция известняк <40 мкм после предварительной обработки (дробления) поступает в бак приготовления известняковой суспензии, оборудованный механическими мешалками. Размеры резервуаров обеспечивают полную реакцию поглощенного SO₂ с 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.

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 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 SO₂ при 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.

На болгарском свинцовом заводе бедные обжиговые газы направляются на нейтрализацию содой с получением в качестве товарного продукта соли NaHSO₃ (бисульфита натрия).

Челябинский цинковый завод реализует проект по установке дополнительной очистки отходящих газов двух печей вельц-цеха. Системы предполагают мокрый способ очистки, при этом отходящие газы в специальном абсорбере орошаются реагентом – суспензией извести. Заявленная степень очистки составляет 98 %. В результате реакции образуется гипс, который может быть использован в производстве строительных материалов. Ожидаемый экологический эффект – сокращение выбросов диоксида серы на 20-25 % [90].

Кросс-медиа эффекты

Дополнительные затраты энергоресурсов, а также материальных ресурсов (веществ, используемых в качестве сорбента). При этом следует отметить, что потребление электроэнергии при использовании скрубберов на основе натрия ниже по сравнению с известковыми скрубберами благодаря меньшей скорости рециркуляции насоса и низкому перепаду давления. Однако натриевый скруббер требует обработки стоков Na₂SO₃. Стоки обычно окисляются до Na₂SO₄ и могут быть размещены на специализированных площадках.

В случае отсутствия рыночного спроса на сернокислый кальций возможно образование дополнительных объемов отходов.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо к новым установкам. Касательно применимости на действующих заводах необходима модернизация технологической линии (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).

Эти факторы приводят к снижению производительности оборудования и как следствие снижению эффективности удаления SO₂. Использование извести, обогащенной магнием, помогает увеличить эффективность очистки от SO₂ и 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.

К факторам, ограничивающим применимость, также относятся:

дополнительные примеси в пыли, влияющие на возможность переработки;

образование гипсового продукта, не находящего применения;

большие объемы газов;

для действующих производств – необходимость масштабной реконструкции централизованной системы очистки газов с выделением отдельных потоков для обессеривания;

отсутствие площадей для строительства дополнительных крупногабаритных сооружений.

Экономика

Инвестиционные затраты на приобретение очистных установок.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов SO₂. Требования экологического законодательства.

5.4.5.5. Очистка перекисью водорода

Описание

См. ниже.

Технологическое описание

Для окисления SO₂ до образования серной кислоты используется перекись водорода (H₂O₂):

SO₂(g) + H₂O₂(aq) → H₂SO₄ (aq)

(35)

Очистка выполняется методом 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 SO₂ от 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 SO₂ концентрация серной кислоты в этом процессе составляет 30–35 %. Уровни SO₂ в газе после очистки находятся в диапазоне от 20 до 350 мг/м³ (в соответствии со среднесуточными непрерывными измерениями) [52].

Кросс-медиа эффекты

Дополнительные затраты энергоресурсов и реагентов (перекись водорода). Серная кислота, полученная при очистке перекисью водорода, не подлежит прямому использованию и должна быть направлена на установку серной кислоты. Дальнейшая обработка ограничивает применимость процесса (в зависимости от необходимости в разбавлении на установке серной кислоты).

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

Операционные расходы на объем около 60000–70000 нм³/ч и до 2 % SO₂ составили 1 миллион евро в год (2012 год).

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов SO₂. Требования экологического законодательства.

5.4.5.6. Процесс очистки SO₂ на основе растворов аминов

Описание

Скрубберная очистка поглощающим диоксид серы растворителем на основе амина или полиэфира; полученный промежуточный продукт затем подвергается десорбции и направляется на сернокислотную установку или удаляется за счет реакции с водой для получения серной кислоты или жидкого диоксида серы.

Технологическое описание

В данной технологии для достижения высокоэффективной селективной абсорбции SO₂ из различных газовых потоков используется водный раствор амина. В качестве абсорбента используется абсорбент, 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 SO₂ подается пар, тем самым происходит отделение SO₂ из 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 SO₂ выводится 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 SO₂ в дымовых газах – 0,001-0,0015 % [91].

На сегодняшний день известны и другие системы концентрирования SO₂ с использованием водных растворов.

Технология регенеративного восстановления SO₂, SolvR компании MECS, основанная на использовании экологически безопасного абсорбционного растворителя. Система может быть интегрирована в сернокислотные установки для снижения выбросов SO₂ или использована для концентрации газового потока перед установкой серной кислоты при больших объемах отходящих газов и низким содержанием SO₂. Концентрация SO₂ в 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 [92].

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 SO₂ составляет более 99,5 %, концентрация SO₂ в 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) [93].

Кросс-медиа эффекты

При взаимодействии с кислородом образуются сульфатные соединения, которые легко отделяются от растворителя. Низкое потребление пара (при его рекуперации) способствует снижению эксплуатационных расходов. Имеются сведения об образовании дополнительного объема кеков до 12–15 тонн/год при использовании технологии DSR и SolvR для доочистки хвостовых газов после сернокислотных установок при начальной концентрации SO₂ – 6,5 %.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо. Восстановленный SO₂может быть перенаправлен на производство серной кислоты, элементарной серы, сжиженного диоксида серы и сульфатов, что означает взаимодополняемость технологических процессов.

Экономика

В 2022 году был проведен предварительный анализ внедрения технологии DSR Keyon Process для доочистки хвостовых газов, в результате которого было рассчитано, что необходимое количество растворителя при общей загрузке системы составляет - 12 м³/год, при рыночной стоимости 3 тыс. евро за 1 м³.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов SO₂. Требования экологического законодательства.

Рисунок 5.6. Эксплуатационные характеристики процессов очистки технологических газов от SO₂, применяемых в цветной металлургии

5.4.6. Снижение выбросов металлов и их соединений

Описание

См. ниже.

Техническое описание

Пирометаллургические процессы применяются для удаления примесей из нужного металла путем испарения и/или шлакования других металлов. Например, цинк, висмут, свинец, олово, кадмий, мышьяк и галлий могут испаряться в рабочих условиях в печи и удаляться из расплава. Выбор рабочей температуры влияет на этот этап процесса, а сбор оксидов металла может осуществляться путем применения соответствующей технологии удаления пыли. Затем металлы извлекаются из собранной дымовой пыли несколькими способами. Для удаления летучих металлов, которые собираются в виде дымовой пыли, также применяются печи по очистке шлака и процессы сжигания шлака. Таким образом, дымовая пыль и другие остатки формируют сырье для различных металлов.

Резервуары и другое оборудование, используемые на гидрометаллургических заводах, подвергается вентиляции, а вентиляционный воздух выбрасывается в атмосферу для обеспечения безопасности рабочих мест. Этот вентиляционный воздух может содержать кислотный туман, включающий соединения металлов из раствора. Методы удаления включают мокрые скрубберы или брызгоуловители. Элементы брызгоуловителей помещаются в газовый поток в вентиляционной трубе или поверх охлаждающих башен, а отделяемый раствор возвращается обратно в основной резервуар.

Достигнутые экологические выгоды

Предотвращение и сокращение выбросов металлов. Извлечение металлов с целью их повторного использования непосредственно на том же самом производстве или вне его.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

При пирометаллургическом рафинировании из чернового свинца последовательно удаляют следующие металлы:

медь с помощью обработки расплава элементарной серой;

теллур с помощью металлического натрия в присутствии едкого натра;

мышьяк, сурьму и олово в результате окислительных операций;

цинк окислением в свинцовой ванне или в щелочном расплаве, вакуумированием и другими способами;

висмут – удаляют металлическим кальцием, магнием, сурьмой, при этом происходит загрязнение свинца этими металлами;

кальций, магний и сурьму качественным рафинированием.

На каждой стадии рафинирования образуются съемы (промежуточные продукты), в которые переходят примеси и часть свинца. Их подвергают самостоятельной переработке.

Кросс-медиа эффекты

Энергоемкость процесса. Вероятность образования отходов и сточных вод, если собранный материал не может быть повторно использован в процессе.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Предотвращение и сокращение выбросов в окружающую среду. Экономические выгоды (экономия сырья).

5.4.7. 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 фильтров и их контроль;

циркулирующие объҰмы;

концентрация и температура абсорбирующей кислоты;

мониторинг тумана SO₃/H₂SO₄.

В таблице 5.10 представлены методы, используемые для снижения выбросов SO₃/H₂SO_4.

Таблица 5.10. Методы восстановления/абсорбции SO₃/H₂SO₄[52]

№ 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 по технологии одинарного и двойного контактирования УКМК для очистки газа от брызг и тумана серной кислоты используются диффузные волокнистые туманоуловители Brink компании MECS. Содержание SO₂в очищенном газе составляет не более 0,3 %. Содержание тумана и брызг H₂SO₄ – не более 40 мг/Нм³ [13].

Кросс-медиа эффекты

Расход химикатов и энергии при мокрой очистке.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

В зависимости от технологических характеристик в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Снижение выбросов SO₃. Требования экологического законодательства.

5.5. Производство вторичного свинца

5.5.1. Технические решения для предотвращения и/или снижения организованных выбросов

Описание

Техники, которые рассматриваются, могут использоваться как индивидуально, так и в комбинации.

Техническое описание

Для снижения выбросов пыли в отходящих газах при вторичном производстве свинца используются следующие техники:

Циклоны (см. раздел 5.1.3.1) могут использоваться в качестве оборудования предварительной очистки в сочетании с рукавными фильтрами (см. раздел 5.1.3.2), которые высокоэффективны при очистке газа от более мелких частиц пыли. Использование реагентов применимо в отношении сильнозагрязненных потоков. Всю уловленную пыль от фильтров повторно используют в качестве дополнительного сырья (после выщелачивания нежелательных компонентов, если требуется).

Системы удаления ртути используются в зависимости от состава исходных материалов. Для очистки газов с высоким содержанием воды (например, из систем гранулирования шлака) либо газов с самовоспламеняющейся пылью применяются мокрые скрубберы (радиальный или распыляющий). Для одновременного удаления газообразных веществ из печных газов могут использоваться комбинации с использованием специальных реагентов, например, щелочного раствора.

Мокрые электрофильтры эффективны при удалении очень мелких частиц пыли, однако требуют высоких инвестиционных затрат (см. раздел 5.1.3.4). Пыль, извлеченную из мокрых пылеуловителей, удаляют в качестве шлама в отдельном водном контуре или на установке по обработке сточных вод.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение выбросов пыли и металлов. Снижение потребления сырья.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Ниже приведены примеры комбинации вышеупомянутых техник:

В компании "Metallo-Chimique", Берсе и "Elmet", Беранго, плавильная печь может использоваться для выплавки (отдельными производственными циклами) вторичного свинца. Компания "Metallo-Chimique" использует печь TBRC, отходящие печные газы пропускают через воздушный охладитель, циклон и рукавный фильтр [52]. В таблице 5.11 представлены выбросы пыли из трех различных печей вторичного производства свинца.

Таблица 5.11. Пример выбросов пыли из печей вторичного производства^*

№ п/п	Тип печи	Производительность	Предварительная обработка газа	Обработка газа	Выбросы
1	2	3	4	5	6
1	Доменная печь	50 000 тонн/год	н/д	н/д	<2 мг/Нм³
1	Доменная печь	50 000 тонн/год	н/д	н/д	Расход газа 90000 м³/ч
2	Печь TBRC (небольшая)	30 тонн/загрузка	Охладитель + циклон	Рукавный фильтр	<5 мг/Нм³
3	Плавильная печь	60 тонн/загрузка	Охладитель + циклон	Рукавный фильтр + рукавный фильтр со впрыском сорбалита	<5 мг/Нм³

* источник: [61].

Кросс-медиа эффекты

Энергоемкость. Необходимость утилизации уловленной пыли, если ее невозможно вернуть обратно в процесс.

При использовании мокрых скрубберов образуются сточные воды в виде отработанных фильтратов, которые подлежат обработке, для предотвращения попадания металлов и других веществ в водоемы.

Использование реагентов при необходимости удалении ртути.

Образующиеся при удалении ртути сточные воды и твҰрдые остатки требуют утилизации.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо. Для эффективности удаления пыли необходимо использовать комбинации техник (циклон в сочетании с рукавным фильтром).

Использование мокрого скруббера применимо для влажных газов и потоков с содержанием самовоспламеняющейся пыли.

Использование систем удаления ртути зависит от состава исходных материалов.

Экономика

Инвестиционные затраты на монтаж установки по удалению ртути в компании "Aurubis", Гамбург, составили до 5 млн. евро (конденсатор, нагреватели, рукавный фильтр, система впрыска, абсорбер и вентиляторы) [52].

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства. Восстановление сырья.

5.5.2. Технические решения для предотвращения и/или снижения неорганизованных выбросов

Описание

Техники, совокупность применения которых обладает высоким потенциалом к снижению неорганизованных выбросов при вторичном производстве свинца.

Техническое описание

Техники, которые рассматриваются, включают:

эксплуатацию печи и газоотводящей системы под разряжением и с достаточной скоростью отвода газа для предотвращения повышения давления;

поддержание температуры в печи на минимально необходимом уровне (см. раздел 5.2);

оборудование закрытого типа с вытяжкой печного газа (см. раздел 5.1.1);

рукавный фильтр (см. раздел 5.1.3.2);

сиcтему "House in house".

В системе "House in house" технологическое оборудование находится в крытом здании и дополнительно размещено в хорошо герметичном корпусе, вентиляционные газы улавливаются и очищаются. Все операции по выплавке, розливу и транспортировке обрабатываемого сырья осуществляются внутри этого корпуса, которое оснащено краном на колесах (загрузочная тележка).

Все операции управляются дистанционно с помощью пульта, в том числе предусмотрено автоматизированное управление системой вентиляции. Перечисленные условия эксплуатации позволяют снизить потребление энергии, так как объем отходящих газов, подлежащих очистке, значительно ниже в сравнении вентиляционными системами обычного здания.

В целом принимаемые меры схожи с техниками предотвращения и/или снижения неорганизованных выбросов, приведенными в разделе 5.3.1.

Достигнутые экологические выгоды

Предотвращение и снижение выбросов пыли и металлов. Возврат уловленной и очищенной пыли в технологический процесс.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Концентрация загрязняющих веществ, полученных методом непрерывных измерений, при различных режимах эксплуатации установки, непостоянстве исходного сырья, истирании оборудования и износе фильтрующих элементов, представлена в таблице 5.12 (данные европейских справочников).

Таблица 5.12. Выбросы пыли и SO₂ при использовании герметичного корпуса и рукавного фильтра с впрыском извести для очистки^*

№ п/п	Источник выбросов	Загрязняющее вещество	Показатели при обычных рабочих условиях (мг/Нм³)		Частота мониторинга
№ п/п	Источник выбросов	Загрязняющее вещество	Мин.	Макс.	Частота мониторинга
1	2	3	4	5	6
1	Машина для отливки свинцовых слитков	Пыль	<0,5	10	Непрерывно (в среднем за полчаса)
		Пыль	0,8	2,7	Непрерывно (в среднем за сутки)
		Пыль	2	4	Непрерывно (в среднем в год)
		SO₂	<50	1425	Непрерывно (в среднем за полчаса)
		SO₂	65	250	Непрерывно (в среднем за сутки)
		SO₂	100	200	Непрерывно (в среднем в год)
		Cu	<0,01	0,23	4 раза в год (4*20 минут)
		Pb	0,01	0,3
		Ni		<0,02
		As	<0,01	0,07
		Cd	<0,01	0,02

* источник: [52].

Кросс-медиа эффекты

Увеличение потребления энергии (если не используется герметичный корпус).

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

Основные эксплуатационные расходы связаны с потреблением электроэнергии и необходимостью технического переоборудования вентиляционных систем. Так, энергозатраты рукавного фильтра составляют 1,5 кВт ч на 1000 м³. Энергозатраты для типовой плавильной печи с производительностью в 300000 м³/ч (среди которых основные технологические газы составляют менее 10 %) составляют приблизительно 400 тыс. евро в год (0,10 евро за кВт ч).

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства.

5.5.3. Снижение выбросов SO₂

Описание

Техники, совокупность применения которых обладает высоким потенциалом к снижению выбросов диоксида серы при вторичном производстве свинца.

Техническое описание

К техникам, которые способствует снижению выбросов SO₂ из печей вторичной плавки, относят:

удаление серы из исходного сырья;

затвердевание серы в расплавленной фазе с использованием добавок;

обработку газового потока впрыском извести или бикарбоната натрия (см. раздел 5.3.5.4);

мокрый скруббер (см. раздел 5.1.3.5);

удаление SO₂ путем его извлечения и использования для производства серной кислоты (см. раздел 5.3.5).

Предварительная очистка вторичного сырья от сульфатов является необходимым этапом, так как выбросы диоксида серы при выплавке напрямую зависят от содержания серы в обрабатываемом сырье. Так, масса свинцового кислотного аккумулятора может содержать много свинцовых соединений, некоторые из которых содержат серу, например, PbSO₄. Для предотвращения или снижения выбросов SO₂ во время процесса выплавки серу, присутствующую в качестве сульфатов, можно предварительно удалить методом щелочного выщелачивания.

Удаление серы из массы кислотного свинцового аккумулятора путем реакции со щелочным раствором (карбонат натрия или гидроокись натрия) представлено в сокращенных химических реакциях ниже:

	PbSO₄ + Na₂CO₃ ^ РЬСО₃ + Na₂SO₄	(41)
	PbSO₄ + 2NaOH ^ PbO + Na₂SO₄ + H₂O	(42)

Аккумуляторный электролит (кислота) также можно отделять для повторного использования вместо того, чтобы передавать его в реактор удаления серы для получения сульфата натрия.

Раствор сульфата натрия, полученный в процессе, можно обрабатывать двумя способами в зависимости от локальных условий окружающей среды, экономики и требований к спецификации продукта: извлечение сульфата натрия путем кристаллизации; утилизация раствора сульфата в качестве товарного продукта натрия после удаления других примесей (например, металлов).

Добавление в печь железа и/или соды также способствует снижению выбросов SO₂, так как железо, добавленное в печь, вступает в реакцию с серой, содержащейся в исходном материале, с образованием штейна (например, сульфид железа). Скорость улавливания серы при производстве штейна составляет приблизительно 90 % при оптимальных условиях. Штейн покидает печь в жидкой форме, но твердеет при комнатной температуре, что облегчает его обработку. Медь, если присутствует в исходном материале, реагирует так же, как и железо, приводя к затвердеванию серы в виде сульфида меди. Для безопасной утилизации и возможности использования штейна в качестве товарного продукта необходимо соблюдать соотношение исходных составляющих шихты перед ее выплавкой.

Следующим методом удаления SO₂ из отходящих газов печей является метод сухого впрыскивания извести или бикарбоната натрия на выходе из дожигателя при температуре 1100 °С или при более низкой температуре в газопроводе перед рукавным фильтром. Более высоких показателей можно добиться при одновременном впрыске воды и большого количества извести.

При установке системы впрыска извести для удаления SO₂ в действующую схему очистки с функционирующим рукавным фильтром, предназначенным для очистки выбросов от пыли, необходимо учитывать его производительность.

При использовании процесса очистки с впрыском извести необходимо соблюдение температуры, содержание влаги и времени контактирования в определенном диапазоне. Для этого может понадобиться использование смесительной камеры, для получения нужной смеси технологического газа, закачиваемой воды и извести.

Для улавливания SO₂ из отходящих газовых потоков также используется комбинация сухого (рукавный фильтр) и мокрого (скруббер) способов очистки. При этом необходимо предварительное охлаждение газов водой до 200 °С.

В качестве реагента в мокром скруббере используются известь, NaOH или H₂O₂. Для улавливания SO₂ газовый поток сначала проходит через рукавный фильтр, а затем поступает в мокрый скруббер с промывочным раствором, в котором происходит окисление сульфита в сульфат. При использовании извести после фильтрации образуется гипс, а при использовании гидроокиси натрия после испарения воды образуется сульфат натрия, который извлекается после очистки. Насыщенные водой газы охлаждают, чтобы удалить влагу. Эффективность улавливания SO₂ достигает 99 % (при оптимальных условиях).

Использование сернокислотных установок для метода утилизации SO₂ описано в разделе 5.3.5. При этом следует отметить возможность использования комбинации нескольких техник в зависимости от состава исходного сырья и типа используемой печи.

Достигнутые экологические выгоды

Общий экологический эффект от всех представленных техник - снижение выбросов SO₂. Возможность использования вторичных материалов повторно (например, гипс, полученный при щелочной чистке). SO₂ можно извлекать в виде серной кислоты на установках производства серной кислоты.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Эффективность применяемых технологий обработки будет зависеть от состава газа (влага и концентрация SO₂) используемой печи, колебаний состава газа от времени и температуры.

При впрыске извести или бикарбоната натрия процент улавливания серы составляет более 95 % при оптимальных условиях. При этом следует учитывать, что реакция SO₂ с известью происходит на поверхности частиц извести и чем выше содержание влаги, тем быстрее протекает процесс. Снижение потребления извести возможно при: одновременном впрыске воды (пара), использовании гашеной извести с высокой поверхностью/пористостью, рециркуляции пыли из рукавного фильтра.

Примеры использования технологии впрыска извести.

Приведенные величины касаются использования впрыска извести, натрия или щелочной воды в печной газ вторичной доменной печи типового завода с производительностью 30000–50000 тонн свинца в год (например, "Boliden Bergsoe", Швеция, "Johnson Controls Recycling", Германия; "Kovohute Pribram", Республика Чехия, "Campine", Бельгия).

Расход технологического газа: 50000–90 000 нм³/ч.

Выброс SO₂: <500 мг/Нм³ (в среднем в год).

Выброс пыли: <2 мг/Нм³.

Пример использования утилизации отходящих газов на сернокислотной установке для снижения выбросов SO₂ - завод "Umicore" в Бельгии, использующий технологию ISASMELT производительностью 1000 тонн/день (периодический технологический процесс):

исходные материалы: материалы, содержащие свинец и медь;

исходящие данные: нечистая медь и шлак свинцового оксида;

расход технологического газа: 54000 нм³/ч;

концентрация SO₂ в технологических газах: до 10 %;

концентрация SO₂ после двухконтактной/двойной абсорбционной установки серной кислоты: <300 мг/Нм³ (в среднем за сутки).

Кросс-медиа эффекты

Затвердевание серы на фазе выплавки с использованием добавок:

необходимость дополнительных добавок;

повышение потерь шлака и свинца в шлаке.

Обработка газового потока, содержащего SO₂, впрыском извести и бикарбоната натрия:

использование смесительной камеры создает дополнительное падение давления, что приводит к повышенному использованию энергии вентилятором;

необходимость использования дополнительных добавок;

вероятность образования дополнительных отходов, если уловленную пыль нельзя повторно использовать.

Установка щелочного скруббера после фильтрации пыли:

энергоемкость процесса;

возможное образование сточных вод, а также необходимость их обработки для предотвращения попадания металлов в водоемы при сбросе.

Межсредовые эффекты при использовании сернокислотной установки при вторичном производстве свинца представлены в разделе 5.3.5.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимость техник обусловлена рыночным спросом:

улавливание SO₂ путем добавления железных или щелочных флюсов применимо в случаях возможности реализации полученного в процессе реакции железного штейна или шлака;

использование в качестве абсорбента серосодержащих соединений (известь или бикарбонат натрия), для улавливания SO₂ в потоке отработанного газа вторичных плавильных печей, необходимо соблюдение технологических условий, таких как содержание SO₂, температура, содержание влаги, наличие примесей во входящемпотоке;

техники мокрой чистки могут применяться только при наличии соответствующих реагентов для очищаемого водного потока. Применимость мокрого скруббера также может быть ограничена в засушливых зонах необходимостью больших объемов воды;

применимость двухконтактной/двойной абсорбционной кислотной установки может быть ограничена концентрацией серы в обрабатываемом сырье.

Экономика

Если удаление серы из исходного сырья происходит перед выплавкой, потребуется меньшее количество добавок и энергии для образования шлака. Фактически затраты на удаление серы из исходного материала должны быть сопоставимы с преимуществом применения меньшего количества флюсов и реагентов, меньшего времени выплавки, меньшего потребления энергии и меньшего количества шлака, производимого для утилизации.

Затвердевание серы с использованием добавок, таких как, железо или сода, приводит к повышению эксплуатационных расходов ввиду высокой стоимости добавок.

Низкие инвестиционные затраты при использовании впрыска извести или бикарбоната натрия возможны при условии, что производительности установленной системы по улавливанию пыли достаточно для обработки дополнительного количества пыли. Затраты на дополнительный рукавный фильтр, если это необходимо, могут оказаться значительными. Количество необходимой извести можно снизить за счет использования извести с высокой удельной поверхностью.

Щелочные скрубберы требуют значительных инвестиций, а монтаж может потребовать адаптаций под существующие установки по очистке сточных вод (для отвода отработанных фильтратов в общий сток).

При расчете финансовых затрат также необходимо учесть расходы, связанные с обработкой образующихся твердых остатков, которые могут быть классифицированы как отход.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства.

5.5.4. Использование горелок-дожигателей для удаления CO и органического углерода

Описание

Разрушение и окисление соединений углерода в дымовых газах в результате термической реакции при контакте загрязняющего вещества с кислородом.

Техническое описание

Комбинация дожигателя и системы охлаждения может использоваться для удаления органического углерода и СО из отходящих газов от печи. Для снижения выбросов пыли может использоваться рукавный фильтр. Дожигатель представляет собой камеру, где дымовой газ смешивают с избыточным кислородом при высокой температуре (>850 °C) турбулентности. Время нахождения в камере при указанных условиях должно быть достаточным для разложения и сжигания всего углерода в газовом потоке и разрушения любых диоксинов. Затем газы закаливают (ниже 250 °С), чтобы избежать преобразования диоксинов или, если применимо, охлаждают для рекуперации тепла.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение выбросов СО и ЛОС.

Рекуперация энергии (по мере необходимости).

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

В случае необходимости энергию можно восстанавливать для внутреннего обогрева производственного участка и/или внешней теплоцентрали; 30–40 ГВт ч можно восстанавливать из одной установки с шахтной печью.

В доменной печи компании "Umicore", Хобокен дожигание технологических газов приводит к продукции ПХДД/ПХДФ в дымовой трубе <0,005 нг МТЭ/нм³ и СО <50 мг/Нм³. Газы сначала частично дожигают, охлаждают и удаляют пыль, а потом полностью дожигают с восстановлением тепла [52].

Кросс-медиа эффекты

Увеличение выбросов NO_X.

Требуется топливо, если энергии, произведенной путем окисления печных газов, недостаточно для достижения требуемой температуры.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо. Дожигатель используется в установках, которые не отделяют пластмассу перед выплавкой.

Экономика

Повышение инвестиционных затрат. Увеличение затрат на энергоресурсы.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства. Рекуперация тепла.

5.5.5. Системы мокрой очистки для предотвращения и/или сокращения выбросов газообразных соединений

Описание

Процесс мокрой газоочистки основан на растворении газообразных компонентов в растворе. После мокрого скруббера отходящие газы насыщаются водой, что обуславливает необходимость использования влагоудалителей перед выбросом отходящих газов в атмосферу. Образующаяся жидкость очищается на водоочистных сооружениях, а нерастворимые частицы улавливаются с помощью осаждения или фильтрации.

Техническое описание

Системы мокрой газоочистки, которые в основном используются для удаления твердых частиц, могут также применяться для удаления газообразных компонентов при их небольшом содержании, а также контроля температуры (с помощью адиабатного охлаждения). И хотя основная технология, используемая в таких установках, зачастую одинакова, проектные решения систем улавливания пыли и газообразных компонентов существенно различаются. Системы мокрой газоочистки, как правило, используются для всех трех сред (воздух, вода, почва) одновременно, поэтому проектное решение должно быть компромиссным и учитывать межсредовые эффекты, например, в зависимости от характеристик конкретного процесса возможно увеличение объема стоков.

Выбор параметров для контроля результативности работы скруббера определяется сферой его применения. Среди таких параметров могут быть: перепад давления и скорость потока скрубберной жидкости, температура, мутность, проводимость и pH.

К методам удаления низкоконцентрированного диоксида серы (менее 1 %) и других газов, таких как HF и HCl, относятся правильное проектирование, подбор размера и монтаж специализированных установок.

Мокрые скрубберы должны использоваться совместно с системами мониторинга для контролирования показателей давления, потока скрубберной жидкости и pH, а также контролирования исходящих газовых потоков – газ из скруббера должен поступать в туманоотделитель. Слабокислые растворы, получаемые в процессе очистки, следует использовать повторно, или, если возможно, восстанавливать или использовать, что способствует снижению объемов сбрасываемой воды.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов твердых и газообразных соединений в окружающую среду.

Кросс-медиа эффекты

Увеличение энергозатрат.

Образование сточных вод, требующих дальнейшей обработки для предотвращения попадания загрязняющих веществ в водные объекты со сточными водами.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо.

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов пыли, металлов и других соединений.

5.5.6.Скрубберы сухой и полусухой очистки

Описание

В поток отработанных газов добавляются и диспергируются сухой порошок или суспензия/раствор щелочных реагентов. Материал реагирует с газообразными компонентами серы и формирует твердые частицы, которые удаляются фильтрацией (рукавными или электрофильтрами). Эффективность системы газоочистки повышается при использовании реакционной колонны.

Техническое описание

Методы абсорбции, такие как скрубберы сухой очистки, используются для поглощения кислых газов и металлических или органических соединений. Зачастую в обоих случаях используются известь, гидроксид магния, известняк, окись цинка и глинозем. В других странах используются двух щелочные скрубберы. Для удаления металла (ртути) и органических веществ используется активированный уголь (или кокс), который в этом случае обычно более эффективен.

Для метода абсорбции используется насадочный скруббер башенного типа или вводится реагент непосредственно в струю газа с последующим использованием реакционной колонны. Для улавливания частично отработанного скрубберного материала чаще всего используются рукавные фильтры, которые также представляют собой дополнительную поверхность для дальнейшей абсорбции. Скрубберный материал можно несколько раз использовать повторно в системе скрубберов для максимального использования его абсорбционной способности (глинозем и окись цинка затем используются в основном технологическом процессе). Помимо скрубберов сухой очистки могут использоваться и полусухие системы. В этом случае пастообразная суспензия реагента (как правило, извести) подается в реактор вместе с потоком газа. Вода выпаривается при условии, что температура газа достаточно высокая, а газообразные компоненты вступают в реакцию с частицами абсорбента. Отработанные частицы в последующем удаляются из газового потока. Сухие скрубберы зачастую менее эффективны, чем скрубберы полусухой или мокрой очистки, особенно при работе с менее химически активными газами, например, SO₂. Эффективность абсорбции зависит от активности реагента, и поставщики извести нередко могут производить материалы под конкретные условия применения.

Когда эти процессы используются для удаления SO₂, они называются методами десульфуризации дымовых газов (ДДГ), и применяются для снижения содержания SO₂ в газах анодных печей и других источников слабо концентрированного диоксида серы, а также очистки конечных газовых выбросов сернокислотной установки. При использовании скрубберов мокрой очистки образуется гипс, который при определенных условиях может быть реализован.

Скрубберы сухой очистки, использующие активированный уголь, относятся, прежде всего, к методам извлечения органических веществ, таких как ПХДД/Ф, или ртути. В зависимости от области применения скрубберов должны учитываться следующие аспекты:

скрубберы сухой и полусухой очистки должны быть оборудованы соответствующими камерами смешивания и реакторами;

твердые частицы, образующиеся в ходе реакции, могут быть уловлены рукавным фильтром или ЭФ;

частично отработанный агент, используемый в скруббере, может повторно использоваться в реакторе;

отработанный агент, используемый в скруббере, по возможности необходимо использовать повторно;

при образовании туманов в виде капель воды скрубберы полусухой очистки должны быть оборудованы туманоотделителями.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов пыли, металлов и других соединений.

Кросс-медиа эффекты

Увеличение энергопотребления.

Необходимость захоронения отходов (уловленной пыли), если она не может быть повторно использована.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо для новых установок.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства.

5.5.7. Кислородно-топливное сжигание

Описание

Данный метод предусматривает замещение воздуха, подаваемого для поддержания горения кислородом с последующим исключением/уменьшением термического образования NO_X из азота, поступающего в печь. Остаточное содержание азота в печи зависит от чистоты подаваемого кислорода, качества топлива и возможного попадания воздуха.

Техническое описание

В производственных процессах обычно используются высокие температуры, но они также связаны и с использованием кислорода. При этом снижается парциальное давление азота в пламени, а также уменьшается образование оксидов азота, если в очень горячих зонах нет больших количеств азота. По имеющимся данным типичные уровни выбросов оксидов азота при производстве вторичной меди составляют от 20 до 400 мг/м³ в зависимости от типа печи и режима работы. Для снижения образования NO_X при внедрении высокоэффективных процессов (например, Contimelt) на местах необходимо обеспечить требуемое соотношение потребления энергии и достигнутого значения концентрации в выбросах.

Достигнутые экологические выгоды

Предотвращение выбросов оксидов азота.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Использование чистого кислорода в горелке позволяет снизить парциальное давление азота в пламени и, соответственно, уменьшить термическое образование NO_X. При обогащении дутья кислородом в горелке или возле нее, либо при значительном поступлении воздуха в печь более высокая температура газа может стать причиной увеличения термического образования NO_X. В этом случае можно добавить кислород в зону после горелки, чтобы уменьшить данный эффект и поддержать скорость плавления.

Кросс-медиа эффекты

Нет информации.

Технические соображения, касающиеся применимости

Кислородно-топливное горение – это метод, который можно применить в большинстве используемых процессах горения и пирометаллургических процессах. Максимальная выгода от применения этого метода достигается на новых установках, когда топочную камеру и системы снижения выбросов можно также спроектировать на меньшие объемы газа. Этот метод можно также применять на существующих установках, которые во многих случаях можно модернизировать.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов оксидов азота. Экономия энергии.

5.5.8. Техники снижения выбросов ПХДД/Ф

Описание

Рассматриваемые техники включают как первичные методы (такие как улучшение условий горения, удаление органических соединений из сырья или модификация систем загрузки в печь), так и техники очистки в конце производственного цикла (такие как эффективная фильтрация пыли, добавление активированного угля).

Рекомендуемые методы снижения выбросов включают:

использование камер дожигания в установках пылеудаления из отходящих газов;

повышение тепловой эффективности технологического процесса (например, введение кислородного дутья или топливных горелок);

герметизацию технологических линий с установкой вытяжных систем.

Техническое описание

ПХДД/Ф образуются в результате реакций газовой фазы с хлорированными органическими исходными веществами. Помимо постоянно присутствующего источника углерода даже незначительное количество хлора в исходных материалах или топливе (например, содержание хлора в товарном коксе составляет 0,05 %масс.) является достаточным для образования ПХДД/Ф. Известно, что медь, железо, цинк, алюминий, хром и марганец являются катализаторами образования ПХДД/Ф.

Образование ПХДД/ПХДФ происходит либо при неполном сгорании, либо в плохо регулируемых дожигателях и воздухоочистных устройствах.

ПХДД/Ф образуются при процессах горения, спекания, плавке металлов и т.д. Большая часть ПХДД/Ф образуется в результате синтеза "de novo", который представляет собой реакцию взаимодействия углерода с неорганическими хлоридами или органически связанным хлором при температуре от 250 °C до 500 °C (углерод, присутствующий в исходном сырье либо образуемый в ходе химической реакции, должен принять ароматическую структуру). В качестве катализатора в данном процессе выступают металлы, такие как медь или железо. Поэтому предварительный выбор или обработка исходного материала для минимизации количества исходного материала или органического вещества являются очень важной мерой предотвращения образования ПХДД/Ф.

Основным источником образования ПХДД/Ф является плавка вторичного свинца с использованием загрязненных исходных материалов, содержащих хлор и органические вещества, при отсутствии эффективных условий эксплуатации или газоочистки. Присутствие ПХДД/Ф в пыли, а также наличие полихлорированных бифенилов в трансформаторном ломе и других материалах являются потенциальными прямыми источниками образования ПХДД/Ф.

Количество выбросов ПХДД/Ф с отходящим газом зависит от эффективности контроля процесса (условия массообмена) и технологических параметров отходящего газа, таких как температура, время выдерживания в разных температурных интервалах, содержание SO₂, а также состава обрабатываемых материалов и используемого топлива.

Возможные методы сокращения выбросов ПХДД/Ф:

уменьшение содержания органического вещества путем его удаления из исходного материала;

улучшение условий горения – использование обогащенного воздуха или чистого кислорода, оптимальное смешивание кислорода с горючими веществами, а также повышение температуры горения или времени выдерживания в камерах при высоких температурах;

использование термического дожигания или горелки-дожигателя: сжигание отходящего газа, сопровождаемое быстрым охлаждением горячего газа, также способствует сокращению образования ПХДД/Ф (могут использоваться системы каталитического окисления);

впрыск кислорода в верхнюю зону печи при отсутствии места для установки горелки-дожигателя;

модификация систем загрузки печи для возможности добавления небольших, равномерных порций сырья (это способствует уменьшению охлаждения печи во время загрузки, поддержанию более высоких температур газа, оптимизации процесса);

использование высокоэффективных рукавных фильтров с каталитическим слоем для удаления пыли и ПХДД/Ф.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов ПХДД/Ф и CO.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Может применяться обработка скрапа для удаления органического загрязнения.

При невозможности обработать газы из печей в дожигателе их можно окислить путем добавления кислорода над зоной плавки.

Для впрыска адсорбента количество и состав добавок зависят в большей мере от технологических условий, происхождения и состава исходных материалов. Для снижения расходов на адсорбенты, всю или некоторую часть пыли из фильтра можно использовать повторно.

Кросс-медиа эффекты

Увеличение потребления энергии для выработки кислорода.

Уловленная пыль может содержать ПХДД/Ф в высоких концентрациях, из-за чего могут потребоваться ее утилизация или обработка путем возврата в печь.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства.

5.6. Переплавка и рафинирование, получение сплавов и розлив

Черновой свинец, получаемый при плавке свинцовых концентратов любым методом, всегда содержит примеси. Их количество в черновом свинце составляет 2–10 %. В черновом свинце содержатся следующие примеси: медь, сурьма, мышьяк, олово, висмут, селен, теллур, серебро, золото и др. Отдельные примеси представляют большую практическую ценность, в связи с чем возможно их извлечение из чернового свинца. Для извлечения примесей из чернового свинца используется процесс рафинирования.

Рафинирование свинца от примесей осуществляют по двум методам: пирометаллургическим и электролитическим (в водных растворах).

В процессах рафинирования чернового свинца, осуществляемых в открытых емкостях (котлах) и в пределах относительно низких температур 350 - 600 °С, особую опасность представляет испарение свинца, серы, мышьяка, сурьмы, кадмия и других легколетучих вредных веществ. Для предотвращения/снижения концентрации металлов в отходящих газах их улавливают и подвергают очистке.

Описание

Техники, совокупность применения которых обладает высоким потенциалом к снижению выбросов загрязняющих веществ при обработке материала (переплавка, рафинирование и литье):

температурный контроль плавки;

крышки или колпаки на печах или котлах с системой вытяжки дыма;

рукавный фильтр (см. раздел 5.1.3.2);

мокрый электрофильтр (см. разделы 5.1.3.4);

мокрый скруббер (см. раздел 5.1.3.5);

технология вакуумной выплавки и рафинирования.

Техническое описание

В данном подразделе рассматриваются только техники, связанные с оптимизацией и эксплуатацией технологических процессов, применяемые для снижения выбросов, которые зависят от различных этапов рафинирования и формы реакционного продукта в рафинировании свинца.

Температурный контроль плавки играет важную роль при снижении выбросов свинца и других загрязняющих веществ, а также контроле процесса и энергетической эффективности печи.

Для расплавленного свинцового материала применяются тягельная печь или котел. Для улавливания выбросов от котлов и печей рафинирования над ними устанавливаются вытяжные зонты. Котлы рафинирования могут быть покрыты крышками, которые остаются закрытыми во время реакции рафинирования и добавления химикатов. Расплавленный свинец автоматически нагнетают в замкнутую систему и передают из одного этапа рафинирования в другой. Вытяжка газов также должна использоваться у выпускных желобов и мест выпуска металла. Уловленные выбросы направляют в рукавный фильтр или мокрый скруббер при наличии в отходящих газах вязких материалов, например, едкого натрия, образующегося при процессах рафинирования.

Под технологией вакуумной выплавки и рафинирования понимается процесс вакуумной дистилляции при высоких температурах, применяемый для разделения сплавов.

Достигнутые экологические выгоды

Контроль температуры при плавке способствует предотвращению выбросов тяжелых металлов и снижению потребления энергии.

Применение вытяжных зонтов позволяет сократить объем неорганизованных выбросов.

Использование рукавного фильтра способствует:

снижению выбросов пыли и тяжелых металлов;

снижению объемов ресурсопотребления путем возврата уловленной пыли в процесс.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Все оборудование устанавливают в закрытых помещениях, оборудованных системами пылегазоулавливания и очистки отходящих газов для предотвращения и/или снижения выбросов в окружающую среду.

Так, на заводе компании "Umicore", Хобокен, нечистый свинец рафинируют в нескольких котлах, которые нагревают газовыми горелками с низким содержанием NO_X. Остаточное тепло горелок используется для получения пара в 10 бар в котле. Все котлы обеспечены закрытыми крышками и поддерживают отрицательное давление. Удаление окалины осуществляется автоматически при аспирации с закрытой системой скимминга. Воздух из всех сухих процессов очищают в рукавном фильтре. Соли Sb, Sn и As удаляют из свинца в процессе Харриса и далее обрабатывают в гидрометаллургическом процессе.

Кросс-медиа эффекты

Нет данных.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства.

5.6.2. Методы снижения выбросов ртути

Описание

Совокупность методов сокращения выбросов ртути в атмосферу.

Техническое описание

В данном разделе представлен ряд технологий для удаления паров ртути из газового потока, эффективность удаления определяется конкретными характеристиками газа. В случае использования установки для производства серной кислоты желательно удалять ртуть до того, как она поступает в эту установку с тем, чтобы свести к минимуму возможность попадания ртути в окончательный кислотный продукт (как правило, содержание Hg в серной кислоте должно составлять мене 0,1 ppm (мг/л), что эквивалентно менее 0,02 мг/Нм³ в очищенном газе). Ртуть может обрабатываться в обеих фазах − в форме отходящих газов и жидкой фазе (кислотная установка). В этих целях применяются различные процессы. Основной принцип предусматривает реакцию ртути с реагентом для формирования продукта, который может выделяться из газа или жидкости:

Процесс Boliden-Norzink 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: ртуть также может удаляться на кислотной установке до стадии промывки. 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. Процесс основан на преобразовании элементарной ртути, содержащейся в газе, в сульфат. Кислоту подвергают рециркуляции, пока раствор не будет насыщен HgSO₄ и не начнется осаждение. Затем кристаллы HgSO₄ отделяются в концентраторе. Ртутный шлам извлекается из охлажденной кислоты, отфильтровывается, промывается и направляется в производство металлической ртути, затем часть кислоты возвращается в скруббер. Помимо ртути такой скруббер будет удалять другие загрязняющие вещества из газа. Возможно извлечение ртути путем смешивания твердых частиц с оксидом кальция и последующего нагревания до выделения ртути, которая затем может быть обработана. Кроме того, ртуть может осаждаться, а ртутный шлам удаляться из охлажденной кислоты с последующей фильтрацией и промывкой. Затем часть кислоты возвращается на стадию обработки в скруббере. В одном из вариантов этого процесса ртуть удаляют из газов путем промывки раствором ионов селена, а вместе с селенидом ртути (II) получают металлический селен.

Процесс Lurgi: установка Lurgi для удаления ртути представляет собой разновидность фильтра с активированным углем. Установка 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.

Процесс Tinfos/Miltec: это процесс очистки от ртути, основанный на окислении ртути в отходящих газах при помощи гипохлорита натрия. После окисления в промывной колонне ртуть осаждается в виде сульфида ртути HgS за счет добавления двунатриевого сульфида. Сульфид ртути удаляется из процесса в фильтр-прессе. Ртутьсодержащий шлам подвергается обработке как опасный вид отходов и утилизируется на герметизированном полигоне для захоронения отходов.

Процесс Boliden-Contech: в наполнителе используются шарики, покрытые селеном.

Процесс Dowa: ртуть адсорбируется на пемзу, покрытую сульфидом свинца, с помощью которого обеспечивается улавливание металлической и окисленной ртути и ртути в виде частиц.

Селеновый фильтр позволяет очищать газы с низким содержанием элементарной ртути, выходящие из печей первичной плавки руды, путем конвертирования селенистой кислоты в аморфный красный селен, реагирующий с газообразной ртутью с образованием селенида ртути (II). Для очистки используется пористый инертный материал, аналогичный носителю катализатора, пропитанный селеновой кислотой. Пропитка обеспечивается путем сушки раствора селенистой кислоты в присутствии SO₂ для осаждения красного аморфного селена. Фильтр действует до тех пор, пока содержание ртути в нем не достигает 10-15 %. Затем фильтр обрабатывается в целях извлечения ртути и регенерации селена. Применение селенового фильтра позволяет практически полностью очищать отходящие газы плавильных печей от ртути. Он также может применяться в качестве второго этапа обработки отходящего газа с тем, чтобы снизить содержание ртути до поступления газа в установку по производству кислоты. Фильтр на основе селена позволяет удалять около 90 % поступающей ртути.

Селеновый скруббер: при данном методе используется мокрый скруббер, в котором происходит реакция аморфного селена в серной кислоте с ртутью для удаления паров ртути высоких концентраций. Селеновый скруббер пригоден для удаления относительно большого количества ртути, присутствующей в газе, и характеризуется эффективностью ее удаления в размере около 90 %.

Фильтр с активированным углем хорошо известен как фильтр, обладающий большой адсорбционной способностью. Техника позволяет улавливать ртуть в форме стабильного сульфида ртути (HgS), который абсорбируется на пропитанный серой активированный уголь. Активированный уголь в обычных условиях может поглощать 10–12 % веса ртути. Этот метод особенно пригоден для использования при низких концентрациях ртути в газе. В обычных условиях эффективность удаления ртути составляет 90 %. Преимущество активированного угля состоит в том, что он позволяет удалять все типы выбросов ртути в атмосферу, в том числе в форме оксидов, в связанной форме с частицами, и элементарную ртуть.

Процесс с использованием тиоцианата натрия: данный процесс используется в печах для обжига цинковых концентратов. Газообразный SO₂ промывается раствором тиоцианата натрия, и ртуть извлекается в виде сульфида.

Процесс с использованием сульфида свинца: сухой скруббер, в котором для удаления ртути из газового потока используются шарики сульфида свинца.

Для тех процессов, в рамках которых удаление ртути из газов невозможно с практической точки зрения, существуют методы удаления ртути в жидкой фазе. Эти методы используются главным образом для повышения качества серной кислоты. В настоящее время для сокращения содержания ртути в серной кислоте используются следующие методы:

Технология молекулярного распознавания (ТМР) предусматривает применение высокоселективных и нередко неионообменных систем, в которых используются специально отобранные лиганды или макроциклы. Эти лиганды могут химическим образом связываться с твердой подложкой, такой как силикатный гель или полимеры, или свободно использоваться в растворе для формирования комплексного соединения с отдельными ионами. Системы твердой фазы состоят из связанного с лигандами материала (SuperLig), упакованного в ионообменные колонки с фиксированным основанием или фильтровальные патроны. Процесс ТМР может использоваться в качестве основного метода для удаления ртути или на этапе полировки в тех случаях, когда конкретное предприятие уже имеет систему для удаления ртути.

Процесс "Тохо" основывается на добавлении иодида калия и осаждении ртути в форме иодида ртути. Концентрация иодида калия при температуре 0 °С должна быть не менее 93 %. Кроме того, в результате дальнейшего добавления йодистой меди будет образовываться более устойчивый осадок в форме Cu₂HgI₄. Осажденная ртуть выделяется путем фильтрации.

Осаждение сильфида. Коллоидная сера может образовываться в кислоте в результате добавления гипосульфита. Сера будет вступать в реакцию с ртутью, в результате чего будет образовываться кристаллический сульфид ртути (HgS).

Для снижения выбросов ртути в отходящих газовых потоках, не направляемых на сернокислотное производство, обычно используются такие методы, как тщательный выбор сырья, а также впрыск активированного угля и/или других адсорбентов в газовый поток перед рукавными фильтрами (см. раздел 5.1.3.3). Содержание ртути в исходном материале, а также технологические циклы могут быть причиной более высокой или низкой концентрации ртути в выбросах. Для контроля выбросов ртути, концентрации ртути в исходном сырье может использоваться процесс смешивания, выполняемый для получения стабильного и однородного сырья, путем смешивания руд или концентратов различного качества, комбинации руд или концентратов с флюсами, а также смешивания с различными видами вторичного сырья. Контроль может быть необходим при плавке исходных материалов с чрезвычайно изменчивой концентрацией ртути или концентрацией, превышающей желательный уровень. Кроме того, снижение общего содержания ртути в сырье для плавки будет способствовать снижению концентрации ртути в отходящих газах и уменьшению конечных выбросов ртути из трубы.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов Hg в атмосферу.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Удаление ртути в отходящих газах до их направления на сернокислотную установку необходимо для получения серной кислоты товарного качества. Системы удаления ртути (Hg) также могут применяться для сокращения выбросов ртути непосредственно 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/Нм³ в очищенном газе.

Процесс Boliden-Norzink

Эффективность удаления зависит от содержания ртути в поступающем на обработку отходящем газе и, как правило, составляет 99,7 %.

Процесс Lurgi

Эффективность поглощения ртути составляет 98 %.

Селеновый фильтр

Эффективность удаления зависит от времени удержания. Для достижения 95 % эффективности удаления, как правило, требуется удержание в течение трех секунд. Обычно достигается эффективность удаления 90 %. Минимальная ожидаемая среднечасовая концентрация ртути на выходе составляет менее 0,01 мг/Нм³. Продуктивность процесса на основе селенового фильтра на заводе "Болиден Р?нскар" (по выплавке меди, свинца, цинка) при расходе газа 80000 нм³/ч находится в пределах 71-95 % и зависит от концентрации ртути во входящем потоке.

Фильтр с активированным углем

Правильно разработанная и обслуживаемая система фильтрации с пропитанным серой активированным углем, расположенная после конденсатора, способна улавливать до 99 % ртути с достижением концентрации 0,01 мг/м³. Уровень адсорбции ртути составляет 10-40 %. Однако обычно активированный уголь впитывает до 20 % ртути (по весу), после чего требуется его замена. Отработанный адсорбент удаляется в качестве опасных отходов или обрабатывается для извлечения элементарной ртути.

Процесс Tinfos/Miltec позволяет удалять 95 % ртути из отходящих газов.

Ионообменный процесс Superlig позволяет достигать значений концентрации ртути <0,5 промилле.

В таблице 5.13 представлены показатели эффективности очистки для некоторых методов, применяемых для очистки от ртути.

Таблица 5.13. Эффективность сокращения содержания ртути в отходящих газах [112]

№ п/п	Методы удаления ртути	Скорость газового потока, нм3/час	Концентрация ртути (до очистки)		Концентрация ртути (после очистки)		Эффективность, %
№ п/п	Методы удаления ртути	Скорость газового потока, нм3/час	макс.	мин.	макс.	мин.	макс.	мин.
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	Boliden-Norzink	30000	9879	21	30	13	99,7	74
2	Dowa	170000	50	10,5	1,4	1,2	97	88
3	Селеновый фильтр	80000	1008	42	48	12	95	71
4	Фильтр с активированным углем	80000	1206	37,2	32	2,7	97	93

Кросс-медиа эффекты

Процесс Boliden-Norzink

Воздействие на воздух и воду вследствие образования твердых каломельных отходов при выщелачивании или испарении ртути.

Селеновый фильтр

Возможно потенциальное воздействие на воздух и воду вследствие испарения элементарной или окисленной ртути при образовании отходов, состоящих из твердого селенида ртути (II). Отходы требуют стабилизации перед дальнейшей обработкой.

Фильтр с активированным углем

Активированный уголь, не пропитанный серой, весьма эффективно удаляет органические соединения, такие как диоксины и фураны, и летучие органические соединения (ЛОС), содержащиеся в потоке газа. При наличии органических соединений обычно устанавливается так называемый "слой предварительной очистки из активированного угля", позволяющий удалить их до прохождения пропитанного серой слоя, предназначенного для фильтрации ртути. В отсутствие слоя предварительной очистки органические соединения будут адсорбироваться на пропитанном серой активированном угле, что снизит его способность к последующему удалению ртути и увеличит расходы, обусловленные более частой заменой фильтрующего слоя.

Также может потребоваться удаление насыщенного ртутью фильтрующего слоя в качестве опасных отходов.

Технические соображения, касающиеся применимости

Процесс Boliden-Norzink

Данный процесс применяется для обработки всех технологических газов рудоплавильных установок, в частности, технологических газов, содержащих SO₂.

Процесс Lurgi

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.

Селеновый фильтр

По сравнению с другими адсорбентами ртути с неподвижным слоем, такими как активированный уголь, преимущество селенового фильтра состоит в том, что в нем происходит селективная реакция с ртутью.

Нежелательных побочных реакций не происходит: известно, что селеновая масса не проявляет каталитической активности. Это дает возможность, например, использовать селеновый фильтр для удаления ртути во влажных газах, содержащих SO₂. В присутствии активированного угля SO₂ будет окисляться до SO₃, который объединяется с водяным паром с образованием серной кислоты и засоряет фильтр. Кроме того, для достижения концентрации ртути 0,05 мг/Нм³ и ниже для разделения твердых соединений ртути и жидкой ртути потребуется крайне низкая температура охлаждения газа (ниже 0 °С). Того же остаточного уровня можно добиться путем сбора ртути в виде селенида ртути (II) (HgSe) при температурах до 140 °С.

Фильтр с активированным углем

Активированный уголь может применяться для удаления всех видов выбросов ртути: в форме газа, на твердых частицах, элементарной и окисленной ртути. Он способен адсорбировать от 10 до 40 % ртути (по весу), после чего требуется замена фильтрующего угольного слоя. Кроме того, пропитанный серой активированный уголь (15-20 % по весу) эффективно образует стабильный сорбент.

Экономика

Процесс Boliden-Norzink

Ввиду низкой температуры процесса (ниже 40 °С) для сооружения таких установок применяются в основном пластмассовые материалы.

Эксплуатационные расходы минимальны, поскольку они ограничиваются:

расходами на электроэнергию для циркуляционных насосов;

расходами в связи с дополнительным потреблением энергии вентиляторами, компенсирующими перепад давления, создаваемый скрубберной башней;

расходами на газообразный хлор для восстановления хлорида ртути (II).

Эксплуатационные расходы практически не зависят от уровня ртути в отходящих газах. На заводе "Аурубис" в Гамбурге инвестиционные затраты на сооружение агрегатов для удаления ртути достигли 5 млн. евро (включая затраты на конденсатор, нагреватели, рукавный фильтр, систему впрыска, абсорбер и вентиляторы).

Селеновый фильтр

Капитальные затраты пропорциональны объему расхода газа. При насыщении селеновой массы ртутью требуется ее замена. Сообщается, что ориентировочные расходы на селеновый фильтр мощностью 200 000 м³/ч составляют примерно 3 млн. евро первоначальных инвестиций плюс 70 тонн селена по цене 35 000 евро за тонну.

Фильтр с активированным углем

Основной статьей расходов при эксплуатации являются замена и удаление отработанного пропитанного серой активированного угля. Периодичность замены зависит от содержания ртути в потоке газа. Стоимость замены пропитанного серой активированного угля в Северной Америке составляет 6,6 долларов США/кг.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства. Сокращение выбросов ртути. Получение товарного продукта.

5.7. Методы обращения со сточными водами

5.7.1. Предотвращение образования сточных вод

Описание

При производстве свинца образующиеся сточные воды подлежат очистке для возможности их повторного использования в замкнутом цикле или предотвращения попадания загрязняющих веществ в водные экосистемы.

Техническое описание

Снижения количества образуемых сточных вод можно достичь использованием нижеперечисленных методов:

использование эффективных водооборотных систем;

повторное использование охлаждающей воды или конденсированного пара для технологических целей (сточные воды от шахтных печей, шлаковозгонной установки и электроотстойников, а также условно-чистые сточные воды могут повторно использоваться в системе оборотного промводоснабжения для дальнейшего использования (например, для охлаждения технологического оборудования), перед этим образующиеся сточные воды охлаждаются (при необходимости) и проходят очистку от примесей);

применение пылегазоочистных устройств без использования воды;

использование охлаждения закрытого контура с воздушными охладителями в качестве вторичных теплообменников;

минимизация слива испарительных охладителей;

использование раздельной канализации. Сбор и отвод сточных вод по 2-м технологическим линям - производственные сточные воды и хозяйственно-бытовые сточные воды.

Использование раздельной канализации потоков незагрязненной воды (дождевая вода, неконтактная охлаждающая вода) из потоков технологической воды. Производственные сточные воды делятся на загрязненные сточные воды и условно-чистые (незагрязненные) сточные воды. Загрязненные сточные воды образуются после использования воды непосредственно в технологических циклах и процессах, условно-чистые сточные воды – после охлаждения элементов технологического оборудования.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение объемов водопотребления.

Снижение количества энергии, используемой для нагнетания воды.

Снижение количества реагентов, используемых для сточных вод.

Снижение объемов сбрасываемых сточных вод и концентрации в них загрязняющих веществ. Теплоемкость процесса, передаваемая в водоприемник.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

В таблице 5.14 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 5.14. 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 обеспечения 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 свинцовом 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 строительства трубопровода централизованного теплоснабжения до границы завода способствовала предотвращению сброса 12 млн. м³ охлаждающей воды в реку Эльба [94].

Кросс-медиа эффекты

Финансовые затраты.

Технические соображения, касающиеся применимости

Реализация комплексных водооборотных систем возможна при удовлетворении потребностям производства для последующего применения в отношении расхода, температуры, состава и кислотности.

Технологии очистки отходящих газов с использованием воды применяются в случае повышенной влажности очищаемого потока и наличия примесей в виде кислотного тумана или вязких веществ.

Использование охлаждения закрытого контура с воздушными охладителями в качестве вторичных теплообменников требует больших площадей для установки воздушных охладителей.

Экономика

На существующих заводах внедрение этих технологий может повлечь высокие инвестиционные расходы.

Так, строительство ливненакопителя, который обеспечивает сбор ливневых и промышленных стоков филиала АО "Уралэлектромедь" потребует затрат в размере 70 млн. рублей. Строительство комплекса направлено на улучшение экологической обстановки и рациональное использование водных ресурсов - стоки планируется направлять на станцию нейтрализации для очистки, для возможности повторного использования в производстве [87].

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства. Использование установки по обработке сточных вод способствует снижению объемов отводимых сточных вод, поступающих на очистку.

5.7.1.1. 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 со 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. В таблице 5.15 представлена информация о видах образуемых сточных вод на предприятии, их очистки для возможности повторного использования.

Таблица 5.15. 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 свинцово-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.

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 [82].

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 проводимости 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).

5.7.2. 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 флотация и фильтрация. 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 концентрацию 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.

5.7.2.1. Отстаивание

Описание

Использование силы тяжести для отделения нерастворимых комплексов металлов и твердых частиц из жидких стоков.

Техническое описание

После процеживания через решетки и сита для удаления грубодисперсных примесей сточные воды направляются на следующий этап более тонкой очисткой - отстаивание. 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. Отстаивание используется для выделения твердых частиц из сточных вод, которые использовались для грануляции шлака.

При необходимости выделения мелкодисперсных загрязнений перед отстаиванием применяют коагулирование и флокулирование. В этом случае конструкция отстойника иногда включает камеру хлопьеобразования.

Для предварительного осветления сточных вод используют осветитель.

Для удаления песка и крупнодисперсных загрязнений используют песколовки.

Отстойники рассчитывают на выделение частиц загрязнений определенной гидравлической крупности, являющейся по существу скоростью (мм/с) осаждения частиц, выделение которых обеспечивает требуемый эффект очистки.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение сбросов в водные объекты.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Эффективность флотации определяется не только свойствами извлекаемых частиц, твҰрдых и жидких загрязнений (масла, нефтепродукты, жиры, СПАВ и прочие), применяемых реагентов, но и гидравлической характеристикой аппаратов (флотокамер). Отстаивание является составной частью большинства производственных водоочистных сооружений металлургических заводов (например, Балхашский горнометаллургический комбинат).

Кросс-медиа эффекты

Нет данных.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Предотвращение попадания загрязняющих веществ в водные объекты. Требования экологического законодательства. Снижение сбросов в водные объекты.

5.7.2.2. Фильтрация

Описание

Фильтрация применяется для удаления из сточных вод тонкодиспергированных твердых и жидких веществ, отстаивание которых затруднено, и представляет собой процесс улавливания загрязнений в пористой среде, которая может быть образована зернистыми минеральными, искусственными полимерными и волокнистыми материалами.

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 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 которые 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, таких как, осадок или гидроксиды 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 песчаного фильтра представлена на рисунке 5.7.

Рисунок 5.7. Принципиальная схема песчаного фильтра

Для удаления мелких частиц могут использоваться 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 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 сбросов в водные объекты.

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 [94].

Кросс-медиа-эффекты

Сведения отсутствуют.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Сокращение сбросов в водные объекты. Требования экологического законодательства.

5.7.2.3. Химическое осаждение

Описание

Под химическим осаждением понимаются корректировка значения pH и повышение интенсивности осаждения растворимых металлов путем добавления реагентов (гидроокись кальция, гидроокись натрия, сернистый натрий) или их сочетания.

Техническое описание

Химическое осаждение сводится к связыванию ионов, подлежащих удалению, в малорастворимые и слабо диссоциированные соединения. Наиболее важным фактором в обеспечении максимальной эффективности удаления металлов является выбор осаждающих реактивов. При выборе реагентов для выделения примесей воды в виде осадков необходимо исходить из значений произведений растворимости образующихся соединений; чем ниже эта величина, тем выше степень очистки воды. Присутствие в воде посторонних солей обычно приводит к возрастанию растворимости образующихся осадков вследствие увеличения ионной силы раствора. Следует отметить, что скорость ионных реакций в водных растворах велика и обычно реакции протекают практически мгновенно.

Корректировка значения pH

При добавлении в сточные воды реагентов (например, гидроокись кальция, гидроокись натрия, сернистый натрий или их комбинаций) происходит образование нерастворимых соединений с металлом в виде осадка. Так ионы свинца, хрома (Ш), цинка, кадмия и меди при взаимодействии со щелочью образуют труднорастворимые гидроксиды. Эти нерастворимые соединения могут быть удалены из воды путем фильтрации и седиментации. Добавление коагулянта или флокулянта способствует формированию более крупных хлопьев, которые легче поддаются отделению и часто используются для повышения производительности системы очистки.

Как показывает опыт, использование реагентов на основе сульфидов может обеспечивать достижение более низких концентраций некоторых металлов. Для удаления сульфидов металлов в щелочной среде используются такие реагенты, как сернистый натрий, гидросульфид натрия и др. Осаждение сульфидов может привести к уменьшению концентраций определенных металлов в очищенных стоках (в зависимости от значения pH и температуры). Сульфиды металлов могут повторно использоваться в процессе плавки. С помощью данного метода можно также эффективно удалять такие металлы, как селен и молибден.

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.

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 эффективности удаления металла стремительно снижается. В целях максимальной эффективности удаления металлов процесс очистки следует проводить при различных значениях pH с использованием различных реактивов. Кроме выбора реактива и значения pH, также следует учитывать, что степень растворимости может зависеть от температуры и валентного состояния металла в воде.

В цветной металлургии остаточные металлы могут быть эффективно удалены из стоков путем добавления железистых солей, так при осаждении мышьяка образуется арсенат кальция или арсенат железа. Также возможно осаждение арсенитов, однако они в целом обладают лучшей растворимостью и меньшей устойчивостью по сравнению с арсенатами. Сток, содержащий арсенит, как правило, окисляется перед осаждением для обеспечения преобладания арсената.

Осаждение нерастворимых арсенатов железа сопровождается осаждением других металлов, таких как селен, что подразумевает взаимодействие между различными видами металлов и осадком гидроксида железа. Благодаря этому железистые соли обладают высокой эффективностью при удалении примесей, содержащихся в незначительных концентрациях.

Таким образом, достижение минимального содержания каждого металла в рамках одного процесса не представляется возможным ввиду существующих различий оптимальных значений pH для осаждения различных металлов.

В таблице 5.16 представлена информация о выборе реагента, условиях протекания реакции для осаждения металлов при очистке сточных вод в металлургической промышленности.

Таблица 5.16. Методы осаждения металлов и их соединений

№ п/п

Металл

Используемый реагент

Образуемое вещество (осадок)

Дополнительные условия

1	2	3	4	5
1	Zn	Ca(OH)₂ (известковое молоко)	Zn(OH)₂	Требуемое значение рН для полного осаждения цинка находится в диапазоне 9–9,2.
		Na₂CO₃ (карбонат натрия)	ZnСОз·Zn(OH)₂·H₂O	Требуется значительное количество реагента, поэтому рекомендуется проводить двухступенчатую очистку воды от цинка, предусматривающую предварительную нейтрализацию серной кислоты карбонатом натрия с последующим осаждением цинка едким натром.
		Na₂S (сульфид натрия)	ZnS	Оптимальное значение рН составляет 2,5–3,5
2	Pb	Ca(OH)₂ (известковое молоко)	Pb(OH)₂	Уровень рН = 8,0–9,5. Выше и ниже этих пределов растворимость гидроксида возрастает.
3	Hg	Na₂S (сульфид натрия)	Hg₂S	В реальных сточных водах, содержащих и другие соли, растворимость Hg₂S выше, чем в дистиллированной воде. В результате осаждения образуются коллоидные частицы сульфида ртути, выделение которых из воды производится коагуляцией сульфатом алюминия или железа. Остаточная концентрация ртути после такой очистки не превышает 0,07 мг/дм3
4	As	NaHS (сульфогидрат натрия) Nа₂S (сульфид натрия)	As₂S₃	Зависит от температуры и протекает достаточно медленно при значениях температуры ниже 50-60°C. Трехвалентный мышьяк выпадает в осадок в виде трехвалентного сульфида мышьяка (As₂S₃), который необходимо отделить от воды при значениях pH ниже 4–5. При повышении значения pH и наличии As₂S₃ существует риск возвращения мышьяка в раствор. Недостатком реакции является образование незначительного количество сульфида мышьяка (As₂S₅).

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение сбросов загрязняющих веществ в воду вместе со сточными водами.

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.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

При выборе методов необходимо учитывать специфику производственных процессов. Кроме того, при выборе применяемых методов определенную роль могут играть размер принимающего водного объекта и скорость потока. Уменьшение объемного расхода в пользу более высоких концентраций приводит к сокращению потребления энергии для очистки. Очистка высококонцентрированных сточных вод приведет к образованию стоков с более высокими концентрациями, но с более высокой скоростью восстановления по сравнению с менее концентрированными потоками, что позволит в целом улучшить удаление загрязняющих веществ.

Кросс-медиа эффекты

Дополнительный расход энергии и сырья, используемого в качестве реагентов. Образование отходов (осадок), которые необходимо утилизировать.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо на новых и действующих установках.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства. Социально-экономические аспекты. Сокращение сбросов загрязняющих веществ в естественные водные объекты.

5.7.2.4. Адсорбция с применением активированного углерода

Описание

Сорбционный метод заключается в сборе загрязняющего вещества из сточной воды в порах или на поверхности сорбента, в качестве адсорбента используется активированный уголь.

Техническое описание

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 преимущества

Сокращение выбросов органических веществ, ртути и драгоценных металлов в воду.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

К основным преимуществам применения метода абсорбции относятся:

хорошая управляемость процессом;

отсутствие образования вторичных загрязнений.

Кросс-медиа эффекты

Дополнительные затраты, связанные с необходимостью утилизации отработанного адсорбента. Регенерация активированного угля возможна, однако этот процесс достаточно трудоемкий и в условиях круглосуточно работающих очистных сооружений не удобен. Использование же активированного угля как одноразовой загрузки зачастую экономически нерентабельно.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Сокращение сбросов загрязняющих веществ. Требования экологического законодательства.

5.7.2.5. Нейтрализация кислых стоков

Описание

Очистка сточных вод, содержащих слабые кислоты (стоки сернокислотного производства или различные кислые промывочные воды), с использованием соответствующего реагента (обычно, гидроокись железа).

Технологическое описание

В большинстве кислых сточных вод содержатся соли тяжелых металлов, которые необходимо выделять. Для этих целей используют реакцию нейтрализации между ионами водорода и гидроксида, приводящую к образованию недиссоциированной воды. В качестве реагентов могут быть использованы NaOH, КОН, Na₂CO₃, NH₄OH, СаСО₃, MgCO₃, доломит (CaCO₃-MgCO₃). Чаще всего применяют гидроксид кальция (известь), ввиду его дешевизны. Известь для нейтрализации вводят в сточную воду в виде гидроксида кальция ("мокрое" дозирование) или сухого порошка ("сухое" дозирование).

При нейтрализации сернокислых сточных вод известковым молоком расход извести (по СаО) принимают на 5–10 % выше стехиометрического расчета.

В случае нейтрализации воды сухим порошком или известковой пастой доза оксида кальция составляет 140–150 % от стехиометрической, так как взаимодействие между твердой и жидкой фазами происходит медленнее и не до конца. Процесс с использованием извести в качестве реагента иногда называют известкованием. Известкование позволяет попутно переводить в осадок и такие металлы, как цинк, свинец, хром, медь и кадмий. Иногда для нейтрализации применяют карбонаты кальция или магния в виде суспензии. Соду и гидроксиды натрия и калия следует целесообразно использовать лишь в случае одновременного получения ценных продуктов, или если они являются отходами производства (виду их высокой стоимости).

Выбор реагента для нейтрализации кислых вод зависит от вида кислот и их концентрации, а также растворимости солей, образующихся в результате химических реакций.

Различают три вида кислотосодержащих сточных вод:

Сточные воды, содержащие серную и сернистую кислоты. При очистке образуются труднорастворимые кальциевые соли, что снижает скорость реакции между раствором кислоты и твердыми частицами. Большая часть солей выпадают в осадок.

Сточные воды, содержащие сильные кислоты (например, HNO₃). Так как соли этих кислот хорошо растворимы в воде, отсутствует сложность при выборе реагента.

Сточные воды, содержащие слабые кислоты (Н₂СО₃, СН₃СООН). Для очистки в основном используется известковое молоко. Перед смешиванием с известковым молоком сточные воды предварительно очищаются от твердых частиц (песколовка). Вместе с известковым молоком вводится раствор флокулянта. Нейтрализация и хлопьеобразование происходят в контактном резервуаре. Для удаления углекислого газа стоки аэрируются в контактных резервуарах воздухом. При этом образуется осадок более плотной структуры.

Для снижения влажности осадка применяют дополнительное отстаивание.

Образовавшийся осадок, содержащий главным образом сульфат кальция (сернокислый кальций), подвергается фильтрации и обезвоживанию для последующей переработки.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение объемов сбрасываемых сточных вод. Снижение объемов водопотребления (возврат осветленных вод в процесс). Снижение концентрации загрязняющих сточных вод в отводимых сточных водах. Производство чистого сернокислого кальция.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Производимый сернокислый кальций содержит более 96 % CaSO₄-2H₂O. Несмотря на сравнительную дешевизну и общедоступность используемых реагентов, следует отметить ряд недостатков, а именно необходимость обязательного устройства усреднителей перед нейтрализацией, трудности регулирования дозы реагента по рН нейтрализованной воды.

Кросс-медиа эффекты

Существенным недостатком метода нейтрализации известью является образование пересыщенного раствора гипса (CaSО₄), что приводит к забиванию трубопроводов и аппаратуры.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила для осуществления

Требования экологического законодательства. Экономические выгоды (получение готового для реализации товарного продукта).

5.7.2.6. Процесс очистки сточных вод

Описание

Техники, или совокупность техник, описанных выше, которые показали свою эффективность применения на ряде заводов по производству свинца.

Техническое описание

Установка по обработке сточных вод имеет несколько этапов, которые применяются для всех типов сточных вод.

Отстаивание производственных технологических вод в прудах-отстойниках. Для удаления крупных фракций в воде (дерево, пластик, масло и т. д.) при входе в пруд-отстойник используется глубинный поток. Поддерживание уровня pH в необходимом диапазоне для дозирования в последующий растворный бак регулируется добавлением серной кислоты или едкого натрия.

Окисление (воздухом или химикатами) применяется при повышенных содержаниях сульфитов в воде.

Осаждение гидроокиси. Уровень рН регулируют до 9,5–10 путем добавления едкого натрия и флокуляторов. Флокуляторы гидроокиси удаляют путем фильтрации или отстаивания и фильтрации. На этом или на втором этапе осаждения гидроокиси можно добавить FeCl₃ для дополнительного удаления мышьяка из сточной воды.

Осаждение сульфида. Дозирование серной кислоты обеспечивает уровень рН в 7,5–8,5. Добавление раствора сульфида натрия/сероводорода натрия вызывает реакцию с оставшимися растворенными ионами металлов для образования растворимого осадка сульфида, который можно удалить путем фильтрации или отстаивания и фильтрации.

Добавление раствора сульфата железа (III) применяют для удаления избыточного сульфида при его наличии в воде. Воду затем фильтруют с использованием фильтр-пресса в комбинации с песочным или мембранным фильтром для удаления осадка.

В зависимости от местных условий может потребоваться предварительная обработка для удаления твердых частиц, содержащих большинство металлов, что способствует снижению уровня загрязненности шлака, образующегося в канализации общественного пользования.

Воды для коммунально-бытового снабжения имеют отдельную канализационную систему и сбрасываются в канализационную систему общего пользования или подходящий отстойник.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение концентрации загрязняющих веществ в сточной воде.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Необходимы непрерывный контроль за качеством образуемых и сбрасываемых сточных вод (ежедневно, каждую смену или др.) или метод случайного отбора проб согласно условиям, предусмотренным в разрешении на сброс вод. Пробы анализируют на содержание Pb, Cd, As, Cu, Fe, других металлов и параметров в соответствии с условиями, предусмотренными в разрешении на сброс вод.

Для удаления углекислого газа применяется аэрация воздухом сточных вод в контактных резервуарах. При этом осадок образуется с более плотной структурой.

Кросс-медиа эффекты

Энергоемкость процесса очистки. Необходимость использования дополнительных реагентов.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства.

5.7.2.7. Метод очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов

Описание

Сорбционный метод очистки сточных вод с применением активированного алюмосиликатного адсорбента.

Техническое описание

Использование алюмосиликатных минералов в качестве основы для адсорбентов является наиболее целесообразным, т. к. это позволяет вводить в адсорбент разнообразные минеральные и органические добавки, задавая требования к поверхности адсорбента и необходимые свойства.

Так, на одном из отечественных металлургических комплексов алюмосиликатный адсорбент используют в процессе доочистки производственных осветленных сточных вод, поступающих с первичных очистных сооружений.

Суть технологии заключается в пропускании очищаемой воды через фильтр, загруженный зернистым адсорбентом (удаление взвешенных веществ и тяжелых металлов). При этом благодаря свойствам адсорбента в фильтрующей загрузке одновременно протекают процессы:

механической фильтрации (загрязнения задерживаются в межзерновом пространстве);

контактной коагуляции (осажденные на поверхности зерна в начале фильтроцикла загрязнения служат центрами хлопьеобразования);

физической сорбции (отрицательно заряженные частицы металлов задерживаются на поверхности зерен адсорбента, имеющих положительный заряд, и легко удаляются при промывке водой).

Достигнутые экологические выгоды

Снижение концентрации цинка, кадмия, ртути, марганца в отводимых сточных водах.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Срок использования адсорбента не ограничен, потери на истирание при промывках (до 10 % в год) восполняются досыпкой без перезагрузки фильтров. При снижении активности адсорбента его сорбционные свойства восстанавливаются с помощью активации 4 % растворами щелочи или сульфата магния. Растворы, используемые для активации адсорбента (4–5 % растворы NaOH и MgSO₄), могут использоваться многократно.

Челябинский цинковый завод – применение ионообменных технологий.

Процесс ионного обмена внедрен на Балхашском горнометаллургическом комбинате.

Кросс-медиа эффекты

Необходимость использования дополнительных реагентов.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Снижение концентрации загрязняющих веществ в сбросах и предотвращение попадания их в окружающую среду.

Требования экологического законодательства.

5.8. Обращение с отходами, полупродуктами и оборотными материалами

Основной задачей для снижения воздействия на окружающую при обращении с отходами производства является минимизация их образования путем оптимизации процессов и максимальной переработки полупродуктов и отходов при условии отсутствия негативных межсредовых последствий.

Так, образующиеся на различных этапах технологического процесса полупродукты могут быть повторно использованы после предварительной обработки. Извлечение свинца в черновой металл при шахтной восстановительной плавке составляет около 90–93 %, а с учетом переработки всех образующихся полупродуктов (шлаков, штейнов, шпейзы, пыли) может достигать показателей 97–98 %. При этом возможность вторичной переработки зависит от состава и количественного содержания элементов в остаточном продукте. Так как полупродукты, кроме свинца, содержат значительное количество ценных металлов, возможность их извлечения повышает комплексность использования сырья и снижает себестоимость основного металла – свинца. Так, при плавке с получением штейна медь на 70–80 % переходит в штейн, при безштейновой плавке на 85 % переходит в свинец. Степень извлечения цинка, содержащегося в шлаке, достигает 90 %. 98–99 % благородных металлов извлекается в черновой свинец.

Использование полупродуктов свинцового производства в качестве сырья для других технологических процессов на сегодняшний день является сложившейся практикой. Деятельность большинства современных предприятий направлена на увеличение объемов извлекаемых металлов и снижение объемов отходов, направляемых на конечную утилизацию.

Большая часть полупродуктов и отходов может быть использована (повторно переработана или повторно использована) не только в металлургических процессах, но и в других отраслях, таких как цементное и абразивное производство, а также при строительстве. Это не связано с намерениями избавиться от них.

Согласно действующему законодательству большинство образующихся остаточных продуктов (полупродуктов) относится к отходам. Таким образом, одно и то же вещество может считаться как отходом, так и вторичным сырьем в зависимости от особенностей его производства, транспортировки, а также использования или извлечения.

5.8.1. Техники контроля образования и минимизации остатков

Описание

Перечень или комбинация методов, направленных на сокращение объемов образования остатков.

Техническое описание

Количество шлака и шлаковых отходов, образуемых при плавке металлов, в большей степени зависит от наличия примесей в исходном сырье, поэтому чем чище материал, тем меньшее количество твердых остатков будет образовываться. Тщательный отбор сырья является одним из методов сокращения возможных объемов образования твердых веществ, применимость которого может быть ограничена органичностью ресурсов и высокой стоимостью необходимых концентратов. 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.

Накопление избыточной влаги в материалах может быть обусловлено неправильными условиями хранения и обращения с материалом. Это необходимо учитывать, так как, например, при испарении воды в процессе переплавки может возникнуть риск взрывов.

Образование шлаковых отходов может быть сведено к минимуму за счет оптимизации работы печи. Так, 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. Например, при плавлении алюминия в восстановительной среде (использование инертного газа для промывания печи) уменьшается количество образующихся шлаковых отходов. Аналогичным образом, для уменьшения окисления также могут использоваться насосная система и боковая скважина.

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 производстве огнеупорных футеровок или огнеупорного цемента. Содержащийся металл может быть возвращен на плавильный завод или другие установки для производства цветных металлов.

Еще одним методом является контроль качества шлака, обеспечивающий возможность его дальнейшего использования. Некоторые виды шлака обладают относительной инертностью и могут использоваться в качестве строительных материалов для замены агрегатов и в качестве абразивных веществ. Необходимо проводить надлежащий контроль качества материала для обеспечения его приемлемости при использовании в строительстве или в других отраслях.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение объемов образования отходов, которые необходимо утилизировать. Использование инертных шлаков в качестве первичного сырья (в составе), а также повторное использование материалов в других производствах (производство огнеупорного цемента и др.).

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Уменьшение количества шлака, извлечение металлов из шлака и уменьшение количества металлов в остатках шлака.

Целью KGHM (Польша) является постоянное совершенствование технологии обработки материалов, полученных в результате технологических процессов. Примером эффективной переработки отходов являются сырой свинец, выплавленный в печах ДҰршеля, или электролитная де-медная установка, которые установлены на Глогувском медеплавильном заводе. Гранулированный шлак из электропечи Глогувского медеплавильного завода II используется в качестве абразивного материала при обновлении стальных конструкций.

Кросс медиа эффекты

Сведения отсутствуют.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо, в зависимости от целей применения твердых остатков производства.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства. Снижение объемов отходов производства. Экономические выгоды (затраты на утилизацию).

5.8.2. Предотвращение и минимизация образования отходов и остатков при окислительных процессах

Описание

При производстве первичного свинца основными источниками отходов и остатков являются примеси, содержащиеся в свинцовых рудах и их концентратах.

Снижение количества отходов возможно с использованием следующих методов:

выщелачивание кадмия из пыли, восстановленной в горячем электрофильтре при помощи серной кислоты;

удаление ртути методом фильтрации с использованием в качестве абсорбента активированного угля или при помощи процесса Boliden-Norzink;

удаление Se и Te при (мокрой или сухой) очистки газа;

извлечение Ag, Au, Bi, Sb и Cu на этапе рафинирования в качестве комплексных элементов и их восстановление;

извлечение металлов при очистке сточных вод.

Техническое описание

Современные методы по обработке отходов нацелены на минимизацию объемов образуемых отходов, а также на перевод (преобразование) их в менее опасный материал.

Удаление Cd. Во время выплавки из Cd удаляют газы и осаждают горячими электрофильтрами. Для извлечения пыли с высоким содержанием свинца Cd нужно разделить. Для этого используется процесс выщелачивания серной кислотой, Cd осаждается в виде CdCO₃. После фильтр-пресса этот материал размещается на специализированных площадках. Выщелоченный осадок возвращают в печь.

Разделение Se и Te и удаление Hg. Во время мокрой чистки из газа удаляют Se, Te и некоторое количество Hg. Поочередно, сначала происходит извлечение Se в товарный продукт из Se-Hg шламов, затем Hg из ртутьсодержащих растворов после отмывки шлама. Комплексный остаток размещают на специализированных площадках или используют для повторного извлечения металла.

Извлечение Ag, Au, Bi, Zn и Sb и некоторого количества Cu. Металлы удаляют во время чистки газа или рафинировании. Эти металлы подвергаются переработке с образованием оксидов (например, ZnO) и/или сплавов Ag-Au, Pb-Bi, Pb-Sb, а также медного штейна, которые можно использовать на собственные нужды или реализовывать как товарный продукт. Небольшое количество промежуточных продуктов и/или отходов, произведенных во время процесса рафинирования, подлежат возврату в плавильный процесс или рафинированию для переработки.

Извлечение металлов при доочистке сточных вод. Некоторые металлы выделяются после очистки сточных вод. Образующиеся остатки в виде шлама повторно пропускают через циркуляционную систему.

Другие компоненты свинцовой руды/концентрата концентрируются в шлаке. Состав шлака можно контролировать перед выплавкой путем добавления флюсов (некоторые из которых являются отходами), чтобы достичь нужного состава с хорошими свойствами выщелачивания. Соединения, которые имеют небольшую ценность, можно улавливать в качестве побочного продукта (с концентрацией Pb> 40 %) для дальнейшей реализации. В отдельных случаях из шлаков, содержащих Pb, Zn и Cu, удаляют газы для получения шлака с низким содержанием металла, который может быть использован для строительной отрасли.

Достигнутые экологические выгоды

Извлечение металлов.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Минимизация экологических рисков, связанных с отходами, поступающими на полигоны.

Кросс-медиа эффекты

Энергоемкость. Использование реагентов в качестве добавок. Образование дополнительных объемов отходов, требующих утилизации.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо. Извлечение Se и Те может быть ограничено количеством присутствующей Hg. Прямая выплавка шлака из установки очистки сточных вод зависит от концентрации в нем элементов, таких как, As, Tl и Cd, которые отрицательно влияют на процесс выплавки.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства. Социально-экономические аспекты.

5.8.3. Предотвращение и минимизация остатков и отходов при восстановительных процессах

Описание

Одними из методов предотвращения и минимизации отходов и остатков производства являются их повторное использование в плавильном процессе для восстановления свинца и других металлов, а также их обработка для восстановления материала или для других полезных сфер применения.

Техническое описание

При процессе плавки в шахтных печах большее количество шлака возвращают в печь. Метод применим для большинства других смежных процессов, при высоком содержании свинца.

Другие примеры остатков, направляемых в этап выплавки, включают:

свинцовый штейн;

материалы, полученные из этапов рафинирования, с возможностью извлечения Cu, Sb, Sn, As, драгоценных металлов и Bi, а также использования для получения медного штейна, Pb-Sb или Pb-Sn сплавов;

остатки от процесса очистки сточной воды после удаления влаги с использованием фильтр-пресса и остатки от вторичных плавильных печей, доступные для повторного использования ввиду большого содержания в них свинца.

Свинцовый кек может быть использован в процессе выплавки свинца, а также быть направлен в "голову" процесса для обработки.

Другие типы побочных продуктов, направляемых на другие установки для восстановления свинца:

свинцовый кек;

материалы, полученные на этапе рафинирования для восстановления Cu, Sb, Sn, Bi, In, Se, Te и драгоценных металлов;

пыль из пылеочистного оборудования.

Шлаки, которые удовлетворяют критериям выщелачивания для металлов, можно использовать в сфере строительства.

Достигнутые экологические выгоды

Восстановление металлов (доизвлечение).

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Проблема образования отходов решается путем их повторного использования непосредственно на собственных производственных площадках в качестве дополнительных топливных добавок и вторичных материальных ресурсов в процессе шахтной плавки либо в качестве заполнителей пустот при рекультивации нарушенных земель. Ключевым организационным решением проблемы образования отходов производства является выделение их в категорию промпродуктов при наличии технологий переработки, такие технологические вторичные виды продуктов отдельных процессов выделяются в качестве сырья для других технологических линий, что позволяет исключить их захоронение (размещение в окружающей среде), а также обеспечивает дополнительную степень извлечения полезных компонентов. В полном объеме возвращаются в производственный процесс такие промпродукты, как богатый свинецсодержащий шлак, пыли установок пылеулавливания, осадки (шламы) очистных сооружений. Единственным в настоящее время отходом свинцового производства, подлежащим захоронению, является мышьяк-железосодержащий отход, получаемый при выводе мышьяка из мышьяксодержащих материалов свинцового завода, который затем захоранивается на отдельно расположенном полигоне промышленных отходов.

Кросс-медиа эффекты

Информация не предоставлена.

Технические соображения, касающиеся применимости

На уровне уставной применимость ограничивается местными условиями и характеристиками используемого сырья.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства.

5.8.4. Методы переработки-утилизации и обезвреживания мышьяксодержащих отходов

Конечные продукты металлургической переработки, с которыми мышьяк выводится из технологического процесса, могут оказывать значительное воздействие на компоненты окружающей среды. Кроме того, захоронение мышьяксодержащих отходов требует больших материальных затрат и не обеспечивает необходимых гарантий безопасности.

Основными мышьяксодержащими полупродуктами свинцового производства являются пыли, медные шликеры, шпейза и др.

Распределение мышьяка среди продуктов переработки происходит неравномерно. Основное количество переходит в газы при пирометаллургической переработке. Газы подвергаются охлаждению (котлы-утилизаторы, градирня) и очистке (электрофильтры) с выделением пыли, концентрация мышьяка в которой может достигать 15 %. Очищенные газы направляются на производство серной кислоты, где происходит очистка от мышьяка с выделением осадка. Системы охлаждения и пылеулавливающее оборудование создают условия для конденсации и частичного улавливания As₂S₃ в электрофильтрах. Осаждение пыли в газообразной среде в электрофильтрах приводит к изменению новых форм мышьяка и образованию оксиарсенатов. Близость температур в электрофильтре к температуре кипения As₂O₃ обосновывает низкую эффективность улавливания соединений мышьяка, более 40 % которого остается в газах и затем попадает в серную кислоту. Изменение состава сырья, рост соотношения примесей, переход на режимы плавки, обеспечивающие выпуск штейна с высоким содержанием меди, а также изменение соотношения кислорода и воздуха в дутье изменяют распределение мышьяка между продуктами плавки.

Извлечение ценных компонентов из этих полупродуктов без предварительного удаления мышьяка затруднено. Это требует разработки специальных технологических переделов по их переработке.

Множество методов удаления мышьяка из технологических процессов позволяет удалить его эффективно, однако продукты, пригодные для непосредственного хранения, получают лишь в некоторых методах. Именно поэтому, для обеспечения экологической безопасности производства важное значение имеют вопросы получения и вывода мышьяка из технологических процессов в виде нерастворимых, термостабильных и в то же время компактных твердых соединений. Исходя из свойств мышьяка, можно выделить следующие соединения, которые не ухудшают экологические показатели производства: сульфиды, металлический мышьяк, шпейзы на основе арсенидов, арсенат железа (скородит). В конце XX столетия достаточно интенсивно проводились работы по выводу мышьяка из технологических процессов с переводом их в отвальные продукты различных металлургических переделов: отвальные шлаки, бетоны для заполнения горных выработок, железистую шпейзу и пр.

Проведенные многолетние исследования позволяют объективно оценить выщелачивание мышьяка при длительном хранении отходов, а также предложить меры по предотвращению загрязнения почв и воздуха. Так хранение шлаков в виде кусков ограничивает выщелачивание мышьяка, так как в твердых телах замедляются диффузные процессы шлакообразования его оксидов и сульфидов. Для устранения вредного влияния дисперсных материалов (пыли) необходимо проводить их обработку с выделением цветных металлов и осаждением мышьяка в малотоксичной форме. Дисперсные материалы (шламы, кек) с высоким содержанием мышьяка в виде арсенатов и сульфидов целесообразно агломерировать с материалами, которые создают твердую оболочку или переходят в минералоподобную форму. Таким образом, определение распределения мышьяка среди продуктов металлургического производства позволяет снизить потенциальные риски при обращении с ними.

5.8.4.1. Снижение показателей вывода мышьяка в составе арсенит-арсенатных кеков при первичной плавке сырья

Описание

Окисление мышьяка до высших оксидов с переходом его в богатый свинцовый шлак путем повышения окислительного потенциала процесса первичной плавки.

Технологическое описание

В процессе агломерирующего обжига свинецсодержащих руд и концентратов при температуре 700-1200 °С большая часть мышьяка, окисляясь, переходит в агломерат, образуя при этом комплексные нелетучие соединения с металлами (арсенаты). В процессе плавки в шахтной печи мышьяк восстанавливается до элементного состояния, при этом частично растворяясь в черновом свинце и частично образуя интерметаллидные соединения с медью. Мышьяк в составе чернового свинца в результате грубого обезмеживания переходит в медные съемы (около 27 % от первичной загрузки) в виде интерметаллидного соединения Cu₃As [23] и возвращается на восстановительную плавку. Большая часть мышьяка около 50 % от первичной загрузки переходит в штейн для последующей обработки и извлечения. Схема распределения свинца при агломерирующем обжиге представлена на рисунке 5.8. В схеме приведены средние значения выхода мышьяка за 2009–2010 гг. свинцового производства УКМК ТОО "Казцинк".

Рисунок 5.8. Схема производства свинца (агломерационный обжиг)

Модернизация свинцового завода УКМК ТОО "Казцинк" в 20112012 гг., а именно запуск новой технологической линии (см. рисунок 5.9), основанной на использовании автогенной окислительной плавки, вместо агломерирующего обжига позволили сократить содержание мышьяка в отходящих газовых потоках. Внедрение новой технологии позволило повысить эффективность окислительной реакции, благодаря чему мышьяк, окисляясь до высших окислов, практически полностью переходит в богатый свинцовый шлак. Дальнейшая переработка шлака в шахтной печи происходит без добавления сульфидизатора, необходимого для образования штейновой фазы, в которую распределялась значительная часть мышьяка при использовании агломерирующего обжига. При грубом обезмеживании чернового свинца шахтной плавки в мышьяк переходит около 91 % и образуются медные съемы, которые направляются для повторного использования при производстве меди. Образующиеся медные съемы, содержащие до 84 % мышьяка от первичной загрузки, в три раза выше распределения мышьяка в медные съемы по классической технологии (27,65 %).

Рисунок 5.9. Схема производства свинца (автогенная окислительная плавка)

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Снижение показателей вывода мышьяка со свинцового завода в составе арсенит-арсенатных кеков с 43,65 % по старой технологии до 7,25 % по новой технологии, вместе с арсенатным кеком.

Кросс-медиа эффекты

Образующиеся медные съемы свинцового производства с высоким содержанием мышьяка нуждаются в дополнительной обработке для снижения циркуляции мышьяка.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимость может быть ограничена развитием циркуляционной нагрузки мышьяка между свинцовым и медным производствами за счет переработки свинцово-медных оборотов, что приводит к риску получения некачественной товарной продукции.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства. Социально-экономические аспекты.

5.8.4.2. Вывод мышьяка в виде нерастворимых соединений

Описание

Процесс, основанный на выводе мышьяка из мышьяк-содержащих продуктов в виде малотоксичного, стабильного при хранении соединения - арсената железа, аналогичного по составу природному минералу скородит (FeAsO₄·2H₂O), который является практически нерастворимым соединением.

Технологическое описание

Одним из наиболее стабильных соединений мышьяка признан скородит - кристаллический арсенат железа. Скородит – это встречающийся в природе минерал, что делает его идеальной формой для возврата мышьяка в природу.

Полученный в ходе стандартной технологии арсенат кальция подвергается плавке с выводом железомышьяковистой шпейзы. В шихту плавки помимо арсената кальция вводятся пыли и шлак свинцового производства, металлическое железо и коксик. В результате плавки образуются:

свинцово-цинковые возгоны, направляемые на переработку в цинковое производство;

черновой свинец, направляемый на рафинирование;

железомышьяковистая шпейза, направляемая на захоронение;

шлак, направляемый в отвал, с последующей утилизацией.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение концентрации мышьяка, поступающего вместе с продуктами металлургического производства в окружающую среду. Процент вывода мышьяка в шпейзу составляет более 90 % и более 1 % в шлак.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Вывод мышьяка в малотоксичный отход – железомышьяковистую шпейзу и извлечение ценных компонентов: черновой свинец 85-93 %, цинк в возгонах 85 - 90 %, драгоценные металлы в черновой свинец 93-96 %.

На комбинате "Уралэлектромедь" были проведены промышленные испытания по очистке медного электролита от мышьяка, при которых было установлено, что достаточными условиями для осаждения мышьяка является температура в пределах 90-110 °С, pH = 2,5-3 с продолжительностью процесса в 1,5 часа. Недостатками процесса явились значительные капиталовложения при применении автоклавных технологий. Позже было доказано, что осаждение скородита возможно и при атмосферном давлении и температуре 95 °С.

При использовании метода кристаллизации для обработки стоков в противоположность обычному способу "нейтрализация известью – осаждение", загрязнения связываются в стабильные, компактные и обладающие высокой плотностью кристаллические компоненты. Таким образом, предотвращается образование большого объема нестабильного осадка, а загрязнения связываются в кристаллическую форму. При этом следует подчеркнуть, что значение кристаллообразования скородита зависит от концентрации мышьяка в исходном растворе, чем выше концентрация, тем ниже значение кристаллообразования и может изменяться от 93 до 80 %.

На медеплавильном заводе Xstrata Copper для удаления мышьяка из плавильных пылей в виде стабильного соединения так же используется процесс нейтрализации с кристаллизацией скородита. Нейтрализация производится известковым молоком до величины pH = 2.5-3.5 при 80-90 °С. Остаточный уровень содержания мышьяка в растворе составляет менее 1 мг/г.

Кросс-медиа эффекты

Процесс связан с образованием больших объемов рыхлых осадков, а также большого расход железа и нейтрализатора.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

Стоимость проекта зависит от способа его реализации.

Движущая сила внедрения

Оптимизация объемов и уровня токсичности мышьяк-содержащих отходов. Социально-экономические аспекты. Требования экологического законодательства.

5.8.4.3. Метод переработки мышьяксодержащих полупродуктов комбинированным способом

Описание

Процесс, основанный на выводе мышьяка из мышьяк-содержащих полупродуктов в виде нетоксичного, стабильного при хранении товарного соединения – сульфида мышьяка.

Технологическое описание

Полученные в результате металлургической переработки мышьяксодержащие полупродукты (пыли, медные съемы и т.д.) перерабатываются совместно или раздельно комбинированной технологией, включающей в себя электроплавку и гидрометаллургический передел.

Достигнутые экологические выгоды

Доизвлечение ценных компонентов, перевод мышьяка в нетоксичную форму. Процент вывода мышьяка в сульфид составляет более 98 %.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Вывод мышьяка в нетоксичный отход – сульфид мышьяка и извлечение ценных компонентов: черновой свинец 97 %, цинка в тиосоли 96 %, драгоценные металлы в черновой свинец 93-96 %.

Кросс-медиа эффекты

Не установлено.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо. Данная технология была отработана на Лениногорском полиметаллическом комбинате и Чимкентском свинцовом заводе до его закрытия.

Экономика

Стоимость проекта зависит от способа его реализации.

Движущая сила внедрения

5.8.4.4. Методы утилизации сульфидных мышьяксодержащих отходов

Описание

Технические решения, направленные на обезвреживание и утилизацию мышьяксодержащих отходов.

Технологическое описание

Использование мышьяксодержащих отходов при приготовлении твердеющей закладочной смеси отработанного пространства в шахтах.

Переработка сульфидных мышьяксодержащих отходов включает смешивание отходов и сплавление с элементной серой. Перед плавлением отходы сушат до влажности не более 4 %, дезинтегрируют до крупности не более 1,6 мм, после чего полученный порошок отходов нагревают до 120-155 °С и смешивают с расплавленной серой. Соотношение сульфидных мышьяксодержащих отходов и расплавленной элементной серы в смеси составляет 1:2,5-3,5. Полученную смесь гранулируют, охлаждают и получают гранулированную стекловидную смесь диаметром 2-5 мм. Способ позволяет получить смесь с максимальной жидкотекучестью и минимальной вязкостью, что приводит к минимальной вымываемости мышьяка водой. Гранулы используют в качестве одного из компонентов при приготовлении твердеющей закладочной смеси отработанного пространства в шахтах. Описанная технология отличается тем, что расплавленная элементная сера используется не в качестве добавки для получения труднорастворимых соединений, а в качестве изолирующей среды, в массе которой равномерно распределено капсулируемое вещество – трисульфид мышьяка. Свойства расплавленной жидкой серы позволяют осуществлять процесс обезвреживания мышьяксодержащих отходов изолированием кека трисульфида мышьяка в массе серы. Элементная сера не окисляется кислородом воздуха и не растворяется в воде и является высокоэффективным и устойчивым в природной среде капсулирующим веществом.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение концентраций мышьяка, поступающего вместе с продуктами метрического производства в окружающую среду. Процент вывода мышьяка в шпейзу составляет более 90 % и более 1 % в шлак.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Нет данных.

Кросс-медиа эффекты

Процесс связан с образованием больших объҰмов рыхлых осадков, а также большим расходом железа и нейтрализатора.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

Стоимость проекта зависит от способа его реализации.

Движущая сила внедрения

5.9. Потребление энергетических ресурсов (энергетическая эффективность)

5.9.1. Снижение потребления энергии (энергетическая эффективность)

5.9.1.1. Подача для дутья воздуха, обогащенного кислородом, или чистого кислорода для уменьшения потребления энергии за счет автогенной плавки или полного сгорания углеродистого материала

Описание

Обогащение кислородом или подача чистого кислорода используются для обеспечения автотермического окисления руд на основе сульфидов, увеличения мощности или скорости плавления определенных печей, а также обеспечения дискретных насыщенных кислородом зон в печи в целях обеспечения полного сжигания отдельно от восстановительной зоны.

Техническое описание

Обогащение воздуха для дутья кислородом часто используется в производственных процессах при производстве цветных металлов, в частности, при первичной и вторичной переработке свинца. В процессах используется технический кислород по потоку газов вне горелок печи или в корпусе печи.

Использование кислорода может обеспечить как финансовые, так и экологические выгоды при условии, что предприятие обладает мощностями для использования дополнительно выделяемого тепла и выпускаемой продукции. Существует вероятность того, что при обогащении кислорода могут вырабатываться повышенные концентрации оксидов азота, однако связанное с этим уменьшение объема газа обычно означает уменьшение массы. Данный процесс более подробно описан в соответствующих главах по металлу.

Достигнутые экологические выгоды

Предотвращение выбросов металлов, пыли и других соединений в атмосферу.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Обогащение кислородом может обеспечить следующие улучшения.

Увеличение количества тепла, выделяемого в корпусе печи, что позволяет увеличить мощность или скорость плавления и уменьшить количество используемого топлива при соответствующем сокращении выбросов парниковых газов. Возможность автотермального управления некоторыми процессами и изменения степени обогащения кислородом в режиме "онлайн" для контроля металлургического процесса и предотвращения выбросов.

Значительное сокращение объема выработки технологических газов при уменьшении содержания азота, что позволяет значительно уменьшить размер нисходящих каналов и скрубберов, а также предотвратить потерю энергии, необходимой для нагрева азота.

Увеличение концентрации двуокиси серы (или других продуктов) в технологических газах, что позволяет повысить эффективность процессов конверсии и извлечения без использования специальных катализаторов.

Использование чистого кислорода в горелке приводит к понижению парциального давления азота в пламени и, следовательно, уменьшению теплового образования оксидов азота (NO_х).

Выработка технического кислорода на площадке связана с выделением газообразного азота из воздуха. Данный процесс время от времени используется для покрытия потребности в инертном газе на площадке.

Нагнетание кислорода в отдельных точках печи вниз по потоку от основной горелки позволяет контролировать температуру и условия окисления отдельно от операций, проводимых в основной печи. Это позволяет повысить скорость плавления без повышения температуры до недопустимого уровня.

Кросс-медиа эффекты

Снижение энергоемкости производства. Повышение уровня культуры производства.

Технические соображения, касающиеся применимости

Данный метод может применяться в большинстве используемых процессов сжигания и пирометаллургической обработки. Полная выгода может быть получена на новых заводах, на которых топки печей, камеры сгорания могут быть спроектированы для снижения объемов газа. Данный метод также применим к существующим предприятиям, хотя во многих случаях он может быть модернизирован. Для печей, в которых используется сырье, содержащее серу или углерод, использование обогащенного кислородом воздуха или чистого кислорода в горелках может обеспечить автогенную плавку или полное сжигание углеродистого материала.

Экономика

По экспертным данным снижение времени плавления может составить до 2,5 часов. При этом происходит снижение потребления топлива, но появляются дополнительные затраты на получение кислорода. Примерно 1 млн евро КАПЕКС на 1000 м³\час кислорода. Однако более высокий темп производительности с использованием кислородно-топливных горелок приведет к сокращению эксплуатационных расходов. Потенциальная экономия по данным [44] могут составить 23 евро/тонну при производстве объемом 27 000 тонн/год.

На свинцовых заводах при шахтной свинцовой плавке широко используется кислород с различной степенью обогащения дутья: "Бункер Хилл", "Ист Хелена" (США) 23÷24 % О₂, "Трейл" и "Торртон" (Канада) 22÷25 % О₂, "Хобокен" (Бельгия) 23÷27 % О₂, "Ля Оройя" Перу 22÷25 % О₂ [8].

При плавке на воздушном дутье в печи ISASMELT при 1000 °С выход возгонов составляет 20 %, увеличение степени обогащения дутья кислородом до 35 % резко повышает температуру и увеличивает выход возгонов до 40 %. Содержание свинца в отвальном шлаке составляет не более 3 % [6, 80].

Движущая сила внедрения

Движущими силами для внедрения мероприятий являются: улучшение экологических показателей; дополнительные возможности для снижения эксплуатационных затрат и улучшения качества продукции.

5.9.1.2. Использование высокоэффективных электродвигателей, оборудованных частотными преобразователями, для таких устройств, как, например, вентиляторы, насосы

Описание

Оборудование, позволяющее снизить расход электроэнергии на собственные нужды, снизить выбросы загрязняющих веществ в атмосферу. В настоящее время применение ЧРП является наиболее оптимальным для целей регулирования производительности насосного и вентиляторного оборудования, при использовании которого обеспечивается наиболее рациональное использование электрической энергии при ведении технологического процесса.

Техническое описание

Возможность решения экологических проблем за счет повышения энергоэффективности производства.

Внедрение частотных регуляторов (ЧРП) для приводов технологических механизмов. Технологические режимы многих производственных механизмов на разных этапах работы требуют движения рабочего органа с различной скоростью, что обеспечивается либо механическим путем, либо путем электрического регулирования скорости электропривода. При этом требования к диапазону и точности регулирования скорости могут изменяться в широчайших пределах в зависимости от области применения электропривода. Применение регулируемого частотного электропривода позволяет сберегать электроэнергию путем устранения неоправданных ее затрат, которые имеют место при альтернативных методах регулирования в технологических процессах.

Достигнутые экологические выгоды

Улучшение экологических показателей за счет повышения энергоэффективности технологических процессов и снижения расходов электроэнергии в процессе производства.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

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 %, повысить надежность и срок службы электродвигателей. Как показал анализ загрузки электродвигателей ряда дымососов, воздуходувок свинцового завода ТОО "Казцинк", на которых установлены ЧРП, выполненный в 2019 году в период проведения энергоаудита, снижение нагрузки в отдельные месяцы достигает 40-70 %. Таким образом, при обоснованном использовании ЧРП снижение потребления электроэнергии может составить 30-40 % в год.

Кросс-медиа эффекты

Снижение энергоемкости производства. Повышение уровня автоматизации и культуры производства.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо. Объем (например, уровень детализации) и характер внедрения будут связаны с характером, масштабом и сложностью установки, а также с ее эффективностью и диапазоном воздействия на окружающую среду, которое она может оказывать.

Фактические данные позволяют говорить об экономии электроэнергии в зависимости от режима работы двигателя, в пределах 15–40 %. 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).

Замена существующих электродвигателей энергоэффективными двигателями и частотно-регулируемым приводом (далее ЧРП) 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.

Наиболее эффективно использовать электродвигатели, оборудованные частотными преобразователями, интегрированные в системы АСУТП.

Это, например, позволит обеспечивать включение и регулировку скорости вытяжки в зависимости от фактических выбросов. Так же это касается и регулирования производительности воздуходувок и насосных агрегатов.

В среднем применение таких способов регулирования может снижать потребление электроэнергии от 20 до 40 %.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Так например, 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 %, воздуходувками на 30-40 %, при этом срок окупаемости двигателей с ЧРП может составлять от 1 года до 5-7 лет.

Движущая сила внедрения

Движущими силами для внедрения мероприятий по энергоэффективности являются:

улучшение экологических показателей;

повышение энергоэффективности;

дополнительные возможности для снижения эксплуатационных затрат и улучшения качества продукции.

5.9.1.3. Использование рекуперативных и регенеративных горелок

Описание

Пирометаллургические процессы обжига, агломерации, плавки обычно сопровождаются интенсивным выделением тепла, содержащегося, в частности, в отходящих газах. Для непосредственного использования тепла дымовых газов для подогрева воздуха горения используются регенеративные и рекуперативные горелки. Широкое применение нашли горелочные устройства, использующие газообразное и жидкое топливо.

Техническое описание

Для стадий сушки и предварительного подогрева шихты можно использовать горячие газы со стадий плавки. Аналогичным образом топливный газ и подаваемый для поддержания горения воздух могут быть предварительно подогреты, или в печи может быть использована рекуперационная горелка.

Рекуперативная горелка представляет собой газогорелочное устройство, снабженное встроенным рекуператором, который предназначен для подогрева воздуха за счет использования физической теплоты продуктов сгорания, удаляемых из рабочего пространства печи. При этом, помимо выполнения функции топливосжигающего устройства, рекуперативная горелка решает задачу дымоудаления. Рекуперативные горелки используются при высокой температуре уходящих газов [69].

Удачной является рекуперативная горелка Ecomax немецкой фирмы Elster Kromschroeder [68]. Разработано несколько типоразмеров с разной мощностью, а также конструкций встроенных в горелку рекуператоров, имеющих различную степень рекуперации тепла отходящих газов. Пример рекуперативной горелки Ecomax приведен на рисунке 5.10.

Рисунок 5.10. Рекуперативная горелка Ecomax

Принцип работы регенеративной горелки следующий: одни и те же тракты попеременно (со смещением во времени) служат для подачи воздуха горения в рабочее пространство печи и продукты сгорания из рабочего пространства печи. Для регенеративных горелок характерны высокий тепловой КПД, низкий расход топлива и высокая степень рекуперации отработанного тепла.

Достигнутые экологические выгоды

Энергосодержание горячих газов используется для нагрева воздуха и может снизить потребление энергии на 70 % по сравнению с потреблением при использовании обычной горелки. Исследования показывают, что регенеративные горелки используют на 30 % меньше энергии в сравнении с рекуперативными горелками.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

При применении рекуперативных горелок расходы топлива снижаются на 30-40 %, при этом обеспечиваются достаточно низкие выбросы NO_x. Существует ряд применений для регенеративных горелок. Процесс зависит от чередующегося цикла газов, проходящих через ряд вспомогательных зон с помощью керамических шариков, где происходят циклы нагрева и охлаждения. Воздух для горения может быть предварительно нагрет приблизительно до 900 °C.

Важное значение имеет утилизация теплоты уходящих газов с возвратом части теплоты в печь, например, с дутьем. Это объясняется тем, что единица теплоты, отобранная у газа и вносимая в печь с воздухом (единица физической теплоты), оказывается значительно ценнее единицы теплоты, полученной в печи в результате сгорания топлива, так как теплота подогретого воздуха не влечет за собой потерь теплоты с дымовыми газами [75].

Рекуперация теплоты позволяет экономить до 30-40 % потребляемой энергии. В результате при том же расходе топлива количество теплоты, получаемой в процессе горения, увеличивается на 10-15 % [76].

Преимущества предварительного нагрева воздуха, подаваемого для поддержания горения, подтверждены многими документами. Если воздух подогревается на 400 °C, рост температуры пламени составляет 200 °C, а если предварительный подогрев составляет 500 °C, температура пламени растет на 300 °C [72]. Как следствие, возрастание калориметрической температуры влечет за собой увеличение радиационной составляющей в процессе теплопередачи греющей среды к нагревательным материалам, находящимся в рабочем пространстве печи. Увеличение радиационной составляющей объясняется тем, что теплопередача излучением зависит от температуры факела в четвертой степени. Поэтому увеличение температуры пламени обеспечивает более высокую эффективность плавки и сокращение потребления энергии [76].

Кросс-медиа эффекты

Снижение энергоемкости производства. Повышение уровня автоматизации и культуры производства.

Технические соображения, касающиеся применимости

Этот метод применяется во многих новых и существующих процессах.

В зависимости от исходного материала может потребоваться дополнительная обработка газов.

Экономика

Информация отсутствует, но будут обеспечены более высокая эффективность плавки и сокращение потребления энергии, поэтому процесс является экономически и экологически целесообразным.

Движущая сила внедрения

Движущими силами для внедрения мероприятий по энергоэффективности являются:

улучшение экологических показателей;

повышение энергоэффективности;

дополнительные возможности для снижения эксплуатационных затрат и улучшения качества продукции.

5.9.1.4. Использование соответствующих изоляционных систем для высокотемпературного оборудования (трубы для пара и горячей воды)

Описание

Пирометаллургические процессы производят тепло в виде горячих газов. Высокопотенциальное тепло утилизируется в котлах утилизаторах, произведенный пар используется для отопления и в технологических процессах. Тепло в виде пара транспортируется по паропроводам. Использование соответствующей изоляции для высокотемпературного оборудования (трубы для пара и горячей воды) позволяет существенно снизить тепловые потери.

Техническое описание

Теплоизоляция паропроводов – актуальная задача для металлургической промышленности. Теплоизоляция трубопроводов с перегретым паром (паропроводов) относится к числу достаточно сложных операций, особенно при необходимости обеспечить необходимые эксплуатационные характеристики для поверхностей с высокими температурами – 200-250 °С. Монтаж изоляции нередко приходится вести без остановки действующего оборудования. Традиционные теплоизоляционные материалы, используемые для этой цели, имеют ряд существенных недостатков, которые значительно снижают эффективность их применения.

Минеральная вата и шамотный кирпич "боятся" влаги и пара, при попадании которых ухудшают свои теплоизоляционные показатели в несколько раз. Под воздействием высоких температур в минеральной вате происходит процесс разрушения связующих (смолы на основе фенола и формальдегида).

Это отражается на эксплуатационных характеристиках покрытия, не говоря уже об экологической составляющей. Традиционные утеплители нуждаются в защитном покрытии, при монтаже которого неизбежно возникает проблема качественной изоляции сложных поверхностей: стыков, запорной арматуры, что не только увеличивает стоимость производства работ, но и отражается на их качестве. Как правило, паропроводы, изолированные минеральной ватой, служат недолго и часто приходится частично или полностью заменять теплоизоляционное покрытие.

Трубопроводы паровых сетей УКМК ТОО "Казцинк" выполнены из различных условных диаметров от 25 до 500 мм. Тепловая изоляция - маты минераловатные или шамотный кирпич, покровный слой - из оцинкованного железа и частично армированного асбобетона. На отдельных участках имеется износ существующей тепловой изоляции.

Шамотный кирпич является не эффективным теплоизоляционным материалом. Коэффициент теплопроводности шамотного кирпича (=0,84+0,0006×t Вт/(м °С), = 0,99 Вт/(м °С) при температуре 250 °С в 10 раз выше, чем у минеральной ваты (=0,05 + 0,0002×t Вт/(м °С), = 0,1 Вт/(м °С) при температуре 250 °С. При этом следует сказать, что для паропроводов следует применять минераловатные маты, полуцилиндры с плотностью не менее 150 кг/м³, так как они имеют более высокий межремонтный период. Нарушение изоляционного слоя паровых сетей, а также и покровного слоя изоляции приводит к увеличению тепловых потерь.

Достигнутые экологические выгоды

Улучшение экологических показателей за счет повышения энергоэффективности технологических процессов и снижения потерь тепла в процессе производства.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Замена неэффективной теплоизоляции, например, шамотного кирпича на минеральную вату или более энергоэффективную изоляцию позволит снизить тепловые потери паропроводов на 35 % и довести их до нормативных значений. Продукция зарубежных производителей для изоляции трубопроводов и оборудования представлена широкой номенклатурой волокнистых теплоизоляционных материалов фирм: "Rockwool" (Дания), "Сан-Гобэн Изовер" (Финляндия), "Partek", "Paroc" (Финляндия), "Izomat" (Словакия) (цилиндры, маты и плиты без покрытия или покрытые с одной стороны металлической сеткой, стеклорогожей, алюминиевой фольгой и т. д.). Применение современных изоляционных материалов позволит снизить потери в паропроводах минимум на 30-50 %, а также эксплуатационные расходы за счет увеличения межремонтного периода.

Например, общая протяженность паропроводов предприятия УКМК ТОО "Казцинк" составляет 16787 м., из них прокладка в тоннелях – 2391 м (14 %) и надземная прокладка – 14396 м (86 %). Участки трубопроводов с изоляцией шамотным кирпичом составляют только 1078 м, а годовые потери – более 2200 Гкал, при нормативных 588 Гкал. Замена изоляции на современную позволит сэкономить 1627 Гкал. Потери в паропроводах, изолированных минеральной ватой, также превышают нормативные (на разных участках паропроводов от 1,3 до 1,8 раз). Доведение потерь в паровых сетях до нормативных позволит увеличить использование тепла на технологию и отопление на более чем 6000 Гкал в год.

Кросс-медиа эффекты

Снижение энергоемкости производства. Повышение уровня автоматизации и культуры производства.

Технические соображения, касающиеся применимости

Описанные выше компоненты, как правило, могут быть применены ко многим объектам, входящим в область действия настоящего документа. Объем (например, уровень детализации) и характер внедрения будут связаны с характером, масштабом и сложностью установки, а также эффективностью и диапазоном воздействия на окружающую среду, которое она может оказывать.

Экономика

Информация отсутствует, но снижение тепловых потерь позволит производить дополнительное тепло без сжигания топлива, поэтому процесс является экономически и экологически целесообразным. Мероприятия по замене изоляции из шамотного кирпича на современную окупаются за 3-4 года, ремонт изоляции для участков трубопроводов без изоляции или с нарушенной изоляцией – за 1-2 года.

Движущая сила для осуществления

Движущими силами для внедрения мероприятий по энергоэффективности являются:

улучшение экологических показателей;

повышение энергоэффективности;

дополнительные возможности для снижения эксплуатационных затрат и улучшения качества продукции.

5.9.1.6. Использование отходов в качестве топлива или восстановителя

Описание

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 к установкам по сжиганию отходов.

Зачастую отходы могут использоваться только после завершения определенных этапов предварительной обработки для получения специальных видов топлива для процесса горения. Операции по обработке отходов не охватываются данным документом.

Техническое описание

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.

Достигнутые экологические выгоды

Выбор 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.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Исследование "Оценка применения и возможная разработка муниципального законодательства для контроля за сжиганием и совместным сжиганием отходов", проведенное институтом Окополь по поручению Европейской комиссии в 2007 году, показало, что в сфере цветной металлургии работают шесть заводов, которые используют отходы в качестве топлива. 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.

Кросс-медиа эффекты

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

Технические соображения, касающиеся применимости

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

Экономика

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

Движущая сила для осуществления

Движущими силами для внедрения мероприятий по энергоэффективности являются:

улучшение экологических показателей;

повышение энергоэффективности;

дополнительные возможности для снижения эксплуатационных затрат и обеспечения наличия ресурсов.

5.9.2. Производство энергии, использование вторичных энергетических ресурсов

5.9.2.1. Регенерация тепла из технологических газов

Описание

Использование для регенерации тепла из дымового газа печи котлов-утилизаторов. Для регенерации может также использоваться остаточное тепло из горелок при вторичной выплавке и рафинировании.

Технологическое описание

Тепло технологических газов плавильных печей в непрерывных производственных процессах можно использовать для регенерации горячей воды или пара при помощи котла-утилизатора отработанных газов.

При этом следует учитывать:

обеспечение безопасной эксплуатации оборудования с колебаниями тепла;

ограниченное поступление "диффузного воздуха";

эффективные меры безопасности;

своевременное обслуживание и ремонт при эксплуатации установки;

пылевую нагрузку (использование дополнительных систем очистки от твердых частиц при возможности).

Стандартные котлы, используемые при производстве свинца, устанавливаются с радиационным каналом. Отходящий газ котла и системы охлаждения должны иметь температуру в 200–300 °С перед очисткой от пыли с использованием горячих электрофильтров. Это предотвращает возможную коррозию от частиц хлора, а также конденсацию серной кислоты. При этом необходимо учитывать параметры отходящего газа для предотвращения возможной блокировки вследствие увеличения температуры потока.

Достигнутые экологические выгоды

Восстановление тепла и энергии.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Восстановление тепла до 40 ГВт ч в год.

Кросс-медиа эффекты

Образование диоксинов возможно в результате процесса синтеза de novo, когда охлаждение газа в диапазоне между 400 °C и 200 °C происходит замедленно.

Технические соображения, касающиеся применимости

Восстановление энергии может быть ограничено непрерывностью распределения отходящих потоков плавильных печей, а также использованием остаточного тепла из системы нагрева печей рафинирования. Контроль процессов позволит избежать высоких пылевых нагрузок и предотвратить коррозию.

Экономика

Затраты, связанные с установкой дополнительного оборудования, могут быть компенсированы прибылью, полученной в результате снижения затрат на электроэнергию.

Движущая сила для внедрения

Снижение затрат на энергию.

5.9.2.2. Производство электроэнергии за счет утилизации избыточного давления пара

Описание

Одним из направлений повышения энергоэффективности производства свинца является внедрение комбинированного производства тепла и электроэнергии. В производствах, имеющих производство пара с избыточным давлением, целесообразно рассмотреть производство электроэнергии установкой паровой турбины с противодавлением, что позволит утилизировать тепло избыточного давления пара, снизить затраты на покупку электроэнергии.

Технологическое описание

В котлах утилизаторах свинцового производства вырабатывается пар различных параметров с давлением, как правило большим, чем требуется для производственных нужд. Поэтому после котлов-утилизаторов и установок испарительного охлаждения свинцового производства установлены редуцирующие устройства (РУ), в которых происходит снижение давления пара, и потенциальная энергия пара теряется бесполезно. Например, на УКМК ТОО "Казцинк" в РУ происходит понижение давление пара до требуемых 6 и 8 кгс/см². После РУ пар попадает в общезаводскую систему пароснабжения предприятия и подается технологическим потребителям. Установка паровой турбины с противодавлением позволит снизить давление пара после котла-утилизатора до требуемого и произвести электроэнергию.

Достигнутые экологические выгоды

Производство электроэнергии за счет утилизации вторичных энергетических ресурсов без дополнительного сжигания топлива.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Пар на производстве используется круглогодично для технологических нужд и в отопительный период для нужд систем отопления и вентиляции. Котлы утилизаторы печи ISASMELT и котлы утилизаторы плавильного цеха производят пар от 13 до 40 кгс/см². Котел утилизатор печи ISASMELT свинцового завода УКМК ТОО "Казцинк" вырабатывает пар с давлением 40 кгс/см² и температурой 259 С. Паропроизводительность котла утилизатора 29,4 тонн/ч. Для производства электроэнергии может быть установлена паровая турбина с противодавлением мощностью до 600 кВт.

Кросс-медиа эффекты

Снижение энергоемкости производства. Повышение уровня автоматизации и культуры производства.

Технические соображения, касающиеся применимости

Описанные выше компоненты, как правило, могут быть применены ко многим объектам, входящим в область действия настоящего документа. Объем (например, уровень детализации) и характер внедрения будут связаны с характером, масштабом и сложностью установки, а также с ее эффективностью и диапазоном воздействия на окружающую среду, которое она может оказывать.

Экономика

Затраты, связанные с установкой дополнительного оборудования, могут быть компенсированы прибылью, полученной в результате снижения затрат на электроэнергию. При мощности паровой турбины 500 кВт она сможет в год производить более 4000 тыс. кВтч электроэнергии. Период окупаемости проектов по установке турбин с противодавлением, как правило, не превышают 3-5 лет, при эксплуатационном ресурсе паровой турбины не менее 30 лет.

Движущая сила для внедрения

Движущими силами для внедрения мероприятий по энергоэффективности являются:

улучшение экологических показателей;

повышение энергоэффективности;

дополнительные возможности для снижения эксплуатационных затрат и улучшения качества продукции.

5.9.2.3. Утилизация тепла технологических газов СКЗ для производства тепла в системе отопления

Описание

Одними из направлений повышения энергоэффективности производства свинца являются утилизация тепла технологических газов и производство тепла для нужд отопления.

Технологическое описание

После котлов утилизаторов свинцового производства технологические газы имеют достаточно высокую температуру 300-350 С и направляются для очистки от пыли в горячие электрофильтры. После очистки от пыли технологические газы со значительным содержанием SO₂ направляются на сернокислотный завод (технологические газы свинцового производства имеют концентрацию SO₂ от 3,5 до 13,5 %). Перед поступлением в установку по производству серной кислоты осуществляется очистка газа от пыли, мышьяка, ртути, селена, фтора, тумана серной кислоты, оказывающих вредное влияние на катализатор, аппаратуру и ухудшающих качество готовой продукции, в промывных участках сернокислотного завода. В промывных участках в качестве промывочной жидкости используются серная кислота различной концентрации и принцип противотока, т. е. подача газа производится снизу, а подача жидкости – сверху. Промывные башни орошаются серной кислотой концентрацией 15-50 % с температурой 30-60 С. Газ в башне охлаждается кислотой до температуры 5090 С, а кислота нагревается до температуры 50-80 С и ее необходимо дополнительно охлаждать в холодильниках. Охлаждая газы в газо-водяном теплообменнике до уровня 150 С (выше температуры сернокислой точки росы), можно утилизировать дополнительно тепло газов для подогрева сетевой воды в системе теплоснабжения.

Достигнутые экологические выгоды

Производство тепла за счет утилизации вторичных энергетических ресурсов без дополнительного сжигания топлива.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Тепло используется круглогодично в отопительный период для нужд систем отопления и вентиляции, в летний период для нужд ГВС. При расходе технологического газа свинцового производства 65000 м³/час тепловая мощность теплообменника для системы теплоснабжения составит порядка 2 Гкал/ч, что позволит производить дополнительно более 9000 Гкал тепла в год.

Кросс-медиа эффекты

Снижение энергоемкости производства. Снижение издержек на закуп тепла.

Технические соображения, касающиеся применимости

Описанные выше компоненты, как правило, могут быть применены ко многим объектам, входящим в область действия настоящего документа. Объем (например, уровень детализации) и характер внедрения будут связаны с характером, масштабом и сложностью установки, а также с ее эффективностью и диапазоном воздействия на окружающую среду, которое она может оказывать.

Экономика

Затраты, связанные с установкой дополнительного оборудования, могут быть компенсированы прибылью, полученной в результате снижения затрат на тепло. При тепловой мощности теплообменника 2 Гкал/час он сможет в год производить более 9000 Гкал тепла. Период окупаемости проектов по установке теплообменников, как правило, не превышает 3-5 лет, при эксплуатационном ресурсе 15-20 лет.

Движущая сила для внедрения

Движущими силами для внедрения мероприятий по энергоэффективности являются:

улучшение экологических показателей;

повышение энергоэффективности;

дополнительные возможности для снижения эксплуатационных затрат и улучшения качества продукции.

5.9.2.4. Использование низкопотенциального тепла

Описание

Все пирометаллургические процессы производят тепло в виде горячих газов или горячей воды. Высокопотенциальное тепло утилизируется в котлах утилизаторах или регенеративных теплообменниках. Варианты извлечения низкопотенциального тепла всегда представляли сложную проблему ввиду своей ограниченности. Тепло может быть извлечено из жидкостей при температуре распада около 55 °C.

Техническое описание

Описание техники использования низкопотенциального тепла представлено на двух примерах. 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 воды при температуре 85 °C и выше.

Достигнутые экологические выгоды

Извлечение тепла и предотвращение выделения тепла.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Происходит теплообмен, после чего тепло переносится в замкнутый контур, содержащий жидкость-носитель, которая расширяет и приводит в действие турбину, которая, в свою очередь, приводит в действие генератор (см. рисунок 5.11) и вырабатывает электроэнергию. На малогабаритных электростанциях используется, как правило, два блока, установленных на контейнерах.

Рисунок 5.11. Производство электроэнергии из низкопотенциального тепла

Контейнеры оснащены подключениями к линиям нагрева сточной воды, а также выводами к входному устройству для подачи требуемой охлаждающей воды. Кроме того, контейнеры оснащены необходимыми приборами для подключения к существующим сетям распределения электроэнергии. Более крупные заводы могут быть построены на площадке или в качестве альтернативы могут быть установлены с помощью необходимого количества параллельно соединенных блоков контейнеров.

Кросс-медиа эффекты

Снижение энергоемкости производства. Повышение уровня автоматизации и культуры производства.

Технические соображения, касающиеся применимости

Описанные выше компоненты, как правило, могут быть применены ко многим объектам, входящим в область действия настоящего документа. Объем (например, уровень детализации) и характер внедрения будут связаны с характером, масштабом и сложностью установки, а также с ее эффективностью и диапазоном воздействия на окружающую среду, которое она может оказывать.

Экономика

Информация отсутствует, но использование низкопотенциального тепла позволит производить дополнительную электроэнергию без сжигания топлива, поэтому процесс является экономически и экологически целесообразным.

Движущая сила для осуществления

Движущими силами для внедрения мероприятий по энергоэффективности являются:

улучшение экологических показателей;

повышение энергоэффективности;

дополнительные возможности для снижения эксплуатационных затрат и улучшения качества продукции.

6. Заключение, содержащее выводы по НДТ

Техники, перечисленные и описанные в настоящем разделе, не носят нормативный характер и не являются исчерпывающими.

Технологические показатели, 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.

Технологические показатели в атмосферу, соответствующие НДТ, указанные в настоящем разделе, относятся к следующим аспектам:

уровни концентраций, выраженные как масса выбрасываемых веществ на объем сбросных газов при стандартных условиях (273,15 K, 101,3 кПа);

НДТ по сбросам в воду относятся к следующим аспектам:

уровни концентраций, выраженные как масса сбрасываемых веществ на объем сточных вод, в мг/л.

Для периодов усреднения применяются следующие определения (см. таблица 6.1).

Таблица 6.1. Периоды усреднения технологических показателей 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 могут 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 справочнике по НДТ является нецелесообразным.

Иные технологические показатели, связанные с применением НДТ, выражаются в количестве потребления ресурсов в расчете на единицу времени или единицу производимой продукции (товара), выполняемой работы, оказываемой услуги. Соответственно, установление иных технологических показателей обусловлено применяемой технологией производства. Кроме того, в результате анализа потребления энергетических, водных и иных (сырьевых) ресурсов, проведенного в разделе "Общая информация", получен вариативный ряд показателей, который зависит от многих факторов: качественные показатели сырья, производительность и эксплуатационные характеристики установки, качественные показатели готовой продукции, климатические особенности регионов и т. д.

Технологические показатели потребления ресурсов должны быть ориентированы на внедрение НДТ, в том числе прогрессивной технологии, повышение уровня организации производства, соответствовать наименьшим значениям (исходя из среднегодового значения потребления соответствующего ресурса) и отражать конструктивные, технологические и организационные мероприятия по экономии и рациональному потреблению.

6.1. Система экологического менеджмента

НДТ 1.

В целях улучшения общей экологической эффективности НДТ заключается в реализации и соблюдении системы экологического менеджмента (СЭМ), 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 экологического законодательства;

5. Проверка производительности и принятие корректирующих мер, при которых особое внимание уделяется:

мониторингу и измерениям;

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 соответствия современным требованиям, полноценности и эффективности со стороны высшего руководства.

8. Отслеживание разработки экологически более чистых технологий.

9. Анализ возможного влияния на окружающую среду при выводе установки 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.

6.3. Управление энергопотреблением

НДТ 2.

Наилучшей доступной техникой является сокращение потребления тепловой энергии путем применения одной или комбинации нескольких из перечисленных ниже техник:

№ п/п

Техники

Применимость

1	2	3
1	Использование системы управления эффективным использованием энергии (например, в соответствии со стандартом ISO 50001)	Общеприменимо
2	Подача для дутья воздуха, обогащенного кислородом, или чистого кислорода для уменьшения потребления энергии за счет автогенной плавки или полного сгорания углеродистого материала	Общеприменимо
3	Использование высокоэффективных электродвигателей, оборудованных частотными преобразователями, для таких устройств, как, например, вентиляторы, насосы	Общеприменимо
4	Использование регенеративных и рекуперативных горелок	При использовании природного газа
5	Использование соответствующих изоляционных систем для высокотемпературного оборудования (трубы для пара и горячей воды)	Общеприменимо
6	Использование отходов в качестве топлива или восстановителя	Соответствие требованиям к установкам по сжиганию отходов
7	Регенерация тепла из технологических газов	Общеприменимо
8	Производство электроэнергии за счет утилизации избыточного давления пара	Общеприменимо
9	Утилизация тепла технологических газов СКЗ для производства тепла в системе отопления	При производстве серной кислоты
10	Использование низкопотенциального тепла	Общеприменимо

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, 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 использованием одной или комбинации техник:

№ п/п

Техники

Применимость

1	2	3
1	Контроль качества исходных материалов в соответствии с применяемыми технологическими процессами	Общеприменимо
2	Подготовка шихты определенного состава для достижения оптимальной эффективности переработки, снижения потребления энергии и сокращения выбросов в окружающую среду, образования отходов	Общеприменимо
3	Использование систем дозирования и взвешивания исходного сырья	Общеприменимо
4	Применение автоматизированных систем для контроля скорости подачи материала, критических параметров и условий технологического процесса, включая сигнализацию, условия сгорания и добавки газа	Общеприменимо
5	Непрерывный мониторинг температуры, давления (или понижения давления) в печи, а также объема или расхода газа	Общеприменимо
6	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	Общеприменимо
7	Мониторинг содержания твердых частиц и ртути в отходящих газах перед направлением их на установку по производству серной кислоты	Для производственных площадок, включающих производство серной кислоты или других серосодержащих продуктов (интеграция производств)
8	Мониторинг и контроль температуры в плавильных и металлоплавильных печах для предотвращения образования дыма от перегрева металла и оксидов металлов	Применим для спекающих и плавильных печей
9	Операционный мониторинг вибраций для обнаружения завалов и возможного выхода из строя оборудования
10	Контролирование подачи реагентов и производительности установки по очистке сточных вод посредством мониторинга температуры, мутности, pH, проводимости и расхода в режиме реального времени	Применим для установок очистки сточных вод

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

НДТ 5.

НДТ является измерением выбросов загрязняющих веществ из дымовых труб от основных источников выбросов всех процессов, для которых указаны технологические показатели, связанные с НДТ, а также вторичных производствах взаимосвязанных с основными производственными процессами (например, утилизация технологических газов отходящих печей на сернокислотных установках).

Периодичность мониторинга может быть адаптирована, если серия данных четко демонстрирует стабильность процесса очистки.

Проведение мониторинга регламентируется действующими стандартами в Республике Казахстан.

№ п/п

Параметр

Контроль, относящийся к:

Минимальная периодичность контроля^******

Примечание

1	2	3	4	6
1	Пыль^*	НДТ 18, НДТ 20, НДТ 21	Непрерывное^**	Маркерное вещество
1	Пыль^*	НДТ 18, НДТ 20, НДТ 21	Один раз в квартал^**	В соответствии с программой ПЭК
2	Сурьма и ее соединения, выраженные как Sb	НДТ 20, НДТ 21	Один раз в квартал	В соответствии с программой ПЭК
3	Мышьяк и его соединения, выраженные как As	НДТ 20, НДТ 21	Один раз в квартал
4	Кадмий и его соединения, выраженные как Cd	НДТ 18, НДТ 19, НДТ 20, НДТ 21	Один раз в квартал
5	Медь и ее соединения, выраженные как Cu	НДТ 20, НДТ 21	Один раз в квартал
6	Свинец и его соединения, выраженные как Pb	НДТ 18, НДТ 19, НДТ 20, НДТ 21	Один раз в квартал
7	Другие металлы, при необходимости^***	НДТ 18, НДТ 19, НДТ 20, НДТ 21	Один раз в квартал
8	Ртуть и ее соединения, выраженные как Hg	НДТ 28	Один раз в год
9	SO₂^****	НДТ 22, НДТ 23	Непрерывно^*****	Маркерное вещество
9	SO₂^****	НДТ 22, НДТ 23	Один раз в квартал^**	В соответствии с программой ПЭК
10	NOx, выраженный как NO₂	НДТ 25	Непрерывно^*** или Один раз в квартал^	В соответствии с программой ПЭК
11	Летучие органические соединения	НДТ 26	Один раз в квартал^**	В соответствии с программой ПЭК Периодичность определяется с учҰтом сырьевых материалов и топлива, используемых в производственном процессе
12	ПХДД/Ф/Ф	НДТ 27	Один раз в год	В соответствии с программой ПЭК Периодичность определяется с учҰтом сырьевых материалов и топлива, используемых в производственном процессе
13	H₂SO₄	НДТ 24	Один раз в квартал	В соответствии с программой ПЭК

* 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;

** 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;

*** зависит от состава используемого сырья;

**** для расчета выбросов SO₂ можно использовать баланс массы, основанный на измерении содержания серы в каждой партии сырья;

***** 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 серии измерений или иных процедур, определенные в соответствии с правилами, установленными компетентными органами, не превышают пороговые значения выбросов.

****** частота мониторинга не применяется в случаях, когда установка эксплуатируется исключительно в целях измерения выбросов.

6.3.2. Мониторинг сбросов

НДТ 6.

НДТ заключается в использовании регламентирующих документов для отбора проб воды, мониторинга сбросов в месте выпуска сточных вод из очистных сооружений в соответствии с национальными и/или международными стандартами, обеспечивающими предоставление данных эквивалентного качества.

№ п/п	Параметр	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.

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.

6.3.3. Шум

НДТ 7.

В целях снижения уровня шума НДТ заключается в использовании одной или комбинации техник:

№ п/п

Техники

Применимость

1	2	3
1	Устранение причин шума в источнике его образования (тщательная настройка установок, издающих шум)	Общеприменимо
2	Изменение направленности излучения - использование насыпей для экранирования источника шума	Общеприменимо
3	Рациональная планировка производственных площадок и цехов	Общеприменимо
4	Звукоизоляция (использование антивибрационных опор и соединителей для оборудования)	Общеприменимо
5	Звукопоглощение (использование корпусов из звукопоглощающих конструкций для установок или компонентов, издающих шум).	Общеприменимо

6.3.4. Запах

НДТ 8.

В целях снижения уровня запаха НДТ заключается в использовании одной или комбинации техник:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Предотвращение или сведение к минимуму использования материалов с резким запахом	Общеприменимо
2	Сдерживание и устранение пахучих материалов и газов до их развеивания и разбавления	Общеприменимо
3	Тщательное проектирование, эксплуатация и обслуживание любого оборудования, которое может генерировать различные запахи.	Общеприменимо
4	Обработка материалов путем дожигания или фильтрации, если это возможно	Общеприменимо

6.4. Выбросы в атмосферу

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 свинца НДТ заключается в сборе, обработке выбросов в централизованной системе очистки отходящих газов.

№ п/п	Техника	Применимость
1	2	3
1	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.	Применимость ограничена для существующих установок в связи с конструктивными особенностями и расположением установок (необходимость дополнительных площадей)

6.4.1. 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 улавливании неорганизованных выбросов как можно ближе к источнику и их последующей обработки.

НДТ 12.

Наилучшей доступной техникой являются предотвращение или сокращение неорганизованных выбросов пыли при хранении и транспортировке материалов путем применения одного или нескольких методов.

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 сбор выбросов пыли ближе к источнику.

К мерам, применимым для предотвращения и снижения выбросов пыли при хранении и транспортировке сырья, относятся:

№ п/п

Техники

Применимость

1	2	3
1	Соблюдение требований технологических регламентов во избежание ненужных перегрузок материалов и длительных простоев в незащищенных местах	Общеприменимо
2	Использование закрытых складов или силосов/контейнеров при хранении сырья и материалов, оборудованных системой фильтрации и вытяжки воздух. В противном случае бункеры должны быть оснащены пылезадерживающими перегородками и разгрузочными решетками, соединенными с системой пылеудаления и очистки	Применяется для пылеобразующих материалов, таких как концентраты, флюсы и т. д.
3	Использование укрытий при хранении материалов на открытых площадках	Применяется для не пылящих материалов, таких как концентраты, флюсы, твердое топливо, крупнотоннажные насыпные материалы и кокс, а также вторичного сырья, содержащего растворимые в воде органические соединения
4	Использование герметичной упаковки при хранении материалов или вторичных материалов, содержащих водорастворимые органические соединения	Общеприменимо
5	Использование системы орошения водой (желательно с использованием оборотной воды) для пылеподавления	Применимость ограничена для процессов, в которых используются сухие материалы или руды/ концентраты, содержащие достаточное количество естественной влаги, чтобы предотвратить пылеобразование. Применение также ограничено в регионах с нехваткой воды или с очень низкими зимними температурами
6	Установка пылегазоулавливающего оборудования в местах передачи (вентиляционных отверстий силосов, пневматических систем передачи и точек передачи конвейеров) и опрокидывания пылеобразующих материалов	Применяется в местах складирования пылящих материалов
7	Проведение регулярной очистки зоны хранения и, при необходимости, увлажнение водой В случае хранения на открытом воздухе располагать ориентацию расположения продольной оси отвалов по преобладающему направлению ветра	Общеприменимо
8	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	Применятся при хранении на открытых площадках
9	Ограничение высоты падения материала с конвейерных лент, механических лопат или захватов, если возможно, но не более чем 0,5 м	Общеприменимо
10	Регулировка скорости открытых ленточных конвейеров (<3,5 м/с);	Общеприменимо
11	Строгие стандарты технического обслуживания оборудования	Общеприменимо

НДТ 13.

Для предотвращения и/или сокращения неорганизованных выбросов пыли при подготовке (дозировании, смешивании, перемешивании, дроблении, сортировке) первичных и вторичных материалов (за исключением аккумуляторных батарей) НДТ заключается в применении одного или нескольких приведенных методов:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Использование закрытых конвейеров или пневматических систем	Применительно к пылеобразующим материалам, такие как концентраты, флюсы, мелкозернистый материал и т. д.
2	Использование закрытого оборудования при работе с пылеобразующими материалами оснащенного системами пылегазоулавливания, связанного с системами газоочистки	Применяется, если используются бункер-дозатор или системы потери веса, при сушке, смешивании, помоле, разделении и гранулировании
3	Использование систем пылеподавления, таких как водяные оросители	В случае, если смешивание осуществляется на открытом пространстве
4	Гранулирование сырья	Применимость может быть ограничена требованиями технологических процессов

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 свинца 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 свинца, а также от процессов предварительной очистки в производстве первичного свинца НДТ заключается в комплексном использовании одного или комбинации нескольких технических решений, приведенных ниже.

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Закрытые здания и сооружения в сочетании с другими методами улавливания неорганизованных выбросов	Общеприменимо
2	Предварительная обработка пылеобразующего сырья, например, гранулирование	Применяется только тогда, когда процесс и печь могут использовать гранулированное сырье
3	Использование герметичных систем загрузки с системой вытяжки воздуха	Общеприменимо
4	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	Общеприменимо
5	Эксплуатация печи и газовых магистралей под отрицательным давлением и достаточной скорости извлечения газа для предотвращения повышения давления и разгерметизации	Общеприменимо
6	Оборудование мест загрузки и выгрузки, ковшей и зон дросселирования пылеулавливающим оборудованием (вытяжки/кожухи)	Общеприменимо
7	Установка вентиляционных систем для отведения газовоздушных потоков от основных источников пылегазообразовния (но новых установках)	Общеприменимо Применимость может быть ограничена для существующих установок в связи с необходимостью больших площадей
8	Герметизация печей для поддержания в печи некоторого разрежения, достаточного для предотвращения утечек и выбросов летучих веществ	Общеприменимо
9	Поддержание температуры в печи на минимально необходимом уровне	Общеприменимо
10	Применение защитного кожуха для ковша во время выпуска плавки	Общеприменимо
11	Оборудование пылеулавливающими системами зоны загрузки и выпуска плавки, соединенными с системой фильтрации для очистки улавливаемых потоков	Общеприменимо
12	Подбор и подача сырья в соответствии с типом печи и применяемыми методами сокращения выбросов	Общеприменимо

НДТ 16.

В целях предотвращения и/или сокращения неорганизованных выбросов при переплавке, рафинировании и литье при производстве первичного и вторичного свинца НДТ заключается в использовании одного или комбинации нескольких приведенных ниже методов:

№ п/п	Техники	Описание
1	2	3
1	Контроль температуры расплава	Общеприменимо
2	Закрытие крышкой котла во время реакции рафинирования и добавления химических веществ	Общеприменимо
3	Оборудование укрытий/колпаков над тигельной печью или котлом с системой вытяжки воздуха	Общеприменимо
4	Оборудование укрытий/колпаков в точках отвода и промывки	Общеприменимо
5	Использование закрытых механических сборщиков для удаления пылевидных шлаков/остатков	Общеприменимо

НДТ 17.

НДТ является определение 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.

Описание

Примерами прямых измерений являются измерения в аэродинамических трубах с кожухами или другие методы. В последнем случае измеряется 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.

6.4.2. Организованные выбросы

Представленные ниже техники и достижимые с их помощью технологические показатели установлены для источников, оборудованных принудительными системами вентиляции.

НДТ 18.

В целях сокращения выбросов пыли и металлов при процессах, связанных с предварительной подготовкой сырья (приемка, хранение, транспортировка, грануляция, дозирование, смешивание, сушка, дробление и сортировка) при производстве свинца (кроме аккумуляторных батарей) НДТ заключается в использовании рукавного фильтра (одного или комбинации).

Технологические показатели пыли, связанные с НДТ, установлены для источников, оборудованных принудительными системами вентиляции (см. таблица 6.2).

Таблица 6.2. Технологические показатели пыли, связанные с НДТ, при подготовке сырья

№ п/п	Параметр	НДТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Пыль	≤5^**

* среднесуточное значение или среднее значение за период выборки;

** для предприятий, введҰнных в эксплуатацию до 01 июля 2021г. ≤ 20 мг/Нм³.

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 5.

НДТ 19.

Для сокращения выбросов пыли и металлов при подготовке батарей (дробление, сортировка и классификация) НДТ является использование рукавного фильтра или мокрого скруббера.

Технологические показатели, связанные с НДТ, приведены в таблице 6.3.

Таблица 6.3. Технологические показатели пыли, связанные с НДТ, при подготовке батарей

№ п/п	Параметр	НДТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Пыль	≤5

* среднесуточное значение или среднее значение за период выборки.

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 5.

НДТ 20.

НДТ для предотвращения и/или снижения выбросов пыли и металлов в атмосферный воздух (за исключением тех, которые направляются на установку производства серной кислоты или других материалов) при процессах загрузки, плавки и выгрузки при производстве первичного и вторичного свинца, является использование рукавного фильтра.

Технологические показатели, связанные с НДТ, приведены в таблице 6.4.

Таблица 6.4. Технологические показатели пыли и свинца, связанные с НДТ

№ п/п	Параметр	НДТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Пыль	2-5^**
2	Pb (свинец)	<1^***

* среднесуточное значение или среднее значение за период выборки;

** ожидается, что наименьшие выбросы пыли будут направлены к более низкому пределу диапазона, если выбросы превышают следующие технологические показатели: 1 мг/Нм³ для меди, 0,05 мг/Нм³ для мышьяка, 0,05 мг/Нм³ для кадмия;

*** как среднее значение за период выборки.

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 5.

НДТ 21.

Для сокращения выбросов пыли и металлов при процессах переплавки, рафинирования и литья при производстве первичного и вторичного свинца НДТ заключается в поддержании температуры ванны расплава на минимально допустимом уровне в соответствии с технологическим процессом в сочетании с использованием рукавного фильтра. Данный метод применим к пирометаллургическим процессам. Для гидрометаллургических процессов НДТ является использование мокрых систем очистки пылегазовых потоков.

Технологические показатели, связанные с НДТ, приведены в таблице 6.4.

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 5.

6.4.3. Выбросы диоксида серы

НДТ 22.

Снижение выбросов SO₂ из отходящих технологических газов плавильных печей свинцового производства НДТ является рекуперация серы путем производства серной кислоты или других серосодержащих продуктов. Используемые технологические решения при производстве серной кислоты:

№ п/п	Техники
1	2
1	Установки одинарного контактирования
2	Установки ДК/ДА (двойное контактирование/двойная абсорбция)
3	Установки мокрого катализа

Технологические показатели, связанные с НДТ, представлены в таблице 6.5.

Таблица 6.5. Технологические показатели 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	-^***	800-940
2	Двухконтактный завод серной кислоты	>99,8
3	Установка мокрого катализа (процесс WSA)	>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.

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 5.

НДТ 23.

В целях предотвращения или уменьшения выбросов SO₂ в атмосферу (кроме тех, которые направляются на установку серной кислоты или жидкого SO₂) при процессах загрузки, плавки и выпуска плавки в производстве первичного и вторичного свинца НДТ заключается в использовании одной из или комбинации техник:

№ п/п

Техники

Применимость

1	2	3
1	Выбор сырья в соответствии с характеристиками печи и используемыми методами сокращения выбросов	Общеприменимо
2	Щелочное выщелачивание сырья, содержащего серу в виде сульфата	Общеприменимо
3	Использование "сухих" или "полусухих" методов очистки (сухой или полусухой скруббер)	Общеприменимо
4	Использование "мокрых" способов очистки (мокрый скруббер)	Применительно для новых установок. Для действующих установок применимость может быть ограничена в 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); необходимость масштабной реконструкции централизованной системы очистки газов с выделением отдельных потоков для обессеривания, а также ограниченностью территории (отсутствие производственных площадей для строительства дополнительных крупногабаритных сооружений).
5	Связывание серы на стадии расплава	Применяется только для производства вторичного свинца

Описание:

НДТ 23(2): раствор щелочной соли используется для удаления сульфатов из вторичных материалов перед плавлением.

НДТ 23(5): связывание серы на стадии расплава достигается добавлением железа и соды (Na₂CO₃) в плавильных печах, которые реагируют с серой, содержащейся в сырье, с образованием шлака Na₂S- FeS.

Технологические показатели, связанные с НДТ, представлены в таблице 6.6.

Таблица 6.6. Технологические показатели SO₂, связанные с НДТ (кроме тех, которые направляются на установку серной кислоты или других продуктов), при загрузке, плавке и выпуске металла при производстве первичного и вторичного свинца

№ п/п	Параметр	НДТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	SO₂	50-500

среднесуточное значение или среднее значение за период выборки;

для предприятий, введҰнных в эксплуатацию до 01 июля 2021 года, до выбора техники очистки с минимальным воздействием на объекты окружающей среды и апробации в промышленных условиях: 50–940 мг/Нм³.

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 5.

Выбросы серной кислоты

НДТ 24.

Сокращение выбросов SO₃/H₂SO₄ (в виде брызг и туманов) при производстве серной кислоты, основанной на использовании отходящих газов свинцового производства, заключается в использовании одной или нескольких техник, представленных ниже.

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Минимизация колебаний уровня SO₂ во входящих потоках	Общеприменимо
2	Удаление влаги (сушка) входного газа и воздуха для горения	Только для процессов сухого контакта
3	Использование большей площади конденсации	Для процесса мокрого катализа
4	Применение высокоэффективных свечных фильтров после абсорбции	Общеприменимо
5	Оптимальное распределение кислоты и скорость циркуляции	Общеприменимо
6	Контроль концентрации и температуры абсорбирующей кислоты	Общеприменимо
7	Применение методов регенерации/абсорбции в процессах мокрого катализа, таких как мокрые электрофильтры и мокрые скрубберы	Общеприменимо

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 5.

Технологические показатели, связанные с НДТ, представлены в таблице 6.7.

Таблица 6.7. Технологические показатели SO₃/H₂SO₄, связанные с НДТ

№ п/п	Параметр	НДТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	H₂SO₄	10-35

* средние показатели за год.

6.4.4. Выбросы оксидов азота

НДТ 25.

Для предотвращения и/или снижения выбросов окислов азота (NO_x) в атмосферу при пирометаллургических процессах НДТ является использование одного или комбинаций нижеуказанных методов:

№ п/п	Техники	Описание
1	2	3
1	Горелки с низким уровнем выделения оксидов азота (NO_x)	Предназначены для снижения пиковых температур пламени, что задерживает процесс сгорания, но дает ему завершиться, при этом увеличивая теплопередачу. Эффект этой конструкции горелки заключается в очень быстром воспламенении топлива, особенно при наличии в топливе летучих соединений, при недостатке кислорода в атмосфере, что ведет к снижению образования NO_x. Конструкция горелок с более низкими показателями выбросов NO_x предполагает поэтапное сжигание (воздух/топливо) и рециркуляцию дымовых газов.
2	Кислородно-топливная горелка	Предназначена для замены воздуха для горения кислородом с последующим предотвращением/уменьшением термического образования NO_x из азота, поступающего в печь. Остаточное содержание азота в печи зависит от чистоты поступающего кислорода, качества топлива и возможного поступления воздуха.
3	Рециркуляция дымовых газов	Повторная подача отработанного газа из печи в пламя для снижения содержания кислорода и, следовательно, температуры пламени. Использование специальных горелок основано на внутренней рециркуляции дымовых газов, которые охлаждают основание пламени и снижают содержание кислорода в самой горячей части пламени.

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 5.

6.4.5. Выбросы органических соединений

НДТ 26.

В целях сокращения выбросов органических соединений в атмосферу при процессах сушки и плавки сырья при производстве вторичного свинца НДТ заключается в использовании одной или комбинации техник:

№ п/п

Техники

Описание

1	2	3
1	Оптимизация условий сжигания для снижения выбросов органических соединений	Надлежащее смешивание воздуха или кислорода и углерода, контроль температуры газов и времени пребывания при высоких температурах для окисления органического углерода. Также может включать использование обогащенного кислородом воздуха или чистого кислорода
2	Выбор и подача сырья в соответствии с типом печи и используемыми методами предотвращения и/или снижения воздействия на окружающую среду	Выбор сырья и его загрузка в печь должны быть основаны на возможности эффективного удаления загрязняющих веществ в окружающую среду (повышение эффективности применяемых методов по очистке), образующихся при наличии их в составе сырья, и как следствие их сокращении
3	Использование горелок - дожигателей (систем дожигания)	Основано на реакции загрязняющего вещества в потоке отходящих газов с кислородом при контролируемом температурном режиме для создания реакции окисления
4	Использование регенеративных термических окислителей	Использование регенеративных процессов для утилизации тепловой энергии газа и углеродных соединений с помощью огнеупорных опорных слоев адсорбента.

Применимость использования методов 3 и 4 может быть ограничена содержанием энергии в отходящих газах, которые необходимо обработать, так как отходящие газы с более низким содержанием энергии приводят к более высокому потреблению топлива.

Технологические показатели, связанные с НДТ, приведены в таблице 6.8.

Таблица 6.8. Технологические показатели органических соединений, связанные с НДТ

№ п/п п/п	Параметр	НДТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Общие ЛОС	10-40

* среднесуточное значение или среднее значение за период выборки.

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 5.

НДТ 27.

НДТ, используемой в целях предотвращения и/или сокращения выбросов ПХДД/Ф в атмосферный воздух при вторичном производстве свинца, является использование одной из или комбинации техник:

№ п/п

Техники

Описание

1	2	3
1	Оптимизация условий сжигания для снижения выбросов органических соединений	Надлежащее смешивание воздуха или кислорода и углерода, контроль температуры газов и времени пребывания при высоких температурах для окисления органического углерода, содержащего ПХДД/Ф. Также может включать использование обогащенного кислородом воздуха или чистого кислорода
2	Выбор и подача сырья в соответствии с типом печи и используемыми методами предотвращения и/или снижения воздействия на окружающую среду	Выбор сырья и его загрузка в печь должны быть основаны на возможности эффективного удаления загрязняющих веществ в окружающую среду (повышение эффективности применяемых методов по очистке), образующихся при наличии их в составе сырье, и как следствие их сокращения
3	Использование систем загрузки для полузакрытой печи для подачи сырья небольшими порциями	Подача сырья небольшими порциями в полузакрытых печах способствует уменьшению потерь тепла во время загрузки, тем самым позволяет поддерживать более высокую температуру газа и предотвращает преобразование ПХДД/Ф
4	Система внутренних горелок для плавильных печей	Основано на пропуске отходящего газа через пламя горелки с преобразованием органического углерода в CO₂ в присутствии кислорода
5	Использование эффективной системы сбора пыли	Наличие пыли при температурах выше 250 °C способствует образованию ПХДД/Ф посредством первичного синтеза
6	Ограничение применения пылеулавливающих систем с высоким пылеобразованием при температурах> 250 °C
7	Быстрое закаливание	Быстрое охлаждение газа с 400 °C до 200 °C предотвращает процесс первичного синтеза ПХДД/Ф (процесс de nova)
8	Впрыскивание адсорбирующего вещества в сочетании с эффективной системой сбора пыли	ПХДД/Ф адсорбируются на поверхности твҰрдых частиц пыли и удаляются с ними путем использования эффективных систем пылеулавливания и очистки от пыли
9	Использование кислородного дутья в верхней зоне печи	Обеспечение автотермического окисления, увеличение мощности или скорости плавления определенных печей, а также обеспечение дискретных насыщенных кислородом зон в печи в целях обеспечения полного сжигания отдельно от восстановительной зоны

Технологические показатели, связанные с НДТ, приведены в таблице 6.9.

Таблица 6.9. Технологические показатели ПХДД/Ф, связанные с НДТ, при плавке вторичного сырья

№ п/п	Параметр	НДТ-ТП (нг МТЭ/Нм³)^*
1	2	3
1	ПХДД/Ф	<0,1

* среднесуточное значение или среднее значение за период выборки (не менее шести часов).

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 5.

6.4.6. Выбросы ртути

НДТ 28.

НДТ для предотвращения и/или сокращения выбросов ртути в атмосферу (кроме тех, которые направляются на установку серной кислоты) от пирометаллургического процесса является использование одной или комбинации методов, описанных ниже:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Использование сырья с низким содержанием ртути	Общеприменимо
2	Использование адсорбентов (например, активированного угля) в сочетании с эффективной системой фильтрации пыли (например, рукавного фильтра)	Общеприменимо
3	Использование мокрых способов очистки с последующей сорбцией или осаждением ртути и переводом в труднорастворимые соединения	Общеприменимо

Использование активированного угля в качестве адсорбента основано на адсорбции ртути на поверхности адсорбента. После максимальной адсорбции на поверхности адсорбированное содержимое десорбируется в процессе регенерации адсорбента.

Технологические показатели, связанные с НДТ, приведены в таблице 6.10.

Таблица 6.10. Технологические показатели ртути, связанные с НДТ, при пирометаллургическом процессе с использованием сырья, содержащего ртуть

№ п/п	Параметр	НДТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Ртуть и ее соединения, выраженные как Hg	0,01-0,05

1) среднесуточное значение, так и среднее значение за период выборки (периодическое измерение, разовые пробы в течение не менее получаса);

2) нижний предел диапазона связан с использованием адсорбентов (например, активированного угля) в сочетании с эффективными системами фильтрации пыли.

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 5.

6.5. Управление водопользованием, удаление и очистка сточных вод

НДТ 29.

Наилучшей доступной техникой для удаления и очистки сточных вод являются сбор и разделение типов сточных вод, максимизация внутренней рециркуляции и использование надлежащей очистки для каждого конечного потока (сбросной канал). НДТ заключается в использовании одной из или комбинации техник:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Измерение количества использованной пресной воды и количества отводящей сточной воды	Общеприменимо
2	Повторное использование сточных вод от операций очистки и розливов в одном и том же процессе	Общеприменимо
3	Повторное использование слабокислых вод, образующихся в мокрых электрофильтрах и мокрых скрубберах	Применимость может быть ограничена присутствием металлов и взвешенных веществ в сточных водах
4	Повторное использование сточных вод от гранулирования шлака	Применимость может быть ограничена присутствием металлов и взвешенных веществ в сточных водах
5	Повторное использование поверхностных сточных вод	Общеприменимо
6	Использование замкнутых систем охлаждающей воды	Общеприменимо
7	Повторное использование очищенной воды	Применимость может быть ограничена наличием солей в очищенной воде

НДТ 30.

НДТ для предотвращения загрязнения воды и снижения концентрации загрязняющих веществ в сточной воде заключается в разделении условно-чистых сточных вод от потоков сточных вод, требующих очистки.

Применимость

На действующих установках применимость может быть ограничена конфигурацией существующих систем сбора сточных вод.

НДТ 31.

Для предотвращения образования сточных вод в процессе щелочного выщелачивания НДТ предусматривает повторное использование воды, образующейся при кристаллизации сульфата натрия из раствора щелочной соли.

НДТ 32.

Для снижения выбросов в воду при подготовке аккумуляторных батарей, если кислотные пары направляются на очистные сооружения, НДТ заключается в эксплуатации надлежащим образом спроектированных очистных сооружений для борьбы с загрязняющими веществами, содержащимися в этом стоке.

НДТ 33.

Для сокращения сбросов в воду НДТ заключается в обработке сточных вод, образующихся при первичном и вторичном производстве свинца, и в удалении металлов и сульфатов с применением одной или нескольких приведенных ниже техник:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Отстаивание	Общеприменимо
2	Фильтрация	Общеприменимо
3	Химическое осаждение	Общеприменимо
4	Адсорбция	Общеприменимо

Технологические показатели, связанные с НДТ, представлены в таблице 6.11.

Используемые технологические показатели установлены в точке выпуска после установки по очистке сточных вод.

Таблица 6.11. Технологические показатели концентрации загрязняющих веществ в сбросах сточных вод, поступающих в принимающие водоемы, соответствующие НДТ при производстве первичного и вторичного свинца

№ 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 местах выпуска очищенных потоков из установок по очистке сточных вод.

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 6.

НДТ 34.

В целях предотвращения загрязнения почвенных и грунтовых вод от операций по хранению батарей, дроблению, сортировке и классификации, НДТ заключается в использовании кислотостойкой поверхности пола и системы сбора кислотных разливов. Генерация и очистка сточных вод.

6.6. Управление отходами

НДТ 35.

Чтобы предотвратить или, если предотвращение невозможно, сократить количество отходов, направляемых на утилизацию, НДТ подразумевают составление и выполнение программы управления отходами в рамках системы экологического менеджмента (см. НДТ 1), который обеспечивает, в порядке приоритетности, предотвращение образования отходов, их подготовку для повторного использования, переработку или иное восстановление.

НДТ 36.

В целях снижения количества отходов, направляемых на утилизацию при производстве первичного свинца, НДТ заключается в организации операций на объекте, для облегчения процесса повторного использования технологических полупродуктов или их переработку с помощью использования одной и/или комбинации техник:

№ п/п

Техники

Применимость

1	2	3
1	Повторное использование пыли из системы пылегазоочистки	Общеприменимо
2	Извлечение Se и Te из пыли/шлама, образующихся при процессах мокрой и сухой газоочистки	Необходимо учитывать количество присутствующей ртути в сырье
3	Извлечение Ag, Au, Bi, Sb и Cu из очищенного шлака	Общеприменимо
4	Извлечение металлов из шламов очистки сточных вод (осадок очистных сооружений)	Прямая выплавка осадка очистных сооружений может быть ограничена присутствием As, Tl и Cd
5	Добавление флюсовых материалов, которые повышают эффективность внешнего использования шлама	Общеприменимо
6	Повторное использование технологических остатков для извлечения свинца и других металлов	Общеприменимо
7	Обработка технологических остатков и отходов с целью возможности их повторного использования для других целей	Общеприменимо

НДТ 37.

В целях обеспечения возможности извлечения полипропилена и полиэтилена свинцовой батареи НДТ заключается в отделении его от батарей перед плавлением.

Применимость

Не может применяться для шахтных печей из-за газопроницаемости, обеспечиваемой не разобранными (целыми) батареями, что необходимо для работы печи.

НДТ 38.

В целях повторного использования или извлечения серной кислоты, собранной в процессе извлечения веществ из аккумуляторных батарей, НДТ заключается в организации работ на предприятии таким образом, чтобы облегчить ее внутреннее или внешнее повторное использование или переработку, посредством использования одной или комбинаций техник, представленных ниже:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Регенерация кислоты путем крекинга	Применимо только при наличии установки по производству серной кислоты или жидкого диоксида серы
2	Повторное использование в качестве травильного агента	Общеприменимо в зависимости от местных условий, таких как наличие процесса травления и совместимость примесей, присутствующих в кислоте, с этим технологическим процессом
3	Производство гипса	Применимо только в том случае, если примеси, присутствующие в регенерированной кислоте, не влияют на качество гипса или если гипс более низкого качества может быть использован для других целей, например, в качестве флюса
4	Производство сульфата натрия	Применимо для процесса щелочного выщелачивания
5	Повторное использование в качестве сырья на химической установке	Применимость может быть ограничена в зависимости от наличия химической технологической установки

НДТ 39.

НДТ для снижения количества отходов, направляемых на утилизацию при производстве свинца, заключается в организации работ на площадке таким образом, чтобы облегчить повторное использование остатков процесса или, в противном случае, переработку остатков процесса, в том числе путем использования одной или сочетания нескольких технологий, приведенных ниже.

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Повторное использование технологических остатков в процессе выплавки для извлечения свинца и других металлов	Общеприменимо
2	Обработка остатков и отходов в специализированных установках для извлечения материала	Общеприменимо
3	Обработка остатков и отходов с целью возможности их повторного использования для других целей	Общеприменимо

НДТ 40.

В целях снижения объемов образования мышьясодержащих отходов, а также их токсических свойств НДТ заключается в применении одного из нижеперечисленных методов:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Совершенствование технологических вопросов выплавки металлов для снижения концентрации мышьяка в отводящих газах	Общеприменимо
2	Перевод мышьяксодержащих продуктов переработки в нерастворимые соединения для возможности безопасного хранения	Общеприменимо
3	Переработки мышьяксодержащих полупродуктов комбинированным способом	Общеприменимо
4	Возможность использования мышьяксодержащих отходов в качестве твердеющей закладочной смеси при проведении горных работ	При содержании в отходах не более 1–3 % мышьяксодержащих полупродуктов (арсенат железа/кальция), а также допустимом уровне вышелачиваемости мышьяка

НДТ 41.

Наилучшей доступной техникой является производство тепла и электроэнергии за счет утилизации высокопотенциального тепла отходящих газов пирометаллургических процессов и процессов получения серной кислоты.

6.7. Требования по ремедиации

Основным фактором воздействия на атмосферный воздух при производстве свинца являются выбросы загрязняющих веществ, возникающие в результате эксплуатации организованных источников выбросов, в числе которых печи обжига, плавки концентратов, сушильные барабаны, оборудование для переработки промежуточных продуктов плавления, установки производства серной кислоты (в случае направления отходящих технологических газов для производства серосодержащих продуктов).

К неорганизованным выбросам загрязняющих веществ в атмосферу относятся: выбросы пыли при хранении, подготовке, загрузке концентрата; утечки из агрегатов обжига и плавления шлака, оборудования подготовки и переработки сырья; выбросы от вспомогательного оборудования для поддержания условий эксплуатации технологического оборудования.

Величина воздействия деятельности производственных объектов свинцового производства на грунтовые и подземные воды зависит от объема водопотребления и водоотведения, эффективности работы очистных сооружений, качественных характеристик сброса сточных вод на поля фильтрации и рельеф местности. Производственные стоки отсутствуют, если только система охлаждающей воды установки не имеет замкнутого контура.

Образующиеся в результате производственных и технологических процессов отходы могут передаваться на утилизацию/переработку сторонним организациям на договорной основе, частично могут использоваться для собственных при заполнении выработанного пространства шахт, часть возвращается в производство после извлечения составных металлов образующихся в процессе восстановительных реакций.

Согласно Экологическому кодексу под ремедиацией признается комплекс мероприятий по устранению экологического ущерба посредством восстановления, воспроизводства компонента природной среды, которому был причинен экологический ущерб, или, если экологический ущерб является полностью или частично непоправимым, замещения такого компонента природной среды.

Таким образом, в результате деятельности предприятий по производству свинца, 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 инфильтрация в поверхностные и подземные воды;

воздействие на растительный и животный 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, действие 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 методологическим рекомендациям по разработке программы ремедиации.

Помимо того, лицо, действия или деятельность которого причинили экологический ущерб, должно принять необходимые меры для удаления, сдерживания или сокращения эмиссий соответствующих загрязняющих веществ, также для контрольного мониторинга в сроки и периодичность, для того чтобы, с учетом их текущего или будущего утвержденного целевого назначения, участок больше не создавал значительного риска для здоровья человека, и не причинял ущерб от ее деятельности в отношении окружающей среды из-за загрязнения компонентов природной среды.

7. Перспективные техники

Данный раздел содержит информацию о новейших техниках, в отношении которых проводятся научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы или осуществляется их опытно-промышленное внедрение.

7.1. Перспективные техники производства свинца

7.1.1. Процесс КЭПАЛ-ЖВ

В институте ВНИИЦветмет (Казахстан) разработаны базовые пирометаллургические процессы КЭПАЛ-ЖВ, КЭПАЛ и соответствующие им агрегаты, проведены их полупромышленные испытания. В основу процесса КЭПАЛ-ЖВ заложена концепция автогенной плавки дробленого аккумуляторного лома в барботируемой жидкой ванне технологического расплава с восстановлением оксидов свинца содержащейся в ломе органикой. Для эффективной реализации этого процесса разработан агрегат КЭПАЛ-ЖВ, состоящий из плавильной и электротермической частей. Шихта крупностью не более 150 мм подается через загрузочное отверстие в своде плавильной шахты и падает на поверхность расплава. Через фурмы в расплав подаются технический кислород или воздух, обогащенный кислородом. Тепло экзотермических реакций взаимодействия кислорода и органических материалов обеспечивает нагрев расплава до заданной температуры, разложение сульфатов свинца до оксида и восстановление его до металлического свинца. На базе процесса и агрегата КЭПАЛ-ЖВ разработана технологическая схема переработки дробленого неразделанного аккумуляторного лома. Основными продуктами процесса являются свинцово-сурьмянистый сплав, кондиционный медный штейн и отвальной шлак. Хлор ПВХ-сепараторов выводится из процесса с хлорсодержащими пылями, а затем переводится в товарный хлорид натрия. Сера из сульфатов свинца и эбонита переводится в штейн и товарный строительный гипс. На переработку обычно поступает смесь аккумуляторного лома с корпусами из полипропилена и частично из эбонита. Полипропилен может быть использован повторно для различных промышленных целей, а сжигание его в агрегате КЭПАЛ-ЖВ или захоронение экономически нецелесообразны.

В институте ВНИИцветмет разработана также технология разделки отработанных аккумуляторов, содержащих полипропилен и эбонит. Основу ее составляют два основных процесса: гидродинамическое разделение лома на фракции (в том числе полипропиленовую) и пирометаллургическая переработка свинецсодержащих фракций и эбонита с использованием КЭПАЛ-ЖВ или КЭПАЛ-процессов.

7.1.2. Низкотемпературные процессы

Учитывая, что при переработке вторичного свинцового сырья необходимо соблюдение повышенных требований по охране окружающей среды, для легкоплавкого, летучего и токсичного свинца наиболее перспективными могут оказаться низкотемпературные процессы, поиск и разработка которых ведутся. Совместная щелочная плавка металлической и оксидной фракций от разделки аккумуляторных батарей. В Гинцветмете разработан и опробован в опытно-промышленном масштабе на Подольском заводе вторичных цветных металлов щелочной низкотемпературный способ переработки вторичного свинецсодержащего сырья. Лабораторные опыты по плавке разделанных свинцовых аккумуляторов (без органики) осуществлялись в тиглях из стали, опытно-промышленные плавки – в электротермической печи.

Позднее в 1996-1997 годах в Гинцветмете были продолжены исследования низкотемпературной плавки оксисульфатных фракций аккумуляторного лома. Разработан технологический регламент и выполнен эскизный проект на создание опытно-промышленных установок по переработке лома аккумуляторных батарей (без органики) по щелочной схеме. При плавке вторичного свинцового сырья при 700 °C с добавкой 25 % щелочи (едкий натр) и 3 % коксика извлечение свинца и сурьмы в сплав составило, соответственно, 98,0 и 48,6 % (остальная сурьма перешла в щелочной плав). Разработана схема переработки щелочного плава с выделением полупродукта – Pb-Sb шлама и раствора сульфата натрия, соответствующего ТУ Рязанского завода искусственного волокна. Технологическое направление щелочной плавки аккумуляторного лома перспективно при условии решения проблемы утилизации всех промпродуктов (в первую очередь щелочного плава), так как безвозвратно использованный, не утилизируемый, дорогостоящий едкий натр существенно ухудшает экономику процесса и экологическую безопасность производства.

На предприятиях по переработке медных и цинковых концентратов, а также на горнообогатительных комбинатах, перерабатывающих полиметаллическое сырье образуются свинецсодержащие промпродукты (пыли, кеки, шламы, шлаки и некондиционные по основным цветным металлам коллективные продукты обогащения), самостоятельная переработка которых в настоящее время не ведется, несмотря на значительное количество в них цветных и благородных металлов. Обычная практика извлечения ценных компонентов из этого техногенного сырья заключается в подмешивании его к шихте свинцовых заводов, перерабатывающих рудные концентраты. При этом из-за увеличения объема отвальных шлаков на этих предприятиях все равно происходят большие потери цветных и благородных металлов. Предложенные до сих пор пиро- и гидрометаллургические схемы переработки таких сложных по составу промпродуктов не получили признания из-за неудовлетворительного разделения меди, свинца и цинка в самостоятельные товарные продукты (пирометаллургия) или из-за образования больших объемов загрязненных технологических растворов, требующих дорогостоящей очистки (гидрометаллургия). Кроме того, извлечение благородных металлов, как правило, было недостаточным, а распределение металлов по различным товарным продуктам неудовлетворительным. В институте "Гинцветмет" разработаны и испытаны в полупромышленном масштабе технологические схемы металлургической переработки свинцовых кеков цинковых заводов, пылей и шлаков плавильных и конвертерных переделов медеплавильных заводов, коллективных промпродуктов и некондиционных свинцовоцинково-медных концентратов, содержащих благородные металлы, с использованием в качестве основной плавильной технологии процесса усовершенствованной электротермической плавки предварительно прокаленной (обожженной) шихты. Эта технология существенно снижает суммарные затраты (в первую очередь энергетические и на пылегазоулавливание) и создает предпосылки для эффективного решения экологических проблем при очистке небольших объемов отходящих металлургических газов. Отказ от использования соды в плавильной технологии позволяет получать черновой свинец и хорошо расслаивающиеся штейн и шлак, в которых концентрируются ценные компоненты (в штейне – медь, в шлаке – цинк). Так как черновой свинец является коллектором драгметаллов, то при плавке они практически полностью извлекаются в свинец, частично в штейн, а далее по известной технологии переводятся в товарные продукты. Следует отметить, что даже при значительной концентрации золота и серебра в черновом свинце наличие промежуточного (буферного) слоя штейна гарантирует достижение небольших потерь драгметаллов со шлаками, которые определяются коэффициентом распределения драгметаллов между штейном и шлаком при содержании их в штейне в 10 раз меньшем, чем в черновом свинце. В результате проведенных полупромышленных испытаний разработана экологичная малоотходная технология переработки некондиционных свинец-медьцинксодержащих концентратов и промпродуктов с получением следующих товарных продуктов: чернового свинца, содержащего основную часть благородных металлов; штейна и шлака, содержащего более 15 % ZnO, который рентабельно перерабатывать в виде расплава шлаковозгонкой или вельцеванием гранулированного шлака. Сера может быть утилизирована или нейтрализована. По разработанной технологии извлечение свинца в черновой свинец – 88,54 % и в медно-свинцовый штейн – 5,52 %; золота и серебра в черновой свинец и штейн – до 98,3 %, в том числе в черновой свинец – более 96 %; извлечение меди в штейн – 85,5 %, цинка в шлак – 97,3 %, серы в газы – 92 %. Процесс переработки некондиционных свинецсодержащих материалов осуществляется реакционной плавкой, для чего в шихте, поступающей на плавку, соотношение сульфидного свинца к сульфатному и оксидному должно быть не менее 1:2. Герметичная аппаратура и малые объемы отходящих газов обеспечивают экологичность технологии и снижают затраты на газопылеулавливание. Очистка газов от пыли в рукавных фильтрах со струйной продувкой или близких по показателям фильтрах с импульсной регенерацией снижает остаточную запыленность до 1 – 3 мг/Нм³.

7.1.4. Удаление серы из массы свинцового аккумулятора с растворителем на основе аминов

В Польше на экспериментальной основе был разработан процесс по удалению серы из массы свинцового аккумулятора при помощи системы на основе растворителя и аминов. Процесс избегает использования карбоната натрия и производства белого шлака. Процесс основан на выделении сульфата свинца в водную фазу и на последующем осаждении карбоната свинца и окончательной регенерации растворителя с производством гипса.

7.1.5. Мокрая обработка массы израсходованного аккумулятора

Процесс CLEP функционирует на экспериментальной установке в Италии. Процесс представляет собой производство карбоната свинца или оксида и сульфата натрия из массы израсходованного аккумулятора в мокром процессе. Отсутствуют выбросы в воздух, и оксид свинца повторно используют в производстве аккумуляторной массы.

Все еще длятся исследования по обработке свинцовых сплавов и свинцовых компонентов из израсходованных аккумуляторов и для производства новых аккумуляторных решеток в отдельном процессе. Инновационная технология основана на сочетании процесса электрохимического растворения и процесса гальванического осаждения свинца и свинцовых сплавов в единой ванне при комнатной температуре. В технологии отсутствуют прямые выбросы CO₂ и заявлено, что она очень энергосберегающая ввиду комбинации двух процессов в единой электрохимической ячейке.

7.1.7. Обработка шлаков из пирометаллургического производства цинка и свинца в печи с погружҰнной дугой

Обработка шлаков, возникающих из пирометаллургического производства цинка и свинца, в печи с погруженной дугой для восстановления цинка и свинца и производство используемого и экологически чистого шлака находятся на стадии исследования.

7.1.8. Использование разобранных аккумуляторов в шахтной печи

На одном заводе по производству вторичного свинца в Германии на стадии разработки находится процесс по разделению полипропилена и другого содержания пластмассы перед шахтной печью, а также по эксплуатации шахтной печи с разобранными аккумуляторами.

7.1.9. Повышение эффективности существующих систем сбора пылегазовых потоков

На одном из металлургических заводов Германии вентиляционная система на крыше производственного корпуса спроектирована таким образом, что ее можно постепенно расширять. Вентиляционные отверстия на крыше здания закрыты и подключены к высокоэффективной вытяжной системе. Управление этими вентиляционными отверстиями на крыше осуществляется по требованию, т. е. каждый раз, когда ожидаются остаточные выбросы в производственном цехе, закрываются коньковые жалюзи на крыше и планки крыши автоматически закрываются и включается вытяжная система. Данная концепция управления адаптирована к актуальным требованиям и обеспечивает высокий уровень энергоэффективности. Ожидается, что эта мера сократит неконтролируемые выбросы от первичного производства примерно на 70 %.

7.2. Энергоэффективность

7.2.1. Использование тепла отходящих газов

Повышение энергоэффективности и сокращение внешнего потребления топлива достигаются за счет применения методов рекуперации тепла отходящих газов. В качестве примера повышения эффективности использования пара можно рассмотреть возможность замещения редукционной установки котла-утилизатора на паровой турбогенератор. Пар, производимый на котлах-утилизаторах ISA-печей свинцовых 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). Однако следует отметить, что при дросселировании пара на РУ безвозвратно теряется часть его потенциальной энергии. Установка и использование парового турбогенератора вместо реакционной установки либо поочередное их использование позволят:

использовать энергию пара с первичным давлением 40 бар для вращения парового турбогенератора с понижением давления пара до требуемого давления 6 бар и последующей передачей с целью реализации конечным потребителям;

вырабатывать электроэнергию для собственных нужд предприятия за счҰт потенциала пара ранее теряемого при дросселировании его на РУ.

7.2.2. 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 объҰмов 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. Содержание 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:

исключение сверхнормативных потерь тепловой энергии;

исключение 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 отборе проб анализов котловой воды и их транспортировке в лабораторию ТСО сервисного цеха;

повышение эффективности работы котла-утилизатора.

7.2.3. 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. В расширительный бак конденсатной станции будет поступать конденсат от всех потребителей соответствующей группы. Конденсатные насосы будут направлять конденсат на отделение химводоочистки.

7.2.4. 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.

7.2.5. Методы снижения токсичности мышьяксодержащих отходов

Описываемые методы возможны к внедрению после сопутствующих доработок и исключения сдерживающих факторов, ограничивающих их применимость.

Сплавление мелкодисперсных мышьяковосульфидных осадков с элементарной серой.

Способ переработки мышьяксодержащего сырья, основанный на окислительно-сульфидизируюшем обжиге мышьяксодержащих материалов в присутствии пирита, серы, сернистого ангидрида и халькопирита с извлечением мышьяка в виде сульфидов. Процесс проводят в печах закрытого типа с электрическим обогревом. Расход серы составляет 5–50 % от массы сырья.

Во избежание загрязнения воздуха мышьяксодержащими парами предусмотрен их отвод из печи с последующим поглощением в промывной башне. В результате сплавления получают плотный продукт, объем которого составляет около 5 % от первоначального. Потеря его массы при контакте с водой в течение 7, 75 и 156 дней составляет 0,033, 0,093 и 0,123 %, соответственно. Сплавление смеси отхода с серой при повышенном давлении осуществляют в автоклаве при давлении 0,26–0,44 МПа, температуре 130–145 °С и частоте перемешивания 1200 мин-1 с получением плотных гранул. Потеря в массе гранул при контакте их с водой в течение 160 дней не превышает 0,5 %. Достоинством процесса является возможность достаточно полного удаления мышьяка из материала и перевода его в компактную нетоксичную форму, удобную для складирования, транспортировки в качестве сырья для получения товарной продукции. К недостаткам способа относятся: использование в качестве сульфидизатора чистого пирита, дорогостоящей элементарной серы и необходимость дополнительного процесса дооксиления остаточной серы на выходе огарка из печи при увеличении подачи воздуха в схеме противотока, механоактивация или автоклавная обработка огарка [96,97,98,99,100].

Перевод несульфидных отходов в плавленые сульфидные.

Процесс происходит при температуре 310–330 °С, расходе серы 80 % от массы триоксида, продолжительности сплавления 1 час. Для уменьшения потерь мышьяка с газовой фазой предложено сульфидирование вести при максимальной высоте слоя. Для получения плавленого трисульфида из триоксида в смесь последнего с серой предложено вводить уголь и процесс осуществлять при температуре около 700 °С. Расход угля должен на 100 % превышать стехиометрически необходимый [100].

Плавка арсенатных кальциевых отходов после рафинирования чернового свинца на железомышьяковистую шпейзу.

Метод, основанный на использовании плавки железомышьяковистой шпейзы для обезвреживания арсенатных кальциевых отходов после рафинирования чернового свинца. Отходы рекомендуется плавить в режиме (добавка угля, металлического железа, температура 1150–1200 °С), обеспечивающем получение шпейзы с содержанием мышьяка 25–30 %. При этом шпейза не загрязняет мышьяком контактирующие с ней воды.

На сегодняшний день данный метод требует доработки, так как часть мышьяка переходит в пыль, что отрицательно сказывается на возможности ее переработки. Для захоронения шпейзы может потребоваться строительство специализированных площадок (полигонов) [101,102,103].

Процессы стабилизации мышьяка.

В 1996 году был предложен процесс SMITE (синтетическая минеральная технология иммобилизации), который представляет собой процесс стабилизации путем обработки вредных отходов вяжущими веществами (известь, гипс, различные виды цементов, глины, золы и другие силикатные материалы), с последующей сушкой смеси и высокотемпературным отжигом в печах. Процесс также может включать добавление pH корректирующих агентов, фосфатов или серных реагентов для сокращения обработки, увеличения прочности на сжатие или уменьшения выщелачиваемости загрязняющих веществ.

Данный метод, как правило, может привести к получению стабилизированного продукта, который соответствует нормативному порогу выщелачиваемости мышьяка, измеряемого методом TCLP. Однако тесты на выщелачиваемость не всегда являются точными показателями выщелачиваемости мышьяка для некоторых отходов при определенных условиях захоронения.

Термическая обработка арсенокальциевых отходов в присутствии извести.

В работе [104] смесь мышьяковистых отходов с обожженной известью в мольном отношении As₂O₃:CaO = 1:4 прессуют (1–2 т/см²) с последующей термообработкой в 2 стадии, первую из которых осуществляют при 550–600 ºС в течение 0,5–1 час, вторую – при 800–900 ºС в течение 2–3 часов с образованием конечного продукта – труднорастворимого в воде четырехкальциевого арсената Ca₄As₂O₉. Двухстадийный обжиг брикетов проводится в атмосфере воздуха. Определение мышьяка в продукте показало, что связывание происходит на 80 %. После выдержки продукта обжига в воде около месяца раствор над твердой фазой содержит всего 0,04 мг/л мышьяка. В работе [105] подтверждается, что мышьяк может быть полностью задержан в твердых отходах путем известкового обжига (сегрегации).

Сплавление отходов со шлаками.

Способ перевода мышьяксодержащих соединений в труднорастворимые устойчивые в воде формы растворением в расплавленных отвальных шлаках. Получение необходимых результатов основано на том, что плавку высушенных мышьяксодержащих сульфидных кеков с получением стекловидного трисульфида мышьяка ведут в предварительно сформированной из жидкого отвального шлака оболочке защитной капсулы при температуре 350–400 °C с использованием тепла отвального шлака. Сульфидирование оксидов и сульфатов, содержащихся в кеке, обеспечивает их перевод из легкоподвижной (растворимой в воде) высокотоксичной формы в малорастворимую и малотоксичную форму, связывает элементную серу в нелетучие сульфиды металлов. Высокая экономичность разработанного способа достигается путем использования тепла отвального шлака для плавления и протекания реакций сульфидирования [106,107].

7.3. Водные ресурсы

7.3.1. Установка обратного осмоса для очищения сточной воды из производства свинца

Применение установки обратного осмоса для очищения использованной технологической и охлаждающей воды из производства свинца изучается на демонстрационной установке промышленного масштаба. Цель – снижение сточной воды для утилизации, что приводит к сниженным выбросам металлов и меньшей потребности в свежей воде. Возникающие сточные воды и восстановленные металлы возвращают в плавильную печь.

7.3.2. Использование гранулированного материала для эффективного удаления тяжелых металлов

На заводе Aurubis (Гамбург), который является ведущим мировым поставщиком цветных металлов и одним из крупнейших переработчиков меди в мире, в пилотном режиме проводится эксплуатация установки, основанной на использовании запатентованного гранулированного материала на минеральной основе, которая 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.

8. Дополнительные комментарии и рекомендации

Справочник по НДТ 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 свинца, 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 свинца, принципам НДТ.

Основными целями экспертной оценки являлись определение технологического состояния свинцового производства Республики Казахстан на существующее положение, а также оценка предприятий в соответствии с параметрами НДТ.

Оценка соответствия критериям НДТ устанавливалась в соответствии с директивой 2010/75/ЕС Европейского парламента и Совета ЕС "О промышленных выбросах и/или сбросах (о комплексном предупреждении и контроля загрязнений)", а также методологией отнесения к НДТ, отраженной в разделе 2 настоящего справочника по НДТ.

При КТА были проведены анализ и систематизация информации свинцового 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 загрязняющих веществ (ЗВ), представленные в отраслевых отчетах по производству свинца. 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 "Производство свинца" разработана согласно действующих НПА Республики Казахстан [1], а также по результатам проведенного КТА.

К перспективным технологиям отнесены не только отечественные разработки, но также и передовые технологии, применяемые на практике международные техники, не внедренные на предприятиях в Республике Казахстан.

По итогам подготовки справочника по НДТ были сформулированы следующие рекомендации, касающиеся дальнейшей работы над настоящим справочником и внедрения НДТ.

Предприятиям рекомендуется осуществлять сбор, систематизацию и хранение сведений об уровнях эмиссий загрязняющих веществ в 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 технологических показателей, связанных с применением НДТ.

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

      Экологический кодекс Республики Казахстан. Кодекс Республики Казахстан от 2 января 2021 года № 400-VI ЗРК. – Парламент Республики Казахстан. –Нур-Султан. – 2021. – 549 с.
      Постановление Правительства Республики Казахстан от 28 октября 2021 года № 775 "Об утверждении Правил разработки, применения, мониторинга и пересмотра справочников по наилучшим доступным техникам"- Нур-Султан. - 2021. – 17 с.
      Приказ Министра экологии, геологии и природных ресурсов Республики Казахстан от 25 июня 2021 года № 212. Зарегистрирован в Министерстве юстиции Республики Казахстан 3 июля 2021 года № 23279 "Об утверждении Перечня загрязняющих веществ, эмиссии которых подлежат экологическому нормированию" –Нур-Султан. – 2021. – 4 с.
      Закон Республики Казахстан от 13 января 2012 года № 541-IV. Об энергосбережении и повышении энергоэффективности. -Нур-Султан. -2012. – 24 с.
      Регенеративная горелка: справочник. В 2 т./Г.М. Дружинин, И. М. Дистергефт; под общ. ред. д-ра техн. наук, проф. Г.М.Дружинина. - Екатеринбург: АМК "День РА", 2019. - 1128 с.
      Металлургия тяжелых цветных металлов: электрон. учеб. пособие / Н. В. Марченко, Е. П. Вершинина, Э. М. Гильдебрандт. – Красноярск: ИПК СФУ, 2009. – 393 с.
      Процессы и аппараты цветной металлургии / С. С. Набойченко, Н. Г. Агеев, А. П. Дорошкевич [и др.]. – Екатеринбург: УГТУ, 2005. – 700 с.
      Переработка высокожелезистых сульфидных свинцовых концентратов. М. М. Ахмедов, Э. А. Теймурова. Баку: XXI–YNE, 2008. – 252 с.
      Романтеев Ю.П. и др. Металлургия свинца. Учебное пособие. – М.: МИСиС, 2005. – 214 с.
      Романтеев Ю.П., Быстров В.П. Металлургия тяжелых цветных металлов. Свинец. Цинк. Кадмий: – М.: Издательский Дом МИСиС, 2010. – 575 с.
      Бейсембаев Б.Б., Кенжалиев Б.К., Горкун В.И. и др. Глубокая переработка свинцово-цинковых руд и промпродуктов с получением продукции повышенной товарности. - Алматы, Білім, 2002. - 220 с.
      Валуев Д.В., Гизатулин Р.А. Технологии переработки металлургических отходов. Учебное пособие. - Томск: Юргинский технологический институт, Изд-во Томского политехнического университета, 2012. - 196 с.
      ОТЧЕТ об экспертной оценке технологических процессов Усть- Каменогорского металлургического комплекса ТОО "Казцинк" на соответствие принципам наилучших доступных технологий (НДТ). Глава 5. Производство свинца. – 2021. – 86 с.
      Проект "Новая металлургия", ТОО "Казцинк" 2006–2011.
      Отчет о проведении 2 уровня инвентаризации ртути в Республике Казахстан, 2019–119 с.
      Расчетный лист к Методологии определения и количественной оценки поступлений ртути в окружающую среду UN Environment Версия 1.4, 2017.
      Проект нормативов предельно-допустмых выбросов в атмосферу для УК МК ТОО "Казцинк" на 2018–2022 годы. – 2017. – 1564 с.
      Досмухамедов Н.К., Айтенов К.Д. Потери свинца со шлаком при восстано-вительной плавке медь-, свинецсодержащего сырья на штейн// Вестник КазНТУ им.К.И.Сатпаева, 2011, № 1(83), с.173-177.
      Муканов Д. Металлургия Казахстана: состояние, инновационный потенциал.
      Приказ Министра здравоохранения Республики Казахстан от 16 февраля 2022 года № ҚР ДСМ-15 "Об утверждении Гигиенических нормативов к физическим факторам, оказывающим воздействие на человека.
      Смирнов М.П., Сорокина С.С., Герасимов Р.А. Организация экологически чистого гидроэлектрохимического производства свинца из вторичного сырья в России //Цветные металлы. 1996. - № 9. – С. 13–17.
      Карелов С.В., Мамяченков С.В., Набойченко С.С. Техногенные отходы медеплавильного производства и перспективы их переработки // Цветные металлы. 2000. - № 9. – С. 47–49.
      Скобелев Д.О., Степанова М.В. Энергетический менеджмент: прочтение 2020 Руководство по управлению энергопотреблением для промышленных предприятий. Москва: Издательство "Колорит", 2020. 92 с
      Щелоков Я. М. Энергетический анализ хозяйственной деятельности. Екатеринбург: УрФУ. 2010. 390 с.
      Беньяш Е.Я., Толстунова И.И., Иваницкий О.А., Рыбакова В.А., Резниченко В.В. Малоотходные технологии переработки полиметаллического сырья //Сб. науч. тр. ВНИИцветмета. – Усть-Каменогорск, 1989. – с. 16–21.
      Кокушева А.А., Дайрабаева Г.А., Усабекова А.Ш., Перфильев Н.А. Извлечение рения из сернокислотных шламов Джезказганского медеплавильного завода //Цветные металлы. – 1992. – № 5. – С. 14–15.
      Предпатент № 3351 РК. Способ переработки окисленных материалов, содержащих серу, тяжелые цветные и редкие металлы / Беньяш Е.Я., Толстунова И.И., Резниченко В.В., Рыбакова В.А.
      Лебедев К.Б. Рений. – М., Государственное научно-техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии. – 1963.– 207 с.
      Измайлов Х.Х. Безотходная технология переработки свинцовых пылей металлургического производства и ее аппаратурное оформление.: дисс. канд. техн. наук. – Алма-Ата.: ИМиО, 1988. – 197 с.
      Беньяш Е.Я., Гецкин Л.С., Фишман М.А. и др. Технология получения солей свинца из свинцовых кеков //Сб. науч. тр. ВНИИЦветмета. – М.: Металлургия. – 1970. – с. 45–50.
      Тарасов А.В., Бесер А.Д., Чинкин Е.В. Исследования для разработки технологической схемы переработки свинцовых кеков с извлечением свинца, цинка, меди и драгоценных металлов // Цветная металлургия. -2002. - № 10. – С. 26–32.
      Металлургия тяжелых цветных металлов [электронный ресурс]: электрон. учеб. пособие / Н. В. Марченко, Е. П. Вершинина, Э. М. Гильдебрандт. – Электрон. дан. (6 Мб). – Красноярск/, тренд развития. - Алматы: РГП "НЦ КПМС РК", 2005. - 290 с.
      Гецкин Л.С., Ларин В.Д., Яцук В.В. Отгонка мышьяка в процессе сульфатизации пылей свинцового производства // Цветная металлургия. -1961–№16, с.34-39.
      Набойченко С.С., Мамячиков С.В., Карелов С.В. Мышьяк в цветной металлургии – Екатеринбург: УрО РАН, 2004. – с. 112-202.
      Копылов Н.И., Каминский Ю.Д. Мышьяк. Науч. ред. акад. РАН Толстиков Г.А. – Новосибирск: Сиб.универ., 2004. – с. 10, 225-313.
      Козьмин Ю.А., Давыдов В.Я., Серба Н.Г., Пестунова Н.П., Багаев И.С. К вопросу о поведении и выводе мышьяка в свинцовом производстве // Совершенствование технологии производства свинца и цинка. Сб. науч. трудов ВНИИЦветмет. – 1982. – с. 44-51.
      Патент РФ № 2019101564, 21.01.2019. Способ обезвреживания и утилизации сульфидных мышьяксодержащих отходов// Патент России № 2711766. 2019. Патентообладатель(и): Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектный институт обогащения и механической обработки полезных ископаемых "Уралмеханобр" (ОАО "Уралмеханобр").
      СТ РК ISO 50001-2019: Системы энергетического менеджмента. Требования и руководство по использованию.
      ИТС 13-2020. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям "Производство свинца, цинка и кадмия" - Москва: Бюро НДТ, 2020. – 258 с.
      ИТС 48-2017. Повышение энергетической эффективности при осуществлении хозяйственной и (или) иной деятельности - Москва: Бюро НДТ, 2017. – 165 с.
      Skobelev D. O. Environmental Industrial Policy In Russia: Economic, Resource Efficiency And Environmental Aspects. In: International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM. 2019. Vol. 19. Is. 5.3. с. 291-298.
      World Bureau of Metal Statistics (WBMS).
      UBA (D), UBA Copper, lead, zinc and aluminium. Abschlussbericht. Teil 1, 2, 3 and 4. Kupfer, etc., 2007.
      ILA, ILA comments on D3, 2013.
      Hähre, S., Report on BAT in German Zinc and Lead Production (Draft), University Karlsruhe DFIU (D), 1998.
      NRW (D), NE-Metallindustrie - Betreiberleitfaden für Anlagen zum Gießen in Dauerformen - Druckgußverfahren, Ministerium NRW (D), 1997.
      HMIP (UK), Processes for the Production of Lead and Lead Alloys, 1994.
      Nordic Report, A Nordic contribution concerning the revision of the IPPC reference Document on Best Available Techniques in the Non-Ferrous Metals Industries, 2008.
      Industrial NGOs, NFM data collection, 2012.
      VDI 3790 part 3, Emission of gases, odours and dusts from diffuse sources - Storage, transhipment and transport of Bulk Materials, 2008.
      AP 42 Compilation of Air Pollutant Emission Factors.
      COM, Best Available Techniques (BAT) Reference Document in the Non-ferrous Metals Industries (NFM BREF), European Commission, JRC IPTS EIPPCB, 2001.
      COM, Best Available Techniques (BAT) Reference Document on Emissions from Storage (EFS BREF), European Commission, JRC IPTS EIPPCB, 2006.
      COM, JRC Reference Report on Monitoring of Emissions to Air and Water from IED installations (ROM REF), European Commission, JRC IPTS EIPPCB, 2017.
      COM, Best Available Techniques (BAT) Reference Document for Energy Efficiency (ENE BREF), European Commission, JRC IPTS EIPPCB, 2009.
      COM, Best Available Techniques (BAT) Reference Document for the Management of Tailings and Waste Rock in Mining Activities (MTWR BREF), European Commission, JRC IPTS EIPPCB, 2009.
      COM, Reference Document on Economics and Cross-Media Effects (ECM REF), European Commission, JRC IPTS EIPPCB, 2006.
      Krüger, J., Proposal for a BREF-note for Pb, Zn, Cd, Sb, University of Aachen for Eurometaux, 1999.
      UBA (D), UBA Copper, lead, zinc and aluminium. Abschlussbericht. Teil 1, 2, 3 and 4. Kupfer, etc., 2007.
      Ausmelt, Ausmelt Lead and Copper Processes and plant list, 2009.
      ILA, ILA comments on D3, 2013.
      US EPA, Air Pollution Control Technology Fact Sheet - Cyclones, United States Environmental Protection Agency, 2003.
      HMIP, Pollution Abatement Technology for Particulate and Trace Gas Removal, Her Majesty's Inspectorate of Pollution, Bristol, 1994.
      BASF, Verfahrenstechniken der Abgas-/Abluftbehandlung, BASF Aktiengesellschaft, 1999.
      Schenk et al., Fact sheets on air emission abatement techniques, Information Centre for Environmental Licensing (InfoMil), The Hague, 2009.
      CEN, ISO 14001:2015 Environmental management systems - Requirements with guidance for use, 2015.
      ISO 50001:2018 Energy management systems. Requirements with guidance for use, IDT.
      Lurgi, A.G. et al., Cleaning of Process and Waste Gases, Lurgi AG, 1991.
      Elkem Asa, 'Company Profile Including Development in Stack Emission Filtration Technology', 8th International Ferroalloys Congress, 1998, Beijing; China.
      Hatch Associates Ltd, Pollution Control for Secondary Lead Production, HMIP (UK), 1993.
      Technical Instructions on Air Quality Control-Luft, 2021.
      https://www.kt.kz/rus/economy/na_ustjkamenogorskom_metallurgicheskom_komplekse_vveden_sernokislotnij_zavod_1153540281.html.
      Вохмяков А.М. Компьютерное моделирование газодинамики в рабочем пространстве печи, оснащенной скоростными рекуперативными горелками / А.М. Вохмяков, М.Д. Казяев // Теплотехника и информатика в образовании, науке и производстве: сборник докладов I Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учҰных (ТИМ’2012) с международным участием. – Екатеринбург: УрФУ, 2016. - с.25-28.
      Смольков А.Н. Системы прямого и косвенного отопления печей с применением рекуперативных горелок типа BICR / А.Н. Смольков, G. Wohlschlaeger // Печетрубостроение: тепловые режимы, конструкции, автоматизация и экология: труды международного конгресса. – М: "Теплотехник", 2004. – С. 118-125.
      Тинькова С.М., Прошкин А.В., Веретнова Т.А., Востриков В.А. Металлургичексая теплотехника: учебное пособие (электронный вариант лекций) // Институт цветных металлов и золота" ФГОУ ВПО "Сибирский Федеральный Университет". – Красноярск, 2007. – 193 с.
      Бурокова А.В., Рахманов Ю.А. К вопросу рекуперации теплоты газов печей термообработки металлических изделий / научный журнал НИУ ИТМО. Серия "Экономика и экологический менеджмент" №1, 2014.
      Методика прогнозирования теплотехнической эффективности использования рекуперативных горелок/А.Б. Бирюков, П.А. Гнити?в, Я.С. Власов// "Вестник ИГЭУ", Вып. 1, 2018 г. - с.13-19.
      Полывянный И.Р. Кислород и природный газ в металлургии свинца. "Наука", Алма-Ата, 1976, с. 375.
      Eвдокименко А.И., Костерин В.В. Природный газ в цветной металлургии. - Москва : Металлургия, 1972. с. 366.
      Полывянный И.Р., Демченко Р.С. Электроплавка медных шликеров. "Наука", Алма-Ата, 1967, с. 176.
      Errington W.J., Fewings J.H., Keran V.P., Denholm W.T. The Isasmelt lead smelting process. Extr, Met 85 Pap Symp., London, 9-12 Sept., 1985, с.199-218.
      https://www.sibelco.com/news/an-essential-step-to-achieve-wastewater-quality.
      https://www.ugmk.com/press/news/na-baze-sumza-postroyat-zavod-po-proizvodstvu-sulfata-ammoniya/.
      https://www.urm-company.ru/about-us/blog/155-ekologiya-metallurgii/.
      https://www.umicore.com/en/sustainability/environment/#sustainable_sourcing.
      Raport Zintegrowany KGHM Polska Miedź S.A. i Grupy Kapitałowej KGHM Polska Miedź S.A. za 2021 rok.
      https://www.metalinfo.ru/ru/news/136659.
      https://ugmk.com/press/news/na-sumze-ustanovili-naduvnoy-angar-dlya-khraneniya-mednogo-kontsentrata/.
      https://www.sumz.umn.ru/ru/press/news/tonkoy-ochistki/.
      https://www.metalinfo.ru/ru/news/130405.
      http://www.gtl-rus.com/files/doc/Presentations/4-nornickel.pdf.
      https://elessentct.com/technologies/mecs/technologiestechnologies-mecsdupont-clean-technologies-mecs-processes/mecsr-solvrr-technology-for-regenerative-so2-recovery/.
      http://www.ky-process.com/index_en.aspx.
      https://www.aurubis.com/.
      https://www.ugmk.com/press/corporate_press/ummc_newspaper/na-ppm-zavershen-ocherednoy-etap-stroitelstva-livnenakopitelya/.
      Исабаев С.М. Физико-химические основы сульфидирования мышьяксодержащих соединений / С.М.Исабаев, А.С.Пашинкин, Э.Г. Мильке [и др.] – Алма-Ата: Наука. – 1986. – 184 с.
      А.с. 373321 СССР, МПК С22В 7/00, С22В 30/04. Способ обработки мышьяксодержащих продуктов / Козьмин Ю.А., Саюн М.Г., Серба Н.Г. Заявл. 1670648/22–1, 10.06.1971 Опубл. 1973. Бюл. № 14.
      А.с. 1082849 СССР, МПК С22В 7/00, С22В 30/04. Способ переработки мышьяксодержащих материалов / Козьмин Ю.А., Серба Н.Г., Куленов А.С. Заявл. 3565952/22–02 13.03.1983 Опубл. 30.03.1984. Бюл. № 12.
      А.с. 1497250 СССР, МПК С22В 30/04. Способ вывода мышьяка из технологического процесса / Копылов Н.И., Семенов А.Е., Чирик Я.И. Заявл. 4352526/23–02 30.12.1987 Опубл. 30.07.1989. Бюл. № 28.
      Руководство по обезвреживанию мышьяксодержащих растворов обработкой сульфидсодержащими реагентами, накоплению, транспортировке и захоронению осадков соединений мышьяка. Под ред. Передерия О.Г. – М.: Минцветмет СССР, – 1988. – 57 с.
      Разработка и испытание способа обезвреживания отходов, содержащих арсенат кальция, с выдачей данных для проектирования. Усть-Каменогорск, ВНИИцветмет, отчет, 22 с. - СР НИОКР, 1980, 09.08.120.
      Козьмин, Ю.А. К вопросу о поведении и выводе мышьяка в свинцовом производстве / Ю.А. Козьмин, В.Я. Давыдов, Я.Г. Серба [и др.]. // Совершенствование технологии производства свинца и цинка. Усть-Каменогорск. – 1982. – С. 44–51.
      А.с. № 1063137 СССР, С22В 7/00. Способ переработки медных шликеров / Багаев И.С., Пашков Г.Л., Чучалин Л.К., Копылов Н.И. Заявл. 3565268/22–02 12.01.1983. Опубл. 30.06.1984. Бюл. №24.
      А. с. 464531 СССР, М. Кл. C 01b 27/02. Способ переработки мышьяксодержащих отходов / А. Н. Петров, Т. Ф. Тельных, Г. И. Попова и др. – №1877681/23-26 ; заявл. 29.01.73; опубл. 25.03.75, Бюл. №11. – 4 с.
      Marcuson S. W. // Minerals Sci. Eng. – 1980. – V. 12 (1). – P. 21–26.
      Изучение физико-химических основ термических методов обезвреживания мышьяксодержащихх отходов. - Свердловск. УрГУ, отчет. 60 с. - СР НИСКР, 1980, 03.36.135.
      Турбина, З.И. Получение нетоксичных мышьяксодержащих соединений сплавлением арсената кальция со шлаками / З.И. Турбина, Ю.Л. Козьмин, Я.Я. Копылов. // Цветные металлы. – 1976. – № 2. – С. 33.
      А.с. № 1043178 СССР, МПК C22B 30/04. Способ переработки мышьяксодержащих отходов / Куленов А.С., Серба Н.Г., Фирман И.А., Слободкин Л.В. Заявл. 3432512/22–02 30.04.1982. Опубл. 23.09.1983. Бюл. № 35.
      Михельсон, Ю.И., Максимов И.Е., Караульных Г.М. Метод определения проницаемости бетонного покрытия по отношению к растворимым соединениям мышьяка / Ю.И. Михельсон, И.Е. Максимов, Г.М. Караульных. // Цвет. Металлургия. – 1989. – № 10. – С. 59–61.
      Седова, В.А., Вишнякова Н.Н. Об условиях вымывания мышьяка из отвальных сульфидных продуктов / В.А. Седова, Н.Н. Вишнякова // Цветные металлы. – 1980. – № 9. – С. 21–22.

Патент № 2711766 Российская Федерация, МПК C22B 7/00, С22В 30/02, В09В 3/00. Способ обезвреживания и утилизации сульфидных мышьяксодержащих отходов: № 2019101564: заявл. 21.01.2019: опубл. 22.01.2020: бюл. № 3 / Булатов К.В., Закирничный В.Н., Верхорубова А. В., Передерий О.Г.; заявитель и патентообладатель научно-исследовательский и проектный институт обогащения и механической обработки полезных ископаемых "Уралмеханобр" (RU). – Текст: непосредственный.

Ahmadzai, H; Borell, M.; and Svedberg, A.: Information Exchange on Boliden AB Non-ferrous Smelter at Rönnskär; Arctic Council Action Programme (ACAP) Mercury Steering Group, Copenhagen, March 10, 2006.

___________________________

Приложение 1
к справочнику по наилучшим
доступным техникам
"Производство свинца"

Моделирование воздействия на атмосферный воздух

NO_x(на существующее положение)

NO_x(после внедрения НДТ)

SO₂ (существующее положение)

SO₂ (после внедрения НДТ)

PM_2.5 (существующее положение)

PM_2.5 (после внедрения НДТ)

PM₁₀ (существующее положение)

PM_2.5 (после внедрения НДТ)

___________________________

Приложение 2
к справочнику по наилучшим
доступным техникам
"Производство свинца"

Примеры расчета экономической эффективности

Изложенные подходы были использованы на примере расчетов экономической эффективности процесса доочистки сточных вод свинцового завода путем применения следующих техник:

адсорбция с применением активированного алюмосиликатного адсорбента в безнапорных однослойных скорых фильтрах;

адсорбция с применением активированного алюмосиликатного адсорбента в блоке сорбционных фильтров;

обратный осмос.

Объем поступающей воды составил 320 куб.м/ч (2 803 куб.м/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 1.

Таблица 1. Параметры содержания загрязняющих веществ в поступающей воде до очистки и после очистки с использованием активированного алюмосиликатного адсорбента

Загрязняющее вещество	Содержание загрязняющих веществ, мг/дм³
Загрязняющее вещество	до очистки	после очистки
Взвешенные вещества	12,0	7,5
Свинец (Pb)	0,025	0,020
Цинк (Zn)	0,11	0,01
Кадмий (Cd)	0,006	0,001
Железо (Fe) общее	0,10	0,07
Мышьяк (As)	0,030	0,02
Медь (Cu)	0,006	0,006
Кальций (Ca)	115,0	100,0
Нефтепродукты	0,05	0,05
Хлориды (Cl)	200,0	150,0
Сульфаты (SO4)	295,0	230,0
Ртуть (Hg)	0,0002	0,0002
Селен (Se)	0,0026	0,0026
Марганец (Mn)	0,02	0,01
Теллур (Te)	0,002	0,002

Исходными данными для первого варианта стали сведения о реализованном на свинцовом заводе способе доочистки промышленных сточных вод методом адсорбции с применением активированного алюмосиликатного адсорбента в безнапорных однослойных скорых фильтрах.

Для расчета капитальных вложений принято, что для входящей на доочистку сточных вод в объеме 320 куб.м/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 куб.м/ч, общей стоимостью 1 645 тыс. тенге из расчета 164 500 тенге за каждый;

адсорбент в объеме 392 куб.м для единовременной засыпки во все фильтры, общей стоимостью 260 288 000 тенге из расчета цене 664 000 тенге/куб.м.

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 куб.м в год, общей стоимостью 26 028 800 тенге из расчета цене 664 000 тенге/куб.м. 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 MgSO₄ в 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 Республики Казахстан 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

куб.м

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)

куб.м

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 Республики Казахстан на дату расчета
https://nationalbank.kz/ru/exchangerates/ezhednevnye-oficialnye-rynochnye-kursy-valyut)

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
										1	7,41 ₸	415,12 ₸	443,06 ₸
		мг/дм³	мг/дм³	мг/дм³	г/ч	т/год	%	мг/дм³	тенге/мг/дм³	₸	₽	$	€
1	Взвешенные вещества	25,00	12	7,5	5 250,00	21,000	2	4,50	0,026	15 789,62	2 242,84	36,48	34,14
2	Свинец (Pb)	0,50	0,025	0,02	14,00	0,056	0,0041	0,00500	23,657	5 921 106,25	841 066,23	13 681,56	12 802,12
3	Цинк (Zn)	1,00	0,11	0,01	7,00	0,028	0,0021	0,10000	1,183	11 842 212,50	1 682 132,46	27 363,12	25 604,23
4	Кадмий (Cd)	0,10	0,006	0,001	0,70	0,003	0,0002	0,00500	23,657	118 422 125,00	16 821 324,57	273 631,23	256 042,30
5	Мышьяк (As)	0,10	0,03	0,02	14,00	0,056	0,0041	0,01000	11,829	5 921 106,25	841 066,23	13 681,56	12 802,12
6	Медь (Cu)	0,20	0,006	0,006	4,20	0,017	0,0012	-	-	19 737 020,83	2 803 554,10	45 605,21	42 673,72
7	Ртуть (Hg)	0,05	0,0002	0,0002	0,14	0,001	0,00004	-	-	592 110 625,00	84 106 622,87	1 368 156,16	1 280 211,51
8	Железо (Fe) общее		0,1	0,07	49,00	0,196	0,0144	0,03000	3,943	1 691 744,64	240 304,64	3 909,02	3 657,75
9	Кальций (Ca)		115	100	70 000,00	280,000	21	15,00000	0,008	1 184,22	168,21	2,74	2,56
10	Нефтепродукты		0,05	0,05	35,00	0,140	0,0103	-	-	2 368 442,50	336 426,49	5 472,62	5 120,85
11	Хлориды (Cl)		200	150	105 000,00	420,000	31	50,00000	0,0024	789,48	112,14	1,82	1,71
12	Сульфаты (SO₄)		295	230	161 000,00	644,000	47	65,00000	0,0018	514,88	73,14	1,19	1,11
13	Селен (Se)		0,0026	0,0026	1,82	0,007	0,0005	-	-	45 546 971,15	6 469 740,22	105 242,78	98 477,81
14	Марганец (Mn)		0,02	0,01	7,00	0,028	0,0021	0,01000	11,829	11 842 212,50	1 682 132,46	27 363,12	25 604,23
15	Теллур (Te)		0,002	0,002	1,40	0,006	0,0004	-	-	59 211 062,50	8 410 662,29	136 815,62	128 021,15
	Всего по всем веществам		622,35	487,69	341 384,26	1365,537	100	134,66	76,14	874 632 907,33	124 237 628,88	2 020 964,25	1 891 057,29

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/дм3 составят 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)

Показатель	Единица измерения	Методы доочистки
		Применение активированного алюмосиликатного адсорбента в различных фильтрах		Обратный осмос
		безнапорный однослойный фильтр	Сорбционный фильтр

1	2	3	4	5
Капитальные затраты	$	628 719	595 926	1 239 135
Операционные расходы	- " -	137 448	128 613	0
ВСЕГО затраты	- " -	766 167	724 539	1 239 135

Экономическая эффективность затрат на 1 килограмм сокращенного загрязняющего вещества в год	$/кг
Взвешенные вещества	- " -	36,48	34,50	59,01
Свинец	- " -	13 681,56	12 938,20	22 127,42
Цинк	- " -	27 363,12	25 876,41	44 254,83
Кадмий	- " -	273 631,23	258 764,09	442 548,34
Мышьяк	- " -	13 681,56	12 938,20	22 127,42
Медь	- " -	45 605,21	43 127,35	73 758,06
Ртуть	- " -	1 368 156,16	1 293 820,45	2 212 741,71
Железо общее	- " -	3 909,02	3 696,63	6 322,12
Кальций	- " -	2,74	2,59	4,43
Нефтепродукты	- " -	5 472,62	5 175,28	8 850,97
Хлориды	- " -	1,82	1,73	2,95
Сульфаты	- " -	1,19	1,13	1,92
Селен	- " -	105 242,78	99 524,65	170 210,90
Марганец	- " -	27 363,12	25 876,41	44 254,83
Теллур	- " -	136 815,62	129 382,04	221 274,17
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 "Қорғасын өндірісі" анықтамалығы бекітілсін.

2. Осы қаулы қол қойылған күнінен бастап қолданысқа енгізіледі.

Қазақстан Республикасының
Премьер-Министрі

Ә. Смайылов

Қазақстан Республикасы
Үкіметінің
2023 жылғы 11 қарашадағы
№ 998 қаулысымен
бекітілген

Ең үздік қолжетімді техникалар бойынша "Қорғасын өндірісі" анықтамалығы

Мазмұны

Қолданылу қағидаттары

1. Жалпы ақпарат

1.1. Ресурстар мен материалдар

1.2. Өндірістік алаңдар

1.3. Негізгі экологиялық проблемалар

1.3.1. Энергия тиімділігі

1.3.2. Атмосфералық ауаға ластағыш заттардың шығарындылары

1.3.3. Ластағыш заттардың төгінділері

1.3.4. Өндіріс қалдықтары

1.3.5. Шу және діріл

1.3.6. Иіс

1.3.7. Радиоактивті заттардың шығарындылары

1.3.8. Қоршаға ортаға әсерді төмендету

1.3.9. Қоршаған ортаны қорғаудың кешенді тәсілін енгізу

2. Ең үздік қолжетімді техникаларды анықтау әдіснамасы

2.1. Детерминация, таңдау қағидаттары

2.2. Техникаларды ЕҚТ-ға жатқызу өлшемшарттары

2.3. ЕҚT қолданудың экономикалық аспектілері

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

3.1. Шикізатты алдын ала өңдеу, дайындау және тасымалдау

3.1.1. Еріту

3.1.2. Кептіру

3.1.3. Уату, ұсақтау және елеу

3.1.4. Шихта дайындау

3.1.5. Брикеттеу, түйіршіктеу, илемдеу және ықшамдаудың басқа да әдістері

3.1.6. Жабындарды кетіру және майдан арылту

3.1.7. Сепарациялау әдістері

3.1.8. Тасымалдау және тиеу жүйелері

3.2. Бастапқы қорғасын өндірісі

3.2.1. Қорғасын концентраттарының агломерациясы

3.2.2. Қорғасын агломерациясын шахталық балқыту

3.2.3. Тікелей балқыту

3.2.4. Сұйық ваннада балқыту (ВП)

3.2.5. КИВЦЭТ-ЦС-процесі

3.3. Қайталама қорғасын өндірісі

3.3.1. Қорғасын-қышқылды аккумуляторлардан қорғасын алу

3.3.2. Қалдықтар мен сынықтардан қорғасын алу

3.3.3. Қорғасынды қалдықтардан – металлургиялық өндірістің тозаңынан қалпына келтіру

3.3.4. Қайталама шикізат пен қалдықтардан қорғасын және басқа металдар алу

3.3.5. Қайталама шикізат пен қалдықтардан қорғасын және басқа металдар алу

3.3.6. Құрама технологияны қолдана отырып, қайталама шикізат пен қалдықтардан қорғасын алу

3.3.7. PLACID және PLINT технологиялары

3.3.8. CX-EW-процесі және оны жетілдіру

3.4. Бастапқы және қайталама шикізатты рафинациялау

3.4.1. Тазартылмаған қорғасынды электролиттік рафинациялау технологиясы

3.5. Бағалы компоненттерді (сирек металдарды) қосымша алу

3.6. Қорғасын қорытпаларын балқыту және өндіру

4. Эмиссиялар мен ресурстарды тұтынуды болғызбау және/немесе азайтуға арналған жалпы ЕҚТ

4.1. Өндірістік процестердің интеграциясын арттыру

4.2. Экологиялық менеджмент жүйесі

4.3. ISO 50001 халықаралық стандартының талаптарына сәйкес энергия тиімділігін басқару жүйесі

4.4. Технологиялық процестерді мониторингтеу және бақылау

4.5. Шикізат пен отынның сапасын бақылау

4.6. Эмиссияларды мониторингтеу мен бақылаудың жалпы қағидаттары

4.6.1. Мониторинг компоненттері

4.6.2. Бастапқы шарттар мен параметрлер

4.6.3. Кезеңдік монитоинг

4.6.4. Үздіксіз мониторинг

4.6.5. Атмосфералық ауаға шығарындыларды мониторингтеу

4.6.6. Су объектiлерiне төгінділер мониторингi

4.6.7. Қалдықтарды басқару

4.7. Су ресурстарын басқару

4.8. Технологиялық қалдықтарды басқару

4.9. Шу

4.10. Иіс

5. Ең үздік қолжетімді техникаларды таңдау кезінде қарастырылатын техникалар

5.1. Шикізатты қабылдау, тасымалдау және сақтау

5.1.1. Шикізаттар мен материалдарды сақтау кезінде ұйымдастырылмаған шығарындыларды болғызбау және/немесе азайтуға арналған техникалық шешімдер

5.1.2. Тасымалдау, тиеу және түсіру операциялары кезінде ұйымдастырылмаған шығарындыларды болғызбауға және/немесе азайтуға арналған техникалық шешімдер

5.1.3. Ұйымдастырылған тозаң шығарындыларының алдын алу және/немесе азайтуға арналған техникалық шешімдер 5.2. Шикізатты алдын ала өңдеу

5.2.1. Бастапқы және қайталама шикізатты (аккумуляторлардан басқа) алдын ала өңдеу кезінде шығарындыларды болғызбау және/немесе азайту

5.2.2. Шикізатты кептіру кезінде атмосфераға шығарындыларды болғызбау және/немесе азайту

5.2.3. Ұсақтау, қақтау, брикеттеу кезіндегі шығарындыларды болғызбау және/немесе азайту

5.2.4. Аккумулятор батареяларын дайындау кезінде шығарындыларды болғызбау және/немесе азайту

5.2.5. Түзілген химиялық заттар мен газдарға қолданылатын процестер мен әдістер

5.3. Металл өндірісінде ұйымдастырылмаған шығарындыларды болғызбау және шығарылатын газдарды жинау процестері мен әдістері

5.4. Бастапқы қорғасын өндірісі

5.4.1. Тотықтырып балқыту кезінде шығарындыларды болғызбау және/немесе азайтуға арналған техникалық шешімдер

5.4.2. Қалпына келтірілетін балқыту кезінде атмосфераға құрамында бөлінетін газдар бар ұйымдастырылған тозаң шығарындылары тасталуын болғызбау және/немесе азайтуға арналған техникалық шешімдер

5.4.3. Тиеу, шығару және алдын ала мыссыздандыру ұйымдастырылмаған шығарындыларды болғызбауға және/немесе азайтуға арналған техникалық шешімдер

5.4.4. Тотықтырып балқыту қожын өңдеу кезінде ұйымдастырылмаған шығарындыларды болғызбау және/немесе азайтуға арналған техникалық шешімдер

5.4.5. SO2 шығарындыларын азайту

5.4.6. Металдардың және олардың қосылыстарының шығарындыларын азайту

5.4.7. SO3 шығарындыларын азайту

5.5. Қайталама қорғасын өндірісі

5.5.1. Ұйымдастырылмаған шығарындыларды болғызбау және/немесе азайтуға арналған техникалық шешімдер

5.5.2. Ұйымдастырылмаған шығарындыларды болғызбау және/немесе азайтуға арналған техникалық шешімдер

5.5.3. SO2 шығарындыларын азайту

5.5.4. CO мен органикалық көміртекті кетіру үшін толық жағатын оттықтарды пайдалану

5.5.5. Газ тәрізді қосылыстардың шығарындыларын болғызбау және/немесе азайтуға арналған ылғалды тазарту жүйелері

5.5.6. Құрғақ және жартылай құрғақ тазарту скрубберлері

5.5.7. Оттекті-отынды жағу

5.5.8. ПХДД/Ф шығарындыларын азайту техникалары 5.6. Қайта балқыту және тазарту, қорытпалар алу және құю

5.6.1. Қорғасынды тазарту, балқыту және құю кезінде шығарындыларды болғызбау және/немесе азайтуға арналған техникалық шешімдер

5.6.2. Сынап шығарындыларын азайту әдістері

5.7. Сарқынды сулармен жұмыс істеу әдістері

5.7.1. Сарқынды сулардың пайда болуының алдын алу

5.7.2. Сарқынды суларды тазарту әдістері

5.8. Қалдықтармен, аралық өнімдермен және айналым материалдарымен жұмыс істеу

5.8.1. Қалдықтардың түзілуін бақылау және барынша азайту техникалары

5.8.2. Тотығу процестері кезінде қоқыстар мен қалдықтардың түзілуін болғызбау және барынша азайту

5.8.3. Қалпына келтіру процестері кезінде қоқыстар мен қалдықтар түзілуін болғызбау және пайда болуын барынша азайту

5.8.4. Құрамында күшән бар қалдықтарды қайта өңдеу-кәдеге жарату және зиянсыздандыру әдістері

5.9. Энергетикалық ресурстарды тұтыну (энергия тиімділігі)

5.9.1. Энергия тұтынуды азайту (энергия тиімділігі)

5.9.2. Энергия өндіру, қайталама энергетикалық ресурстарды пайдалану

6. ЕҚТ бойынша тұжырымдар қамтылған қорытынды

6.1. Экологиялық менеджмент жүйесі

6.2. Энергия тұтынуды басқару

6.3. Процестерді басқару

6.3.1. Шығарындыларды мониторингтеу

6.3.2. Төгінділерді мониторингтеу

6.3.3. Шу

6.3.4. Иіс

6.4. Атмосфераға шығарындылар

6.4.1. Ұйымдастырылмаған шығарындылар

6.4.2. Ұйымдастырылған шығарындылар

6.4.3. Күкірт диоксидінің шығарындылары

6.4.4. Азот тотықтарының шығарындылары

6.4.5. Органикалық қосылыстардың шығарындылары

6.4.6. Сынап шығарындылары

6.5. Суды пайдалануды басқару, сарқынды суларды жою және тазарту

6.6. Қалдықтарды басқару

6.7. Ремедиация жөніндегі талаптар

7. Перспективалы техникалар

7.1. Қорғасын өндірісінің перспективалық техникалары

7.1.1. КЭПАЛ-ЖВ процесі

7.1.2. Төмен температуралық процестер

7.1.3. Түсті металлургия кәсіпорындарының құрамында қорғасын бар өнеркәсіптік өнімдерінен қорғасын өндірудің технологиялық схемалары

7.1.4. Амин негізіндегі еріткішпен қорғасын аккумуляторының массасынан күкіртті алу

7.1.5. Қолданылған аккумулятордың массасын дымқыл өңдеу

7.1.6. Қолданылған қорғасын аккумуляторларын қайта өңдеуге және жаңа аккумулятор торларын өндірге арналған бөлек процесс

7.1.7. Мырыш пен қорғасынның пирометаллургиялық өндірісінің қожын батырымды доғалы пеште өңдеу

7.1.8. Шахталық пеште бөлшектелген аккумуляторларды пайдалану

7.1.9. Тозаң мен газ ағындарын жинаудың қолданыстағы жүйелерінің тиімділігін арттыру

7.2. Энергия тиімділігі

7.2.1 Шығарылатын газдардың жылуын кәдеге жарату

7.2.2. Кәдеге жарату қазандығын үздіксіз үрлеуді басқаруды автоматтандыру

7.2.3. Конденсатты жинау және қайтару жүйесін енгізу

7.2.4. Жылу тұтынатын жабдықты будан ыстық суға ауыстыру

7.2.5. Құрамында күшән бар қалдықтардың уыттылығын төмендету әдістері

7.3. Су ресурстары

7.3.1. Қорғасын өндірісінің сарқынды суларын тазартуға арналған кері осмос қондырғысы

7.3.2. Ауыр металдарды тиімді жою үшін түйіршікті материалды пайдалану

8. Қосымша түсініктемелер мен ұсынымдар

Библиография

Суреттер тізімі

1.1-сурет	Әлемдік қорғасын қоры
1.2-сурет	"Казцинк" ЖШС ӨМК қорғасын зауытының өндірістік қуатының орташа жылдық көрсеткіштері
1.3-сурет	Өндірістік көрсеткіштер / атмосфералық ауаға ЛЗ шығарындылары
1.4-сурет	Балқыту пештерінің технологиялық қалдықтары
1.5-сурет	Күкірт қышқылы қондырғыларының технологиялық қалдықтары
1.6-сурет	Сарқынды суларды тазарту қондырғыларының технологиялық қалдықтары
3.1-сурет	Қорғасын балқытуға арналған шахталы пештің сызбасы
3.2-сурет	"Оутокумпу" өлшеп балқыту пешінің сызбасы
3.3-сурет	"Айзасмелт" реакторының схемасы
3.4-сурет	"КИВЦЭТ-ЦС" аппаратының сызбасы:
3.5-сурет	Білік пешіндегі аккумуляторды қалпына келтірудің типтік процесінің схемасы
3.6-сурет	Қорғасынды тазарту схемасы
4.1-сурет	Сарқынды сулар және олармен жұмыс істеу әдістері
5.1-сурет	Циклонның құрылысы
5.2-сурет	Қапшық сүзгінің жұмыс істеу қағидаты
5.3-сурет	Электрсүзгінің жұмыс істеу қағидаты
5.4-сурет	Қож құю машинасы
5.5-сурет	Мыс зауытындағы электрсүзгі
5.6-сурет	Түсті металлургияда қолданылатын технологиялық газдарды SO₂ -ден тазарту процестерінің операциялық сипаттамасы
5.7-сурет	Құмды сүзгідің қағидаттық схемасы
5.8-сурет	Қорғасын өндірісінің сызбасы (агломерациялық күйдіру)
5.9-сурет	Қорғасын өндіру сызбасы (автогенді тотықтырып балқыту)
5.10-сурет	Ecomax рекуперативті жанарғысы
5.11-сурет	Төмен әлеуетті жылудан электр энергиясын өндіру

Кестелер тізімі

1.1-кесте	Қорғасын мен мырышты геологиялық-экономикалық бағалау нәтижелері
1.2-кесте	Дайындау және бастапқы балқыту процесінде шикізат пен энергия ресурстарының шығыны
1.3-кесте	Білік пештерінде өнімді балқыту процесіндегі шикізат пен энергия ресурстарының шығыны, ілеспе тазартылмаған қорғасын өндірісі және нашар қождан бағалы компоненттерді қосымша алу.
1.4-кесте	Тазартылмаған қорғасынды тазарту және тазартудың аралық өнімдерін өңдеу арқылы тауарлық қорғасын алу процесінде шикізат пен энергия ресурстарын тұтыну
1.5-кесте	Қорғасын өндірудің қосалқы сатылары бойынша энергия ресурстары шығынының көрсеткіштері
1.6-кесте	Қорғасын өндірісінде энергетикалық ресурстарды және негізгі шикізатты тұтынудың үлестік көрсеткіштері
1.7-кесте	Қорғасын өндіру кезіндегі ауаға ластағыш заттар шығару көздері/процестері
1.8-кесте	Қорғасын өндірісінің 1 тоннасынан SO₂ шығарындылары
1.9-кесте	Кейбір еуропалық процестерден металдардың жаппай бөлінуі
1.10-кесте	Әлеуетті сарқынды су көздері
1.11-кесте	Тазарту процестерінің қатты қалдықтары
3.1-кесте	Қайталама қорғасын шикізатын шахталық балқытудың материалдық балансы
3.2-кесте	Шахталық балқыту өнімдері бойынша металдарды бөлу, %
3.3-кесте	Қорғасын өндіру кезінде түзілетін және өңделетін тозаңдардың жобамен алғандағы құрамы, %
3.4-кесте	Қорғасын өндірісінің тозаңдарының құрамы
3.5-кесте	Әртүрлі зауыттардан алынатын тазартылмаған қорғасынның құрамы, %
3.6-кесте	Тазартылған қорғасынның құрамы
4.1-кесте	Үздіксіз және мерзімді өлшемдерді салыстыру [33]
4.2-кесте	Ластағыш заттардың тізілімі
5.1-кесте	Механикалық конвейерлер мен пневматикалық көліктердің әрқилы түрлері
5.2-кесте	Циклондарды пайдаланып тазартудың тиімділігі
5.3-кесте	Қапшық сүзгілерге қолданылатын қарапайым маталар
5.4-кесте	Әртүрлі мата сүзгі жүйелерін салыстыру
5.5-кесте	Электрсүзгілерді пайдалануға байланысты шығарындыларды тазарту тиімділігі мен олардың деңгейлері
5.6-кесте	Материалдары кептірген кездегі шығарындылар
5.7-кесте	Аккумуляторларды дайындау кезіндегі шығарындылар
5.8-кесте	SO₂ шығарындылары
5.9-кесте	SO₂ шығарындыларын болғызбау және/немесе азайту әдістері
5.10-кесте	SO₃/H₂SO₄ қалпына келтіру/сіңіру әдістері [47]
5.11-кесте	Қайталама өндіріс пештерінің тозаң шығарындыларының мысалы
5.12-кесте	Герметикалық корпусты және тазалау үшін әк бүркілетін қапшық сүзгіні пайдаланған кездегі тозаң және SO₂ шығарындылары
5.13-кесте	Шығарылатын газдардағы сынапты азайту тиімділігі [112]
5.14-кесте	Сарқынды суларды болғызбау және/немесе азайту шаралары
5.15-кесте	Сарқынды сулардың түзілуі және оларды тазарту әдістері
5.16-кесте	Металдар мен олардың қосылыстарын тұндыру әдістері
6.1-кесте	ЕҚТ-мен байланысты шығарындылардың/төгінділердің технологиялық көрсеткіштерін орташаландыру кезеңдері
6.2-кесте	Шикізатты дайындау кезіндегі ЕҚT-ге байланысты тозаңның технологиялық көрсеткіштері
6.3-кесте	Батареяларды дайындау кезіндегі ЕҚT-ге байланысты тозаңның технологиялық көрсеткіштері
6.4-кесте	ЕҚT-ге байланысты тозаңның және қорғасынның технологиялық көрсеткіштері
6.5-кесте	Балқыту пештерінен бөлінетін газдардың құрамындағы күкіртті күкірт қышқылын және басқа өнімдер өндіру жолымен рекуперациялау кезіндегі ЕҚТ-мен байланысты SO₂ технологиялық көрсеткіштері
6.6-кесте	Бастапқы және қайталама қорғасын өндірісінде металды тиеу, балқыту және шығару кезіндегі (күкірт қышқылы зауытына немесе басқа өнімдерге жіберілгеннен басқа) ЕҚT-ге байланысты SO₂ технологиялық көрсеткіштері
6.7-кесте	ЕҚT-ге байланысты SO₃/H₂SO₄ технологиялық көрсеткіштері
6.8-кесте	ЕҚT-ге байланысты органикалық қосылыстардың технологиялық көрсеткіштері
6.9-кесте	Қайталама шикізатты балқыту кезіндегі ЕҚT-ге байланысты ПХДД/Ф технологиялық көрсеткіштері
6.10-кесте	Құрамында сынап бар шикізат пайдаланылатын пирометаллургиялық процесс кезіндегі ЕҚT-ге байланысты сынап технологиялық көрсеткіштері
6.11-кесте	Бастапқы және қайталама қорғасын өндіру кезінде ЕҚТ-ге сәйкес келетін қабылдағыш су қоймаларына құйылатын сарқынды сулар төгінділеріндегі ластағыш заттардың шоғырлану технологиялық көрсеткіштері.

Глоссарий

Осы глоссарий осы ең үздік қолжетімді техникалар бойынша "Қорғасын өндірісі" анықтамалығында (бұдан әрі – ЕҚТ бойынша анықтамалық) қамтылған ақпаратты түсінуді жеңілдетуге арналған. Осы глоссарийдегі терминдердің анықтамалары (олардың кейбіреулері Қазақстан Республикасының НҚА-да келтірілген анықтамаларға сәйкес келуі мүмкін болса да) заңды анықтамалар болып табылмайды.

Глоссарийде келесі бөлімдер ұсынылған:

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;
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;
уату	—	кенді қатты беткейде уату немесе мәжбүрлі қозғалыспен қозғалмайтын бағытта беткейге соққылау арқылы жүргізіледі;
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;
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 технологиялық көрсеткіштер	—	белгілі бір уақыт кезеңі үшін және белгілі бір жағдайларда орташаландыруды ескергенде ең үздік қолжетімді техникалар жөніндегі қорытындыда сипатталған ең үздік қолжетімді техникалардың бірін немесе бірнешеуін қолдану арқылы объектіні қалыпты пайдаланған кезде қол жеткізуге болатын өндірілетін өнімнің (тауардың), орындалатын жұмыстың, көрсетілетін қызметтің бір бірлігіне немесе уақыт бірлігіне есептегенде эмиссиялардың ең үздік қолжетімді технологияларды қолдануға байланысты, эмиссия көлемінің бір бірлігіне (мг/Нм3, мг/л) және (немесе) электр және (немесе) жылу энергиясын, өзге ресурстарды тұтыну мөлшеріне қатысты маркерлік ластағыш заттардың шекті мөлшері (массасы) түрінде көрсетілген деңгейі;
ендірудің қозғаушы күші	—	технологияны іске асыру себептері, мысалы, басқа заңнама, өнім сапасын жақсарту;
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;
жерүсті ағыны	—	жерге сіңбей және жерүсті ағыны түрінде ағатын жауын-шашын мен қардың еріген суының бір бөлігі;
жіктеу	—	бөлшектерінің мөлшері әркелкі сусымалы өнімді белгілі бір мөлшердегі бөлшектердің екі немесе одан да көп фракциясына елеуіш құрылғыны қолдану арқылы бөлу;
жылдық күрделі шығындар	—	ұсынылатын техника пайдалы пайдаланылатын мерзім ішінде жыл сайын төленетін бірдей немесе бірқалыпты төлем. Барлық төлемдер сомасының бастапқы инвестициялық шығындар сияқты бірдей "келтірілген құны" болады. Активтің жылдық күрделі құны инвестор үшін активті иелену мүмкіндігінің баламалы құнын көрсетеді;
жылуды қалпына келтіру	—	бұл секторда термин шикізатты, отынды немесе жағылатын ауаны алдын ала қыздыру үшін технологиялық жылуды қолдануды білдіруі мүмкін;
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;
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 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;
кешенді технологиялық аудит (КTA)	—	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;
конденсатор	—	скруббер түріндегі цилиндрлік қуыс мұнара, айналымдағы сумен пеш газына қарсы ағынмен суландырылады, фосфорды сұйылту үшін қолданылады;
концентрат	—	байыту фабрикасында бөлінгеннен кейінгі құрамында бағалы минералдары жоғары 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 қалдық болуы да, болмауы ықтимал материал;
қалдық газ	—	процесс немесе пайдалану нәтижесінде түзілетін газға/ауаға арналған ортақ термин (шығарылатын газдарды, түтін газдарын, пайдаланылған газдарды қараңыз);
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;
қалдықтарды кәдеге жарату	—	қалдықтарды өңдеуден басқа мақсаттарда, оның ішінде жылу немесе электр энергиясын алу, отынның әрқилы түрлерін өндіру үшін қайталама энергия ресурсы ретінде, сондай-ақ құрылыс, ландшафттарды құру немесе өзгерту кезінде жердегі немесе жер қойнауындағы немесе инженерлік мақсаттағы кеңістіктерді (қуыстарды) толтыру (қайта толтыру, толтыру) мақсаттары үшін қайталама материалдық ресурс ретінде пайдалану процесі;
қалпына келтіру процесі	—	оттегін оттегімен бірігуге қабілетті қалпына келтіргіш затпен байланыстыру арқылы оксидтерінен металдар алудың физика-химиялық процесі;
қауіпті заттар	—	уыттылық, тұрақтылық және биоаккумуляциялық сияқты бір немесе бірнеше қауіпті қасиеттері бар немесе адамдар немесе қоршаған орта үшін қауіпті деп жіктелген заттар немесе заттар топтары;
қож	—	негізінен оксид қорытпаларынан тұратын, шихта компоненттерінің жоғары температуралы өзара әрекеттесуінің өнімі;
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;
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;
қорғасын кек	—	құрамында қорғасын және белгілі бір мөлшерде күміс бар өнеркәсіптік өнім;
қоршаған ортаға әсер	—	толық немесе ішінара ұйымның экологиялық аспектілерінің нәтижесі болып табылатын қоршаған ортадағы кез келген жағымсыз немесе оң өзгерістер;
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;
құю (дайындау)	—	металды немесе қорытпаны қатайту арқылы қалыптасқан дайын өңдеудегі бұйымдар үшін қолданылатын жалпы термин (ISO 3134–4: 1985);
құнарсыздандыру	—	пайдалы қазбаны өндіру, тасымалдау, өңдеу кезінде баланстық қорлардағы мөлшерімен салыстырғанда оның құрамындағы пайдалы компонентінің немесе пайдалы құрамдас бөлігінің азаюынан туындайтын сапасының жоғалуы. Құнарсыздандыру массивтің құрамындағы пайдалы компонентпен немесе пайдалы құрамдас бөлікпен салыстырғанда олардың өндірілген пайдалы қазба массасының құрамында болуының оған бос жыныстарды немесе кондициялы емес пайдалы қазбаны қосу, сондай-ақ өндіру, тасымалдау, өңдеу кезінде пайдалы компонентінің немесе пайдалы құрамдас бөлігінің бір бөлігінің жоғалуы (мысалы, байытылған ұсақталған массаның жоғалуы түрінде, пайдалы құрамдас бөлікті шаймалау кезінде және т.б.) салдарынан азаюынан көрінеді. Араластыру мағынасында да қолданылады, мысалы, "күйдіру газдарын ауамен құнарсыздандыру";
компонент	—	қоспаға, мысалы, сарқынды суға, пайдаланылған газдарға немесе ауаға қосылған зат;
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;
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 заттардың шығарындысы	—	шығарындылар көздерінен атмосфералық ауаға ластағыш заттардың түсуі;
ластағыш заттардың төгіндісі	—	сарқынды сулардағы ластағыш заттардың жерүсті және жерасты су объектілеріне, жер қойнауына немесе жер бетіне түсуі;
ликвация	—	металлургиядағы сегрегация, қорытпалар кристалданған кездегі олардың химиялық құрамының әркелкілігі;
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;
минералды ресурстар	—	табиғи, қатты, бейорганикалық немесе тасқа айналған органикалық материалдың жер қыртысында немесе оның үстінде экономикалық өндіру үшін орынды перспективалары болатындай пішінде және мөлшерде және құрамда немесе сапада шоғырлануы немесе пайда болуы. Пайдалы қазбаның орналасқан жері, саны, сапасы, геологиялық сипаттамасы және сабақтастығы нақты геологиялық деректер мен білімдерден белгілі, бағаланады немесе түсіндіріледі;
мониторинг	—	шығарындылардың, төгінділердің, тұтынудың, эквивалентті параметрлердің немесе техникалық шаралардың және т.б. белгілі бір химиялық немесе физикалық сипаттамаларының өзгеруін жүйелі түрде бақылау;
науа	—	балқытылған металды немесе қожды тасымалдау үшін пайдаланылатын канал;
оттегінің биохимиялық қажеттігі	—	органикалық заттарды ыдырату үшін микроорганизмдер тұтынатын ерітілген оттегінің мөлшері. Өлшеу бірлігі мг О₂/л болып табылады;
іске қосу және тоқтату операциялары	—	қызмет кезінде пайдалану, жабдық элементі немесе резервуар пайдалануға беріледі немесе пайдаланудан шығарылады немесе жұмыс істемей қалады немесе жұмыс істейді. Тұрақты тербелмелі белсенділік фазаларын іске қосу немесе тоқтату деп санауға болмайды;
осмос	—	сұйықтықтың әлсіз ерітіндіден жартылай өткізгіш мембрана арқылы анағұрлым концентрацияланған ерітіндіге өтуі, бұл еріген қатты заттарды емес, еріткішті (суды) өткізуге мүмкіндік береді;
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;
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;
өлшеу	—	мөлшерінің 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;
рафинациялау	—	металдарды қоспалардан тазарту;
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.;
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;
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);
мойындық	—	шахта пешінің кен материалдары, флюс, отын жүктелетін жоғарғы бөлігі (сондай-ақ шахта пешін де 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;
сәйкестікті бағалау	—	белгілі бір сенімділік дәрежесі шегінде қондырғыдан (өндірістік бірліктен) шығатын ластағыш заттардың нақты шығарындыларын шығарындылардың рұқсат етілген шекті мәндерімен салыстыру процесі;
de novo синтезі	—	ПХДД/Ф түзу үшін ұсақ көміртек бөлшектерінің 250 °C-ден 500 °C-қа дейінгі температура диапазонында бейорганикалық хлоридтермен немесе органикалық байланысқан хлормен әрекеттесу механизмі. Бұл процесс мыс немесе темір сияқты металдардың болуымен катализденеді;
сирету	—	құрылыстар мен техникалық жүйелер арналарындағы ауаның немесе жану өнімдерінің қысымын төмендету, ортаның төмен қысым аймағына ағуына ықпал етеді;
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;
Вентури скруббері	—	шығарылатын газдарды <1 мкм қатты бөлшектерден тазалау үшін қолданылатын жоғары жылдамдықты скруббер;
жағып бітіру	—	шығатын газдарды ауа бүрку немесе жанарғыны пайдалану арқылы тұтату және жағу (мысалы, СО және (ұшпа) органикалық қосылыстардың мөлшерін азайту үшін;
спрудина	—	Pb-Sb-қорытпаны Cu мен S-ден бөлу арқылы рафинациялаудың аралық өнімі. Қайталама шикізатты балқыту кезінде PbS түрінде Pb-ға өткен күкірт температура төмендеген кезде спрудина түрінде қалқып, Cu, Fe және басқа қоспаларды шоғырландырады. Түзілген спрудина алынады, салқындатылады және өңдеуге жіберіледі;
сүзгілеу	—	суспензияны конструкциясы әртүрлі сүзгілердің көмегімен сұйық және қатты фазаларға бөлу процесі;
сілті	—	протон акцепторы – сулы ерітіндідегі сутегі иондарын азды-көпті оңай сіңіретін зат;
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;
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;
техникалық оттегі	—	97 %-дан астам O₂ алу үшін азоттан бөлінген ауадағы оттегі;
техникалық сипаттама	—	құрылыстың, конструкцияның және/немесе материалдардың функционалдық, геометриялық, деформациялық, беріктік қасиеттерін көрсететін шама;
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;
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;
төсем	—	шихтаны жүктеу алдында жентектеу арбаларының (паллеталардың) торына төселетін ұсақ агломерат қабаты, ол мынадай функцияларды орындайды, жентектеу арбаларының желтартқыш торын шамадан тыс қызудан қорғайды, яғни олардың қызмет ету мерзімін арттырады; машинаның астына материалдың ұсақ бөлшектерінің шашылып түсуінен қорғайды және оның дымқыл шихтамен бітелуіне жол бермей, желтартқыштар арасындағы еркін қиманы сақтайды, агломерат пирогының желтартқыштарға жабсып қалуын жоққа шығарып, оның машинадан еркін түсуін қамтамасыз етеді;
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;
тікелей өлшеу	—	белгілі бір көзден шығарылатын қосылыстардың нақты сандық анықтамасы;
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;
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;
ұшпа органикалық қосылыстар (ҰОҚ)	—	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;
астарлау	—	пештердің, қазандықтар оттықтарының және өзге де жабдықтардың ішкі жағын қаптайтын отқа төзімді, химиялық төзімді, жылу оқшаулағыш материалдармен қаптау;
фьюмингтеу	—	құрамында мырыш, қорғасын немесе қалайы бар балқытылған қождардан ұшпа компоненттерді алу тәсілі;
тозаң	—	кез келген нысандағы, құрылымдағы немесе тығыздықтағы субмикроскопиялық мөлшерден макроскопиялық мөлшерге дейінгі газ фазасында шашыраған қатты бөлшектер;
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;
шихта	—	концентраттардан, флюстерден, қалпына келтіргіштерден және т.б. тұратын металдарды алуға арналған шикізат қоспасы;
шлам	—	сарқынды сулардан және тазарту құрылыстарынан алынатын "сұйықтағы қатты" суспензия;
шпейза	—	темір, кобальт, никель, мыс және басқа металдардың арсенидтері мен антимонидтерінің қорытпасы болып табылатын түсті металлургиядағы аралық немесе жанама өнім; құрамында күшән көп шикізатты балқытқан кезде түзіледі. Шпейзаны бөліп алу және қайта өңдеу үлкен қиындықтарды тудырады. Күйдірген кезде күшән мен сүрме жеткілікті түрде жойылмаған жағдайда түзіледі;
штейн	—	құрамында никель, мыс, кобальт және т.б. бар сульфидті металл кендерін балқыту кезінде түзілетін сульфидтер 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;
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;
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.

Аббревиатуралар мен олардың толық жазылуы

АКМ	агломерациялық конвейер машинасы
АҚ	акционерлік қоғам
БЖК	бір рет қолданылатын жұмсақ контейнер
ВП	Ванюков процесі
дБА	акустикалық децибел
ЕҚТ анықтамалығы	ең үздік қолжетімді техникалар бойынша анықтамалық
ЖЖР	жетектердің жиілік реттегіштері
ЖШС	жауапкершілігі шектеулі серіктестік
К	Кельвин
ОҚЦЭ-КС	оттекті-қалқыма циклондық электртермиялық кокс сүзгісі бар
ОҚЦЭ-МҚ	оттекті-қалқыма циклондық электртермиялық (мырыш-қорғасын)
кПа	Паскаль
КТА	кешенді технологиялық аудит
АСОЭБ	аккумуляторлық сынықтарды оттек-электртермиялық балқыту
АСОЭБ-СВ	аккумуляторлық сынықтарды сұйық ваннада оттек-электртермиялық балқыту
РҚ	редукциялау құрылғылары
КҚЗ	күкірт қышқылы зауыты
ҚО	қоршаған орта
ҚР НҚА	Қазақстан Республикасының нормативтік құқықтық актісі
ҚРЗ	Қазақстан Республикасының Заңы
ҚР ҰС	Қазақстан Республикасының Ұлттық стандарты
ОБТ	оттекті биохимиялық тұтыну
ОХТ	оттекті химиялық тұтыну
ПХДД/Ф	полихлорланған дибензо-н-диоксиндер және дибензофурандар
ПӘК	пайдалы әрекет тиімділігі
ЭнМЖ	энергоменеджмент жүйесі
ТГК	түтін газын күкіртсіздендіру
TЖТ	техникалық жұмыс тобы
ТК	технологиялық көрсеткіш
УС	ультракүлгін сәулелену
ҰОҚ	ұшпа органикалық қосылыстар
ҮНҚС	үш негізді қорғасын сульфаты
ЭББ	экологиялық бақылау бағдарламасы
ЭМЖ	экологиялық менеджмент жүйесі
ЭПР	электрондық парамагниттік резонанс
ЭС	электр сүзгілер
ЭТ	электрмагниттік тегершіктер
SCR	селективті каталитикалық бейтараптандыру реакторы
WSA	ылғалды газдан алынған күкірт қышқылы

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	галий	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 (сипаттама)
AI₂O₃	алюминий оксиді
CO	көміртек монооксиді
CO₂	көміртек диоксиді
CaO	кальций оксиді, кальций гидрототығы
FeO	темір оксиді
Fe₂O₃	темір оксиді үш валентті
H₂O₂	сутегінің асқын тотығы
H₂S	күкіртсутек
H₂SO₄	күкірт қышқылы
HCl	хлор-сутегі қышқылы
HF	фтор-сутегі қышқылы
HNO₃	азот қышқылы
K₂O	калий оксиді
MgO	магний оксиді, магнезия
MnO	марганец оксиді
NaOH	натрий гидрототығы
NaCl	натрий хлориді
CaCl₂	калий хлориді
Na₂CO₃	натрий карбонаты
Na₂SO₄	натрий сульфаты
NO₂	азот қостотығы
NO_x	азот оксиді (NO) және азот диоксиді (NO ₂) қоспасы, NO₂түрінде көрсетілген
PbCO₃	қорғасын карбонаты
PbO	қорғасын оксиді
Pb₃O₄	үш қорғасын тетроксиді
PbS	қорғасын сульфиді
PbSО₄	қорғасын сульфаты
SiO₂	кремний қостотығы, кремний оксиді
SO₂	күкірт қостотығы
SO₃	күкірт үштотығы
SO_x	күкірт оксидтері – SO ₂және SO₃
ZnO	мырыш оксиді

Өлшем бірліктері

Өлшем бірлігінің символы	Өлшем бірлігінің атауы	Өлшем атауы (өлшеу символы)	Түрлендіру және түсініктемелер
1	2	3	4
бар	бар	Қысым (Д)	1.013 бар = 100 кПа = 1 атм
°C	Цельсий градусы	Температура (T) Температура айырмасы (ТА)
г	грамм	Салмақ
ч	сағат	Уақыт
K	Кельвин	Температура (T) Температура айырмашылығы (ТА)	0 °C = 273.15 K
кг	килограмм	Салмақ
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	Шаршы
м³	текше метр	Көлем
мг	миллиграмм	Салмақ	1 мг = 10 ^-3 г
мм	миллиметр		1 мм = 10 ^-3 м
МВт	мегаватт жылу қуаты	Жылулық қуат Жылу энергиясы
нм³	қалыпты текше метр	Көлем	101.325 кПа кезінде, 273.15 K
Па	паскаль		1 Па = 1 Н/м²
млр.шақ. / ppb	бб	Қоспалардың құрамы	1 част/млрд. / ppb = 10-9
млн шақ./ ppm	миллионға шаққанда	Қоспалардың құрамы	1 част/млн / ppm = 10-6
айн/мин	айн/мин	Айналу жылдамдығы, жиілігі
т	метрикалық тонна	Салмақ	1 т= 1 000 кг немесе 10⁶ г
т/тәу	тәулігіне тонна	Жаппай шығыс, материал шығысы
т/жыл	жылына тонна	Жаппай шығыс, материал шығысы
көл%	көлемі бойынша пайыздық қатынас	Қоспалардың құрамы
кг-%	салмағы бойынша пайыздық қатынас	Қоспалардың құрамы
Вт	ватт	Қуат	1 Вт = 1 Дж/с
В	вольт	Кернеу	1 В = 1 Вт/1 А (А - Ампер, сила тока
ж	жыл	Уақыт	1.13 р = 100 кПа = 1 атм

Алғысөз

Ең үздік қолжетімді техникаларға арналған анықтамалық мазмұнының қысқаша сипаттамасы: халықаралық аналогтармен өзара байланысы

Осы ЕҚТ бойынша анықтамалық негізгі өндірістік қалдықтардың технологиялық көрсеткіштерін, түзілу, жинақталу және көмілу көлемдерін, ресурстарды тұтыну деңгейлерін және ең үздік қолжетімді техникаларды пайдаланумен байланысты технологиялық көрсеткіштерді, сондай-ақ ең үздік қолжетімді техникалар бойынша тұжырымдарды және кез келген перспективалы техникаларды қамтитын қорытындыларды қамтитын құжат болып табылады.

"Ең үздік қолжетімді техникалар" термині Қазақстан Республикасының Экология кодексінің (бұдан әрі – Экология кодексі) 113-бабында 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.

Ең үздік қолжетімді техникаларды қолдану бағыттарының тізбесі Экология кодексіне 3-қосымшада бекітілген.

Осы ЕҚТ бойынша анықтамалық қоршаған ортаға түсетін жүктемені (шығарындылар, қалдықтарды орналастыру төгінділері) азайтуға, энергия тиімділігі деңгейін арттыруға және ресурстарды үнемдеуді қамтамасыз етуге бағытталған қорғасын өндірісінде ЕҚТ қолдану саласына қатысты салаларда қолданылатын технологиялық процестердің, жабдықтардың, техникалық тәсілдердің, әдістердің сипаттамасынан тұрады. Сипатталған технологиялық процестердің, техникалық тәсілдердің, әдістердің ішінен ең үздік қолжетімді техникаларға (ЕҚТ) жататын шешімдер анықталды және таңдалған ЕҚТ-ға сәйкес технологиялық көрсеткіштер белгіленді.

ЕҚТ бойынша анықтамалықты әзірлеу ең үздік қолжетімді технология ретінде технологияны анықтау тәртібіне сәйкес, сондай-ақ Қазақстан Республикасы Үкіметінің 2021 жылғы 28 қазандағы № 775 қаулысымен бекітілген Ең үздік қолжетімді техникалар бойынша анықтамалықтарды әзірлеу, қолдану, мониторингтеу және қайта қарау қағиаларына (бұдан әрі – Қағидалар) сәйкес жүзеге асырылды [2].

ЕҚТ бойынша анықтамалықты әзірлеген кезде 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, осы саладағы ең үздік халықаралық тәжірибе ескерілді. ЕҚТ бойынша анықтамалықты әзірлеген кезде төмендегідей ұқсас және салыстырмалы анықтамалық құжаттар пайдаланылды:

1. Best Available Techniques (BAT) Reference Document for the main Non-Ferrous Metals Industries [52].

2. ИТС 13–2020 Ең үздік қолжетімді технологиялар бойынша ақпараттық-техникалық нұсқаулық [39].

3. Reference Document on Best Available Techniques for Energy Efficiency [55].

4. ИТС 48–2017 Ең үздік қолжетімді технологиялар бойынша ақпараттық-техникалық анықтамалық [40].

5. Өнеркәсіптік ластанудың алдын алу және бақылау [41].

Технологиялық процеске ең үздік қолжетімді техникалардың біреуін немесе бірнешеуінің жиынтығын қолдануға байланысты технологиялық көрсеткіштерді ең үздік қолжетімді техникалар бойынша "Қорғасын өндірісі" анықтамалығын әзірлеу жөніндегі техникалық жұмыс тобы айқындады.

Түсті металлургияның өнеркәсіп орындарынан (мырыш және кадмий, қорғасын, мыс және алтын өндірісі) атмосфераға шығарылатын эмиссиялардың ағымдағы мөлшері жылына шамамен 176 000 тоннаны құрайды. Бүгінгі таңда қазақстандық қорғасын өндіру кәсіпорнында ЕҚТ енгізу деңгейі 71,2 % деңгейінде деп бағаланып отыр.

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

Түсті металлургия бойынша сараптамалық бағалау туралы есепке сәйкес инвестициялардың болжамды көлемі 1,3 млрд теңгені құрайды. ЕҚТ енгізген кезде нақты кәсіпорынның экономикасын және кәсіпорынның ЕҚТ қағидаттарына көшуге дайындығын, таңдап алынатын ЕҚТ өндіруші елді, қуаттылық көрсеткіштерін, ЕҚТ габариттерін және ЕҚТ орналастыру дәрежесін ескере отырып, ЕҚТ-ны таңдауға деген жеке көзқарас көзделеді.

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

Мәліметтерді жинау туралы ақпарат

ЕҚТ бойынша анықтамалықта Ең үздік қолжетімді техникалар бюросының қызметін атқаратын қоршаған ортаны қорғау саласындағы уәкілетті органның ведомстволық бағынысты ұйымы жүргізген кешенді технологиялық аудит және сауалнама бойынша алынған Қазақстан Республикасындағы қорғасын өндірумен айналысатын кәсіпорындардың 2015-2019 жылдарға арналған техникалық-экономикалық көрсеткіштері, ауаға ластағыш заттардың шығарындылары және су ортасына төгінділері бойынша нақты деректер пайдаланылды.

ЕҚТ бойынша анықтамалықта Қазақстан Республикасы Стратегиялық жоспарлау және реформалар агенттігінің Ұлттық статистика бюросының, технологиялық жүйелер мен қорғасын өндірісі жабдықтарын өндірумен айналысатын компаниялардың деректері пайдаланылады.

Өнеркәсіп орындарда қолданылатын технологиялық процестер, жабдықтар, қоршаған ортаны ластау көздері, қоршаған ортаның ластануын азайтуға және энергия тиімділігін арттыруға және ресурстарды үнемдеуге бағытталған технологиялық, техникалық және ұйымдастырушылық шаралар туралы мәліметтер Қағидаларға сәйкес ЕҚТ бойынша анықтамалықты әзірлеу процесінде жиналды.

Басқа ЕҚT бойынша анықтамалықтармен өзара байланысы

ЕҚT бойынша анықтамалық Экология кодексінің талаптарына сәйкес әзірленетін ЕҚТ анықтамалықтары сериясының біреуі болып табылады және төмендегілермен байланысты болады:

ЕҚT бойынша анықтамалық атауы	Байланысты процестер
Қалдықтарды залалсыздандыру	Қалдықтарды басқару
Елді мекендердің орталықтандырылған су бұру жүйелерінің сарқынды суларын тазарту	Сарқынды суларды тазарту процестері
Шаруашылық және (немесе) өзге де қызметті жүзеге асыру кезіндегі энергия тиімділігі	Энергия тиімділігі
Қалдықтарды жою және өртеу арқылы кәдеге жарату	Отын компоненті ретінде шығатын газдарды қатыстыру
Мыс және бағалы металл – алтын өндірісі	Күкірт қышқылы өндірісі, мыс өндірісінің қалдықтары
Мырыш және кадмий өндірісі	Күкірт қышқылы өндірісі, мырыш өндірісінің қалдықтары

Қолданылу саласы

Экология кодексінің нормаларына сәйкес осы ЕҚТ бойынша анықтамалық мыналарға қолданылады:

қорғасын өндіру және өңдеу, атап айтқанда:

металлургиялық және электрметаллургиялық процестер арқылы концентраттардан немесе қайталама шикізат материалдарынан қорғасын өндіру;

қорғасын өндірісінің өнеркәсіптік өнімдерінен, оның ішінде тозаң, қож, күкірт қышқылы өндірісінің шламдары, мырыш өндірісінің кегінен пиро және гидрометаллургиялық тәсілдермен қорғасын алу;

қорғасынды тазарту өнімдерін өңдеу (мыс шликері, висмут дросстары, күміс көбігі, сілтілі балқымалар);

тауарлық өнімді (құймалардағы қорғасын және оның негізіндегі қорытпалар) ала отырып, қорғасынды балқыту, қоспалау процестері.

мырыш пен мыс өндірісінің өнеркәсіптік өнімдерінен қорғасын алу;

күкірт қышқылын және басқа да өнімдерді кейіннен өндірумен қорғасын өндірісіндегі күкірті бар газдарды кәдеге жарату.

Осы ЕҚТ бойынша анықтамалықтың қолданылу саласын, сондай-ақ технологиялық процестерді, жабдықтарды, техникалық тәсілдер мен әдістерді осы ЕҚТ бойынша анықтамалықты қолдану саласы үшін ең үздік қолжетімді техникалар ретінде ең үздік қолжетімді техникалар бойынша "Қорғасын өндірісі" анықтамалығын әзірлеу жөніндегі техникалық жұмыс тобы айқындады.

Осы ЕҚТ бойынша анықтамалық эмиссиялар көлеміне және (немесе) қоршаған ортаны ластау ауқымына әсер етуі мүмкін негізгі қызмет түрлерімен байланысты процестерге де қолданылады:

шикізатты сақтау және дайындау;

отынды сақтау және дайындау;

өндірістік процестер (пирометаллургиялық, гидрометаллургиялық және электролиттік);

эмиссиялар мен қалдықтардың түзілуін болғызбау және азайту әдістері;

өнімді сақтау және дайындау;

қорғасын өндірісінің қалдық газдарынан күкірт қышқылын алу.

ЕҚТ бойынша анықтамалық тау-кен өндіру, кен байыту және концентраттарды өндіру процестеріне, металдардың бетін өңдеуге байланысты процестерге, өндірістің бірқалыпты жұмыс істеуі үшін қажетті қосалқы процестерге, сондай-ақ жоспарлы алдын алу және жөндеу жұмыстарымен байланысты пайдаланудың штаттан тыс тәртібінде қолданылмайды.

Қолданылу қағидаттары

Құжат мәртебесі

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

ЕҚТ анықтамасы бірқатар халықаралық деңгейде қабылданған өлшемшарттарға негізделген мынадай салалар (ЕҚТ қолдану аясы) үшін жүзеге асырылады:

аз қалдықты технологиялық процестерді қолдану;

өндірістің жоғары ресурстық және энергия тиімділігі;

суды ұтымды пайдалану, су айналымы циклдерін құру;

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

заттар мен энергияны қайта пайдалануды ұйымдастыру (мүмкіндігінше);

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

Қолданылуы міндетті ережелер

ЕҚТ бойынша анықтамалықтың "6. Ең үздік қолжетімді техникалар бойынша тұжырымдарды қамтитын қорытынды" деп аталатын бөлімінің ережелері ең үздік қолжетімді техникалар бойынша қорытындыларды әзірлеу кезінде қолдануға міндетті болып табылады.

Ең үздік қолжетімді техникалар бойынша қорытындылардың бір немесе бірнеше ережесінің жиынтығын қолдану қажеттігін объектілердің операторлары технологиялық көрсеткіштер сақталған жағдайда кәсіпорындағы экологиялық аспектілерді басқару мақсаттарына сүйене отырып өз бетінше айқындайды. Осы ЕҚТ бойынша анықтамалықта берілген ең үздік қолжетімді техникалардың саны мен тізбесі ендіру үшін 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 болады және ЕҚT қолдануға байланысты технологиялық көрсеткіштерді белгілеу процесін талдауға және ЕҚT бойынша анықтамалықты қайта қарау кезінде талдауға ұсынылады.

1-бөлім: отандық өнеркәсіптің әлемдік нарықтағы орнын ескере отырып, қорғасын өндірісі, саланың құрылымы, Қазақстан Республикасындағы қорғасын өндіру үшін қолданылатын өнеркәсіптік процестер мен технологиялар туралы жалпы ақпарат беріледі.

2-бөлім: ЕҚТ-ға жатқызу әдістемесі, ЕҚТ-ны сәйкестендіру тәсілдері сипатталған.

3-бөлім: өндірістің сипаттамаларын ескере отырып, өндіріс процесінің немесе түпкілікті өнім өндірудің негізгі кезеңдерін сипаттайды, сондай-ақ осы жетекші өндірістік кәсіпорындарда жабдықтар мен технологияны жетілдіру және жаңғырту арқылы жүргізілген жаңғыртудың негізгі кезеңдері сипатталған, ағымдағы шығарындылар, шикізаттың шығыны мен табиғаты, суды тұтыну, энергияны пайдалану және қалдықтардың пайда болуы тұрғысынан жазу кезіндегі өндірістік және пайдалану қондырғыларының экологиялық сипаттамалары туралы деректер мен ақпарат ұсынылған.

4-бөлімде: технологиялық процестерді жүзеге асыру кезінде олардың қоршаған ортаға теріс әсерін азайту үшін қолданылатын және қоршаған ортаға теріс әсер ететін нысанды қайта құруды қажет етпейтін әдістер сипатталған.

5-бөлім: ЕҚТ анықтау мақсатында қарастыру үшін ұсынылатын қолданыстағы әдістердің сипаттамасы ұсынылған.

7-бөлім: жаңа және перспективалы техникалар туралы ақпарат ұсынылған.

8-бөлім: ЕҚT бойынша анықтамалықты қайта қарау шеңберінде болашақ жұмыс үшін қорытынды ережелер мен ұсыныстар берілген.

1. Жалпы ақпарат

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

Қазақстан Республикасының түсті металлургиясы өнеркәсіптің ең көне және жетекші салаларының бірі болып табылады, оның дамуы пайдалы қазбалардың қомақты ресурстарына негізделеді және республиканың бүкіл өнеркәсіптік кешенін қалыптастыруға орасан зор әсер етеді.

Қорғасын полиметалл, қорғасын-мырыш және қорғасын рудаларының кен орындарында өндіріледі. Қазақстан Республикасындағы қорғасын және мырыш кендерін өндірудің негізгі объектілері Кенді Алтайда (Шығыс Қазақстан), Оңтүстік және Орталық Қазақстанда орналасқан. Қорғасын – жер қыртысында кең таралған металл [6,7,11]. Өндірілген қорғасынның негізгі көлемі дүние жүзінде аккумуляторлар өндіруге, сондай-ақ электр өнеркәсібінің кабельдер мен оларға арналған жабындарды өндірудегі қажеттіліктеріне пайдаланылады. Қорғасынның коррозияға қарсы жақсы қасиеттері оны химия және металлургия өнеркәсібінде пайдалануға мүмкіндік береді. Құрамында әртүрлі пропорцияда сүрме, мыс, күшән, кадмий бар қалайы, кальций, мырыш бар қорғасын қорытпалары – қола, баббит, латунь, дәнекерлеу машина жасауда және электротехникада кеңінен қолданылады. Қорғасын баспа қорытпасының бөлігі болып табылады. Қорғасын жарылғыш материалдар өндірісінде, сондай-ақ әскери өнеркәсіпте снарядтар, оқтар, оқтар жасауда кеңінен қолданылады. Атом энергетикасының дамуы гамма-сәулеленуден қорғау мәселесін көтерді. Материалдардың көпшілігіне қарағанда қорғасын гамма-сәулелерді жақсырақ сіңіреді және сондықтан медицинада, атом өнеркәсібінде және ғылыми қызметте радиациядан қорғау үшін өте кеңінен қолданылады.

Қорғасын (Pb) – көкшіл-ақ түсті, жылтыр, ауыр металл. Қорғасынның балқу температурасы 327,4 °С, қатты қорғасынның тығыздығы – 11,34 г/см³. Қорғасын бірқатар металдармен: қалайы, мырыш, кадмий, мыс, висмут, сүрме, кальций, сынап, алтын, күміс және т.б. қорытпалар мен қатты ерітінділер түзеді. Қорғасынның ерекшелігі – ол темірді іс жүзінде ерітпейді. Бұл болат пен шойыннан жасалған жабдықта жоғары температурада да металлургиялық операцияларды жүргізуге мүмкіндік береді. Басқа металдармен салыстырғанда қорғасынның рентген сәулелерін сіңіруінің салмақтық коэффициенті ең жоғары. Химиялық тұрғыдан қорғасын мейлінше инертті. Ылғалды ауада оны әрі қарай тотығудан сақтайтын PbO немесе негізгі көміртек және сульфат тұздарының тығыз қабықшасының түзілуімен баяу тотығады.

Қорғасында О₂, SO₂, Н₂, N₂, СО және СО₂ сияқты газдар түгелге жуық ерімейді.

Қорғасынның бірқатар бірегей қасиеттері бар: жоғары икемділік, иілгіштік, тығыздық, төмен балқу температурасы, аққыштық, темірдің ерігіштігінің болмауы, сонымен қатар коррозияға өте төзімділік және әртүрлі сәулеленудің енуінен қорғау, осыдан келіп рұқсат етілген жиіліктегі металл түрінде де, қорытпалардың құрамдас бөлігі ретінде де әртүрлі өнеркәсіп салаларында оған деген кеңінен сұраныс туындайды [6-12].

Ресурстар мен материалдар

Полиметалл қорғасын-мырыш, қорғасын-мырыш-мыс кендерін байыту кондициялық мыс, қорғасын және мырыш концентраттарын ала отырып, ұжымдық-селективті немесе селективті схемалар бойынша флотациялау арқылы жүзеге асырылады. Алайда тиісті концентраттарға құнды компоненттерді алу көрсеткіштері 60-87 деңгейінде, бұл әртүрлі концентраттардағы металдардың айтарлықтай жоғалуына әкеледі.

Полиметалл кендердің қоры көптеген елдердің аумағында шоғырланған, олардың ішіндегі ең молы: АҚШ (әлемдегі қорғасын қорының 37 %-ы және ТМД елдері мен Шығыс Еуропаны есептемегенде 46 %-ы, ал мырыш тиісінше 20,7 және 28 %), Канада (10 және 12,6 % қорғасын, 16,1 және 21,6 – мырыш) және Аустралия (15,4 және 19 % қорғасын және 16, және 21,6 – мырыш).

Қорғасын концентраттарының сапасы қорғасынның, металл қоспаларының және бос жыныстардың құрамдастарының құрамымен анықталады. Технологиялық тұрғыдан қорғасын концентраттарын шамамен құрамында кремний диоксиді, сүрме және басқа да қоспалары аз, құрамында 70 %-дан 80 %-ға дейін қорғасыны бар өте бай концентраттарға және құрамында 70 %-дан аз қорғасын және ілеспе металдардан басқа, айтарлықтай мөлшері бар басқа концентраттарға бөлуге болады. Бұл басқа концентраттарға 55-70 % қорғасыны бар бай концентраттар да, құрамында 55 %-дан аз қорғасын және жоғары қоспалар бар концентраттар да кіреді. Қорғасынның негізгі бөлігі сульфидті немесе аралас рудалардан алынған және құрамында осы металдың 70 %-дан азы бар концентраттардан балқытылады. Көп жағдайда кендердің табиғаты полиметалл, сондықтан алынған концентраттардың сапасы көбінесе кендердің минералогиялық құрамына, олардағы минералдардың өну дәрежесіне және байыту процесіне әсер ететін көптеген басқа факторларға байланысты. Бірақ байыту өте қиын кендерден де металдардың едәуір бөлігін күрделі құрамдағы аралық өнімге айналдыру нәтижесінде әбден қанағаттанарлық концентраттарды бөліп алуға болады. Есептеулер көрсеткендей, бай және жеткілікті таза концентраттарды алу үшін мұндай өнімдерді оқшаулау және оларды тәуелсіз өңдеуге жіберу орынды болатыны сирек емес.

Дүниежүзіндегі елдердің ішінде қорғасын және мырыш кендерінің қорлары бойынша Аустралия, Қытай, Ресей Федерациясы, АҚШ, Қазақстан, Перу, Мексика айтарлықтай ерекшеленеді. Мырыш пен қорғасын қорының басым көпшілігі Азия-Тынық мұхиты аймағында, соның ішінде Ресей мен ТМД елдерінде, сондай-ақ Солтүстік және Оңтүстік Америкада шоғырланған. Әлемдік мырыш өндірісіндегі алғашқы он елдің үлесі үздіксіз өсіп келеді, 2000-шы жылдардың өзінде-ақ ол 80 %-дан асты. 2000-шы жылдардың ортасынан бастап тау-кен өндіруші жетекші 10 елдің үлесі де өсу үрдісінде 90 %-дан асты. Қорғасынның ең көп қоры бар елдер 1.1-суретте көрсетілген.

[11] мәліметтері бойынша геологиялық-экономикалық бағалау нәтижесінде құрамында қорғасын, мырыш және басқа металдар бар 44 кен орны (52,4 %) оң баға алды, яғни олар бойына қорлар белсенді болып табылады. Мырыш бойынша белсенді қорлар қайта бағалаудан кейін жалпы көлемнің 88,7 %-ын құрайды, қорғасын бойынша осыған ұқсас деректер – 66,8 % (1.1- кесте).

1.1-кесте. Қорғасын мен мырышты геологиялық-экономикалық бағалау нәтижелері

Р/с №	Тауар құны, млн АҚШ доллары	Кен орны
1	2	3
1	I.>500	Орловское, Малеевское, Артемьевское, Шалқия, Жәйремнің Қиыр Батыс аймағы, Бестөбе, Жезқазған, Николаев, Новолениногор кен орындары
2	II. 200-500	Абыз, Батыс (карьер) және Шығыс Жәйрем, Тишинское, Ертісское, Юбилейно-Снегирихинское, Қосмұрын, Көктау, Приорское, Шаймерден
3	III. 50-200	Майқайың, Жәйрем (Западный ауданы – жерасты өндіру), Көкзабой, Шубинское, Стрежанское, Обручевское, Долинное, Шемонаиха, Анисимов Ключ
4	IV. 5-50	Красноярское, Қосмұрын, Лиманное, Талап Қарағайлы (Негізгі сайт), Майқайың Е, Сувенир, Үшқағыл, Алашпай, Ақжал, Новолениногорское (Успен кен орны), Маячное, Ақбастау, Көктау, Бұлақ-Аралчинское, Құндыздыское
5	V. 5-ке дейін	Жила Новая, Путинцевское, Верхнекумыстынское, РиддерСокольное
6	VI. Теріс	Қарағайлы (жер асты өндіру), Қайрактинское, Березовское, Белоусовское, Көксу, Ұзынжал, Чекмар, Лиманное, Ақбастау (жер асты өндіру), Майское және т.б.; барлығы 24 нысан

Қазақстанның қорғасын, кадмий, никель, күшән және аккумуляторларды өндіруге арналған басқа да құрамдас бөліктерінің шикізаттық әлеуеті бар, бұл олардың өндірісін сметалық құны 1,2 миллиард АҚШ долларынан асатын 28-30 миллион данаға дейін ұлғайтуға мүмкіндік береді, бұл бүгінгі күні қорғасын шикізатының экспортынан түсетін табыстан 20 есе артық [19].

1.2. Өндірістік алаңдар

Қазақстанда қорғасын металлургия өндірісінің дамуы Шығыс Қазақстан облысының Өскемен қаласындағы жұмыс істеп тұрған қорғасын зауытының одан әрі жұмыс істеуімен байланысты. Бұл ретте аталған зауытты шикізатпен қамтамасыз ету проблемасы маңызды мәселе болып қала береді, ол өзінің шикізат базасынан қорғасын концентраттарының тапшылығына тап болып отыр, бұл импорттық шикізатты, соның ішінде орташа өнімдерді пайдалану арқылы қолданыстағы металлургиялық қуаттарды жүктеу қажеттігін туындатады. "Қазцинк" – қазақстандық тау-кен өндіруші компания. "Қазцинк" компаниясы Шығыс Қазақстан облысындағы түсті металл кендерін өндіру және өңдеумен айналысатын қазақстандық кәсіпорындардың (Зыряндағы Зырян қорғасын зауыты, Риддердегі Лениногор полиметалл комбинаты, Өскемендегі қорғасын-мырыш комбинаты) бірігуі нәтижесінде құрылды.

Шығыс Қазақстан облысы Өскемен қаласындағы қорғасын зауыты (1952 жылдан). Ұлы Отан соғысы басталғанда "Электроцинк" зауыты Орджоникидзе (қазіргі Владикавказ) қаласынан Өскеменге көшірілді. Соғыс жылдарында ең қысқа мерзімде Солтүстік Осетияның "Электроцинк" зауыты – болашақ қорғасын-мырыш зауытының негізі салынды. Германияның репарациясы есебінен Магдебург мырыш зауытының жабдықтары да осында тасымалданды. 1947 жылы мырыш өндірісі іске қосылды. 1952 жылы Өскемен мырыш комбинаты қорғасын-мырыш комбинатына айналды: биыл қорғасын зауыты да іске қосылды. 1956 жылы қаңтарда зауытта қожды өңдеуге арналған қожды айдау цехы іске қосылды, 1964 жылы жаңа қожды айдау зауыты іске қосылды, оған 1997 жылы жаңа кәдеге асыру қазаны орнатылды. Тазартылған қорғасын өндірісі классикалық сызба бойынша "шихта агломерациясы – шахталық балқыту – тазартылмаған қорғасынды өңдеу" бойынша жүргізілді. 1986 жылы қорғасын зауыты тәулігіне 500 тонна шихтаны құрайтын нысанда ВНИИТцветмет әзірлеген КИВЦЭТ процесін тәжірибелік пайдалануды бастады, бірақ кейіннен бұл технология бұл зауытта қолданылмады. 2010 жылдары өндірісті дамыту жобасы аясында Қазақстанда алғаш рет қорғасын концентраттарын технологиялық балқыту үшін "Xstrata Copper" (Аустралия) еншілес кәсіпорны "Мount Isa mines" әзірлеген Isasmelt процесі "агломерация-шахталық балқыту" схемасының орнына енгізілді. Нәтижесінде технологиялық сызбадан пайдаланылмайтын "нашар күкірт диоксиді" газдарының түзілуі алынып тасталды, ал одан да көп концентрацияланған газдар күкірт қышқылы өндірісінде толық өңделіп, тауарлы өнім – күкірт қышқылы алынады. 2012 жылы қорғасын өндірісі қайта құрылды, зауытта күкірт диоксидін тауарлық күкірт қышқылына айналдыру арқылы газдарды өңдеуге мүмкіндік беретін жаңа ISASMELT технологиясы енгізілді. ISASMELT технологиясы толық қайта өңдеуге болатын SO₂ жоғары шоғырлануы бар газдардың шағын көлемін өндіру кезінде герметикалық балқыту жабдығымен сипатталады. Қорғасын өндірісін қайта құру энергия сыйымдылығын төмендетуге, қайта өңделетін материалдарды кең көлемде өңдеуге және осы өндірістің экологиялық көрсеткіштерін жақсартуға мүмкіндік берді. "Казцинк" ЖШС ӨМК қорғасын зауытының өндірістік қуатының орташа жылдық көрсеткіштері 1.2-суретте көрсетілген.

1.2-сурет. "Казцинк" ЖШС ӨМК қорғасын зауытының өндірістік қуатының орташа жылдық көрсеткіштері

Талдықорған аккумулятор зауытының құрылысы 1970 жылы басталып, 1975 жылдың қаңтарында алғашқы 6СТ-75ЭМ аккумуляторлары шығарылды. Қысқа уақыт ішінде кең ассортименттегі аккумуляторлардың сериялық өндірісі жолға қойылды. Талдықорған қорғасын аккумуляторлар зауыты КСРО-да аккумулятор батареяларын шығаратын бес кәсіпорынның бірі болды.

Зауыт аккумуляторлар мен шикізатты өндіруден бастап істен шыққан аккумуляторларды кәдеге жаратуға және өңдеуге дейінгі толық технологиялық цикл бойынша салынды.

1.3. Негізгі экологиялық проблемалар

Қорғасын өндірісінің қоршаған ортаға және адам денсаулығына әсерін (қолданылатын технологиялық шешімдерге қарамастан) экожүйенің белгілі бір құрамдас бөлігіне әсер ету дәрежесі бойынша бөлуге болады.

Атмосфералық ауа

Қорғасын өндірісінен шығатын газдардағы ластағыш заттардың мөлшері бүгінгі күннің ең басты экологиялық мәселесі болып қалып отыр. Пирометаллургиялық процестердің көпшілігі газдардың көп мөлшерінің түзілуімен сипатталады. Қажетті құрамдас газдарды (негізінен SO₂) пайдалану мүмкіндігінен басқа, қоршаған ортаны қорғау үшін оларды бейтараптандыру қажет.

Атмосфералық ауаға ластағыш заттардың түсуі өндірістік циклдің барлық кезеңдерінде болады және тек өндірістік қызметтің ерекшеліктерімен анықталады:

бастапқы шикізаттан қорғасын өндіру;

қоспа ретіндегі қорғасыны бар қайталама шикізаттан қорғасынды ілеспе алу;

алынған өнімдерді қорғасын қоспаларынан тазарту және т.б.

Атмосфераға шығарындылардың құрамындағы ластағыш заттарға мыналар жатады:

күкірт диоксиді (SO₂) – қорғасын концентраттарын өңдеуге арналған пирометаллургиялық процестер;

қалқымалы қатты заттар (тозаң), металдар және олардың қосылыстары – шикізатты, жартылай фабрикаттарды және дайын өнімдерді (сақтау, тасымалдау, кептіру, өңдеу және т.б.) дайындау процестері;

азот тотықтары (NO_X) – қалпына келтіру процестері;

ҰОҚ, ПХДД/Ф – негізінен екінші реттік қорғасын өндіру кезінде түзіледі.

Жерүсті және жерасты сулары

Қорғасын өндірісінде айтарлықтай мөлшерде сарқынды сулар жиналады. Олардың құрамына кіретін компоненттер (Zn, Cd, Pb, Hg, Se, Cu, As, Co және Cr) өте улы, реакцияға қабілетті, биосфераға, топыраққа, гидросфераға және т.б. әсер етеді.

Ағызылатын сарқынды сулардың сапалық құрамы кәсіпорынды сумен қамтамасыз ету үшін пайдаланылатын судың құрамына, пайдаланылатын шикізаттың құрамына, технологиялық процестердің ерекшеліктеріне, аралық өнімдердің құрамына немесе дайын өнімнің құрамына, қолда бар сарқынды суларды тазарту жүйелеріне байланысты болады.

Қатты қалдықтар (өндіріс процесінің жартылай өнімдері)

Негізгі өнімдерден басқа, қорғасын өндіру кезінде түзілетін қатты материалдарға қорғасын балқыту қожы, штейн (темір, мыс, қорғасын және мырыш сульфидтерінің қорытпасы), тазартудан кейін ұсталған түтін газы тозаңы, сарқынды суларды тазартудан шыққан шлам жатады. Бастапқы шикізаттан металдарды көптеп алуға және тауарлық жанама өнімдерді алуға бағытталған қазіргі заманғы өндірістік желілер жанама өнімдердің көп бөлігін тікелей кәсіпорынның өзінде пайдалануға немесе оларды одан әрі қалпына келтіру және қайта өңдеу (қосымша алу) үшін басқа мамандандырылған кәсіпорындарға беру мүмкіндігімен пайдалануға мүмкіндік береді.

1.3.1. Энергия тиімділігі

"Энергия үнемдеу және энергия тиімділігін арттыру туралы" Қазақстан Республикасының Заңына сәйкес [4], энергия үнемдеу және энергия тиімділігін арттыру саласындағы мемлекеттік реттеудің негізгі бағыттарына энергия үнемдеу жабдықтары мен материалдарын пайдалануды қоса алғанда, энергия үнемдеуді ынталандыру және энергия тиімділігін арттыру, энергетикалық ресурстарды тиімді пайдаланудың экономикалық, экологиялық және әлеуметтік артықшылықтарын насихаттау жатады.

Осылайша, энергия тиімділігін арттыру кез келген өндіріс қызметінің маңызды аспектісі және нәтижесінде өндірістік объектінің қоршаған ортаға әсер ету көрсеткіштерінің бірі болып табылады. Жалпы түсті металлургияда және оның ішінде қорғасын өндірісінде ЕҚТ бағалауында энергия тиімділігін арттыру және энергияны пайдалану мәселелері маңызды мәнге ие болады. Сонымен қатар, қорғасын өндірісінде қайталама ресурстарды пайдалану маңызды болып табылады, бұл ондаған мың тонна ластағыш заттар мен СО₂ шығарындыларын болдырмайды.

Балқыту сынықтарын өңдейтін балқыту зауыттарынан шығатын үлестік тікелей шығарындылар бастапқы шикізатпен жұмыс істейтін балқыту зауыттарының шығарындыларына қарағанда 3 есе төмен, сондай-ақ мұндай зауыттардағы энергия шығыны да төмен.

Қазақстанда негізінен бастапқы қорғасын балқытылады. Шикізат ретінде қорғасын сульфидті концентраттар, құрамында алтын бар концентраттар, металлургиялық тозаң, түсті металл сынықтары мен қалдықтары, қорғасын ферриті, шлам, басқа да қорғасыны бар өнеркәсіп өнімдері және әртүрлі флюсті материалдар (тотыққан кендер және басқа да қож түзетін материалдар) қорғасын өндірісінде қолданылады. Өзіміздің шикізат базамыздағы материалдарды өңдеумен қатар, басқа өндірушілердің шикізаты да өңделеді. Үшінші тарап шикізатын жеткізушілер қазақстандық өндірушілерден басқа Гватемала, Перу, Мексика, Ресей, Қырғызстан, Тәжікстан, Өзбекстан және т.б. Шихта қоспасын дайындау және, тиісінше, үшінші тарап концентратын тиеу, өнімді өткізу нарығының ағымдағы қажеттіліктеріне байланысты өзгереді, сонымен қатар өндіріс процесінің барлық кезеңдерінің тұрақты, үздіксіз жұмысын қамтамасыз етуге, бұл жалпы қуат тұтынуды арттырады және энергияны тұтынуды оңтайландыру процесін қиындатады.

Әлемдік тәжірибе көрсеткендей, энергия тиімділігін арттырудың тиімді әдістерінің бірі ISO 50001 халықаралық стандартында немесе ұлттық стандартта сипатталған энергия менеджменті жүйелерін пайдалану болып табылады [38].

Қорғасын өндірісінде энергия мен жылуды қалпына келтіру кеңінен қолданылады. Пирометаллургиялық процестер (агломерация, балқыту) жоғары температурада жүреді және айтарлықтай жылуды қажет етеді, ал технологиялық газдарда жылу мөлшері өте көп. Сондықтан жылуды қалпына келтіру үшін жылуды регенерациялау мен рекуперациялау, әртүрлі жылу алмастырғыштар мен қалдық жылу қазандықтары қолданылады. Кейбір жағдайларда регенеративті және рекуперативті жанарғыларды қолдануға болады [5,7]. Бу немесе электр қуатын зауытта өзіндік пайдалану үшін де, сыртқы тұтынушылар үшін де өндіруге болады, мысалы, қалалық жылу жүйелері болуы мүмкін. Буды материалдарды немесе газ тәрізді отынды қыздыру үшін пайдалануға болады. Әртүрлі учаскелерде жылуды қалпына келтіру үшін қолданылатын технологиялар айтарлықтай өзгеруі мүмкін. Олардың сипаттамалары бірқатар факторларға байланысты, мысалы, эксергиялық тиімділік, учаскеде немесе оған жақын жерде жылу мен электр энергиясын пайдалану мүмкіндігі, өндіріс ауқымы, газдардың немесе олардың құрамдас бөліктерінің жылу алмастырғыштарда шөгу немесе тұндыру мүмкіндігі.

Сульфидті кендерді балқыту немесе күйдіру кезінде пайда болатын ыстық газдар әрдайым дерлік қалдық жылу қазандықтары арқылы өтеді. Алынған буды электр энергиясын өндіруге немесе жылытуға пайдалануға болады. Электр энергиясын өндіруден басқа, буды концентратты кептіру процесінде, ал қалдық жылуды жану ауасын алдын ала қыздыру үшін пайдалануға болады.

Басқа пирометаллургиялық процестер де, әсіресе оттегімен байытылған үрлеу қолданылған кезде, айқын экзотермиялық сипатқа ие. Көптеген процестерде артық жылу пайдаланылады, ол күйдіру немесе балқыту кезеңдерінде, мысалы, қайталама шикізатты (сынықтар) балқыту үшін қолданылады. Бұл жағдайда сынықтар технологиялық температураны төмендету үшін қолданылады, ал сынықтың құрамы мұқият бақыланады.

Жанарғыларда оттегімен байытылған ауа немесе оттегі пайдаланылғанда көміртекті материалдардың автогенді балқытуға және толық жануына ауысу мүмкіндігіне байланысты энергия шығыны азаяды [6,7]. Бұл жағдайда пайдаланылған газдардың көлемі айтарлықтай азаяды, бұл кішірек үрлеу механизмдерін және т.б. пайдалануға мүмкіндік береді. Мысалы, шихтадан күкіртті жағу процесін күшейтуге ұмтылу агломерациялық машинаға берілетін ауаны оттегімен байыту мүмкіндігі туралы идеяны тудырды. Зерттеулер үрлеудегі оттегінің оңтайлы мөлшерін анықтады – 23,5–24,0 %. Оттегімен байытылған ауа пайдаланылған кезде агломерациялық машинаның өнімділігінің артуы бірқатар қорғасын зауыттарында – Шымкент (Қазақстан), East Helena (АҚШ), Hoboken (Бельгия) жабылғанға дейін расталды.

Пеш астарының материалы балқыманың энергетикалық балансына да әсер етуі мүмкін. Өндірістік бөлменің жылу өткізгіштігі мен жылытылуын төмендететін отқа төзімді жеңіл материалдарды қолданудың оң әсері туралы деректер бар. Бұл жағдайда бұдан алынған пайданы астардың қызмет ету мерзімімен, металдардың төсемге енуімен теңестіру қажет, сондықтан отқа төзімді жеңіл материалдарды барлық жағдайларда ерекшеліксіз қолдануға болмайды.

Төмен температурада концентраттарды және қайталама шикізатты бөлек кептіру энергияға қажеттілікті азайтады. Бұл балқыту пешіндегі ылғалды булану үшін қажетті энергияның мөлшеріне және ылғал булану кезінде газдың жалпы көлемінің айтарлықтай өсуіне байланысты. Газдың үлкен көлемі пештен алынатын жылу мөлшерін, сондай-ақ газдың ұлғайтылған көлемімен жұмыс істеуге қажетті түтін шығарғыштың өлшемін арттырады. Кейбір жағдайларда тозаңның шығуын және/немесе өздігінен жануды болғызбау үшін ылғалдылықтың ең төменгі деңгейін сақтау үшін кептіру қажет болуы мүмкін.

Қорғасын сульфиді концентратын күйдіру және балқыту сатыларында түзілген күкірт диоксидінен күкірт қышқылын алу газды суытудың бірнеше сатысын қамтитын экзотермиялық процесс. Күйдіру кезінде газда сақталған жылуды бу және/немесе ыстық су өндіру үшін пайдалануға болады.

Жылу шихтаны кептіру және алдын ала қыздыру үшін балқыту сатыларынан ыстық газдарды пайдалану арқылы қалпына келтіріледі. Сол сияқты, отын газы мен жану ауасы алдын ала қыздырылуы мүмкін немесе пеште жылуды қалпына келтіретін жанарғыны қолдануға болады. Мұндай жағдайларда жылу тиімділігі артады.

Энергия тиімділігін арттырудың маңызды әдісі – газды тазарту жүйелеріне жіберер алдында шығарылатын газдарды салқындату. Қапшық сүзгіні пайдаланған кезде сүзгінің температуралық қорғанысы да қамтамасыз етіледі, бұл оны өндіруге арналған материалдардың кең спектрін пайдалануға мүмкіндік береді. Кейбір жағдайларда жылуды қалпына келтіру осы кезеңде мүмкін болады, мысалы, жылу сорғыларын немесе органикалық Ренкин циклін пайдалану.

Шахта пешінде қалпына келтіріп балқыту кезінде пайда болған көміртегі тотығы бірнеше түрлі процестерде отын ретінде алынады және жағылады немесе жергілікті жылыту және басқа энергия қажеттіліктері сияқты буды өндіру үшін пайдаланылады. СО айтарлықтай мөлшерде түзілуі мүмкін және зауыт пайдаланатын энергияның көп бөлігі қайталама қорғасын өндірісінен электр доғалық пеште алынған СО-дан келетін бірқатар мысалдар бар.

Күрделі энергия үнемдеу сонымен қатар оттегі-отын жанарғысындағы ластанған газдарды қайта өңдеу арқылы қамтамасыз етіледі. Жанарғы газдың қалдық жылуын, олардың құрамындағы қоспалардың энергиясын пайдаланады және соңғысын жояды. Бұл процесс сонымен қатар азот тотығы шығарындыларын азайта алады.

Шаймалау ерітінділерінің температурасын жоғарылату үшін газдардың немесе будың жылуын пайдалану жиі қолданылады. Кейбір жағдайларда газ ағынының бір бөлігі жылуды суға беру үшін скрубберге бұрылуы мүмкін, содан кейін ол шаймалау мақсатында пайдаланылады. Содан кейін салқындатылған газ одан әрі тазарту үшін негізгі ағынға қайтарылады.

Кейбір жағдайларда батарея сынықтарын балқыту кезінде жанғыш пластик балқыту процесінде қолданылатын энергияға үлес қосады және қажетті қазба отынының мөлшерін азайтады.

Жану ауасын алдын ала қыздырудың артықшылықтары даусыз және көптеген құжаттармен расталған. Ауа 400 °C алдын ала қыздырылса, жалын температурасының жоғарылауы 200 °C, ал алдын ала қыздыру 500 °C болса, жалын температурасы 300 °C жоғарылайды. Жалын температурасының бұл жоғарылауы балқу тиімділігінің жоғарылауына және энергия шығынының төмендеуіне әкеледі. Берілетін ауаны 900 °C дейін қыздыратын, энергия шығынын 70 %-ға дейін азайтатын регенеративті жанарғылар туралы мәліметтер бар [5,6]. Регенеративті жанарғыларды пайдалану жақсы жолға қойылған және енгізу мысалдарын зерттеу қол жеткізілген өзін өзі ақтау мерзімі бір жылдан аз екенін көрсетеді.

Жану ауасын алдын ала қыздырудың балама нұсқасы пешке берілетін материалды алдын ала қыздыру болып табылады. Теориялық тұрғыдан алғанда материалды алдын ала қыздыру кезінде әрбір 100 °C үшін 8 % энергия үнемдеуге қол жеткізуге болады [5,7].

Көптеген жағдайларда шикізатты алдын ала кептіру энергияны үнемдеуді қамтамасыз етеді, өйткені ол түтін газдарымен жылу шығынын азайтады, сонымен қатар газдардың көлемі азаяды, сондықтан сорғыштар мен газ тазарту қондырғылары да өлшемдері бойынша кішірек болуы мүмкін және энергияны аз тұтынады. Тұтып алынған, мысалы, саңылаулардың үстінде, ыстық газдар жануды қолдау үшін пайдаланылуы мүмкін [5,7].

Түсті металлургия кәсіпорындары үшін жылу мен энергияны қайталама пайдалану, сөзсіз, өзіндік құндағы энергия шығындарының жоғары үлесін көрсететін маңызды фактор болып табылады [5,7,8]. Энергияны қалпына келтірудің көптеген әдістерін қолданыстағы қондырғыларды қайта жабдықтауда енгізу салыстырмалы түрде оңай, бірақ кейде жылу алмастырғыштардағы металдардың тұндырылуына байланысты проблемалар туындауы мүмкін. Сонықтан сапалы жобалау үшін шығарылатын компоненттер туралы және олардың әртүрлі температурадағы әрекеті туралы жеткілікті білім керек. Жоғары термиялық тиімділікті сақтау үшін жылу алмастырғыштарды тазалау жүйелері де қолданылады.

Бұл әдістер қондырғылардың жеке құрамдас бөліктерін үнемдеудің мысалдары болғандықтан, олардың қолданылуы мен экономикалық тиімділігі нақты өнеркәсіптік алаңның және технологиялық процестің нақты жағдайларына байланысты.

Төмендегі 1.2–1.4 кестелерде отандық кәсіпорындардың шикізат пен энергия ресурстарын тұтынуы берілген (2016–2020 жылдарға арналған деректер негізінде).

Қорғасын шихтасын дайындау және бастапқы балқыту ("Казцинк" ЖШС бойынша)

1.2-кестеде қорғасыны бар шикізатты дайындау және бастапқы балқыту процесінде шикізат пен энергия ресурстарының нақты шығыны көрсетілген.

1.2-кесте. Дайындау және бастапқы балқыту процесінде шикізат пен энергия ресурстарының шығыны

Р/с №	Шикізат, материалдар және энергетикалық ресурстардың атауы	Жылдық тұтыну көлемі
Р/с №	Шикізат, материалдар және энергетикалық ресурстардың атауы	Өлшем бірлігі	Факт	Бір тонна шихтаға
1	2	3	4	5
1	Құрамында қорғасыны бар шикізат (қорғасын бар, құрамында алтыны бар концентраттар, тозаң, ферриттер, клинкер магниттік фракциясы)
1.1	Клинкер. Магниттік емес фракция	т	3983.0	0,011
1.2	Мырыш өндірісінің орташа өнімдері (Pb ферриті)	т	42531.9	0,114
1.3	Қорғасын және алтын концентраты	т	327354.0	0,876
	Барлығы:	т	373868.9	бір
2	Энергетика және табиғи ресурстар
2.1	Технологиялық қажеттіліктерге арналған су (айналма су)	м³	11493240.0	30,74
2.2	Дизель отыны	т	2062.0	0,006
2.3	Әктас	т	7292.0	0,02
2.4	Оттегі	м³	87823000,0	234.9
2.5	Бу (ВЭР меншікті)	Гкал	10903.0	0,029
2.6	Электр энергиясы	кВт*сағ	66870217	178,86
2.6.1	Сатып алынған электр энергиясы (ЖЭО)	кВт*сағ	37662000,0	100,736
2.6.2	Меншікті электр энергиясы	кВт*сағ	29208217.0	78.124

1.3-кесте. Білік пештерінде өнімді балқыту процесіндегі шикізат пен энергия ресурстарының шығыны, ілеспе тазартылмаған қорғасын өндірісі және нашар қождан бағалы компоненттерді қосымша алу

Р/с №	Шикізат, материалдар және энергетикалық ресурстардың атауы	Жылдық тұтыну көлемі
Р/с №	Шикізат, материалдар және энергетикалық ресурстардың атауы	Өлшем бірлігі	Факт	Бір тонна шихтаға
1	2	3	4	5
1	Бастапқы шикізат
1.1	Клинкер. Магниттік фракция	т	55353.0	0,1290
1.2	Қорғасын	т	31.3	0,0001
1.3	Құрамында қорғасыны бар қож	т	373868.9	0,8710
	Барлығы:	т	429253.2	бір
2	Энергетика және табиғи ресурстар
2.1	Технологиялық қажеттіліктерге арналған су (айналма су)	м³	7667964.0	17.863
2.2	Әктас	т	41750,	0,097
2.3	Натрий селитрасы	т	5190.9	0,012
2.4	Оттегі	м³	14147000,	32.957
2.5	Кокс	т	50983.0	0,119
2.6	Бу (меншікті)	Гкал	6640.25	0,015
2.7	Қысылған ауа	млн м³	40.147	0,0001
2.8	Көмір (ШВУ-да)	т	35071.0	0,082
2.9	Электр энергиясы	кВт*сағ	66372500.0	154.623
2.9.1	Сатып алынған электр энергиясы (ЖЭО)	кВт*сағ	56416625.0	131.430
2.9.2	Меншікті электр энергиясы	кВт*сағ	9955875.0	23.193

1.4-кесте. Тазартылмаған қорғасынды тазарту және тазартылған өнеркәсіп өнімерін қайта өңдеу арқылы тауарлық қорғасын алу процесіндегі шикізат пен энергия ресурстарының шығыны^*

Р/с №	Шикізат, материалдар және энергетикалық ресурстардың атауы	Жылдық тұтыну көлемі
Р/с №	Шикізат, материалдар және энергетикалық ресурстардың атауы	Өлшем бірлігі	Факт	Бір тонна шихтаға
1	2	3	4	5
1	Соңғы өнім
1.2	Тазартылған қорғасын	т	150173	бір
	Барлығы:	т	150173	бір
2	Энергетика және табиғи ресурстар
2.1	Технологиялық қажеттіліктерге арналған су (айналма су)	м³	4652000,	30,978
2.2	Дизель отыны	т	25.0	0,0002
2.3	Күйдіргіш натр	т	3063.8	0,02
2.4	Әк	т	6270,	0,042
2.5	Кальций	т	204,	0,001
2.6	Оттегі	м³	6.96	0,00005
2.7	Магний	т	760,	0,005
2.8	Мазут	т	1145.6	0,008
2.9	ВЭР буы	Гкал	35637,	0,237
2.10	Күкірт	т	195,	0,001
2.11	Сығылған ауа	млн м³	47,48	0,0003
2.12	Мырыш зауытының мырыш құймалары	т	1248.7	0,008
2.13	Меншікті электр энергиясы	кВт*сағ	55690215.0	370,84

* тазартылған қорғасынның соңғы өнімінің бір тоннасына шаққандағы энергетикалық ресурстар мен шикізатты тұтынудың нақты көрсеткіштері берілген.

Қорғасын өндіру технологиясымен байланысты қосалқы салалар да энергия ресурстарының едәуір мөлшерін тұтынады. Мәселен, мысалы, тәулік бойы жұмыс істейтін тозаңнан газдарды тазарту жүйесі, ол үшін аралас тазалау әдістерін қолдану арқылы күрделі көп сатылы сызба ұйымдастырылады, оның негізгісі қапшық сүзгілерінде тазалау болып табылады, қорғасын өндірісіндегі электр энергиясының 30 %-дан астамын тұтынады.

1.5-кесте. Қорғасын өндірудің қосалқы сатылары бойынша энергия тұтыну көрсеткіштері

Р/с №	Шикізат, материалдар және энергетикалық ресурстардың атауы	Жылдық тұтыну көлемі
Р/с №	Шикізат, материалдар және энергетикалық ресурстардың атауы	Өлшем бірлігі	Максималды тұтыну
1	2	3	4
1	ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ КЕЗЕҢ: сирек металдар түріндегі тауарлық өнімдерді алу үшін бағалы компоненттерді қосымша алу
1.1	Технологиялық қажеттіліктерге арналған су (айналымдағы)	м³	293000,0
1.2	Дизель отыны	т	1269,0
1.3	Мазут	т	479,0
1.4	Бу (меншікті ВЭР)	Гкал	37540.0
1.5	Сығылған ауа	млн м³	33.31
1.6	Меншікті электр энергиясы	кВт*сағ	4712400.0
1.7	ЖЭО сатып алынған электр энергиясы	кВт*сағ	831600.0
2	ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ КЕЗЕҢ: газдарды тозаңнан тазарту
2.1	Бу (меншікті ВЭР)	Гкал	1922.0
2.2	Сығылған ауа	млн м³	41.25
2.3	Меншікті электр энергиясы	кВт*сағ	88631965.0
2.4	ЖЭО сатып алынған электр энергиясы	кВт*сағ	15640935.0
3	ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ КЕЗЕҢ: күкірті бар газдарды технологиялық тазарту
3.1	Технологиялық қажеттіліктерге арналған су (айналымдағы)	м³	4420100.0
3.2	Дизель отыны	т	120,0
3.3	ВЭР буы	Гкал	35503.0
3.4	Сығылған ауа	млн м³	4.304
3.5	Меншікті электр энергиясы	кВт*сағ	13278360.0
3.6	ЖЭО сатып алынған электр энергиясы	кВт*сағ	2343240.0

Соңғы жылдары Қазақстанда қорғасын өндірісі айтарлықтай тұрақты, жыл сайын 120 000-нан 150 000 тоннаға дейін тазартылған қорғасын өндіріледі. 1.6-кестеде 2016–2020 жылдар деңгейінде энергетикалық ресурстарды және негізгі шикізатты (қорғасын және құрамында алтыны бар шикізаттан алынатын алым) тұтынудың нақты көрсеткіштері бойынша деректер келтірілген.

1.6-кесте. Қорғасын өндірісіндегі энергетикалық ресурстарды және негізгі шикізатты тұтынудың нақты көрсеткіштері

Р/с №	Өндіріске түсетін шикізат пен материалдардың атауы	Жылдық тұтыну көлемі		Соңғы өнім бірлігіне жұмсалатын шығын
Р/с №	Өндіріске түсетін шикізат пен материалдардың атауы	Өлшем бірлігі	Жылдық тұтыну	Ең көп	Ең аз
1	2	3	4	5	6
1	Қайта өңделген су	м³	27253044.0	226,91	181.478
2	Оттегі	м³	102300000,0	851.755	681.214
3	Кокс	т	51332.0	0,427	0,342
4	Мазут	т	1688.0	0,014	0,011
5	Мазут	т	3492.0	0,029	0,023
6	Сығылған ауа	м³	168494000,0	1402.889	1121.999
7	Будағы жылу энергиясы (өз)	Гкал	128147.0	1,067	0,853
8	Будағы жылу қуаты (ЖЭО)	Гкал	15208.0	0,127	0,
9	Көмір	т	35071.0	0,292	0,234
10	Қорғасын және құрамында алтын бар шикізаттан алынатын шихта	т	437761.0	3.645	2.915
11	Электр энергиясы	кВт*сағ	295692000,	2461.946	1969.009

1.3.2. Атмосфералық ауаға ластағыш заттардың шығарындылары

Төмендегі технологиялық процестер ластағыш заттардың шығарындыларының көзі болып табылады:

1) шикізат пен материалдарды дайындау (ұсақтау, құю, тасымалдау, кептіру және т.б.) және сақтау;

2) аралық және дайын өнімді алу үшін термиялық реакциялар:

агломератты алумен күйдіру;

шахталы пеште агломератты қалпына келтіру;

3) қосалқы процестер:

мырыш, қорғасын, мыс және бағалы металдарды алу мақсатында қорғасын балқыту қожын өңдеу (қожды шығару);

тазартылмаған қорғасынды мыс, теллур, күшән, қалайы, сүрме, алтын, күміс және висмуттан тазарту (рафинациялау);

сынықтар мен қорғасын қалдықтарын, түйіршікті шихтаны өңдеу;

қалдық жылуды қалпына келтіру;

4) тазартылған тозаңды одан әрі алу және өндірістің технологиялық цикліне қайтару арқылы технологиялық газдар мен аспирациялық ауаны тазарту;

5) сульфидті кендер мен концентраттарды тотықтырғышпен балқытудан шыққан газдардан күкірт қышқылын алу;

6) дайын өнімді жөнелтуге дайындау.

1.7-кестеде ластағыш заттардың шығарындыларының процестерінің/көздерінің сипаттамасымен қорғасын өндірісінің ластағыш заттары берілген.

1.7-кесте. Қорғасын өндіру кезінде атмосфераға ластағыш заттардың шығарындыларының көздері/процестері

Р/с №	Процесс	Сипаттама	Шығарылатын газдың компоненттері
1	2	3	4
1	Шикізатты тасымалдау және сақтау	Кендер мен концентраттарды, сондай-ақ партияны дайындауға арналған құрамдас бөліктерді сақтау. Өндіріс процесінде қолданылатын басқа ерітінділер мен реагенттер (қышқылдар, сілтілер және т.б.). Тасымалдау – өңдеу кезеңдері арасындағы шикізатты, жартылай фабрикаттарды тасымалдау/тасымалдау.	Тозаң және металдар
2	Кептіру	Жағымсыз салдарға әкеп соғуы мүмкін үлкен көлемдегі будың пайда болуына жол бермеу үшін шихтадан артық ылғалды кетіру, соның ішінде: авариялар, автотермиялық процесті басқарудағы сәтсіздіктер (тұтынылатын энергия мөлшерін азайту / арттыру), коррозия процестері, қабат ластағыштарымен химиялық реакциялар.	Тозаң және металдар
3	Ұсақтау, ұнтақтау және елеу	Өнімнің немесе шикізаттың бөлшектерінің мөлшерін азайту, ұнтақтау қондырғыларын (өңделген бастапқы материалдың түрі мен қасиеттеріне байланысты роликті, жаққышты, балғамен) пайдалану. Көбінесе құрғақ материал ұсақталады, бұл әдетте тозаң шығарудың ықтимал көзі болып табылады.	Тозаң және металдар
4	Түйіршіктеу	Балқытылған қожды су ағыны арқылы өткізу немесе оны су ваннасына беру арқылы ұсақ қож бөлшектерін қалыптастыру. Түйіршіктеу процесі кезінде де аэрозоль түзілуі мүмкін.	Ұсақ тозаң (құрамында түсті металдар болуы мүмкін)
5	Шихта дайындау	Әртүрлі сапалы рудаларды немесе концентраттарды араластыру және қоспаның (шихтаның) тұрақты көрсетілген құрамын алу үшін алынған қоспаларға белгілі бір пропорцияда флюстерді немесе қалпына келтіруші агенттерді енгізу процесі. Қоспаның қажетті құрамы партиялық орташалау қондырғыларын, мөлшерлеу жүйелерін, конвейер таразыларын пайдалана отырып немесе тиеу жабдығының көлемдік параметрлерін ескере отырып қол жеткізіледі.	Тозаң және металдар
6	Агломерация/ күйдіру Балқыту	Пирометаллургиялық процестер өңделетін шикізаттың фазасының немесе химиялық құрамының өзгеруіне негізделген, жоғары температурада, жылуды сіңірумен бірге жүреді. Бір күйден екінші күйге өту процесінің температурасы шикізаттың минералогиялық құрамына және газ ортасының табиғатына және қысымға байланысты.	Тозаң және металл қосылыстары
			Күкірт диоксиді
			Көміртегі тотығы
			Азот тотықтары
			ҰОҚ, диоксиндер
			Хлоридтер, фторидтер (аз мөлшерде)
7	Қожды қайта өңдеу	Пирометаллургиялық өңдеу кезінде алынған қождың құрамында Zn, Pb, Cr, Cd, Ag сияқты бағалы металдардың әртүрлі мөлшері және сирек металдар – германий, индий, таллий, теллур, селен, қалайы және т.б. Мұндай қождардың жоғары құндылығы өндірістің жабық технологиялық сызбасында оларды қосымша өңдеудің міндеттілігін анықтайды.	Тозаң және металдар
			Күкірт диоксиді
			Көміртегі тотығы
8	Шаймалау және химиялық тазарту.	Шаймалау қышқылды немесе басқа еріткіштерді тазарту мен электролизге дейін күйдіру процесінде пайда болған оксид кенінен немесе оксидінен металл құрамдас бөлігін ерітуге негізделген. Химиялық тазарту деп металды булардан конденсациялау немесе металды сулы ерітіндіден тұнба түрінде таңдап тұндыру процесі түсініледі. Қоспалардың құрамында кейіннен қалпына келетін мыс және бағалы металдар бар. Шығарылатын газ көміртегі тотығы,	Хлор
8	Шаймалау және химиялық тазарту.		Көміртегі тотығы
9	Термиялық рафинациялау	Шахталық редукциялық балқытудан кейін алынған тазартылмаған қорғасыннан қоспа металдарды жою. Сонымен қатар, тазартылмаған қорғасыннан мыс, күшән, висмут, теллур, алтын, күміс сияқты қоспалар жойылады.	Тозаң және металдар
9	Термиялық рафинациялау
10	Қайталама шикізатты алдын ала өңдеу	Пайдаланылған аккумуляторлық батареяларды бөлшектеу	Тозаң және металдар, күкірт диоксиді ҰОҚ және ПХДД/Ф

Ластағыш заттардың, атап айтқанда, SO₂, күйдіру немесе балқыту процестерінен шығатын газдар шығарындылары күкірт қышқылы зауытына жіберу арқылы өңделеді және тазартылады.

ҰОҚ және ПХДД/Ф шығарындылары қайта өңделген қорғасынды өндіру кезінде пайда болады және шикізатта органикалық қосылыстардың болуына байланысты.

Қорғасын өндірісінде маркерлі ластағыш заттарды анықтау кезінде осы екі фактіні де ескеру қажет (бастапқы және қайталама).

Атмосфераға ластағыш заттар шығарындыларының негізгі үлесі түтін құбырлары арқылы пайдаланылған газдармен шығарындылардың ұйымдасқан көздеріне келеді – жалпы шығарындылардың шамамен 93 % – 99 %-ы. Түтін газдарындағы ластағыш заттар: күкірт диоксиді (SO₂), көміртек оксиді (CO), азот тотықтары (NO_x), тозаң, металдар (қорғасын, сынап, күшән) және олардың бейорганикалық қосылыстары, ұшпа органикалық қосылыстар (ҰОҚ). Басқа ластағыш заттардың өндіріс процесінде болмағандықтан немесе түзілудің бастапқы кезеңдерінде бейтараптандырылғандықтан (мысалы, хлор немесе HCl) немесе шоғырлануы төмен болғандықтан (олардың үлесі жалпы шығарындылардың 0,5 % – 1,0 %-ынан аспайды). Шығарындылардың көп бөлігі тозаңмен байланысты (кадмий, күшән және сынапты қоспағанда, олар бу сатысында да болуы мүмкін).

Ұйымдастырылмаған шығарындылар шығарындылардың жалпы массасының елеусіз мөлшерін құрайды, алайда есепке алу мен бақылаудың күрделілігіне байланысты олар әлі де шешуді қажет ететін мәселелердің бірі болып қала береді.

Атмосфераға ластағыш заттардың ұйымдастырылмаған шығарындыларына: концентратты сақтау, дайындау, тиеу кезіндегі тозаң шығарындылары; қожды күйдіру және балқыту қондырғыларынан, шикізатты дайындау және өңдеуге арналған жабдықтардан ағып кету; технологиялық жабдықтың жұмыс жағдайын сақтау үшін қосалқы жабдықтың шығарындылары.

Өндіріс технологиясы бойынша негізгі ластағыш заттардың шығарындылары тұрақты, жыл бойы үздіксіз жүзеге асырылады, басқа ластағыш заттардың шығарындылары мерзімді сипатта болады.

Кәсіпорындардың ауаға тозаң және зиянды газ тәрізді компоненттер шығарындыларымен күресудің ең тиімді құралы газ тазарту қондырғыларын орнату болып табылады. Дегенмен, тәжірибе көрсеткендей, тозаң мен газдың шығарындыларын олардың жолын кесу және жергілікті сорып алу арқылы, сондай-ақ бірқатар технологиялық және жоспарлау шараларын жүзеге асыру арқылы айтарлықтай азайтуға болады.

Атмосфералық ортаны технологиялық және аспирациялық шығарындылардан қорғау үшін келесі шаралар қолданылады:

зиянды заттардың ағып кетуіне жол бермеу үшін технологиялық жабдықтар мен құбырлардағы қосылыстар мен қосылыстарды герметикаландыру және тығыздау;

заманауи жоғары тиімді тозаң мен газ тұтқыш құрылғыларда технологиялық газдар мен аспирациялық ауаны тазарту;

тозаң түзілу орындарын аспирациялау;

өндірістік процестің үздіксіздігі;

өндірістік процестерді төтенше жағдайларды болғызбайтындай сигнализация орнату блоктау.

1.3-суретте қорғасын зауытының өндірістік қуаты (ISASMELT ^ТМпроцесі) мен атмосфераға шығарылатын ластағыш заттардың шығарындыларының арақатынасы көрсетілген [13].

1.3-сурет. Өндірістік көрсеткіштер/атмосфералық ауаға ластағыш заттардың шығарындылары

Осы тараудың келесі бөлімдерінде қорғасынды өндіру кезінде пайда болған ластағыш заттар туралы мүмкіндігінше толығырақ ақпарат берілген.

1.3.2.1. Күкірт диоксиді (SO₂)

SO₂ шығарындылары ең алдымен шикізаттағы сульфидті қосылыстардың мөлшерімен және қолданылатын өндіріс әдісімен анықталады. Күкірт диоксиді балқыту және басқа да операциялар кезінде түзіледі.

Шикізаттың бастапқы өндірісінен күкірт диоксиді шығарындыларының көздері:

газ шығару құбырының герметикалығын сақтау мәселелеріне ерекше назар аударуды талап ететін тотығу сатыларындағы технологиялық блоктардан бос шығарындылар;

күкірт қышқылы зауыттарының шығарындылары;

өндіріс желісін іске қосу/тоқтау кезіндегі бос шығарындылар.

Қайта өңделген материалдарды пайдалану кезіндегі сульфаттың мөлшері алдын ала өңдеу кезінде қолданылатын әдіске байланысты. Көп жағдайда күкірт тиосолды қосылыстар деп аталатын қосылыстарға айналады. Қатаю дәрежесі қолданылатын ағындарға және процеске байланысты басқа металдарға байланысты. Басқа жағдайларда SO₂ оқшаулануы мүмкін және одан әрі өңдеуді қажет етеді. Қайта өңделген материалдарды пайдалану кезіндегі типтік мәндер 50 мг/Нм³ пен 500 мг/Нм³ аралығында болады.

1.8-кестеде әртүрлі өндірістік процестерден SO₂ шығарындылары туралы деректер келтірілген.

1.8-кесте. Қорғасын өндірісінің 1 тоннасына SO₂шығарындылары^*

Р/с №	Процесс	Қорғасын өндіру (т/жыл)	SO₂шығарындылары (г/т қорғасын)
1	2	3	4
1	QSL^**	135000	700
2	IASMELT^**	120000	3000
3	Қорғасын шахта пеші және агломерат қондырғысы^**	110000	10000-45000
4	Алдын ала өңдеусіз қайта өңделген материалдар (тұтас аккумуляторлар)^***	50000	4000-6000
5	Құрамында күкірті жоқ қайталама шикізат (аккумуляторлар)^***	35000-50000	1070-3000
6	Алдын ала өңдеуден өткен (күкірт жойылған) қайталама шикізат (аккумуляторлар)^***	35000	3200
7	Аккумулятор + қосымша салмақ^***	10000	210 (пеш газын күкіртсіздендіру жүйесі)
8	Аккумуляторлар - MA процесі^***	33000	6600

* дереккөз: [63], [59];

** бастапқы қорғасын өндірісі;

*** қайталама қорғасын өндірісі.

Қоршаған ортаны қорғау заңнамасын жетілдіру, сондай-ақ көптеген металлургиялық кәсіпорындардың өндірістің пайдаланылған газдарындағы ластағыш заттарды азайту/жою жөніндегі міндеттемелері күкірт диоксиді шығарындыларын азайту бөлігінде тиімді ұйымдастырушылық және техникалық шешімдердің пайда болуына ықпал етті:

кейіннен күкірт қышқылы зауыттарында қолдана отырып, жентектеу, күйдіру немесе тікелей балқыту сатыларында технологиялық газдарды күкірт диоксидінен тазарту арқылы күкірт қышқылы өндірісінде қолдану (күкірт диоксидін (SO₂) күкірт триоксидіне (SO₃) түрлендіріп, дайын өнім – күкірт қышқылын алу);

кәдімгі күкірт, сұйық SO₂, гипс түрінде SO₂түріндеболатынкүкіртті алу;

бақыланбайтын шығарындылардың алдын алу немесе азайту үшін технологиялық процестерді басқару жүйелерін жетілдіру (цифрландыру).

Балқыту пештерінің пайдаланылған газдарындағы күкірт диоксидінің жоғары шоғырлануы және оны кәдеге жарату қажеттігі аралас өндірістердің қалыптасуына ықпал етті.

Ұсынылған технологиялық шешімдердің толық сипаттамасы ЕҚТ бойынша анықтамалықтың 5-бөлімінде берілген.

1.3.2.2. Азот тотықтары (NO_x)

Азот тотықтарының (NO_x) түзілуі құрамында қорғасыны бар қожды балқыту пештерінде тазартылмаған қорғасын алу үшін өңдеу кезінде отын азотының жалындағы оттегімен байланысуы және атмосфералық азот пен азоттың байланысуы нәтижесінде болады және жану үшін берілетін ауаның оттегісі және әдетте NO және NO₂қоспаларынан тұрады. NO_xбөлінуі қолданылатын өндіріс процесінің технологиясына байланысты.

Шығарылатын газдарда NO_x шоғырлануы мына жағдайларда төмендеуі мүмкін:

күкірт қышқылын өндіру кезінде азот тотықтарын сіңіру;

оттекті-отын жанарғыларын пайдалану.

Тауарлық өнімді тиеу, балқыту және алу процестеріндегі азот тотықтарының шоғырлануы 20-дан 150 мг/Нм³-ке дейін болады.

1.3.2.3. Көміртек монототығы (СО)

Көміртек монототығы (СО) шығарындыларының негізгі көздерінің бірі балқыту және тазарту кезеңдерінде қалпына келтіру реакциясы кезінде балқыту пештерінен шығатын газдар болып табылады. СО пештерінің түтін газдарында СО пайда болуы технологиялық отынның пешке жеткіліксіз жеткізілген оттегімен толық жанбауынан немесе шикізатта құрамында көміртегі бар әртүрлі органикалық қосылыстардың болуынан болуы мүмкін. Қалпына келтіргіш және балқытуға арналған жылу пешке жүктелген коксты жағу арқылы алынады. Кокс ауамен реакцияға түсіп, қорғасын оксидін төмендететін көміртек тотығы (СО) түзеді. Көміртекті қосылыстар кептіру сатысында, егер бұл процесс қолданылатын қорғасын өндіру технологиясының бөлігі болса, кептіру үшін пайдаланылатын шикізат пен отынға байланысты бөлінуі мүмкін. СО шығарындыларының көбеюі балқыту пештерін іске қосу/баптау немесе тоқтату кезінде орын алады.

1.3.2.4. Тозаң және металл

Рудалар мен концентраттар сияқты бастапқы шикізат негізіндегі түсті металдардың көпшілігін өндірумен байланысты экологиялық мәселелер құрамында ауыр металдар мен металдар/металл қосылыстары бар тозаңның атмосфераға тасталатын шығарындылары сияқты аспектілерге әсер етеді. Тозаң және металл шығарындыларының көздері пештер, металлургиялық пештер, реакторлар және балқытылған металды тасымалдау процесі болып табылады. Қайта өңделген шикізаттан түсті металдарды, мысалы, сынықтар, қалдықтар және т.б. өндіруге байланысты экологиялық мәселелер әртүрлі пештерден шығатын және белгілі бір тасымалдау процестері кезінде пайда болатын тозаңды және құрамында металл бар газдарға да қатысты.

Тозаң. Металлургиялық зауыттарда күйдіру, сульфидтік шикізатты балқыту процесінде айтарлықтай мөлшерде құрғақ тозаңдар мен әртүрлі құрамды шығару түзіледі.

Қорғасын алудың бірқатар пирометаллургиялық процестерінде шихтадан тозаңды тазарту және металдардың тозаңға ауысуы өте жоғары мәндерге жетуі мүмкін. Әсіресе қарқынды тозаң қорғасын концентраттарын концентраттар күйінде, қожды қожды шығару пештерінде балқыту кезінде түзіледі.

Ірі тозаң (бөлшектерінің мөлшері бірнеше ондаған микрон) негізінен өңделген материалдардың механикалық тартылуынан түзіледі, олар құрамы бойынша бастапқы шикізатқа жақын және процестің басына қайтарылады. Ұсақ тозаңдар (бірнеше микрон немесе одан да аз ретпен) негізінен металдар буларының немесе олардың қосылыстарының конденсациялануы есебінен түзіледі және кейбір түсті және сирек металдармен айтарлықтай байытылған.

Ұсақ тозаңдардың негізгі бөлігін ұшпа металдар – қорғасын мен мырыш құрайды. Сонымен қатар оларда кадмий, индий, таллий, селен, теллур, рений сияқты бағалы компоненттер шоғырланған. Күшән, хлор және фтор да тозаңға өтеді, бұл олардың әрі қарай өңделуін айтарлықтай қиындатады.

Тозаңның өту дәрежесі және олардағы түсті және сирек металдардың шоғырлануы олардың шикізаттағы мөлшерімен, металлургиялық процестердің технологиялық режимімен, осы жағдайда түзілетін химиялық қосылыстардың қасиеттерімен, тозаң тұту жүйелерінің конструкциясымен анықталады. Компоненттердің сублимациялануы және ұсақ тозаңдардың салыстырмалы түрде төмен шығымдылығына байланысты оларда сирек және кейбір түсті металдардың мөлшері, тіпті толық алынбаған жағдайда да, концентраттарға қарағанда он есе және кенде одан 100-200 есе көп.

Балқыту процестерінен тозаңның тасымалдануы тозаң мен металдардың тікелей және бос шығарындыларының ықтимал көзі болып табылады. Бұл газдар жиналады және өңделеді газ скрубберлерде, ал SO₂ бар газдар күкірт қышқылы зауытында. Тозаң жойылады, шайылады және процеске қайтарылады.

Қожды өңдеу және сөндіру де тозаң көзіне айналады. Бұл көздерден шығатын тозаңның ауқымы <1 мг/Нм³ пен 20 мг/Нм³ арасында ауытқиды. Аккумуляторлардан қорғасынды қалпына келтіру кезінде алынған қож бен қабыршақтарда сүрме болуы мүмкін. Құрамында металдар болуы мүмкін аэрозольдердің шығарындылары электропландау және аккумуляторлық ұсатқыштардан туындайды. Бұл көздерден тұман мен тозаң шығарындыларының ауқымы 0,1 мг/Нм³ пен 4 мг/Нм³ арасында ауытқиды [34].

Тұтып алу және тазарту қиындық туғызатын бақыланбайтын тозаң шығарындылары ерекше бақылауға алынады. Шығарындылардың негізгі көздері материалдарды (шикізаттарды) сақтау және өңдеу, көліктерге немесе көшелерге жабысатын тозаң, ашық жұмыс орындары болып табылады.

Негізгі өнеркәсіптік шығарындыларды бақылау әдістері қатты бөлшектерге қарсы тиімді. Ұсақ бөлшектер үшін (PM₁₀және одан кіші) түсіру тиімділігі әлдеқайда төмен.

Қазіргі уақытта Қазақстан Республикасының экологиялық заңнамасы ұсақ бөлшектердің шығарындыларын міндетті есепке алуды реттемейді, бұл бағалауға әдістемелік тәсілдердің және қолданыстағы тозаң-газ тұтқыш қондырғылармен оларды тұтып алу тиімділігі туралы деректердің болмауына байланысты. Тозаңның шығарындылары фракцияларға бөлінбей, тұтастай бағаланады.

Соңғы жылдары еуропалық бірнеше компания шахта пештерінің жүктемесін ұлғайту және түтін газдарын тұтып қалу процестерін жақсарту арқылы бос тозаң шығарындыларын айтарлықтай төмендете алды:

газды жинау және тазарту;

отқа төзімді қаптаманы жақсарту арқылы пештің тоқтап тұруын азайту (осылайша, шектеулі уақытқа шығарындыларға ықпал ететін іске қосу және өшіру уақытын қысқарту);

технологиялық ғимараттардың шатырын жабу және сүзгілерді жаңарту;

жеткізу, материалдарды сақтау және тазарту алаңдарын жабу/төгу және газдан тыс ұстау жүйелерін орнату;

материалды өңдеу рәсімдерін жақсарту (мысалы, тиеу алдында және тиеу кезінде сусымалы материалдарды ылғалдандыру) және тасымалдау жиілігін азайту (мысалы, үлкен дөңгелектері бар тиегіштерді пайдалану арқылы);

көлік құралдарын міндетті түрде жууды орнату (жүйесі бар қондырғылар мен сыртқы көліктер үшін)

орнату алаңдары мен кірме жолдарға арматураларды қолдану және тазалау процестерін оңтайландыру;

ескі қожды көму орындарын жабу және ластағыш заттарды жою.

Металдар. Қорғасын өндірісінде қолданылатын шикізат пен отынның құрамында әрқашан металдар болады. Олардың шоғырлануы технологиялық процестердің күрделілігіне және қолданылатын жабдыққа байланысты кең ауқымда өзгереді (19-кесте). Балқыту процесінде кездесетін металдар, егер шикізат пен отын құрамында болса, олардың ұшқыштығына, газ фазасында болатын қосылыстармен әрекеттесуіне байланысты пеште толығымен немесе ішінара булануы мүмкін.

Шығарылатын газдардағы күшәннің көп бөлігі күшән триоксиді (As₂O₃) буы түрінде болады. Тозаңның құрамында күшән қосылыстары ретінде шамалы бөлігі болады. Газды тазарту газды салқындатуды қамтиды, бұл конденсацияға және одан кейін қатты зат ретінде As₂O₃жойылуына әкеледі_.Түтін газдарының құрамында металдардың (мысалы, темір, мыс, қорғасын, мырыш және т.б.) болуы да металдық күшән түзу арқылы күшәнді ұстауға ықпал етеді.

1.9-кесте. Кейбір еуропалық процестерден металдардың массалық шығарындысы [59]

Р/с №	Процесс	Өнім	Өндіріс (тонна)	Тозаң (г/т өнім)	Zn (г/т өнім)		Pb (г/т өнім)	Cd (г/т металдар)	As (г/т металдар)
1	2	3	4	5		6	7	8	9
1	QSL	Қорғасын
2	процесс	Құйма Pb	120 000	1		д/ж	<0,1	<0,01	<0,0001
3	тазарту	Таза Pb, Pb қорытпалары	135 000	5.4		д/ж	<0,1	<0,01	<0,01
4	Ausmelt/ISASMELT	Қорғасын
5	процесс	Құйма Pb	113 000	<1		0,09	2.5	<0,1	0,01
6	тазарту	Таза Pb, Pb қорытпалары	120 000	д/ж		1	4	0,01	0,02
7	Аккумулятор - тұтас (шахта)	Қорғасын
8	процесс		49 000	10-25		0.1	2.5	<0,1	<0,15
9	тазарту		53 000	0,49		д/ж	0,024	Жоқ	Жоқ
10	Күкіртсіз аккумутяорлар салмағы	Қорғасын
11	процесс		43 000	1-3		д/ж	0,1-1	0,01	0,18
12	тазарту		52 000	төрт		д/ж	0,5	0,02	0,24

Металдар арасында сынап Hg ерекше орын алады. Ол 100 °C-қа дейінгі температурада өте ұшпа, тозаң бөлшектеріне іс жүзінде шөкпейді және пештен түтін газдарымен бірге шығарылады. Агломерация және балқыту процестерінен шығатын газдардағы сынапты (Hg) газдар күкірт қышқылын қалпына келтіру қондырғысына (бар болса) жөнелтілгенге дейін сынапты жоюдың бөлек сатысында алынуы мүмкін. Балқыту пештерінен сынап шығарындыларын азайтудың техникалық шешімдеріне түтін газының температурасын күрт төмендету немесе белсендірілген көмірге адсорбциялау арқылы қол жеткізуге болады. Күкірт қышқылы зауыттарында сынап шламда шоғырланған.

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

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

1.3.2.5. ҰОҚ, ПХДД, ПХДФ

ПХДД және ПХДФ қорғасын өндіру кезінде қолданылатын технология түріне, қолданылатын жабдықтың құрылымына, өнімді тазарту кезеңдеріндегі химиялық реакция жағдайларына, балқыту зауыттарына шикізатты дайындау және жеткізу әдістеріне және жұмыс істеп тұрған тозаң мен газды тазарту жабдығының түріне қарай түзілуі ықтимал. Диоксиндер мен фурандардың түзілу себептерінің бірі, егер олар отын ретінде пайдаланылса, шикізатта, отын мен қалдықтарда мыстың болуы. Бұл ретте ПХДД/Ф түзілуінің максималды ықтималдылығына кепілдік беретін бірқатар шарттарды ескеру қажет: көмірсутекті қосылыстардың болуы, хлордың болуы, температуралық режимнің сақталуы және материалдың уақыты, оның ішінде, сондай-ақ пайдаланылған газ ағынында молекулалық оттегінің болуы.

Пештің шихтасында пластик қалдықтарының болуы пайдаланылған газдарда түзілетін ластағыш заттардың мөлшерінің артуына ықпал етуі мүмкін.

Қатты заттарды алып тастағаннан кейін жалпы шығарындылар ағынындағы ұшпа органикалық қосылыстардың шоғырлануы 40 мг/Нм³-тен аз. Тозаңды тазалау кезеңіне дейін шахталы пештердің пайдаланылған газдарындағы көміртегі оксидтерінің мөлшері 5 %-дан аз.

1.3.3. Ластағыш заттардың төгінділері

Металлургиялық өнеркәсіптердің сарқынды суларындағы ластағыш заттардың түрлері мен шоғырлануы негізінен өңделетін шикізаттың құрамына және қолданылатын технологиялық реагенттерге, сондай-ақ сарқынды суларды тазарту (бейтараптандыру) сапасына байланысты.

Қорғасын өндірісінің сарқынды суларында мыналар болуы мүмкін:

қатты бөлшектердің қоспасы түріндегі ірі қоспалар;

сілтісіздендіру кезінде қосылыстарының еруі нәтижесінде сарқынды суларға түсетін темір, мыс, никель, қорғасын, мырыш, кобальт, кадмий, күшән, сүрме, хром, көбінесе сынап иондары бар тұздар;

процесте негізінен еріткіш ретінде қолданылатын қышқылдар;

жекелеген гидрометаллургиялық өнеркәсіптерде кеңінен қолданылатын әртүрлі реагенттер.

Zn, Cd, Pb, Hg, Cu, As, Ni, Cd сияқты металдар мен олардың қосылыстары негізгі ластағыш заттар болып табылады.

1.10-кестеде қорғасын өндірісіндегі сарқынды сулардың түрлері мен негізгі көздері (бастапқы және қосалқы материалдардан) келтірілген.

1.10-кесте. Ықтимал сарқынды су көздері [52]

Р/с №

Өндіріс
(кезең, процесс)

Операция/Дереккөз

Ластағыш заттар

Қолданылуы/
өңдеу нұсқасы

1	2	3	4	5
1	Шикізат пен материалдарды сақтау	Жер асты сулары (жаңбыр/ылғалдану), өнеркәсіп қоймаларының бетінен ағын су	Қалқымалы заттар, ауыр металдар (Pb, Zn)	Сарқынды суларды тазарту қондырғысы
2	Агломерациялық зауыт	Скруббер (агломераттың ұсақ бөлігін салқындату)	Қалыпты заттар, ауыр металдар (Pb, Zn, As, Cd)	Сарқынды суларды тазарту қондырғысы
3	Қорыту	Пештің салқындату жүйесі үшін пайдаланылатын су	Ауыр металдар (Pb, Zn, As, Cd), қалқымалы заттар, тұздар	Рециркуляция
4	Қожды түйіршіктеу	Ылғал түтін газдарын тазартатын фильтраттар Түйіршіктеу үшін қолданылатын су	Қышқылдар, ауыр металдар (Pb, Zn, As, Cd), 5қалқымалы заттар	Рециркуляция, сарқынды суларды тазарту қондырғысы.
5	Аккумуляторды бөлу / Аккумулятор массасынан күкіртті жою	Технологиялық саңылау	Қышқылдар, ауыр металдар (Pb, Zn, As, Cd, Hg), қалқымалы заттар	Күкіртсіздендіру процесінде/сарқынды суларды тазарту қондырғысында қолданылады
6	Күкірт қышқылы зауыты	Салқындату суына арналған жабдық. Ылғалды түтін газдарын тазалау (сүзгі)	Қышқылдар, ауыр металдар (Pb, Zn, As, Cd, Hg)	Рециркуляция. Сарқынды суларды тазарту қондырғысы
7	Газды тазарту жүйесі	Газды салқындату жүйесінен және дымқыл скрубберден алынған конденсат. Сынапты жою кезінде конденсат.	Қышқылдар, ауыр металдар (Pb, Zn, As, Cd, Hg), қалқымалы заттар, тұздар	Ауадағы тозаңды жою және шикізат ретінде қайта пайдалану. Сарқынды суларды тазарту қондырғысы. Рециркуляция.
8	Сарқынды суларды тазарту қондырғысы	Сүзгіден тазарту	Кальций, магний және басқа иондар	Қайта пайдалану (бар болса), қалпына келтіріңіз
9	Барлық технологиялық процестер	Техникалық қызмет көрсету	Қалқымалы заттар, ауыр металдар (Pb, Zn, As, Cd), қышқылдар	Сарқынды суларды тазарту қондырғысы
10	Жалпы	Жолдардан, аулалардан, шатырлардан жаңбыр суы, дымқыл жол тазалау, жүк көліктерін тазалау және т.б.	Қалқымалы қатты заттар, ауыр металдар (Pb, Zn),	Сарқынды суларды тазарту қондырғысы, содан кейін қайта пайдалану немесе қайта өңдеу

Сарқынды сулардың қоршаған ортаға теріс әсерін болғызбау үшін судың ішінара немесе толық айналымын енгізу және сарқынды суларды өндірістік циклде қайта пайдалану кеңінен қолданылады. Сарқынды суларды су қоймаларына ағызған жағдайда оларды тазарту ластағыш заттардың әрқайсысының құрамының санитарлық-гигиеналық мақсаттағы су қоймаларының суындағы зиянды заттардың шекті рұқсат етілген шоғырлануынан төмен болуын қамтамасыз етуі тиіс.

1.3.3.1. "Ылғалды" тазарту жүйелерінің сарқынды сулары

Жалпы барлық ылғалды тазалау жүйелері сұйықтықтарды өңдей отырып жұмыс істейді. Ағызылатын сұйықтықтың құрамында белгілі бір шекте қалқыған қатты заттар мен еріген тұздар болады. Сарқынды су бөлек тазартылады немесе тиеу алдында қатты заттар мен еріген өнімдерді жою үшін біріктірілген су тазарту қондырғысын пайдаланады.

Ылғалды электросүзгілерді пайдалану скруббердегі қышқылды ылғалдандыру сұйықтығының көзі болып табылады. Ол сүзгіден кейін өңделеді.

Сынап күкірт зауытына жіберер алдында газ-сұйықтықпен жанасатын резервуарды немесе сұйықтықтың құрамында сынапты байланыстыратын агентті кейіннен жою үшін салқындату мұнарасын пайдалана отырып жойылады. Реагент ретінде сынап хлориді (HgCl₂) жиі пайдаланылады, ол газдың құрамындағы металл сынаппен әрекеттесіп, қатты Hg₂Cl₂ қалдығын (каломель) түзеді. Салыстырмалы түрде таза сұйықтық одан әрі өңдеу үшін сарқынды су ретінде ағызылады. Қатты Hg₂Cl₂ қалдығы сынапты одан әрі қалпына келтіру үшін сатылады, сынап хлоридін қайта өндіру үшін өңделеді немесе түпкілікті кәдеге жарату үшін тұрақтандырылады. Тауарлы өнім (металл сынап) алу үшін сынапты алу тәсілдерінің бірі оны күкірт қышқылы зауыттарының шламынан (кенді материалды жуу кезіндегі шлам) өңдеу арқылы алу болып табылады. Процестің технологиялық сызбасы келесі кезеңдерден тұрады: сульфидті целлюлозаны дайындау, орталық жылу жүйесінің аппаратында сынапты цементтеу, күкірт қышқылы зауытының жуу мұнараларынан шөгінділерді өңдеу кезінде металл сынапты химиялық және вакуумда тазарту.

1.3.3.2. Аккумуляторларды қайта өңдеу кезіндегі сарқынды су

Аккумуляторларды ұсақтау және жуу кезеңдері қалқыма күйдегі қорғасын және басқа металдарды және ерітіндіні қамтитын қышқылды сүзіндіні шығарады. Бұл сүзінді бейтараптандырылады және су процесте қайта өңделеді. Мүмкіндігінше, қышқыл басқа жерде қолданылады. Бір бөлігі әдетте еріген тұздарды бақылау үшін жүйеден алынады. Салқындату суы ұсақтау процесінің салқындату жүйесінен де пайда болуы мүмкін [43].

Бұл процестер сонымен қатар ластанған жер асты суларын шығарады, содан кейін олар тазартылады және қайта пайдаланылады. Әдетте, ағызылатын сұйықтық одан әрі өңдеуден және талдаудан кейін осы тығыздағыш су тізбегінен ағызылады. Жолдар мен жердің ластануы жолдарды, тұрақтарды, жүк көліктерін жиі ылғалды тазалау және ағып кетуді тазалау әдістері арқылы азайтылады.

Сарқынды сулардың сапасы мен саны қолданылатын процеске, қолданылатын шикізаттың құрамына және өндірісте қолданылатын технологияларға байланысты. Технологиялық және жаңбыр суын қайта пайдалану да жиі кездеседі.

Қожды түйіршіктеуден немесе салқындату тоғанынан салқындатқыш су әдетте жабық контурдағы айналым жүйесі арқылы қайта өңделеді.

1.3.4. Өндіріс қалдықтары

Түсті металдар, соның ішінде қорғасын өндірісіндегі экологиялық проблемалардың бірі өңдеуді немесе кәдеге жаратуды қажет ететін аралық өнімдердің (қатты қалдық түрінде) айтарлықтай көлемін қалыптастыру болып табылады.

Әртүрлі өңдеу процестері мен жүйелерінің қатты қалдықтарын келесі әдістердің біреуі немесе бірнешеуі арқылы өңдеуге болады:

процесте немесе процестің ағымы бойынша жоғарғы жағында өңдеу;

басқа металдарды алу үшін ағым бойынша төменгі жағында өңдеу;

қауіпсіз жоюды қамтамасыз ету үшін өңдеуден кейін түпкілікті жою.

Өндіріс қалдықтары пирометаллургия кезеңдерінде, жабдықтарға, тазалау құрылғыларына, газ тазалау жүйелеріне қызмет көрсету кезінде түзіледі.

Қорғасын өндірісінің қалдықтары негізінен қождан, тозаңдардан, шламдардан, ферриттерден, шашырандылардан, қоқыстан, сондай-ақ аспирациялық тозаңнан тұрады және алынған өнім көлемінің 40-50 % құрайды. Қалдықтардың көпшілігінде қорғасынның болуы оларды өндіріс процесінде (металдарды қалпына келтіру) терең өңдеу үшін пайдалануға мүмкіндік береді.

Тұндырғыш камераларында және өндіріс үшін құнды құрамдас бөліктері бар қапшық сүзгілерде тұтып қалынған аспирациялық тозаң ішкі процеске (қорғасын алу үшін балқыту немесе сілтілеу тізбегінде), сол сияқты Ge, Ga, In және As сияқты басқа металдардың өндірісіне шикізат ретінде қайтарылады.

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

1.4–1.6-суреттерде әртүрлі технологияларды қолдану арқылы қорғасын өндірісінің әртүрлі кезеңдерінде түзілетін технологиялық қалдықтардың түрлері мен көлемі туралы ақпарат келтірілген [58,61].

Қатты қалдықтарда (балқыту пештерден шыққан қож) әдетте шаймаланатын металдардың өте төмен концентрациясы болады, сондықтан олар әдетте құрылыста қолдануға жарамды [15, 45]. Қолданылатын шикізатқа байланысты қож шығымы өндірілген дайын өнімнің 10-70 % аралығында өзгереді.

Бұл ретте:

қож – барлық бағалы компоненттерді бөліп алып, одан әрі өңдеуге жатады;

ірі тозаң – балқыту пешіне қайта пайдалану үшін қайтарылады;

бу – энергия өндіру үшін пайдаланылады.

1.4-сурет. Балқыту пештерінің технологиялық қалдықтары

1.5-сурет. Күкірт қышқылы зауыттарының технологиялық қалдықтары

1.6-сурет. Сарқынды суларды тазарту қондырғыларының технологиялық қалдықтары

Тазарту сатысында түзілетін қатты бөлшектердің (аспирациялық тозаң, қара қалдықтар (күйік), қож) құрамында қорғасыннан басқа да металдар болады, бұл оларды одан әрі қалпына келтіру арқылы өңдеуге мүмкіндік береді. 1.11-кестеде қорғасын құймаларын тазарту кезінде түзілетін қатты қалдықтардың көлемдері көрсетілген.

Аккумуляторларды өңдеу қондырғыларының қожы өндірілетін қорғасын салмағының 13-25 % құрайды. Олар құрамындағы металдардың сілтісізденуіне байланысты құрылыс мақсаттарына жарамды болуы мүмкін. Сілтісіздендіруге қолданылатын флюстер және жұмыс жағдайлары әсер етеді [45]. Қождағы күкіртті қатайту үшін натрий негізіндегі флюстарды (Na₂CO₃) қолдану сілтісізденген металдар мөлшерінің артуына себеп болады. Аккмуляторларды қайта өңдеу процестерінен алынған бұл қож мен тараздардың құрамында сүрме болуы мүмкін. Тазарту сатыларында қорғасынды балқыту кезінде жойылған қақ пен қатты заттардың құрамында қалпына келтіруге жарамды металдар бар.

1.11-кесте. Тазарту процестерінің қатты қалдықтары^*

Р/с №	Тазарту кезеңі	Технологиялық қалдықтар	Пайдалану жағдайлары / өңдеу
1	2	3	4
1	Қожды/мысты кетіру	Мыс шилкерлер	Мыс пен қорғасынды қалпына келтіру үшін одан әрі өңдеу
2	Жұмсарту (Харрис процесі)/Оттегі жұмсарту	Харрис қождары сүрме қождары	Металдарды алу үшін гидрометаллургиялық өңдеу Металдарды алу үшін пирометаллургиялық өңдеу
3	Күмісті жою	Күміс көбік	Бағалы металдарды алу
4	Мырышты жою	металл мырыш	Күміс кетіруді қайта пайдалану
5	Висмутты жою	Висмут дроссы	Висмут алу
6	Сілтілік және сілтілік жер металдарын жою	Сілтілік балқымалар	Флюс ретіндегі ішкі өңдеу
7	Жетілдіру	Сілтілік балқыма	Ішкі өңдеу

* дереккөз: [52].

Шахтада балқытқан кезде 80 %-дан астам мырыш, 20 % мыс, 2-3 % қорғасын, сонымен қатар германий (90 %), индий (45 %), таллий (55 %), теллур (30 %), селен (30 %), кадмий, қалайы және бағалы металдар қожға айналады.

Қорғасын балқыту қожын фьюмингтеумен, вельцтеумен және электрмен балқыту арқылы өңдеуге болады. Қазіргі уақытта фьюмингтеу әдісі кеңінен қолданылады, өйткені ол металдарды сәйкес өнімге жоғары алуды, жабдықтың жоғары өнімділігін, көмір немесе табиғи газды аз тұтынуды және қожсыз өңдеу технологиясын қамтамасыз етеді. Барлық алынған жанама өнімдер түпкілікті кәдеге жарату үшін тұрақтандырылуы керек.

Қорғасын өндірісінің қожының ең көп бөлігінде бағалы металдардың құны өндірілген рудаларға қарағанда 2-3 есе жоғары. Осылайша, түсті металлургия қожын түсті металдардың қосымша мөлшерін, сондай-ақ түсті металлургия қожының көпшілігінде өңделетін темір кендеріндегі құрамымен салыстыруға болатын темірді алу үшін перспективалық шикізат базасы ретінде қарастыруға болады. Сонымен қатар, қож өндіруге кететін шығындарды қажет етпейтін шикізат болып табылады: оларды арнайы қондырғыларда өңдеуге тарту үшін тек шағын көліктік және тиеу операцияларын орындау қажет. Бұл қожды өңдеудің негізгі экономикалық факторы болып табылады, өйткені кен шикізатынан құнды компоненттерді алу кезінде барлық шығындардың шамамен 70 % тау-кен өндіру мен байытуға жұмсалады.

Тұрақты түрде металлургиялық өңдеудің соңғы өнімдерінің бөлігі ретінде күшәнды технологиялық процестен шығару мәселесі ерекше назар аударуды талап етеді, бұл әлі де өзекті экологиялық проблемалардың бірі болып қала береді.

Қазіргі уақытта, жоғарыда айтылғандай, скородит немесе күшәнды темір гидроксидтері (феррихидрит) сияқты қосылыстар қалдықтарды кәдеге жаратудың ең оңтайлы түрі болып саналады. As-Fe бар ерітінділерді тез бейтараптандыру кезінде AsO₄^3-және AsO₃²- иондарынсіңіретін темір (III) оксигидритті фазасы - ферригидридтің түзілуі және тұнбаға түсуі жүреді. Процесс келесі реакцияларға сәйкес жүреді:

	Fe³⁺ + ^{(3 + x)}H₂O = FeO(OH)(H₂O)^1+x + 3H⁺	(1)
	FeO(OH)(H2O)^1+x + AsO₄^3- = AsO₃-∙FeO(OH)(H₂O)^1+x	(2)

Қышқыл ерітінділерден күшәнды тұрақты түрге ауыстыру тиімділігі ерітіндіге темір (III) тұздары мен әктің артық мөлшерін бір уақытта беру арқылы қол жеткізіледі. Арсенат пен темір гидроксидінің түзілуімен әрекеттесу реакцияларға сәйкес жүреді:

	2H₃ AsO₄ + Fe₂(SO₄)₃ + 3Ca(OH)₂ = 2FeAsO₄ 2H₂O + 3CaSO₄ 2H₂O	(3)
	Fe₂(SO₄)₃ + 3Ca(OH)₂ + 6H₂O = 2Fe(OH)₂ + 3CaSO₄ 2H₂O	(4)

Бұл қалдықтарды көму қомақты материалдық шығындарды талап етеді және қажетті қауіпсіздік кепілдіктерін қамтамасыз етпейді. Жиналған жауын-шашын суын сақтау кезінде жер асты суларының және қоршаған ортаның күшәнмен ластануы орын алады.

Өзекті міндет – күшән мен оның тұздарын ірі тонналық пайдаланудың бағыттарын табу, бұл үйінділердің көлемін азайтуға және сол арқылы тікелей және жанама экономикалық пайда алуға мүмкіндік береді. Бүгінгі таңда ең үздік әлемдік тәжірибе темір қосылыстары түріндегі күшәнды жою болып табылады.

1.3.5. 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 [19].

1.3.6. Иіс

Түсті металл өндірісіндегі иіс көздеріне сульфидтер, органикалық қосылыстар мен еріткіштер, қожды салқындату және сарқынды суларды тазарту кезіндегі металл булары, қышқыл газдар жатады. Иістерді күшті иісі бар аммиак сияқты химиялық заттарды қолданатын гидрометаллургиялық процестер де тудыруы мүмкін.

Технологиялық жабдықты дұрыс құрастыру және сенімді жұмыс істеу, сондай-ақ тиісті реагенттерді таңдау жағымсыз иістерді болғызбаудың алдын алу шараларының бірі болып табылады.

Өндірістік иістерді бақылау мыналарға негізделген: өткір иісті материалдарды пайдалануды болғызбау немесе азайту, иісі бар материалдар мен газдарды жайылмай тұрып және сұйылтқанға дейін оқшаулау және жою; материалдарды (егер мүмкін болса) толық жағу немесе сүзу арқылы өңдеу.

1.3.7. Радиоактивті заттардың шығарындылары

Радиоактивті заттардың шығарындылары экологиялық реттеуге жататын ластағыш заттардың тізбесінде жоқ [3].

Көптеген қазба шикізат пен отындардың құрамында табиғи түрде болатын радиоактивті заттардың шығарындылары негізгі экологиялық проблема болып саналмайды.

1.3.8. Қоршаға 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).

Бұларға қоса ластағыш заттардың мейлінше аз түзілуі мен атмосфераға түсуі қамтамасыз етілетін өнім өндірудің қазіргі технологияларын жетілдіру және жаңаларын енгізу қоршаған ортаға теріс әсерді төмендету жөніндегі қызметтің өзекті перспективалы бағыттары болып табылады. 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.

1.3.9. Қоршаған ортаны қорғаудың кешенді тәсілін енгізу

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.

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" КеАҚ (бұдан әрі – Орталық) мен ЕҚТ бойынша "Қорғасын 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, таңдау қағидаттары

Ең үздік қолжетімді техникаларды анықтау техникалық жұмыс топтары әрекетінің дәйектілігін сақтауға негізделеді:

1. Эмиссиялардың маркерлік ластағыш заттарын ескере отырып, сала үшін негізгі экологиялық мәселелерді анықтау.

Қорғасын 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. ЕҚT 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 пайдаланылатын технологиялық, техникалық шешімдер

ЕҚТ бойынша анықтамалықтың осы бөлімінде қорғасын өндірісінде қолданылатын негізгі технологиялық процестер мен әдістердің, сондай-ақ олардың комбинацияларының сипаттамасы берілген.

3.1. 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.

3.1.1. 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.

3.1.2. 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.

3.1.3. 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. 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, Engitec компаниясының материалды бөлетін CX жүйесі [8] толық автомобиль аккумуляторларын ұсақтау және қайта өңдеуде Britannia Refined Metals қорғасынды қайта өңдеу зауытына арналған. Аккумуляторлар балғалы диірменде бастапқы ұсақтауға ұшырады, содан кейін ұсақталған аккумуляторлық материалдар пастаны металдан және басқа компоненттерден бөлу үшін ылғалды сүзгіден өтті. Паста 0,6 мм экран арқылы қоюландыруға арналған жинау цистернасына, содан кейін мөлшерлегіш конвейер арқылы күкіртсіздендіру цистернасына өтті. Қорғасын металы, корпус материалы, басқа материалдар екі сатылы гидродинамикалық сепараторға (төгу/флотация) жүктелді, одан әрбір фракцияны бөлек алуға болады. Қорғасын металы, металл торлар ISASMELT пешінде немесе айналмалы пеште балқытылған.

3.1.4. Шихта 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.

Агломерациялық күйдіру процесінде жақсы өнімділік алу үшін (жабдықтың жоғары өнімділігі, агломераттың жақсы сапасы, ұшатын қорғасынның минималды жоғалуы) қорғасын концентратын, флюстерді, қайта өңделген материалдарды, қайта өңделген агломерат пен суды қамтитын шихта күйдіруге жіберіледі.

Байыту фабрикаларында алынатын қорғасын концентраттары ылғалдылығы 10–20 % болатын ұсақ түйіршікті материал. Олар әдетте арнайы контейнерлерде тасымалданады.

Зауытқа келіп түсетін қорғасын 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 қорғасын (сонымен қатар 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 қорғасын зауытына орташаландырылған шикізатпен жұмыс істеуге мүмкіндік береді.

Әдетте, қорғасын зауыттары бункерлік немесе стектік партияны дайындау әдісін пайдаланады. Бункерді араластыру блендерде жүзеге асырылады, оның бойында сыйымдылығы 50-60 м³бірнеше бункерлер орнатылған. Әрбір бункерде алдын ала белгіленген ұсақтыққа дейін ұсақталған заряд құрамдастарының бірі сақталады. Шихтаның әрбір құрамдас бөлігі бункерден алжапқыштың көмегімен шихтаны араластырғышқа беретін жинаушы конвейерге түсіріледі.

Шихтаны дайындаудың ең үздік әдісі ретінде штабельдік шихталау кең таралған. Шихтаны осылайша дайындау келесідей жүргізіледі. Конвейерлер үш немесе одан да көп бөліктерге бөлінген пешке қорғасыны бар материалдарды, флюстерді және қайта өңделген агломератты береді. Шихтаны еденнен 7-8 м биіктікте штабельдің ұзын осі бойымен өтетін тасымалдағышпен түсіру шихта компоненттерін дәйекті түрде жұқа қабаттармен шашыратып, бүкіл бөлік бойымен алға-артқа үздіксіз қозғалатын түсіру арбасымен жүргізіледі.

Осылайша, әрбір бөлікте шихта штабелі жасалады. Штабельің формасы қиық пирамида тәрізді болады, ұзындығы 60–70 м, ені шамамен 16 м және биіктігі 5–6 м және онда 8000 тоннаға дейін шихта болады.

Штабель құрамындағы шихта зауыт жұмысының бірнеше күніне жеткілікті болатындай жасалады. Шихтаны дайындау бір штабельді басқа бөлікке түсіру кезінде жаңа штабельді салып, оның құрамын нақтылайтындай етіп ұйымдастырылады.

Қажет болған жағдайда штабельден алынған шихта араластырғыш машинамен конвейерге беріледі, ол оны араластырғыштарға, содан кейін агломерациялау машиналарының бункерлеріне немесе балқыту қондырғыларына жеткізеді.

Барабанды араластырғыштар көбінесе қорғасын зауыттарында шихтаны араластыру үшін қолданылады. Миксерді көлденең немесе көлбеу орнатуға болады. Барабанды араластырғыштың өнімділігі 150–270 м³/сағ.

Шихта бункерге беріледі. Барабан айналу кезінде жүктелген материал құйылады және араласады. Араластыруды жақсарту үшін барабанның ішінде шнек (қалақшалары бар білік), барабанның қабырғаларында элеваторлар бар. Барабан ішіне су шихтаны ылғалдандыру үшін саптамалары бар құбыр арқылы беріледі. Дайын өнім барабаннан тиеуге қарама-қарсы ұшынан ағызу шұңқыры арқылы шығады және одан әрі өңдеуге түседі.

3.1.5. 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.

Металлургиялық процеске дейін қорғасын шихтасын дайындаудың жетілдірілген әдісі оны түйіршіктеу болып табылады. Түйіршіктеу шихтаның газ өткізгіштігін арттырады, металлургиялық қондырғылардың өнімділігін арттырады.

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.

3.1.6. 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. Пеште түзілетін органикалық өнімдерді ыдырату үшін жоғары температурада (85 °С жоғары) жұмыс істейтін кейінгі жанарғы пайдаланылады, ал түтін газдары әдетте қапшық сүзгісіне беріледі. 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.

3.1.7. 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.

3.1.8. 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.

3.2. Бастапқы қорғасын өндірісі

3.2.1. Қорғасын концентраттарының агломерациясы

Агломерациялық күйдірудің мақсаты – шахталық балқыту үшін қорғасын концентратын тазартылмаған қорғасынға дайындау. Қорғасын сульфидті концентраттарды балқытуға дайындау келесі мақсаттарды көздейді:

1. Атмосфералық оттегімен тотықтыру арқылы сульфидтік шикізатты концентраттан күкіртті алу. Күйдіру кезінде күкірттен арылтудың оңтайлы дәрежесі 60-тан 85 % дейін ауытқиды және қорғасын концентраттарының химиялық құрамына байланысты. Айталық, егер концентратта мыс едәуір мөлшерде болса, агломератта сонша күкірт қалады, сондықтан агломераттың кейінгі балқуы кезінде құрамында 15-25 % Cu бар мыс штейні алынады. Құрамында мырыш көп қорғасын шикізатын өңдеу кезінде күйдіру барынша күкірттен арылтумен жүргізіледі ("тығыз" тотықтырғыш күйдіру).

2. Ұсақ материалды агломерациялау және шахта пешінде балқытуға жарамды кеуекті, газ өткізгіш, берік агломерат алу.

3. Концентраттың құнды ұшпа компоненттерін газ фазасына ауыстыру, содан кейін оларды күйдірілген газдардан (S, As, Sb, Cd және сирек металдар) алу.

Қорғасын концентраттарын қақтау және күйдіру агломерациялық машиналарда ыңғайлы түрде жүзеге асырылады, олардың айрықша белгісі шихта қабаты арқылы күйдіру процесінде ауаны қарқынды сору (немесе үрлеу) болып табылады. Мұндай күйдіру аппаратурасымен жабдықтау қорғасынды концентратты күйдіру мен күйдірілген материалды қақтауды бір металлургиялық агрегатта оңай біріктіруге мүмкіндік береді.

Қорғасын концентраттарынан күкіртті тазарту және металл сульфидтерін оксидтерге дейін тотықтыру қажеттігі кейінгі балқыту кезінде қорғасын оксиді ең оңай алынатын қорғасын қосылысы болуына байланысты. Балқытуға түсетін шихтадан күкірттің толық алынбауы қорғасынның сульфидті фазамен жоғалуына және оның шикі металлға алынуының төмендеуіне әкеледі.

Күкірттен арылту концентратты тотықтырғыш атмосферада 1000–1100 °С температураға дейін қыздыру арқылы жүзеге асырылады. Бұл жағдайда келесі реакциялар жүреді:

	PbS + 1,5О₂ = PbО + SО₂	(5)
	PbS + 2О₂ = PbSО₄	(6)

Компоненттерді қыздыруды қамтамасыз ету және отын қоспай күйдіру аймағында оңтайлы температураны сақтау үшін шихтадағы күкірт мөлшері 6-8 % болуы керек. Күкірттің көп болуы қажет емес.

Біріншіден, бұл шихта қабатының күйдіру аймағында үлкен жылу шығаруға әкеледі, нәтижесінде температура оңтайлы деңгейден асып, шихта компоненттерінің мерзімінен бұрын еруі орын алады, бұл олардың одан әрі тотығуын қиындатады. Екіншіден, 85 %-дан аспайтын агломерациялық күйдіру кезінде күкірттен арылту дәрежесі (күкірттің күлге айналу дәрежесі) кезінде дайын агломераттағы күкірттің қалдық мөлшері 2 %-дан асады және қайта агломерациялау қажет болады.

Флюстердің есептелген мөлшерін енгізу шихтадағы күкірт пен қорғасынның қажетті құрамын қамтамасыз етпейді. Қорғасын мен күкіртке арналған шихтаның құрамын реттеу үшін, сондай-ақ оған жақсы газ өткізгіштігін беру үшін шихтаға шихтаның салмағы бойынша 100–300 % мөлшерінде қайта өңделген агломерат қосылады.

Күйдіруге дайын шихтаның құрамы мынадай болуы керек, %: 6–8 S, 45–50 Pb, 10–20 CaO, 25–35 FeO, 20–25 SiO₂. Күйдіру алдында шихта ылғалдандырылады (6-10 %). Бұл шихтаның кеуектілігі мен газ өткізгіштігін арттырады, өйткені буланған су сорылған ауа оңайырақ және біркелкі енетін тесіктер мен арналарды қалдырады. Сонымен қатар, булану, су артық жылудың бір бөлігін жояды және қоспаның температура реттегіші болып табылады.

Қорғасын концентраттарын агломерациялау кезінде күйдіру өнімдері арасында сирек элементтер бөлінеді: таллийдің 50–55 % айдауға өтіп, тозаңға концентрацияланады; селен мен теллур агломератта 70 %, ал сублиматтар 30 % қалады, тозаңмен газдармен және концентратпен тасымалданады; галлий, германий және индий толығымен дерлік агломератта қалады.

Алтын қорғасын концентраттарында металл түрінде кездеседі, күйдіру кезінде ешқандай қосылыстар түзбейді және толығымен агломератта қалады.

Қорғасын өндірісінде агломерациялау машиналарының екі түрі қолданылады: жоғарыдан төменге қарай шихта қабаты арқылы ауаны сорып, шихтаны төменнен жоғары қарай ауамен үрлеу арқылы.

Шихтаны күйдіру және жентектеу агломерациялық арбаларда (паллеталарда) жүреді. Паллета – түбі шойын торлардан жасалған болат немесе шойын қорап. Әрбір паллета төрт шығыршыққа тіреледі, олар жоғарғы бөлігінде көлденең рельс жолымен, төменгі бөлігінде – көкжиекке 3-5 бұрышпен көлбеу бағыттағыштар бойымен айналады.

Паллеталарды көтеру және жылжыту жетек жұлдызшалар арқылы жүзеге асырылады. Паллеталардың төменгі жиектері сорғышқа қосылған болат вакуумдық камералардың бүйірлеріне тығыз басылады. Камераларда сиректеу – 1,5–8,0 кПа.

Шихта агломерациясы агломерациялық таспаның үстіндегі бункерге түседі және маятникті қоректендіргіштің көмегімен қозғалатын паллеталарға жүктеледі. Заряд ауаны сорған кезде ошақтың астында тұтанады. Агломерацияның соңы соңғы вакуумдық камералардың паллета арқылы өтуімен сәйкес келеді, оның үстіне сорылған ауа кегін салқындатады. Түсіру бөлігінің дөңгелектенген бағыттағышында арба аударылып, алдыңғысына соғылып, агломераттың жалпы массивінен паллета ұзындығына тең бөлік жұлынады. Тұндырылған дақ тордың экранына түседі, содан кейін ұсақтағышқа түседі және қайтадан экранға түседі. Өлшемі +20–100 мм экранның жоғарғы өнімі дайын агломерат болып табылады және балқытуға кетеді. Экранның төменгі өнімі ұсақталады және қайта өңделген агломерат ретінде қоспаға енгізіледі.

Агломерациялау машиналарының меншікті өнімділігі 8-10 т/(м² тәулік) аралығында өзгереді. Зарядты тұтану үшін отын шығыны 1,5-2,0 % құрайды. Сульфидті шикізатты агломерациялауға арналған сорғышы бар агломерациялау машиналарының елеулі кемшілігі күйдіру газдарының ауамен күшті сұйылтуы болып табылады. Нәтижесінде пайдаланылған газдардағы SO₂орташамөлшері 1,5–3,0 % аспайды. Әсіресе күйдірілген газдардың құнарсыздандыруы қалдық вакуумдық камераларда жүзеге асырылады.

Сұйылтудың алдын алу үшін құрамында күкірті бар бай газдар бас камералардан алынып, күкірт қышқылын өндіруге жіберіледі, ал қалдық камераларынан кедей газ кері ретінде пайдаланылады немесе шығарылады. Сонымен қатар ауа сорғышы бар агломерацияның кемшіліктері – борпылдақ, беріктігі жеткіліксіз агломерат алу және спектің паллета торларына жабысып қалуы.

Бұл кемшіліктер негізінен үрлеу төменнен жоғары берілетін агломерациялау машиналарын пайдаланған кезде жойылады. Желдеткішпен шихта қабаты бар паллета астындағы камераларға ауа айдалады. Мұндай агломерациялық машинаның бүкіл жұмыс тармағы құрамында күкірті бар газдарды жинауға арналған баспанамен (капюшонмен) жабдықталған. Қақпақтағы кеңістік шартты түрде екі аймаққа бөлінеді – бай және кедей (қалдық бөлігінде) газ, олар екі желдеткішпен бөлек сорылады. Құрамында 5–7 % SO₂бар бай газдаркүкірт қышқылы өндірісіне жіберіледі. Олар шихтадағы күкірттің 55-60 % өтеді. 2–2,5 % SO₂бар нашар газдар не бірінші жел камераларында айналымға жіберіледі (рециркуляция), немесе 450–500 °C-тан 80 °C-қа дейін салқындатылғаннан кейін олар қапшық сүзгілерде тозаң жинауға жіберіледі және атмосфераға жіберіледі.

Жарылыс машиналарында күрделі шихтаны тұтану қондырғысы және үш бункер бар: төсенішке, тұтандырғыш қабатқа және негізгі зарядқа арналған. Төсеніш қабатының биіктігі 15–20 мм, тұтандырғыш қабаты 20–25 мм, негізгі қабаты 200–250 мм.

Төсеніш бөлшектердің өлшемі 8-15 мм болатын қайта өңделген агломераттан дайындалады. Тұтандырғыш қабат шихтаны агломерациялық машинаға тиеу алдында экранда бөлінген шихтаның ұсақ бөлігі болып табылады. Газ жанарғылары бар тұтанғыш ошақ тұтанғыш қабаттың қоректендіргіштері мен негізгі шихтаның арасында орналасқан, оның астында бір вакуумдық камера бар. Қоспаның негізгі бөлігі тұтанған қабатқа жүктеледі, бұл кезде жарылыс бағыты өзгереді, төменгі жану қабаты қоспаны тұтандырады, ал оның жануы төменнен жоғарыға қарай жылжиды.

Үрлегіші бар агломерациялау машиналарының меншікті өнімділігі 2 есе жоғары (13–18 т/(м²/тәу)), торға шихтаның жабысуын болдырмайды, бұл олардың қызмет ету мерзімін ұзартады, газдардағы күкіртті пайдалану дәрежесін 85–90 % дейін арттыруға мүмкіндік береді, үрлеу машиналарында құрамында қорғасыны жоғары шихтаны жағуға болады, өйткені үрлеу камераларына күйдіру кезінде пайда болған металл қорғасынның түсуі болдырмайды.

2 агломерациялық конвейер машиналары кеңінен қолданылады. 20 ғасырдың екінші жартысынан бастап қорғасын өндірісінің дамуында агломерациялық станоктардың бірлік өнімділігінің 90 м² және одан да көп артуы байқалды, мысалы, ауданы шамамен 97 м² болатын машиналар."Геркулениум" зауытында (АҚШ) орнатылды. Авонмут зауытында (Ұлыбритания) агломерациялық ауданы 132 м²болатын үлкен агломерациялық машина жұмыс істейді. "Лурги" фирмасы (Германия) агломерациялау ауданы 200 м²агломерациялық машинаның жобасын әзірледі. Бүгінгі таңда "Уралмашзавод" ЖАҚ (УЗTM) агломерациялау алаңы 600 м²дейін агломерациялық машиналар шығарады.

Шихтадан күкірт жағу процесін күшейтуге ұмтылу агломерациялық машинаға берілетін ауаны оттегімен байыту мүмкіндігі туралы идеяны тудырды. Зерттеулер үрлеудегі оттегінің оңтайлы мөлшерін анықтады – 23,5–24,0 %. Сонымен қатар қолайлы агломерат бойынша агломерациялау машинасының өнімділігі 20-25 %-ға өсті, ал газдардағы күкірт диоксидінің мөлшері 5,3-тен 6,8 %-ға дейін өсті [6]. Үрлеуде оттегінің жоғары шоғырлануы сульфидті тотығу аймағында температураның тез көтерілуіне және сұйық фазаның көп мөлшерінің түзілуіне байланысты машинаның өнімділігін төмендетеді, бұл күкірттің жануын қиындатады.

Оттегімен байытылған ауаны пайдалану кезінде агломерацияның өнімділігін арттыру бірқатар зауыттарда – "Ист-Хелена" (АҚШ), "Хобокен" (Бельгия) зауыттары жабылғанға дейін расталды [6,8].

3.2.2. Қорғасын агломерациясын шахталық балқыту

Қалпына келтіріп балқыту – қорғасын өндірудің ең кең тараған процесі. Ол бірегейлігімен және жоғары техникалық-экономикалық көрсеткіштерімен ерекшеленеді.

Қорғасын агломератының қалпына келтіріп балқытудың мақсаттары:

құрамында алтын, күміс, мыс, висмут, сүрме, күшән, қалайы, теллур бар қара метал түріндегі қорғасынның максималды мөлшерін алу;

бос жыныстарды қожға және мырыштың максималды мөлшерін қожға айналдыру.

Қазіргі уақытта қорғасын зауыттарының көпшілігінде редукциялық балқыту шахталы пештерде жүргізіледі, өйткені ондағы қалпына келтіріп балқыту атмосферасын құру және бақылау оңай.

Балқыту үшін бастапқы материалдар қорғасын агломерат, кокс және ауа болып табылады. Агломераттың құрамында қорғасын, ілеспе металдар (мыс, мырыш, алтын, күміс, висмут және т.б.) және қож түзуге қажетті барлық компоненттер бар. Агломер мен коксты пешке тиеу қабаттармен жүзеге асырылады). Сұйық балқыту өнімдері пештің (ошақтың) төменгі бөлігінде жиналады: тартылған қорғасын, штейн, қож. Қож қабатының үстінде шихта колоннасы бар, оның төменгі бөлігі (0,5–1,0 м) қызған кокстан тұрады (пеш фокусы). Коксты жағу үшін сығылған ауа фурмалар арқылы пешке беріледі. Кокстың қарқынды жануы нәтижесінде пештің фокусындағы температура 1500 °С-қа жетеді. Ыстық пеш газдары шихта колоннасынан өтіп, оны қыздырады және қорғасынның және басқа металдардың тотыққан қосылыстарының тотықсыздану реакцияларына қатысады. Пештен шыққанда (жоғарғы жағында) газдар 200-400 °C температурада болады.

Шихта бағанасы (4–6 м), кокс жанып, балқыту өнімдері еріп, баяу төмендейді (шамамен 1 м/сағ) және агломерат пен кокстың кезекті жүктемелерімен толықтырылады (3.1-суретті қараңыз).

1 – ошақ; 2 – фурмалар; 3 – пештің шахтасы; 4 – тиеу люктері; 5 – жоғарғы жағы; 6 – газ түтіндері; 7 – агломерат; 8 – кокс; 9 – пештің фокусы; 10 – қож; 11 – қорғасынға арналған сифон; 12 – қорғасын

3.1-сурет. Қорғасын балқытуға арналған шахта пешінің схемасы

Шахталық қалпына келтіріп балқыту өнімдері тазартылмаған қорғасын, қож, штейн, шпейза және тозаң болып табылады.

Сұйық балқыту өнімдері пеш ошағына жиналады. Көлемдік массалардың айырмашылығына және өзара ерігіштігінің төмен болуына байланысты шахта пешінің ошағында үш анық бөлінген қабат түзіледі: төменгі қабаты тазартылмаған қорғасын, ортаңғы қабаты штейн және жоғарғы қабаты қож.

Қорғасын концентраттарын балқыту арқылы алынған тазартылмаған қорғасынның құрамында әрқашан қоспалар болады: мыс, сүрме, күшән, қалайы, висмут, бағалы металдар және басқа элементтер. Тазартылмаған қорғасынның құрамында мыналар болуы мүмкін, %: 92–98 Pb; 1–5 Cu; 0,5–2 As; 0,5–2 Sb; 0,1–0,2 Bi; 0,01–0,05 Те; 1000–1500 г/т Ag; 50-100 г/т Au. Қоспалардың жалпы мөлшері 2-ден 10 %-ға дейін.

Қож – бос жыныс оксидтерінен және арнайы енгізілген флюстерден түзілген көп компонентті балқыма. Қож тазартылмаған қорғасыннан және басқа да бағалы балқыту өнімдерінен (штейн және шпейза) бос жыныс компоненттерін бөлу үшін қызмет етеді. Қорғасын балқыту қожының балқу температурасы 1100–1150 °C, тұтқырлығы 1200 °C шамасында 0,5 Па және тығыздығы 3,5–3,8 г/см³аспауы керек. Мұндай қасиеттері бар қождың құрамында мыналар болады, %: 20–30 SiO₂; 30-40 FeO; 10-18 CaO. Қорғасын балқыту қожының маңызды ерекшелігі олардың құрамында мырыш оксидінің болуы – 5–25 %. Қождағы SiO₂, FeO, CaO және ZnO компоненттерінің қосындысы 90 % немесе одан да көп болуы мүмкін.

Шахталық балқыту қожымен бірге 2–3 % қорғасын жойылады. Қождағы қорғасынның 60–75 % металдық күйде, 8–10 % сульфид түрінде, 15–20 % тотыққан қосылыстар (силикаттар, ферриттер) түрінде болады.

Қорғасын өндірісінің штейніне темір, қорғасын, мыс және мырыш сульфидтері жатады. Барлық мыс-қорғасын штейндерде еріген металдар бар: қорғасын, мыс, темір, күміс, алтын. Шикізаттың табиғатына және қабылданған технологияға байланысты әртүрлі құрамдағы мыс-қорғасын штейндері алынады, %: 7–40 Cu, 16–45 Fe, 20–25 S, 8–17 Pb.

Штейн – қажетсіз балқыту өнімі, өйткені оны мыс, қорғасын және бағалы металдарды алу үшін өңдеу отынның, материалдардың және металл шығынының құнына байланысты күрделі қосымша өңдеуді қажет етеді. Штейн балқыту әсіресе қорғасын концентраттарында мырыш көп болса, қажет емес. Балқыту кезінде күңгірт пен қож арасында мырыш сульфиді бөлінеді, бұл өнімдерді бөлуді қиындатады. Штейн түзілумен балқыту, егер агломераттағы мыс мөлшері 2–3 % артық болса, жүзеге асырылады.

Шпейза штейннен гөрі отқа төзімді және ауыр. Ол пеш ошағына қорғасын мен штейннің арасына қойылады. Шпейзаны бөлу және өңдеу үлкен қиындықтарға толы. Күйдіру кезінде күшән мен сүрме толығымен жойылмаса, ол сирек пайда болады. Шпейза құрамы мынадай шекте өзгереді, %: 2–15 Pb; 2–34 Cu; 20–50 Fe; 18–30 As; 1-6 Sb; 0,001-0,01 Au; 0,015-0,2 Ag.

Қорғасын өндірісінің тозаңы – бағалы полиметалл шикізаты. Шахталық қалпына келтіріп балқыту процесінде 70 % Tl, 55 % Se, 40–50 % Te, шамамен 25 % In, сонымен қатар кадмийдің, германийдің және шикізаттың басқа да бағалы компоненттерінің едәуір бөлігі тозаң. Шахта пеші тозаңының орташа құрамы, %: 45–55 қорғасын; 10-20 мырыш; 2-3 кадмий; 0,3–3 күшән; 0,03-0,5 селен; 0,04-0,2 теллур; 0,005-0,02 таллий; 0,002-0,02 индий; 0,005-0,01 германий; 3-7 күкірт.

Пештен шығарылатын газдардың температурасы 200–400 °C және құрамында тозаңның айтарлықтай мөлшері (8–17 г/м³) болады. Тозаңды тазалаудан кейін (циклондарда және қапшық сүзгілерде) олар атмосфераға шығарылады.

Коксты тұтынуды азайту үшін оны табиғи газға ауыстыру бойынша зерттеулер жүргізу қажет. Табиғи газдың қатты және сұйық отынға қарағанда бірнеше артықшылығы бар. Газ тұтынушыға оңай және оңай тасымалданады. Тотықтырғышпен араластыру оңайырақ, бұл газды аз артық ауамен жағуға мүмкіндік береді, сондықтан тиімдірек және үнемді.

Коксты табиғи газбен алмастыру бойынша зерттеулер коксты табиғи газбен толық ауыстыру кезінде пеште қажетті тотықсыздандырғыш атмосфераны қамтамасыз ету қиын болатынын көрсетті [77]. Кокссыз балқыту кезінде Будуар реакциясы бойынша негізгі қалпына келтіргіш ретінде көміртегі тотығының регенерациясы болмайды.

Коксты табиғи газға ішінара ауыстыру, жарылысты бір уақытта қыздыру арқылы жақсы нәтижелерге қол жеткізілді. Зерттеулер көрсеткендей, жарылыс табиғи газбен 650 °C-қа дейін қыздырылған кезде, пеш суық жарылыспен салыстырғанда кокстың меншікті шығынымен тұрақты жұмыс істейді, ал пеш өнімділігі 6-10 % жоғары болды. Жоғарғы газдардың температурасы 160 °C төмендеді. Бірақ бұл жағдайда қождағы қорғасын мөлшері артқан. Қыздырылған жарылыспен және кокс шығынын кәдімгі тұтынудың 20 %-дан аспайтын қысқартуымен тәжірибелік балқымалар суық жарылыспен балқытуға қарағанда құрамында қорғасыны аз балқыту кезінде қож алуға мүмкіндік берді [77, 78].

3.2.3. Тікелей балқыту

Қазіргі уақытта оттегімен байытылған ауа атмосферасында сульфидті шикізатты тікелей күйдіру-балқыту әдісімен металдарды тікелей алу технологияларын әзірлеу және енгізу бойынша бірқатар зерттеулер белгілі.

Дүние жүзінде қорғасынның 80 %-ға дейіні қорғасын шикізатын пирометаллургиялық әдіспен "агломерациялық күйдіру – қалпына келтіріп шахталық балқыту" сызбасы бойынша алынған. 1980 жылдардың басында ол бастапқы қорғасынның жалпы әлемдік өндірісінің ~ 95 % құрады, соның ішінде Imperial Smelting әдісімен шахталық пештерде балқытылған мырыш зауыттары. Дәстүрлі әдістің жан-жақты және технологиялық жағынан жақсы дамығаны сонша, тек 1970-жылдары металлургия өнеркәсібінен шығатын улы шығарындыларға экологиялық талаптарды күрт күшейту ғана қорғасын өндірушілерді қорғасын шикізатын, ең алдымен қорғасын концентраттарын өңдеудің баламалы, экологиялық таза әдістерін іздеуге мәжбүр етті.

Дәстүрлі әдіске тән қорғасын мен күкірт диоксидінің ауаға шығарындыларының жоғары деңгейі қорғасын шикізатын күйдіру және балқыту кезінде түзілетін технологиялық газдардың айтарлықтай көлемімен байланысты. Агломерациялық күйдіру сатысында жанып тұрған сульфид қоспасы арқылы күкірттің тотығуы үшін стехиометрияға қажет артық ауаның 10-12 есе, соған қоса сорулар жіберіледі, олар берілген жарылыс көлемінің ~50 % құрайды. Шығарылатын газдардың күшті сұйылтуы олардағы күкірт диоксидінің айтарлықтай төмен көлемдік мазмұнына әкеледі (әдетте 1,5 % -дан 6 % дейін). Құрамында кемінде 3–3,5 % SO₂бар газдардан күкіртті пайдалану экономикалық тұрғыдан тиімді деп саналады. 1980 жылдардың басына қарай әлемдегі көптеген зауыттарда қорғасын концентраттарын күйдіру кезінде күкіртті пайдалану 40 %-дан аспады, ал кәсіпорындардың жұмыс аймағының ауасындағы SO₂ мөлшері осыған қарағанда айтарлықтай жоғары болды_.белгіленген экологиялық нормативтер (КСРО-да 10 мг/м³).

Агломерация газдарының көлемін олардағы күкірт диоксидінің мөлшерін көбейту арқылы азайту үшін олар ауаның жарылыстарын оттегімен байыту арқылы әрекет етті. Дегенмен, жарылыстағы оттегі мөлшерінің 24-26 % -дан астам жоғарылауымен жану қабатының температурасының айтарлықтай жоғарылауы шихта материалының балқуына әкеледі, осылайша кеуекті агломераттың агломерация процесін бұзады. Дәл осындай қайшылықтар білік пештерінде қорғасын агломератының редукциялық балқытуына да тән. Кеуекті агломераттың балқу шарттарымен анықталатын қорғасынды қалпына келтіру процесінің тұрақтылығы шахталы пештердің үрлеуіндегі оттегінің мөлшерін 24-30 % деңгейінде шектейді, осылайша балқытудың шығарылатын газдарының көлемін азайту мүмкіндігін шектейді.

Қорғасын өндірісінде 70-жылдардың басынан бері дамып келе жатқан дәстүрлі әдіске экологиялық таза баламаны қарқынды іздеу қорғасын сульфидті шикізатын өңдеудің бірқатар жаңа пиро- және гидрометаллургиялық процестерін дамытуға әкелді. Дегенмен, жаңа процестерді өнеркәсіптік енгізудің орындылығын бағалау кезінде олардың экологиялық тазалық дәрежесі ғана емес, сонымен қатар энергия сыйымдылығы, меншікті өнімділік, технологиялық кезеңдердің жиынтығын өңдеу тереңдігі және күрделілік сияқты факторлар да ескерілді. қорғасын шикізатының бағалы компоненттерін тауарлық өнімге алу. Нәтижесінде дәстүрлі қорғасынды өңдеу құрылымына бейімделген қорғасын шикізатын тікелей балқытудың пирометаллургиялық процестері ғана басымдыққа ие болды және өнеркәсіптік өндіріске қол жеткізді. Осы түрдегі бірнеше процестер қазіргі уақытта коммерциялық пайдалануда: Caldo, QSL, Ausmelt, "Оуто-Кумпу", КИВЦЕТ [6,9,10].

Айналмалы барабанды пештердегі күйдіру-балқыту әдісі, АҚШ-та ұсынылған Кенно-Шуман-Лурги (QSL) әдісі деп аталатын, Берцелиус зауытының өнеркәсіптік зауытында (Дуйсбург қ., Германия) қолданылады.

Үздіксіз жұмыс істейтін реактор қорғасын концентраттарын автогенді балқыту және бай қождан қорғасынды қалпына келтіру операцияларын біріктіреді.

Қайта өңделген тозаңмен араласқан концентрат ылғалдандырылады, өңделеді және реактордың тотықтырғыш аймағына жүктеледі. Оттегі реактордың төменгі жағында орналасқан фурмалар арқылы үрленеді. Тотығу аймағында 960–980 °С температурада қорғасын мен бай қож (~60 % қорғасын) алу үшін реакциялық балқыту жүргізіледі. Тотығу аймағында алынған қорғасын сифон арқылы реактордан үздіксіз ағып тұрады. Байытылған қож редукция аймағына құйылады, онда ол қождағы қорғасынның соңғы мөлшері 2 % дейін ланцтар арқылы үрленген көмір тозаңымен азаяды. Редукция аймағында температура 1100–1230 °C деңгейінде сақталады.

Тотықтырғыш және тотықсыздандырғыш аймақтар арасындағы қож ваннасы қалқамен бөлінген. Қождан алынған қорғасын редукция аймағынан шығарылады. Шөгілгеннен кейін таусылған қож кран тесігі арқылы шығарылады және түйіршіктеледі. Процесс жылуды қалпына келтірудің жоғары дәрежесін қамтамасыз етеді.

1992 жылдан бастап Онсан қаласындағы (Корея Республикасы) зауытта қуаттылығы жылына 60 мың тонна қорғасынды QSL процесі қолданылады. QSL процесі Қытайдың Бей Йинг қаласындағы жаңа зауытта да коммерцияланады. Зауыттың қуаттылығы жылына 50 мың тонна тазартылмаған қорғасынды құрайды.

Бұл әдіс технологияны пысықтау және жетілдіру мақсатында сынақтан өткізіліп, игеріліп жатыр (ҚХР, Германия, Оңтүстік Корея), өйткені әлі күнге дейін жобалық шешімдерді іске асыру қамтамасыз етілмеген (қорғасыны көп қож алынады, тозаңшығару өте көп, қорғасынның жалпы алынуы төмен – 94 % дейін).

1928 жылдың басында Реншер зауытында (Швеция) TBRC конвертерінде бай қорғасын концентраттарын (66,1–76,4 % Pb) балқыту үшін өндірістік сынақ жүргізілді. Әдіс құрғақ концентраттарды балқыту және қожды сарқылу процестерін бір қондырғыда біріктіруге негізделген.

Процесс екі кезеңде жүзеге асырылады: тазартылмаған қорғасын мен қож түзу үшін жарылысты оттегімен байыту кезінде концентраттарды автогенді балқыту; бастапқы концентратпен қожды алдын ала тотықсыздандыру, содан кейін кокс желімен соңғы қалпына келтіру. Бірінші кезеңде концентрат балқытылып, әк тиеледі. Тазарту 50 % O₂дейін байытылған жарылыста жүргізіледі. Бастапқы қорғасындағы күкірт мөлшері 0,5 %. Қождағы қорғасынның мөлшері 35–55 %, бірінші кезеңде қорғасынды металға алу 70 %-дан аз болады. Екінші кезеңде қожға ағындар жүктеледі, олардың мөлшері келесі құрамды қалпына келтіргеннен кейін қожды алу шарттарына қарай мөлшерленеді, %: 20 СаО; 25 SiO₂; 35 (Fe + Zn).

Қожды алдын ала қалпына келтіру 300 кг/мин жылдамдықпен ауамен ваннаға үрленген қорғасын концентратымен жүргізіледі. Қождағы қорғасынның мөлшері 35 %-дан азайғаннан кейін соңғы азайту ваннаға тиелген коксты желмен жүзеге асырылады. Қалпына келтіру кезеңінде түрлендіргіштің айналу жылдамдығы 4–5 айн/мин құрайды; мұнда кокстың қожбен жанасу беті ерекше маңызды.

Қалпына келтіру қождағы қорғасын мөлшері 3 % болғанда аяқталады, одан әрі азайту экономикалық тұрғыдан негізделмейді. Бұл қорғасын балқыту әдісінің сынаулары конвертер қаптамасының тозуы аптасына 30 мм-ден аспайтынын көрсетті. Энергияны тұтыну дәстүрлі білікті балқытуға қарағанда 3 есе төмен. Шығарылған газдардағы SO₂ мөлшері 10–12 % құрады.

Конвертерде қорғасын концентраттарын балқыту процесі ауадағы қорғасынның мөлшеріне қатаң талаптарды сақтауға мүмкіндік береді.

"Каминко" процесі тәулігіне 100 тонна концентрат өндіретін тәжірибелік зауытта сынақтан өтті. Концентратты пешке енгізу үшін тік найза қолданылады. Фурманың ұшы мен ваннаның беті арасындағы қашықтық аз болғандықтан, реакцияға түспеген сульфидтердің көпшілігі ваннаға түседі, онда күкірттен арылту процесі жалғасады.

"Каминко" процесі таза оттегімен жүреді. Жоғары температура әсерінен күйдіру реакциясы тез жүреді. Сарапшылар бұл процесс өнеркәсіптік қолдануды таба алады деп есептейді.

Қорғасын концентраттарын суспензияда балқыту жетпісінші жылдардан бері дамыды; бұл әдіспен қорғасынның едәуір мөлшері қожға (құрамында 20–30 % қорғасыны бар), қорғасынды электротермиялық пеште ("Оутокумпу", Финляндия) қосымша алу және ұнтақ көмір отынымен қалпына келтіру арқылы өтеді (3.2-суретті қараңыз).

1 – шихта жанарғысы; 2 – балқыту шихтасы; 3 – аптейк;

4 – кәдеге жарату қазандығы; 5 – қоныстану аймағы

3.2-сурет. "Оутокумпу" балқыту пешінің схемасы

Концентраттарды балқытуға арналған пеш көлденең қимасының ауданы 1,2 м² болатын биіктігі 5,9 м тік шахтамен жабдықталған. Шахта сұйық балқыту өнімдері жиналатын тұндырғышқа қосылады. Концентратты алдын ала құбырлы пеште ылғалдылығы 0,1 % кептіреді, флюспен араластырады және 350–550 °С дейін қыздырылған ауамен пешке үрлейді. Пештегі температура 1250 °C-қа жетеді. 2-3 сағаттан кейін жинақталған қорғасын, штейн және қож шағылдырғыш типті пешке шығарылады.

"Маунт-Айза" фирмасы сұйық ваннада қорғасын концентраттарын автогенді балқытатын "Айзасмелт" процесін әзірледі. Процесс екі кезеңде жүзеге асырылады: бірінші кезеңде қорғасын концентраттары бай концентраттарды (65–70 % Pb) және нашар концентраттарды (45–50 % Pb) балқыту кезінде бай қож пен қорғасынның түзілуімен балқытады. қожға ерітіледі; екінші кезеңде қождар тазартылмаған қорғасын мен қалдық қож түзе отырып, көмірмен тотықсызданады.

Процесс төмен сұрыптан жоғары сортқа дейінгі концентраттарды, сондай-ақ аккумулятор пастасы мен торлары, қорғасын сынықтары, шламдар мен сілтілеу процестерінен алынған ферриттер сияқты қайталама шикізаттарды өңдеуді жеңілдетеді. "Айзасмелт" қорғасын процесі сонымен қатар шикізаты бар бастапқы және қайталама қорғасын қоспасын қабылдайды және сонымен қатар агломерациялық балқыту (~5 %) сияқты ескі технологиямен салыстырғанда, аралас шикізатты балқытуда (100 %-ға дейін) қайталама материалдардың әлдеқайда жоғары үлесі бар қайталама және бастапқы қорғасын материалдарының қоспасын өңдей алады.

Қорғасынға арналған "Айзасмелт" жүйелері үш режимде жұмыс істейді: балқыту, қожды қалпына келтіру және қожды фьюмингтеу. Осы үш режимнің барлығы бір "Айзасмелт" пешінде немесе жоғары өнімділік қажет болса, екі конъюгацияланған "Айзасмелт" пешінде жүзеге асырылады.

Қорғасын концентраттары мен қайталама шикізат "Айзасмелт" пешінде 1050 °С температурада тазартылмаған қорғасынға және бай қорғасын қожына (4050 % Pb) балқытады. Тазартылмаған қорғасын (98 % Pb) ауық-ауық пештен шөміштерге төгіліп, тазарту алаңына жіберіледі (3.3-суретті қараңыз).

3.3-сурет. "Айзасмелт" реакторының схемасы

Балқыту сатысында пайда болған возгондар, негізінен, кейінгі балқыту және тазартылмаған қорғасынға металды максималды алу үшін "Айзасмелт" пешіне қайтарылады. Қорғасынды балқыту сатысы үшін тазартылмаған қорғасын алу арқылы шикізаттың бастапқы құрамына байланысты 60-тан 85 %-ға дейін болады.

Порциямен жүктеген кезде қож балқыту кезінде пеш толтырылғанға дейін жиналады. Пайдалану кезінде дәл осы сәтте көмірді азайтудан басқа барлық флюстерді беру тоқтатылып, балқытудың келесі кезеңіне өтуге, қорғасынға бай қожды азайтуға дайындық бар.

Үздіксіз жүктеген кезде қож түйіршіктеуге жіберіледі, содан кейін "Айзасмелт" пешінде немесе басқа пеште бөлек өңделеді.

Қорғасын концентраттарын тікелей күйдірудің және балқытудың қарастырылған әдістерінің әртүрлі инженерлік дизайнға және белгілі бір дәрежеде жалпы қорғасын алудың жоғарылауына (96–97 % дейін) қарамастан бірқатар маңызды кемшіліктері бар:

олар негізінен бай қорғасын концентраттарына қолданылады (64 % қорғасын және одан жоғары);

агрегаттардың төмен меншікті өнімділігі (6–10 т/м²шихтада);

тозаңның, газдардың, возгондардың көп мөлшерінің түзілуімен байланысты;

қорғасын штейндері мен қорғасынға бай қож (1,6–5 % Pb) айтарлықтай мөлшерде түзіледі;

қож балқымасынан қорғасынды қалпына келтіру және қорғасынға бай (21-38 %) штейндерді қайта өңдеу үшін екінші қондырғының немесе қайта бөлудің қажеттілігі.

3.2.4. Сұйық ваннада балқыту (ВП)

Қорғасынды тікелей алу үшін Мәскеу болат және қорытпалар институты (ауыр түсті металдар металлургиясы кафедрасы) ұсынған ВП процесін қолдану перспективалы болып көрінеді [9,10]. ВП Ресейде және ТМД елдерінде өнеркәсіптік ауқымда мыс саласының кәсіпорындарында ("Норильск никель" ТМК" ААҚ, Балқаш мыс балқыту зауытында, "Орта Орал мыс балқыту зауыты" ААҚ) жақсы игерілді, бұл оның басқа автогендік процестерге қарағанда артықшылықтарын анықтауға мүмкіндік берді.

Сульфидтердің тотығуы бөлінетін жылуды қажет жерде ұтымды пайдалануға мүмкіндік береді. Балқыманы қарқынды араластыру ұсақ сульфидті суспензияны үлкейтуге және тұндыруға қолайлы жағдай жасайды, бұл металдардың механикалық шығынын азайтуға мүмкіндік береді. Ванюков пеші процестің сенімділігін, техникалық қызмет көрсетудің қарапайымдылығын және үздіксіз жұмыс ұзақтығын анықтайтын сәтті құрылымдық шешімдермен ерекшеленеді. Процесті әзірлеушілер үрлеуді тоқтатқан кезде фурмаларды балқымамен толтырудан қорғаудың қарапайым және сенімді әдісін ұсынды. ВП осы күнге дейін формалар балқымадан шығарылмайтын жалғыз дамыған автогендік процесс болып қала береді. Демек, фурмалар балқымадан жоғары көтерілетін (Mitsubishi, TBRC, TSL) немесе фурмалар бүкіл реакторды (Noranda, QSL) айналдыру арқылы балқыманың астынан шығарылатын пештермен салыстырғанда дизайнды айтарлықтай жеңілдетіледі.

ВП-ның артықшылығы араластырылған балқыма аймағында – реакциялық фурма аймағында отқа төзімді қаптаманың болмауы болып табылады. Пештің білігі сумен салқындатылатын мыс элементтерден – кессондардан жасалған, оларда жұмыс кезінде қождың қорғаныш қабаты пайда болады.

Отқа төзімді заттардан пештің қож балқымасымен жанаспайтын төменгі бөлігі ғана жасалады. ВП-ның сөзсіз артықшылығы – әртүрлі режимдерде бірдей типтегі аппараттарды пайдалану мүмкіндігі: шихтаны тотығу балқыту режимінде, қожды сарқылу режимінде, фьюмингтік режимде.

Мыс шикізатын өңдеу үшін ВП қолданудың аталған артықшылықтары қорғасын алу үшін де өзекті. Бұл жағдайда қожбен байланыста болған кезде төсемнің коррозиясының болмауы ерекше мәнге ие болады.

Құрамында PbO мөлшері жоғары токсиндердің агрессивтілігі, бұл қорғасынның тікелей балқу процестеріне тән. Отқа төзімді коррозияны "Outocumpu" процесінің зерттеушілері атап өтті, TBRC процесінде төсемнің еру жылдамдығы аптасына 30 мм құрайды, "Saint Joseph Lead" фирмасының әдісінің сынақтары фурмалық белдеуінің төсемінің тез істен шығуына байланысты мүлдем тоқтатылды. ВП құрылысында кессондарды қолдану бұл мәселені толығымен алып тастауға мүмкіндік береді. Ванюков процесінде сульфидтердің тотығу әдісімен сублимациялардың шығуын азайту үшін қолайлы жағдайлар жасалады, бұл әсіресе қорғасын алу кезінде маңызды.

Тотығу сатысының қожындағы қорғасынның мөлшері 5-тен 50 %-ға дейін ауытқиды. Алынған металл қорғасын ошақта жиналып, сифон арқылы үздіксіз шығарылады. Редукция аймағында қож қабаты табиғи газ, көмір тозаңы немесе мазут қоспасымен оттегімен байытылған ауамен үрленеді, көпіршікті балқыманың бетіне қатты қалпына келтіргіш (көмір, кокс) тиеледі. Бұл жағдайда қорғасын оксиді металл қорғасынға дейін тотықсызданады және пештің түбіне түседі, ал мырыш оксиді ZnO-ға дейін тотықсызданады және сублимацияланады, қождан қорғасын мен мырыштың екі сатыда таңдамалы тотықсыздануы да мүмкін.

ВП өнеркәсіптік ауқымда мыс пен мыс никельді сульфидті шикізатты өңдеу үшін 30 жылға жуық қолданылып келеді.

ВП пайдалану тәжірибесі оның жоғары тиімділігі мен әмбебаптығын көрсетті. ВП негізінде алтын-сүрмелі сульфид концентраттарын, темір рудасының шикізатын шойынға, тотыққан никель рудаларын өңдеу технологиялары әзірленді.

ВП таңдамалы қорғасынды да, сусымалы қорғасын-мырыш сульфидті концентраттарын да өңдеу үшін қолдануға болады.

ВП сульфидті қорғасын концентраттарын өңдеу екі кезеңде үздіксіз жүргізіледі. Бірінші кезеңде реакция процесінде 50 %-ға дейін қорғасын оксиді бар тазартылмаған қорғасын мен қож алынады, ал екінші кезеңде қалдық қожды алу үшін қожды қалпына келтіріп өңдеу арқылы металл қорғасын оқшауланады.

Сусымалы қорғасын-мырыш концентраттарын өңдеу кезінде ВП үздіксіз түтіндеу режимінде мырыш алу үшін ВП қожды тереңдетудің үшінші кезеңімен толықтырылады.

Оттегі бар жарылыспен балқымалардың барботаждық көпіршігі бар ВП реакциясының фурма аймағында идеалды араластыруға жақын жағдайлар жасалады, бұл жағдайда металл және қож фазалары құрылымының, жылулық күйінің және химиялық құрамының біркелкілігі сақталады, металл-қож эмульсиясының түзілуі қамтамасыз етіледі. Бұл ретте қажетті температуралық жағдайлар жасалады және алынған қорғасын тамшыларында мыстың жоғары ерігіштігіне қол жеткізіледі, бұл шын мәнінде штейн түзілмей, қажет болған жағдайда конвертациялаусыз мезді қорғасын концентраттарын өңдеуге мүмкіндік береді. барлық мысты тазартылмаған қорғасынға айналдырады.

Қож балқымасының араластырылған көлемінен тез шөгетін, нәтижесінде пайда болған шағын қорғасын тамшыларының үлкенірек тамшыларға бірігуіне ықпал етеді. Металл қорғасын мен қож арасындағы тығыздықтың жоғары айырмашылығы металл-қож эмульсиясының толық дерлік бөлінуін қамтамасыз етеді, қорғасынның құрамында қорғасынның қалдық қожымен механикалық жоғалуын барынша азайтады. Қож қалдықтарындағы қорғасынның мөлшері 1-3 % деңгейінде негізінен еріген ысыраптармен сипатталады.

Мырыштың төмен мөлшерімен екінші сатыдағы қож қорғасын тұрғысынан қалдық болып табылады және үйіндіге (уақытша сақтау үшін) жөнелтілуі мүмкін, өйткені ол қорғасын оксидінің "күшті қаптамасына" байланысты экологиялық қауіп төндірмейді. Силикат қожының құрылымы немесе басқа қажеттіліктер үшін пайдаланылуы мүмкін, мысалы, құрылыста, бетон қоспаларының толтырғышы ретінде.

Екінші сатыдағы қож құрамындағы мырыштың мөлшері оны экономикалық тұрғыдан тауар аралық өнімге (мырыш сублиматтары) айналдыруға мүмкіндік береді, оны цинкті сублимациялау арқылы алуға бағыттау технологиялық тұрғыдан мүмкін және техникалық мақсатқа сай. Ванюков пешіндегі үздіксіз режим.

Екінші кезеңде бөлінетін металл қорғасынның құрамында химиялық өзара әрекеттесулердің және бірінші кезеңнің физикалық процестерінің жоғары дәрежесіне байланысты тазартылмаған бастапқы қорғасынға үлкен толықтықпен шоғырланған асыл металдар жоқ. Бұл жағдайды оны кейіннен тазарту технологиясын ұйымдастырған кезде ескерген жөн.

Оны тауарлық жартылай өнімге (мырыш возгондары) экономикалық тұрғыдан тиімді алуға мүмкіндік беретін екінші сатыдағы қожда мырыш болған кезде, оны ВП үздіксіз режимде мырышты құрғақтау арқылы алу технологиялық жағынан мүмкін және техникалық тұрғыдан жіберген жөн.

Сульфидті қорғасын шикізатын өңдеуге арналған ВП "Zhonglian" компаниясының тәжірибелік қорғасын зауытында (Хенань провинциясы, ҚХР) жартылай өнеркәсіптік, тәжірибелік-өнеркәсіптік және өнеркәсіптік сынақ кезеңдерін сәтті өтті.

3.2.5. КИВЦЭТ-ЦС-процесі

КИВЦЭТ-ЦС аппаратында концентраттарды балқыту әдісі техникалық оттегіні ұтымды пайдалануға, алынған қожды балқыманы электртермиялық тазартумен суспензия және циклонды балқыту қағидаттарына негізделген. Бұл технология қорғасын сульфидті шикізатты металлургиялық өңдеуге қойылатын заманауи талаптарға барынша сәйкес келеді.

КИВЦЭТ-ЦС процесі келесі дәйекті операцияларды қамтиды: техникалық оттегі атмосферасында шикізатты күйдіру-балқыту; балқыманың карботермиялық қалпына келуі; сублиматтардың тотығуы және олардың технологиялық газдардан алынуы.

КИВЦЭТ-ЦС процессі қорғасын концентратын өңдеудің үш үрдісіне – агломерациялық күйдіру, редукциялық балқыту және қожды тоздыруға баламалы, бірақ шикізатты пайдаланудың күрделілігі және экономикалық көрсеткіштері бойынша олардан асып түседі.

Балқыту үшін КИВЦЭТ-ЦС аппараты күрделі көп компонентті құрамы бар шихтаны алады және қорғасын концентраттарынан басқа кварц пен әк ағындарын, көміртекті материалдарды, ферриттерді және қорғасын мен мырыш өндірісінің басқа да айналым материалдарын қамтиды.

Балқыту алдында құрғақ немесе дымқыл шихтаны дайындау жүргізіледі. Құрғақ дайындықтан кейінгі қоспаны мұқият араластыру керек және барлық жерде бірдей құрамға ие болуы керек. Шихтаның еркін ағуы үшін шихта компоненттерінің бөлшектерінің мөлшері 2 мм-ден аспауы керек, оның ылғалдылығы 1,0-1,5 % аспауы керек.

Ылғалды шихтаны дайындауға құрамында қорғасыны бар барлық материалдарды целлюлозадан тазарту, гидроциклондарға жіктеумен флюстер мен коксты ылғалды ұнтақтау, шихтаны араластыру кіреді. Орташа шихтаның целлюлозасы сүзіледі, феррит 1 % жуық қалдық ылғалдылыққа дейін екі сатылы кептіруге ұшырайды, содан кейін КИВЦЭТ-ЦС аппаратына балқытуға жіберіледі.

Бункерлерден алынатын шихта және техникалық оттегі (95–96 % O₂) тік жанарғы арқылы қондырғының күйдіру және балқыту камерасына енгізіледі. Қоспа мен оттегі 100 %-ға жуық күкіртсіздендіру дәрежесін қамтамасыз ететін қатынаста жеткізіледі. Шихтаны қақтау және балқыту тоқтатылған күйде жүзеге асырылады (3.4-суретті қараңыз).

Күйдіру-балқыту камерасында балқытудың сұйық өнімдері алынады: өрескел қорғасын, қож, кейде штейн және шоғырланған SO₂(~70 %) технологиялық газдар. Күйдіру-балқыту камерасында тазартылмаған металға қорғасын алу концентраттағы бастапқы көрсеткіштің 35-40 % жетеді.

1 – газ салқындату көтергіші; 2 – күйдіру және балқыту камерасы; 3 – жанарғы;

4 – шам; 5 – электртермиялық камера; 6 – кокс үшін жүктеу саңылаулары; 7 – электродтар; 8 – электртермиялық камералық түтін

3.4-сурет. "КИВЦЭТ-ЦС" аппаратының схемасы

Егер қорғасын концентраттарының құрамында мыс болса, онда ол тазартылмаған қорғасынға немесе кондициясыз (қорғасын мөлшері жоғары) штейнге айналады. Күйдіру-балқыту камерасында алынған қож аппараттың электртермиялық камерасында көміртекті-термиялық өңдеуден өтеді. Қорғасынның, мырыштың және басқа металдардың тотыққан қосылыстары металға немесе төменгі оксидтерге дейін тотықсызданады. Қож ваннасының температурасы электротермиялық камерада 1350–1400 °C деңгейінде сақталады, ал жоғары төмендететін атмосфераны құру үшін кокс жүктеледі.

Алынған тозаң түріндегі оксидтер аппараттан газдармен тасымалданады және тозаңнан газ тазалау жүйесіне түседі. Ұсталған возгондарда шамамен 50 % мырыш және 22-30 % қорғасын бар.

Электртермиялық камерада түзілген металл қорғасын негізінен шикі металға, қорғасынның бір бөлігі возгондарға өтеді, ал мырыш 90–92 % сублиматтарға айналады.

Күйдіру-балқыту камерасынан шығарылатын газдар газ салқындатқыш көтергіште салқындатылады және электрсүзгіде тозаңнан тазартылады. Құрамында 30–70 % SO₂ бар тазартылған газдардыкүкірт қышқылын, сұйық ангидридті немесе элементтік күкіртті алуға болады.

Электрсүзгі тозаңның 99,99 %-ын ұстайды [66]. Тозаң балқыту шихтасына қайтарылады немесе арнайы өңдеуге жіберіледі.

Күйдіру-балқыту камерасында тазартылмаған металға қорғасынның алынуын арттыру үшін күйдіру және балқытудың қож ваннасының бетіне қалпына келтіретін агентті, коксты немесе клинкерді тиеу арқылы КИВЦЭТ аппаратында балқыту процесін жақсарту ұсынылды. мырыш ферриті вальзделгеннен кейін камера.

Алынған қож балқыма күйдіру-балқыту камерасында кішкентай тамшылар түрінде қызыл-ыстық кокс немесе клинкер кесектері арқылы, яғни кокс сүзгі қабаты арқылы өтеді. Бұл жағдайда қорғасын оксиді мен силикат айтарлықтай азаяды, ал қорғасын шикі металға өтеді.

Күйдіру және балқыту камерасында қорғасынды қара металға алу 35-40 %-дан 90 %-ға дейін артады.

Қождан мырыш оксиді қорғасын оксидімен салыстырғанда оны азайтуға қажетті активтену энергиясының айтарлықтай жоғары мәніне байланысты бұл жағдайда қалпына келтірілмейді. Алауда жартылай түзілетін темір оксиді (Fe₂O₃) кокс сүзгісінде темір оксидіне (FeO) дейін тотықсызданады. Күйдіру-балқыту камерасындағы қалпына келтіру кокс сүзгісі қорғасын тотығы аз және көлемі азырақ қож алуға мүмкіндік береді. Қож тазартуға өтетін аппараттың электротермиялық камерасында қорғасын оксидінің шоғырлануы 1 %-ға дейін тез төмендейді.

КИВЦЕТ-КФ аппаратында қорғасын концентраттарын кокс сүзгісімен балқыту аппараттың өнімділігін арттыруға, құрамында қорғасыны аз, хлор мен фтор жоқ мырыш түтіндерінің сапасын айтарлықтай жақсартуға; қорғасынның шикі металлға алынуын арттыруға мүмкіндік береді.

КИВЦЭТ процесінің шектеуші кезеңі электротермиялық камерада тотықсыздану және мырыш сублиметтеріне беру арқылы қожды тазарту болып табылады. Мырыш оксидінің тотықсыздану процесі ауқымды, ұзақ уақытты, жоғары температураны, қалпына келтіретін агенттің жоғары тұтынуын және айтарлықтай қуатты тұтынуды талап етеді және дайын қождағы мырыштың соңғы мазмұнын 2,5-3,0 % -дан аз алуға мүмкіндік бермейді.

КИВЦЭТ аппаратының өнімділігін арттыру, электр қуатын тұтынуды азайту, сондай-ақ КИВЦЭТ зауытының құрылысына күрделі шығындарды азайту мақсатында балқыту кезінде алынған қожды аппараттың электротермиялық камерасында тазартпау ұсынылды. Мырыш қожынан қалпына келтіруді және сублимацияны айтарлықтай тездететін түтіндеу әдісімен аяқтауға жіберіледі. Қожды түтіндеу арқылы тазарту КИВЦЭТ аппаратының электротермиялық камерасының ауданын 22 м²-ден6-8 м²-ге дейін айтарлықтай азайтуға, аппараттыңменшікті өнімділігін 2,0-2,8 есеге арттыруға, қуат тұтынуды 3–4 есе азайтуға және мырыштың сублиматтарға алынуын көбейтуге мүмкіндік береді.

Тәжірибелік-өнеркәсіптік сынақтар негізінде КИВЦЭТ аппаратының тұрақты жұмыс істеуінің технологиялық шарттары анықталды: ылғалды шихтаны дайындау, шихтаны ылғалдылығы 1 %-дан төменге дейін терең кептіру, құрғақ шихтаны КИВЦЭТ-КФ-да балқыту, түтіндеу процесі арқылы мырыш алу үшін қожды тазарту.

Қорғасын концентраттарын өңдеу технологиясы отын мен оттегінің аз шығынымен және күкірт диоксидімен байытылған технологиялық газдардың төмен шығынымен балқыту процесін жүргізуге мүмкіндік береді. Бұл осындай газдарды салқындату, тазарту және кәдеге жарату үшін күрделі және операциялық шығындарды азайтады. КИВЦЭТ-КФ қондырғысында балқыту кезінде тозаңды кетіру 6 %-дан аспайды. Технология қорғасынның шикі металға 99 %-ға дейін жоғары жалпы алынуын, сублиматтарға мырыштың алынуын 94-95 %, балқыту қондырғысының төмен құнымен жоғары өнімділігін қамтамасыз етеді [6].

3.3. Қайталама қорғасын өндірісі

Экономикалық дамуды мемлекеттік реттеу тәсілдерінде экологиялық факторларды есепке алу экологиялық жағдайдың жалпы нашарлауына байланысты әлемнің көптеген елдерінде басымдыққа айналды. Қоршаған ортаны ластауға санитарлық нормаларды күшейту өнеркәсіп өндірісінің барлық салаларында экологиялық таза технологияларды әзірлеуге және енгізуге әкелді. Қорғасын шикізатын тікелей балқытудың экологиялық таза технологиялары (Caldo, QSL, Mitsubishi және Ausmelt процестері) қазіргі экологиялық талаптарға сай келмейтін дәстүрлі "агломерация – шахталы балқыту" әдісін ішінара ауыстыра отырып, қорғасын өндірісіне біртіндеп енгізілді. Мырыш өндірісі, керісінше, барлық жерде шикізатты толық шаймалау үшін экологиялық таза гидрометаллургиялық технологияларға көшті. Қорғасын және мырыш шикізатының табиғи құрамына байланысты қорғасын мен мырыштың металлургиялық өндірісі тотыққан қорғасын және құрамында мырыш бар аралық өнімдердің ағындарымен тығыз байланысты. Оларды қайта өңдеу қажеттілігі шикізаттан металдарды алудың күрделілігін арттырудың экономикалық орындылығымен ғана емес, сонымен қатар қоршаған ортаны улы материалдармен ластанудан қорғаудың экологиялық міндеттерімен де анықталады. Мырыш өндірісінің қайта бағдарлануы мен озық дамуының байқалған тенденциялары электролиттік мырыш зауыттарының құрамында қорғасын бар өнеркәсіптік өнімдерінің қорғасын өндірісіне ағынының біртіндеп өсуіне әкелді.

Сонымен қатар мұндай қорғасыны бар шикізаттың сапасы оны қолданыстағы технологиялық әдістермен өңдеу мүмкіндіктерін шектейді. Бұл мырыш өндірісінде улы қорғасыны бар материалдардың (феррит, шлам) жинақталуына әкеледі. Қорғасын тозаңының жиналуымен ұқсас жағдай қарқынды дамып келе жатқан мыс өнеркәсібінде қалыптасуда. Осылайша, мырыш пен мыс өндірісінің тотыққан қорғасыны бар ортасын өңдеу мәселесі осы өндірістер улы қорғасын қосылыстарымен орналасқан аймақтарда қоршаған ортаның ластануының өсуіне байланысты шиеленісе түсуде.

3.3.1. Қорғасын-қышқылды аккумуляторлардан қорғасын алу

Қорғасын және оның қорытпаларының сынықтары мен қалдықтары 4 класқа бөлінеді: А, Б, Г, АЛ (қорғасын аккумуляторларының сынықтары мен қалдықтары) [12].

А класы төрт топқа бөлінеді:

С0000, С000, С00, С0, С1, С2, С3 таза қорғасын маркалары; Pb, %: 1-сұрыпты 97-ден кем емес, 2-сыныпта – 90-нан кем емес;

ССу1, ССу2, ССу3, ССу8, ССу10, ССуМ, ССуМ1, ССуМ2, ССуМ3, ССуМт, ССуМО, ССуА, УС, ССу қорғасын сұрыптары; МШ1, МШ2, МШ3, МП1, МСМ1, МЛН1 типографиялық қорытпалары; металл құрамы, кем емес, %: 1-ші сұрыпта – 95, 2-де – 93, 3-де – 90;

баббиттер кальций сұрыптары БКА, БК2, БК2Ш; металл құрамы, %: 1-ші сұрыпта 95-тен кем емес, 2-ші сұрыпта – 85-тен кем емес;

1-3 топ талаптарына сәйкес келмейтін қорғасын мен қорытпалардың сапасыз сынықтары мен қалдықтары; металл құрамы, %: 75-тен кем емес.

Б класы (қорғасын мен қорытпалардың жоңқалары) екі топқа бөлінеді:

қорғасын және кальций баббиттерінің жоңқасы (1-ші сорт) және қорғасын-сүрме баббиттерінің жоңқасы (2-разряд); металл құрамы, %: 97-ден кем емес;

1-топ талаптарына сәйкес келмейтін жоңқа; металл құрамы, % - 50-ден кем емес.

Г класы (қорғасын мен қорытпалардың басқа қалдықтары) 2 сұрыпқа бөлінеді:

шлам, кетіру, күл; металл құрамы, %: 60-тан кем емес;

шлам, литарг, паста, күл, жер; металл құрамы, %: 10-нан кем емес.

AЛ класында екі топ бар.

бес разрядты қорғасын аккумуляторы; металл мөлшері, % - кем емес: 1-ші сұрыпта - 90, 2-ші - 85, 3-ші және 4-ші сұрыптарда - 75, 5-ші (аккумуляторлық шлам) – 60;

1-топ талаптарына сәйкес келмейтін сапасыз аккумулятор сымы; металл құрамы, %: 40-тан кем емес. 1-разрядқа қорғасын аккумуляторлар, 2-разрядқа - мыс пластиналары бар аккумуляторлар жатады.

Сынықтар мен қалдықтардың құрамы. Қорғасын қорытпаларын өндіруде жоғары сапалы қайталама шикізат қолданылады – А класының 1 және 3 топтарының және В класының 1 топтарының бірінші сорттарының сынықтары мен қалдықтары. Сүрмелі қорғасынды өндіру үшін әртүрлі қайталама және техногендік шикізат қолданылады-аккумулятор сынықтары, қорғасын мен қорытпалардың металл және тотыққан қалдықтары, қорғасынның пайдаланылған химиялық қосылыстары.

Материалдық құрамының ең күрделісі аккумулятор сынықтары болып табылады, оның өңделген қайталама қорғасын шикізатының жалпы көлеміндегі үлесі 80 %-ға жетеді. Мұндай сынықтарда 60 % қорғасын бар, ал оның жартысы 3,5–6 % Sb бар сүрме қорғасын түріндегі пластиналарда, контактілерде және секіргіштерде болады; екінші жартысы пластиналардың белсенді массасында шоғырланған. Оң пластиналардың массасында, %: 90 PbO₂, 7 PbO, 3PbSO₄, теріс, %: 95 Pb, 3PbO, 2PbSO₄бар. Аккумуляторларды пайдалану кезінде пайда болатын тұнбаның материалдық құрамы ұқсас, оның құрамындағы қорғасынның орташа мөлшері 70,8 % құрайды. Аккумулятор сынықтарында 20-25 % органикалық заттар бар – эбонит, полипропилен, полиэтилен, поливинилхлорид, пек, маталар, олардан моноблоктар, қақпақтар, сепараторлар, тығындар және Батарея тығыздағыштар жасалады. Пайдаланылған аккумуляторлардың электролитпен ластануы орта есеппен 50 %, электролитсіз: эбонит моноблоктарында – 45 %, термопластиктерде – 40 %.

Қазіргі уақытта бөлінген және бөлінбеген аккумулятор сынықтары өңделуде. Каспий теңізінің кемелерінің теңіз аккумуляторлары, әдетте, жеке секциялар түрінде, автомобиль батареялары – негізінен толық аккумуляторлар түрінде келеді. Батарея сынықтары үлкен көлемдегі белсенді массасы ұсақталған жеке тақталар мен жартылай блоктар түрінде келеді. Пластиналар мен шламдар көбінесе күкірт қышқылымен сіңдірілген.

Әлемдік тәжірибеде негізінен ұсақталған өнімдерді ұсақтау, жіктеу және кейіннен гравитациялық бөлу арқылы аккумулятор сынықтарын кесу сызбалары қолданылды. Бұл сызбалар ауада, суда және ауыр суспензиялы ортада жүргізілетін гравитациялық бөлу әдісімен ғана ерекшеленеді.

Қайталама шикізатты тазартылмаған қорғасынға өңдеудің негізгі пирометаллургиялық әдістері – шахталық балқыту және электр пештерінде балқыту. Балқыту ревербациялық және барабанды пештерде де қолданылады.

Қорғасын шикізатын шахталық балқыту. Қайта өңделген қорғасынды карьерде балқыту әдеттегі қалпына келтіру процесі болып табылады (3.5-суретті қараңыз).

3.5-сурет. Білік пешіндегі аккумуляторды қалпына келтірудің типтік процесінің схемасы

Оның міндеті металда қорғасын мен сүрмені шоғырландыру және барлық басқа компоненттерді қожға беру. Штейннің белгілі бір мөлшерін алуға болады (шихтадағы күкірт 1–2 % артық болғанда).

Пештің түтін газдарының құрамындағы органикалық қосылыстар келесі жанарғы және газ камерасында одан әрі тотықтырылады, содан кейін қапшық сүзгіде салқындатылады және тазартылады. Сүзгі тозаңы дихлорланады және пешке қайтарылады.

Білік пешінде шихта пештің үстіңгі жағын толтырады, ал пештің түбіне оттегімен байытылған ауа үрленіп, кокс жанып, шихта материалдарын балқытады. Пештің түбіне ауа айдалады және пайда болған газ ағындары жоғарыдан жүктелген материал арқылы өтіп, пештің жоғарғы жағына түседі. Аккумуляторлық пастадан алынған күкірт (қорғасын сульфаты) негізінен (90 %-дан астам) темір штейніне сіңеді, пеште қалған күкірт (бастапқы көлемнің 10 %-дан азы) пештен SO₂газы түрінде шығады. Құрамында әрекеттеспеген көмірсутектер мен қалдық СО бар газдар жанарғы күйдіргіште өңделеді, содан кейін құрғақ әкпен және сілтілі сумен тазартылады. Қажет болған жағдайда шығарылатын газдардың жылуы пайдаланылуы мүмкін.

Өңделген қайталама шикізаттың ерекшелігі оның құрамында екі сорттың шихталы компоненттерінің болуы – жоғары температурада қаныққан будың икемділігі жоғары және икемділігі төмендеген.

Бірінші топқа, ең алдымен, сүрме мен қорғасын қосылыстары жатады. Екінші топ кеңірек. Оған басқа түсті металдардың қосылыстары (мысалы, мыс), темір қосылыстары және бос жыныстар кіреді.

Сүрме қосылыстары газ фазасына ең оңай ауысады. 772 °C температура үшін бу қысымы 7,98 кПа. Жоғары құбылмалылық қорғасын сульфидіне ие.

Пеш білігіндегі негізгі әсерлесулерге жоғары оксидтер мен сульфаттардың диссоциациялану процестері, қатты және газ, қатты және сұйық компоненттер арасындағы өзара әрекеттесулер жатады. Осылайша, қорғасын сульфаттары 707 °C жоғары температурада айтарлықтай диссоциациялана бастайды, PbO₂627 °C-та PbO түзілуімен толығымен дерлік ыдырайды. Ыдыратылмаған қорғасын сульфаты реакцияда сульфидпен әрекеттеседі.

PbSO₄ + PbS = 2Pb + 2SO₂

(3)

Пештің шахтасында орналасқан қатты шихта газ ағынымен енеді, оның құрамдас бөліктерінің бірі пештің фокусындағы кокстың толық емес жануының бірлескен өнімі болып табылады. Түсті металл оксидтері, бұрын айтылғандай, оңай қалпына келеді. Қалпына келтіру процестері негізінен қатты-газ схемасы бойынша қатты фазаларда жүреді.

Шихта пештің фокусына (ең жоғары температуралар аймағы) жақындаған сайын қатты және сұйық компоненттер арасындағы реакциялар, сондай-ақ сұйық фазалардағы өзара әрекеттесу өрби түседі.

Балқыту кезінде тотықсыздандырғыштың рөлін металл темір де атқарады. Ол шихта компоненттерімен пешке түседі, кейде оны флюстер түрінде арнайы енгізеді. Темір оксиді қож түзу үшін, металл темірі реакцияларға сәйкес әрекеттесу үшін қажет:

	РbО + Fe = FeO + Pb	(4)
	PbS + Fe = FeS + Pb	(5)

Сұйық балқу өнімдері, қож бен металдар тығыздығы бойынша бөлінген ішкі ошақта шоғырланған. Балқытылған қорғасын қазанда суыған кезде балқыманың бетінде сүрме мен қалайы мысының бастапқы кристалдарынан, сондай-ақ қорғасында таралған темір металды қосылыстар мен сульфидтерден тұратын шпид түзіледі. Спрудинаның шығуы неғұрлым көп болса, пештегі шихта неғұрлым толық азаяды және қорғасын мен сүрме бойынша қож нашар болады. Алынған спрудина алынып, салқындатылып, өңдеуге жіберіледі, ал сүрме қорғасыны ошақтан оның төменгі бөлігінен үздіксіз (сифон арқылы), қож – мерзімді түрде ошақтың жоғарғы бөлігінде орналасқан шүмек арқылы шығарылады. Бұл металл-қож шекарасында процестердің жүруіне қолайлы жағдай жасайды және жүйені тепе-теңдік күйге жақындатуға мүмкіндік береді. Қайталама қорғасын шикізатын шахталық балқытудың материалдық балансы 3.1-кестеде, ал металдардың таралуы 3.2-кестеде көрсетілген.

3.1-кесте. Қайталама қорғасын шикізатын шахталық балқытудың материалдық балансы

Р/с №	Бастапқы шикізат және балқыту өнімдері	%	Негізгі металдардың мөлшері, %
Р/с №	Бастапқы шикізат және балқыту өнімдері	%	Pb	Sb	Sn	Cu
1	2	3	4	5	6	7
	Жүктелді
1	Агломерат	39.20	20.89	0,61	0,47	0,98
2	Аккумулятор сынықтары	44.20	71.50	2.42	0,13	0,20
3	Сұрыпсыз шикізат	4.20	68,0	2.92	0,44	0,01
4	Шликерлер	4.86	62.21	3.99	2.10	7.38
5	Қайта өңделген қож	7.14	0,95	0,04	0,07	0,21
	Алынды
1	Тазартылмаған қорғасын	46.18	93,47	3.51	0,45	1.25
2	Қож	46.46	0,95	0,04	0,07	0,21
3	Штейн	4.96	15.13	0,14	0,33	5.10
4	Тозаң	2.40	48.44	0,58	2.38	0,35

3.2-кесте. Шахталық балқыту өнімдері бойынша металдарды бөлу, %

Р/с №	Балқытылған өнім	Pb	Sb	sn	Cu
1	2	3	4	5	6
1	Тазартылмаған қорғасын	93,98	99,36	56,47	66.34
2	Қож	0,96	1.25	8.84	11.20
3	Штейн	1.62	0,43	4.43	29.10
4	Тозаң	2.53	0,85	15.21	0,95
5	Шығындар	0,63	0,21	3.06	0,25
6	Үйлеспеушілік	-0,28	+2,10	-11.99	+7,84

Электр пештерінде қалдықтарды өңдеу. Қайталама қорғасыны бар шикізатты электр пештерінде өңдеу прогрессивті процесс болып табылады. Оның шахта пештеріндегі аккумулятор сынықтары мен агломерацияланған қайталама шикізатты қайта өңдеуден айқын артықшылығы – кокстың төмен шығыны, ол пеште қалпына келтіру реакцияларының жүруін қамтамасыз ететін мөлшерде ғана шихтаға қосылады. Бұл жағдайда коксты жағу үшін ауаны пайдалану қажеттігі жоғалады, нәтижесінде аз мөлшерде газдар пайда болады және тозаң шығару мен тозаң жинау шығындары азаяды. Электр балқыту кезінде шығатын газдармен де, қожмен де жылу шығыны айтарлықтай азаяды, оның шығымы 2,5 есе азаяды.

Қорғасын және сүрме қорғасынының сынықтары мен қалдықтары, аккумулятор сынықтары, күл, шламдар, аккумулятор сынықтарын кесуден алынған металлдалған өнім – электр балқытуға түседі.

Қорғасын-сүрме қорытпасында электрмен балқыту қайталама шикізатты дайындауға жоғары талаптар қояды, ол келесі операцияларды мұқият орындаудан тұрады: қабылдау, сұрыптау, кесу, балқытуға дайындау. Жылдың суық кезеңінде шикізаттың қалдық ылғалдылығы 4 %-дан аспайтындай кептірілуі керек.

Электр пешінде балқытуға арналған шихта 100 % (қорғасын мөлшері 75 % кем емес) қайталама шикізаттан тұрады; қайта өңделген сода күлінің салмағы бойынша 4–6 %; 1,5–2,0 % әктас; 2–3 % темір жоңқалары; 5–8 % металлургиялық кокс. Кокс қалыңдығы 50-100 мм балқыма бетінде оның тұрақты қабатын алу үшін өлшенеді.

Шихтаның құрамы келесі құрамдағы қож балқымасын алу қажеттілігімен анықталады, %: 3–5 Рb; 23-30 Fе_жалп; 1,2–3,0 Cu; 12–15 S; 17 20 Na; 7-9 SiO₂; 12-14 СаО; 7,3-16,0 – басқалар.

Электр пешіне қорғасын-сүрме қорытпасын алған кезде балқыту процесі және сульфат пен қорғасын оксидінің содамен (немесе сода-сульфат қоспасымен) және шихтаның басқа оксидті компоненттерімен және көміртекті қалпына келтіргішпен әрекеттесуі біріктіріледі. Шихтаның қалпына келтіргіш атмосферада электр пешінде балқуы сұйық фазалардың пайда болуымен бірге жүреді; тарту қорғасыны пештің түбінде орналасқан; күңгірт-қож балқымасы жеңілірек фаза, ол балқыманың жоғарғы бөлігін құрайды.

Қайталама шикізатта бос жыныс компоненттерінің мөлшері төмен болғандықтан, қож жеке фаза ретінде түзілмейді, бірақ штейн-қож балқымасының құрамына кіреді.

Балқыту процесі электродтың диаметрі 0,3 м болатын үш фазалы үш электродты пеште жүргізіледі. Пеште қажетті температура қож балқымасынан электр тогы өткен кезде бөлінетін жылу есебінен де, сондай-ақ балқыма арқылы электродтар мен заряд арасында пайда болған электр доғаларының сәулеленуінің нәтижесі ретінде де сақталады.

Балқыту өнімдерінің шығымы келесідей, %: 73–76 тазартылмаған қорғасын, 12–16 қож штейн, 5–7 тозаң, 0,3 сілті балқымалары.

Айналмалы, (осы уақытқа дейін ең көп таралған пештер), тербелмелі айналмалы және ревербераторлы (ең жиі АҚШ-та және ЕО-да да қолданылады) пештер оттегімен байытылған газды немесе мазутты жануды әртүрлі тәсілдермен пайдалана алады. Айналмалы пештерде балқыту әдетте партиялармен жүргізіледі, қож пен металды бөлек балқытады, ал қож партиясы қорғасынды қалпына келтіру және тұрақты құрамды қож алу үшін өңделеді.

Шихтадағы күкірттің көп бөлігі қожға өтеді. Қож құрамында аз мөлшерде қорғасын және басқа металдар бар сода-темір сульфидті қосылыс немесе жоюға қолайлы силикатты қож болуы мүмкін. Айналмалы пештер мен тазарту қазандарынан газ тазалау жүйесімен алынған тозаңдар қайта өңделген материал болып, пешке қайта балқытуға жіберіледі. Еңкейтетін айналмалы пештерде балқыту да партиялармен жүргізіледі. Бірақ салқындағаннан кейін қож мен металды сәтті бөлуге болады. Күкірт сонымен бірге қожға сәтті айналады және айналмалы пештерге қарағанда 40-80 % тиімдірек болуы мүмкін (екі пеште де күкіртсіздендірілген паста қолданылады). Ревербациялық пештерде балқыту үздіксіз жүреді, феррит пен металл бөлек алынады. Агломератор балқытылады (әдетте силикат қожының айналмалы пешінде), реверберлі пештен шығатын газ ағынында гипс түзу үшін әкпен әрекеттесетін SO₂бар.Бастапқы шикізатты балқытуға арналған жоғарыда сипатталған пештер осы жерде атап өтілген, себебі оларды екіншілік материалдарды балқыту үшін пайдалануға болады.

Ausmelt процесінде күкірті бар паста мен қалпына келтіргіш пешке үздіксіз беріледі, ал тазартылмаған қорғасын мезгілді түрде шығарылады. Шөміш толығымен қожбен толтырылған кезде жоғары сүрме бар қара металды және қож қалдықтарын алу үшін қалпына келтіретін агент пен флюстерді қосады. Қожды бөлек пеште де қалпына келтіруге болады. QSL процесінде паста сияқты аккумулятордың кейбір құрамдас бөліктері басқа қосалқы материалдармен (шөгінділер, тұнбалар, шаймалау қалдықтары, тозаң және т.б.) бірге өңделеді.

3.3.2. Қалдықтар мен сынықтардан қорғасын алу

700–800 °С-қа дейін қысқа мерзімді қызып кетуге мүмкіндік беретін болат қазандарда қорғасынның және химиялық жабдықтың сұрыпталған металл сынықтары өңделеді, құрамында оксидтер немесе басқа қорғасын қосылыстары жоқ және 600 °C төмен температурада балқиды. Сынықтар толық ерігеннен кейін (500–550 °С-тан аспайтын температурада) және балқыма бетіне қалқып шығатын балқитын көбіктерді алып тастағаннан кейін, серіппелер және мыс кетірулері, қорғасын құю қазандығына айдалады.

Қазандықтарда қорғасын сынықтарын балқыту кезінде металдың 96,5–97 % қорытпаға өтеді, 2,3–2,8 % айналымдағы кетіргіштерге, 0,7 % жоғалады. Алынғандарды өңдеуді есепке алғанда толық қалпына келтіру 98,7 %-ға жетеді.

Құрамында айтарлықтай мөлшерде қорғасын оксидтері мен сульфаттары бар қорғасын материалдары мазутпен немесе газбен жылытылатын реверберациялық және қысқа барабанды пештерде 900 °С жоғары температурада балқытылады. Пештің ауданы 6 м²дейін және ваннаның тереңдігі 400 мм болатын ревербациялық пештер ұсақ ұнтақты материалдарды алдын ала агломерациясыз өңдеуге мүмкіндік береді.

Шағылдыру пештерінде балқыту ауық-ауық жүргізіледі. Соңғы балқытуға арналған шихтаны жүктегеннен кейін және реакциялар аяқталғаннан кейін пештегі температура 900-1050 °C деңгейінде сақталады. Пештен қазандыққа жіберілген металл 400–450 °C дейін салқындатылады, одан серіппелер алынады, содан кейін ол құймаларға құйылады, сонымен қатар қалыптардағы қалқымалы көбік жойылады, ол шағылдыру пешіне қайтарылады. Пештен шыққан қож металдан кейін шығарылады, салқындатылады, сындырылады және шахта пешінде өңделеді.

Қорғасын сынықтарын тотықсыздандырғыш қоспай шағылдырып балқыту нәтижесінде сүрмесі аз қорғасын, қорғасынға бай қождар мен серіппелер алынады. Сонымен қатар қорғасынның және әсіресе сүрменің айтарлықтай мөлшері ұшпаланады. Айналымдағы өнімдерді өңдеу кезінде 5 % газдармен ысыраппен қорғасынның 95 %-ға жуық қалпына келуіне қол жеткізуге болады. Тотықсыздандырғышты аз мөлшерде қосу арқылы қорғасын сынықтарын шағылдырып балқыту кезінде (кейбір америкалық зауыттардың тәжірибесі) қорытпадағы сүрме мен қалайының мөлшері артады, бұл металдардың шығыны азаяды және сонымен бірге серіппенің шығуы артады және оның құрамы алынған қорғасын қорытпасына жақындайды. Соңғы уақытта Германияда мазутпен немесе газбен жылытылатын айналмалы қысқа барабанды пештер кеңінен қолданылуда.

Мұндай пештерде араластыру жақсырақ, ал жылу жақсырақ пайдаланылады. Сондықтан барабанды пештердің өнімділігі сәйкес өлшемдегі ағылдыру пештеріне қарағанда жоғары. Дегенмен, олардағы металдың ұшпалығы көбірек, сондықтан бұл жағдайда ұсақ материалдарды брикеттеу ұсынылады.

Қорғасынның қайталама шикізатын балқытқанда тазартылмаған қорғасын, серіппелер, қож және тозаң алынады. Тазартылмаған қорғасын тауарлық сүрме немесе тазартылған металл түрінде шығарылуы мүмкін, барлық басқа балқыту өнімдері де өңдеуге жатады.

Қорытпаның құрамы шикізаттың сапасына және ондағы металл қоспаларының құрамына байланысты. Металдар жақсырақ пайдаланылады, егер қорытпаларды шикізаттың сәйкес түрлерінен дайындаса, қорғасын-қалайы сынықтары қалайы баббиттерін жасау үшін пайдаланылса, қорғасын-сүрме сынықтары сүрме қорғасын өндірісіне жіберілсе; құрамында натрий мен кальций бар сынықтар кальций баббиттерін өндіру үшін қолданылады.

Аралас шикізатпен (құрамы өзгермелі) одан алдымен аралық сатылар балқытылады, содан кейін олар араластырылып, берілген құрамдағы өнімдерге қайта балқытылады. Таза сынықтардан аралық қорытпаларды дайындау ешқандай қосымша операцияларсыз қазандықта балқытуға дейін төмендейді. Барынша біркелкі болу үшін құю қазандағы балқыманы араластыру кезінде жүзеге асырылады. Көбірек ластанған сынықтардан сүрме қорытпасын алу мыс пен темірден алдын ала сегрегациялауды тазартуды қажет етеді.

Аккумулятор сынықтарынан алынған сүрме қорғасыны шахтада немесе шағылдырғыш пеште балқытады. Сонымен бірге сүрмені қорғасын қорытпасына барынша айналдыру үшін қалпына келтіргіш атмосферада балқыту жүргізіледі. Егер сүрмеге нашар қорытпаларды алу қажет болса, онда балқыту редукторсыз шағылдыру пештерінде жүргізіледі. Бұл жағдайда қоспалардың негізгі массасы литаргпен тотығады және қожға айналады.

Кейбір жағдайларда қоспалардың барлығынан немесе негізгі бөлігінен қайталама қорғасынды тазарту қажет болады. Бұл жағдайда жоғарыда сипатталған дәстүрлі тазарту әдістері қолданылады. Қайталама қорғасынды тазарту кезінде алюминий кейде қорғасында ерімейтін темірді, күшәнді, мысты және сүрмені кетіру үшін қолданылады және аталған қоспалармен бірге отқа төзімді және қорғасын аралық қосылыстарда ерімейді. Алюминий балқытылған қорғасын ваннасына араластырылады, ал жоғары көтерілген кристалдар тесік қасықпен тазартылады.

Майлы спрудинаның құрамында 90–95 % Pb, 1–3 % Sb, 0,3 % дейін Sn, 0,3 % Fe, 1 % S және 1,5 % Cu бар. Ол қорғасынның айтарлықтай массасында таралған сүрме мен қалайы мысының бастапқы кристалдарынан, сондай-ақ қара металл қосылыстары мен сульфидтерден тұрады.

Әдетте майлы спрудина 500 °C температурада шағын отты еңіс ошақ пешінде сегрегацияға ұшырайды. Балқытылған қорғасын баббит өндірісінде дайындық қорытпасы ретінде қолданылады. Қорытпада 97 % Pb, 1,8 % Sb, 0,8 % Cu және 0,25 % Sn бар. Ол 83 % Pb және 44 % Sb экстракциялайды.

Шығымдылығы 20 %-дан аспайтын сегрегациядан кейін алынған құрғақ көктемде шамамен 60 % Pb, 10 % Sb, 3 % Sn және 2,5 % Cu бар. Оған 12 % Pb және 55 % Sb өтеді. Толық сегрегация кезінде құрғақ серіппеде 40 % Pb болуы мүмкін, бұл барлық қоспа металдарынан көп.

Мыссыздандырылған баббит қорытпасының көмегімен мысты алудың әртүрлі әдістеріне негізделген спрудиналарды өңдеудің көптеген әдістері ұсынылды: күкіртпен мыссыздандыру, кремнийді қосу (жиі емес) және сульфатты күйдіру, содан кейін күкірт қышқылымен шаймалау.

Майлы спрудинаны жай ғана жою қорғасынның негізгі бөлігін өндіріске тез қайтаруға мүмкіндік береді. Құрғақ спрудинаны бастапқы қорғасын өндіретін зауыттарда одан сүрме, қалайы және басқа металдарды алу үшін жинақтап, мезгіл-мезгіл өңдеген жөн.

Әлемде баббиттердің басым көпшілігі қайта өңделген материалдардан жасалған.

Баббиттер құрамындағы қалайы мен қорғасынға байланысты үш топқа бөлінеді:

1) қалайы негізінде – қорғасынсыз;

2) қорғасын негізіндегі – қалайы бар;

3) қорғасын негізіндегі – қалайысыз.

Қазіргі мемлекетаралық МемСТ қорғасын-қалайы баббиттердің төрт маркасын (Б16, БH, БТ, Б), қалайы баббиттерінің екі маркасын (Б89 және Б83), қалайысыз кальций баббиттерінің екі маркасын (БK және БK2), сондай-ақ қорғасын-сүрме баббиттері ретінде БС1 және БС2 қамтамасыз етеді.

Қорғасын-қалайы баббиттерді сынықтар мен қалдықтардан, дайындық қорытпаларынан, лигатуралардан және зарядтауға қажетті бастапқы металдардан жасайды.

Баббит Б16 – төрт компонентті қорғасын негізіндегі Pb-Sn-Sb-Cu болат, құрамында 15–17 % Sb, 15–17 % Sn, 1,5–2,0 % Cu және басқа металдар қоспаларының қосындысының 0,6 % бар. Қорғасын негізіндегі қорытпалардың айтарлықтай бөлінуін болғызбау үшін мыс қорытпаға енгізіледі.

Балқыту өнімділігі 2 тонна шойын қазандықтарда жүргізіледі. Қазандықтардың орташа кедергісі 100 балқыма. Біріншіден, дайындық қорытпасы, лигатура және сүрме қазандықта балқытылады, содан кейін балқыма 700-750 °C температураға дейін жеткізіледі және тотығуды болғызбау үшін оның беті көмірмен жабылады. Осыдан кейін қоспаның қалған бөлігіне қаңылтыр толтырылады.

Қорытпа мұқият араластырылады, оның беті күлден, көмір және металл оксидтерінің қалдықтарынан тазартылады, аздап тұндырылғаннан кейін және қайтадан араластырылғаннан кейін 360-400 °C құймаларға құйылады.

Баббит БH – қорғасын негізіндегі көп компонентті қорытпа. Құрамында 13–15 % Sb, 1,5–2,0 % Cu; шамамен 1,5 % Cd, 1 % Ni, 9 % Sn, 0,5–0,9 % As, қалғаны қорғасын.

Қорытпа Б16 қорытпасы сияқты дайындалады, алдымен мысқа бай дайындық қорытпасын, барлық сүрмені және лигатураны балқытады; содан кейін күшән, қалайы енгізіледі, ал соңғысы – кадмий. Қорытпа 500–540 °C температурада құймаларға құйылады.

БT баббитінде 14–16 % Sb, 9–11 % Sn, шамамен 1 % Cu және 2 % Те болады. Қорытпа алдыңғыларға ұқсас дайындалады, сүрме-теллур лигатурасы және қалайы қазандыққа 550–600 °C температурада соңғы енгізіледі. Қорытпа 400-450 °C температурада құйылады.

Қорғасын-кальций-натрий баббиттері. Сілтілік металдармен қорғасын қорытпаларын алу бойынша алғашқы тәжірибелерді академик А.А.Бочвар және техника ғылымдарының докторы, профессор Х.Н.Мурач балқытылған кальций мен натрий хлорид тұздарын электролиздеу әдісімен жүргізді.

Қорғасынға енгізілген кальций металы қатты Pb₃Ca кристалдарын құрайды, ал натрий металы қорғасынға біркелкі бөлініп, оның қаттылығын арттыратын ұсақ Na₂Pb₅ кристалдарын құрайды. Қорытпада 0,6–0,9 % Na және 0,85–1,15 % Ca бар.

Қоспалардың құрамына қойылатын талаптар өте қатаң болғандықтан, БК баббит өндіру үшін тек жақсы сұрыпталған қорғасын сынықтары, кабель қабықшалары, сүрмесіз қаңылтырлар және құрамында 0,3-0,4 % Sb аспайтын басқа қалдықтар қолданылады.

Кальций баббиттері үш жолмен өндіріледі: кальций хлориді (хлорид), металдық кальцийді пайдалану және балқытылған тұздарды электролиздеу. Аумағы 1,5-2,0 м²және ваннаның тереңдігі 100-150 ммпеште кальций хлориді балқытылады, ол қазандықта дайындалған қорғасын-натрий қорытпасына қосылады. Бұл жағдайда кальций баббитінің BK негізі болып табылатын Pb-Na-Ca үштік қорытпасы және NaCl және CaCl₂тұздарының қоспасы түзіледі. Қорытпа 550-600 °C температурада құймаларға құйылады.

Металл кальцийі қолданылған жағдайда, оны 800 °С дейін қыздырылған қорғасын ваннасына енгізеді. Pb₃ Сатүзілу реакциясы өте жылдам жүретіндіктен, натрийді салқындатылған екілік қорытпаға кальций толық ассимиляциядан кейін оның ұшпауына жол бермеу үшін енгізеді. Бұл әдіс қорғасын мен кальцийдің көп шығынын қажет етеді.

Қорғасынның қайталама өндірісінің экономикалық тиімділігін арттыру және қоршаған ортаны ластағыш заттардың шығарындыларынан қорғау бойынша өсіп келе жатқан қажеттіліктерді қанағаттандыру қажеттігіне байланысты ол қорғасын сынықтарын өңдеудің пирометаллургиялық әдістерін ішінара немесе толық ауыстыруға әкелді. Гидрометаллургиялық схемалар тауарлық өнім алумен металдарды іріктеп алуда және улы ерітінділер бойынша тұйықталған технологиялық сызбаны ұйымдастыруда тиімді.

Зерттеулердің нәтижелері мен шетелдік және отандық кәсіпорындардың тәжірибесі ұсақталған жарамсыз батареяларды кесу экологиялық қолайлы әдістерді қолдану арқылы аккумуляторлардағы қорғасынды толығымен дерлік оған бай екі өнімге түрлендіруге мүмкіндік беретінін көрсетеді: паста (тотығу-сульфатты фракция) және металл фракциясы, коммерциялық полипропиленді оқшаулау және құрамында қорғасыны аз қалдықтарды алу үшін, оны тазартудан кейін жол құрылысында қолдануға болады.

Сульфат-оксидтік фракцияны күкіртсіздендіру сода ерітіндісімен өңдеу арқылы жүзеге асырылады. Бұл процестің мәні сульфат ионының қорғасын сульфатынан ерітіндіге, ал қорғасын аз еритін қосылысқа ауысуы болып табылады. Негізгі күкіртсіздендіруші агенттер ретінде натрий гидроксиді және сілтілік металл немесе аммоний карбонаттары қолданылады.

Бұл ретте мына реакцияның нәтижесінде:

PbSO₄ + Na₂CO₃ → PbCO₃ + Na₂SO₄

(6)

Ерітіндіге күкірт құйылады. Ерітіндіні буланғаннан кейін дайын өнім түрінде натрий сульфаты алынады. Алайда бұл жағдайда қорғасын буының қоршаған ортаға шығуы да жоғары болып қалады.

3.3.3. Қорғасынды қалдықтардан – металлургиялық өндірістің тозаңынан қалпына келтіру

Металлургиялық зауыттарда сульфидтік шикізатты күйдіру, агломерациялау, балқыту процесінде, мыс және мыс-қорғасын штейндерін конверсиялау кезінде, сондай-ақ тотыққан қорғасын-мырыш шикізатын, құрамында мырыш бар және қалайы бар қожды өңдеген кезде құрамы әртүрлі құрғақ тозаңдар мен түтіндердің едәуір мөлшері алынады.

Ірі тозаңдар (бөлшектерінің мөлшері бірнеше ондаған микрон) негізінен өңделген материалдардың механикалық тартылуынан түзіледі, олар құрамы бойынша бастапқы шикізатқа жақын және процестің басына қайтарылады. Ұсақ тозаңдар (бірнеше микрон немесе одан да аз ретпен) негізінен металдар буларының немесе олардың қосылыстарының конденсациялануы есебінен түзіледі және кейбір түсті және сирек металдармен айтарлықтай байытылған.

Ұсақ тозаңдардың негізгі бөлігін ұшпа металдар – қорғасын мен мырыш құрайды. Сонымен қатар, оларда кадмий, индий, таллий, селен, теллур, рений сияқты бағалы компоненттер шоғырланған. Күшән, хлор және фтор да тозаңға өтеді, бұл олардың әрі қарай өңделуін айтарлықтай қиындатады.

Тозаңның өту дәрежесі және олардағы түсті және сирек металдардың шоғырлануы олардың шикізаттағы мөлшерімен, металлургиялық процестердің технологиялық режимімен, осы жағдайда түзілетін химиялық қосылыстардың қасиеттерімен, тозаң жинау жүйелерінің конструкциясымен анықталады. Компоненттердің төте булануы және ұсақ тозаңдардың салыстырмалы түрде төмен шығымдылығына байланысты оларда сирек және кейбір түсті металдардың мөлшері, тіпті толық алынбаған жағдайда да концентраттарға қарағанда ондаған есе, ал кенге қарағанда 100-200 есе жоғары. (3.3-кесте). Тозаңдардағы металдардың негізгі бөлігі оксидтер, сульфидтер, сульфаттар, арсенаттар, хлоридтер, селенидтер және басқа қосылыстар түрінде берілген.

Тозаңдағы құнды компоненттердің алынуы өңдеудің жеке кезеңдерінде әртүрлі болады. Осылайша, қорғасын өндірісіндегі таллий негізінен агломерациялық тозаңға, кадмий – негізінен шахталық балқыту тозаңында және ішінара агломерациялық тозаңға өтеді, селен агломерациялық тозаң, шахталық балқыту және конверсиялаушы полиметалл штейн арасында дерлік біркелкі таралады. Мырыш концентратын күйдіру кезінде селен мен сынаптың көп бөлігі күкірт қышқылы өндірісінің шламына өтеді. Мыс өндірісінде концентраттарды тозаңда күйдіру және балқыту кезінде рений мен висмуттың негізгі мөлшері алынады, штейнді конверсиялау кезінде – мырыш, қорғасын, кадмий, висмут, индий, таллий, германий, ренийдің едәуір бөлігі алынады. Жалпы алғанда кадмий мен таллийдің 60-90 %-ы, селеннің, сынаптың және ренийдің 80 %-дан астамы, мырыштың, қорғасынның, индийдің едәуір бөлігі барлық шектердің тозаңына өтеді.

3.3-кесте. Қорғасын өндіру кезінде түзілетін және өңделген тозаңдардың шамамен құрамы, %

Р/с №	Компонент	Процесс
Р/с №	Компонент	Агломерация	Шахтада балқыту	Конвертация
1	2	3	4	5
1	Zn	1,4–2,0	8–28	6–12
2	Pb	50-60	32-54	44-56
3	Cu	0,2-0,5	0,1-0,5	1.2-1.6
4	Cd	1,0-1,5	1,5-3,0	0,2-0,6
5	Bi	0,1-0,2	0,02-0,1	-
6	In	0,001	0,002-0,5	0,004-0,007
7	Ta	0,12-0,3	0,008-0,02	0,001
8	Ge	0,001	0,001	0,001
9	S	-	-	3–5
10	Re	-	-	-
11	Se	0,15–0,9	0,05–0,4	0,4-0,9
12	Te	0,07-0,2	0,07-0,2	0,03-0,1
13	Fe	-	-	0,2-0,4
14	As	0,5-5	0,5-3	7,5-20
15	Sb	-	-	-
16	CaO	-	-	-
17	SiO₂	-	0.1	-
18	Cl	0,5-6	-	-
19	F	0,1-0,3	-	-

Ірі тозаңдар тозаң камераларында, циклондарда және құрғақ электрсүзгілерде жиналады. Ең ұсақ тозаңдарды бұл құрылғылар тұтып қалмайды және кейбір жағдайларда газдармен бірге атмосфераға таралады. Өте ұсақ тозаңдарды тұтып қалу негізінен дымқыл газды тазалауға арналған құрылғыларда – скрубберлерде, көбік аппараттарында және дымқыл электрстатикалық тұндырғыштарда – пульпа түрінде жүргізіледі, оларды қоюландырғаннан кейін құрамында бірқатар құнды компоненттері бар шламдар алынады.

Қорғасынның жоғары болуына байланысты қорғасын өндірісінің тозаңы көп жағдайда агломерацияға қайтарылады. Кейбір жағдайларда олардың кейбіреулерін қуырып, гидрометаллургиялық өңдеуден өткізеді, негізінен кадмий алу үшін. Өндірістік циклдегі тозаңның қайталанатын айналымы, бір жағынан, оларда түсті және сирек металдардың жиналуына әкеліп соқтырады, екінші жағынан, әрбір айналым циклінде металдардың жаңа қосымша шығындары (механикалық, қожбен, ұшқыш қосылыстардың толық алынбауына байланысты газдармен).

Тозаң айналымы сирек және түсті металдардың жоғалуына әкеліп қана қоймайды, сонымен қатар негізгі компоненттерді алу технологиясын айтарлықтай қиындатады, оның өнімділігін төмендетеді. Осылайша, тозаңды қорғасын концентраттарымен бірге өңдеу агломерациялау машиналарының өнімділігінің төмендеуіне әкеледі, ал олардың құрамындағы күшәннің айналымы қорғасынның қожбен бірге ысырап болуын арттырады, шпейза шығымдылығын және онымен бірге бағалы металдардың жоғалуын арттырады, балқыту қондырғыларында жиналудың жоғарылауына әкеледі және қорғасынды тазартуда айтарлықтай қиындықтар туғызады және сайып келгенде, оның металға алынуын азайтады. Мыс өндірісіндегі Pb, As, Bi циркуляциясы көпіршікті мыстың сортын төмендетеді, электролизді және шартты мыс сульфатын алуды қиындатады.

Осылайша, тозаңды процеске қайтару жағымсыз салдарға әкеледі. Сонымен бірге тозаңдардағы күшәнның, хлордың және фтордың көп болуы олардан мырыш пен кадмийдің алынуын азайтады, ал кейбір жағдайларда сирек металдарды алу мүмкін болмай қалады. Сондықтан тозаңды өңдеудің технологиялық сызбалары бағалы компоненттерді алуды ғана емес, сонымен қатар процестен күшәнды, хлорды және фторды кетіруді қамтамасыз етуі керек.

Күшәнды, хлорды және фторды шығарумен және көптеген компоненттерді шығарумен байланысты процестердің әртүрлілігі мен күрделілігі кәсіпорындарда металлургиялық тозаңды қайта өңдеу бойынша мамандандырылған цехтар құру және тозаңның барлық құнды компоненттерін кешенді пайдалануды қамтамасыз ететін олардың құрамына сәйкес технологияны әзірлеу қажеттігін тудырады.

Қорғасын өндірісінің тозаңында сирек кездесетін және шашыраңқы микроэлементтердің едәуір мөлшері шоғырланған. Олардың кенге қатысты шоғырлану дәрежесі 3.4-кестеде көрсетілген.

3.4-кесте. Қорғасын өндірісінің тозаңының құрамы

Р/с №		Cd	In	Se	Tl
1	2	3	4	5	6
1	Кен	1	1	1	1
2	Қорғасын концентраты	3-4	2	4-10	4-6
3	Тозаң	150-200	20	100-150	100-150

Тұтастай алғанда қорғасын өндірісінде бұл тозаңдар 70 % Tl, 55 % Se, 40–50 % Te, шамамен 25 % In, сондай-ақ кадмийдің және шикізаттың басқа да бағалы компоненттерінің едәуір бөлігін шоғырландырады. Бұл элементтермен қатар қорғасын тозаңында күшән, фтор және хлор шоғырланған. Тозаңдағы күшән мөлшері индийден 500–1000 есе, таллийден 40–50 есе, селеннен 10–20 есе, кадмийден 2–5 есе артық. Күшәннің мұндай шоғырлануы қорғасын тозаңынан түсті және сирек металдарды алдын ала тазартпай алуды іс жүзінде мүмкін емес етеді.

Қазіргі уақытта қорғасын тозаңы әртүрлі әдістермен өңделеді. Ең көп таралған әдіс – қорғасын өндірісінде тозаңның қайталанатын айналымы, содан кейін оларда құрамдас бөліктер жиналып, оларды гидрометаллургиялық өңдеу. Тиімді гидрометаллургиялық әдістердің бірі тозаңды күкірт қышқылымен сульфаттандыру болып табылады.

ВНИИцветмет әзірлеген сульфаттандыру әдісі тостаған түйіршіктегішіндегі күкірт қышқылымен тозаңды алдын ала түйіршіктеу, содан кейін қайнаған қабат пештеріндегі түйіршіктерді термиялық өңдеу болып табылады. Күкірт қышқылының шығыны есептік мөлшерден 110 % құрайды. Сульфаттандыру 350-400 ºС температурада жүзеге асырылады. Сульфатталған түйіршіктерді сумен шаймалау ерітіндіге 95-97 % Zn; 93-95 % Cd және 74-93 % сирек металдар алуға мүмкіндік береді. Түйіршіктеу және сульфаттау операцияларында тозаңнан 80-85 % As; 70-75 % Se; 85 % Cl және 80-85 % F тазартылады.

Оттегімен байытылған ауаны сұйық қабаттағы пештерде пайдалану селенді айдау дәрежесін 75-тен 90 %-ға дейін арттыруға мүмкіндік береді, бұл оның одан әрі алынуын айтарлықтай жеңілдетеді. Сульфат өнімін сумен шаймалаудан қалған қалдық шамамен 65 % Pb, 0,5 % Zn және ~0,2 % Cd құрайды.

Ол жетекші өндірістік агломерация процесіне қайтарылады.

Күкірт қышқылымен тозаңды сульфаттандырумен қатар қорғасын тозаңын натрий сульфатымен және кокс арқылы балқытудың электротермиялық әдісі ұзақ уақыт қолданылды. Электр балқыту процесінде 900-1000 ºС кезінде натрий сульфаты сульфидке дейін азаяды, сонымен қатар қорғасын оның қосылыстарынан металға дейін азаяды және мырыш пен кадмий сублимацияланады. Электр балқытудың негізгі өнімдері – металл қорғасын, кадмий сублиматорлары және натрийлі штейн-қож балқымасы (тиотұздар балқымасы).

Балқыту 6000-7000 А электродтарға жүктеме кезінде және 88-100 В кернеу кезінде электр пештерінде жүргізіледі. Ваннаның тереңдігі 1600 мм. Кадмий сублимацияларын жағу және газдардың температурасын 700-800 ºС-тан 250±50 ºС-қа дейін төмендету үшін тозаң камерасына ауа сорылады. Металл қорғасын тазартуға жіберіледі, кадмий сублиматорлары гидрометаллургиялық өңдеу үшін мырыш зауытына жөнелтіледі, ал натрий штейн-қож балқымасы ыдырайды, күшті су ағынымен ұнтақталады және сілтіленеді, нәтижесінде мырыш концентраты мен Se, Te және In бар ерітінді пайда болады.

Электротермиялық әдіспен қорғасын тозаңын өнеркәсіптік өңдеудің негізгі техникалық-экономикалық көрсеткіштері: Na₂SO₄шығыны– 0,25-0,40 тонна/тонна тозаң; кокс шығыны – 0,08-0,13 тонна/тонна тозаң; электр энергиясын тұтыну – 600 кВт/тонна тозаң; тікелей экстракция, %: Pb металға – 95-96, Cd сублиматтарға – 94,6-96,6, Zn концентратқа – 79-90,5; тиотұздардың балқымасына As, Na, Se, Te экстракциясы – 80-92 %; кадмий түтіндерінің құрамы, %: 12-20 Cd, 25-29 Pb, 27-37 Zn, 0,10-0,35 As; мырыш концентратының құрамы, %: 46-54 Zn, 21-23 S, 1,75-2,5 Na; тозаң массасынан балқыту өнімдерінің шығымы, %: тазартылмаған қорғасын – 52-57, штейн-қож балқымасы – 50-54, сублиматтар ~ 8; электр пешінің үлестік балқуы, т/(м².тәу.) – 7,5-8.

Құрамында %: 53–58 Pb; 30 Zn; 0,8–0,9 Cd; 0,17–0,20 Se; 0,15–0,50 As; 15–40 г/тонна Ag бар қорғасын өндірісінің шахта балқымасының барлық тозаңдары электрмен балқыту арқылы өңделеді. Әдістің негізгі артықшылықтары – қорғасынды тікелей металға жоғары алу (96 %), кадмийді возгонға, содан кейін металға (тиісінше 96 және 92,5 %) көп мөлшерде алу, мырыштың концентратқа салыстырмалы түрде көп мөлшерде алу (90 % дейін).

3.3.4. Қайталама шикізат пен қалдықтардан қорғасын және басқа металдар алу

Қожды өңдеу. Химиялық құрамы бойынша қожды шартты түрде үш топқа бөлуге болады:

қорғасын және қалайы балқытпаларының қожы және құрамында ұшпа компоненттер – Zn, Pb, Sn бар мыс балқытпасы қожының өте аз мөлшері – қожды толық, кешенді өңдемей және барлық компоненттерді алмай оларды алу экономикалық тиімді болатындай мөлшерде;

құрамындағы Zn және Pb 5 %-дан аз, аздаған Cu бар және темірі көп мыс балқымасының қожы (бұл қождарды өңдеу тек қана ұшпа компоненттерді, темірді және силикат компонентін кешенді экстракциялау арқылы мақсатқа сай болуы мүмкін);

никельді қож және мыс қожының бір бөлігі, оларда түсті металдардың мөлшері оларды алу үшін тым төмен және темір аз, сондықтан оларды тікелей өңдеу силикат бөлігін пайдалануға болады.

Металдардың қожбен бірге шығыны. Қождармен бірге металл шығынының үш тобы бар:

механикалық, қожда қалқыма металл және штейн түйіршіктердің болуына байланысты;

физикалық, қождағы сульфидті немесе металл фазаларының құрамдас бөліктерінің еруіне байланысты;

химиялық, қожда тотықсызданбаған немесе сульфидтелмеген оксидтердің болуына байланысты.

Қождардағы металл шығынының физикалық және химиялық түрлері кейде электрохимиялық немесе физика-химиялық шығындар тобына біріктіріледі.

Осылайша, өнеркәсіптік қож ұсақ штейн және металл бөлшектерінің төмен шоғырлануы бар эмульсиялар болып табылады. Қорғасын мен мыс қожындағы штейн және металл тамшылардың мөлшері бірнеше микроннан 0,1 мм-ге дейін жетеді.

Құрамында мырыш бар қожды өңдеу технологиясы. Құрамында мырыш бар қож қорғасын, мыс, қалайы өнеркәсібінде металлургиялық шикізатты балқыту кезінде түзіледі. Қазіргі уақытта әлемдік тәжірибеде мұндай қождарды өңдеудің негізінен үш әдісі бар: фьюмингтеу, вельцтеу және электртермия. Фьюмингтеу – ең көп таралған әдісі.

Фьюмингтеу процесінің мәні келесідей: көмір тозаңы қысыммен ауамен металл оксиді бар балқытылған қож ваннасына үрленеді. Ауа көмірдің толық жануы үшін жеткіліксіз мөлшерде беріледі, сондықтан көміртек СО-ға дейін жанады, бұл қождағы металл оксидтерін азайтады. Процесс температурасы 1200–1300 °C, көмір тозаңының шығыны қож массасының 17–25 % құрайды.

Процестің негізгі реакциялары:

	С+О₂=CO₂	(7)
	CO₂+C=2CO	(8)
	ZnO+CO=Zn_пар+CO₂	(9)

Қорғасын қосылыстары да осылай азаяды. Темір оксидтері Pb және Zn оксидтерімен және сульфидтерімен әрекеттесетін металдық Fe-ге дейін ішінара тотықсызданады:

	PbO+Fe=Pb+FeO PbS+Fe=Pb+FeS	(9)
	ZnO+Fe=Zn+FeO ZnS+Fe=Zn+FeS	(10)

Қож ваннасының үстінде металдар мен сульфидтердің булары, сонымен қатар СО арнайы берілген немесе табиғи түрде сорылатын ауа есебінен тотығады. Алынған Zn және басқа металдардың оксидтері пештен шығатын газ ағынымен жүзеге асырылады және тозаң жинағыштарда ұсталады.

Шахталық пештер сұйық қожды көмір тозаңымен тазарту үшін қолданылады. Процесс келесідей. Пешке 35–80 тонна сұйық қож құйылады және фурма арқылы ұсақталған көмір (0,07 мм) сығылған ауамен үрленеді. Арнайы жасалған фурмалар ауа мен отынды бір уақытта беруге мүмкіндік береді. (9) және (10) реакциялар сұйық ваннада Zn және Pb айналдыру арқылы жүргізіледі. 1,5-2 сағаттан кейін қожда ≈1,5-3,0 % Zn қалғанда процесс аяқталып, пештен мырышсыздандырылған қож шығарылады. Қождағы бастапқы мөлшері, %: 9–18,3 Zn , 1,2–4,5 Pb; тазартудан кейін, %: 1,4 -2,8 Zn, 0,12 Pb дейін.

Мыс және бағалы металдар ауысады, ал штейн жиналғанына қарай, пештің алдыңғы ошағынан немесе электрмен қыздырылған тұндырғыштан шығарылады. Қож қалдықтары түйіршіктеледі және үйіндіге жіберіледі. Фьюмингтеу кезінде Pb возгонға (98-99 %), 90 % – Zn және 80-85 % – Sn толығымен дерлік алынады, бірақ бұл процесс қождан мыс пен басқа да бірқатар құнды компоненттерді алуға мүмкіндік бермейді.

Көмір тозаңы мен мазутпен қатар қождарды фьюмингтеу табиғи газбен де жүзеге асырылады. Фьюминг процесін қарқындату үрлеуді оттегімен байыту, үрлеуді жылыту, металл тотықсыздандырғыштарды қолдану арқылы да жүзеге асырылуы мүмкін.

Фьюминг қондырғылары, әдетте, балқыту пештерінен келетін сұйық ыстық қожды қайта өңдейді. Суық қож ыстық қожға салыстырмалы түрде аз мөлшерде қосылады.

Вельцтеу процесі (неміс тілінен wälzen – тегістеу) қождың тотықсыздандырғышпен өзара әрекеттесуіне негізделген. Ол құбырлы айналмалы көлбеу пеште жүзеге асырылады. Пештің қабырғалары бойымен тегістелетін қатты шихта пештің қабырғалары мен ыстық газдардың жылу беруіне байланысты 1100-1200 °С дейін қызады, ал Zn, Pb және сирек элементтердің металдарға тотықсыздану реакциялары жүреді. Металл булары сублимацияланады және шихтаның үстіндегі кеңістікте қайтадан тотығады және оксидтер түрінде газдармен тозаң жинау жүйесіне тасымалданады.

Мырыштың оның оксидтерінен төте буландыру процесінің химиясын реакциялар арқылы көрсетуге болады:

	ZnO+C=Zn_бу+CO-Q₁(Дж)	(11)
	2CO+O₂= 2CO₂+Q₂(Дж)	(12)
	2Zn_бу+O₂=2ZnO+Q₃(Дж)	(13)

Шихтада айтарлықтай мөлшерде болатын темір оксидтері мырыш қосылыстарымен әрекеттесетін металға дейін тотықсызданады:

	ZnO+Fe=FeO+Zn_бу	(14)
	ZnS+Fe=FeS+Zn_бу	(15)

Осылайша, возгонға Zn, Pb, Cd бөлінеді. Құрамында шихта бар мыс және асыл металдар төте буландырылмайды және мыс балқыту шихтасына жіберілетін вельцтеудің қатты қалдығы клинкерде толығымен қалады. Клинкердің шығымы 85 %, ал коксты тұтынудың жоғарылауымен шихта массасының 100 % құрайды.

Қождардың балқығыштығына байланысты агломерация мен балқудың алдын алу үшін шихтаға кокс қосылады (шихтаның салмағы бойынша 50–55 %).

Дайын шихта қоректендіргішпен пешке үздіксіз жүктеледі және оның бойымен үздіксіз қозғалады. Пештің

көлденең қимасының 15 % алып, шихта пештің айналуы кезінде көтерілетін қабырғада орналасады және одан бірте-бірте құйылады. Осының арқасында қоспа жақсы араласады, бұл тотықтардың тотықсыздандырғышпен тығыз байланысын тудырады және сублиматтарға Pb және Zn жоғары экстракцияны тудырады. Барабанның айналу жылдамдығы 0,75–1,0 айн/мин.

3-5 º көлбеуде орналасқан пеш арқылы шихтаның өту ұзақтығы 2-3 сағатты құрайды. Осы уақыт ішінде металл булары тотықсызданады және тотығады. Құрамында оксидтері бар пайдаланылған газдар кірпіш тозаң камерасы мен салқындату үшін салқындатқыштар арқылы өтіп, электростатикалық тұндырғыштарға немесе қап сүзгілеріне түседі. Ірі тозаң бөлшектері тозаң камерасына қонып, вельцтеу процесіне оралады.

Мырыштың возгонға алынуы 93–97 %, Pb 90–92 %. Вельцтеу қожының клинкерінде 0,39–0,87 % Zn және 0,05–0,1 % Pb бар. Күкірт қышқылымен шаймалау үшін қорғасын-мырыш сублиматтары жеткізіледі. Ерітінді негізгі мырыш өндірісіне жіберіледі, ал сілтілеуден алынған қорғасын феррит қорғасын өндірісінде өңделеді.

"Казцинк" ЖШС-де клинкерді кейіннен магниттік сепарациялау және құрылыс материалдарын өндіру үшін оның магниттік емес бөлігін пайдалану арқылы қорғасын балқытудың қатты қожын кешенді өңдеудің технологиялық процесі игерілді.

Вельцтеуді негізінен мырыш ферриті, тотыққан кендер, қорғасын зауыттарының құрамында мырыш бар қож, мырышқалдық (Zn агломератынан айдау кезінде алынған сусымалы немесе жартылай күйдірілген масса түріндегі қалдық) үшін қолданылады.

Вельцтеу процесінің негізгі кемшіліктері кокстың айтарлықтай шығыны, тазартуды қажет ететін газдардың көп мөлшерінің түзілуі, пеште қабыршақтардың пайда болуына байланысты жұмыс істеу қиындықтары және төсемнің төмен төзімділігі болып табылады.

Мырыш конденсациясымен қождарды электртермиялық өңдеу. Егер фьюмингтеуді ағымдағы өндірістегі сұйық қождар үшін қолданған дұрыс болса және вельцтеуді тек қатты қождар үшін қолдануға болатын болса, онда қатты және сұйық қождар электртермиялық өңдеуге ұшырауы мүмкін.

Электртермиялық әдіс бір операцияға сұйық металл мырыш пен үйінді қожын алуға мүмкіндік береді, яғни возгонды шаймалау, мырыш электролизі немесе клинкерді қайта өңдеу процестерін болдырмайды.

Балқыту жабық кен қыздыру пештерінде жүргізіледі, онда электродтар кедергі денесі ретінде қызмет ететін қожға батырылады. Қожды электрмен балқыту – бұл балқыманың бетіндегі кокс реакциясы болатын қалпына келтіру процесі.

Қожда темірдің көп мөлшері бар, ал мырыш 85–90 % азайған кезде темір 30–35 % дейін азаяды. 1250–1500 °C балқыма температурасында Zn және Fe негізгі тотықсыздану реакциялары мынадай:

ZnO+CO→ Zn+CO₂;	FeO+CO Fe+CO₂;	(16,17)
Fe₃O₄+CO 3FeO+CO₂;	Fe₂O₃+CO 2FeO+CO₂;	(18,19)
C+CO₂ 2CO;	3FeO+ZnO Zn+Fe₃O4;	(20,21)
2FeO+ZnO Zn+Fe₂O₃;	2FeO+2ZnO ZnO+Fe₂O₃+Zn;	(22,23)
2Fe₃O₄+ZnO Zn+3Fe₂O₃;	4Fe₂O₃+Fe 3Fe₃O₄;	(24,25)
Fe₃O₄+Fe 4FeO;	ZnO+Fe Zn+FeO;	(26,27)
ZnS+Fe Zn+FeS;	ZnS+FeO ZnO+FeS	(28,29)

Құрамында мырыш бар қожды өңдеудің электртермиялық әдісінің әлемдік тәжірибеде таралуына оның кемшіліктері кедергі келтіреді: электролитпен салыстырғанда металдың сапасы төмен және оны тазарту қажеттігі, мырыштан арылтылған өнімдегі мырыштың жоғары қалдығы, бұл қожды үйінді деп санауға мүмкіндік бермейді; мырыштың сублимациясының төмен жылдамдығына байланысты электр пештерінің меншікті өнімділігі төмен; электр энергиясының жоғары шығыны.

Үйінді қожды өңдеудің цементтеу тәсілдері. Үйінді қождардан түсті металдарды, сондай-ақ темірді алуға және қождың силикат бөлігін одан әртүрлі құрылыс материалдарын өндіруге дайындауға мүмкіндік беретін ықтимал процестердің бірі металдарды көміртекті сұйық шойынмен цементтеу процесі болып табылады.

Қожды жұтатудың цементтеу әдісі сұйық шойында еріген көміртектің жоғары белсенділігіне негізделген және реакция арқылы қож қабатының астындағы шойын–қож шекарасында жүреді:

Ме

+О

+С_шой→Ме_шой+возгондар+СО_газ

(30)

Көміртек тотығы мен ұшпа металдардың булары ваннаның қозуын қамтамасыз етеді, бұл қатты қалпына келтіретін заттармен (кокс, көмір) жұмыс істегенге қарағанда қождан бағалы металдарды алудың жоғары жылдамдығына ықпал етеді.

Қалпына келтірілген Cu, Ni, Co және Fe шойынға, ал Zn, Pb, Sn және сирек металдар сублиматтарға айналады. Мыс және басқа металдармен легирленген темір пеш ваннасында жиналатындықтан, оның артық мөлшері пештен ауық-ауық шығарылып тұрады.

Металдарды тотықсыздандыру процесінің үздіксіз жүруін қамтамасыз ету үшін шойынның құрамындағы көміртекті 24 % шегінде толықтыру қажет. Мұндай концентрация шойынның балқу температурасын 1200–1350 °C шегінде ұстап тұру және жиналуды болғызбау үшін де қажет. Шойындағы қажетті көміртегі мөлшері қысылған ауаны пайдаланып, саптама арқылы шойынға ұсақталған коксты мезгіл-мезгіл беру арқылы сақталады.

Қожды өңдеудің цементтеу әдісі қалдық қождағы металдардың мөлшерін қамтамасыз етеді, %: 0,03 Рb; 0,3 Zn; 0,06 Cu. Металдардың алынуы олардың бастапқы қождағы құрамына байланысты, %: Zn - 91,2–98,2; Рb - 95,1–99,0 (возгондарда); Cu - 78,0–98,5 (тазартылмаған шойында).

3.3.5. Қайталама шикізат пен қалдықтардан қорғасын және басқа металдар алу

Қолданылған қорғасын аккумуляторларды өңдеудің гидроэлектрохимиялық технологиясы әзірленді. Қолданыстағы тәжірибеден айырмашылығы, сода орнына калий шламды күкіртсіздендіру құралы ретінде ұсынылады және сыналады реакцияға сәйкес қорғасын сульфатымен әрекеттескенде [21]:

PbSO₄ + К₂CO₃ → PbCO₃ + К₂SO₄

(31)

электролитте еритін қорғасын карбонаты мен калий сульфаты, бағалы тапшы калий жабдығы түзіледі.

[19, 21] еңбектерде қорғасын және қорғасын-қалайы ферритін қайта өңдеудің бірнеше нұсқалары бойынша зерттеулер ұсынылған: қорғасын карбонатын ала отырып, этилендиамин ерітінділерімен шаймалау; қорғасынды электроэкстракциялауға жіберілетін қалайы концентратын және құрамында қорғасын бар ерітіндіні ала отырып, этилендиаминтетрацет қышқылы қос натрий тұзының ерітінділерінде қалайы-қорғасын кектерін шаймалау; кейіннен балқыту және электролиттік тазарту арқылы ферриттерді сода ерітінділерімен карбонизациялау.

Қорғасынды тұтынудың ірі салаларының бірі (аккумуляторлық батареяларды өндіруден басқа) арнайы шыныларды (электровакуумдық, электртехникалық, оптикалық, радиацияға қарсы және т. б.), хрустальды, бояуларды (қорғасын және қорғасын-молибден бояулары, қызыл бояу негізіндегі коррозияға қарсы бояулар және т. б.), пластмассаларды (поливинилхлоридті пластмасса тұрақтандырғыштарын) алу кезінде пайдаланылатын оның химиялық қосылыстарын өндіру болып табылады) [22].

Қазіргі уақытта қорғасынның химиялық қосылыстары оның оксидінен (қорғасын тотығы) өндіріледі, ол балқытылған жоғары сапалы металл қорғасынды тотықтыру арқылы алынады, бұл бастапқы металға айтарлықтай шығындарды талап етеді және глетте аз мөлшерде металл қорғасынның болуына байланысты әрқашан жоғары сапалы өнімдерді қамтамасыз ете бермейді.

[25] еңбекте металл қорғасынды алудың және тазартудың аралық кезеңінсіз аккумулятор пастасынан тікелей қорғасынның әртүрлі қосылыстарын өндіру технологиясы ұсынылған.

[21] еңбекте сонымен қатар пайдаланылған батареяларды қайта өңдеу өнімдерінен үш негізді қорғасын қосылысын (ТОСС) немесе қорғасын силикатын алу технологиясы ұсынылады. Бастапқы шикізат ретінде батареяларды (паста) және тозаңды (оның ішінде хлоры бар) әртүрлі пештерде өңдеуден сульфат-оксид фракциясын қолдануға болады. Технологиялық схема келесі негізгі операцияларды қамтиды:

пастаны сода күлімен күкіртсіздендіру (хлорсыздандыру);

күкіртсіздендіруден кейін ерітінділер буланып, құрамында қорғасын жоқ тауарлық тұздар (натрий сульфаты немесе хлорид) алынады;

карбонатты ферритті азот қышқылымен шаймалау;

қорғасын нитратының ерітіндісін булану (PbNO₃);

PbNO₃кристалдануы;

PbNO₃кептіру;

қорғасын нитраты ерітіндісінен үш негізді қорғасын сульфатының немесе қорғасын силикатының тұнбасы.

Берілген қасиеттері бар жоғары сапалы қорғасын силикаты (фритта) мен қорғасын тотығын алу арқылы қорғасын нитратын пирометаллургиялық өңдеуді қамтитын аралас қайта өңдеу технологиясы қолданылуы мүмкін.

Гидрометаллургиялық технология жартылай өнеркәсіптік жағдайларда сыналды, қорғасын химиялық қосылыстарының алынған партиялары тұтынушыларда сынақтан өтті және олардың жоғары сапасының растамасын алды. Жұмыста [25] рений мен осмийдің сипаттамасы туралы ақпарат жоқ, өйткені бұл металдар бастапқы шикізатта жоқ.

Қорғасын қосылыстары (нитраты, қорғасын сульфаты, ТОСС), натрий тұздары (натрий сульфаты және нитраты), ренийді ерітіндіге алу және түсті металдарды карбонатты ферритке [27] алу арқылы мыс зауыттарының тозаңдарын кешенді өңдеуге арналған жарияланым бар. Ұсынылған әдіс тозаңды сода ерітіндісімен шаймалау және одан кейін карбонатты ферритті азот қышқылымен өңдеу операцияларына негізделген. Тозаңдардағы рений ~50 % суда оңай еритін қосылыстар түрінде болатыны белгілі, ал қалғандары ерітіндіге көшіру үшін тотықтырғыштарды қолдануды қажет ететін төменгі тотығу дәрежелерінің қосылыстары түрінде болады. Сондықтан содамен (~100 %) шаймалау сатысында тозаңнан ренийді алудың нәтижелері күмәнді [28].

[29] еңбекте сирек және түсті металдарды ерітіндіге көшіру және қорғасын сульфатының тұнбасын алу арқылы электросілтілеу арқылы қорғасын тозаңын өңдеу технологиясы ұсынылады. Соңғысын карбонизациялау және PbCO₃ күйдіруден кейін қызыл қорғасын пайда болды.

Еңбекте [30] қорғасын сульфаты мен нитраты, натрий нитраты, натрий сульфаты және аралық өнімдер: түсті металдар карбонаттары, селен ферриттерді өндірісімен қорғасын ферритін өңдеуге арналған технологияларды ұсынылады.

Технология келесі негізгі операцияларды қамтиды:

қорғасын кегін сода ерітіндісімен өңдеу;

целлюлозаны сүзу;

карбонатты ферритті азот қышқылымен шаймалау;

сүзу арқылы қорғасыны бар ерітіндіден селен ферритін бөлу;

тиісті қышқылдарды қосу арқылы қорғасын сульфаты мен нитратының фильтраттарынан тұндыру.

Қорғасын сульфатын тұндырғаннан кейін фильтраттан мырыш, кадмий және мыс карбонаттары бөлінеді, ал қорғасын нитраты тұндырылғаннан кейін аналық ерітінділер карбонатты кекті шаймалауға жіберіледі. Металлургиялық циклге селен феррит пен түсті металдардың карбонаттары қайтарылады. Натрий сульфаты бастапқы ферритті сода ерітіндісімен шаймалау нәтижесінде түзілген ерітіндінің бір бөлігін буландыру арқылы алынады. Натрий нитраты түсті металдардың карбонаттарын бөлгеннен кейін түзілген фильтраттарды булану арқылы алынады. Өкінішке орай, бұл жұмыста рений мен осмийдің әрекеті қарастырылмаған. Оның үстіне ешбір өнім тауарлық кондицияға дейін жеткізілмеген.

Қорғасын сульфиді мен қорғасынның оксидті қосылыстары арасындағы реакцияны пайдалана отырып, электротермиялық балқыту арқылы қорғасын ферритін өңдеу технологиясы ұсынылды [31]. Металл қорғасын алу үшін PbS қатынасын қамтамасыз ету қажет: (PbSO₄ + PbO) = 1:2-2,5. 700-800 ℃ температурада күйдіргенде мыс сульфат түрінде, ал мырыш пен темір оксид түрінде қалады. Кейінгі электротермиялық балқыту тазартылмаған қорғасын, мыс-қорғасын-темір штейн және қож өндірумен жүзеге асырылады. Қажетті құрамның қожын алу үшін қорғасын ферритіне темір оксиді мен әктас қосылады. Ылғалды кетіру және кальций карбонатын ыдырату үшін шихтаны тұтандырған жөн. Зертханалық масштабта сыналған бұл технологияның сөзсіз артықшылықтары бар:

бір аппаратта қорғасын сульфаттарының бір бөлігін сульфидтерге дейін тотықсыздандыру процесін кейінгі балқыту кезінде металл қорғасын өндірумен реакциялық әрекеттесуін және артық көміртектің толық дерлік тотығуын қамтамасыз ететін қатынаста жүргізу мүмкіндігі;

750 °С температурада шыңдалған қорғасын кегінен және 1,0:2,5 қатынаста сульфидті және сульфатты күкірт күйіндісіндегі тотыққан темір кенінен тұратын шихтаны реакциялық балқытуды жүргізу мүмкіндігі расталды;

зерттеулер реакциялық әрекеттесу және басқа тотығу-тотықсыздану реакциялары есебінен бір пеште жақсы бөлінген үш балқыма алу мүмкіндігін көрсетті: тазартылмаған қорғасын, мыс-қорғасын-темір штейн және қож.

Алғаш рет құрамында мырыш оксиді мен қорғасын оксиді жоғары төмен балқитын қож алынды.

Отандық тәжірибеде негізінен қорғасыны бар ортадан қорғасын алу үшін пирометаллургиялық әдістер қолданылады. Балқымадағы қорғасынды балқыту және көп сатылы тазарту айтарлықтай күрделі шығындармен, кәдеге жаратуды талап ететін орта өнімдерді өндірумен және атмосфераға улы қорғасын қосылыстарының шығуымен байланысты. Бұл кемшіліктер құрамында қорғасыны бар күрделі шикізатты өңдеудің неғұрлым озық әдістерін табу қажеттігін анықтайды.

3.3.6. Құрама технологияны қолдана отырып, қайталама шикізат пен қалдықтардан қорғасын алу

Қайталама қорғасынды өңдеуде қолданылатын технологиялық процестерді екі негізгі процеске бөлуге болады: гидрометаллургиялық және пирометаллургиялық. Гидрометаллургиялық процестерді жүргізуге арналған технологиялар мен жабдықтар құрамында электролит немесе гель бар қорғасынды аккумуляторларды өңдеуді, соның ішінде ұсақтауды, бөлуді, қоюландыруды, тазартуды, гидравликалық жіктеуді, сульфацияны, қорғасыны бар өнеркәсіп өнімдерін (ұсақталған терминалдар, торлар және сусыздандырылған) алу үшін сүзуді қамтиды: феррит), жеңіл және ауыр органикалық заттар және коммерциялық құрғақ натрий сульфаты (жоғары сорт). Қайта өңделген полипропилен үгіндісі жуудың жоғары дәрежесіне байланысты іс жүзінде қорғасынды, сондай-ақ басқа ластағыштарды қамтымайды және полипропилен өндірушілер арасында сұранысқа ие. Пирометаллургиялық өңдеуге арналған шикізат болып гидрометаллургиялық өңдеу өнімдері (металл фракциясы және күкіртсіздендірілген паста), сондай-ақ жеткізушілерден алынған шикізат (кесілген қорытпалар, кабель қабығы, кесілген сынықтар және құрамында қорғасын бар басқа да орта өнімдер) табылады. Металл фракциясы мен күкіртсіздендірілген пастаны бұралмалы "жұмсақ" және сүрме қорытпаларын алу үшін айналмалы қысқа барабанды пештерде қайта балқытады. Пештер шихтаны тиеу және жылжымалы арбаларға орнатылған шөміштерге тазартылмаған қорғасын түсіру жүзеге асырылатын люктермен жабдықталған. Пештер қапшық сүзгілеріне қосылған сорғыштармен толығымен жабылған. Тұтынушылармен келісім бойынша фирмалық қорғасынды және қорғасын негізіндегі қорытпаларды алу үшін өз өндірісінің және жеткізушілердің өрескел қорытпалары тазартуға ұшырайды. Технологиялық процестерді басқару барынша автоматтандырылған және компьютерленген. Төтенше жағдайлардан қорғау жүйелері техникалық қызмет көрсетуші персоналға қате операцияларды орындауға мүмкіндік бермейді. Бүкіл технологиялық процесс көптеген мониторларда анық көрсетілген. Зауыт аумағы еңіс – бұл барлық нөсерлі дренаждарды, кетіп бара жатқан көліктердің доңғалақтарын жуудан алынған суды, ылғалдану мен аумақты арнайы көліктермен жуудан алынған суды коллекторға жинап, оларды тазарту қондырғыларына, тазартылған суды тазартуға жіберуге мүмкіндік береді. Ол гидрометаллургиялық өңдеуге қайтарылады.

Пайдаланылған аккумуляторларды өңдеудің гидрометаллургиялық әдістері.

Қорғасынның қайталама өндірісінің экономикалық тиімділігін арттыру және ластағыш заттардың шығарындыларынан қоршаған ортаны қорғау бойынша өсіп келе жатқан талаптарды қанағаттандыру қажеттігі жеке гидрометаллургиялық процестер мен қондырғыларды әзірлеуге және қолданыстағы пирометаллургиялық өндіріске кезең-кезеңімен енгізуге әкелді.

Гидрометаллургиялық технологияны қолдана отырып, енгізу және ең сәтті жүзеге асырылған әзірлеу тұрғысынан бірінші болып ұсақталған жұмыс істемейтін батареяларды кесу технологиясы болды. Содан кейін кальцилендірілген немесе каустикалық сода ерітінділерімен пастаны күкіртсіздендіру технологиясы өндіріске енгізілді. Пайдаланылған электролиттен темірді қышқылды күшейту арқылы сұйық экстракциялау және тазартылған электролитті жаңа аккумуляторларды толтыруға қайтару технологиясы, сондай-ақ скруббер суару ерітінділерін селеннен тазартудың электрохимиялық технологиясы әзірленді және енгізілді. Сондай-ақ металл қорғасынды алудың және тазартудың аралық сатысынсыз тікелей аккумуляторлық пастадан әртүрлі қорғасын қосылыстарын алу технологиясы әзірленді. Ұзақ уақыт бойы жоғары температуралық процестерді, сублиматтар мен қождың түзілуін қоспағанда, пайдаланылған аккумуляторларды кесуден қорғасыны бар фракцияларды өңдеудің гидрометаллургиялық технологиясын құру жұмыстары жүргізілді. Бүгінгі күні құрамында қорғасын бар фракцияларды өңдеудің екі нұсқасы әзірленді:

металл фракциясын төмен температурада пирометаллургиялық қайта балқытуды қамтитын аралас технология, күкіртсіздендірілген пастаны гидрометаллургиялық өңдеу және электролиз әдісімен ерітіндіден металл қорғасын алуды қамтитын паста күкіртсізднндірудің гидрометаллургиялық технологиясы;

қолданыстағы төмен температуралы пирометаллургиялық әдістерді пайдалана отырып, электролиз және кейіннен қайта балқыту, соңғы тазарту және катодты қорғасынды құю жолымен ерітіндіден металл қорғасын алу арқылы құрамында қорғасыны бар фракцияларды өңдеудің толық гидрометаллургиялық технологиясы.

3.3.7. PLACID және PLINT технологиялары

PLACID технологиясы келесі негізгі операцияларды қамтиды:

қорғасынды пастадан 80 °С-та хлоридпен шаймалау;

ерітіндіні сульфат ионынан әкпен және (немесе) CaCl₂ерітіндісімен тазарту;

қорғасын ұнтағына цементтеу арқылы ерітіндіні қоспалардан тазарту;

катодта қорғасынды және анодта оттегін ион алмастырғыш мембрана арқылы жасушаның катодтық және анодтық кеңістіктерін ажырата отырып электролиттік бөлу;

катодтан қорғасын губкасын жуу және брикеттеу, брикеттерді балқыту және катодты қорғасынды құю;

ерітіндінің бір бөлігін сілтісіздендіру үшін PbS қайтара отырып, әкпен, ал негізгі ерітіндіні сульфаттандырудан тазарту сатысында CaCl₂ерітіндісін қоспалардан тазарту;қоспалар қалдық гидроксид өнімдерімен жойылады.

Қорғасын губка түрінде тұндырылады, ол катодтан бөлініп, түбіне түседі, ол жерден арнайы тасымалдау құрылғысы арқылы электролизерден түсіріледі. Күтілетін электр энергиясын тұтыну 800 кВт/т қорғасынды құрайды. Есептеулер көрсеткендей, электротұндыру процесі ірі зауыттар үшін тиімдірек. PLACID процесінің негізгі кемшіліктері:

катодтағы қорғасын губка түрінде алынады, бұл жуу, губкамен брикеттеу және брикеттерді қайта балқыту кезінде оның ішінара тотығуына, балқыту кезінде кері кетіру санының артуына әкеледі;

ұнтақты шаймалау кезінде PbO₂ қалпына келтіру үшін қорғасын ұнтағының үлкен шығыны: пастадағы қорғасынның жартысына жуығы PbO₂ түрінде екенін ескере отырып, әр жолы ерітіндіге қорғасын ұнтағынан қорғасынның бірдей мөлшері қайтарылады, оны алу үшін электр энергиясы жұмсалған, яғни электр энергиясын тұтыну теориялық бір жарым есе дерлік асады;

ерітіндіні сульфат ионынан тазартқаннан кейін гипс шөгіндісінде қорғасынның мөлшері 1 %-дан 3 %-ға дейін болады, яғни қорғасынның бір бөлігі шөгіндімен бірге жоғалады және мұндай гипсті кәдеге жарату үшін қосымша шығындар қажет болады (сол сияқты) паста шаймасынан ерімейтін қалдыққа қолданылады).

PLACID процесін жақсарту нұсқаларының бірі – PLINT процесі. PLINT процесінің PLACID процесінен айырмашылығы: катодта қорғасынның электрод тұндырылуының орнына тазартылған электролиттен алынған қорғасын әкпен тұндырылады, ерітінді паста сілтісіздендірілуіне бағытталады, тұнба қорғасынды қатты көміртегімен азайту үшін, әдеттегі температурадан 99,99 % қорғасын алу үшін қолданылады.

3.3.8. CX-EW-процесі және оны жетілдіру

Италиялық Engitec тобының компаниялары 30 жылдан астам уақыт бойы аккумуляторларды кесуден қорғасыны бар фракцияларды өңдеудің гидрометаллургиялық технологиясын жасап, жетілдіріп келеді. Бастапқыда CX-EW технологиясы ұсынылды, ол келесі негізгі операцияларды қамтиды:

аккумуляторлық батареяларды бөлшектеу;

төмен температурада (400–450 °С) металл фракциясын қайта балқыту, сүрме қорытпасының құймаларын алу;

оның ерітіндісін буландыру арқылы кристалды натрий сульфатын алу үшін пастаны Na₂CO₃немесе NaOH көмегімен күкіртсіздендіру;

реакциялар арқылы PbO₂тотықсыздануы бар HBF₄және Pb(BF₄)₂ бар айналымдағы электролитте күкіртсіздендірілген пастаны шаймалау;

катодта таза қорғасын және анодта оттегі алу үшін қорғасынға бай электролиттен қорғасынды электродпен тұндыру;

катодты қорғасынды қайта балқыту және құймаларға құю.

Алғашқы үш операциясы дүние жүзіндегі көптеген зауыттарда сәтті жүзеге асырылған бұл процестің негізгі кемшіліктері:

қорғасын сульфатын күкіртсіздендіруге арналған реагенттердің жоғары шығыны;

қорғасын диоксидін тотықсыздандыруға арналған реагенттерді көп тұтыну;

ерімейтін анодтардың жоғары құны;

анодта оттегінің шығуы үшін энергия шығынының жоғарылауы, оның түзілу потенциалының жоғары болуына байланысты;

анодта PbO₂түзілу ингибиторлары-реагенттерді қолдану қажеттігі;

кристалды натрий сульфаты өндірісінде суды булану үшін энергия шығынын арттыру.

Кейінгі зерттеулердің нәтижесінде CX-EW процесі негізінде жаңа CX-EWS (немесе CX-EWS + FLUBOR) технологиясы әзірленді. CX-EWS технологиясы CX-EW технологиясынан келесі жолдармен ерекшеленеді:

паста күкіртсіздендіру операциясы натрий сульфидімен қорғасын сульфидизациясы операциясымен ауыстырылды;

элементтік күкіртті сілтілі ерітіндіде еріту немесе кристалды Na₂SO₄ қатты көміртегімен тотықсыздандыру арқылы Na₂Sалу ұсынылады ;

FLUBOR процесін қолдану ұсынылады, яғни қорғасын сульфидін Fe(BF₄)₃ (анолит) ерітіндісімен сілтілеу үшін реакция арқылы элементтік күкіртті алу, содан кейін катодта таза қорғасынды электродтеу және Fe(BF₄)₃ регенерациясын жүргізу ұсынылады. Анодта оттегі бөлінбестен реакция арқылы. Қорғасын сульфидизациясы сульфидті ферриттің сүзгіштігі мен жууын жақсартуға мүмкіндік береді, ал анодта Fe(BF₄)₂ тотығуы оның потенциалын (демек, ваннадағы кернеуді) 1 В дерлік төмендетуге мүмкіндік береді және оттегінің түзілуін және анодта PbO₂ тұнбасын толығымен жояды, өйткені олардың потенциалына қол жеткізілмейді. Қуатты тұтыну пропорционалды түрде азаяды.

THIOPAQ + FLUBOR процесі паста өнімдерін өңдеудің гидрометаллургиялық технологиясын дамытудың келесі қадамы болды. THIOPAQ процесінде қатты фазадағы (күкіртсізденбеген пастадағы) сульфат иондары анаэробты бактериялармен және құрамында H₂және СО₂бар газдармен реакциялар арқылы биосульфидизация арқылы тотықсызданады, мысалы, қоспаны жоғары температурада өңдеу арқылы алынған су буы бар табиғи газ. Бұл технология пастаны содамен күкіртсіздендіру, натрий сульфаты ерітіндісін тазарту және булану, оны кристалды түрде алу бойынша еңбекті және энергияны көп қажет ететін операцияларды болғызбауға мүмкіндік береді. CX-EWS + FLUBOR технологиясымен салыстырғанда технологиялық операциялар санының азаюына сәйкес технологиялық жабдықтардың саны азайып, пайдалану және энергия шығындары азаяды. Қорғасын сульфидінің анолитпен шаймалануының қалдықтарынан күкіртті тауарлық өнімге алуға болады. Ұяшықтың катодтық және анодтық кеңістіктері, мысалы, никель электролизінде қолданылатын әдеттегі полипропиленді диафрагмамен бөлінген. Қорғасын катодта жинақы шөгінді түрінде тұндырылады. Сынақтар кезінде электр энергиясының тікелей шығыны шамамен 500 кВт с/тонна қорғасынды құрады.

Есеп-қисаптар көрсеткендей, жылына 30 000 тонна қорғасын өндіретін кәдімгі пирометаллургиялық зауытқа салынған күрделі салымдар 11 миллион АҚШ долларын құрайды, ал CX-EWS технологиясы бойынша шамамен 15 миллион АҚШ долларын құрайды, бірақ бұл инвестициялар операциялық шығындар мен қоршаған ортаны қорғау шығындарын айтарлықтай үнемдеу арқылы тез өтеледі.

3.4. Бастапқы және қайталама шикізатты рафинациялау

Қорғасын концентраттарын кез келген әдіспен балқыту арқылы алынған тазартылмаған қорғасынның құрамында әрқашан қоспалар: мыс, сүрме, күшән, қалайы, висмут, бағалы металдар және басқа элементтер болады. Қоспалардың жалпы мөлшері 2–10 % жетеді. Тазартылмаған қорғасынды тазарту (рафинациялау) қажеттігі, біріншіден, қоспалардың қорытпада аз мөлшерде болуына қарамастан, қорғасынның физикалық және химиялық қасиеттерін қатты өзгертіп, оны өнеркәсіптік пайдалануға жарамсыз ететіндігімен түсіндіріледі. Екіншіден, тазартылмаған қорғасынның құрамындағы көптеген қоспалар халық шаруашылығы үшін үлкен құндылық болып табылады және оларды тазарту кезінде бөлек өнімге алу керек. Кейде тазартылмаған қорғасындағы қоспалардың жалпы құны қорғасынның өзінен асып түседі. Әртүрлі зауыттардан алынатын тазартылмаған қорғасынның құрамы 3.5-кестеде келтірілген.

Қорғасын зауыттары әртүрлі салаларда кеңінен қолданылатын С0, С1, С2 және С3 қорғасын сорттарын шығарады. Радиоэлектрондық құрал-жабдықтардың қажеттіліктері үшін және ғылым мен техниканың жаңа салаларында пайдалану үшін жоғары таза қорғасынның қажетті мөлшері (С00, С000, С0000, МемСТ 22861-93 маркалары) арнайы технология арқылы алынады.

Тазартылмаған қорғасынды қоспалардан тазарту екі әдістің бірімен жүзеге асырылады: пирометаллургиялық немесе электролиттік (сулы ерітінділерде).

3.5-кесте. Әртүрлі зауыттардың тазартылмаған қорғасынының құрамы, %

Р/с №	Зауыт (ел)	Pb	Cu	As	Sb	Bi	Ag^*	Au^*
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	"КАЗЦИНК" ЖШС (Қазақстан )	90-91	2,0-5,0	1,0-2,2	1,0-1,51	0,05-0,07	200-1500	-
2	Электроцинк (Ресей)	93-97	0,8-1,3	0,3-0,7	0,8-1,2	0,1-0,2	1000–2000	5.0
3	Порт-Пири (Аустралия)	97-98	0,8-1,2	0,15-0,2	0,3-0,6	0,003	1500	1.2
4	Трейл (Канада)	96-98	-	0,2-0,5	0,6-0,7	0,12	1200	-
5	Бункер Хилл (АҚШ)	94–96	1.8-2.3	0,5-1,0	1,5-2,0	0,02	5000	3.0
6	Сан Гавино (Италия)	95-97	1,5-2,0	0,1-0,3	1,0-1,5	0,07	800	-
7	Пловдив (Болгария)	95-97	1,0-3,0	0,1-0,3	0,2-0,4	0,03-0,04	800-1300	-

* бір тоннаға граммен.

Негізгі қоспалардан соңғы тазарту дәрежесі МемСТ 3778–98 (3.6-кесте) бойынша реттеледі.

3.6-кесте. Тазартылған қорғасынның құрамы (МемСТ 3778–98)

Р/с №	Марка	Pb, кем дегенде %	Қоспалар
Р/с №	Марка	Pb, кем дегенде %	Ag	Cu	Zn	Bi	As	Sb	Sn	Fe	Мg, Ca, Na барлығы
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1	C0	99,992	0,0003	0,000	0,001	0,004	0,0005	0,0005	0,0005	0,001	0,002
2	C1C	99,990	0,001	0,001	0,001	0,005	0,001	0,001	0,001	0,001	0,002
3	C1	99,985	0,001	0,001	0,001	0,006	0,001	0,001	0,001	0,001	0,003
4	С2С	99,970	0,002	0,002	0,002	0,02	0,002	0,001	0,001	0,001	0,003
5	C2	99,950	0,0015	0,001	0,001	0,03	0,002	0,005	0,002	0,002	0,015
6	C3	99.900	0,0015	0,002	0,005	0,06	0,005	0,005	0,002	0,005	0,04
7	С3С	99 500	0,01	0,090	0,070	0,15	0,050	0,20	0,10	0,01	-

Электролиттік тазартуды ұсақ зауыттарда негізінен бағалы металдар мен висмуттан алынған шикі металдағы қоспалардың төмен мөлшерімен жүргізу экономикалық тұрғыдан тиімді. Процестің интенсивтілігі төмен болғандықтан, электролит шламын өңдеудің сызбасы күрделі болғандықтан, қомақты капитал салу қажеттігінен, электролиттің жоғары уыттылығынан, қара қорғасынның құрамында әртүрлі қоспалардың көп болуынан электролиттік тазарту орынсыз болып табылады.

Қазіргі уақытта қорғасын балқыту зауыттарының көпшілігі пирометаллургиялық тазарту әдісін қолданады. Қара металды тазартудың жанарғы (пирометаллургиялық) әдісінде қорғасын және қоспа элементтерінің физикалық-химиялық қасиеттерінің айырмашылығы қолданылады: ерігіштік, балқу немесе қайнау температурасы, тотықтырғыш қабілеті немесе күкіртке жақындығы, сондай-ақ қосылыстардың түзілу мүмкіндігі, қорғасында ерімейді.

Пирометаллургиялық тазарту кезінде қара қорғасыннан келесі металдар жүйелі түрде алынып тасталады:

мыс сегрегациялау және балқыманы элементтік күкіртпен өңдеу арқылы;

күйдіргіш натрийдің қатысуымен металдық натриймен теллур;

тотығу операцияларының нәтижесінде күшән, сүрме және қалайы;

металл мырыш қосылған күміс және алтын;

мырыш қорғасын ваннасында немесе сілтілі балқымада тотығу арқылы, эвакуациялау және басқа әдістермен;

висмут металл кальциймен, магниймен, сүрмемен жойылады, ал қорғасын осы металдармен ластанған;

жоғары сапалы тазарту арқылы кальций, магний және сүрме.

Тазартудың әрбір кезеңінде қоспалар мен қорғасынның бір бөлігі өтетін тазарту (аралық өнімдер) түзіледі. Олар өздігінен өңделеді. Қорғасынды тазартудың құрылымдық сызбасы 3.6-суретте көрсетілген.

3.6-сурет. Қорғасынды тазарту схемасы

Отандық зауыттарда соңғы уақытта қолданылған қара қорғасынды тазартудың пирометаллургиялық технологиясының елеулі кемшілігі мерзімді процестерді қолдану болып табылады. Мерзімді процестерде тазарту жабдығының (қазандықтардың) жұмысы өте қиын. Қысқа мерзім ішінде қазандықтардағы қорғасынның температурасы 330-дан 550 ^°C-қа дейін өзгереді. Жылуды жиі алып тұру, термиялық соққылар және агрессивті компоненттердің қазандықтың ішкі қабырғаларына әсері бұл қондырғының қызмет ету мерзімі екі жылдан сирек асатынына әкеледі.

3.4.1. Тазартылмаған қорғасынды электролиттік рафинациялау технологиясы

Қорғасынды электролиттік тазарту отпен тазартуға қарағанда азырақ қолданылады, дегенмен қорғасын электролизінің өнеркәсіптік қолданылуы 1903 жылдан бері белгілі ("Трейл" зауыты, Канада). Әлемде өндірілетін қорғасынның шамамен 20 % электролиз арқылы тазартылады. Қазіргі уақытта электролиттік әдіспен тазартылған қорғасынның үлесі артып келеді. Әсіресе Жапония, Италия және Канададағы электролиттік тазарту зауыттары кеңінен қолданылады. Қорғасынды электролиттік тазартуды енгізу бір немесе екі кезеңде жоғары таза қорғасын алу мүмкіндігін ынталандырады. Алайда процестің төмен қарқындылығы және электролит шламын өңдеудің күрделі сызбасы қорғасын зауыттарында бұл тазарту әдісін кеңінен қолдануға кедергі келтіреді.

Электролиттік тазарту процесі шикі металдан құйылған анодты ерітуден және катодқа таза металл ретінде қорғасынды қоюдан тұрады. Тазартылмаған қорғасын қоспалары анодта тұнба түрінде қалады немесе катодта тұндырылмай электролитке өтеді.

Электролиз кезіндегі қоспалардың әрекеті көбінесе олардың кернеу қатарындағы орнына байланысты. Анод еріген кезде қорғасынмен бірге қорғасынға қарағанда электртеріс (f° = -0,126 В) элементтер электролитке өтеді: мырыш, темір, никель, қалайы.

Бұл элементтер катодта тотықсызданбайды және электролитте жиналады. Катодта бірлесе тотықсыздану үшін ең үлкен қауіп – бұл қалайы, оның электродтық потенциалы (-0,136 В) қорғасын электродының потенциалына соншалықты жақын, сондықтан процесс жылдамдығын қамтамасыз ету үшін қажет шағын катодты поляризация электродтық потенциалдар айырмашылығын жабады. және қалайы қорғасынмен бірлескен разрядпен қамтамасыз етеді. Сондықтан электролизден бұрын қалайы қорғасыннан отты тазарту арқылы жойылуы керек.

Қорғасынға қарағанда электропозитивті элементтер (сүрме, күшән, висмут, мыс, күміс, алтын) электролитте ерімейді және анодта қалып, шлам түзеді.

Катодтық қорғасынның тазалығын қамтамасыз ету және анодтық поляризацияны азайту үшін анодтық токтың тығыздығын (қорғасынның еру жылдамдығы) және шөгіндінің қалыңдығын азайту қажет. Соңғысы ток астында анодтың ваннада тұру уақытын азайту арқылы қол жеткізіледі.

Электролиттік тазарту процесінің жоғары өнімділігін қамтамасыз ету үшін қорғасын мыс пен қалайыдан алдын ала тазартылады.

Кейбір зауыттар (негізінен жапон зауыттары) бастапқы қорғасынды сүрме мен күшәннан тазарту үшін сілтілі тазартуды қалайы болмаса да электролизден бұрын жүргізеді, бұл таза катодты металды алуға және шламды өңдеу технологиясын жеңілдетуге мүмкіндік береді.

Қорғасынның электролизі винилхлоридті парақтармен ішкі жағынан қапталған темірбетонды ванналарда жүргізіледі. Ваннаның өлшемдері: ұзындығы 2,7–4,0 м; ені 1,0 м; тереңдігі 1,05–1,5 м. Әр ваннаға 24-тен 40-қа дейін анодтар және 25-тен 41-ге дейін катодтар орнатылады. Анодтардың орталықтары арасындағы қашықтық 100-110 мм.

Ванналар тізбектей, анодтар мен катодтар параллельді жалғанған.

Тазартуға ұшыраған қорғасын қазанда балқытылады және анодтар ваннаның бүйірлеріне тірелген иықтары бар пластиналар түрінде карусель типті станокқа құйылады. Анодтардың қалыңдығы (20–40 мм) қорғасынның құрамындағы қоспалардың мөлшеріне байланысты: қоспалар неғұрлым көп болса, анод соғұрлым жұқа болады. Қорғасын анодтарының массасы 150–200 кг.

Қазіргі уақытта катодты парақтар балқытылған қорғасынға таяз тереңдікке сумен салқындатылатын айналмалы барабанды қолдану арқылы құйылады. Барабан көлденең осьтің айналасында 10 айн/мин жылдамдықпен айналады. Барабанның бетінде кристалданған металлдың жұқа қабаты үздіксіз жолақ ретінде жойылады. Катодты матрицалық парақтар әдетте 0,8-1,0 мм қалыңдығымен жасалады.

Ваннадан алынған катодтар сумен жуылады және сүрме мен күшәннан қайта балқыту және қосымша тазарту үшін қазандықтарға жіберіледі.

Катодтар механикалық араластыру арқылы күйдіргіш сода қабатының астында 450 °С температурада балқытылады. NaOH шығыны 0,7–0,8 кг/т қорғасын. Ұнтақты оксидтер қорғасынның бетінен жойылады, ал қорғасын төгілген жерге бағытталады.

Тазартылмаған қорғасынның электролизінде ток тиімділігі 95–97 % құрайды. Электр энергиясын тұтыну орташа есеппен 140–200 кВт/т катодты қорғасынды құрайды.

Электролиз арқылы тазарту 99,995–99,997 % тазалықпен тазартылған қорғасын алуды қамтамасыз етеді.

3.5. Бағалы компоненттерді (сирек металдарды) қосымша алу

Басқа металдар кейде қорғасын өндірісінде қолданылатын концентраттарда болады. Олар әдетте өндіріс процесінде пайда болған қожда, шөгінділерде, түтін тозаңдарында және басқа да қалдық өнімдерде жиналады. Мұндай бұйымдарды осы бағалы металдарды қалпына келтіруге арналған арнайы қондырғылар үшін төлем ретінде пайдалануға болады.

Қорғасын шикізатын балқыту кезінде, сондай-ақ агломерациялық күйдіру кезінде тозаң-газ қоспасы пайда болады, ол газ құбырлары арқылы тозаң жинағышқа беріледі. Дөрекі тозаңды циклондар мен тозаң камераларында ұстайды, ұсақ тозаңды қап сүзгілерінде және электросүзгілерде жинайды. Дөрекі тозаңның құрамы бастапқы шихтаның құрамынан аз ерекшеленеді және құрамында, %: 45–55 Pb; 10–20 Zn; 0,5–1,5 As; 6–8S; 0,1–1,5 Fe. Ірі тозаң балқыту шихтасында айналымға жіберіледі.

Ұсақ тозаңның құрамында сирек кездесетін және микроэлементтердің сублиматтары бар. Жалпы, қорғасын өндірісінде бұл тозаңдарда 70 %-ға дейін Tl шоғырланған; 50–55 % Se; 40–50 % Te; 25 % дейін; сондай-ақ кадмийдің және шикізаттың басқа да бағалы компоненттерінің едәуір бөлігі. Селен негізінен агломерациялық тозаңдарда, сондай-ақ шахталық балқыту және полиметалл штейндерді конверсиялау кезіндегі тозаңдарда шоғырланған. Таллий негізінен агломерациялық тозаңдарда болады. Кадмий, мырыш, индий, германий – шахта балқыту тозаңдарында.

Қорғасын өндірісінің ұсақ тозаңдарының құрамы келесідей, %: 45–50 Pb; 10–20 Zn; 1,6–3,5 Cd; 0,2–1,0 Se; 0,05–0,2 Te; 0,02–0,06 In; 0,1–0,2 Tl; 0,001–0,003 Ge.

Бұл элементтермен қатар қорғасын тозаңында күшән, фтор және хлор шоғырланған. Тозаңдағы күшән мөлшері индийден 500–1000 есе, таллийден 40–50 есе, кадмийден 2–5 есе артық. Күшәннің мұндай құрамы алдымен күшәнді тазартпай тозаңнан түсті және сирек металдарды алуды іс жүзінде мүмкін емес етеді.

Ең кең тараған әдіс – қорғасын өндірісінде тозаңның оларда құнды компоненттердің максималды жинақталуына дейін және оларды кейіннен гидрометаллургиялық өңдеуге дейін бірнеше рет айналыс.

Жоғары техникалық-экономикалық көрсеткіштер стандартты мырыш сульфатын алу үшін күкірт қышқылымен сульфаттандыру процесін қолдана отырып, тозаңдарды өңдеудің технологиялық сызбасына ие.

Бұл технологияға сәйкес тозаң күшті күкірт қышқылы бар тостаған түйіршіктегіште түйіршіктеуден өтеді, содан кейін 350–400 ^°C температурада сұйық қабаттағы пештерде түйіршіктер термиялық өңдеуден өтеді. Сульфаттау кезінде тозаңнан 80–85 % As, 70–75 % Se, 85 % Cl және 80–85 % F тазартылады.

Сульфатталған түйіршіктер сумен шаймалауға барады, нәтижесінде ерітіндіге 95–97 % мырыш, 93–95 % кадмий және 74–93 % сирек металдар алынады. Сульфат өнімін сумен шаймалаудан қалған қалдық шамамен 65 % қорғасынды қамтиды; 0,5 % мырыш; шамамен 0,2 % кадмий. Ол қорғасын концентраттарын агломерациялық күйдіруге қайтарылады.

Мырыш тозаңымен шаймалау ерітінділерінен мыс пен кадмий цементтеледі, индий мен таллий сұйық экстракция арқылы алынады, мырыш ерітіндісі құрғақ мырыш сульфатына дейін буландырылады және тұтынушыға жөнелтіледі.

Концентрацияланған қышқылмен сульфаттау арқылы қорғасын тозаңын өңдеу процесстен зиянды қоспаларды бір мезгілде жоюмен бірге тозаңнан бағалы компоненттерді кешенді алуды қамтамасыз етеді.

Технологияның кемшіліктері: күкірт қышқылының қайтарымсыз көп шығыны, экологиялық мәселенің шешілмеуі, селеннің аз алынуы, сульфат түріндегі қорғасынның алынуы.

ХХ ғасырдың 80-ші жылдары Лениногорск қорғасын зауытында (Шығыс Қазақстан) қорғасын өндірісінің тозаңын өңдеудің электротермиялық әдісі сыналған. Бұл әдіс бойынша тозаңды натрий сульфаты мен кокспен араластырып, 900–1000 ^°С температурада электр пешінде балқытады.

Тозаңның құрамындағы қорғасын қосылыстары металға дейін тотықсызданады, ал кадмий балқыту кезінде сублиматтарға айналады.

Тозаңдарды электробалқытудың негізгі өнімдері металл қорғасын, кадмий түтіндері және натрий штейн-қож балқымасы болып табылады. Металл қорғасын тазарту үшін, кадмий сублиматтары гидрометаллургиялық өңдеу үшін, ал натрий штейн-қож балқымасы күшті су ағынымен ұсақталып шайылады, нәтижесінде мырыш концентраты және құрамында селен, теллур және индий бар ерітінді алынады.

Электртермиялық әдістің бірқатар артықшылықтары бар: қорғасынды металға (96 %), кадмийді сублиматтарға (96 %), одан кейін металға (92,5 %) жоғары экстракциялау, мырыштың концентратқа салыстырмалы түрде жоғары экстракциясы (90 %-ға дейін).

3.6. Қорғасын қорытпаларын балқыту және өндіру

Қорғасынды шойын тигельдерде ағаш көмір қабатының астында балқытады. Ерігеннен кейін қож металл бетінен алынады және температура 375–400 ^°C дейін жеткізіледі. Бұл температурада тазарту және құю жүргізіледі. Металл емес қосындыларды тазарту аммиакпен (NH₄Cl) жүзеге асырылады, ол балқымаға балқыманың салмағы бойынша 0,15 % дейін қоңырау арқылы енгізіледі.

Қорғасын қорытпаларымен жұмыс істеу оңай болғандықтан қарапайым. Қорытпалар мүлдем дерлік газдарды сіңірмейді, сондықтан құймаларда газ қабықшалары мен кеуектілігі болмайды. Қорғасын қорытпаларының ерекшелігі тығыздығы бойынша сегрегацияға жоғары бейімділік болып табылады. Ең алдымен, бұл сүрме мен қалайы бар қорытпаларға қатысты. Тотығудан қорғау үшін ағаш көмірін қолданады, оны балқыманың бетіне қалыңдығы 10-15 мм қабатпен тиейді.

Қорғасын-сүрме және қорғасын-сүрме-қалайы баббиттерді тигельді пештерде шойын немесе болат тигельдерде балқытады. Қалайы, қорғасын, сүрме, қорғасын сүрме, кадмий, күшән, Cu-Sb лигатуралары (50 %); Sb-Te (30 % Te); Sn-Sb-Ni (30 % Sb; 10 % Ni); қалдықтарды қайта балқыту арқылы алынатын дайындық қорытпалары. Ең алдымен шихтаның отқа төзімді бөлігі (сүрме, Sn-Sb-Ni және Cu-Sb қорытпалары) шойын тигельге жүктеледі. Шихтаны есептегенде сүрме шығыны 7 К) %, теллур 15–20 % тең алынады. Бұл ретте шихтаның төмен балқитын бөлігінің 10–20 % (қорғасын, қайталама қорытпалар, сүрме қорғасын) жүктеледі. Толтырма көмір жамылғысының астында ерітіледі. Балқыманың бетінен қож жойылады, ал кесек немесе ұнтақ күшән 600 ^°С температурада енгізіледі. Балқыма мұқият араласады. Содан кейін зарядтың қалған балқитын бөлігін жүктеп алу керек. Кадмий, теллур және қалайы соңғы рет 420–450 ^°С температурада енгізіледі. Қысқа экспозициядан (5-10 мин) және мұқият араластырғаннан кейін балқыма аммоний хлоридімен (0,15 %) тазартылады. Содан кейін ұстағаннан кейін оны 420–15 ^°С-та 10–15 минут бойы құяды. Құюды балқыманы үнемі араластырған кезде жүргізеді, өйткені бұл жағдайда ғана құрамы бойынша біртекті құймаларды алу мүмкін болады. Баббиттердің сапасын бақылауды химиялық құрамды талдау және құймалардың беті мен сынығын тексеру нәтижелері бойынша бағалайды. Сынықта қож пен газ қабықшаларының болуына жол берілмейді.

Натрий-кальций баббитін балқыту әдетте қорғасынды, натрийді және кальцийді шойын тигельдерде 600–650 ^°C көмір қабатының астында балқыту арқылы жүзеге асырылады. Төмен температурада балқытуды жүргізу Pb/Cа химиялық қосылысының кристалдарының түзілуіне және оларды қожбен және кетірумен жоюға байланысты кальций шығынының жоғарылауына әкеледі.

Типографиялық қорытпаларды балқыту технологиясы екі операцияны қамтиды – шихтаны балқыту және балқыманы қоспалардан тазарту. Балқыту әдетте тигельді бұрынғы балқыма қалдықтарынан тазалаудан басталады. Тазартылған тигельге қорғасын немесе баспа бөртпе үлгісінің 3/4 бөлігі салынады. Тигельдің ішіндегісі балқытылады, балқыманың беті күйдірілген ағаш көмірмен (қабаттың қалыңдығы 10–15 мм) жабылады және балқыма температурасы 500–550 ^°C дейін жеткізіледі. Қажетті температураға жеткенде, балқымаға сүрме немесе мыс-сүрме лигатурасы енгізіледі (құрамында мыс бар қорытпалар үшін). Сүрме ерігеннен кейін қорғасын қалдығы енгізіледі.

Балқымадан металл емес қосылыстарды алып тастау 0,1-0,3 % хлорлы аммоний енгізумен немесе қызықтырумен жүзеге асырылады. Қызықтыру операциясы ағаштың бір бөлігін балқытуға батырудан және оны балқытуда 30-60 минут ұстаудан тұрады. Ағашты құрғақ айдау өнімдері балқыма арқылы өтіп, суспензияланған металл емес қосындыларды сіңіреді.

Егер балқыма жағымсыз еритін қоспалармен (темір, никель, алюминий, мырыш және т.б.) ластанса, оларды жою үшін балқыманы қосымша өңдеу қарастырылады. Мырыш пен алюминийді жою үшін 500–550 ^°С балқыманы су буымен 0,5–2 сағат үрлейді. Буды тигель түбіне болат түтіктермен әкеледі. Алюминий мен мырыштың үрлеу кезінде пайда болған оксидтері балқыманың бетіне қалқып шығады да, ол жерден оларды кетіру арқылы алып тастайды.

Темір, никель және мыс балқымаға күкіртті енгізу арқылы жойылады. 500– 600 ^°С температурада түзілген бұл металдардың сульфидтері балқыманың бетінен жойылады.

Шихтаның құрамында сүрме немесе мыс-сүрме лигатуралары болмаса, онда балқыту процесінде балқыма температурасы 400–450 ^°С аспауы керек.

4. Эмиссиялар мен ресурстарды тұтынуды болғызбау және/немесе азайтуға 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.

Осы тарауда қарастырылатын қоршаған ортаға теріс әсерді азайтуға бағытталған әдістерді анықтаудың негізгі қадамдары:

негізгі экологиялық мәселелерді анықтау;

осы негізгі міндеттерді шешу үшін ең қолайлы әдістерді зерттеу;

қолжетімді ең үздік әдістерді таңдау.

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

Әдістер осы құжаттың қолданылу аясына кіретін салаларда қоршаған ортаны қорғаудың жоғары деңгейіне қол жеткізу үшін жеке-жеке немесе комбинацияда ұсынылуы мүмкін.

4.1. Өндірістік процестердің интеграциясын арттыру

Сипаты

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

Технологиялық сипаты

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

мырыш пен мыс өндірісінің өнеркәсіптік өнімдерінен қорғасын алу;

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

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

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

Қол жеткізілген экологиялық пайда

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

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Топтамада қолданылатын күкірт қышқылы зауытының тиімділігі 99 % деңгейінде. 2004 жылы осы зауыттың іске қосылуымен ӨМК кәсіпорнында күкірт диоксиді шығарындылары екі есе қысқарды (жылына 69-дан 34 мың тоннаға дейін).

Кросс-медиа әсерлер

Мыс өндірісіне жіберілетін ортаңғы өндірістерде күшән мөлшерінің жоғарылауымен қорғасын-мыс айналымының өңделуіне байланысты қорғасын мен мыс зауыттары арасындағы бұл заттың айналымдық жүктемесі жоғарылайды, бұл сапасыз тауарлық өнім алу қаупіне әкеледі. Бұл күшәннің химиялық қасиеттері бойынша мысға жақындығымен байланысты. Құрамындағы күшәнді азайту үшін қорғасын өндірісінің мыс сынықтарын қосымша өңдеу қажет. Мысалы, күшәннің тиотұздарын алумен мыс шламдарын электротермиялық балқыту. Болашақта күшән өндірістен улы емес күшән сульфиді түрінде шығарылуы мүмкін [80].

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Жаңа қондырғылар үшін жалпы қолданылады. Қолданыстағы өндірушілерге қолдану мүмкіндігі жоғары қаржылық шығындармен шектелуі мүмкін.

Экономика

Мыс балқыту және күкірт қышқылының құрылысы, сондай-ақ жұмыс істеп тұрған қорғасын және олардың "байламдарын" реконструкциялау "Казцинк" ЖШС ӨМК "Жаңа металлургия" жобасы шеңберінде жүзеге асырылды, оны іске асыруға компания 800 млн доллардан астам қаржы салды.

Салааралық кооперацияның тағы бір мысалы ретінде "Среднеуральский мыс қорыту зауыты" ЖАҚ базасында аммоний сульфатын өндіру жобасын жүзеге асыруды айтуға болады. Жоба шикізатты оңтайлы қамтамасыз етуге негізделген, себебі технологиялық газдарды өңдеу кезінде күкірт қышқылы цехында алынған кәсіпорынның меншікті күкірт қышқылының 380 мың тоннасын пайдалану жоспарлануда [83].

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары. Экономикалық пайда.

4.2. Экологиялық менеджмент жүйесі

Сипаты

Нысан қызметінің қоршаған ортаны қорғау мақсаттарына сәйкестігін көрсететін жүйе.

Техникалық сипаты

Экологиялық проблемаларды жүйелі негізде және көрнекі деңгейде шешу мүмкіндігі экологиялық менеджмент жүйесі (ЭМЖ) ретінде сипатталатын әдістің негізі болып табылады. ЭМЖ өндірісті жалпы басқару мен пайдаланудың ажырамас бөлігі болып табылатын жерлерде неғұрлым тиімді және пәрменді. ЭМЖ пайдаланудың қалыпты және штаттан тыс жағдайлары үшін жұмыс рәсімдерін қолдану арқылы, сондай-ақ жауапкершіліктің тиісті желілерін айқындау арқылы табиғат пайдаланушының кәсіпорынның экологиялық сипаттамаларына назар аударуы үшін қажет.

ЭМЖ – бұл үздіксіз процесс, ол циклдік жүйелілікке негізделеді (жоспарлау – жасау – тексеру – орындау) (Plan, Do, Check and Act) (PDCA), ол серпінді модельді білдіреді, онда бір циклдің аяқталуы келесі циклдің басына қарай ағады және қоршаған ортаны қорғауға қатысты ғана емес, басқарудың басқа да контекстерінде пайдаланылады кәсіпорын болып табылады.

PCDA моделін келесідей сипаттауға болады:

жоспарла (Plan): ұйымның экологиялық саясатына сәйкес нәтижелерді алу үшін қажетті экологиялық мақсаттар мен процестерді әзірлеу;

орында (Do): жоспарланғандай процестерді жүзеге асыру;

тексер (Check): экологиялық саясатты, оның ішінде оның міндеттемелерін, қоршаған ортаны қорғау мақсаттары мен тиімділік өлшемшарттарын және нәтижелер туралы есеп беруді іске асыруға қатысты процестерді бақылау және өлшеу;

әрекет ет (Act): үздіксіз жетілдіру әрекеттерін орындау.

Экологиялық менеджмент жүйесі келесі формада болуы мүмкін:

стандартталған жүйе, мысалы, ISO 14001:2015 халықаралық стандартталған жүйе [66];

стандартталмаған ("теңшелетін") жүйе, оны дұрыс әзірлеу және енгізу оның тиімділігін арттырады.

ЭМЖ келесі құрамдастарды қамтуы мүмкін:

1. Жоғары басшылықты қоса алғанда, басшылықтың мүдделілігі.

2. Талдау, оның ішінде ұйымның контекстін анықтау, мүдделі тұлғалардың қажеттіліктері мен күтулерін анықтау, қоршаған ортаға (немесе адам денсаулығына) ықтимал тәуекелдермен байланысты кәсіпорынның сипаттамаларын, сондай-ақ қоршаған ортаға қатысты қолданылатын заңнамалық талаптарды анықтау.

3. Менеджмент арқылы кәсіпорынды үздіксіз жетілдіруді қамтитын экологиялық саясат.

4. Қаржылық жоспарлаумен және инвестициялаумен бірге қажетті рәсімдерді, мақсаттар мен міндеттерді жоспарлау және белгілеу, оның ішінде қолданыстағы заң талаптарының сақталуын қамтамасыз ету.

5. Экологиялық мақсаттарға қол жеткізу және ерекше назар аударуды қажет ететін экологиялық қауіптердің алдын алу үшін процедуралар мен әрекеттерді (қажет болған жағдайда түзету және алдын алу шараларын қоса алғанда) жүзеге асыру:

құрылымы мен жауапкершілігі;

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

ішкі және сыртқы коммуникациялар;

қызметкерлерді тарту;

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

тиімді операциялық жоспарлау және процесті бақылау;

техникалық қызмет көрсету бағдарламасы;

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

экологиялық заңнаманың сақталуын қамтамасыз ету;

6. Тиімділігін тексеру және ерекше назар аударуды қажет ететін түзету шараларын қабылдау:

мониторинг және өлшеу;

құжаттарды жүргізу;

қоршаған ортаны қорғау тиімділігін бағалау және ҚБЖ жоспарланған іс-шараларға сәйкестігін және оның дұрыс орындалғанын және сақталуын анықтау үшін тәуелсіз (мүмкіндігінше) ішкі және сыртқы аудиттер;

сәйкессіздіктердің себептерін бағалау, сәйкессіздіктерге жауап ретінде түзету шараларын қабылдау, түзету әрекеттерінің тиімділігін талдау және мұндай сәйкессіздіктердің бар немесе болуы мүмкін екендігін анықтау.

7. ЭМЖ-ны және оның тұрақты жарамдылығын, барабарлығын және тиімділігін жоғары басшылықтың қарауы.

8. Тұрақты экологиялық есепті дайындау.

9. Сертификаттау органының немесе сыртқы ЭМЖ тексерушісінің валидациясы.

10. Таза технологиялардың дамуын қадағалау.

11. Жаңа қондырғыны жобалау кезеңінде қондырғыны пайдаланудан шығару кезінде және оны пайдаланудың барлық кезеңінде қоршаған ортаға әсерін есепке алу.

12. Салалық салыстырмалы талдауды тұрақты негізде қолдану.

13. Қалдықтарды басқару жүйесі.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Экологиялық көрсеткіштерді жақсарту және осы көрсеткіштердің жоғары деңгейін сақтау.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Қоршаған ортаға теріс әсер етудің алдын алу көбінесе технологиялық процестің дұрыс жүргізілуіне, технологиялық және басқа да өндірістік операциялардың орындалуына, сондай-ақ орындалған жұмысқа сәйкес келетін экологиялық қауіпсіздік саласындағы персоналдың тиісті білім деңгейіне байланысты және жауапкершілік деңгейі.

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

технология пәндері;

заманауи технологияларды пайдалану;

техникалық қайта жарақтандыруды енгізу.

Мысалы, болат балқыту өндірісінің прогрессивті үздіксіз құю технологиясына көшуі атмосфералық ауаға зиянды шығарындыларды жылына 5,3 мың тоннаға азайтуға көмектеседі [84].

Кросс-медиа әсерлер

Жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Жалпы қолданылады. ЭМЖ көлемі (мысалы, егжей-тегжейлі деңгейі) және сипаты (мысалы, стандартталған немесе стандартталмаған) орнатудың сипатына, масштабына және күрделілігіне, сондай-ақ оның қоршаған ортаға әсер ету ауқымына байланысты болады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

ЭМЖ ендірудің қозғаушы күштері:

қоршаған ортаны қорғау көрсеткіштерін жақсарту;

шешім қабылдау негіздерін жетілдіру;

реттеуші органдардың, сақтандыру компанияларының немесе басқа да мүдделі тұлғалардың (қоғамның) экологиялық талаптарын қанағаттандыру үшін пайдалануға болатын кәсіпорынның экологиялық аспектілерін тереңірек түсіну;

қызметкерлерді ынталандыру және тарту деңгейін арттыру;

пайдалану шығындарын азайту және өнім сапасын жақсарту үшін қосымша мүмкіндіктер;

жауапкершілікті, сақтандыруды және сақтамау шығындарын азайту.

4.3. ISO 50001 халықаралық стандартының талаптарына сәйкес энергия тиімділігін басқару жүйесі

Сипаты

ЕҚТ энергия менеджменті жүйесін (бұдан әрі – ЭнМЖ) енгізу және оның жұмыс істеуін қамтамасыз ету болып табылады. ЭнМЖ енгізу және пайдалану қолданыстағы менеджмент жүйесінің (мысалы, экологиялық менеджмент жүйесі, бұдан әрі – ЭМЖ) немесе энергияны басқарудың жеке жүйесін құрудың бөлігі ретінде қамтамасыз етілуі мүмкін.

Техникалық сипаты

ЭнМЖ элементтері нақты контекстке қолданылатын дәрежеде келесі элементтерді қамтиды: жоғары басшылықтың зауыт деңгейіндегі энергия тиімділігін басқару жүйесіне қатысты міндеттемесі; кәсіпорынның жоғарғы басшылығы бекіткен энергия тиімділігін арттыру саясаты; жоспарлау, сондай-ақ мақсаттар мен міндеттерді анықтау; ISO 50001 халықаралық стандартының талаптарына сәйкес энергия менеджменті жүйесінің жұмыс істеуін анықтайтын рәсімдерді әзірлеу және сақтау [67].

Жүйенің нұсқаулары мен рәсімдері келесілерге ерекше назар аударуы керек:

жүйенің ұйымдық құрылымы;

персоналдың жауапкершілігі, оны оқыту, энергия тиімділігі саласындағы құзыреттілігін арттыру;

ішкі ақпарат алмасуды қамтамасыз ету (мәжілістер, конференциялар, электронды пошта, ақпараттық стендтер, өндірістік газет және т.б.);

персоналды энергия тиімділігін арттыруға бағытталған іс-шараларға тарту;

құжаттаманы жүргізу және өндірістік процестерді тиімді бақылауды қамтамасыз ету;

энергия тиімділігі саласындағы заңнамалық талаптарға және тиісті келісімдерге (егер олар бар болса) сәйкестікті қамтамасыз ету;

энергия тиімділігінің ішкі көрсеткіштерін айқындау және оларды мерзімді бағалау, сондай-ақ оларды салалық және басқа да расталған деректермен жүйелі және тұрақты салыстыру.

Бұрын орындалған нәтижелілікті бағалау және түзету іс-шараларын енгізу кезінде мынадай мәселелерге ерекше назар аударылуы тиіс:

мониторинг пен өлшеу;

түзетуші және профилактикалық іс-қимыл;

құжаттаманы жүргізу;

жүйенің белгіленген талаптарға сәйкестігін, оны енгізудің нәтижелілігін бағалау және оны тиісті деңгейде ұстау мақсатында ішкі (немесе сыртқы) аудит;

жоғары басшылық тарапынан ЭнМЖ-ның мақсаттарға сәйкестігін, барабарлығы мен нәтижелілігін тұрақты талдау;

жаңа қондырғылар мен жүйелерді жобалау кезінде оларды кейіннен пайдаланудан шығарумен байланысты қоршаған ортаға ықтимал әсерді ескере отырып;

үйдегі энергия тиімділігін арттыру технологияларын әзірлеу және кәсіпорыннан тыс энергия тиімділігін арттыру тәжірибесіндегі жетістіктерді қадағалау.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

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

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Қазақстандағы да, шетелдегі де кәсіпорындарда ЭнМЖ енгізу тәжірибесін бағалау ЭнМЖ-ті ұйымдастыру және енгізу жыл сайын энергия мен ресурстарды тұтынуды 1-3 %-ға (бастапқы кезеңде 10-20 %-ға дейін) азайтуға болатындығын көрсетеді, бұл сәйкесінше ластағыш заттар мен парниктік газдар шығарындыларының азаюына әкеледі [23, 24, 25]. Кәсіпорындарда энергия менеджментін қолдану парниктік газдар (ПГ) шығарындыларын шектеуде үлкен рөл атқарады, бұл қызмет синергиямен сипатталады. Қазақстанда әзірге бұл салада энергетикалық тиімділік мәселелеріне басымдық беріледі.

Кросс-медиа әсерлер

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

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

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

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Энергия тиімділігін арттыру шараларын іске асырудың қозғаушы күштері:

экологиялық көрсеткіштерді жақсарту;

энергия тиімділігін арттыру;

қызметкерлерді ынталандыру және тарту деңгейін арттыру;

операциялық шығындарды азайту және өнім сапасын жақсарту үшін қосымша мүмкіндіктер.

Персоналдың уәждемесінің және жұмысқа тартылуының деңгейін арттыру ЭнМЖ енгізу мен пайдаланудың маңызды қозғаушы күші болып табылады. Мысалы, 2015 жылы Магнитогорск темір металлургиялық комбинатында қызметкерлер 600-ден астам идеяны ұсынды, оларды жүзеге асыруға жұмсалған шығындар 3,8 миллиард рубльден асты, ал жылдық экономикалық тиімділік 2,4 миллиард рубльден астам болды. Осы кезеңде ынталандыру жүйелері бойынша төлемдер 800 миллионнан астам рубльді құрады. 128 идея жүзеге асырылды, нәтиже 311 миллион рубльден астам болды. 478 жоба әзірленуде, одан кейін 126 жоба жүзеге асырылды [23].

4.4. Технологиялық процестерді мониторингтеу және бақылау

Сипаты

Процестерді бақылау және технологиялық процестің үздіксіз және сенімді жүруін қамтамасыз ету әдістерінің жиынтығы.

Техникалық сипаты

Процесті жобалау және процесті басқару бірқатар процестерге қолданылады. Төменде негізгі әдістердің сипаттамасы берілген.

Қолданылатын технологиялық процестерге және ластануды бақылау әдістеріне сәйкес шикізатты тексеру және таңдау. Стандартты рәсімдер мыналарды қамтиды (процестердің көпшілігі жазуды қамтиды): жөнелту құжаттарын тексеру; жеткізілетін материалдардың шартта және ілеспе жүк құжаттарында келтірілген сипаттамаға сәйкестігін көзбен шолып тексеру; массаның анықтамасы.

Қоршаған ортаға немесе зауыт жабдықтарына әсер ететін немесе денсаулық пен қауіпсіздікке зиян келтіруі мүмкін кез келген бөгде заттардың болуын анықтау үшін жеткізілетін материалдарды тексеру:

көзбен шолу;

материалдың түріне байланысты таңдамалы тексеру талдауы;

радиоактивтілік сынағы;

шикізатты қабылдау (немесе қабылдамау);

сақтау аймағына бағыт;

қажет болған жағдайда көлік құралдарын түсіру, тексеру және тазалау;

қажет болған жағдайда және мүмкін болса, бөгде заттарды бөлу, қажет болған жағдайда жеткізушіге қайтару немесе тиісті кәдеге жарату; тиісті өңдеу – қажет болған жағдайда "бейімдеу" процесін жүзеге асыру;

техникалық немесе коммерциялық мақсатта химиялық құрамды анықтау үшін репрезентативті үлгілерді алу (аналитикалық талдау немесе бөлшектердің мөлшерінің таралуын анықтау арқылы).

Процестің оңтайлы өнімділігіне қол жеткізу, конверсия тиімділігін арттыру, қоршаған ортаның барлық орталарына шығарындыларды азайту, энергия тұтынуды азайту, өнім сапасын жақсарту және өнімнің қабылданбауын азайту үшін әртүрлі шикізатты дұрыс араластыру керек. Шикізат қоспаларын дұрыс анықтау үшін шағын тигельді пештер қолданылады. Пешке жіберілетін материалдың ылғалдылығының ауытқуы жобалық аспирациялық қуатқа қатысты технологиялық газ көлемінің айтарлықтай ұлғаюына, нәтижесінде диффузды шығарындыларға әкелуі мүмкін.

Бастапқы материалды өлшеу және есепке алу жүйелері кеңінен қолданылды. Осы мақсатта таразы бункерлері, белдік таразылары және таразылық мөлшерлегіштер кеңінен қолданылады.

Процессорлар материалдың берілу жылдамдығын, сыни процестер мен жану жағдайларын және газдардың қосылуын бақылау үшін қолданылады. Процесті басқару үшін келесі параметрлер бағаланады және маңызды параметрлер үшін дабылдар қолданылады:

пештегі температураны, қысымды (немесе қысымның төмендеуін), сондай-ақ газдың көлемін немесе шығынын үздіксіз бақылау;

жабдықтың бұғатталуын және ықтимал бұзылуын анықтау үшін дірілдің үздіксіз мониторингі;

"онлайн" режимде электролиттік процестердің тогы мен кернеуін бақылау;

процестің маңызды параметрлерін бақылау үшін шығарындыларды онлайн бақылау;

гидрометаллургиялық процестің параметрлерін (мысалы, рН, тотығу-тотықсыздану потенциалы, температура) үздіксіз мониторингтеу;

гидрометаллургиялық процестерде аралық және соңғы ерітінділердің сынамасын алу және талдау.

Балқыту пештеріндегі температураны мониторингтеу және бақылау қызып кету нәтижесінде металдар мен металл оксидтерінің пайда болуын болғызбау үшін өте маңызды.

Температураны мониторингтеу және бақылау ұяшықтағы қысқа тұйықталуды көрсететін ыстық нүктелерді анықтау үшін қолданылады.

Пештегі оттегі коэффициентін берілетін материалдың құрамындағы өзгерістерді және пештің температурасын болжауға мүмкіндік беретін математикалық модельдің көмегімен автоматты түрде бақылауға болады; бұл модель процестің 50-ден астам айнымалысына негізделуі мүмкін.

Технологиялық газдар қысымды немесе жартылай герметикалық пеш жүйелерімен ұсталады. Интерактивті ауыспалы жылдамдықты желдеткіштер оңтайлы газ жинау жылдамдығын қамтамасыз ету және энергия шығындарын азайту үшін қолданылады.

Операторлар, инженерлер және басқа тұлғалар басқару жөніндегі нұсқаулықтарды, сипатталған заманауи басқару әдістерін және штаттан тыс жағдайларда қабылдануы қажет авариялық дабылдар мен іс-қимылдардың маңыздылығын пайдалану саласында тұрақты оқытудан және білімді бағалаудан өтуі тиіс. Қоршаған ортаны қорғау және сапаны қамтамасыз ету жүйелері де 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.

Флюстер мен басқа да шикізатты пайдалануды оңтайландыру, металлургиялық процестің шарттарын анықтау және келісілген материалдардың металдық құрамын анықтау үшін аралықпен алынған сынамалар негізінде қож, металл және штейн талданады.

Кейбір процестер үшін қалдықтарды жағудың арнайы ережелерін ескеру қажет болуы мүмкін.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Атмосфераға металдардың, тозаңның және басқа да қосылыстардың шығарылуын болғызбау.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Пайдалану деректері ұсынылмаған.

Кросс-медиа әсерлер

Энергия сыйымдылығын азайту, энергия тиімділігін және қызмет көрсету мәдениетін арттыру.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Жоғарыда сипатталған құрамдастарды әдетте осы құжат аясындағы көптеген нысандарға қолдануға болады.

Экономика

Арнайы процестер туралы ақпарат берілмейді, бірақ процестер үнемді екені белгілі.

Ендірудің қозғаушы күші

Энергия тиімділігін арттыру жөніндегі іс-шараларды іске асырудың қозғаушы күштері:

қоршаған ортаны қорғау көрсеткіштерін жақсарту;

энергия тиімділігін арттыру;

операциялық шығындарды азайту және ресурстардың қолжетімділігін қамтамасыз ету үшін қосымша мүмкіндіктер.

4.5. Шикізат пен отынның сапасын бақылау

Кендер мен концентраттар

Кендер мен концентраттарды (егер олар тозаң түзетін болса) және басқа да тозаңды материалдарды сақтау үшін көп жағдайда жабық қоймалар, жабық штабельдер мен бункерлер қолданылады. Кендер мен концентраттар әдетте үлкен қондырғыларда пайдаланылады, сондықтан силостар негізгі сақтау орны ретінде жиі пайдаланылмайды, бірақ оларды аралық сақтау немесе кен/флюс қоспалары үшін пайдалануға болады. Түйіршіктелген материалдың үлкен фракцияларын сақтау үшін материалдың жоғалуын, топырақ пен шикізаттың ластануын болғызбау үшін қатты, су өткізбейтін жабыны бар учаскелерге (бетон учаскелері) орналастырылған ашық штабельдер қолданылады. Кейбір үлкен өлшемді материалдар жабынның ықтимал зақымдалуына байланысты қатты беткейлерге орналастырылмайды. Сапасы әртүрлі кендерді бөлу үшін олардың қадаларының арасында жиі өткелдер қалдырылады.

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

Жел болған жағдайда тозаңның түзілуін болғызбау үшін бетті байланыстыратын заттарды (мысалы, меласса, әк немесе поливинилацетат) пайдалануға болады. Беткі қабаттардың бөлшектерін байланыстыру олардың тотығуын және кейіннен материалдың жерге немесе жер үсті ағынына ағып кетуін болдырмайды.

Сондай-ақ аударылатын вагондарға қарама-қарсы орналасқан мөлдір пластикалық экрандар пайдаланылады. Бұл жағдайда түсіру кезінде туындайтын әуе толқыны өкімдік секцияға өтеді және контейнер түсіру энергиясын сіңіреді; ауаның қысымы амортизацияланады, бұл сору жүйесіне артқан жүктемемен күресуге мүмкіндік береді.

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

Оңтайлы қоспаларды алу және технологиялық бақылауды жақсарту мақсатында кендер мен флюстерді өлшеу үшін "салмағын өзгерту бойынша" мөлшерлеу жүйелері және конвейерлік таразылар, дозаторлар қолданылады.

Кендер мен концентраттарды өңдеу орнына автомобиль, теміржол және су көлігімен жеткізуге болады. Бөлшектер көліктердің дөңгелектеріне және басқа бөліктеріне жабысып, өнеркәсіп алаңындағы және одан тыс жерлердегі жолдарды ластауы мүмкін. Ластанудың бұл түрін жою үшін дөңгелектерді және түбін жуу жиі қолданылады (немесе, мысалы, төмен температурада, басқа тазалау әдістері). Бұл мәселе қажетті мөлшерден үлкенірек алдыңғы тиегіштерді пайдалану арқылы қиындауы мүмкін.

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

Тозаң тудыратын материалды ағынды конвейермен, грейферлі кранмен немесе алдыңғы тиегішпен түсіруге болады, сонымен қатар толық жабық конвейерлер де қолданылады. Пневматикалық жүйелер тығызырақ материалдарды тасымалдау үшін қолданылады. Аспирациялық сүзгі жүйелері тозаңды материалдарды стационарлық түсіру орындарында немесе конвейерлердегі тасымалдау орындарында ұстау үшін пайдаланылуы мүмкін. Ашық конвейерлерді пайдаланған кезде таспа тым жылдам қозғалса (мысалы, 3,5 м/с жоғары жылдамдықта) тозаң пайда болуы мүмкін. Алдыңғы тиегішті пайдаланған кезде бүкіл тасымалдау қашықтығында тозаң басуға болады.

Отын ресурстары

Металлургиялық процестерде қолданылатын отын жылу көзі ретінде және тотықсыздандырғыш ретінде немесе әрбір нақты зауыттың мақсатына байланысты екеуінде де қолданылуы мүмкін. Жанармай учаскеге құбыр жүйелері арқылы немесе көлік құралдарымен (автомобиль, теміржол) жеткізілуі мүмкін.

Сұйық отын

Жеткізу үшін көбінесе автомобиль және теміржол цистерналары қолданылады. Отын орнында сақтау жүйелерінде әдетте жабық аумақтарда немесе ең үлкен резервуардың мазмұнын (немесе қайсысы үлкен болса, барлық резервуарлардың жалпы көлемінің 10 %) ұстауға жеткілікті сыйымдылығы бар байлам ішінде орналастырылған желдетілетін немесе қалқымалы төбесі бар цистерналарды пайдаланады. Қалқымалы шатыр пайдаланылмаса, резервуарлардан буларды қайтадан тиеу цистернасына төгу жиі қолданылады. Сұйық отын мен сұйытылған газдарды жеткізу кезінде жалғаушы құбырларды автоматты түрде қайта жабу қолданылады. Қоректендіру қосылыстары қоршалған аймақтың ішінде орналасқан.

Ағып кетуді анықтау және қауіпсіз жүк көлемін анықтау үшін резервуардың мазмұнын үнемі тексеріп отыру әдеттегі тәжірибе. Дабыл жүйелері қолданылады. Кейбір жағдайларда инертті атмосфера қолданылады.

Аралық резервуарларды қоса алғанда, құбыр жүйелері сұйық отынды жеткізу үшін де пайдаланылуы мүмкін. Технологиялық отынды сақтау резервуарларынан тарату әдетте әуе құбырлары, қызмет көрсету траншеялары немесе, әдетте, жерасты құбырлары арқылы жүзеге асырылады. Кедергілер ауа құбырларының зақымдалуын болғызбау үшін қолданылады. Жер асты құбырларын пайдалану топырақ пен жер асты суларын ластайтын отынның ағуын анықтауды қиындатады.

Жер асты суларының ластану қаупі бар жерде сақтау орны оқшауланған және сақталған материалға төзімді болуы керек.

Газ тәрізді отын

Газ тәрізді отынды жеткізу үшін құбыр жүйелері қолданылады. Газды жеткізу жиі қысымды төмендететін жабдықты немесе кейде компрессорлық жабдықты пайдалануды қамтиды. Кез келген жағдайда ағып кетуді анықтау үшін қысым мен көлемді өлшеу жиі қолданылады, ал газ датчиктер жұмыс орындарында және сақтау резервуарларының маңында атмосфераның күйін бақылау үшін қолданылады.

Жалпы әдістерге газды әуе құбырлары немесе қызмет көрсету траншеяларына орналастырылған құбырлар арқылы бөлу жатады; сонымен бірге бұл құбырларды зақымданудан қорғау үшін тиісті әдістер қолданылады.

Қатты отын

Қатты отынды жеткізу үшін автомобиль, теміржол немесе су көлігі пайдаланылады. Түріне (мысалы, кокс, көмір) және тозаңдану қаупіне қарай отын бункерлерде, жабық штабельдерде, ашық штабельдерде немесе ғимараттарда сақталады. Ашық штабельдер жиі пайдаланылмайды, бірақ олар қолданылатын жерлерде желге қарай еңіспен жобаланады; жел әсерін азайту және материалды үнемдеу үшін шекаралық қабырғалар орнатылуы мүмкін. Материалды конвейер, грейфер немесе алдыңғы тиегішпен өңдеуге болады.

Конвейерлік жүйелер қалдықтар мен тозаңның пайда болуын азайту үшін ең аз айналымдар санымен және осы бұрылыстардағы ең аз құлау биіктігімен жобаланған. Тозаңның пайда болу қаупіне байланысты жабық, жабық немесе ашық конвейерлер қолданылады; қажет болған жағдайда сүзгілеу және тозаң тазалау жүйелері қолданылады. Ашық конвейерлерді пайдаланған кезде конвейер тым жылдам қозғалса (яғни 3,5 м/с артық) тозаң басылуы мүмкін. Шығындарды болғызбау үшін конвейердің кері бөлігін тазалау үшін таспалы қырғыштар қолданылады.

Тозаңның шығуын болғызбау үшін отынның ылғалдылығын бақылауға болады. Құрғақ және жұқа материал пайдаланылған кезде тозаң шығарылуы мүмкін. Мұнда ылғалдылық параметрлерін және ұсақ фракциялардың қолайлы шоғырлануын көрсететін оның спецификациясындағы отынды жеткізуге арналған келісімшартта болуы әсерді азайтуға ықпал етуі мүмкін.

Су немесе байланыстырғыш заттар (мысалы, поливинилацетат немесе меласса) желдің әсерінен тозаң пайда болуын және отынның бетінің тотығуын болғызбау үшін кейде ашық қабаттардың үстіне шашырайды. Қатты бөлшектер дренаж жүйелеріне жуылуы мүмкін болғандықтан, ашық қатарлардан ағындардың ластануын болғызбау үшін осы ағындарды тұндыру жиі қолданылады.

Қатты отынды учаскенің айналасында жүк көліктері, конвейер, пневматикалық жүйелер арқылы тасымалдауға болады. Силостар немесе бункерлер көбінесе уақытша немесе резервтік қоймалар ретінде пайдаланылады.

Бұл жүйелерге әдетте тозаң жинау және сүзу жабдықтары кіреді.

Пайдаланылатын реагенттер

Қышқылдар, сілтілер және басқа химиялық заттар көбінесе металды шаймалау, құрама тұндыру немесе тазарту жабдығы үшін негізгі процестерде қолданылады, сонымен қатар негізгі процесте өндірілуі мүмкін.

Жеткізуші, әдетте, мұндай материалдарды сақтау шарттарына қойылатын талаптарды белгілейді. Бұл реагенттердің көпшілігі бір-бірімен әрекеттесе алады, бұл оларды сақтау және өңдеу әдістерін анықтау кезінде ескеріледі: әдетте реактивті материалдарды бөлек сақтау қолданылады. Сұйықтықтарды әдетте бөшкелерде немесе резервуарларда ашық немесе жабық қоршалған жерлерде сақтайды; сонымен қатар мұндай аймақтар үшін қышқылдар мен химиялық заттарға төзімді жабындар қолданылады. Қатты материалдар әдетте барабандарда немесе МКР қапшықтарында (биг-бэг) оқшауланған дренаж жүйесі бар бөлмелерде сақталады; силостар кейбір материалдарды, мысалы, әкті сақтау үшін пайдаланылады. Пневматикалық тасымалдау жүйелері қолданылады.

Қорғасын, сондай-ақ басқа да түсті металдар өндірісінде газдар әртүрлі мақсаттарда қолданылады. Атап айтқанда, технологиялық газдарды үлкен көлемде пайдалануға болады. Газдардың белгілі бір түрлерін тұтыну оларды тасымалдау және тарату әдістеріне әсер етеді.

Оттегі жануды жақсарту, тотығуды қамтамасыз ету және түрлендіру процесін жақсарту үшін қолданылады; металл оксидтерін азайту үшін табиғи газ, бутан немесе пропан қолданылады. Көмірқышқыл газы, азот және аргон инертті атмосфераны қамтамасыз ету және балқытылған металды газсыздандыру үшін қолданылады. Көміртек тотығы мен сутегі негізгі технологияларда қолданылады. Сутегі мен күкірт диоксиді оксидтер мен тұздарды тотықсыздандыру үшін қолданылады. Шаймалау процесінде хлор мен оттегі қолданылады.

Оператор газды өз алаңында өз қажеттіліктері үшін өндіре алады, дегенмен басқа учаскелерге жеткізуге арналған келісімшарттар бойынша газдарды шығару жағдайлары белгілі. Кейбір қондырғылар жануды жақсарту үшін оттегін және жанғыш материалдардан шыққан ұшқындарды басу үшін азотты пайдаланады. Осы газдардың екеуін де өндіру үшін бірдей криогендік немесе қысымның ауытқу процестері қолданылады; өндірілген төмен сапалы азот инертті атмосфераны қажет ететін бірқатар операцияларда қолданылуы мүмкін. Сол сияқты, өздігінен жануды болғызбау үшін оттегі аз түтін газдарын пайдалануға болады.

Газдарды цистерналарда немесе құбырларда тасымалдауға болады. Көлем мен қысымды бақылау барлық газдар үшін ағып кетуді анықтауды қамтамасыз етеді.

Газдарды араластыру үшін (мысалы, аргон мен хлор қоспаларын дайындау) теңестіру және біріктіру ағындары қолданылады. Кішірек талаптар үшін алдын ала араластырылған газдарды беруге болады.

Газдардың учаскедегі таралуы әдетте сенімді зақымданудан қорғау жүйелерімен жабдықталған ауа құбырларымен қамтамасыз етіледі.

4.6. Эмиссияларды мониторингтеу мен бақылаудың жалпы қағидаттары

Мониторинг – құжатталған және келісілген процедураларға сәйкес қайталанатын өлшеулер немесе тұрақты аралықтағы бақылаулар негізінде әртүрлі орталарда химиялық немесе физикалық параметрлердің өзгеруін жүйелі түрде бақылау.

Қоршаған ортаға ықтимал әсерлерді бақылау және болжау үшін қалдықтар ағынындағы (шығарындылар, төгінділер) ластағыш заттардың құрамы туралы сенімді (дәл) ақпарат алу мақсатында жүргізіледі. Ең маңызды мәселелердің бірі қойылған экологиялық мақсаттарға қол жеткізу, сондай-ақ ықтимал авариялар мен оқыс оқиғаларды анықтау және жою туралы талдау жүргізуге мүмкіндік беру үшін шығарындыларды тазалаумен, қалдықтарды жоюмен және қайта өңдеумен байланысты процестердің тиімділігін бақылау болып табылады.

Мониторинг жүргізу жиілігі ластағыш заттың түріне (уыттылығы, ҚО және адамға әсері), пайдаланылатын шикізат материалының сипаттамасына, кәсіпорынның қуатына, сондай-ақ эмиссияларды қысқартудың қолданылатын әдістеріне байланысты, бұл ретте ол мониторингі жүргізілетін параметр бойынша репрезентативтік деректер алу үшін жеткілікті болуы тиіс. Көп жағдайда сарқынды судағы ластағыш заттардың шоғырлануы туралы ақпаратты алу үшін орташа тәуліктік көрсеткіштер немесе сынама алудың белгілі бір кезеңіндегі орташа мән қолданылады.

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

Өлшеулерді жүргізу алдында қондырғыны пайдалану режимі (үздіксіз, үздіксіз, іске қосу және тоқтату операциялары, жүктеменің өзгеруі), газды немесе ағынды суларды тазалау қондырғыларының пайдалану жай-күйі, ықтимал термодинамикалық әсер ету факторлары сияқты көрсеткіштер ескерілуі тиіс мониторинг жоспарын жасау қажет.

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

қондырғының жұмыс режимі және оны өзгертудің ықтимал себептері;

шығарындылардың ықтимал қаупі;

репрезентативті деректерді алу үшін үлгілерді алуға қажетті уақыт.

Әдетте, өлшеу үшін жұмыс режимін таңдаған кезде, қоршаған ортаға максималды әсерді (максималды жүктеме) атап өтуге болатын режим таңдалады.

Атмосфералық ауаны бақылау кезінде белсенді ластану аймағындағы қоршаған ортаның жай-күйіне (ауаны ластау көздері бойынша) басты назар аудару керек.

Технологиялық газдың мониторингі технологиялық газдардың құрамы және тозаң, ауыр металдар және SO_x сияқты технологиялық газдың жануынан болатын жанама шығарындылар туралы ақпаратты қамтамасыз етеді.

Сарқынды сулардағы ластағыш заттардың шоғырлануын анықтау үшін ағынға пропорционалды немесе орташа уақыт бойынша сынама алу негізінде кездейсоқ сынамаларды немесе біріктірілген күнделікті сынамаларды (24 сағат ішінде) пайдалануға болады.

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

Шығарындыларды бақылау тікелей әдіспен де (аспаптық өлшеулер) және жанама әдіспен де (есептеу әдістері) жүзеге асырылуы мүмкін. Бұл жағдайда аспаптық өлшеулерге негізделген әдіс сынама алу жиілігіне байланысты және мерзімді немесе үздіксіз болуы мүмкін. Жоғарыда аталған әдістердің әрқайсысының өзіндік артықшылықтары мен кемшіліктері бар. 4.1-кестеде үздіксіз және кезеңдік өлшемдердің негізгі ажыратушы сипаттамалары көрсетілген.

4.1-кесте. Үздіксіз және кезеңдік өлшемдерді салыстыру

Р/с №	Сипаттама	Үздіксіз өлшеулер	Кезеңдік өлшемдер
1	2	3	4
1	Сынама алу кезеңі ластағыш заттардың шығарындылары/разрядтары	Өлшемдер шығарындылар/разрядтар орын алатын уақыттың барлығын немесе айтарлықтай бөлігін қамтиды	Жеке өлшемдер ұзақ уақыт бойы шығарындылар деректерінің көрінісі ретінде қызмет етеді
2	Жылдамдық	Нәтижелерді онлайн алу мүмкіндігі	Нақты уақыттағы нәтижелер тек аспаптық анализаторларды пайдаланған кезде қол жетімді. Кешіктірілген нәтижелер қолмен сынама алу, содан кейін зертханалық талдау арқылы алынады
3	Нәтижелерді орташалау	Нәтижелерді кез келген қалаған кезеңде (30 мин, 1 сағат, 24 сағат, т.б.) орташалауға болады.	Нәтижелердің орташа мәні сынама алу кезеңінің ұзақтығына байланысты (30 минуттан бірнеше сағатқа дейінгі аралық)
4	Өлшемдерді калибрлеу және бақылау	Автоматтандырылған бақылау жүйелері (ACM) техникалық қызмет көрсету кезеңінде сертификатталған анықтамалық материалдарға сәйкес калибрлеуді және реттеуді талап етеді.	Қолмен немесе автоматтандырылған әдістерді қолдануға болады
5	Жабдықты сертификаттау	Жабдықтың сертификаты бар	Портативті жабдықтың сертификаты бар
6	Орнату және техникалық қызмет көрсету шығындары	Әдетте мерзімді өлшеу құнынан жоғары, Жылына 32 800 еуро	Әдетте ACM бағасынан төмен баға жылына € 4000 құрайды

4.6.1. Мониторинг компоненттері

Өндіріс мониторингінің құрамдастары – бекітілген әдістемелік құжаттар негізінде өлшенетін немесе есептелетін қоршаған ортаға эмиссияларда (шығарындылар, төгінділер, қалдықтар және т.б.) болатын бақыланатын ластағыш заттар.

4.2-кесте. Ластағыш заттардың тізбесі

Р/с №	Компонент/зат	Анықтама
1	2	3
1	Тозаң (жалпы)	Газ фазасында дисперсті кез келген пішіндегі, құрылымдағы немесе тығыздықтағы субмикроскопиялықтан макроскопиялыққа дейінгі өлшемдері бар қатты бөлшектер
2	Металдар және олардың қосылыстары	Zn, Cd, Pb, Hg, Se, Cu, As
3	SO₂	Күкірт диоксиді
4	NO	Азот тотығы
5	NO₂	Азот диоксиді
6	CO	Көміртек тотығы
7	ҰОҚ^*	Ұшпа органикалық қосылыстар
8	ПХДД/Ф^*	Полихлорид дибензопародиоксин/фтор
9	HCl^**	Газ тәрізді хлоридтер HCl түрінде көрсетілген
10	HF^**	Газ тәрізді фторидтер HF түрінде көрсетілген
11	H₂SO₄^***	Күкірт қышқылы

* екінші қорғасын өндірісі кезінде шығарылады;

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

*** күкірт қышқылы өндірісінде күкірті бар газдарды пайдалану кезінде.

4.6.2. Бастапқы шарттар мен параметрлер

Атмосфералық ауаның жай-күйін зерттеген кезде метеорологиялық жағдайларды ескеру қажет:

қоршаған ортаның температурасы;

салыстырмалы ылғалдылық;

желдің жылдамдығы мен бағыты;

атмосфералық қысым;

жалпы ауа райы жағдайлары (бұлттылық, жауын-шашын).

Газ-ауа қоспасының технологиялық параметрлері:

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

су буының құрамы;

статикалық қысым, пайдаланылған газ арнасындағы ағынның жылдамдығы;

оттегі мөлшері.

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

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

тиелген шикізат көлемі;

өнімділік;

жану температурасы (немесе ағын жылдамдығы);

катализатор температурасы;

қосылған сору қондырғыларының саны;

ағынның жылдамдығы, кернеуі және тозаң шоғырлануының орнына электросүзгімен шығарылған тозаңның мөлшері;

тазалау сұйықтығының (фильтраттың) шығыны мен қысымы және дымқыл скруббер ішіндегі қысымның төмендеуі;

тозаңды және газды тазарту жабдығына орнатылған ағып кету датчиктері (мысалы, қап сүзгілерінің сүзгі матасы сынған кезде концентрациядан асып кетуі мүмкін).

Жоғарыда көрсетілген параметрлерден басқа кейбір параметрлердің (мысалы, кернеу мен электр қуаты (электр сүзгілері), қысымның төмендеуі (қап сүзгілері), суару суының рН (скрубберлер)) және газдағы әртүрлі қондырғылардағы ластағыш заттардың шоғырлануын қосымша өлшеу арналар (мысалы, тозаң мен газды тазалауға дейін және кейін).

4.6.3. Кезеңдік монитоинг

Кезеңдік монитоинг – аспаптық өлшеулерді қолдану арқылы белгілі бір уақыт аралықтарында жүргізілетін өлшеулер (бақылаулар). Сынамаларды іріктеу аралығы өлшеу мақсатына және өлшеулер жүргізілетін өндірістік объектінің жұмыс жағдайларына (қалыпты жұмыс жағдайлары және/немесе алдын ала белгілі болса, қалыпты емес жұмыс жағдайлары) негізінде белгіленеді.

Көптеген жағдайларда өлшеу жиілігі тұрақты – айына бір рет, тоқсанына бір рет немесе жылына бір рет / екі рет. Алынған үлгілердің саны талданатын затқа, сынама алу шарттарына байланысты өзгеруі мүмкін, дегенмен тұрақты босатудың объективті көрсеткіштерін алу үшін ең үздік ұсынылатын тәжірибе бір өлшеу сериясында қатарынан кемінде үш үлгіні алу болып табылады.

Сынамаларды алудың ұзақтығы мен уақыты, сынама алу нүктелері, талданатын заттар (ластағыш заттар мен жанама параметрлер) де мониторинг мақсаттарын анықтау кезінде бастапқы кезеңде белгіленеді. Сынама алу ұзақтығы сынама алынатын уақыт кезеңі ретінде анықталады. Көп жағдайда сынамаларды іріктеу ұзақтығы 30 минутты құрайды, бірақ ол ластағыш затқа, шығарылу қарқындылығына, сондай-ақ сынама алу орындарының орналасуына (датчиктердің орындары – автоматтандырылған жүйелер жағдайында) байланысты 60 минутты құрауы мүмкін. ).

Мысалы, тозаң шоғырлануы төмен немесе ПХДД/Ф анықтау қажет болған жағдайларда сынама алу уақыты көбірек қажет болуы мүмкін.

Түтін құбырларынан шығарындылар шығарындылардың репрезентативтік мәнін алу үшін жеткілікті ұзақ мерзім ішінде тиісті бағытталған шығарындылар көздерінде тұрақты мерзімді өлшеу жолымен өлшенуі мүмкін.

4.6.4. Үздіксіз мониторинг

Үздіксіз бақылау автоматты өлшеу жүйелері арқылы өлшеуді қамтиды.

Түтін газдары немесе сарқынды сулардағы бірнеше компоненттерді үздіксіз өлшеуге болады. Кейбір жағдайларда дәл концентрациялар үздіксіз немесе келісілген уақыт кезеңдері (30 минут, күн, тәулік және т.б.) бойынша орташа мәндер ретінде тіркелуі мүмкін. Бұл жағдайларда 24 сағаттық жарты сағаттық және сағаттық орташа көрсеткіштерді талдау, сондай-ақ пайыздық дисплей деректерін пайдалану алынған рұқсаттар шарттарына сәйкестікті ұсынудың икемді әдісін қамтамасыз ете алады, өйткені орташа мәндерді оңай бағалауға болады.

Үздіксіз мониторингті қоршаған ортаға айтарлықтай әсер ететін шығарындылар көздері мен құрамдас бөліктері және/немесе шығарындылар мөлшері уақыт бойынша айтарлықтай өзгеретін көздер үшін анықтауға болады. Мәселен, мысалы, сағатына қондырғының жалпы массалық ағынындағы үлесі 20 %-дан астам негізгі көздерде үздіксіз өлшеулер жүргізілуі мүмкін. Және керісінше, егер бастапқы шығарындылар ластағыш заттардың жылдық шығарындыларының 10 %-нан аз болса.

Металлургия өнеркәсібінде тозаңның құрамында улы компоненттер болуы мүмкін, сондықтан тозаңды үздіксіз бақылау тек сәйкестікті бағалау үшін ғана емес, сонымен қатар тозаң мен газды тазарту жабдығының жұмысында қандай да бір ақаулар болғанын бағалау үшін маңызды.

Абсолютті мәндерді сенімді деп санауға болмайтын жағдайларда да, шығарындылардағы үрдістерді анықтау және технологиялық немесе тазарту қондырғыларын бақылау үшін үздіксіз бақылауды пайдалануға болады.

4.6.5. Атмосфералық ауаға шығарындыларды мониторингтеу

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.

Шығарындылардың мониторингі келесі мақсаттар үшін технологиялық жабдықтың пайдаланылған газдарындағы ластағыш заттардың шоғырлануын (мөлшерін) анықтау үшін жүргізіледі:

мемлекеттiк органдар белгiлеген және келiсiлген шектi жол берiлетiн концентрацияларға эмиссиялық көрсеткiштердiң сақталуы;

белгіленген стандарттарға сәйкес өндірістің технологиялық процестерінің (шикізаттарды жинау, сақтау және дайындау, термиялық өңдеуге (қуыру/балқыту) байланысты процестер), дайын өнімді алумен байланысты процестердің ағымын бақылау;

тозаң-газ тазарту қондырғыларының жұмыс тиімділігін бақылау;

табиғатты пайдалану саласында жедел шешімдер қабылдау, ал болжау - ұзақ мерзімді шешімдер қабылдау үшін.

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

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

бақыланатын көздерден шығарындылардағы ластағыш заттардың шоғырлануын үздіксіз өлшейтін автоматты газ анализаторларын қолдануға негізделген аспаптық әдіс (үздіксіз өлшеулер);

аспаптық-зертханалық – бақыланатын көздерден пайдаланылған газдардың сынамаларын іріктеуге, оларды кейіннен химиялық зертханаларда талдауға негізделген (мерзімді өлшеулер), сондай-ақ шығарындыларды өлшеу техникалық мүмкін емес немесе экономикалық мақсатқа сай болмаған жағдайларда әдістемелік деректерді пайдалануға негізделген есептеу әдістерін пайдаланады.

Атмосфералық ауадағы шығарындылардың мониторингі ұйымдастырылған шығарындылар көздері үшін де, ұйымдастырылмаған көздер үшін де жүргізілуі мүмкін.

Түтін газдарындағы ЛЗ шоғырлануын бақылау мерзімді немесе үздіксіз өлшеулер түрінде жүзеге асырылады. Мерзімді өлшеуді мамандандырылған қызметкерлер түтін құбырындағы қысқа мерзімді түтін газының сынамаларын алу арқылы жүзеге асырады. Өлшеу үшін түтін газының үлгісі түтін құбырынан шығарылады және ластағыш зат портативті өлшеу жүйелерін (мысалы, газ анализаторлары) немесе кейіннен зертханада талдайды. Үздіксіз өлшеулер арқылы шығарындыларды бақылау (автоматтандырылған бақылау) Қазақстан Республикасында қолданыстағы сынамаларды іріктеу нормаларын сақтай отырып, тікелей мұржада, сондай-ақ түтін құбырында орнатылған өлшеу жабдығы арқылы жүзеге асырылады.

Қорғасын өндірісінің ластағыш заттар шығарындыларының басым көздері балқыту және күкірт қышқылы зауыттары кешенінің аспирациялық газдары болып табылады.

Бақыланатын заттардың тізіміне стационарлық көздердің шығарындыларында болатын және оларға қатысты технологиялық нормативтер белгіленген ластағыш заттар (оның ішінде маркерлік заттар), бақылаудың пайдаланылатын әдістерін (аспаптық) көрсете отырып, рұқсат етілген шекті шығарындылар енгізілуі тиіс.

Ұйымдастырылмаған шығарындылардың мониторингіне ерекше назар аудару керек, өйткені оларды сандық анықтау үлкен еңбек және уақытша шығындарды талап етеді. Тиісті өлшеу әдістемелері бар, бірақ оларды қолдану арқылы алынатын нәтижелердің шынайылық деңгейі төмен және әлеуетті көздер санының ұлғаюына байланысты жиынтық ұйымдастырылмаған шығарындыларды/төгінділерді бағалау нүктелік көздерден шығарындылар/төгінділер жағдайына қарағанда неғұрлым елеулі шығындарды талап етуі мүмкін.

Төменде ұйымдастырылмаған шығарындыларды сандық бағалаудың кейбір әдістері берілген:

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

жабдықтан ағып кетуді бағалау;

тиеу-түсіру операциялары кезінде сақтауға арналған ыдыстардан шығарындыларды, сондай-ақ қосалқы учаскелердің (тазарту құрылыстарының және т.б.) қызметі нәтижесінде туындайтын шығарындыларды айқындау үшін коэффициенттер көмегімен есептеу әдістерін пайдалану;

оптикалық мониторинг үшін құрылғыларды пайдалану (ластағыш заттармен сіңірілетін және/немесе шашырайтын электромагниттік сәулені пайдалана отырып, кәсіпорыннан жел соғатын жақтан ағу нәтижесінде ластағыш заттардың шоғырлануын табу және айқындау);

материалдық баланс әдісі (заттың кіріс ағынын есепке алу, оның жинақталуы, осы заттың шығу ағыны, сондай-ақ оның технологиялық процесс барысында ыдырауы, одан кейін қалдық қоршаған ортаға шығарындылар түрінде түскен болып есептеледі);

газ-трассерді кәсіпорын аумағындағы түрлі таңдалған нүктелерге немесе аймақтарға, сондай-ақ осы учаскелерде әртүрлі биіктікте орналасқан нүктелерге шығару;

ұқсастық қағидаты бойынша бағалау әдісі (метеорологиялық деректерді ескере отырып, жел жағындағы ауа сапасын өлшеу нәтижелерін негізге ала отырып, шығарындыларды сандық бағалау);

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

Барлық учаскелерде жалпы пайдалану үшін қолданылатын өлшеу әдістері жоқ және өлшеу әдістемелері әр учаскеде әртүрлі. Учаскенің маңайындағы қосалқы өндірістер, көлік және басқа көздер сияқты басқа көздерден айтарлықтай әсерлер бар, бұл экстраполяцияны өте қиындатады. Демек, алынған нәтижелер салыстырмалы немесе бақыланбайтын шығарындыларды азайту бойынша қабылданған шаралардың көмегімен қол жеткізілген төмендеуді көрсете алатын бағдарлар болып табылады.

Сынамаларды іріктеу нүктелері өндірістік гигиена және қауіпсіздік техникасы стандарттарына жауап беруі, жеңіл және тез қол жеткізілуі және тиісті мөлшерлері болуы тиіс.

Алаңдық көздерден ұйымдастырылмаған шығарындыларды өлшеу неғұрлым күрделі болып табылады және неғұрлым мұқият әзірленген әдістерді талап етеді, өйткені:

шығарындылардың сипаттамалары метеорологиялық жағдайлармен реттеледі және үлкен ауытқуларға ұшырайды;

шығарындылар көзі үлкен алаңға ие болуы мүмкін және дәлсіздікпен анықталуы мүмкін;

өлшенген деректерге қатысты қателіктер елеулі болуы мүмкін.

Технологиялық жабдықтың тығыз болмауынан атмосфераға түсетін ұйымдастырылмаған шығарындылардың мониторингі ұшпа органикалық қосылыстардың (ҰОҚ) ағып кетуін анықтауға арналған жабдықтың көмегімен жүргізілуі тиіс. Егер ағу көлемі аз болса және оларды аспаптық өлшеулермен бағалау мүмкін болмаса, онда ластағыш заттар концентрациясының жекелеген өлшемдерімен үйлестіре отырып, жаппай баланс әдісі қолданылуы мүмкін.

Ұйымдастырылмаған шығарындылардың мониторингі үшін сипатталған әдістер халықаралық тәжірибені ескере отырып әзірленді және олар нақты және сенімді нақты көрсеткіштерді бере алмайтын сатыда, алайда олар шығарындылардың болжамды деңгейлерін немесе белгілі бір уақыт кезеңінде шығарындылардың ықтимал ұлғаю үрдісін көрсетуге мүмкіндік береді. Бір немесе бірнеше ұсынылатын әдістерді қолданған жағдайда жергілікті пайдалану тәжірибесін, жергілікті жағдайларды білуді, қондырғының ерекше конфигурациясын және т.б. ескеру қажет.

4.6.6. Су объектiлерiне төгінділер мониторингi

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 бақылаудың және бақылаудың бірыңғай жүйесін білдіреді.

Үздіксіз өлшеу әдісі атмосфералық ауаға ластағыш заттардың шығарындыларын бағалаумен қатар өнеркәсіптік кәсіпорындардың сарқынды суларының параметрлерін айқындау үшін де кеңінен қолданылады. Өлшеулер тікелей сарқынды су ағынында жүргізіледі.

Үздіксіз өлшеу барысында әрдайым белгіленетін негізгі параметр сарқынды сулардың көлемді шығыны болып табылады. Ағынды сулар ағынындағы үздіксіз мониторинг процесінде қосымша мынадай параметрлер анықталуы мүмкін:

рН және электр өткізгіштігі;

температура;

бұлыңғырлық.

Төгінділерді үздіксіз бақылауды пайдалануды таңдау мыналарға байланысты:

жергiлiктi жағдайлардың ерекшелiктерiн ескере отырып, сарқынды сулардың төгiлуiнiң қоршаған ортаға күтiлетiн әсерi;

тазартылған судың параметрлерінің өзгеруіне жылдам әрекет ету үшін сарқынды суларды тазарту қондырғысының жұмысын мониторингтеу және бақылау қажеттілігі (бұл ретте өлшеулердің ең аз жиілігі тазарту қондырғысының дизайнына және сарқынды суларды төгу көлемі);

өлшеу құралдарының болуы мен сенімділігі және сарқынды сулардың ағу сипаты;

үздіксіз өлшеулер құны (экономикалық орындылығы).

4.6.7. Қалдықтарды басқару

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

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

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

Қалдықтарды басқару жүйесі мынадай:

түзілетін қалдықтарды сәйкестендіру;

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

қалдықтарды жинақтау және мақсатқа сай жойылғанға дейін уақытша сақтау;

таңбаланған жабық контейнерлерде сақтау;

қалдықтарды арнайы бөлінген және жабдықталған орындарда жинау;

барлық қалдықтардың қозғалысын тіркеумен қатаң бақылауда тасымалдау.

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

Қорғасын өндірісіне тән қалдықтар мен жанама өнімдер:

балқыту, шахталық балқыту, фьюмингтеу, тазарту, электр балқыту процестерінде пайда болатын құрамында жоғары металдар бар қатты қалдық өнімдер (бұл өнімдер өнеркәсіптік өнімдер болып есептеледі және әдетте технологиялық процестің тиісті кезеңінде қайта өңделеді немесе шикізат ретінде немесе өзге өндірістерге кәдеге жаратуға жіберіледі);

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

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

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

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

Құрамында қорғасыны бар тозаңды өңдеу кезінде түзілетін, құрамында күшән бар ортаңғылар құрамында күшән бар қалдықтардың (әк-күшән феррит, күшән-темірлі қалдықтар) көзі болып табылады. Құрамында күшән бар қалдықтар қаптамадан кейін мамандандырылған орындарда кәдеге жарату үшін тасымалдауға жатады.

Құрамында шикізат бар қорғасын қалпына келтіріп балқыту кезінде, сондай-ақ фьюмингтеу процестері кезінде пайда болатын кедей түйіршіктелген шикізат техногендік минералдық түзілім бола отырып, қайта салу қоспасында пайдалану мүмкіндігімен мамандандырылған алаңдарда жинақталады немесе мүдделі тараптарға, мысалы, цемент өндіру кезінде одан әрі пайдалану үшін беріледі.

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

қалдықтардың пайда болуымен байланысты технологиялық процестер мен жабдықтар;

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

өндірістік алаңда орналасқан және/немесе кәсіпорынның бақылауындағы қалдықтарды жинақтау және кәдеге жарату объектісі.

Өндіріс және тұтыну қалдықтарының қоршаған орта компоненттеріне әсері жанама болып табылады және жел әсерінен қалдықтар компоненттерінің тозаңдануы немесе таралуы кезінде атмосфералық ауа мен топырақ ресурстарының ластануынан, қалдықтардың құрамдас бөліктерінің еріген сулары және атмосфералық жауын-шашыны бар су объектілеріне түсуінен, қалдықтардың құрамына кіретін микрокқұрамдардың жоғары болуынан, өндірістік объект орналасқан аумақтың өсімдіктерінде жоғары болуынан көрінеді.

4.7. Су ресурстарын басқару

Су тұтыну

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

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

Салқындату суы металлургиялық жабдықтың салқындату контурларында, сонымен қатар әртүрлі операциялар мен сатыларда аралық және дайын өнімдерді салқындату үшін қолданылады. Ол байланыссыз салқындатқыш суға және тікелей байланыстағы салқындатқыш суға бөлінуі мүмкін.

Байланыссыз салқындатуға арналған су пештерді, пеш каминдерін, құю механизмдерін және т.б. салқындату үшін қолданылады, Қондырғының орналасу орнына байланысты салқындатуға тікелей ағынды немесе буландырғыш градирнялары бар айналым жүйесімен қол жеткізілуі мүмкін. Тікелей ағынды суыту жүйесінен су әдетте табиғи көзге, мысалы өзенге немесе тоған-салқындатқышқа кері ағызылады. Бұл жағдайда температураның әлеуетті өсуі табиғи су объектісіне су ағызылғанға дейін ескерілуі тиіс. Салқындатуға арналған байланыссыз су, сондай-ақ градирналар арқылы айналуы және қайта пайдаланылуы мүмкін.

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

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

Энергетикалық су бу өндіру үшін, сонымен қатар жылу жүйелерінде жылу тасымалдағыш ретінде пайдаланылады.

Су бұру

Құрамында сульфидті кендер мен концентраттарды өңдеу және байыту әр түрлі сарқынды сулардың пайда болуымен байланысты.

4.1-сурет. Сарқынды сулар және оларды тазарту әдістері

Жоғарыда аталған сарқынды сулардың құрамында металл қосылыстары болуы мүмкін, олардың құрамы олардың технологиялық процестерінің болуымен анықталады. Тіпті сарқынды суларда металдардың болмашы болуы (аз шоғырлануы) қоршаған ортаға айтарлықтай әсер етуі мүмкін.

4.8. Технологиялық қалдықтарды басқару

Бастапқы және қайталама шикізаттан қорғасын өндірісі жанама өнімдердің, аралық өнімдердің және қалдықтардың кең ассортименті потенциалымен байланысты. Бұл қалдықтар металлургиялық операциялар мен балқыту процесінде, сондай-ақ шығарылатын газдар мен сарқынды суларды тазарту сияқты өндірістік процестің әртүрлі кезеңдерінде пайда болады [60,61]. Қалдықтардың құрамындағы элементтердің мазмұны мен құндылығы олардың қайта пайдалануға жарамдылығына әсер етеді. Қалдықтарды кәдеге жаратуға арналған қалдықтар ретінде кез келген жіктеу осыны ескеруі керек. Заттың түзілу, тасымалдау және пайдалану немесе қалпына келтіру ерекшеліктеріне қарай оны қалдық немесе қайталама шикізат ретінде сипаттауға болады.

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

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

Мәселен, отандық қорғасын зауытында қож шахталардың өңделген қуыстарына бетон құю қоспасы ретінде пайдаланылады немесе қажет болған жағдайда цемент қоспасындағы темір-кальций реактиві ретінде цемент зауыттарына жіберіледі. Жалғыз қалдық мамандандырылған алаңдарға жіберілетін темір-күшән феррит болып табылады.

Әлемдік өндірістік алаңдардың ғана емес, сондай-ақ отандық кәсіпорындардың да қол жеткізілген артықшылықтарына қарамастан, өндірістік объектілердегі қалдықтар проблемасы және осы материалдардың кейбіреулерін жіктеу де болашақ рұқсаттар үшін маңызды рөл атқаратын болады.

4.9. Шу

Шу мен діріл осы саладағы көп таралған проблема болып табылады және олардың көздері барлық салаларда кездеседі.

Шудың пайда болуы шикізатты дайындаудан бастап дайын өнімді қабылдау, сақтау, түсіру және жөнелту процесіне дейінгі өндіріс процесінің барлық сатыларында жүреді. Түсті металлургия кәсіпорындарында шудың пайда болуының негізгі көздері:

шикізат пен материалдарды түсіру және тиеу үшін пайдаланылатын көлік;

пирометаллургиялық операциялармен және материалдарды ұнтақтаумен байланысты өндірістік процестер;

автокөліктер мен арнайы техниканың қозғалтқыштары;

трансформаторлар мен түзеткіштер;

желдеткіштер (желдеткіш камералар);

компрессорлар;

сорғы жабдықтары;

оңтайлы өлшемдері жоқ жүйелерде (конвейер ленталары және т.б.) тасымалдағыштарды тасымалдау;

теміржолды қоса алғанда, объект ішінде және оның маңында тасымалдау;

технологиялық жабдықты тазалау;

автоматты дабыл жүйелерін қосу және т.б.

Шу мен дірілді бірнеше тәсілдермен өлшеуге болады, бірақ олар әдетте аймаққа тән және дыбыс жиілігі мен елді мекендердің орналасуын ескеруі керек.

Жаңа қондырғылар төмен шу мен діріл деңгейлерімен сипатталуы мүмкін. Тиісті техникалық қызмет көрсету жабдықтың теңгерімсіздігін болдырмайды (желдеткіштер, сорғылар). Жабдық арасындағы қосылымдар шудың таралуын болғызбау немесе азайту үшін арнайы жобалануы мүмкін.

Шуды азайту үшін келесі әдістер қолданылады:

оның пайда болу көзіндегі шудың себептерін жою (шу шығаратын қондырғыларды мұқият реттеу);

сәулелену бағытын өзгерту – шу көзін қалқалау үшін үйінділерді пайдалану;

кәсіпорындар мен цехтарды ұтымды жоспарлау;

дыбыс өткізбеу (жабдық үшін дірілге қарсы тіректер мен қосқыштарды пайдалану);

дыбысты тұншықтыру (шу шығаратын қондырғылар немесе бөлшектер үшін дыбыс жұтатын құрылымдардан жасалған қоршауларды пайдалану);

жеке және ұжымдық қорғаныс құралдарын пайдалану.

Шумен күресудің ең тиімді жолы – технологиялық және конструкторлық шараларды қолдану, жабдықты дұрыс баптау мен пайдалануды ұйымдастыру арқылы оны пайда болу көзінде азайту. Шу деңгейі төмен механизмдер мен агрегаттарды жасауға мүмкіндік беретін конструкторлық және технологиялық шараларға кинематикалық сызбаларды жетілдіру кіреді. Уақытында майлау, мұқият реттеу, болттармен біріктірулерді қатайту, тозған бөлшектерді, нашар фланецтерді және резеңке тығыздағыштарды ауыстыру да шуды азайтуға әкеледі. Өндірістегі шудың зиянды әсерлерімен күресуде жұмыста мерзімдік үзілістерді дұрыс ұйымдастырудың маңызы зор.

Шу шығару бағытын өзгерту қондырғылардың жұмыс орындарына қатысты сәйкес бағдарлануымен жүзеге асырылады.

Ұтымды жоспарлау кезінде ең шулы көздерді басқа жабдықтан мүмкіндігінше алыс орналастыру керек. Бұл ретте шулы көздер тұрғын алаптарға барынша аз әсер етуі тиіс. Шуды азайтуға ұжымдық және жеке қорғаныс құралдарын қолдану арқылы да қол жеткізіледі. Ұжымдық қорғаныс құралдары жұмыс үй-жайларын акустикалық өңдеу, есіктер мен басқа саңылаулардың герметикалығын жақсарту болып табылады, бұл үй-жайлардан шудың енуін азайтады.

Кәсіпорындарда шуды азайтудың практикада кеңінен қолданылатын әдістерінің бірі шу көзі бар бөлмелерде және одан оқшауланған бөлмелерде дыбысты жұтуға қызмет ететін дыбыс жұтатын төсемдерді қолдану болып табылады.

Шудың әсер ету деңгейін төмендету үшін жоғарыда көрсетілген шаралардың бірін немесе комбинациясын қолдануға болады.

Қондырғының ішіндегі операторларға шудың әсері осы құжаттың шеңберінде қарастырылмайды.

4.10. Иіс

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

Осы тарауда бұрын сипатталған ластануды бақылау әдістері де иістерді болғызбауға немесе жоюға көмектеседі.

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

Иістерді бақылау үшін қолданылатын әдістер:

өткір иісі бар материалдарды қолдануды болғызбау немесе азайту;

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

мүмкін болса, материалдарды жанудан кейінгі немесе сүзу арқылы өңдеу.

Өткір иісті материалдарды сұйылту кезінде иістерді кетіру өте қиын және қымбат болуы мүмкін. Хош иісті заттардың төмен шоғырлануы бар өте үлкен көлемдегі газды өңдеу үшін үлкен технологиялық қондырғы қажет.

5. Ең үздік қолжетімді техникаларды таңдау кезінде қарастырылатын техникалар

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

Техниканы сипаттау кезінде қоршаған орта үшін ЕҚТ енгізудің 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 сипатталатын әдістердің негізгі міндеті қоршаған ортаның ластануын кешенді болғызбау мақсатында бір немесе бірнеше техниканы қолдана отырып, шығарындылардың, төгінділердің, қалдықтардың пайда болуының ең төменгі көрсеткіштеріне қол жеткізу болып табылады.

5.1. Шикізатты қабылдау, тасымалдау және сақтау

Сипаты

Шикізат пен материалдарды сақтау кезінде бос шығарындылардың алдын алу әдістері немесе әдістердің жиынтығы

Техникалық сипаты

Сақтау кезінде ұйымдастырылмаған шығарындыларды болғызбау/азайту әдісін таңдау кезінде бөлшектердің мөлшері, улылығы, ылғалдың құрамы және т.б. сияқты материалдың физикалық-химиялық қасиеттерін ескеру қажет. Ұсынылған әдістер (конструкторлық және техникалық шешімдер) олар жалпыға бірдей қолданылады және жеке де, жиынтықта да қолданылуы мүмкін.

Шикізат пен материалдарды сақтау кезінде ұйымдастырылмаған шығарындыларды азайтудың бірінші дәрежелі әдістеріне (кендер, қорғасын концентраттары, флюстер, кокс, жіңішке дисперстік материалдар, агломерация процесінің өнімдері, еріткіштер мен қышқылдар, сондай-ақ құрамында суда еритін органикалық қосылыстар бар заттар) ашық алаңдарда экрандау, қоршаулар орнату немесе тік өсімдіктер жолақтарын түсіру арқылы осы көздерді оқшаулау қажеттілігі болып табылады тозаңның желмен үрлеуіне кедергі жасау үшін (табиғи немесе жасанды екпелер), сондай-ақ тозаңданбайтын материалдарға арналған паналар салу. Шығарындыларды болғызбау үшін материалдарды сақтау үшін жабық үй-жайларды (қоймаларды), жабық ыдыстарды (бункерлерді, сүрлемдерді) немесе толық автоматтандырылған сақтау жүйелерін пайдалану тиімді шешім болып табылады. Бұл ретте мынадай аспектілерді ескеру қажет:

сақтау орындарын жобалау және салу белгіленген нормаларға сәйкес жүргізілуі керек;

жөндеу жұмыстары мен техникалық қызмет көрсету белгіленген жұмыс кестесіне сәйкес жүргізілуі керек;

сақтау орындарын жобалау кезінде ықтимал ағып кетудің алдын алу және анықтау мақсатында сақталатын материалдарды бақылау және тексеру жүйелерін ескеру қажет;

жабық қаптаманы пайдалану;

ерімейтін материалдарды сақтайтын орындарда топырақ жамылғысының ластануын болдырмайтын су өткізбейтін және герметикалық беттері (бетон алаңдары) болуы керек, сонымен қатар дренаждық жүйелермен жабдықталуы керек;

кокс сияқты тотықсыздандырғыштарды сақтайтын орындар сақталған материалдың жанғыш қасиеттерін ескере отырып жобалануы керек. Өздігінен жанудың ықтимал жағдайларын болғызбау үшін мұндай аумақтарды жүйелі түрде тексеру қажет;

қауіпті материалдарды (қышқылдар, сілтілер) сақтайтын жүйелер габариттері ең болмағанда бау ішіндегі ең үлкен сыйымдылық көлемін сыйдыра алатын су өткізбейтін баулармен қоршалу керек;

үйлесімсіз материалдарды бөлек сақтау (мысалы, тотықтырғыштар және органикалық материалдар);

тозаңды басу үшін су тозаңдатқыштарын немесе тұманды тозаңдатқыштарды пайдалану (материалды ЕҚТ пақсыз су тұманын жасау). Бүріккіштерді пайдаланған кезде негіздің бетін нығыздап, артық судың жиналуын қамтамасыз ету қажет, оны кері циклде қолдануға болады. Сусымалы материалдарды, кендерді және тозаңды ылғалдандыру барлық қозғалыс және сақтау жолдарындағы тозаңды күрт төмендетеді. бұл материалдар. Тозаңды басу жұмысы үшін автоматты стационарлық бүріккіштер және арнайы машиналар қолданылады. Біркелкі ылғалдандыру саптамалардың орналасуы мен таңдауымен, судың қысымымен, бүріккіш биіктігімен қамтамасыз етіледі. Әрбір материалдың өзіндік шекті ылғалдылығы бар, бұл кезде тозаңның шығуы болмайды, тозаң үшін ол 18-20 % құрайды;

резервуарларды жасау үшін қолданылатын материалдар олардың құрамындағы материалдарға төзімді болуы керек, балама әдіс – қос қабырғалы резервуарларды пайдалану;

ағып кетуді анықтаудың сенімді жүйелерін пайдалану және олардың толып кетуіне жол бермеу үшін сигнал беру арқылы контейнерлердің толтыру деңгейін көрсету;

тозаң мен газды жинау жүйелерімен тиеу және қайта тиеу орындарының ең көп тозаң түзу көздері ретінде жабдықталуы (шеберхана шамдарын, қолшатырларды, жергілікті баспаналарды (қақпақтарды), қорғаныс қақпақтарын пайдалана отырып, тозаң мен газ шығарындыларын ұстау);

сақтау орнын үнемі тазалау.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Тозаңның, металдардың және басқа қосылыстардың бос шығарындыларының алдын алу.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Әдетте қорғасын зауыттарында концентраттарды сақтау үшін ені 24–30 м және орталық теміржол түсіру тірегі бар бір қабатты төртбұрышты қоймалар кеңінен қолданылады. Қойма ұзындығы 18 м болатын бөлімдерге бөлінген. Әрбір бөлім белгілі бір материалды сақтауға арналған және сыйымдылығы 950– 1300 м³. Бөлімшелердегі қыздырылған түбі мұздатылған концентраттарды ерітуге мүмкіндік береді [32].

Қоймалар контейнерлердегі концентратты ерітуге және босатылған контейнерлерді жууға арналған құрылғылармен және жөнелтуге дайындалған бос ыдыстарды төсеуге арналған орындармен жабдықталған.

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

Концентраттарды қатарлап жинап және қоймадан қысқыш крандар арқылы шығарады. Кран концентратты шағын қабылдау бункеріне береді, одан концентрат таспалы қоректендіргіштің көмегімен көлбеу таспалы тасымалдағышқа түседі және шикіқұрамды дайындауға жіберіледі.

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

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

"Umicore" Хобокен компаниясында шикізат қоймасы толығымен жабылған. Өндіріс орындары мен жақын маңдағы жолдар мен аумақтарды тазарту жұмыстары қарқынды жүргізілуде. Қарқынды тозаңды басу аймақтары сумен суарылады, жел барометрі қолданылады, оған сәйкес шикізатты өңдеу және орнын ауыстыру ауа райына байланысты шектеледі немесе кейінге қалдырылады [85].

2021 жылдың наурыз айында KGHM (Глогов) металлургиялық зауытында қорғасыны бар материалдар қоймасы салынып бітті, ол ұйымдастырылмаған шығарындыларды болғызбау үшін сумен суару жүйелерімен және сүзгіні жинаудың жабық жүйесімен жарақтандырылған [86].

2020 жылы "ММК" ЖАҚ-ның ашық және жабық темір кені шикізат қоймасында тозаңды басатын жүйенің енгізілуі ұйымдастырылмаған тозаң шығарындыларын 200 тоннаға азайтуға көмектесті. Агломерациялық шихтаны дайындау цехтарында орнатылған тозаңды басу жүйесі екі кезеңнен тұрады: бастапқы тозаңды басу қойма ішінде тозаңды локализациялауды қамтамасыз ететін саптамалық жүйелердің арқасында жүзеге асырылады, осылайша материалды түсіру кезінде тозаңның енуіне жол бермейді. Қайталама тозаңды басу қар генераторлары арқылы жүзеге асырылады. Жүйені пайдалану тиімділігі 70 %-дан астам. Көмір дайындау цехында, ең тозаңды жерлерде жергілікті тозаңды басу жүйесі қолданылды. Бүгінгі күні цех бес тозаңды басу жүйесімен жабдықталған, бұл 80 % мәлімделген тиімділікке қол жеткізуге мүмкіндік берді [87].

2021 жылы Среднеуральский мыс қорыту зауытының аумағында (ӨМК металлургиялық кешенінің кәсіпорны) интеллектуалды басқару жүйесі бар автоматты ауа айдау функциясы бар мыс концентратын сақтауға арналған пневмокаркас ангары орнатылды. Үрлемелі ангарды орнату қажеттілігі мыс балқыту зауытында күрделі жөндеу кезеңінде концентраттарды сақтайтын қосымша орындардың қажеттілігімен негізделді [88].

Кросс-медиа әсерлер

Энергия ресурстарының қосымша көлеміне қажеттілік:

тозаң мен газ жинау жүйелерінің жұмысын;

тозаңды басу процесінде ылғалдандырылған шикізатты су бүріккішін пайдалану кезінде кептіру қажеттігі.

Материалдарды ылғалдандыруға арналған қосымша су шығындары.

Жабдыққа техникалық қызмет көрсету кезінде пайда болуы мүмкін қосымша қалдықтардың ықтималдығы.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Жалпы қолданылады.

Экономика

Жабық қоймаларда материалдардың жоғалуы, тиімсінше, ондағы құндылықтар минимумға дейін төмендейді, бұл олардың құрылысына кеткен шығындарды тез өтейді.

2007–2008 жылдары Бельгиядағы "Metallo-Chimique" зауыты тозаңды материалдарды сақтайтын жабық алаңға 6,5 миллион еуро инвестициялады. Қойма алаңы 8000 м² және180000 м³ құрайды және максималды сақтау сыйымдылығы 20 000 тонна.Қойманың максималды сыйымдылығы – жылына 50000 тонна.

2020 жылы "ММК" ЖАҚ темір кені шикізатының ашық және жабық қоймасында тозаңды басатын жүйені енгізу 60 миллион рубль инвестицияны қажет етті [87].

Сренднеуральский мыс қорыту зауытында үрлемелі рамалық ангарды орнату жобасының құны мен жүзеге асырылуы кәдімгі қойманың күрделі құрылысы кезінде қажет болатындардан 80 %-дан астам төмен болып шықты [88].

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары.

Шикізатты үнемдеу – ұсталған бөлшектерді өндірістің технологиялық цикліне қайтару.

5.1.2. Тасымалдау, тиеу және түсіру операциялары кезінде ұйымдастырылмаған шығарындыларды болғызбауға және/немесе азайтуға арналған техникалық шешімдер

Сипаты

Шикізатты тасымалдау, сондай-ақ тиеу-түсіру жұмыстары кезінде атмосфераға ұйымдастырылмаған шығарындыларды болғызбау үшін қолданылатын әдістер немесе әдістер кешені.

Техникалық сипаты

Шығарындылардың негізгі көздеріне мыналар жатады:

шығарындылары желдің қарқындылығына тура пропорционалды тасымалдау, түсіру жүйелері;

көлік құралдарын пайдалану кезінде көтерілген жол тозаңын тоқтата тұру;

сұйықтармен (отындар, реагенттер, қышқылдар және сілтілер) және газдармен байланысты операциялардан органикалық қосылыстардың шығарындылары, оның ішінде олардың құбырлар жүйелеріндегі ағып кетулер.

Тиеу және түсіру операциялары кезінде ұйымдастырылмаған тозаң шығарындыларының алдын алу және/немесе азайту үшін алаңдар әдетте бір немесе бірнеше тозаң мен газды тазарту құрылғыларымен (мысалы, қапшық сүзгі) жабдықталған.

Үйінділерден тозаңның шығуын азайту үшін тиеу-түсіру алаңдарының бетін сулау, сондай-ақ конвейерлердің биіктігін реттеу қолданылады. Тозаңның ұйымдастырылмаған шығуын болдыртпау мүмкін болмаған жағдайда, олардың деңгейін материалды түсіру биіктігін, сондай-ақ үймелердің биіктігін таңдау арқылы азайтуға болады. Барлық операциялар автоматты режимде немесе түсіру жылдамдығының төмендеуімен жүзеге асырылады.

Шикізат пен материалдарды тасымалдау/орнын ауыстыру кезінде қоршаған ортаның ластануын болғызбау үшін қолданылатын шараларға мыналар жатады:

ауаны алу және тазарту үшін желдету жүйесімен жабдықталған вакуумдық жүйелерді пайдалану;

тозаңды концентраттарды, флюстерді, целлюлозаны түсіру, қайта тиеу, тасымалдау және өңдеу орындарында тозаңның шығуын болғызбау үшін тиімді тозаң жинау жүйелерімен, сору және сүзу жабдықтарымен жабдықталған ұсақ және тозаңды материалдарды тасымалдау үшін пневматикалық жүйелерді немесе жабық конвейерлерді пайдалану, аралық өнімдер;

ықтимал ағып кетулерді уақтылы анықтау және олардың салдарын жою үшін жер бетінен қауіпсіз, ашық учаскелерде қайта тиеу конвейерлері мен құбырларды орналастыру;

төгілген материалды жинау мүмкіндігі үшін түсіру алаңдарын үйінділер шегінде орналастыру;

баспанасыз таспалы конвейерлердің қозғалыс жылдамдығын реттеу (<3,5 м/с);

тозаңсыз қатты материалдарға арналған конвейерлерді қалқалардың астына орналастыру;

конвейер таспаларынан түсетін материалдың биіктігін реттеу (азайту);

тозаңды материалдарды тасымалдау үшін пайдаланылатын автокөлік құралдарын тазалау (шанағын, дөңгелектерін жуу);

өңдеу орындарындағы материалдарды ылғалдандыру, сондай-ақ тұнған тозаңды кетіру және суды шашу;

учаскелердің бетіндегі тозаңды жуатын жасанды және табиғи (жаңбыр суы) сарқынды сулар түсті металдарды максималды алу үшін табиғи су объектілеріне түсер алдында жиналып, тазартылуы керек;

процестер арасындағы материал ағындарын азайту;

ең қысқа тасымалдау жолдарын пайдалану.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Тозаңның, металдардың және басқа қосылыстардың бос шығарындыларының алдын алу.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Тасымалданатын материалдың сапасын анықтау, одан әрі өңдеуге операцияларды жоспарлау және дайындау үшін сынамаларды іріктеу және талдаудың біріктірілген жүйелерін пайдалану.

5.1-кесте. Механикалық конвейерлердің және пневматикалық тасымалдаудың әрқилы түрлері

Р/с №	Тасымалдағыштың атауы	Кеңістікте бағдарлау	Экологиялылық	Қуаттылығы 50 т/сағ энергия шығыны	Сенімділік
1	2	3	4	5	6
1	Таспалы конвейер	Көлденең және көлбеу бағыт. Максималды бұрыш 25 ° дейін. Жүктеу аймағының ерікті мөлшері. Икемді емес	Жұмыс кезінде тозаңды тазалау. Ашық тасымалдау	15 кВт дейін	Таспаның қызмет ету мерзімі материалға және жұмыс режиміне байланысты 3-6 ай.
2	Пластиналық конвейер	Көлденең және көлбеу бағыт 45 ° дейін	Жұмыс кезінде тозаңды тазалау. Ашық тасымалдау	20 кВт дейін	Көлік элементтерінің қызмет ету мерзімі бірнеше жыл.
3	Шөміш конвейері	40 м-ге дейін тік немесе көлбеу (көлденеңге қарай 60-82°) қозғалыс. Түсіру/түсіру аймақтарының шектеулі саны.	Тасымалдау және тиеу жұмыстары кезінде тозаңды тазалау	33 кВт бастап	Белдіктің немесе шынжырдың 0 тартқыш корпусының қызмет ету мерзімі жұмыс режиміне байланысты бірнеше айдан бірнеше жылға дейін.
4	Бұрандалы конвейер	Көлденең немесе тік қозғалыс. Тиеу/түсіру аймақтарының ерікті саны. Икемді емес.	тозаң өткізбейтін	22-30 кВт	Тасымалданатын бұранда корпусының қызмет ету мерзімі бірнеше ай.Материалға қатты элементтердің түсуі конвейердің істен шығуына әкелуі мүмкін.
5	Пневматикалық көлік	Көлденең немесе тік қозғалыс. Ұзын тасымалдау секцияларын бір тасымалдау жүйесіне қосу мүмкіндігі. Түсіру алаңының ерікті саны.	Аспирациялық жүйенің міндетті болуы.	Қуаты 55 кВт дейін.	Абразивті материалдармен жұмыс істегенде трассаның радиус бөліктерінде жұмыс қалыптасады.
6	Құбырлы тізбекті конвейер	Көлденең (50 м дейін), тік (30 м дейін) және аралас тасымалдау мүмкін. Ұзын тасымалдау секцияларын бір тасымалдау жүйесіне қосу мүмкіндігі. Тиеу/түсіру аймақтарының ерікті саны.	Барлық аумақтарда тозаңды өткізбейтін	Қуаты 11 кВт дейін	Тізбектің тартқыш элементінің қызмет ету мерзімі жұмыс қарқындылығына байланысты бір жылдан бірнеше жылға дейін
7	Құбырлы таспалы конвейерлер	Ол қосымша бос кеңістікті және тасымалдау станцияларын салуды қажет етпей, маршрут бойынша көлденең және тік қисық иілулерді жүзеге асыруды қамтамасыз етеді.	Тасымалданатын жүкті жел мен жауын-шашыннан қорғайды, тозаңның пайда болуын толық болдырмайды	Жабдықтың өнімділігі мен өлшемдері қажеттіліктерге байланысты таңдалады	Қызмет ету мерзімі қолданылатын көлік материалдарының сипаттамаларымен анықталады.

2019 жылы "KGHM" зауытында (Польша) концентраттарды және ұсақ түйіршікті материалдарды тасымалдауға және өңдеуге арналған пневматикалық көлік жүйелерін пайдалана отырып, концентрат таспалы конвейерлер мен араластыру қоймасының кернеу станцияларын тығыздау жұмыстары жүргізілді [86].

Кросс-медиа әсерлер

Энергия ресурстарының қосымша көлеміне қажеттілік:

тозаң мен газ жинау жүйелерінің жұмысын;

тозаңды басу процесінде ылғалдандырылған шикізатты су бүріккішпен кептіру қажеттілігі.

Материалдарды ылғалдандыруға арналған қосымша су шығындары.

Жабдыққа техникалық қызмет көрсету кезінде пайда болуы мүмкін қосымша қалдықтардың ықтималдығы.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Жалпы қолданылады.

Экономика

Әрбір жағдайда жабдықтың құны жеке болып табылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары. Шикізатты үнемдеу – ұсталған бөлшектерді өндірістің технологиялық цикліне қайтару.

5.1.3. Ұйымдастырылған тозаң шығарындыларының алдын алу және/немесе азайтуға арналған техникалық шешімдер

5.1.3.1. Циклондар

Сипаттама

Орталықтан тепкіш күштерді қолдануға негізделген технологиялық газдан немесе газдан тыс ағыннан тозаңды кетіруге арналған жабдық.

Технологиялық сипаттама

Циклондар дайындық, пирометаллургиялық процестер (шикізаттарды алдын ала қайтару, балқыту/күйдіру, агломерация және т.б.) кезінде бөлінетін газдарды құрғақ тазалауға, сондай-ақ аспирациялық ауаны тазартуға арналған. Пайдаланылған газ ағынынан бөлшектерді жою үшін центрден тепкіш күштердің әсерінен циклон денесінің ішінде қос құйынды шұңқыр құруға негізделген инерция қағидаты қолданылады. Кіретін газ циклондық түтіктің ішкі бетіне жақын циклон бойымен айналмалы қозғалыспен қозғалады. Төменгі жағында газ бұрылып, түтіктің ортасынан жоғары айналады және циклонның жоғарғы жағынан шығады. Газ ағынындағы бөлшектер айналмалы газдың центрден тепкіш күшімен циклон қабырғаларына итеріледі, бірақ циклоннан өтетін және одан шығатын газдың сұйық кедергі күшімен қарсы тұрады. Үлкен бөлшектер циклон қабырғасына жетеді және төменгі бункерге жиналады, ал ұсақ бөлшектер циклоннан шығатын газбен бірге кетеді және оларды қап сүзгілері, электросүзгілер, скруббер жүйелері сияқты басқа тазалау әдістерімен жоюға болады.

Ылғалды циклондар қатты заттардың салмағын жоғарылату үшін пайдаланылған газ ағынына суды атомизациялайтын және осылайша ұсақ тозаң бөлшектерін кетіретін жоғары тиімді құрылғылар болып табылады.

Үлкен көлемдегі тозаң мен газ ағындарын тазалау үшін жалпы тозаң жинағышпен біріктірілген және газ ағынын айналдыруға арналған арнайы құрылғылары бар көптеген циклон элементтерінен тұратын аккумуляторлық циклондар (мультициклондар) қолданылады. Тазалау газы тангенциалды немесе осьтік бағытта беріледі, содан кейін газ қалақтардың көмегімен айналуға беріледі. Мультициклонның циклон элементтері арасында газды дұрыс бөлу өте маңызды фактор болып табылады, өйткені газдың біркелкі емес таралуы кезінде кері немесе газ бітелуі мүмкін. Мультициклондардың тиімділігі бөлшектердің мөлшеріне байланысты және 99 %-дан астамға жетуі мүмкін.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

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

5.1-сурет. Циклонның конструкциясы

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Тозаңды ұстау дәрежесі бөлшектердің өлшеміне және циклон дизайнына өте тәуелді және ластағыш заттардың жүктемесі артқан сайын артады: стандартты жеке циклондар үшін бұл мән жалпы тоқтатылған бөлшектер үшін шамамен 70–90 %, 30–90 % құрайды.

Циклондардың жұмыс істеуінің негізгі шарттары:

1) циклонның конустық бөлігінде тозаң жиналмауын қамтамасыз ету керек. Циклон астында оны жинау үшін арнайы бункер қарастырылған;

2) циклонның төменгі жағындағы ауаның ағып кетуіне жол берілмейді. Тозаң жинағыш ауа өткізбейтін болуы керек. Бункерден тозаңның түсуі клапандар кезектесіп жұмыс істейтіндей реттелетін қос жарқылды жапқышы бар салалық құбыр арқылы жүзеге асырылады;

3) циклондардың стандартты конструкциялары 400 °C жоғары емес газ температурасында және 2,5 кПа артық емес қысымда (вакуумда) жұмыс істей алады;

4) температурасы жоғары газда жұмыс істегенде, циклондар ішінен отқа төзімді плиткамен қапталған, ал сору құбыры ыстыққа төзімді болаттан немесе керамикадан жасалған. Төмен сыртқы температурада циклон қабырғасының ең төменгі температурасы шық нүктесінің температурасынан кем дегенде 20–25 ^°C жоғары болуы керек. Бұл жағдайды қамтамасыз ету үшін циклондардың қабырғалары кейбір жағдайларда жылу оқшаулаумен сыртынан жабылған;

5) диаметрі 800 мм және одан жоғары циклондардағы жабыспайтын тозаңның бастапқы шоғырлануы 400 г/м³дейін рұқсат етіледі. Тозаңдар мен кішірек циклондарды жабыстыру үшін тозаң шоғырлануы 2-4 есе төмен болуы керек;

6) циклон тұрақты газ жүктемесімен жұмыс істеуі керек. Ағынның айтарлықтай ауытқуы кезінде жекелеген элементтерді өшіру мүмкіндігімен циклон топтарын орнату керек;

7) соңғысы тазартылған газда жұмыс істейтін және абразивті тозуға ұшырамайтындай етіп желдеткіштердің алдына циклондарды орнату ұсынылады.

Циклондар ауаның жоғары жылдамдықтарында, кіші диаметрлерде және ұзын цилиндр ұзындықтарында ең тиімді. Циклондағы ауаның жылдамдығы 10 м/с-тан 20 м/с-қа дейін, ал орташа жылдамдығы шамамен 16 м/с. Жылдамдық мәнінің ауытқуы (жылдамдықтың төмендеуі) тазалау тиімділігінің күрт төмендеуіне әкеледі.

Түсіру тиімділігін арттыру арқылы арттыруға болады:

бөлшектердің мөлшері және/немесе тығыздығы;

кіріс арнасындағы жылдамдық;

циклонның корпус ұзындығы;

циклондағы газдың айналымдар саны;

циклон корпусының диаметрінің шығыс диаметріне қатынасы;

циклонның ішкі қабырғасының тегістігі.

Тиімділік мына жағдайда төмендейді:

газдың тұтқырлығын арттыру;

циклондық камераның диаметрін ұлғайту;

газ тығыздығының жоғарылауы;

газ кірісіндегі арнаның көлемін ұлғайту;

ауа тозаң шығатын тесікке ағып кетеді.

Циклондарға техникалық қызмет көрсету талаптары төмен; циклонды эрозияға немесе коррозияға тексеру үшін оңай қол жеткізу қамтамасыз етілуі керек. Циклондағы қысымның төмендеуі жүйелі түрде бақыланады және тозаң жинау жүйесі бітеліп қалмауы үшін тексеріледі.

5.2-кестеде "Казцинк" ЖШС ӨМК қорғасын зауытында қолданылатын циклондар арқылы тозаң мен газ ағындарын тазалаудың кейбір көрсеткіштері келтірілген.

5.2-кесте. Циклондарды пайдалану кезіндегі тазалау тиімділігі

Р/с №	Процесс/тозаң көзі	Қолданылатын жабдық	Саны, дана	Тазарту алдындағы концентрация, г/Нм³	Тазалаудан кейінгі концентрация, г/Нм³	Тиімділік, %
1	2	3	4	5	6	7
1	Шихта материалдарын дайындау және тасымалдау	TsN-15	6	1.29	0,36	70.4
2	Қайта өңделген агломераны тасымалдау және тасымалдау	TsN-15	8	0,762	0,265	62.1
3	Агломерациялық машинаның газдарын тазарту	TsN-24	2	14.8	9.4	36
4	Білік пешінің технологиялық газдарын тазарту	TsN-24	2	12.45	8.3	30.7
5	Электртермиялық пештен газдарды тазарту	б/н	6	12.5	4.28	55.4

Мониторинг

Циклон өнімділігінің деңгейі УС, бета-сәулелер негізінде сынама алу үшін изокинетикалық зонд немесе өлшеу аспабын пайдалана отырып, кіріс және шығатын газ ағынындағы қатты бөлшектердің шоғырлануын мониторингтеу жолымен анықталуы мүмкін.

Кросс-медиа әсерлер

Егер қайта пайдалану/рециркуляциялау мүмкін болмаса, тозаң қалдықтарын кәдеге жарату қажеттігі. Қосымша энергия шығыны 0,25 – 1,5 кВт*сағ/1000 Нм³. Циклондардың жұмысы шудың көзі болып табылады, ол жабдықты қоршау арқылы жойылуы керек.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Циклондар қатты бөлшектерді жою үшін қолданылады, өлшемі PM₁₀. Ұсақ бөлшектерді (PM_2.5) жою үшін жоғары тиімді мультициклондар қолданылады.

Көп жағдайда циклондар, әдетте, ауаның ластану нормаларына жауап бермейтін тиімділік көрсеткіштерінің төмен болуына байланысты, қап сүзгілер (5.1.3.2-бөлімді қараңыз) және электр сүзгілер (5.1.3.3-бөлімді қараңыз) сияқты неғұрлым тиімді жүйелер үшін алдын ала тазартқыштар ретінде қолданылады.

Қолданудың артықшылықтары:

шикізатты қалпына келтіру (ұстап қалған тозаң бөлшектерін технологиялық процеске қайтару);

қозғалмалы бөліктердің болмауы, сондықтан техникалық қызмет көрсетудің төмен талаптары;

төмен операциялық шығындар;

төмен инвестициялық шығындар;

дымқыл циклондарды пайдалануды қоспағанда, құрғақ жинау және жою;

орналастыру алаңына салыстырмалы түрде аз талаптар.

Қолдану мүмкіндігі шектеулі болуы мүмкін:

ұсақ бөлшектерді тазалаудың салыстырмалы төмен тиімділігі;

салыстырмалы жоғары қысымның төмендеуі;

тазартылатын газдардың құрамында жабысқақ немесе жабысқақ материалдардың болуы;

жабдықтың шуы.

Экономика

Тұтастай алғанда, жоғары шоғырлануы бар газ ағынын тазалауға арналған ірі қондырғыға қарағанда, қатты бөлшектердің шоғырлануы төмен газдарды тазарту үшін қолданылатын жалғыз конструкциялар қымбатырақ болады (бірлік ағын жылдамдығына және тазартылған ластағыш заттардың мөлшеріне).

Осылайша, өткізу қабілеті 1800-43000 нм³/сағ және қалдық тозаң мөлшері 2,3 және 230 г/Нм³аралығындағы бір циклонүшін жинау тиімділігі 90 % құрайды. 36 000 Нм³/сағ және 180 000 Нм^3/сағарасындағы қуаттылығы бар мультициклон үшін қалдық тозаң мен тиімділік бір циклонға ұқсас.

Ендірудің қозғаушы күші

Қалпына келтіру (шикізат ретінде қайта пайдалану) мүмкіндігімен қатты бөлшектер шығарындыларын қысқарту енгізудің негізгі қозғаушы күштері болып табылады.

5.1.3.2. Қапшық сүзгілер

Сипаттама

Шығарылатын газдарды тығыз тоқылған немесе киізден жасалған матадан өткізу арқылы тозаңнан тазарту, оның көмегімен қатты бөлшектер матаға електен немесе басқа әдістермен жиналады.

Технологиялық сипаттама

Металлургиялық өндірісте қапшық сүзгілерді пайдалану өндірістік циклдің әртүрлі кезеңдерінде (шикізат дайындау, балқыту, балқыту өнімдерін өңдеу) түзілетін тозаң мен оның құрамындағы металдардан тазартудың жоғары тиімділігіне байланысты. Қапшық сүзгілер кеуекті тоқылған немесе киізден жасалған матадан жасалған, олар арқылы бөлшектерді кетіру үшін газдар өтеді. Мата сүзгісін пайдалану пайдаланылған газ сипаттамаларына және максималды жұмыс температурасына сәйкес келетін матаны таңдауды талап етеді. Шөгу және салқындату камералары, қалдық жылу қазандықтары сияқты қапшықтардың жоғары ағынына қосымша жабдықты орнату тозаңды тазарту алдында өрттердің шығу ықтималдығын, бөлшектерді кондиционерлеуді және қалдық газдың жылуын қалпына келтіруді азайтады.

Әдетте, қапшық сүзгілері сүзгі ортасын тазалау әдісіне сәйкес жіктеледі. Шығару тиімділігін сақтау үшін матадан тозаңды үнемі алып тастау керек.

Тазартудың кең таралған әдістері: кері ауа ағыны, механикалық сілкіну, діріл, төмен қысымдағы ауаның пульсациясы және сығылған ауаның пульсациясы. Акустикалық шөміштер сүзгіш қаптарды тазалау үшін де пайдаланылады. Стандартты тазарту механизмдері қапты бастапқы күйге қайтаруды қамтамасыз етпейді, өйткені мата тереңдігінде қалған бөлшектер талшықтар арасындағы уақыт мөлшерін азайтады, бірақ бұл субмикронды буларды тазалаудың жоғары тиімділігін қамтамасыз етеді.

Қапшық сүзгілердегі тазалау тиімділігі негізінен аппараттың қапшықтары жасалатын сүзгіш матаның қасиеттеріне, сондай-ақ бұл қасиеттер тазартылатын ортаның және ондағы ілінген бөлшектердің қасиеттеріне қаншалықты сәйкес келетініне байланысты болады. Матаны таңдау кезінде газдардың құрамын, тозаң бөлшектерінің сипаты мен мөлшерін, тазалау тәсілін, қажетті тиімділік пен экономикалық көрсеткіштерді ескеру қажет. Сондай-ақ газдың температурасы, егер ондай болса, газды салқындату әдісі, пайда болатын су буы және қышқылдың қайнау температурасы да ескеріледі.

5.3-кестеде тазалау кезінде кеңінен қолданылатын маталардың түрлері берілген.5.3-кесте. Қапшық сүзгілерге қолданылатын кең таралған маталар

Р/с №	Бастапқы полимер немесе шикізат	Талшық атауы	Тығыздығы, кг/м3	Ыстыққа төзімділік, °С		Әртүрлі ортадағы химиялық төзімділік		Қоршаған ортадағы тұрақтылық		жанғыштық	Созылу беріктігі, МПа	Үзілу ұзындығы, %	Тозуға төзімділік	Ылғал сыйымдылығы, %, 20°С
Р/с №	Бастапқы полимер немесе шикізат	Талшық атауы	Тығыздығы, кг/м3	ұзақ экспозициямен	қысқа экспозициямен	қышқылдар	сілтілер	тотықтырғыштар	еріткіштер	жанғыштық	Созылу беріктігі, МПа	Үзілу ұзындығы, %	Тозуға төзімділік	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
34	Полиамид	Капрон	1140	80-90	120	ОП	ох	У	X	Иә	450-600	18-32	ОХ	3,5-4,5	7-8,5
34	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	Полиакрилонетрилетрил	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	Хлор, ацетохлор, 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, кептіру майы	2300	220	270	ОХ	ОХ	ОХ	ОХ	Жоқ	350-400	елу	У-П	0	0
1	Полиоксидиазол	Оксалон	-	250	270	X		-	-	-	-	-	X	-	-
11	Алюминоборосиликатты шыны	шыны талшық	2540	240	315	X	У-П	ОХ	ОХ	Жоқ	1600-3000	3-4	ОП	0.3	-
11	Алюминоборосиликатты шыны	Керамикалық талшық	-	760	1204	OX	Х	ОХ	ОХ	Жоқ	-	-	-	-	-

OХ - өте жақсы; X - жақсы; У – қанағаттанарлық; П - нашар; ОП - өте нашар.

Сүзгі материалдарының әртүрлі түрлері қолданылатын қапшық сүзгілерінің бірнеше түрлі конструкциялары бар.

Мембраналық сүзу технологияларын қолдану (үстінгі сүзгі) қызмет ету мерзімін қосымша ұлғайтуға, температура шегін арттыруға (260 ^°C дейін) және техникалық қызмет көрсетуге салыстырмалы түрде төмен шығындарға әкеледі. Мембраналық сүзгі қалталары негізгі материалға ендірілген ультра жұқа кеңейтілген политетрафторэтилен (ПТФЭ) мембранадан тұрады. Шлангтың бетінде шығарылатын газ ағынындағы бөлшектер ұсталады. Бөлшектер қаптың ішкі жағына немесе матасына енудің орнына мембранадан ығыстырылады, осылайша кішірек шөгінді құрайды.

Тефлон/шыны талшықтары сияқты синтетикалық сүзгі маталары қап сүзгілерін ұзақ қызмет ету мерзімін қамтамасыз ететін кең ауқымды процестерде пайдалануға мүмкіндік береді. Жоғары температурада немесе абразивті жағдайларда заманауи сүзгі құралдарының өнімділігі жеткілікті жоғары, сондықтан мата өндірушілері белгілі бір қолдану үшін материалды анықтауға көмектесе алады. Тозаңның тиісті түрі үшін қолайлы конструкцияны пайдалану кезінде ерекше жағдайларда тозаң шығарындыларының өте төмен деңгейі қамтамасыз етілуі мүмкін. Жоғары сенімділік пен ұзағырақ қызмет ету мерзімі заманауи қап сүзгілерінің құнын өтейді. Тозаң шығарындыларының төмен деңгейіне қол жеткізу өте маңызды, өйткені тозаңда металдардың айтарлықтай мөлшері болуы мүмкін. Тазартылмаған газдардың атмосфераға ағып кетуін болғызбау үшін тарату коллекторларының деформациясының әсерін және шлангтарды дұрыс герметикалауды ескеру қажет.

Белгілі бір жағдайларда сүзгілердің бітеліп қалуы мүмкін болғандықтан (мысалы, жабысқақ тозаң болған жағдайда немесе конденсациялық температурада ауа ағындарында пайдаланған кезде) және олардың отқа сезімталдығына байланысты олар барлық қолданбалар үшін жарамсыз. Сүзгілер сондай-ақ қолданыстағы қапшық сүзгілермен бірге пайдаланылуы мүмкін және жаңғыртуға ұшырауы мүмкін. Атап айтқанда, жыл сайынғы техникалық қызмет көрсету кезінде қапшықты тығыздау жүйесін жақсартуға болады, ал сүзгі қаптарын стандартты ауыстыру кестелеріне сәйкес неғұрлым жетілдірілген материалдармен ауыстыруға болады, бұл сонымен қатар болашақ шығындарды азайтуға мүмкіндік береді.

Пайдаланылатын сүзгілердің ең көп тараған түрі бірнеше жеке мата сүзгі элементтері топта бірге орналастырылған қап түріндегі қапшық сүзгілер болып табылады. Сүзгіде пайда болған тозаң феррит жинау тиімділігін айтарлықтай арттырады. Қапшық сүзгілер парақ немесе картридж түрінде де болуы мүмкін.

Сүзгі бірнеше бөлімдерден тұрады; қаптарға түскен тозаңды кетіру. Тазалау режимінде тозаңды газ қаптың саңылаулары арқылы сүзіледі, ал тозаң оның бетіне қойылады. Уақыт өте келе, гидравликалық кедергісі бар қапта жиналған тозаң қабаты артады және тұндыру тиімділігі артады. Бұл жағдайда сүзгінің газ өткізу қабілеті айтарлықтай төмендейді, ал механикалық (шайқау, бұрау) және (немесе) аэродинамикалық (сығылған ауамен импульстік үрлеу) әдістермен тозаңды тазарту үшін регенерацияға арналған секция өшіріледі. Өңделетін газдың ағыны қапщықтың ішкі жағынан сыртқы жағына немесе қапшықтың сыртынан ішкі жағына бағытталуы мүмкін.

5.2-суретте қапшық сүзгіні пайдалана отырып газды тазарту схемасы (қағидаттары) көрсетілген.

5.2-сурет. Қапшық сүзгінің жұмыс істеу қағидаты

Егер кіретін қалдықтардың құрамында салыстырмалы түрде үлкен бөлшектер болса, қапшық сүзгіге түсетін жүктемені азайту үшін, әсіресе кірістегі бөлшектердің жоғары шоғырлануы кезінде қосымша алдын ала өңдеу үшін механикалық коллекторларды (циклондар, электростатикалық сүзгілер және т.б.) пайдалануға болады.

Мониторинг

Сүзгінің дұрыс жұмыс істеуін қамтамасыз ету үшін келесі функциялардың бірін немесе бірнешеуін пайдалану қажет.

Сүзгі материалын таңдауға және монтаждау және тығыздау жүйесінің сенімділігіне ерекше назар аударылады. Қазіргі заманғы сүзгі материалдары әдетте ұзаққа созылады және қызмет мерзімі ұзағырақ болады. Көптеген жағдайларда заманауи материалдардың қосымша құны ұзақ қызмет мерзімімен өтеледі.

Жұмыс температурасы газдың шық нүктесінен жоғары. Жоғары жұмыс температурасында ыстыққа төзімді гильзалар мен бекіткіштер қолданылады.

Сүзгі ақауларын анықтау үшін оптикалық немесе трибоэлектрлік құрылғыларды түсіру және пайдалану арқылы тозаң құрамын үздіксіз бақылау. Қажет болса, тозған немесе зақымдалған қапшықтар бар жеке бөліктерді анықтау үшін құрылғы сүзгіні тазалау жүйесімен байланысуы керек.

Қажет болса, газды салқындату және ұшқынды сөндіруді пайдалану. Циклондар ұшқынды сөндіруге қолайлы құрылғылар болып саналады. Көптеген заманауи сүзгілер бірнеше бөліктерде орналасқан, сондықтан қажет болған жағдайда зақымдалған бөлімдерді оқшаулауға болады.

Өртті анықтау үшін температура мен ұшқынды бақылауды пайдалануға болады. Тұтану қаупі болған жағдайда инертті газ жүйелері қамтамасыз етілуі немесе шығарылатын газға инертті материалдар (мысалы, кальций гидроксиді) қосылуы мүмкін. Тіндерді жобалау шегінен тыс шамадан тыс қыздыру улы газды шығарындыларды тудыруы мүмкін.

Тазалау механизмін басқару үшін дифференциалды қысымды бақылау қажет.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Өлшемі 2,5 микронға дейінгі қатты бөлшектерді жою. Белгілі бір газ тәріздес ластағыш заттарды жою оларды қапшык сүзгілермен тозаң ұстау камерасынан кейін орналасқан және қосымша материалдарды енгізумен байланысты жүйелермен, оның ішінде адсорбциямен және натрий әк/бикарбонатын құрғақ үрлеумен ұштастырған жағдайда мүмкін болады.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Өнімділік пайдаланылатын тазалау жабдығының түріне байланысты және 99 %-дан 99,9 %-ға дейін болуы мүмкін. Орташа сүзгілеу жылдамдығы 0,5 және 2 м/мин аралығында. Тозаңнан басқа, қапшык сүзгі металдар мен диоксиндер сияқты тозаң бөлшектерінде адсорбцияланған бар заттарды алып тастайды.

Электростатикалық сүзгіден төмен қарай қапшық сүзгіні қосу өте төмен бөлшектер шығарындыларына қол жеткізуге мүмкіндік береді.

Сүзгілер арнайы құрылғылардың көмегімен тұрақты бақылауда болуы керек.

Сүзгі қаптарының тозуы өнімділіктің біртіндеп төмендеуіне әкеледі, бұл өлшеуге болады. Бірнеше шлангтардың зақымдануы немесе апатты істен шығуы коррозияға, абразивті материалдың сүзілуіне немесе өрт қаупіне әкеледі. Қысымның төмендеуі индикаторлары немесе тозаң мониторлары сияқты қарапайым үздіксіз бақылау жүйелері өнімділіктің өрескел көрсеткішін ғана қамтамасыз етеді. 5.4-кестеде әртүрлі сүзгілердің жиі қолданылатын параметрлері салыстырылады.

5.4-кесте. Әртүрлі қапшық сүзгі жүйелерін салыстыру

Р/с №	Параметр	Өлшем бірлігі	Импульстік сүзгі	Шыны талшықты мембраналық сүзгі	Шыны талшықты сүзгі
1	2	3	4	5	6
1	Жең түрі	-	Полиэстер	мембрана/ шыны талшық	Шыны талшық
2	Жең өлшемі	м	0,126 x 6	0,292 x 10	0,292 x 10
3	Бір жеңдегі матаның ауданы	м ²	2	9	9
4	Жақтау	-	Иә	Жоқ	Жоқ
5	Қысымның төмендеуі	кПа	2	2	2.5
6	Ауаның матаға қатынасы	м/сағ	80 - 90	70 - 90	30 - 35
7	Жұмыс температурасының диапазоны	°C	250	280	280
8	Жеңнің қызмет ету мерзімі	айлар	30-ға дейін	72 - 120	72 - 120

Қапшық сүзгілерін пайдаланған кезде тұнба мен сарқынды суларды тазартудың қажеті жоқ

Кросс-медиа әсерлер

Сүзгіш матаны, егер оны қалпына келтіру мүмкін болмаса, феррит түзілуін болғызбау үшін әрбір 2 – 4 жыл сайын ауыстыру қажет (қызмет ету мерзімі әртүрлі факторларға байланысты). Сорғы арқылы өтелуі керек қысымның төмендеуі, нәтижесінде қосымша энергия шығыны. Қапшық сүзгілер ұсақ бөлшектерді ұстауда өте тиімді болғандықтан, олар субмикронды бөлшектер түріндегі түтін газдарының тозаңында болатын ауыр металдардың шығарындыларын азайтуда да тиімді.

Бұған қоса, тазалау циклі үшін сығылған ауаны тұтынуды арттыруға болады.

Техникалық қызмет көрсету кезінде қосымша қалдықтар пайда болуы мүмкін.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайымдар

Жалпы қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты (қолданылатын сүзгі қаптарының түрі мен саны). Сүзгілердің құны жабдықтың тиімділігіне (сүзгі жүктемесі), қолданылатын тазалау жүйелеріне (біріктірілген немесе қайталама), сондай-ақ сүзгінің өзінің дифференциалды қысым көрсеткішіне байланысты. Инвестициялық шығындарды төмендету жоғарыда аталған факторлардың тығыз өзара іс-қимылын ұйымдастыру жолымен, атап айтқанда тазалау кезіндегі дифференциалдық қысымның ең аз мәндері және ауа үшін ең аз мәндері, сондай-ақ ауа-қаптаманың барынша ықтимал қатынастары есебінен мүмкін болады.

Ендірудің қозғаушы күші

Қоршаған ортаға эмиссияларды азайту. Экологиялық заңнама талаптары. Ресурстарды үнемдеу.

5.1.3.3. Электрсүзгілер

Сипаттама

Алынатын бөлшектер зарядталады, ал сүзгі корпусында орналасқан арнайы электродтардың заряды басқа. Тозаңды ауаның өтуі кезінде ластағыш заттардың бөлшектері электродтарға тартылып, кейіннен қабылдау бункеріне түседі. Тазалау тиімділігі өрістер санына, тұру уақытына және алдын ала бөлшектерді кетіру құрылғыларына байланысты болуы мүмкін. Электростатикалық сүзгілер электродтардан тозаңды жинау әдісіне байланысты құрғақ немесе дымқыл болуы мүмкін.

Технологиялық сипаттама

Электрсүзгінің жұмыс қағидаты коллекторлық пластиналардағы электрлік күштің көмегімен кіретін пайдаланылған газ ағынындағы бөлшектерді ұстау болып табылады. Ұсталған бөлшектер газ тәріздес иондар ағыны ағып жатқан тәж арқылы өткенде электрлік зарядталады. Ағынды жолақтың ортасындағы электродтар жоғары кернеу кезінде ұсталады және бөлшектерді коллектор қабырғасына қарай қозғалуға мәжбүрлейтін электр өрісін құрады (5.3-суретті қараңыз).

5.3-сурет. Электрсүзгінің жұмыс істеу қағидаты

Бұл жағдайда тұрақты ток кернеуін 20 – 100 кВ диапазонында сақтау қажет. Иондық тұндырғыштар әдетте жоғары бөлу тиімділігін қамтамасыз ету үшін 100–150 кВ диапазонында жұмыс істейді. Электрсүзгілердің айырықша ерекшелігі тозаңды кетіретін газдардың жоғары температурада (ыстық) және жоғары ылғалдылығында (ылғалды) жұмыс істеу мүмкіндігі болып табылады. Шығарылатын тозаң мөлшері – тозаңды кетіру деп аталатын (өңделген шихтаның массасының пайызымен) немесе металдардың тозаңға айналуы металлургиялық қондырғының түріне, шихтаның физика-химиялық сипаттамаларына (көлемі, беріктігі, жеңіл жанатын металдар мен қосылыстардың құрамы және т.б.), пирометаллургиялық процестің қарқындылығы мен сипаты және басқа да көптеген факторлар. Әсіресе қарқынды тозаң концентраттарды күйдіру және балқыту, сублимация процестері сияқты технологиялық процестерде түзіледі.

Мониторинг

Уақытылы бақылау және техникалық қызмет көрсету қажет. Қапшық сүзгінің өнімділігі пайдаланылған газ ағынындағы қатты заттардың шоғырлануын өлшеу арқылы анықталады (бұрын және кейін).

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Атмосфераға тозаң шығарындыларын азайту (1 микроннан аз қатты бөлшектерді ұстау). Қайта өңдеу мүмкіндігі (ұсталған тозаңды қайта пайдалану). Өңдеудің келесі сатыларына жіберілетін ластағыш заттардың жүктемесін азайту.

5.5-кесте. Тазарту тиімділігі мен электросүзгілерді қолдануға байланысты шығарынды деңгейлері [62]

Р/с №	Ластағыш	Тазалау тиімділігі, %		Ескерту
Р/с №	Ластағыш	Құрғақ электрсүзгі	Ылғал электрсүзгі	Ескерту
1	2	3	4	5
1	Тозаң (бөлшектердің мөлшері анықталмаған)	Н/Д	99-99.2
2	Тозаң, аэрозольдер	Н/Д	97-99	Қалдық тозаң мөлшері 5–20 мг/Нм ³
	PM₁	>97	Н/Д
	PM₂	>98	Н/Д
	PM₅	>99 , 9	Н/Д
3	PM₅	>99,9	Н/Д	Тиімділік орнатудың нақты конфигурациясына байланысты және пайдалану шарттары; көрсетілген сандар орташа сағаттық көрсеткіштерге негізделген.
4	PM_2,5	Н/Д	97–99,2
5	PM₂	>98	Н/Д
6	PM₁	>97	Н/Д

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Электрсүзгі тозаңды ғана емес, сонымен қатар диоксиндер мен металдар сияқты тозаң бөлшектеріне адсорбцияланатын заттарды да кетіру үшін қолданылады.

Электрсүзгінің өлшемі жинау тиімділігін анықтаудың негізгі факторы болып табылады. Жинау тиімділігіне әсер ететін басқа параметрлер:

бөлшектердің кедергісі;

бөлшектердің құрамы және газ ағыны;

бөлшектердің температурасы және газ температурасы;

бөлшектердің өлшемі және бөлшектердің мөлшерінің таралуы.

Бөлшектердің кедергісін тазалау процесінің "басына" келесі компоненттердің біреуін немесе бірнешеуін енгізу арқылы азайтуға болады:

күкірт триоксиді (SO₃),

аммиак (NH₃),

су.

Дегенмен, жаңа реагенттер немесе су қосылғанда, бөлшектер енді қайта пайдалануға жарамсыз болуы мүмкін.

Электрсүзгілердің электр энергиясын тұтынуы тазартылған газдағы тозаң мөлшерінің төмендеуімен экспоненциалды түрде өсуде. Электр сүзгісінің тиімді жұмыс істеуі үшін тазартылатын газ ағынының температурасы мен ылғалдылығын бақылау қажет. Оңтайлы ұсынылған жұмыс жағдайларын сақтау және уақтылы қызмет көрсету жұмысы электрсүзгінің қызмет ету мерзімін арттыруға мүмкіндік береді.

Жаңғырту құнын төмендету қолданыстағы қондырғыларды толық ауыстырусыз жақсарту арқылы мүмкін болады.

Кросс-медиа әсерлер

Оңтайлы жұмыс жағдайында энергия тұтынуды азайту. Тозаңды қайта пайдалану мүмкін болмаса, кәдеге жарату қажеттілігі тозаңның құрамында ауыр металл қосылыстары мен диоксиндердің болуына байланысты (қайталама энергетикалық ресурстардың жануы кезінде). Бұл заттардың құрамы жиналған тозаңды қауіпті қалдықтарға жатқызуға негіз болуы мүмкін.

Қызмет көрсету кезінде қосымша қалдықтардың пайда болу мүмкіндігі.

Қолдануға қатысты техникалық олар

Электр сүзгілерінің негізгі кемшілігі газдарды электрлік сүзгілеу процесінің технологиялық режимнің берілген параметрлерінен, тозаң құрамының ауытқуларына, сонымен қатар құрылғының белсенді аймағындағы шамалы механикалық ақауларға жоғары сезімталдығы болып табылады. Сондай-ақ, электросүзгілер жұмысы кезінде ұшқын разрядтарының пайда болуы сөзсіз екенін есте ұстаған жөн. Осыған байланысты, егер тазартылатын газ жарылыс қауіпті қоспа болса немесе қалыпты технологиялық режимнен ауытқу нәтижесінде процесс барысында мұндай қоспа түзілуі мүмкін болса, электростатикалық тұндырғыштар қолданылмайды.

Сондықтан, жоғары өнімділікке қарамастан, қолдану мүмкіндігі көміртегі тотығы шоғырлануының жоғарылауымен өрт пен жарылыс қаупімен шектеледі.

Электростатикалық сүзгілерді қолданудың негізгі артықшылықтары:

тіпті ұсақ бөлшектер үшін тозаң жинаудың жоғары тиімділігі (> 97 %) (тиімділікті өрістер немесе аймақтарды қосу арқылы арттыруға болады);

төмен қысымның төмендеуі, нәтижесінде энергияның төмен сұранысы, әдетте төмен (кейбір жағдайларда жүйедегі қысымның төмендеуін жеңу үшін мәжбүрлі желдеткіш немесе мәжбүрлі сору желдеткіші қажет);

температураның, қысымның және газ ағынының кең диапазонына жарамды;

тозаңды құрғақ жолмен кетіруге болады, бұл қайта пайдалануға мүмкіндік береді (құрғақ электрсүзгі үшін);

қышқыл түтіндерін ішінара жою (дымқыл электростатикалық тұндырғыш үшін);

ылғкалды электрсүзгілер жабысқақ бөлшектерді, тұмандарды және жарылғыш тозаңды кетіре алады;

50 кВ жоғары кернеуде тазалау тиімділігі тұру уақытына байланысты емес, бұл ықшам конструкцияларды жасауға мүмкіндік береді (дымқыл электросүзгі үшін).

Электрсүзгілерді қолданудың кемшіліктері:

газ ағындары, температура немесе тозаң шоғырлануы өзгеретін процестер үшін қолайлы емес (компенсация шарасы ретінде автоматты реттеуді пайдалануға болады);

газдың жоғары жылдамдығына, тазалаудың нашар өнімділігіне немесе нашар газ ағынына байланысты ықтимал қайта түсу;

техникалық қызмет көрсетуге және реттеуге сезімтал;

салыстырмалы үлкен кеңістік қажет;

жоғары білікті кадрларға деген қажеттілік;

персоналды жоғары кернеуден қорғаудың арнайы шаралары;

құрғақ электросүзгілерді пайдалану кезінде жарылыс қаупі;

тазалау қуаты тозаң бөлшектерінің кедергісіне байланысты (құрғақ электросүзгілерді пайдаланған кезде);

жабысқақ немесе дымқыл бөлшектерді кетіру үшін құрғақ электростатикалық сүзгілер ұсынылмайды;

ауаның шығып кетуіне және қышқыл конденсациясына байланысты сымдардың үстіңгі жағындағы коррозия (дымқыл электросүзгілер үшін);

дымқыл электросүзгілердің жоғары құны.

Экономика

Қондырғы құны қолданылатын әдіс пен жабдыққа байланысты, әр жағдайда ол бөлек анықталады. Электрсүзгілерде бөлшектерді ұстауға арналған энергия шығындары өте төмен, соның ішінде аппараттың газ-динамикалық кедергісін жеңу үшін 150–200 Па аспайтын энергия шығындары және энергия шығындары, әдетте 1000 м³газға 0,1–0,5 кВт/сағ.

Среднеуральск мыс балқыту зауытының конвертерлік газдарын тазалауға арналған ескірген жұқа электросүзгілерді заманауи жабдыққа ауыстыру тозаңның деңгейін 1 г/м³-тен 0,1 г/м³дейін төмендетуге мүмкіндік берді [89].

Ендірудің қозғаушы күші

Бөлшектердің шығарындыларын қайта пайдалану мүмкіндігімен азайту. Экологиялық заңнама талаптары.

5.1.3.4. Ылғалды электрсүзгі

Сипаттама

Тозаңды электродтардың бетінен шашыратқыш сұйықтықпен жуу арқылы жою, көп жағдайда су қолданылады. Газды салқындату және оның температурасын шық нүктесіне дейін жеткізу қажет болса, дымқыл электросүзгілердің алдына ылғалды тозаң жинағыштар – скрубберлер қойылады. Пайдаланылған газды атмосфералық ауаға шығару арқылы су тамшыларын жою үшін арнайы механизм (шашырау-, тұман ұстағыштар) орнатылған.

Технологиялық сипаттама

Ылғал электросүзгілер әдетте абсорбциядан кейінгі қалдық тозаң мен тамшыларды жою сатысында қолданылады. Жұмыс қағидаты құрғақ электросүзгілердің жұмыс істеу қағидаттарына ұқсас. Бұл жағдайда жиналған тозаң айналымдағы судың және жиналған қышқыл тұманының әсерінен пайда болған сұйық пленка арқылы коллекторлық тақталардан немесе құбырлардан тазартылады. Құрамында қатты заттар болған жағдайда, сүзгіге суды үздіксіз бүрку үшін кіріктірілген бүріккіш саптамаларды пайдалануға болады, осылайша коллектор электродтарында шөгінділердің жиналуын болдырмайды. Шашырату коллектор электродтарындағы сұйық қабықшаны арттырады және оның қатты заттарының құрамын азайтады. Қатты бөлшектермен бірге ұсақ тұман тамшыларын ұстауға арналған ылғалды типті электростатикалық сүзгілерде ұсталған тозаң электродтардан сумен жуылады және суспензия (шлам) түрінде шығарылады. Мұндай құрылғыларда электрлік кедергісі жоғары тозаң да ұсталады, ол құрғақ типті электросүзгілерде нашар ұсталады. Газды алдын ала ылғалдандырады және шық нүктесінен төмен температураға дейін салқындатады. Сонымен қатар, дымқыл сүзгілер жуу жүйелерімен жабдықталған. Шаю кезеңді түрде жүзеге асырылады. Шаю кезінде жоғары кернеуді беру үзіледі. Бұл сүзгілер стандартты пластиналардағы тозаңның белгілі бір түрлерін кетіруде немесе газ ағынының басқа компоненттері жұмыс істеуге кедергі келтіретін жағдайларда, мысалы, суық, ылғалды газ жағдайында тиімді. Бұл жағдайда одан әрі өңдеуді қажет ететін сұйық сарқынды су пайда болады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Тозаңның, металдардың және басқа қосылыстардың шығарындыларын азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Ылғалды электросүзгілер тозаңның кез келген түрін дерлік ұстауды қамтамасыз ете алады. Электрсүзгілерді қолдану арқылы газды тазалаудың тиімділігі тозаң мен газ ағынының физикалық-химиялық көрсеткіштеріне, электросүзгідегі газдың тұру жылдамдығы мен уақытына байланысты. Әдетте, тиімділік мәні 98 – 99,9 % диапазонында.

Кросс-медиа әсерлер

Қуатты айтарлықтай тұтыну. Су ресурстарын қосымша шығындау қажеттілігі. Электродтарда тұнба пайда болған кезде оларды таза ұстау қиын болуы мүмкін, оларды жиі қуатсыз шаю арқылы алып тастау керек, бұл металдар мен басқа заттардың суға түсуіне жол бермеу үшін тазартуды қажет ететін қалдық суды тудырады. Тазартылған газдар жеткілікті ылғалды, соның нәтижесінде пештің түтін газдарында шлейф байқалуы мүмкін.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайымдар

Қолдану мүмкіндігі газ ағындарын шық нүктесіне жақын немесе төмен салқындату қажеттілігімен шектелуі мүмкін. Жоғары температуралы ағындарды тазалау кезінде оларды сумен салқындату олардың көлемін азайтуға көмектеседі. Ылғалды электрсүзгілерді пайдаланудың артықшылықтары мен кемшіліктері 5.1.3.4-тармақшасында.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Тозаң және басқа қосылыстардың шығарындыларын азайту. Тозаңды процеске қайтару шартымен шикізатты үнемдеу.

5.1.3.5. Ылғалды скруббер

Сипаттама

Газдарды қолайлы сұйықтыққа, көбінесе суға немесе сулы ерітіндіге ауыстыру арқылы технологиялық газдан немесе газдан тыс ағыннан қатты ластағыш заттарды жою.

Технологиялық сипаттама

Ылғалды тозаңдандыру, әдетте, орталықтан тепкіш күшпен үлкен бөлшектерді жоюмен бірге, қоректік газды сумен қатты араластыру арқылы тозаңды бөлуді қамтиды. Ол үшін газ тангенциалды түрде енгізіледі (бүйірге бұрышпен). Бөлшектер сұйықтың тамшыларымен немесе басқа бетімен жанасқанда, бір немесе бірнеше физикалық әсерлердің әсерінен (инерциялық әсер, броундық және турбулентті диффузия және т.б.) бөлшектер суланады, көп жағдайда олар шөгеді, нәтижесінде оның ішінде олар ұсталынады. Ылғалды ұстағанда газдар негізінен ірі бөлшектерден (3–5 мкм-ден астам) тазартылады. Ұсақ бөлшектерді (возгондарды) ұстау үшін дымқыл тазалауды қолданудың тиімділігі аз, бұл бөлшек пен ылғалды бет арасында газ немесе ауа қабатының болуымен түсіндіріледі, ал ұсақ бөлшектер (тамшылар) газ ағынымен бірге қозғалады және олар сұйықтықпен кездескен кезде (тамшымен немесе басқа дымқыл бетпен) онымен жанаспайды, бірақ ылғалды бетті айналып өтеді. Бұл факт ылғалды тозаң жинағыштың конструкцияларын жақсартуға ықпал етті. Осыған байланысты жоғары жылдамдықпен қозғалатын газ сұйықтықты ұсақ тамшыларға ыдырататын жоғары жылдамдықты немесе турбулентті ылғалды тозаң жинағыштар жасалды. Бөлшектер кішкентай тамшылармен оңай соқтығысады және толығымен ұсталады (тіпті сублиматтар).

Каскадты скрубберлер немесе ылғалды Вентури скрубберлері тығыздалған электр доғалы пештердегі СО-мен толтырылған газдардан тозаңды тазалау үшін жиі қолданылады. Содан кейін газ жоғары калориялы газ ретінде пайдаланылады және одан әрі өңдеуден кейін қалпына келтіріледі. Ол сондай-ақ тозаң жоғары абразивті, бірақ оңай суланатын кезде болат таспалы агломератордан газдарды тазалау үшін қолданылады. Бұл скруббер әрекетінсіз қапшық сүзгінің қызмет ету мерзімі өте шектеулі болар еді және матаның жылдам тозуы өнімділікті төмендетеді.

Скрубберлер тозаңның сипаты немесе газдың температурасы басқа әдістерді қолдануды болдырмайтын жағдайда немесе тозаңның түрі скрубберді кетіруге жарамды болғанда қолданылады. Скрубберлерді пайдалану газдарды тозаңмен бір уақытта жою қажет болғанда немесе олар ластануды бақылау тізбегінің бір бөлігін құрайтын кезде пайдалы, мысалы, күкірт қышқылы зауытына кірер алдында тозаңды тазарту кезінде. Ылғалдандыруды және бөлшектерді ұстауды қамтамасыз ету үшін жеткілікті энергия қажет.

Ылғалды тазартудан кейін алынған қатты тозаң скруббердің түбінде жиналады. Тозаңнан басқа SO₂, NH₃, HCl, HF сияқты бейорганикалық заттарды, ұшпа органикалық қосылыстар мен ауыр металдарды да кетіруге болады.

Сондай-ақ скрубберлер ылғалды электрсүзгілермен бірге күкірт қышқылы қондырғыларында конверсия алдында газдарды салқындату және тазалау немесе қышқыл газдарды сіңіру үшін қолданылады.

Мониторинг

Ылғалды скрубберлерде қысымның төмендеуін, тазарту сұйықтығының ағынының жылдамдығын және (қышқыл газды кетіру жағдайында) рН бақылау жүйесі болуы керек. Тазартылған газдар скрубберден ылғалдандырғышқа өтуі керек.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Тозаң шығарылуын азайту.

Ылғалды тазалау әдістерінің тиімділігі қатты бөлшектердің мөлшеріне және жиналған аэрозольдерге байланысты.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Шығарылатын газдарды қатты бөлшектерден тазарту тиімділігі жабдықтың түріне байланысты және 50-99 % диапазонында. Тозаңды дымқыл тазалау (сіңіру) сүзгілеу (мысалы, қап сүзгілері) немесе электростатикалық тұндыру арқылы кейінгі өңдеумен біріктірілуі мүмкін. Бұл жағдайда тазалау тиімділігі 90-нан 99 %-ға дейін.

Кросс-медиа әсерлер

Ылғалды тазартылған газдар атмосферасында дисперсиялық жағдайдың нашарлауы мүмкін (қосымша тазарту қажет болуы мүмкін). Жоғары энергия шығындары (әсіресе турбулентті тозаң жинағыштар үшін).

Суды тұтыну көбінесе газ тәрізді қосылыстардың кіріс және шығыс шоғырлануына байланысты. Булану шығындары негізінен келетін газ ағынының температурасы мен ылғалдылығымен анықталады. Шығатын газ ағыны көп жағдайда су буымен толық қаныққан. Әдетте айналымдағы сұйықтықты оның ыдырауы мен булану шығындарына байланысты өңдеу қажет.

Абсорбция, әдетте, қайта пайдалану мүмкін болмаса, одан әрі өңдеуді немесе кәдеге жаратуды (әсіресе оның құрамында агрессивті компоненттер болса) қажет ететін қалдық сұйықтықты (ағынды және тұнба түрінде) шығарады. Бұл әдістің проблемасы - арнадағы жоғары жылдамдыққа байланысты пайда болуы мүмкін эрозия. Бұл коррозияға қарсы және кейбір жағдайларда қымбат және тапшы құрылымдық материалдарды қолдануды қажет етеді.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайым

Әдетте, бұл техниканы қолдануда техникалық шектеулер жоқ. Абсорбцияны қолдану қолайлы абсорбенттің болуына байланысты.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Атмосфералық ауаға шығарындыларды азайту. Экологиялық заңнама талаптары. Экономикалық пайда.

5.1.3.6. Керамикалық және ұсақкөзді металл сүзгілер

Сипаттама

Жұмыс принциптері, жалпы дизайн және тазалау мүмкіндіктері бойынша жұқа торлы керамикалық сүзгілер қапшық сүзгілерге ұқсас. Металл жақтаудағы мата қапшықтарының орнына олар пішіні шамға ұқсайтын қатты сүзгі элементтерін пайдаланады.

Техникалық сипаттама

Бұл сүзгілер ұсақ бөлшектерді, соның ішінде PM₁₀-ды жояды. Сүзгілер жоғары температураға төзімділікке ие және жиі жұмыс температурасының жоғарғы шегін анықтайтын сүзгі корпусы болып табылады. Тірек құрылымының жоғары температурада кеңеюі де маңызды фактор болып табылады, өйткені бұл корпустағы сүзгі элементтерінің тығыздығын бұзады, бұл тазартылған газ ағынына шикі газдың ағып кетуіне әкеледі. Нақты уақыттағы ақауларды анықтау жүйелері қапшық сүзгілеріне ұқсас қолданылады. Керамикалық және металл сүзгілер қапшық сүзгілері сияқты икемді емес. Мұндай сүзгілерді үрлеу арқылы тазалау кезінде ұсақ тозаң қапшық сүзгідегідей тиімділікпен жойылмайды, бұл сүзгі ішінде ұсақ тозаңның жиналуына және осылайша оның өнімділігінің төмендеуіне әкеледі. Бұл өте жұқа тозаңның жиналуына байланысты.

Керамикалық сүзгілер алюмосиликаттардан жасалған және химиялық немесе қышқылға төзімділікті жақсарту немесе басқа ластағыш заттарды сүзу үшін әртүрлі сүзгі материалдарымен қапталуы мүмкін. Сүзгі элементтері жаңа болған кезде салыстырмалы түрде оңай өңделеді, бірақ жоғары температураға ұшырағаннан кейін олар сынғыш болады және техникалық қызмет көрсету кезінде немесе абайсыз тазалау әрекеттері кезінде кездейсоқ зақымдалуы мүмкін.

Жабысқақ тозаңның немесе шайырдың болуы ықтимал мәселе болып табылады, себебі қалыпты тазалау кезінде сүзгіден шығару қиын, бұл қысымның төмендеуіне әкелуі мүмкін. Температураның сүзгі ортасына әсері жиынтық болып табылады, сондықтан орнатуды жобалау кезінде ескеру қажет. Тиісті материалдар мен құрылысты қолдану арқылы өте төмен шығарындыларға қол жеткізуге болады. Шығарындыларды азайту маңызды, өйткені тозаңның құрамында металдардың көп мөлшері бар.

Жаңартылған металл торлы сүзгі де жоғары температурада ұқсас өнімділікке ие болады. Технологияның жетістіктері аумақты пайдаланудан шығарған кезде, тазалаудан кейін тозаң ферритінің тез пайда болуын қамтамасыз етеді.

Арнайы қолдану үшін дұрыс өлшемдегі дұрыс жобаланған және өндірілген сүзгілер келесі сипаттамаларға ие болуы керек.

Корпус, фитингтер және тығыздау жүйесі таңдалған қолдану үшін жарамды, сенімді және ыстыққа төзімді.

Тозаң жүктемесін үздіксіз бақылау сүзгі ақауларын анықтау үшін шағылыстыратын оптикалық немесе трибоэлектрлік құрылғыларды қолдану арқылы жүзеге асырылады. Құрылғы, мүмкін болса, тозған немесе зақымдалған элементтері бар жеке бөліктерді анықтау үшін сүзгіні тазалау жүйесімен өзара әрекеттесуі керек.

Қажет болса, тиісті газды өңдеу.

Тазалау құрылғыларының күйін бақылау үшін қысымның төмендеуін өлшеуге болады.

Белгілі бір жағдайларда (мысалы, жабысқақ тозаң немесе шық нүктесіне жақын ауа ағынының температурасы) сүзгі ортасының бітелу ықтималдығына байланысты бұл әдістер барлық жұмыс жағдайларына сәйкес келмейді. Оларды қолданыстағы керамикалық сүзгілерде қолдануға болады және оларды қайта жабдықтауға болады. Атап айтқанда, тығыздау жүйесін жоспарлы жөндеу кезінде жақсартуға болады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Тозаңның, металдардың және басқа қосылыстардың шығарындыларын азайту.

Кросс-медиа әсерлер

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

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайымдар

Қолданылатын

Экономика

Әрбір жағдайда жабдықтың құны жеке, бірақ процестер үнемді жұмыс істейді.

Ендірудің қозғаушы күші

Тозаң шығарылуын азайту. Тозаңды процеске қайтару мүмкін болса, шикізатты үнемдеу.

5.2. Шикізатты алдын ала өңдеу

5.2.1. Бастапқы және қайталама шикізатты (аккумуляторлардан басқа) алдын ала өңдеу кезінде шығарындыларды болғызбау және/немесе азайту

Сипаттама

Шикізатты алдын ала дайындаумен байланысты процестерден ластағыш заттардың шығарындыларын азайтудың жоғары әлеуеті бар техникалар.

Техникалық сипаттама

Бұл бөлімше келесі жабдықты пайдаланумен байланысты әдістерді қарастырады, олар мыналарды қамтиды:

жабық конвейерлер немесе пневматикалық тасымалдау жүйелері (5.1.1- бөлімді қараңыз);

жабық жабдық (5.2.2- бөлімді қараңыз);

тозаңды басатын жүйелер (5.1.1-бөлімді қараңыз);

шикізатты түйіршіктеу (5.1.1-бөлімді қараңыз);

циклон (5.1.3.1-бөлімді қараңыз);

қапшық сүзгілер (5.1.3.2-бөлімді қараңыз).

Қорғасын өндіруде қолданылатын кен шикізаты (құрамында қорғасын бар концентраттар) басқа балқыту материалдарымен және флюстермен (мысалы, тотыққан руда, әктас, магнитті клинкер фракциясы, магнитті емес клинкер фракциясы) белгілі бір шикізаттың бастапқы материалын алу үшін араластырылады негізгі өндірістік желінің технологиялық регламентіне сәйкес физикалық-химиялық құрамы. Бастапқы қоспаларды дайындау, флюстерді қосу жабық мөлшерлеу жүйелерін (бункерлер), конвейерлік таразыларды немесе массаның жоғалуын бақылау жүйелерін қолдану арқылы жүзеге асырылуы мүмкін. Соңғы араластыру және гомогенизация араластырғыштарда, түйіршіктеуіштерде немесе қоректену және мөлшерлеу жүйелерінде болуы мүмкін. Шикізатты тасымалдау үшін жабық жабдықты, жабық және немесе пневматикалық жүйелерді пайдалану дайындық кезеңдерінде тозаңның шығуын болғызбауға көмектеседі.

Қорғасынның қайталама өндірісінде құрамында қорғасын, күл, штейн, қалдықтар, электронды қалдықтар мен барлық компоненттердің кең ассортименті бар қождың алуан түрін пайдалану бастапқы кезеңде ластағыш заттардың шығарындыларын азайту әдістерін енгізу және пайдаланудың негіздемесі болып табылады. өндіріс кезеңдері. Қажетті құрамның қоспасын алу үшін көптеген жеке фракцияларды бір-бірімен араластыру арқылы қол жеткізуге болады. Араластыру дәстүрлі көлік жүйелерімен (жүк машиналары, доңғалақты тиегіштер) және автоматтандырылған аспалы крандармен, сондай-ақ автоматты өлшеу құрылғыларымен жабдықталған мөлшерлеу бункерлерін қолдану арқылы жүзеге асырылады. Кейде бұл бункерлерден алынған қоспаны балқытуға құймас бұрын интенсивті араластырғышқа немесе араластырғыш барабанға береді. Араластыруды араластыру алаңы үшін және тұтастай алғанда ғимарат үшін тозаңды басатын жүйелермен жабдықталған үй-жайда жүргізуге болады. Учаскенің кеңістігі шектеулі жерлерде, егер материалдар ұйымдастырылмаған шығарындылардың алдын алу үшін суды (спринклерлерді) пайдаланатын тозаңды басатын жүйелерді пайдалана отырып сақталса, материалдарды араластыру, сондай-ақ алдын ала өңдеуді ашық ауада жүргізуге болады. Ұсақ түйіршікті материалдарды түйіршіктеуге болады, ал түйіршіктеу орындарын қоршау және жабу керек. Шикізатты тасымалдау үшін жабық типті конвейерлер қолданылады.

Алдын ала өңдеуге сонымен қатар қайталама шикізаттың көлемін өзгерту үшін ұсақтау, ұнтақтау және сүзгілеу және оны одан әрі өңдеу мүмкіндігі жатады. Осы операциялардың барлығы тозаң шығарындыларының әлеуетті көзі болып табылады және нәтижесінде оларды шешу қажет. Ол үшін сорғыш жүйелері мен скрубберлер пайдаланылады, ал жиналған тозаң процесске қайтарылады.

Тозаң шығарылуын жою үшін желдету жүйелері қолданылады, содан кейін циклондарда (үлкен бөлшектер үшін) және қапшық сүзгілерде (орташа және ұсақ заттар үшін) тазалау жүргізіледі.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Тозаң мен металл шығарындыларының алдын алу және азайту. Шикізаттың құнын төмендету, бұл ұсталған ағындарды тозаңнан тазартқаннан кейін қайта пайдалану мүмкіндігіне байланысты.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Өскемен қорғасын зауытында шихта дайындау бөлімінде шикізатты алдын ала дайындау жүргізіледі. Ылғалдылығы 14 %-ға дейінгі концентраттарды өңдеу үшін тиеу бункерлерінен, конвейерлерден, қоректендіргіштерден және араластырғыш барабандардан тұратын шихтаны дайындау жүйесі әзірленді. Дайындалған шихтаны автогенді тотықтырғышпен балқытқаннан кейін құрамында қорғасыны жоғары қожды аралық науаға, одан кейін екі жолдан тұратын қож құю машинасына үздіксіз соғып отырады, ол 5.4-суретте көрсетілген.

5.4-сурет. Қож құю машинасы

Машинаны пайдалана отырып, қалпына келтіру үшін қолданыстағы шахта пешіне тиеу үшін, қож құймалары шығарылады. Сыйымдылығы 45–60 т/сағ толық автоматты екі қатарлы тарата құюшы машиналар жасалды. Қорғасын қожының құю температурасы шамамен 1150 ^°C. Қож құю машинасының басында табиғи конвекция арқылы ауамен салқындатылады, содан кейін температураны 500 ^°C-қа дейін төмендету үшін үрлегіштермен мәжбүрлі конвекциямен және машинаның соңында үстіңгі жағындағы 20 саптама арқылы суды шашырату арқылы, сондай-ақ брикеттерді салқындату үшін түбі 300 ^°C төмен. Қожды қатаюдың жобалық температурасына дейін салқындатқаннан кейін құймалар қара қорғасын мен қалдық қож алу үшін қалпына келтіру балқыту үшін қолданыстағы шахталы пешке тасымалданады. Аспирациялық газдар көзден алынады және бар қалта сүзгілерінде тазаланады. Қорғасын зауытын жаңғырту қоршаған ортаға зиянды қалдықтарды айтарлықтай азайтты.

2021 жылғы наурызда бос тозаң шығарындыларының алдын алу үшін KGHM (Глогов) болат зауытында қорғасыны бар материалдарға арналған алаңның құрылысы аяқталды. Алаң сумен суару жүйелерімен және сүзгіні жинаудың жабық жүйесімен жабдықталған порциялық дайындыққа арналған аймақтары бар жабық ғимарат болып табылады [86].

Кросс-медиа әсерлер

Энергетикалық ресурстар құнының өсуі:

жабық типті конвейерлерді немесе пневматикалық көлік жүйесін пайдалану;

шикізатты араластыру;

шикізатты түйіршіктеу;

тозаңды басатын жүйелерді пайдалану;

жинау жүйелерін пайдалану (шығару жүйелері) және бөлшектердің мөлшеріне байланысты тозаңды кетіру (циклондар, қап сүзгілері).

Суды тозаңды басу үшін пайдаланған кезде сарқынды сулар пайда болуы мүмкін.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайымдар

Қолдану мүмкіндігі жер көлеміне қойылатын талаптармен немесе бар зауыттарды қайта жабдықтау кезінде ғимаратты дұрыс жобалау қажеттілігімен шектелуі мүмкін.

Желдету жүйелерін орнатқан кезде бөлшектердің мөлшерін, жабық қойманың өлшемдерін және функционалдығын, сондай-ақ атмосфераға шығатын шығарындылардың ерекшеліктерін ескеру қажет.

Шикізатты түйіршіктеу пеште және технология түйіршіктелген материалдармен жұмыс істеуге арналған кезде ғана қолданылады.

Экономика

"Aurubis", Гамбургте қапшық сүзгімен (70000 Нм³/сағ)біріктірілген ұсақтау, сүзгілеу және тасымалдау қондырғылары бар жабық қойма алаңының (5000 м²) құрылысы 7,5млн еуро күрделі шығындарды тартты [52].

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары. Экожүйелерге қысымның төмендеуі (ауа, су, топырақ жамылғысы).

5.2.2. Шикізатты кептіру кезінде атмосфераға шығарындыларды болғызбау және/немесе азайту

Сипаттама

Балқыту кезінде материалдың құрғақ берілуін немесе бастапқы материалдың ылғалдылығын төмендетуді қажет ететін жағдайларда сульфидті кендер мен қорғасын концентраттарын кептіру кезінде ластағыш заттардың шығарындыларын азайтудың жоғары әлеуеті бар әдістер.

Технологиялық сипаттама

Бұл бөлімше келесі жабдықты пайдаланумен байланысты әдістерді қарастырады, олар мыналарды қамтиды:

жабық конвейерлер немесе пневматикалық тасымалдау жүйелері (5.1.1 бөлімді қараңыз);

жабық жабдық (5.1.2- бөлімді қараңыз);

тозаңды басатын жүйелер (5.1.1- бөлімді қараңыз);

циклондар (5.1.3.1-бөлімді қараңыз);

қап сүзгілері (5.1.3.2- бөлімді қараңыз);

қалпына келтіретін жанарғылар (4.4 бөлімді қараңыз).

Егер балқыту процесі шикізатты құрғақ жеткізуді немесе шикізаттың ылғалдылығын азайтуды қажет етсе (мысалы, ылғалдылық шектеуші болып табылады) ыстық газды айналмалы кептіргіштерді, бу катушкалы кептіргіштерді немесе ыстық ауа конвейерлі кептіргіштерді немесе вакуумды кептіргіштерді пайдалануға болады. балқыту процесі үшін фактор және азайту қажет болуы мүмкін). Сонымен қатар, шикізатты алдын ала кептіру балқыту кезіндегі энергия шығынын азайтады, өйткені төмен температурада судың булануы жоғары температурада өңдеуге қарағанда аз энергияны қажет етеді. Булы иректеме типті кептіргіштер жылу балансы мүмкіндік берген жағдайда процестің басқа бөліктерінен алынған қалдық жылуды пайдаланады.

Құрғақ материал әдетте өте тозаңды болады. Жабық жүйелерді, соның ішінде қоректендіргіштерді және шамадан тыс тозаң түзетін орындарды, жабық конвейерлерді немесе пневматикалық тасымалдау жүйелерін пайдалану қоршаған ортаға таралудың алдын алу әдістері болып табылады. Түтін газдарын тазарту жүйелерінің шығарындыларын болғызбау үшін бұл жүйе теріс қысыммен жұмыс істейді. Тікелей құрғақ шикізаттан шығатын тозаң шығарындылары қап сүзгілері арқылы алынады және тозаңсыздандырылады. Барлық тазарту қондырғылары шығарылатын ластағыш заттардың ерекшеліктерін ескере отырып жобаланады.

Кептіру процесінде ұшпа органикалық қосылыстар (ҰОҚ) және көміртегі қосылыстары (СО) шығарылған жағдайда, күймеген немесе жартылай жанған көміртекті қосылыстарды жою қағидатыне негізделген бақыланатын жүйелер (соңғы жанарғыштар) қолданылады термиялық тотығу реакциясы.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Жабдықты және жабық типті конвейерді немесе пневматикалық көлік жүйелерін пайдалану кезінде атмосфераға ұйымдастырылмаған шығарындылардың алдын алу.

Қапшық сүзгілерді пайдалану тозаң мен металл шығарындыларын азайтады. Ұсталған бөлшектерді тазалаудан кейін процеске қайта өңдеуге болады (шикізат үнемдеу).

Жанудан кейінгі жүйелерді пайдалану ҰОҚ және CO шығарындыларын азайтуға ықпал етеді.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Кептіру процесі құрғақ тозаңды материалдардың түзілуімен және шығарылуымен бірге жүреді, оларды жою пайдаланылған тозаңды газдарды тазарту үшін тозаңды және газды ұстайтын жабдықты орнатуды талап етеді. Қапшық сүзгілері қолдануда ең тиімді болып шықты. Жиналған тозаң процесске қайтарылады.

5.6-кестеде ЕО зауыттарындағы әртүрлі зауыттарда шикізатты кептіруде қолданылатын технологиялар және олармен байланысты ауа шығарындылары берілген.

5.6-кесте. Кептіру материалдарының шығарындылары

Р/с №	Зауыт	Пештің түрі	Өндірістік қуат	Жылытуға арналған отын	Қалдық газдарды өңдеу	Шығарындылар
1	2	3	4	5	6	7
1	Металло-Химике, Сыра	Айналмалы кептіргіш	15 т/сағ (2 т су/сағ – кептіруге дейінгі судың салмақтық үлесі 12 %, <1 % кейін)	Табиғи газ	Бастапқы шығарындылар: қап сүзгісі + күйдіргіш + скруббер. Екінші шығарындылар: қапшық сүзгі	Тозаң: 1–3 мг/ нм³
2	Аурубис, Гамбург	Конвейер түрі Ыстық ауа кептіргіш	10 т/сағ дейін	будан шыққан ыстық ауа	Қапшық сүзгі	Үздіксіз тозаңды өлшеу: Тозаң деңгейлері: 0,5–12 мг/нм³(орташа жарты сағат) 1,1–4,6 мг/нм³(тәулігіне орташа)
2	Аурубис, Гамбург	вакуумды кептіргіш	2 т/сағ	Табиғи газ	Қапшық сүзгі

2020 жылы ӨМК зауытында (Легниц, Польша) концентрат кептіргіштен келетін газдардан құрамында күшән бар тозаңды тазарту жобасы аяқталды. Қоршаған ортаға әсер ету көрсеткіштері: тозаң үшін 1 мг/Нм³төмен, күшән 0,002 мг/Нм³(орташа мән 0,01 мг/Нм³), сынап 0,004 мг/Нм³төмен(орташа мән 0,002 мг/Нм³) болды [86].

Кросс-медиа әсерлер

Қолдану кезінде энергия шығынының артуы:

жабық типті конвейерлер немесе пневматикалық тасымалдау жүйелері;

тозаң мен газды жинау жүйелері (шығару жүйелері) және бөлшектердің мөлшеріне байланысты тозаңды кетіру (циклондар, қап сүзгілері).

Ұсталған тозаңды технологиялық циклге қайтару мүмкін болмаған жағдайларда кәдеге жарату қажеттілігі.

Кейінгі жанарғыларды пайдаланған кезде NO_x шығарындылары ұлғаюы мүмкін, сонымен қатар егер шығарылатын газдың тотығуы нәтижесінде пайда болатын энергия қажетті температураға жету үшін жеткіліксіз болса, қосымша отын ресурстары қажет болуы мүмкін.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайымдар

Жалпы қолданылады.

Кептіру процесі CO және ҰОҚ сияқты ластағыш заттарды шығарса ғана, жанудан кейінгі жүйелердің қолданылуы шектелуі мүмкін.

Экономика

Беерсдегі "Metallo-Chimique" компаниясында қап сүзгіні және күйдіргішті орнатуға байланысты шығындардың мысалы келтіріледі. 2007–2008 жылдары бар қап сүзгіні жаңа қуаттылығы 19500 Нм³/сағ ауыстыру үшін пеш газын кептіргіштен өңдеуге 665 мың еуро қажет болды (мұржа, қапшық сүзгі, мұржадағы оттық).

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары.

5.2.3. Ұсақтау, қақтау, брикеттеу кезіндегі шығарындыларды болғызбау және/немесе азайту

Сипаттама

Бірге қолданылғанда технологиялық процестің келесі кезеңдерінде металды алу процесін жақсарту үшін қажетшикізатты ұсақтау, агломерациялау, брикеттеу және түйіршіктеу процестері кезінде ластағыш заттардың шығарындыларын азайтатын жоғары әлеуеті бар техникалар.

Техникалық сипаттама

Қарастырылатын технологияларға мыналар жатады:

жабық жабдық (5.1.2- бөлімді қараңыз);

қап сүзгілері (5.1.3.2- бөлімді қараңыз).

Агломерация кейбір балқыту процестері үшін концентраттарды дайындауда қолданылады. Ол үшін жоғары және төменгі агломерациялау машиналарын пайдалануға болады. Бөлшектерді төменгі ағынмен агломерациялау жағдайында түтін газын алу процесінің тиімділігі агломерация процесінің өзінде жоғарылайды.

Болат конвейері арқылы агломерациялау процесі сияқты соңғы әзірлемелер де қолданылуы мүмкін.

Негізінен ұсақ бөлшектерден тұратын шикізат үшін брикеттеу және түйіршіктеу қолданылады. Қашқын шығарындыларды болғызбау үшін түйіршіктеу орындары жабық қоршаулармен қоршалған. Материалдарды тасымалдау кезінде жабық типті конвейерлер қолданылады. Тозаңды ұстау және жою үшін желдету жүйелері мен қап сүзгілері қолданылады. Шикізатты ұнтақтау және ұсақтаумен байланысты барлық процестер мен жабдықтар тозаңды жинау және жою жүйелерімен жабдықталған.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Шығару жүйесі бар жабық типті жабдықты пайдалану атмосфералық ауаға тозаңның шығуын болғызбауға көмектеседі.

Қап сүзгілерін пайдалану тозаң шығарындыларын азайтады, ұсталған тозаң бөлшектерін процесте қайта пайдалануға болады (шикізатты үнемдеу).

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Гамбургтегі Аурубисте ұсақ материалдар мен қож тәрізді материалдар түйіршіктелген. Пеш тозаңы түйіршіктеу алдында жабық силостарда сақталады. Түйіршіктеу аймағы қапталған және жабылған. Жабық типтегі конвейерлер қолданылады. Шығарылған газдар қап сүзгісіне жіберіледі [52].

Кросс-медиа әсерлер

Қолдану кезінде энергия шығынының артуы:

жабық типтегі жабдықтар;

ұсталған бөлшектердің мөлшеріне байланысты тозаң мен газды ұстайтын жабдық (циклондар, қапшық сүзгілер).

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайымдар

Жалпы қолданылады.

Экономика

Ақпарат ұсынылмаған.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары.

5.2.4. Аккумулятор батареяларын дайындау кезінде шығарындыларды болғызбау және/немесе азайту

Сипаттама

Комбинациясының қайталама шикізатты (аккумуляторлық батареяларды) дайындау кезінде ластағыш заттардың шығарындыларын азайтудың жоғары әлеуеті бар әдістемелер.

Техникалық сипаттама

Бұл бөлімше келесі жабдықты пайдаланумен байланысты әдістерді қарастырады, олар мыналарды қамтиды:

жабық жабдық (5.1.1- бөлімді қараңыз);

қап сүзгісі (5.1.3.2- бөлімді қараңыз);

дымқыл тозаң жинағыштар (5.1.3.5- бөлімді қараңыз);

қорғаныш, қышқылға төзімді еден және қышқыл жинау жүйелері;

қышқылды қалпына келтіру және қайта пайдалану;

сарқынды суларды бөлшектерден, қалдық қышқыл тұмандарының тамшыларынан тазарту.

Аккумуляторларды алдын ала өңдеу (ұсақтау, іріктеу, жіктеу) кезінде пайда болған тозаң мен қышқыл тұман шығарындылары құрғақ (қап сүзгі) және дымқыл (ылғалды скруббер) әдістерін қолдана отырып ұсталады және өңделеді. Пеш газын және майлы қосылыстардан (бар болса) қышқыл түтіндерін алдын ала өңдеу міндетті қадам болып табылады және қап сүзгілерінен бұрын май сүзгілерін орнату арқылы жүзеге асырылады.

Тозаң мен қышқыл тұманының шығарындыларын азайту үшін дымқыл скрубберді пайдаланған кезде, тазарту процесінде пайда болған сарқынды су пайдаланылған батарея қышқылынан сарқынды суларды тазарту қондырғысына жіберіледі. Металл қосылыстар бейтараптандыру және Na₂CO₃тұндырунемесе флокулянттарды қосу арқылы жойылады. Қалдықтар қайта пайдалану үшін балқыту пешіне жіберіледі.

Аккумуляторлардағы қышқылдар топырақ пен жер асты суларының ластануына ықпал етуі мүмкін. Бұған жол бермеу үшін қышқылға төзімді қорғаныс қабаты қалдық қышқыл резервуарларына немесе сұйық қалдықтарды өңдеу қондырғысына қосылған аккумуляторды дайындау қондырғысының еден беттерін жабу үшін қолданылады. Технологиялық жабдық жасалатын материалдар да қышқылдарға төзімді болуы керек.

Қол жеткізілген экологиялық пайда:

газ шығарындыларының және қышқылдың ағуының алдын алу (шығару жүйесімен жабдықталған жабық типтегі жабдық);

тозаң шығарындыларын азайту (қап сүзгісі);

тозаң мен қышқыл тұмандарының шығарындыларын азайту (дымқыл скруббер);

топырақ жамылғысының және жер асты суларының ластануын болғызбау (қышқылға төзімді жабын мен жабдықты пайдалану);

қайта өңделген материалды қайта пайдалану, жер үсті суларына төгілудің алдын алу (қалдық газдардан қышқылды алу);

жер үсті суларына ластағыш заттардың төгілуін болғызбау (құрамында қышқылдары бар сарқынды суларды тазарту қондырғысында тазарту).

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

5.7-кестеде аккумуляторларды одан әрі өңдеуге дайындау кезінде ластағыш заттардың шығарындыларының, разрядтарының көрсеткіштері көрсетілген.

5.7-кесте. Аккумуляторды дайындау кезіндегі шығарындылар^*

Р/с №	Дереккөз	Сарқынды суларды тазарту	Ластағыш	Дәлдік (%)	Мәндер (кг/тәу)				Бақылау жиілігі
Р/с №	Дереккөз	Сарқынды суларды тазарту	Ластағыш	Дәлдік (%)	Мин.		Орт.	Макс.	Бақылау жиілігі
1	2	3	4	5	6	7		8	9
1	Технологиялық сулар, жер асты сулары, қайталама көздерден қорғасынды алудың технологиялық алаңы	рН реттеу Темір хлоридінің қосылуы флокуляция және шөгу Аниондық/катиондық флокуляция механикалық сүзгіация	Pb	16	0,06	0,57		1,45	24 сағат ішінде мерзімді аралас үлгі
2			Cd	12	0,003	0,115		0,552
3			Sb	20	0,002	0,212		1,096
4			As	25	0,001	0,018		0,092
5			Cu	10	0,001	0,017		0,046
6			Hg	25	0,001	0,002		0,009
7			Ni	10	0,001	0,130		0,428
8			NH₄₊	25	0,21	2,478		6,17

* Дереккөз: [52]

Кросс-медиа әсерлер

Энергетикалық ресурстар құнының өсуі:

тозаң мен газды жинау жүйелерін (қапшық сүзгілерді) пайдалану;

пайдаланылған газдарды тозаң мен қышқылдардан тазартуға арналған жабдықты пайдалану (ылғалды скрубберлер);

қайта пайдалану үшін қышқылды қалпына келтіру процестері.

Ұсталған тозаңды қайта пайдалану мүмкін болмаған жағдайда кәдеге жарату қажеттілігі.

Ылғалды скрубберлер табиғи су объектілеріне қышқыл мен металдардың түсуіне жол бермеу үшін қосымша тазартуды қажет ететін сарқынды суларды жасайды.

Сарқынды суларды қышқыл тұмандардан тазарту үшін қолданылатын реагенттерге қосымша шығындар.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайымдар

мүмкіндігі қышқылдар мен металдардың су экожүйесіне түсуін болғызбау үшін алынған ластанған суларды қосымша тазарту қажеттілігімен шектелуі мүмкін.

Сарқынды суларды тазарту қондырғысында қышқыл тұманды өңдеу үшін тиісті реттелген тазарту жүйесі қажет.

Экономика

Қосымша құрал-жабдықтар мен инфрақұрылымның қажеттілігіне байланысты инвестициялық шығындар.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары.

5.2.5. Түзілген химиялық заттар мен газдарға қолданылатын процестер мен әдістер

Жеткізуші, әдетте, мұндай материалдарды сақтау шарттарына қойылатын талаптарды белгілейді. Бұл реагенттердің көпшілігі бір-бірімен әрекеттесе алады, бұл оларды сақтау және өңдеу әдістерін анықтау кезінде ескеріледі: әдетте реактивті материалдарды бөлек сақтау қолданылады. Сұйықтықтарды әдетте бөшкелерде немесе резервуарларда ашық немесе жабық қоршалған жерлерде сақтайды; сонымен қатар мұндай аймақтар үшін қышқылдар мен химиялық заттарға төзімді жабындар қолданылады. Қатты материалдар әдетте барабандарда немесе МКР қапшықтарында (үлкен қаптар) оқшауланған дренаж жүйесі бар бөлмелерде сақталады; силостар кейбір материалдарды, мысалы, әкті сақтау үшін пайдаланылады. Пневматикалық тасымалдау жүйелері қолданылады. Басқа түрлі-түсті металдар сияқты қорғасын өндірісінде газдар әртүрлі мақсаттарда қолданылады. Атап айтқанда, технологиялық газдарды үлкен көлемде пайдалануға болады. Газдардың белгілі бір түрлерін тұтыну оларды тасымалдау және тарату әдістеріне әсер етеді.

Газдардың учаскеде таралуы әдетте сенімді зақымданудан қорғау жүйелерімен жабдықталған үстіңгі құбырлармен қамтамасыз етіледі.

5.3. Металл өндірісінде ұйымдастырылмаған шығарындыларды болғызбау және шығарылатын газдарды жинау процестері мен әдістері

Бұл бөлімше металлургиялық процестерден, соның ішінде газды қалпына келтіру жүйелерін жобалаудағы немесе техникалық қызмет көрсетудегі ақаулар нәтижесінде пайда болған ұйымдастырылмаған шығарындыларды қоса алғанда, ұйымдастырылмаған шығарындылардың алдын алу және шығарылатын газдарды ұстау мәселелеріне арналған. Процестің газдары мен булары жұмыс аймағына, содан кейін қоршаған ортаға түседі. Олар осылайша жұмысшылардың еңбек жағдайларын қамтамасыз етуге әсер етеді, сонымен қатар процестің қоршаған ортаға әсеріне теріс ықпал етеді. Технологиялық газды ұстау әдістері осындай ұйымдастырылмаған шығарындылардың алдын алу және азайту үшін қолданылады.

Металлургиялық процестердің тозаңдары, булары және газдары пеш қақпақтарының жүйелерімен, шұңқырларды толық немесе ішінара жабу арқылы, балқымаларды ағызу жүйелерімен, тасымалдау аймақтарымен, басқа ұқсас жүйелермен немесе сорғыштар арқылы ұсталады. Шұңқырлардағы ыстық газдарды ұстап алуға және жануды отынмен қамтамасыз етуге пайдалануға болады, бұл қалдық жылуды қалпына келтіруге мүмкіндік береді. Қымталанған пештерде жабық оттегі фурмалары мен жанарғылары, қуыс электродтар, сорғыш шатырлары мен торлары немесе тиеу уақытында пештің қымтауын қамтамасыз ететін түйісу жүйелері пайдаланылуы мүмкін. Сорғыштар өндірістік операциялар үшін бос орынды ескере отырып, шығарынды көзіне мүмкіндігінше жақын орналастырылады. Кейбір жағдайларда жылжымалы сорғыштар пайдаланылады, ал кейбір процестер үшін бастапқы және қайталама шығарындыларды ұстау үшін сорғыштар қолданылады.

Сондай-ақ барлық қалған шығарындыларды жинауға арналған бөлек үшінші деңгейлі ұстау жүйелері бар; оларды жиі "house in house" деп аталады.

Жоғарыда аталған әдістерден басқа, ұйымдастырылмаған шығарындылардың алдын алу және металлургиялық процестерден тыс газдарды ұстау үшін келесі шаралар бар:

пешке немесе ұяшыққа тиелген шихтаның көлемін ұлғайту, жақсырақ нығыздалу және шығарылатын газдарды ұстау үшін;

шығарылатын газдарды ұстауға және сүзуге арналған жабдықты жаңарту немесе жетілдіру;

отқа төзімді қаптаманы жақсарту арқылы пештің тоқтап қалуын қысқарту (осылайша шығарындылардың қысқа мерзімді өсуі кезінде қыздыру және өшіру уақыттарын қысқарту);

өндірістік ғимараттардың төбесін қымталау және сүзгілерді жаңғырту.

Іс жүзінде барлық түсіру жүйелері түсірілетін материал (бөлшектердің мөлшері, шоғырлануы және т.б.), шектеулі жағдайларда тозаң бұлттарының пішіні және оларға көлемнің, қысымның және температураның өзгеруінің әсері туралы сенімді деректерге негізделген. жүйелер. Ағын динамикасының компьютерлік модельдері дизайнның оңтайлы параметрлеріне және түсіру тиімділігіне қол жеткізу үшін пайдаланылуы мүмкін. Газдың көлемін, температурасын және қысымын дұрыс өлшеу немесе бағалау газ ағындарының шыңында қажетті тазарту дәрежесін қамтамасыз ету үшін жүргізіледі. Тозуды, шөгінділерді, коррозияны немесе конденсацияны болғызбау үшін жақсы дизайн үшін газ және тозаң күйін сипаттайтын кейбір басқа параметрлерді өлшеу қажет. Тағы бір маңызды фактор - сырттағы газды ұстаудың жоғары деңгейін сақтай отырып, материалды тиеу және балқытуды бұру алаңдарына қолжетімділікті қамтамасыз ету; жобалау кезеңінде осы факторды ескеру үшін пештерді басқаратын персоналдың практикалық тәжірибесін пайдалану қажет.

Ұстау және тазарту жүйелерін жобалау өлшемшарттарын қолдану атмосфераға шығарындыларды болғызбау үшін ғана емес, сонымен қатар энергияны тұтынуды азайту үшін де пайдалы, өйткені газды алу ауаның үлкен көлемінің қозғалысын талап етеді және электр энергиясының үлкен мөлшерін тұтынумен байланысты болуы мүмкін. Заманауи ұстау жүйелерінің дизайны тұтынылатын ластағыш заттардың үлесін арттыруға және қозғалатын ауаның мөлшерін азайтуға бағытталған. Түсіру жүйесінің немесе сорғыштардың дизайны өте маңызды, өйткені заманауи дизайн шешімдері жүйенің қалған бөлігінде шамадан тыс қуат тұтынусыз жоғары түсіру тиімділігін қамтамасыз ете алады. Жабық пештер сияқты жабық жүйелер өте жоғары түсіру тиімділігіне қол жеткізе алады және басқа жартылай қымтаулы пештерге қарағанда артықшылығы бар. Конвертер сияқты үзіліссіз жұмыс істейтін жабдық газ ағындарының жоғары өзгергіштігімен сипатталады; мұндай жабдықты қымталауды қамтамасыз ету қиын, сондықтан оны жиі қайталама сорғыш құрылғыларымен жабдықтауға тура келеді.

Газ құбырлары мен желдеткіштер алынған газдарды тазарту немесе өңдеу үшін беру үшін қолданылады. Түсіру тиімділігі сорғыш құрылғыларының тиімділігіне, газ құбырларының тұтастығына, қысымды/ағынды басқару жүйесінің тұрақты жұмысына байланысты. Айнымалы жылдамдықты желдеткіштер қуатты тұтынуды азайту үшін өзгеретін жағдайларға (мысалы, түтін газының көлемінің өзгеруі) сәйкес түсіруді қамтамасыз ету үшін пайдаланылады. Сондай-ақ, жоғарыда айтылған "house in house" жүйесіндегідей, оларды процестің шығарындылар шығаратын кезеңдерінде ғана қосатын автоматты желдеткіш басқару жүйесін пайдалануға болады. Түсіру жүйелері газ тазалау қондырғысы немесе күкірт қышқылы зауыты сияқты олар байланысты қондырғылардың сипаттамалары үшін де жобалануы мүмкін. Басқару жүйелері жүйелерді жоғары сапалы жобалау және техникалық қызмет көрсетуді қамтамасыз ету үшін қолданылады.

5.4. Бастапқы қорғасын өндірісі

Бастапқы қорғасын өндірісі кендер мен концентраттарды, күрделі қайталама материалдарды (қорғасын феррит, көміртекті қорғасын феррит, глет және т.б.) шикі қара қорғасынға айналдыруға, оны әрі қарай өңдеу қажеттілігіне негізделген.

Сульфидті шикізаттан немесе аралас шикізаттан қорғасын өндірудің екі негізгі пирометаллургиялық әдісі бар:

шахталы пеште агломерация немесе агломерация/балқыту;

шахта пештерімен комбинацияда оттегімен байытылған үрлеуді пайдалануға негізінен бағдарланған тікелей балқыту. Бұл ретте пісіру сатысы бөлек жүргізілмейді/пештер аралас шикізаттан тікелей балқытуды қамтиды.

Тікелей балқыту әдістерін қолдану арқылы қорғасын өндірісін дамытудың ынталандырушы факторлары қара қорғасынды агломерациялау және кейіннен редукциялық балқыту арқылы өндіруде басым болған классикалық технологиялық сызбаның экологиялық талаптары мен органикалық кемшіліктері болды. Сульфидті шикізаттан қара қорғасынды тікелей алу үшін аутогенді процестерді қолданудың айқындығы агломерация сатысының жойылуымен, коксқа қажеттіліктің айтарлықтай төмендеуімен немесе толық жойылуымен, энергия шығындарының жалпы төмендеуімен, кеңейтумен расталады, отынды таңдауда және күкірт қышқылын өндіру кезінде оларды тұрақты пайдалануға мүмкіндік беретін құрамында күкірт диоксиді жоғары тұрақты технологиялық газдарды өндіру.

Барлық пештерде аралас сульфидті концентраттар тікелей пешке құйылады, содан кейін балқытады және тотықтырады. Күкірт диоксиді түзіледі, ол жиналып, тазартылып, күкірт қышқылын өндіруге жіберіледі. Тотықсыздандырғыш және балқытуға арналған жылу пешке жүктелген коксты жағу арқылы алынады. Пеш шихтасына көміртек (кокс немесе газ) және флюстер қосылады. Қайталама энергия ресурстары ретінде, сондай-ақ қоршаған ортада жинақталуын болғызбау мақсатында өндіріс қалдықтары шахталық пештерді тиеуге тартылуы мүмкін. Сондай-ақ шахта пештерінде бөлшектелген қорғасын аккумулятор батареяларының сынықтары мен ұсақтарын қайта өңдеу жүзеге асырылады.

Білік пештерінде түзілген органикалық өнімдерді жою үшін жоғары температурада жұмыс істейтін жанудан кейінгі камера қолданылады, әдетте пайдаланылған газдар тазартылады. Қорғасын оксиді элементтік қорғасынға дейін тотықсызданып, қож түзіледі. Мырыш пен кадмийдің белгілі бір мөлшері сыртқа шығады, ал олардың оксидтері ұсталып, қалпына келтіру үшін басқа өндіріске жіберіледі.

Концентраттардан қорғасынды балқытудың қолданылатын және жасалған жаңа әдістері екі кезеңді қамтиды: тотығу және тотықсыздандыру. Тотығу сатысы құрамында қоспалардың аздығы бар қара қорғасынды және кейбір жағдайларда қорғасынның шикі металлға төмен тікелей экстракциясы бар "ауыр" (қорғасынға бай) қож алу үшін агломерация/балқыту немесе тікелей балқыту арқылы жүзеге асырылады 50 %-дан аспайды. Қорғасынға бай қожды алу кезеңі металл қорғасынды, мырыш, мыс және бағалы металдарды алу, сонымен қатар технологиялық процесте қорғасын құрамы бойынша үйінді қожын алу мақсатында жүргізіледі.

5.4.1. Тотықтырып балқыту кезінде шығарындыларды болғызбау және/немесе азайтуға арналған техникалық шешімдер

Сипаттама

Ластағыш заттардың шығарындыларын азайтудың жоғары әлеуеті бар техникалар.

Техникалық сипаттама

Атмосфераға шығарындыларды болғызбау және/немесе азайту үшін мыналар қолданылады:

шикізатты беру/тиеу үшін қымтауланған жүйелер (қос конусты, жабық типті конвейерлер мен қоректендіргіштер);

тозаң мен газды ұстау жүйелерімен жабдықталған қымтауланған немесе жабық пештер;

пеш ішінде қысымның пайда болуына жол бермеу және үрлеу әсерін азайту үшін теріс қысымда және пайдаланылған газдың жеткілікті мөлшерінде жабдықты пайдалану;

электрсүзгі (5.1.3.3-бөлімді қараңыз);

ылғалды электросүзгі ( 5.1.3.4-бөлімді қараңыз);

қапшық сүзгі (5.1.3.2-т бөлімді қараңыз);

ылғалды тазартқыш (5.1.3.5- бөлімді қараңыз).

Балқыту пешінен шыққан түтін газдары күкірт қышқылы зауытына (егер қолданылса) тасталмас бұрын тозаң мен газ тәрізді қосылыстардан тазартылады. Бұл катализаторды қорғау және сапа стандарттарына сәйкес күкірт қышқылын өндіру үшін қажет. Тозаңды және газтәрізді қосылыстарды тазалау газды жоғары температурада тазалауға мүмкіндік беретін ыстық электростатикалық тұндырғыштарды, сондай-ақ қап сүзгілерін және дымқыл скрубберлерді қолдану арқылы жүзеге асырылуы мүмкін. Газды алдын ала салқындату қатты бөлшектердің айтарлықтай мөлшері бір уақытта шөгетін қалдық жылу қазандықтарында жүзеге асырылады.

Технологиялық газдарды тиімді ұстау және тазарту үшін бірнеше тазарту қондырғыларын біріктіріп пайдалануды қолдануға болады.

Сүзгілерде ұсталған тозаң хлоридті немесе кадмийді (қажет болған жағдайда) шаймалаудан кейін процеске қайтарылады.

Бұған қоса, сынап қосылыстарын кетіру үшін пешті газдан тазарту жүйесіне скрубберді қосуға болады. Бұл қадам күкірт қышқылы зауыттарында балқыту газдарын пайдалану кезінде қажет, өйткені тиісті сападағы күкірт қышқылын алу үшін түтін газдарындағы сынаптың мөлшері өте төмен болуы керек. Сынапты алып тастағаннан кейін скруббер қалдықтары, егер оларды басқа процестер үшін пайдалану мүмкін болмаса, кәдеге жарату керек.

Күкірт қышқылы цехына баратын газдар скрубберде алдын ала дайындықпен электростатикалық тұндырғыштарда тазартылады. Скрубберлердегі электросүзгідің алдында газдарды салқындату және ылғалдандыру тозаңның жоғары электрлік кедергісіне байланысты қажет. Ылғал тазартқыш күкірт қышқылының немесе SO₂қондырғысының жоғары жағында болса, тозаң шығарындыларын азайту үшін немесекүкірт қышқылы қондырғысының төменгі ағынында орнатылған болса, газды тазартқыш ретінде пайдаланылады (5.3.5- бөлімді қараңыз).

Қалдық түріндегі бөлінген тозаң/қалдықтарды өндірісте металдарды қалпына келтіру үшін қайта пайдалануға болады. Қажет болса, хлоридтерді, кадмийлерді және/немесе басқа жағымсыз элементтерді жою үшін осы қалдықтарды алдын ала өңдеу қажет болуы мүмкін.

Электр пештерін пайдаланған кезде пайдаланылған газды күйдіріп, салқындатады, қап сүзгілерінде тозаңнан тазартады, сынаптан тазартады және қосымша жуу және салқындатусыз SO₂экстракциясы үшін күкірт қышқылы зауыттарына жіберіледі.

Жиналған газдарды тазарту немесе өңдеу сатысына өткізу үшін ауа өткізгіштер мен желдеткіштер қолданылады. Жинау тиімділігі сорғыштардың өнімділігіне, арналардың тұтастығына және жақсы қысымды/ағынды басқару жүйесін пайдалануға байланысты. Айнымалы жылдамдықты желдеткіштерді пайдалану энергия шығынын азайта отырып, газ көлемі сияқты айнымалы жағдайларға сәйкес келетін жылдамдықпен экстракцияның орындалуын қамтамасыз етеді. Желдеткіштерге, клапандарға және демпферлерге арналған интеллектуалды автоматты басқару жүйелері де булардың пайда болуымен байланысты технологиялық қадамдарда оңтайлы жинау тиімділігін қамтамасыз ету үшін қолданылады. Қымтаулықты қамтамасыз ету және ағып кетуді болғызбау үшін пештерді, құбырларды, желдеткіштерді және сүзу жүйелерін жүйелі түрде тексеру және профилактикалық қызмет көрсету жүргізіледі.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Жабық жүйелер мен жабдықтарды пайдалану атмосфераға ұйымдастырылмаған шығарындылардың алдын алуға көмектеседі.

Электр сүзгілер мен қапшық сүзгілерді пайдалану тозаң мен металл шығарындыларын азайтуға көмектеседі. Сүзгілерге түскен тозаң өндірістік циклге қайтарылады.

Ылғалды скрубберлерді пайдалану тозаң, сынап және күкірт диоксиді шығарындыларын азайтуға көмектеседі.

SO₂алу арқылы күкірт қышқылын өндіруден шығатын газдарды пайдалану күкірт диоксиді шығарындыларын азайтады. Тағы бір жағымды әсер – күкірт қышқылын өндіруде шикізат көлемінің азаюы.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

ӨМК қорғасын зауытында қорғасын концентраттарын өңдеу Айза пешінде (ISASMELT^TM технологиясы ) жүзеге асырылады.

Пеш астары бар болат корпустан және алынбалы фурмадан (ауа мен оттегі үрлеуін қамтамасыз ету үшін) тұрады. Концентрат пештің төбесіндегі тесік арқылы пешке жүктеледі. Ауа мен оттегі пешке тиеу фурмасының көмегімен беріледі. Пештің негізгі өнімдері – құрамында қорғасын бар қож, технологиялық және аспирациялық газдар. Пеш үздіксіз жүктеледі. Шығарылған газ қалдық газ қазандығында шамамен 1100 ^°C-тан 350 ^°C-қа дейін салқындатылады және шығу температурасы шамамен 350–400 ^°C болатын ыстық электр сүзгіден өтеді. 5.5-суретте ӨМК қорғасын зауытындағы электр сүзгісін көрсетеді.

5.5-сурет. Мыс зауытындағы электр сүзгі

SO₂шоғырлануы 3,5-13,5 %-дан аспайды. Қорғасын және мырыш өнеркәсібінің құрамында күкірті бар газдар қоспасынан жанаспалы әдіспен күкірт қышқылын алудың технологиялық процесі келесі кезеңдерден тұрады: газды тозаңнан, күшәннан, сынаптан, селеннен, фтордан, күкірт қышқылы тұманынан тазарту; газдарды тасымалдау және араластыру; күкірт диоксиді (SO₂) конверсиясы; күкірт қышқылының конденсациясы. Қорғасын өндірісіндегі күкірті бар газдар қап сүзгідегі тозаңның негізгі мөлшерінен тазартылғаннан кейін тозаңды түпкілікті жою үшін жуу жүйелеріне түседі. Газды тазарту процесі тізбектей орнатылған жуу мұнараларын, скруббер-электр сүзгілерін қолдану арқылы жүзеге асырылады. Жуу бөлімінде тазалағаннан кейін температурасы 32–50 °С және вакуумы 2,5 кПа аспайтын газдар араластырғышқа 85000 Нм³/сағ, ал SO₂шоғырлануы көпемес көлемде түседі. мырыш өндірісінің тазартылған газдарымен араластыру үшін 12,5 % -дан астам, одан әрі операциялар (қыздыру, тотығу, конденсациялау) және тиісті сападағы күкірт қышқылын алу үшін. 5.8-кестеде "Казцинк" ЖШС ӨМК-да қолданылатын ВСА "ХальдорТопсе" күкірт қышқылы зауытынан шығарындылардағы күкірт диоксидінің шоғырлануы көрсетілген.

5.8-кесте. SO₂шығарындылары

Р/с №	Атауы	Өлшем бірлігі	Минималды концентрация	Максималды концентрация	Мониторинг жиілігі	Ескертпе
1	2	3	4	5	6	7
1	WSA "Haldor Topse" ылғал катализ қондырғысы	мг/Нм3	629.2	3700	Үздіксіз өлшеулер	Күкірт қышқылы қорғасын мен мырыш өндірісінің аралас газдарын пайдалана отырып өндіріледі.

Кросс-медиа әсерлер

Төмендегідер кезінде энергия шығындарының артуы:

тозаң-газ ұстағыш жабдықты пайдалану (электр сүзгілер, қапшық сүзгілер, ылғалды скрубберлер);

қайта пайдалану үшін қышқыл алу процестері арқылы артады.

Ұсталған тозаңды қайта пайдалану мүмкін болмаған жағдайда кәдеге жарату қажеттілігі.

Ылғалды скрубберлер табиғи су жүйелеріне сынап пен металдардың түсуіне жол бермеу үшін қосымша тазартуды қажет ететін сарқынды суларды жасайды.

Сынапты жою үшін қолданылатын реагенттерге қосымша шығындар.

Қатты немесе сұйық қалдықтар түріндегі сынапты жою кезінде пайда болған қалдықтар кәдеге жаратылады. Күкірт қышқылы зауытын пайдалану кезіндегі кросс-медиалық әсерлер тиісті бөлімде берілген.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайымдар

Жалпы қолданылады. Технологиялардың комбинациясы пеш газының сипаттамаларына байланысты. Күкірт қышқылы зауытының қолдану мүмкіндігі түтін газдарының құрамындағы SO₂мөлшерімен шектелуі мүмкін.

Экономика

"Казцинк" ЖШС Өскемен металлургиялық комбинатында (ӨМК) әлсіз күкірт газдарын кәдеге жарату бойынша "Халдор-Топсе" зауытының құрылысы жобасын іске асыруға жұмсалған шығындар ≈ 33 млн долларды құрады.

Енгізудің қозғаушы күштері

Экологиялық заңнама талаптары.

Әлеуметтік-экологиялық аспектілері.

Одан әрі сату үшін дайын өнім ретінде күкіртті алу.

5.4.2. Қалпына келтірілетін балқыту кезінде атмосфераға құрамында бөлінетін газдар бар ұйымдастырылған тозаң шығарындылары тасталуын болғызбау және/немесе азайтуға арналған техникалық шешімдер

Сипаттама

Балқыту нәтижесіндегі ластағыш заттардың шығарындыларын азайтудың жоғары әлеуеті бар техникалар.

Техникалық сипаттама

Тотықсыздандырғыш балқытуда қолданылатын шахталы пештердің газдары агрессивтілігі төмен болғандықтан құрғақ және ылғалды әдістермен тозаңнан тазартылады. Тікелей пештерде орнатылған циклондарда (5.1.3.1-бөлімді қараңыз) шахталы пештердің газдарын ірі тозаңнан тазартқан жөн. Бұл ұзын газ құбырларын тозаңның бітелу қаупін жояды, сонымен қатар кейде қап сүзгілері сияқты жұқа тозаң жинағыштардың тозаңындағы ұсақ сирек металл фракцияларының құрамын арттырады (5.1.3.2- бөлімді қараңыз). Ұсақ тозаң бөлшектерін жою кезінде дымқыл электростатикалық сүзгілерді пайдалану энергияны аз тұтынуды қажет етеді, бірақ сонымен бірге айтарлықтай жоғары құны бар (5.1.3.4- бөлімді қараңыз).

Білік пеш газдарының тозаңы жоғары электрлік кедергімен сипатталады (оның құрамында негізінен PbO, PbS және ZnO болады). Сондықтан бұл газдарды дайындау (салқындату және ылғалдандыру) тозаң жинаудың жоғары деңгейіне жету үшін өте маңызды. Тозаңның жоғары дисперстілігі және газдардың айтарлықтай тозаңдылығы кезеңді тазалауды қолдануды және жұқа тазалау құрылғылары ретінде ең озық үлгідегі ұсақ тозаң жинағыштарды орнатуды анықтайды. Білік пештерінің газдарындағы күкірт диоксидінің аз болуы құрғақ қондырғылармен қатар дымқыл газ тазалау аппараттарын пайдалануға мүмкіндік береді.

Ылғалды скрубберлер пайдаланылған газ ағындарында жоғары ылғалдылық болған кезде (материалдарды кептіру немесе қожды түйіршіктеу кезінде), сондай-ақ өздігінен тұтанатын тозаңы бар жағдайларда қолданылады. Скруббер түрі радиалды немесе шашыратқыш болуы мүмкін. Қатты ластанған пеш газдарын тазалау үшін сәйкес жуу ерітіндісімен (мысалы, сілтілі ерітінді) бірге пайдалануға болады (5.1.3.5-бөлімді қараңыз). Егер ұсталған тозаң (возгондар) орнында гидрометаллургиялық өңдеуге ұшыраса, шахталы пеш газдары үшін ылғалды тозаң жинау әдістерін қолдану әсіресе орынды. Ылғалды жүйелерден алынған тозаң тұнба ретінде бөлек жүйеде немесе сарқынды суларды тазарту қондырғысында жойылады.

Сынап қоректік материалдардың құрамына немесе басқа технологияларға байланысты сәйкес абсорбенттермен сіңіру әдістерін қолдана отырып жойылады (5.1.3.5-бөлімді қараңыз).

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Тозаң мен металл шығарындыларын азайту. Шикізат шығынын азайту, ұсталған заттарды өндіріске қайтару.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Айза пешінің бай қожынан оның оксидтерін азайту арқылы қара қорғасын алу болып табылады. Шихтаның қалпына келуі және балқуы пешке жүктелген кокстың жануынан болады. Білік пештерінде кәдеге жарату сонымен қатар: бөлшектелген, металл қосындыларымен, қорғасын зауытының металлургиялық пештерінің отқа төзімді материалы, пайдаланылған ванадий катализаторы, пайдаланылған керамикалық бұйымдар. Сондай-ақ шахта пештерінде бөлшектелген қорғасын аккумулятор батареяларының сынықтары мен ұсақтарын қайта өңдеу жүзеге асырылады. Шахталық пештерінен шыққан технологиялық газдар кез келген жұмыс жағдайында тазалауға тозаң жинау бөліміне, одан әрі тазарту үшін қапшық сүзгілерге жіберіледі. Тазартылған газдар тазартылғаннан кейін атмосфералық ауаға шығарылады. Ұсталған тозаң шнектер жүйесі мен элеватор арқылы жоғары қысымды камералы пневматикалық сорғыға тиеледі және пневматикалық көлікпен концентрат қоймасына жіберіледі. Төтенше жағдайларда тозаң сыртқы бункерге түсіріледі. Тазартуға жіберілетін шахталы пештерден шығатын газдардың көлемі 260–320 мың м³/сағ.

"KGHM" зауытында (Польша) шахталы пештердің тозаңсыздандыру жүйесін (қап және картридж сүзгілері) жаңғырту келесі көрсеткіштерге қол жеткізуге мүмкіндік берді: тозаң үшін 1 мг/Нм³-тен аз және күшән (орташа мән 0,02 мг/Нм³) 0,05 мг/Нм³-тен аз [86].

Кросс-медиа әсерлер

Төмендегілер кезінде энергия шығындарының өсуі:

қожды силостарда сақтау немесе ашық жерлерде сақтау үшін суару суын пайдалану;

тозаңнан және металдардан тазалау (құрғақ әдістер – циклондар, қапшық сүзгілер, электрсүзгілер; ылғалды әдістер – сіңіру).

Ұсталған тозаңды қайта пайдалану мүмкін болмаған жағдайда кәдеге жарату қажеттілігі. Пеш газын қалпына келтіру қоспаларды кетіру үшін ішкі немесе сыртқы өңдеуді қажет етеді.

Реагенттер ретінде қолданылатын қоспаларды қосымша тұтыну.

Қалдық ағындарын сынаптан тазарту кезінде қосымша өңдеуді және жоюды қажет ететін қатты немесе сұйық қалдықтар түзіледі.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайымдар

Циклондардың қолдану мүмкіндігі оларды басқа тазалау жүйелерімен бірге пайдалану қажеттілігімен шектелуі мүмкін.

Ылғалды скрубберлерді тек ылғалды газ ағындары үшін пайдалануға болады.

Сынап қосылыстарын жою қажеттілігі шикізаттың құрамына байланысты.

Экономика

Мәлімет жоқ

Енгізудің қозғаушы күштері

Экологиялық заңнама талаптары. Ұсталған тозаңды қайта қалпына келтіру және қайталама шикізат ретінде пайдалану мүмкіндігі.

5.4.3. Тиеу, шығару және алдын ала мыссыздандыру ұйымдастырылмаған шығарындыларды болғызбауға және/немесе азайтуға арналған техникалық шешімдер

Сипаттама

Мүмкіндігінше оларды жоюға, жинауға және тазартуға бағытталған технологиялық шешімдерді жобалау және оңтайландыру негізінде бос шығарындылардың алдын алу әдістері.

Техникалық сипаттама

Жобалау кезеңдерінде немесе оларды қолданыстағы өндіріс процесіне енгізуде технологиялық процеске біріктірілген шығарындыларды жинау және бақылау жүйелерін пайдалану әдісі немесе әдістерінің жиынтығы. Ұсынылған техникалық шешімдердің құрамдас бөліктеріне жинау жүйелеріне техникалық қызмет көрсету, сондай-ақ қалдықтар ағындарының үздіксіз мониторингі жатады:

корпустарға салынған тиеу жүйелерін пайдалану;

жабық өндіріс орындарын пайдалану;

пештегі температураны оңтайлы төмен қажетті деңгейде тұрақты бақылау және ұстап тұру;

тозаң жинау жүйелерімен жабдықталған қымтаулы пештерді/беру жүйелерін пайдалану немесе жұмыс істеп тұрған пештер мен басқа технологиялық жабдықтарды сорғыш жүйелерімен жабдықтау;

тиеу және босату орындарындағы қақпақтар/қоршаулар) алу мақсатында сорғыш құрылғылары мен газ құбырларының конструкциялары мен жұмыс әдістерін оңтайландыру ;

балқытылған сульфидтерді немесе қожды беру және жылжыту үшін жабық науаларды пайдалану;

шикізатты пешке беру кезінде және балқыту өнімдерін беру кезінде шығарындыларды ұстау үшін пештердің паналарын, жергілікті аспирациялық жүйелерді пайдалану;

тозаңды материалдарды қайта тиеу орындарында тозаңды жинау (тиеу-түсіру пештерінің пункттерінде, кіреберістің шығыс саңылауларында);

тиеу-түсіру пештерінің пункттерінде газ-ауа ағындарын жоюдың қайталама жүйелерін енгізу;

тұндырылған қоспалардың сипаттамаларын ескере отырып жобаланған шығарылатын газдарды ұстау және тазалау жүйелерін пайдалану;

пайдаланылатын технологиялық жабдық шеңберінде рұқсат етілсе, шикізатты шағын бөліктерде жеткізуге мүмкіндік беретін жүйелерді пайдалану.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Тозаңның, металдардың, газ тәрізді қосылыстардың бақыланбайтын шығарындыларының алдын алу. Жиналған тозаңның көп бөлігі қайта пайдалану үшін технологиялық циклге қайтарылады.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Тасымалданатын балқыту өнімдерінде қорғасынның шоғырлануын төмендету бойынша ӨМК қорғасын зауытында жүргізілген зерттеулер шөміштерді тасымалдау немесе тұндыру кезінде балқыма беті салқындап, булану жылдамдығы төмендейтінін көрсетті. Сыртқы температураның төмендеуінің сипаты балқымалардың термофизикалық қасиеттеріне байланысты. Буланудың ең жоғары қарқындылығы шөмішті күңгіртпен толтыру сәтіне сәйкес келеді, бұл жоғары бастапқы температураға байланысты. Қож үшін қорғасынның аз болуына байланысты бастапқы булану жылдамдығы төмен. Ең төменгі булану қарқындылығы шөмішті қара қорғасынмен толтыру сәтінде болады, бірақ булану қарқындылығы баяу төмендейді. Барлық балқымалар үшін булануға байланысты қорғасын аэрозольдарының берілуі шөміштің баспана сыртында болған уақытына байланысты. Осыны ескере отырып, шөміштер баспаналардың астына түскенде, кем дегенде бір минутқа жергілікті сору желдету қоршаған ортаға қорғасынның бөлінуін азайтады деген қорытындыға келді.

2020 жылы KGHM зауытында (Легниц, Польша) құю машиналары шығаратын газдардан күшән бар тозаңды тазарту жобасы аяқталды. Экологиялық тиімділіктің операциялық көрсеткіштері: тозаң үшін 2 мг/Нм³ -тен аз (орташа мән 1,6 мг/Нм³) [86].

Кросс-медиа әсерлер

Қосымша энергия ресурстарының қажеттілігі.

Қолдануға қатысты техникалық ой-пікір

Қолдану мүмкіндігі бар қондырғылар үшін шектелуі мүмкін (қолданыстағы технологиялық сызба, өндіріс орындарының жобасы). Жабдықты оқшаулау пайдаланылған және қолданыстағы шикізат пен өнімді тиеу/түсіру аймақтары газды ұстау және желдету жүйелерімен жабдықталған жағдайларда қауіпсіздік себептері бойынша шектеулер болуы мүмкін (мысалы, пештің түрі/дизайны, өрт қаупі, ағып кету қаупі).

Экономика

Ақпарат жоқ.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары.

Шикізатты үнемдеу – ұсталған бөлшектерді өндірістің технологиялық цикліне қайтару.

5.4.4. Тотықтырып балқыту қожын өңдеу кезінде ұйымдастырылмаған шығарындыларды болғызбау және/немесе азайтуға арналған техникалық шешімдер

Сипаттама

Қожды өңдеу кезінде ластағыш заттардың шығарындыларын азайтудың жоғары әлеуеті бар техникалар.

Техникалық сипаттама

Бұл бөлімше тек шығарындылардың алдын алу және азайту үшін тиісті жабдықты пайдалануға қатысты технологияларға ғана қатысты, олар мыналарды қамтиды:

қожды сүрлемдерде жабық сақтау немесе ашық жерде сақтау кезінде сумен суаруды пайдалану;

тозаң мен газдың көп бөлінетін аумақтарындағы жабық типтегі жабдықтар мен сорғыш жүйелері (5.2.2-бөлімді қараңыз);

қапшық сүзгі (5.1.3.2- бөлімді бөлімді қараңыз);

ылғалды электрсүзгі (5.1.3.4- бөлімді бөлімді қараңыз).

Техникалық сипаттама

Қожды сақтау және тасымалдау кезінде тозаңның шығуын болғызбау үшін материалды ылғалдандыру және оны ылғалды күйде сақтау үшін су бүрку жүйесі қолданылады. Тасымалдау үшін пайдаланылатын жабдық жабылуы керек.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Тозаң мен металл шығарындыларының алдын алу.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

ӨМК қорғасын зауытында қожды қожұшыру қондырғысының көмегімен қорғасын балқыту қожынан қорғасын мен мырыш алынады, олар сублиматтарға айналады және мырыш зауытында одан әрі өңделеді.

Қождарды өңдеу кезінде мырыш пен қорғасын тозаңға айналады. Шығатын тозаңды технологиялық газдар тазалау үшін қапшық сүзгілерге беріледі (тазарту тиімділігі 99,9 %) және қалдық шоғырлануы 5 мг/м³төмен атмосфераға шығарылады.

Қожды үрлеу аяқталғаннан кейін түйіршіктеуде су ашылады, шығару науасында бу сору және сору желдеткіші қосылады, содан кейін шығару саңлау ашылады және қож науадан түйіршікке шығарылады және түйіршіктелген зумпфада отырғызылады. Қожды айдау қондырғысына құюға және қожды шығаруға арналған қондырғылар одан әрі атмосфераға шығара отырып, қап сүзгілерде тазалау үшін ары қарай тасымалдайтын сорғыш қондырғылармен жабдықталған. Қож сумен түйіршіктелген. Ыстық қож сумен жанасқанда ол ұсақ түйіршіктерге бөлініп, шұңқырларда тез қатып қалады. Қожды түйіршіктеу қондырғысы ұйымдастырылған көз арқылы буды шығаратын сору қондырғысымен жабдықталған. Ылғалды қож қабылдау шұңқырларынан шығады (оның тозаңдануын жоқка шығарады), кранмен жүк көліктеріне тиеліп қоспаны толтыруға пайдалану үшін төгу орнының аумағына тасымалданады немесе сұраныс болса бөгде ұйымдарға өңдеуге беріледі.

Кросс-медиа әсерлер

Төмендегілер кезінде энергия шығындарының өсуі:

қожды силостарда сақтау немесе ашық жерде сақтау кезінде сумен суаруды пайдалану;

тозаңды кетіру үшін электрсүзгілерді қолдану.

тозаңнан және металдардан тазалауға арналған жабдықты пайдалану (ылғалды электросүзгілер);

Ұсталған тозаңды технологиялық циклге қайтару мүмкін болмаған жағдайларда кәдеге жарату қажеттілігі.

Ылғалды скрубберлер мен суару жүйелерін пайдаланған кезде табиғи су объектілеріне ластағыш заттардың (металдардың және т.б.) түсуін болғызбау үшін қосымша тазартуды қажет ететін сарқынды сулар пайда болады.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайымдар

Жалпы қолданылады.

Экономика

Ақпарат ұсынылмаған.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары.

5.4.5. SO₂шығарындыларын азайту

Қорғасын өнеркәсібі үшін SO₂ газдарынан күкіртті кәдеге жарату маңызды. Әлемдегі көптеген зауыттарда қорғасын концентраттарын күйдіру кезінде күкіртті пайдалану 40 %-дан аспайды. Күкірт қышқылын өндіру әдетте құрамында кемінде 3,5 % күкірт диоксиді бар газдармен жүзеге асырылады. Атмосфераға құрамында 0,5–1,0 % SO₂бар тұтану камераларының және машиналардың құйрық бөлігінің газдары шығарылады.

SO₂шығарындыларын қалпына келтіру және/немесе азайту үшін қолданылатын технологиялық ерітінділерді таңдауда түтін ағындарында күкірт диоксидінің шоғырлануын ескеру қажет. 5.9-кестеде SO₂<1 % және >1 % газдарды азайту әдістері келтірілген.

5.9-кесте. SO₂шығарындыларының алдын алу және/немесе азайту әдістері

Р/с №	SO₂құрамы <1 %	SO₂құрамы>1 %
1	2	3
1	Әкті бүрку, содан кейін қап сүзгілерінде тазалау. Аминдермен немесе полиэфирлі еріткішпен тазалау Күкірт қышқылын алу үшін сутегі асқын тотығымен тотығу. Күкірт қышқылын алу үшін белсендірілген көмір катализаторымен тотығу. Каустикалық сода сіңіру және гипсті тұндыру арқылы қосарланған сілтілі скраб. Глиноземді сіңіру және гипсті тұндыру (Dowa процесі) Mg(OH)₂бар скруббержәне магний сульфатының кристалдануы. Натрий бисульфатын алу үшін натрий сульфаты және сумен әрекеттесу	қышқылын өндіруде күкірті бар қалдық газдарды пайдалану . Қолданылатын техникалар: - бір контактілі күкірт қышқылы қондырғылары; - күкірт қышқылының қос жанасуы; - ылғалды катализ әдісі (WSA процесі). Суық судағы күкірт диоксидін сіңіру, содан кейін сұйық күкірт диоксиді ретінде вакуумды қалпына келтіру.

5.4.5.1. Бір контактілі қондырғылар

Сипаттама

Күкірт қышқылын стандартты контактілі тәсілмен алудың технологиялық процесі катализаторлардың бірнеше қабаттарының қатарын пайдалана отырып SO₂-ніSO₃-ке түрлендіруге негізделген.

Технологиялық сипаттама

Күйдіру газдары құрғақ электрсүзгілердегі тозаңның негізгі мөлшерінен тазартылғаннан кейін жууға беріледі. Жуу жүйелерінде тазалаудан кейін күйдіру газдары кептіру бөліміне түседі. Кептірілген газ күкірт диоксиді күкірт диоксидіне тотығуға арналған байланыс аппаратына түседі.

Күкірт диоксидінің (SO₂) триоксидке (SO₃) тотығуы келесі реакцияға сәйкес жүреді:

SO₂ + 0,5O₂ → SO₃ + 96,12 кДж/кг

(32)

Күкірт диоксидінің тотығу процесі ванадий катализаторының төрт қабатындағы жанасу аппараттарында жүреді. Катализатор ретінде түйіршіктер, таблеткалар немесе сақиналар түріндегі әртүрлі дәрежедегі контактілі массалар қолданылады. Күкірт диоксидінің тотығу реакциясы кезінде жылу бөлінеді. Реакция кезінде бөлінетін жылу тотығуға берілген газды қыздыруға жұмсалады.

Байланыс аппаратынан кейін газ сіңіру бөліміне түседі. Абсорбциялық процестің мәні күкірт қышқылының газ фазасынан күкірт триоксидін сіңіруі болып табылады. Күкірт ангидридін сіңіру 55 – 80 ^°C температурада суару үшін берілген 97,5-98,3 % концентрацияда күкірт қышқылымен моногидратты сіңіргіштерде жүзеге асырылады.

Тазартылған газ тұманды сүзгілер арқылы күкірт қышқылының шашырауынан және тұманынан тазартылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Азайтылған SO₂шығарындылары.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Абсорбциялық процестің қалыпты жүруінің қажетті шарты суландырғыш қышқылдың абсорбер қимасына біркелкі таралуы, сонымен қатар қышқылдың шоғырлануы мен температурасының тұрақтылығы болып табылады. Бүріккіш қышқылды мұнараның қимасы бойынша біркелкі бөлу мұнараның ішінде саптама үстінде орналасқан тарату тақтайшасының көмегімен жүзеге асырылады.

Бір контактілі технология Өскемен металлургиялық комбинатының мырыш өндірісіндегі металлургиялық газдарды өңдеу үшін қолданылады. Байланыс дәрежесі кем дегенде 96 % құрайды. Контактілі аппаратқа дейінгі кірістегі SO₂шоғырлануы кемінде 7 %, шығыста – 0,3 % [13].

Кросс-медиа әсерлер.

Газды алдын ала өңдеу сатысы болмаған жағдайда конверсия дәрежесі айтарлықтай төмен.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайымдар

Жалпы қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары.

5.4.5.2. Қос контакт/қос сіңіру

Сипаттама

Қос жанасу әдісінің қағидаты күкірт диоксиді күкірт диоксидіне ішінара тотықтырылғаннан кейін технологиялық газды одан әрі тотықтыру үшін жанасу аппаратынан алып тастайды.

Технологиялық сипаттама

Күкірт триоксидінің болуы күкірт диоксидінің айналуын тежейді, сондықтан күкірт диоксидін тиімдірек түрлендіруге қол жеткізу үшін газдағы күкірт диоксидінің мөлшері жеткілікті жоғары болған жағдайларда қос контакт/қос сіңіру процесі жиі қолданылады. Бұл жағдайда күкірт триоксиді екінші немесе үшінші өтуден кейін 98 % күкірт қышқылына сіңіп, келесі өтулерде күкірт диоксиді көбірек түрлендіруге мүмкіндік береді. Осыдан кейін күкірт триоксидін сіңірудің келесі кезеңі өтеді. Бұл процесте газдар ванадий пентоксиді катализатор қабаты арқылы өтетін кезде газдың құрамындағы күкірт диоксиді жанасу арқылы күкірт триоксидіне айналады. Бұл процесте ескеру қажет қос контакт әдісінің негізгі ерекшеліктері газдағы күкірт диоксидінің жоғары шоғырлануы және аралық сіңірудің болуы. Қосарланған абсорбциясы бар қос контактілі жүйелердің жалпы артықшылықтары:

жалпы тиімділік және технологиялық шешімдерді білу;

сұйық сарқынды сулардың болмауы және сәйкесінше оларды тазарту мен залалсыздандыруға қосымша шығындар;

технологиялық жүйелер мен жеке жабдықтардың жұмыс уақыты жоғары қорлары;

жұмыс ортасының салыстырмалы төмен жұмыс температурасы;

оңай іске қосу және тоқтату.

Қосарланған жанасу кезінде энергия буының шығымы бір контактілі жүйелермен салыстырғанда газды жанасудың екінші кезеңіне дейін аралық қыздыру үшін жылу шығыны есебінен әлдеқайда төмен.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Атмосфераға күкірт диоксиді шығарындыларын азайту. Шикізат пен материалдардың құнын төмендету. Сарқынды сулардың пайда болуы алынып тасталды, соның салдарынан оларды тазарту қажеттілігі.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

SO₂құрамын айтарлықтай төмендетуге мүмкіндік береді, сонымен қатар жанасу және сіңіру бөлімдеріндегі газ көлемі азаяды. Шығарылған газдардағы күкірт диоксиді шоғырлануы 0,03 %-дан жоғары емес болғанда жанасу дәрежесі 99–99,8 % шегінде өзгереді.

Ұсынылатын жұмыс температурасы катализатордың максималды температурасынан 20 ^°С төмен болуы керек. Бұл шартты сақтау шикізат ретінде пештен тыс газдарды пайдалану кезінде SO₂шоғырлануының мүмкін ауытқуына байланысты.Бұл ауытқулар катализаторды зақымдауы мүмкін. Дәл осындай әсерге төмен температурада қол жеткізіледі, сондықтан қажетті температура деңгейін стандарттан шамамен 10 – 30 ^°C жоғары ұстау өте маңызды, бұл конверсия жылдамдығының айтарлықтай төмендеуіне әкеледі.

Қос жанасу процесінің алдында қоспаларды жою (алдын ала өңдеу) катализаторды қорғау және тауарлы күкірт қышқылын алу үшін қажет. Тазарту көптеген металдардың шоғырлануын өндірілген қышқылдағы қолайлы деңгейге дейін төмендетеді. Газ ағынын алдын ала өңдеу әдетте газ ағынындағы ластағышқа байланысты бірнеше қадамдарды қамтиды. Бұл қадамдар жылуды қалпына келтіретін тоңазытқышты, ыстық электросүзгіді, сынапты тазартуды және т.б. және дымқыл электростатикалық тұндырғышты қамтуы мүмкін. Газды өңдеу бөлімінде түзілетін әлсіз қышқылдың құрамында әдетте 1-50 % H₂SO₄болады.

Құбырдан қышқыл тұмандары шығуы мүмкін, қажет болған жағдайда шам тәрізді тұманды кетіргіштерді немесе дымқыл скрубберлерді пайдалануға болады.

Кросс-медиа әсерлер

Қолдануды және/немесе жоюды қажет ететін қатты немесе сұйық ерітінділердің (әлсіз қышқылдар) түзілуі. Күкірт қышқылының шашырауын және тұманын тазалау қажеттілігі.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайымдар

Бұл әдіс сульфидтік шикізатты қолданатын пирометаллургиялық процестерде қолданылады. Түтіндік газдардағы SO₂шығарындыларын күкірт қышқылынан 0,5 – 1 кг/т төмен төмендету үшін не газдағы SO₂бастапқы шоғырлануын төмендету қажет, бұл жүйенің техникалық-экономикалық көрсеткіштерінің нашарлауына әкеледі немесе қосымша түтін газын кейінгі өңдеу қондырғысын салу үшін.

Кез келген NO_xөндірілген қышқылға сіңеді. Егер концентрациялар жоғары болса, онда қоңыр қышқыл алынады және бұл нарық үшін қолайсыз болуы мүмкін. Егер күкірт қышқылы органикалық қосылыстарға байланысты қоңыр болса, түсті кетіру үшін сутегі асқын тотығын қосуға болады.

2007 жылы "SNC Lavalin" фирмасы әзірлеген қос байланыстыру қондырғысын пайдалана отырып, металлургиялық газдардан күкірт қышқылын өндіру технологиясы Өскемен металлургиялық кешенінде енгізілді. Күкірт қышқылын өндіру зауытына күкірт пешінің газдары (SO₂мөлшерімен- 8-25 %) және конвертерлік газдар (SO₂-1-6,4 %) жіберіледі. Байланыс аппаратына түскенге дейінгі күкірт диоксидінің есептік шоғырлануы 12,3 % құрайды. Алынған күкірт қышқылының шоғырлануы 92,5 – 94 % және 98 – 98,5 % [13].

Кейінірек, 2009 жылдың қазан айында Среднеуральск мыс қорыту зауытында металлургиялық өндірістің қалдық газдарын өңдеуге арналған осындай технология енгізілді. Байланыс аппаратына түскенге дейін күкірт диоксидінің шоғырлануы шамамен 9 % құрайды, бұл күкірт қышқылын өндіру үшін оңтайлы. DC/DA сызбасы бойынша күкірт диоксидінің триоксидке айналу дәрежесі кем дегенде 99,7 % құрайды [89].

Экономика

Қос контакт/қос сіңіру түрлендіру күрделі және қымбат. Гипсті сыртқа сатуға шығаруға болады. Бұл мүмкіндіктер энергияны үнемдеуге және қалдықтарды азайтуға әкелуі мүмкін, бірақ жергілікті түрлендірулер үшін шығындарды салыстыру керек. Гипстің нарығы болмаса, гипс полигонының құнын ескеру керек.

Ендірудің қозғаушы күші

Атмосфералық ауаға шығарындыларды азайту. Экологиялық заңнама талаптары. Экономикалық пайда.

5.4.5.3. Ылғалды катализ арқылы күкірт диоксидін кәдеге жарату

Сипаттама

Газ тәріздес күкірт диоксидін алу және тауарлық сапалы күкірт қышқылын алу негізінде қорғасын өндірісінің ылғалды технологиялық газдарын өңдеу.

Технологиялық сипаттама

Кеңінен қолданылатын ылғалды катализ технологияларының бірі процесс WSA – "дымқыл газдан күкірт қышқылы", ол химиялық заттарды немесе абсорбенттерді қоспай, концентрлі күкірт қышқылы түріндегі SO_2-ні төмендететін ылғалды технологиялық газды өңдеуге арналған каталитикалық процесс болып табылады. 1980 жылдардың ортасында Haldor Topse A/S әзірлеген. Қорғасын өндірісінің күкірті бар газдар, құрғақ электр сүзгілерде тозаңның негізгі мөлшерінен тазартылғаннан кейін, температурасы 300–400 ^°C, қорғасын газдарын жуу алдында коллекторға түседі, бұл жерден газ жуу жүйелер арқылы таралады. Содан кейін газ қажетті температураға дейін салқындатылып, зиянды қоспалардан тазартылады. Газды тазарту процесінің мәні газ құрамынан қоспаларды бөлу болып табылады, олардың болуы технологиялық процестің жүруіне кері әсер етеді және өнімдердің сапасын нашарлатады. Бұл қоспаларға мыналар жатады: жабдықтың гидравликалық кедергісін арттыратын тозаң, ванадий катализаторына улы күшән, фтор, селен, сынап. Алдын ала қыздырудан кейін тазартылған газ осы қолданба үшін арнайы әзірленген ванадий катализаторы бар түрлендіргішке түседі. Катализатордың қатысуымен SO₂SO₃-ке айналады. SO₂шоғырлануына және қажетті түрлендіру дәрежесіне байланысты бір немесе бірнеше қабаттар қолданылады. Бірнеше қабатты пайдаланған кезде қабаттар арасындағы салқындату қондырғының жылу балансына байланысты әртүрлі тәсілдермен жүзеге асырылуы мүмкін. WSA конденсаторында пайда болатын ыстық ауа жуу бөлімінен кейін зауытқа түсетін қоректік газды жылыту үшін пайдаланылады. Түрлендіргіштің шығысында газ салқындатылады, бұл түзілген SO₃су буымен әрекеттесіп, газ фазасында күкірт қышқылын түзуге мүмкіндік береді.

SO₃ (г) + H₂O (г) → H₂SO₄ (г) + 101 кДж/моль

(33)

Салқындатылған газ WSA конденсаторына түседі, ол күкірт қышқылы газын конденсациялап, сұйық өнім түзеді.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Диоксидтің күкірт триоксидіне айналу дәрежесі көп жағдайда 98 % құрайды. WSA процесі 1-4 % SO₂бар газдар үшін әсіресе қолайлы қышқыл конденсациясына (сіңіруге емес) негізделген. Технологиялық газды WSA қондырғысына бермес бұрын оны алдын ала кептіру қажеттілігін жою сарқынды сулардың пайда болуын және күкірт шығынын жоюға көмектеседі.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Процестің негізгі ерекшеліктері:

95 – 99 % күкіртті жою және алу;

тауарлық күкірт қышқылы шығарылады;

технологиялық жылуды қалпына келтіру;

салқындату үшін суды аз тұтыну;

сарқынды су қалдықтары жоқ.

NO_xсияқты қоспалары бар газдармен жұмыс істеуге оңай бейімделеді. NO_xөңдеу үшінSO₂түрлендіргішінен жоғары қарайселективті каталитикалық қалпына келтіру реакторы (SCR) орнатылуы мүмкін. Аммиак газ ағынына SCR реакторының алдында газдағы NO_x-ке қатысты стехиометриялық мөлшерде енгізіледі. NO_x реакцияға сәйкес азот пен суға айналады:

NO + NH₃ + ¼ O₂ → N₂ + 3/2H₂O + 410 кДж/моль

(34)

WSA технологиясы Өскемен металлургиялық кешенінде қорғасын мен мырыш өндірісінің газдарын кәдеге жарату үшін 2004 жылы енгізілген. Қоршау дәрежесі кем дегенде 98 % құрайды. Контактілі аппаратқа дейінгі кірістегі SO₂шоғырлануы 6,5 %-дан аспайды, шығыста – 0,13 %. Зауыт сұйылтылғаннан кейін 97,5 – 98 % және 92,5 – 94 % шоғырлануы бар күкірт қышқылын алуға мүмкіндік береді [13].

Кросс-медиа әсерлер

Қолдануға қатысты техникалық ой-пікір

WSA процесі SO₂шоғырлануының3–5 %-ы үшін автотермиялық болып табылады, алайда 3 %-дан төмен газдар үшін әдетте газ қыздырғышымен қамтамасыз етілетін қосымша жылу қажет. 6 % SO₂жоғары концентрациялардаWSA процесі катализатор қабатындағы температураны бақылау үшін ауамен сұйылтуды қажет етеді, нәтижесінде қышқыл зауытының көлемі артады.

WSA арқылы өңделген газда ешқандай бөлшектер болмауы керек. Катализаторда тозаң жиналуын азайту үшін тозаңның құрамын 1-2 мг/Нм³ -тентөменге дейін азайту керек. Сондықтан WSA қолданбаға байланысты қосымша ылғалды тазалау жүйесін қажет етуі мүмкін.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары. Атмосфералық ауаға SO₂ шығарындыларын азайту. Шикізат құнын төмендету. Экономикалық пайда.

5.4.5.4. Құрамындағы SO₂ мөлшері аз шығарылатын газдарды күкіртсіздендіру

Сипаттама

Арнайы абсорберлерде суспензия/ерітінділер түріндегі пайдаланылған газ ағынына енгізу арқылы (мысалы, кальций карбонатын) түтін газдарынан SO₂шығару, дайын затты (кальций сульфаты) түзу үшін олардың күкірт қосылыстарымен әрекеттесуі. Күкіртсіздендіру кезеңіне дейін қатты бөлшектерді (тозаң) кетіру үшін түтін газдарын алдын ала өңдеу керек.

Технологиялық сипаттама

Электр немесе қапшық сүзгіде тозаңнан нормаланатын мәнге дейін алдын ала салқындатылған және тазартылған құрамында SO₂ төмен түтінді газдар десульфуризация жүйесіне беріледі. Өйткені күкіртсіздЕнгізудің ең тиімді жолы - газдар мен суспензиялардың қарсы ағын қозғалысы, содан кейін скруббердің түбінен суспензия скруббердің ортаңғы бөлігіне беріледі және ұсақ тамшы ерітіндісі түрінде саптамалармен шашыратылады. Саңылаулардың саны жобалау кезеңінде анықталады. Кальций карбонатын сорбент ретінде пайдаланған кезде әктас <40 мкм алдын ала өңдеуден кейін механикалық араластырғыштармен жабдықталған әктас суспензиясын дайындау резервуарына түседі (ұсақтау). Резервуарлардың өлшемдері сіңірілген SO₂-нің CaCO₃суспензиясымен толық реакциясын, күкірт қосылыстарының сульфаттарға тотығуын қамтамасыз етеді. Сульфиттердің сульфаттарға дейін тотығуын жақсарту үшін скруббер цистернасына пневмогидравликалық аэратор арқылы сығылған ауа беріледі. Әрі қарай суспензия желілер арқылы скрубберге түседі және оның төменгі бөлігінде лай түрінде жинақталады, синтетикалық кальций сульфатының CaSO₄-2H₂O үлкен кристалды қалдығы түзіледі.

Тазартылған түтін газдары тамшыларды жою жүйесінен өтіп, дымоходы арқылы атмосфераға шығарылады ("дымқыл құбырды" пайдалану тазартылған газды қыздыру қажеттілігін жояды).

Абсорбцияның бірінші кезеңі аяқталғаннан кейін құрамында кальций сульфаты (кальций сульфаты) бар сарқынды сумен реакциялық шлам суды сүзу және тазарту жүйесіне жіберіледі. Сүзгіш престе сусыздандырылғаннан кейін кальций сульфаты тікелей престің астында орналасқан сақтау ыдысына құйылады, ол жерден қоймаға тасымалданады, содан кейін нарыққа сатылады. Тазартылған су күкіртсіздендіру жүйесіне қайтарылады. Скруббер үнемі жаңа суспензиямен және қайта өңделген аралық өнімнің бір бөлігімен қамтамасыз етіледі, өйткені оның құрамында реакцияға түспеген сорбенттің белгілі бір мөлшері бар. Скруббердің қабырғаларында шөгінділердің пайда болуын болғызбау үшін скруббердің төменгі жағында суспензияны араластыру жүйесі қарастырылған.

NaOH ерітіндісін (каустикалық немесе сода күлі) де қолдануға болады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

SO₂шығарындыларын азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

SO₂кетіру тиімділігі 50 – 95 % аралығында,NaOH қолданғанда 99 % жетуі мүмкін. Бұл диапазонның жоғарырақ мәнін жою жылдамдығы жаңа, арнайы жасалған қондырғыларды пайдаланатын тамаша жағдайларда ғана мүмкін болады.

Болгар қорғасын зауытында кедей күйдірілген газ коммерциялық өнім ретінде NaHSO₃тұзын(натрий бисульфиті) алады.

Челябинск мырыш зауытында вельц-цехының екі пешінен шығатын газдарды қосымша тазарту қондырғысын орнату жобасы жүзеге асырылуда. Жүйелер ылғалды тазалау әдісін қамтиды, ал пайдаланылған газдар арнайы сіңіргіште реагентпен – әк суспензиясымен суарылады. Мәлімделген тазарту дәрежесі 98 % құрайды. Реакция нәтижесінде құрылыс материалдарын өндіруде қолдануға болатын гипс түзіледі. Күтілетін қоршаған ортаға әсері күкірт диоксиді шығарындыларының 20 – 25 % [90] төмендеуі болып табылады.

Кросс-медиа әсерлер

Энергетикалық ресурстарға, сонымен қатар материалдық ресурстарға (сорбент ретінде қолданылатын заттар) қосымша шығындар. Дегенмен, натрий негізіндегі скрубберлердің энергия шығыны сорғы рециркуляциясының төмен жылдамдығына және қысымның төмен төмендеуіне байланысты әк скрубберлеріне қарағанда төмен екенін атап өткен жөн. Дегенмен, натрий скруббері Na₂SO₃сарқынды суларын тазартуды қажет етеді. Сарқынды су әдетте Na₂SO₄-ке дейін тотығадыжәне мамандандырылған орындарда жойылуы мүмкін.

Кальций сульфатына нарықта сұраныс болмаса, қалдықтардың қосымша көлемі түзілуі мүмкін.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайымдар

Әдетте жаңа қондырғыларға қатысты. Қолданыстағы қондырғыларда қолдану мүмкіндігіне келетін болсақ, қолданыстағы тозаң жинағыш жабдықтың өнімділігі төмен болған жағдайда технологиялық желіні жаңарту (қолданыстағы тазалау жабдығын ауыстыру) қажет болуы мүмкін және басқа факторлар:

тозаң мен кальций сульфатын ұстау үшін бірге пайдаланған кезде тозаңның қосымша көлемін ұстау жағдайында орнатылған қапшық сүзгінің жеткіліксіз сыйымдылығы;

белсенді сүзгіге тікелей айдауды пайдалану температураның, ылғалдылықтың және ұстау уақытының жеткілікті көрсеткіштерімен мүмкін болады.

Қолдану мүмкіндігін шектейтін кемшіліктер:

рН жоғарылағанда жабдықтың (скруббер, сорғылар және құбырлар) қабырғаларында жұмсақ шөгінділер (кальций сульфиті) пайда болады;

төмен рН мәндерінде қатты шөгінділер (кальций сульфаты) түзіледі.

Бұл факторлар жабдықтың өнімділігінің төмендеуіне және соның салдарынан SO₂шығару тиімділігінің төмендеуіне әкеледі. Магниймен байытылған әкті пайдалану SO₂жою тиімділігін арттыруға көмектеседіжәне масштабтау ықтималдығын азайтады. Әк скрубберлеріндегі сұйықтықтың газға қатынасының жоғары болуы тиімділіктің жоғарылауына және қақ түзілуінің төмендеуіне әкеледі. Дегенмен, бұл екі фактор да жүйенің құнын арттырады.

Натрий негізіндегі скрубберлер әдетте реагенттің реактивтілігіне және газ-сұйықтықпен көбірек байланыс үшін мұнара интерьерін пайдалану мүмкіндігіне байланысты әк негізіндегі скрубберлерге қарағанда әлдеқайда аз. Сонымен қатар, масштабтау мүмкіндігі дерлік нөлге дейін азаяды, өйткені натрий негізіндегі скруббер қышқылдық режимде жұмыс істейді. Күйдіргіш пен сода күлін жеткізу құны да әктен жоғары, сондықтан реагенттердің құны жоғары болады.

Қолдану мүмкіндігін шектейтін факторларға мыналар жатады:

өңдеу мүмкіндігіне әсер ететін тозаңдағы қосымша қоспалар; пайдаланылмайтын білімді гипс өнімі;

газдардың үлкен көлемі;

жұмыс істеп тұрған салалар үшін – күкіртсіздендіру үшін жекелеген ағындарды бөлумен орталықтандырылған газды тазарту жүйесін ауқымды қайта құру қажеттілігі;

қосымша ірі габаритті құрылымдарды салу үшін кеңістіктің болмауы.

Экономика

Тазарту қондырғыларын сатып алуға арналған инвестициялық шығындар.

Ендірудің қозғаушы күші

SO₂шығарындыларын азайту. Экологиялық заңнама талаптары.

5.4.5.5. Сутегі асқын тотығымен тазарту

Сипаттама

Төмендегіні қараңыз.

Технологиялық сипаттама

Сутегі асқын тотығы (H₂O₂) күкірт қышқылын түзу үшін SO₂тотықтыру үшін қолданылады.

SO₂(g) + H₂O₂(aq) → H₂SO₄ (aq)

(35)

Тазалау тікелей сарқынды суару мұнарасында және одан кейінгі қарсы ағынды тазалау мұнарасында тікелей жанасу әдісімен жүзеге асырылады. Алынған қышқылдың шоғырлануы 50 % H₂SO₄жетуі мүмкін. Қышқылды күкірт қышқылы зауытында еріткіш ретінде пайдалану үшін өңдеуге немесе жанама өнім ретінде сатуға болады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

SO₂шығарындыларын азайту .

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Aurubis зауытында (Гамбург) шығарылған газ (SO₂мөлшері0,1 %-дан 2 %-ға дейін) алынады, содан кейін күкірт қышқылы зауытында өңделген технологиялық газдарды сұйылту үшін немесе H₂O₂көмегімен зауыттарда тазартылады. SO₂сіңіру тиімділігі үшін бұл процесте күкірт қышқылының шоғырлануы 30 – 35 % құрайды. Тазартудан кейінгі газдағы SO₂ деңгейлері 20-дан 350 мг/м₃-ге дейін (орташа тәуліктік үздіксіз өлшеулерге сәйкес) [52].

Кросс-медиа әсерлер

Энергия ресурстары мен реагенттерге қосымша шығындар (сутегі асқын тотығы). Сутегі асқын тотығымен тазартудан алынған күкірт қышқылын тікелей қолдануға болмайды және оны күкірт қышқылы зауытына жіберу керек. Әрі қарай өңдеу процестің қолдану мүмкіндігін шектейді (күкірт қышқылы зауытында сұйылту қажеттілігіне байланысты).

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайымдар

Жалпы қолданылады.

Экономика

Шамамен 60000–70000 Нм³/сағ және 2 %-ға дейінгі SO₂көлемі үшін операциялық шығындар жылына 1 миллион еуроны құрады (2012).

Ендірудің қозғаушы күші

SO₂шығарындыларын азайту. Экологиялық заңнама талаптары.

5.4.5.6. Амин ерітінділеріне негізделген SO₂тазарту процесі

Сипаттама

Амин немесе полиэфир негізіндегі күкірт диоксиді сіңіретін еріткішпен скрубберді тазалау; содан кейін алынған аралық өнім аршылады және күкірт қышқылы зауытына жіберіледі немесе күкірт қышқылын немесе сұйық күкірт диоксидін алу үшін сумен әрекеттесу арқылы жойылады.

Технологиялық сипаттама

Бұл технология әртүрлі газ ағындарынан SO₂жоғары тиімді таңдамалы сіңуіне қол жеткізуүшін сулы амин ерітіндісін пайдаланады. Абсорбент ретінде металлургиялық өнеркәсіптерде газдарды тазалау үшін арнайы әзірленген, күкірт диоксиді экстракциясының селективтілігінің оңтайлы көрсеткіштері бар абсорбент қолданылады. Құрамында SO₂бар газжоғарыдан абсорбциялық колоннаға беріледі, ал амин ерітіндісі колоннаның төменгі жағынан беріледі, осылайша қарсы ағынды пайдаланады. Амин мен газ арасындағы ең жоғары байланысты қамтамасыз ететіндей етіп орналасқан жалған жылжымалы қабаты немесе шашыратқыш типті абсорбциялық колонна пайдаланылуы мүмкін. Құрамында SO₂бар аминколоннаның төменгі жағынан жылу алмастырғыш арқылы өтіп, қалпына келтіру колоннасының жоғарғы жағына түседі. Регенерация колоннасындағы амин мен SO₂қоспасына бу енгізіледі, осылайша амин ерітіндісінен SO₂бөлінеді.

SO₂қаныққан су буы SO₂қанықтыру нүктесіне дейін суды ағыннан кетіретін конденсатор арқылы өтеді. Конденсат мұнараның жоғарғы жағына қайтарылады және бай SO₂соңғы өнім ретінде жүйеден шығарылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

SO₂шығарындыларын азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Мысалы, амин ерітінділеріне негізделген Cansolv SO₂ технологиясының тазарту тиімділігі құрамында 0,5 %-дан 5 %-ға дейін SO₂ бар газ ағындары үшін 98 %-дан асады. Негізгі өнім суға қаныққан SO₂ газы болып табылады, оны сатуға немесе өңдеуге болады. Cansolv қондырғысы қатты заттардың құрамы 40 мг/Нм³ дейін газ ағындарын өңдей алады, бұл электростатикалық тұндырғыштардан, Venturi скрубберлерінен немесе қап сүзгілеріне негізделген газ тазалау жүйелерінен кейін газ ағындарын тазалауға мүмкіндік береді. Мысалы, "Норильск никель" МКК ААҚ мыс зауытындағы күкірт өндірісін қайта құру кезінде "Күкірт" бағдарламасын іске асыру шеңберінде SO₂ -ден қалдық газдардыконцентрациялау арқылы тазарту технологияларын, оны пайдалану мүмкіндігін қарастырды. құрамында күкірт бар өнімдерді өндіру. Жобаны жүзеге асыру үшін Cansolv (Shell) жүйесі таңдалды, ол түтін газдарындағы еңаз қалдық SO₂ мазмұнын көрсетті , көлемі 0,001–0,0015 % [91].

Бүгінгі күні SO₂шоғырлануының сулы ерітінділермен басқа жүйелері де белгілі.

MECS компаниясы SolvR SO₂регенеративті қалпына келтіру технологиясы, экологиялық таза сіңіру еріткішін пайдалануға негізделген. Жүйені SO₂шығарындыларыназайту үшін күкірт қышқылы зауыттарына біріктіруге болады немесе жоғары газ көлемі мен SO₂мөлшерітөмен күкірт қышқылы зауытының алдында газ ағынын концентрлеу үшін пайдалануға болады. Қалдық газдардағы SO₂шоғырлануы 20 ppm немесе одан аз деп жарияланған. SolvR технологиясы әлемдегі ең ірі мыс өндіруші [92].

Keyon Process Co, LTD компаниясының DSR технологиясы. Бұл технологиялық әдіс SO₂селективті сіңіруге арналған улы емес, экологиялық таза еріткіш (сіңіргіш) қолдануға негізделген. Сіңірілген күкірт диоксиді кейіннен еріткіштен қалпына келтіріледі, содан кейін алынған еріткіш тазалау үшін қайта пайдалануға болады. SO₂қалпына келтіру тиімділігі 99,5 % -дан астам, тазартудан кейін пайдаланылған газдардағы SO₂шоғырлануы 35 мг/Нм³артық емес. Сонымен қатар, DSR технологиясын пайдалану кезінде сынап пен бөлшектердің шоғырлануын азайтуға болады (5 мн/Нм³ аспайды). Технология Jinduicheng молибден зауытында (Қытай) енгізілді [93].

Кросс-медиа әсерлер

Оттегімен әрекеттескенде еріткіштен оңай бөлінетін сульфатты қосылыстар түзіледі. Будың аз шығыны (оны қалпына келтіру кезінде) пайдалану шығындарының төмендеуіне ықпал етеді. DSR және SolvR технологиясын күкірт қышқылы зауыттарынан кейін бастапқы SO₂ шоғырлануы6,5 % болған кезде қалдық газды тазарту үшін қолданғанда жылына 12-15 т/жылға дейін ферриттердың қосымша көлемінің түзілуі туралы ақпарат бар.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайымдар

Жалпы қолданылады. Алынған SO₂күкірт қышқылын, элементарлы күкіртті, сұйытылған күкірт диоксиді мен сульфаттарды өндіруге қайта бағытталуы мүмкін, яғни процестер бір-бірін толықтырады.

Экономика

2022 жылы қалдық газдарды толық тазартуға арналған DSR Keyon Process технологиясын енгізу бойынша алдын ала талдау жүргізілді, нәтижесінде жүйенің жалпы жүктемесі үшін еріткіштің қажетті мөлшері 1 м³үшін 3 мың еуро нарықтық құны бойынша 12 м³/жыл болатыны есептелді.

Ендірудің қозғаушы күші

SO₂шығарындыларын азайту. Экологиялық заңнама талаптары.

5.6-сурет. Түсті металлургияда қолданылатын SO₂-ден технологиялық газдарды тазарту процестерінің операциялық сипаттамасы

5.4.6. Металдардың және олардың қосылыстарының шығарындыларын азайту

Сипаттама

Төмендегіні қараңыз.

Техникалық сипаттама

Пирометаллургиялық процестер басқа металдарды буландыру және/немесе қождау арқылы қажетті металдан қоспаларды жою үшін қолданылады. Мысалы, мырыш, висмут, қорғасын, қалайы, кадмий, күшән және галлий пештегі жұмыс жағдайында буланып, балқымадан шығарылуы мүмкін. Жұмыс температурасын таңдау процестің осы сатысына әсер етеді және металл оксидтерін жинауға тозаңды кетірудің тиісті технологиясын қолдану арқылы қол жеткізуге болады. Содан кейін металдар жиналған түтін тозаңынан бірнеше жолмен алынады. Қожды пештер мен қожды жағу процестері түтін тозаңы ретінде жиналған ұшпа металдарды жою үшін де қолданылады. Осылайша, түтін тозаңы және басқа қалдықтар әртүрлі металдардың шикізатын құрайды.

Гидрометаллургиялық зауыттарда қолданылатын резервуарлар мен басқа да жабдықтар желдетіледі, жұмыс орнындағы қауіпсіздікті қамтамасыз ету үшін желдету ауасы атмосфераға шығарылады. Бұл желдету ауасында ерітіндідегі металл қосылыстарын қоса, қышқыл тұман болуы мүмкін. Жою әдістеріне дымқыл скрубберлер немесе тұманды кетіргіштер жатады. Тұманды кетіргіштердің элементтері желдеткіш құбырдағы газ ағынына немесе салқындату мұнараларының үстіне орналастырылады, ал бөлінген ерітінді қайтадан негізгі резервуарға қайтарылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Металл шығарындыларының алдын алу және азайту. Тікелей сол өндірісте немесе одан тыс жерде қайта пайдалану мақсатында металдарды алу.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Қорғасын концентраттарын кез келген әдіспен балқыту арқылы алынған қара қорғасынның құрамында әрқашан қоспалар: мыс, сүрме, күшән, қалайы, висмут, бағалы металдар және басқа элементтер болады. Қоспалардың жалпы мөлшері 2–10 % жетеді. Тазартылмаған қорғасынды тазарту (рафинациялау) қажеттілігі, біріншіден, қоспалардың қорытпадағы аз мөлшерде болуына қарамастан, қорғасынның физикалық және химиялық қасиеттерін қатты өзгертіп, оны өнеркәсіптік пайдалануға жарамсыз ететіндігімен түсіндіріледі. Екіншіден, тазартылмаған қорғасынның құрамындағы көптеген қоспалар халық шаруашылығы үшін үлкен құндылық болып табылады және оларды тазарту кезінде бөлек өнімге алу керек.

Пирометаллургиялық тазарту кезінде қара қорғасыннан мынадай металдар дәйекті түрде алынады:

мыс – балқыманы элементтік күкіртпен өңдеу арқылы;

күйдіргіш натрийдің қатысуымен металдық натрийдің көмегімен теллур;

тотықтыру операцияларының нәтижесінде күшән, сүрме және қалайы;

мырыш қорғасын ваннасында немесе сілтілі балқымада, эвакуациялау және басқа әдістермен тотықтыру арқылы;

висмут - металдық кальций, магний, сүрмемен жойылады, ал қорғасын осы металдармен ластанған;

жоғары сапалы тазарту арқылы кальций, магний және сүрме.

Тазартудың әрбір кезеңінде қоспалар мен қорғасынның бір бөлігі өтетін тазартулар (аралық өнімдер) түзіледі. Олар өздігінен өңделеді.

Кросс-медиа әсерлер

Процестің энергия сыйымдылығы. Жиналған материалды процесте қайта пайдалану мүмкін болмаса, ағынды және сарқынды сулардың пайда болу ықтималдығы.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайымдар

Жалпы қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Қоршаған ортаға эмиссиялардың алдын алу және азайту. Экономикалық пайда (шикізаттарды үнемдеу).

5.4.7. SO₃ шығарындыларын азайту

Сипаттама

Төмендегі шаралардың бірін немесе комбинациясын қолдану арқылы тұман және спрей түріндегі SO₃және H₂SO₄ шығарындыларын азайту.

Техникалық сипаттама

SO₃немесе H₂SO₄тұмандарының шығарындылары толық емес сіңірілуден (құрғақ жанасу процестері), сонымен қатар ылғалды катализ процесі кезінде толық емес конденсация нәтижесінде пайда болады. Шығарындыларды азайтуға келесідей процесс параметрлерін жүйелі мониторингтеу және бақылау арқылы қол жеткізіледі:

өндірістік процестердің тұрақтылығын қамтамасыз ету - SO₂ - газ көздері_,кіріс ағындарындағы SO₂деңгейінің ауытқуын барынша азайту;

суды қолданбайтын процестерде (құрғақ контактілеу процестері) жану үшін кіретін газды және ауаны жеткілікті ылғалдандыру;

үлкенірек конденсация аймағын пайдалану (ылғалды катализ процесі үшін);

қышқылдың таралуын оңтайландыру;

шам сүзгілерінің тиімділігі және оларды бақылау;

айналым көлемі;

сіңіргіш қышқылдың шоғырлануы мен температурасы

SO₃/H₂SO_4.тұманды бақылау.

5.10-кестеде SO₃/H₂SO₄ шығарындыларын азайту үшін қолданылатын әдістер берілген.

5.10-кесте. SO₃/H₂SO₄үшін қалпына келтіру/сіңіру әдістері [52]

Р/с №	Аты	Қол жеткізуге болатын эмиссия деңгейлері
Р/с №	Аты	мг/нм³H₂SO₄ретінде	кг SO₃/тоннаға H₂SO₄
1	2	3	4
1	Жоғары тиімді шам сүзгілері (талшықты тұманды кетіргіштер)	<50	<0,14
2	Ылғалды тазалау	-	-
3	Сүзгі	<100	<0,07
4	Электрсүзгі	<20	<0,03
5	Ылғалды электрсүзгілер	-	-

Қол жеткізілген экологиялық пайда

SO₃шығарындыларын немесе H₂SO₄тұманын азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Күкірт қышқылы өндірісінде ӨМК-нің бір және қосарлы жанасу технологиясы бойынша газды күкірт қышқылының шашырауынан және тұманынан тазарту үшін MECS компаниясының Brink диффузды талшықты тұманды кетіргіштері қолданылады. Тазартылған газдағы SO₂мөлшері 0,3 %-дан аспайды. Тұман мен шашыраудың H₂SO₄ мөлшері 40 мг/Нм³ аспайды[13].

Кросс медиа әсерлері

Ылғалды тазалаудағы химикаттар мен энергия шығыны

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайымдар

Жалпы қолданылады

Экономика

Технологиялық сипаттамаларға байланысты әр жағдайда.

Енгізудің қозғаушы күші

SO₃ шығарындыларының азаюы. Экологиялық заңнама талаптары.

5.5. Қайталама қорғасын өндірісі

5.5.1. Ұйымдастырылмаған шығарындыларды болғызбау және/немесе азайтуға арналған техникалық шешімдер

Сипаттама

Қарастырылатын техникаларды жеке немесе біріктіріп қолдануға болады.

Техникалық сипаттама

Қорғасынның қайталама өндірісі кезіндегі қалдық газдардағы тозаң шығарындыларын азайту үшін келесі әдістер қолданылады:

Циклондар (5.1.3.1-бөлімді қараңыз) газды ұсақ тозаң бөлшектерінен тазартуда жоғары тиімділікпен қапшық сүзгілермен (5.1.3.2-бөлімді қараңыз) ұштастыра отырып, алдын ала өңдеу жабдығы ретінде пайдаланылуы мүмкін. Реагенттерді пайдалану өте ластанған ағындарға қолданылады. Барлық алынған сүзгі тозаңы қосымша шикізат ретінде қайта пайдаланылады (қажет болған жағдайда қажетсіз компоненттерді шаймалаудан кейін).

Сынапты кетіру жүйелері жемдік материалдардың құрамына байланысты қолданылады. Ылғалды скрубберлер (радиалды немесе шашыратқыш) құрамында суы жоғары газдарды (мысалы, қожды түйіршіктеу жүйелерінен) немесе өздігінен тұтанатын тозаңы бар газдарды тазалау үшін қолданылады. Пеш газдарынан газ тәріздес заттарды бір мезгілде жою үшін сілтілі ерітінді сияқты арнайы реагенттерді қолданатын комбинацияларды қолдануға болады.

Ылғалды электр сүзгілері өте ұсақ тозаң бөлшектерін жою кезінде тиімді, алайда жоғары инвестициялық шығындарды талап етеді (5.1.3.4-бөлімді қараңыз). Ылғалды тозаң жинағыштардан алынған тозаң тұнба ретінде бөлек су тізбегінде немесе сарқынды суларды тазарту қондырғысында жойылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Тозаң мен металл шығарындыларын азайту. Шикізат шығынын азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Төменде жоғарыда аталған әдістердің комбинациясының мысалдары берілген:

"Metallo-Chimique", Берсе және "Elmet", Беранго компаниясында балқыту қайталама қорғасынды балқыту үшін (жеке өндірістік айналымдарда) пайдалануға болады. "Metallo-Chimique" компаниясы TBRC пешін пайдаланады, пештен шыққан түтін газдары ауа салқындатқыштан, циклоннан және қап сүзгіден өтеді [52]. 5.11-кестеде үш түрлі қайталама қорғасын өндіру пештерінің тозаң шығарындылары келтірілген.

5.11-кесте. Қайталама өндірістік пештерден тозаң шығарындыларының мысалы^*

Р/с №	Пештің түрі	Өнімділік	Газды алдын ала өңдеу	Газды өңдеу	Шығарындылар
1	2	3	4	5	6
1 2	Домна пеші	50 000 т/жыл	жоқ	жоқ	<2 мг/нм³
1 2	Домна пеші	50 000 т/жыл	жоқ	жоқ	Газ шығыны 90000 м³/сағ
2	TBRC пеші (шағын)	30 т/жүктеме	Салқындатқыш + циклон	Сөмке сүзгісі	<5 мг/нм³
3	балқыту пеші	60 т/жүктеме	Салқындатқыш + циклон	Сөмке сүзгісі + сорбалит инъекциясы бар қап сүзгі	<5 мг/нм³

* Дереккөз: [52]

Кросс-медиа әсерлер

Энергия сыйымдылығы. Ұсталған тозаңды процеске қайтару мүмкін болмаса, оны жою қажеттілігі.

Ылғалды скрубберлерді пайдаланған кезде сарқынды сулар қалдық сарқынды сулар түрінде пайда болады, олар металдар мен басқа заттардың су объектілеріне түсуіне жол бермеу үшін тазартылуы керек.

Сынапты жою үшін қажет болғанда реагенттерді қолдану.

Сынапты жою кезінде пайда болатын сарқынды сулар мен қатты қалдықтар жойылуы керек.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайымдар

Жалпы қолданылады. Тозаңды тиімді кетіру үшін әдістердің комбинациясын (қап сүзгісімен біріктірілген циклон) пайдалану қажет.

Ылғалды скрубберді пайдалану ылғалды газдар мен жанғыш тозаңдары бар ағындарға қолданылады.

Сынапты кетіру жүйелерін қолдану жемдік материалдардың құрамына байланысты.

Экономика

Гамбургтегі "Aurubis"-те сынапты кетіру қондырғысын орнатуға жұмсалған инвестициялық шығындар 5 миллион еуроны құрады (конденсатор, жылытқыштар, қапшық сүзгі, бүрку жүйесі, абсорбер және желдеткіштер) [52].

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары. Шикізатты қалпына келтіру.

5.5.2. Ұйымдастырылмаған шығарындыларды болғызбау және/немесе азайтуға арналған техникалық шешімдер

Сипаттама

Қорғасынның қайталама өндірісінен бос шығарындыларды азайтудың жоғары әлеуеті бар техникалар.

Техникалық сипаттама

Қарастырылатын техникаларға мыналар жатады:

пеш пен түтін жүйесін вакуумда және қысымның көтерілуіне жол бермеу үшін жеткілікті газды шығару жылдамдығымен жұмыс істеу;

пештегі температураны минималды талап етілетін деңгейде ұстау (5.2- бөлімді қараңыз);

түтін газын шығаратын жабық жабдық (5.1.1-бөлімді қараңыз);

қапшық сүзгі (5.1.3.2-бөлімді қараңыз);

"House in house" жүйесі.

"House in house" жүйесінде технологиялық жабдық жабық ғимаратта орналасады және жақсы жабылған корпусқа қосымша орналастырылады, желдету газдары ұсталады және тазартылады. Балқыту, құю және өңделген шикізатты тасымалдау бойынша барлық операциялар дөңгелекті кранмен (тиеу арбасымен) жабдықталған осы ғимарат ішінде жүзеге асырылады. Барлық операциялар қашықтан басқару пульті арқылы, соның ішінде желдету жүйесін автоматтандырылған басқару арқылы басқарылады. Көрсетілген жұмыс жағдайлары энергияны тұтынуды азайтуға мүмкіндік береді, өйткені тазартылатын пайдаланылған газдардың көлемі әдеттегі ғимараттың желдету жүйелерімен салыстырғанда әлдеқайда төмен.

Тұтастай алғанда, қабылданған шаралар 5.3.1-бөлімде сипатталған бос шығарындылардың алдын алу және/немесе азайту әдістеріне ұқсас.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Тозаң мен металл шығарындыларының алдын алу және азайту. Ұсталған және тазартылған тозаңды технологиялық процеске қайтару.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Қондырғының әртүрлі жұмыс режимдерінде үздіксіз өлшеу әдісімен алынған ластағыш заттардың шоғырлануы, шикізаттың өзгермелілігі, жабдықтың тозуы және сүзгі элементтерінің тозуы 5.12-кестеде келтірілген (еуропалық деректерден алынған деректер) анықтамалықтар.

5.12-кесте. Тығыздалған корпусты және тазалау үшін әк бүркуі бар қапшық сүзгіні пайдаланған кезде тозаң мен SO₂шығарындылары^*

Р/с №	Эмиссия көзі	Ластағыш	Қалыпты жұмыс жағдайларындағы өнімділік (мг/Нм³)		Бақылау жиілігі
Р/с №	Эмиссия көзі	Ластағыш	Мин.	Макс.	Бақылау жиілігі
1	2	3	4	5	6
1	Қорғасын құйма құю машинасы	Тозаң	<0,5	он	Үздіксіз (орта есеппен жарты сағатта)
		Тозаң	0,8	2.7	Үздіксіз (күніне орташа)
		Тозаң	2	төрт	Үздіксіз (жылдық орташа)
		SO₂	<50	1425	Үздіксіз (орта есеппен жарты сағатта)
		SO2	65	250	Үздіксіз (күніне орташа)
		SO₂	100	200	Үздіксіз (жылдық орташа)
		Cu	<0,01	0,23	Жылына 4 рет (4*20 минут)
		Pb	0,01	0.3
		Ni		<0,02
		As	<0,01	0,07
		Cd	<0,01	0,02

* Дереккөз: [52]

Кросс-медиа әсерлер

Қуатты тұтынудың жоғарылауы (тұйықталған қоршау пайдаланылмаса).

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайымдар

Жалпы қолданылады.

Экономика

Негізгі пайдалану шығындары электр энергиясын тұтынуға және желдету жүйелерін техникалық қайта жабдықтау қажеттілігіне байланысты. Осылайша, қапшық сүзгінің энергия тұтынуы 1000 м³үшін 1,5 кВт сағ құрайды. Қуаттылығы 300000 м³/сағ типтік балқыту пеші үшін энергия шығындары (оның ішінде негізгі технологиялық газдар 10 %-дан аз) жылына шамамен 400 мың еуроны құрайды (кВт/сағ үшін 0,10 еуро).

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары.

5.5.3. SO₂шығарындыларын азайту

Сипаттама

Қорғасынның қайталама өндірісінен күкірт диоксиді шығарындыларын азайтудың жоғары әлеуеті бар техникалар.

Техникалық сипаттама

Екінші балқыту зауыттарынан SO₂шығарындыларыназайтуға көмектесетін әдістерге мыналар жатады:

шикізаттан күкіртті алу;

қоспаларды қолдану арқылы күкіртті балқытылған фазада қатаю;

әк немесе натрий гидрокарбонатын айдау арқылы газ ағынын өңдеу (5.3.5.4-бөлімді қараңыз);

ылғалды скруббер (5.1.3.5-бөлімді қараңыз);

оны экстракциялау және күкірт қышқылын өндіру үшін пайдалану арқылы SO₂жою (5.3.5 бөлімді қараңыз).

Қайталама шикізатты сульфаттардан алдын ала тазарту қажетті қадам болып табылады, өйткені балқыту кезінде күкірт диоксиді шығарындылары өңделген шикізаттағы күкірттің құрамына тікелей байланысты. Осылайша, Қорғасын-қышқылды аккумулятордың негізгі бөлігінде көптеген қорғасын қосылыстары болуы мүмкін, олардың кейбіреулерінде PbSO₄сияқты күкірт бар. Балқыту процесі кезінде SO₂шығарындыларыныңалдын алу немесе азайту үшін сульфаттар түрінде болатын күкіртті сілтілі шаймалау арқылы алдын ала жоюға болады.

Сілтілі ерітіндімен (натрий карбонаты немесе натрий гидроксиді) әрекеттесу арқылы қышқыл қорғасын аккумуляторының негізгі массасынан күкіртті алу төменде қысқартылған химиялық реакцияларда көрсетілген:

	PbSO₄ + Na₂CO₃ ^ РЬСО₃ + Na₂SO₄	(41)
	PbSO₄ + 2NaOH ^ PbO + Na₂SO₄ + H₂O	(42)

Аккумулятор электролитін (қышқылды) натрий сульфатын өндіру үшін күкіртті кетіру реакторына жіберудің орнына қайта пайдалану үшін бөлуге болады.

Процессте өндірілген натрий сульфаты ерітіндісін жергілікті экологиялық жағдайларға, экономикаға және өнімнің спецификациясына қойылатын талаптарға байланысты екі жолмен өңдеуге болады: натрий сульфатын кристалдану арқылы алу; сульфат ерітіндісін басқа қоспаларды (мысалы, металдар) алып тастағаннан кейін сатылатын натрий өнімі ретінде пайдалану.

Пешке темір және/немесе сода қосу да SO₂ шығарындыларын азайтуға ықпал етеді, өйткені пешке қосылған темір штейн (мысалы, темір сульфиді) түзу үшін жем құрамындағы күкіртпен әрекеттеседі. Штейн өндірісіндегі күкіртті алу жылдамдығы оңтайлы жағдайларда шамамен 90 %-ды құрайды. Штейн пешті сұйық күйде қалдырады, бірақ бөлме температурасында қатып қалады, бұл өңдеуді жеңілдетеді. Мыс, егер жемде болса, темір сияқты әрекеттеседі, күкірт мыс сульфиді ретінде қатып қалады. Қауіпсіз жою және штейнді коммерциялық өнім ретінде пайдалану мүмкіндігі үшін оны балқыту алдында шихтаның бастапқы құрамдастарының арақатынасын сақтау қажет.

SO₂шығарудың тағы бір әдісі – әкті немесе натрий бикарбонатын қапшық алдындағы газ құбырына 1100 ^°C немесе одан төмен температурада кейінгі оттықтан шығатын жерге құрғақ айдау. Жоғары өнімділікке суды және әктің көп мөлшерін бір мезгілде айдау арқылы қол жеткізуге болады. Шығарындыларды тозаңнан тазартуға арналған жұмыс істеп тұрған сөмке сүзгісі бар қолданыстағы тазалау сызбасында SO₂тазарту үшін әк айдау жүйесін орнатқан кезде оның өнімділігін ескеру қажет. Әкті бүрку арқылы тазалау процесін пайдаланған кезде температураны, ылғалдылықты және жанасу уақытын белгілі бір диапазонда ұстау қажет. Бұл технологиялық газдың, айдалатын судың және әктің дұрыс қоспасын алу үшін араластыру камерасын пайдалануды қажет етуі мүмкін.

SO₂алу үшін құрғақ (қапшық сүзгі) және ылғалды (скруббер) тазалау әдістерінің комбинациясы да қолданылады. Бұл газдарды сумен 200 ^°C дейін алдын ала суытуды қажет етеді. Ылғалды скрубберде реагент ретінде әк, NaOH немесе H₂O₂қолданылады. SO₂алу үшін газ ағыны алдымен қапшық сүзгі арқылы өтеді, содан кейін сульфит сульфатқа дейін тотығатын тазартқыш ерітіндісі бар дымқыл скрубберге түседі. Әкті пайдаланған кезде гипс сүзгіден кейін, ал натрий гидроксидін қолданғанда суды буланғаннан кейін тазартылғаннан кейін қалпына келетін натрий сульфаты түзіледі. Ылғалды кетіру үшін суға қаныққан газдар салқындатылады. SO₂түсіру тиімділігі99 %-ға дейін жетеді (оңтайлы жағдайларда).

SO₂кәдеге жарату әдісі үшін күкірт қышқылы қондырғыларын пайдалану 5.3.5 бөлімінде сипатталған. Бұл ретте шикізаттың құрамына және пайдаланылатын пештің түріне байланысты бірнеше техниканың комбинациясын қолдану мүмкіндігін атап өту керек.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Барлық ұсынылған әдістердің жалпы қоршаған ортаға әсері SO₂шығарындыларын азайту болып табылады. Екінші материалдарды қайта пайдалану мүмкіндігі (мысалы, сілтілі тазалау арқылы алынған гипс). SO₂күкірт қышқылы зауыттарында күкірт қышқылы ретінде қалпына келтірілуі мүмкін.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Қолданылатын тазарту технологияларының тиімділігі газдың құрамына (ылғал және SO₂шоғырлануы), қолданылатын пешке және газ құрамының уақыт пен температураға байланысты ауытқуларына байланысты болады.

Әк немесе натрий гидрокарбонатын айдаған кезде, оңтайлы жағдайларда күкіртті ұстау жылдамдығы 95 %-дан асады. SO₂-нің әкпен әрекеттесуі әк бөлшектерінің бетінде болатынын және ылғалдылық неғұрлым жоғары болса, процесс соғұрлым жылдам болатынын ескеру қажет. Әк шығынын азайтуға болады: суды (буды) бір уақытта айдау, беті жоғары/кеуектілігі бар сөнген әкті қолдану, қапшық сүзгіден тозаңды рециркуляциялау.

Әкті айдау технологиясының қолдану мысалдары.

Берілген мәндер қуаттылығы жылына 30000–50000 тонна қорғасынды (мысалы, Болиден Бергсое, Швеция, Johnson Controls Recycling, Германия; Ковохуте Прибрам, Чех Республикасы, "Кампин", Бельгия).

Технологиялық газ шығыны: 50 000–90 000 Нм³/сағ.

SO₂эмиссиясы : <500 мг/Нм³(жылдық орташа).

Тозаң шығару: <2 мг/Нм³.

SO₂шығарындыларыназайту үшін күкірт қышқылы зауытынан тыс газды алуды пайдалану мысалы ретінде Бельгиядағы ISASMELT технологиясын қолданатын Umicore зауыты қуаттылығы 1000 тонна/тәулігіне (партиялық процесс):

шикізат: қорғасын мен мыс бар материалдар;

шығарылатын деректер: таза емес мыс және қорғасын тотығы қожы;

технологиялық газ шығыны: 54000 Нм³/сағ;

технологиялық газдардағы SO₂шоғырлануы 10 % дейін;

қос жанасу/қос күкірт қышқылын сіңіру қондырғысынан кейінгі SO₂ шоғырлануы: <300 мг/Нм³(күнделікті орташа).

Кросс-медиа әсерлер

Күкіртті балқыту фазасында қоспалар арқылы қатаю:

қосымша қоспалардың қажеттілігі;

қождағы қож пен қорғасын шығынының артуы.

SO₂ бар газ ағынын әк пен натрий гидрокарбонатын айдау арқылы өңдеу:

араластыру камерасын пайдалану қысымның қосымша төмендеуін тудырады, нәтижесінде желдеткіштің энергияны пайдалануы артады;

қосымша қоспаларды қолдану қажеттілігі;

жиналған тозаңды қайта пайдалану мүмкін болмаса, қосымша қалдықтардың пайда болу мүмкіндігі.

Тозаңды сүзуден кейін сілтілі скрубберді орнату;

процестің энергия сыйымдылығы;

сарқынды сулардың ықтимал түзілуі, сондай-ақ ағызу кезінде су объектілеріне металдардың түсуін болғызбау үшін оларды тазарту қажеттілігі.

Қорғасынның қайталама өндірісінде күкірт қышқылы зауытын пайдалану кезіндегі кросс-медиалық әсерлер 5.3.5 бөлімінде көрсетілген.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайымдар

Әдістемелердің қолданылуы нарықтық сұранысқа байланысты:

SO₂ алу реакция кезінде алынған темір штейнін немесе қожын жүзеге асыру мүмкін болған жағдайда қолданылады;

құрамында күкірт бар қосылыстарды абсорбент ретінде пайдалану (әк немесе натрий бикарбонаты), қайталама балқыту пештерінің пайдаланылған газ ағынында SO₂ ұстау үшін SO₂құрамы, температура, ылғалдың құрамы, кіріс ағынында қоспалардың болуы сияқты технологиялық шарттарды сақтау қажет;

ылғал тазалау әдістерін тазартылатын су ағыны үшін тиісті реагенттер болған жағдайда ғана қолдануға болады. Ылғалды скрубберді қолдану мүмкіндігін судың үлкен көлемін қажет ететін құрғақ жерлерде де шектеуге болады;

қос контактілі/қос сіңірілетін қышқыл қондырғысының қолдану мүмкіндігі өңделетін шикізаттағы күкірт шоғырлануымен шектелуі мүмкін.

Экономика

Күкіртті балқыту алдында шикізаттан алып тастаса, қожды қалыптастыру үшін аз қоспалар мен энергия қажет болады. Шындығында, шикізаттан күкіртті кетіруге кететін шығын флюстер мен реагенттерді пайдаланудың, балқыту уақытының азаюының, энергияның аз жұмсалуының және кәдеге жарату үшін өндірілген қождың аз болуының пайдасымен теңестірілуі керек.

Темір немесе сода сияқты қоспаларды қолдану арқылы күкіртті қатайту қоспалардың жоғары құнына байланысты пайдалану шығындарының артуына әкеледі.

Әк немесе натрий гидрокарбонатын айдау кезінде төмен инвестициялық шығындар, орнатылған тозаң жинау жүйесінің сыйымдылығы тозаңның қосымша мөлшерін өңдеуге жеткілікті болған жағдайда мүмкін болады. Қажет болса, қосымша қап сүзгісінің құны айтарлықтай болуы мүмкін. Қажетті әк мөлшерін меншікті беті жоғары әкті қолдану арқылы азайтуға болады.

Сілтілі скрубберлер айтарлықтай инвестицияны қажет етеді және орнату қолданыстағы сарқынды суларды тазарту қондырғыларына бейімделуді қажет етуі мүмкін (пайдаланылған сүзгілерді жалпы ағынға бұру үшін).

Қаржылық шығындарды есептеу кезінде қалдықтарға жатқызуға болатын, пайда болған қатты қалдықтарды өңдеуге байланысты шығындарды да ескеру қажет.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары.

5.5.4. CO мен органикалық көміртекті кетіру үшін толық жағатын оттықтарды пайдалану

Сипаттама

Ластағыш оттегімен жанасқанда, жылу реакциясының нәтижесінде түтін газдарындағы көміртегі қосылыстарының бұзылуы және тотығуы.

Техникалық сипаттама

Пештен шыққан түтін газдарынан органикалық көміртекті және СО-ны кетіру үшін кейін жанатын және салқындату жүйесінің комбинациясы пайдаланылуы мүмкін. Тозаң шығарындыларын азайту үшін қап сүзгісі пайдаланылуы мүмкін. Кейінгі оттық – бұл жоғары температурада (>850 ^°C) турбуленттілік кезінде түтін газы артық оттегімен араласатын камера. Көрсетілген шарттарда камерада тұру уақыты газ ағынындағы барлық көміртекті ыдыратуға және жағуға және кез келген диоксиндерді жоюға жеткілікті болуы керек. Содан кейін диоксиндердің айналуын болғызбау үшін газдар сөндіріледі (250 ^°С-тан төмен) немесе қажет болса, жылуды қалпына келтіру үшін салқындатылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

CO және ҰОҚ шығарындыларын азайту.

Энергияны қалпына келтіру (қажет болған жағдайда).

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Қажет болған жағдайда өндірістік аумақты және/немесе сыртқы жылу қондырғысын ішкі жылыту үшін энергияны қалпына келтіруге болады; Бір білік пешті орнатудан 30–40 ГВт/сағ қалпына келтіруге болады.

Umicore компаниясының Хобокен домна пешінде технологиялық газдарды жанғаннан кейін ПХДД/ПХДФ <0,005 нг MTE/Нм³және CO < 50 мг/Нм³стектік өндірісіне әкеледі. Газдар алдымен ішінара күйдіріледі, салқындатылады, тозаң жойылады, содан кейін олар жылуды қалпына келтіре отырып, толығымен күйдіріледі [52].

Кросс-медиа әсерлер

NO_x шығарындыларының артуы.

Пеш газдарын тотықтыру нәтижесінде алынған энергия қажетті температураға жету үшін жеткіліксіз болса, отын қажет.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайымдар

Жалпы қолданылады. Артық күйдіргіш балқыту алдында пластмассадан бөлінбейтін зауыттарда қолданылады.

Экономика

Инвестициялық шығындардың өсуі. Энергия шығындарының өсуі.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары. Жылуды қалпына келтіру.

5.5.5. Газ тәрізді қосылыстардың шығарындыларын болғызбау және/немесе азайтуға арналған ылғалды тазарту жүйелері

Сипаттама

Ылғалды тазалау процесі ерітіндідегі газ тәрізді компоненттерді ерітуге негізделген. Ылғалды скрубберден кейін тазартылған газдар сумен қаныққан, бұл тазартқыш газдар атмосфераға шығар алдында ылғалдандырғыштарды қолдануды қажет етеді. Алынған сұйықтық су тазарту қондырғысында тазартылады, ал ерімейтін бөлшектер тұндыру немесе сүзу арқылы ұсталады.

Техникалық сипаттама

Негізінен бөлшектерді кетіру үшін қолданылатын дымқыл тазалау жүйелерін төмен деңгейде газ тәрізді компоненттерді жою үшін, сондай-ақ температураны бақылау (адиабаттық салқындату арқылы) үшін де пайдалануға болады. Мұндай қондырғыларда қолданылатын негізгі технология жиі бірдей болғанымен, тозаң мен газ тәрізді компоненттерді жинау жүйелерінің дизайны айтарлықтай ерекшеленеді. Ылғалды тазарту жүйелері әдетте барлық үш орта үшін (ауа, су, топырақ) бір мезгілде қолданылады, сондықтан жобалық шешім ымыраға келу керек және кросс-медиалық әсерлерді ескеруі керек, мысалы, белгілі бір процестің сипаттамаларына байланысты, сарқынды сулар көлемінің ұлғаюы мүмкін.

Скруббердің тиімділігін бақылау үшін параметрлерді таңдау оны қолдану аясымен анықталады. Бұл параметрлер мыналарды қамтуы мүмкін: қысымның төмендеуі және тазарту сұйықтығының ағынының жылдамдығы, температура, бұлыңғырлық, өткізгіштік және рН.

Төмен концентрациялы күкірт диоксидін (1 %-дан аз) және HF және HCl сияқты басқа газдарды жою әдістеріне арнайы қондырғыларды дұрыс жобалау, мөлшерлеу және орнату кіреді.

Ылғалды скрубберлер қысым көрсеткіштерін, скрубберлік сұйықтық ағынын және pH бақылау, сондай-ақ шығатын газ ағындарын бақылау үшін мониторинг жүйелерімен бірге пайдаланылуы тиіс - скрубберден газ тұман бөлгішке түсуі тиіс. Өңдеу процесінде алынған әлсіз қышқыл ерітінділерді қайта пайдалану немесе мүмкін болса, қайта құру немесе қайта пайдалану керек, бұл ағызылатын судың мөлшерін азайтуға көмектеседі.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Қоршаған ортаға қатты және газ тәрізді қосылыстардың шығарындыларын азайту.

Кросс-медиа әсерлер

Энергия шығындарының өсуі.

Ластағыш заттардың сарқынды сулармен су объектілеріне түсуін болғызбау үшін одан әрі тазартуды қажет ететін сарқынды сулардың пайда болуы.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайымдар

Қолданылатын

Экономика

Әрбір жағдайда жабдықтың құны жеке болып табылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Тозаңның, металдардың және басқа қосылыстардың шығарындыларын азайту.

5.5.6. Құрғақ және жартылай құрғақ тазарту скрубберлері

Сипаттама

Құрғақ ұнтақ немесе сілтілі реагенттердің суспензиясы/ерітіндісі қосылады және пайдаланылған газ ағынына таралады. Материал күкірттің газ тәріздес компоненттерімен әрекеттеседі және қатты бөлшектерді құрайды, олар сүзу арқылы жойылады (қапшық немесе электр сүзгілер). Реакциялық колонканы қолдану арқылы газ тазалау жүйесінің тиімділігі артады.

Техникалық сипаттама

Құрғақ скрубберлер сияқты абсорбция әдістері қышқыл газдарды және металл немесе органикалық қосылыстарды сіңіру үшін қолданылады. Екі жағдайда да әк, магний гидроксиді, әктас, мырыш оксиді және алюминий тотығы жиі қолданылады. Басқа елдерде екі сілтілі скруббер қолданылады. Белсендірілген көмір (немесе кокс) металды (сынапты) және органикалық заттарды жою үшін қолданылады, әдетте бұл жағдайда тиімдірек болады.

Абсорбция әдісі оралған мұнара типті скрубберді немесе реагентті тікелей газ ағынына айдауды, содан кейін реакциялық колонканы қолдануды пайдаланады. Көбінесе қапшық сүзгілер ішінара пайдаланылған скруббер материалын алу үшін қолданылады, олар әрі қарай сіңіру үшін қосымша бетті қамтамасыз етеді. Скруббер материалы оның сіңіру қабілетін барынша арттыру үшін скруббер жүйесінде бірнеше рет қайта пайдалануға болады (одан кейін негізгі процесте алюминий тотығы мен мырыш оксиді пайдаланылады). Құрғақ скрубберлерден басқа жартылай құрғақ жүйелерді де пайдалануға болады. Бұл жағдайда реакторға газ ағынымен бірге реактивтің паста тәрізді суспензиясы (әдетте әк) түседі. Газдың температурасы жеткілікті жоғары болған жағдайда және газ тәрізді компоненттер сіңіргіш бөлшектермен әрекеттескенде су буланады. Қалдық бөлшектер кейіннен газ ағынынан шығарылады. Құрғақ скрубберлер көбінесе жартылай құрғақ немесе дымқыл скрубберлерге қарағанда тиімділігі төмен, әсіресе SO₂сияқты аз реактивті газдармен жұмыс істегенде. Абсорбцияның тиімділігі реагенттің белсенділігіне байланысты және әк жеткізушілер көбінесе нақты қолданбалар үшін материалдарды шығара алады.

Бұл процестер SO₂жою үшін пайдаланылған кезде,олар түтін газын күкіртсіздендіру (ДДГ) әдістері деп аталады. Олар анодты пештердің газдарындағы SO₂ құрамын және әлсіз шоғырланған күкірт диоксидінің басқа да көздерін азайту үшін, сондай-ақ күкірт қышқылды қондырғының соңғы газды шығарындыларын тазарту үшін қолданылады. Ылғал скрубберлерді пайдаланған кезде белгілі бір жағдайларда сатуға болатын гипс пайда болады.

Белсендірілген көмірді пайдаланатын құрғақ скрубберлер негізінен ПХДД/Ф немесе сынап сияқты органикалық заттарды қалпына келтіру әдістері болып табылады. Скрубберлерді қолдануға байланысты келесі аспектілерді ескеру қажет:

құрғақ және жартылай құрғақ тазарту скрубберлері тиісті араластырғыш камералармен және реакторлармен жабдықталуы керек;

реакция кезінде түзілген қатты бөлшектерді қап сүзгісінде немесе ESP-де ұстауға болады;

скрубберде пайдаланылған ішінара пайдаланылған затты реакторда қайта пайдалануға болады;

скрубберде пайдаланылған жұмсалған агент мүмкіндігінше қайта пайдаланылуы керек.

су тамшылары түрінде тұман пайда болған кезде жартылай құрғақ скрубберлер тұман бөлгіштермен жабдықталуы керек.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Тозаңның, металдардың және басқа қосылыстардың шығарындыларын азайту.

Кросс-медиа әсерлер

Қуатты тұтынудың артуы.

Қалдықтарды (жиналған тозаң) қайта пайдалану мүмкін болмаса, кәдеге жарату қажеттілігі.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайымдар

Жаңа қондырғылар үшін қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары.

5.5.7. Оттекті-отынды жағу

Сипаттама

Бұл әдіс жану ауасын оттегімен ауыстыруды, содан кейін пешке түсетін азоттан NO_x термиялық түзілуін жоюды/азайтуды қамтиды. Пештегі азоттың қалдық құрамы берілетін оттегінің тазалығына, отынның сапасына және ауаның ықтимал түсуіне байланысты болады.

Техникалық сипаттама

Өндіріс процестері әдетте жоғары температураны пайдаланады, бірақ олар сонымен қатар оттегін пайдалануды қамтиды. Бұл жалындағы азоттың парциалды қысымын төмендетеді, сондай-ақ өте ыстық аймақтарда азоттың көп мөлшері болмаса, азот тотықтарының түзілуін азайтады. Қайталама мыс өндірісінен шығатын NO_x шығарындыларының типтік деңгейлері пештің түрі мен жұмысына байланысты 20 мен 400 мг/м³ арасында екені хабарланады. Өндірісте жоғары тиімді процестерді (мысалы, Contimelt) жүзеге асырған кезде NO_xтүзілуін азайту үшін энергия тұтынудың қажетті арақатынасы мен қол жеткізілген шығарындылар шоғырлануын қамтамасыз ету қажет.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Азот тотықтарының шығарындыларының алдын алу.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

NO_xтермиялық түзілуін азайтуға мүмкіндік береді. Жанарғыда таза оттегіні пайдалану жалындағы азоттың парциалдық қысымын төмендетуге және тиісінше NO_x термиялық түзілуін азайтуға мүмкіндік береді. Бұл жағдайда бұл әсерді азайту және балқу жылдамдығын сақтау үшін оттықтан кейінгі аймаққа оттегін қосуға болады.

Кросс-медиа әсерлер

Ақпарат жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайымдар

Оттегі-отынды жағу - бұл ең көп таралған жану және пирометаллургиялық процестерге қолдануға болатын әдіс. Бұл әдістің максималды пайдасы жаңа қондырғыларда қол жеткізіледі, мұнда жану камерасы мен шығарындыларды азайту жүйелерін газдың аз көлеміне де жобалауға болады. Бұл әдісті көп жағдайда қайта жабдықтауға болатын қолданыстағы зауыттарға да қолдануға болады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Азот тотықтарының шығарындыларын азайту. Энергия үнемдеу.

5.5.8. ПХДД/Ф шығарындыларын азайту техникалары

Сипаттама

Қарастырылатын техникаларға негізгі әдістер де (жану жағдайларын жақсарту, шикізаттан органикалық қосылыстарды жою немесе пештерді беру жүйелерін өзгерту) және құбырдың соңын тазалау әдістері (мысалы, тозаңды тиімді сүзу, белсендірілген көмір қосу) кіреді.

Шығарындыларды азайтудың ұсынылатын әдістеріне мыналар жатады:

пайдаланылған газдардан тозаңды кетіруге арналған қондырғыларда жану камераларын пайдалану;

технологиялық процестің жылу тиімділігін арттыру (мысалы, оттегі үрлеуішін немесе отын жанарғыларын енгізу)

сору жүйелерін орнатумен технологиялық желілерді герметикалау.

Техникалық сипаттама

ПХДД/Ф хлорланған органикалық прекурсорлармен газ фазасының реакцияларынан түзіледі. Үздіксіз болатын көміртегі көзінен басқа, азықтағы немесе отындағы хлордың аздаған мөлшері (мысалы, коммерциялық кокстағы 0,05 масса % хлор) ПХДД/Ф түзу үшін жеткілікті. Мыс, темір, мырыш, алюминий, хром және марганец ПХДД/Ф түзілу катализаторлары екені белгілі.

ПХДД/ПХДФ түзілуі толық емес жану немесе нашар бақыланатын оттықтар мен ауа тазартқыштар арқылы пайда болады.

ПХДД/Ф жану, агломерация, металды балқыту және т.б. процестерде түзіледі. ПХДД/Ф көпшілігі 250 ^°C және 500 ^°C аралығындағы температурада көміртектің бейорганикалық хлоридтермен немесе органикалық байланысқан хлормен реакциясы болып табылатын жаңа синтезден түзіледі (бастапқы шикізатта бар немесе химиялық реакция барысында пайда болатын көміртегі хош иісті құрылымды қабылдауы тиіс). Мыс немесе темір сияқты металдар бұл процесте катализатор ретінде әрекет етеді. Сондықтан бастапқы материалдың немесе органикалық заттардың мөлшерін азайту үшін бастапқы материалды алдын ала іріктеу немесе өңдеу ПХДД/Ф түзілуін болғызбау үшін өте маңызды шара болып табылады.

ПХДД/Ф түзілудің негізгі көзі тиімді пайдалану жағдайлары немесе газды тазарту болмаған жағдайда құрамында хлор және органикалық заттар бар ластанған шикізатты пайдалана отырып, қайталама қорғасынды балқыту болып табылады. Тозаңда ПХДД/Ф болуы, сондай-ақ трансформатор сынықтарында және басқа материалдарда ПХД болуы ПХДД/Ф түзілуінің әлеуетті тікелей көздері болып табылады.

Шығарылатын газдағы ПХДД/Ф шығарындыларының мөлшері технологиялық бақылаудың тиімділігіне (масса алмасу жағдайлары) және температура, әртүрлі температура диапазонында ұстау уақыты, SO₂ мазмұны сияқты газдан тыс технологиялық параметрлерге, сондай-ақ құрамға байланысты өңделген материалдар мен пайдаланылған отын.

ПХДД/Ф шығарылымдарын азайтудың мүмкін әдістері.

Органикалық заттардың құрамын бастапқы материалдан алып тастау арқылы азайту.

Жану жағдайларын жақсарту – байытылған ауаны немесе таза оттегін пайдалану, оттегін жанғыш заттармен оңтайлы араластыру, сонымен қатар жану температурасын немесе жоғары температурада камераларда ұстау уақытын арттыру.

Термиялық кейінгі немесе кейінгі оттықты пайдалану: ыстық газдың жылдам салқындатуынан кейін шыққан газдың жануы да ПХДД/Ф түзілуін азайтуға ықпал етеді. Каталитикалық тотығу жүйелерін қолдануға болады.

Пештің жоғарғы аймағына оттегінің айдау, оттықтан кейінгі оттықты орнату үшін орын болмаған жағдайда.

Шикізаттың шағын, біркелкі бөліктерін қосуға мүмкіндік беретін пештерді тиеу жүйелерін өзгерту. Бұл тиеу кезінде пештің салқындатылуын азайтуға, жоғары газ температурасын сақтауға және процесті оңтайландыруға көмектеседі.

Тозаң мен ПХДД/Ф кетіру үшін жоғары тиімді каталитикалық қабатты қапшық сүзгілерді пайдалану.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

ПХДД/Ф және CO шығарындыларын азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Органикалық ластануды жою үшін сынықтарды өңдеуді қолдануға болады.

Егер пештерден газдарды кейінгі оттықта өңдеу мүмкін болмаса, оларды балқу аймағынан жоғары оттегі қосу арқылы тотықтыруға болады.

Адсорбентті айдау үшін қоспалардың мөлшері мен құрамы көп дәрежеде технологиялық жағдайларға, бастапқы материалдардың шығу тегі мен құрамына байланысты. Адсорбент шығындарын азайту үшін сүзгідегі тозаңның барлығын немесе бір бөлігін қайта пайдалануға болады.

Кросс-медиа әсерлер

Оттегі өндірісі үшін энергия шығынын арттыру.

Ұсталған тозаңның құрамында ПХДД/Ф жоғары шоғырлануы болуы мүмкін және пешке қайтару арқылы жоюды немесе өңдеуді қажет етуі мүмкін.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайымдар

Жалпы қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары.

5.6. Қайта балқыту және тазарту, қорытпалар алу және құю

Қорғасын концентраттарын кез келген әдіспен балқыту арқылы алынған тазартылмаған қорғасынның құрамында әрқашан қоспалар болады. Қорғасындағы олардың мөлшері 2-10 % құрайды. Көпіршік қорғасынның құрамында келесі қоспалар бар: мыс, сүрме, күшән, қалайы, висмут, селен, теллур, күміс, алтын және т.б. Жеке қоспалардың үлкен практикалық маңызы бар, сондықтан оларды көпіршік қорғасыннан алуға болады. Тазартылмаған қорғасыннан қоспаларды алу үшін тазарту процесі қолданылады.

Қорғасынды қоспалардан тазарту екі әдіспен жүзеге асырылады: пирометаллургиялық және электролиттік (сулы ерітінділерде).

Ашық ыдыстарда (қазандарда) және салыстырмалы түрде төмен температурада 350 – 600 °C кезінде жүргізілетін қара қорғасынды тазарту процестерінде қорғасын, күкірт, күшән, сүрме, кадмий және басқа да ұшқыш зиянды заттардың булануы ерекше қауіпті. Шығарылған газдардағы металдардың шоғырлануын болғызбау/төмендету үшін олар ұсталады және өңделеді.

5.6.1. Қорғасынды тазарту, балқыту және құю кезінде шығарындыларды болғызбау және/немесе азайтуға арналған техникалық шешімдер

Сипаттама

Материалды өңдеу (балқыту, тазарту және құю) кезінде ластағыш заттардың шығарындыларын азайтудың жоғары әлеуеті бар әдістер:

балқу температурасын бақылау;

түтін шығару жүйесі бар пештердегі немесе қазандықтардағы қақпақтар немесе қақпақтар;

қапшық сүзгі (5.1.3.2-бөлімді қараңыз);

ылғалды электрсүзгі (5.1.3.4-бөлімді қараңыз);

ылғалды скруббер (5.1.3.5-бөлімді қараңыз);

вакуумды балқыту және тазарту технологиясы.

Техникалық сипаттама

Бұл бөлімде әртүрлі тазарту қадамдарына және қорғасынды тазарту кезіндегі реакция өнімінің пішініне байланысты шығарындыларды азайту үшін қолданылатын процесті оңтайландыру және пайдалану әдістері ғана қарастырылады.

Балқыту температурасын бақылау қорғасынның және басқа ластағыш заттардың шығарындыларын азайтуда, сондай-ақ процесті бақылауда және пештің энергия тиімділігін арттыруда маңызды рөл атқарады.

Балқытылған қорғасын материалы үшін тартпа пеші немесе қазандық қолданылады. Қазандықтар мен тазарту пештерінің шығарындыларын ұстау үшін олардың үстіне сорғыштар орнатылады. Тазарту шәйнектерін тазарту реакциясы кезінде және химиялық заттарды қосу кезінде жабық болып қалатын қақпақтармен жабуға болады. Балқытылған қорғасын автоматты түрде жабық жүйеге айдалады және бір тазарту сатысынан екіншісіне ауыстырылады. Түтін шығаруды шығару құбырлары мен металл розеткаларда да қолдану керек. Ұсталған шығарындылар қапшық сүзгіге немесе ылғалды скрубберге жіберіледі, егер газдардың құрамында тазарту процестерінен алынған натрий гидроксиді сияқты тұтқыр материалдар болса.

Вакуумды балқыту және тазарту технологиясы қорытпаларды бөлу үшін қолданылатын жоғары температурада вакуумды айдау процесін білдіреді.

Қол жеткізілген экономикалық пайдалар

Балқыту кезінде температураны бақылау ауыр металдар шығарындыларының алдын алуға және энергия шығынын азайтуға көмектеседі.

Сорғыштарды пайдалану бос шығарындылардың мөлшерін азайтады.

Қапшық сүзгіні пайдалану мыналарға ықпал етеді:

тозаң мен ауыр металдардың шығарындыларын азайту;

ұсталған тозаңды процеске қайтару арқылы ресурстарды тұтынуды азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Барлық жабдық қоршаған ортаға эмиссиялардың алдын алу және/немесе азайту үшін тозаң мен газды жинау және пайдаланылған газдарды тазарту жүйелерімен жабдықталған жабық кеңістіктерге орнатылады.

Мысалы, Umicore компаниясының Хобокен зауытында таза емес қорғасын төмен NO_xгаз қыздырғыштарымен қыздырылатын бірнеше қазандықтарда тазартылады. Оттықтардағы қалдық жылу қазандықта 10 бар бу шығаруға жұмсалады. Барлық қазандықтар жабық қақпақтармен қамтамасыз етілген және теріс қысымды сақтайды. Қақтан тазалау жабық скиминг жүйесімен аспирация арқылы автоматты түрде жүзеге асырылады. Барлық құрғақ процестерден ауа қапшық сүзгісінде тазаланады. Sb, Sn және As тұздары Харрис процесінде қорғасыннан алынады және одан әрі гидрометаллургиялық процесте өңделеді.

Кросс-медиа әсерлер

Мәлімет жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайымдар

Жалпы қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары.

5.6.2. Сынап шығарындыларын азайту әдістері

Сипаттама

Атмосфераға сынап шығарындыларын азайту әдістерінің жиынтығы.

Техникалық сипаттама

Бұл бөлімде газ ағынынан сынап буын кетіруге арналған бірқатар технологиялар ұсынылған, жою тиімділігі газдың ерекше сипаттамаларымен анықталады. Күкірт қышқылы зауытында сынаптың соңғы қышқыл өніміне түсу мүмкіндігін барынша азайту үшін оны зауытқа кірер алдында алып тастаған жөн (әдетте, күкірт қышқылының Hg мөлшері 0,1 промилледен аз болуы керек) мг/л), бұл тазартылған газдағы 0,02 мг/Нм³-тен аз). Сынапты екі фазада да, қалдық газдар түрінде және сұйық фазада (қышқыл зауыты) өңдеуге болады. Ол үшін әртүрлі процестер қолданылады. Негізгі принцип сынаптың реагентпен әрекеттесуі арқылы газдан немесе сұйықтықтан бөлінетін өнім түзеді:

Ылғалды скрубберде жүргізілетін Boliden-Norzink процесі сынап хлориді мен сынаптың арасындағы реакцияға негізделген, ол сынап хлориді (каломель) түзеді, ол тазартатын сұйықтықтан тұнбаға түседі. Процесс қышқыл зауытында жуу және салқындату кезеңі аяқталғаннан кейін жүзеге асырылады, сондықтан газ тозаңнан және SO₃-тен тазарадыжәне температурасы шамамен 30 ^°C болады. Газ каломель (Hg₂Cl₂) түрінде тұнбаға түсу үшін газдағы металл сынаппен әрекеттесетін HgCl₂ерітіндісімен қапталған төсек мұнарасында жуылады. Каломель айналымдағы тазартқыш ерітіндіден шығарылады және HgCl₂түзу үшін хлор газымен ішінара регенерацияланады, содан кейін ол жуу сатысына қайтарылады. Алынған сынап өнімі сынап өндіруге пайдаланылады немесе қоймада сақталады. Сынап хлориді – өте улы сынап қосылысы, сондықтан бұл процесті өте мұқият орындау керек.

Bolchem процесі: Бұл процесс Boliden-Norzink процесі сияқты қышқыл зауытында жүзеге асырылады, бірақ қалпына келтіру үшін 99 % күкірт қышқылы қолданылады. Қышқыл қышқыл қондырғысының абсорбциялық секциясынан келіп түседі және қоршаған ортаның температурасы кезінде сынаппен тотығу реакциясына түседі. Алынған құрамында сынап бар қышқыл 80 %-ға дейін сұйылтылады, ал сынап тиосульфатпен сульфид түрінде тұнбаға түседі. Сынап сульфиді сүзілгеннен кейін қышқыл сіңірілу сатысына оралады, сондықтан бұл процесте қышқыл жұмсалмайды.

Outotec процесі: Сынапты тазалау қадамына дейін қышқыл зауытта жою арқылы да жоюға болады. Газ шамамен 350 ^°С температурада тығыздалған қабаты бар колонна арқылы өтеді, мұнда ол 190 ^°С температурада 90 % -дық күкірт қышқылымен ағынға қарсы режимде жуылады. Қышқыл газдың құрамындағы SO₃-тен in situ түзіледі. Процесс газдың құрамындағы элементарлы сынапты сульфатқа айналдыруға негізделген. Қышқыл ерітінді HgSO₄қаныққанша қайта өңделеді жәнетұндыру басталады. Содан кейін HgSO₄ кристалдарыконцентраторда бөлінеді. Сынап шламы салқындатылған қышқылдан алынады, сүзіледі, жуылады және металл сынап өндірісіне жіберіледі, содан кейін қышқылдың бір бөлігі скрубберге қайтарылады. Сынаптан басқа, мұндай скруббер газдан басқа ластағыш заттарды кетіреді. Қатты бөлшектерді кальций оксидімен араластырып, содан кейін қайта өңдеуге болатын сынапты шығару үшін қыздыру арқылы сынапты қалпына келтіруге болады. Сонымен қатар, сынап тұнбаға түсуі мүмкін және сынап шламын салқындатылған қышқылдан тазартуға болады, содан кейін сүзу және жуу. Содан кейін қышқылдың бір бөлігі скруббер сатысына қайтарылады. Бұл процестің бір нұсқасында сынапты газдардан селен иондарының ерітіндісімен жуу арқылы тазартады, ал металдық селенді сынап (II) селенидімен бірге алады.

Lurgi процесі: Lurgi сынапты кетіру қондырғысы белсендірілген көмір сүзгісінің бір түрі болып табылады. Қондырғы қалдық тозаң мен шайырды жою үшін пайдаланылатын электростатикалық сүзгіден, газды қыздырғыштан, тығыздалған қабаты бар абсорберден, қондырғы арқылы өтетін газ ағынын бақылауға арналған желдеткіш-демпферлік жүйеден және оттегінің төмен концентрациясын ұстап тұру үшін азотпен үрлеу негізінде газды кешенді талдауға арналған жабдықтардан тұрады газбен қамтамасыз етіледі. Қыздырғыш газдарды 60-85 °C оңтайлы температураға дейін қыздыру үшін қажет, газдың анағұрлым төмен температурасы тығыздалған қабаттағы ылғалдың реакциясы мен конденсациясының жылдамдығының төмендеуіне әкеп соғады, ал анағұрлым жоғары температура күкірттің абсорбенттен жуылуына әкелуі мүмкін.

Tinfos/Miltec процесі: Бұл қалдық газдардағы сынаптың натрий гипохлориті бар тотығуына негізделген сынапты жою процесі. Жуу колоннасында тотығудан кейін сынап натрий сульфидін қосу арқылы сынап сульфиді HgS түрінде тұнбаға түседі. Сынап сульфиді процесстен сүзгілі престе алынады. Құрамында сынап бар тұнбалар қауіпті қалдықтар ретінде өңделеді және жабық полигонға тасталады.

Boliden-Contech процесі: толтырғышта селенмен қапталған шарлар қолданылады.

Dowa процесі: Сынап металды, тотыққан және бөлшектерді сынапты ұстайтын қорғасын сульфидімен қапталған пемзаға адсорбцияланады.

Селен сүзгісі селен қышқылын аморфты қызыл селенге айналдыру арқылы бастапқы балқыту пештеріндегі төмен элементті сынапты газдарды тазартады, ол сынап газымен әрекеттесіп, сынап (II) селениді түзеді. Тазалау үшін селен қышқылымен сіңдірілген катализаторды тасымалдаушыға ұқсас кеуекті инертті материал қолданылады. Сіңдіру қызыл аморфты селенді тұндыру үшін SO₂қатысында селен қышқылы ерітіндісін кептіру арқылы жүзеге асырылады. Сүзгі ондағы сынаптың мөлшері 10-15 % жеткенше жұмыс істейді. Содан кейін сүзгі сынапты алу және селенді қалпына келтіру үшін өңделеді. Селен сүзгісін пайдалану балқыту пештерінің пайдаланылған газдарын сынаптан толығымен дерлік тазартуға мүмкіндік береді. Сондай-ақ, оны газ қышқыл зауытына кірер алдында сынап құрамын азайту үшін екінші газды тазарту ретінде пайдалануға болады. Селен негізіндегі сүзгі кіретін сынаптың шамамен 90 % жояды.

Селенді скруббер: Бұл әдіс сынап буының жоғары шоғырлануын жою үшін күкірт қышқылындағы аморфты селенді сынаппен әрекеттестіретін дымқыл тазартқышты пайдаланады. Селенді скруббер газда бар салыстырмалы түрде үлкен мөлшердегі сынапты кетіруге жарамды және 90 % жуық жою тиімділігіне ие.

Белсендірілген көмір сүзгісі үлкен адсорбциялық сыйымдылығы бар сүзгі ретінде белгілі. Техника күкіртпен сіңдірілген белсендірілген көмірге сіңетін тұрақты сынап сульфиді (HgS) түріндегі сынапты алады. Қалыпты жағдайда белсендірілген көмір сынаптың салмағы бойынша 10-12 % сіңіре алады. Бұл әдіс әсіресе газдағы сынаптың төмен шоғырлануында қолдану үшін қолайлы. Қалыпты жағдайда сынапты кетіру тиімділігі 90 % құрайды. Белсендірілген көмірдің артықшылығы атмосфераға сынап шығарындыларының барлық түрлерін, соның ішінде оксидтерді, бөлшектерді және элементтік сынапты кетіреді.

Натрий тиоцианаты процесі: Бұл процесс мырыш концентраты пештерінде қолданылады. SO₂ газы натрий тиоцианатының ерітіндісімен жуылады және сынап сульфид түрінде алынады.

Қорғасын сульфиді процесі: газ ағынынан сынапты кетіру үшін қорғасын сульфидті моншақтарды пайдаланатын құрғақ скруббер.

Газдардан сынапты алу практикалық емес процестер үшін сұйық фазада сынапты жою әдістері бар. Бұл әдістер негізінен күкірт қышқылының сапасын жақсарту үшін қолданылады. Қазіргі уақытта күкірт қышқылының құрамындағы сынапты азайту үшін мынадай әдістер қолданылады:

1. Молекулярлық тану технологиясы (МТТ) арнайы таңдалған лигандтарды немесе макроциклдерді пайдаланатын жоғары селективті және жиі ион алмасусыз жүйелерді пайдалануды қамтиды. Бұл лигандтарды силикагель немесе полимерлер сияқты қатты тірекке химиялық байланыстыруға болады немесе жеке иондармен комплекс түзу үшін ерітіндіде еркін қолдануға болады. Қатты фазалық жүйелер бекітілген негіздік ион алмастырғыш колонналарға немесе сүзгі картридждеріне оралған лигандтармен байланысқан материалдан (SuperLig) тұрады. МТТ процесі сынапты жоюдың негізгі әдісі ретінде немесе белгілі бір нысанда сынапты кетіру жүйесі бұрыннан бар болған жағдайда жылтырату қадамы ретінде пайдаланылуы мүмкін.

2. "Тохо" процесі калий йодидін қосуға және сынап иодиді түріндегі сынаптың тұнбаға түсуіне негізделген. Калий йодидінің 0 ^°C шоғырлануы кем дегенде 93 % болуы керек. Сонымен қатар, мыс йодидінің одан әрі қосылуы нәтижесінде Cu₂HgI₄ түріндегі тұрақты тұнба түзіледі. Тұндырылған сынапты сүзу арқылы алады

3. Сульфид тұндырылуы. Коллоидты күкірт қышқылда гипосульфиттің қосылуы нәтижесінде түзілуі мүмкін. Күкірт сынаппен әрекеттесіп, кристалды сынап сульфидін (HgS) түзеді.

Күкірт қышқылы өндірісіне жіберілмейтін газдан тыс ағындардағы сынап шығарындыларын азайту үшін әдетте шикізатты мұқият таңдау және белсендірілген көмірді және/немесе басқа адсорбенттерді қап сүзгілерінен бұрын газ ағынына айдау сияқты әдістер қолданылады (5.1.3.3-бөлімді қараңыз). Бастапқы материалдағы сынаптың мөлшері, сондай-ақ технологиялық циклдар шығарындылардағы сынаптың жоғары немесе төмен шоғырлануын тудыруы мүмкін. Шикізат құрамындағы сынап концентрацияларының сынап шығарындыларын бақылау үшін әртүрлі сапалы рудаларды немесе концентраттарды араластыру, рудаларды немесе концентраттарды флюстермен біріктіру және қайталама шикізаттың әртүрлі түрлерімен араластыру арқылы тұрақты және біртекті шикізатты алу үшін араластыру процесін қолдануға болады. Бақылау сынаптың өте өзгермелі концентрациясы немесе қалаулы деңгейден асатын концентрациясы бар бастапқы материалдарды балқыту кезінде қажет болуы мүмкін. Бұдан басқа, балқытуға арналған шикізаттағы сынаптың жалпы құрамын төмендету шығатын газдардағы сынаптың шоғырлануын төмендетуге және құбырдан сынаптың соңғы шығарындыларын азайтуға ықпал ететін болады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Атмосфераға Hg шығарындыларын азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Күкірт қышқылы қондырғысына жіберер алдында қалдық газдардағы сынапты жою тауарлық сапалы күкірт қышқылын алу үшін қажет. Сынапты (Hg) кетіру жүйелерін сынап шығарындыларын азайту үшін пайдаланылған газдар ағынды құбыр арқылы шығарар алдында ғана пайдалануға болады. Спецификацияға сәйкес күкірт қышқылының құрамындағы сынаптың мөлшері, әдетте, <0,1 промилледен. 0,5 бет/мин дейін және тазартылған газда <0,02 мг/Нм³.

Boliden-Norzink процесі

Жою тиімділігі түсетін түтін газының құрамындағы сынапқа байланысты және әдетте 99,7 %-ды құрайды.

Lurgi процесі

Сынапты сіңіру тиімділігі 98 %.

Селен сүзгісі

Жою тиімділігі ұстап қалу уақытына байланысты. 95 % жою тиімділігіне жету үшін әдетте үш секунд күту қажет. Әдетте 90 % жою тиімділігіне қол жеткізіледі. Шығудағы ең аз күтілетін орташа сағаттық сынап шоғырлануы 0,01 мг/Нм³төмен. "Болиден Ренскар" зауытында (мыс, қорғасын, мырыш балқыту бойынша) 80000 нм3/сағ газ шығыны кезінде селен сүзгісі негізінде процестің өнімділігі 71 – 95 % шегінде болады және кіріс ағынындағы сынаптың шоғырлануына байланысты болады.

Белсендірілген көмір сүзгісі

0,01 мг/м³концентрацияға дейін сынаптың 99 % дейін ұстауға қабілетті. Сынаптың адсорбциялану деңгейі 10 – 40 %. Дегенмен, белсендірілген көмір әдетте 20 % сынапты (салмағы бойынша) сіңіреді, содан кейін оны ауыстыру қажет. Қолданылған адсорбент қауіпті қалдық ретінде жойылады немесе қарапайым сынапты қалпына келтіру үшін өңделеді.

Tinfos/Miltec процесі қалдық газдардан сынаптың 95 % жояды.

Superlig ион алмасу процесі <0,5 ppm сынап шоғырлануына жетеді.

5.13-кесте сынапты тазалау үшін қолданылатын кейбір әдістердің тазалау тиімділігін көрсетеді.

5.13-кесте. Түтін газдарындағы сынапты азайту тиімділігі [112]

Р/с №	Сынапты жою әдістері	Газ ағынының жылдамдығы, нм3/сағ	Сынап шоғырлануы (тазалау алдында)		Сынап шоғырлануы (тазалаудан кейін)		Тиімділік, %
Р/с №	Сынапты жою әдістері	Газ ағынының жылдамдығы, нм3/сағ	макс	мин	макс	мин	макс	мин
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	Boliden-Norzink	30000	9879	21	отыз	13	99.7	74
2	Dowa	170000	елу	10.5	1.4	1.2	97	88
3	селен сүзгісі	80 000	1008	42	48	12	95	71
4	белсендірілген көмір сүзгісі	80 000	1206	37.2	32	2.7	97	93

Кросс-медиа әсерлер

Boliden-Norzink процесі

Сынапты шаймалау немесе булану нәтижесінде қатты каломель қалдықтарының түзілуіне байланысты ауа мен судың әсері.

Селен сүзгісі

Ауа мен суға ықтимал әсерлер қатты сынап (II) селенидінен тұратын қалдықтардың пайда болуынан элементтік немесе тотыққан сынаптың булануы салдарынан мүмкін. Қалдықтарды одан әрі өңдеу алдында тұрақтандыру қажет.

Белсендірілген көмір сүзгісі

Күкіртсіз белсендірілген көмір диоксиндер мен фурандар сияқты органикалық қосылыстарды және газ ағынындағы ұшпа органикалық қосылыстарды (ҰОҚ) жоюда жоғары тиімді. Органикалық қосылыстар болған жағдайда, әдетте сынапты сүзуге арналған күкіртпен сіңдірілген қабаттан өтпес бұрын оларды жою үшін "белсендірілген көмірді алдын ала өңдеу қабаты" деп аталады. Алдын ала өңдеу қабаты болмаған жағдайда органикалық қосылыстар күкіртпен сіңдірілген белсендірілген көмірге адсорбцияланады, бұл оның сынапты кейіннен жою қабілетін төмендетеді және сүзгі қабатын жиі ауыстыру есебінен шығындарды арттырады.

Сондай-ақ, сынаппен толтырылған сүзгі қабатын қауіпті қалдық ретінде тастау қажет болуы мүмкін.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайымдар

Boliden-Norzink процесі

Бұл процесс балқыту зауыттарының барлық технологиялық газдарына, атап айтқанда құрамында SO₂ бар технологиялық газдарға қатысты.

Lurgi процесі

2001 жылы Eramet сынапты кетіру зауытын іске қосты және сол уақыттан бері үзіліссіз жұмыс істеп жатқанын хабарлайды. Зауыт арқылы өтетін газ ағынының көлемі шамамен 15000 Нм³/сағ [28].

Селен сүзгісі

Белсендірілген көмір сияқты басқа бекітілген қабат сынапты адсорбенттермен салыстырғанда, селен сүзгісінің артықшылығы оның сынаппен селективті әрекеттесуі болып табылады.

Жағымсыз жанама реакциялар болмайды: селен массасы каталитикалық белсенділік танытпайтыны белгілі. Бұл, мысалы, құрамында SO₂бар ылғалды газдардағы сынапты кетіру үшін селен сүзгісін қолдануға мүмкіндік береді. Белсендірілген көмір болған кезде SO₂су буымен қосылып, күкірт қышқылын түзетін SO₃-ке дейін тотығады және сүзгіні бітеп тастайды. Сонымен қатар, сынаптың 0,05 мг/Нм³және одан төмен шоғырлануына жету үшін қатты сынап қосылыстары мен сұйық сынапты бөлу газдың өте төмен салқындату температурасын (0 ^°C төмен) қажет етеді. Дәл осындай қалдық деңгейге сынапты сынап (II) селениді (HgSe) түріндегі сынапты 140 ^°C дейінгі температурада жинау арқылы қол жеткізуге болады.

Белсендірілген көмір сүзгісі

Белсендірілген көмірді сынап шығарындыларының барлық түрлерін жою үшін қолдануға болады: газ тәрізді, бөлшек, элементтік және тотыққан сынап. Ол сынаптың 10-нан 40 % -ға дейін (салмағы бойынша) адсорбциялауға қабілетті, содан кейін сүзгі көміртекті қабатын ауыстыру қажет. Сонымен қатар, күкіртпен сіңдірілген белсендірілген көмір (салмағы бойынша 15-20 %) тұрақты сорбентті тиімді құрайды.

Экономика

Boliden-Norzink процесі

Температураның төмен болуына байланысты (40 ^°С-тан төмен) мұндай зауыттарды салу үшін негізінен пластикалық материалдар қолданылады.

Операциялық шығындар минималды, өйткені олар мыналармен шектеледі:

айналым сорғыларының электр энергиясының шығындары;

скруббер мұнарасы жасаған қысымның төмендеуін өтейтін желдеткіштердің қосымша энергия тұтынуына байланысты шығындар;

сынап (II) хлоридін алу үшін газ тәрізді хлордың құны.

Пайдалану шығындары қалдық газдардағы сынап деңгейінен іс жүзінде тәуелсіз. Гамбургтегі Aurubis зауытында сынапты кетіру қондырғыларын салуға жұмсалған инвестициялық шығындар 5 миллион еуроны құрады (конденсаторға, жылытқыштарға, қап сүзгісіне, бүрку жүйесіне, абсорберге және желдеткіштерге арналған шығындарды қосқанда).

Селен сүзгісі

Күрделі шығындар газ ағынының көлеміне пропорционалды. Селен массасы сынаппен қаныққан кезде оны ауыстыру қажет. 200000 м³/сағ селен сүзгінің болжамды құны шамамен 3 миллион еуро бастапқы инвестиция және тоннасына 35 000 еуро бағасымен 70 тонна селенді құрайды.

Белсендірілген көмір сүзгісі

Пайдалану кезіндегі шығындардың негізгі бабы күкіртпен сіңдірілген пайдаланылған белсендірілген көмірді ауыстыру және жою болып табылады. Ауыстыру аралығы газ ағынындағы сынаптың құрамына байланысты. Солтүстік Америкадағы күкіртпен сіңдірілген белсендірілген көмірді ауыстыру құны 6,6 $/кг құрайды.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары. Сынап шығарындыларын азайту. Тауарлық өнімді қабылдау.

5.7. Сарқынды сулармен жұмыс істеу әдістері

5.7.1. Сарқынды сулардың пайда болуының алдын алу

Сипаттама

Қорғасынды өндіру кезінде алынған сарқынды суды тұйық циклде қайта пайдалануға болатындай немесе ластағыш заттардың су экожүйесіне түсуіне жол бермеу үшін тазарту қажет.

Техникалық сипаттама

Шығарылатын сарқынды сулардың мөлшерін азайтуға келесі әдістерді қолдану арқылы қол жеткізуге болады:

тиімді су айналымы жүйелерін пайдалану;

салқындатқыш суды немесе қоюландырылған буды технологиялық мақсатта қайта пайдалану; Білік пештерінің, қожұшыру қондырғысының және электр тұндырғыштарының сарқынды суларын, сондай-ақ шартты түрде таза сарқынды суларды өндірістік суды қайта өңдеу жүйесінде одан әрі пайдалану үшін (мысалы, технологиялық жабдықты салқындату үшін) қайта пайдалануға болады. Бұған дейін алынған сарқынды сулар салқындатылады (қажет болса) және қоспалардан тазартылады.

тозаң мен газды тазарту құрылғыларын суды қолданбай пайдалану;

қайталама жылу алмастырғыш ретінде ауа салқындатқыштары бар тұйық контурлы салқындатуды қолдану;

булану салқындатқыштардың ағызуын азайту;

Бөлек кәрізді пайдалану. Сарқынды суларды 2 технологиялық желі бойынша – өндірістік және тұрмыстық сарқынды суларды жинау және бұру.

ластанбаған судың бөлек кәріз ағындарын пайдалану (жаңбыр суы, байланыссыз салқындатқыш су) технологиялық су ағындарынан. Өндірістік сарқынды сулар ластанған сарқынды сулар және шартты түрде таза (ласталмаған) сарқынды сулар болып бөлінеді. Ластанған сарқынды сулар суды тікелей технологиялық циклдар мен процестерде пайдаланғаннан кейін, шартты таза сарқынды сулар – технологиялық жабдықтың элементтерін салқындатқаннан кейін түзіледі.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Суды тұтыну көлемін азайту.

Суды айдауға жұмсалатын энергия көлемін азайту.

Сарқынды суға қолданылатын реагенттер мөлшерін азайту.

Ағызылатын сарқынды сулардың көлемін және олардағы ластағыш заттардың шоғырлануын азайту. Су қабылдағышқа берілетін процестің жылу сыйымдылығы.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

5.14-кестеде түзілетін сарқынды сулардың пайда болуының алдын алуға және/немесе көлемін азайтуға ғана емес, сонымен қатар суды пайдалану көлемін азайтуға және соның нәтижесінде жалпы қоршаған ортаға жүктемені азайтуға бағытталған шаралар берілген. Суды тұтынудың жалпы және үлестік көлемдерінің төмендеуі, нәтижесінде тазартудан кейін ағызуға жіберілетін сарқынды сулар мөлшерінің азаюына әкеп соғады.

5.14-кесте. Сарқынды сулардың пайда болуының алдын алу және/немесе көлемін азайту шаралары

Р/с №	Сипаттама	Қол жеткізілген артықшылықтар
1	2	3
1	Құрамында ластағыш заттар бар сарқынды суларды шартты таза, нөсер немесе басқа сулардан бөлу	Бастапқы суды тұтынуды және сарқынды сулардың пайда болуын азайту
2	Жабық су айналымы жүйелерін құру (суды рециркуляциялау жүйелері), сондай-ақ технологиялық процестерде жер бетінен ағызылатын шартты таза суды пайдалану.	Бастапқы суды тұтынуды азайту
3	Өндірістік кәріз коллекторларында сарқынды суларды, оның ішінде нөсер және дренажды суларды тазарту және кейіннен пайдалану үшін жинау және бөлу жүйелерін құру	Сарқынды сулардың түзілуін азайту
4	Технологиялық суды бөлек ағызуды пайдалану (мысалы, конденсат және салқындатқыш су). Бұл ретте шикізатты немесе оларды кейін пайдалану үшін өнімдерді жоғалту нәтижесінде пайда болатын сарқынды сулардан ластағыш заттардың максималды алынуына назар аудару қажет.	Суды қайта пайдалану жүйелерінің тиімділігін арттыру
5	Бақыланатын көрсеткіштер туралы ақпаратты, сондай-ақ кәсіпорынның ерекшеліктеріне, сондай-ақ сарқынды сулардың көлеміне, ластану түрлері мен мөлшеріне және қойылатын талаптарға байланысты бақылау жиілігін көрсететін өндірістік экологиялық бақылау бағдарламаларын әзірлеу. оларды емдеу сапасы үшін. Ағызылатын сарқынды сулардың сапасын бақылау коллекторда, жинау камерасында немесе тазарту қондырғысынан шығатын ұңғымада жүргізіледі.	Сарқынды суларды тазарту процесін оңтайландыру және сарқынды суларды тазарту қондырғысының тұрақты және үздіксіз жұмысын қамтамасыз ету
6	Жабдықтың, оның ішінде құбыр жүйелері мен сорғы қондырғыларының, сондай-ақ ықтимал ағып кету нүктелерінің (шұңқырлар және басқа да су тазарту қондырғылары) тұтастығы мен герметикалығын бақылау жүйесін енгізу.	Бастапқы суды тұтыну көлемін азайту

ӨМК қорғасын зауыты цехішілік суды қайта пайдалану жүйесін және цехішілік суды қайта өңдеу жүйесін пайдаланады. Технологиялық жабдықты салқындату үшін шахталы пештердің, қожды сублимациялау қондырғысының және электр тұндырғыштарының сарқынды сулары пайдаланылады. Қайта пайдаланылған судың температурасын төмендету бұл жүйені қайта өңделген жалпы зауыт суымен үрлеу арқылы жүзеге асырылады. Пайда болған сарқынды сулар кәсіпорынның технологиялық процесінде одан әрі пайдалану мүмкіндігі үшін тазартылады (айналмалы су), шартты түрде таза сарқынды суларда, ОЖ салқындату мұнараларында салқындағаннан кейін әрі қарай пайдалану үшін жалпы өндірістік сумен жабдықтаудың айналым жүйесіне толығымен жіберіледі.

2018 жылы "Aurubis" зауытында (Гамбург) контактілі қондырғының салқындату жүйесін орталықтандырылған жылуды бөлуге мүмкіндік беру үшін температура деңгейін көтеру және зауыт шекарасына орталықтандырылған жылу құбырын салу арқылы техникалық модификациялау Эльба өзеніне 12 млн м³салқындату суын төгуге алдын алуға ықпал етті [94].

Кросс-медиа әсерлер

Қаржылық шығындар.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайымдар

Күрделі су айналымы жүйелерін іске асыру шығыны, температурасы, құрамы және қышқылдығы бойынша кейінгі қолдану үшін өндірістік қажеттіліктерді қанағаттандыру арқылы мүмкін болады.

Тазартылатың ағынның ылғалдылығы жоғары және қышқыл тұман немесе тұтқыр заттар түріндегі қоспалар болған жағдайда суды пайдалана отырып, пайдаланылған газдарды тазалау технологиялары қолданылады.

Ауа салқындатқыштары бар жабық контурды салқындатуды қайталама жылу алмастырғыш ретінде пайдалану ауа салқындатқыштарын орнату үшін үлкен аумақтарды қажет етеді.

Экономика

Қолданыстағы зауыттарда бұл технологияларды енгізу жоғары инвестициялық шығындарға әкелуі мүмкін.

Осылайша, "Уралэлектромед" АҚ филиалының нөсер және өнеркәсіптік сарқынды суларды жинауды қамтамасыз ететін жинақтағыштың құрылысы 70 миллион рубль мөлшерінде шығындарды талап етеді. Кешеннің құрылысы экологиялық жағдайды жақсартуға және су ресурстарын ұтымды пайдалануға бағытталған – сарқынды суларды өндірісте қайта пайдалануға болатындай етіп тазарту үшін залалсыздандыру станциясына жіберу жоспарлануда [87].

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары. Ағызылатын сарқынды сулардың көлемін азайту тазарту қондырғысын пайдалана отырып, тазартуға түсетін сарқынды суларды азайтуға ықпал етеді.

5.7.1.1. Қайта пайдалану және қайта айналдыру

Сипаттама

Ағызылатын сарқынды суларды өндірістік циклде қайта пайдалану арқылы көлемін азайту.

Технологиялық сипаттама

Түсті металл өнеркәсібінде сарқынды су құрамындағы ағызылатын сұйық қалдықтардың пайда болуын азайту үшін суды қайта пайдаланудың тәсілдері мен әдістері сәтті қолданылды. Сарқынды сулардың көлемін азайту кейде экономикалық тұрғыдан да тиімді, өйткені ағызылатын сарқынды сулар көлемінің төмендеуімен табиғи су объектілерінен тұщы су алу көлемі азаяды.

Көп жағдайда қайта өңдеу және қайта пайдалану процестері технологиялық процестерге біріктірілген. Қайта өңдеу сұйықтықты алынған процеске қайтаруды қамтиды.

Тазалаудан кейін пайдалануға келетін сулар:

тікелей өндіріс процесінде түзілетін суларға (мысалы, реакциялық су, жуу суы, сүзінділер);

жабдықты тазалау нәтижесінде пайда болатын сарқынды суларға (мысалы, техникалық қызмет көрсету кезінде, бітелуді жуу, өнімді өзгертуге байланысты көп мақсатты жабдықты тазалау) бөлінеді.

Сарқынды суларды қайта пайдалану суды басқа мақсатта пайдалануды білдіреді, мысалы, жер үсті суларының ағындарын салқындату үшін пайдалануға болады.

Әдетте циркуляциялық жүйеде негізгі тазалау әдістерін пайдаланылады немесе айналым жүйесінде қалқыма қатты заттардың, металдардың және тұздардың жиналуын болғызбау үшін айналымдағы сұйықтықтың шамамен 10 % мезгіл-мезгіл шығарылады. Өңделгеннен кейін тазартылған суды салқындату, ылғалдандыру және басқа да бірнеше процестер үшін қайта пайдалануға болады. Тазартылған судың құрамындағы тұздар қайта пайдаланған кезде жылу алмастырғыштарда кальцийдің тұнбасы сияқты белгілі бір проблемаларды тудыруы мүмкін. Бұл проблемалар суды қайта пайдалануды айтарлықтай шектей алады.

Жуу, шаю және тазалау жабдықтарындағы суды қайта пайдалану сарқынды суларға түсетін жүктемені азайтумен қатар, су өндіріс процесінің айналымында болған жағдайда өнімді қалпына келтіру және өнім шығымдылығын арттырудың артықшылығына ие. Бұл үшін сарқынды суларды жинауға, буферлеуге немесе сақтауға арналған жабдықтың қажеттілігі шектеуші фактор болуы мүмкін. Сарқынды суды ағызудың орнына процеске қайта айналдырудың басқа да мүмкіндіктері бар: мысалы, жаңбыр суын жинап скрубберлерге беру үшін пайдалануға болады; конденсатты қайта айналдыру. 5.15-кестеде кәсіпорында пайда болатын сарқынды сулардың түрлері, оларды қайта пайдалану үшін тазарту туралы мәліметтер келтірілген.

5.15-кесте. Сарқынды сулардың пайда болуы және оларды тазарту әдістері

Р/с №	Пайда болған сарқынды сулардың түрлері	Технологиялық процесс (білім беру көзі)	Сарқынды суларды тазарту әдістері	Ескертпе
1	2	3	4	5
1	Техникалық су	Қорғасын-қышқылды аккумуляторлардың зақымдануы	Бейтараптандыру және жауын-шашын	Мүмкіндігінше процесте қайта пайдаланыңыз
2	Жанама салқындату үшін су	Пешті салқындату	Қоршаған ортаға ықтимал әсері төмен қоспаларды пайдалану	Жабық салқындату жүйесін пайдалану. Ағып кетуді анықтау үшін жүйелік мониторинг
3	Тікелей салқындату үшін су	Pb балқыту.	Орналастыру. Қажет болса, тұндыру	Тұндыру немесе басқа өңдеу әдісі. Жабық салқындату жүйесі
4	Қожды түйіршіктеу	Cu, Ni, Pb, бағалы металдар, ферроқорытпалар	Орналастыру. Қажет болса, тұндыру	Жабық жүйеде қайта пайдалану
5	Скруббер (тазарту)	Ылғал тазартқыштар. Ылғалды ESP және қышқыл скрубберлер	Бейтараптандыру. Орналастыру. Қажет болса, тұндыру	Үрлеу арқылы өңдеу. Мүмкіндігінше әлсіз қышқыл ағындарын қайта пайдалану
6	Жер үсті суы	Барлық процестер	Орналастыру. Қажет болса, тұндыру. Сүзу	Аулалар мен жолдарды тазалау. Шикізатты дұрыс сақтау

Бір мәселе төгінді судың көлемі болып табылады, өйткені кейбір қондырғылырда жоғары көлемді рециркуляция жүйелері пайдаланылады. Төгінділердің әсерін бағалау кезінде ескерілетін факторлардың бірі олардың құрамындағы ластағыш заттардың массасы болып табылады.

2016 жылдан бері жұмыс істеп келе жатқан Бельгиядағы Nyrstar Balen су тазарту қондырғысы 100 м³/сағ ластанған жер асты суын шамамен 150 метр тереңдікке айдайды. Айдалған су өнеркәсіптік өндіріс процестерінде, мысалы, қуыру процесінде пайда болатын жуу газдарын және сүзгілерді шаймалау процесінде жуу үшін максималды түрде пайдаланылады.

Содан кейін алынған сарқынды су ағынды сулар сапасының қатаң шектеулеріне дейін, әсіресе металл концентрациялары бойынша, мұқият тазартылады. Сарқынды сулар физика-химиялық тазартудан өтеді, оның ішінде рН жоғарылау және металдардың тұнбаға түсуі. Қалған ластағыш заттарды кетіру үшін соңғы тазарту қадамы ретінде Sibelco құмды сүзгілеу қолданылады. Nyrstar су тазарту қондырғысы тәулік бойы жұмыс істейді [82].

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Бастапқы суды пайдалану көлемін азайту.

Сарқынды сулардың пайда болуының алдын алу/тазартылған сарқынды суларды азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Белгілі бір тазарту әдістерін қолдану арқылы сарқынды суларды тазарту, қайта өңдеудің тиімділігіне ықпал етеді.

Кросс-медиа әсерлер

Сарқынды суды кейіннен рециркуляциялау үшін өңдеу қосымша қуат пен материалды қажет етеді (мысалы, тұндырғыштар, салқындатқыш суды тазарту), бұл ықтимал рециркуляциялаудың артықшылықтарын жоққа шығару үшін жеткілікті үлкен болуы мүмкін. Тазалау жабдығынан (салқындату мұнарасынан) шудың әсері.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайымдар

Компоненттерді жанама өнімдер немесе тұздар ретінде пайдалануымен соңғы өнімнің сапасына, сондай-ақ ерітіндінің өткізгіштігімен теріс әсер етуі мүмкін жағдайларда суды рециркуляциялау немесе қайта пайдалану шектелуі мүмкін.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Қолдану қажеттілігі келесі факторларға байланысты:

суды тұтынуды азайту;

сарқынды сулардың пайда болуының алдын алу;

сарқынды суларды ағызуға арналған орындардың болмауы, мысалы, заңнамамен немесе жергілікті жағдайлармен шектелген;

экономикалық аспектілер (мысалы, тұщы суды пайдаланғаны үшін төлемнің төмендеуіне байланысты немесе өнімді қалпына келтіру және шығымдылықты арттыру арқылы).

5.7.2. Сарқынды суларды тазарту әдістері

Табиғи су объектілеріне ағызылатын, қайта өңдеуге немесе қайта пайдалануға болмайтын соңғы сарқынды суларды тазарту арқылы металдар, қышқылдандырғыш заттар және қатты бөлшектер сияқты ластағыш заттардың шоғырлануын азайту қажеттілігі қоршаған ортаны басқарудың міндетті шарты болып табылады. Ол үшін химиялық тұндыру, тұндыру немесе флотация және сүзу сияқты өндірістік циклдің соңында құбырларды тазалау технологиялары қолданылады. Әдетте, бұл әдістер соңғы немесе орталық сарқынды суларды тазарту қондырғыларында біріктіріліп қолданылады, бірақ технологиялық ағынды басқа сарқынды сулармен араласпас бұрын металдарды тұндыру үшін шаралар қабылдауға болады.

Тазалаудың ең қолайлы әдісін немесе әртүрлі әдістердің комбинациясын таңдау әрбір өндірістік нысанға тән нақты факторларды ескере отырып, жеке жағдайда жүзеге асырылады. Сарқынды сулардың құрамы концентраттың/жемнің сапасына және дымқыл жүйелерде тазартылған кейінгі шығарылатын газдардың құрамына байланысты өзгеруі мүмкін. Сонымен қатар, жаңбыр суына қолайлы әр түрлі өлшеу көздері немесе ауа райы жағдайлары сарқынды су түрлерінің әртүрлілігін арттырады. Көбінесе өнімділікті оңтайландыру үшін процесс параметрлерін бейімдеу қажет. Сарқынды сулардың соңғы көлемін және ластағыш заттардың шоғырлануын барынша азайтудың ең үздік әдісін анықтау үшін келесі факторларды ескеру қажет:

сарқынды сулардың көзі болып табылатын процесс;

пайда болатын сарқынды сулардың көлемі;

қайта пайдалану (қайта өңдеу) мүмкіндігі;

су ресурстарының болуы;

ластағыш заттардың түрі мен шоғырлануы, тазалау әдісіне негіз бола алатын қоспалардың немесе олардың химиялық қосылыстарының физика-химиялық қасиеттері.

Судың сапасын бағалау кезінде ескерілетін сипаттамалар:

жалпы көрсеткіштер: рН, минералдану (құрғақ қалдық), БПК, ХПК, БПК: ХПК қатынасы, қалқымалы қатты заттардың мөлшері;

бейорганикалық көрсеткіштер: азот тобы (аммоний ионы, нитраттар, нитриттер, жалпы азот), жалпы фосфор, сульфидтер, хлоридтер, сульфаттар, фторидтер, металдар (Na, Ca, Mg, Al, Fe, Mn, Cr, Cu, Zn);

органикалық көрсеткіштер: жалпы органикалық көміртегі, ПХДД/ПХДФ.

Суды тазартуға бағытталған технологиялық тәсілдерді, әдістерді, шараларды және іс-шараларды таңдау нақты қолдану үшін сарқынды сулардың құрамы мен сипаттамаларымен анықталады. Төменде келтірілген әдістер "құбырдың соңы" деп аталатын әдістерге жатады, олар әртүрлі себептермен сарқынды сулардың пайда болуын болғызбау мүмкін емес немесе мүмкін емес кезде қолданылады.Барлық әдістерді механикалық, химиялық, физика-химиялық және биологиялық немесе биохимиялық. Сарқынды суларды тазарту әдістерінің біреуін немесе комбинациясын таңдаған кезде ластану сипатын ескеру қажет.

5.7.2.1. Тұндыру

Сипаттама

Сұйық сарқынды сулардан ерімейтін кешенді металл қосылыстары мен қатты заттарды бөлу үшін гравитацияны пайдалану.

Техникалық сипаттама

Торлар мен елеуіштер арқылы сүзгіден өткеннен кейін ірі қоспаларды кетіру үшін сарқынды суларды келесі ұсақ тазарту кезеңіне – тұндыруға жібереді. Тұндыруды әртүрлі тұндырғыштарда, мысалы, тұндырғыштарда, тоғандарда немесе резервуардың түбінде тұнбаны кетіру құрылғылары орнатылған мамандандырылған тұндырғыштарда (қоюландырғыштар, суды тұндырғыштар) жүргізуге болады. Ең жиі қолданылатын тұндыру цистерналары тікбұрышты, шаршы немесе дөңгелек. Тұндыру сатысында жойылатын шламды, мысалы, вакуумдық сүзгі престі пайдалану арқылы сусыздандыруға болады. Алынған сүзіндіні сарқынды суларды тазарту процесінің бастапқы кезеңіне немесе тазарту технологиясына байланысты оның пайда болған технологиялық кезеңіне қайтаруға болады. Тұндыру қожды түйіршіктеу үшін пайдаланылған сарқынды сулардан қатты заттарды бөлу үшін қолданылады.

Егер ұсақ дисперсті ластағыш заттарды оқшаулау қажет болса, тұндыру алдында коагуляция және флокуляция қолданылады. Бұл жағдайда тұндырғыш конструкциясы кейде флокуляциялық камераны қамтиды.

Сарқынды суларды алдын ала тазарту үшін сəулелендіру құралы қолданылады.

Құм ұстағыштар құмды және ірі ластағыш заттарды кетіру үшін қолданылады.

Тұндырғыштар белгілі бір гидравликалық өлшемдегі ластағыш заттардың бөлшектерін шығаруға сүйенеді, бұл негізінен бөлшектердің тұндыру жылдамдығы (мм/с), олардың бөлінуі қажетті тазарту әсерін қамтамасыз етеді.

Қол жеткізілген экологиялық пайдар

Су объектілеріне ағызуды азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Флотацияның тиімділігі экстрагирленген бөлшектердің, қатты және сұйық ластағыш заттардың (майлар, мұнай өнімдері, майлар, синтетикалық беттік белсенді заттар және т.б.), қолданылатын реагенттер қасиеттерімен ғана емес, сонымен қатар аппараттың гидравликалық сипаттамаларымен (флотация) анықталады. камералар). Тұндыру металлургиялық зауыттардың (мысалы, Балқаш кен-металлургиялық комбинаты) өнеркәсіптік су тазарту құрылыстарының көпшілігінің құрамдас бөлігі болып табылады.

Кросс-медиа әсерлер

Мәлімет жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайымдар

Жалпы қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Су объектілеріне ластағыш заттардың түсуіне жол бермеу. экологиялық заңнама талаптары. Су объектілеріне ағызуды азайту.

5.7.2.2. Сүзгілеу

Сипаттама

Сүзгілеу – сарқынды сулардан қиын тұндырылатын ұсақ дисперсті қатты заттар мен сұйықтарды кетіру үшін қолданылады және түйіршікті минералды, жасанды полимерлі және талшықты материалдардан түзілетін ластағыш заттарды кеуекті ортада ұстау процесі.

Техникалық сипаттама

Әдетте, сүзгілеу әдістері қатты заттарды сұйықтықтан бөлу үшін, сондай-ақ сарқынды суларды мөлдірлеу процесінде соңғы тазарту қадамы ретінде қолданылады. Сүзгілеу қондырғысы тазартудың алдыңғы кезеңінен кейін қалған қатты бөлшектерді жою үшін тұндыру және соңғы бақылау кезеңдері арасында жүзеге асырылады. Алынатын қатты заттардың түріне байланысты сүзгілеуді әртүрлі сүзгі жүйелерінің көмегімен орындауға болады.

Әдеттегі сүзгі қондырғысы сүзгі материалының қабатынан немесе сұйық сарқынды сулар өтетін материалдардан тұрады. Сүзгі ортасынан өте алмайтын ұсақ бөлшектер сүзгі кегін құрайды, оны үнемі немесе мерзімді түрде алып тастау керек, мысалы, қысымның айтарлықтай төмендеуін болғызбау үшін кері жуу арқылы. Қысым құламасының төмен деңгейінде сарқынды сулар ауырлық күшінің әсерінен сүзілеуге беріледі.

Құм сүзгілері тұнба немесе металл гидроксидтері сияқты қалқыған қатты заттардан немесе жартылай қатты материалдардан механикалық тазартуға арналған. Сарқынды суларды құмды сүзгілеу арқылы тазарту сүзгіация, химиялық сорбция және ассимиляция әсерлерінің қосындысы арқылы жүзеге асырылады. Құм сүзгілері кейде тереңдік ұлғайған сайын түйір өлшемі ұлғаятын құм қабаттарымен толтырылған қысымды ыдыс ретінде пайдаланылады. Бастапқыда сүзгі феррит сүзу тиімділігін жақсартуға көмектеседі, әсіресе ұсақ бөлшектер үшін. Біраз уақыттан кейін сүзгі құм қабатын кері жуу керек. Құмды сүзгілер көбінесе жабық контурдан немесе сарқынды сулардан ағызылатын суды қосымша тазарту үшін қолданылады, содан кейін оларды технологиялық су ретінде пайдалануға болады. Құмды сүзгінің схемасы 5.7-суретте көрсетілген.

5.7-сурет. Құмды сүзгінің қағидатты схемасы

Ұсақ бөлшектерді жою үшін гиперсүзгілеу немесе кері осмосты қолдануға болады. Гиперсүзгілеу молекулалық салмағы шамамен 100-ден 500 микронға дейінгі бөлшектердің өтуін қамтиды, ал ультрасүзгілеу мөлшері 500-ден 100000 микронға дейінгі бөлшектер үшін қолданылады.

Ультрасүзгілеу сарқынды суларды тазартудың қарапайым және тиімді әдісі болып табылады, дегенмен ол көп мөлшерде энергия тұтынуды қажет етеді. Сарқынды су ультрасүзгілеу мембрана арқылы өтеді. Бұл өте жұқа кеуекті мембрана судың молекулалық бөлшектерінің өтуіне мүмкіндік береді және үлкен молекулалық бөлшектердің енуіне жол бермейді. Өте жұқа мембраналар пайдаланылған кезде металл иондары сияқты өте ұсақ бөлшектерді де сүзуге болады. Мембраналық сүзгілеу нәтижесінде таза сүзінді мен концентрат пайда болады, ол қосымша тазартуды қажет етуі мүмкін.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Су объектілеріне ағызуды азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Жүктеу ретінде пайдаланылатын жасанды материалдарды қалпына келтіру мүмкіндігі.

2020 жылы "Aurubis" зауытында Болгария (Пирдоп), өнеркәсіптік сарқынды суларды тазарту қондырғысы жаңғыртылды: ерімеген заттардың жер үсті суларына түсуін азайту үшін жаңа құм сүзгісі орнатылды.

"Aurubis Beerse" зауытында ультрасүзгілеу қондырғысын пайдалану жер асты суларын пайдалануды 2018 жылы 67 %-дан 2020 және 2021 жылдары 30 %- ға дейін төмендетуге мүмкіндік берді [94].

Кросс-медиа әсерлер

Ақпарат жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайымдар

Жалпы қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Су объектілеріне ағызуды азайту. Экологиялық заңнама талаптары.

5.7.2.3. Химиялық тұндыру

Сипаттама

Химиялық тұндыру деп реагенттерді (кальций гидроксиді, натрий гидроксиді, натрий сульфиді) немесе олардың комбинациясын қосу арқылы рН мәнін реттеуді және еритін металдардың тұнбаға түсу жылдамдығын арттыруды айтады.

Техникалық сипаттама

Химиялық тұндыру нашар еритін және әлсіз иондарға жойылатын иондардың байланысуына дейін төмендейді. диссоциацияланған қосылыстар. Максималды тиімділікті қамтамасыз ететін ең маңызды фактор металдарды жою – тұндырғыш реагенттерді таңдау. Тұнба түріндегі су қоспаларын бөлуге арналған реагенттерді таңдағанда, алынған қосылыстардың ерігіштік өнімдерінің мәндерінен шығу керек; бұл мән неғұрлым төмен болса, суды тазарту дәрежесі соғұрлым жоғары болады. Суда бөгде тұздардың болуы әдетте ерітіндінің иондық күші артуынан түзілетін тұнбалардың ерігіштігінің жоғарылауына әкеледі. Айта кету керек, сулы ерітінділердегі иондық реакциялардың жылдамдығы жоғары және әдетте реакциялар бірден дерлік жүреді.

рН мәнін түзету

Сарқынды суларға реагенттерді қосқанда (мысалы, кальций гидроксиді, натрий гидроксиді, натрий сульфиді немесе олардың комбинациясы) металмен ерімейтін қосылыстар тұнба түрінде түзіледі. Сонымен қорғасын, хром (III), мырыш, кадмий және мыс иондары сілтілермен әрекеттесе отырып, аз еритін гидроксидтер түзеді. Бұл ерімейтін қосылыстарды сүзу және тұндыру арқылы судан шығаруға болады. Коагулянтты немесе флокулянтты қосу оңайырақ бөлінетін және тазалау жүйесінің жұмысын жақсарту үшін жиі қолданылатын үлкен флоктардың пайда болуына ықпал етеді.

Тәжірибе көрсеткендей, сульфид негізіндегі реагенттерді қолдану кейбір металдардың төмен шоғырлануына қол жеткізуге болады. Сілтілік ортада метал сульфидтерін жою үшін натрий сульфиді, натрий гидросульфиді және т.б. химиялық заттар қолданылады. Сульфидті тұнбалар тазартылған сарқынды суларда кейбір металдардың шоғырлануының төмендеуіне әкелуі мүмкін (рН және температураға байланысты). Металл сульфидтерін балқыту процесінде қайта пайдалануға болады. Селен және молибден сияқты металдарды да осы әдіспен тиімді жоюға болады.

Кейбір жағдайларда металдар қоспасын тұндыру екі кезеңде жүзеге асырылуы мүмкін: алдымен гидроксидтің әсерімен, содан кейін сульфидтердің тұндыруымен. Жауын-шашыннан кейін артық сульфидтерді жою үшін темір сульфатын қосуға рұқсат етіледі.

Сарқынды суларды тазарту процесінде дұрыс рН деңгейін сақтау да өте маңызды, өйткені кейбір металл тұздары өте аз рН диапазонында ғана ерімейді. Осы диапазоннан тыс металдарды кетіру тиімділігі тез төмендейді. Металлдарды кетірудің максималды тиімділігі үшін тазалау процесі әртүрлі реагенттерді пайдалана отырып, әртүрлі рН мәндерінде жүргізілуі керек. Реагент пен рН мәнін таңдаудан басқа, ерігіштік дәрежесі температураға және металдың судағы валенттілігіне байланысты болуы мүмкін екенін де ескеру қажет.

Түсті металлургияда қалдық металдарды сарқынды сулардан қара тұздарды қосу арқылы тиімді тазартуға болады, сондықтан күшәнді тұндырғанда кальций арсенаты немесе темір арсенаты түзіледі. Арсениттердің тұнбаға түсуі де мүмкін, бірақ олар әдетте арсенаттарға қарағанда жақсы ерігіштікке және аз тұрақтылыққа ие болады. Құрамында арсениті бар сарқынды су әдетте арсенаттың басым болуын қамтамасыз ету үшін тұндырудың алдында тотықтырылады.

Ерімейтін темір арсенаттарының тұнбаға түсуі селен сияқты басқа металдардың тұнбаға түсуімен қатар жүреді, бұл металдардың әртүрлі түрлері мен темір гидроксиді тұнбасының өзара әрекеттесуін білдіреді. Осыған байланысты темір тұздары төмен концентрациядағы қоспаларды кетіруде өте тиімді.

Осылайша, бір процесте әрбір металдың ең аз мөлшеріне жету әртүрлі металдарды тұндыру үшін оңтайлы рН мәндеріндегі бар айырмашылықтарға байланысты мүмкін емес.

5.16-кестеде металлургия өнеркәсібіндегі сарқынды суларды тазарту кезінде металдарды тұндыру үшін реагент таңдау, реакция шарттары туралы ақпарат берілген.

5.16-кесте. Металдар мен олардың қосылыстарын тұндыру әдістері

Р/с №	Металл	Қолданылатын реагент	Түзілген зат (тұнба)	Қосымша шарттар
1	2	3	4	5
1	Zn	Ca(OH)₂ (әк сүті)	Zn(OH)₂	Мырыштың толық тұндыру үшін қажетті рН мәні 9–9,2 аралығында.
		Na₂CO₃(натрий карбонаты)	ZnCO₃ Zn(OH)₂H₂O	Реагенттің айтарлықтай мөлшері қажет, сондықтан күкірт қышқылын натрий карбонатымен алдын ала бейтараптандыруды, содан кейін мырыштың каустикалық содамен тұндыруын қамтамасыз ететін мырыштан суды екі сатылы тазартуды жүргізу ұсынылады.
		Na₂S (натрий сульфиді)	ZnS	Оңтайлы рН мәні 2,5–3,5
2	Pb	Ca(OH)₂(сұйық әк)	Pb(OH)₂	рН деңгейі = 8,0–9,5. Бұл шектен жоғары және төмен гидроксидтің ерігіштігі артады.
3	Hg	Na₂S (натрий сульфиді)	Hg₂S	Құрамында басқа тұздары бар нақты сарқынды суларда Hg ₂S ерігіштігі тазартылған суға қарағанда жоғары. Тұндыру нәтижесінде сынап сульфидінің коллоидты бөлшектері түзіледі, олар судан алюминий немесе темір сульфатымен коагуляция арқылы бөлінеді. Мұндай тазалаудан кейінгі сынаптың қалдық шоғырлануы 0,07 мг/дм³ аспайды
4	ретінде	NaHS (сульфогидрат натрий) Na₂S (сульфид натрий)	2S₃ретінде	Ол температураға тәуелді және 50-60 ° C төмен температурада өте баяу жүреді. Үш валентті күшән үш валентті күшән сульфиді (As₂S₃) түрінде тұнбаға түседі, оны рН 4–5-тен төмен мәндерде судан бөлу керек. рН жоғарылағанда және As₂S₃болған кезде күшәннің ерітіндіге қайта оралу қаупі бар. Реакцияның кемшілігі - аз мөлшерде күшән сульфидінің түзілуі (As₂S₅).

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Сарқынды сулармен бірге суға ластағыш заттардың түсуін азайту.

Сарқынды суларды химиялық тұндырумен тазартудың тиімділігі негізінен келесі факторларға байланысты:

химиялық тұндырғышты таңдау;

қосылған тұндырғыш реагенттің мөлшері;

тұндырылған металды алу тиімділігі;

бүкіл тазалау процесінде қажетті рН мәнін сақтау;

кейбір металдарды жою үшін қара тұздарды пайдалану;

флокулянттарды немесе коагулянттарды қолдану;

сарқынды сулар құрамының өзгеруі;

комплекс түзуші иондардың болуы.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Әдістерді таңдау кезінде өндірістік процестердің ерекшеліктерін ескеру қажет. Сонымен қатар, қолданылатын әдістерді таңдауда қабылдаушы су қоймасының мөлшері мен ағынның жылдамдығы маңызды рөл атқаруы мүмкін. Көлемді ағынды жоғары концентрациялар пайдасына азайту тазалауға арналған энергияны тұтынуды азайтады. Жоғары концентрациялы сарқынды суларды тазарту шоғырлануы аз ағындарға қарағанда тезірек қалпына келтіру жылдамдығымен жоғары концентрациялы сарқынды суларға әкеледі, нәтижесінде ластағыш заттардың жалпы жойылуы жақсарады.

Кросс-медиа әсерлер

Реагенттер ретінде қолданылатын энергия мен шикізаттың қосымша шығыны. Жойылуы тиіс қалдықтардың (шламдардың) түзілуі.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайымдар

Әдетте жаңа және бар қондырғыларға қатысты.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары. Әлеуметтік-экономикалық аспектілері. Табиғи су объектілеріне ластағыш заттардың түсуін азайту.

5.7.2.4. Белсендірілген көмірді қолдану арқылы адсорбциялау

Сипаттама

Сорбция әдісі сарқынды сулардан ластағыш заттарды сорбенттің кеуектерінде немесе бетінде жинаудан тұрады, адсорбент ретінде белсендірілген көмір қолданылады.

Техникалық сипаттама

Кеуекті көміртекті зат болып табылатын белсендірілген көмір әдетте сарқынды сулардан органикалық материалдарды кетіру үшін қолданылады және сынапты жою және бағалы металдарды қалпына келтіру үшін де пайдаланылуы мүмкін. Әдетте, активтендірілген көмір сүзгілері бірнеше қабаттар немесе картридждер түрінде қолданылады, осылайша материалдың бір сүзгі арқылы өтуі екінші сүзгіде тазалау арқылы өтеледі. Содан кейін пайдаланылған сүзгі ауыстырылады және қосымша сүзгі ретінде пайдаланылады. Бұл операция сүзгідегі серпілістерді анықтаудың дұрыс әдісіне байланысты.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Суға органикалық заттардың, сынаптың және бағалы металдардың шығарындыларын азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Абсорбция әдісін қолданудың негізгі артықшылықтары:

процесті жақсы бақылау;

екіншілік ластанулардың пайда болуының болмауы.

Кросс-медиа әсерлер

Қолданылған адсорбентті кәдеге жарату қажеттілігіне байланысты қосымша шығындар. Белсендірілген көмірді регенерациялау мүмкін, бірақ бұл процесс тәулік бойы жұмыс істейтін тазарту қондырғылары жағдайында айтарлықтай еңбекқор және ыңғайсыз. Бір реттік жүктеме ретінде белсендірілген көмірді пайдалану көбінесе экономикалық тиімді емес.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайымдар

Жалпы қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Ластағыш заттардың шығарындыларын азайту. Экологиялық заңнама талаптары.

5.7.2.5. Қышқыл ағындыларды бейтараптандыру

Сипаттама

Құрамында әлсіз қышқылдары бар сарқынды суларды (күкірт қышқылы өндірісінің ағындылары немесе әртүрлі қышқылды жуу сулары) тиісті реагентпен (әдетте темір гидроксиді) тазарту.

Технологиялық сипаттама

Қышқылды сарқынды сулардың көпшілігінде ауыр металл тұздары бар, оларды оқшаулау қажет. Бұл мақсаттар үшін сутегі мен гидроксид иондары арасындағы бейтараптандыру реакциясы қолданылады, бұл диссоциацияланбаған судың пайда болуына әкеледі. Реагенттер ретінде NaOH, KOH, Na₂CO₃, NH₄OH, CaCO₃, MgCO₃, доломитті (CaCO₃-MgCO₃) пайдалануға болады. Арзандығына байланысты көбінесе кальций гидроксиді (әк) қолданылады. Бейтараптандыруға арналған әк сарқынды суларға кальций гидроксиді ("ылғалды" мөлшерлеу) немесе құрғақ ұнтақ ("құрғақ" мөлшерлеу) түрінде енгізіледі. Күкіртті сарқынды суларды әк сүтімен бейтараптандыру кезінде әк шығыны (СаО бойынша) стехиометриялық есептен 5–10 % жоғары қабылданады. Суды құрғақ ұнтақпен немесе әк пастасымен бейтараптандыру жағдайында кальций оксидінің дозасы стехиометриялық дозаның 140–150 % құрайды, өйткені қатты және сұйық фазалар арасындағы өзара әрекеттесу баяу және толық емес. Реактив ретінде әкті пайдаланатын процесс кейде әктастау деп аталады. Әктеу мырыш, қорғасын, хром, мыс және кадмий сияқты металдарды бір уақытта тұндыру және тұндыру мүмкіндігін береді. Кейде кальций немесе магний карбонаттары бейтараптандыру үшін суспензия түрінде қолданылады. Сода мен натрий және калий гидроксидтерін бағалы өнімдер бір уақытта алынған жағдайда немесе олардың құны жоғары болғандықтан өндіріс қалдықтары болған жағдайда ғана мақсатқа сай пайдалану керек.

Қышқылды суларды бейтараптандыруға арналған реагентті таңдау қышқылдардың түріне және олардың шоғырлануына, сондай-ақ химиялық реакциялар нәтижесінде түзілетін тұздардың ерігіштігіне байланысты.

Құрамында қышқыл бар сарқынды сулардың үш түрі бар:

Құрамында күкірт және күкірт қышқылдары бар сарқынды сулар. Тазалау кезінде аз еритін кальций тұздары түзіледі, бұл қышқыл ерітіндісі мен қатты бөлшектер арасындағы реакция жылдамдығын төмендетеді. Тұздардың көпшілігі тұнбаға түседі.

Құрамында күшті қышқылдары бар сарқынды сулар (мысалы, HNO₃). Бұл қышқылдардың тұздары суда жақсы еритін болғандықтан, реагент таңдауда қиындық тумайды.

Құрамында әлсіз қышқылдары бар сарқынды сулар (H₂CO₃, CH₃COOH). Әк сүті негізінен тазалау үшін қолданылады. Әк сүтімен араластырмас бұрын сарқынды су қатты бөлшектерден (құм ұстағыш) алдын ала тазартылады. Әк сүтімен бірге флокулянт ерітіндісі енгізіледі. Бейтараптандыру және флокуляция контактілі резервуарда жүреді. Көмірқышқыл газын кетіру үшін сарқынды сулар ауамен жанасатын цистерналарда аэрацияланады. Бұл жағдайда неғұрлым тығыз құрылымның тұнбасы түзіледі. Тұнбаның ылғалдылығын төмендету үшін қосымша тұндыру қолданылады.

Құрамында негізінен кальций сульфаты (кальций сульфаты) бар алынған тұнба сүзгіден өткізіліп, әрі қарай өңдеу үшін сусыздандырылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Ағызылатын сарқынды сулардың көлемін азайту. Суды тұтынуды азайту (мөлдірленген суды процеске қайтару). Ағызылатын сарқынды сулардағы ластағыш сарқынды сулардың шоғырлануын төмендету. Таза кальций сульфатын алу.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Өндірілген кальций сульфатының құрамында 96 %-дан астам CaSO₄-2H₂O. Қолданылатын реагенттердің салыстырмалы түрде арзандығына және жалпы қолжетімділігіне қарамастан, бірқатар кемшіліктерді атап өткен жөн, атап айтқанда бейтараптандыру алдында эквалайзерлерді міндетті түрде орналастыру қажеттілігі, қиындық бейтараптандырылған судың рН мәніне сәйкес реагент дозасын реттеу.

Кросс-медиа әсерлер

Әкпен бейтараптандыру әдісінің елеулі кемшілігі гипстің аса қаныққан ерітіндісінің (CaSO₄) түзілуі болып табылады, бұл құбырлар мен жабдықтардың бітелуіне әкеледі.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайымдар

Жалпы қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары. Экономикалық пайда (сатуға дайын тауарлық өнімді алу).

5.7.2.6. Сарқынды суларды тазарту процесі

Сипаттама

Бірқатар қорғасын балқыту зауыттарында тиімді екендігі көрсетілген әдістер немесе жоғарыда сипатталған әдістердің комбинациясы.

Техникалық сипаттама

Сарқынды суларды тазарту қондырғысы сарқынды сулардың барлық түрлеріне қолданылатын бірнеше кезеңнен тұрады:

Тұндырғыш тоғандардағы өндірістік технологиялық суларды тұндыру. Тұндырғышқа кіре берістегі судағы ірі фракцияларды (ағаш, пластмасса, май және т.б.) жою үшін терең ағын қолданылады. Келесі ерітінді резервуарына мөлшерлеу үшін қажетті диапазондағы рН деңгейін ұстап тұру күкірт қышқылын немесе каустикалық сода қосу арқылы реттеледі,

Тотығу (ауа немесе химиялық заттар арқылы) судағы сульфит деңгейінің жоғарылауы үшін қолданылады.

Гидроксидті жауын-шашын. рН деңгейі натрий гидроксиді мен флокуляторларды қосу арқылы 9,5-10 дейін реттеледі. Гидроксидті флокуляторлар сүзу немесе тұндыру және сүзу арқылы жойылады. FeCl₃сарқынды сулардан күшәнді одан әрі жою үшін осы кезеңде немесе екінші гидроксидті тұндыру сатысында қосуға болады.

Сульфидті тұндыру. Күкірт қышқылын мөлшерлеу рН 7,5-8,5 қамтамасыз етеді. Натрий күкіртті/натрий сутегі ерітіндісін қосу сүзгілеу немесе тұндыру және сүзу арқылы жойылуы мүмкін еритін сульфидті тұнбаны қалыптастыру үшін қалған еріген металл иондарымен реакция тудырады.

Темір (III) сульфатының ерітіндісін қосу судағы артық сульфидті, егер бар болса, жою үшін қолданылады. Содан кейін су шөгінділерді кетіру үшін құм немесе мембраналық сүзгімен бірге сүзгі престі пайдаланып сүзіледі.

Жергілікті жағдайларға байланысты құрамында көптеген металдар бар бөлшектерді жою үшін алдын ала өңдеу қажет болуы мүмкін, бұл қоғамдық канализацияларда пайда болатын қождың ластану деңгейін төмендетуге көмектеседі.

Тұрмыстық судың жеке кәріз жүйесі бар және ол жалпы кәріз жүйесіне немесе қолайлы шұңқырға жіберіледі.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Сарқынды сулардағы ластағыш заттардың шоғырлануын төмендету.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Пайдаланылатын және ағызылатын сарқынды сулардың сапасын (тәуліктік, ауысым сайын және т.б.) немесе суды ағызуға рұқсатта көзделген шарттарға сәйкес кездейсоқ сынамаларды алу арқылы үздіксіз бақылау қажет. Үлгілер құрамындағы Pb, Cd, As, Cu, Fe және басқа металдар мен параметрлер бойынша суды ағызуға рұқсатта көзделген шарттарға сәйкес талдаудан өтеді.

Көмірқышқыл газын жою үшін контактілердегі сарқынды суларды ауамен аэрациялау қолданылады. Бұл жағдайда тұнба неғұрлым тығыз құрылыммен түзіледі.

Кросс-медиа әсерлер

Тазалау процесінің энергия сыйымдылығы. Қосымша реагенттерге деген қажеттілік.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайымдар

Жалпы қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары.

5.7.2.7. Сарқынды суларды ауыр металл иондарынан тазарту әдісі

Сипаттама

Активтендірілген алюмосиликатты адсорбентті қолдану арқылы сарқынды суларды тазартудың сорбциялық әдісі.

Техникалық сипаттама

Адсорбенттер үшін негіз ретінде алюмосиликатты минералдарды пайдалану ең орынды, өйткені бұл адсорбенттің бетіне және қажетті қасиеттеріне қойылатын талаптарды қоя отырып, адсорбентке әртүрлі минералды және органикалық қоспаларды енгізуге мүмкіндік береді.

Мәселен, отандық металлургиялық кешендердің бірінде қуаттылығы бар бастапқы тазарту құрылыстарынан түсетін тазартылған өнеркәсіптік сарқынды суларды кейінгі тазарту процесінде алюмосиликатты адсорбент қолданылады.

Технологияның мәні тазартылған суды түйіршікті адсорбентпен жүктелген сүзгіден өткізу (қалпында қалған қатты заттар мен ауыр металдарды жою). Сонымен қатар адсорбенттің қасиеттеріне байланысты сүзгілі ортада бір мезгілде келесі процестер жүреді:

механикалық сүзгілеу (тамыраралық кеңістікте ластағыш заттар сақталады);

жанасу коагуляциясы (сүзгі циклінің басында астық бетінде тұндырылған ластағыш заттар флокуляция орталықтары қызметін атқарады);

физикалық сорбция (теріс зарядты металл бөлшектері оң зарядты адсорбент түйірлерінің бетінде сақталады және сумен жуу арқылы оңай жойылады).

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Ағызылатын сарқынды суларда мырыш, кадмий, сынап, марганец шоғырлануын төмендету.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Адсорбентті пайдалану мерзімі шектелмейді, шаю кезінде тозудың жоғалуы (жылына 10 % дейін) сүзгілерді қайта жүктемей-ақ қосымша толтыру қосу арқылы өтеледі. Адсорбент белсенділігінің төмендеуімен оның сорбциялық қасиеттері сілтінің немесе магний сульфатының 4 % ерітінділерімен белсендіру арқылы қалпына келеді. Адсорбентті белсендіру үшін қолданылатын ерітінділерді (4-5 % NaOH және MgSO₄ерітінділері) қайта пайдалануға болады.

Челябинск мырыш зауыты – ион алмастырғыш технологияларды қолдану.

Балқаш кен-металлургиялық комбинатында ион алмасу процесі енгізілді.

Кросс-медиа әсерлер

Қосымша реагенттерге деген қажеттілік.

Қолдануға қатысты техникалық ой-пікір

Жалпы қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Шөгінділердегі ластағыш заттардың шоғырлануын төмендету және олардың қоршаған ортаға таралуын болғызбау.

Экологиялық заңнама талаптары.

5.8. Қалдықтармен, аралық өнімдермен және айналым материалдарымен жұмыс істеу

Өндіріс қалдықтарымен жұмыс істеу кезінде қоршаған ортаға әсер етуді азайту үшін негізгі міндет қоршаған орта арасындағы теріс салдарлар болмаған жағдайда процестерді оңтайландыру және аралық өнімдер мен қалдықтарды барынша қайта өңдеу арқылы олардың түзілуін барынша азайту болып табылады. Сонымен, технологиялық процестің әртүрлі кезеңдерінде түзілген аралық өнімдерді алдын ала өңдеуден кейін қайта пайдалануға болады. Біліктерді қысқарту балқыту кезінде қара металға қорғасынның алынуы шамамен 90–93 % құрайды, ал барлық алынған аралық өнімдерді (қож, штейндер, шпайс, тозаң) өңдеуді ескере отырып, ол 97–98 % жетуі мүмкін. Сонымен бірге қайта өңдеу мүмкіндігі қалдық өнімдегі элементтердің құрамы мен сандық құрамына байланысты. Жартылай фабрикаттардың құрамында қорғасыннан басқа бағалы металдардың едәуір мөлшері болатындықтан, оларды алу мүмкіндігі шикізатты пайдаланудың күрделілігін арттырады және негізгі металл – қорғасынның құнын төмендетеді. Сонымен, штейн алу кезінде балқыту кезінде 70-80 % мыс штейнге өтеді, ал штейн балқытусыз 85 % қорғасынға өтеді. Қож құрамындағы мырыштың алыну дәрежесі 90 %-ға жетеді. Қымбат металдардың 98-99 % тазартылмаған қорғасынға айналады.

Қорғасын өндірісінің аралық өнімдерін басқа да технологиялық процестерге шикізат ретінде пайдалану бүгінгі таңда қалыптасқан тәжірибе. Қазіргі заманғы кәсіпорындардың көпшілігінің қызметі алынатын металдардың көлемін ұлғайтуға және түпкілікті кәдеге жаратуға жіберілетін қалдықтардың көлемін азайтуға бағытталған.

Жартылай фабрикаттар мен қалдықтардың көп бөлігін металлургиялық процестерде ғана емес, сонымен қатар цемент және абразивтік өндіріс сияқты басқа салаларда, сондай-ақ құрылыста пайдалануға болады (қайта өңдеу немесе қайта пайдалану). Оның олардан құтылу ниетіне еш қатысы жоқ.

Қолданыстағы заңнамаға сәйкес, нәтижесінде пайда болатын қалдық өнімдердің (аралық өнімдер) басым бөлігі қалдықтар болып табылады. Осылайша, бір затты өндіру, тасымалдау, пайдалану немесе алу ерекшеліктеріне қарай қалдық та, қайталама шикізат ретінде де қарастыруға болады.

5.8.1. Қалдықтардың түзілуін бақылау және барынша азайту техникалары

Сипаттама

Қалдық түзілу мөлшерін азайтуға бағытталған әдістердің тізімі немесе комбинациясы.

Техникалық сипаттама

Металдарды балқыту кезінде түзілетін қож пен қож қалдықтарының мөлшері шикізатта қоспалардың болуына көбірек байланысты, сондықтан материал неғұрлым таза болса, соғұрлым қатты қалдық аз түзіледі. Шикізатты мұқият іріктеу ресурстың органикалық табиғатымен және қажетті концентраттардың жоғары құнымен шектелуі мүмкін қатты заттардың пайда болу әлеуетін төмендетудің бір әдісі болып табылады. Егер қоспаларды кетіру реагенттерді қосу арқылы жүзеге асырылса, тиімді және үнемді кетіруге қол жеткізу үшін қажетті мөлшерді қосуды бақылау қалыптасқан қалдық мөлшерін азайтады.

Материалдардағы артық ылғалдың жиналуы материалды дұрыс сақтамау және өңдеуге байланысты болуы мүмкін. Мұны ескеру қажет, өйткені, мысалы, қайта балқыту процесінде су буланған кезде жарылыс қаупі бар.

Пештің жұмысын оңтайландыру арқылы қож қалдықтарының түзілуін азайтуға болады. Осылайша, балқыманың қызып кетуіне жол бермеу арқылы күйіп қалуды азайтуға болады. Оңтайлы жұмыс жағдайларын қамтамасыз ету үшін процесті басқарудың заманауи әдістері қолданылады.

Ваннадағы балқыма бетінің тотығуын болғызбау үшін жабық пешті пайдалануға болады. Мысалы, алюминийді қалпына келтіретін ортада балқыту (пешті жуу үшін инертті газды пайдалану) түзілетін қож қалдықтарының мөлшерін азайтады. Сол сияқты тотығуды азайту үшін айдау жүйесі мен бүйірлік ұңғыманы да пайдалануға болады.

Қорғасын күлін және балқыту процесінен алынған қождың көп мөлшерін қайта өңдеуге және қайта пайдалануға болатыны анықталды.

Қолданылған төсемдер мен отқа төзімді материалдардың пайда болуын толығымен болғызбау мүмкін емес, бірақ оларды азайтуға келесі шараларды қолдану арқылы қол жеткізуге болады:

пештің кірпіш қаптамасын мұқият салу;

пешті үздіксіз пайдалану, осылайша температураның өзгеруін азайту;

жұмыс диапазонынан тыс температураны анықтау үшін термиялық бақылауды жүзеге асыру;

төсемнен жылуды кетіру үшін салқындатқыш блоктарды орнату;

ағынның қысқа экспозиция уақыты;

агрессивті ағындарды пайдаланудан бас тарту;

пештер мен тигельдерді мұқият тазалау;

пештің қозғалысын (айналуын) азайту;

процесс үшін ең қолайлы отқа төзімді материалдарды таңдау;

қажет болған жағдайда қыздыру/салқындату жылдамдығын бақылау.

Белгілі бір жағдайларда пайдаланылған төсемдер мен отқа төзімді материалдарды олардың құрамына байланысты қайта пайдалануға болады.

Отқа төзімді материалдарды бастапқы және қайталама мысты балқыту кезінде ұнтақтағаннан кейін құюға немесе сығуға болатын массаны алу үшін немесе қож құрамын бақылау үшін флюс ретінде қайта пайдалануға болады. Сонымен қатар, құрамындағы металды ұнтақтау және ұнтақтау арқылы материалдан бөлуге болады, ал пайдаланылған төсеу және отқа төзімді материалдарды құрылыста немесе отқа төзімді төсемдер немесе отқа төзімді цемент өндірісінде қайта пайдалануға болады. Құрамындағы металды балқыту зауытына немесе басқа түсті металл өндірісіне қайтаруға болады.

Тағы бір әдіс - қождың сапасын бақылау, бұл оны одан әрі пайдалану мүмкіндігін қамтамасыз етеді. Қождың кейбір түрлері салыстырмалы түрде инертті және оларды толтырғыштарды ауыстыру үшін құрылыс материалдары ретінде және абразивтер ретінде пайдалануға болады. Материалдың құрылыста немесе басқа салаларда қолдануға жарамдылығын қамтамасыз ету үшін оның сапасын дұрыс бақылау қажет.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Кәдеге жарату қажет қалдықтардың мөлшерін азайту. Инертті қожды бастапқы шикізат ретінде пайдалану (композицияда), сондай-ақ материалдарды басқа салаларда (отқа төзімді цемент өндіру және т.б.) қайта пайдалану.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Қож мөлшерін азайту, қождан металдарды алу және қож қалдықтарындағы металдардың мөлшерін азайту.

KGHM (Польша) мақсаты - технологиялық процестер нәтижесінде алынған материалдарды өңдеу технологиясын үздіксіз жетілдіру. Қалдықтарды тиімді өңдеудің мысалы ретінде Дорцель пештерінде балқытылған қорғасын шикізаты немесе Глогов мыс балқыту зауытында орнатылған электролиттік мыс зауыты табылады. Глогов II мыс балқыту зауытының электр пешінің түйіршікті қожы болат конструкцияларды жаңартуда абразивті материал ретінде пайдаланылады.

Кросс-медиа әсерлер

Ақпарат жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайымдар

Өндірістің қатты қалдықтарын пайдалану мақсатына байланысты қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары. Өндіріс қалдықтарының көлемін азайту. Экономикалық пайда (жоюға кететін шығындар).

5.8.2. Тотығу процестері кезінде қоқыстар мен қалдықтардың түзілуін болғызбау және барынша азайту

Сипаттама

Алғашқы қорғасын өндірісінде қалдықтар мен қалдықтардың негізгі көздері қорғасын рудалары мен олардың концентраттарында болатын қоспалар болып табылады.

Қалдықтардың мөлшерін азайту келесі әдістерді қолдану арқылы мүмкін болады:

күкірт қышқылымен ыстық электростатикалық тұндырғышта қалпына келтірілген тозаңнан кадмийді шаймалау;

сынапты абсорбент ретінде белсендірілген көмірді немесе Болиден-Норцинк процесі арқылы сүзу арқылы жою;

газды тазалаған кезде Se және Te-ні (ылғалды немесе құрғақ) жою;

кешенді элементтер ретінде тазарту сатысында Ag, Au, Bi, Sb және Cu алу және оларды қалпына келтіру;

сарқынды суларды тазалау кезінде металдарды алу.

Техникалық сипаттама

Қалдықтарды өңдеудің заманауи әдістері түзілетін қалдықтардың мөлшерін барынша азайтуға, сондай-ақ оны қауіптілігі аз материалға айналдыруға (трансформациялауға) бағытталған.

Cd жою. Балқыту кезінде газдар Cd-дан бөлініп, ыстық электрсүзгілер арқылы тұнбаға түседі. Құрамында қорғасын көп тозаңды алу үшін Cd бөлінуі керек. Ол үшін күкірт қышқылын шаймалау процесі қолданылады, Cd CdCO₃ түрінде тұндырылады. Сүзгі прессінен кейін бұл материал мамандандырылған сайттарға орналастырылады. Шайылған тұнба пешке қайтарылады.

Se және Te бөлу және Hg жою. Ылғалды тазалау кезінде газдан Se, Te және біраз Hg алынады. Балама түрде алдымен Se-Hg шламынан тауарлық өнімге Se экстракциясы және шламды жуғаннан кейін құрамында сынап бар ерітінділерден Hg алу жүреді. Кешенді қалдық мамандандырылған алаңдарға орналастырылады немесе металды қайта алу үшін пайдаланылады.

Ag, Au, Bi, Zn және Sb және кейбір Cu экстракциясы. Металдар газды тазарту немесе тазарту кезінде жойылады. Бұл металдарды өңдеп, оксидтерді (мысалы, ZnO) және/немесе Ag-Au, Pb-Bi, Pb-Sb қорытпаларын, сондай-ақ мыс штейнін түзеді, оларды өз қажеттіліктеріне қолдануға немесе тауарлық өнім ретінде сатуға болады. Өңдеу процесінде пайда болған аралық өнімдердің және/немесе қалдықтардың аз мөлшері қайта өңдеу үшін балқыту немесе өңдеу процесіне қайтарылуы керек.

Сарқынды суларды кейінгі тазарту кезінде металдарды алу. Кейбір металдар сарқынды суларды тазартудан кейін бөлінеді. Алынған шлам түріндегі қалдықтар айналым жүйесі арқылы қайтадан өтеді.

Қорғасын рудасының/концентратының басқа компоненттері қожда шоғырланған. Жақсы шаймалау қасиеттері бар қажетті құрамға жету үшін қож құрамын балқыту алдында флюстерді (олардың кейбіреулері қалдық өнімдер) қосу арқылы бақылауға болады. Құндылығы шамалы қосылыстар әрі қарай сату үшін жанама өнім ретінде (Pb шоғырлануы > 40 %) алынуы мүмкін. Құрамында кейде Pb, Zn және Cu бар қожды газсыздандырады және құрылыс өнеркәсібінде қолдануға болатын металл мөлшері аз қож алынады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Металдарды алу.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Полигондарға қалдықтардың түсуіне байланысты экологиялық тәуекелдерді азайту.

Кросс-медиа әсерлер

Энергия қарқындылығы. Реагенттерді қоспалар ретінде қолдану. Жоюды қажет ететін қалдықтардың қосымша көлемін қалыптастыру.

Қолдануға қатысты техникалық ой-пікір

Жалпы қолданылады. Se және Te қалпына келтіру Hg мөлшерімен шектелуі мүмкін. Сарқынды суларды тазарту қондырғысынан қожды тікелей балқыту ондағы балқыту процесіне шешуші әсер ететін As, Tl және Cd сияқты элементтердің шоғырлануына байланысты.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары. Әлеуметтік-экономикалық аспектілері.

5.8.3. Қалпына келтіру процестері кезінде қоқыстар мен қалдықтар түзілуін болғызбау және пайда болуын барынша азайту

Сипаттама

Қалдықтарды және өндіріс қалдықтарын болғызбаудың және азайтудың бір жолы - қорғасынды және басқа металдарды қалпына келтіру үшін оларды балқыту процесінде қайта пайдалану және материалдарды қалпына келтіру немесе басқа пайдалы қолдану үшін өңдеу.

Техникалық сипаттама

Білік пештерінде балқыту процесінде пешке қождың көп мөлшері қайтарылады. Әдіс қорғасын мөлшері жоғары басқа байланысты процестердің көпшілігіне қолданылады.

Балқыту сатысына жіберілген қалдықтардың басқа мысалдарына мыналар жатады:

қорғасынды штейн.

Cu, Sb, Sn, As, бағалы металдар мен Bi қалпына келтіру мүмкіндігі бар тазарту сатыларынан алынған материалдар, сонымен қатар мыс штейн, Pb-Sb немесе Pb-Sn қорытпаларын алу үшін қолданылады.

сүзгі прессінің көмегімен ылғалды кетіргеннен кейін сарқынды суларды тазарту процесінің қалдықтары және қорғасынның жоғары болуына байланысты қайта пайдалануға болатын қайталама балқыту пештерінің қалдықтары.

Қорғасын кегін қорғасын балқыту процесінде қолдануға болады, сонымен қатар өңдеу үшін процестің "басына" жіберіледі.

Басқа қорғасын өндіру зауыттарына жіберілетін жанама өнімдердің басқа түрлері:

қорғасын кегі;

Cu, Sb, Sn, Bi, In, Se, Te және бағалы металдарды алу үшін тазарту сатысында алынған материалдар;

тозаң тазалағыш құралдың тозаңы.

Металдарды сілтілеу өлшемшарттарыне сәйкес келетін қожды құрылыс индустриясында қолдануға болады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Металдарды қалпына келтіру (толық қалпына келтіру)

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Қалдықтардың түзілу мәселесі оларды тікелей өз өндіріс орындарында қосымша отын қоспалары және шахталарды балқыту процесінде қайталама материалдық ресурстар ретінде немесе бұзылған жерлерді рекультивациялау кезінде бос толтырғыштар ретінде қайта пайдалану арқылы шешіледі. Өндіріс қалдықтарының түзілу мәселесін шешудің негізгі ұйымдық шешімі өңдеу технологиялары болған кезде оларды орташа өнім санатына жатқызу болып табылады, мұндай технологиялық қайталама өнімдердің жекелеген процестерінің түрлері басқа технологиялық желілерге шикізат ретінде бөлінеді, бұл мүмкіндік береді. оларды кәдеге жаратуды (қоршаған ортаға орналастыруды) болғызбау, сондай-ақ пайдалы компоненттерді алу дәрежесін қосымша қамтамасыз етеді. Құрамында қорғасыны бар қож, тозаң жинайтын қондырғылардың тозаңы, тазарту қондырғыларының шламы сияқты ортаңғы өнімдер толық көлемде өндірістік процеске қайтарылады. Қазіргі уақытта көмуге жататын жалғыз қорғасын өндірісінің қалдықтары қорғасын зауытының құрамында күшән бар материалдарынан күшәнді тазарту кезінде алынған құрамында темірі бар күшән қалдықтары болып табылады, кейін ол жеке өндірістік қалдықтар полигонында көміледі.

Кросс-медиа әсерлер

Ақпарат ұсынылмаған.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайымдар

Заңды деңгейде қолдану мүмкіндігі жергілікті жағдайлармен және пайдаланылатын шикізат сипаттамаларымен шектеледі.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары.

5.8.4. Құрамында күшән бар қалдықтарды қайта өңдеу-кәдеге жарату және зиянсыздандыру әдістері

Технологиялық процестен күшән жойылатын металлургиялық өңдеудің соңғы өнімдері қоршаған ортаның компоненттеріне айтарлықтай әсер етуі мүмкін. Сонымен қатар, құрамында күшән бар қалдықтарды кәдеге жарату үлкен материалдық шығындарды талап етеді және қажетті қауіпсіздік кепілдіктерін қамтамасыз етпейді.

Құрамында күшән бар қорғасын өндірісінің негізгі аралық өнімдері тозаң, мыс суспензиялары, шпийс және т.б.

Өңделген өнімдер арасында күшәннің таралуы біркелкі емес. Негізгі мөлшері пирометаллургиялық өңдеу кезінде газдарға өтеді. Газдар күшәннің шоғырлануы 15 %-ға жетуі мүмкін тозаң шығарылумен салқындатылады (жылуды қалпына келтіру қазандықтары, салқындату мұнарасы) және тазартылады (электр сүзгілері). Тазартылған газдар күкірт қышқылын өндіруге жіберіледі, онда күшән жауын-шашынмен жойылады. Салқындату жүйелері мен тозаң жинағыш қондырғылар электрсүзгілердегі As₂S₃конденсациясының және ішінара ұсталуына жағдай жасайды. Электр сүзгілерде тозаңның газ ортасына түсуі күшәннің жаңа формаларының өзгеруіне және оксиарсенаттардың түзілуіне әкеледі. Электр сүзгідегі температуралардың As₂O₃қайнау температурасына жақындығы күшән қосылыстарын ұстаудың төмен тиімділігін негіздейді, олардың 40 %-дан астамы газдарда қалады, содан кейін күкірт қышқылына түседі. Шикізат құрамының өзгеруі, қоспалар қатынасының жоғарылауы, мыс мөлшері жоғары штейн алуды қамтамасыз ететін балқыту режимдеріне көшу, сонымен қатар жарылыстағы оттегі мен ауа қатынасының өзгеруі, күшәннің балқу өнімдері арасында таралуы.

Бұл аралық өнімдерден күшәнды алдын ала тазартпай бағалы компоненттерді алу қиын. Бұл оларды өңдеудің арнайы технологиялық кезеңдерін әзірлеуді талап етеді.

Технологиялық процестерден күшәнды жоюдың әртүрлі әдістері оны тиімді түрде жоя алады, бірақ тікелей сақтауға жарамды өнімдер бірнеше әдістермен ғана алынады. Сондықтан өндірістің экологиялық қауіпсіздігін қамтамасыз ету үшін ерімейтін, термотұрақты және сонымен бірге ықшам қатты қосылыстар түріндегі күшәнді технологиялық процестерден алу және жою мәселелерінің маңызы зор. Күшәннің қасиеттеріне сүйене отырып, өндірістің экологиялық көрсеткіштерін нашарлатпайтын келесі қосылыстарды бөлуге болады: сульфидтер, металдық күшән, арсенид негізіндегі шпейза, темір арсенаты (скородит). 20 ғасырдың аяғында күшәнды әртүрлі металлургиялық кезеңдердің қалдықтарына беру арқылы технологиялық процестерден тазарту бойынша жұмыстар қарқынды жүргізілді: қож қалдықтары, шахталарды толтыру үшін бетон, темір аралас шпейза және т.б.

Жүргізілген ұзақ мерзімді зерттеулер қалдықтарды ұзақ сақтау кезінде күшәннің шайылуын объективті бағалауға, сондай-ақ топырақ пен ауаның ластануын болғызбау шараларын ұсынуға мүмкіндік береді. Осылайша, қожды кесек түрінде сақтау күшәннің шаймалануын шектейді, өйткені оның оксидтері мен сульфидтерінің қож түзілуінің диффузиялық процестері қатты заттарда баяулайды. Дисперсті материалдардың (тозаң) зиянды әсерін жою үшін оларды Түсті металдарды бөліп шығару және күшәннің аз улы түрдегі тұндыруымен өңдеу қажет. Арсенаттар мен сульфидтер түріндегі күшәннің жоғары мөлшері бар дисперсті материалдар (шлам, феррит) қатты қабық түзетін немесе минерал тәрізді түрге айналатын материалдармен агломерацияланған жөн. Осылайша, металлургиялық өндіріс өнімдері арасында күшәннің таралуын анықтау оларды өңдеу кезінде ықтимал тәуекелдерді азайтуға мүмкіндік береді.

5.8.4.1. Шикізатты бастапқы балқыту кезінде арсенитті-арсенатты ферриттердің құрамында күшән шығару көрсеткіштерін төмендету

Сипаттама

Бастапқы балқыту процесінің тотығу потенциалын жоғарылату арқылы күшәннің жоғары оксидтерге тотығуы, оның бай қорғасын қожына өтуі.

Технологиялық сипаттама

Құрамында қорғасыны бар кендер мен концентраттарды 700-1200 °С температурада агломерациялық күйдіру процесінде күшәннің көп бөлігі металдармен (арсенаттармен) күрделі ұшпа қосылыстар түзіп, агломератқа айналады. Білік пешінде балқыту процесінде күшән қара қорғасында жартылай ери отырып, мыспен ішінара металларалық қосылыстар түзе отырып, элементтік күйге дейін тотықсызданады. Мыссыздану нәтижесінде тазартылмаған қорғасынның құрамындағы күшән мыс қалдықтарына (бастапқы жүктеменің шамамен 27 %-ы) Cu₃As [23] аралық металл қосылысы түрінде өтеді және тотықсыздандырылған балқытуға қайтарылады. Күшәннің көп бөлігі, бастапқы жүктеменің шамамен 50 %, одан әрі өңдеу және алу үшін штейнге түседі. Агломерациялық күйдіру кезінде қорғасынның таралу схемасы 5.8-суретте көрсетілген. Схемада 2009–2010 жылдардағы "Казцинк" ЖШС ӨМК қорғасын өндірісінің күшән шығымының орташа мәндері көрсетілген.

5.8-сурет. Қорғасын өндірісінің схемасы (агломерациялық күйдіру)

2011-2012 жылдары "Казцинк" ЖШС ӨМК қорғасын зауытын жаңғыртқаннан кейін, атап айтқанда, агломерациялық күйдірудің орнына автогенді тотықтыру балқымасын қолдануға негізделген жаңа технологиялық желіні іске қосқан соң (5.9-суретті қараңыз), шығарылатын газ ағындарындағы күшәннің мөлшерін азайтуға мүмкіндік туды. Жаңа технологияны енгізу тотығу реакциясының тиімділігін арттыруға мүмкіндік берді, соның арқасында жоғары оксидтерге дейін тотыққан күшән толығымен дерлік бай қорғасын қожына өтеді. Қожды шахталы пеште одан әрі өңдеу агломерациялық күйдіру арқылы күшәннің едәуір бөлігі бөлінген штейнді фазаны қалыптастыру үшін қажет сульфидтендіргіш қоспасыз жүреді. Шахталық балқытудағы тазартылмаған қорғасынды өрескел дегидрлеу кезінде шамамен 91 % күшәнға өтеді және мыс өндірісінде қайта пайдалануға жіберілетін мыс қалдықтары түзіледі. Құрамында 84 %-ға дейін бастапқы жүктелген күшән бар алынған мыс жолақтары, классикалық технология бойынша мыс жолақтарындағы күшәннің таралуынан үш есе жоғары (27,65 %).

5.9-сурет. Қорғасын өндірісінің схемасы (автогенді тотықтырғыш балқыту)

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Шығарындыларды азайту

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Арсенитті-арсенатты ферриттер құрамындағы қорғасын зауытынан күшәнды кетіру көрсеткіштерін ескі технология бойынша 43,65 %-дан арсенатты ферритпен бірге жаңа технология бойынша 7,25 %-ға дейін төмендету.

Кросс-медиа әсерлер

Құрамында күшән жоғары қорғасын өндірісінің нәтижесінде алынған мыс сынықтары күшән айналымын азайту үшін қосымша өңдеуді қажет етеді.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайымдар

Қолдану мүмкіндігі қорғасын-мыс айналымын өңдеуге байланысты қорғасын мен мыс өндірісі арасындағы күшәннің айналым жүктемесінің дамуымен шектелуі мүмкін, бұл сапасыз тауарлық өнімдерді алу қаупіне әкеледі.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары. Әлеуметтік-экономикалық аспектілері.

5.8.4.2. Күшәнды ерімейтін қосылыстар түрінде шығару

Сипаттама

Құрамында күшән бар өнімдерден күшәнды аз уытты, сақтау кезінде тұрақты қосылыс - құрамы жағынан іс жүзінде ерімейтін қосылыс болып табылатын табиғи минерал скородитке (FeAsO₄·2H₂O) ұқсас темір арсенаты түрінде шығаруға негізделген процесс.

Технологиялық сипаттама

Скородит, кристалды темір арсенаты, күшәннің ең тұрақты қосылыстарының бірі ретінде танылған. Скородит - табиғатта кездесетін минерал, бұл күшәнды табиғатқа қайтару үшін тамаша формаға айналдырады.

Стандартты технология барысында алынған кальций арсенаты темір-күшән шпейзасын жою арқылы балқытуға ұшырайды. Балқыту шихтасына кальций арсенатынан басқа, қорғасын өндірісінің тозаңы мен қожы, металдық темір және кокс енгізіледі. Балқу нәтижесінде төмендегілер түзіледі:

мырыш өндірісіне өңдеуге жіберілген қорғасын-мырыш возгондары;

тазартуға жіберілген тазартылмаған қорғасын;

темір-күшән шпейза, көмуге жіберіледі;

үйіндіге жіберілетін қож кейіннен кәдеге жаратылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Металлургиялық өндіріс өнімдерімен қоршаған ортаға түсетін күшән шоғырлануының төмендеуі. Күшәннің шпейзаға шығу пайызы 90 %-дан астам және қожға 1 %-дан астам.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Күшәннің улылығы аз қалдыққа – темір-күшәнды шпейзаға айналуы және бағалы компоненттерді алу: тазартылмаған қорғасын 85-93 %, сублиматтардағы мырыш 85-90 %, бағалы металдарды тазартылмаған қорғасынға 93-96 %.

"Уралэлектромедь" зауытында мыс электролитін күшәннан тазарту бойынша өндірістік сынақтар жүргізілді, онда күшәнды тұндыру үшін жеткілікті жағдайлар ұзақтығы 1,5 сағат процесте 90-110 °C, рН = 2,5-3 температурада болатыны анықталды. Процестің кемшіліктері автоклавтық технологияларды пайдалану кезінде айтарлықтай күрделі салымдар болды. Кейінірек скородиттің жауын-шашынның атмосфералық қысымда және 95 °C температурада да мүмкін екендігі дәлелденді.

Кәдімгі "әкті бейтараптандыру – тұндыру" әдісіне қарағанда, сарқынды суларды тазарту үшін кристалдану әдісін пайдаланған кезде ластағыш заттар тұрақты, ықшам және жоғары тығыздықтағы кристалдық компоненттермен байланысады. Осылайша, тұрақсыз тұнбаның үлкен көлемінің түзілуіне жол берілмейді, ал қоспалар кристалдық түрге қосылады. Скородиттің кристалдық түзілу мәні бастапқы ерітіндідегі күшән шоғырлануына байланысты екенін атап өту керек, концентрация неғұрлым жоғары болса, кристал түзілу мәні соғұрлым төмен болады және 93-тен 80 %-ға дейін өзгеруі мүмкін.

Xstrata Copper мыс қорыту зауытында балқыту пештерінен күшәнды тұрақты қосылыс түрінде жою үшін скородитті кристалдай отырып бейтараптандыру процесі де қолданылады. Бейтараптандыру 80-90 °C температурада рН = 2,5-3,5 шамаға жеткенше сұйық әкпен жүзеге асырылады. Ерітіндідегі күшәннің қалдық деңгейі 1 мг/г.

Кросс-медиа әсерлер

Процесс үлкен көлемдегі борпылдақ шөгінділердің пайда болуымен, сондай-ақ темір мен бейтараптандырғышты көп тұтынумен байланысты.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайымдар

Жалпы қолданылады.

Экономика

Жобаның құны оның қалай жүзеге асырылатынына байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Құрамында күшән бар қалдықтардың көлемі мен уыттылық деңгейін оңтайландыру. Әлеуметтік-экономикалық аспектілері. Экологиялық заңнама талаптары.

5.8.4.3. Құрамында күшән бар аралық өнімдерді біріктірілген әдіспен өңдеу әдісі

Сипаттама

Құрамында күшән бар аралық өнімдерден улы емес, сақтауға тұрақты коммерциялық қосылыс – күшән сульфиді түріндегі күшәнды жоюға негізделген процесс.

Технологиялық сипаттама

Металлургиялық өңдеу нәтижесінде алынған құрамында күшән бар аралық өнімдер (тозаң, мыс сынықтары және т.б.) электр балқыту және гидрометаллургиялық өңдеуді қоса алғанда, біріктірілген технология бойынша бірге немесе бөлек өңделеді.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Бағалы компоненттерді қосымша алу, күшәнды улы емес түрге айналдыру. Күшәннің сульфидке дейінгі пайызы 98 %-дан асады.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Күшәнды улы емес қалдықтарға – күшән сульфидіне айналдыру және бағалы компоненттерді алу: тазартылмаған қорғасын 97 %, тиотұздағы мырыш 96 %, бағалы металдарды тазартылмаған қорғасынға 93 – 96 %.

Кросс-медиа әсерлер

Анықталған жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайымдар

Жалпы қолданылады. Бұл технология жабылар алдында Лениногорск полиметалл комбинаты мен Шымкент қорғасын зауытында сынақтан өтті.

Экономика

Жобаның құны оның қалай жүзеге асырылатынына байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

5.8.4.4. Құрамында күшән бар сульфидті қалдықтарды кәдеге жарату әдістері

Сипаттама

Құрамында күшән бар қалдықтарды залалсыздандыруға және кәдеге жаратуға бағытталған техникалық шешімдер.

Технологиялық сипаттама

Құрамында күшән бар қалдықтарды шахталардағы өңделген кеңістікте қатайтатын толтырғыш қоспасын дайындауда пайдалану.

Құрамында сульфидті күшән бар қалдықтарды өңдеуге қалдықтарды араластыру және элементтік күкіртпен балқыту кіреді. Балқыту алдында қалдықтар 4 %-дан аспайтын ылғалдылыққа дейін кептіріледі, 1,6 мм-ден аспайтын бөлшектердің өлшеміне дейін ыдыратылады, содан кейін алынған қалдық ұнтақ 120-155 °C дейін қыздырылады және балқытылған күкіртпен араластырылады. Қоспадағы сульфидті күшән бар қалдықтар мен балқытылған элементтік күкірттің қатынасы 1:2,5-3,5. Алынған қоспаны түйіршіктеп, салқындатып, диаметрі 2-5 мм түйіршіктелген шыны тәрізді қоспа алынады. Әдіс күшәннің сумен минималды шаймалануына әкелетін максималды өтімділік пен ең аз тұтқырлығы бар қоспаны алуға мүмкіндік береді. Түйіршіктер шахталардағы өңделген кеңістікке қатайтатын толтырғыш Шихта дайындауда компоненттердің бірі ретінде қолданылады. Сипатталған технология балқытылған элементарлы күкіртті аз еритін қосылыстар алу үшін қоспа ретінде емес, оқшаулағыш орта ретінде қолдануымен ерекшеленеді, оның массасында инкапсулирленген зат, күшән үшсульфиді біркелкі таралады. Балқытылған сұйық күкірттің қасиеттері күкірт массасында күшән трисульфидінің ферритн оқшаулау арқылы құрамында күшән бар қалдықтарды бейтараптандыру процесін жүргізуге мүмкіндік береді. Элементтік күкірт атмосфералық оттегімен тотықпайды және суда ерімейді және табиғи ортада жоғары тиімді және тұрақты капсулдаушы зат болып табылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Метрикалық өндіріс өнімдерімен қоршаған ортаға түсетін күшән шоғырлануын төмендету. Күшәннің шпейзаға шығу пайызы 90 %-дан астам және қожға 1 %-дан астам.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Мәлімет жоқ

Кросс-медиа әсерлер

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайымдар

Жалпы қолданылады.

Экономика

Жобаның құны оның қалай жүзеге асырылатынына байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

5.9. Энергетикалық ресурстарды тұтыну (энергия тиімділігі)

5.9.1. Энергия тұтынуды азайту (энергия тиімділігі)

5.9.1.1. Автогенді балқыту немесе көміртекті материалдың толық жануы есесінен энергия шығынын азайту үшін үрлеуге оттегімен байытылған ауа немесе таза оттегін беру

Сипаттама

Оттегімен байыту немесе таза оттегімен қамтамасыз ету сульфид негізіндегі кендердің автотермиялық тотығуын қамтамасыз ету үшін, белгілі бір пештердің қуатын немесе балқыту жылдамдығын арттыру үшін және редукция аймағынан бөлек толық жануды қамтамасыз ету үшін пеш ішінде дискретті оттегімен қамтамасыз етілген аймақтарды қамтамасыз ету үшін қолданылады.

Техникалық сипаттама

Оттегімен жару үшін ауаны байыту түсті металдар өндірісіндегі өндірістік процестерде, атап айтқанда қорғасынды бастапқы және қайталама өңдеуде жиі қолданылады. Процестер пеш оттықтарынан тыс немесе пеш корпусындағы газ ағынында техникалық оттегін пайдаланады.

Оттегін пайдалану, кәсіпорынның қосымша өндірілетін жылуды және өндірілген өнімді пайдалану мүмкіндігіне ие болған жағдайда, қаржылық жағынан да, экологиялық жағынан да пайда әкелуі мүмкін. Оттегімен байыту азот тотықтарының жоғары шоғырлануын тудыруы мүмкін, бірақ газ көлемінің осыған байланысты төмендеуі әдетте массаның төмендеуін білдіреді. Бұл процесс тиісті металл тарауларында толығырақ сипатталған.

Қол жеткізілген экономикалық пайдалар

Атмосфераға металдардың, тозаңның және басқа да қосылыстардың шығарылуын болғызбау.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Оттегімен байыту келесі жақсартуларды қамтамасыз ете алады.

Пеш корпусында түзілетін жылу мөлшерін ұлғайту, сәйкесінше парниктік газдар шығарындыларын азайту. Металлургиялық процесті бақылау және шығарындыларды болғызбау үшін кейбір процестерді автотермиялық басқару және оттегімен байыту дәрежесін "онлайн" режимде өзгерту мүмкіндігі.

Құрамында азоттың азаюы бар технологиялық газды өндіруді айтарлықтай қысқарту, түсіргіштер мен скрубберлердің өлшемдерін айтарлықтай азайтуға мүмкіндік береді, сонымен қатар азотты қыздыруға қажетті энергияның жоғалуын болдырмайды.

Технологиялық газдардағы күкірт диоксидінің (немесе басқа өнімдердің) шоғырлануын арттыру, бұл арнайы катализаторларды қолданбай-ақ конверсия және қалпына келтіру процестерінің тиімділігін арттыруға мүмкіндік беред.;

Оттықта таза оттегін пайдалану жалындағы азоттың парциалды қысымының төмендеуіне және соның салдарынан азот тотықтарының (NO_x) термиялық түзілуінің төмендеуіне әкеледі.

Алаңда техникалық оттегінің өндірілуі ауадан газ тәрізді азоттың бөлінуімен байланысты. Бұл процесс учаскедегі инертті газ қажеттілігін жабу үшін мезгіл-мезгіл қолданылады.

Негізгі оттықтан төмен қарай пештің таңдалған нүктелеріне оттегін айдау температура мен тотығу жағдайларын пештің негізгі операцияларынан бөлек басқаруға мүмкіндік береді. Бұл температураны қолайсыз деңгейге дейін арттырмай, балқу жылдамдығын арттыруға мүмкіндік береді.

Кросс-медиа әсерлер

Өндірістің энергия сыйымдылығын төмендету. Өндіріс мәдениетінің деңгейін көтеру.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайымдар

Бұл әдісті жағу және пирометаллургиялық өңдеу процестерінің көпшілігінде қолдануға болады. Толық пайданы пештер, жану камералары газ көлемін азайтуға арналған жаңа зауыттарда алуға болады. Бұл әдіс жұмыс істеп тұрған зауыттарға да қолданылады, бірақ көп жағдайда оны қайта жабдықтауға болады. Құрамында күкірт немесе көміртегі бар шикізатты пайдаланатын пештер үшін оттегімен байытылған ауаны немесе оттықтардағы таза оттегін пайдалану оттекті отынды немесе көміртекті материалдың толық жануын қамтамасыз ете алады.

Экономика

Сарапшылардың деректері бойынша балқу уақытының қысқаруы 2,5 сағатқа дейін жетуі мүмкін. Бұл жағдайда отын шығынының төмендеуі байқалады, бірақ оттегін алу үшін қосымша шығындар бар. 1000 м³/сағат оттегі үшін шамамен 1 миллион еуро КАПЕКС. Дегенмен, оттекті оттықтарды пайдаланатын өндіріс жылдамдығының жоғарылауы операциялық шығындардың төмендеуіне әкеледі [44] бойынша әлеуетті үнемдеу 27000 т/жыл өндіріс көлемімен 23 еуро/т құрауы мүмкін.

Жарылыстың әртүрлі байыту дәрежесі бар оттегі қорғасын зауыттарында шахтада қорғасын балқыту кезінде кеңінен қолданылады: "Бункер Хилл", "Ист Хелена" (США) 23÷24 % О₂, "Трейл" және "Торртон" (Канада) 22÷25 % О₂, "Хобокен" (Бельгия) 23÷27 % О₂, "Ля Оройя" Перу 22÷25 % О₂ [8].

ISASMELT пешінде 1000 °С температурада ауамен балқыту кезінде сублимдердің шығымы 20 % құрайды, жарылыстың оттегімен байыту дәрежесінің 35 % -ға дейін жоғарылауы температураны күрт арттырады және сублиматтар шығымын 40 % дейін арттырады. Қож қалдықтарындағы қорғасынның мөлшері 3 %-дан аспайды [6, 80].

Ендірудің қозғаушы күші

Іс-шараларды жүзеге асырудың қозғаушы күштері: экологиялық көрсеткіштерді жақсарту; пайдалану шығындарын азайту және өнім сапасын жақсарту үшін қосымша мүмкіндіктер.

5.9.1.2. Желдеткіштер, сорғылар сияқты құрылғылар үшін жиілік түрлендіргіштерімен жабдықталған жоғары тиімді электр қозғалтқыштарын пайдалану

Сипаттама

Өз қажеттіліктері үшін электр энергиясын тұтынуды азайтуға, атмосфераға ластағыш заттардың шығарылуын азайтуға мүмкіндік беретін жабдық. Қазіргі уақытта ЖҚҚ пайдалану сорғы және желдеткіш жабдықтардың өнімділігін реттеу мақсатында ең оңтайлы болып табылады, бұл процесте электр энергиясын барынша ұтымды пайдалануды қамтамасыз етеді.

Техникалық сипаттама

Өндірістің энергия тиімділігін арттыру арқылы экологиялық мәселелерді шешу мүмкіндігі.

Технологиялық механизмдердің ЖРЖ енгізу. Жұмыстың әртүрлі кезеңдеріндегі көптеген өндірістік механизмдердің технологиялық режимдері жұмыс органының әртүрлі жылдамдықпен қозғалысын талап етеді, ол механикалық немесе электр жетегінің жылдамдығын электрлік басқару арқылы қамтамасыз етіледі. Сонымен қатар жылдамдықты реттеу диапазоны мен дәлдігіне қойылатын талаптар электр жетегінің қолдану саласына байланысты ең кең шектерде өзгеруі мүмкін. Жиіліктік-реттелмелі электр жетекті пайдалану технологиялық процестерде реттеудің баламалы әдістерімен орын алатын оның негізсіз шығындарын жою арқылы электр энергиясын үнемдеуге мүмкіндік береді.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Технологиялық процестердің энергия тиімділігін арттыру және өндіріс процесінде энергия шығындарын азайту арқылы экологиялық көрсеткіштерді жақсарту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Сарапшылардың бағалауы бойынша, жабдықтың жұмыс режимдеріне байланысты ЖРЖ пайдалану сорғы қондырғыларында, желдеткіштерде, конвейерлерде, ұсақтағыштарда электр қуатын тұтынуды 20-дан 50 % -ға дейін төмендетуге, электр қозғалтқыштарының сенімділігі мен қызмет ету мерзімін арттыруға мүмкіндік береді. 2019 жылы энергоаудит жүргізген кезде "Қазцинк" ЖШС қорғасын зауытының ЖРЖ орнатылған бірқатар түтін сорғыштардың, үрлегіштердің электр қозғалтқыштарының жүктемесін талдау көрсеткендей, кейбір айларда жүктеменің төмендеуі 40-70 %-қа жетеді. Осылайша, ЖРЖ орынды пайдалану кезінде электр энергиясын тұтынудың төмендеуі жылына 30 - 40 % болуы мүмкін.

Кросс-медиа әсерлер

Өндірістің энергия сыйымдылығын төмендету. Өндірістің автоматтандырылуы мен мәдениетінің деңгейін арттыру.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайымдар

Жалпы қолданылады. Қолдану көлемі (мысалы, егжей-тегжейлі деңгейі) және іске асыру сипаты орнатудың сипатына, ауқымына және күрделілігіне, сондай-ақ оның тиімділігіне және қоршаған ортаға әсер ету ауқымына байланысты болады.

Нақты деректер қозғалтқыштың жұмыс режиміне байланысты 15-40 % диапазонында энергияны үнемдеу туралы айтуға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, ЖРЖ орнату мәселесі технологиялық процесті реттеу тереңдігіне, жұмыс орындарындағы өндірістік санитария талаптарына (беру және сору желдеткіштері үшін) негізделген әрбір жеке жағдайда жеке қарастырылуы керек.

Қолданыстағы электр қозғалтқыштарын энергияны үнемдейтін қозғалтқыштармен және ауыспалы жиіліктік-реттелмелі жетекке (бұдан әрі – ЖРЖ) ауыстыру - энергия тиімділігін арттырудың бір айқын шарасы.

Дегенмен, мұндай шаралардың орындылығы қозғалтқыштар қолданылатын бүкіл жүйенің контекстінде қарастырылуы керек; әйтпесе, тәуекелдер бар: жұмыс әдісі мен жүйелердің көлемін оңтайландырудан және соның нәтижесінде электр жетектеріне қажеттілікті оңтайландырудан ықтимал пайданы жоғалту; сәйкес емес контексте ауыспалы жылдамдықты жетектерді пайдалану нәтижесінде пайда болатын энергия шығындары.

Технологиялық басқару жүйелеріне біріктірілген жиілік түрлендіргіштерімен жабдықталған электр қозғалтқыштарын пайдалану ең тиімді. Бұл, мысалы, нақты шығарындыларға байланысты шығару жылдамдығын қосуға және реттеуге мүмкіндік береді. Бұл үрлегіштер мен сорғы қондырғыларының жұмысын реттеуге де қатысты. Орташа алғанда, мұндай бақылау әдістерін пайдалану электр энергиясын тұтынуды 20-дан 40 % -ға дейін төмендетуі мүмкін.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты. Мысалы, жиіліктік-реттелмелі жетекті (бұдан әрі – ЖРЖ) пайдалану, мысалы, технологияға, тәулік уақытына, ғимараттағы адамдар санына және т.б. сору жүйелеріне байланысты күрт өзгермелі жүктемемен ұсынылады 6-26 %-ға, жабдықтау жүйелері 3-12 %-ға, үрлегіштер 30-40 %-ға, ал ЖРЖ қозғалтқыштарының өтелу мерзімі 1 жылдан 5-7 жылға дейін болуы мүмкін.

Ендірудің қозғаушы күші

Энергия тиімділігін арттыру шараларын іске асырудың қозғаушы күштері:

қоршаған ортаны қорғау көрсеткіштерін жақсарту;

энергия тиімділігін арттыру;

пайдалану шығындарын азайту және өнім сапасын жақсарту үшін қосымша мүмкіндіктер.

5.9.1.3. Рекуперативті және регенеративті оттықтарды қолдану

Сипаттама

Күйдірудің, агломерацияның, балқытудың пирометаллургиялық процестері әдетте, әсіресе пайдаланылған газдарда болатын қарқынды жылу бөлінуімен бірге жүреді. Регенеративті және рекуперативті оттықтар жану ауасын алдын ала қыздыру үшін түтін газдарының жылуын тікелей пайдалану үшін қолданылады. Газ тәрізді және сұйық отынды пайдаланатын оттықтар кең қолданыс тапты.

Техникалық сипаттама

Балқыту сатыларынан шыққан ыстық газдарды шихтаны кептіру және алдын ала қыздыру кезеңдері үшін пайдалануға болады. Сол сияқты, отын газы мен жану ауасы алдын ала қыздырылуы мүмкін немесе пеште жылуды қалпына келтіретін оттықты қолдануға болады.

Рекуперативті оттық – пештің жұмыс кеңістігінен шығарылған жану өнімдерінің физикалық жылуын пайдалану арқылы ауаны жылытуға арналған, орнатылған жылу алмастырғышпен жабдықталған газ оттығы құрылғысы. Сонымен қатар, отын жағу құрылғысының функциясын орындаумен қатар, рекуперативті оттық түтін шығару мәселесін шешеді. Рекуперативті оттықтар түтін газдарының жоғары температурасында қолданылады [69].

Elster Kromschroeder [68] неміс компаниясының рекуперативті Ecomax оттығы сәтті қолданылып отыр. Әртүрлі қуаттылықтағы бірнеше стандартты өлшемдер, сондай-ақ қалдық газдың жылуды алу дәрежесі әртүрлі оттыққа салынған рекуператорлардың бірнеше конструкциялары әзірленді. Ecomax рекуперативті оттығының мысалы 5.10-суретте көрсетілген.

5.10-сурет. Ecomax рекуперативті оттығы

Регенеративті оттықтың жұмыс істеу қағидаты келесідей: бірдей жолдар кезектесіп (уақыттың ауысуымен) пештің жұмыс кеңістігіне жану ауасын және пештің жұмыс кеңістігінен жану өнімдерін беру үшін қызмет етеді. Регенеративті оттықтар жоғары термиялық тиімділікпен, отынның аз шығынымен және қалдықтардың жоғары жылуды қалпына келтіруімен ерекшеленеді.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Ыстық газдардың энергия мазмұны ауаны жылыту үшін пайдаланылады және кәдімгі оттықпен салыстырғанда энергияны тұтынуды 70 %-ға дейін азайта алады. Зерттеулер көрсеткендей, қалпына келтіретін қыздырғыштар қалпына келтіретін қыздырғыштарға қарағанда 30 % аз энергия жұмсайды.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Рекуперативті оттықтарды пайдаланған кезде отын шығыны 30 – 40 %-ға азаяды, бұл ретте жеткілікті төмен NO_xшығарындылары қамтамасыз етіледі. Регенеративті қыздырғыштарға арналған бірқатар қосымшалар бар. Процесс қыздыру және салқындату циклдері орын алатын керамикалық шарлардың көмегімен бірқатар көмекші аймақтар арқылы өтетін газдардың ауыспалы цикліне байланысты. Жану ауасын шамамен 900 °C дейін қыздыруға болады.

Жылудың бір бөлігін пешке қайтарумен, мысалы, жарылыспен, пайдаланылған газдардың жылуын пайдалану үлкен маңызға ие болады. Бұл газдан алынған және ауамен пешке енгізілген жылу бірлігі (физикалық жылу бірлігі) отынның жануы нәтижесінде пеште алынған жылу бірлігіне қарағанда әлдеқайда құнды екендігіне байланысты, өйткені жылытылған ауаның жылуы түтін газдарымен жылуды жоғалтуға әкелмейді [75].

Жылуды қалпына келтіру тұтынылатын энергияның 30-40 % дейін үнемдеуге мүмкіндік береді. Нәтижесінде бірдей отын шығыны кезінде жану процесінде алынатын жылу мөлшері 10-15 %-ға артады [76].

Жану ауасын алдын ала қыздырудың артықшылықтары көптеген құжаттарда құжатталған. Ауаны алдын ала 400 °С қыздырса, жалын температурасының жоғарылауы 200 °С, ал алдын ала қыздыру 500 °C болса, жалын температурасы 300 °С көтеріледі [72]. Нәтижесінде, калориметриялық температураның жоғарылауы қыздыру ортасының пештің жұмыс кеңістігінде орналасқан қыздыру материалдарына жылу беру процесінде радиациялық компоненттің жоғарылауына әкеледі. Радиациялық құрамдас бөлігінің артуы сәулелену арқылы жылу беру төртінші дәрежеге дейінгі жалын температурасына байланысты болуымен түсіндіріледі. Демек, жалын температурасын арттыру балқу тиімділігінің жоғарылауына және энергия шығынын азайтуға әкеледі [76].

Кросс-медиа әсерлер

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайымдар

Бұл әдіс көптеген жаңа және бар процестерде қолданылады. Тамақ материалына байланысты газды қосымша өңдеу қажет болуы мүмкін.

Экономика

Ақпарат жоқ, бірақ балқыту тиімділігі жоғарырақ және энергия шығыны азаяды, сондықтан процесс экономикалық және экологиялық тұрғыдан қауіпсіз.

Ендірудің қозғаушы күші

Энергия тиімділігін арттыру шараларын іске асырудың қозғаушы күштері:

қоршаған ортаны қорғау көрсеткіштерін жақсарту;

энергия тиімділігін арттыру;

пайдалану шығындарын азайту және өнім сапасын жақсарту үшін қосымша мүмкіндіктер.

5.9.1.4. Жоғары температуралық жабдықтар (бу және ыстық су құбырлары) үшін тиісті оқшаулау жүйелерін пайдалану

Сипаттама

Пирометаллургиялық процестер ыстық газдар түрінде жылу шығарады. Жоғары потенциалды жылу қалдық-жылу қазандықтарында, өндірілген бу жылытуға және технологиялық процестерге пайдаланылады. Бу түріндегі жылу бу құбырлары арқылы тасымалданады. Ал жоғары температуралы жабдықты (бу мен ыстық суға арналған құбырлар) тиісті оқшаулауды пайдалану жылу шығындарын айтарлықтай азайтуға мүмкіндік береді.

Техникалық сипаттама

Металлургия өнеркәсібі үшін бу құбырларын жылу оқшаулау өзекті мәселе болып табылады. Қатты қыздырылған бумен (бу құбырлары) құбырларды жылу оқшаулау өте күрделі операциялардың бірі болып табылады, әсіресе жоғары температурасы бар беттер үшін қажетті өнімділік сипаттамаларын қамтамасыз ету қажет болса – 200-250 °C. Оқшаулауды орнату жиі қолданыстағы жабдықты тоқтатпай жүзеге асырылуы керек. Осы мақсатта қолданылатын дәстүрлі жылу оқшаулағыш материалдарда оларды пайдалану тиімділігін айтарлықтай төмендететін бірқатар маңызды кемшіліктер бар.

Минералды мақта және шамот кірпіштері ылғал мен будан "қорқады", олар кірсе, олардың жылу оқшаулау көрсеткіштерін бірнеше есе нашарлатады. Минералды мақтадағы жоғары температураның әсерінен байланыстырғыш заттардың (фенол мен формальдегид негізіндегі шайырлар) жойылу процесі жүреді. Бұл қоршаған ортаның құрамдас бөлігі туралы айтпағанда, жабынның пайдалану сипаттамаларында көрінеді. Дәстүрлі жылытқыштарға қорғаныс жабыны қажет, оны орнату міндетті түрде күрделі беттерді: буындарды, клапандарды жоғары сапалы оқшаулау мәселесін тудырады, бұл жұмыстың құнын арттырып қана қоймайды, сонымен қатар олардың сапасына да әсер етеді. Әдетте, минералды мақтамен оқшауланған бу желілері ұзаққа созылмайды және жиі жылу оқшаулағыш жабынның ішінара немесе толығымен ауыстырылуы қажет.

"Казцинк" ЖШС ӨМК бу тораптарының құбырлары 25-тен 500 мм-ге дейінгі әртүрлі номиналды диаметрлерден жасалған. Жылу оқшаулау - минералды мақта төсеніштері немесе шамот кірпіштері, жабын қабаты мырышталған темірден және ішінара арматураланған асбест бетоннан жасалған. Кейбір аймақтарда қолданыстағы жылу оқшаулағыштарының тозуы байқалады.

Шамот кірпіш тиімді жылу оқшаулағыш материал емес. Шамот кірпіштерінің жылу өткізгіштік коэффициенті (= 0,84 + 0,0006 × т Вт/(м °С), = 0,99 Вт/(м °С) 250 °С) минералды жүннен 10 есе жоғары (= 0,05 + 0,0002 × т) Вт/(м °C), \u003d 0,1 Вт/(м °C) 250 °C температурада). Сонымен қатар, бу құбырлары үшін минералды жүн төсеніштерін, тығыздығы кемінде 150 кг/м³жартылай цилиндрлерді пайдалану керек екенін айту керек, өйткені олардың күрделі жөндеу мерзімі жоғары. Бу желілерінің оқшаулағыш қабатының, сондай-ақ оқшаулаудың жабын қабатының бұзылуы жылу шығындарының ұлғаюына әкеледі.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Технологиялық процестердің энергия тиімділігін арттыру және өндіріс процесінде жылу шығынын азайту арқылы экологиялық көрсеткіштерді жақсарту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Тиімсіз жылу оқшаулауды, мысалы, шамот кірпіштерін минералды мақтадан немесе энергияны үнемдейтін оқшаулаумен ауыстыру бу құбырларының жылу шығынын 35 % азайтады және оларды стандартты мәндерге дейін жеткізеді. Құбырлар мен жабдықтарды оқшаулауға арналған шетелдік өндірушілердің өнімдері компаниялардан: Rockwool (Дания), Saint-Gobain Isover (Финляндия), Partek, Paroc (Финляндия), Изомат (Словакия) шығаратын талшықты жылу оқшаулағыш материалдарының кең спектрімен ұсынылған (цилиндрлер, төсеніштер мен пластиналар жабыны жоқ немесе бір жағынан металл тормен, шыны жүнмен, алюминий фольгамен және т.б. жабылған). Заманауи оқшаулағыш материалдарды қолдану бу құбырларындағы ысыраптарды кем дегенде 30-50 %-ға қысқартуға, күрделі жөндеу мерзімін ұлғайту есебінен пайдалану шығындарын азайтуға мүмкіндік береді.

Мысалы, "Қазцинк" ЖШС ӨМК кәсіпорнының бу құбырларының жалпы ұзындығы 16787 м құрайды, оның 2391 м (14 %) туннельдерге төселген және 14396 м (86 %) жер үсті. Шамотты кірпішпен оқшауланған құбырлардың учаскелері бар болғаны 1078 м, ал жылдық шығын 2200 Гкал-дан асады, ал стандарт 588 Гкал құрайды. Оқшаулауды заманауимен ауыстыру 1627 Гкал үнемдеуге мүмкіндік береді. Минералды мақтамен оқшауланған бу құбырларындағы ысыраптар да нормативтен асып түседі (бу құбырларының әртүрлі учаскелерінде 1,3-тен 1,8 есеге дейін). Бу желілеріндегі ысыраптарды стандартқа жеткізу жылуды технология мен жылытуға пайдалануды жылына 6000 Гкал-дан астамға арттырады.

Кросс-медиа әсерлер

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайымдар

Жоғарыда сипатталған құрамдастарды әдетте осы құжат аясындағы көптеген нысандарға қолдануға болады. Қолдану көлемі (мысалы, егжей-тегжейлі деңгейі) және іске асыру сипаты орнатудың сипатына, ауқымына және күрделілігіне, сондай-ақ оның тиімділігіне және қоршаған ортаға әсер ету ауқымына байланысты болады.

Экономика

Ешқандай ақпарат жоқ, бірақ жылу шығынын азайту отынды жағусыз қосымша жылу өндіруге мүмкіндік береді, сондықтан бұл процесс экономикалық және экологиялық тұрғыдан тиімді. Шамотты кірпіштен жасалған оқшаулауды қазіргі заманғыға ауыстыру шаралары 3-4 жылда, оқшаулаусыз немесе оқшаулауы бұзылған құбыр учаскелерінің оқшаулауын жөндеу 1 – 2 жылда өтеледі.

Ендірудің қозғаушы күші

Энергия тиімділігін арттыру шараларын іске асырудың қозғаушы күштері:

қоршаған ортаны қорғау көрсеткіштерін жақсарту;

энергия тиімділігін арттыру;

пайдалану шығындарын азайту және өнім сапасын жақсарту үшін қосымша мүмкіндіктер.

5.9.1.5. Қалдықтарды отын немесе қалпына келтіргіш ретінде пайдалану

Сипаттама

Дәстүрлі отын немесе тотықсыздандырғыштарды қалдықтармен ауыстыруға болады. Түсті металлургияда әртүрлі қалдықтар отын немесе қалпына келтіргіш ретінде пайдаланылады. Бұл әдіс қалдықтарды жағуды қамтитындықтан, орнату қалдықтарды жағу қондырғыларына қойылатын талаптарға сай болуы керек.

Көбінесе қалдықтарды жану процесі үшін арнайы отын алу үшін белгілі бір алдын ала өңдеу қадамдары аяқталғаннан кейін ғана пайдалануға болады. Қалдықтарды өңдеу операциялары бұл құжатта қамтылмайды.

Техникалық сипаттама

Әртүрлі өлшемшарттар отын ретінде пайдаланылатын қалдықтарды таңдауда шешуші рөл атқарады, өйткені олар пештің жұмысына және шығарындыларға әсер етуі мүмкін.

Отын ретінде пайдаланылатын қалдықтардың сипаттамаларын қамтамасыз ету үшін сапаны қамтамасыз ету жүйесін қолдану қажет. Атап айтқанда, мұндай жүйе сынамаларды іріктеу және дайындау, талдау және сыртқы бақылау ережелерін қамтуы керек.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Отын ретінде пайдаланылатын қалдықтарды таңдау келесі негізгі тармақтарды қоса алғанда, бірқатар өзара байланысты пайымдарға негізделген: мысалы, қазбалы отындардан СО₂шығарындыларын азайту;қазба отын сияқты табиғи ресурстарды пайдалануды азайту; тасымалдау қашықтығын қысқарту; қалдықтарды полигонға шығарудың алдын алу; қалдықтарды қалпына келтірудің қауіпсіз әдісі.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

2007 жылы Еуропалық Комиссияның тапсырмасы бойынша Окополь институты жүргізген "Қалдықтарды өртеу мен бірге жағуды бақылау үшін муниципалды заңнаманың қолданылуын және ықтимал дамуын бағалау" зерттеуі 2007 жылы Еуропалық комиссияның тапсырмасы бойынша алты зауыт жұмыс істейтінін қалдықтарды отын ретінде пайдаланатын қара металлургия секторыy көрсетті. Түсті металлургияда отын ретінде пайдаланылатын қалдықтардың таза жылулық құндылығы жоғары, мысалы, таза жылулық құндылығы 37 МДж/кг мұнай қалдығы және 26 МДж/кг таза еріткіштер.

Кросс-медиа әсерлер

Энергияны тұтынуды азайту. Мысалы, металдардың жоғары шоғырлануы сияқты сипаттамаларға байланысты отын ретінде пайдаланылатын қалдықтар шығарындыларға әсер етуі мүмкін.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайымдар

Жоғарыда сипатталған құрамдастарды әдетте осы құжат аясындағы көптеген нысандарға қолдануға болады. Негізінде бұл отынды органикалық заттардың толық жануы қамтамасыз етілсе және қалдықтар мен шығарындыларды бақылау металдар мен диоксиндер сияқты шығарындылардың төмен деңгейін қамтамасыз етсе, қолдануға болады.

Экономика

Қазба отынды пайдаланумен салыстырғанда, қалдықтарды отын ретінде пайдалану операциялық шығындарды азайтуға мүмкіндік береді.

Ендірудің қозғаушы күші

Энергия тиімділігін арттыру шараларын іске асырудың қозғаушы күштері:

қоршаған ортаны қорғау көрсеткіштерін жақсарту;

энергия тиімділігін арттыру;

операциялық шығындарды азайту және ресурстардың қолжетімділігін қамтамасыз ету үшін қосымша мүмкіндіктер.

5.9.2. Энергия өндіру, қайталама энергетикалық ресурстарды пайдалану

5.9.2.1. Технологиялық газдардан жылу регенерациялау

Сипаттама

Пештің түтін газынан жылуды қалпына келтіру үшін қалдық жылу қазандарын пайдалану. Қайта қалпына келтіру үшін қайталама балқыту және тазарту кезіндегі оттықтардың қалдық жылуын да пайдалануға болады.

Технологиялық сипаттама

Үздіксіз өндірістік процестерде балқыту пештеріндегі технологиялық газдардың жылуы пайдаланылған газдарды қалпына келтіру қазандығының көмегімен ыстық суды немесе буды қалпына келтіру үшін пайдаланылуы мүмкін.

Мұнда мыналар ескерілуі керек:

жылу ауытқулары бар жабдықтың қауіпсіз жұмысын қамтамасыз ету;

"диффузиялық ауаны" шектеулі қабылдау;

тиімді қауіпсіздік шаралары;

қондырғыны пайдалану кезінде уақытында техникалық қызмет көрсету және жөндеу;

тозаң жүктемесі (мүмкіндігінше бөлшектерді бақылаудың қосымша жүйелерін пайдалану).

Бастапқы қорғасын өндірісінде қолданылатын стандартты қазандықтар радиациялық құбырмен орнатылады. Қазандық пен салқындату жүйесінен шығатын газ ыстық электросүзгілер арқылы тозаңды тазарту алдында 200 – 300 °C температурада болуы керек. Бұл хлор бөлшектерінен болатын коррозияны, сондай-ақ күкірт қышқылының конденсациясын болдырмайды. Бұл ретте ағынның температурасының жоғарылауына байланысты мүмкін бітелуді болғызбау үшін пайдаланылған газдың параметрлерін ескеру қажет.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Жылу мен энергияны қалпына келтіру.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Жылына 40 ГВт/сағ жылуды қалпына келтіру.

Кросс-медиа әсерлер

Диоксиндердің түзілуі 400 °C пен 200 °C аралығындағы диапазондағы газдың салқындауы баяу болған кезде де жаңа синтез процесі нәтижесінде мүмкін болады.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайымдар

Энергияны қалпына келтіру балқыту пештерінен ағынды ағындарды бөлудің үздіксіздігімен, сондай-ақ тазарту пештерінің жылыту жүйесінен қалдық жылуды пайдаланумен шектелуі мүмкін. Процесті басқару тозаңның жоғары жүктемелеріне жол бермейді және коррозияны болдырмайды.

Экономика

Қосымша жабдықты орнатуға байланысты шығындар энергия шығындарын азайтудан алынған пайда есебінен өтелуі мүмкін.

Ендірудің қозғаушы күші

Қуат шығындарын азайту.

5.9.2.2. Артық бу қысымын кәдеге жарату есебінен электр энергиясын өндіру

Сипаттама

Қорғасын өндірісінің энергия тиімділігін арттыру жолдарының бірі жылу-энергетиканың аралас өндірісін енгізу болып табылады. Артық қысыммен буды өндіретін салаларда кері қысымы бар бу турбинасын орнату арқылы электр энергиясын өндіруді қарастырған жөн, бұл артық бу қысымының жылуын кәдеге жаратуға және электр энергиясын сатып алу құнын төмендетуге мүмкіндік береді.

Технологиялық сипаттама

Қорғасын өндірісінің қалдық жылу қазандықтары, әдетте, өндірістік қажеттіліктерге қажеттіден жоғары қысыммен әртүрлі параметрлерді бу шығарады. Сондықтан қорғасын өндірісінің қалдық жылу қазандықтары мен булану салқындату қондырғыларынан кейін бу қысымы төмендейтін редукциялық құрылғылар (РУ) орнатылып, будың потенциалдық энергиясы пайдасыз ысырап болады. Мысалы, "Казцинк" ЖШС ӨМК реакторлық қондырғыда бу қысымы қажетті 6 және 8 кгс/см²дейін төмендейді. Тарату қондырғысынан кейін бу кәсіпорынның жалпы зауыттық бумен жабдықтау жүйесіне түседі және технологиялық тұтынушыларға беріледі. Кері қысымы бар бу турбинасын орнату утильдеу қазандығының төменгі ағынындағы бу қысымын қажетті деңгейге дейін төмендетеді және электр энергиясын өндіреді.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Отынды қосымша жағусыз қайталама энергетикалық ресурстарды пайдалану арқылы электр энергиясын өндіру.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Өндірістегі бу жыл бойы технологиялық қажеттіліктер үшін және жылыту кезеңінде жылу және желдету жүйелерінің қажеттіліктері үшін пайдаланылады. ISASMELT пешінің қалдық жылу қазандықтары және балқыту цехының қалдық жылу қазандықтары 13-тен 40 кгс/см²-ге дейін бу шығарады. "Казцинк" ЖШС ӨМК қорғасын зауытының ISASMELT пешінің утильдеу қазандығы қысымы 40 кгс/см²және температурасы 259 С бу шығарады. Кәдеге жарату қазандығының бу шығаруы 29,4 т/сағ. Электр энергиясын өндіру үшін 600 кВт-қа дейінгі кері қысымды бу турбинасын орнатуға болады.

Кросс-медиа әсерлер

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайымдар

Экономика

Қосымша жабдықты орнатуға байланысты шығындар энергия шығындарын азайтудан алынған пайда есебінен өтелуі мүмкін. Қуаты 500 кВт болатын бу турбинасы болса, ол жылына 4000 мың кВт-сағаттан астам электр энергиясын өндіре алады. Кері қысымды турбиналарды орнату жобаларының өтелу мерзімі, әдетте, 3-5 жылдан аспайды, бу турбинасының жұмыс істеу мерзімі 30 жылдан кем емес.

Ендірудің қозғаушы күші

Энергия тиімділігін арттыру шараларын іске асырудың қозғаушы күштері:

қоршаған ортаны қорғау көрсеткіштерін жақсарту;

энергия тиімділігін арттыру;

пайдалану шығындарын азайту және өнім сапасын жақсарту үшін қосымша мүмкіндіктер.

5.9.2.3. Жылыту жүйесінде жылу өндіру үшін ГБЖ технологиялық газдарының жылуын кәдеге жарату

Сипаттама

Қорғасын өндірісінің энергия тиімділігін арттыру жолдарының бірі технологиялық газдардың жылуын кәдеге жарату және жылу қажеттіліктеріне жылу өндіру болып табылады.

Технологиялық сипаттама

Қорғасын өндірісінің қалдық жылу қазандықтарынан кейін технологиялық газдар 300-350 С жеткілікті жоғары температураға ие және тозаңды тазарту үшін ыстық электрсүзгілерге жіберіледі. Құрамында SO₂айтарлықтай болатын технологиялық газдар тозаңнан тазартылғаннан кейін күкірт қышқылы зауытына жіберіледі (қорғасын өндірісінің технологиялық газдарында SO₂шоғырлануы 3,5-тен 13,5 %-ға дейін болады). Күкірт қышқылы зауытының жуу учаскелерінде күкірт қышқылын өндіретін қондырғыға кірер алдында газды катализатор мен аппаратураға зиянды әсер ететін және дайын өнімнің сапасын нашарлататын тозаңнан, күшәннан, сынаптан, селеннен, фтордан, күкірт қышқылының тұманынан тазарту жүзеге асырылады. Жуу бөлімдерінде жуу сұйықтығы ретінде әртүрлі концентрациядағы күкірт қышқылы және қарсы ағын қағидаты қолданылады, т.б. газ беру төменнен, ал сұйықтық беру жоғарыдан. Жуу мұнаралары 30-60 °С температурада 15-50 % концентрацияда күкірт қышқылымен суарылады. Мұнарадағы газды қышқылмен – 50-90 С температураға дейін суытады, ал қышқылды температураға дейін қыздырады. 50-80 С және тоңазытқыштарда қосымша салқындату керек. Газдарды газ-су жылу алмастырғышында 150 С деңгейіне дейін салқындату (күкірт қышқылының шық нүктесінің температурасынан жоғары), жылумен жабдықтау жүйесінде газдардан жылу желісінің суына қосымша жылуды пайдалануға болады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Қосымша отынды жағусыз қайталама энергия ресурстарын пайдалану арқылы жылу өндіру.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Жылу жылыту кезеңінде жылыту және желдету жүйелерінің қажеттіліктері үшін, жазда ыстық сумен жабдықтау қажеттіліктері үшін жыл бойы пайдаланылады. Қорғасын өндіру технологиялық газының шығыны 65000 м³/сағ болғанда жылумен жабдықтау жүйесіне арналған жылу алмастырғыштың жылу қуаты шамамен 2 Гкал/сағ құрайды, бұл 9000 Гкал-дан астам қосымша жылу өндіруге мүмкіндік береді жылына.

Кросс-медиа әсерлер

Өндірістің энергия сыйымдылығын төмендету. Жылуды сатып алу құнын төмендету.

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайымдар

Экономика

Қосымша жабдықты орнатуға байланысты шығындарды жылыту шығындарының төмендеуі нәтижесінде алынған пайдамен өтеуге болады. Жылу алмастырғыштың жылу сыйымдылығы 2 Гкал/сағ болса, ол жылына 9000 Гкал-дан астам жылу өндіре алады. Жылу алмастырғыштарды орнату жобаларының өтелу мерзімі, әдетте, 3-5 жылдан аспайды, пайдалану ресурсы 15 – 20 жыл.

Ендірудің қозғаушы күші

Энергия тиімділігін арттыру шараларын іске асырудың қозғаушы күштері:

қоршаған ортаны қорғау көрсеткіштерін жақсарту;

энергия тиімділігін арттыру;

пайдалану шығындарын азайту және өнім сапасын жақсарту үшін қосымша мүмкіндіктер.

5.9.2.4. Төмен әлеуетті жылуды пайдалану

Сипаттама

Барлық пирометаллургиялық процестер ыстық газдар немесе ыстық су түрінде жылу шығарады. Жоғары потенциалды жылу қалдық жылу қазандықтарында немесе регенеративті жылу алмастырғыштарда пайдаланылады. Төменгі дәрежелі жылуды алу нұсқалары өздерінің шектеулеріне байланысты әрқашан қиын мәселе болды. Сұйықтықтан жылуды шамамен 55 °C ыдыраған температурада алуға болады.

Техникалық сипаттама

Төменгі жылуды пайдалану техникасының сипаттамасы екі мысалда келтірілген. Бірінші мысал, металлургиялық қожды шашыратқышпен салқындату кезінде суды пайдалану, ол шұңқырға жиналып, этиленгликоль қолданатын контурды қыздыру үшін жылу алмастырғыш арқылы өтеді. Төмен әлеуетті жылуды пайдаланушылар контурдан жылуды басқа жылу алмастырғыш арқылы ала алады. Екінші мысалда 85 °C немесе одан жоғары температурада қыздырылған судан электр энергиясын өндіруге мүмкіндік беретін электр энергиясын өндіру үшін төмен сапалы жылу пайдаланылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Жылуды алу және жылудың бөлінуін болғызбау.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Жылу алмасу жүреді, одан кейін жылу тасымалдағыш сұйықтығы бар тұйық контурға беріледі, ол турбинаны кеңейтеді және қозғайды, ол өз кезегінде генераторды басқарады (5.11-сурет) және электр энергиясын шығарады. Шағын электр станцияларында, әдетте, контейнерлерге орнатылған екі блок қолданылады.

5.11-сурет. Төменгі жылудан электр энергиясын өндіру

Контейнерлер сарқынды суларды жылыту желілеріне қосылыстармен, сондай-ақ қажетті салқындатқыш суды жеткізу үшін кіріске шығатын саңылаулармен жабдықталған. Сонымен қатар, контейнерлер қолданыстағы электр тарату желілеріне қосылу үшін қажетті құрылғылармен жабдықталған. Ірі зауыттарды сайтта салуға болады немесе баламалы түрде параллель қосылған контейнер блоктарының қажетті санымен орнатуға болады.

Кросс-медиа әсерлер

Қолданылуына қатысты техникалық ой-пайымдар

Экономика

Ақпарат жоқ, бірақ төмен сұрыпты жылуды пайдалану отынды жағусыз қосымша электр энергиясын өндіруге мүмкіндік береді, сондықтан процесс экономикалық және экологиялық тұрғыдан тиімді.

Ендірудің қозғаушы күші

Энергия тиімділігін арттыру шараларын іске асырудың қозғаушы күштері:

қоршаған ортаны қорғау көрсеткіштерін жақсарту;

энергия тиімділігін арттыру;

пайдалану шығындарын азайту және өнім сапасын жақсарту үшін қосымша мүмкіндіктер.

6. ЕҚТ бойынша тұжырымдар қамтылған қорытынды

Осы бөлімде тізімделген және сипатталған әдістер нормативтік сипатта емес және толық болып табылмайды.

Ең үздік қолжетімді техникаларды қолдануға байланысты технологиялық көрсеткіштер бір немесе бірнеше ең үздік техниканы қолдана отырып, объектіні қалыпты пайдалану жағдайында қол жеткізуге болатын эмиссия деңгейлерінің диапазоны ретінде анықталады және қоршаған ортаға ластағыш заттардың тікелей бөліну орындарында, шығарындылардың/төгінділердің көздерінде қолданылады.

Осы бөлімде көрсетілген ЕҚТ-ға сәйкес келетін атмосфераға технологиялық көрсеткіштер келесі аспектілерге жатады:

стандартты жағдайларда (273,15 К, 101,3 кПа) қалдық газдардың көлеміне бөлінетін заттардың массасы ретінде көрсетілген концентрация деңгейлері, мг/м³;

Суға төгінділер бойынша ЕҚТ келесі аспектілерге қатысты:

сарқынды су көлеміне шаққандағы шығарылатын заттардың массасы ретінде көрсетілген концентрация деңгейлері, мг/л.

Орташаландыру кезеңдері үшін келесі анықтамалар қолданылады (6.1-кестені қараңыз).

6.1-кесте. ЕҚТ-ге байланысты шығарындылар/төгінділер технологиялық көрсеткіштерін орташаландыру кезеңдері

Р/с №		Шығарындылар	Төгінділер
1	2	3	4
1	Күніне орташа	Үздіксіз мониторингпен күніне ластағыш заттардың шоғырлануының сағаттық және жарты сағаттық мәндері	Орташа пропорционалды үлгі ретінде алынған 24 сағаттық сынама алу кезеңіндегі орташа мән (немесе жеткілікті ағын тұрақтылығы көрсетілген жағдайда уақытша пропорционалды орташа үлгі ретінде)^*
2	Таңдамалы кезеңдегі орташа мән	Басқаша белгіленбесе, әрқайсысы кемінде 30 минутқа созылатын үш қатарынан өлшеудің орташа мәні^**

* Мерзімдік процестер үшін сынама алудың жалпы уақытында алынған өлшемдердің алынған мәнінің орташа мәні немесе бір реттік сынама алу нәтижесінде өлшеу нәтижесі пайдаланылуы мүмкін.

** Айнымалы ағындар үшін репрезентативті нәтижелерді беретін басқа іріктеу процедурасы қолданылуы мүмкін (мысалы, нүктелік іріктеу). Сынама алу немесе талдау шектеулеріне байланысты 30 минуттық өлшемдерге рұқсат етілмеген кез келген параметр үшін сәйкес сынама алу кезеңі қолданылады.

Осы ЕҚТ бойынша анықтамалықта ЕҚТ қолдануға байланысты өзге де технологиялық көрсеткіштерді, оның ішінде энергетикалық, су және өзге де ресурстарды тұтыну деңгейлерін айқындау орынсыз болып табылады.

ЕҚТ-ны қолдануға байланысты өзге де технологиялық көрсеткіштер уақыт бірлігіне немесе өндірілетін өнімнің (тауардың), орындалатын жұмыстың, көрсетілетін қызметтің бірлігіне есептегенде ресурстарды тұтыну санымен көрсетіледі. Тиісінше, өзге технологиялық көрсеткіштерді белгілеу қолданылатын өндіріс технологиясына негізделген. Бұдан басқа, "Жалпы ақпарат" бөлімінде жүргізілген энергетикалық, су және өзге де (шикізаттық) ресурстарды тұтынуды талдау нәтижесінде шикізаттың сапалық көрсеткіштері, қондырғының өнімділігі мен пайдалану сипаттамалары, дайын өнімнің сапалық көрсеткіштері, өңірлердің климаттық ерекшеліктері және т.б. көптеген факторларға тәуелді болатын вариативтік көрсеткіштер қатары алынды.

Ресурстарды тұтынудың технологиялық көрсеткіштері ЕҚТ, оның ішінде прогрессивті технологияны енгізуге, өндірісті ұйымдастыру деңгейін арттыруға бағдарлануы, ең аз мәндерге сәйкес келуі (тиісті ресурсты тұтынудың орташа жылдық мәнін негізге ала отырып) және үнемдеу және ұтымды тұтыну бойынша конструктивтік, технологиялық және ұйымдастыру іс-шараларын көрсетуі тиіс.

6.1. Экологиялық менеджмент жүйесі

ЕҚТ 1.

Қоршаған ортаны қорғаудың жалпы тиімділігін жақсарту үшін ЕҚТ келесі функциялардың барлығын қамтитын қоршаған ортаны басқару жүйесін (ЭМЖ) енгізу және қолдау болып табылады:

1. Басшылықтың, оның ішінде топ-менеджменттің мүддесі мен жауапкершілігі.

2. Басшылықтың қондырғыны (өндірісін) үздіксіз жетілдіруді қамтитын экологиялық саясатты анықтау.

3. Қаржылық жоспарлаумен және инвестициялармен үйлестіре отырып, қажетті процедураларды, мақсаттар мен міндеттерді жоспарлау және жүзеге асыру.

4. Рәсімдерді орындауға ерекше назар аудара отырып:

құрылымы мен жауапкершілігі

жұмысқа қабылдау,

қызметкерлерді оқыту, хабардар ету және құзыреттілік,

байланыс,

қызметкерлердің қатысуы,

құжаттама,

процесті тиімді бақылау,

техникалық қызмет көрсету бағдарламалары,

төтенше жағдайларға және олардың зардаптарын жоюға дайындық;

экологиялық заңнаманың орындалуын қамтамасыз ету;

5. Өнімділікті тексеру және түзету әрекеті, назар аудара отырып:

бақылау және өлшеу,

түзету және алдын алу шаралары,

іс қағаздарын жүргізу,

6. ЭМЖ-нің жоспарланған іс-шараларға сәйкестігін, оның орындалуын және жүзеге асырылуын анықтау үшін тәуелсіз (мүмкіндігінше) ішкі немесе сыртқы аудит.

7. ЭМЖ талдауы және оның заманауи талаптарға сәйкестігі, жоғары басшылық тарапынан пайдалылығы мен тиімділігі.

8. Таза технологиялардың дамуын қадағалау.

9. Қондырғыны пайдаланудан шығару кезінде, жаңа қондырғыны жобалау кезеңінде және оны пайдаланудың бүкіл кезеңінде қоршаған ортаға ықтимал әсерді талдау.

10. Сала бойынша тұрақты негізде салыстыру.

Төтенше тозаң шығарындылары бойынша іс-шаралар жоспарын әзірлеу және жүзеге асыру (ЕҚТ 6-ны қараңыз) және тозаңды азайту жүйелерінің тиімділігін нақты қарастыратын техникалық қызмет көрсетуді басқару жүйесін пайдалану (ЕҚТ 4-ті қараңыз) да ЭМЖ бөлігі болып табылады.

Қолдану мүмкіндігі

ЭМЖ-ның көлемі (мысалы, егжей-тегжейлі деңгейі) және сипаты (мысалы, стандартталған немесе стандартталмаған) әдетте орнатудың сипатына, масштабына және күрделілігіне және оның қоршаған ортаға әсер ету деңгейіне байланысты.

6.2. Энергия тұтынуды басқару

ЕҚТ 2.

Ең үздік қолжетімді техника келесі әдістердің біреуін немесе бірнешеуін қолдану арқылы жылуды тұтынуды азайту болып табылады:

Р/с №	Техникалар	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	Энергия тиімділігін басқару жүйесін пайдалану (мысалы, ISO 50001 сәйкес)	Жалпы қолданылады
2	Автогенді балқыту немесе көміртекті материалдың толық жануы есесінен энергия шығынын азайту үшін үрлеуге оттегімен байытылған ауа немесе таза оттегін беру	Жалпы қолданылады
3	Желдеткіштер, сорғылар сияқты құрылғылар үшін жиілік түрлендіргіштерімен жабдықталған жоғары тиімді электр қозғалтқыштарын пайдалану	Жалпы қолданылады
4	Регенеративті және рекуперативті оттықтарды қолдану	Табиғи газды пайдаланған кезде
5	Жоғары температуралық жабдықтар (бу және ыстық су құбырлары) үшін тиісті оқшаулау жүйелерін пайдалану	Жалпы қолданылады
6	Қалдықтарды отын немесе қалпына келтіргіш ретінде пайдалану	Қалдықтарды жағу қондырғыларына қойылатын талаптарды сақтау
7	Технологиялық газдардан жылу регенерациялау	Жалпы қолданылады
8	бу қысымын пайдалану арқылы электр энергиясын өндіру	Жалпы қолданылады
9	Жылыту жүйесінде жылу өндіру үшін КҚЗ технологиялық газдарының жылуын кәдеге жарату	Күкірт қышқылын өндіруде
10	Төмен әлеуетті жылуды пайдалану	Жалпы қолданылады

6.3. Процестерді басқару

ЕҚТ 3.

Ең үздік қолжетімді техника - процестерді нақты уақыт режимінде үздіксіз реттеу және оңтайландыру, энергия тиімділігін арттыруға мүмкіндік беретін процестердің тұрақтылығы мен үздіксіздігін қамтамасыз ету үшін заманауи компьютерлік жүйелерді пайдалана отырып, басқару бөлмесінен процестерді басқаруға қажетті барлық сәйкес параметрлерді өлшеу немесе бағалау және өнімділікті арттыру және қызмет көрсету процестерін жақсарту. ЕҚT бір немесе бірнеше техниктерді қолдана отырып, процесті басқару жүйесінің көмегімен процестің тұрақты жұмысын қамтамасыз ету болып табылады:

Р/с №	Техникалар	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	Қолданылатын технологиялық процестерге сәйкес шикізаттың сапасын бақылау	Жалпы қолданылады
2	Өңдеудің оңтайлы тиімділігіне қол жеткізу, энергия шығынын азайту және қоршаған ортаға эмиссияларды азайту, қалдықтардың пайда болуы үшін белгілі бір құрамдағы шихтаны дайындау;	Жалпы қолданылады
3	Шикізатты мөлшерлеу және таразылау жүйесін қолдану	Жалпы қолданылады
4	Материалдың берілу жылдамдығын, маңызды параметрлерді және технологиялық жағдайларды, соның ішінде дабылдарды, жану жағдайларын және газ қосындыларын бақылау үшін автоматтандырылған жүйелерді қолдану	Жалпы қолданылады
5	Пештің температурасын, қысымын (немесе қысымның төмендеуін) және газ көлемін немесе ағынын үздіксіз бақылау	Жалпы қолданылады
6	Атмосфераға шығарындылардың алдын алу және/немесе азайту үшін қолданылатын жабдықтың газ температурасы, реагенттердің дозалануы, қысымның төмендеуі, электр сүзгілердің ток және кернеуі, тазарту сұйықтығының ағыны және рН сияқты маңызды технологиялық параметрлерін бақылау.	Жалпы қолданылады
7	Күкірт қышқылы зауытына жөнелтілгенге дейін шығарылатын газдардағы бөлшектер мен сынаптың мөлшерін бақылау	Күкірт қышқылын немесе құрамында күкірті бар басқа өнімдерді (өндірісті біріктіру ) өндіруді көздейтін өндіріс орындары үшін
8	Металл және металл оксидтерінің қызып кетуінен түтіннің пайда болуын болғызбау үшін балқыту және балқыту пештеріндегі температураны мониторингтеу және бақылау	Агломерациялық және балқыту пештері үшін қолайлы
9	Жабдықтың бітелулері мен ықтимал ақауларын анықтау үшін операциялық дірілді бақылау
10	Нақты уақыттағы температура, лайлылық, рН, өткізгіштік және ағынды бақылау арқылы химиялық жабдықтауды және сарқынды су қондырғысының өнімділігін бақылау	Сарқынды суларды тазарту қондырғылары үшін қолайлы

ЕҚТ 4.

Тозаң мен металдардың бос шығарындыларын азайту үшін ЕҚT экологиялық менеджмент жүйесінің бөлігі ретінде тозаңды басу және тозаңды жинау жүйелерінің тиімділігін сақтауға ерекше мән беретін техникалық қызмет көрсетуді басқару жүйесін қолдану болып табылады (ЕҚТ 1-ді қараңыз).

6.3.1. Шығарындыларды мониторингтеу

ЕҚТ 5.

ЕҚТ – ЕҚТ-ға қатысты технологиялық көрсеткіштері көрсетілген барлық процестердің шығарындыларының негізгі көздерінен, сондай-ақ негізгі өндірістік процестермен (мысалы, күкірт қышқылы қондырғылардағы пештен шыққан технологиялық газдарды кәдеге жарату) өзара байланысты қосалқы салалардан шығатын ластағыш заттардың шығарындыларын мұржалардан өлшеу.

Деректер сериясы тазалау процесінің тұрақтылығын анық көрсетсе, бақылау жиілігін бейімдеуге болады.

Мониторинг Қазақстан Республикасының қолданыстағы стандарттарымен реттеледі.

Р/с №	Параметр	Байланысты бақылау:	Ең аз басқару жиілігі^******	Ескерту
1	2	3	4	6
1	Тозаң^*	ЕҚТ 18, ЕҚТ 20, ЕҚТ 21	Үздіксіз^**	маркер зат
1	Тозаң^*	ЕҚТ 18, ЕҚТ 20, ЕҚТ 21	Тоқсанына бір рет^**	ПЭК бағдарламасына сәйкес
2	Сүрме және оның қосылыстары Sb түрінде көрсетілген	ЕҚТ 20, ЕҚТ 21	Тоқсанына бір рет	ПЭК бағдарламасына сәйкес
3	Күшән және оның қосылыстары As түрінде көрсетілген	ЕҚТ 20, ЕҚТ 21	Тоқсанына бір рет
4	Кадмий және оның қосылыстары Cd түрінде көрсетілген	ЕҚТ 18, ЕҚТ 19, ЕҚТ 20, ЕҚТ 21	Тоқсанына бір рет
5	Мыс және оның қосылыстары Cu түрінде көрсетілген	ЕҚТ 20, ЕҚТ 21	Тоқсанына бір рет
6	Қорғасын және оның қосылыстары Pb түрінде көрсетілген	ЕҚТ 18, ЕҚТ 19, ЕҚТ 20, ЕҚТ 21	Тоқсанына бір рет
7	Қажет болған жағдайда басқа металдар^***	ЕҚТ 18, ЕҚТ 19, ЕҚТ 20, ЕҚТ 21	Тоқсанына бір рет
8	Сынап және оның қосылыстары Hg түрінде көрсетілген	ЕҚТ 28	Жылына бір рет
9	SO ₂^****	ЕҚТ 22, ЕҚТ 23	Үздіксіз^*****	маркер зат
9	SO ₂^****	ЕҚТ 22, ЕҚТ 23	Тоқсанына бір рет^**	ПЭК бағдарламасына сәйкес
10	NOxNO₂түрінде көрсетілген	ЕҚТ 25	Үздіксіз^*** немесе Тоқсанына бір рет^	ПЭК бағдарламасына сәйкес
11	Ұшпа органикалық қосылыстар	ЕҚТ 26	Тоқсанына бір рет^**	ПЭК бағдарламасына сәйкес кезеңділік өндіріс процесінде қолданылатын шикізат пен отынды ескере отырып анықталады.
12	ПХДД/Ф/Ф	ЕҚТ 27	Жылына бір рет	ПЭК бағдарламасына сәйкес Жиілігі өндіріс процесінде қолданылатын шикізат пен отынды ескере отырып анықталады
13	H₂SO₄	ЕҚT 24	Тоқсанына бір рет	ПЭК бағдарламасына сәйкес

* 10000 нм³/сағтөмен ағын жылдамдығы кезінде тозаң шығарындыларының көздері үшін мониторинг технологиялық регламенттің талаптары негізінде жанама параметрлерді өлшеуге негізделуі мүмкін.

** Үздіксіз өлшеулер атмосфераға ең үлкен шығарындылардың көздері үшін қолданылады (жылына 500 тоннадан астам). Үздіксіз өлшеуді қолдану мүмкін болмаған жағдайда, ЕҚT мерзімді бақылау жиілігін арттыру болып табылады.

*** Пайдаланылатын шикізаттың құрамына байланысты.

**** SO₂шығарындыларын есептеуүшін шикізаттың әрбір партиясындағы күкірт мөлшерін өлшеуге негізделген массалық балансты пайдалануға болады.

***** Үздіксіз өлшеулер үшін, егер өлшеу нәтижелерін бағалау күнтізбелік жылда келесі шарттар орындалғанын көрсетсе, эмиссияның шекті мәндері орындалды деп саналады:

а) рұқсат етілген орташа айлық шығарындылардың тиісті шекті мәндерінен аспайды;

b) рұқсат етілген орташа күндік шығарындылардың тиісті шекті мәндерінің 110 %-дан аспайды;

c) барлық рұқсат етілген жылдық орташа сағаттық көрсеткіштердің 95 %-ы олардың тиісті шығарындыларының шекті мәндерінің 200 %-дан аспайды;

Үздіксіз өлшеулер болмаған жағдайда, егер өлшеулердің әрбір сериясының немесе құзыретті органдар белгілеген ережелерге сәйкес айқындалатын басқа да рәсімдердің нәтижелері шығарындылардың шекті мәндерінен аспаса, эмиссияның шекті мәндері орындалды деп есептеледі.

****** Мониторинг жиілігі қондырғы тек шығарындыларды өлшеу мақсатында жұмыс істейтін жағдайларда қолданылмайды.

6.3.2. Төгінділерді мониторингтеу

ЕҚТ 6.

Ұлттық және/немесе халықаралық стандарттарға сәйкес су сынамаларын алу, сарқынды суларды тазарту қондырғыларынан сарқынды суларды ағызу нүктесіндегі сарқынды суларды ағызу мониторингі үшін нормативтік құжаттарды пайдалану, баламалы сапа деректерін ұсыну болып табылады.

Р/с №	Параметр	Сынама алу жиілігі
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	Тоқтатылған қатты заттар	Айына бір рет

* Бұл бүкіл өндірістің шығарындыларын анықтайтын зат емес, ол белгілі бір технологиялық операциялар кезінде ғана шығарылуы мүмкін.

Сарқынды сулардың ағызылуын бақылау үшін су мен сарқынды сулардың сынамаларын алу және талдаудың көптеген стандартты процедуралары бар, соның ішінде:

кездейсоқ сынама – сарқынды су ағынынан алынған бір сынама;

құрама сынама – белгілі бір кезең ішінде үздіксіз алынған сынама немесе белгілі бір кезең ішінде үздіксіз немесе үзіліспен алынған, содан кейін араласатын бірнеше үлгілерден тұратын үлгі;

квалификацияланған кездейсоқ іріктеу - кемінде екі минуттық аралықпен ең көбі екі сағат ішінде алынған, содан кейін араласатын кемінде бес кездейсоқ үлгінің құрамдас таңдауы.

6.3.3. Шу

ЕҚТ 7.

Шуды азайту мақсатында ЕҚT бір немесе бірнеше әдістерді пайдалану болып табылады:

Р/с №	Техникалар	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	Шудың пайда болу көздерінде оның себептерін жою (шу шығаратын қондырғыларды мұқият реттеу)	Жалпы қолданылады
2	Радиацияны қайта бағыттау – шу көзін қорғау үшін үйінділерді пайдалану	Жалпы қолданылады
3	Өндіріс орындары мен цехтардың рационалды орналасуы	Жалпы қолданылады
4	Звукоизоляция (дірілге қарсы тіректер мен жабдық қосқыштарын пайдалану)	Жалпы қолданылады
5	Дыбысты сіңіру (шу шығаратын қондырғылар немесе компоненттер үшін дыбыс жұтатын құрылымдардан жасалған қоршауларды пайдалану).	Жалпы қолданылады

6.3.4. Иіс

ЕҚТ 8.

Шуды азайту мақсатында ЕҚT бір немесе бірнеше әдістерді пайдалану болып табылады:

Р/с №	Техникалар	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	Өткір материалдарды пайдалануды болғызбау немесе азайту	Жалпы қолданылады
2	Иісі бар материалдар мен газдарды дисперсті және сұйылту алдында ұстау және жою	Жалпы қолданылады
3	Әртүрлі иістерді тудыруы мүмкін кез келген жабдықты мұқият жобалау, пайдалану және техникалық қызмет көрсету.	Жалпы қолданылады
4	Мүмкіндігінше материалдарды кейінгі жану немесе сүзу арқылы өңдеу	Жалпы қолданылады

6.4. Атмосфераға шығарындылар

ЕҚТ 9.

Атмосфераға пештерден және қосалқы құрылғылардан ластағыш заттардың шығарындыларын (аспирациялық газ-ауа ағындары, желдеткіш ауа және т.б.) азайту үшін қорғасын бастапқы және қайталама өндірісі кезінде ЕҚТ шығарылатын газдарды тазалаудың орталықтандырылған жүйесінде шығарындыларды жинау, өңдеу болып табылады.

Р/с №	Техника	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	Әртүрлі көздерден сарқынды сулар жиналып, араласады және әр ағындағы ластағыш заттарды тиімді тазартуға арналған бір орталықтандырылған газды тазарту жүйесінде тазартылады. Бұл ретте химиялық құрамы бойынша үйлеспейтін ағындарды араластыруға жол берілмейді.	Дизайн ерекшеліктеріне және қондырғылардың орналасуына байланысты қолданыстағы қондырғылар үшін шектеулі қолдану мүмкіндігі (қосымша орын қажет)

6.4.1. Ұйымдастырылмаған шығарындылар

ЕҚТ 10.

Атмосфераға ұйымдастырылмаған тозаң шығарындыларының алдын алу немесе азайту үшін, ЕҚТ экологиялық менеджмент жүйесінің бөлігі ретінде (ЕҚТ 1-ді қараңыз), ол мыналарды қамтиды:

ұйымдастырылмаған тозаң шығарындыларының маңызды көздерін анықтау;

белгілі бір уақыт аралығында ұйымдастырылмаған шығарындылардың алдын алу және/немесе азайту үшін тиісті шаралар мен техникалық шешімдерді анықтау және жүзеге асыру.

ЕҚТ 11.

Ұйымдастырылмаған шығарындылардың алдын алу немесе іс жүзінде мүмкін болмаса, азайту үшін ЕҚT ұйымдастырылмаған шығарындыларды шығатын көзге мүмкіндігінше жақын ұстау және оларды кейіннен өңдеу болып табылады.

ЕҚТ 12.

Бір немесе бірнеше әдістерді қолдану арқылы материалдарды сақтау және тасымалдау кезіндегі ұйымдастырылмаған тозаң шығарындыларының алдын алу немесе азайту ең үздік қолжетімді техникасы болып табылады.

Шығарындыларды ұстау және тазарту жүйелерін пайдаланған кезде, сәйкес шараларды қолдану арқылы ұстауды және кейінгі өңдеу тиімділігін оңтайландыру ең үздік қолжетімді техникасы болып табылады. Ең қолайлы әдіс - тозаң шығарындыларын көзге жақынырақ жинау.

Шикізатты сақтау және тасымалдау кезінде тозаң шығарындыларының алдын алу және азайту үшін қолданылатын шараларға мыналар жатады:\

Р/с №	Техникалар	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	Материалдардың қажетсіз қайта жүктелуін және қорғалмаған жерлерде ұзақ тұрып қалуды болғызбау үшін технологиялық ережелерді сақтау	жалпы қолданылады
2	Ауаны сүзу және шығару жүйесімен жабдықталған шикізат пен материалдарды сақтауға арналған жабық қоймаларды немесе силостарды/контейнерлерді пайдалану. Әйтпесе, жәшіктер тозаңды кетіру және тазалау жүйесіне қосылған тозаң ұстайтын қалқалармен және ағызу торларымен жабдықталуы керек.	Концентраттар, флюстер және т.б. сияқты тозаңды материалдар үшін қолайлы.
3	Ашық жерлерде материалдарды сақтау кезінде баспаналарды пайдалану	Концентраттар, флюстер, қатты отындар, сусымалы материалдар және кокс сияқты тозаңданбайтын материалдарға, сондай-ақ құрамында суда еритін органикалық қосылыстары бар қайталама шикізатқа жарамды.
4	Құрамында суда еритін органикалық қосылыстар бар материалдарды немесе қайта өңделген материалдарды сақтау кезінде мөрленген қаптаманы пайдалану	жалпы қолданылады
5	Тозаңды басу үшін су бүрку жүйесін пайдалану (қайта өңделген суды қолданған жөн).	Қолдану мүмкіндігі тозаңның пайда болуын болғызбау үшін құрғақ материалдарды немесе жеткілікті табиғи ылғалдылығы бар кендерді/концентраттарды пайдаланатын процестермен шектеледі. Су тапшылығы бар немесе қысқы температура өте төмен аймақтарда да қолдану шектелген.
6	Тасымалдау пункттерінде тозаң мен газды жинауға арналған жабдықты орнату (силостардың желдеткіш саңылаулары, пневматикалық тасымалдау жүйелері және конвейерлік тасымалдау пункттері) және тозаң түзетін материалдарды төңкеру	Тозаңды материалдар сақталатын орындарда қолданылады
7	Сақтау орнын жүйелі түрде тазалауды жүргізу және қажет болған жағдайда сумен ылғалдандыру ашық қойма жағдайында үйінділердің бойлық осінің бағытын желдің басым бағыты бойынша табыңыз.	жалпы қолданылады
8	Табиғи рельефті, жер беткейлерін пайдалана отырып, тозаңды ұстап тұру және сіңіру үшін ашық жерлерде биік шөптер мен мәңгі жасыл ағаштарды отырғызу арқылы желге қарсы тосқауылдар жасау	Ашық сақтау үшін қолайлы
9	Конвейерден, механикалық күректерден немесе грейферлерден түсетін материалдың биіктігін мүмкіндігінше 0,5 м-ден аспайтын етіп шектеу.	жалпы қолданылады
10	Ашық таспалы конвейерлердің жылдамдығын реттеу (<3,5 м/с);	жалпы қолданылады
11	Жабдықты күтудің қатаң стандарттары	жалпы қолданылады

ЕҚТ 13.

Бастапқы және қосалқы материалдарды (аккумулятор батареяларын қоспағанда) дайындау (мөлшерлеу, араластыру, араластыру, ұсақтау, сұрыптау) кезінде ұйымдастырылмаған тозаң шығарындыларының алдын алу және/немесе азайту үшін ЕҚТ мынадай әдістердің бірін немесе бірнешеуін қолданады:

Р/с №	Техникалар	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	Жабық конвейерлер немесе пневматикалық жүйелерді пайдалану	Концентраттар, флюстер, жұқа материал және т.б. сияқты тозаңды материалдарға қолданылады.
2	Газды тазарту жүйесімен байланысты тозаң және газ жинау жүйелерімен жабдықталған тозаң түзетін материалдармен жұмыс істеу кезінде жабық жабдықты пайдалану	Кептіру, араластыру, ұнтақтау, бөлу және түйіршіктеу кезінде бункер немесе салмақ жоғалту жүйелері пайдаланылған жағдайда қолданылады.
3	Су бүріккіштер сияқты тозаңды басатын жүйелерді пайдалану	Егер араластыру ашық кеңістікте жүргізілсе
4	Шикізатты түйіршіктеу	Қолдану процесінің талаптарымен шектелуі мүмкін

ЕҚТ 14.

Қорғасынның қайталама және бастапқы өндірісінде шикізат пен материалдарды (мысалы, кептіру, бөлшектеу, агломерациялау, брикеттеу, түйіршіктеу және аккумуляторларды ұсақтау, сұрыптау және жіктеу сияқты) алдын ала өңдеуден болатын ұйымдастырылмаған шығарындыларды алдын ала өңдеу кезінде ұйымдастырылмаған шығарындылардың алдын алу және/немесе азайту үшін ЕҚТ - ЕҚТ 13-те (1, 2) сипатталғанды пайдалануды білдіреді.

ЕҚТ 15.

Бастапқы және қайталама қорғасын өндірісіндегі тиеу, балқыту және түсіру процестерінен, сондай-ақ бастапқы қорғасын өндірісіндегі алдын ала өңдеу процестерінен болатын ұйымдастырылмаған шығарындылардың алдын алу және/немесе азайту үшін ЕҚТ мынадай техникалық шешімдердің біреуін немесе бірнешеуін пайдалану болып табылады.

Р/с №	Техникалар	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	Жабық ғимараттар мен құрылыстар басқа ұйымдастырылмаған шығарындыларды ұстау әдістерімен біріктірілген	жалпы қолданылады
2	Тозаңды шикізатты алдын ала өңдеу, мысалы, түйіршіктеу	Процесс және пеш түйіршікті шикізатты пайдалана алатын кезде ғана қолданылады
3	Ауаны сорғыш жүйесі бар қымтауланған тиеу жүйелерін пайдалану	жалпы қолданылады
4	Үзікті беру және шығу процестері үшін есігі қымтаулаумен немесе жабық пештерді пайдалану, бұл балқыту кезеңінде пештің ішінде оң қысымды ұстап тұруға ықпал етеді	жалпы қолданылады
5	Пеш пен газ желілерін теріс қысыммен және қысымның көтерілуін және қысымның төмендеуін болғызбау үшін жеткілікті газды алу жылдамдығымен жұмыс жасаңыз.	жалпы қолданылады
6	Тиеу-түсіру пункттерін, шөміштерді және дроссельдік аймақтарды тозаң жинағыш жабдықтармен (сорғыштар/қаптамалар) жабдықтау	жалпы қолданылады
7	Тозаң мен газ түзілудің негізгі көздерінен газ-ауа ағындарын жою үшін желдету жүйелерін орнату (бірақ жаңа қондырғылар)	жалпы қолданылады Қолдану мүмкіндігі үлкен аумақтардың қажеттілігіне байланысты бар қондырғылар үшін шектелуі мүмкін
8	Пеште белгілі бір вакуумды сақтау үшін пешті қымталау, ұшқыш заттардың ағып кетуін және шығарылуын болғызбау үшін жеткілікті.	жалпы қолданылады
9	Пештегі температураны қажетті ең төменгі деңгейде ұстау	жалпы қолданылады
10	Балқыманы соғу кезінде шөміш үшін қорғаныс қақпағын пайдалану	жалпы қолданылады
11	Қалған ағындарды тазалауға арналған сүзу жүйесіне қосылған балқыманы тиеу және шығару аймағына арналған тозаң жинау жүйелері бар жабдық	жалпы қолданылады
12	Пештің түріне және қолданылатын шығарындыларды азайту әдістеріне сәйкес шикізатты таңдау және жеткізу	жалпы қолданылады

ЕҚТ 16.

Бастапқы және қайталама қорғасын өндірісінде балқыту, тазарту және құю кезіндегі ұйымдастырылмаған шығарындылардың алдын алу және/немесе азайту үшін ЕҚТ келесі әдістердің біреуін немесе бірнешеуін қолдануды білдіреді:

Р/с №	Техникалар	Сипаттама
1	2	3
1	Балқыту температурасын реттеу	жалпы қолданылады
2	Тазарту реакциясы кезінде қазандықтың қақпағын жабу және химиялық заттарды қосу	жалпы қолданылады
3	Ауаны шығару жүйесі бар тигельді пештің немесе қазандықтың үстіндегі баспаналардың/сорғыштардың жабдығы	жалпы қолданылады
4	Шығару және шаю нүктелеріндегі баспаналардың/сорғыштардың жабдықтары	жалпы қолданылады
5	Тозаңды қожды/қалдықтарды кетіру үшін жабық механикалық коллекторларды пайдалану	жалпы қолданылады

ЕҚТ 17.

ЕҚТ мынадай әдістерді қолдана отырып, тиісті көздерден шығатын ұйымдастырылмаған шығарындылардың шамасының ретін анықтау болып табылады:

олар кезінде шығарындылар көзде өлшенетін тікелей өлшеулер, концентрация мен массаны өлшеуге немесе анықтауға болады;

олар кезінде шығарындыларды айқындау көзден белгілі бір қашықтықта жүргізілетін жанама өлшемдер;

шығарындылар коэффициенттерін қолдана отырып, есептік әдістерді пайдалану.

Мүмкіндігінше тікелей өлшеу әдістері шығарындылар коэффициенттерін қолдана отырып есептеулерге негізделген жанама әдістерге немесе бағалауларға қарағанда анағұрлым артықшылықты болып табылады.

Сипаттама

Қаптамасы бар аэродинамикалық құбырлардағы өлшеулер немесе басқа да әдістер тікелей өлшеулердің мысалдары болып табылады. Соңғы жағдайда төбедегі желдету тесігінің ауданы өлшенеді, сондай-ақ ағынның жылдамдығы есептеледі. Төбедегі желдету тесігін өлшеу жазықтығының көлденең қимасы бірдей алаңдағы учаскелерге бөлінген (торды өлшеу).

Жанама өлшеулердің мысалдары индикаторлық газдарды пайдалануды, кері дисперсияны модельдеу әдістерін және қашықтықты анықтау мен өлшеудің лазерлік жүйесін қолдана отырып, массалар теңгерімі әдісін қамтиды.

Есептеу әдістері сусымалы материалдарды сақтау және тасымалдау кезінде, сондай-ақ көлік қозғалысы нәтижесінде жолдардағы тозаңды тоқтата тұру кезінде ұйымдастырылмаған тозаң шығарындыларын бағалау үшін эмиссиялық факторларды қолдану бойынша ұсынымдар негізінде қолданылады.

6.4.2. Ұйымдастырылған шығарындылар

Төменде келтірілген әдістер және олардың көмегімен қол жеткізуге болатын ЕҚТ-ға қатысты технологиялық көрсеткіштері көрсетілген барлық процестердің шығарындыларының негізгі көздерінен, сондай-ақ негізгі өндірістік процестермені мәжбүрлі желдету жүйелерімен жабдықталған көздер үшін белгіленеді.

ЕҚТ 18.

Шикізатты алдын ала дайындау (қабылдау, сақтау, тасымалдау, түйіршіктеу, мөлшерлеу, араластыру, кептіру, ұсақтау және сұрыптау) процестерінен тозаң мен металл шығарындыларын азайту мақсатында ЕҚТ қапшық сүзгіні (біреуін немесе құрама) пайдалануды білдіреді.

ЕҚТ-ге байланысты тозаң шығару технологиялық көрсеткіштері мәжбүрлі желдету жүйелерімен жабдықталған көздер үшін белгіленеді (6.2-кестені қараңыз).

6.2-кесте. Шикізатты дайындау кезінде ЕҚT-мен байланысты тозаңның технологиялық көрсеткіштері

Р/с№	Параметр	ЕҚT-TP (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Тозаң	≤5^**

* Таңдау кезеңіндегі күнделікті орташа немесе орташа.

** 2021 жылдың 01 шілдесіне дейін пайдалануға берілген кәсіпорындар үшін. ≤ 20 мг/нм3.

ЕҚT-ге қатысты мониторинг: ЕҚT 5-ті қараңыз.

ЕҚТ 19.

Аккумуляторды дайындау кезінде (ұсақтау, сүзгілеу және жіктеу) тозаң мен металл шығарындыларын азайту үшін ЕҚT қапшық сүзгіні немесе ылғалды тазартқышты пайдалану болып табылады.

ЕҚТ қатысты технологиялық көрсеткіштері 6.3-кестеде келтірілген

6.3-кесте. Батареяны дайындау кезінде ЕҚT-мен байланысты тозаңның технологиялық көрсеткіштері

Р/с№	Параметр	ЕҚT-TP (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Тозаң	≤5

* Таңдамалы кезеңдегі күнделікті орташа немесе орташа

ЕҚT қатысты мониторинг: ЕҚT 5-ті қараңыз.

ЕҚТ 20.

Бастапқы және қайталама қорғасын өндірісіндегі тиеу, балқыту және түсіру процестері кезінде тозаң мен металдардың ауаға (күкірт қышқылын өндіру зауытына немесе басқа материалдарға жіберілетіндерден басқа) шығарылуын болғызбау және/немесе азайту үшін ЕҚТ қапшық сүзгісі.

ЕҚТ-ға байланысты технологиялық көрсеткіштері 6.4-кестеде келтірілген.

6.4-кесте. ЕҚT-мен байланысты тозаң мен қорғасын технологиялық көрсеткіштері

Р/с №	Параметр	ЕҚT-TP (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Тозаң	2-5^**
2	Pb (қорғасын)	<1^***

* Іріктеу кезеңінің орташа тәуліктік мәні немесе орташа мәні.

** Ең аз тозаң шығарындылары болады деп күтілуде егер шығарындылар келесі технологиялық көрсеткіштерден асса, диапазонның төменгі шегіне бағытталған: мыс үшін 1 мг/Нм^3,күшән үшін 0,05 мг/Нм3^,кадмий үшін 0,05 мг/Нм³.

*** Үлгі кезеңіндегі орташа мән ретінде.

ЕҚT-ге қатысты мониторинг: ЕҚT 5-ті қараңыз.

ЕҚТ 21.

Бастапқы және қайталама қорғасын өндірісінде балқыту, тазарту және құю процестерінде тозаң мен металл шығарындыларын азайту үшін ЕҚТ балқытылған ваннаның температурасын қап сүзгісін қолданумен бірге технологиялық процеске сәйкес минималды рұқсат етілген деңгейде ұстаудан тұрады. Бұл әдіс пирометаллургиялық процестерге қолданылады. Гидрометаллургиялық процестер үшін ЕҚТ тозаң-газ ағындарын тазартудың дымқыл жүйелерін қолдану болып табылады. ЕҚТ-мен байланысты технологиялық көрсеткіштер 6.4-кестеде келтірілген.

ЕҚТ-ге байланысты мониторинг: ЕҚT 5-ті қараңыз.

6.4.3. Күкірт диоксидінің шығарындылары

ЕҚТ 22.

SO₂шығарындыларын азайту, ЕҚТ күкірт қышқылын немесе құрамында күкірті бар басқа өнімдерді өндіру арқылы күкіртті қалпына келтіру болып табылады. Күкірт қышқылын өндіруде қолданылатын технологиялық ерітінділер:

Р/с №	Техникалар
1	2
1	Бір контактілі қондырғылар
2	ДК/ДА қондырғылары (қос контакт/қос сіңіру)
3	Ылғалды катализдік өсімдіктер

ЕҚТ-ға қатысты технологиялық көрсеткіштері 6.5-кестеде берілген.

6.5-кесте. Күкірт қышқылын және басқа да өнімдерді өндіру арқылы балқыту зауытынан шыққан газдардан күкіртті алу кезіндегі ЕҚT-ға байланысты SO₂технологиялық көрсеткіштері

Р/с №	Түрлендіру процесінің түрі	Түрлендіру коэффициенті, %^**	ЕҚT-TP (мг/Нм³)^*
1	2	3	4
1	Бір контактілі күкірт қышқылы зауыты	-^***	800-940
2	Қос жанасулы күкірт қышқылы зауыты	> 99,8
3	Ылғалды катализ қондырғысы (WSA процесі)	>98^***

* Іріктеу кезеңінің орташа тәуліктік мәні немесе орташа мәні.

** Қалдық газды кейіннен тазалау тиімділігін есепке алмаған абсорбция бағанын қоса алғанда конверсия коэффициенті.

*** Қалдық газды тазартуды есепке алатын көрсеткіштер.

ЕҚT-ге қатысты мониторинг: ЕҚT 5-ті қараңыз.

ЕҚТ 23.

Атмосфераға SO₂ шығарындыларының алдын алу немесе азайту мақсатында (күкірт қышқылын немесе сұйық SO₂қондырғысына бағытталғандардан басқа) бастапқы және қайталама қорғасын өндірісінде балқытуды тиеу, балқыту және шығару процестерінде ЕҚТ техникалардың біреуін немесе комбинациясын пайдаланудан тұрады:

Р/с №	Техникалар	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	Пештің сипаттамаларына және шығарындыларды азайту үшін қолданылатын әдістерге сәйкес шикізатты таңдау	жалпы қолданылады
2	Құрамында күкірті бар шикізатты сульфат түріндегі сілтілі шаймалау	жалпы қолданылады
3	"Құрғақ" немесе "жартылай құрғақ" тазалау әдістерін қолдану (құрғақ немесе жартылай құрғақ скруббер)	жалпы қолданылады
4	"Дымқыл" тазарту әдістерін қолдану (дымқыл скруббер)	Жаңа қондырғыларға қолданылады. Жұмыс істеп тұрған қондырғылар үшін қолдану мүмкіндігі келесі жағдайларда шектелуі мүмкін: газдан тыс ағынның өте жоғары жылдамдығы (пайдаланатын қалдық пен сарқынды сулардың айтарлықтай көлеміне байланысты); құрғақ аймақтарда (судың үлкен көлеміне және сарқынды суларды тазарту қажеттілігіне байланысты); күкіртсіздендіру үшін жекелеген ағындарды бөлумен орталықтандырылған газды тазарту жүйесін ауқымды қайта құру қажеттілігі , сондай-ақ аумақтың шектеулілігі (қосымша ірі габаритті құрылыстарды салу үшін өндірістік алаңдардың болмауы).
5	Балқу сатысында күкірттің байланысуы	Тек қайталама қорғасын өндірісі үшін қолданылады

Сипаттама:

ЕҚT 23(2): Сілтілі тұз ерітіндісі балқыту алдында қайталама материалдардан сульфаттарды жою үшін қолданылады.

ЕҚT 23(4): Балқыту сатысында күкіртті бекіту балқыту пештерінде темір мен сода (Na₂CO₃) қосу арқылы жүзеге асырылады, олар қоректенетін күкіртпен әрекеттесіп, Na₂S-FeS қож түзеді.

ЕҚТ қатысты технологиялық көрсеткіштері 6.6-кестеде берілген.

6.6-кесте. Бастапқы және қайталама қорғасын өндірісінде металды тиеу, балқыту және сығу кезіндегі ЕҚТ -ға (күкірт қышқылы зауытына немесе басқа өнімдерге жіберілмейтіндерден басқа) байланысты SO₂технологиялық көрсеткіштері

Р/с№	Параметр	ЕҚT-TP (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	SO₂	50-500

1) Іріктеу кезеңінің орташа тәуліктік мәні немесе орташа мәні.

2) 2021 жылғы 01 шілдеге дейін пайдалануға берілген кәсіпорындар үшін қоршаған орта объектілеріне ең аз әсер ететін тазалау технологиясын таңдағанға және өндірістік жағдайларда сынауға дейін: 50-940 мг/Нм³.

ЕҚT-ге қатысты мониторинг: ЕҚT 5-ті қараңыз.

Күкірт қышқылының шығарындылары

ЕҚT 24.

Қорғасын негізіндегі күкірт қышқылы өндірісінен SO₃/H₂SO₄шығарындыларын (шашырау мен тұман) азайту төмендегі әдістердің бірін немесе бірнешеуін қолдану болып табылады.

Р/с №	Техникалар	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	Кіріс ағындардағы SO₂деңгейлерінің ауытқуын азайтыңыз	Жалпы қолданылады
2	Кіретін газды және жану ауасын құрғату (кептіру).	Тек құрғақ жанасу процестеріне арналған
3	Үлкенірек конденсация аймағын пайдалану	Ылғалды катализ процесі үшін
4	Абсорбциядан кейін тиімділігі жоғары шам сүзгілерін қолдану	Жалпы қолданылады
5	Қышқылдың оңтайлы таралуы және айналым жылдамдығы	Жалпы қолданылады
6	Абсорбент қышқылының шоғырлануы және температураны бақылау	Жалпы қолданылады
7	Ылғалды электростатикалық тұндырғыштар және дымқыл скрубберлер сияқты дымқыл катализ процестерінде регенерация/сіңіру әдістерін қолдану	Жалпы қолданылады

ЕҚT-ге қатысты мониторинг: ЕҚT 5-ті қараңыз.

ЕҚТ-ге қатысты технологиялық көрсеткіштері 6.7-кестеде берілген.

6.7-кесте. SO₃/H₂SO₄технологиялық көрсеткіштеріЕҚT-ге байланысты

Р/с №	Параметр	ЕҚT-TP (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	H₂SO₄	10-35

* Жылдық орташа көрсеткіштер.

6.4.4. Азот тотықтарының шығарындылары

ЕҚТ 25.

(NO_X) шығарындыларының алдын алу және/немесе азайту үшін келесі әдістердің бірін немесе комбинациясын қолдану ЕҚТ болып табылады:

Р/с №	Техникалар	Сипаттама
1	2	3
1	Азот тотықтарының төмен шығарындылары бар қыздырғыштар (NO_x)	Жану процесін кешіктіретін, бірақ жылу беруді арттыра отырып, оны аяқтауға мүмкіндік беретін ең жоғары жалын температурасын төмендетуге арналған. Бұл оттық конструкциясының әсері отынның өте тез тұтануы болып табылады, әсіресе отын құрамында ұшпа қосылыстар болған кезде, атмосферада оттегінің жетіспеушілігімен NO_xтүзілуінің төмендеуіне әкеледі . Төменгі NOx қыздырғыштары кезеңді жану (ауа/отын) және түтін газдарының рециркуляциясы үшін арналған.
2	Оттегі оттығы	Жану ауасын оттегімен алмастыруға арналған, содан кейін пешке түсетін азоттан NO_xтермиялық түзілуін болғызбау/төмендету.Пештегі қалдық азот мөлшері келіп түсетін оттегінің тазалығына, отынның сапасына және мүмкін болатын ауа қабылдауына байланысты.
3	Түтін газының рециркуляциясы	Оттегінің құрамын, демек жалынның температурасын төмендету үшін пештен шыққан газды жалынға қайта беру. Арнайы қыздырғыштарды қолдану жалынның негізін салқындатып, жалынның ең ыстық бөлігіндегі оттегінің мөлшерін азайтатын түтін газдарының ішкі рециркуляциясына негізделген.

ЕҚТ-ге қатысты мониторинг: ЕҚТ 5-ті қараңыз.

6.4.5. Органикалық қосылыстардың шығарындылары

ЕҚТ 26.

Қайталама қорғасын өндірісінде шикізатты кептіру және балқыту кезінде атмосфераға органикалық қосылыстардың шығарындыларын азайту үшін ЕҚТ бір немесе бірнеше әдістерді қолданады:

Р/с №	Техникалар	Сипаттама
1	2	3
1	Органикалық шығарындыларды азайту үшін жану жағдайларын оңтайландыру	Ауаны немесе оттегі мен көміртекті дұрыс араластыру, органикалық көміртекті тотықтыру үшін газ температурасын және жоғары температурада тұру уақытын бақылау. Сондай-ақ оттегімен байытылған ауаны немесе таза оттегін пайдалануды қамтуы мүмкін.
2	Пештің түріне және қоршаған ортаға әсердің алдын алу және/немесе азайту үшін қолданылатын әдістерге сәйкес шикізатты таңдау және жеткізу	Шикізатты таңдау және оларды пешке тиеу қоршаған ортаны ластағыш заттарды тиімді жою мүмкіндігіне негізделуі керек (тазалау үшін қолданылатын әдістердің тиімділігін арттыру), олар құрамында олар болған кезде пайда болады. шикізат, соның салдарынан олардың азаюы.
3	Оттықтан кейінгі оттықтарды пайдалану (жану жүйелері)	Тотығу реакциясын құру үшін бақыланатын температура жағдайында қалдық газ ағынындағы ластағыш заттың оттегімен реакциясына негізделген.
4	Регенеративті термиялық тотықтырғыштарды қолдану	Адсорбенттің отқа төзімді тірек қабаттарын пайдалана отырып, газ және көміртегі қосылыстарының жылу энергиясын кәдеге жарату үшін регенеративті процестерді қолдану.

3 және 4 әдістерін қолдану мүмкіндігі өңделетін шығарылатын газдардың энергия мазмұнымен шектелуі мүмкін, өйткені энергиясы төмен газдар отын шығынын жоғарылатады.

ЕҚТ-ге байланысты технологиялық көрсеткіштері 6.8-кестеде келтірілген.

6.8-кесте. ЕҚТ-ге қатысты органикалық қосылыстардың технологиялық көрсеткіштері

Р/с №	Параметр	ЕҚT-TП (мг/Нм ³)^*
1	2	3
1	Жалпы ҰОҚ	10-40

* Іріктеу кезеңінің орташа тәуліктік мәні немесе орташа мәні.

ЕҚT қатысты мониторинг: ЕҚT 5-ті қараңыз.

ЕҚТ 27.

Қайталама қорғасын өндірісінен ауаға ПХДД/Ф шығарындыларын болғызбау және/немесе азайту үшін қолданылатын ЕҚT бір немесе бірнеше әдістерді пайдалану болып табылады:

Р/с №	Техникалар	Сипаттама
1	2	3
1	Органикалық шығарындыларды азайту үшін жану жағдайларын оңтайландыру	Ауаны немесе оттегі мен көміртекті дұрыс араластыру, құрамында ПХДД/Ф бар органикалық көміртекті тотықтыру үшін газ температурасын және жоғары температурада тұру уақытын бақылау. Сондай-ақ оттегімен байытылған ауаны немесе таза оттегін пайдалануды қамтуы мүмкін
2	Пештің түріне және қоршаған ортаға әсердің алдын алу және/немесе азайту үшін қолданылатын әдістерге сәйкес шикізатты таңдау және жеткізу	Шикізатты таңдау және оларды пешке тиеу қоршаған ортаны ластағыш заттарды тиімді жою мүмкіндігіне негізделуі керек (тазалау үшін қолданылатын әдістердің тиімділігін арттыру), олар құрамында олар болған кезде пайда болады. шикізат, соның салдарынан олардың азаюы
3	Шикізатты шағын бөліктерде беру үшін жартылай жабық пешке тиеу жүйелерін қолдану	Шикізатты шағын партиялармен жартылай жабық пештерде беру тиеу кезінде жылу жоғалуын азайтуға көмектеседі, осылайша жоғары газ температурасын сақтайды және ПХДД/Ф түрлендіруін болдырмайды.
4	Балқыту пештеріне арналған ішкі оттық жүйесі	Шығарылған газды оттық жалын арқылы өткізуге, оттегінің қатысуымен органикалық көміртекті СО₂-ге айналдыруға негізделген;
5	Тиімді тозаң жинау жүйесін пайдалану	250 °C жоғары температурада тозаңның болуы бастапқы синтез арқылы ПХДД/Ф түзілуіне ықпал етеді.
6	> 250 °C температурада жоғары тозаң түзетін тозаң жинау жүйелерін пайдалануды шектеңіз
7	жылдам қатаю	Газды 400 °C-тан 200 °C-қа дейін жылдам салқындату ПХДД/Ф бастапқы синтезін болдырмайды жаңа)
8	Тиімді жинау жүйесімен біріктірілген адсорбент инъекциясы тозаң	ПХДД/Ф бөлшектердің бетіне адсорбцияланады және тиімді тозаң жинау және тазалау жүйелері арқылы онымен бірге жойылады.
9	Пештің жоғарғы аймағында оттегінің жарылуын қолдану	Автотермиялық тотығуды қамтамасыз ету, белгілі бір пештердің балқу қуатын немесе жылдамдығын арттыру және тотықсыздандыру аймағынан бөлек толық жануды қамтамасыз ету үшін пеште дискретті оттегіленген аймақтарды қамтамасыз ету

ЕҚТ-ге байланысты технологиялық көрсеткіштері 6.9-кестеде келтірілген.

6.9-кесте. ЕҚТ-ға байланысты қайталама шикізатты балқыту кезіндегі ПХДД/Ф технологиялық көрсеткіштері

Р/с №	Параметр	ЕҚT-TП (нг МТЭ/Нм³)^*
1	2	3
1	ПХДД/Ф	<0,1

* Іріктеу кезеңінің орташа тәуліктік мәні немесе орташа мәні (кемінде алты сағат)

ЕҚT-ге қатысты мониторинг: ЕҚT 5-ті қараңыз.

6.4.6. Сынап шығарындылары

ЕҚТ 28.

Пирометаллургиялық процестен атмосфераға (күкірт қышқылы зауытына жіберілетіндерден басқа) сынап шығарындыларының алдын алу және/немесе азайту үшін ЕҚТ төменде сипатталған әдістердің біреуін немесе комбинациясын қолдану болып табылады:

Р/с №	Техникалар	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	Құрамында сынап мөлшері төмен шикізатты пайдалану	Жалпы қолданылады
2	Адсорбенттерді (мысалы, белсендірілген көмір) тозаңды тиімді сүзу жүйесімен (мысалы, қап сүзгісі) пайдалану	Жалпы қолданылады
3	Сынапты сорбциялау немесе тұндыру және аз еритін қосылыстарға айналдыру арқылы ылғалды тазарту әдістерін қолдану	Жалпы қолданылады

Активтендірілген көмірді адсорбент ретінде қолдану адсорбент бетіндегі сынаптың адсорбциясына негізделген. Бетіндегі максималды адсорбциядан кейін адсорбцияланған мазмұн адсорбенттің регенерациясы кезінде десорбцияланады.

ЕҚТ-мен байланысты технологиялық көрсеткіштері 6.10-кестеде келтірілген.

6.10-кесте. Құрамында сынап бар шикізатты пайдаланатын пирометаллургиялық процестен болатын сынаптың ЕҚТ-ға қатысты технологиялық көрсеткіштері

Р/с №	Параметр	ЕҚT-TП (мг/Нм ³)^*
1	2	3
1	Сынап және оның қосылыстары Hg түрінде көрсетілген	0,01-0,05

1) орташа тәуліктік мән және сынама алу кезеңіндегі орташа мән (кезеңдік өлшеу, кемінде жарты сағат бойы бір реттік үлгілер);

2) ассортименттің төменгі шегі тиімді тозаңды сүзу жүйелерімен бірге адсорбенттерді (мысалы, белсендірілген көмір) пайдаланумен байланысты.

ЕҚT-ге қатысты мониторинг: ЕҚT 5-ті қараңыз.

6.5. Суды пайдалануды басқару, сарқынды суларды жою және тазарту

ЕҚТ 29.

Сарқынды суларды кәдеге жарату және тазартудың ең үздік қолжетімді әдісі сарқынды су түрлерін жинау және бөлу, ішкі рециркуляцияны барынша арттыру және әрбір соңғы ағын (ағызу арнасы) үшін тиісті тазартуды қолдану болып табылады. ЕҚT мына әдістердің біреуін немесе комбинациясын қолдану болып табылады:

Р/с №	Техникалар	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	Қолданылатын тұщы судың мөлшерін және ағызылатын сарқынды судың мөлшерін өлшеу	жалпы қолданылады
2	Тазалау және құю операцияларынан алынған сарқынды суларды бір процесте қайта пайдалану	жалпы қолданылады
3	Ылғал электр сүзгілер мен ылғалды скрубберлерден аздап қышқыл суларды қайта пайдалану	Қолдану сарқынды суларда металдар мен қалқымалы қатты заттардың болуымен шектелуі мүмкін
4	Қожды түйіршіктеуден алынған сарқынды суларды қайта пайдалану	Қолдану сарқынды суларда металдар мен қалқымалы қатты заттардың болуымен шектелуі мүмкін
5	Жер үсті сарқынды суларды қайта пайдалану	жалпы қолданылады
6	Салқындату суының жабық жүйелерін пайдалану	жалпы қолданылады
7	Тазартылған суды қайта пайдалану	Қолдану мүмкіндігі тазартылған суда тұздардың болуымен шектелуі мүмкін

ЕҚT 30.

Судың ластануын болғызбау және сарқынды сулардағы ластағыш заттардың шоғырлануын азайту үшін ЕҚТ тазартуды қажет ететін сарқынды су ағындарынан тазартылған сарқынды суларды бөлу болып табылады.

Қолдану мүмкіндігі

Жұмыс істеп тұрған қондырғыларда қолдану мүмкіндігі бар сарқынды суларды жинау жүйелерінің конфигурациясымен шектелуі мүмкін.

ЕҚТ 31.

Сілтілік шаймалау процесінде сарқынды сулардың пайда болуын болғызбау үшін сілтілі тұз ерітіндісіндегі натрий сульфатының кристалдануы нәтижесінде пайда болған суды қайта пайдалану ЕҚТ болып табылады.

ЕҚT 32.

Аккумуляторлық батареяларды дайындау кезінде су шығарындыларын азайту үшін, егер қышқыл булар тазарту қондырғыларына жіберілсе, ЕҚT осы ағынның құрамындағы ластағыш заттармен күресу үшін тиісті түрде жобаланған тазарту қондырғыларын пайдаланудан тұрады.

ЕҚТ 33.

Суға бөлінулерді азайту үшін ЕҚТ келесі әдістердің бірін немесе бірнешеуін қолдана отырып, бастапқы және қайталама қорғасын өндірісінің сарқынды суларын тазарту және металдар мен сульфаттарды жою болып табылады:

Р/с №	Техникалар	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	реттеу	жалпы қолданылады
2	сүзу	жалпы қолданылады
3	химиялық тұндыру	жалпы қолданылады
4	адсорбция	жалпы қолданылады

ЕҚT-мен байланысты технологиялық көрсеткіштері 6.11-кестеде берілген.

Қолданылатын технологиялық көрсеткіштер сарқынды суларды тазарту қондырғысынан кейін босату орнында белгіленеді.

6.11-кесте. Бастапқы және қайталама қорғасын өндіру кезінде ЕҚТ-ға сәйкес келетін қабылдағыш су қоймаларына құйылатын сарқынды сулар төгінділеріндегі ластағыш заттардың шоғырлану технологиялық көрсеткіштері

Р/с №	Параметр	ЕҚT-TП (мг/дм ³)^*
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 мән;

2) сарқынды суларды тазарту қондырғыларынан тазартылған ағындарды шығаруда қолданылатын көрсеткіштер.

ЕҚT-ге қатысты мониторинг: ЕҚT 6-ны қараңыз.

ЕҚT 34.

Топырақтың және жер асты суларының аккумуляторды сақтау, ұсақтау, сұрыптау және жіктеу жұмыстарынан ластануын болғызбау үшін ЕҚТ қышқылға төзімді еден бетін және қышқыл төгілу жүйесін пайдалану болып табылады. Сарқынды суларды өндіру және тазарту.

6.6. Қалдықтарды басқару

ЕҚТ 35.

Кәдеге жарату үшін жіберілетін қалдықтардың мөлшерін болғызбау немесе алдын алу мүмкін болмаса, азайту үшін ЕҚТ қоршаған ортаны басқару жүйесі шеңберінде қалдықтарды басқару бағдарламасын әзірлеуді және енгізуді білдіреді (ЕҚТ 1-ді қараңыз), ол мыналарды қамтамасыз етеді: басымдылық ретiнде қалдықтардың түзiлуiнiң алдын алу, оларды қайта пайдалануға, кәдеге жаратуға немесе басқа қалпына келтiруге дайындау.

ЕҚТ 36.

Бастапқы қорғасын өндірісінде кәдеге жарату үшін жіберілетін қалдықтардың мөлшерін азайту үшін ЕҚТ бір және/немесе әдістердің комбинациясын қолдана отырып, технологиялық аралық өнімдерді қайта пайдалану немесе оларды өңдеу процесін жеңілдету үшін учаскеде операцияларды ұйымдастыру болып табылады:

Р/с №	Техникалар	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	Тозаңды және газды тазалау жүйесіндегі тозаңды қайта пайдалану;	Жалпы қолданылады
2	Ылғалды және құрғақ тазарту процестерінен тозаңнан/шламнан Se және Te қалпына келтіру	Шикізаттағы сынаптың мөлшерін ескеру керек
3	Тазартылған қождан Ag, Au, Bi, Sb және Cu алу	Жалпы қолданылады
4	Сарқынды суларды тазарту шламынан металдарды алу (сарқынды суларды тазарту қондырғыларының шламы)	Сарқынды сулардың шламын тікелей балқыту As, Tl және Cd болуымен шектелуі мүмкін
5	Шламды сыртқы кәдеге жарату тиімділігін арттыратын флюс материалдарын қосу	Жалпы қолданылады
6	Қорғасын және басқа металдарды алу үшін технологиялық қалдықтарды қайта пайдалану	Жалпы қолданылады
7	Технологиялық қалдықтар мен қалдықтарды басқа мақсаттарда қайта пайдалану мүмкіндігі үшін өңдеу	Жалпы қолданылады

ЕҚТ 37.

Қорғасынды аккумуляторлық полипропилен мен полиэтиленді қалпына келтіру үшін оны балқыту алдында батареялардан бөліп алу керек.

Қолдану мүмкіндігі

Пештің жұмысына қажетті бөлшектелмеген (тұтас) аккумуляторлармен қамтамасыз етілген газ өткізгіштігіне байланысты шахталы пештер үшін қолдануға болмайды.

ЕҚТ 38.

Аккумуляторлық батареялардан заттарды алу процесінде жиналған күкірт қышқылын қайта пайдалану немесе алу мақсатында ЕҚТ мына әдістердің біреуін немесе комбинациясын қолдана отырып, құрылғыны ішкі немесе сыртқы қайта пайдалануды немесе қайта өңдеуді жеңілдететіндей етіп ұйымдастыру болып табылады:

Р/с №	Техникалар	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	Крекинг арқылы қышқылды қалпына келтіру	Күкірт қышқылын немесе сұйық күкірт диоксидін өндіретін зауыт болған жағдайда ғана қолданылады
2	Тұндырғыш ретінде қайта пайдаланыңыз	Әдетте жергілікті жағдайларға байланысты қолданылады, мысалы, тұздалу процесінің болуы және қышқылда бар қоспалардың осы процесспен үйлесімділігі.
3	Гипс өндірісі	құрамындағы қоспалар гипстің сапасына әсер етпесе немесе сапасы төмен гипс басқа мақсаттарда, мысалы, флюс үшін пайдаланылуы мүмкін болса ғана қолданылады.
4	Натрий сульфатын өндіру	Сілтілі сілтілеу процесінде қолданылады
5	Химия зауытында шикізат ретінде қайта пайдалану	Қолдану мүмкіндігі химиялық технологиялық қондырғының қолжетімділігіне байланысты шектелуі мүмкін

ЕҚТ 39.

Қорғасын өндірісінде кәдеге жарату үшін жіберілетін қалдықтардың мөлшерін азайту үшін ЕҚТ – бұл алаңдағы жұмысты технологиялық қалдықтарды қайта пайдалануды жеңілдететіндей немесе басқа жағдайда технологиялық қалдықтарды өңдеуді, оның ішінде пайдалану арқылы өңдеуді ұйымдастыру. төменде келтірілген технологиялардың біреуі немесе бірнеше комбинациясы.

Р/с №	Техникалар	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	Қорғасын және басқа металдарды алу үшін балқыту процесінде технологиялық қалдықтарды қайта пайдалану	жалпы қолданылады
2	Материалды алу үшін мамандандырылған қондырғыларда қалдықтар мен қалдықтарды өңдеу	жалпы қолданылады
3	Қоқыстар мен қалдықтарды басқа мақсаттарда қайта пайдалануға болатындай өңдеу	жалпы қолданылады

ЕҚT 40.

Құрамында күшән бар қалдықтардың түзілуін, сондай-ақ олардың улы қасиеттерін азайту үшін ЕҚТ келесі әдістердің бірін қолданады:

Р/с №	Техникалар	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	Пайдаланылған газдардағы күшән шоғырлануын төмендету үшін металл балқытудың технологиялық мәселелерін жетілдіру	Жалпы қолданылады
2	Құрамында күшән бар өңделген өнімдерді қауіпсіз сақтау үшін ерімейтін қосылыстарға айналдыру	Жалпы қолданылады
3	Құрамында күшән бар аралық өнімдерді біріктірілген әдіспен өңдеу.	Жалпы қолданылады
4	құрамында күшән бар қалдықтарды қатайтатын толтырғыш қоспа ретінде пайдалану мүмкіндігі	құрамында күшән бар аралық өнімдердің (темір/кальций арсенаты) 1-3 % аспайтын , сондай-ақ күшәнді шаймалаудың қолайлы деңгейі болған кезде

ЕҚТ 41.

Пирометаллургиялық және күкірт қышқылды процестерден алынатын қалдық газдардың жоғары сапалы жылуын пайдалану арқылы жылу және электр энергиясын өндіру Ең үздік қолжетімді әдіс болып табылады.

6.7. Ремедиация жөніндегі талаптар

Қорғасын өндіру кезінде атмосфералық ауаға әсер етудің негізгі факторы ұйымдасқан шығарындылар көздерінің, оның ішінде барабандарының, аралық балқыту өнімдерін өңдеуге арналған жабдықтардың, күкірт қышқылын өндіретін зауыттардың жұмысы нәтижесінде пайда болатын ластағыш заттардың шығарындылары болып табылады (құрамында күкірті бар өнімдерді өндіру үшін шығатын технологиялық газдар жіберілген жағдайда). Ластағыш заттардың атмосфераға ұйымдастырылмаған шығарындыларына: концентратты сақтау, дайындау, тиеу кезіндегі тозаң шығарындылары; қожды күйдіру және балқыту қондырғыларынан, шикізатты дайындау және өңдеуге арналған жабдықтардан ағу; технологиялық жабдықтың жұмыс жағдайын сақтау үшін қосалқы жабдықтың шығарындылары.

Қорғасын өндірісі объектілері қызметінің жер асты және жер асты суларына әсерінің шамасы суды тұтыну көлеміне және ағынды суларды бұруға, тазарту құрылыстарының тиімділігіне, сарқынды суларды сүзгілеу алқаптары мен жер бедеріне жіберудің сапалық сипаттамаларына байланысты. Зауыттың салқындатқыш су жүйесінде тұйық контур болмаса, технологиялық ағынды сулар болмайды.

Өндірістік және технологиялық процестер нәтижесінде пайда болған қалдықтар келісімшарт негізінде үшінші тарап ұйымдарына кәдеге жарату/өңдеу үшін берілуі мүмкін, ішінара шахталардың өндірілген кеңістігін толтыру кезінде өздері үшін пайдаланылуы мүмкін, бір бөлігі өндіріске қайтарылады. Тотықсыздану реакциялары процесінде түзілетін композициялық металдарды бөліп алғаннан кейін.

Экологиялық 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, қорғасын өндіру кәсіпорындарының қызметі нәтижесінде атмосфералық ауаның ластануы және ластағыш заттардың табиғи ортаның бір компонентінен екіншісіне одан әрі ауысуы нәтижесінде келесі жағымсыз салдарлар туындайды:

атмосфералық ауадан топырақ бетіне ластағыш заттардың түсуі нәтижесінде жер мен топырақтың ластануы және олардың жер үсті және жер асты суларына одан әрі инфильтрациясы;

жануарлар мен өсімдіктер әлеміне әсері.

Өндірістік және (немесе) мемлекеттік экологиялық бақылау нәтижелері бойынша табиғи орта компоненттеріне антропогендік әсер ету нәтижесінде келтірілген экологиялық залал фактілері анықталған кезде қызметтің салдарын жабу және (немесе) жою кезінде базалық есепте немесе эталондық учаскеде белгіленген жай-күйге қатысты табиғи орта компоненттерінің жай-күйінің өзгеруіне бағалау жүргізу қажет.

Іс-әрекеттері немесе қызметі экологиялық залал келтірген тұлға Экологиялық кодекстің (5-бөлімнің 131-141-баптары) нормаларына және ремедиация бағдарламасын әзірлеу жөніндегі әдістемелік ұсынымдарға сәйкес учаскенің жай-күйін қалпына келтіру үшін осындай залалды жоюға арналған тиісті шараларды қолдануға тиіс.

Бұдан басқа, іс-әрекеттері немесе қызметі экологиялық залал келтірген тұлға, учаске бұдан былай адам денсаулығына елеулі қауіп төндірмеуі және табиғи орта компоненттерінің ластануына байланысты оның қоршаған ортаға қатысты қызметінен зиян келтірмеуі үшін, олардың күнделікті немесе келешектегі бекітілген нысаналы міндеттерін ескере отырып, тиісті ластағыш заттардың эмиссияларын жою, тежеу немесе қысқарту үшін, сондай-ақ бақылау мониторингі үшін мерзімінде және кезеңділікпен қажетті шараларды қабылдауы тиіс.

7. 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. Қорғасын өндірісінің перспективалық техникалары

7.1.1. КЭПАЛ-ЖВ процесі

ВНИИТцветмет институтында (Қазақстан) КЭПАЛ-ЖВ, КЭПАЛ негізгі пирометаллургиялық процестері және оларға сәйкес қондырғылар әзірленді, олардың жартылай өнеркәсіптік сынақтары жүргізілді. КЭПАЛ-ЖВ процесі сынықтардағы органикалық заттармен қорғасын оксидтерін тотықсыздандыру арқылы технологиялық балқыманың көпіршікті сұйық ваннасында ұсақталған Батарея сынықтарын автогенді балқыту тұжырымдамасына негізделген. Бұл процесті тиімді жүзеге асыру үшін балқыту және электротермиялық бөліктерден тұратын КЭПАЛ-ЖВ қондырғысы әзірленді. Бөлшектерінің мөлшері 150 мм-ден аспайтын шихта балқыту білігінің төбесіндегі тиеу тесігі арқылы беріледі және балқыма бетіне түседі. Техникалық оттегі немесе оттегімен байытылған ауа балқымаға фурмалар арқылы беріледі. Оттегі мен органикалық материалдардың өзара әрекеттесуінің экзотермиялық реакцияларының жылуы балқыманы берілген температураға дейін қыздыруды, қорғасын сульфаттарының оксидке дейін ыдырауын және металл қорғасынға дейін тотықсыздануын қамтамасыз етеді. КЭПАЛ-ЖВ процесі мен қондырғысы негізінде ұсақталған кесілмеген аккумулятор сынықтарын өңдеудің технологиялық сызбасы әзірленді. Процестің негізгі өнімдері қорғасын-сүрме қорытпасы, кондицияланған мыс штейні және қалдық қож болып табылады. ПВХ сепараторларындағы хлор хлоры бар тозаңдармен процесстен жойылады, содан кейін коммерциялық натрий хлоридіне айналады. Қорғасын сульфаттары мен эбониттен күкірт күңгірт және коммерциялық құрылыс гипсіне айналады. Өңдеу үшін әдетте полипропиленнен және ішінара эбониттен жасалған корпустары бар аккумулятор қалдықтарының қоспасы алынады. Полипропиленді әртүрлі өнеркәсіптік мақсаттарда қайта пайдалануға болады, оны КЭПАЛ-ЖВ қондырғысында жағу немесе кәдеге жарату экономикалық тұрғыдан тиімсіз. ВНИИТцветмет институты сонымен қатар құрамында полипропилен мен эбонит бар жарамсыз Батареяларды кесу технологиясын әзірледі. Ол екі негізгі процеске негізделген: сынықтарды фракцияларға (оның ішінде полипропиленді) гидродинамикалық бөлу және КЭПАЛ-ЖВ немесе КЭПАЛ процестерін қолдану арқылы құрамында қорғасын бар фракциялар мен эбонитті пирометаллургиялық өңдеу.

7.1.2. Төмен температуралық процестер

Қайталама қорғасын шикізатын өңдеу қоршаған ортаны қорғаудың жоғары талаптарын сақтауды талап ететінін ескере отырып, төмен балқитын, ұшатын және улы қорғасын іздестіру және әзірлеу жұмыстары жүргізіліп жатқан ең перспективалы төмен температуралы процестер болуы мүмкін. Батареяларды кесуден металды және оксидті фракцияларды сілтілі балқыту Гинцветметте қайталама қорғасыны бар шикізатты өңдеудің сілтілі төмен температуралық әдісі әзірленіп, Подольский атындағы екінші түсті металдар зауытында тәжірибелік масштабта сынақтан өтті. Кесілген қорғасын Батареяларын (органикалық заттарсыз) балқыту бойынша зертханалық тәжірибелер болат тигельдерде, тәжірибелік балқыту – электротермиялық пеште жүргізілді.

Кейінірек, 1996-1997 жылдары "Гинцветмет" аккумулятор сынықтарының оксисульфатты фракцияларын төмен температурада балқытуды зерттеуді жалғастырды. Сілтілі сызба бойынша (органикалық заттарсыз) аккумулятор сынықтарын өңдеу бойынша тәжірибелік зауыттарды құрудың технологиялық регламенті әзірленіп, жобасының жобасы аяқталды. Қайталама қорғасын шикізатын 25 % сілті (каустикалық сода) және 3 % кокс қосу арқылы 700 °C температурада балқытқанда қорытпаға қорғасын мен сүрмені алу сәйкесінше 98,0 және 48,6 % құрады (сүрменің қалған бөлігі су қоймасына өтті. сілті балқымасы). Рязань жасанды талшық зауытының техникалық сипаттамаларына сәйкес келетін аралық өнім - Pb-Sb шламы мен натрий сульфатының ерітіндісін шығару арқылы сілтілі балқыманы өңдеу сызбасы әзірленді. Аккумулятор сынықтарын сілтілі балқытудың технологиялық бағыты барлық өнеркәсіптік өнімдерді (ең алдымен сілтілі балқымаларды) кәдеге жарату мәселесін шешкен жағдайда перспективалы болып табылады, қайтымсыз пайдаланылған, жойылмайтын, қымбат күйдіргіш сілті процестің экономикасы мен өндірістің экологиялық қауіпсіздігін айтарлықтай нашарлатады.

7.1.3. Түсті металлургия кәсіпорындарының құрамында қорғасын бар өнеркәсіптік өнімдерінен қорғасын өндірудің технологиялық схемалары

Мыс және мырыш концентраттарын қайта өңдеу кәсіпорындарында, сондай-ақ полиметалл шикізатын қайта өңдейтін тау-кен байыту комбинаттарында құрамында қорғасын бар өнеркәсіп өнімдері (тозаң, ферриттер, шламдар, қож және негізгі түсті металдар бойынша кондиционерленбеген ұжымдық байыту өнімдері) түзіледі, қазіргі уақытта олардың құрамындағы түсті және асыл металдардың едәуір мөлшеріне қарамастан дербес өңдеу жүргізілмейді. Бұл техногендік шикізаттан бағалы компоненттерді алудың әдеттегі тәжірибесі оны кен концентраттарын өңдейтін қорғасын зауыттарының шихтасына араластыру болып табылады. Сонымен қатар, қож қалдықтарының көлемінің ұлғаюына байланысты бұл кәсіпорындарда әлі күнге дейін түсті және бағалы металдардың үлкен шығыны байқалады. Осы уақытқа дейін ұсынылған мұндай күрделі өнеркәсіптік өнімдерді өңдеудің пирометаллургиялық және гидрометаллургиялық схемалары мыс, қорғасын және мырыштың тәуелсіз тауарлық өнімдерге (пирометаллургия) қанағаттанарлықсыз бөлінуіне байланысты немесе қымбат тазартуды қажет ететін ластанған технологиялық ерітінділердің үлкен көлемінің пайда болуына байланысты (гидрометаллургия) қолданылмайды. Сонымен қатар, бағалы металдарды өндіру жалпы алғанда жеткіліксіз болды, ал металдардың әртүрлі тауарлық өнімдер арасында таралуы қанағаттанарлықсыз болды. "Гинцветмет" институты мырыш зауыттарының қорғасын ферритін, мыс балқыту зауыттарының конвертерлік және конвертерлік сатыларының тозаңы мен қожын, ұжымдық орталар мен құрамында бағалы металдар бар сапасыз қорғасын-мырыш-мыс концентраттарын металлургиялық өңдеудің технологиялық сызбаларын жартылай өнеркәсіптік ауқымда әзірледі және сынады. металдар, негізгі балқыту технологиясы ретінде алдын ала күйдірілген (пісірілген) шихтаның жетілдірілген электротермиялық балқыту процесін пайдаланады. Бұл технология жалпы шығындарды (ең алдымен энергия шығындарын және тозаң мен газды жинауға) айтарлықтай төмендетеді және металлургиялық газдардың шағын көлемін тазарту кезінде экологиялық мәселелерді тиімді шешуге алғышарттар жасайды. Балқыту технологиясында сода қолданудан бас тарту тазартылмаған қорғасын мен жақсы бөлінген штейн мен қожды алуға мүмкіндік береді, онда бағалы компоненттер шоғырланған (штейнде мыс, қожда мырыш). Тазартылмаған қорғасын бағалы металдарды жинаушы болғандықтан, балқыту кезінде олар толығымен дерлік қорғасынға, жартылай штейнге айналады, содан кейін белгілі технологияны қолдана отырып, тауарлық өнімге айналады. Тазартылмаған қорғасындағы алтын мен күмістің айтарлықтай шоғырлануының өзінде күңгірттің аралық (буферлік) қабатының болуы қымбат бағалы металдардың таралу коэффициентімен анықталатын қождармен бағалы металдардың аз шығынына қол жеткізуге кепілдік беретінін атап өткен жөн. штейн мен қож арасындағы металдар, егер олардың штейндегі мөлшері тазартылмаған қорғасынға қарағанда 10 есе аз болса. Жартылай өнеркәсіптік сынақтардың нәтижесінде келесі тауарлық өнімдерді алу үшін сапасыз қорғасын-мыс-мырыш бар концентраттар мен ортаңғы өнімдерді өңдеудің экологиялық таза, қалдықсыз технологиясы әзірленді: құрамында бағалы металдардың негізгі бөлігі бар тазартылмаған қорғасын; 15 %-дан астам ZnO бар штейн және қож, оны қож сублимациялау немесе түйіршіктелген қож арқылы балқыма түрінде үнемді өңдеуге болады. Күкіртті қайта өңдеуге немесе бейтараптандыруға болады. Жасалған технология бойынша қорғасынды тазартылмаған қорғасынға алу – 88,54 % және мыс-қорғасын штейніне – 5,52 %; алтын мен күмісті тазартылмаған қорғасынға және штейнге – 98,3 %-ға дейін, оның ішінде тазартылмаған қорғасынға – 96 %-дан астам; мысты штейнге алу – 85,5 %, мырышты қожға – 97,3 %, күкіртті газға алу – 92 %. Құрамында стандартқа сәйкес келмейтін қорғасыны бар материалдарды өңдеу процесі реакциялық балқыту арқылы жүзеге асырылады, ол үшін балқытуға жіберілетін шихтадағы сульфидті қорғасынның сульфатқа және оксидті қорғасынға қатынасы кемінде 1:2 болуы керек. Тығыздалған жабдық және пайдаланылған газдардың шағын көлемі технологияның экологиялық тазалығын қамтамасыз етеді және газ бен тозаңды жинау құнын төмендетеді. Ұқсас өнімділіктегі импульстік регенерациясы бар сүзгілер немесе сүзгілердегі қаптардағы тозаңды тозаңнан тазарту қалдық тозаңның құрамын 1–3 мг/Нм³дейін төмендетеді.

7.1.4. Амин негізіндегі еріткішпен қорғасын аккумуляторының массасынан күкіртті алу

Польшада еріткіш пен аминдер негізіндегі жүйені пайдалана отырып, қорғасын аккумуляторының массасынан күкіртті алу үшін тәжірибелік негізде процесс әзірленді. Процесс натрий карбонатын пайдалануды және ақ қожды өндіруді болдырмайды. Процесс қорғасын сульфатының сулы фазаға бөлінуіне және кейіннен қорғасын карбонатының тұндырылуына және гипс алу үшін еріткіштің соңғы қалпына келуіне негізделген.

7.1.5. Қолданылған аккумулятордың массасын дымқыл өңдеу

CLEP процесі Италиядағы тәжірибелік зауытта жұмыс істейді. Процесс ылғал процесте пайдаланылған аккумулятор массасынан қорғасын карбонатын немесе натрий оксиді мен сульфатты өндіру болып табылады. Ауа шығарындылары жоқ және қорғасын оксиді аккумулятордың жаппай өндірісінде қайта пайдаланылады.

7.1.6. Қолданылған қорғасын аккумуляторларын қайта өңдеуге және жаңа аккумулятор торларын өндірге арналған бөлек процесс

Пайдаланылған аккумуляторлардан қорғасын қорытпалары мен қорғасын компоненттерін өңдеу және бөлек процесте жаңа Батарея торларын шығару бойынша зерттеулер әлі де жалғасуда. Инновациялық технология электрохимиялық еріту процесі мен қорғасын мен қорғасын қорытпаларын бөлме температурасында бір ваннада гальваникалық тұндыру процесін біріктіруге негізделген. Технологияның тікелей CO₂ шығарындылары жоқ және бір электрохимиялық ұяшықтағы екі процестің үйлесуі арқасында энергияны өте тиімді деп мәлімдейді.

7.1.7. Мырыш пен қорғасынның пирометаллургиялық өндірісінің қожын батырымды доғалы пеште өңдеу

Мырыш пен қорғасынды пирометаллургиялық өндіру нәтижесінде пайда болатын қожды мырыш пен қорғасынды қалпына келтіру үшін батырымды доғалы пеште өңдеу және пайдалануға жарамды және экологиялық таза қожды өндіру зерттелуде.

7.1.8. Шахталық пеште бөлшектелген аккумуляторларды пайдалану

Германиядағы қайта өңделген қорғасын зауытында шахта пешінің алдында полипропиленді және басқа да пластмасса құрамын бөлу процесі, сондай-ақ бөлшектелген аккумуляторлармен шахта пешін басқару процесі әзірленуде.

7.1.9. Тозаң мен газ ағындарын жинаудың қолданыстағы жүйелерінің тиімділігін арттыру

Германиядағы болат зауыттарының бірінде өндірістік ғимараттың төбесіндегі желдету жүйесі оны біртіндеп кеңейтуге болатындай етіп жасалған. Ғимараттың төбесіндегі желдету саңылаулары жабылып, жоғары өнімді шығару жүйесіне қосылған. Бұл шатырдың желдеткіштері сұраныс бойынша басқарылады, яғни. өндірістік залда қалдық шығарындылар күтілген сайын, төбедегі жоталы перделер жабылады және шатырдың итарқалары автоматты түрде жабылады және сору жүйесі қосылады. Бұл бақылау тұжырымдамасы қазіргі талаптарға бейімделген және энергия тиімділігінің жоғары деңгейін қамтамасыз етеді. Бұл шара бастапқы өндірістен шығатын бос шығарындыларды шамамен 70 %-ға азайтады деп күтілуде.

7.2. Энергия тиімділігі

7.2.1. Шығарылатын газдардың жылуын кәдеге жарату

Энергия тиімділігін арттыру және сыртқы отын шығынын азайту пайдаланылған газдың жылуын қалпына келтіру әдістерін қолдану арқылы жүзеге асырылады. Бу пайдалану тиімділігін арттырудың мысалы ретінде утильдеу қазандығының редукциялық қондырғысын бу турбиналы генератормен ауыстыру мүмкіндігін қарастыруға болады. Қорғасын зауытының ISA пештерінің қалдық жылу қазандықтарында өндірілетін бу 40 бар жұмыс қысымына ие және мұндай қысымда тұтынушыларға тікелей берілмейді, өйткені өнеркәсіп алаңының магистральдық бу құбырлары жұмыс қысымына арналған. 6 барға дейін. Шығарылатын будың қысымын 40 бардан 6 барға дейін төмендету үшін утильдеу қазандығы жабдығы қысымды төмендететін қондырғыны (RU) қамтиды. Дегенмен, реактор қондырғысында буды дроссельдеу кезінде оның потенциалдық энергиясының бір бөлігі қайтарымсыз жоғалатынын атап өткен жөн. Реакциялық қондырғының орнына бу турбиналық генераторын орнату және пайдалану немесе оларды балама пайдалану мыналарға мүмкіндік береді:

түпкі пайдаланушыларға сату мақсатында бу қысымын 6 бар қажетті қысымға дейін төмендететін бу турбинасы генераторын айналдыру және кейіннен беру үшін бастапқы қысымы 40 бар болатын бу энергиясын пайдалану;

реакторлық қондырғыда оны дроссельдеу кезінде бұрын жоғалтқан бу потенциалы есебінен кәсіпорынның өз қажеттіліктері үшін электр энергиясын өндіру.

7.2.2. Кәдеге жарату қазандығын үздіксіз үрлеуді басқаруды автоматтандыру

ПТС СЗ-дағы қожды сублимациялау пешінен кейін орнатылған РКФ 20/1,4–40–1300 кәдеге жарату қазандығын үздіксіз үрлеуді автоматтандыру, қазандық суындағы кермектік тұздардың шоғырлануын автоматты түрде реттейтін бағдарламамен басқарылатын клапанды енгізу және үрлеу суының үздіксіз ағызу көлемі.

Стандарттан жоғары үздіксіз үрлеу арқылы жылу энергиясының жоғалуын азайту.

Қазандықта бу түзілу процесінде тұздар мен басқа еріген қосылыстардың шоғырлануы артады. Тұздың жоғары шоғырлануы қазандықтардың ішкі қыздыру беттерінде көбік пайда болуына, қақтардың пайда болуына әкеледі. Тұз шоғырлануын мұқият бақылап, қазандықты үрлеу арқылы реттеу керек.

Қазандыққа қызмет көрсететін балқытушылар қазандық суындағы тұздың шоғырлануын анықтау үшін күнделікті, қажет болған жағдайда ауысым сайын қазандық суынан сынама алады. Содан кейін талдауларды қызмет көрсету цехының ТШО зертханасына жеткізу керек. 5-6 сағаттан кейін қазандық суын талдау нәтижелері дайын болады. Нәтижелердің негізінде үздіксіз тазалаудың ағынының жылдамдығы реттеледі.

Жұмыс қағидаты тазарту мөлшерін автоматты түрде басқару болып табылады. Электрлік басқару жетегі бар тазарту клапаны қазандық барабанынан қаттылық тұздарын бақыланатын мерзімді жою үшін қолданылады. Қазандық судағы кермектік тұздардың мөлшері электрөткізгіштік әдісімен бақыланады. Рұқсат етілген өткізгіштік деңгейінен асып кетсе, позициялаушы тазарту клапанын ашады. Өткізгіштік қайтадан рұқсат етілген деңгейден төмендегенде, жетек клапанды үнемді тазарту жұмыс күйіне қояды. Қазандық өшірілген кезде жетек клапанды жабық күйге келтіреді. Жетекті техникалық қызмет көрсету және қолмен реттеу үшін ажыратуға болады.

Үздіксіз үрлеуді басқаруды автоматтандыру мыналарды береді:

жылу энергиясының артық ысыраптарын болғызбау;

қазандық суындағы артық тұздылықты болғызбау;

конструкцияның қарапайымдылығына байланысты жоғары сенімділік пен пайдалану қауіпсіздігі;

элементарлық қолмен немесе автоматтандырылған басқару;

қол еңбегін механикаландыру;

қазандық суының талдау үлгілерін кері қайтару және оларды сервистік цехтың ТШО зертханасына тасымалдау кезінде қызметкерлердің жарақат алу қаупін жою;

кәдеге жарату қазандығының тиімділігін арттыру.

7.2.3. Конденсатты жинау және қайтару жүйесін енгізу

Кәсіпорынның энергетикалық аудитін жүргізу барысында кәрізге конденсат ағызылатын жерлер анықталды, бұл оның құрамындағы жылу энергиясының, сондай-ақ химиялық тазартылған судың жоғалуына әкеледі.

Конденсатты химиялық суды тазарту бөліміне қайтару мүмкіндігі ұсынылады. Конденсатты химиялық суды өңдеу алдында шикі сумен араластырады. Нәтижесінде шикі су мен артезиан суын жылытуға қажетті жылу энергиясы үнемделеді.

Жылу және желдету үшін бу түріндегі жылу энергиясын тұтыну 2018 жылы 44259 Гкал құрады. Жылу және желдету үшін бу түріндегі жылу энергиясының жалпы шығыны негізінде қайтымсыз конденсаттың көлемі анықталды.

Жылуалмастырғыш аппаратурамен бу шығынын есепке алудың болмауына байланысты ағызылатын конденсаттың көлемін есептеу бу шығыны және сәйкес жабдықтың жұмыс уақыты туралы паспорттық деректер негізінде жүргізілді.

Географиялық орналасуына қарай анықталған бу тұтынушыларының екі тобы үшін конденсатты жинау және қайтару екі жүйесін орнату жоспарлануда. Әрбір топ жеке конденсат станциясын орнатуды талап етеді. Конденсат станциясының кеңейту цистернасы конденсатты сәйкес топтың барлық тұтынушыларынан алады. Конденсат сорғылары конденсатты химиялық суды тазарту бөліміне жібереді.

7.2.4. Жылу тұтынатын жабдықты будан ыстық суға ауыстыру

Жылу тұтынатын жабдықты будан ыстық суға ауыстыру.

Көзбен шолып тексеру және аспаптық өлшеулер барысында будың ішінара жылыту және желдету үшін пайдаланылатыны анықталды, бұл:

конденсаттың бу беру көзіне қайтарылмауы;

жылуды тұтынуды реттеу мүмкіндігінің жоқтығынан тұтынушылардың жылу энергиясына шамадан тыс тұтынуы (10 – 15 %);

жылу энергиясының жоғалуының жоғарылауы (5 – 10 %);

су желілеріне қатысты бу желілеріндегі жылу энергиясының шамадан тыс шығындары (5 – 10 %).

Бұл әдіс энергияны басқаруды жақсартады.

7.2.5. Құрамында күшән бар қалдықтардың уыттылығын төмендету әдістері

Сипатталған әдістер жетімдік жақсартулардан кейін және олардың қолданылуын шектейтін шектеуші факторларды алып тастағаннан кейін іске асыру үшін мүмкін болады.

1. Ұсақ дисперсті күшән-сульфидті тұнбалардың элементтік күкіртпен қосылуы.

Құрамында күшән бар шикізатты пирит, күкірт, күкірт диоксиді және халькопирит қатысында күшәнды сульфидтер түріндегі экстракциямен күшән бар материалдарды тотықтырғыш-сульфидтендіргіш күйдіру негізінде өңдеу әдісі. Процесс электр жылытуы бар жабық типтегі пештерде жүзеге асырылады. Күкірт шығыны шикізаттың салмағы бойынша 5 – 50 % құрайды. Ауаның құрамында күшән бар булармен ластануын болғызбау үшін олар жуу мұнарасында кейіннен сіңіру арқылы пештен шығарылады. Біріктіру нәтижесінде тығыз өнім алынады, оның көлемі түпнұсқаның шамамен 5 % құрайды. Сумен 7, 75 және 156 күн жанасқанда оның массасының жоғалуы сәйкесінше 0,033, 0,093 және 0,123 % құрайды. Күкіртпен қалдық қоспаны автоклавта жоғары қысымда 0,26–0,44 МПа қысымда, 130–145 °С температурада және 1200 мин-1 араластыру жиілігінде тығыз түйіршіктер алу үшін балқытады. Сумен 160 күн жанасқанда түйіршіктердің массасының жоғалуы 0,5 %-дан аспайды. Процестің артықшылығы материалдан күшәнды жеткілікті түрде толық тазарту және оны тауарлық өнімдерге шикізат ретінде сақтауға және тасымалдауға ыңғайлы ықшам улы емес түрге айналдыру мүмкіндігі болып табылады. Әдістің кемшіліктеріне мыналар жатады: сульфидтендіргіш ретінде таза колчеданды, қымбат элементтік күкіртті пайдалану және пештен қож шығаратын жердегі қалдық күкіртті қосымша тотығу процесінде ауаның берілуін жоғарылату қажеттілігі. қарсы ағын тізбегі, механикалық белсендіру немесе қождың автоклавты өңдеуі [81,97,98,99,100].

2. Сульфидті емес қалдықтарды балқытылған сульфидті қалдықтарға айналдыру.

Процесс 310–330 °C температурада, триоксидтің салмағы бойынша 80 % күкірт шығынында және балқу уақыты 1 сағатта жүреді. Газ фазасымен бірге күшәннің кемуін азайту үшін қабаттың максималды биіктігі кезінде сульфидтеуді енгізу ұсынылды. Үшоксидтен балқытылған трисульфидті алу үшін көмірді соңғысының күкіртпен қоспасына енгізу және процесті шамамен 700 °C температурада жүргізу ұсынылды. Көмірді тұтыну стехиометриялық талаптан 100 % жоғары болуы керек [100].

3. Темір-күшән шпейзасына тазартылмаған қорғасынды тазартудан кейін кальций арсенаты қалдықтарын балқыту

Тазартылмаған қорғасынды тазартудан кейін кальций арсенатының қалдықтарын бейтараптандыру үшін темір-күшәнды шпейзаны балқытуды қолдануға негізделген әдіс. Қалдықтарды 25-30 % күшән құрамы бар шпейза алуды қамтамасыз ететін режимде (көмір, металл темір қосу, температура 1150–1200 °C) балқыту ұсынылады. Сонымен бірге шпейза онымен жанасатын суларды күшәнмен ластамайды.

Бүгінгі күні бұл әдісті жетілдіру қажет, өйткені күшәннің бір бөлігі тозаңға айналады, бұл оны өңдеу мүмкіндігіне теріс әсер етеді. Шпейзаны кәдеге жарату мамандандырылған алаңдарды (көпбұрыштар) салуды талап етуі мүмкін [101,102,103].

4. Күшәнды тұрақтандыру процестері

1996 жылы SMITE (синтетикалық минералды иммобилизациялау технологиясы) процесі ұсынылды, ол қауіпті қалдықтарды байланыстырғыш заттармен (әк, гипс, цементтердің әртүрлі түрлері, саз, күл және басқа да силикат материалдары) өңдеу, содан кейін қоспаны кептіру арқылы тұрақтандыру процесі болып табылады. және пештерде жоғары температурада күйдіру. Процесс сонымен қатар өңдеуді азайту, қысу беріктігін арттыру немесе ластағыш заттардың шайылуын азайту үшін рН түзететін агенттерді, фосфаттарды немесе күкірт реагенттерін қосуды қамтуы мүмкін.

Бұл әдіс әдетте TCLP әдісімен өлшенген күшәнді сілтісіздЕнгізудің нормативті шегіне сәйкес келетін тұрақтандырылған өнімге әкелуі мүмкін. Дегенмен, сілтісіздендіру сынақтары кейбір қалдықтар үшін белгілі бір кәдеге жарату жағдайларында күшәннің шайылуының нақты көрсеткіштері бола бермейді.

5. Арсенкальцийлі қалдықтарды әк қатыстырып термиялық өңдеу

[104] CaO =1:4 мольдік қатынасында күйдірілген әкпен күшән қалдықтарының қоспасы престеледі (1–2 т/см²), содан кейін термиялық өңдеу 2 сатыда жүргізіледі, оның біріншісі: 550–600 °С 0,5-1 сағ, екіншісі – 800-900 ºС 2-3 сағатта соңғы өнім түзілгенде – суда нашар еритін тетракальций арсенаты Ca₄As₂O₉. Брикеттерді екі сатылы күйдіру ауа атмосферасында жүзеге асырылады. Өнімдегі күшәнді анықтау байланыстыру 80 % болатынын көрсетті. Күйдірілген өнімді бір айға жуық суға салып қойғаннан кейін қатты фазадан жоғары ерітіндіде күшән 0,04 мг/л ғана болады. Еңбекте [105] күшән әкті күйдіру (сегрегация) арқылы қатты қалдықтарда толық сақталуы мүмкін екенін расталады.

6. Қалдықтарды қожбен біріктіру.

Құрамында күшән бар қосылыстарды балқытылған үйінді қожында еріту арқылы аз еритін, суға тұрақты түрлерге айналдыру әдісі Қажетті нәтижелерді алу шыны тәрізді күшән үшсульфидін алу үшін кептірілген күшән бар сульфидті ферритін балқыту фактісіне негізделген. 350-400 °C температурада сұйық қождан бұрын қалдық қож жылуын пайдалану арқылы пайда болған қорғаныс капсула қабығы. Ферриттің құрамындағы оксидтер мен сульфаттардың сульфидтенуі олардың жоғары қозғалғыш (суда еритін) жоғары уытты түрінен аз еритін және аз уытты түрге ауысуын қамтамасыз етеді, элементтік күкіртті ұшпайтын металл сульфидтеріне байланыстырады. Жасалған әдістің жоғары тиімділігіне қож қалдықтарының жылуын балқыту және сульфидтану реакциялары үшін пайдалану арқылы қол жеткізіледі [106,107].

7.3. Су ресурстары

7.3.1. Қорғасын өндірісінің сарқынды суларын тазартуға арналған кері осмос қондырғысы

Өндірістік масштабтағы демонстрациялық қондырғыда қорғасын өндірісінің пайдаланылған технологиялық және салқындатқыш суын тазарту үшін кері осмос қондырғысын пайдалану зерттелуде. Мақсат – кәдеге жарату үшін сарқынды суларды азайту, нәтижесінде металл шығарындыларын азайту және тұщы суға қажеттілікті азайту. Алынған сарқынды сулар мен қалпына келтірілген металдар балқыту пешіне қайтарылады.

7.3.2. Ауыр металдарды тиімді жою үшін түйіршікті материалды пайдалану

Aurubis (Гамбург) әлемдегі жетекші түсті металдарды жеткізуші және әлемдегі ең ірі мыс өңдеушілерінің бірі, ауыр металдар мен басқа да ластағыш заттарды судан тиімді түрде кетіретін жеке меншік минералды түйіршікті материалға негізделген зауытты тәжірибе жүзінде іске асыруда. Бастапқы сынақ нәтижелері оң нәтижелерді көрсетті және жобаны кеңейту бойынша жұмыс жүргізілуде, бұл сайып келгенде, жер асты суларын пайдалануды одан әрі азайту үшін көбірек сарқынды суларды қайта өңдеуге және қайта пайдалануға мүмкіндік береді.

8. Қосымша түсініктемелер мен ұсынымдар

ЕҚТ бойынша анықтамалық Экология кодекінің 113-бабына сәйкес дайындалды.

Анықтамалықты әзірлеудің бірінші кезеңі кешенді технологиялық аудит (КТА) жүргізу болды, оның барысында өндірісті басқарудың тиімділігін, қолданылатын автоматтандыру құралдарын, технологиялық мүмкіндіктерді талдауды және кәсіпорындардың қоршаған ортаға әсер ету дәрежесін анықтауға мүмкіндік беретін қорғасын өндіретін кәсіпорындардың ағымдағы жағдайына сараптамалық баға берілді.

Сараптамалық бағалаудың негізгі мақсаты ағымдағы жағдай бойынша Қазақстан Республикасының қорғасын өндірісінің технологиялық жай-күйін анықтау, сонымен қатар ЕҚТ параметрлеріне сәйкес кәсіпорындарды бағалау болды.

ЕҚТ өлшемшарттарыне сәйкестікті бағалау Еуропалық парламенттің және ЕО Кеңесінің 2010/75/ЕО "Өнеркәсіптік шығарындылар және/немесе төгінділер туралы (ластанудың кешенді алдын алу және бақылау туралы)" директивасына, сондай-ақ осы ЕҚТ анықтамалығының 2-бөлімінде көрсетілген ЕҚТ-ға жатқызу әдіснамасына сәйкес белгіленді.

КТА-да қорғасын өндірісінің, қолданылатын технологиялар, жабдықтар, ластағыш заттардың шығарындылары мен төгінділері, өндіріс қалдықтарының пайда болуы туралы ақпаратқа, сондай-ақ әдеби көздер, нормативтік құжаттама және экологиялық есептер негізінде қоршаған ортаға, энергия мен ресурстарды тұтынуға әсер етудің басқа аспектілері талдау және жүйелеу жүргізілді.

Ақпарат жинау үшін бекітілген шаблондар негізінде кәсіпорындарға сауалнама нысандары жіберілді. Кәсіпорындардан ұсынылған мәліметтерді талдау технологияларды қолданудың әртүрлі аспектілері, соның ішінде технологиялық көрсеткіштер туралы ақпараттың жетіспеушілігі туралы қорытынды жасауға мүмкіндік береді. Стандартталмаған (273 К және 101,3 кПа қысымдағы құрғақ газ ағыны) қорғасын өндіруге арналған салалық есептердегі ластағыш заттардың шығарындылары (ЛЗ) шығарындылары болып табылады. Шығарылған газдардағы оттегінің құрамын түзетуді ескере отырып, ластағыш заттар бойынша нақты (өлшеу) нормаланған көрсеткіштер қарастырылмаған. Анықтамалықтың бұл басылымында кәсіпорындар ұсынған нақты қол жетімді нәтижелер пайдаланылды.

"Қорғасын өндірісі" ЕҚТ бойынша анықтамалық құрылымы Қазақстан Республикасының қолданыстағы НҚА [1] сәйкес, сондай-ақ КТА нәтижелерінің негізінде әзірленді.

Перспективалы технологияларға тек отандық әзірлемелер ғана емес, сонымен қатар Қазақстан Республикасындағы кәсіпорындарда енгізілмеген халықаралық әдістермен тәжірибеде қолданылатын озық технологиялар жатады.

ЕҚТ бойынша анықтамалықты дайындау қорытындысы бойынша осы анықтамалықпен әрі қарай жұмыс істеуге және ЕҚТ енгізуге қатысты мынадай ұсынымдар тұжырымдалды:

Кәсіпорындарға анықтамалықты әзірлеудің келесі кезеңдері үшін қажетті талдау жүргізу мақсатында, оның ішінде маркерлік ластағыш заттарды және ЕҚТ қолдануға байланысты технологиялық көрсеткіштердің диапазондарын қайта қарау мақсатында, қоршаған ортаға ластағыш заттардың эмиссияларының деңгейлері, әсіресе маркерлік заттар туралы мәліметтерді жинауды, жүйелеуді және сақтауды жүзеге асыру ұсынылады.

Қоршаған ортаға эмиссияларды бақылаудың автоматтандырылған жүйесін енгізу маркерлі ластағыш заттардың шығарындылары туралы нақты деректерді алудың және маркерлі ластағыш заттардың технологиялық стандарттарын қайта қараудың қажетті құралы болып табылады.

Технологиялық және экологиялық жабдықты жаңғырту кезінде энергия тиімділігін арттыру, ресурстарды үнемдеу, түсті металлургия объектілерінің қоршаған ортаға теріс әсерін азайту жаңа технологияларды, жабдықтарды, материалдарды таңдаудың басым өлшемшарттары болуға тиіс.

Библиография

1. Қазақстан Республикасының Экологиялық кодексі. Қазақстан Республикасының 2021 жылғы 2 қаңтардағы № 400-VI ҚР Кодексі. – Қазақстан Республикасының Парламенті. – Нұр-Сұлтан. - 2021. - 549 б.

2. "Ең үздік қолжетімді техникалар бойынша анықтамалық әдебиеттерді әзірлеу, қолдану, мониторингтеу және қайта қарау қағидаларын бекіту туралы" Қазақстан Республикасы Үкіметінің 2021 жылғы 28 қазандағы № 775 Қаулысы - Нұр-Сұлтан. - 2021. - 17 б.

3. Қазақстан Республикасы Экология, Геология және табиғи ресурстар министрінің 2021 жылғы 25 маусымдағы № 212 бұйрығы. "Эмиссиялары экологиялық нормалануға жататын ластағыш заттардың тізбесін бекіту туралы" Қазақстан Республикасының Әділет министрлігінде 2021 жылғы 3 шілдеде № 23279 тіркелді. - Нұр-Сұлтан. – 2021. – 4 б.

4. Қазақстан Республикасының "Энергия үнемдеу және энергия тиімділігі туралы" 2012 жылғы 13 қаңтардағы № 541-IV Заңы. -Нұр-Сұлтан. -2012. – 24 с.

5. Регенеративная горелка: справочник. 2 т./Г.М. Дружинин, И.М.Дистергефт; жалпы ред. техника ғыл. докторы, проф. Дружинина Г.М. - Екатеринбург: АМК "День РА", 2019. - 1128 б.

6. Металлургия тяжелых цветных металлов: электрон. оқулық/Н.В.Марченко, Е.П.Вершинина, Е.М.Гильдебрандт. - Красноярск: ИПК СФУ, 2009. - 393 б.

7. Процессы и аппараты цветной металлургии / С.С. Набойченко, Н.Г. Агеев, А.П. Дорошкевич [және т.б.]. - Екатеринбург: УГТУ, 2005. - 700 б.

8. Переработка высокожелезистых сульфидных свинцовых концентратов. М.М.Ахмедов, Е.А.Теймурова. Баку: XXI–YNE, 2008. – 252 б.

9. Романтеев Ю.П. және басқалары. Металлургия свинца. Оқу құралы. - М.: МИСиС, 2005. - 214 б.

10. Романтеев Ю.П., Быстров В.П. Металлургия тяжелых цветных металлов. Свинец. Цинк. Кадмий: - М.: МИСиС баспасы, 2010. - 575 б.

11. Бейсембаев Б.Б., Кенжалиев Б.К., Горкун В.И. және т.б. Глубокая переработка свинцово-цинковых руд и промпродуктов с получением продукции повышенной товарности. – Алматы, Білім, 2002. – 220 б.

12. Валуев Д.В., Гизатулин Р.А. Технологии переработки металлургических отходов. Оқу құралы. - Томск: Юрга технологиялық институты, Томск политехникалық университетінің баспасы, 2012. - 196 б.

13."Казцинк" ЖШС Өскемен металлургиялық кешенінің технологиялық процестерінің қолжетімді үздік технологиялар (ЕҚТ) қағидаттарына сәйкестігіне сараптамалық бағалау туралы ЕСЕП. 5-тарау. Қорғасын өндіру. – 2021. – 86 б.

14. "Жаңа металлургия" жобасы, "Қазцинк" ЖШС 2006–2011 ж.ж.

15. Қазақстан Республикасында сынапты түгендеудің 2 деңгейін жүргізу туралы есеп, 2019–119 б.

16. Қоршаған ортаға сынаптың бөлінуін анықтау және сандық бағалау әдістемесіне арналған есептеу парағы UN Environment 1.4 нұсқасы, 2017.

17. 2018–2022 жылдарға арналған "Казцинк" ЖШС ӨМК үшін атмосфераға шекті рұқсат етілген шығарындылар нормативтерінің жобасы. - 2017. - 1564 б.

18. Досмұхамедов Н.Қ., Әйтенов Қ.Д. Потери свинца со қожом при восстано-вительной плавке медь-, свинецсодержащего сырья на штейн// Қ.И.Сәтбаев атындағы ҚазҰТУ Хабаршысы, 2011, No1(83), с.173-177.

19. Мұқанов Д. Металлургия Казахстана: состояние, инновационный потенциал.

20. "Адамға әсер ететін физикалық факторларға гигиеналық нормативтерді бекіту туралы Қазақстан Республикасы Денсаулық сақтау министрінің 2022 жылғы 16 ақпандағы № ҚР ДСМ-15 бұйрығы.

21. Смирнов М.П., Сорокина С.С., Герасимов Р.А. Организация экологически чистого гидроэлектрохимического производства свинца из вторичного сырья в России // Түсті металдар . 1996. - No 9. - 13–17 б.

22. Карелов С.В., Мамяченко С.В., Набойченко С.С. Техногенные отходы медеплавильного производства и перспективы их переработки // Түсті металдар . 2000. - No 9. - 47–49 б.

23. Скобелев Д.О., Степанова М.В. Энергия менеджменті: оқу. Өнеркәсіптік зауыттар үшін 2020 энергияны басқару жөніндегі нұсқаулық. Мәскеу: "Колорит" баспасы, 2020. 92 б.

24. Щелоков Я.М. Энергетический анализ хозяйственной деятельности. Екатеринбург: УрФУ. 2010. 390 б.

25. Беняш Е.Я., Толстунова И.И., Иваницкий О.А., Рыбакова В.А., Резниченко В.В. Малоотходные технологии переработки полиметаллического сырья//ВНИИТцветмет ғылыми жинағы. – Өскемен, 1989 – 16–21 б.

26. Кокушева А.А., Дайрабаева Г.А., Усабекова А.Ш., Перфилиев Н.А. Извлечение рения из сернокислотных шламов Джезказганского медеплавильного завода // Түсті металдар. - 1992. - No 5. - 14–15 б.

27. №3351 ҚР Предпатент. Құрамында күкірт, ауыр түсті және сирек металдар бар тотыққан материалдарды өңдеу әдісі / Беняш Е.Я., Толстунова И.И., Резниченко В.В., Рыбакова В.А.

28. Лебедев Қ.Б. Рений. - М., Қара және түсті металлургия бойынша мемлекеттік ғылыми-техникалық әдебиеттер баспасы. - 1963. - 207 б.

29. Измайлов Х.Х. Безотходная технология переработки свинцовых пылей металлургического производства и ее аппаратурное оформление: техника ғыл. канд. дисс.. – Алма-Ата.: ИМиО, 1988. – 197 б.

30. Беняш Е.Я., Гетскин Л.С., Фишман М.А. және т.б. Технология получения солей свинца из свинцовых кеков // ВНИИТцветмет ғылыми жинағы. – М.: Металлургия. - 1970. - 45-50 б.

31. Тарасов А.В., Бесер А.Д., Чинкин Е.В. Исследования для разработки технологической схемы переработки свинцовых кеков с извлечением свинца, цинка, меди и драгоценных металлов // Түсті металлургия. -2002. - № 10. 26–32 б.

32. Металлургия тяжелых цветных металлов [Электронды ресурс]: электрон. оқуллық/ Н.В.Марченко, Е.П.Вершинина, Е.М.Гильдебрандт. – Электрон. дер. (6 Мб). – Красноярск /даму тенденциясы. – Алматы: "ҚР НЦ КПМС" РМК, 2005. – 290 б.

33. Гетскин Л.С., Ларин В.Д., Яцук В.В. Отгонка мышьяка в процессе сульфатизации пылей свинцового производства // Түсті металлургия. -1961–№16. 34-39 б.

34. Набойченко С.С., Мамячиков С.В., Карелов С.В. Мышьяк в цветной металлургии. - Екатеринбург: Ресей ғылым академиясының Орал филиалы, 2004. - 112-202 б.

35. Копылов Н.И., Каминский Ю.Д. Күшән. Ғылыми ред. акад. Р.А. Толстиков Г.А. - Новосибирск: Сиб.Унив., 2004. - б.10, 225-313.

36. Козьмин Ю.А., Давыдов В.Я., Серба Н.Г., Пестунова Н.П., Багаев И.С. К вопросу о поведении и выводе мышьяка в свинцовом производстве // Қорғасын және мырыш өндірісінің технологиясын жетілдіру. ВНИИТцветмет ғылыми еңб. жинағы. - 1982. - с. 44-51.

37. Ресей Федерациясының патенті № 2019101564, 21.01.2019 ж. Способ обезвреживания и утилизации сульфидных мышьяксодержащих отходов // Ресей патенті № 2711766. 2019 ж. Патент ие(лері)сі: "Уралмеханобр" пайдалы қазбаларды байыту және механикалық өңдеу ғылыми-зерттеу және жобалау институты" Ашық акционерлік қоғамы ( "Оралмеханобр" АҚ).

38. ҚР СТ ИСО 50001-2019: Энергия менеджменті жүйелері. Талаптар мен пайдалану нұсқаулығы.

39. ИТС 13-2020. "Қорғасын, мырыш және кадмий өндірісі" үздік қолжетімді технологиялар бойынша ақпараттық-техникалық нұсқаулық – Мәскеу: ЕҚТ бюросы, 2020. – 258 б.

40. ИТС 48-2017. Экономикалық және (немесе) басқа да қызметті жүзеге асыру кезінде энергия тиімділігін арттыру - Мәскеу: ЕҚТ бюросы, 2017. - 165 б.

41. Skobelev D. O. Environmental Industrial Policy In Russia: Economic, Resource Efficiency And Environmental Aspects. In: International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM. 2019. Vol. 19. Is. 5.3. с. 291-298.

42. World Bureau of Metal Statistics (WBMS).

43. UBA (D), UBA Copper, lead, zinc and aluminium. Abschlussbericht. Teil 1, 2, 3 and 4. Kupfer, etc., 2007.

44. ILA, ILA comments on D3, 2013.

45. Hähre, S., Report on BAT in German Zinc and Lead Production (Draft), University Karlsruhe DFIU (D), 1998.

46. NRW (D), NE-Metallindustrie - Betreiberleitfaden für Anlagen zum Gießen in Dauerformen - Druckgußverfahren, Ministerium NRW (D), 1997.

47. HMIP (UK), Processes for the Production of Lead and Lead Alloys, 1994.

48. Nordic Report, A Nordic contribution concerning the revision of the IPPC reference Document on Best Available Techniques in the Non-Ferrous Metals Industries, 2008.

49. Industrial NGOs, NFM data collection, 2012.

50. VDI 3790 part 3, Emission of gases, odours and dusts from diffuse sources - Storage, transhipment and transport of Bulk Materials, 2008.

51. AP 42 Compilation of Air Pollutant Emission Factors.

52. COM, Best Available Techniques (BAT) Reference Document in the Non-ferrous Metals Industries (NFM BREF), European Commission, JRC IPTS EIPPCB, 2001.

53. COM, Best Available Techniques (BAT) Reference Document on Emissions from Storage (EFS BREF), European Commission, JRC IPTS EIPPCB, 2006.

54. COM, JRC Reference Report on Monitoring of Emissions to Air and Water from IED installations (ROM REF), European Commission, JRC IPTS EIPPCB, 2017.

55. COM, Best Available Techniques (BAT) Reference Document for Energy Efficiency (ENE BREF), European Commission, JRC IPTS EIPPCB, 2009.

56. COM, Best Available Techniques (BAT) Reference Document for the Management of Tailings and Waste Rock in Mining Activities (MTWR BREF), European Commission, JRC IPTS EIPPCB, 2009.

57. COM, Reference Document on Economics and Cross-Media Effects (ECM REF), European Commission, JRC IPTS EIPPCB, 2006.

58. Krüger, J., Proposal for a BREF-note for Pb, Zn, Cd, Sb, University of Aachen for Eurometaux, 1999.

59. UBA (D), UBA Copper, lead, zinc and aluminium. Abschlussbericht. Teil 1, 2, 3 and 4. Kupfer, etc., 2007.

60. Ausmelt, Ausmelt Lead and Copper Processes and plant list, 2009.

61. ILA, ILA comments on D3, 2013.

62. US EPA, Air Pollution Control Technology Fact Sheet - Cyclones, United States Environmental Protection Agency, 2003.

63. HMIP, Pollution Abatement Technology for Particulate and Trace Gas Removal, Her Majesty's Inspectorate of Pollution, Bristol, 1994.

64. BASF, Verfahrenstechniken der Abgas-/Abluftbehandlung, BASF Aktiengesellschaft, 1999.

65. Schenk et al., Fact sheets on air emission abatement techniques, Information Centre for Environmental Licensing (InfoMil), The Hague, 2009.

66. CEN, ISO 14001:2015 Environmental management systems — Requirements with guidance for use, 2015.

67. ISO 50001:2018 Energy management systems. Requirements with guidance for use, IDT.

68. Lurgi, A.G. et al., Cleaning of Process and Waste Gases, Lurgi AG, 1991.

69. Elkem Asa, 'Company Profile Including Development in Stack Emission Filtration Technology', 8th International Ferroalloys Congress, 1998, Beijing; China.

70. Hatch Associates Ltd, Pollution Control for Secondary Lead Production, HMIP (UK), 1993.

71. Technical Instructions on Air Quality Control-Luft,2021.

72. https://www.kt.kz/rus/economy/na_ustjkamenogorskom_metallurgicheskom_komplekse_vveden_sernokislotnij_zavod_1153540281.html.

73. Вохмяков А.М. Компьютерное моделирование газодинамики в рабочем пространстве печи, оснащенной скоростными рекуперативными горелками / А.М. Вохмяков, М.Д. Казяев // Білім берудегі, ғылымдағы және өндірістегі жылу техникасы және информатика: халықаралық қатысумен студенттердің, аспиранттар мен жас ғалымдардың I Бүкілресейлік ғылыми-практикалық конференциясының (TIM'2012) баяндамаларының жинағы. - Екатеринбург: УрФУ, 2016. - б.25-28.

74. Смолков А.Н. Системы прямого и косвенного отопления печей с применением рекуперативных горелок типа BICR / А.Н. Смолков , Г. Wohlschlaeger // Пеш құрылысы: жылу режимдері, құрылымдар, автоматика және экология: Халықаралық конгресс материалдары. – М: "Теплотехник", 2004. – б.118-125.

75. Тинкова С.М., Прошкин А.В., Веретнова Т.А., Востриков В.А. Металлургиялық жылу техникасы: оқу құралы (дәрістердің электронды нұсқасы) // Түсті металдар және алтын институты, FGOU VPO Сібір федералды университеті. – Красноярск, 2007. – 193 б.

76. Бурокова А.В., Рахманов Ю.А. К вопросу рекуперации теплоты газов печей термообработки металлических изделий / Ғылыми журнал НИУ ИТМО. "Экономика және қоршаған ортаны басқару" сериясы №1, 2014.

77. Методика прогнозирования теплотехнической эффективности использования рекуперативных горелок / А.Б. Бирюков, П.А. Гнитьев, Я.С. Власов// "Вестник ИГЭУ", Шығарылым. 1, 2018, – 13-19 б.

78. Поливянный И.Р. Кислород и природный газ в металлургии свинца. "Наука", Алматы, 1976, 375 б.

79. Евдокименко А.И., Костерин В.В. Природный газ в цветной металлургии. - Мәскеу: Металлургия, 1972, б. 366.

80. Поливянный И.Р., Демченко Р.С. Электроплавка медных шликеров. "Наука", Алматы, 1967, 176.

81. Errington W.J., Fewings J.H., Keran V.P., Denholm W.T. The Isasmelt lead smelting process. Extr, Met 85 Pap Symp., London, 9-12 Sept., 1985. 199-218.

82. https://www.sibelco.com/news/an-essential-step-to-achieve-wastewater-quality.

83. https://www.ugmk.com/press/news/na-baze-sumza-postroyat-zavod-po-proizvodstvu-sulfata-ammoniya/.

84. https://www.urm-company.ru/about-us/blog/155-ekologiya-metallurgii/.

85. https://www.umicore.com/en/sustainability/environment/#sustainable_sourcing.

86. Raport Zintegrowany KGHM Polska Miedź S.A. i Grupy Kapitałowej KGHM Polska Miedź S.A. za 2021 rok.

87. https://www.metalinfo.ru/ru/news/136659.

88. https://ugmk.com/press/news/na-sumze-ustanovili-naduvnoy-angar-dlya-khraneniya-mednogo-kontsentrata/.

89. https://www.sumz.umn.ru/ru/press/news/tonkoy-ochistki/.

90. https://www.metalinfo.ru/ru/news/130405.

91. http://www.gtl-rus.com/files/doc/Presentations/4-nornickel.pdf.

92. https://elessentct.com/technologies/mecs/technologiestechnologies-mecsdupont-clean-technologies-mecs-processes/mecsr-solvrr-technology-for-regenerative-so2-recovery/.

93. http://www.ky-process.com/index_en.aspx.

94. https://www.aurubis.com/.

95. https://www.ugmk.com/press/corporate_press/ummc_newspaper/na-ppm-zavershen-ocherednoy-etap-stroitelstva-livnenakopitelya/.

96. Исабаев С.М. Физико-химические основы сульфидирования мышьяксодержащих соединений / С.М.Исабаев, А.С.Пашинкин, Е.Г. Милке [және т.б.] - Алма-Ата: Наука. – 1986. – 184 б.

97. А.с. 373321 КСРО, IPC S22V 7/00, S22V 30/04. Способ обработки мышьяксодержащих продуктов / Козьмин Ю.А., Саюн М.Г., Серба Н.Г. Қолданба. 1670648/22–1, 06/10/1971 басылым. 1973. Бұқа. № 14.

98. А.с. 1082849 КСРО, IPC S22V 7/00, S22V 30/04. Способ переработки мышьяксодержащих материалов / Козьмин Ю.А., Серба Н.Г., Куленов А.С. Қолданба. 3565952/22–02 13.03.1983 Басылым. 30.03.1984 ж. Бұқа. № 12.

99. А.с. 1497250 КСРО, IPC S22V 30/04. Способ вывода мышьяка из технологического процесса / Копылов Н.И., Семенов А.Е., Чирик Я.И. Қолданба. 4352526/23–02 30.12.1987 Басылым. 30.07.1989 ж. Бұқа. № 28.

100. Руководство по обезвреживанию мышьяксодержащих растворов обработкой сульфидсодержащими реагентами, накоплению, транспортировке и захоронению осадков соединений мышьяка. Ред. Передерия О.Г. - М.: Минцветмет КСРО, - 1988. - 57 б.

101. Разработка и испытание способа обезвреживания отходов, содержащих арсенат кальция, с выдачей данных для проектирования. Өскемен, ВНИИТцветмет, репортаж, 22 б. - СР НИОКР, 1980, 08/09/120.

102. Козьмин, Ю.А. К вопросу о поведении и выводе мышьяка в свинцовом производстве / Ю.А. Козьмин, В.Я. Давыдов, Я.Г. Серба [және басқалар]. // Қорғасын мен мырыш өндіру технологиясын жетілдіру. Өскемен. - 1982. - С. 44-51.

103. А.с. No 1063137 КСРО, S22V 7/00. Способ переработки медных шликеров / Багаев И.С., Пашков Г.Л., Чучалин Л.К., Копылов Н.И. Қолданба 3565268/22–02 12.01.1983 ж. жарияланды 30.06.1984, № 24 бюллетень.

104. А.с. 464531 КСРО, М.Кл. C 01b 27/02. Способ переработки мышьяксодержащих отходов / А.Н.Петров, Т.Ф.Тельных, Г.И.Попова және т.б.- № 1877681 / 23-26; желтоқсан 29.01.73; баспа. 03/25/75, № 11 бюллетень. - 4 б.

105. Marcuson S. W. // Minerals Sci. Eng. – 1980. – V. 12 (1). – P. 21–26.

106. Изучение физико-химических основ термических методов обезвреживания мышьяксодержащихх отходов. - Свердловск. УрГУ, есеп. 60 б. - СР НИСКР, 1980, 03.36.135.

107. Турбина, З.И. Получение нетоксичных мышьяксодержащих соединений сплавлением арсената кальция со шлаками / З.И. Турбина, Ю.Л. Козьмин, Я.Я. Копылов. // Түсті металдар . – 1976. – No 2. – 33-б.

108. А.с. No 1043178 КСРО, IPC C22B 30/04. Способ переработки мышьяксодержащих отходов / Куленов А.С., Серба Н.Г., Фирман И.А., Слободкин Л.В. 3432512/22–02 30.04.1982. Жарияланды 23.09.1983 ж. № 35 бюллетень.

109. Михельсон, Ю.И., Максимов И.Е., Караулных Г.М. Метод определения проницаемости бетонного покрытия по отношению к растворимым соединениям мышьяка / Ю.И. Мишельсон, И.Е. Максимов, Г.М. Караульных//Түс. металлургия. - 1989. - No 10. - б. 59-61.

110. Седова, В.А., Вишнякова Н.Н. Об условиях вымывания мышьяка из отвальных сульфидных продуктов / В.А. Седова, Н.Н. Вишнякова // Түсті металдар . - 1980. - No 9. - б. 21–22.

111. Патент No 2711766 Ресей Федерациясы, IPC C22B 7/00, C22B 30/02, B09B 3/00. Способ обезвреживания и утилизации сульфидных мышьяксодержащих отходов: № 2019101564: Қолданба. 21.01.2019: басылым. 22.01.2020: бұл. №3 / Булатов К.В., Закирничный В.Н., Верхоробова А.В., Передерий О.Г.; өтініш беруші және патент иесі "Уралмеханобр" пайдалы қазбаларды байыту және өңдеу ғылыми-зерттеу және жобалау институты (RU). – Мәтін: тікелей.

112. Ahmadzai, H; Borell, M.; and Svedberg, A.: Information Exchange on Boliden AB Non-ferrous Smelter at Rönnskär; Arctic Council Action Programme (ACAP) Mercury Steering Group, Copenhagen, March 10, 2006.

Ең үздік қолжетімді техникалар бойынша "Қорғасын өндірісі"
анықтамалығына 1-қосымша

Атмосфералық ауаға әсер етуді модельдеу

NO_x(қазіргі жағдай)

NO_x(ЕҚТ енгізілгеннен кейін)

SO₂ (қазіргі жағдай)

SO₂ (ЕҚТ енгізілгеннен кейін)

PM_2.5 (қазіргі жағдай)

PM_2.5 (ЕҚТ енгізілгеннен кейін)

PM₁₀ (қазіргі жағдай)

PM₁₀ (ЕҚТ енгізілгеннен кейін)

___________________________

Ең үздік қолжетімді техникалар бойынша
"Қорғасын өндірісі" анықтамалығына 2-қосымша

Экономикалық тиімділікті есептеу мысалдары

Көрсетілген тәсілдер келесі әдістерді қолдану арқылы қорғасын зауытының сарқынды суларын кейінгі тазарту процесінің экономикалық тиімділігін есептеу мысалында қолданылды:

қысымсыз бір қабатты жылдам сүзгілерде белсендірілген алюмосиликатты адсорбентті қолдану арқылы адсорбциялау;

сорбциялық сүзгілер блогында белсендірілген алюмосиликатты адсорбентті қолдану арқылы адсорбциялау;

кері осмос.

Кіретін су көлемі балық ағызғанда сағатына 320 текше метрді (жылына 2803 текше метр) құрады. Қысымсыз бір қабатты жылдам сүзгілерде белсендірілген алюмосиликатты адсорбентпен тазартуға дейін және одан кейін түсетін судағы ластаушы заттардың құрамының параметрлері кестеде келтірілген:

1-кесте. Белсендірілген алюмосиликатты адсорбентпен өңдеуге дейін және одан кейін түсетін судағы ластаушы заттардың құрамының параметрлері.

Ластаушы зат	Ластаушы заттардың мөлшері, мг/дм³
Ластаушы зат	тазалау алдында	тазалаудан кейін
Қалқымалы қатты заттар	12.0	7.5
Қорғасын (Pb)	0,025	0,020
Мырыш (Zn)	0,11	0,01
Кадмий (Cd)	0,006	0,001
Жалпы темір (Fe).	0,10	0,07
Күшәла (As)	0,030	0,02
Мыс (Cu)	0,006	0,006
Кальций (Са)	115,0	100,0
Мұнай өнімдері	0,05	0,05
Хлоридтер (Cl)	200,0	150,0
Сульфаттар (SO4)	295,0	230,0
Сынап (Hg)	0,0002	0,0002
Селен (Se)	0,0026	0,0026
Марганец (Mn)	0,02	0,01
Теллур (Te)	0,002	0,002

Бірінші нұсқа үшін бастапқы деректер қысымсыз бір қабатты жылдам сүзгілерде белсендірілген алюмосиликатты адсорбентті қолдану арқылы қорғасын зауытында адсорбциялау арқылы жүзеге асырылған өндірістік сарқынды суларды кейінгі тазарту әдісі туралы ақпарат болды.

Күрделі салымдарды есептеу үшін сағатына 320 текше метрден кейінгі тазартуға түсетін сарқынды сулар үшін келесі технологиялық қондырғылар/жабдықтар мен шығын материалдары пайдаланылады деп болжанады:

2,5 м адсорбент қабат ы бар көлемі 5,6х5,6х6 м, бір резервуарға 2 млн теңгеден жалпы құны 10 млн теңге болатын 5 бетон цистерна;

резервуарлардың жалпы ұзындығы 70 желілік метр 2 мм болат құбырлары 50Ø, жалпы құны 164 150 теңге 2 345 теңге / желілік метр есебімен құбырлар;

әрқайсысына 164 500 теңгеден жалпы құны 1 645 мың теңге, өнімділігі сағатына 66 текше метр 10 ортадан тепкіш сорғы;

барлық сүзгілерге бір реттік толтыру үшін 392 текше метр мөлшерінде адсорбент, жалпы құны 664 000 теңге/текше метр баға бойынша 260 288 000 теңге.

Есептеулер қорытындысы бойынша күрделі салымдардың жалпы сомасы 272 097 150 теңге сомасында анықталды.

Эксплуатациялық шығындарда пайдалану кезінде қажалу кезінде көлемді толтыру үшін адсорбент қорлары жылына 39,2 текше метр мөлшерінде, жалпы құны 664 000 теңге/текше метр бағамен 26 028 800 теңгені құрайды. Сонымен қатар активаторлармен жуу арқылы оның адсорбциялық қасиетін жақсарту үшін сорбентті кезеңді түрде белсендіру қажет: 4-5 % NaOH сілті ерітіндісі 64 тонна көлемінде, жалпы құны 191 250 теңге/тонна есебімен 12 240 000; 4-5 % магний сульфаты MgSO₄ ерітіндісі 64 тонна көлемінде, жалпы құны 21 216 000 теңге, 331 500 теңге/т.

Операциялық шығындар сомасы 59 484 800 теңге сомасында айқындалды.

Қысымсыз бір қабатты жылдам сүзгілерде активтендірілген алюмосиликатты адсорбентті қолдану арқылы адсорбция әдісімен өндірістік сарқынды суларды кейінгі тазартуға кәсіпорынның жалпы шығындары 331 581 950 теңгені құрады (есептер 2 кестеде келтірілген).

Әртүрлі ақша бірліктерінің салыстырмалылығы үшін барлық шығындар Қазақстан Ұлттық Банкінің есептеу күніндегі бағамы бойынша сатып алу валютасында келтірілген.

2-кесте. Қысымсыз бір қабатты жылдам сүзгілерде белсендірілген алюмосиликатты адсорбентті қолдану арқылы адсорбциялау арқылы қорғасын зауытының өндірістік сарқынды суларын кейінгі тазартуға күрделі және пайдалану шығындарының есебі

Р/с
№

Шығындардың атауы

Бірлік.

Саны

Бірліктің құны
(сатып алу валютасында)

Жалпы құны
(есептеу күніндегі Қазақстан Республикасы Ұлттық Банкінің бағамы бойынша)
https://nationalbank.kz/ru/exchangerates/ezhednevnye-oficialnye-rynochnye-kursy-valyut)

1 ₸

7,04 ₸

432,78 ₸

462,51 ₸

теңгені құрады

рубль

доллар

еуро

Күрделі шығындар

Қысымсыз бір қабатты сүзгі

1.1

резервуар 5,6х5,6х6 м

1.2

құбырлар

1.3

орталықтан тепкіш сорғы

адсорбент

Күрделі шығындар, барлығы

II.

Операциялық шығындар

Адсорбент (тозуды жоғалту)

Активаторлар

2.1

4-5 % NaOH сілті ерітіндісі (айына бір рет ауыстыру)

2.2

4-5 % магний сульфаты MgSO ₄(4 айда бір рет ауыстыру)

III.

дана

2 000 000 ₸

10 000 000

1 420 455

23 106

21 621

716 918

пог.м

2 345 ₸

164 150

23 317

379

355

дана

164 500 ₸

1 645 000

233 665

3 801

3 557

текше метр

392

664 000 ₸

260 288 000

36 972 727

601 433

562 773

272 097 150

38 650 163

628 719

588 305

текше метр

39,2

664 000 ₸

26 028 800

3 697 273

60 143

56 277

191 250 ₸

12 240 000

1 738 636

28 282

26 464

331 500 ₸

21 216 000

3 013 636

49 023

45 871

59 484 800

8 449 545

137 448

128 613

3-кесте. Қысымсыз бір қабатты жылдам сүзгілерде белсендірілген алюмосиликатты адсорбентті қолдану арқылы адсорбциялау арқылы өндірістік сарқынды суларды кейінгі тазарту құнының экономикалық тиімділігін бағалау

N п/п	Ластаушы заттың атауы	Резервуарға ағызылатын маркерлік заттар үшін қажетті технологиялық көрсеткіш	Кіріс судағы ластаушы заттардың мөлшері UK MK	Ластаушы заттардың нормативті ағызуы UK MK			Шығарудың жалпы массасына үлес	Ағызудағы ластаушы заттардың құрамын азайту (кіру мен шығыс арасындағы айырмашылық)	Ластаушы заттарды азайтудың бір жылдық құны	Төмендетілген ластаушы заттардың 1 килограммына жылдық экономикалық тиімділік (есептеу күніндегі Қазақстан Республикасы Ұлттық Банкінің бағамы бойынша https://nationalbank.kz/ru/exchangerates/ezhednevnye-oficialnye-rynochnye-kursy-valyut)
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
										1	7,41 ₸	415,12 ₸	443,06 ₸
		мг/дм³	мг/дм³	мг/дм³	г/сағ	т/жыл	%	мг/дм³	теңге/мг/дм ³	₸	₽	$	€
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	Күшәла (As)	0,10	0,03	0,02	14,00	0,056	0,0041	0,01000	11,829	5 921 106,25	841 066,23	13 681,56	12 802,12
6	Мыс (Cu)	0,20	0,006	0,006	4,20	0,017	0,0012	-	-	19 737 020,83	2 803 554,10	45 605,21	42 673,72
7	Сынап (Hg)	0,05	0,0002	0,0002	0,14	0,001	0,00004	-	-	592 110 625,00	84 106 622,87	1 368 156,16	1 280 211,51
8	Жалпы темір (Fe) .		0,1	0,07	49,00	0,196	0,0144	0,03000	3,943	1 691 744,64	240 304,64	3 909,02	3 657,75
9	Кальций (Са)		115	100	70 000,00	280,000	21	15,00000	0,008	1 184,22	168,21	2,74	2,56
10	Мұнай өнімдері		0,05	0,05	35,00	0,140	0,0103	-	-	2 368 442,50	336 426,49	5 472,62	5 120,85
11	Хлоридтер (Cl)		200	150	105 000,00	420,000	31	50,00000	0,0024	789,48	112,14	1,82	1,71
12	Сульфаттар (SO ₄)		295	230	161 000,00	644,000	47	65,00000	0,0018	514,88	73,14	1,19	1,11
13	Селен (Se)		0,0026	0,0026	1,82	0,007	0,0005	-	-	45 546 971,15	6 469 740,22	105 242,78	98 477,81
14	Марганец (Mn)		0,02	0,01	7,00	0,028	0,0021	0,01000	11,829	11 842 212,50	1 682 132,46	27 363,12	25 604,23
15	Теллур (Te)		0,002	0,002	1,40	0,006	0,0004	-	-	59 211 062,50	8 410 662,29	136 815,62	128 021,15
	Барлық заттар үшін жалпы		622,35	487,69	341 384,26	1365,537	100	134,66	76,14	874 632 907,33	124 237 628,88	2 020 964,25	1 891 057,29

Есептеулер көрсеткендей, белсендірілген алюмосиликатты сорбентті қысымсыз сүзгілерде қолдану ластаушы заттардың құрамын бастапқы судағы мөлшерімен салыстырғанда (3-кестенің 4-бағаны) 3-кестенің 9-бағанында көрсетілген мәндерге азайтады. Бұл ретте тиісті ластаушы заттың құрамын 1 млг/дм3 төмендетуге кәсіпорынның ақшалай шығындары 3-кестенің 10-бағанында (1 млг/дм3 теңгемен) көрсетілген мәндер болады.

Бұл ретте ЕҚТ экономикалық тиімділігін бағалаудың негізгі көрсеткіші есептелді – маркерлерді қоса алғанда, ластаушы заттардың әрбір түрі бойынша төмендетілген мөлшердің 1 кг-ға кәсіпорынның құны (3-кестенің 13-бағаны).

Дәл осылай суды тазартудың басқа әдістерінің экономикалық тиімділігі бағаланды: сорбциялық сүзгілерде белсендірілген алюмосиликатты адсорбентті қолданатын адсорбция әдісі және кері осмос әдісі (4-кесте).

4-кесте. Өнеркәсіптік сарқынды суларды әр түрлі әдістермен кейінгі тазарту шығындарының экономикалық тиімділігін бағалау (қысымсыз бір қабатты жылдам сүзгілерде және сорбциялық сүзгілерде белсендірілген алюмосиликатты адсорбентпен адсорбциялау; кері осмос)

Индекс	Өлшем бірлігі	Толық тазалаудан кейінгі әдістер
		Әртүрлі сүзгілерде белсендірілген алюмосиликатты адсорбентті қолдану		Кері осмос
		қысымсыз бір қабатты сүзгі	Сорбция сүзгі	Кері осмос
2	3	4	5	6
Күрделі шығындар	$	628 719	595 926	1 239 135
Операциялық шығындар	- " -	137 448	128 613	0
Барлығы шығындар	- " -	766 167	724 539	1 239 135

Жылына төмендетілген ластаушы заттың 1 килограмына шығынның тиімділігі	$/кг
Қалқыма заттар	- " -	36,48	34,50	59,01
Қорғасын	- " -	13 681,56	12 938,20	22 127,42
Цинк	- " -	27 363,12	25 876,41	44 254,83
Кадмий	- " -	273 631,23	258 764,09	442 548,34
Күшәла	- " -	13 681,56	12 938,20	22 127,42
Мыс	- " -	45 605,21	43 127,35	73 758,06
Меркурий	- " -	1 368 156,16	1 293 820,45	2 212 741,71
Жалпы темір	- " -	3 909,02	3 696,63	6 322,12
Кальций	- " -	2,74	2,59	4,43
Мұнай өнімдері	- " -	5 472,62	5 175,28	8 850,97
хлоридтер	- " -	1,82	1,73	2,95
сульфаттар	- " -	1,19	1,13	1,92
Селен	- " -	105 242,78	99 524,65	170 210,90
Марганец	- " -	27 363,12	25 876,41	44 254,83
Теллур	- " -	136 815,62	129 382,04	221 274,17
Барлық заттар үшін БАРЛЫҒЫ	- " -	2 020 964,25	1 911 159,66	3 268 539,08

Өңдеуден кейінгі әр түрлі әдістер үшін ұқсас экономикалық тиімділік көрсеткіштерін ала отырып, қоршаған ортаны қорғау шараларына кәсіпорынның жылдық шығындары тұрғысынан қайсысы тиімдірек екенін салыстыруға болады.

Об утверждении справочника по наилучшим доступным техникам "Производство свинца"

Справочник по наилучшим доступным техникам"Производство свинца" Оглавление

Список рисунков

Список таблиц

Глоссарий

Термины и их определения

Аббревиатуры и их расшифровка

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

Моделирование воздействия на атмосферный воздух

Примеры расчета экономической эффективности

Ең үздік қолжетімді техникалар бойынша "Қорғасын өндірісі" анықтамалығын бекіту туралы

Ең үздік қолжетімді техникалар бойынша "Қорғасын өндірісі" анықтамалығы

Мазмұны

Суреттер тізімі

Кестелер тізімі

Глоссарий

Терминдер мен олардың анықтамалары

Алғысөз

Қолданылу саласы

Қолданылу қағидаттары

1. Жалпы ақпарат

2. Ең үздік қолжетімді техникаларды анықтау әдіснамасы

2.1. Детерминация, таңдау қағидаттары

2.2. Техникаларды ЕҚТ-ға жатқызу өлшемшарттары

2.3. ЕҚT қолданудың экономикалық аспектілері

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

3.1. Шикізатты алдын ала өңдеу, дайындау және тасымалдау

3.1.1. Еріту

3.1.2. Кептіру

3.1.3. Уату, ұсақтау және елеу

3.1.4. Шихта дайындау

3.1.5. Брикеттеу, түйіршіктеу, илемдеу және ықшамдаудың басқа да әдістері

3.1.6. Жабындарды кетіру және майдан арылту

3.1.7. Сепарациялау әдістері

3.1.8. Тасымалдау және тиеу жүйелері

3.2. Бастапқы қорғасын өндірісі

3.2.1. Қорғасын концентраттарының агломерациясы

3.2.2. Қорғасын агломерациясын шахталық балқыту

3.2.3. Тікелей балқыту

3.2.4. Сұйық ваннада балқыту (ВП)

3.2.5. КИВЦЭТ-ЦС-процесі

3.3. Қайталама қорғасын өндірісі

3.3.1. Қорғасын-қышқылды аккумуляторлардан қорғасын алу

3.3.2. Қалдықтар мен сынықтардан қорғасын алу

3.3.3. Қорғасынды қалдықтардан – металлургиялық өндірістің тозаңынан қалпына келтіру

3.3.4. Қайталама шикізат пен қалдықтардан қорғасын және басқа металдар алу

3.3.5. Қайталама шикізат пен қалдықтардан қорғасын және басқа металдар алу

3.3.6. Құрама технологияны қолдана отырып, қайталама шикізат пен қалдықтардан қорғасын алу

3.3.7. PLACID және PLINT технологиялары

3.3.8. CX-EW-процесі және оны жетілдіру

3.4. Бастапқы және қайталама шикізатты рафинациялау

3.4.1. Тазартылмаған қорғасынды электролиттік рафинациялау технологиясы

3.5. Бағалы компоненттерді (сирек металдарды) қосымша алу

3.6. Қорғасын қорытпаларын балқыту және өндіру

4. Эмиссиялар мен ресурстарды тұтынуды болғызбау және/немесе азайтуға арналған жалпы ЕҚТ

4.1. Өндірістік процестердің интеграциясын арттыру

4.2. Экологиялық менеджмент жүйесі

4.3. ISO 50001 халықаралық стандартының талаптарына сәйкес энергия тиімділігін басқару жүйесі

4.4. Технологиялық процестерді мониторингтеу және бақылау

4.5. Шикізат пен отынның сапасын бақылау

4.6. Эмиссияларды мониторингтеу мен бақылаудың жалпы қағидаттары

4.6.1. Мониторинг компоненттері

4.6.2. Бастапқы шарттар мен параметрлер

4.6.3. Кезеңдік монитоинг

4.6.4. Үздіксіз мониторинг

4.6.5. Атмосфералық ауаға шығарындыларды мониторингтеу

4.6.6. Су объектiлерiне төгінділер мониторингi

4.6.7. Қалдықтарды басқару

4.7. Су ресурстарын басқару

Справочник
по наилучшим доступным техникам
"Производство свинца" Оглавление

5.4.5. SO₂шығарындыларын азайту

5.4.5.4. Құрамындағы SO₂ мөлшері аз шығарылатын газдарды күкіртсіздендіру

5.4.5.6. Амин ерітінділеріне негізделген SO₂тазарту процесі

5.4.7. SO₃ шығарындыларын азайту

5.5.3. SO₂шығарындыларын азайту