ИПС "Әділет"

В соответствии с пунктом 6 статьи 113 Экологического кодекса Республики Казахстан Правительство Республики Казахстан ПОСТАНОВЛЯЕТ:

Утвердить прилагаемый справочник по наилучшим доступным техникам "Производство алюминия".

2. Настоящее постановление вводится в действие со дня его подписания.

Премьер-Министр
Республики Казахстан

А. Смаилов

Утвержден
постановлением Правительства
Республики Казахстан
от 27 декабря 2023 года № 1200

Справочник
по наилучшим доступным техникам
"Производство алюминия"

Список рисунков

Рисунок 1.1	Выплавка первичного алюминия в мире, млн. т
Рисунок 1.2	Схема взаимодействия, а -карьера и б - подземного рудника (шахты) с окружающей средой
Рисунок 1.3	Основные источники и виды загрязнения атмосферы при производстве горных работ
Рисунок 1.4	Потоки вод в зоне дамбы хвостохранилища, где нет плотного основания
Рисунок 3.1	Технологические процессы и этапы добычи бокситов
Рисунок 3.2	Разработка карьера открытым способом
Рисунок 3.3	Буровые станки, используемые на карьерах
Рисунок 3.4	Схема производства глинозема с указанием эмиссий, образуемых в процессе производства глинозема
Рисунок 3.5	Процесс электролиза
Рисунок 4.1	Пример системы рециркуляции воды для охлаждения
Рисунок 5.1	Сравнение обычного электродвигателя с энергоэффективным
Рисунок 5.2	Стабилизация дисперсного состава гидрата
Рисунок 5.3	Движение воздушно–водяной смеси при мокром методе пылеподавлении
Рисунок 5.4	Схема движения воды при мокром бурении скважин и шпуров ручными перфораторами
Рисунок 5.5	Схема пылеулавливающей установки
Рисунок 5.6	Модель движения воздушно–пылевой смеси в укрытии при использовании полок
Рисунок 5.7	Генератор тумана, используемый для снижения пыли в забое
Рисунок 5.8	Воздухоочистительная установка, размещенная на сопряжении у устья выработки по ходу вентиляционной струи
Рисунок 5.9	Воздухоочистительная установка, размещенная в забое выработки
Рисунок 5.10	Использование ветровых экранов
Рисунок 5.11	Конструкция рукавного фильтра
Рисунок 5.12	Принцип работы циклона
Рисунок 5.13	Принцип работы электрофильтра
Рисунок 5.14	Структурная схема каталитического термического окислителя
Рисунок 5.15	Схема очистки газов по технологии "ABART"
Рисунок 5.16	Аппаратурно-технологическая схема очистки газов
Рисунок 5.17	Схематичное изображение системы СКВ
Рисунок 5.18	Схема установки медно-аммиачной очистки газов
Рисунок 5.19	Некаталитическое дожигание СО
Рисунок 5.20	Каталитическое дожигание СО
Рисунок 5.21	Принцип работы РТО
Рисунок 5.22	Конструкция РТО
Рисунок 5.23	Виды сточных вод
Рисунок 5.24	Методы механической очистки сточных вод
Рисунок 5.25	Химические и физико-химические методы очистки сточных вод
Рисунок 5.26	Классическая схема биологической очистки стоков
Рисунок 7.1	Мировой опыт внедрения беспилотных технологий
Рисунок 7.2	Аппаратурно-технологическая схема печи кальцинации циклонного типа
Рисунок 7.3	Анод и ниппеля с нанесенным покрытием

Список таблиц

Таблица 1.1	Список стран по выплавке первичного алюминия
Таблица 1.2	Полный список стран по экспорту алюминия
Таблица 1.3	Единый технологический процесс КБРУ
Таблица 1.4	Единый технологический процесс производство глинозема
Таблица 1.5	Технические сооружения АО "КЭЗ"
Таблица 1.6	Перечень предприятий алюминиевой промышленности Республики Казахстан
Таблица 1.7	Требования к химическому составу глинозема
Таблица 1.8	Требования к физическим свойствам глинозема
Таблица 1.9	Требования к химическому составу искусственного технического криолита
Таблица 1.10	Требования к химическому составу фтористого кальция
Таблица 1.11	Требования к химическому составу кальцинированной соды
Таблица 1.12	Химический состав анода
Таблица 1.13	Состав и качественные характеристики сырья, материалов и энергоресурсов
Таблица 1.14	Производственные мощности алюминиевой отрасли Казахстана
Таблица 1.15	Запасы бокситовых руд в Казахстане
Таблица 1.16	Производство промышленной продукции в производстве алюминия в натуральном выражении в Республике Казахстан за 2021 год
Таблица 1.17	Динамика добычи бокситов КБРУ, тыс. тонн
Таблица 1.18	Динамика производства глинозема, тонн/год
Таблица 1.19	Динамика производства АО "КЭЗ", тонн/год
Таблица 1.20	Удельные уровни потребления сырьевых материалов для основного единого технологического процесса на единицу производимой продукции предприятия А1/2
Таблица 1.21	Сравнение удельных показателей расхода энергоресурсов
Таблица 1.22	Удельные уровни потребления сырьевых материалов для основного единого технологического процесса на единицу производимой продукции предприятия А2
Таблица 1.23	Сравнение удельных показателей расхода и энергоресурсов
Таблица 1.24	Удельные уровни потребления сырьевых материалов для основного единого технологического процесса на единицу производимой продукции предприятия А3
Таблица 1.25	Удельный расход энергоресурсов
Таблица 1.26	Нормативы расхода электроэнергии на единицу продукции
Таблица 1.27	Сравнение фактического и нормативного расхода электроэнергии на единицу продукции
Таблица 1.28	Вещества, дающие наибольший вклад в выбросы А3
Таблица 1.29	Основные источники выбросов А3
Таблица 1.30	Показатели сброса сточных вод в пруд-испаритель в 2019 г
Таблица 1.31	Перечень отходов основных производственных процессов
Таблица 2.1	Ориентировочные справочные значения осуществимости инвестиций в охрану окружающей среды
Таблица 2.2	Ориентировочные справочные затраты на внедрение технологии из расчета на единицу массы загрязняющего вещества
Таблица 3.1	Технологические процессы и этапы добычи бокситов
Таблица 3.2	Технологические процессы и этапы производства глинозема
Таблица 3.3	Технологические процессы и этапы производства первичного алюминия
Таблица 3.4	Типы применяемого оборудования на карьерах по добыче бокситовой руды
Таблица 3.5	Общие сведения о типах применяемого оборудования на карьерах по добыче бокситовой руды
Таблица 3.6	Общие сведения о типах применяемого оборудования на карьерах по добыче бокситовой руды
Таблица 3.7	Выбросы пыли в атмосферный воздух (по данным КТА) при снятии ПСП
Таблица 3.8	Объемы выбросов пыли при проведении вскрышных работ
Таблица 3.9	Объемы выбросов пыли при проведении буровзрывных работ
Таблица 3.10	Текущие объемы потребления энергетических ресурсов
Таблица 3.11	Выбросы пыли в атмосферный воздух при производстве глинозема (по данным КТА)
Таблица 3.12	Выбросы NOx в атмосферный воздух при производстве глинозема (по данным КТА)
Таблица 3.13	Выбросы CO в атмосферный воздух при производстве глинозема (по данным КТА)
Таблица 3.14	Выбросы SO2 в атмосферный воздух при производстве глинозема (по данным КТА)
Таблица 3.15	Текущие объемы потребления энергетических ресурсов при производстве глинозема
Таблица 3.16	Основные показатели оборудования электролиза алюминия
Таблица 3.17	Основное оборудование электролизного производства
Таблица 3.18	Выбросы пыли (алюминий оксид) в атмосферный воздух (по данным КТА) при производстве алюминия
Таблица 3.19	Выбросы SO2 в атмосферный воздух (по данным КТА) при производстве алюминия
Таблица 3.20	Выбросы СО в атмосферный воздух (по данным КТА) при производстве алюминия
Таблица 3.21	Выбросы неорганических фторидов в атмосферный воздух (по данным КТА) при производстве алюминия
Таблица 3.22	Выбросы фтористых газообразных соединений в атмосферный воздух (по данным КТА) при производстве алюминия
Таблица 3.23	Текущие объемы потребления энергетических ресурсов при производстве алюминия
Таблица 3.24	Химический состав и физические свойства обожжҰнных анодов
Таблица 3.25	Выбросы пыли в атмосферный воздух (по данным КТА) при производстве обожженных анодов
Таблица 3.26	Выбросы SO2 в атмосферный воздух (по данным КТА) при производстве обожженных анодов
Таблица 3.27	Выбросы СО в атмосферный воздух (по данным КТА) при производстве обожженных анодов
Таблица 3.28	Выбросы фтористых газообразных соединений в атмосферный воздух (по данным КТА) при производстве обожженных анодов
Таблица 3.29	Выбросы бенз(а)пирена в атмосферный воздух (по данным КТА) при производстве обожженных анодов
Таблица 3.30	Текущие объемы потребления энергетических ресурсов при производстве обожженных анодов
Таблица 3.31	Выбросы пыли в атмосферный воздух (по данным КТА) при вспомогательных процессах
Таблица 4.1	Обзор потоков сточных вод и методов их очистки и минимизации
Таблица 5.1	Содержание компонентов в некондиционных бокситах
Таблица 5.2	Распределение компонентов в песках классификации, поступающих на домол
Таблица 5.3	Ситовая характеристика и производительность мельниц
Таблица 5.4	Химический состав спека, %
Таблица 5.5	Результаты по укрупнению гидрата
Таблица 5.6	Влияние подпорной стенки на показатели взрывания пород
Таблица 5.7	Расход солей для гидрозабойки при отрицательных температурах воздуха
Таблица 5.8	Сравнение фильтров по эффективности очистки
Таблица 5.9	Основные параметры циклонов ЦН-11, ЦН-15, ЦН-24
Таблица 5.10	Эффективность очистки при использовании циклонов
Таблица 5.11	Параметры гибридных фильтров
Таблица 5.12	Эффективность очистки и уровни выбросов, связанные с использованием электрофильтров
Таблица 5.13	Глинозем (из требований фирмы Альстом - Норвегия)
Таблица 5.14	Температура газа
Таблица 5.15	Состав газа на входе ГОУ
Таблица 5.16	Эффективность улавливания вредных веществ ГОУ
Таблица 5.17	Стандартные органические соединения
Таблица 5.18	Преобразования ЛОС в инертные соединения
Таблица 5.19	Отличительные характеристики разных видов сточных вод
Таблица 5.20	Характеристика методов механической очистки сточных вод
Таблица 5.21	Характеристика методов химической очистки
Таблица 5.22	Физико-химические методы очистки
Таблица 5.23	Сравнительная характеристика аэробной и анаэробной очистки
Таблица 5.24	Использование отходов горнодобывающей промышленности в отраслях
Таблица 5.25	Состав отработанной футеровки электролизера
Таблица 6.1	Технологические показатели выбросов пыли в процессах, связанных с дроблением, классификацией (грохочением), транспортировкой, хранением
Таблица 6.2	Технологические показатели выбросов пыли при производстве глинозема (для передела кальцинации)
Таблица 6.3	Технологические показатели выбросов пыли при производстве глинозема (для передела спекания)
Таблица 6.4	Технологические показатели выбросов пыли при производстве обожженных анодов
Таблица 6.5	Технологические показатели выбросов пыли при электролитическом производстве первичного алюминия
Таблица 6.6	Технологические показатели выбросов пыли при производстве первичного алюминия и его сплавов на автоматизированной литейной линии
Таблица 6.7	Технологические показатели выбросов SO2 при электролитическом производстве первичного алюминия
Таблица 6.8	Технологические показатели сбросов при сбросах карьерных и шахтных сточных вод при добыче бокситов, поступающих в поверхностные водные объекты
Таблица 7.1	Сравнительные характеристики печей кальцинации

Глоссарий

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

сточные воды	-	воды, образующиеся в результате хозяйственной деятельности человека или на загрязненной территории;
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 чаще 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.
альфа глинозем (a-фракция (корунд))	-	безводная форма окиси алюминия с плотностью 4 г/см³;
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;
первичное производство	-	производство металлов с использованием руд и концентратов;
нейтрализация	-	реакция взаимодействия кислоты и основания с образованием соли и слабо диссоциирующего вещества;
валковая дробилка	-	тип вторичной дробилки, состоящей из тяжелой рамы, на которой установлены два валка. Порода, подаваемая сверху, сжимается между движущимися валками, измельчается и выгружается снизу.
тонна условного топлива (т у.т.)	-	единица измерения энергии, равная 29,3 ГДж, определяется как количество энергии, выделяющееся при сгорании 1 тонны каменного угля;
боксит	-	алюминиевая руда, состоящая из гидратов оксида алюминия, оксидов железа и кремния, сырье для получения глинозема и глиноземсодержащих огнеупоров. Содержание глинозема в промышленных бокситах колеблется от 40 % до 60 % и выше.
ванна	-	раствор химических веществ для удельной поверхностной обработки, например, травильная ванна. Термин также относится к соответствующему резервуару или рабочей станции в последовательности процессов.
гамма глинозем (g-глинозем)	-	содержит 1-2 % влаги, гигроскопичен и имеет плотность 3,4 г/см³,при температуре 1000–1200 °С переходит в a-модификацию;
глинозем	-	оксид алюмииния Al₂O₃, применяемый для получения алюминия;
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;
щековая дробилка	-	машина для уменьшения размера материала путем удара или дробления между неподвижной и колеблющейся пластинами;
горелка-дожигатель	-	специально разработанная дополнительная установка для сжигания с системой обжига, 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 энергоэффективности.
камера дожигания	-	термин, применяемый к зоне, расположенной после начальной камеры сгорания, где происходит прогар газа (также упоминается как вторичная камера сгорания или ВКС);
катод	-	электрод, на котором происходят реакции восстановления;
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".
осушение	-	процесс удаления воды из подземного рудника, открытого карьера, или из вмещающей горной породы, немонолитной области. Этот термин также обычно используется для снижения содержания воды в концентратах, отходах обогащения и переработанных шламах.
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 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;
классификация	-	разделение сыпучего продукта неоднородного по размеру частиц на две или более фракции частиц определенного размера с помощью просеивающего устройства;
действующая установка	-	стационарный источник эмиссий, расположенный на действующем объекте (предприятии) и введенный в эксплуатацию до введения в действие настоящего справочника по НДТ. К действующим установкам не относятся реконструируемые и (или) модернизированные установки после введения в действие настоящего справочника по НДТ.
концентрат	-	товарный продукт после разделения на обогатительной фабрике с повышенным содержанием ценных минералов;
воздействие на окружающую среду	-	любое отрицательное или положительное изменение в окружающей среде, полностью или частично являющееся результатом экологических аспектов организации;
криолит	-	редкий минерал из класса природных фторидов, гексафтороалюминат натрия Na₃[AlF₆]. Используется в процессе электролитического получения алюминия, нагревая до 1010 °C в расплаве криолита растворяют оксид алюминия для последующего электролиза.
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;
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;
переработка отходов	-	механические, физические, химические и / или биологические процессы, направленные на извлечение из отходов полезных компонентов, сырья и / или иных материалов, пригодных для использования в дальнейшем в производстве (изготовлении) продукции, материалов или веществ вне зависимости от их назначения;
восстановительный процесс	-	физико-химический процесс получения металлов из их оксидов, 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;
достигнутые экологические выгоды	-	основное воздействие (я) на окружающую среду, которое должно рассматриваться с помощью технологии (процесса или борьбы), включая достигнутые значения выбросов и эффективность работы. Экологические выгоды метода по сравнению с другими.
отливка (заготовка)	-	общий термин, используемый для изделий в их (почти) готовой обработке, сформированных путем затвердевания металла или сплава в форме;
красный шлам	-	твердые отходы процесса Байера – обогащения боксита с получением глинозема;
загрязняющее вещество	-	любые вещества в твердом, жидком, газообразном или парообразном состоянии, которые при их поступлении в окружающую среду в силу своих качественных или количественных характеристик нарушают естественное равновесие природной среды, ухудшают качество компонентов природной среды, способны причинить экологический ущерб либо вред жизни и (или) здоровью человека;
сброс загрязняющих веществ	-	поступление содержащихся в сточных водах загрязняющих веществ в поверхностные и подземные водные объекты, недра или на земную поверхность;
выброс загрязняющих веществ	-	поступление загрязняющих веществ в атмосферный воздух от источников выброса;
маркерные загрязняющие вещества	-	наиболее значимые для эмиссий конкретного вида производства или технологического процесса загрязняющие вещества, которые выбираются из группы характерных для такого производства или технологического процесса загрязняющих веществ, и с помощью которых возможно оценить значения эмиссий всех загрязняющих веществ, входящих в группу;
мониторинг	-	систематическое наблюдение за изменениями определенной химической или физической характеристики выбросов, сбросов, потребления, эквивалентных параметров или технических мер и т. д.;
удельный расход потребления ТЭР	-	единица измерения, используемая для определения энергетической емкости производственного (технологического) процесса;
измерение	-	набор операций для определения значения количества;
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.;
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	-	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;
рекуперативные горелки	-	они предназначены для циркуляции горячих газов в системе горелки для восстановления тепла, см. также регенеративные горелки;
фильтрование	-	процесс разделения суспензии на жидкую и твердую фазы с помощью фильтров различной конструкции;
отбор проб	-	процесс, посредством которого часть вещества, материала или продукта удаляется, чтобы сформировать представительную пробу контролируемого продукта;
рафинирование	-	очистка металлов от примесей;
анализ	-	исследование, а также его метод и процесс, имеющие цель установление одной или нескольких характеристик (состава, состояния, структуры) вещества в целом или отдельных его ингредиентов;
технический кислород	-	кислород, который был отделен от азота для получения более 97 % O₂;
технологические показатели	-	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;
дожигание	-	сжигание выхлопных газов путем впрыска воздуха или использования горелки (например, для уменьшения количества СО и летучих органических соединений);
окислительный процесс	-	химический процесс, сопровождающийся увеличением степени окисления атома окисляемого вещества посредством передачи электронов от атома восстановителя (донора электронов) к атому окислителя (акцептору электронов);
дымовой газ	-	смесь продуктов сгорания и воздуха, выходящая из камеры сгорания и направленная вверх по выхлопной трубе, и которая должна быть выпущена;
прямые измерения	-	конкретное количественное определение выбрасываемых соединений в источнике;
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;
дробление	-	достигается путем обсадки руды по жестким поверхностям или ударного воздействия по поверхностям в неподвижном направлении принудительного движения;
летучие органические соединения (ЛОС)	-	любое органическое соединение, имеющее при 293,15 К давление паров 0,01 кПа или более, или имеющее соответствующую летучесть при определенных условиях использования;
пыль	-	твердые частицы размером от субмикроскопического до макроскопического, любой формы, структуры или плотности, рассеянные в газовой фазе;
шихта	-	сырьевая смесь для получения металлов, состоящая из концентратов, флюсов, восстановителей и т.п;
отходящий газ	-	общий термин для газа/воздуха, возникающего в результате процесса или эксплуатации (см. также дымовые газы);
движущая сила внедрения	-	причины реализации технологии, например, законодательство, улучшение качества продукции;
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;
электрод	-	проводник, посредством которого электрический ток входит или выходит из электролита в электрохимической реакции (см. также анод и катод);
электролиз	-	физико-химический процесс, состоящий в выделении на электродах составных частей растворенных или других веществ, являющихся результатом вторичных реакций на электродах, которые возникают при прохождении электрического тока через раствор либо расплав электролита;
электролит	-	вещество, которое способно проводить электрический ток в растворе или в 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.

Аббревиатуры и их расшифровка

Аббревиатуры	Расшифровка
АО	акционерное общество
ИЗА	источник загрязнения атмосферы
СПУ	смесительно-прессовой участок
ИТС	информационно-технический справочник
ЦЭА	цех электролиза алюминия
ГОУ	газоочистная установка
НДТ	наилучшие доступные техники
ТОО	товарищество с ограниченной ответственностью
ОА	обожженные аноды
КБРУ	Краснооктябрьское бокситовое рудоуправление
КТА	комплексный технологический аудит
КЭР	комплексное экологические разрешение
ТБО	твердые бытовые отходы
АО "КЭЗ"	АО "Казахстанский электролизный завод"
ЗВ	загрязняющие вещества
БПК	биохимическое потребление кислорода
ХПК	химическое потребление кислорода
ПАЗ	Павлодарский алюминиевый завод
КПД	коэффициент полезного действия
ПСП	плодородный слой почвы
АСУТП	автоматизированная система управления технологическим процессом
РГМ	рудная горная масса
СЭМ	система экологического менеджмента
СЭнМ	система энергетического менеджмента
ППР	планово-предупредительный ремонт
ЛОС	летучие органические соединения

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	Келвин	температура (T) разница температур (AT)	0 °C = 273.15 K
кг	килограм	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
ppb.	частей на миллиард	состав смесей	1 ppb = 10-9
ppm	частей на миллион	состав смесей	1 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

Справочник по НДТ представляет собой документ, включающий уровни эмиссий, объемы образования, накопления и захоронения основных производственных отходов, потребления ресурсов и технологические показатели, связанные с применением НДТ, а также заключение, содержащее выводы по НДТ и любые перспективные техники. Термин "наилучшие доступные техники" введен в Экологический кодекс Республики Казахстан в ст. 113 (далее – Экологический кодекс), согласно которому НДТ – это технология производства продукции (товаров), выполнения работ, оказания услуг, определяемая на основе современных достижений науки и техники и наилучшего сочетания критериев достижения охраны окружающей среды при условии наличия технической возможности ее применения.

Перечень областей применения НДТ утвержден в приложении 3 к Экологическому кодексу.

Настоящий справочник по НДТ содержит описание применяемых при производстве алюминия 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 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 согласно положениям постановления Правительства Республики Казахстан от 28 октября 2021 года № 775 "Об утверждении Правил разработки, применения, мониторинга и пересмотра справочников по наилучшим доступным техникам" (далее – Правила).

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 НДТ 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 [1].

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

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

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

5. Предотвращение и контроль промышленного загрязнения [5].

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

Текущее состояние эмиссий в атмосферу от промышленных предприятий по производству алюминия составляет порядка 36 тыс. тонн в год. Готовность алюминиевой отрасли к переходу на принципы НДТ составляет порядка 70 % при несоответствии уровням эмиссий, установленным в сопоставимых справочных документах Европейского союза.

При переходе на принципы НДТ прогнозное сокращение эмиссий в окружающую среду составит 75 %, или снижение порядка 25 тыс. тонн в год.

Предполагаемый объем инвестиций 82,5 млрд тенге. Внедрение НДТ предусматривает индивидуальный подход к выбору НДТ с учетом экономики конкретного предприятия и готовности предприятия к переходу на принципы НДТ, выбора страны производителя НДТ, мощностных показателей, габаритов НДТ и степени локализации НДТ.

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

Информация о сборе данных

В справочнике по НДТ использованы фактические данные по технико-экономическим показателям, выбросам загрязняющих веществ в воздух и сбросам в водную среду предприятий, осуществляющих производство алюминия в Республике Казахстан за 2018-2021 годы, полученные по результатам комплексного технологического аудита и анкетирования, проведенных подведомственной организацией уполномоченного органа в области охраны окружающей среды, осуществляющей функции Бюро по НДТ.

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 алюминия.

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

Взаимосвязь с другими справочниками НДТ

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

№ п/п	Наименование справочника по НДТ	Связанные процессы
1	2	3
1	Очистка сточных вод централизованных систем водоотведения населенных пунктов	Процессы очистки сточных вод
2	Энергетическая эффективность при осуществлении хозяйственной и (или) иной деятельности	Энергетическая эффективность
3	Мониторинг эмиссий загрязняющих веществ в атмосферный воздух и водные объекты	Мониторинг эмиссий

Область применения

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

добыча и обогащение руд цветных металлов, производство цветных металлов, в частности:

добыча бокситов алюминий содержащей руды;

производство глинозема – гидрохимический способ получения глинозема из бокситов;

производство первичного алюминия – получение чистого металла с использованием процесса электролиза – распада оксида алюминия на составные части под воздействием электрического тока;

производство анодов и анодной массы;

литейное производство (производство товарной продукции из алюминия-сырца и алюминиевых сплавов).

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 алюминия".

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, сокращения эмиссий и образования отходов;

хранение и подготовка продукции.

Справочник по НДТ не распространяется на деятельность, связанную с получением концентратов; процессы, связанные с поверхностной обработкой металлов; вспомогательные процессы (ремонтные, автотранспортные, железнодорожные, монтажные), необходимые для бесперебойной эксплуатации производства.

Принципы применения

Статус документа

Справочник по НДТ предназначен для информирования операторов объекта/объектов, уполномоченных государственных органов и общественности о наилучших доступных техниках и любых перспективных техниках, относящихся к области применения справочника по НДТ с целью стимулирования перехода операторов объекта/объектов на принципы "зеленой" экономики и НДТ.

Определение НДТ осуществляется для отраслей (областей применения НДТ) на основе ряда принятых международных 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 НДТ.

Необходимость применения одного или совокупности нескольких положений заключения по НДТ определяется операторами объектов самостоятельно, исходя из целей управления экологическими аспектами на предприятии при условии соблюдения технологических показателей. Количество и перечень НДТ, приведенных в настоящем справочнике по НДТ, не является обязательным к внедрению.

На основании заключения по НДТ 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 при пересмотре справочника по НДТ.

Раздел 1: представлена общая информация об алюминиевой отрасли, о структуре отрасли, технологиях, используемых при производстве алюминия.

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

Раздел 3: описаны основные этапы производственного процесса или производства конечного продукта, представлены данные и информация об экологических характеристиках установок по производству алюминия с точки зрения текущих выбросов, потребления и характера сырья, потребления воды, использования энергии и образования отходов.

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

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

Раздел 7: представлена информация о новых и перспективных техниках.

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

1. Общая информация

Настоящий раздел справочника по НДТ содержит общую информацию о конкретной области применения, а также описание основных экологических проблем, характерных для области применения настоящего справочника по НДТ, включая текущие уровни эмиссий, а также потребление энергетических, водных и сырьевых ресурсов.

Алюминий – это легкий металл и является самым распространенным в мире. Благодаря своей легкости, прочности, функциональности и стойкости к коррозии алюминий стал популярен и используется во многих конструкциях (в домах, транспорте, различной технике, в том числе мобильных телефонах и компьютерах, и других предметах быта – холодильниках, микроволновках, мебели и так далее).

Алюминий занимает около 8 % всей земной коры и является третьим по распространенности элементом после кислорода и кремния. Несмотря на свою распространенность, алюминий не встречается в природе в чистом виде. Впервые был получен в 1824 году, спустя 50 лет начал активно использоваться в промышленности [7].

Алюминий в три раза легче железа с прочностью аналогично стали, при этом обладает высокими пластическими свойствами. Он не магнитится и проводит электрический ток, способен образовывать сплавы практически со всеми другими металлами.

Металл используется во всех современных и высокотехнологичных отраслях промышленности – строительной, автомобильной, энергетической, авиационной, пищевой, космической. Также применяется в современной электронной технике, кораблестроении и других отраслях.

Алюминий – химический элемент III группы периодической системы элементов Д. И. Менделеева, легкий и пластичный металл матово-серебристого цвета. Вследствие высокой химической активности алюминий в природе находится только в связанном виде.

Плотность (при нормальных условиях) – 2,69 г/см³, электропроводность – 37 × 106 см/м.

Уникальные свойства алюминия:

на воздухе моментально образует оксидную защитную пленку, которая способствует высокой коррозионной стойкости металла;

низкая плотность при высокой прочности;

неизменность свойств при низких температурах.

Алюминий обладает амфотерными свойствами, т. е., реагируя с кислотами, образует соответствующие соли, а при взаимодействии со щелочами – алюминаты. Эта особенность существенно расширяет возможности извлечения алюминия из руд различного состава. Алюминий растворяется в серной и соляной кислотах, а также в щелочах, но концентрированная азотная и органическая кислоты на алюминий не действуют.

Алюминий – серебристо-серый металл, в чистом виде – с синеватым оттенком. Природных изотопов не имеет. Искусственно получены радиоактивные изотопы А126 и А128-.

Важнейшие физические свойства чистого алюминия:

температура плавления, °С	660,24
температура кипения, °С	2497
плотность t - при 20 °С, г/см³	2,6996 ^ ^
- при 1000 °С г/см³	2,289
удельная теплоемкость при 20 °С, Дж/моль К	24,35
теплота плавления, Дж/г	386
теплота испарения, Дж/г	10900
коэффициент теплопроводимости в температурном интервале 0–100 °С, Вт/см-град	2,35 -2,40
удельное электрическое сопротивление при 20 °С, мкОм-м	0,0265
коэффициент линейного термического расширения	23 10^-6
твердость по Бринеллю (зависит от состояния поверхности алюминия), кг/мм2	15
электрохимический эквивалент, г/А-ч	0,335

Пластические свойства алюминия зависят от его чистоты: чем меньше примесей включает металл, тем легче он подвергается ковке, штамповке, прокатке и резанию. Введение в алюминий меди, цинка, магния и других металлов в сочетании с термической обработкой дает получение высококачественных сплавов, в которых отношение прочности к плотности выше, чем у легированных сталей. Отражательная способность алюминия всего на 15–20 % меньше, чем у серебра. Электропроводимость алюминия составляет 65 % от электропроводимости меди, а, следовательно, провода одинаковой проводимости из алюминия в 2,16 раза легче медных. В электрохимическом аспекте – алюминий электроотрицательный элемент, его стандартный электродный потенциал равен 1,67 В. На воздухе алюминий покрывается тонкой (порядка 10–5 см) и плотной пленкой оксида алюминия, которая защищает поверхность металла от окисления. Чем чище алюминий, тем тоньше и плотнее пленка оксида и выше коррозионная стойкость металла.

Алюминий обладает значительным химическим сродством к кислороду – теплота образования А1₂0₃ составляет 1670 кДж/моль. Это свойство алюминия широко используется в процессах алюминотермического восстановления металлов. Из кислот наиболее сильно действует на алюминий соляная, слабее – серная. Концентрированная азотная кислота действует на алюминий весьма незначительно вследствие образования на поверхности металла тонкой оксидной пленки нерастворимой в азотной кислоте. С органическими кислотами алюминий не взаимодействует, с едкими щелочами интенсивно реагирует с образованием растворимых в воде алюминатов, например, NaAlO₂. С галогенами алюминий взаимодействует со значительным выделением тепла: при образовании А1С1₃ выделяется 1678 кДж/моль тепла; AIF₃ – 1385 кДж/моль. Хлорид и фторид алюминия обладают высокими давлениями насыщенного пара и склонностью к гидролизу. При нагревании их с алюминием идут реакции образования летучих субхлорида и субфторида (AlCl, AIF). При охлаждении субсоединения разлагаются на галогенид и алюминий. С азотом алюминий образует при температуре 800 °С нитрид AlN. Нагревание алюминия в присутствии углерода дает карбид Al₄Cl₃, реакция начинается с 1200 °С, но если в месте контакта металла с углеродом присутствует растворитель (например, расплав криолита), реакция протекает при более низких температурах (около 1000 °С).

Алюминий с водородом не взаимодействует, но достаточно хорошо растворяет его (до 0,2 см³ в 1 см³ алюминия при 1000 °С). Малая плотность, высокая электропроводность, низкая коррозионная стойкость, достаточно высокая механическая прочность и пластичность обеспечили широкое применение как чистого металла, так и сплавов на его основе. Все большее значение приобретают спеченные алюминиевые порошки (САП) и сплавы (САС). Помол порошка осуществляют с таким расчетом, чтобы получить на поверхности частиц требуемый слой оксида алюминия. Затем пудру брикетируют и спекают. Полученные заготовки обрабатывают также, как и металл. Однако наличие дисперсных частиц оксида алюминия приводит к упрочнению САП, и прочность сохраняется до температуры 500 °С. Широкое распространение получили алюминиевые сплавы с добавкой лития, обладающие пониженной плотностью и повышенной пластичностью, а также сплавы, полученные с применением высоких скоростей затвердевания.

1.1. История развития алюминиевой промышленности

Металлический алюминий впервые был выделен датским физиком Гансом Кристианом Эрстедом в 1825 году и уже в 1854 году француз Анри Сен-Клер-Девиль наладил первое коммерческое производство алюминия. Способ производства осуществлялся посредством получения амальгамы алюминия через стадию восстановления безводного хлорида алюминия амальгамой калия. В 1855 году на всемирной выставке в Париже впервые экспонировался алюминий, полученный этим способом. В то время стоимость алюминия составляла порядка 90 долларов США за фунт (около 1000 долларов США за фунт по сегодняшнему курсу валюты).

Основоположниками электролитического способа производства алюминия являются француз Поль Эру и американец Чарльз Холл. В 1886 году они независимо друг от друга подали почти аналогичные патенты на способ получения алюминия электролизом глинозема, растворенного в расплавленном криолите. Уже в 1893 году благодаря новому способу стоимость алюминия была снижена до 65 центов США за фунт и благородный металл получил широкое промышленное применение. Промышленное производство алюминия методом электролиза криолитоглиноземного расплава началось в Питтсбурге (США) в 1888 году. В 1897 году в Чикаго из алюминиевого провода была возведена телеграфная линия. В 1898 году в Канаде закончена прокладка первой линии электропередачи длиной 46 миль из алюминиевого кабеля. В 1903 году братья Райт поднялись в воздух на самолете с двигателем из алюминия, а начиная с 1913 года в США началось промышленное производство алюминиевой фольги для упаковки жевательной резинки, шоколада и сладостей. После 1920 года алюминий стал широко применяться для изготовления фюзеляжей самолетов, а в 30-е годы – в архитектуре и строительстве. В развитие теории и технологии электролитического способа производства алюминия значительный вклад внесли российские ученые и инженеры. Первые теоретические исследования были выполнены в 1910–1912 годах П. П. Федотьевым в Петербургском политехническом институте и касались они плавкости электролита, растворимости в нем алюминия. Федотьевым предложена схема электродных процессов, протекающих при электролизе криолитоглиноземных расплавов. В конце 20-х годов эти теоретические исследования нашли практическое применение. П. П. Федотьев вместе с учениками провел полузаводские опыты по получению алюминия из отечественного сырья. С начала 30-х годов алюминиевая промышленность в СССР стала бурно развиваться. В 1931 году был создан научно-исследовательский и проектный институт ВАМИ, в 1932 году запущены первые мощности на Волховском алюминиевом заводе.

Следующим в 1933 году был запущен Днепровский алюминиевый завод в г. Запорожье, который использовал электрическую энергию ДнепроГЭСа. В военный период были построены и введены в эксплуатацию Уральский, Новокузнецкий и Богословский алюминиевые заводы.

В настоящее время в СНГ 20 % алюминия выпускается на устаревших электролизерах с боковым подводом тока, 55 % – на электролизерах с верхним подводом тока и только 25 % – на современных ваннах с обожженными анодами на силу тока от 130 кА до 400 кА. Заводы первой группы физически и морально устарели, нуждаются в коренной реконструкции с целью улучшения условий труда и защиты окружающей среды.

Часть серий этих заводов не имеет устройств для очистки отходящих газов. Требуется реконструкция одноэтажных серий электролизеров с верхним токоподводом. Проблемы по защите окружающей природной среды, улучшению условий труда, повышению технико-экономических показателей работы определяют необходимость модернизации и реконструкции основной части алюминиевых заводов стран СНГ. В последние годы наметилась тенденция сокращения производства алюминия в высокоразвитых капиталистических странах, хотя потребление алюминия в них возросло.

Так в период с 1989 по 2000 годы прекращено производство алюминия в Австрии, Швейцарии, Южной Корее. Существенно сократилось производство алюминия в Германии, Италии, Японии, США.

С другой стороны, бурно развивалось производство алюминия в ЮАР, Бахрейне, Иране, Объединенных Арабских Эмиратах, Бразилии, Венесуэле, Австралии. В ближайшие годы прирост производства алюминия в мире будет достигнут за счет строительства новых алюминиевых заводов в Алжире (220 тыс. тонн алюминия в год), Камеруне (250 тыс. тонн), Нигерии (180 тыс. тонн), Чили (680 тыс. тонн), Мексике (70 тыс. тонн), Тринидаде (55 тыс. тонн), Венесуэле (1 млн. тонн), Иране (250 тыс. тонн), Малайзии (120 тыс. тонн), Катаре (300 тыс. тонн), Кувейте (230 тыс. тонн), Саудовской Аравии (240 тыс. тонн), Китае (500 тыс. тонн), Исландии (200 тыс. тонн).

Вновь строящиеся алюминиевые заводы, как правило, оснащаются современными электролизерами с обожженными анодами большой мощности, которые благодаря использованию систем автоматического питания глиноземом, укрытий электролизеров, эффективной газоочистки и компьютерному управлению процессом электролиза достигают минимальных выбросов вредных веществ в атмосферу. Как показывает мировой опыт, наибольший эффект достигается при коренной реконструкции серий электролиза, заключающейся в переходе с "технологий Содерберга" на технологию предварительно обожженных анодов. При этом применяются электролизеры большой мощности с автоматической центральной загрузкой глинозема, эффективной АСУТП и газоочистными системами "сухого" типа.

К примеру, на алюминиевом заводе в Сундсвалле (Швеция) такая реконструкция (с сохранением имевшейся "мокрой" газоочистки для газов общеобменной вентиляции) позволила достигнуть низкого уровня выбросов в атмосферу газообразных фтористых соединений – до 0,35 кг/т алюминия. Однако такая реконструкция по удельным капитальным затратам приближается к уровню капитальных вложений на новое строительство.

В связи с этим широко используется и второй способ, который заключается в модернизации действующей технологии путем усовершенствования отдельных узлов электролизеров и компонентов ошиновки, применения эффективных АСУТП, "сухой" анодной массы и газоочистных систем "сухого" типа. Это направление реконструкции электролизных серий требует капитальных затрат в 2-3 раза меньше первого, хотя и не обеспечивает полного решения проблемы как в экологическом, так и в экономическом аспектах.

Генеральным направлением в развитии алюминиевой промышленности продолжает оставаться применение автоматизированного электролиза с предварительно обожженными анодами как более экологически чистого и требующего меньшего расхода электроэнергии. Электролизеры с обожженными анодами будут использоваться и при реконструкции устаревших предприятий.

Потребности в обожженных анодах серий электролизеров после ввода новых мощностей и реконструкции старых серий так же, как и в настоящее время будут обеспечиваться за счет организации их производства непосредственно на алюминиевых заводах для собственных нужд или для группы заводов [8].

Механические свойства алюминия в значительной степени зависят от количества примесей в металле, его предварительной механической обработки и температуры. С увеличением содержания примесей прочностные свойства алюминия растут, а пластичные снижаются, причем эти свойства проявляются даже при изменении чистоты алюминия от 99,5 до 99,0 %.

Практически единственным методом получения металлического алюминия является электролиз криолитоглиноземного расплава. Основное сырье для этого процесса – глинозем (Al₂O₃) – получают различными гидрохимическими методами путем переработки минералов, содержащих соединения алюминия.

Современное получение алюминия осуществляется путем электролитического разложения глинозема (Al₂O₃), растворенного в электролите (расплавленный криолит (Na₃AlF₆)). Технологический процесс осуществляется при 950–965 °C в электролизных ваннах (электролизерах). В целом процесс разложения глинозема в электролизерах можно представить в виде формул:

Al₂O₃ + 1,5C ↔ 2Al + 1,5CO₂,

Al₂O₃ + 3C ↔ 2Al + 3CO.

Суммарную реакцию можно записать в виде

Al₂O₃ + x C = 2Al + (3 – x) CO₂ + (2x – 3) CO

или представить ее как сумму трех реакций:

Al₂O₃ ↔ 2Al + 1,5O₂,

C + O₂ ↔ CO₂,

C + 0,5O₂ ↔ CO.

Основным исходным сырьем криолит-глиноземного расплава являются глинозем (Al₂O₃), фтористый алюминий (AlF₃) и криолит (Na₃AlF₆). Кроме того, в электролите всегда присутствует фтористый кальций (CaF₂), снижающий температуру кристаллизации электролита, что позволяет проводить процесс электролиза при более низкой температуре.

Технологический процесс в алюминиевом электролизере – сложный комплекс взаимосвязанных химических, физико-химических и физических процессов.

При электролизе на катоде выделяется алюминий, а на аноде – кислород. Алюминий, обладающий большей плотностью, чем исходный расплав, собирается на дне электролизера, откуда его периодически извлекают.

Рентабельность производства алюминия определяется доступностью и ценой электроэнергии, наличием сырьевых компонентов и их качеством.

Мировая выплавка алюминия в 2022 году составила около 69 млн тонн, затрачивая на эти цели около 8-10 % вырабатываемой электроэнергии. По оценке аналитиков ежегодно мировое потребление алюминия увеличивается в среднем на 3,8 %, или более чем на 2200 тыс. тонн к объемам существующего производства. С 2002 года лидером по выплавке алюминия в мире является Китай. В 2019 году Китай выплавил более 36 млн тонн алюминия (более половины мирового производства). Следом за Китаем с большим отставанием идут Россия и Индия, они выплавляют примерно равное количество алюминия в год – порядка 3,6 млн тонн. Казахстан не входит в число лидеров по объемам ежегодного производства.

Несмотря на то, что по итогам первого квартала 2021 года производство алюминия в Китае упало на 2 %, это не повлияло на его лидирующее место в мире. В 2020 году по данным РУСАЛ в Китае было произведено 35,71 млн тонн алюминия. В России большая часть предприятий по изготовлению алюминия расположена в Сибири. Общее количество произведенного алюминия в России в 2020 г. составило 3,62 млн т., в Индии в 2020 году было произведено 3,54 млн т.

Долгое время лидером по производству алюминия в мире были США, вплоть до 2000 года.

Полный список стран по выплавке первичного алюминия показано в таблице 1.1. В качестве основного источника статистики использовались данные USGS (геологическая служба США).

Таблица 1.1. Список стран по выплавке первичного алюминия

№ п/п

Страна

Выплавка алюминия, тысяч тонн

Год

1	2	3	4
1	Мир	69 000	2022
2	Китай	40 000	2022
3	Индия	3700	2022
4	Россия	3600	2022
5	Канада	2900	2019
6	ОАЭ	2700	2019
7	Австралия	1600	2019
8	Бахрейн	1400	2019
9	Норвегия	1300	2019
10	США	1100	2019
11	Саудовская Аравия	916	2017
12	Исландия	870	2018
13	Малайзия	760	2017
14	ЮАР	716	2017
15	Бразилия	660	2018
16	Катар	650	2017
17	Мозамбик	577	2017
18	Германия	550	2017
19	Аргентина	433	2017
20	Франция	430	2017
21	Испания	360	2017
22	Иран	338	2017
23	Новая Зеландия	337	2017
24	Румыния	282	2017
25	Египет	279	2017
26	Казахстан	256	2017
27	Оман	253	2017
28	Индонезия	219	2017

Страны лидеры по экспорту и импорту алюминия

Крупнейшим экспортером алюминия в мире на начало 2020 года является Канада. В долларовом эквиваленте Канада экспортировала алюминия на сумму более 5.3 млрд долларов. Также в пятерку крупнейших экспортеров алюминия в мире входят Нидерланды, ОАЭ, Россия и Индия.

Таблица 1.2. Полный список стран по экспорту алюминия

№ п/п	Страна	Экспорт алюминия, млн $
1	2	3
1	Канада	5349
2	Нидерланды	5115.8
3	ОАЭ	5113.2
4	Россия	4640.9
5	Индия	3819.7
6	Норвегия	2802.1
7	Австралия	2775.2
8	Малайзия	2003.2
9	Бахрейн	1931.5
10	Исландия	1429.3
11	Катар	1291.6
12	Китай	1100.5
13	США	1050.4
14	ЮАР	1009.7
15	Саудовская Аравия	967.8
16	Германия	957.7
17	Мозамбик	940.3
18	Италия	751.1
19	Новая Зеландия	652.9
20	Франция	578.2

Крупнейшие импортеры алюминия в мире (в скобках указана доля от мирового импорта):

США (12.6 %);

Германия (9.1 %);

Япония (4.5 %);

Нидерланды (4.5 %);

Франция (3.9 %);

Мексика (3.9 %);

Италия (3.6 %);

Южная Корея (3.6 %);

Китай (3.3 %);

Великобритания (2.9 %).

Рисунок 1.1. Выплавка первичного алюминия в мире, млн т

(Источник: Primary Aluminium Production - International Aluminium Institute (international-aluminium.org))

1.2. Общая информация о рассматриваемой отрасли промышленности

1.2.1. Бокситовое рудоуправление

В Казахстане основным видом алюминиевого сырья являются бокситы. Месторождения бокситов по географическому и геолого-структурному положению находятся в восьми бокситоносных районах: Западно-Торгайском, Центрально-Торгайском, Восточно-Торгайском (Амангельдинском), Акмолинском (Целиноградском), Экибастуз-Павлодарском, Северо-Кокшетауском, Мугоджарском и Южно-Казастанском. В Западно-Торгайском и Центрально-Торгайском бокситоносных районах выявлены наиболее крупные месторождения бокситов: Краснооктябрьское, Белинское, Восточно-Аятское и Таунсорское. Наиболее высоким качеством отличаются бокситы Амангельдинской группы месторождений Восточно-Торгайского бокситоносного района. Алюминиевые руды добываются в Костанайской области на рудниках АО "Алюминий Казахстана", входящего в группу компаний Eurasian Resources Group (ERG), в 2019 и 2020 г. добыто 3236 и 3970 тыс. тонн бокситов соответственно.

Месторождения бокситов расположены от центральной базы рудника (п. Октябрьский) на расстоянии до 90 км. В районах расположения рудников развита сеть шоссейных и железных дорог. Поселки и существующие промышленные площадки КБРУ соединены грейдерными и асфальтированными дорогами.

Белинский рудник бокситов расположен в Тарановском районе Костанайской области Республики Казахстан в 30 км южнее пос. Октябрьский. По состоянию на 2020 г. рудник не эксплуатировался, поэтому не рассматривается в настоящем справочнике по НДТ.

Красногорский рудник расположен на территории Камыстинского района Костанайской области Республики Казахстан. Работы на руднике ведутся с 70-х годов. Ближайшие населенные пункты промплощадки расположены: областной центр г. Костанай – в 170 км на северо-восток, районный центр п. Камысты – в 50 км на запад, ближайшие населенные пункты Каиндыколь, Красногорск, Краснооктябрьский и г. Лисаковск – на расстоянии более 1 километра. Месторождения открыты в 1964 году, в эксплуатации с 1979 года. Кроме месторождения бокситов в районе отрабатываются месторождения оолитовых и магнетитовых руд Лисаковское и Куржункульское, располагающиеся в 30 км к северу, и месторождение цинка Шаймерден – в 20 км к югу.

Аятское и Восточно-Аятское месторождения бокситов находятся в Тарановском районе Костанайской области Республики Казахстан, в 70 км к юго-западу от областного центра г. Костаная, в 10–30 км северо-восточнее п. Октябрьский.

В 7–10 км к западу от Восточно-Аятского месторождения бокситов проходит железнодорожная линия, связывающая г. Рудный со станцией Тобол, к югу – железнодорожная магистраль Карталы-Астана, а на расстоянии около 1 км юго-восточнее от карьера №6 ВАМ – рудничная железнодорожная станция "Восточная". Расстояние по железной дороге от ст. Тобол до г. Павлодара – 1 200 км.

Таблица 1.3. Единый технологический процесс КБРУ

№ п/п	Рудник	Наименование Единого технологического процесса	Наимено-вание продукции	Ед. изм.	Объемы годового производства
					макс.	мин.
1	2	3	4	5	6	7
1	Красногорский бокситовый рудник	Добыча полезных ископаемых	Боксит	тонна	3 274 219	1 802 539
2	Аятский бокситовый рудник				989 797	303 388
3	Восточно-Аятское месторождение				1 285 100	546

Восточно-Аятское месторождение бокситов находится в Тарановском районе Костанайской области Республики Казахстан, в 70 км к юго-западу от областного центра г. Костанай, в 10–30 км северо-восточнее п. Октябрьский. В поселке Октябрьский расположен филиал АО "Алюминий Казахстана" –Краснооктябрьское бокситовое рудоуправление (КБРУ).

Восточно-Аятское месторождение по запасам относится к крупным. Месторождение находится в северной части Краснооктябрьской бокситоносной зоны, расположенной в Валерьяновском синклинории, имеющем ширину 100 км, северо-северо-восточное простирание и прослеживающимся более 40 км вдоль Торгайского прогиба.

Рудные тела Восточно-Аятского месторождения расположены на 9 рудных участках, каждый из рудных участков представляет собой единый контур распространения меловых бокситоносных отложений, объединяющих одно или несколько рудных тел. В плане рудные тела имеют вытянутую и изометричную формы. В вертикальном разрезе рудные тела имеют преимущественно линзообразные, конусообразные, гнездообразные и карманообразные формы. Линзообразная или выпукло-линзообразная формы характерны для основных рудных тел, второстепенные рудные тела имеют гнездообразную и конусообразную форму со значительными мощностями при малой площади.

Балансовые запасы месторождения бокситов включают три литологических типа руд: каменистые 43,7 %, глинистые 33,0 %, рыхлые 20,1 % и безрудные прослои 3,2 % (некондиционные бокситы и гиббсит-каолинитовые глины). Средний минеральный состав бокситов месторождения по данным пересчета химических анализов следующий: гиббсит – 56,9 %, каолинит – 17,9 %, гематит и гетит в сумме – 19,8 %, титановые минералы – 2,4 %, сидерит – 2,5 %. В качестве примесей встречаются – бемит (до 2,5 %), корунд (до 1–3 %), маггемит, магнетит, кальцит, пирит, шамозит, нордстрандит, диаспор, байерит и др.

К бокситоподобным породам отнесены некондиционные по кремневому модулю или содержанию глинозема каменистые, рыхлые разности. Эти породы образованы за счет дебокситизации в верхних частях разреза бокситоносных отложений каменистых и рыхлых бокситов, вызванной интенсивной сидеритизацией и каолинизацией. В бокситовой породе высокое содержание кремнезема и двуокиси углерода.

Бокситы Восточно-Аятского месторождения характеризуются пестрым составом, обусловленным неравномерным распространением природных типов руд и наложенными процессами. Кремнезем отличается наибольшей изменчивостью. Его содержание по рудным телам от 2,9 % (р.т.24д) до 15,8 % (р.т. 41в), а по карьерам от 4,9 % (к.1) до 10,1 % (к.5).

Глинозем распределен в рудах равномерно. Балансовые рудные тела содержат 42–46 % глинозема. Основным глиноземcодержащим минералом является гиббсит, но часть глинозема распределена в гидроалюмосиликатах (каолините, галлуазите, шамозите), а также окислах и гидроокислах алюминия: корунде, бемите, диаспоре, нордстрандите и байерите, алюмогетите.

Железо валовое распределено неравномерно. Наибольшее содержание окислов железа установлено в красно-бурых каменистых бокситах (до 30 %) и наименьшее – в осветленных палево-белых разностях и сероцветных углистых бокситах (4–5 %). Несмотря на большое влияние наложенных процессов, все же наблюдается определенная тенденция к увеличению окислов железа по мере уменьшения количества глинистых бокситов и увеличения каменистых разностей.

Содержание двуокиси титана в рудах колеблется в пределах 2–2,8 %. Двуокись углерода распределена в бокситах месторождения очень неравномерно.

Вмещающими рудные тела породами в основном являются бокситовые глины и пестроцветные глины, реже боксит-каолинитовые, лигнитовые глины и бокситоподобные породы. Они же являются и разубоживающими породами.

Среди балансовых руд статистически выделены три сорта: бокситы, предназначенные для производства глинозема (62,1 %), электрокорунда (29,5 %) и мартеновского производства (8,4 %).

Распределение бокситов, пригодных для производства электрокорунда, весьма прихотливо и в целом зависит от содержания в рудах каменистых разностей.

Мартеновские сорта бокситов имеют подчиненное значение. Их содержание колеблется от долей процента до 6–9 % и редко превышает 10 %.

Наибольшее количество глиноземных бокситов в рудных телах карьеров составляет 89,0 %, минимальное – 47,1 %.

В бокситах присутствует большое количество микроэлементов, концентрации которых в 2-3 и более превышает их содержание в земной коре. Содержание этих элементов обычно низкое и колеблется от нескольких граммов до сотен граммов на тонну, но, несмотря на это, они могут накапливаться в оборотных щелочных растворах в количествах, представляющих практический интерес как ценные побочные продукты глиноземной промышленности.

1.2.2. Глиноземное производство

В 2020 году мировой выпуск глинозема достиг 134 млн т по сравнению с 132 млн т в 2019 году (+1,41 %). По прогнозам исследовательских агентств до 2025 года рынок оксида алюминия будет расти. Ожидается, что в течение 2018 - 2023 гг. на мировом рынке оксида алюминия CAGR (совокупный ежегодный темп роста) составит около 4,6 %. Среди стран поставщиков на мировом рынке глинозема (оксида алюминия) International Metallurgical Research Group выделяет Австралию с долей 46,36 %, Бразилию – 20,02 %, Ирландию – 4,47 %, а также: Индию, Индонезию, Германию, Испанию, США и Казахстан, который занимает 12 место в мировом рейтинге стран объҰмам запасов бокситов.

АО "Алюминий Казахстана" – единственный производитель товарного глинозема в Казахстане, входит в число десяти ведущих производителей глинозема в мире. Возможности и основная продукция: производство и реализация глинозема, добыча, переработка и реализация бокситов, известняка, огнеупорных глин, щебня. Также предприятие имеет технологические возможности производства галия, сульфата алюминия (ранее эти продукты производились, но в настоящее время ввиду низких цен производство приостановлено). Основное направление деятельности предприятия – добыча и переработка бокситов, которые затем используются для получения металлургического глинозема, производимого по схеме "Байер-спекание".

Наименование технологического процесса и годовые объемы производства приведены в таблице 1.4.

Таблица 1.4. Единый технологический процесс производство глинозема

№ п/п	Наименование единого технологического процесса	Наименование продукции	Единица измерения	Объемы годового производства
№ п/п	Наименование единого технологического процесса	Наименование продукции	Единица измерения	макс	мин
1	2	3	4	5	6
1	Производство глинозема методом последовательно-параллельного варианта Байер-спекания	Глинозем (Al₂O₃)	тонна	1 509 052	1 383 349

1.2.3. Производство первичного алюминия

В Казахстане выплавка алюминия производится на предприятии АО "Казахстанский электролизный завод" с проектной мощностью 250 тыс. тонн/год. В 2019 и 2020 гг. предприятием было произведено 263 тыс. тонн и 265 тыс. тонн соответственно.

Основные технические сооружения и установки перечислены в таблице 1.5.

Таблица 1.5. Технические сооружения АО "КЭЗ"

№ п/п	Технические сооружения	Этап I	Этап II
1	2	3	4
1	Корпуса электролиза (два)	+	+
2	Установка газоочистки корпуса электролиза	+	+
3	Трансформаторно-выпрямительная подстанция	+
4	Открытая подстанция с напряжением ввода 220 кВ	+
5	Цех монтажа анодов	+
6	Литейное отделение	+	+
7	Установка для производства "зеленых" анодов		+
8	Печь для обжига анодов		+
9	Установка газоочистки печи для обжига анодов		+
10	Вспомогательная подстанция с напряжением ввода 10 кВ	+
11	Здание для замены футеровки электролизеров	+
12	Здание для технического обслуживания подъемных кранов	+
13	Компрессорная	+
14	Установка водоподготовки	+
15	Станция очистки сточных вод	+

Продукцией завода являются 20-киллограммовые алюминиевые чушки марки А7, А8. На заводе применяется технология предварительно обожженного анода.

В таблице 1.6 представлены действующие в Казахстане предприятия алюминиевой промышленности, год ввода в эксплуатацию, производительность и применяемые технологии электролиза.

Таблица 1.6. Перечень предприятий алюминиевой промышленности Республики Казахстан

№ п/п	Предприятие	Место расположения	Год ввода в эксплуатацию
1	2	3	4
1	КБРУ	Костанайская область, г. Лисаковск, пос. Октябрьский	1964
2	АО "Алюминий Казахстана"	Павлодарская область, г. Павлодар	1964
3	АО "КЭЗ"	Павлодарская область, г. Павлодар	2007

1.3. Характеристика сырья, основных и вспомогательных материалов, используемых при производстве алюминия

В производстве алюминия применяются следующие виды сырья и материалов:

боксит;

известняк;

каустическая сода;

сода кальцинированная;

глинозем;

криолит искусственный технический;

фтористый кальций;

техническая кальцинированная сода;

обожженные аноды;

технологическая электроэнергия;

фторид алюминия;

каменноугольный пек;

мазут М 100;

нефтяной кокс.

Бокситы – алюминиевая руда, состоящая из гидроксидов алюминия, оксидов железа и кремния, сырье для получения глинозема и глиноземосодержащих огнеупоров. Бокситы являются основным сырьем при производстве алюминия. Они представляют собой горную породу, в состав которой входят оксид алюминия и другие различные минеральные примеси. Сырье имеет высокое качество, если оно содержит в себе свыше 60 % оксида алюминия.

Известняк – осадочная, обломочная горная порода биогенного, реже хемогенного происхождения, состоящая преимущественно из карбоната кальция в виде кристаллов кальцита различного размера. Известняк используется в качестве флюса при доменной выплавке руды железа, цветных металлов, производстве алюминия как шихта и в качестве вспомогательного технологического сырья.

Каустическая сода – гидроксид натрия, продукт химического синтеза, в природе такого вещества не существует. Едкий натр NaOH (молекулярный вес 40,0) является сильной щелочью, называемой в быту каустической содой. Он нашел применение в производстве глинозема – полупродукта для получения металлического алюминия.

Сода кальцинированная – общее название технических натриевых солей угольной кислоты.

Na₂CO₃ (карбонат натрия) – кальцинированная сода, бельевая сода.

Na₂CO₃·10H₂O (декагидрат карбоната натрия, содержит 62,5 % кристаллизационной воды) – стиральная сода; иногда выпускается в виде Na₂CO₃·H₂O или Na₂CO₃·7H₂O.

NaHCO₃ (гидрокарбонат натрия) – пищевая сода, бикарбонат натрия. Кальцинированная сода широко применяется в металлургии. Большое количество соды кальцинированной (карбоната натрия) используется в цветной металлургии в основном при производстве глинозема для восполнения щелочного баланса.

Глинозем – технический оксид алюминия (100 %), представляет собой кристаллический гигроскопичный порошок белого цвета. Глинозем не токсичен, пожаро- и взрывобезопасен. Насыпная плотность 0,9 т/м³, влажность 0,0 %. Для питания ванн используется первичный глинозем, поставляемый заводами производителями, и вторичный глинозем, поступающий из сухой газоочистки. На АО "КЭЗ" используется глинозем с АО "Алюминий Казахстана". Первичный глинозем должен удовлетворять требованиям к химическому составу в соответствии с таблицей 1.7.

Таблица 1.7. Требования к химическому составу глинозема

№ п/п	Компонент	Содержание, %. масс
1	2	3
1	Al₂O₃	> 98,4
2	SiO₂	<0,04
3	Fe₂O₃	<0,03
4	Na₂O	<0,66
5	TiO₂	<0,005
6	V₂O₅	<0,003
7	P₂O₅	<0,003
8	ZnO	<0,005
9	Содержание альфа-Al₂O₃	25-35

В глиноземе не допускается наличие видимых невооруженным глазом посторонних включений, технологически не связанных с производством. Глинозем должен удовлетворять требованиям к физическим свойствам в соответствии с таблицей 1.8.

Таблица 1.8. Требования к физическим свойствам глинозема

№ п/п	Показатель	Ед. изм	Величина
1	2	3	4
1	Удельная площадь поверхности	м²/г	> 35
2	Содержание фракции -325 меш	%	<12
3	Потери при прокаливании (LOI)	%	> 1,0

В воде глинозем не растворяется. В электролите растворяется 2–4 % глинозема. Скорость растворения глинозема в электролите зависит от размеров и форм частиц (гранулометрического и фракционного состава) и фазового состава (содержание альфа и гамма модификаций). Модификациями называются такие формы вещества, которые при одинаковом химическом составе имеют различные физико-химические свойства.

Альфа глинозем (a-фракция (корунд)) – безводная форма окиси алюминия с плотностью 4 г/см³;

Гамма глинозем (g глинозем) содержит 1-2 % влаги, гигроскопичен и имеет плотность 3,4 г/см³,при температуре 1000-1200 °С переходит в a-модификацию.

При одинаковом фракционном составе хуже растворяется глинозем, содержащий больше a-модификаций.

Нежелательно присутствие в глиноземе влаги. Влага с A1F₃ образует вредный для здоровья фтористый водород HF:

2AlF₃ + ЗН₂0 = Al₂O₃+ 6HF

Криолит искусственный технический (A1F₃х nNaF) мелкокристаллический порошок от слабо-розового до серовато-белого цвета. Искусственный криолит пожаро- и взрывобезопасен, токсичен. Криолит искусственный технический должен удовлетворять требованиям к химическому составу в соответствии с таблицей 1.9 (в пересчете на сухое вещество).

Таблица 1.9. Требования к химическому составу искусственного технического криолита

№ п/п	Компонент	Содержание, %. масс
1	2	3
1	F	≥54
2	A1	≤18
3	Na	≥23
4	SiO₂	≤0,5
5	Fe₂O₃	≤0,06
6	SO₄^-2	≤0,5

Содержание влаги в искусственном техническом криолите не должно превышать 0,2 % масс. Величина криолитового модуля определяется по результатам химического анализа по формуле: n = 1,174 Na / А1, где: n - модуль криолита, Na - содержание натрия в криолите, % масс., А1 - содержание А1 в криолите, % масс., 1,174 - коэффициент, учитывающий соотношение атомных масс алюминия и натрия. Также нежелательно присутствие в глиноземе и окислов щелочных (K, Na) и щелочноземельных (Ca, Mg) металлов, или их содержание должно быть стабильное, т. к. они, вступая во взаимодействие с AIF₃, разлагают его и тем самым изменяют состав электролита, повышая криолитовое отношение и вызывая необходимость дополнительной корректировки (отдачи).

3Na₂0 + 2A1F₃ = А1₂0₃ + 6NaF

Фтористый кальций должен удовлетворять требованиям к химическому составу в соответствии с таблицей 1.10.

Таблица 1.10. Требования к химическому составу фтористого кальция

№ п/п	Компонент	Содержание, %. масс
1	2	3
1	CaF	≥54
2	SiO₂	≤18
3	S	3
4	P	≥23
5	Влага	≤0,5

Техническая кальцинированная сода должна удовлетворять требованиям к химическому составу в соответствии с таблицей 1.11 (в пересчете на прокаленное вещество).

Таблица 1.11. Требования к химическому составу кальцинированной соды

№ п/п	Компонент	Содержание, %. масс
1	2	3
1	Карбонат натрия	≥99,4
2	Карбонат натрия в пересчете на непрокалҰнный продукт	≥99,4
3	Потери при прокаливании	≤0,5
4	Хлориды в пересчете на хлорид натрия	≤0,45
5	Железо в пересчете на Fe₂0₃	≤0,005
6	Вещества нерастворимые в воде	≤0,03
7	Сульфаты в пересчете на Na₂S 0₄	≤0,04

Обожженные аноды. Аноды изготавливаются с использованием нефтяного кокса с добавлением анодных огарков к коксовой шихте, способом виброформования с последующим длительным прогревом до температуры 1250 °С в специальных обжиговых печах.

Химический состав обожженного анода – углерод 98 %, сера 2 %.

Агрегатное состояние – твердый, прямоугольной формы 1600*700*570 мм.

Плотность 1,56 т/м³.

УЭС не более 58 мкОм*м.

Масса обожженного анодного блока должна составлять 910 ± 10 кг. Основным компонентом блоков является углерод. По химическому составу блоки должны удовлетворять требованиям, приведенным в таблице 1.12.

Таблица 1.12. Химический состав анода

№ п/п	Содержание примесей, % не более	Значение
1	2	3
1	S	1,5
2	V	0,013
3	Na	0,013
4	Si	0,03
5	Fe	0,04
6	Ni	0,025
7	Ti	0,01
8	Zn	0,01
9	Pb	0,01
10	Ca	0,01
11	K	0,0015

Фторид алюминия – неорганическое бинарное соединение алюминия и фтора. Фторид алюминия представляет собой бесцветное или белое кристаллическое вещество. При сильном нагревании возгоняется без разложения. Химическая формула – AlF₃, его свойства:

химический состав: алюминий 32 %, фтор 60 %;

насыпная плотность 1,4 т/м³;

потери при прокаливании не более 0,15 %.

Каменноугольный пек:

химический состав – углеводороды;

агрегатное состояние – расплавленный, жидкий;

плотность 1,3 т/м³;

температура размягчения по методу Меттлер 110-125 °С;

зольность не более 0,3 %.

Мазут М 100 – это остаточный продукт, образованный путем выделения из нефти бензиновых, керосиновых, газойлевых и других фракций.

химический состав – углеводороды;

агрегатное состояние – жидкий;

зольность не более 0,14 %;

массовая доля воды не более 1 %.

Нефтяной кокс – твердый пористый продукт от темно-серого до черного цвета, получаемый при коксовании нефтяного сырья.

В алюминиевой промышленности кокс служит восстановителем (анодная масса) при выплавке алюминия из алюминиевых руд (бокситов), имея следующие свойства:

химический состав – углерод 97 %, сера 3 %;

агрегатное состояние – твердый, сыпучий;

насыпная плотность 0,8-1 т/м³;

содержание влаги не более 0,5 %;

удельный расход кокса 550–600 кг/т алюминия.

Таблица 1.13. Состав и качественные характеристики сырья, материалов и энергоресурсов

№ п/п	Наименование сырья, материалов и энергоресурсов	Объем годового потребления			Химический состав, %	Агрегатное состояние при доставке	Физические параметры
		ед. изм.	макс	мин

1	2				3	4	5	6	7	8
2		Технологический процесс: производство алюминия первичного
3			Технологический этап: электролизное производство алюминия
4				анод обожженный	тонн	149000,	132000,	углерод 98 %, сера 2 %	твердый, прямоугольной формы 1600700570 мм	плотность 1,56 т/м3, не более 58мкОм*м
5				глинозем	тонн	522000,	482000,	оксид алюминия 100 %	порошок	насыпная плотность 0,9 т/м3, влажность 0,0 %
6				Технологическая электроэнергия	кВт*ч	4061884834,	3032987833,	-	-	переводной коэффициент в т.у.т- 0,000123
7				фторид алюминия	тонн	5800,	4300,	Алюминий 32 %, Фтор 60 %	порошок	насыпная плотность 1,4 т/м3, потери при прокаливании не более 0,15 %,
8		Технологический процесс: производство обожженных анодов
9			Технологический этап: основной цех по производству обожженных анодов
10				каменноугольный пек	тонн	27000,	23000,	углеводороды	расплавленный, жидкий	плотность 1,3 т/м3, температура размягчения по методу Меттлер 110–125 град. С, зольность не более 0,3 %,
11				мазут М 100	тонн	9000,	7900,	углеводороды	жидкий	зольность не более 0,14 %, массовая доля воды не более 1 %,
12				нефтяной кокс	тонн	109000,	104000,	Углерод 97 %, Сера 3 %	твердый, сыпучий	насыпная плотность 0,8–1 т/м3, содержание влаги не более 0,5 %
13				Электроэнергия цеха по производству электродов	кВт*ч	48487840,	38382415,	-	-	переводной коэффициент в т.у.т- 0,000123

1.4. Производственные мощности алюминиевой отрасли Казахстана

Таблица 1.14. Производственные мощности алюминиевой отрасли Казахстана

№ п/п	Предприятие	Продукция	Выпуск в 2016-2020гг., тонн
№ п/п	Предприятие	Продукция	макс	мин
1	2	3	4	5
1	Глиноземный завод	Глинозем марки Г-00	1 509 052	1 393 411
2	Электролизный завод	Алюминий первичный	270 000	250 000

Единственным центром добычи алюминиевых руд в стране является Костанайская область. Крупнейшее предприятие отрасли, занимающееся добычей и обогащением бокситов в Костанайской области – А2. Это единственная в Казахстане компания, выпускающая сырье для производства алюминия – глинозем. Объем добычи бокситов за 2021 год составил 4,058 млн тонн [9].

В Казахстане разведано свыше 20 месторождений бокситов, при этом разрабатывается – 10. Основная часть запасов республики (около 90 %) сосредоточена в месторождениях, находящихся на территории Костанайской области в Торгайской бокситоносной провинции. В ней выделяются три бокситоносных района: Западно, Восточно и Центрально-Торгайский, в которых заключено, соответственно, 86,9 %, 5,3 % и 7,8 % запасов провинции.

Торгайское бокситовое рудоуправление (ТБРУ) разрабатывало бокситы Восточно-Тургайской группы (Аркалыкское, Северное, Нижнее-Ашутское, Верхнее-Ашутское, Уштобинское месторождения). В настоящее время все работы на ТБРУ остановлены ввиду выработки всех запасов.

Краснооктябрьское бокситовое рудоуправление (КБРУ) – бокситы Западно-Тургайской группы (Белинское, Аятское, Краснооктябрьское, Увалинское и Красногорское месторождения).

ТБРУ и КБРУ входят в состав АО "Алюминий Казахстана". Сырьевая база компании оценивается как устойчивая, запасы бокситовых руд на осваиваемых и перспективных месторождениях достаточны для работы предприятия в течение как минимум 50 лет.

Глинозем распределен в рудах равномерно. Содержание глинозема в руде 42–46 %. Основным глиноземcодержащим минералом является гиббсит, но часть глинозема распределена в гидроалюмосиликатах (каолините, галлуазите, шамозите), а также окислах и гидроокислах алюминия: корунде, бемите, диаспоре, нордстрандите и байерите, алюмогетите.

Таблица 1.15. Запасы бокситовых руд в Казахстане

№ п/п/	Минерал	Балансовые запасы, тыс. т	Мировой рейтинг, запасы	Место в мире по содержанию металла в руде	Мировой рейтинг, производство	Доля в мировом объеме
1	2	3	4	5	6	7
1	Бокситы	365 400	10	н/д	8	1,7 %

источники: Казахстанский горно-промышленный портал (http://www.mining.kz); Геологическая служба США USGS 2018, АО "НК "Kazakh Invest", данные на 2021 г.

Таблица 1.16. Производство промышленной продукции в производстве алюминия в натуральном выражении в Республике Казахстан за 2021 год

№ п/п	Показатель	Объем
1	2	3
1	Руды алюминиевые (бокситы), тыс. тонн	4 057,8
2	Алюминий необработанный; оксид алюминия, тыс. тонн	1 594

Таблица 1.17. Динамика добычи бокситов на КБРУ, тыс. тонн

№ п/п	Наименование продукции	2016	2017	2018	2019	2020
1	2	3	4	5	6	7
1	Красногорский бокситовый рудник	2 281,000	2 650,000	3 274,220	1 802,539	2867,355
2	Аятский бокситовый рудник	0,000	0,000	303,388	413,592	1102,849
3	Восточно-Аятское месторождение	1 123,300	1 285,100	1 120,343	1 020,199	0,546

Таблица 1.18. Динамика производства глинозема, тонн/год

№ п/п

Наименование продукции

2016

2017

2018

2019

2020

1	2	3	4	5	6	7
1	Переработано боксита	3 931 396	3 940 698	3 868 589	3 657 406	3 693 079
2	Выпущено глинозема	1 500 013	1 509 052	1 480 991	1 393 411	1 383 349

Электролизный завод является единственным производителем первичного алюминия в Казахстане и до его запуска цикл производства алюминия завершался на этапе производства глинозема. Конечная продукция АО "КЭЗ" – алюминиевые чушки (слитки). Около 90 % продукции завода идет на экспорт в более чем 20 стран мира (около 70 % в страны Европы).

Кроме того, в последние годы появились также предприятия, которые используют алюминий для дальнейшей переработки. Например, с 2019 года АО "КЭЗ" поставляет жидкий алюминий для павлодарского завода Giessenhaus, выпускающего диски для автомобильных колес. Всего за десять первых лет работы АО "КЭЗ" выпустил более 2 млн тонн первичного алюминия.

Потребности в электричестве для обеспечения производства алюминия велики и составляют до 40 % в себестоимости продукции. Доля казахстанского содержания на заводе доходит до 90 % (электроэнергия, глинозем, аноды и другие составляющие).

Проектная мощность завода по производству алюминия составляет 270 тыс. тонн первичного алюминия в год с производством обожженных анодов 136,250 тыс. тонн в год. Динамика изменения фактической мощности представлена в таблице.

Таблица 1.19. Динамика производства АО "КЭЗ", тонн/год

№ п/п	Наименование продукции	2016	2017	2019	2020
1	2	3	4	5	6
1	Алюминий первичный СТ АО 40494160-019-2016	235 566	254 993	258 420	263 066
2	Обожженные аноды СТ АО 40494160-028-2018	129 657	137 659,7	133 705	141 354,7

1.5. Энергоэффективность

Энергоэффективность в контексте выдачи комплексных разрешений является "горизонтальной" проблемой, относящейся к любым отраслям и технологическим процессам.

Потребление энергии является важным аспектом при производстве первичного алюминия в силу следующих взаимосвязанных причин:

изменение климата: сжигание ископаемого топлива для получения энергии является основным антропогенным источником парниковых газов;

продолжающееся масштабное потребление невозобновляемых запасов ископаемого топлива и необходимость обеспечения устойчивости;

введение углеродного налога на экспортную продукцию: повышение себестоимости и риск потери доли рынка.

Повышение эффективности использования энергии является наиболее быстрым, результативным и экономически эффективным подходом к достижению этих целей.

Директива IPPC требует эффективного использования энергии при эксплуатации любых установок, и энергоэффективность является одним из критериев, используемых при определении НДТ для любого производственного процесса.

Рациональное использование энергии и повышение энергоэффективности потребителей – два основных требования закона об энергосбережении и повышении энергоэффективности Республики Казахстан [11]. Поэтому повышение энергоэффективности играет важную роль, выступая в качестве индикатора воздействия процесса на окружающую среду.

Вопросы повышения энергоэффективности и использования энергии при оценке НДТ в цветной металлургии в целом и при производстве алюминия в частности имеют существенное значение.

Себестоимость производства алюминия формируется из комплекса составляющих, среди которых наибольший вес имеют затраты на электроэнергию (около 35 %). Также при производстве продукции цветной металлургии потребляются тепловая энергия и топливо (мазут, уголь, природный газ, дизельное топливо и т.д.).

Котельно-печное топливо (уголь, мазут, природный газ и т.д.) используется для выработки тепловой и электрической энергии, а также для технологических нужд предприятия.

Используемое в горном производстве электрическое оборудование можно разделить на следующие группы:

устройства для передачи и распределения электроэнергии: линии электропередачи, трансформаторы, кабели;

электрическое оборудование: электродвигатели, осветители и ручные инструменты;

оборудование для управления, контроля, связи и автоматизации.

В процессе добычи и транспортировки руды электроэнергия расходуется на следующие объекты:

электрогидравлические рабочие машины (бурильные установки, крепление кровли и стенок выработок, машины для торкретирования бетоном);

транспортеры;

подъемники руды;

производство сжатого воздуха,

вентиляция.

Также топливно-энергетические ресурсы расходуются на погрузочное и транспортное оборудование, отопление и освещение участков рудника.

Потребление энергии в обогатительных процессах определяется в первую очередь объемом перерабатываемой руды, используемыми процессами обогащения и необходимым для этого оборудованием. Обычно самые мощные электродвигатели используются при измельчении руды. Поэтому потребление энергоресурсов сильно зависит от особенностей руды и необходимого технологического процесса. Если руда твердая, то на ее отделение, измельчение и размол требуется значительно больше энергии, чем на обработку мягкой руды.

При производстве алюминия показатель расхода электроэнергии зависит от типа электролизера и выхода по току, который является основным показателем технологической работы электролизера и определяет степень полезного использования тока.

Применение ресурсосберегающих технологий направлено на снижение себестоимости продукции, а также рациональное использование ресурсов.

1.5.1. Показатели использования энергии в производстве алюминия

Для определения удельного расхода энергетических ресурсов на единицу выпускаемой продукции необходимы годовые объемы производства продукции и потребление энергетических ресурсов.

Открытая добыча бокситов [10]

В таблице 1.20 приведены данные по удельным уровням потребления сырьевых материалов для основного единого технологического процесса на единицу производимой продукции предприятия А1/2.

Таблица 1.20. Удельные уровни потребления сырьевых материалов для основного единого технологического процесса на единицу производимой продукции предприятия А1/2

№ п/п	Наименование продукции			Ед. изм.	Наименование сырья и материалов, поступающих в производство	ОбъҰм производства		Объем годового потребления			Расход на единицу продукции конечной продукции или оказанной услуги
№ п/п	Наименование продукции			Ед. изм.	Наименование сырья и материалов, поступающих в производство	макс	мин	ед. изм.	макс	мин	макс	мин
1	2			3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	Предприятие: А1/2 рудник 1
2		Наименование: добыча полезных ископаемых
3			Боксит	тонн	Бензин	3274219	1802539	тонн	49	43	0,000027	0,000013
4				тонн	Дизельное топливо	3274219	1802539	тонн	11 868	7 322	0,006584	0,002236
5				тонн	Факт потребления электроэнергии за период 2016–2020 гг.	3274219	1802539	квт.ч	73 777 434	649 745	40,93	0,20
6	Предприятие: А1/2 рудник 2
7		Наименование: добыча полезных ископаемых
8			Боксит	тонн	Бензин	989797	303388	тонн	49	43	0,000162	0,000044
9				тонн	Дизельное топливо	989797	303388	тонн	5 791	2 080	0,019087	0,002101
10				тонн	Электроэнергия	989797	303388	квт.ч	1 093 866	109 839	3,61	0,11
11	Предприятие: А1/2 рудник 3
12		Наименование: добыча полезных ископаемых
13			Боксит	тонн	Бензин	1285100	546	тонн	49	49	0,09009	0,00004
14				тонн	Дизельное топливо	1285100	546	тонн	4 888	2 570	8,95222	0,00200
15				тонн	Потребление электроэнергии	1285100	546	квт.ч	3 171 079	1 124 311	5 807,84	0,87

Сравнение уровней потребления сырья, топливно-энергетических ресурсов и воды при добыче бокситов из справочника BREF и ИТС 16–2016 приведено в таблице 1.21.

Таблица 1.21. Сравнение удельных показателей расхода энергоресурсов

	Параметр	Ед. изм	Уровни потребления
№ п/п	Параметр	Ед. изм	Справочник BREF	Добыча руд цветных металлов (открытая) ИТС 16–2016)	КБРУ (все рудники по данным ПАК)
1	2	3	4	5	6
1	Электроэнергия	квтч/т	-	10-15	0,11 - 5 807,84

Производство глинозема [10]

В таблице 1.22 приведены данные по удельным уровням потребления сырьевых материалов для основного единого технологического процесса на единицу производимой продукции предприятия А2.

Таблица 1.22. Удельные уровни потребления сырьевых материалов для основного единого технологического процесса на единицу производимой продукции предприятия А2

№ п/п	Наименование продукции	Ед. изм.	Наименование сырья и материалов, поступающих в производство	Объем производства		Объем годового потребления			Расход на единицу продукции конечной продукции или оказанной услуги
№ п/п	Наименование продукции	Ед. изм.	Наименование сырья и материалов, поступающих в производство	макс	мин	ед. изм.	макс	мин	макс	мин
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	Предприятие: А2
2	Наименование: производство глинозема методом последовательно-параллельного варианта Байер-спекания
3	глинозем	тонн	Боксит	1509052	1393411	тонн	4105676	3485897	2,946493174	2,309991306
4		тонн	Красный шлам	1509052	1393411	тонн	2387648	2355871	1,713527452	1,561159589
5		тонн	мазут	1509052	1393411	тонн	163508	151610	0,117343698	0,100467048
6		тонн	Пар	1509052	1393411	Гкал	5037254	4777670	3,615052558	3,166007533
7		тонн	Сода кальцинированная, 100 %	1509052	1393411	тонн	168666	152967	0,121045406	0,101366288
8		тонн	Техническая вода	1509052	1393411	м³	8801816	8219236	6,316740718	5,446622118
9		тонн	Уголь на восстановление (кокс, антрацит)	1509052	1393411	тонн	118806	81012	0,085262711	0,053684035
10		тонн	Уголь на печи	1509052	1393411	тонн	787345	698705	0,565048647	0,463009227
11		тонн	Электроэнергия	1509052	1393411	кВт*ч	666301244	626047005	478,17997992	414,861121419

Таблица 1.23. Сравнение удельных показателей расхода и энергоресурсов

№ п/п	Параметр	Ед. изм	Уровни потребления
№ п/п	Параметр	Ед. изм	Справочник BREF [9]	Байер-спекание (параллельный вариант, ИТС 11–2022)	Последовательно-параллельный вариант Байер- спекания (ПАЗ)
1	2	3	4	5	6
1	ТЭР	т.у.т./т Г	0,26 - 0,4	0,658 - 0,905	1,5 - 1,52

Производство алюминия первичного и обожженных анодов [12]

В таблице 1.24 приведены данные по удельным уровням потребления сырьевых материалов для основного единого технологического процесса на единицу производимой продукции предприятия А3.

Таблица 1.24. Удельные уровни потребления сырьевых материалов для основного единого технологического процесса на единицу производимой продукции предприятия А3

№ № п/п	Наименование продукции	Ед. изм.	Наименование сырья и материалов, поступающих в производство	Объем производства		Объем годового потребления			Расход на единицу конечной продукции или оказанной услуги
№ № п/п	Наименование продукции	Ед. изм.	Наименование сырья и материалов, поступающих в производство	макс	мин	ед. изм.	макс	мин	макс	мин
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	Предприятие: А3
2	Наименование: производство алюминия первичного
3	Алюминий первичный СТ АО 40494160-019-2016	тонн	анод обожженный	270000	250000	тонн	149000,	132000,	0,596	0,488888889
4		тонн	глинозем	270000	250000	тонн	525000,	482000,	2,1	1,785185185
5		тонн	каменноугольный пек	270000	250000	тонн	27000,	23000,	0,108	0,085185185
6		тонн	мазут М 100	270000	250000	тонн	8600,	7900,	0,0344	0,029259259
7		тонн	фторид алюминия	270000	250000	тонн	5800,	4300,	0,0232	0,015925926
8		тонн	Электроэнергия	270000	250000	кВт*ч	4504803360,	3207642500,	18019,21344	11880,157407407

Таблица 1.25. Удельный расход энергоресурсов

№ п/п	Наименование	Объем годового потребления			Технологические характеристики
№ п/п	Наименование	ед. изм.	макс	мин	ед. изм.	макс	мин
1	2	3	4	5	6	7	8
1	Технологический процесс: производство алюминия первичного
2	Электрическая энергия	тыс. кВт·ч	4 061 885	3 032 988	кВт·ч/ т Al	15 044,02	12 131,95
3	Электрическая энергия	т.у.т.	499 611,83	373 057,50	т.у.т./ т Al	1,85	1,49
4	Технологический процесс: производство обожженных анодов
5	Мазут (котельно-печное топливо, низшая теплота сгорания 9700ккал/кг)	тонна	9 000	7 900	т/т ОА	0,0604	0,05985
6		т.у.т.	12 475,80	10 950,98	-	-	-
7	Электрическая энергия	тыс. кВт·ч	48 488	38 382	кВт·ч/ т ОA	325,42	290,78
8	Электрическая энергия	т.у.т.	5 964,00	4 721,04	-	-	-
9	Итого ТЭР:	т.у.т.	18 439,80	15 672,02	т.у.т./ т ОA	0,124	0,119

Показатели энергоэффективности

Показателем энергетической эффективности крупных технологических установок и производств является удельный расход энергетических ресурсов на единицу выпускаемой продукции. Приказом Министра по инвестициям и развитию Республики Казахстан от 31 марта 2015 года № 394 утверждены нормативы энергопотребления [13]. Нормативный расход электрической энергии, тепловой энергии и топлива по отрасли цветная металлургия приведен в таблице 1.26.

Таблица 1.26. Нормативы расхода электроэнергии на единицу продукции

№ п/п

Наименование производства

Единица продукции

Удельный расход электроэнергии на единицу продукции, Киловатт-час

1	2	3	4
1	Обогатительные фабрики в цветной металлургии	тонна руды	35
2	Производство глинозема и анодной массы
3	глинозем	тонна	757
4	Анодная масса:
5	в среднем по крупным цехам	тонна	60
6	в среднем по мелким цехам	тонна	75
7	Производство алюминия
8	технологические операции, исключая электролиз	тонна	570
9	переплавка алюминия в электролитейном цехе	тонна	550
10	электролизные производства цветной металлургии	тонна
11	алюминий	тонна	19 000, 15 150^*
12	алюминиевый прокат	тонна проката	6 000
13	алюминиевые трубы	тонна труб	12 000
14	алюминиевые листы	тонна	1 100
15	алюминиевая фольга	тонна	2 600

* удельный расход, определяемый расчетом.

Таблица 1.27. Сравнение фактического и нормативного расхода электроэнергии на единицу продукции

№ п/п	Производство / Предприятие	Расход энергии на тонну руды, кВт-ч/т
№ п/п	Производство / Предприятие	Норматив	КТА
1	2	3	4
1	Производство алюминия первичного	19 000, 15 150	15 044,02
2	Производство обожженных анодов	60-75	325,42
3	Производство глинозема	757	478,18

Согласно таблице 1.27 фактический расход электроэнергии на единицу продукции при производстве обожженных анодов более чем в 4 раза превышает нормативный.

Направления повышения энергоэффективности

Как показывает мировая практика одним из методов повышения энергоэффективности является наличие системы энергоменеджмента, описанная в международном стандарте ISO 50 001 [14] или национальном стандарте СТ РК ИСО 50 001 [15].

В современных условиях мероприятия, направленные на повышение энергетической эффективности, можно условно разделить на три группы:

интенсивное энергосбережение – сокращение газонаполненности электролита, рационализация системы питания электролизера и повышение интенсивности растворения глинозема в электролите, сокращение частоты анодных эффектов, повышение эффективности управления теплоэнергетическим балансом электролизера, совершенствование алгоритмов управления процессом электролиза;

энергетическая модернизация – разработка и внедрение новых материалов – графитовых и антрацитово-графитных блоков для футеровки катодного кожуха, внесение дизайнерских изменений в конструкцию электролизера и форму катодов, совершенствование ошиновки и контактных узлов электрической цепи;

утилизационные мероприятия – охлаждение эвакуируемых от электролизеров газов с целями уменьшения их физических объемов и энергозатрат на транспортировку, мощностей эксплуатируемых газоочистных установок, а также использования теплоты охлаждаемых газов на нагрев теплоносителя, например, воды с дальнейшим использованием на технологические или энергетические нужды.

Снижение удельного расхода электроэнергии также достигается путем повышения выхода по току, которое обеспечивается внедрением автоматизированных систем управления процессом, рациональными конструктивными решениями оборудования и его обслуживанием.

Так как большая часть потребления электрической энергии приходится на электрический привод различных агрегатов, то при выборе электродвигателей необходимо принимать во внимание капитальные затраты, мощность и эффективность. В горнодобывающем производстве, где нужны мощные моторы, важно выбрать энергетически эффективный высококачественный двигатель [16].

Правильная эксплуатация приточной вентиляции и элементов аэрационных фонарей позволяет снизить расход силовой энергии, поскольку увеличение температуры ошиновки приводит к увеличению потерь энергии в ней. Соблюдение технологической дисциплины, поддержание оптимальных параметров процессов производства также являются важными направлениями, способствующими снижению расхода сырья и электроэнергии и недопущению возможности аварийных выбросов.

1.6. Основные экологические проблемы

Горнодобывающая деятельность неизбежно влияет на окружающую среду. Воздействие горнодобывающей деятельности на окружающую среду зависит от геологических особенностей, размера, формы месторождения и концентрации полезного компонента, природно-климатических особенностей территории расположения, а также от применяемых методов добычи и обогащения, выбранных технических и технологических решений, природоохранных мероприятий и др.

Горнодобывающая деятельность оказывает воздействие на все компоненты окружающей среды: недра, земли, почвы, поверхностные и подземные воды, атмосферный воздух, растительный и животный мир.

Основными экологическими аспектами предприятий по производству алюминия являются выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух, образование рудничных и шахтных вод, отходов (золошлаков и хвостов обогащения), использование земель.

Рисунок 1.2. Схема взаимодействия, а -карьера и б - подземного рудника (шахты) с окружающей средой

Типичные вещества, потенциально способные вызвать загрязнение окружающей среды при производстве первичного алюминия:

фтористый водород;

плохо растворимые неорганические фториды;

оксиды алюминия;

оксид углерода;

смолистые вещества;

бенз(а)пирен;

сернистый ангидрид.

1.6.1. Выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух

При добыче полезных ископаемых выбросы в атмосферный воздух поступают от взрывных работ, выемки и экскавации пород, дробления руды, транспортировки и погрузочно-разгрузочных работ, тонкого измельчения и обогащения, теплоснабжения, транспорта и производственных машин, а также отсыпки хвостов и вмещающей породы. Наиболее существенными выбросами являются взрывные и выхлопные газы (CО₂, CO, углеводороды, NO_x, SO₂, тонкодисперсные твердые частицы), производственные газы, взвешенные вещества и минеральная пыль. Выбросы минеральной пыли (то есть взвешенных частиц) происходят при разных видах деятельности, например, при добыче руды, перевозке, погрузке, дроблении, измельчении, отсыпке вмещающих пород, складировании.

Рисунок 1.3. Основные источники и виды загрязнения атмосферы при производстве горных работ

Добыча и транспортировка руды

При добыче и транспортировке руды независимо от способа отработки месторождения, образуются выбросы минеральной пыли, выхлопных газов и взрывных газов. Минеральная пыль выделяется в воздух от руды, поверхности дорог, колес и грузовых платформ.

Загрязнение окружающей среды происходит за счет выделения вредных пыли из пылегазового облака и газов из взорванной горной массы. Используемые для добычи руды взрывчатые вещества (например, эмульсионные взрывчатые вещества, АСДТ) при взрыве превращаются в водный пар, оксид и диоксид углерода, и оксиды азота. При взрыве образуется также дым. Объем этих газов составляет 0,7–1 м³ газа на килограмм взрывчатого вещества.

Образующийся при взрыве горячий газ захватывает с собой в атмосферу какое-то количество пыли горной породы. При этом объем поднимающейся в атмосферу пыли зависит от заряда и взрываемого материала. Материал горной породы осаждается в основном в непосредственной близости от рудника, но тонкая пыль может переноситься на большие расстояния. Например, графитная пыль распространяется на большую территорию и из-за способности пачкать легко заметна даже в небольших количествах.

Интенсивным и постоянно действующим источником загрязнения воздуха как в шахтах, так и карьерах является автотранспорт. Выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания представляют сложную многокомпонентную смесь. В настоящее время в их составе определяется уже более 200 различных веществ. Самые опасные из газов - окись углерода (угарный газ), двуокись азота, двуокись серы, ЛОС.

Транспортировка руды и вскрышных пород происходит на территории предприятий по дорогам без покрытия, на которые попадают перевозимые горные массы. Минеральный материал измельчается в мелкую пыль под колесами тяжелого транспорта, покрывая поверхность дорог. Объемы транспортных выбросов пыли и выхлопных газов растут при промежуточных погрузках и разгрузках, а также по мере увеличения расстояния от рудника до цеха обогащения. При открытом способе разработки выбросов пыли и выхлопных газов значительно больше, чем при подземном способе, прежде всего из-за движения автотранспорта. Эти выбросы также лимитируются правилами охраны труда.

В рудничном воздухе могут оказаться такие газы, как азот, метан, окись углерода, сернистый газ, сероводород, оксиды азота, водород, тяжелые углеводороды, радон, аммиак и другие вредные газы, а также пары воды и пыль. Источниками являются взрывные работы, пожар, работа двигателей внутреннего сгорания, компрессорные газы, гниение органических веществ (гниение дерева в шахте), выделения из горных пород и шахтных вод.

Общее загрязнение атмосферы карьеров наблюдается, как правило, в периоды безветренной погоды и особенно при инверсиях. Оно возникает вследствие постепенного накопления вредных примесей при работе горнотранспортного оборудования, либо после массового взрыва, произведенного при неблагоприятных метеорологических условиях. При слабых ветрах возможно образование "трудно проветриваемых" зон с повышенными концентрациями вредных примесей, т. е. местных загрязнений. Местные загрязнения атмосферы наблюдаются обычно в зонах наибольшей концентрации горнотранспортного оборудования: у разгрузочных площадок, рудоспусков, в выездных траншеях, а также на нижних горизонтах карьеров.

Рудоподготовка (дробление, грохочение)

Выбросы от дробления и грохочения во многом зависят от расположения оборудования. Выбросы блока дробления и грохочения, размещенного в помещении или в подземных выработках, обычно не вызывают большой нагрузки на окружающую среду, так как выбросы пыли лимитированы правилами охраны труда. Машины опрокидывают горную массу в загрузочное отверстие дробилки обычно все же на открытом пространстве, таким образом, пылевые выбросы невозможно полностью собрать для очистки. От полностью или частично расположенного на открытом воздухе блока образуется как правило больше пылевых выбросов, чем от оборудования, расположенного в помещении. Объем и состав пылевых выбросов блока, расположенного на открытом пространстве, зависят от погодных условий, вида руды, применяемой технологии. После дробления и грохочения на стадии размола в атмосферу не поступает большого количества выбросов, так как размол проводится обычно в закрытом блоке в водной среде – пульпе.

Складирование и транспортировка горной массы

При складировании, погрузке и транспортировке горной массы, образуются выбросы от пыления и выхлопных газов транспортных средств, выделяющихся при сжигании топлива карьерным транспортом.

Места перегрузки горной массы (перегрузка с конвейера на конвейер, разгрузка автосамосвалов в отвал или бункер, разгрузка вагонов в бункер или в приямок экскаватора на отвале и т. д.) являются интенсивными источниками пылевыделения. Причем при работе роторных комплексов, дробильно-перегрузочных пунктов, разработке пород, передвижении автомобильного транспорта и бульдозерном отвалообразовании все операции технологического процесса сопровождаются активным пылевыделением.

Складирование горной массы на открытом пространстве обычно вызывает пыление, пыль с осадками может попадать в поверхностные и подземные водные объекты. Выбросы пыли могут выделяться от поверхности отвалов вскрышных пород и штабелей складируемой готовой продукции или во время погрузки просыпающегося на землю сухого материала. Объемы пылевых выбросов при складировании зависят от погодных условий, а также от применяемых технологий.

Производство алюминия

Среди отраслей производства цветной металлургии алюминий занимает первое место, темпы его потребления выше стали, цинка, никеля, меди. Несмотря на эти достоинства, выпуск алюминия экологически неблагоприятен, так отходы алюминиевой промышленности составляют порядка 190 тыс. тонн в год, из них перерабатывается и реализуется не более 33 %.

На разных этапах производства алюминия происходит образование вредных газов и твердых отходов, оказывающих негативное влияние на окружающую среду.

Выделение вредных компонентов при производстве алюминия происходит на этапе электролиза глинозема (технического оксида алюминия). В процессе электролиза образуются следующие загрязняющие вещества:

оксиды углерода, серы, азота;

фтористый водород;

бензпирен, дибензантрацен, безантрацен;

фторид натрия, фторид кальция;

смолистые вещества.

Металлосодержащая пыль включает малые примеси хрома, бериллия, лития, аэрозоли щелочей, канцерогенные соединения, вредные газы.

На современном алюминиевом производстве средней мощности на 1 тонну алюминия приходится ориентировочное количество выбросов:

фтористых соединений - 25 кг;

сернистого ангидрида - 30 кг.

Выброс загрязняющих веществ в атмосферу от деятельности А3 по расчҰтным данным проектной документации характеризуется следующими показателями:

общее количество ИЗА составляет 183 источника, из них организованных – 138, неорганизованных – 45;

валовый выброс составляет 52 439 т/год. Основные загрязняющие вещества представлены в таблице ниже.

Таблица 1.28. Вещества, дающие наибольший вклад в выбросы А3

№ п/п	Наименование загрязняющего вещества	Выброс в 2020 году тонн по данным инвентаризации	Доля в общих выбросах, в %
1	2	3	4
1	Углерод оксид	42 344	80,75
2	Сера диоксид	8 114	15,47
3	Пыль неорганическая, содержащая двуокись кремния в %: более 70 (Динас)	628	1,20
4	Алюминий оксид (ДиАлюминий триоксид)	565	1,08
5	Пыль неорганическая, содержащая двуокись кремния в %: менее 20 (доломит, пыль цементного производства - известняк, мел, огарки, сырьевая смесь, пыль вращающихся печей, боксит)	265	0,51
6	Фториды неорганические плохо растворимые (алюминия фторид, кальция фторид, натрия гексафторалюминат)	226	0,43
7	Окислы азота	94	0,18
8	Фтористые газообразные соединения	74	0,14
9	Пыль неорганическая, содержащая двуокись кремния в %: 70–20 (шамот, цемент, пыль цементного производства - глина, глинистый сланец, доменный шлак, песок, клинкер, зола, кремнезем, зола углей казахстанских месторождений)	40	0,08
10	Возгоны каменноугольного пека с содержанием бенз/а/пирена от 0,1 до 0,15 %	13	0,02
11	Прочие вещества^*	75	0,14

* в том числе выброс бенз/а/пирена 4,61 кг/год.

Организованные источники выбросов загрязняющих веществ: трубы газоочистных установок, трубы вентиляционных установок и дефлекторы производственных цехов. Основной источник выбросов – цех электролиза алюминия, который дает 90 % вклада (таблица 1.29). Неорганизованные источники выбросов загрязняющих веществ: участки проведения погрузочно-разгрузочных работ и движения специального транспорта по территории промплощадки.

Анализ данных разрешения на эмиссии на 2020–2023 годы показывает, что представленная выше структура выбросов загрязняющих веществ является стабильной и не претерпит существенных изменений в ближайшее время.

Таблица 1.29. Основные источники выбросов А3

№ п/п	Источник выбросов	Выброс в 2020 году тонн по данным инвентаризации	Доля в общих выбросах, в %
1	2	3	4
1	Трубы ГОУ цеха электролиза алюминия	47 611	90,79
2	Аэрационные фонари цеха электролиза алюминия	1 714	3,27
3	Станция очистки обожженных анодов, станция отбора проб	1 708	3,26
4	Силос хранения нефтяного кокса	352	0,67
5	Электронагревательные печи миксеры	348	0,66
6	Выбросы от автотранспорта	80	0,15
7	СПУ дробление кокса	68	0,13
8	Узел пересыпки и транспортировки и хранения кокса	59	0,11
9	Дробление грейферного электролита	54	0,10
10	Узел пересыпки приемного устройства нефтяного кокса и зелена	39	0,07
11	Склад хранения зеленого скрапа	33	0,06
12	АМО очистка огарка	29	0,06
13	Участок переработки и хранения материалов оборотного использования	17	0,03
14	Расходная емкость склада хранения жидкого пека	13	0,02
15	Отделение изготовления подовой массы	12	0,02
16	Разгрузка глинозема из хоппер-вагонов	11	0,02
17	Сушка нефтяного кокса	10	0,02
18	Прочие ИЗА	281	0,54

Согласно данным из таблицы 1.29 порядка 99 % всех выбросов отводятся через организованные источники.

Наибольший вклад в выбросы предприятия вносят технологические процессы, связанные с электролизом алюминия и использованием топливно-энергетических ресурсов.

Оксид углерода и диоксид серы составляют 96 % выбросов предприятия.

Выбросы от использования топливно-энергетических ресурсов происходят при производстве обожженных анодов, а также в результате сжигания дизельного топлива и бензина автотранспортом предприятия.

Согласно руководству ЕМЕП/ЕАОС по инвентаризации выбросов загрязняющих веществ [17] основными загрязнителями при производстве первичного алюминия являются:

CO₂ составляет основу выбросов в процессе электролиза;

фтористый водород составляет 50-80 % от выбросов фторидов, который образуется в результате реакции фторида алюминия и криолита с водородом в процессе электролиза;

перфторуглероды (PFC) образуются в результате воздействия анода. Тетрафторметан (CF₄) и гексафторэтан (C₂F₆) выделяются в соотношении 10:1 и не могут быть удалены из потока газа при помощи существующей технологии, когда они уже образованы;

выбросы полициклических ароматических углеводородов образуются при изготовлении анода;

SO₂, сернистый карбонил (COS) выделяются в результате реакции кислорода с серой, присутствующей в анодах;

пыль выделяется в процессе электролиза в виде оксида алюминия и криолита. Литье также может быть источником выбросов пыли.

1.6.2. Сбросы загрязняющих веществ в водные объекты

Основным фактором воздействия на водную среду горнодобывающего предприятия является сброс поверхностных и шахтных вод, загрязненных взвешенными частицами и растворенными химическими веществами. Кроме того, при осушении карьеров дренажными шахтами в подземных условиях загрязняются дренируемые грунтовые воды, а при откачке шахтной воды образуются депрессионные воронки, радиус которых может достигать десятков километров. Источниками нагрузки на водоемы могут быть процессы обогащения, а также естественный сток с породных и рудных отвалов и хвостохранилища. К тому же водоемы могут загрязняться пылью, а также поверхностным стоком с поверхности водосбора. Ниже более подробно описывается нагрузка на водоемы от процессов добычи и обогащения руды.

Воздействие при добыче руды

Из карьера откачиваются на поверхность подземные воды и проникающий туда поверхностный сток для поддержания выработок в сухом состоянии. Потребность в откачивании воды зависит от геологических и гидрогеологических особенностей отрабатываемого месторождения. На химический состав откачиваемой воды влияет вещественный состав руды и вмещающих пород и применяемые для извлечения (добычи) полезного ископаемого взрывчатые вещества.

В зависимости от типа руды при ее добыче в воду могут проникать соли металлов. Так, при добыче сульфидных руд откачиваемые воды, как правило, кислые и металлосодержащие.

Вода, откачиваемая из горных выработок, может содержать кроме взвешенных веществ и высвобождающихся в реакциях окисления сульфидных минералов металлов и сульфатов еще и остатки взрывчатых веществ. Взрывчатые вещества обычно выполнены на основе аммиачной селитры, поэтому из них могут попадать в рудничные воды нитраты и ионы аммония, вызывающие эвтрофирование водоемов. Взрывчатые вещества могут содержать также органические соединения (например, минеральные масла), токсичные для водных организмов.

Невзорвавшееся при добыче руды взрывчатое вещество попадает с рудой в цех обогащения или с пустой породой в отвалы. Содержащаяся во взрывчатом веществе аммиачная селитра растворяется в воде прудов-отстойников или хвостохранилищ и вызывает загрязнение водоемов нитратным и аммиачным азотом.

Породные отвалы и открытые склады готовой продукции, расположенные на земельных отводах карьеров, шахт и фабрик, при таянии снегов или дождях становятся источниками загрязнения поверхностных и подземных (преимущественно грунтовых) вод. Атмосферная вода, попадая на отвал и стекая с его боковых поверхностей, загрязняется вследствие эрозии пород, а при фильтрации через породную толщу в большей или меньшей степени минерализуется.

При добыче руды качественное ухудшение состояния водных объектов и почв может быть последствием утечки масел, используемых в технологическом оборудовании, и химических реагентов с мест их хранения. Также рудничные воды могут содержать существенные концентрации горюче-смазочных материалов от горно-шахтного оборудования. В период производственной деятельности утечки нефтепродуктов в водоемы возможны вследствие повреждения гидравлических и топливных систем горнодобывающей техники.

Откачиваемая из карьера вода собирается в резервуар (водосборники), затем, исходя из степени загрязнения, направляется в отстойники или пруды-накопители для дальнейшей очистки и выпуска ее в окружающую среду. Дальнейшее воздействие сброса загрязненных сточных шахтных и карьерных вод в поверхностные водные объекты проявляется в изменении гидрологического и температурного режимов водотока, химического состава, повышении мутности и заиливании дна, что негативно сказывается на водном биоразнообразии, а также на возможностях дальнейшего использования водного объекта.

Воздействие при обогащении руд

При обогащении в водные объекты могут проникать загрязняющие вещества из руды. В процессе обогащения руда измельчается механически до мелких минеральных фракций. В процессе рудоподготовки грани кристаллов минералов повреждаются, химический баланс минералов изменяется, тогда с их поверхности могут высвобождаться, например, металлы и сера в технологический процесс.

Значительное воздействие горнорудные проекты оказывают именно на качество воды и доступность водных ресурсов в районе проведения работ. Ключевой вопрос заключается в том, останутся ли запасы поверхностных и подземных вод пригодными для обеспечения нужд человека, а качество поверхностных вод в районе проведения горных работ приемлемым для поддержания первозданной флоры и фауны водоемов, а также наземной живой природы.

Среди ключевых воздействий можно выявить:

1. Смыв почв и отходов горнодобывающей деятельности в поверхностные воды. Для большинства горнодобывающих проектов серьезной проблемой является возможность эрозии почвы и породы, в результате чего ухудшается качество поверхностных вод. Следовательно, борьба с эрозией должна вестись с самого начала эксплуатации рудника и до завершения рекультивации. Эрозия может вызвать значительное отложение осадков (и любых сопутствующих химических загрязнений) в близлежащих водоемах, особенно в случаях сильных ливней и в период активного снеготаяния. Основные источники эрозии/осадконакопления на участках горных работ могут включать в себя карьеры, отвалы пустой и вскрышной породы, хвостовое хозяйство, подъездные и транспортировочные пути, отвалы руды, места обслуживания техники, участки геологоразведочных работ, а также участки на стадии рекультивации. Также материалы из нарушенных участков (горных выработок, отвалов пустой породы, зараженной почвы и т. д.) могут разносить вместе с собственно осадком еще и химические загрязнители, в основном тяжелые металлы.

2. Воздействие рудничного водоотлива. Откачка и сброс рудничных вод из горных выработок представляет собой комбинацию воздействий на окружающую среду. Когда водоносный горизонт находится выше подземных горных выработок или дна карьера, происходит накопление воды в горных выработках. В этом случае воду из горных выработок необходимо откачивать. В качестве альтернативы воду можно откачивать из скважин, окружающих шахту (карьер), создавая депрессионную воронку в водоносном горизонте, таким образом уменьшая проникновение воды в выработки. Когда рудник находится в работе, рудничные воды должны откачиваться постоянно, обеспечивая добычу руды. Однако, когда добыча руды завершается, откачка рудничных вод зачастую прекращается, что может привести к накоплению воды в трещинах, шахтах, горизонтальных выработках, карьерах и бесконтрольному поступлению в окружающую среду. В некоторых областях серьезной проблемой могут стать истощение подземных вод и связанные с ними воздействия на поверхностные воды и близлежащие водно-болотные угодья.

Виды воздействия в результате понижения уровня подземных вод могут включать в себя сокращение или полное истощение поверхностных вод; снижение их качества и разрушение связанной с водой хозяйственной деятельности; деградацию среды обитания (не только прибрежных зон, ручьев и водно-болотных угодий, но и на возвышенностях, где в случае снижения уровня грунтовых вод ниже зоны глубоких корней могут пострадать кустарниковые заросли); уменьшение или полное исчезновение воды в домашних колодцах; проблемы с количеством и качеством воды, связанные с перекачкой подземных вод обратно в поверхностные воды ниже по течению от места откачки (осушения).

Если осуществляется водоотлив, откачанную из рудника воду после соответствующей очистки можно использовать для смягчения неблагоприятного воздействия на поверхностные воды. Тем не менее, когда осушение прекращается, депрессионные воронки могут восстанавливаться десятилетиями, постоянно снижая объем поверхностного стока.

Меры по снижению уровня загрязнения, основанные на использовании откачанной воды для создания заболоченных территорий, могут осуществляться только в период проведения водоотлива [19].

Воздействие при производстве алюминия

Производственные стоки, образующиеся при использовании воды для различных технологических процессов производства.

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

Для обеспечения потребности в воде А3 имеет две системы водоснабжения:

Техническое водоснабжение осуществляется двумя источниками: от водопроводных сетей г. Павлодар и подземными водами из 7 артезианских скважин.

Производственное водоснабжение завода производится по оборотной схеме, для чего существуют 4 узла водооборота. Узлы водооборота подают воду для охлаждения оборудования в литейном отделении ЦЭА, анодно-монтажном отделении (АМУ), компрессорной станции, кремниево-преобразовательной подстанции. Нагретая вода проходит охлаждение на вентиляторных градирнях, а затем возвращается в производственный процесс.

После использования образуются следующие виды сточных вод:

1. Хозяйственно-бытовые сточные воды с площадки завода по подземным сетям канализации собираются в канализационных насосных станциях (КНС), а также в приемном резервуаре станции очистки промстоков, откуда подаются на очистные сооружения хозяйственно бытовых стоков.

2. Проектная производительность станции очистки – 780 м³ в сутки.

Методы очистки сточных вод – механический и биологический с доочисткой в камерах коагуляции и флокуляции с последующим обеззараживанием стока на установке обеззараживания. Очищенные стоки сбрасываются в отстойный пруд действующего золоотвала ТЭЦ-1 А2;

Производственные сточные воды по мере необходимости проходят частичную очистку на станции промстоков типа LQGF-75.

В состав очистных сооружений входят: оборудование для коагуляции, оборудование для флотации, фильтры с загрузкой из кварцевого песка и активированного угля.

После очистки стоки возвращаются в производство. Номинальная производительность очистного оборудования – 75 м³/час. Способ управления – автоматический непрерывный режим работы. Время реакции стока с химическими реагентами – 16 минут. Период разделения – 30 минут.

3. Поверхностный сток с территории предприятия отводится самотеком по системе лотков и трубопроводов ливневой канализации в насосную станцию, оттуда по коллектору транспортируется для сброса в пруд-накопитель. Дождевые и талые воды с территории с твердым покрытием основных цехов (ЦЭА, ЦПЭ) отводятся самотеком по системе ливневой канализации в приемный резервуар станции очистки промстоков, откуда сбрасываются в пруд-накопитель.

Производственные сточные воды, которые образуются в процессе регенерации и промывки загрузки в фильтрах станции очистки промстоков, узлах водооборота и фильтрах для водоподготовки в котельных также отводятся по ливневой канализации с последующим сбросом в пруд-накопитель.

Приемником производственных и ливневых сточных вод с территории предприятия является пруд-накопитель, состоит из двух секций размерами 170 х 340 м каждая. Площадь пруда накопителя – 143250 м² (14,25 га). Проектная способность пруда-накопителя 250 000 м³. Емкость одной секции составляет 125 000 м³.

Сброс в пруд-испаритель осуществляется по двум водовыпускам: водовыпуск №1 (объем сброса 81 тыс. м³/год) и водовыпуск №1 (объем сброса 55 тыс. м³/год).

Таблица 1.30. Показатели сброса сточных вод в пруд-испаритель в 2019 году

№ п/п	Наименование показателя	Концентрация на выпуске мг/дм³		Сброс, т/год
		Водовыпуск №1	Водовыпуск №2	Водовыпуск №1	Водовыпуск №2

1	2	3	4	5	6
1	Взвешенные вещества	12,3	7,3	0,997	0,402
2	Хлориды	86,5	83,9	7,012	4,614
3	Сульфаты	48,72	48,7	3,95	2,678
4	Железо общее	0,08	0,18	0,006	0,0099
5	Натрий	64,3	86,32	5,2	4,747
6	Кальций	34	29	2,75	1,595
7	Магний	7,87	13,8	0,63	0,759
8	Фториды	8,86	4,3	0,7	0,236
9	ПАВ	0,018	0,012	0,0014	0,00066
10	Нефтепродукты	0,12	0,06	0,0097	0,0033
11	Алюминий	0,48	0,247	0,039	0,0136
12	БПКполн	-	2,93	-	0,161
13	Фосфаты	-	0,95	-	0,0522
14	Аммиак	-	0,99	-	0,0545
15	ИТОГО			21,29	15,326

1.6.3. Образование и управление отходами производства

Типичными отходами при добыче металлической руды являются отделяемая при добыче руды вмещающая порода, образующиеся в процессе обогащения хвосты и снимаемый поверхностный слой грунта на этапе строительства (особенно при открытом способе разработки месторождения).

Вмещающие породы

Вмещающие породы извлекаются и удаляются как при открытом, так и подземном способе для обеспечения добычи руды. В подземной добыче доля вмещающих пород обычно меньше, чем в открытой, где объемы изымаемых вскрышных и вмещающих пород могут быть в несколько раз больше, чем объем добываемой руды.

Возможности использования вмещающих пород зависят от их геотехнических особенностей и пригодности для окружающей среды. Вмещающие породы хорошего качества могут быть пригодны для сбыта за пределы рудника как строительный материал либо доизвлечения полезных компонентов/минеральных сырьевых ресурсов при наличии таковых.

Размещенные на территории рудника временно или постоянно на хранение отвалы пустой породы могут вызывать выбросы минеральной пыли и загрязнение водных объектов. Пустая порода складируется в виде крупнокускового материала, поэтому сильного пыления не происходит. Между крупными кусками может быть мелко измельченный при изъятии минеральный материал, который легко вызывает пыление. Возможное выветривание минерального материала, отсутствие гумусного слоя, обеспечивающего озеленение поверхности отвала, большая высота отвала увеличивают риск ветровой эрозии и вызываемой ею пылевой нагрузки.

Характер выбросов от пустой породы зависит в основном от минералогического и химического состава материала. Если отвал пустой породы содержит сульфидные минералы и является кислотообразующим, то кислые и содержащие металлы стоки из отвала могут загрязнять поверхностные и подземные водные источники. Вымываемые с хвостохранилищ воды содержат также взрывчатые вещества, которые вызывают загрязнение ближайших водоемов азотом.

Хвосты обогащения

Образующиеся в процессе обогащения руд цветных металлов отходы или отвальные хвосты состоят из тонкоизмельченных рудных минералов и вмещающей породы. Хвосты размещаются на постоянное хранение в виде пульп в хвостохранилище, где твердый материал осаждается на дно бассейна, а осветленная вода подается на обработку, циркуляцию в обороте технической воды. По проекту эксплуатации хвостохранилища при намыве пляжей хвостами дамбу постоянно наращивают скальными породами для увеличения вместимости хвостохранилища.

Применение хвостов ограничивают их физические свойства (например, мелкозернистость, прочность) и химические свойства (например, сульфидные хвосты: кислотный потенциал, экологически вредные металлы). Объемы размещаемых на постоянное хранение хвостов можно уменьшить, используя фракции для заполнения пустот подземного рудника либо методы "сухого складирования хвостов" [20].

Хвостохранилище может вызвать пылевые выбросы, загрязнение водоемов и иногда распространяет неприятный запах. Поступающие в виде пульпы на хвостохранилище отходы обогащения являются мелкозернистыми и при высыхании могут вызывать сильное пыление. Пылению способствует большая площадь хвостохранилища и расположение выше уровня земли. В период действия обогатительной фабрики размещение хвостов по всей окружности борта хвостохранилища предотвращает их высыхание. При подаче пульпы с борта хвостохранилища мелкозернистые частицы хвостов перемещаются в центр пруда, более крупные остаются недалеко от места разгрузки. Пыление вероятно в летний период особенно при сухой и ветреной погоде с сухих бортов ограждающих дамб, а также с участков, ограниченных дамбой обвалования и урезом воды пруда-отстойника. Запах редко может исходить при возможных химических и биологических реакций, происходящих в пруде-отстойнике.

Загрязняющие вещества поступают от хвостохранилищ в подземные водные объекты в результате инфильтрации. Химический состав сточных вод хвостохранилища зависит от состава месторождения, применяемой технологии и реагентов обогащения, а также способа размещения хвостов и строения хвостохранилища.

Сточные воды рудников металлической руды обычно кислые и содержат какое-то количество тяжелых металлов и металлоидов, присутствующих в данной руде.

Объем воды в хвостохранилище регулируется удалением воды из пруда через водосбросный колодец. Вода поступает обычно в отстойник, откуда после осветления возвращается обратно в технологический процесс. Дамба состоит из насыпанной пионерной дамбы, при намыве хвостов образуется по внутреннему периметру дамбы широкая сухая полоса (так называемый пляж) между дамбой и урезом воды пруда-отстойника для обеспечения стабильности гидротехнического сооружения. Кроме обычного сброса сточных вод сквозь дамбу может просачиваться инфильтрат (рисунок 1.4).

Рисунок 1.4. Потоки вод в зоне дамбы хвостохранилища, где нет плотного основания

Инфильтрат обычно собирается в обводной канал, откуда вода может подаваться обратно на хвостохранилище, если по своему качеству она не пригодна для сброса в водоем. Через дно пруда возможна также инфильтрация в подземные воды, если основание пруда выполнено из водопроницаемого грунта. Обычно на стадии строительства хвостохранилища изучаются свойства грунта, при необходимости основание уплотняется искусственными противофильтрационными материалами (например, полимерное пленочное покрытие, бентонит и т. п.).

Удаляемые земляные массы

На начальном этапе деятельности горного предприятия, особенно при строительстве открытого карьера, поверхность месторождения руды очищается от поверхностного слоя земли. Эти земляные массы складируются поблизости и используются по возможности в земляных работах рудника. Сохраненный растительный слой может быть применен для рекультивации участка после закрытия рудника. В этом случае речь идет о длительном хранении почвогрунта. Если данный грунт не подходит для применения в земляных работах во время строительства или после закрытия рудника из-за своих геотехнических особенностей или экологической неприемлемости, то он размещается на участке на постоянное хранение. Объем и состав удаляемых земляных масс зависят от масштабов разработки, толщины и строения поверхностных грунтов.

Осадки и шламы

При обработке рудничных вод могут образовываться как осадки, так и шламы (илы). Минеральный гидрооксидный осадок образуется при химической обработке воды, например, при нейтрализации или осаждении. Гидроксидный осадок образуется также в результате аэрации железосодержащей воды в хвостохранилище. Состав осадка зависит от химического состава воды и использованных реагентов.

При обработке воды образуется шлам (ил) в т. ч. при удалении взвешенных веществ из рудничной и технологической воды. Взвешенные вещества удаляются из воды обычно путем отстаивания, осаждения или седиментации в бассейне-осветлителе. При открытом способе добычи бассейны находятся недалеко от карьера на поверхности земли. Осветление технологической воды проводится чаще всего на территории хвостохранилища до возвращения ее в производственный цикл. На дне бассейнов-осветлителей собирается шлам (ил), который состоит из мелко размолотых рудных минералов и просеянного материала и может содержать также остатки взрывчатых веществ (ил шахтных и карьерных вод). Осадок и ил размещается на постоянное хранение на территории рудника или на специально созданных для этого полигонах, или вместе с другими отходами рудника. Требования относительно постоянного размещения зависят от состава осадка и ила. В зависимости от состава и размещения осадка и ила с ними могут быть связаны пылевые выбросы и со стоками рудника попадающие в водоемы сбросы.

Отходы сортируются и направляются на рециклинг или полигон хранения. Объем вывозимых на полигоны отходов должен быть минимальным. Канализационные воды проходят биохимическую очистку или на самом предприятии, или на муниципальных очистных сооружениях.

Компоненты технологических отходов от алюминиевого производства

В процессе получения и использования алюминия и его соединений образуется огромное количества отходов.

Утилизация отходов производства – одно из важнейших направлений отрасли. Утилизация отходов позволяет снизить себестоимость производимого алюминия за счет экономии сырья, материалов, энергии путем создания малоотходной или безотходной, ресурсосберегающей технологии [21].

Характерные компоненты технологических отходов от алюминиевого производства:

отработанные аноды (сколы, огарки анодов);

отработанная угольная футеровка электролизеров;

отработанная огнеупорная футеровка электролизеров;

угольная пена;

шлам газоочистки (включая пыль электрофильтров);

пековый осадок;

огнеупорная футеровка (ковши, миксера литейного производства).

Отходы производства образуются на всех технологических этапах получения алюминия. При производстве анодов и анодной массы выделяется отработанная футеровка печей обжига и прокалки.

На анодных производствах алюминиевых заводов данные отходы передаются на переработку сторонним организациям по производству огнеупоров или размещаются на полигонах производственных отходов. При непосредственном производстве первичного алюминия основными отходами являются отработанная угольная, кирпичная футеровка электролизеров и угольная пена. Угольная пена может быть использована в производстве фторсолей, которые используются для получения первичного алюминия, отходом производства которого и является угольная пена. Отработанная угольная и кирпичная футеровка размещаются на полигоне промышленных отходов. Угольную футеровку также передают сторонним организациям на утилизацию.

Таблица 1.31. Перечень отходов основных производственных процессов

№ п/п	Наименование отходов	Образование, т/год	Передача сторонним организациям, т/год	Способ обращения и утилизации
1	2	3	4	5
1	Пыль, улавливаемая фильтрами	6 400	6 400	Передаются или реализуются сторонним организациям по договору
2	Отработанная футеровка ковшей, миксеров, электролизеров и индукционных печей	5 786	5 786
3	Углеродсодержащая пыль	3 612	3 612
4	Угольная пена	1 890	1 890
5	Отработанная футеровка печи обжига	180	180
6	Алюминиевый шлак	2 160	400	Реализуются сторонним организациям
7	Лом черных металлов и огарки сварочных электродов	1 610	1 610	Реализуются сторонним организациям
8	Чугунный шлак	271	271	Передается или реализуется сторонним организациям по договору

Собственные полигоны по размещению и утилизации отходов на предприятии отсутствуют, все отходы передаются сторонним организациям занимающихся утилизацией, переработкой и размещением отходов.

1.6.4. Шум и вибрация

На предприятиях горнодобывающей промышленности в силу специфических особенностей технологии добычи полезных ископаемых на работников одномоментно действует многообразие неблагоприятных факторов производственной среды (пыль, шум, вибрация, неблагоприятный микроклимат и др.), степень выраженности которых во многом зависит от конкретных климатогеографических и горно-геологических условий на предприятиях.

В деятельности горных предприятий основными источниками шума и вибрации являются взрывные, буровые работы, процессы погрузки и перевозки горной массы, шум от двигателей транспортных средств, конвейерный и железнодорожный транспорт, вентиляторные установки, дробление, раскалывание слишком крупных каменных глыб, связанная с дроблением сортировка, измельчение. Совокупное воздействие от работающих экскаваторов, бульдозеров, взрывных работ, транспорта, дробления и измельчения руды, а также складирования материала в отвалы может значительно повлиять на окружающую среду и жителей близлежащих районов. На обогатительных фабриках шум и вибрация связаны с рудоподготовкой в цехах дробления и измельчения, а также в отделении воздуходувок. Процессы производственного цикла, начиная с дробления, проходят в основном в закрытых помещениях. При этом воздействие шума может быть ограничено с помощью проектных решений. В некоторых случаях источники шума цеха обогащения и вспомогательных операций (воздуходувки и проч.) могут быть существенными из-за их узкополосности.

Вибрация связана с работой разнообразной техники, используемой в добыче полезных ископаемых, но взрывные работы считаются ее основным источником. Вибрация влияет на стабильность инфраструктуры, зданий, человеческого жилья вблизи крупномасштабных горнодобывающих предприятий. При взрывных работах кроме вибрации наблюдается колебание воздуха, которое находится частично в частотном диапазоне слуха человека, а частично ниже его. Это низкочастотное, появляющееся при взрыве колебание воздуха называется волной атмосферного давления. Факторы, влияющие на силу волны, меняются в зависимости от взрыва, что усложняет оценку силы волны атмосферного давления. На распространение волны атмосферного давления в окружающую среду и риск наносимого ею ущерба влияют погодные условия, рельеф, препятствия и направление волны. Волна атмосферного давления большая, когда взрыв происходит в воздухе или поверхностным зарядом.

В производственных условиях разнообразные машины, аппараты и инструменты, являются источниками шума, вибрации.

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, корпусов из звукопоглощающих конструкций для установок или компонентов, издающих шум, антивибрационных опор и соединителей для оборудования, тщательная настройка установок, издающих шум, изменение частоты звука. Максимально допустимый уровень звука на рабочих местах производственных и вспомогательных зданиях составляет 95 дБА.

Для измерения характеристики шума и вибрации на производстве существуют специальные приборы – шумомеры, анализаторы частоты шума и вибрации.

1.6.5. Воздействие на земельные ресурсы и почвенный покров

Горные работы обычно изменяют окружающий ландшафт, поскольку обнажают ранее нетронутые рыхлые материалы.

Риски для здоровья населения и экологии, связанные с почвами, можно разделить на две категории: (1) загрязнение почвы в результате разноса пыли ветром и (2) загрязнение почвы в результате утечек химических веществ. Летучая пыль может представлять собой серьезную экологическую проблему на некоторых рудниках. Токсичность пыли зависит от близости добываемой руды к конечным реципиентам. Высокие уровни тяжелых металлов и радионуклидов в переносимой ветром пыли обычно представляют собой наибольший риск. Почвы, которые подверглись химическому загрязнению в результате разливов на рудниках, могут представлять прямую и непосредственную опасность в случае, если эти материалы используются для возведения насыпей, создания декоративного антропогенного ландшафта или в качестве добавок к почве [18].

Складирование отвальных хвостов требует значительных площадей земельных участков под хвостохранилища. Объем хвостов равен объему добытой руды с вычетом 2–3 % выхода концентрата. Хвостовое хозяйство является гидротехническим сооружением, которое включает хвостохранилище, пруд отстойник, аварийный пруд, оконтуренные ограждающими дамбами, а также комплекс насосных станций для перекачки хвостов и воды. Занимаемые площади с каждым годом растут с объемом добытой руды. Основную угрозу для земельных ресурсов и почвенному покрову может явиться прорывы дамбы или трубопровода, при которых будут затоплены гектары земельных участков.

1.6.6. Воздействие на флору и фауну

Горные работы наносят как прямой, так и косвенный урон дикой природе, воздействуют на окружающую среду и связанную с ней биотипы путем уничтожения растительности и верхнего плодородного слоя почвы, перемещения фауны, выбросов загрязняющих веществ и шумового воздействия. Некоторые виды воздействия являются кратковременными и ограничены территорией горного отвода, другие могут иметь далеко идущий долгосрочный эффект.

Воздействие на животный мир на рассматриваемых территориях выражается в исключении площади отвода земель как местообитания, факторе беспокойства, связанного с присутствием людей, работой техники и движения автотранспорта.

Горные работы на поверхности могут привести к деградации водных местообитаний, при этом воздействие будет ощущаться на значительной площади от предприятия.

1.6.7. Воздействие при ликвидации и рекультивации

Закрытие добывающего предприятия и рекультивационные работы становятся актуальными, когда экономически выгодные запасы руды истощаются, или, горнодобывающая деятельность окончательно прекращается. Целью рекультивации и ликвидации последствий производственной деятельности горнодобывающего предприятия является возвращение участка земли в состояние максимально идентичное его исходному состоянию с целью предотвращения выделения токсичных загрязняющих веществ из различных производственных объектов.

При выполнении ликвидационных и рекультивационных работ, как и при производственной деятельности, возможно загрязнение атмосферного воздуха твердыми (пыль) и газообразными (выхлопные газы) веществами, образование и размещение отходов от демонтажа зданий и сооружений, образование загрязненного поверхностного стока и сброса шахтных вод в водные объекты, физические факторы воздействия.

Надлежащее выполнение ликвидационных работ предотвращает образование загрязненных стоков, нарушение целостности дамб.

При заполнении выработанного пространства водой абсорбированные на ее стенах продукты взрывчатых веществ (нитратный и аммиачный азот), использованные в горных работах и образованные во время закладки продукты окисления сульфидов смываются и способствуют распространению загрязненной воды по трещинам в подземные воды или путем поверхностного слива в водоемы.

Кроме нагрузки сточных вод на водные объекты могут наблюдаться пылевые выбросы, в т. ч. из-за пыления поверхности незакрытых отвалов, хвостохранилищ или мест выемки руды. Так же, как и химический состав стоков, состав пыли зависит от минералогического и химического состава месторождения. Пыль может содержать вредные для окружающей среды тяжелые металлы или полуметаллы, также сульфидные минералы, окисление которых может вызывать закисление почв и вследствие этого также закисление поверхностных и подземных вод. В частности, если на поверхность поднята порода с кислой реакцией, то такие отвалы очень долго не покрываются растительностью.

Другими возможными факторами риска для окружающей среды после закрытия карьера или рудника могут быть просадки грунта (провальные воронки), оседание земли и обвалы горных выработок или отвалов пустых пород.

Работы по ликвидации и рекультивации последствий деятельности горнодобывающего предприятия должны проводиться в соответствии с требованиями национального законодательства при составлении плана ликвидации.

1.6.8. Запах

К источникам запахов при производстве алюминия можно отнести криолит (запах фтора), органические соединения и растворители, металлические пары, образующиеся при электролизе алюминия и очистке сточных вод, а также кислые газы.

Запахи также могут образовываться при транспортировке материалов сырья при производстве алюминия, таких как: каменноугольный пек, нефтяной кокс, мазут и т.п, а также при очистке газообразных соединений на установках ГОУ (оксиды углерода, фтористые газообразные соединения, оксиды серы, бензапирен).

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).

1.7. Снижение воздействия на окружающую среду

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, перспективными направлениям деятельности по снижению негативного воздействия на окружающую среду являются следующие:

1. 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.

2. Совершенствование существующих и внедрение новых технологий очистки пылегазовых выбросов и рассеивания их в атмосфере. Прежде всего это конструктивное совершенствование оборудования и замена изношенных аппаратов на новые (аналогичные заменяемым или более эффективные).

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.

2. Методология определения наилучших доступных техник

Процедура определения НДТ 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 алюминия" в соответствии с положениями Правил и методологией определения НДТ.

В рамках данной процедуры учтены международная практика и подходы к определению НДТ, основанные на справочном документе Европейского союза по НДТ "Справочный документ по НДТ для производства цветных металлов" (Best Available Techniques (BAT) Reference Document for the Non-Ferrous Metals Industries), справочном документе Европейского Союза по экономическим аспектам и вопросам воздействия на различные компоненты окружающей среды "EU Reference Document on Economics and Cross-Media Effects", а также руководстве по определению НДТ и установлению уровней экологической эффективности для выполнения условий получения экологических разрешений на основе НДТ "Best Available Techniques for Preventing and Controlling Industrial Pollution, Activity 4: Guidance Document on Determining BAT, BAT-associated Environmental Performance Levels and BAT-based Permit Conditions".

2.1. Детерминация, принципы подбора НДТ

Определение НДТ основывается на соблюдении последовательности действий технической рабочей группой по вопросам разработки справочника по НДТ "Производство алюминия":

1. Определение ключевых экологических проблем для отрасли с учетом маркерных загрязняющих веществ эмиссий.

Для каждого технологического процесса производства алюминия 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 в международных документах в области НДТ, в результате чего был определен перечень (количество) из техник-кандидатов, представленные в разделе 5.

Для каждой техники-кандидата приведено 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, рециклинга веществ и рекуперации тепла; сокращение потребления электро- и теплоэнергии на собственные нужды;

шум, вибрация, электромагнитные и тепловые воздействия: снижение уровня физического воздействия.

Также учитывалось отсутствие или наличие кросс-медиа эффектов.

Соответствие или несоответствие техники-кандидата каждому из вышеперечисленных показателей основывалось 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 технической рабочей группы, экономическая оценка НДТ проводилась членами технической рабочей группы-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 НДТ 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 внедрения НДТ

2.3.1. Подходы к экономической оценке НДТ

НДТ как правило широко известны во всем мире, а экономическая оценка является дополнительным критерием для принятия решения о возможности или отказе от внедрения НДТ. НДТ также считается приемлемой, если есть однозначные свидетельства/примеры результатов еҰ успешной промышленной эксплуатации. Так, странами ЕС при определении НДТ учитываются только технологии, уже вышедшие на промышленную эксплуатацию, и природоохранная эффективность которых подтверждена практически.

Следует понимать, что НДТ не всегда приносят экономический эффект и их применимость определяется инвестиционной обоснованностью использования тех или иных технологических процессов, установок/агрегатов/оборудования, стоимости реагентов и компонентов, соотношения затрат и выгод, стоимости капитала, сроков реализации внедрения НДТ и многих других факторов. Общая экономическая эффективность НДТ определяется финансово-экономическими условиями конкретного предприятия и планово-экономические финансовые службы предприятия проводят самостоятельное технико-экономическое обоснование осуществимости НДТ.

В соответствии с общепринятыми в мировой практике подходами, экономическая оценка эффективности внедрения НДТ может осуществляться различными способами:

по инвестиционной обоснованности затрат;

по анализу затрат и выгод;

по отношению затрат к ряду ключевых показателей предприятия: оборот, операционная прибыль, добавленная стоимость и др. (при доступности соответствующих финансовых данных);

по затратам к достигаемому экологическому результату и др.

Каждый из способов экономической оценки отражает результат реализации мероприятий по охране окружающей среды на различные аспекты финансово-экономической деятельности предприятия и может служить источником принятия решения по НДТ. Оператор объекта применяет к экономической оценке НДТ наиболее приемлемый для него, с учетом отраслевой и производственной специфики, способ оценки или их сочетание.

По результатам общей экономической оценки НДТ могут быть ранжированы, как:

экономически эффективные, когда техника сокращает расходы, дает экономию денежных средств и/или незначительно влияет на себестоимость продукции;

экономически эффективные при определенных условиях, когда техника приводит к увеличению затрат, но дополнительные расходы считаются приемлемыми для экономических условий предприятия и находятся в разумной пропорции к полученным экологическим выгодам;

экономически неэффективные, когда техника приводит к увеличению затрат, а дополнительные расходы не считаются приемлемыми для экономических условий предприятия или несоразмерны полученным экологическим выгодам.

При выборе между несколькими альтернативными НДТ проводится сравнение соответствующих показателей экономической эффективности для определения наименее затратных.

В целом, переход на принципы НДТ должен быть экономически выгоден предприятию и не должен снижать его экономическую эффективность и ухудшать финансовое состояние в долгосрочной перспективе.

При экономической оценке НДТ должны быть также приняты во внимание вопросы возможности реализации проектов НДТ в целом по отрасли с учетом сохранения текущего уровня эффективности и рентабельности производства в долго-, средне- и краткосрочной перспективе.

НДТ может быть признана экономически приемлемой на отраслевом уровне, если возможность ее реализации с учетом общих финансовых затрат и экологических выгод подтверждается в масштабе, достаточном для широкого внедрения в данной отрасли.

Для НДТ, требующих существенных инвестиционных капитальных вложений, должен быть определен разумный баланс между запросом гражданского общества на реализацию природоохранных мероприятий в целях снижения негативного воздействия на окружающую среду и инвестиционными возможностями оператора объекта. При этом ответственность за доказательство условий, по которым к процессу внедрения НДТ должен быть применен особый режим, несҰт оператор объекта.

2.3.2. Способы экономической оценки НДТ

С точки зрения прибыльности и экономичности инвестиции в НДТ оцениваются, как:

прибыльные – в случае получения дополнительных доходов от их реализации или экономии средств;

неприбыльные в доходной части, но допустимые с точки зрения текущего или будущего финансового состояния компании;

неприбыльные и недопустимые по своим финансовым затратам;

достигающие разумной экологической пользы по сравнению с затратами;

имеющие необоснованно высокие затраты по сравнению с достигнутым экологическим эффектом.

2.3.2.1. Соотношение затрат и ключевых показателей предприятия

Для определения целесообразности инвестиций в мероприятия по охране окружающей среды может быть проанализировано соотношение расходов на НДТ и ряда ключевых экономических результатов деятельности предприятия: валовый доход, оборот, операционная прибыль, себестоимость и др. (при доступности данных).

При данной оценке может стать полезной шкала справочных значений, полученных по данным анкетирования европейских предприятий (Голландия), ранжирующих значения на три категории:

приемлемые затраты – если инвестиции относительно малы по сравнению с ключевыми показателями и можно считать их приемлемыми без дальнейшего обсуждения;

обсуждаемые – средние затраты, когда затруднительно или невозможно дать четкую оценку целесообразности инвестиций;

неприемлемые затраты – если инвестиции чрезмерны по отношению к ключевым результатам деятельности предприятия.

Таблица 2.1. Ориентировочные справочные значения осуществимости инвестиций в охрану окружающей среды [22]

№ п/п	Соотношение затрат к ключевым показателям	Приемлемые	Обсуждаемые	Неприемлемые
1	2	3	4	5
1	Годовые затраты/оборот	< 0,5 %	0,5 – 5 %	> 5 %
2	Годовые затраты/ операционная прибыль	< 10 %	10 – 100 %	> 100 %
3	Годовые затраты/ добавленная стоимость	< 2 %	2 – 50 %	> 50 %
4	Годовые затраты/ общие инвестиционные расходы на НДТ	< 10 %	10 – 100 %	> 100 %
5	Годовые затраты/ годовой доход	< 10 %	10 – 100 %	> 100 %

Шкала справочных значений позволяет быстро исключить технологии с явно высокими затратами или определить техники, затраты на внедрение которых можно считать осуществимыми без какого-либо дополнительного анализа.

Вместе с тем ввиду большого интервала значений внутри категории "обсуждаемые", значительная часть осуществляемых природоохранных инвестиций может попасть в этот диапазон, что делает их слишком неопределенными для однозначного вывода об обоснованности инвестиций.

В этом случае целесообразность вложений должна оцениваться с учетом дополнительных отраслевых аспектов, таких как период реализации проекта по внедрению НДТ, общий уровень инвестиций в охрану окружающей среды, текущая рыночная и финансовая ситуация и др.

В целом шкала справочных затрат может рассматриваться как оценочный ориентир, применимый в некоторых случаях оценки НДТ, и использоваться для построения предприятием собственной шкалы значений с учетом своего финансово-экономического состояния, которые могут применяться при рассмотрении вопросов внедрения НДТ.

Также при наличии данных о годовом объеме производства и доходах от реализации товарной продукции могут быть определены такие важные показатели экономической эффективности, как затраты предприятия на внедрение НДТ по отношению к единице произведенной продукции, то есть объем денежных средств, которые предприятие расходует на внедрение НДТ при производстве единицы продукции, а также прирост себестоимости на единицу продукции.

2.3.2.2. Прирост себестоимости на единицу продукции

Существенным фактором для определения применимости НДТ являются дополнительные затраты, которые несет предприятие при еҰ внедрении в текущий производственный процесс. Это увеличивает себестоимость продукции и снижает потенциал НДТ с точки зрения еҰ экономической эффективности.

Себестоимость производства единицы продукции определяется как отношение общих годовых денежных затрат на производство продукции к годовому физическому объему производства. Процентное соотношение общих годовых затрат на внедрение НДТ и производственной себестоимости выражает прирост затрат на производство с учетом дополнительных расходов предприятия на природоохранные мероприятия.

Например, европейское исследование на автозаправочных станциях показывает, что технология улавливания паров привела к увеличению себестоимости бензина на 0,1–0,2 евроцента за литр. По сравнению с операционной маржой в 12,0 евроцентов за литр представляется, что увеличение себестоимости приемлемо с точки зрения эффективности.

2.3.2.3.Соотношение затрат и экологического результата

Для настоящего справочника по НДТ основным способом экономической оценки НДТ определен анализ расходования денежных средств предприятия на внедрение НДТ и достигаемый экологический результат от еҰ внедрения в виде снижения/предотвращения эмиссии загрязняющих веществ и/или сокращения отходов. Соотношение данных величин определяет эффективность вложенных средств на единицу массы/объема сокращаемого загрязняющего вещества и/или отходов в годовом исчислении.

Эффективность затрат =	Общие годовые затраты
	Годовое сокращение эмиссии

Под годовыми затратами понимается сумма капитальных (инвестиционных) затрат (расходов) в годовом исчислении (пересчет в годовом исчислении производится с коэффициентом годового пересчета, как функции срока службы оборудования и ставки дисконтирования) и операционных (эксплуатационных) расходов, распределенных по всему сроку службы рассматриваемой техники.

При расчете годовых затрат применяется формула:

где:

I₀ - общие инвестиционные расходы в год приобретения,

OС - годовые чистые операционные расходы,

r - ставка дисконтирования,

n - ожидаемый срок службы.

Годовые затраты отражают объем инвестиций на проект внедрения НДТ с учетом временнόй стоимости капитала и сроком службы соответствующего оборудования.

Для правильного определения годовых затрат на НДТ должна быть применена согласованная ставка дисконтирования с учетом срока службы средозащитного оборудования, а также обеспечена достаточная детализация инвестиционных капитальных вложений и распределение по элементам эксплуатационных затрат.

Результат соотношения годовых затрат к достигнутому экологическому результату выражает объем денежных средств оператора НДТ в годовом исчислении, который расходуется на уменьшение эмиссии загрязняющего вещества на одну единицу массы/объема.

Сравнение полученных показателей соотношения затрат к достигнутому экологическому результату по различным техникам-кандидатам позволяет сделать вывод насколько экономически эффективна с точки зрения денежных затрат предприятия на НДТ та или иная техника-кандидат и, соответственно, принять решение об еҰ использовании или отказа от данной НДТ.

Как правило, перед внедрением НДТ планово-экономические/финансовые службы предприятия проводят технико-экономическое обоснование еҰ осуществимости. При этом применение НДТ может быть связано с большими затратами и не всегда приносить экономический эффект.

В качестве ориентировочных может быть приведен приемлемый уровень эффективности затрат мероприятий по сокращению выбросов на практике предприятий Нидерландов [23].

Таблица 2.2. Ориентировочные справочные затраты на внедрение технологии из расчета на единицу массы загрязняющего вещества

№ п/п	Загрязняющее вещество	Евро на 1 кг снижения выбросов загрязняющих веществ
1	2	3
1	ЛОС	5
2	Пыль	2,5
3	NO_X	5
4	SO₂	2,5

2.3.3. Платежи и штрафы за негативное воздействие на окружающую среду

При экономической оценке НДТ может оказаться полезным расчет платежей, подлежащих к выплате за негативное воздействие на окружающую среду в соответствии с налоговым законодательством Республики Казахстан и экологическими штрафами, установленными Административным кодексом.

В настоящее время на государственном уровне принимаются меры по стимулированию внедрения НДТ, в частности для предприятий, внедряющих НДТ, устанавливается нулевой коэффициент к ставкам платежей в бюджет, уплачиваемых за негативное воздействие на окружающую среду, и достигаемая экономия средств может стать решающим фактором для принятия решения о внедрении НДТ. Кроме того с 2025 года в целях активной реализации мер по защите окружающей среды и применения НДТ к действующим ставкам платы за негативное воздействие на окружающую среду предприятиями I категориибудет применяться повышающий коэффициент 2 (двукратное увеличение платежей), с 2028 г. – коэффициент 4 и с 2031 г. – коэффициент 8 [24].

Кроме ставок платежей, установленных налоговым законодательством на республиканском уровне, местные представительные органы (маслихаты) также имеют право повышать установленные ставки платы (за исключением выбросов загрязняющих веществ от сжигания попутного и/или природного газа в факелах), но не более, чем в 2 раза.

Порядок и ставки платы за негативное воздействие на окружающую среду на основании соответствующего экологического разрешения регулируются налоговым законодательством Республики Казахстан [25].

Осуществление эмиссий без экологического разрешения на действующий объект, оказывающий негативное воздействие на окружающую среду, влечет штраф в размере десяти тысяч процентов от соответствующей ставки платы за негативное воздействие на окружающую среду в отношении превышенного количества загрязняющих веществ [26].

2.3.4. Расчет на установке

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.

Для исключения влияния других инвестиционных и операционных расходов, которые оператор объекта несет в ходе своей обычной производственной деятельности или реализации других инвестиционных проектов, сведения о затратах на первичные и вторичные мероприятия по сокращению негативного воздействия на окружающую среду должны представлять только ту часть затрат, которую предприятие расходует на НДТ.

В таких условиях для исключения влияния инвестиционных и операционных расходов, которые оператор объекта осуществляет в ходе реализации таких мероприятий, объективными данными, используемыми для определения НДТ, являются данные о расходах на природоохранное мероприятие на установке, то есть направленные исключительно на сокращение и/или предотвращение эмиссии загрязняющих веществ в окружающую среду на данном технологическом этапе или средозащитной установке.

В расчетах на установке в общую сумму затрат включается:

стоимость основной технологии/установки/оборудования и других необходимых компонентов, являющихся неотъемлемой частью НДТ;

стоимость дополнительных и вспомогательных пред/после очистных технологий/установок/оборудования и сооружений;

стоимость необходимых расходных материалов, сырья и реагентов, без которых применение НДТ невозможно технологически.

Расчет на установке исключает фактор неопределенности при классификации общих расходов оператора объекта по статьям затрат, а также позволяет сравнить затраты предприятия на альтернативные НДТ по сопоставимым показателям. Такой же принцип используется при расчете выгод НДТ.

Конкретные примеры расчетов по экономической оценке НДТ для каждой отрасли просчитываются в рамках технико-экономического обоснования (ТЭО).

3. Применяемые процессы: технологические, технические решения, используемые в настоящее время

Настоящий раздел справочника по НДТ содержит описание основных технологических процессов, в числе которых добыча бокситов, производство глинозема и первичного алюминия.

3.1. Процессы производства алюминия

Производство алюминия делится на три основных этапа: добыча бокситов – алюминий содержащей руды, их переработка в глинозем – оксид алюминия, и получение чистого металла с использованием процесса электролиза – распада оксида алюминия на составные части под воздействием электрического тока.

Из 4–5 тонн бокситов получается 2 тонны глинозема, из которого производят 1 тонну алюминия. В мире существуют несколько видов алюминиевых руд, но основным сырьем для производства этого металла являются именно бокситы. Это горная порода, состоящая в основном из оксида алюминия с примесью других минералов.

Боксит считается качественным, если он содержит более 50 % оксида алюминия.

Добыча бокситов. Производство алюминия начинается с добычи бокситов. Это горная порода богата алюминием, который содержится в ней в форме гидроксидов.

Производство глинозема. Боксит дробят, высушивают и размалывают в мельницах вместе с определенным количеством оборотным щелочным раствором.

Электролиз алюминия. На электролизном заводе глинозем засыпают в ванны с расплавленным криолитом при температуре 950 ⁰С. Через раствор пропускают электрический ток силой до 400 кА и выше – он разрывает связь между атомами алюминия и кислорода, в результате металл в жидкой форме собирается на дне ванны.

Первичный алюминий. Первичный алюминий отливается в слитки (алюминиевые чушки) и отправляется потребителям, а также используется для дальнейшего производства алюминиевых сплавов для различных целей.

Алюминиевые сплавы. Литейные алюминиевые сплавы служат для получение готовых изделий путем отливки металла в формы. При этом необходимых свойств от сплава добиваются добавлением к нему различных добавок: кремния, меди и магния. Из таких сплавов производят, например, детали автомобильных и авиационных двигателей или колесные диски.

Переработка алюминия. В отличие от железа алюминий не подвержен коррозии, поэтому изделия из него можно переплавлять и использовать металл бесконечное количество раз. При этом переработка алюминия требует всего 5 % впервые затраченной на изготовление алюминия энергии.

3.1.1. Технологический процесс добычи бокситов

В обобщенном виде технологической схемы добычи бокситов можно выделить следующие технологические процессы и этапы производства, проводимые на месторождениях, входящих в состав рудоуправления (таблица 3.1).

Таблица 3.1. Технологические процессы и этапы добычи бокситов

№ п/п

Наименование технологического этапа

Краткое описание проводимых работ и результата технологического этапа

1	2	3
1	Подготовка к выемке РГМ	В процессе подготовки РГМ к выемке осуществляется осушение обводненных частей карьерного поля, вывод поверхностных водных источников за пределы горного отвода, удаление лесного и кустарникового покрова, обеспечение транспортными коммуникациями (их трассировка с планировкой поверхности), вскрытие со снятием или использованием ПСП с территорий, подлежащих нарушению, ее осушение и рыхление (взрывание). По характеру и времени выполнения работы по подготовке к выемке РГМ подразделяются на горно-капитальные и эксплуатационные. 1. Горно-капитальные работы. 1.1. Разметка вскрываемого рудного тела. В пределах карьерного поля осуществляется разметка (вынос на натуру) подлежащих вскрытию частей карьерного поля, включая вскрываемое рудное тело, места размещения отвалов, промышленных площадок, транспортных коммуникаций. 1.2. Снятие ПСП. ПСП срезают со всей площади, отведенной для вскрытия РГМ, а также размещения отвалов (плодородного почвенного грунта, пустой породы, огнеупорных глин), промышленных площадок, транспортных коммуникаций и производственных зданий, и сооружений. 1.3. Горно-капитальные вскрышные работы. Ведутся для создания первоначального фронта добычных работ при строительстве карьера и в период его эксплуатации для сохранения и развития этого фронта. 2. Эксплуатационные вскрышные работы. Ведутся для создания фронта добычных работ, обеспечивающих соблюдение норматива вскрытых и подготовленных запасов карьера в период его эксплуатации для сохранения и развития этого фронта. 2.1. Зачистка РГМ производится для обеспечения качества добываемого боксита. 2.2. Осушение РГМ проводится с целью обеспечения требуемого качества добываемых бокситовых руд, создания экономических эффективных и безопасных условий ведения горных работ, а также для обеспечения охраны недр и водных ресурсов. 2.3. Рыхление РГМ. При невозможности начать добычу сразу после зачистки и осушения РГМ экскаватором появляется необходимость каменистую РГМ подвергнуть предварительному рыхлению механическим способом с использованием бульдозера или массового взрыва в зависимости от крепости РГМ
2	Добыча РГМ	Транспортировка породы производится автомобильным транспортом. Зоны выгрузки руды на складе боксита определяются начальником участка и старшим геологом, которые руководствуются качественными показателями руды. В процессе добычи геологическая служба производит визуальный контроль за ходом добычных работ, изучает характер контакта бокситов с вмещающими породами, следит за поведением почвы рудного тела, наличием нерудных прослоев, при необходимости отбирает забойные пробы и производит зарисовки рудных забоев
3	Усреднение дробленой РГМ	Целью усреднения дробленной РГМ (шихтоподготовка) является формирование штабелей руды с заданным содержанием основных компонентов (Al₂O₃, SiO₂, Fe₂O₃, CO₂, S, Mкр) и влажности. На основании данных химического анализа дробленой РГМ составляется расчет формирования штабеля готовой руды. В расчете определяется необходимое количество дробленой руды из разных конусов для формирования штабеля заданного качества. После окончания формирования расчетного штабеля производится его перемешивание путем переэкскавации (не менее трех раз)
4	Дробление РГМ	Дробление РГМ осуществляется на спланированную и очищенную площадку. При отрицательных температурах производится "перемораживание" влажной РГМ путем дополнительной переэкскавации еҰ до приведения к сыпучему состоянию во избежание смерзания
5	Размещение РГМ на складах	РГМ завозится автотранспортом на перегрузочный и усреднительный склады или железнодорожным транспортом с перегрузочного на усреднительный склад. Выгрузка РГМ из думпкаров производится в месте (приямке), определенном паспортом склада. РГМ из приямка с помощью экскаватора направляется на дальнейшее дробление. РГМ разного качества складируется раздельно.
6	Отгрузка боксита	По прибытию порожних полувагонов производится их осмотр на чистоту, при необходимости производится их чистка и обработка от смерзаемости. После обработки полувагонов выдается разрешение на погрузку. По окончании погрузки производится взвешивание и дозировка. После производится выводка груженных полувагонов на станцию примыкания, где производится их прием в коммерческом и техническом плане сотрудниками АО "КТЖ – Грузовые перевозки"
7	Вспомогательные процессы	Выбросы от существующих источников выбросов (участок дробления, склады огнеупорных глин, тепловоз ТЭМ, пункт обработки вагонов, склад извести, РММ, автоколонна 3, сварочные работы в карьере, участок ОТКиХА), не затрагивающих проведение работ в карьерах

Рисунок 3.1. Технологические процессы и этапы добычи бокситов

3.1.2. Технологический процесс производства глинозема

Таблица 3.2. Технологические процессы и этапы производства глинозема

№ п/п

Наименование технологического этапа

Краткое описание проводимых работ и результата технологического этапа

1	2	3
1	Прием сырья и передача в процесс	На данном этапе осуществляется прием, дробление, усреднение поступающего на завод сырья (боксита, известняка, угля) с последующей выдачей на шихтовальный передел и в расходные склады ЦПС; усреднение сырья, его временное хранение и подача в технологический процесс в основные цеха
2	"Байеровская" ветвь последовательной схемы получения из боксита товарного глинозема	На данном этапе осуществляется процесс упаривания растворов путем нагрева его паром от собственной ТЭЦ. Полученный концентрированный раствор (оборотный) направляется в голову процесса ГМЦ, где происходит обеспечение прокалки гидрата с получением конечного продукта – глинозема
3	Переработка красного шлама ветви Байера с получением алюминатного раствора	На данном этапе осуществляется доизвлечение глинозема (Al₂O₃) из красного шлама и компенсации потерь щелочи (Na₂O) в Байеровской ветви. ЦС производит высокотемпературную переработку шихты в печах спекания с целью протекания химических реакций и извлечения полезных компонентов, дробление спека печей спекания и передачу на участок гидрохимии
4	Вспомогательные подразделения	Выполнение ремонтных работ основного оборудования, подвижного железнодорожного состава, обслуживание и ремонт автотранспортной и дорожно-строительной техники, выполнение химических анализов проб, проведение лабораторных исследовательских работ, опытно-технологических испытаний и технологических обследований, а также охлаждение оборотной воды. Имеются склады с материалами. Выполнение маневровых работ с железнодорожными вагонами и цистернами осуществляются маневровыми тепловозами железнодорожного цеха

3.1.3. Технологический процесс производства первичного алюминия

Таблица 3.3. Технологические процессы и этапы производства первичного алюминия

№ п/п	Наименование технологического этапа	Краткое описание проводимых работ и результата технологического этапа
1	2	3
Технологический процесс: АУП
1	Организационные процессы	Системы менеджмента предприятия (в т. ч. экологического)
2	Технологический процесс: производство алюминия первичного
	Электролизное производство алюминия	Алюминий производится в процессе электролиза криолитоглиноземных расплавов с предварительно обожженными анодами с последующим откачиванием в ковши, выливкой в миксер и розливом в изложницы
3	Технологический процесс: производство обожженных анодов
	Основной цех по производству обожженных анодов	Формирование зеленых анодов с последующим обжигом анодов
4	Технологический процесс: прочие процессы
	Вспомогательные процессы	Хранение топлива, сырья и материалов, ремонтные работы, транспортировка, выливка чушек (устройство разливки непрерывной литейной машины производительностью 16–22 т/час)

3.2. Добыча бокситов

3.2.1. Открытая добыча бокситовой руды

Преимуществами открытого способа добычи перед подземным являются возможность обеспечения высокого уровня комплексной механизации и автоматизации горных работ, что обеспечивает высокую производительность труда и меньшие затраты на добычу полезного ископаемого; более безопасные и комфортные условия труда; более полное извлечение полезного ископаемого; меньшие удельные капитальные затраты на строительство горного предприятия.

К основным недостаткам открытого способа отработки запасов месторождения можно отнести необходимость выемки из карьера (или перемещения в его контуре) значительных объемов вскрышных пород (объем удаляемых вскрышных пород обычно значительно превышает объем добываемого полезного ископаемого); необходимость соблюдения определенной последовательности отработки слоев (выемка нижележащего слоя горных пород можно начинать только с некоторым отставанием во времени от начала выемки вышележащего слоя); необходимость временного отчуждения значительных площадей земли, существенное изменение ландшафта; существенное изменение гидрологической ситуации в районе ведения добычных работ. Кроме того, в карьерах значительной глубины создаются трудности в удалении газов и пыли после взрывных работ, что ухудшает санитарно-гигиенические условия труда горнорабочих и загрязняет окружающую среду.

Основными процессами открытых горных работ являются (рис. 3.2.): снятие ПСП, производство вскрышных работ, буровзрывные работы, добыча руды, транспортировка, первичное дробление, складирование отвальных пород.

При открытой добыче руд основными источниками воздействия на атмосферный воздух являются выбросы пыли при проведении работ по снятию и хранению ПСП, производстве вскрышных, добычных работ, выбросы пыли и газообразных веществ при буровзрывных работах и работе горнотранспортного оборудования, а также выбросы пыли при первичном дроблении и складировании отвальных пород.

Все источники выбросов загрязняющих веществ являются неорганизованными. Основными загрязняющими веществами являются пыль неорганическая, содержащая 70–20 % двуокиси кремния, азота диоксид, азота оксид, углерод (сажа), керосин, сера диоксид, углерод оксид.

В процессе разработки карьера открытым способом в случае вскрытия водоносного горизонта образуются карьерные сточные воды, а также дождевые (ливневые) и талые сточные воды. Вода расходуется на производственные нужды либо направляются в пруды-испарители.

Рисунок 3.2. Разработка карьера открытым способом

При открытой добыче бокситовой руды на предприятиях могут использоваться следующие энергетические ресурсы:

моторное топливо (дизельное топливо);

электрическая энергия.

В виду того, что на предприятиях в большей степени не налажен раздельный учет потребляемых энергетических ресурсов по технологическим переделам были рассмотрены укрупненные показатели потребления ТЭР и удельных расходов на производимую продукцию.

3.2.1.1. Снятие ПСП и его складирование

В соответствии с основными положениями по восстановлению земель предприятия, разрабатывающие месторождения полезных ископаемых открытым способом, а также проводящие другие работы, вызывающие нарушение почвенного покрова (механическое повреждение, загрязнение, затопление), обязаны снимать и транспортировать к месту укладки (или временного хранения) ПСП и наносить его на восстанавливаемые земли или малопродуктивные угодья.

Горнотехническая рекультивация земель, нарушенных горными работами, начинается со снятия ПСП на всех площадях, отведенных под производственные объекты предприятия. Снятие ПСП с использованием бульдозеров различных моделей является наиболее распространенным. Плодородный слой снимается последовательными заходками, и создается временный почвенный штабель. Погрузка почвы производится экскаваторами или погрузчиками в транспортные средства. Бульдозер работает по следующей схеме: машина срезает и перемещает слой почвы в штабель на расстояние, не превышающее оптимальное расстояние транспортирования, исходя из конструктивных особенностей оборудования, а затем возвращается в исходное положение, и цикл повторяется.

При наличии автотранспорта его целесообразно использовать для перевозки плодородного грунта. В этом случае снятый бульдозером плодородный слой собирается в штабель с последующей погрузкой в транспорт погрузчиком. Съем ПСП и погрузка его в автотранспорт осуществляется погрузчиками на гусеничном или пневмоколесном ходу. Погрузчики обладают большой маневренностью, высокой производительностью и применяются на выемочно-погрузочных работах в карьере. По техническим параметрам погрузчик может снимать ПСП и укладывать их в штабель с последующей погрузкой в транспорт. При использовании погрузчиков площадь, отведенная для съема почвы, разрабатывается отдельными участками. Обычно длина участка не превышает 100 м. Складирование ПСП осуществляется во временные отвалы.

Таблица 3.4. Типы применяемого оборудования на карьерах по добыче бокситовой руды

№ п/п	Наименование предприятия/ структурного подразделения	Оборудование вспомогательных процессов (снятие плодородного слоя, зачистка забоев, подготовка дорог, отвалообразование)
1	2	3
1	А1	Бульдозеры Komatsu D-275, CAT D10T, Liebherr PR764, автогрейдеры Komatsu GD705A-4, полив автодорог и забоев БелАЗ

Снятие и складирование ПСП осуществляется в соответствии с требованиями действующего законодательства. Временные отвалы ПСП размещаются в основном поперек склонов, что препятствует выносу ливневыми потоками за пределы участка, смыву и размыву участка складирования. В случае длительного хранения производится засев поверхности отвала семенами многолетних трав.

3.2.1.2. Вскрышные работы

Вскрышные работы – горные работы по удалению покрывающих руду пустых (вскрышных) пород, включают процессы подготовки пород к выемке, выемочно-погрузочные работы, транспортировку и отвалообразование. Вскрышные работы ведутся для создания первоначального фронта добычных работ при строительстве карьеров и в период эксплуатации для сохранения и развития этого фронта. Вскрышные породы, не содержащие полезных компонентов, удаляются во внешние или внутренние отвалы. В случае, если вскрышные породы пригодны в строительной сфере (песок, глина, известняк и так далее), то они могут направляться на дальнейшею переработку в виде дробления и сортировки или реализовываться сторонним потребителям [27].

Вскрышные работы подразделяются на горно-капитальные и текущие.

Горно-капитальные вскрышные работы в основном выполняются на карьере до его ввода в эксплуатацию на пусковую мощность и к ним относятся работы, связанные с удалением вскрышных пород, а также возведение первоначальных отвальных насыпей. После ввода в эксплуатацию к горно-капитальным вскрышным работам также будут относиться работы по проходке капитальных траншей и полутраншей, тоннелей, рудоспусков и т. д. При реконструкции и расширении карьера к горно-капитальным вскрышным работам относятся проходка постоянных вскрывающих выработок и удаление пустых пород в объеме, определҰнном технико-экономическими расчҰтами.

Текущие вскрышные работы производятся на предприятии в период его эксплуатации. Это работы по зачистке вскрытых запасов полезных ископаемых, проведению очередных участков разрезных траншей на вскрытых уступах (для увеличения длины фронта работ), удалению покрывающих и вмещающих пустых пород в отвалы [28].

Таблица 3.5. Общие сведения о типах применяемого оборудования на карьерах по добыче бокситовой руды

№ п/п	Наименование предприятия/ структурного подразделения	Типы выемочных машин на вскрышных и добычных работах	Технические характеристики, определяющие степень воздействия на окружающую среду
1	2	3	4
1	А1	Экскаваторы ЭШ-6.5/45, ЭШ-14/50, ЭШ-10/70, Hitachi EX1900 и EX2500,	Массогабаритные размеры Давление на грунт Тип, объем и мощность двигателя внутреннего сгорания Тип используемого топлива Расход топлива

Из таблицы видно, что в качестве выемочных машин для разработки месторождений используются экскаваторы типа ЭКГ, ЭШ и гидравлические экскаваторы различных производителей.

3.2.1.3. Буровзрывные работы

Буровзрывные работы представляют собой комплекс работ, связанных с подготовкой скального массива пород к экскавации. Ввиду крепости скальных пород их экскавация без предварительного буровзрывного или механического рыхления не может быть произведена: современным канатным, реечным или гидравлическим экскаваторам не хватает усилия на ковше для разрушения скального массива пород. Поэтому для подготовки к экскавации плотных, рыхлых, смерзшихся или скальных горных пород к выемке применяются предварительное рыхление, механические (фрезы, рыхлители) или буровзрывные способы [29].

Ввиду большой производительности и конструктивных параметров, таких как высота забоя до 15 м карьеров по добыче руды, механическая подготовка массива нецелесообразна и малоэффективна, а порой и технически невозможна. Развитие буровзрывных работ в карьерах происходило в зависимости от совершенствования средств взрывания и методов бурения скважин для закладки взрывчатых веществ. Расчет параметров взрывного рыхления базируется на пропорциональной зависимости разрушенного объема определенной горной породы от массы заряда взрывчатого вещества. Свойства массива в этом расчете учитываются через удельный расход взрывчатого вещества, величина которого устанавливается расчетными методами или эмпирически. В настоящее время на всех карьерах используется буровзрывной способ рыхления массива, основанный на методе скважинных зарядов. Взрывчатое вещество закладывается непосредственно в скважины, пробуренные буровыми станками в массиве пород.

Горнорудные предприятия определяют для себя оптимальный диаметр бурения, исходя из опыта проведения буровзрывных работ и научно-исследовательских работ. Зачастую на предприятиях имеются станки с разным диаметром бурения, применяемые в тех или иных условиях и для бурения определенного типа горных пород.

Обуривание скальной вскрышной породы и руды с учетом физико-механических свойств пород месторождения производится преимущественно станками шарошечного бурения (СБШ) с диаметром бурения 250 мм, которые получили наибольшее распространение на открытых горных работах при добыче руд. Также применяются дизельные буровые станки производства AtlasCopco, Sandvik.

а - СБШ-250МНА32, б - DM75

Рисунок 3.3. Буровые станки, используемые на карьерах

Эффективность буровзрывных работ в значительной мере зависит от правильного выбора взрывчатых веществ для конкретных горно-геологических условий взрывания. Выбор типа взрывчатого вещества должен производиться с учетом ряда производственных, геологических, гидрогеологических, технических и экономических факторов. Физико-механические свойства горных пород, их минералогический состав и строение определяют крепость и взрываемость горных пород. Чем выше плотность породы, еҰ твердость и вязкость, тем больше требуется энергии на еҰ разрушение и перемещение. В условиях конкретного применения взрывчатые вещества выбирают с учетом этих соображений, а также практического опыта горного предприятия и технологичности самих веществ в соответствии с принятой схемой механизации взрывных работ.

Таблица 3.6. Общие сведения о типах применяемого оборудования на карьерах по добыче бокситовой руды

№ п/п	Наименование предприятия/ структурного подразделения	Буровзрывные работы	Технические характеристики, определяющие степень воздействия на окружающую среду
1	2	3	4
1	А1	Буровые станки СБШ-250МНА-32, Atlas Copco Flexi Roc D65	Массогабаритные размеры Давление на грунт Тип, объем и мощность двигателя внутреннего сгорания Тип используемого топлива Расход топлива Ресурс до капитального ремонта Показатели по шуму, вибрации Система пылеподавления Механизм хода (гусеничный или колесный) Наличие системы пылеподавления Гидравлическая система Ресурс до капитального ремонта

Взрывные работы на карьерах осуществляются на основании типового проекта буровзрывных работ. Сущность метода скважинных рядов заключается в размещении взрывчатого вещества в наклонных или вертикальных скважинах с забойкой (заполнением) верхней части инертными материалами из песка, буровой мелочи или забоечного материала специального состава. Скважины располагаются в один или несколько рядов параллельно верхней бровке уступа и размещаются друг от друга на расчетном расстоянии по прямоугольной сетке или в шахматном порядке.

В качестве взрывчатых веществ для взрывания скважин в основном применяются сыпучие гранулированные (гранулиты) и эмульсионные вещества (интериты). Взрывание производится методом многорядных зарядов при помощи детонирующего шнура или систем инициирования неэлектрического взрывания (СИНВ) с дублированием сети и применением короткозамедленного способа взрывания. Массовые взрывы на карьерах производят в дневное время суток, чаще всего один раз в неделю. Всего в течение года на карьере осуществляется множество массовых взрывов, частота взрывов меняется в зависимости от производительности карьера и организации работ, подготовки площадок под бурение и блоков под взрывание.

3.2.2. Текущие уровни эмиссий в окружающую среду

Снятие, транспортировка и складирование ПСП выполняются в период естественного увлажнения почвы, что исключает пыление.

В результате проведения КТА были получены данные по выбросам пыли, которые приведены в таблице ниже.

Таблица 3.7. Выбросы пыли в атмосферный воздух (по данным КТА) при снятии ПСП

№ п/п	Наименование объекта	Валовые выбросы загрязняющих веществ, т
№ п/п	Наименование объекта	макс	мин
1	2	3	4
1	А1	1,574	1,36355

Из таблицы 3.7 следует, что валовые показатели выбросов загрязняющих веществ при снятии ПСП в процессе открытой добычи варьируются от 1,36355 до 1,574 тонн, не превышая максимальные показатели. Данное расхождение в валовых показателях выбросов на различных рудниках связанно с особенностями рассматриваемых предприятий, а также с используемым оборудованием и техникой в процессе снятия и складирования ПСП.

В процессе вскрышных работ выделяется пыль. В сухое время года применяется орошение экскаваторного забоя. В таблице 3.8 представлены объемы выбросов пыли при проведении вскрышных и добычных работ.

Таблица 3.8. Объемы выбросов пыли при проведении вскрышных работ

№ п/п	Наименование объекта	Валовые выбросы загрязняющих веществ, т
№ п/п	Наименование объекта	макс	мин
1	2	3	4
1	A1	366,3547	312,4744

Показатели валовых выбросов загрязняющих веществ находятся в пределах от 312,4744до 366,3547 тонн, на интенсивность пылевыделения оказывают влияние используемые экскаваторы, площади их ковша, продолжительность работы спецтехники, использование орошения экскаваторного забоя в сухое время года.

Основными эмиссиями при буровзрывных работах являются выбросы газообразных веществ (окислы азота, оксид углерода, диоксид серы) и пыли неорганической SiO₂ менее 20 %. Крупные частицы продуктов бурения оседают у устья скважины, а мелкие (в том числе и пылевые) уносятся на расстояние до 10–14 м. Пылеподавление и очистка забоя скважин от продуктов разрушения и выноса буровой мелочи осуществляются с помощью воздушно-водяной смеси, так как использование воды при пылеподавлении в технологическом процессе буровзрывных работ – самый эффективный и доступный способ снижения загрязнения атмосферного воздуха. Данный метод позволяет снизить объемы пыли неорганической SiO₂ менее 20 % в 5–7 раз [30].

Мощные выбросы пыли происходят при массовых взрывах и достигают 100–250 тонн. Пылевое облако при массовом взрыве выбрасывается на высоту 150–300 м, в своем развитии оно может достигать высоты 16 км и распространяться по направлению ветра на значительные расстояния (10-14 км) [31]. Гидрообеспыливание для сокращения выделения и рассеивания вредных примесей при взрывных работах осуществляется с помощью водяной забойки (гидрозабойки). Гидрозабойка выполняется с использованием полиэтиленовых емкостей, наполненных водой. Применение гидрозабойки позволяет сократить объемы образующейся пыли в пылегазовом облаке на 20–30 %, а объем образующихся окислов азота уменьшается в 1,5–2 раза.

В таблице 3.9 представлены объемы выбросов пыли при проведении буровзрывных работ (по данным КТА).

Таблица 3.9. Объемы выбросов пыли при проведении буровзрывных работ

№ п/п	Наименование объекта	Валовые выбросы загрязняющих веществ, т
№ п/п	Наименование объекта	макс	мин
1	2	3	4
1	A1	28,79359	24,50644

В ходе проведенного КТА было оценено общее воздействие рудников по добыче бокситовой руды, действующих на территории Республики Казахстан. Валовые выбросы пыли от предприятий колеблются в пределах от 24,50644 до 28,79359 тонн. Данное расхождение зависит от физико-механических свойств горных пород и их обводненности, методов взрывания, времени проведения взрыва, метеоусловий на момент массового взрыва, количества и химического состава применяемых взрывных веществ.

Интенсивность пыле- и газообразования при ведении буровзрывных работ на карьере зависит от многих факторов, к основным из которых следует отнести физико-механические свойства горных пород и их обводненность, способы бурения взрывных скважин, ассортимент применяемых взрывчатых веществ, типы используемых забоечных материалов, методы взрывания (на подобранный откос уступа или в зажатой среде), время производства массового взрыва, метеоусловия на момент массового взрыва и др.

В таблице 3.10 представлены текущие объемы потребления энергетических ресурсов, применяемых при открытой добыче бокситовой руды. В качестве удельных расходов потребления ресурсов определено потребление ресурсов на тонну добытой руды.

Таблица 3.10. Текущие объемы потребления энергетических ресурсов

№ п/п	Наименование объекта	Потребляемый ресурс	Целевое назначение использования	Годовое потребление, т у.т	Удельное потребление, т у.т./т
1	2	3	4	5	6
1	А1	Электрическая энергия	Вскрыша и добыча	1 432,013	0,00258 – 0,00680
2	А1	Моторное топливо	Вскрыша и добыча	22 390,312	0,00403 – 0,01063

Из представленной таблицы видно, что удельный расход электрической энергии на добытую руду открытым способом может варьироваться в пределах от 0,00258 до 0,00680 т у.т. на тонну добытой руды. Такое расхождение в удельных расходах связано в первую очередь с особенностями учета и распределения потребления энергетических ресурсов на различных рудниках.

Удельный расход моторных топлив на добытую открытым способом руду варьируется от 0,00403 до 0,01063т у.т. на тонну добытой руды. Такое расхождение в удельных расходах на различных предприятиях связано с особенностями рассматриваемых предприятий, а также с используемым оборудованием и техникой в процессе вскрыши и добычи (использование для транспортировки и экскавации карьерного автотранспорта и спецтехники, работающей на моторном топливе).

3.3. Производство глинозема

3.3.1. Прием сырья и передача в процесс

Технологические процессы и этапы производства глинозема методом последовательно-параллельного варианта Байер-спекания включают:

1) прием сырья и передача в процесс;

2) "Байеровская" ветвь последовательной схемы получения из боксита товарного глинозема;

3) переработка красного шлама ветви Байера с получением алюминатного раствора;

4) вспомогательные подразделения.

В цехе подготовки сырья (прием сырья и передача в процесс) осуществляется прием, дробление, усреднение поступающего на завод сырья (боксита, известняка, угля) с последующей выдачей на шихтовальный передел и в расходные склады подготовки сырья, усреднение сырья, его временное хранение и подача в технологический процесс.

3.3.2. "Байеровская" ветвь последовательной схемы получения из боксита товарного глинозема

В байеровской ветви осуществляется процесс упаривания растворов путем нагрева его паром. Полученный концентрированный раствор (оборотный) направляется в голову процесса гидрохимии, где происходит обеспечение прокалки гидрата с получением конечного продукта – глинозема.

3.3.3. Переработка красного шлама ветви Байера с получением алюминатного раствора

На переделе спекания (переработке красного шлама ветви Байера с получением алюминатного раствора) осуществляется доизвлечение глинозема (Al₂O₃) из красного шлама и компенсации потерь щелочи (Na₂O) в байеровской ветви.

Цех спекания производит высокотемпературную переработку шихты в печах спекания с целью протекания химических реакций и извлечения полезных компонентов, дробление спека печей спекания и передачу на участок гидрохимии.

Вспомогательные подразделения осуществляют выполнение ремонтных работ основного оборудования, подвижного железнодорожного состава, обслуживание и ремонтом автотранспортной и дорожно-строительной техники, выполнение химических анализов проб, проведение лабораторных исследовательских работ, опытно-технологических испытаний и технологических обследований, а также охлаждение оборотной воды. Имеются склады с материалами. Выполнение маневровых работ с железнодорожными вагонами и цистернами осуществляется маневровыми тепловозами железнодорожного цеха.

Получение алюминия – достаточно сложный двухстадийный процесс. Сначала из руды извлекается глинозем, затем из него получают конечную продукцию – товарный алюминий или его сплав.

Самым широко используемым способом получения глинозема из бокситов является способ Байера. Способ Байера – это гидрохимический способ получения глинозема из бокситов. Этот метод был открыт в России Карлом Иосифовичем Байером в 1895–1898 гг. Не все виды бокситов можно перерабатывать таким образом, одним из основных условий является низкое содержание кремния и серы. Основным критерием качества бокситов является кремневый модуль – отношение количества кремния к алюминию, так как молярная масса элементов близка, используют простое отношение, не вводя дополнительных коэффициентов.

Перед применением данной технологии руда сначала подвергается дроблению, данный этап необходим для увеличения площади поверхности, размер частиц зависит от состава бокситов и особенностей процесса.

Первым этапом является мокрый помол – руда после дробления смешивается со щелочным раствором и загружается в шаровую или стержневую мельницу. Зачастую на данном этапе к смеси добавляют известь или известковое молоко. Обязательным параметром размола должно быть определенное отношение жидкой и твердой фазы. Размер частиц после помола выбирается в зависимости от состава бокситов, поэтому этап помола индивидуален для каждого предприятия, например, нередко необходим помол в две стадии с использованием шаров разного диаметра. После мокрого размола пульпа подается на выщелачивание, проходя через классификатор. Для выщелачивания в методе Байера используют автоклавы, объединенные в батареи.

Автоклав – это аппарат для проведения физико-химических реакций при высокой температуре и давлении. В батареи соединены от 8 до 12 аппаратов, в зависимости от состава бокситов. В первых двух автоклавах идет подогрев смеси, остальные являются реакционными. Цель данной операции перевод алюминия из боксита в раствор в виде алюмината натрия. В процессе участвуют два компонента – измельченный боксит и оборотный щелочной раствор. Температура, при которой происходит выщелачивание, зависит от типа бокситов. Основная реакция выщелачивания:

Al₂O₃ • H₂O + 2NaOH = 2NaAlO₂ + 2H₂O

Помимо алюминия в бокситах так же присутствует множество других элементов. Кремнезем растворяется в щелочном растворе и переходит в форму силиката натрия, однако силикат натрия взаимодействует с алюминатом натрия и выпадает в осадок с образованием гидроалюмосиликата натрия.

Таким образом, протекает обескремнивание, этот этап так же объясняет одно из главных требований сырья для переработки способом Байера: низкое содержание кремнезема, так как обескремнивание приводит к потерям глинозема и щелочи, которые пропорциональны количеству кремнезема в боксите. Так же в бокситах присутствуют железо, сера, титан, галлий, фосфор и ванадий.

При выщелачивании безводные оксиды железа выпадают в качестве осадка, титан образует малорастворимый метатитан натрия, что так же приводит к потерям щелочи. Сера при низком содержании может быть полностью извлечена в ходе стандартного метода выщелачивания, однако если примеси серы достаточно велики, потребуется дополнительная очистка, поэтому еҰ содержание в бокситах при использовании способа Байера почти столь же важный критерий, как и кремневый модуль. Большая часть галлия при выщелачивании остается в растворе. Данные компоненты составляют красный шлам. После выщелачивания нередко применяется охлаждение до 20–30 ^oC, провоцируя выпадение ванадиевого шлама, в который входят фосфат, ванадат и фторид натрия, и сода. Данный вид шлама является полезным и может быть использован для извлечения ванадия. Как уже говорилось ранее, еще на этапе мокрого размола добавлялась известь или известковое молоко, которое приводит сразу к целому ряду положительных эффектов. Часть кремнезема образует гидрогранат, который в отличие от алюмосиликата натрия не содержит щелочи, так же к уменьшению потерь щелочи приводит образование титаната кальция, удаление фосфора в виде фосфата кальция проводится на стадии красного шлама. Таким образом добавление извести благотворно влияет на чистоту готового продукта и является дополнительным, не требующим изменения технологической схемы, способом очистки от примесей. Основными выходными параметрами выщелачивания являются степень извлечения глинозема и скорость выщелачивания. На данные два параметра влияют несколько факторов: тонина помола, температура, концентрация щелочи, каустические модули оборотного и алюминатного растворов, регулируя которые можно добиться необходимого результата.

После выщелачивания красный шлам отделяется с помощью сгустителей, в которые добавляются флокулянты для ускорения процесса и отправляется на шламохранилище – специально выделенный участок, на котором складируется шлам.

Следующим этапом, на который поступает алюминатный раствор, является декомпозиция.

Декомпозиция – это процесс разложения алюмината натрия на оксид алюминия Al₂O₃ и гидроксид натрия NaOH.

NaAlO₂+2H₂O = Al(OH)₃ + NaOH

Реакция декомпозиции может протекать в обе стороны и для того, чтобы эта реакция протекала в сторону продуктов, необходимо разбавить пульпу и снизить температуру раствора, так же для ускорения процесса используют затравку в виде гидроксида алюминия. Основные параметры схожи с процессом выщелачивания – выход глинозема и скорость декомпозиции.

И соответственно на эти параметры так же влияет целый ряд факторов: каустический модуль, концентрация, количество и качество затравки, наличие примесей, температура.

Процесс протекает в устройствах, называемых декомпозеры, которые объединены в батареи по 10–11 штук. Как уже говорилось, пульпа при декомпозиции охлаждается и для этого используется множество видов различных охладителей, например, вакуум-охладительные установки или трубчатые теплообменники, выбор того или иного устройства осуществляется исходя из удобства и рациональности использования в данной технологической цепочке.

После выпадения оксида алюминия в осадок его необходимо отделить от маточного раствора. Первой стадией разделения является гидросепаратор, с помощью которого можно отделить крупные частицы, затем слив подается в сгуститель и барабанный фильтр, где и происходит финальная часть разделения. На этом этапе отбирается часть гидроксида для затравки декомпозиции и далее возвращается на предыдущий передел. Продукционная часть проходит фильтрацию и отправляется на следующий этап производственной цепочки. Маточный раствор и промвода от промывки гидроксида алюминия направляются на выпаривание, где удаляется лишняя влага и выпадает, так называемая, рыжая сода Na₂CO₃, которая затем поступает на каустификацию, где протекает реакция с Ca(OH)₂, в ходе которой образуется щелочь NaOH.

Щелочной раствор после выпаривания подается в голову всей технологической цепочки на мокрый размол. После каустификации от раствора отделяется белый шлам, который так же возвращается в голову цепочки для обжига, слабый щелочной раствор – на выпаривание. Таким образом, цикл получается замкнутым.

Последним этапом, который проходит гидроксид алюминия, является кальцинация. На данном этапе полностью выпаривается вся влага из гидроксида для получения глинозема Al₂O₃. Процесс, как правило, протекает в трубчатых печах.

Трубчатая печь – это стальная труба длиной от 50 до 150 метров и диаметром от 2,5 до 5 метров, печь вращается и расположена под углом в 3 ^o. Материал, обдуваемый горячим газом при температуре около 1200 ^oC, медленно движется вниз печи.

Способ Байера является экономически выгодным, так как он значительно дешевле и проще в оборудовании и эксплуатации, однако, как уже говорилось, для использования данного метода необходимо соблюдение высоких требований к составу бокситов, поэтому применяются и другие более затратные методы.

Вторым часто используемым способом получения глинозема из бокситов является метод спекания. Главное преимущество данного метода заключается в возможности использовать бокситы с высоким содержанием кремнезема, кремниевый модуль которых может достигать 5.

Основным изменением является внесение в технологическую цепочку процесса спекания шихты.

Первый этап производства – приготовление шихты. Необходимо измельчить ее компоненты до нужных размеров и смешать в определенной пропорции. Для данного метода шихта приготавливается из трех компонентов: боксит, известь и сода, дробление пульпы происходит в оборотном растворе.

Для размола применяют многокамерные мельницы, работающие в открытом цикле. После размола пульпа попадает в коррекционный бассейн, откуда берется проба для анализа, на основе которой пульпу в нужном соотношении перекачивают в сборные бассейны.

Когда все приготовления выполнены и получена "паспортная" шихта, она поступает на передел спекания. Основная задача данного процесса – связать глинозем в растворимый алюминат натрия, а кремнезем – в нерастворимый двухкальциевый силикат, чтобы при последующем переходе в раствор кремнезем выпал в осадок.

Процесс спекания происходит в трубчатой печи, аналогичной по принципу работы печи, применяемой для кальцинации. Как уже говорилось ранее, печь представляет собой длинную трубу, по которой перемешается материал, обдуваемый горячим газом. Такие печи поддерживают различные виды топлива, однако главным условием является низкое содержание серы. В трубчатых печах газ уносит большое количество пульпы, поэтому он проходит через циклон и электрофильтр, уловленная пыль отправляется в рабочую зону печи для предотвращения потерь и поддерживания оптимальной температуры. В зависимости от состава используемого сырья выбирается определенный диапазон температур, при поддержании которого реакции проходят оптимально, и получается спек необходимых свойств. Однако этот диапазон зачастую не превышает нескольких десятков градусов и его поддержание достаточно сложная задача, которая значительно облегчается с установкой автоматических систем, но даже при этом невозможно установить датчик непосредственно внутри данной зоны, так как ее температура слишком велика, поэтому приходится использовать косвенные показатели. Перемещение вещества внутри печи обусловлено наклоном печи. Печь можно разделить на несколько участков: зона сушки – испарение внешней жидкости, подогрева – испарение внутренней жидкости, спекания – зона протекания твердофазных реакций, охлаждения – понижение температуры спека до 800–1000 ^oC. По выходу из печи спек попадает в барабанные холодильники, в которых комбинируется воздушное и водяное охлаждение. Спек остывает до 80–130 ^oC. После охлаждения он попадает на передел выщелачивания.

Основной целью выщелачивания является переход алюминия в раствор, а примесей в твердую фазу, чтобы была возможна дальнейшая фильтрация. Спек выщелачивается водой с добавлением щелочного раствора. Алюминат натрия хорошо растворим, поэтому переходит в раствор, двухкальцевый силикат 2CaOSiO₂ не растворим и переходит в осадок. Однако часть силиката все же разлагается и взаимодействует с раствором, образуя соединения с алюминием, что приводит к появлению потерь.

Выщелачивание может протекать разными способами: проточным, агитационным и комбинированным в зависимости от тонины помола и минералогического состава, однако такие потери значительно ниже, чем при выщелачивании в способе Байера, поэтому для данных методов можно использовать бокситы с более высоким содержанием кремнезема.

Еще одно отличие технологической цепочки, использующей данный принцип – это применение двухстадийного обескремнивания и карбонизации. Карбонизация – это способ вывести алюминий из раствора в виде гидроксида алюминия с добавлением CO₂. Удобство использования данной технологии заключается в том, что трубчатая печь работает по принципу противотока, то есть обдувает движущийся материал горячим газом, выделенным при сгорании топлива. Этот газ, пройдя через печь, проходит фильтрацию от частичек пульпы и подается на участок карбонизации, таким образом газ можно использовать вторично. После получения гидроксида алюминия дальнейший процесс идентичен вышеописанному.

Способ спекания экономически выгоден для переработки бокситов с высоким содержанием кремнезема, однако более широкое распространение получил комбинированный метод, который сочетает в себе оба способа. Комбинированный способ можно также разделить на два метода: параллельный и последовательный.

Эти методы позволяют перерабатывать бокситы как с низким содержанием кремния, так и высоким. Параллельный способ подразумевает наличие в технологической схеме двух ветвей: способ Байера и спекания соответственно. В последний поступает боксит с высоким содержанием кремния, затем протекают стандартные процедуры метода спекания до этапа обескремнивания включительно.

В ветви Байера же перерабатываются бокситы с низким содержанием кремнезема, все идет по стандартному методу до этапа декомпозиции, куда и поступает алюминатный раствор с ветви спекания. Таким образом из технологической схемы исключается карбонизация, присущая методу спекания. Однако основным плюсом является экономия за счет использования каустической щелочи, которая образуется при спекании и затем вводится в ветвь Байера вместе с алюминатным раствором. Выделяющаяся при упаривании оборотного раствора сода направляется в ветвь спекания. Таким образом каустификация так же более не участвует в технологической схеме. Так же данный метод позволяет улучшить условия декомпозиции за счет смешения растворов разных концентраций в нужных соотношениях. Мощность ветви спекания высчитывается таким образом, чтобы полностью восполнять потери щелочи. В ветви спекания может использоваться боксит с низким содержанием кремния, в таком случае из состава шихты для спекания исключается известняк, то есть используется двухкомпонентная шихта.

Вторым способом использования комбинированного метода является последовательный. Если основным сырьем при параллельном производстве были бокситы с низким с содержанием кремния и только в качестве дополнительного сырья для повышения экономической выгоды использовались другие, то данный способ полностью сосредоточен на переработке бокситов с высоким содержанием кремнезема. Вся технологическая цепочка начинается с метода Байера. Как уже говорилось ранее, основным недостатком метода Байера является большое осаждение алюминия в красном шламе из-за кремния, поэтому в данном методе алюминий разделяется на две части – одна, находясь в составе раствора, продолжает путь по данной ветви, а вторая, переходя в красный шлам, поступает в таком виде на ветвь спекания. Красный шлам спекается с известняком, затем спек выщелачивается и обескремнивается, после этого он возвращается к алюминатному раствору, полученному методом Байера. Смесь растворов поступает на декомпозицию, при этом маточный раствор возвращается на ветвь Байера. Использование данного метода позволяет скомпенсировать самые главные недостатки обоих способов: способ Байера из-за больших потерь и при высоком содержании кремнезема в руде экономически невыгоден, а для производства спека необходимы значительные топливные ресурсы. Оборудовав последовательный комбинированный метод производства, можно значительно сократить потери, использовав спекание, и при этом сократить расходы на питание печи, применив метода Байера.

3.3.4. Текущие уровни эмиссий в окружающую среду

Производство глинозема осуществляется по последовательно-параллельной схеме Байер-спекания. Следует отметить, что данная схема применятся только на А2 и обусловлена низким качеством бокситов (низкий кремневый модуль, невысокое содержание Al₂O₃), поступающих на переработку. Схема включает в себя классическую технологию переработки бокситов по схеме Байера и последующее спекание шламов с целью доизвлечения из них полезных компонентов.

Схема производства глинозема с указанием эмиссий, образуемых в процессе производства глинозема на А2, представлена на рисунке 3.4.

Рисунок 3.4. Схема производства глинозема с указанием эмиссий, образуемых в процессе производства глинозема

Таблица 3.11. Выбросы пыли в атмосферный воздух при производстве глинозема (по данным КТА)

№ п/п	Наименование объекта	Валовые выбросы загрязняющих веществ, т		Концентрация по КТА, мг/нм³
№ п/п	Наименование объекта	макс	мин	макс	мин
1	2	3	4	5	6
1	А2	60798,12837	48705,11001	9010	22,5

В процессе производства глинозема осуществляются пылевые выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух, валовые значения которых представлены в таблице 3.11. Данные варьируются от 48705,11001 тонн для минимальных значений до 60798,12837 тонн для максимальных показателей выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух.

Таблица 3.12. Выбросы NOX в атмосферный воздух при производстве глинозема (по данным КТА)

№ п/п	Наименование объекта	Валовые выбросы загрязняющих веществ, т		Концентрация по КТА, мг/нм³
№ п/п	Наименование объекта	макс	мин	макс	мин
1	2	3	4	5	6
1	А2	785,61739	130,97297	4564,947	233,7341

Таблица 3.13. Выбросы CO в атмосферный воздух при производстве глинозема (по данным КТА)

№ п/п	Наименование объекта	Валовые выбросы загрязняющих веществ, т		Концентрация по КТА, мг/нм³
№ п/п	Наименование объекта	макс	мин	макс	мин
1	2	3	4	5	6
1	А2	498,838076	18,439	23868	46,379

Таблица 3.14. Выбросы SO₂ в атмосферный воздух при производстве глинозема (по данным КТА)

№ п/п	Наименование объекта	Валовые выбросы загрязняющих веществ, т		Концентрация по КТА, мг/нм³
№ п/п	Наименование объекта	макс	мин	макс	мин
1	2	3	4	5	6
1	А2	1317,7584	1013,932	3378	107

Таблица 3.15. Текущие объемы потребления энергетических ресурсов при производстве глинозема

№ п/п	Наименование объекта	Потребляемый ресурс	Целевое назначение использования	Годовое потребление, т у.т	Удельное потребление, т у.т./т
1	2	3	4	5	6
1	А2	Мазут	Производство глинозема	225 477,532	1,085619
2		Пар		720 327,322
3		Уголь на восстановление (кокс, антрацит)		117 617,940
4		Уголь на печи		492 877,970
5		Электроэнергия		81 955,053
8		Электроэнергия		5 964

3.4. Производство первичного алюминия

3.4.1. Электролизное производство

В цехе электролиза осуществляются производство алюминия-сырца с последующей разливкой его в 20 килограммовые чушки, хранение и погрузка товарного алюминия, прием и хранение глинозема, фильтрация отходящих газов.

ЦЭА оснащен 288-ю электролизерами на силу тока 320-330 кА с конструкциями известных поставщиков технологии из КНР – GAMI и NEUI, которая является одной из наиболее эффективных и экологически чистых в мире.

С учетом перспективы дальнейшего увеличения тока серии трансформаторы для питания выпрямителей и система энергоснабжения выбираются с возможностью доведения максимального тока серии примерно до 350 кА. В отношении электролизеров и вспомогательного оборудования корпусов электролиза предусмотрены следующие основные особенности: механизированная подача глинозема и растворимых солей с автоматическим управлением процесса (с микропроцессорным управлением); автоматическое регулирование напряжения; механизированное оборудование для манипулирования анодами; вакуумная выливка металла из электролизеров; оснащение электролизеров укрытиями для эффективного улавливания вредных веществ. Процесс получения металлического алюминия из глинозема протекает в алюминиевых ваннах при температуре 953–958 ^oC. Поступление глинозема в электролизер осуществляется посредством автоматической системы подачи глинозема.

В основе электролитического производства алюминия лежит электролиз криолитоглиноземных расплавов, основными компонентами которого являются криолит (Na₃AlF₆), фтористый алюминий (AlF₃) и глинозем (Al₂O₃).

В промышленном электролите всегда присутствуют фтористый магний (MgF₂) и фтористый кальций (CaF₂), поступающие как с исходным сырьем, так и специально вводимый в электролит для снижения температуры его плавления и уменьшения потерь алюминия.

Процесс, протекающий в электролизере, состоит в электролитическом разложении глинозема, растворенного в электролите. На жидком алюминиевом катоде выделяется алюминий, который периодически выливается с помощью вакуум-ковша и направляется в литейное отделение на разливку. На аноде происходит окисление углерода выделяющимся кислородом. Отходящий анодный газ представляет собой смесь СО₂ и СО. Суммарная реакция, происходящая в электролизере, может быть представлена уравнением:

Al₂O₃ + yC = 2Al + (2y - 3) CO + (3 - y) CO₂.

Процесс электролиза ведется при концентрации глинозема в электролите 1,7–2,5 %, при ее снижении до 1,5 % и ниже анод начинает хуже смачиваться электролитом, что приводит к разрастанию пузырьков анодного газа и изоляции части поверхности анода от электролита. Плотность тока на свободной поверхности сильно увеличивается, вместе с ионами кислорода на аноде начинают разряжаться ионы фтора. Изменяется состав анодных газов, которые насыщаются фторуглеродами (CF₄ и C₂F₆). Наличие у поверхности анода фторсодержащих соединений провоцирует дальнейшее развитие пассивации. Таким образом изолируется большая часть поверхности, что приводит к повышению напряжения от 10 до 100 В менее чем за секунду. В данных условиях ток проходит через газовую пленку за счет искрового, а также тлеющего разрядов.

При производстве алюминия цех оказывает минимальное воздействие на окружающую среду, поскольку существующее газоочистное оборудование обеспечивает высокую степень очистки. Полученный алюминий извлекается из электролизеров один раз в сутки посредством вакуум-ковшей и идет на дальнейшую переработку в литейный участок, где жидкий алюминий-сырец заливается в 60-тонные миксера.

Рисунок 3.5. Процесс электролиза

Электролизеры оснащены современной автоматизированной системой управления технологией производства, осуществляющей полный автоматический контроль работы электролизной ванны, системы точечного питания и центральной раздачи глинозема. Выполнение основных технологических операций максимально автоматизировано и механизировано, выполняется многофункциональными кранами (12 технологических и 4 вспомогательных грузоподъемных кранов).

3.4.2. Основное оборудование серии электролиза алюминия

Основное оборудование серии электролиза алюминия представлено в таблице 3.16.

Таблица 3.16. Основные показатели оборудования электролиза алюминия

№ п/п

Наименование

Тип электролизера

1	2	3	4
1	Тип электролизера	GAMI-320	NEUI-330
2	Сила тока, кА	320	320
3	Плотность тока на аноде (A/см2):	0,714	0,714
4	Количество установленных	144	144
5	Расположение электролизеров	поперечное	поперечное
6	Расстояние между осями эл-ров, м	6,4	6,4
7	Положение "нулевой" отметки	1	2,5
Анодное устройство
8	Количество анодных блоков, мм	40	40
9	Размеры анодного блока, мм	1600х700х550	1600х700х550
10	Расстояние между:
	анодами в ряду, мм	40	40
	рядами анодов, мм	180	180
11	Расстояние от анодного массива:
	до продольных стенок, мм	310	310
	до торцевых, мм	420	420
12	Высота перетяжки анодной рамы, мм	не менее 400	не менее 400
13	Скорость перемещения ан.рамы, мм/мин	99,3	99,3
14	Анододержатель	4-х ниппельный	4-х ниппельный
15	Диаметр ниппеля, мм	140	140
16	Соединение с угольным блоком	Чугунная заливка	Чугунная заливка
Катодное устройство
17	Тип кожуха	Шпангоутный	Шпангоутный с составным поясом и поднятым фланцем
18	Верхний фланец	Не набит	С набойкой карбидкремниевой смесью
19	Количество шпангоутов, шт	26	26
20	Ориентация стенок:	вертикальные с угловым скосом	вертикальные с угловым скосом
	продольные	вертикальные	вертикальные
	торцевые
21	Габаритные размеры кожуха (внутр), мм
	длина	15780	15780
	ширина	4180	4180
	высота	1407	1407
22	Внутренние размеры шахты, мм
	длина	15600	15600
	ширина	4000	4000
	высота	550	550
	Высота/ ширина набойки, мм	200/290	200/290
Подина
23	Размер подовых блоков, мм	450х515х3420	450х515х3420
24	Количество подовых секций, шт	27	27
25	Подовый блок	сплошной	сплошной
26	Содержание графита в блоке, %	30	30
27	Количество блюмсов, шт	27*2	27*2
28	Сечение блюмсов, мм	65*180	65*180
29	Расположение блюмсов в блоке	сплошное	с центральным швом
30	Заделка блюмсов в пазе блока	углеродистая масса	углеродистая масса
Система питания глиноземом и фторсолями
31	Тип питателя	Точечный	Точечный
32	Тип дозатора	Клапанный	Клапанный
33	Система ЦРГ	есть	есть
34	Количество точек питания:
	глиноземом	5	5
	фторсолями	1	2
Система газоотсоса и вентиляции
35	Тип газоотсоса	Односторонний верхний	Односторонний верхний
36	Объем газоотсоса, м3/ч	13600	13600
37	Тип укрытия	Прямого типа со съемными крышками	Сегментного типа со съемными крышками
38	КПД укрытия, не менее %	98	98
39	Величина неплотностей, не более м²	1	1

Для обслуживания электролизеров и выполнения основных операций в серии электролиза используется оборудование, представленное в таблице 3.17.

Таблица 3.17. Основное оборудование электролизного производства

№ п/п	Наименование оборудования	Количество
1	2	3
1	Универсальный технологический кран	8
2	Вспомогательные краны	4
3	Рамы для подъема анодной ошиновки	4
4	Трейлер для перевозки ковшей	5
5	Трейлер для перевозки анодов	5
6	Ковши для выливки металла	28

3.4.3. Литейное производство

Основной задачей литейного отделения является отливка из алюминия-сырца, поступающего из серии электролиза, алюминиевых чушек массой 20 (+/- 2) кг. Основное оборудование литейного производство: 5 миксеров, 3 разливочных конвейера, 2 грузоподъемных крана.

Технологический процесс литья алюминиевых чушек включает в себя следующие операции:

перелив жидкого алюминия из вакуум-ковшей в миксер;

перемешивание жидкого алюминия;

контроль и регулирование температуры жидкого алюминия;

непрерывное литье алюминиевых чушек;

штабелирование и обвязка алюминиевых чушек в пакеты;

взвешивание пакета чушек;

проверка товарных алюминиевых чушек.

Эксплуатация участка миксеров. Работа миксерного участка литейного отделения состоит в выполнении следующих технологических операций:

взвешивание алюминия-сырца;

загрузка миксера;

рафинирование жидкого алюминия;

перемешивание;

разливка;

чистка миксера;

плавка холодных алюминиевых материалов.

Поступающие из электролизных корпусов в литейный участок ковши с жидким алюминием распределяются по миксерам отделения таким образом, чтобы заливка в миксер и смешивание алюминия-сырца различного качества из разных ковшей обеспечивали в результате заполнение миксера металлом, состав которого удовлетворяет требованиям стандарта качества продукции.

Операция загрузки жидкого алюминия-сырца в миксер осуществляется с помощью мостового крана через заливочный карман миксера поворотным устройством ковша.

После окончания операции заливки поворотное устройство ковша приводится в исходное положение. Если есть необходимость, металл подшихтовывается чушковым алюминием для обеспечения химического состава заданной марки, соответствующего среднему значению.

Контроль температурного режима при литье чушек из миксера осуществляется автоматически.

Процесс непрерывной разливки алюминия. Линия непрерывного литья для производства алюминиевых чушек массой 20 (+/-2) кг является основным оборудованием литейного отделения и представляет собой автоматическую производственную линию, с помощью которой осуществляются основные технологические процессы: литье жидкого алюминия, охлаждение, штабелирование и пакетирование чушек.

Линия непрерывного литья алюминиевых чушек состоит из литейной машины, охлаждающего конвейера, штабелирующей, обвязочной машины и производственного конвейера.

Производственную мощность литейной машины можно регулировать посредством установки рабочей скорости. Проектная производственная мощность составляет 16-22 т/час.

Весь комплекс работ, включая литье, охлаждение и штабелирование, является автоматическим, при этом пакетирование – полуавтоматическая операция.

Обвязка пакетов алюминиевых чушек осуществляется с помощью обвязочной машины на месте штабелирования стальной или полиэстеровой лентой.

Процесс литья состоит из следующих стадий:

заливка порции металла в изложницу;

снятие шлака с поверхности чушки;

первичное охлаждение до 400 ^oC;

нанесение клейма;

вторичное охлаждение до 60 ^oC;

укладка в пакеты;

обвязка стальной или пластиковой лентой.

После завершения обвязки чушек алюминиевые пакеты от обвязочной машины перевозятся к платформенным электронным весам с целью выполнения операции взвешивания, маркировки веса и порядкового номера на пакете. Далее пакеты предъявляются в отдел технического контроля для проверки качества. После чего маркируется марка металла.

Далее пакеты алюминиевых чушек направляются на склад готовой продукции с помощью вилочного погрузчика.

Чушки, сформированные и упакованные в установленном порядке в штабель, имеющий маркировку веса, называются пакетом алюминиевых чушек. Размеры алюминиевых чушек и пакетов нижеследующие:

размер чушки – 805х185х84 мм;

масса чушки – 20 (+/-2) кг;

размер пакета алюминиевых чушек – 805х805х935 мм;

масса пакета алюминиевых чушек – 1080 (+/-100) кг.

3.4.4. Текущие уровни эмиссий в окружающую среду

Таблица 3.18. Выбросы пыли (алюминий оксид) в атмосферный воздух (по данным КТА) при производстве алюминия

№ п/п	Наименование объекта	Валовые выбросы загрязняющих веществ, т/год		Концентрация по КТА, мг/Нм³
№ п/п	Наименование объекта	макс	мин	макс	мин
1	2	3	4	5	6
1	А3	14,01216	10,45444	2,9614	2,425

Таблица 3.19. Выбросы SO₂ в атмосферный воздух (по данным КТА) при производстве алюминия

№ п/п	Наименование объекта	Валовые выбросы загрязняющих веществ, т/год		Концентрация по КТА, мг/Нм³
№ п/п	Наименование объекта	макс	мин	макс	мин
1	2	3	4	5	6
1	А3	1130,56844	1052,0628	209,4353	199,453

Таблица 3.20. Выбросы СО в атмосферный воздух (по данным КТА) при производстве алюминия

№ п/п	Наименование объекта	Валовые выбросы загрязняющих веществ, т/год		Концентрация по КТА, мг/Нм³
№ п/п	Наименование объекта	макс	мин	макс	мин
1	2	3	4	5	6
1	А3	8078,2832	7297,63824	1350,3704	1257,241

Таблица 3.21. Выбросы неорганических фторидов в атмосферный воздух (по данным КТА) при производстве алюминия

№ п/п	Наименование объекта	Валовые выбросы загрязняющих веществ, т/год		Концентрация по КТА, мг/Нм³
№ п/п	Наименование объекта	макс	мин	макс	мин
1	2	3	4	5	6
1	А3	6,8628	6,06828	0,9569	0,902

Таблица 3.22. Выбросы фтористых газообразных соединений в атмосферный воздух (по данным КТА) при производстве алюминия

№ п/п	Наименование объекта	Валовые выбросы загрязняющих веществ, т/год		Концентрация по КТА, мг/Нм3
№ п/п	Наименование объекта	макс	мин	макс	мин
1	2	3	4	5	6
1	А3	3,69496	3,26752	0,6022	0,565

Таблица 3.23. Текущие объемы потребления энергетических ресурсов при производстве алюминия

№ п/п	Наименование объекта	Потребляемый ресурс	Целевое назначение использования	Годовое потребление, т у.т	Удельное потребление, т у.т./т
1	2	3	4	5	6
1	А3	Электроэнергия	Электролизное производство алюминия	499 611,83	1,85

3.5. Производство обожженных анодов

3.5.1. Смесильно-прессовый процесс

В СПУ производят "зеленые" необожженные аноды, а также принимают исходное сырье: нефтяной прокаленный кокс, каменноугольный пек, огарки (остатки анодов после возврата из цеха электролиза). В первую очередь производится подготовка сырья: рассев, дробление и измельчение кокса, подогрев пека. Подготовленный кокс дозируется согласно рецепту и подается в подогреватель кокса для нагрева до 180 ^oC. Затем подогретый кокс и пек подаются в смеситель непрерывного действия для гомогенизации анодной массы и с последующим охлаждением до 140-120 ^oC транспортируются на прессование. Для прессования готового зеленого анода используется гидравлический пресс производительностью 25 тонн в час.

После прессования аноды транспортируются на конвейере с водным орошением для процесса охлаждения и далее направляются в склад для штабелирования.

Основное оборудование в СПУ – система конвейеров, осушительная печь, силоса хранения нефтяного кокса и каменноугольного пека, грохот, дозаторы, подогреватель, смеситель, охладитель, анодный пресс, шаровая мельница, валковая дробилка, котельная высоко органического теплоносителя.

3.5.2. Процесс обжига

В отделении обжига производят из зеленых анодов обожженные аноды.

В участке обжига аноды со склада с помощью конвейерной системы подаются на рабочую отметку печи обжига анодов. Печь обжига анодов кольцевая, открытого типа, состоит из 50 камер (в каждой камере по 7 кассет), в которые загружаются зеленые аноды для обжига с помощью многофункционального крана по семь штук в три ряда. После каждой загрузки аноды засыпаются коксом для сохранения формы и качества. На печи три зоны "огня", где аноды непосредственно обжигаются при температуре до 1190 ^oC. Обжиг производится с помощью горело-топочного оборудования, которое перемещается краном. Топливо, используемое в печи – мазут. Обожженные аноды после охлаждения извлекаются краном и транспортируются с помощью конвейеров на склад, предварительно пройдя через станцию очистки.

Химический состав и физические свойства обожженных анодов представлены в таблице 3.24.

Таблица 3.24. Химический состав и физические свойства обожженных анодов

№ п/п	Химический состав, %	Агрегатное состояние при доставке	Физические параметры
1	2	3	4
1	Углерод – 98 %, ера – 2 %	Твердый, прямоугольной формы 1600700570 мм	Плотность 1,56 т/м³, УЭС не более 58 мкОм*м

Основное оборудование – многокамерная кольцевая печь открытого типа, 2 технологических многофункциональных грузоподъемных крана, система транспорта анодов, газоочистная установка, 2 крана-штабелера анодов.

3.5.3. Анодно-монтажный процесс

В анодно-монтажном отделении производят монтаж анода с анододержателем с помощью заливки из чугуна.

В зависимости от типа используемого электролизера в качестве анодных материалов используются анодная масса или предварительно обожженные аноды.

Анодные материалы являются одним из ключевых элементов в технологии электролитического производства алюминия. Угольные аноды или анодную массу для выплавки первичного алюминия, как правило, производят на том же алюминиевом заводе, что и сам металл. Хотя в некоторых случаях их могут производить на отдельных анодных фабриках.

Сырьем для производства анодной массы и анодов служат каменноугольный пек (связующий материал) и нефтяной кокс с низким содержанием зольных примесей (наполнитель). Современное анодное хозяйство представляет собой крупное производство с разветвленной транспортно-технологической схемой и АСУТП.

Анодное производство, необходимое для обеспечения анодами цех электролиза алюминия, представляет собой цех по производству электродов который состоит из трех участков.

Основное оборудование – 4 трехтонные индукционные печи, подвесной транспортный конвейер, станции очистки и снятия огарков, снятия чугунной заливки, чистки ниппелей, заливочная машина, конвейера, дробилки, грохоты.

В цехе по производству анодов установлено современное оборудование от мировых производителей.

3.5.4. Текущие уровни эмиссий в окружающую среду

В составе выбросов выделяются следующий перечень веществ, характерный для данного процесса – окись углерода, углеводороды, диоксид азота, сажа, диоксид серы, без(а)пирен.

Таблица 3.25. Выбросы пыли в атмосферный воздух (по данным КТА) при производстве обожженных анодов

№ п/п	Наименование объекта	Валовые выбросы загрязняющих веществ, т/год		Концентрация по КТА, мг/Нм³
№ п/п	Наименование объекта	макс	мин	макс	мин
1	2	3	4	5	6
1	А3	4,387	0,28962	10,6651	7,645

Таблица 3.26. Выбросы SO₂ в атмосферный воздух (по данным КТА) при производстве обожженных анодов

№ п/п	Наименование объекта	Валовые выбросы загрязняющих веществ, т/год		Концентрация по КТА, мг/Нм³
№ п/п	Наименование объекта	макс	мин	макс	мин
1	2	3	4	5	6
1	А3	1019,2	717,39116	2283,9078	1945,472

Таблица 3.27. Выбросы СО в атмосферный воздух (по данным КТА) при производстве обожженных анодов

№ п/п	Наименование объекта	Валовые выбросы загрязняющих веществ, т/год		Концентрация по КТА, мг/Нм³
№ п/п	Наименование объекта	макс	мин	макс	мин
1	2	3	4	5	6
1	А3	55,6888	54,73148	1975	1751,2

Таблица 3.28. Выбросы фтористых газообразных соединений в атмосферный воздух (по данным КТА) при производстве обожженных анодов

№ п/п	Наименование объекта	Валовые выбросы загрязняющих веществ, т/год		Концентрация по КТА, мг/Нм³
№ п/п	Наименование объекта	макс	мин	макс	мин
1	2	3	4	5	6
1	А3	0,54	0,52	0,765	0,578

Таблица 3.29. Выбросы бенз(а)пирена в атмосферный воздух (по данным КТА) при производстве обожженных анодов

№ п/п	Наименование объекта	Валовые выбросы загрязняющих веществ, т/год		Концентрация по КТА, мг/Нм³
№ п/п	Наименование объекта	макс	мин	макс	мин
1	2	3	4	5	6
1	А3	0,004269	0,002835	0,006	0,005

Таблица 3.30. Текущие объемы потребления энергетических ресурсов при производстве обожженных анодов

№ п/п	Наименование объекта	Потребляемый ресурс	Целевое назначение использования	Годовое потребление, т у.т	Удельное потребление, т у.т./т
1	2	3	4	5	6
1	А3	Мазут	Производство обожженных анодов	12 475,8	0,124
2	А3	Электроэнергия	Производство обожженных анодов	5 964	0,124

3.6. Вспомогательные подразделения

3.6.1. Энергетическое хозяйство

Электроэнергетический цех служит для обеспечения эксплуатации высоковольтного оборудования подстанций 500, 220 и 10 кВ, ведения режима, выполнения оперативных переключений, осмотра и оперативного ремонта оборудования, энергооборудования, обеспечения потребителей энергоресурсами (воздух, тепло, вода, пар), ремонта аспирационного, компрессорного оборудования. Основное оборудование – линии электропередач, понижающие трансформаторы, выпрямительные агрегаты, компрессоры.

Цех централизованных ремонтов производит капитальный ремонт электролизеров и прочего оборудования, техобслуживание оборудования, ремонт и поддержание грузоподъемных механизмов в исправном состоянии.

Цех складских работ обеспечивает прием, хранение, складской учет и выдачу ТМЦ, уборку подразделений, благоустройство и озеленение территории завода, прием, хранение и выдачу спецодежды и спецобуви.

3.6.2. Текущие уровни эмиссий в окружающую среду

Таблица 3.31. Выбросы пыли в атмосферный воздух (по данным КТА) при вспомогательных процессах

№ п/п	Наименование объекта	Валовые выбросы загрязняющих веществ, т/год		Концентрация по КТА, мг/Нм³
№ п/п	Наименование объекта	макс	мин	макс	мин
1	2	3	4	5	6
1	А3	86,5318	73,7	3,1194	2,94

4. Общие наилучшие доступные техники для предотвращения и/или сокращения эмиссий и потребления ресурсов

В настоящем разделе описываются общие методы, применяемые при осуществлении технологических процессов для снижения их негативного воздействия на окружающую среду и не требующие технического переоснащения, реконструкции объекта, оказывающего негативное воздействие на окружающую среду.

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

Настоящий раздел охватывает системы управления охраны окружающей среды, интегрированные в технологические процессы производственного цикла. Рассматриваются вопросы предотвращения образования и утилизации отходов, а также техники, позволяющие сократить потребление сырья, воды и энергии за счет оптимизации и многократного использования. Описанные техники охватывают меры, используемые для предотвращения или ограничения экологических последствий.

Раздел не охватывает исчерпывающий перечень техник. Могут использоваться другие техники по отдельности или в комбинации при условии обеспечения уровня защиты окружающей среды.

К снижению нагрузки на окружающую среду приводят общие организационные мероприятия по совершенствованию подходов к управлению и организации производства, учет аспектов воздействия на окружающую среду объектов горно-обогатительного комплекса на стадии разработки проектной документации, выбору материалов и реагентов с минимально возможным негативным воздействием на окружающую среду, мероприятия по переходу на малоотходные/безотходные технологии, логистика производства, контроль эффективности производственного процесса, внедрение автоматизированных систем управления производственными процессами, обеспечение безаварийной эксплуатации производства, подготовка и повышение квалификации персонала и др.

4.1. Ведение комплексного подхода к защите окружающей среды

Для комплексного предотвращения или минимизации выбросов необходимо использовать методы и меры, которые позволяют избежать или ограничить выбросы в воздух, воду или почву, и при этом обеспечивается высокий уровень защиты окружающей среды в целом; необходимо принимать во внимание следующие факторы: безопасность установки, влияние утилизации отходов на окружающую среду, экономичное и эффективное использование энергии.

Неизбежные выбросы необходимо улавливать в месте возникновения, если это возможно при условии приложения соразмерных усилий. Меры по ограничению уровня выбросов должны соответствовать современному уровню технического развития и быть направлены на снижение как массовой концентрации, так и массовых потоков или массовых пропорций, исходящих от установки загрязняющих воздух веществ. Они должны надлежащим образом применяться во время эксплуатации установки.

При определении требований необходимо, в частности, учитывать следующие факторы:

выбор интегрированных технологических процессов с максимально высоким выходом продукции и минимальным объемом эмиссий в окружающую среду в целом;

оптимизация процесса, например, путем широкого использования исходных материалов и производства побочных продуктов;

замещение канцерогенных, мутагенных или отрицательно влияющих на репродуктивность исходных материалов;

сокращение объема отходящих газов, например, путем использования систем рециркуляции воздуха с учетом требований техники безопасности;

экономия энергии и сокращение выбросов газов, влияющих на климат, например, путем оптимизации энергозатрат при планировании, строительстве и эксплуатации установок, утилизации энергии внутри установки, использования теплоизоляции.

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

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

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

используемых технологических решений и иных методов по очистке от вредных веществ сточных вод и отходящих газов, и внедрении НДТ по сокращению норм использования природных ресурсов и снижению объемов выбросов, сбросов и образования отходов на объекте;

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

декларировании экологической политики предприятия;

подготовке и проведении сертификации производства в системе экологического менеджмента;

выполнении производственного экологического контроля и мониторинга компонентов окружающей среды;

получении экологических разрешений от специально уполномоченных государственных органов в области охраны окружающей среды;

осуществлении контроля за выполнением и соблюдением требований экологического законодательства и пр.

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 нахождение оптимального баланса между ними.

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, 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 мокрых фильтров при газоочистке позволяет сократить загрязнение воздуха, но ведет к еще большему загрязнению воды, если отходы воды не обрабатываются должным образом. Использование очистных сооружений, даже самых эффективных, резко сокращает уровень загрязнения окружающей среды, однако не решает этой проблемы полностью, поскольку в процессе функционирования данных установок также вырабатываются отходы, хотя и в меньшем объеме, но, как правило, с повышенной концентрацией вредных веществ. Наконец, работа большей части очистных сооружений требует значительных энергетических затрат, что, в свою очередь, тоже небезопасно для окружающей среды.

Устранение самих причин загрязнения требует внедрения малоотходных, а в перспективе и безотходных технологий производства, которые позволяли бы комплексно использовать исходное сырье и утилизировать максимум вредных для окружающей среды веществ.

Применение определенных типов отходов в качестве альтернативных видов топлива позволит снизить использование ископаемого природного топлива, объемы накопления образованных отходов и выбросов. Однако, при подборе материала должны учитываться химический состав отхода и экологические последствия, которые может вызвать процесс переработки каждого вида отходов.

Технологические операции, связанные с отключением или обходом систем очистки отходящих газов, должны разрабатываться и осуществляться с учетом низкого уровня выбросов, а также контролироваться путем фиксации соответствующих технологических параметров. На случай выхода из строя очистного оборудования необходимо предусмотреть меры для незамедлительного максимального сокращения выбросов с учетом принципа соразмерности.

4.2. Внедрение систем экологического менеджмента

Система, отражающая соответствие деятельности предприятия целям в области охраны окружающей среды. СЭМ является наиболее действенной и эффективной, когда она образует неотъемлемую часть общей системы менеджмента и операционного управления производством.

СЭМ фокусирует внимание оператора на экологических характеристиках установки. В частности, путем применения четких рабочих процедур как для нормальных, так и для нестандартных условий эксплуатации, а также путем определения соответствующих линий ответственности.

Все действующие СЭМ включают концепцию непрерывного совершенствования, а это означает, что управление окружающей средой – это непрерывный процесс. Существуют различные схемы процессов, но большинство СЭМ основаны на цикле PDCA (планируй – делай – проверяй – исполняй), который широко используется в других контекстах менеджмента организаций. Цикл представляет собой итеративную динамическую модель, где завершение одного цикла происходит в начале следующего.

СЭМ может принимать форму стандартизированной или нестандартной ("настраиваемой") системы. Внедрение и соблюдение международно-признанной стандартизированной системы, такой как ISO 14001:2015, может повысить доверие к СЭМ, особенно при условии надлежащей внешней проверки. СЭМ обеспечивает дополнительную достоверность в связи с взаимодействием с общественностью посредством заявления об охране окружающей среды и механизма обеспечения соблюдения применимого экологического законодательства [32]. Однако не стандартизированные системы могут в принципе быть одинаково эффективными при условии того, что они должным образом разработаны, внедрены и проверены аудитом.

СЭМ должна содержать следующие компоненты:

1) заинтересованность руководства, включая высшее руководство на уровне компании и предприятия (например, руководитель предприятия);

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

3) экологическую политику, которая включает в себя постоянное совершенствование установки посредством менеджмента;

4) планирование и установление необходимых процедур, целей и задач в сочетании с финансовым планированием и инвестициями;

5) выполнение процедур, 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 на всех уровнях организации;

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;

6) обеспечение соблюдения экологического законодательства;

7) проверка работоспособности и принятие корректирующих мер с уделением особого внимания к следующим действиям:

мониторинг и измерение;

корректирующие и превентивные действия;

ведение записей;

независимый внутренний и внешний аудит для определения соответствия СЭМ запланированным мероприятиям и надлежащим ли образом она внедряется и поддерживается;

8) обзор СЭМ и ее постоянную пригодность, адекватность и эффективность со стороны высшего руководства;

9) подготовка регулярной отчетности, предусмотренной экологическим законодательством;

10) валидация органом по сертификации или внешним верификатором СЭМ;

11) следование за развитием более чистых технологий;

12) рассмотрение воздействия на окружающую среду от возможного снятия с эксплуатации установки на этапе проектирования нового завода и протяжении всего срока его службы;

применение отраслевого бенчмаркинга на регулярной основе (сравнение показателей своей компании с лучшими предприятиями отрасли);

система управления отходами;

на установках/объектах с несколькими операторами создание объединений, в которых определяются роли, обязанности и координация операционных процедур каждого оператора установки в целях расширения сотрудничества между различными операторами;

инвентаризация сточных вод и выбросов в атмосферу.

Поддержание и выполнение четких процедур в штатных и нештатных ситуациях и соответствующее распределение обязанностей дают гарантию того, что на предприятии всегда соблюдаются условия экологического разрешения, достигаются поставленные цели и решаются задачи. СЭМ обеспечивает постоянное улучшение экологической результативности.

Все значительные входные (включая потребление энергии) и выходные потоки (выбросы, сбросы, отходы) взаимосвязано управляются оператором в кратко- средне- и долгосрочных аспектах с учетом особенностей финансового планирования и инвестиционных циклов. Это означает, например, что применение краткосрочных решений по очистке выбросов и сбросов ("на конце трубы") может привести к долгосрочному повышению потребления энергии и отсрочить инвестиции в потенциально более выгодные решения по защите окружающей среды.

Методы экологического менеджмента проектируются таким образом, чтобы минимизировать воздействие установки на окружающую среду в целом.

Компоненты СЭМ могут быть применены ко всем установкам.

Охват (например, уровень детализации) и формы СЭМ (как стандартизованной, так и не стандартизованной) должны соответствовать эксплуатационным характеристикам применяемого технологического оборудования и уровню его воздействия на окружающую среду.

Определение стоимости и экономической эффективности внедрения и поддержания действующей СЭМ на должном уровне вызывает затруднения.

СЭМ может обеспечить ряд преимуществ, например:

улучшение экологических показателей предприятия;

улучшение основы для принятия решений;

улучшение понимания экологических аспектов компании;

улучшение мотивации персонала;

дополнительные возможности снижения эксплуатационных затрат и улучшение качества продукции;

улучшение экологической результативности;

снижение затрат, связанных с экологическими нарушениями, невыполнением установленных требований и др.

На ряде предприятий, рассмотренных в рамках данного справочника по НДТ, функционируют СЭМ. К примеру СЭМ, соответствующая СТ РК ISO 14001, внедрена на предприятиях АО "Алюминий Казахстана".

К примеру, на предприятии АО "КЭЗ" внедрена интегрированная система менеджмента (ИСМ). В ИСМ включены: система менеджмента качества, окружающей среды, охраны здоровья и обеспечения безопасности труда и система энергоменеджмента, объединенные общей политикой, целями и методами достижения этих целей. Кроме принципов менеджмента общих для всех подсистем в них применяются специфические методы и процедуры менеджмента в соответствии с требованиями стандартов ISO 9001:2015, ISO 14001:2015, ISO 45001:2018 и ISO 50001:2011.

4.3. Внедрение систем энергетического менеджмента

Внедрение и поддержание функционирования СЭнМ является НДТ. Реализация и функционирование СЭнМ могут быть обеспечены в составе существующей системы менеджмента (например, СЭМ) или созданием отдельной СЭнМ.

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 СЭнМ в соответствии с требованиями международного стандарта ISO 50 001 [15].

Особое внимание уделяется следующим вопросам:

организационной структуре системы;

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

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

вовлечению персонала в мероприятия, направленные на повышение энергоэффективности;

ведению документации и обеспечению эффективного контроля производственных процессов;

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

определению 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, связанное с последующим выводом их из эксплуатации;

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

СЭнМ может включать следующие необязательные элементы:

подготовка и публикация периодической декларации об энергоэффективности (с внешним подтверждением или без такового), позволяющей ежегодное сравнение результативности с поставленными целями и задачами;

регулярная внешняя проверка и подтверждение (сертификация) системы менеджмента и процедуры аудита;

внедрение и функционирование системы менеджмента энергоэффективности соответствующей добровольным стандартам, принятым на национальном или международном уровне [3].

Достигнутые экологические выгоды

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

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Оценка опыта внедрения СЭнМ на предприятиях как в Казахстане, так и за рубежом показывает, что организация и внедрение СЭнМ позволяют снизить потребление энергии и ресурсов ежегодно на 1–3 % (на начальном этапе до 10– 20 %), что соответственно приводит к снижению выбросов вредных веществ и парниковых газов. Применение энергетического менеджмента на предприятиях играет огромную роль для ограничения выбросов парниковых газов (ПГ).

Кросс-медиа эффекты

Снижение энергоемкости производства.

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 с диапазоном воздействия на окружающую среду, которое она может оказывать.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Движущими силами для внедрения мероприятий по энергоэффективности являются:

улучшение экологических показателей;

повышение энергоэффективности;

повышение уровня мотивации и вовлечения персонала;

дополнительные возможности для снижения эксплуатационных затрат и улучшения качества продукции.

4.4. Мониторинг эмиссий

Описание

Мониторинг представляет собой систематические наблюдения за изменениями химических или физических параметров в различных средах, основанный на повторяющихся измерениях или наблюдениях с определенной частотой, в соответствии с задокументированными и согласованными процедурами. Мониторинг проводится для получения достоверной (точной) информации о содержании загрязняющих веществ в отходящих потоках (выбросы, сбросы) для контроля и прогнозирования возможных воздействий на окружающую среду.

Техническое описание

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 выявлению и устранению возможных аварий и инцидентов.

Частота проведения мониторинга зависит от вида загрязняющего вещества (токсичность, воздействие на ОС и человека), характеристик используемого сырьевого материала, мощности предприятия, а также применяемых методов сокращения выбросов, при этом она должна быть достаточной, чтобы получить репрезентативные данные для контролируемого параметра.

При выполнении мониторинга атмосферного воздуха основное внимание должно уделяться состоянию окружающей среды в зоне активного загрязнения (для источников загрязнения атмосферы), а также на границе санитарно-защитной зоны в тех случаях, когда это необходимо для отслеживания соблюдения экологического законодательства Республики Казахстан и нормативов качества окружающей среды.

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

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

При определении методов измерений, точек отбора проб, количества проб и продолжительности их отбора необходимо учитывать такие факторы, как:

режим работы установки и возможные причины его изменения;

потенциальную опасность выбросов;

время, необходимое для отбора проб с целью получения наиболее полной информации об определяемом загрязняющем веществе в составе газа.

Обычно при выборе эксплуатационного режима для проведения измерения выбирается режим, при котором могут быть отмечены максимальные выбросы (максимальная нагрузка).

При этом для определения концентрации загрязняющих веществ в сточных водах могут быть использованы произвольный отбор или объединенные суточные пробы (24 часа), основанные на отборе проб пропорционально расходу или усредненные по времени.

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

Мониторинг эмиссий может проводиться как при помощи инструментальных замеров, так и расчетным методом.

Результаты измерений должны быть репрезентативными, взаимно сопоставимыми и четко описывать соответствующее рабочее состояние установки.

Точки отбора проб

Точки отбора проб должны соответствовать требованиям законодательства Республики Казахстан в области измерений. Точки отбора проб должны:

быть четко обозначенными;

если возможно, иметь постоянный поток газа в точке отбора;

иметь необходимые источники энергии;

иметь доступ и место для размещения приборов и специалиста;

обеспечивать соблюдение требований безопасности на рабочем месте.

Компоненты и параметры

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

Стандартные условия

При исследованиях состояния атмосферного воздуха необходимо учитывать:

температуру окружающей среды;

относительную влажность;

скорость и направление ветра;

атмосферное давление;

общее погодное состояние (облачность, наличие осадков);

объем газовоздушной смеси;

температуру отходящего газа (для расчета концентрации и массового расхода);

содержание водяных паров;

статическое давление, скорость потока в канале отходящего газа;

содержание кислорода.

Данные параметры могут использоваться при определении наличия определенных компонентов в отходящем потоке газа, например, температура, содержание кислорода и пыли в газе могут указывать на разложение ПХДД/Ф. Значение pH в сточных водах может также использоваться для определения эффективности осаждения металлов.

Помимо наблюдений за качественными и количественными показателями отходящих потоков, мониторингу подлежат параметры основных технологических процессов, к которым относятся:

количество загружаемого сырья;

производительность;

температура горения (или скорость потока);

количество подсоединенных аспирационных установок;

скорость потока, напряжение и количество удаляемой пыли из рукавного или электрофильтра вместо концентрации пыли;

датчики утечки для применяемого очистного оборудования (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) и концентрации загрязняющих веществ на различных установках в газоходах (например, до и после пылегазоочистки).

Непрерывное и периодическое измерение выбросов

Непрерывный мониторинг выбросов предполагает постоянное измерение автоматизированной системой мониторинга, установленной на источнике выбросов.

Возможно непрерывное измерение нескольких компонентов в газах или в сточных водах, и в некоторых случаях точные концентрации могут определяться непрерывно или в виде средних значений в течение согласованных периодов времени (почасово, посуточно и т. д.). В этих случаях анализ средних значений и использование процентилей могут обеспечить гибкий метод демонстрации соответствия условиям разрешения, а средние значения можно легко и автоматически оценить.

Для источников и компонентов выбросов, которые могут оказывать значительное воздействие на окружающую среду, следует установить непрерывный мониторинг. Пыль может оказывать значительное воздействие на окружающую среду и здоровье, содержать токсичные компоненты. Постоянный мониторинг пыли позволяет также определить разрывы мешков в рукавных фильтрах.

Периодические измерения включают определение измеряемой величины с заданными временными интервалами с использованием ручных или автоматизированных методов. Указанные промежутки времени обычно являются регулярными (например, один раз в месяц или один раз/два раза в год). Длительность отбора определяется как период времени, в течение которого образец отбирается. На практике иногда выражение "точечный отбор" используется аналогично "периодическому измерению". Количество отбираемых проб может быть различным в зависимости от определяемого вещества, условий отбора проб, однако для получения достоверных показателей стабильного выброса наилучшей рекомендуемой практикой является получение как минимум трех выборок последовательно в одной серии измерений.

Продолжительность и время измерений, точки отбора проб, измеряемые вещества (т. е. загрязнители и косвенные параметры) также устанавливаются на начальном этапе при определении целей мониторинга. В большинстве случаев продолжительность отбора проб составляет 30 минут, но также может быть и 60 минут в зависимости от загрязняющего вещества, интенсивности выброса, а также схемы расположения мест отбора проб (места уставки датчиков – в случае использования автоматизированных систем). Так, например, в случаях низких концентрации пыли или необходимости определения ПХДД/Ф может потребоваться больше времени для отбора проб.

Оценку воздействия выбросов и их сокращение с течением времени следует сопоставлять с относительной долей неорганизованных и организованных источников выбросов на конкретном участке. Сравнение этих результатов со стандартами качества окружающей среды, пределом воздействия на рабочем месте или прогнозируемыми значениями концентраций.

Местоположения точек отбора должны соответствовать стандартам безопасности, быть легкодоступными и иметь достаточный размер.

4.4.1. Мониторинг выбросов загрязняющих веществ в атмосферу

Производственный мониторинг является элементом производственного экологического контроля, который проводится для получения объективных данных с установленной периодичностью о воздействии производственной деятельности предприятия на окружающую среду.

Организованные выбросы в атмосферный воздух, а также параметры процессов контролируются с использованием периодических или непрерывных методов измерения в соответствии с утвержденными стандартами.

Тип использованного мониторинга (непрерывные или периодические измерения) зависит от ряда факторов, таких как природа загрязняющего вещества, экологическая значимость выбросов или ее изменчивость [33].

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

инструментальный метод, основанный на автоматических газоанализаторах, непрерывно измеряющих концентрации загрязняющих веществ в выбросах контролируемых источников (непрерывные измерения);

инструментально-лабораторный – основанный на отборе проб отходящих газов из контролируемых источников с последующим их анализом в химических лабораториях (периодические измерения);

расчетный метод – основанный на использовании методологических данных.

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

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.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

характеристики выбросов регулируются метеорологическими условиями и подвержены большим колебаниям;

источник выбросов может иметь большую площадь и определен с неточностью;

погрешности относительно измеренных данных могут быть значительны.

Мониторинг неорганизованных выбросов, попадающих в атмосферу от не плотностей 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.

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

4.4.2. Мониторинг сбросов загрязняющих веществ 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.

В рамках производственного мониторинга состояния водных ресурсов предусматриваются контроль систем водопотребления, водоотведения и осуществление наблюдений за источниками воздействия на водные ресурсы рассматриваемого района, а также их рационального использования.

Результаты мониторинга позволяют своевременно выявить и провести оценку происходящих изменений окружающей среды при осуществлении производственной деятельности.

Мониторинг состояния водных ресурсов включает:

операционный мониторинг – наблюдения за работой и эффективностью очистных сооружений сточных вод;

мониторинг эмиссий – наблюдения за объемами сбрасываемых сточных вод и их соответствия установленным нормативам, качеством сточных вод и их соответствия установленным нормам ПДС;

мониторинг воздействия – наблюдения за качеством вод приемника сточных вод – пруда-накопителя (фоновые концентрации загрязняющих веществ).

Производственный мониторинг в области охраны и использования водных объектов включает регулярный контроль нормируемых параметров и характеристик:

технологических процессов и оборудования, связанных с образованием сточных вод;

мест водозабора и учета используемой воды;

выпусков сточных вод, в том числе очищенных;

сооружений для очистки сточных вод и сооружений систем канализации;

систем водопотребления и водоотведения;

поверхностных и подземных водных объектов, пользование которыми осуществляется на основании разрешительной документации, а также территорий водоохранных зон и прибрежных защитных полос.

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).

4.5. Проведение планово-предупредительного ремонта и технического обслуживания оборудования и техники

Система ППР – это комплекс мероприятий, направленных на предупреждение износа и содержание в работоспособном состоянии оборудования.

Сущность системы ППР состоит в том, что после отработки оборудованием определенного времени производятся профилактические осмотры и различные виды плановых ремонтов, периодичность и продолжительность которых зависят от конструктивных и ремонтных особенностей оборудования и условий его эксплуатации.

Система ППР предусматривает также комплекс профилактических мероприятий по содержанию и уходу за оборудованием.

Она исключает возможность работы оборудования в условиях прогрессирующего износа, предусматривает предварительное изготовление деталей и узлов, планирование ремонтных работ и потребности в трудовых и материальных ресурсах.

Положения о ППР разрабатываются и утверждаются отраслевыми министерствами и ведомствами и являются обязательными для выполнения предприятиями отрасли.

Основное содержание ППР – внутрисменное обслуживание (уход и надзор) и проведение профилактических осмотров оборудования, которое обычно возлагается на дежурный и эксплуатационный персонал, а также выполнение плановых ремонтов оборудования.

Системой ППР предусматриваются также плановые профилактические осмотры оборудования инженерно-техническим персоналом предприятия, которые производятся по утвержденному графику.

Грузоподъемные машины, кроме обычных профилактических осмотров, подлежат также техническому освидетельствованию, проводимому лицом по надзору за этими машинами.

Системой ППР предусматриваются ремонты оборудования 2-х видов: текущие и капитальные.

Текущий ремонт оборудования включает выполнение работ по частичной замене быстроизнашивающихся деталей или узлов, выверке отдельных узлов, очистке, промывке и ревизии механизмов, смене масла в емкостях (картерных) систем смазки, проверке крепления и замене вышедших из строя крепежных деталей.

При капитальном ремонте, как правило, выполняется полная разборка, очистка и промывка ремонтируемого оборудования, ремонт или замена базовых деталей (например, станин); полная замена всех изношенных узлов и деталей; сборка, выверка и регулировка оборудования.

При капитальном ремонте устраняются все дефекты оборудования, выявленные как в процессе эксплуатации, так и при проведении ремонта.

Периодичность остановок оборудования на текущие и капитальные ремонты определяется сроком службы изнашиваемых узлов и деталей, а продолжительность остановок – временем, необходимым для выполнения наиболее трудоемкой работы.

Для выполнения ППР оборудования составляются графики. Каждое предприятие обязано составлять по установленной форме годовой и месячный графики ППР.

Система ППР предполагает безаварийную модель эксплуатации и ремонта оборудования, однако в результате изношенности оборудования или аварий проводятся и внеплановые ремонты.

Преимущества использования системы ППР:

контроль продолжительности межремонтных периодов работы оборудования;

регламентирование времени простоя оборудования в ремонте;

прогнозирование затрат на ремонт оборудования, узлов и механизмов;

анализ причин поломки оборудования;

расчет численности ремонтного персонала в зависимости от ремонтосложности оборудования.

Недостатки системы ППР:

отсутствие удобных инструментов планирования ремонтных работ;

трудоемкость расчетов трудозатрат;

трудоемкость учета параметра-индикатора;

сложность оперативной корректировки планируемых ремонтов.

4.6. Управление отходами

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

В целях предотвращения загрязнения компонентов природной среды накопление и удаление отходов производится в соответствии с международными стандартами и действующими нормативами Республики Казахстан, а также внутренними стандартами.

Обращение с отходами, а также их размещение при проведении запланированных работ должны обеспечивать условия, при которых образующиеся отходы не оказывают вредного воздействия на состояние окружающей среды и здоровье персонала предприятия при необходимости временного накопления производственных отходов на промышленной площадке (до момента использования отходов в последующем технологическом процессе или направления на объект для размещения).

Система управления отходами заключается в следующем:

идентификация образующихся отходов;

раздельный сбор отходов (сегрегация) в местах их образования с учетом целесообразного объединения видов по степени и уровню их опасности с целью оптимизации дальнейших способов удаления, а также вторичного использования определенных видов отходов;

накопление и временное хранение отходов до целесообразного вывоза;

хранение в маркированных герметичных контейнерах;

сбор отходов на специально отведенных и обустроенных площадках;

транспортировка под строгим контролем с регистрацией движения всех отходов.

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

4.6.1 Управление технологическими остатками

В производстве алюминия ежегодно образуются миллионы тонн отходов – шлаков, шламов, пыли и окалины, которые составляют значительные потери исходного сырья.

Основная цель всегда состоит в снижении образования отходов путем оптимизации процесса и комплексной переработки остаточных продуктов и отходов при условии отсутствия негативных межсредовых эффектов.

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

Многочисленные остатки используются в качестве сырья для других процессов. Применяются следующие техники по управлению остатками и отходами производства:

1) выбор технологии размещения отходов производства в зависимости от характеристики отходов;

2) рациональное управление местами размещения отходов применяется при:

строительстве карт шламонакопителей в качестве плотного строения основания и дамбы (в т. ч. уменьшается образование кислот и загрязнение подземных вод);

будущей рекультивации шламонакопителей в качестве покрытия откосов дамбы дробленой породой или синтетическим материалом и щебнем, покрытие почвенным слоем и посев травы (уменьшение пыления);

эксплуатации шламонакопителей (поддержание рабочего состояния дренажных канав по периметру шламонакопителей) в качестве регулярной проверки и поддержания в порядке обводных каналов отвальных площадок.

4.7. Управление водными ресурсами

Организация системы водопользования является неотъемлемой частью производственного процесса. 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 потребление воды, забираемой из внешних источников, является основной целью системы водопользования, показателями эффективности которой служат 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.

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.

4.7.1. Предотвращение образования сточных вод

Описание

Технологии и методы повторного использования воды (замкнутый цикл) успешно применяются в металлургии для сокращения образования 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, что также положительно влияет на межсредовые последствия.

Техническое описание

В таблице 4.1 отражены этапы процессов переработки и повторного использования образующихся сточных вод.

Таблица 4.1. Обзор потоков сточных вод и методов их очистки и минимизации

№ п/п	Источник сточных вод	Методы минимизации стоков	Методы очистки стоков
1	2	3	4
1	Техническая вода	Повторное использование в процессе насколько это возможно	Нейтрализация и осаждение. Электролиз
2	Вода для непрямого охлаждения	Использование герметичной системы охлаждения. Мониторинг системы для обнаружения утечек	Использование добавок с более низким потенциальным воздействием на окружающую среду
3	Вода для прямого охлаждения	Отстаивание или другой метод обработки. Закрытая система охлаждения	Отстаивание. Осаждение, если необходимо
4	Грануляция шлака	Повторное применение в замкнутой системе	Отстаивание. Осаждение, если необходимо
5	Скруббер (продувка)	Обработка путем продувки. Повторное использование потоков слабых кислот, если это возможно	Отстаивание. Осаждение, если необходимо
6	Поверхностная вода	Уборка дворов и дорог. Надлежащее хранение сырья	Отстаивание. Осаждение, если необходимо. Фильтрация

Переработка и повторное использование – это меры, интегрированные в технологические процессы. Переработка предусматривает возврат воды в процесс, в котором она была получена. 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. Например, вода для охлаждения обычно возвращается в процесс через циркуляционную систему, как показано ниже на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1. Пример системы рециркуляции воды для охлаждения

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. Также необходимо принимать во внимание риск роста бактерии легионеллы в теплой воде. Данные проблемы могут значительно ограничить повторное использование воды.

При наличии воды в большом объеме можно использовать проточные системы охлаждения при условии незначительного воздействия на окружающую среду.

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.

Достигнутые экологические выгоды

Предотвращение образования сточных вод.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Зависят от конкретного объекта и технологических данных.

Кросс-медиа эффекты

Использование энергии.

Использование добавок, например, осаждающих агентов или биоцидов, при подготовке охлаждающей воды.

Перенос тепла от воды в атмосферу.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменима.

Экономика

Информация не предоставлена.

Движущая сила внедрения

Снижение потребления водных ресурсов, повышение показателей экологической эффективности.

4.8 Физические воздействия

Шум.

Шум и вибрация являются общими проблемами в секторе, и источники встречаются во всех секторах производства алюминия. Металлургическую промышленность в целом можно отнести к отрасли с выраженным шумовым фактором.

Образование шума сопровождает все стадии процесса производства алюминия, начиная от выгрузки, складирования и подготовки материалов до процесса получения и отправки готовой продукции.

Источниками шума являются непрерывно работающие дробильно-сортировочное оборудование, компрессоры, подъемно-транспортное и вспомогательное оборудование (вентиляционные установки и т. д.).

Допустимые шумовые характеристики рабочих мест регламентируются требованиями нормативно-правовых актов Республики Казахстан.

Мероприятия по борьбе с шумом – это технические мероприятия, которые проводятся по трем главным направлениям:

устранение причин возникновения шума или снижение его в источнике;

ослабление шума на путях передачи.

Основными мероприятиями по борьбе с шумом являются рационализация технологических процессов с использованием современного оборудования, звукоизоляция источников шума, звукопоглощение, улучшенные архитектурно-планировочные решения, средства индивидуальной защиты.

Наиболее эффективным средством снижения шума является замена шумных технологических операций на малошумные или полностью бесшумные, однако этот путь борьбы не всегда возможен, поэтому большое значение имеет снижение его в источнике.

Снижение шума в источнике достигается путем совершенствования конструкции или схемы той части оборудования, которая производит шум, использования в конструкции материалов с пониженными акустическими свойствами, оборудования на источнике шума дополнительного звукоизолирующего устройства или ограждения, расположенного по возможности ближе к источнику.

Одним из наиболее простых технических средств борьбы с шумом на путях передачи является звукоизолирующий кожух, который может закрывать отдельный шумный узел машины (например, коробку передач) или весь агрегат в целом.

Значительный эффект снижения шума от оборудования дает применение акустических экранов, отгораживающих шумный механизм от рабочего места или зоны обслуживания машины.

Применение звукопоглощающих облицовок для отделки потолка и стен шумных помещений приводит к изменению спектра шума в сторону более низких частот, что даже при относительно небольшом снижении уровня существенно улучшает условия труда.

Наиболее эффективный путь борьбы с шумом – снижение его в источнике возникновения за счет применения рациональных конструкций, новых материалов и гигиенически обоснованных технологических процессов.

Основными мероприятиями по снижению шума являются:

звукоизоляция оборудования и инструментов с помощью глушителей, резонаторов, кожухов;

звукоизоляция ограждающих конструкций, звукопоглощающая облицовка стен, потолков и полов;

применение глушителей в системах вентиляции и кондиционирования воздуха, оборудовании;

акустически рациональные планировочные решения в проектировании зданий, помещений, сооружений;

конструктивные мероприятия, направленные на уменьшение шума, в том числе от инженерного и санитарно-технического оборудования зданий.

На производственное оборудование, создающее шум, должны быть оформлены технические паспорта, в которых указывают шумовые характеристики этого оборудования, измеренные заводом-изготовителем.

С целью выявления причин повышенной шумности необходимо обращать внимание на следующие моменты:

изношенность оборудования;

состояние крепления отдельных узлов и оборудования в целом к фундаменту, полу или ограждающим конструкциям зданий;

состояние балансировки движущихся деталей агрегатов;

наличие и состояние звукоизоляции ограждающих конструкций;

состояние средств глушения при наличии выхлопа газовых или воздушных струй;

недостаточность использования смазки вязкими веществами в местах трения и соударения деталей.

Когда технические способы не могут обеспечить требований нормативов, необходима правильная организация режима труда, ограничение времени действия шума и применение средств индивидуальной защиты.

Учитывая, что с помощью технических средств в настоящее время не всегда удается решить проблему снижения уровня шума, большое внимание должно уделяться применению средств индивидуальной защиты (антифоны, заглушки, наушники и др.). Эффективность средств индивидуальной защиты может быть обеспечена их правильным подбором в зависимости от уровней и спектра шума, а также контролем над условиями их эксплуатации.

Вибрация

Наиболее действенным средством защиты человека от вибрации является устранение непосредственно его контакта с вибрирующим оборудованием. Осуществляется это путем применения дистанционного управления, промышленных роботов, автоматизации и замены технологических операций.

Снижение неблагоприятного действия вибрации ручных механизированных инструментов на оператора достигается путем технических решений:

уменьшением интенсивности вибрации непосредственно в источнике (за счет конструктивных усовершенствований);

средствами внешней виброзащиты, которые представляют собой упругодемпфирующие материалы и устройства, размещенные между источником вибрации и руками человека-оператора.

В комплексе мероприятий важная роль отводится разработке и внедрению научно обоснованных режимов труда и отдыха.

Техники, применяемые для снижения шумового воздействия и вибрации:

ограждение шумных операций/агрегатов;

виброизоляция производств/агрегатов;

использование внутренней и внешней изоляции на основе звукоизолирующих материалов;

звукоизоляция зданий для укрытия любых шумопроизводящих операций, включая оборудование для переработки материалов;

установка звукозащитных стен и/ или природных барьеров;

применение глушителей на отводящих трубах;

звукоизоляция каналов и вентиляторов, находящихся в звукоизолированных зданиях;

закрытие дверей и окон в цехах и помещениях;

использование звукоизоляции машинных помещений;

использование звукоизоляции стенных проемов, например, установка шлюза в месте ввода ленточного конвейера.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение уровня шума.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Фактор шума учтен на предприятиях производства алюминия. Действующее оборудование соответствует нормативам РК по уровню шумового воздействия.

Данные производства алюминия декларируют уровень шума согласно аттестации рабочих мест. Уровень шума соответствует технической характеристике оборудования.

Для снижения уровня шума применяются следующие методы:

ограждение агрегатов;

виброизоляция;

звукоизоляция;

применение глушителей.

Кросс-медиа эффекты

Не ожидается.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо.

Экономика

Дополнительные затраты на инвестиции и техническое обслуживание.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства.

Запах

В настоящее время одной из серьезных экологических проблем в металлургической отрасли является проблема неприятных запахов.

Запахи распознаются органами обоняния даже в очень малых концентрациях (значительно меньше ПДК), ниже тех, которые могут быть определены современными методами анализа. Поэтому нормирование запахов остается одной из достаточно сложных задач, поскольку уровень неприятных запахов должен быть понижен до уровня, не воспринимаемого органами обоняния, чувствительность которых может сильно отличаться у разных людей.

Техническое описание

Во всем мире запахи рассматриваются как фактор загрязнения окружающей среды, который следует нормировать, стремясь снизить выбросы дурно пахнущих веществ.

В настоящее время в мире не существует единых стандартов в вопросе нормирования и контроля запахов. Разные страны используют свои подходы к установлению нормативов в области запаха. Однако общим для многих европейских стран является метод измерения запахов, утвержденный в 2003 г. европейским стандартом EN13725 "Качество воздуха – определение концентрации запаха методом динамической ольфактометрии.

Неприятные запахи еще называются одорантами. К одорантам относится целый комплекс различных веществ органического и неорганического происхождения в концентрациях, не представляющих угрозу для здоровья. Источники выделения одорантов классифицируются следующим образом: точечные, линейные и площадные; подвижные и неподвижные; организованные и неорганизованные; постоянные и залповые и т. д.

К одорантам относятся соединения восстановленной серы (сероводород, легкие меркаптаны и др.), азотсодержащие вещества (аммиак, амины и др.), ароматические углеводороды (фенолы, толуол, крезол, ксилол и др.), органические кислоты (масляная, валериановая, капроновая и др.), шпалопропиточные масла (каменноугольное и сланцевое масло), дизельное топливо и др.

Ряд технологических процессов сопровождается выделением одорантов, которые пребывают в концентрациях, не представляющих угрозу для здоровья людей. Тем не менее, ароматические вещества, как правило, затрудняют нормальное функционирование легких, вызывая головную боль и нарушение сна.

Закрытые производственные помещения в результате недостаточного воздухообмена могут накапливать разнообразные веществ. Отсутствие герметичности резервуаров и подведенных к ним трубопроводов (в результате их физического износа, некачественного изготовления и монтажа, пробоин, осадки грунта и т. д.) приводит к значительным потерям различных веществ.

Среди методов по снижению выбросов пахучих веществ можно выделить следующие:

выявление источников образования запахов и проведение мероприятий по их удалению и (или) сокращению запахов;

эксплуатация и техническое обслуживание любого оборудования, которое может выделять запахи;

надлежащее хранение и обращение с пахучими материалами;

внедрение систем очистки вредных выбросов, сопровождающихся неприятными запахами.

Достигнутые экологические выгоды

Уменьшение уровня ощутимого запаха.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

В настоящее время существуют разнообразные газоочистные установки и устройства, в которых используются механические, физические, физико-химические, биологические методы и их комбинации для удаления из воздуха вредных примесей и пахучих веществ.

Кросс-медиа эффекты

Не ожидается.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо.

Экономика

Дополнительные затраты на инвестиции и техническое обслуживание.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства.

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. Общие НДТ при производстве алюминия

Эффективным способом ограничения загрязнения окружающей среды остается нормирование количества выбрасываемых веществ и контроль за выбросами.

К основным мероприятиям по снижению вредного воздействия металлургических предприятий на окружающую среду следует отнести следующие:

1. Мероприятия технического характера: модернизация печей спекания и кальцинации в производстве глинозема, улучшение технологии электролизеров и разливки в производстве первичного алюминия с учетом их воздействия на окружающую среду.

2. Внедрение энергосберегающих технологий: использование тепла, энергии отходящих газов трубчатых печей спекания и кальцинации в производстве глинозема.

3. Предотвращение и локализация выбросов: герметизация и укрытие технологического оборудования (бункеров вагоноопрокидывателей), мест перегрузок сыпучих материалов, предотвращение пыления складов рудных материалов, хвостохранилищ, шламонакопителей и др.

4. Очистка вредных выбросов, образование которых нельзя предотвратить.

5. Внедрение безотходных и малоотходных технологий с комплексным использованием сырья: утилизация образующихся в процессе производства отходов (шлаков, шламов и др.) и ликвидация в результате этого отвалов и шламохранилищ; более глубокое обогащение руд с исключением применения токсичных реагентов, более полное и экономное расходование воды, создание замкнутых систем водоснабжения, применение современных высокоэффективных очистных сооружений и комплекса различных реагентов.

5.2. Внедрение систем автоматизированного контроля и управления в технологическом процессе

5.2.1. Автоматизированные системы управления горнотранспортным оборудованием в производстве алюминия

Описание

Областью применения системы является диспетчеризация горнотранспортного оборудования: автосамосвалов, экскаваторов, бульдозеров, топливозаправщиков и другой техники, занятой на выемочно-погрузочных работах и в процессах транспортировки горной массы.

Целью внедрения системы является повышение производительности горнотранспортного комплекса за счет оперативного контроля и оптимизации производственных процессов.

Техническое описание

На долю открытого способа приходится примерно 60 % добычи полезных ископаемых. Такой удельный вес открытого способа добычи будет сохраняться и в будущем. Между тем с увеличением глубины карьеров и усложнением горно-геологических условий добычи затраты на эксплуатацию карьерного транспорта могут превышать 50 % от себестоимости добычи. Поэтому повышение эффективности карьерного автотранспорта имеет существенное значение для горнодобывающих предприятий.

Базовая система управления погрузочно-доставочным комплексом (экскаваторы, конвейерный, автомобильный, железнодорожный транспорт) обеспечивает:

автоматический сбор информации и управление оборудованием в режиме реального времени с использованием высокоточной GPS системы позиционирования на каждой единице техники;

автоматическая диспетчеризация;

управление качеством руды;

контроль эксплуатации (загрузки автосамосвалов, скорости движения, соблюдения маршрутов, работы двигателей, расхода топлива, эксплуатации шин);

мониторинг технического состояния и обслуживания оборудования;

автоматизированное составление необходимых отчетных форм.

Управление качеством полезного ископаемого возможно за счет точного отслеживания каждой погрузки в деталях для контроля качества доставленного полезного ископаемого, выполнения различных требований к качеству полезного ископаемого отдельных приемных бункеров или накопительных складов, межзабойного усреднения – диспетчеризации порожних автосамосвалов по забоям с целью повышения производительности при выполнении требований к качеству полезного ископаемого, управления рудопотоками с усреднительных складов.

Мониторинг технического обслуживания оборудования возможен за счет регистрации событий и аварий, слежения за критическими узлами оборудования, мониторинга эксплуатации шин (вес загрузки, время движения, вычисление тонно-километров, определения критических значений и сигнализации), мониторинга расхода топлива, ежесменной и накопительной отчетности (в том числе по простоям и их причинам).

Кроме того, программно-техническое оборудование позволит включать в диспетчерскую систему карьера различное технологическое и инженерное оборудование: карьерный водоотлив, электротехническое оборудование и т. п.

В 2006 году на карьерах Сибирской угольной энергетической компании (СУЭК) провели анализ эффективности использования карьерных автосамосвалов, работающих на предприятии. Оценивались различные показатели работы этой техники и в результате был выявлен ряд проблемных моментов. Оказалось, что на различных предприятиях расход топлива по одним и тем же моделям самосвалов может различаться на 70 % при сопоставимых горно-геологических условиях. Также было установлено, что грузоподъемность самосвалов по породе на некоторых предприятиях используется только на две трети, причем самой распространенной проблемой является невозможность оценки недогруза или перегруза. И в целом исследование показало, что коэффициент использования карьерных самосвалов в среднем по компании составляет всего 50 %.

Например, на Стойленском ГОКе благодаря внедрению системы удалось добиться снижения потребления удельного расхода топлива на 5 %, увеличить производительность работы самосвалов на 6 % в течение первых четырех месяцев после внедрения системы и повысить их среднюю эксплуатационную скорость на 7,8 %, выровнять показатели качества сырья, поданного на переработку, создать без операторную АЗС, минимизирующую очереди. Также примером служит результат автоматизации на Бакырчикском горнодобывающем предприятии, где ведется инженерный анализ данных автоматической диспетчеризации для упрощения технологического процесса.

Достигнутые экологические выгоды

Улучшение экологических показателей за счет повышения энергоэффективности добычи и транспортировки добываемой руды и снижения расходов моторного топлива, электроэнергии в процессе добычи и транспортировки.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Применение автоматических систем управления горнотранспортным оборудованием позволяет оптимизировать движение самосвалов как при первоначальном распределении машин в начале смены, так и для автоматического их перераспределения в течение смены в зависимости от текущей ситуации в карьере.

Система позволяет также осуществлять удаленную диагностику основных узлов и агрегатов автосамосвалов, экскаваторов и других мобильных объектов, например, диагностику двигателя автосамосвала, контроль давления в шинах, контроль состояния электрооборудования экскаватора, управление тяговым электроприводом и др.

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.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае. По открытым данным применения автоматических систем управления горнотранспортного оборудования на предприятиях АО "СУЭК" расчетный срок окупаемости данной системы составляет 11 месяцев.

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.

5.2.2 Система автоматизации контроля и управления процессами обогащения в производстве алюминия

Описание

Стабильность процесса обогащения бокситовой руды может быть достигнута автоматизацией процессов добычи рудной горной массы, размещения рудной горной массы на складах, дробления рудной горной массы, измельчения, выщелачивания бокситов.

Техническое описание

Для обеспечения стабильности процесса обогащения и получения максимального эффекта система автоматизации контроля и управления процессами обогащения каждого технологического модуля отдельно должна быть объединена в единую систему автоматического управления с визуализацией действия системы в реальном времени на разных уровнях управления: дробильщик, машинист мельниц размола, аппаратчик выщелачивания, аппаратчик сгущения, промывки, фильтрации, сушки – диспетчер – технический руководитель, что является диспетчеризацией обогатительной фабрики.

Автоматизация обогатительных фабрик включает комплекс организационных и технических мероприятий, обеспечивающих освобождение человека от непосредственного выполнения функций управления производственными процессами с передачей этих функций автоматическим устройствам, в состав которых входят системы автоматического контроля, регулирования, управления, сигнализации и защиты агрегатов и технологических установок. Автоматизация на обогатительных фабриках, как и на других производствах, развивается от создания локальных автоматических систем регулирования (АСР) отдельных операций обогатительной технологии до создания автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП) и обогатительной фабрикой в целом.

Технологический процесс, как и режимы работы машин, характеризуются совокупностью физических или химических параметров, влияющих на эффективность процесса. В течение технологического процесса эти параметры не должны выходить за пределы заданных значений, которые определяются режимной картой процесса. Задачей автоматизации в данном случае является сведение к минимуму отклонения основных параметров процесса, влияющих на его ход, от требуемых значений. В автоматизации различают автоматизированные системы управления технологическим процессом (АСУТП) и автоматические системы регулирования (АСР) некоторого фактора (параметра).

При комплексной автоматизации управления отдельными, локальными технологическими процессами можно обеспечить передачу в режиме реального времени информации о показателях процессов, балансовых данных (вес, содержание руды), действий персонала по управлению процессом, иметь интегральный учет количества израсходованных материалов, реагентов и флокулянтов.

Комплексные системы позволяют:

производить автоматический и непрерывный контроль и управление работой механизмов, оборудованием технологических модулей, обеспечивая необходимое качество концентратов;

осуществлять сбор и передачу данных технологических параметров работы системы в программу SCADA диспетчеризации производства.

Комплексное применение разработанных автоматических систем управления позволяет:

централизовать управление технологическим процессом в целом по предприятию;

уменьшить риски нарушений технологических процессов;

обеспечить оперативную выдачу необходимой информации о показателях процесса руководителям разного уровня;

вести учет и отчет показателей;

стабилизировать количество перерабатываемой руды;

сократить потери ценных компонентов в отходах;

сократить пылеобразование;

стабилизировать расход реагентов и материалов;

сократить электро- и водопотребление;

обеспечить экологическую безопасность.

Автоматический контроль процесса измельчения и классификации

Процесс измельчения контролируется и управляется следующими параметрами – количеством в мельнице руды, воды и измельчающей среды (стержни, шары), размером куска в питании, плотностью и ситовым анализом на выходе мельницы.

Основой для получения высоких технологических показателей в процессах обогащения бокситовой руды, в частности, на размоле, является эффективность предварительной классификации на гидроциклонах. При большом количестве факторов, определяющих эффективность классификации и диаметр граничного зерна разделения, основными являются давление и содержание твердого в питании гидроциклона.

Современные гидроциклонные установки обеспечивают контроль и поддержание давления питания в соответствии с технической характеристикой гидроциклона. Содержание твердого в питании непостоянно, определяется режимом измельчения. По этой причине задачей системы автоматизации установки являются контроль и поддержание заданной плотности питания гидроциклона, и содержание в сливе гидроциклона готового класса крупности. Важным этапом внедрения АСУТП является оптимизация процесса отбора проб в схеме обогащения путем гарантии качества точности измерений по определению в продуктах обогащения содержания элементов/минералов, гранулометрического состава, количества загрязняющих веществ в промышленных отходах, уровня загрязнения почв на отведенных промышленных земельных участках.

Достигнутые экологические выгоды

На основании программного обеспечения вышеперечисленных автоматизированных систем помимо основных задач ведения технологических процессов определяются количественная и качественная оценка и снижение уровня негативного воздействия вредных выбросов в окружающую среду.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Применение автоматических систем управления оборудованием позволяют оптимизировать и стабилизировать процесс дробления и измельчения, а также повысить эффективность последующих процессов обогащения.

Эффективное автоматическое управление обеспечивает стабилизацию технологических процессов обогащения.

Кросс-медиа эффекты

Снижение энергоемкости производства. Повышение уровня автоматизации и культуры производства.

Технические соображения, касающиеся применимости

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;

дополнительные возможности для снижения эксплуатационных затрат и улучшения качества продукции.

5.2.3 Автоматизированные системы управления технологическим процессом (АСУТП)

Описание

Автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУТП) в производстве алюминия, используемые как для основных, так и для вспомогательных процессов, играют важную роль в управлении энергоэффективностью установки. АСУТП является составной частью общей системы мониторинга.

Автоматизация производственного предприятия подразумевает разработку и внедрение автоматизированной системы, в состав которой входят датчики, контроллеры, компьютеры, а также организацию обработки данных. Широко признано, что автоматизация производственных процессов позволяет не только повысить качество продукции и уровень производственной безопасности, но и улучшить общую эффективность производственного процесса, включая энергоэффективность.

В современных АСУТП для этих целей используется ряд подходов, включая:

традиционные и более сложные методы регулирования;

методы оптимизации и планирования процессов, а также управления их результативностью.

Техническое описание

Центральным элементом АСУТП является программируемый логический контроллер (ПЛК), представляющий собой небольшой компьютер, предназначенный для надежной эксплуатации в условиях промышленного производства. Помимо ПЛК элементами системы являются разнообразные датчики, исполнительные устройства, а также централизованная система диспетчерского контроля и сбора данных (т. н. SCADA-система).

Все эти компоненты соединяются друг с другом и с производственным оборудованием, что позволяет управлять всеми функциями последнего с высокой степенью точности.

ПЛК получает входные данные с цифровых и аналоговых датчиков и переключателей, производит вычисления на основе заложенной в него программы и, используя результаты вычислений, управляет различными исполнительными устройствами – клапанами, реле, серводвигателями и т. п., подавая на них выходные данные. Управление осуществляется во временном масштабе миллисекунд.

ПЛК способен обмениваться информацией с оператором через операторские панели, а также SCADA-системы, установленные на производстве. Обмен данными с бизнес-уровнем предприятия (корпоративные информационные системы, финансовый учет и планирование), как правило, требует отдельного SCADA-пакета.

Методы регулирования

К традиционным методам регулирования относятся, в частности:

пропорционально-интегрально-дифференциальное (ПИД) регулирование;

компенсация запаздывания;

каскадное регулирование.

К более сложным методам регулирования относятся, в частности:

упреждающее регулирование, основанное на моделях;

адаптивное регулирование;

нечеткое регулирование.

Обработка данных

Данные о состоянии технологического процесса собираются и обрабатываются интегрированной системой, включающей датчики и контрольно-измерительные приборы, исполнительные устройства, например, клапаны, а также программируемые логические контроллеры, SCADA-системы и распределенные системы управления. Все эти системы в совокупности способны своевременно обеспечивать необходимой информацией другие вычислительные системы, а также операторов и инженеров.

Системы диспетчерского контроля и сбора данных (SCADA) позволяют инженеру, проектирующему АСУТП, организовать сбор и архивирование данных системы. Кроме того, SCADA-системы позволяют использовать более сложные методы управления, например, статистический контроль.

SCADA-система является неотъемлемой частью АСУТП, позволяя пользователю наблюдать параметры технологического процесса в реальном времени. Кроме того, SCADA-система может быть спроектирована таким образом, чтобы обеспечить удаленному пользователю тот же уровень доступа к информации о процессе, что и оператору, находящемуся непосредственно в производственных помещениях.

Техническое обслуживание: очистка датчиков

Невозможно переоценить важность точности измерений и, как следствие, состояния датчиков, используемых в АСУТП. Существует множество разновидностей контрольно-измерительных приборов и датчиков, включая терморезисторы, кондуктометры, датчики pH или уровня, расходомеры, а также таймеры и устройства аварийной сигнализации. Многие из этих приборов находятся в постоянном контакте с жидкостями или газами. Надежная и точная работа всех этих устройств требует периодической очистки, которая может выполняться вручную, согласно графику техобслуживания, или при помощи автоматизированных систем "очистки на месте" (CIP).

Полностью автоматизированная система управления должна обеспечивать возможность промывки датчиков с различной периодичностью, а также регенерации используемых чистящих растворов. Система должна также обеспечивать возможность регулировки температуры, расхода, состава и концентрации чистящих растворов.

Автоматизированная система очистки датчиков, как правило, основана на ПЛК и имеет одну или несколько операторских панелей. Важная роль системы управления очисткой состоит в ограничении гидравлического удара – серьезной проблемы для систем CIP, приводящей к сокращению срока службы оборудования.

Для очистки клапанов и различных видов уплотнений, используемых в производственном оборудовании, необходима строго определенная последовательность импульсов.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение энергопотребления, а также воздействия на окружающую среду.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Зависят от конкретного объекта.

Кросс-медиа эффекты

Использование химических веществ в небольших количествах для очистки датчиков. Возможная потеря давления в трубопроводах, вызванная наличием датчиков.

Технические соображения, касающиеся применимости

Системы управления технологическими процессами применимы в контексте любых установок I категории. Они могут варьировать от простых систем, основанных на таймерах, датчиках температуры и системах подачи материалов (например, на небольших предприятиях интенсивного животноводства) до сложных систем, применяемых, например, на предприятиях пищевой, химической, горнодобывающей или целлюлозно-бумажной промышленности.

Планирование

В ходе проектирования системы автоматизации производства следует рассмотреть ряд факторов. Так, начальный анализ конкретного процесса может выявить существующие ограничения для эффективности процесса, а также альтернативные подходы, способные обеспечить лучшие результаты.

Кроме того, необходимо определить требуемые режимы работы системы с точки зрения качества продукции, нормативных требований и производственной безопасности. Система управления должна быть надежной и дружественной к пользователю, т. е., легкой в эксплуатации и обслуживании.

При проектировании автоматизированной системы управления следует принять во внимание вопросы обработки данных и управления ими. АСУТП должна обеспечивать баланс между точностью, соответствием заданным спецификациям и гибкостью с тем, чтобы достичь максимальной эффективности технологического процесса с учетом требований к производственным затратам.

Адекватные спецификации технологического процесса, предусмотренные в системе, обеспечивают бесперебойное функционирование производственной линии. Задание неоправданно узкого или широкого диапазона допустимых условий с неизбежностью влечет за собой рост производственных затрат и/или задержки в производственном процессе. Для оптимизации производительности и эффективности процесса:

задаваемые спецификации каждого этапа технологического процесса должны быть полными и точными, причем особое внимание должно быть уделено определению реалистичного диапазона допустимых условий;

инженер, ответственный за проектирование системы управления, должен быть хорошо знаком с автоматизируемым процессом и иметь возможность консультироваться с производителем оборудования;

должно быть найдено оптимальное соотношение между возможностями системы и реальными потребностями в автоматизации, т. е. следует принять решение о том, необходима ли сложная система управления или можно обойтись более простым решением.

Экономика

Снижение затрат, связанных с энергопотреблением.

Автоматизация – интеграция системы управления в технологическую систему – позволяет значительно снизить трудозатраты на эксплуатацию сложного оборудования, обеспечив надежную и стабильную производительность.

Практика показывает, что внедрение АСУТП может обеспечить значительный экономический эффект. Нередко срок окупаемости инвестиций составляет год или менее в особенности в тех случаях, когда на предприятии уже имеется современная инфраструктура управления и мониторинга, например, распределенная система управления или система диспетчерского контроля и сбора данных (SCADA). В некоторых случаях был продемонстрирован срок окупаемости в несколько месяцев или даже недель.

Движущая сила внедрения

Повышение производительности и уровня производственной безопасности, сокращение потребности в техническом обслуживании, увеличение срока службы технологического оборудования, более высокое и стабильное качество продукции, сокращение потребности в рабочей силе.

Сокращение производственных затрат и быстрая окупаемость инвестиций, продемонстрированные в ряде случаев (как отмечено выше), послужили серьезным стимулом для внедрения подобных систем на других предприятиях.

5.2.4. Техническое обслуживание

Описание

Техническое обслуживание (ТО) всех систем и оборудования является критически важным и составляет существенную часть системы энергоменеджмента. Поддержание зданий, процессов, систем и оборудования в рабочем состоянии, что требует четкого формирования процедур и планов ТО, инвентаризации действующих в настоящее время процедур по обслуживанию, технических проверок, соответствующего обучения персонала.

Необходимо выявление возможных причин снижения энергоэффективности и возможностей для ее повышения на основе результатов планового ТО, а также отказов и случаев нештатного функционирования оборудования, а также четкое распределение ответственности за планирование и осуществление ТО. Важнейшими требованиями являются наличие графика ТО, а также документирование всех инспекций оборудования и деятельности по ТО.

Технические проверки представляют собой регулярные проверки исправности и эффективности работы оборудования на предмет, не требуется ли вмешательство и соблюдаются ли операционные параметры в заданных границах.

Персонал, чья деятельность связана с эксплуатацией и обслуживанием сооружений, систем и оборудования, имеющих отношение к значимым энергопотребителям, должен знать о факторах, влияющих на их энергопотребление и влиянии своих действий на энергопотребление.

Техническое описание

Современные подходы к профилактическому ТО направлены на обеспечение нормального функционирования технологических процессов и систем на протяжении всего срока их службы. Графики профилактического ТО традиционно составлялись в бумажном виде и доводились до исполнителей при помощи карт или стендов, однако сейчас эти задачи решаются при помощи компьютерных систем. Выдавая список работ по плановому ТО на ежедневной основе, соответствующее программное обеспечение поддерживает полное и своевременное выполнение соответствующих задач.

Важно обеспечить интеграцию баз данных, содержащих информацию о графике ТО и технических характеристиках оборудования, с другими программными системами, имеющими отношение к ТО и управлению производственным процессом. При классификации работ по ТО и формировании соответствующей отчетности часто используются такие материалы, как отраслевые стандарты ТО. При выборе и настройке необходимого программного обеспечения можно ориентироваться, в частности, на требования стандартов ISO серии 9000 относительно ТО.

Использование программных инструментов способствует документированию возникающих проблем, а также накоплению статистических данных по отказам и частоте их возникновения. Инструменты моделирования могут быть полезны для прогнозирования отказов, а также при проектировании оборудования.

Операторы производственных процессов должны принимать плановые и внеплановые меры по поддержанию порядка на производственных участках и надлежащего состояния оборудования, включая:

очистку загрязненных поверхностей и трубопроводов;

обеспечение оптимальной настройки регулируемого оборудования (например, печатного);

отключение неиспользуемого оборудования или оборудования, необходимость функционирования которого в данный момент отсутствует;

выявление утечек (например, сжатого воздуха или пара), неисправного оборудования, трещин в трубах и т.д., и сообщение об этом;

своевременную подачу заявок на замену изношенных подшипников.

Содержание программы ТО зависит от условий конкретной установки. Необходимо выявлять утечки, неисправности оборудования, изношенные подшипники и т.д., в особенности способные повлиять на энергопотребление, и устранять их при первой же возможности.

Достигнутые экологические выгоды

Энергосбережение. Снижение уровня шума (например, от изношенных подшипников или утечек пара).

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Зависят от конкретного объекта.

Кросс-медиа эффекты

Увеличение срока службы технологического оборудования, уменьшение затрат на техническое обслуживание и ремонт.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо на любых установках.

Там, где это применимо, должен быть обеспечен баланс между оперативным устранением неисправностей и необходимостью обеспечения качества продукции, стабильности производственного процесса, а также здоровья и безопасности персонала при выполнении ремонтных работ на действующем предприятии (где может находиться оборудование с движущимися частями, имеющее высокую температуру и т.п.).

Экономика

Зависит от конкретной установки.

Меры по поддержанию порядка на производственных участках представляют собой малозатратные мероприятия; соответствующие затраты, как правило, оплачиваются из ежегодных поступлений, находящихся в распоряжении менеджеров, и не требуют капитальных инвестиций.

Движущая сила внедрения

В целом считается, что хорошая организация ТО позволяет повысить надежность производственного оборудования и сократить продолжительность простоев, а также способствует повышению производительности и качества.

5.3. НДТ в области энерго- и ресурсосбережения

5.3.1. Применение частотно-регулируемых приводов для электродвигателей

Описание

Оборудование, позволяющие снизить расход электроэнергии на собственные нужды, прямые и косвенные выбросы вредных веществ в атмосферу. В настоящее время применение частотно-регулируемого привода (ЧРП) является оптимальным для целей регулирования производительности конвейерного, вентиляционного и насосного 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.

На промышленных предприятиях большую долю потребления электрической энергии приходится на электрические двигатели, как привод различного технологического оборудования (конвейера, вентиляционное и насосное оборудование и т. д.). Достаточно часто такое оборудование требует регулирования, в качестве регулирующих аппаратов применяются шибера, задвижки и т. д. Внедрение частотных регуляторов (ЧРП) для приводов технологических механизмов. 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 решать поставленные задачи с большей эффективностью потребления электрической энергии, как следствие помогает сберегать электроэнергию устранением 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 40 %, обеспечить плавный пуск (снижение пусковых токов), повысить надежность и срок службы электродвигателей.

Кросс-медиа эффекты

Снижение энергоемкости производства. Повышение уровня автоматизации и культуры производства.

Технические соображения, касающиеся применимости

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).

Применение частотно-регулируемых приводов (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 %. Отмечается применение частотно-регулируемых приводов для электродвигателей на производственных площадках АО "Алюминий Казахстана" и АО "КЭЗ".

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае. Так например, применение двигателей с частотно-регулируемым приводом (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 – 3-12 %, воздуходувками – 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.

5.3.2. Применение электродвигателей с высоким классом энергоэффективности

Описание

Оборудование, позволяющее снизить расход электроэнергии на собственные и производственные нужды, косвенные выбросы парниковых газов. В настоящее время применение современных электродвигателей с высоким классом энергоэффективности является оптимальным при модернизации существующего технологического и вспомогательного оборудования, при использовании которого обеспечивается наиболее эффективное использование электрической энергии.

Техническое описание

Возможность решения экологических проблем за счет повышения энергоэффективности производства.

Основным потребителем большинства промышленных предприятий являются различные электродвигатели. Электродвигатели преобразуют электрическую энергию в механическую. В процессе преобразования энергии часть ее теряется в виде тепла. Величина такой потери определяется энергетическими показателями двигателя. Применение электродвигателей с высоким классом эффективности позволяет существенно снизить потребление электрической энергии.

Основным показателем энергоэффективности электродвигателя является коэффициент полезного действия (КПД).

h=Р2/Р1=1 – DР/Р1,

где Р2 – полезная мощность на валу электродвигателя;

Р1 – активная мощность, потребляемая электродвигателем из сети;

DР – суммарные потери в электродвигателе.

Соответственно, чем выше КПД, тем меньше потери и меньше энергии потребляет электродвигатель для выполнение той же работы.

Рисунок 5.1. Сравнение обычного электродвигателя с энергоэффективным

Достигнутые экологические выгоды

Экологические показатели и эксплуатационные данные

По экспертным оценкам в зависимости от режимов работы оборудования применение электродвигателей с высоким классом эффективности позволяет снизить потребление электроэнергии электродвигателями от 1,5 до 5,0 %, повысить срок службы электродвигателей.

Кросс-медиа эффекты

Снижение энергоемкости производства.

Повышение срока службы электродвигателя.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо. Объем и характер внедрения будет связан с программой модернизации предприятия и заменой выходящих из строя установленных на предприятии электродвигателей.

Фактические данные позволяют говорить об экономии электроэнергии в зависимости от режима работы двигателя в пределах 1,5–5,0 %.

Замена существующих электродвигателей энергоэффективными представляет собой одну из очевидных мер повышения энергоэффективности.

Отмечается применение электродвигателей с высоким классом энергоэффективности производственных площадках АО "Алюминий Казахстана" и АО "КЭЗ".

Экономика

Применение электродвигателей с высоким классом эффективности позволяет снизить расход электроэнергии на преобразование электрической энергии в механическую 1,5-5,0 %, при этом срок окупаемости таких электродвигателей может составлять от 1 года до 7 лет.

Движущая сила внедрения

Движущими силами для внедрения мероприятий по энергоэффективности являются:

повышение энергоэффективности;

дополнительные возможности для снижения эксплуатационных затрат и улучшения качества продукции.

5.3.3. Применение энергосберегающих осветительных приборов

Описание

Оборудование, позволяющее снизить расход электроэнергии на хозяйственные нужды, прямые и косвенные выбросы загрязняющих веществ в атмосферу. В настоящее время применение энергосберегающих осветительных приборов (светодиодных источников света) является оптимальным для целей наружного и внутреннего освещения.

Техническое описание

На промышленных предприятиях в хозяйственном потреблении электрической энергии значительную часть потребления составляют системы наружного и внутреннего освещения. При этом данное потребление электрической энергии напрямую не влияет на энергетическую эффективности производственного цикла. Однако, данное потребление учитывается при определении удельного потребления на единицу продукции.

Применение энергосберегающих осветительных приборов (светодиодные) позволяет эффективно потреблять электрическую энергию в системах освещения, как следствие помогает сберегать электроэнергию устранением неоправданных ее затрат, которые имеют место при альтернативных источниках света.

Достигнутые экологические выгоды

Улучшение экологических показателей за счет снижения расходов электроэнергии на нужды освещения.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

По экспертным оценкам и с учетом имеющегося опыта применения энергоэффективных осветительных приборов (светодиодных) снижение потребления электрической энергии составляет 50–90 %, обеспечивается лучшая освещенность, увеличивается срок службы таких осветительных приборов, не оказывает негативного влияния на экологию по сравнению с ранее применяемыми дуговыми ртутными лампами.

Кросс-медиа эффекты

Снижение энергопотребления. Первоначально замена существующих осветительных приборов на энергоэффективные может способствовать образованию большого количества отходов, требующих специальной утилизации (замена ртутных ламп на светодиодные).

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо. Объем (например, уровень детализации) и характер внедрения будут связаны с особенностями предприятия, особых сложностей по внедрению данной техники не выявлено. Внедрение энергосберегающих осветительных приборов стоит рассматривать с учетом модернизации системы освещения в целом (зональность, автоматическое управление и т. д.).

Фактические данные позволяют говорить об экономии электроэнергии в пределах 50–90 %.

Данная техника применяется повсеместно, так была произведена замена систем освещения промышленных цехов на эффективное светодиодное на АО "КЭЗ" и АО "Алюминий Казахстана".

Экономика

Применение эффективных осветительных приборов позволяет снизить расход электроэнергии на освещение на 50–90 %, при этом срок окупаемости данной техники может составлять от 0,5 года до 5–7 лет.

Движущая сила внедрения

Движущими силами для внедрения мероприятий по энергоэффективности являются:

улучшение экологических показателей (не требуется утилизация);

повышение энергоэффективности;

дополнительные возможности для снижения эксплуатационных затрат.

5.3.4. Замена устаревших силовых трансформаторов на современные трансформаторы

Описание

Замена трансформаторов позволит избежать выхода из строя имеющихся трансформаторов, создания аварийных ситуаций, снизить нерациональный расход электроэнергии. Снижение потерь электроэнергии в трансформаторе, обусловленной потерями активной мощности (холостого хода и нагрузочными потерями) в зависимости от реактивной мощности.

Техническое описание

Целью данного мероприятия является снижение потерь электроэнергии при ее транспортировке, повышение надежности работы оборудования, снижение рисков возникновения аварийной ситуации.

Старое оборудование повышает вероятность возникновения пожаров и взрывов этих трансформаторов, так как плохая герметизация, механические повреждения, наличие посторонних примесей в изоляционной среде и т. д. независимо от типа трансформатора могут привести к короткому замыканию внутри него и, как следствие, к взрыву.

Кроме того, согласно результатам теоретических и экспериментальных исследований в области электроэнергетики, выполненных сотрудниками Ивановского энергетического института, МЭС Центра ОАО "ФСК ЕЭС", а также других вузов, научно-исследовательских, проектных и эксплуатационных организаций, сотрудничающих с ИГЭУ и МЭС Центра, при превышении нормативного срока службы трансформатора существенно снижаются его технические характеристики. Анализ значений потерь холостого хода показал, что для трансформаторов со сроком службы до 20 лет в качестве обобщенных характеристик допустимо принимать значения потерь холостого хода равным паспортным значениям. Для трансформаторов со сроком службы более 20 лет потери холостого хода возрастают в среднем с интенсивностью 1,75 % (от паспортного значения) в год [34].

Достигнутые экологические выгоды

Улучшение экологических показателей за счет снижения расходов электроэнергии, в результате снижения потерь холостого хода.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

По экспертным оценкам для трансформаторов со сроком службы более 20 лет потери холостого хода возрастают в среднем с интенсивностью 1,75 % (от паспортного значения) в год.

Кросс-медиа эффекты

Снижение энергопотребления, повышение надежности работы оборудования, снижение рисков возникновения аварийной ситуации.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

Снижение затрат на собственные нужды. Экономически не целесообразно проводить реконструкцию подстанций младше 10 лет эксплуатации.

Движущая сила внедрения

Движущими силами для внедрения мероприятий по энергоэффективности являются:

повышение надежности энергоснабжения;

повышение энергоэффективности;

дополнительные возможности для снижения эксплуатационных затрат.

5.3.5. Применение современных теплоизоляционных материалов на высокотемпературном оборудовании

Описание

В производстве алюминия часто используется тепловая энергия в виде пара, который транспортируется по паропроводам. Использование соответствующей изоляции для высокотемпературного оборудования (трубы для пара и горячей воды) позволяет существенно снизить тепловые потери.

Техническое описание

Теплоизоляция теплопроводов и паропроводов – актуальная задача для любого промышленного предприятия. 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.

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 необходимо отметить, 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 показатели 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 %, эксплуатационные расходы за счет увеличения межремонтного периода.

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.

Отмечается применение современных теплоизоляционных материалов на высокотемпературном оборудовании и трубопроводах в АО "КЭЗ" и АО "Алюминий Казахстана".

Экономика

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 окупаются за 1–2 года.

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.

5.3.6. Рекуперация тепла из теплоты отходящего процесса

Описание

Повышение энергоэффективности и сокращение внешнего потребления топлива достигается за счет применения методов рекуперации тепла отходящих газов.

Техническое описание

Горячий отходящий газ технологического процесса может также направляться в котел-утилизатор или установку испарительного охлаждения, где газ охлаждается с выработкой пара. Генерируемый пар может использоваться в технологическом процессе или при производстве тепловой или электрической энергии.

Достигнутые экологические выгоды

Переработка теплоты, выделяющейся при обогащении бокситов, и превращение ее в электричество, пар низкого давления для технологического и производственного отопления.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Снижение потребление топлива, для производства тепловой энергии.

Применение котлов-утилизаторов находит свое применение на различных промышленных предприятиях, так с целью увеличения КПД газотурбинной установки подобная технология установлена на АО "НК "Казхром" (Актюбинский завод ферросплавов).

Кросс-медиа эффекты

Не ожидается.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применяется на предприятиях с топливосжигающими установками (печи, котлы, обжиговые машины).

Экономика

Taк кaк тpeбyeтcя oxлaждeниe гaзa, дoпoлнитeльныe зaтpaты нa вoccтaнoвлeниe энepгии в ocнoвнoм cвязaны c инвecтициями в котел-утилизатор и турбину для выpaбoтки элeктpoэнepгии.

Экономически выгодно, но требует индивидуального подхода. Апробировано, нашло применение в странах ОЭСР.

Движущая сила внедрения

Повышение производительности, сокращение производственных затрат.

5.3.7. Полезное использование тепла отходящих газов после печей спекания

Описание

Повышение энергоэффективности и сокращение внешнего потребления топлива достигается за счет использования теплоты отходящих газов.

Техническое описание

При работе печи образуются дымовые газы с температурой 240-280 ⁰С, которые поступают в систему газоочистки, где происходит улавливание пыли, а очищенные дымовые газы через дымовую трубу выбрасываются в атмосферу. Основным топливом для печи спекания является Шубаркольский уголь.

В качестве вспомогательного топлива для печей спекания (режимы розжига, пуска, горячего резерва) используется мазут марок 100 или 40 в соответствии с действующим законодательством, сернистый и малосернистый.

В соответствии с методическими указаниями по предупреждению низкотемпературной коррозии поверхностей нагрева и газоходов котлов температуру отходящих газов при номинальной нагрузке необходимо принимать в зависимости от содержания серы в мазуте, при содержании серы 2,1–3,0 % температура отходящих газов должна быть не ниже 160 ⁰С. Для уменьшения низкотемпературной коррозии необходимо обеспечить температуру воды на входе в экономайзер, равную 105–110 ⁰С.

В качестве нагреваемой среды, полезно использующей тепло отходящих дымовых газов, предлагается использовать водный раствор участка переработки спека, подаваемый на автоклавы с температурой 100-105 ⁰С, также в первый автоклав подается свежий пар 12 атмосфер с ТЭЦ с температурой 240-280 ⁰С, где за счет выдержки при температуре 125-145 ⁰С происходит обескремнивание.

При нагреве алюминатного раствора в дополнительном экономайзере до входа в автоклав его температура будет выше и для его нагрева до необходимой температуры необходимо будет затратить меньшее количество пара с ТЭЦ.

Для реализации данной схемы предлагается на напоре насоса подачи алюминатного раствора на автоклавы установить запорную арматуру, для перенаправления раствора на дополнительный экономайзер, установленный в сборном газоходе после дымососов печи спекания, где будет происходить нагрев раствора, и далее уже нагретый раствор подается на вход в первый автоклав с температурой большей, чем до подачи на экономайзер.

Полезное использование температуры отходящих газов после печей спекания с утилизацией тепла в технологическом процессе завода посредством установки в поток отходящих дымовых газов дополнительного экономайзера, который будет передавать тепло от горячих газов жидкости, протекающей по трубопроводам экономайзера.

Нагретый в дополнительно установленном экономайзере водный раствор потребует меньшего расхода пара с ТЭЦ на свой нагрев, таким образом будет обеспечиваться экономия ТЭР.

Достигнутые экологические выгоды

Использование температуры отходящих газов после печей спекания в целях снижения потребления пара с энергоисточника.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Снижение потребления топлива на энергоисточнике, для производства тепловой энергии.

Кросс-медиа эффекты

Не ожидается.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применяется на предприятиях с топливосжигающими установками (печи, котлы, обжиговые машины).

Экономика

Необходимы дополнительные затраты на трубопроводы и запорную арматуру, которые будут перенаправлять раствор на дополнительный экономайзер, установленный в сборном газоходе после дымососов печи спекания и далее на вход в первый автоклав.

Экономически выгодно, но требует индивидуального подхода.

Экономия достигается за счет снижения потребления тепловой энергии. Оценочный срок окупаемости составляет до 4 лет.

Движущая сила внедрения

Повышение производительности, сокращение производственных затрат.

5.4. НДТ, направленные на обеспечение стабильности производственного процесса

5.4.1. Обеспечение стабильности процесса добычи руд

Описание

В современном горно-металлургическом комплексе все чаще возникает потребность в применении новых технологий и материалов, которые позволяют развивать добычу и переработку продукции с учетом требований экологичности и экономичности производства.

Современные технологии открытых и подземных горных работ должны основываться на принципах ресурсосбережения, природосбережения и малоотходности. Эти принципы взаимосвязаны, тесно переплетены и должны определять направленность технологии. Проблемы создания современных технологий на этих принципах носят комплексный характер и должны решаться совокупно как на уровне ведения горных работ, так и переработки полезных ископаемых.

В данном разделе описаны общие методы, техники или их совокупность для обеспечения стабильности производственного процесса на горнодобывающих предприятиях..

Техническое описание

Современное состояние горнодобывающей отрасли характеризуется тенденцией к быстрому увеличению глубины горных работ, что приводит к увеличению себестоимости добычи полезных ископаемых и отрицательно влияет на окружающую среду и безопасность горных работ.

К техникам, обеспечивающим стабильность производственного процесса на горнодобывающих предприятиях, относятся:производственный процесс добычи руд открытым и подземным способом относятся:

применение большегрузной высокопроизводительной горной техники;

проведение горных выработок и применение систем отработки с использованием современного высокопроизводительного самоходного оборудования;

применение современных, экологичных и износостойких материалов;

применение различных видов и типов конвейерного и пневматического транспорта для перевозки горной массы (также указано в разделе 5.5.1.3).

Достигнутые экологические выгоды

Переход на высокопроизводительное оборудование большой единичной мощности положительно сказывается на экологической обстановке: снижается количество выбросов загрязняющих веществ и парниковых газов в атмосферный воздух, уменьшается образование отходов от использования крупногабаритных шин.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Техника производственного процесса добычи руд открытым и подземным способом, в том числе при работе на глубоких горизонтах, состоит в эффективном технологическом процессе добычи путем снятия ПСП, выбора способа и схемы вскрытия рудных тел, определения и применения оптимальной системы разработки и технологии вскрышных и добычных работ, транспортного обеспечения карьеров и шахт для эффективного направления потоков на обогатительные переделы.

Для современной техники, используемой на подземных и открытых горных работах, характерно применение высоких скоростей, наличие больших нагрузок, давлений и др. Постоянное изменение горно-геологических и горно-технических условий разработки полезных ископаемых, усложнение технических средств из-за многообразия и ответственности, возлагаемых на них функций, высокие нагрузки на забои, многозвенность и последовательность цепи работающего оборудования, когда выход из строя любого из элементов приводит к остановке всего комплекса, необходимость обеспечения для горнорабочих благоприятных эргономических условий труда предъявляют серьезные требования к качеству горной техники и оборудования.

Однако в настоящее время по оценкам специалистов оборудование и технологии, применяемые горнодобывающими компаниями СНГ, по своему технологическому уровню и производительности на 15–20 лет отстают от аналогов, используемых компаниями Канады, Великобритании, ЮАР и США. Такое отставание обусловлено как малоэффективными технологиями отработки и инженерной подготовки массива к отработке, так и техническими характеристиками применяемого оборудования [35].

Представленная техника состоит в применении большегрузной карьерной техники для добычи и транспортировки горной массы в рудных карьерах. Происходит увеличение размеров ковшей экскаваторов, погрузчиков, пропорциональное увеличение грузоподъемности большегрузных автосамосвалов с сохранением оптимального соотношения количества ковшей для погрузки одного самосвала. Переход на большегрузную технику позволит уменьшить на 10 % удельные эксплуатационные затраты на экскавацию и транспортировку горной массы в карьерах, а также добиться уменьшения количества единиц технологического оборудования в карьере, снижения эмиссий в окружающую среду, энергопотребления и потребления топлива в процессах экскавации и транспортировки горной массы в карьерах.

Мировой рынок большегрузной техники представлен крупными производителями, к примеру: Komatsu, Caterpillar, Hitachi, Terex, Liebherr и БелАЗ.

В целях снижения себестоимости транспортировки горной массы и транспортно-добывающего цикла в целом в условиях ТОО "Богатырь Комир" проводилось технико-экономическое сравнение применения карьерного самосвала БелАЗ 75600 грузоподъемностью 320 тонн с эксплуатируемым БелАЗом грузоподъемностью 220 тонн. Результаты испытаний показали следующее: производительность повысилась в 1,5 раза; себестоимость транспортировки снизилась на 20 %; удельный расход топлива уменьшился на 22 %. Погрузку карьерного самосвала осуществлял экскаватор Р&Н2800 с емкостью ковша 33 м³. Количество ковшей для полной загрузки – 6, плечо транспортирования – 0,5 км, объем выработки горной массы – до 10 тыс. м³ в сутки [36].

Проведение горных выработок и применение систем отработки с использованием современного высокопроизводительного самоходного оборудования состоит в переходе на современную высокопроизводительную горную технику для бурения, крепления, добычных операций и транспортировки горной массы в подземных условиях отработки рудных месторождений. Обеспечивает значительное снижение доли постоянных затрат, безопасность, эргономику, комфортные условия работы для операторов и обслуживающего персонала, экономию энергоресурсов и материалов.

Основные преимущества современного самоходного оборудования – улучшение безопасности и производительности, минимизация потерь и разубоживания руды, эргономика и комфортные условия. Эксплуатация установок очистного бурения с высоким уровнем автоматизации технологического процесса и позиционированием позволяет достичь беспрецедентно высокой производительности, точности и прямолинейности скважин. Передовые механизированные комплексы для установки анкеров, нанесения бетонных смесей обеспечивают оперативное крепление значительных площадей обнажений горных выработок, в большинстве случаев позволяют вытеснить тяжелые виды крепей и использование крепежного леса, деревянных затяжек и забутовок [37]. Машины для бурения восстающих вертикальных и наклонных скважин круглого сечения диаметром до 3000 мм длиной до 100 м в длину и под углом до 70 ° способны бурить по очень крепким породам и идеально подходят для сооружения рудоспусков, вентиляционных скважин, ходков и т. п. (без применения взрывных работ). Погрузочно-доставочные машины способны преодолевать большие уклоны и быстро перемещаться на существенные расстояния, обеспечивать высокую производительность с низкой удельной себестоимостью погрузки и транспортировки. ПДМ и буровые установки с электрическим приводом используют экологически чистую электрическую энергию и обеспечивают лучшие условия труда за счет отсутствия выхлопных газов, меньшего уровня вибраций и шума. Кроме того, снижаются требования к вентиляции выработок, происходит сокращение расходных материалов, таких как моторное масло и фильтры, увеличиваются интервалы между техническим обслуживанием [38].

Одним их первых пользователей электрических погрузочно-доставочных машин Sandvik стал рудник Кируна фирмы LKAB в северной Швеции, где добывают железную руду. Рудник решил перейти на электроприводные машины в конце 80-х в связи с высокой производительностью, низкими общими издержками и минимальным воздействием на окружающую среду по сравнению с традиционными дизельными машинами. В 1985 году фирма LKAB впервые испытала на руднике Кируна электрическую ПДМ – опытный образец Sandvik для модели Toro 500. С момента принятия решения о переходе на электрические машины LKAB Кируна последовательно заменяет парк своих дизельных погрузчиков. Сегодня на руднике работает 17 электрических и 3 дизельных ПДМ. Электрические ПДМ используются для погрузки добытой руды, перемещая в ковше в среднем 25 тонн.

На медном руднике Нортпаркес в Новом Южном Уэльсе было закончено 2000-часовое испытание новой модели погрузчика LH514E. Золотой рудник Риджуэй также в Новом Южном Уэльсе ввел в эксплуатацию парк из пяти новых автоматизированных ПДМ LH514E. В планах новые проекты и на других рудниках.

Использование износостойких, коррозионностойких, жаростойких, теплоизоляционных и других видов покрытий позволяет резко сократить потери металлов, расход ресурсов на их возмещение и даст возможность повысить качество, надежность и долговечность машин, оборудования и сооружений. Техника состоит в применении износостойких элементов и накладок на рабочие органы горного оборудования и обеспечивает дополнительную конструкционную прочность и износостойкость, а также повышает коэффициент технической готовности машин и оборудования. Применение буровых коронок и штанг из современных высокопрочных сплавов позволяет достичь высокой производительности и точности бурения, снижения себестоимости на 3–10 %.

Кросс–медиа эффекты

Экономия материалов. Потребность в дополнительных объемах энергоресурсов.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимость определяется конкретными горно-геологическими, горнотехническими и эксплуатационными условиями разрабатываемого месторождения и экономической целесообразностью. Представленные методы могут использоваться как по отдельности, так и в совокупности.

Экономика

Использование большегрузной техники повышает эффективность ведения горных работ и оптимизирует затраты (за счет экономии топлива и затрат на техобслуживание), позволяет снизить себестоимость продукции и стать более конкурентоспособными на рынке, повышает безопасность на технологических дорогах. Для примера эксперты компании ООО "Комек Машинери" сравнивали, сколько экономит машина, грузоподъемностью 40 тонн по сравнению с 20- тонником – 15 центов на тонне груза за счет экономии топлива, амортизации, человеко-часов и других факторов.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства. Снижение нагрузки на экосистемы (воздух, вода, почвенный покров). Экономическая эффективность открытых и подземных горных работ. Увеличение производительности.

5.4.2. Обеспечение стабильности процесса обогащения руд цветных металлов

5.4.2.1. Переработка богатой руды дроблением с последующим разделением, сортировкой по классам крупности товарной продукции

Описание

Переработка руды дроблением с последующим разделением, сортировкой по классам крупности.

Техническое описание

Подача материала из бункера производится двумя пластинчатыми питателями, имеющими по четыре скорости вращения полотна, что позволяет дозировать загрузку дробилок и конвейерных трактов. Во избежание забивок пересыпных устройств не дробленными и смерзшимися кусками на перегрузке материала с питателей на ленточный конвейер установлены камнеотделители с решетками. Конвейеры оборудованы металлоотделителями.

Материал из бункера по системе конвейеров одной из ниток поступает на грохот, а после грохота верхний отсев на дробилку. Продукты грохочения и дробления объединяются на проходящем под ними конвейере. В зависимости от установленных параметров по правым ниткам 1-й и 2-й очереди производится дробление бокситов с крупностью до 110 мм, по левым ниткам – угля и известняка с крупностью до 40 мм, по схеме вагоноопрокидывателя № 3 обе нитки дробления с крупностью до 40 мм. Для более качественного просеивания и отделения фракций разного размера кусков сырья в полые колосники грохотов подается пар. При подаче которого происходит прогрев и самоочищение от налипающего сырья. В зимнее время предусмотрена подача пара в корпус ротора дробилки во избежание напрессовки сырья между наковальней и внутренней частью пластинчатой ленты дробящего транспортера, а также между корпусом дробилки и маховиками ротора – это способствует самоочищению от налипшего сырья.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение выбросов пыли.

Сокращение образования твердых отходов.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Снижение запыленности производственных помещений для улучшения общей экологической обстановки. Сортировка производительна, экономически выгодна в эксплуатации и экологически безопасна.

Кросс-медиа эффекты

Потребность в дополнительных объемах энергоресурсов.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо. Отсутствие разделения руд по сортам и типам при добыче и отгрузке ведет к нарушению технологического процесса и сверхнормативным потерям металлов с хвостами обогащения.

Выбор методов предварительной обработки сырья зависит от типа оборудования, технологического процесса производства, а также от типа и размера частиц исходного сырья.

Централизованная система аспирации воздуха может быть применима для новых установок, работающих с порошкообразными или пылевидными материалами, для ее реализации на существующих предприятиях потребуется серьезная модернизация.

Экономика

Дополнительные затраты на инвестиции и техническое обслуживание. Данная техника не является новой. Схема дробления и сортировки рассчитывается на этапах проектирования.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства.

5.4.2.2. Использование мельниц самоизмельчения и полусамоизмельчения для руд с высокой крепостью

Описание

Сущность процесса рудного самоизмельчения заключается в том, что куски руды крупнее 75 мм (дробящие тела) измельчаются путем соударения друг о друга в более мелкие зерна руды. На рудных мельницах самоизмельчения отношение диаметра барабана к длине – D/L ≥ 3, т. е. имеют большой диаметр (до 12,8 м) и сравнительно малую длину.

Техническое описание

Мельницы типа самоизмельчения применяют для мокрого рудного самоизмельчения руд вместо конусных дробилок для среднего и мелкого дробления, стержневых и шаровых мельниц, т. е. после крупного дробления руда измельчается до крупности флотационного обогащения.

Самоизмельчение применяется для измельчения материалов крупностью от 250–500 мм до 0,3 мм и мельче. При этом в мельницу загружается вся исходная неклассифицированная руда после крупного дробления. В некоторых случаях в мельницу загружают небольшое число шаров диаметром 100–150 мм.

Мельницы рудногалечные. Размеры рудногалечных мельниц выбираются на основе предварительных испытаний и определяются производственной мощностью предприятия, крупностью питания и измельченного продукта, а также физико-механическими свойствами измельчаемого материала.

Рудногалечные мельницы применяются на обогатительных фабриках, перерабатывающих золотосодержащие и полиметаллические руды. Для рудногалечного измельчения применяют мельницы с отношением длины барабана к его диаметру L:D = 1,5: 1.

Галю необходимой крупности получают путем грохочения руды в процессе ее дробления или из рудных мельниц.

Рудногалечное измельчение осуществляется как в открытом, так и замкнутом циклах. Рудногалечные мельницы при тонком измельчении, как правило, работают в замкнутом цикле с гидроциклонами или спиральными классификаторами.

Поскольку плотность гали ниже, чем стальных шаров, размеры рудногалечной мельницы должны быть больше, чем шаровой, при одинаковой потребляемой мощности.

Основными преимуществами рудногалечного измельчения являются хорошая избирательность, что повышает качественно-количественные показатели обогащения; полное или значительное сокращение расхода стальных шаров; простота и надежность эксплуатации мельниц; снижение себестоимости измельчения.

В процессе самоизмельчения МСИ в качестве мелющего тела используется сама руда. В процессе полусамоизмельчения (МПСИ) дополнительно задействуются вспомогательные мелющие тела (обычно – стальные шары). Мельницы МСИ/МПСИ широко используются для измельчения руд цветных металлов. Линейка этих мельниц включает в себя модели различных размеров и мощностей:

диаметром от 1,8 м до 12,8 м;

мощностью до 28 МВт;

с синхронным, асинхронным, кольцевым двигателем;

с подшипниками качения или скольжения (гидродинамические или гидростатические).

Преимущества мельниц самоизмельчения:

1. Универсальность применения. Оптимально подходят как для сухого, так и для мокрого измельчения. МСИ являются оптимальным решением для мокрого измельчения, поскольку дробление и грохочение в некоторых случаях могут быть затруднены или вовсе невозможны. Доступен широкий выбор размеров мельниц. Благодаря широкому выбору размеров МСИ могут применяться для различных типов руд.

2. Мельницы самоизмельчения (МСИ) могут выполнять процесс измельчения, равный по эффективности двум или трем стадиям дробления и грохочения, стержневой мельницы, а также полностью или частично заменяют шаровую мельницу, т.е. заменяют две стадии дробления и одну-две стадии измельчения, обеспечивая получение готового продукта для флотации (от 50 до 75 % класса -0,074 мм), при этом значительно упрощается технологическая схема фабрики.

3. Низкая стоимость капитальных и эксплуатационных затрат. Упрощение технологического процесса ведет к снижению капитальных и эксплуатационных затрат. Широкий выбор размеров мельниц и универсальность применения позволяют организовать процесс измельчения с МСИ при меньшем количестве линий, чем в традиционных системах. Это, в свою очередь, способствует снижению капитальных затрат и затрат на техническое обслуживание участка МСИ.

4. Резко снижается расход стали (шаров и стержней), а в большинстве случаев металлические дробящие тела полностью исключаются.

5. Для многих руд наблюдается снижение переизмельчения рудных и нерудных минералов.

6. Вследствие исключения металлических дробящих тел продукт самоизмельчения имеет меньшее содержание тонкодисперсного железа, что весьма важно при последующем обогащении.

7. Обеспечиваются более высокая степень раскрытия рудных минералов по сравнению с шаровым измельчением и повышение качества концентрата.

8. Эффективность благодаря автоматической работе. Автоматическая работа позволяет экономить электроэнергию, мелющую среду и снижает износ футеровки, одновременно увеличивая пропускную способность оборудования. Эффективный технологический процесс на базе программного обеспечения на всех этапах: от проектирования участка до ввода в эксплуатацию и оптимизации работы оборудования, чтобы обеспечить достижение ожидаемых результатов измельчения.

9. Инновационный привод мельницы для увеличения мощности в два раза. Привод мельницы Qd x 4TM является следующим шагом в развитии конструкции приводов мельниц, в которой для создания системы используются компоненты, соответствующие текущим производственным возможностям. Данное решение обеспечивает удвоенную приводную систему по сравнению со стандартными приводами с двумя ведущими шестернями. Технология безредукторного привода мельницы (GMD) дополнительно расширила области применения крупногабаритных МСИ и позволила произвести крупнейшую в мире мельницу ПСИ диаметром 42 дюйма при передаче мощности 28 МВт.

10. Сокращается в два раза пылевынос, т. к. руда из цеха крупного дробления поступает на мокрое самоизмельчение.

Недостатки процесса самоизмельчения: в некоторых случаях образуется избыточное число кусков "критической крупности", чтобы не снижалась производительность мельницы, необходимо выводить их из процесса, либо добавлять стальные шары для их разрушения; при изменении измельчаемости и крупности исходной руды меняется производительность мельниц самоизмельчения; рыхлые окисленные руды с низкой крепостью не могут быть измельчены до нужной крупности; мельницы самоизмельчения по сравнению с шаровыми имеют более низкую удельную производительность.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение выбросов пыли.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Сокращаются выбросы пыли, т. к. руда из цеха крупного дробления поступает на мокрое самоизмельчение. К примеру, на предприятии ТОО "KAZ Minerals Aktogay" применяется двухстадиальное измельчение до крупности 80 % -0,180мм, первичное измельчение в шаровой мельнице полусамоизмельчения в открытом цикле с выделением рудной гали и последующей второй стадией измельчения в шаровых мельницах в замкнутом цикле с гидроциклонами (поверочная классификация).

Кросс-медиа эффекты

Снижение капитальных и эксплуатационных затрат.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

Дополнительные затраты на инвестиции и техническое обслуживание.

Движущая сила внедрения

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

5.4.3. Методы очистки алюминатных растворов

5.4.3.1. Технология вывода железистых песков из бокситовой пульпы перед стадией выщелачивания

Техника предполагает технологию по переработке некондиционных бокситов. Некондиционность их обуславливается высоким содержанием примесей карбонатов, сульфатов, органики.

Описание

Техника вывода железистых песков на стадии размола боксита позволяет выделить до 60 % вредных примесей в начале технологического цикла. С железистыми песками уходит ~ 50÷60 % карбонатсодержащих примесей и 40÷50 % соединений серы и двухвалентного железа. Технологическая ценность схемы заключается в том, что балластная составляющая, содержащая огромную долю бокситовых примесей, сбрасывается в отвал раньше, чем они успеют прореагировать в щелочном растворе с образованием вредных для технологии продуктов.

Техническое описание

Содержание компонентов в некондиционных бокситах приведено в таблице 5.1.

Таблица 5.1. Содержание компонентов в некондиционных бокситах

№ п/п	Наименование	Содержание, %
№ п/п	Наименование	Al₂O₃	SiO₂	M_SiO2	F₂O₃	CO₂	SO₃	С_орг	Глин фр.	FeO
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	Красногорский боксит	43÷50	10÷13	3,8÷4,8	8÷14	2÷8	0,8÷3,0	1,0÷6,0	45	4÷7

При переработке на глинозем по технологии Байер-спекания высококарбонатных бокситов, обогащенных сульфидными соединениями, происходит потеря каустической щелочи вследствие разложения сульфидов, карбонатов железа и связывания щелочи с ионами серы и карбонатов, ухудшения качества глинозема по оксидам железа.

На сегодняшний день на АО "Алюминий Казахстана" внедрены технологические схемы, разработаны аппараты, применены приемы, позволяющие перерабатывать свыше 43 % некондиционного красногорского боксита, что позволило увеличить выпуск глинозема до 1400 тыс. тонн в год, вместо проектных 1034 тыс. тонн.

Уникальность данной разработки заключается в том, что с железистыми песками уходят сидеритные, сульфидные, пиритные, гетитные, шамозитные составляющие боксита.

По схеме выделения железистых песков на стадии мокрого размола боксита производится его загрубление, классификация полученной пульпы с последующим домолом песковой фракции и довыщелачиванием.

После разделения железистые пески промываются в реакторах колонного типа. Использование последних позволяет получить эффективную отмывку песков от щелочи и сокращение расхода воды на промывку в 3 раза. Остаточное содержание щелочи в жидкой фазе колеблется в пределах 1,5–2 г/л Na2О. Отмытый продукт, обогащенный вредными примесями, сбрасывается в отвал [39].

В результате сброса с песками ~50 % SO₃ от поступления с бокситом предупреждается образование Na₂SO₄ по реакции взаимодействия щелочи каустического раствора с соединениями серы, поступающими в систему с бокситом.

Образование оборотной соды (Na₂СО₃) за счет реакции взаимодействия карбонатов сидеритовой составляющей боксита с каустическим раствором приводит к потере каустической щелочи с одной стороны, и возникновению огромного возвратного потока по соде с другой, что нарушает щелочной баланс системы и делает невозможным компенсацию щелочи через спекание.

Достигнутые экологические выгоды

За счет сброса с песками ~40 % Fe₂O₃ от прихода с бокситом на 16 % уменьшились балластные потоки по байеровским и спекательным переделам.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

В результате сброса с песками 50–60 % СО₂ с карбонатсодержащими составляющими возникла реальная возможность поддержания щелочного баланса и увеличения производительности передела.

Кросс-медиа эффекты

Данная технология приводит к увеличению удельной нормы боксита.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна.

Движущая сила внедрения

Выполнение плана производства при снижении качества бокситового сырья. Экономия топлива и других материалов.

5.4.3.2. Применение аппаратов вертикального типа для промывки железистых песков

Описание

Разработка схемы вывода железистых песков потребовала коренных изменений на всем технологическом переделе "размол-выщелачивание". Были созданы аппараты, позволяющие выводить стабильные по составу железистые пески с минимальными потерями полезных компонентов.

Техническое описание

Использование для промывки железистых песков аппаратов вертикального типа, применение чувствительных датчиков для разгрузки песков, регулировка количества и крупности песковой фракции системой гидроциклонов обеспечили высокое качество железистых песков и минимальные потери по щелочи.

Количество вредных примесей, удаляемых с песками, определяется крупностью домола песков. По результатам экспериментов выбрана предельная крупность (–2 +1 мм), обеспечивающая концентрирование примесей серы, карбонатов, железистых минералов по фракциям (таблица 5.2).

Таблица 5.2. Распределение компонентов в песках классификации, поступающих на домол

№ п/п	Класс крупности	Выход класса	Содержание, %
№ п/п	Класс крупности	Выход класса	SO₃	CO₂	Fe₂O₃	AL₂O₃
1	2	3	4	5	6	7
1	-2 +1	22,5	0,7	3,7	25,0	44,5
2	-1 +0,63	16,8	0,55	3,5	28,0	43,6
3	-0,63 +0,15	47,2	0,48	2,9	30,0	39,0
4	-0,15	13,5	0,2	0,7	22,0	41,1

Кроме этого, указанная реконструкция мельниц привела к увеличению производительности передела на 30–40 % и позволила без ввода дополнительных мощностей увеличить его пропускную способность.

В таблице 5.3 приведены данные по ситовой характеристике и производительности мельниц до и после реконструкции узла.

Таблица 5.3. Ситовая характеристика и производительность мельниц

№ п/п	Наименование варианта	Крупность помола по содержанию фракций						Произв. по сух., %	% вывода песков от 1т боксита
		+5	+2,5	+1	+0,63	+0,25	-0,15

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	До реконструкции	1,0	1,0	8,0	6,0	14,0	70,0	100	8,0
2	После реконструкции	1,0	3,0	15,0	11,0	20,0	50,0	135	12,0

Схема вывода железистых песков со сбросом в отвал ~ 60 % примесей не только решила вопрос переработки красногорского боксита в байеровской ветви, но и позволила увеличить мощность завода по выпуску основной продукции за счет увеличения пропускной способности байеровского и спекательного переделов [40].

Достигнутые экологические выгоды

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Кросс-медиа эффекты

Данная технология приводит к увеличению удельной нормы боксита.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна.

Движущая сила внедрения

5.4.3.3. Фильтрация белого шлама для снижения рециркуляционных потоков каустической щелочи

Описание

Техника снижает количество каустической щелочи, содержащейся в жидкой фазе кека белого шлама, поступающего на участок подготовки шихты.

Техническое описание

При переработке красного шлама спеканием с бокситом операцию обескремнивания алюминатного раствора выводят в самостоятельный передел. Требуемая степень очистки алюминатных растворов от кремнезема определяется кремниевым модулем, то есть весовым отношением Al₂O₃ к SiO₂ [41].

Сущность операции обескремнивания заключается в связывании соединений кремния, присутствующих в растворах, в нерастворимое соединение Na₂O·Al₂O₃·1,75SiO₂·2H₂O, которое выпадает в осадок и называется белым шламом. Слив с трубчатых аппаратов поступает на узел автоклавного обескремнивания, после чего полученный алюминатный раствор направляется на сгущение белого шлама. Часть шлама со сгустителей поступает на фильтрацию белого шлама на фильтры ДОО-100 для разделения жидкой и твердой фазы белого шлама и перекачки твердой фазы на узел подготовки шихты, а часть на затравку в мешалки для обеспечения требуемых кремневых модулей в обескремненном растворе.

В фильтре ДОО-100 (предназначен для разделения компонентов белого шлама или содового раствора методом фильтрации) при вращении дисков под воздействием вакуума фильтрат отводится из фильтра и откачивается в емкости и насосами в мешалки.

Твердая фаза задерживается на поверхности фильтровальной ткани и сбрасывается сжатым воздухом в бункер разгрузки, где репульпируется красным шламом, поступает мешалку кека, откуда пульпа через репульпатор насосами откачивается на участок приготовления шихты.

Достигнутые экологические выгоды

За счет снижения влажности белого шлама сокращается доля жидкости – количества алюминатного раствора, увлекаемое с белым шламом, являющейся рециркуляционной (балластной) составляющей и приводящей к дополнительной нагрузке на передел спекания шихты, расходу топлива и кальцинированной соды.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

В результате снижения рециркуляционной нагрузки на передел спекания шихты повышается извлечение Na₂O и Al₂O₃ из алюминатного раствора, снижается расход кальцинированной соды и Шубаркольского угля, подаваемого на печи спекания.

Кросс-медиа эффекты

Данная технология приводит к увеличению энергопотребления при фильтрации белого шлама и расходу фильтр тканей.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна.

Движущая сила внедрения

Выполнение плана производства, увеличение извлечения полезных компонентов спекательного передела. Экономия топлива и кальцинированной соды.

5.4.3.4. Технология восстановительного спекания глиноземсодержащих шихт для вывода оксидов серы

Описание

Техника позволяет перерабатывать высокожелезистый красный шлам от выщелачивания красногорского низкокачественного боксита и доизвлекать полезные компоненты Al₂O₃ и Nа₂O из красного шлама гидрометаллургического цеха, возмещать потери каустической щелочи путем термической каустификации кальцинированной соды во вращающихся трубчатых печах.

Техническое описание

Шихта для печей спекания составляется из красного шлама, оборотной соды, белого шлама, свежей кальцинированной соды, боксито-известковой смеси и восстановителя. Применение восстановителя в шламо-известняковой шихте спекания является уникальным техническим решением, разработанным и внедренным на заводе. Технические условия – минимальное содержание летучих фракций в горючей массе восстановителя [42].

Механизм работы восстановителя заключается в следующем – в зоне спекания при температуре около 1000 °С восстановитель образует оксид углерода по одной из реакций:

2С + O₂ = 2СО

С + CO₂ = 2СО,

который восстанавливает вытесненный оксид железа:

Na₂O·Ғе₂O₃ + А1₂O₃= Na₂O·А1₂O₃ + Ғе₂O₃

затем Ғе₂O₃ + СО = 2ҒеО + CO₂

Есть еще один, кроме восстановления окиси железа, критерий нахождения оптимальной концентрации углерода в шихте – замечено, что концентрация восстановителя определяет долю нерастворимых форм сернистых соединений, образующих отвальный шлам по следующей схеме:

(SO₃)^-2+C=S⁺²+CO₂

S⁺²+Fe^-2=FeS

Появление заметной доли нерастворимых форм соединений серы, остающихся в шламе и откачиваемых на шламовое поле, не только способ очистки схемы завода от сернистых соединений, но и позитивный экологический фактор – заметная доля твердых выбросов сернистых соединений, не поступающих в дымовую трубу.

Спек – это кусковой материал с заданным химическим составом, полученный в результате спекания в трубчатых вращающихся печах, приготовленной из красного шлама ГМЦ, боксита, известняка, соды кальцинированной, угля-восстановителя. Химический состав спека, поступающего на участок гидрохимической переработки, представлен в таблице 5.4.

Таблица 5.4. Химический состав спека, %

№ п/п	Al₂O₃	Na₂0	Fe₂O₃	SiO₂	CaO	K₂O	SO₃	Cl
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	18–23	15–16.5	17.8– 9,9	13,2– 4.1	25.6– 7.5	0,59– ,72	2,0– 2.95	0.20-0.5

Модуль силикатный – 1,90-2,10;

модуль глиноземный – 1,30-1,40.

Физические свойства спека:

насыпной вес – 1,4 ÷ 1,8 т/ м³;

плотность – 1,9 ÷ 2,1 т/ м³;

крупность – до 120 мм;

температура – не более 1200 °С.

Охлажденный спек дробится до крупности не более 8-10 мм и поступает на выщелачивание. Выщелачивание проводится в трубчатых выщелачивателях по противоточной схеме крепкой технологической водой. При выщелачивании спека в жидкую фазу переходят водорастворимые соединения алюминия, натрия.

Достигнутые экологические выгоды

Применение восстановительного спекания позволило принципиально перерабатывать низкокачественное и высокожелезистое бокситовое сырье Республики Казахстана. Данная техника сократила ввод известняка на образование ферритов кальция, что позволило снизить выбросы СО₂ от разложения СаСО₃.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Увеличилось количество вращающихся печей, сократились пуски и аварийные остановки вследствие зарастания печей и простоев на сбивку нароста. Снижение оксидов серы в отходящих газах.

Кросс-медиа эффекты

Техника должна обеспечить восстановительную атмосферу во вращающейся печи для обеспечения прохождения необходимых реакций. Техника требует ведение технологического режима с выдерживанием содержания кислорода в отходящих газах на уровне 2,0–2,5 %, что негативно сказывается на содержании СО в отходящих газах.

Технические соображения, касающиеся применимости

Техника, являющаяся принципиальной для развития производства глинозема и алюминия в Республике Казахстан.

Экономика

Увеличение производства глинозема с 1,0 млн тонн/год до 1,5 млн тонн/год.

Движущая сила внедрения

Выполнение плана производства, увеличение извлечения полезных компонентов спекательного передела. Экономия всех расходных материалов, поддержание себестоимости глинозема на уровне окупаемости.

5.4.3.5. Технология поддержания оптимальной крупности затравки для улучшения показателей по крупности продукционного гидрата

Описание

Технические решения направлены на улучшение качества продукции по крупности, которая регламентируется требованием к качеству глинозема. Особенно актуальным встал вопрос в связи с переработкой Красногорского сырья.

Техническое описание

Крупность получаемого гидроксида алюминия, а соответственно, и глинозема в течение всего периода работы изменяется по периодам длительностью 30 ÷ 60 суток и с амплитудой колебаний, зависящей от различных факторов: состава растворов, температурного режима декомпозиции, затравочного отношения.

В периоды измельчения глинозем содержит мелкие фракции в количестве, превышающем допустимые значения. С переработкой Красногорского боксита амплитуда колебаний дисперсности стала еще круче, т. к. повышенное поступление органики с бокситом ускорило процессы еҰ структурного превращения в растворах до оксалатов. Оксалатная органика, высаживаясь на гидратной мелочи, препятствовала еҰ росту, способствуя тем самым удлинению периода измельчения.

Наряду со схемой выделения органики в виде оксалатов, укрупнению продукции способствовала разработанная схема регулирования крупности гидрата путем поддержания оптимальной крупности затравки. В процессе декомпозиции происходит цикличное укрупнение и измельчение гидроокиси алюминия, при этом в моменты измельчения содержание мелкого класса достигает 45 %, что приводит к браку по продукции. Разработанная схема регулирования крупности путем выдерживания постоянной скорости роста кристалла гидроксида в системе позволяет иметь ровный по дисперсному составу гидрат, отвечающий требованиям заводов-потребителей [43]. Результаты от внедрения схемы приведены на рисунке 5.2.

Рисунок 5.2. Стабилизация дисперсного состава гидрата

По данному способу регулирование размера частиц осуществляется путем поддержания в затравке оптимального грансостава. Схема стабилизации дисперсного состава гидрата защищена патентом на изобретение. Экономическая эффективность от внедрения схемы заключается в выпуске товарного глинозема требуемого дисперсного состава.

Для улучшения показателей по крупности продукционного гидрата с дополнительным выводом органической составляющей разработана эффективная схема агломерации, где в качестве затравки используется наиболее мелкая часть гидроксида, полученная тонким разделением гидрата.

Результаты по укрупнению гидрата приведены в таблице 5.6.

Таблица 5.5. Результаты по укрупнению гидрата

№ п/п	Содержание фракции (-32) мкм в затравочном гидрате, %	Процент агломерации, %	Укрупнение системы по (-32) мкм, %
1	2	3	4
1	42	23,8	7
2	60	62,7	18,4

Как следует из таблицы 5.5, тонкое разделение гидрата (содержание 32 мкм – 60 %) позволило укрупнить гидрат на 62 % отн., что в условиях наращивания мощности позволило не только сохранить, но и укрупнить продукцию, согласно требованиям потребителей.

Достигнутые экологические выгоды

Обеспечение качества продукции, снижение потребления энергии и расхода воздуха на перекачку и времени роста кристалла.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Увеличение крупности кристалла гидрата при фильтрации снижает влагу кека-гидрата, поступающего на кальцинацию во вращающихся печах, и увеличивает срок службы фильтровальной ткани. Снижение влаги приводит к уменьшению расхода мазута на прокалку гидрата.

Кросс-медиа эффекты

Не выявлены.

Технические соображения, касающиеся применимости

Техника, позволяющая соответствовать продукции согласно требованиям заказчика. Получение качества глинозема, соответствующая требованиям Г-00.

Экономика

Выдерживание контрактных обязательств всех партий глинозема – 1,5 млн тонн/год.

Движущая сила внедрения

Выполнение плана производства, контрактные обязательства. Экономия всех расходных материалов, выдерживание себестоимости глинозема на уровне окупаемости.

5.5. НДТ, направленные на снижение негативного воздействия на атмосферный воздух

5.5.1. НДТ, направленные на предотвращение неорганизованных эмиссий в атмосферный воздух

5.5.1.1. Снижение выбросов при проведении буровых работ в карьерах и шахтах

5.5.1.1.1. Позиционирование буровых станков в реальном времени c применением системы контроля параметров высокоточного бурения

Техническое описание

Комплекс буровых работ включает в себя расчет и проектирование оптимальных параметров буровзрывных работ с учетом характеристик горных пород, расстановку буровых станков, бурение скважин. Бурение взрывных скважин осуществляется как станками производства ближнего зарубежья, так и высокотехнологичными буровыми станками импортного производства Atlas Copco: DML; DM–45.

Один из реальных путей устранения рисков выбросов пыли в атмосферу заключается в использовании систем точного управления и позиционирования буровых станков. В настоящее время известно применение спутникового (GPS/Глонасс) позиционирования буровых станков в карьере для повышения точности расположения взрывных скважин и более эффективного использования взрывчатых веществ. Системы спутникового позиционирования с использованием информации о текущей глубине бурения, скорости бурения, давлении в гидросистеме позволяют получать информацию об энергоемкости бурения горного массива в различных точках скважин. Необходимую информацию бортовой компьютер бурового станка получает по радиоканалу из диспетчерского центра. Информация об энергоемкости бурения с отдельных скважин через систему спутникового позиционирования обрабатывается и суммируется в общую трехмерную карту трудности бурения для облегчения работы при расчете и закладке взрывчатых веществ в скважины. Трудность бурения на такой карте отображается разными цветами, не измеряется в конкретных единицах, а отражает относительный энергетический показатель.

После выполнения бурения выполняется передача фактических координат скважин в режиме реального времени в системы планирования горных работ и имитационного моделирования взрывов для их дальнейшего использования при обсчете параметров зарядов в скважинах и проектировании схем их коммутации.

Достигнутые экологические выгоды

Использование систем точного позиционирования и управления работой буровых станков в итоге обеспечивает:

снижение выбросов в атмосферу оксида азота N₂O₃, диоксида азота NO₂ и пыли неорганической, в том числе наиболее опасной для окружающей среды мелкодисперсной;

снижение перерасхода ВВ, дизельного топлива и бурового инструмента за счет более быстрой установки станка на место бурения очередной скважины и сокращения времени на переезды между скважинами, снижения количества скважин повторного бурения; сокращение парка буровых станков для выполнения проектного объема бурения по карьеру;

уменьшение объема образования отходов за счет снижения расхода долотьев и штанг на 1 метр бурения.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Учитывая, что бурение скважин является первоначальным этапом к подготовке взорванной горной массы, при эффективном управлении буровыми работами впоследствии достигаются следующие результаты – безопасность при массовом взрыве; качество подготовленной горной массы, выраженное в полученном гранулометрическом составе горной массы, влияющем в дальнейшем на производительность погрузочно–транспортного оборудования; снижение негативного воздействия на окружающую среду.

Данная система состоит из:

интеллектуальной панели, установленной в кабине бурового станка, служащей для отображения проекта на буровые работы;

навигационного приемного оборудования;

датчиков определения осевого давления;

датчика определения скорости вращения;

датчиков определения угла наклона скважины;

наборов датчиков определения глубины бурения;

программного обеспечения для визуализации бурения.

Установленная система высокоточного позиционирования позволяет машинисту бурового станка с точностью определить местонахождение проектной скважины (погрешность до 10 см), произвести бурение в полном соответствии с проектом на буровые работы. Принимая во внимание возможность определения фактических координат устьев скважин, угла наклона скважин, а также положения скважин на уровне проектного горизонта, инженер по буровзрывным работам в режиме трехмерного моделирования определяет фактическую линию сопротивления по подошве, минимальное расстояние между скважинами по подошве уступа, в связи с чем производится расчет массы заряда взрывчатого вещества исходя из следующих условий: строгого соблюдения проектных решений; безопасного проведения взрывных работ (снижение разлета кусков породы и т.д.); качественного дробления массива; минимизации вредного влияния на окружающую среду.

Кросс-медиа эффекты

Капитальные затраты. Потребность в дополнительных объемах энергоресурсов.

Технические соображения, касающиеся применимости

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

Экономика

В настоящее время системы точного позиционирования и управления карьерными буровыми станками в основном представлены продукцией компаний: ProVision® Drill компании Modular Mining Systems, Inc. (США), КОБУС® компании Blast Maker (Кыргызстан), mineAPS® Drill компании Wenco Mining Systems (Канада).

Широкое применение автоматизированных систем управления горнотранспортным комплексом, основанных на технологиях спутниковой навигации, обусловлено их высокой эффективностью, достигаемой за счет повышения производительности оборудования на 15–25 %, при этом срок возврата инвестиций составляет от нескольких месяцев до полутора лет.

Мировой опыт компании Modular Mining Systems, Inc. по оснащению парка буровых станков системами точного позиционирования и управления в сочетании с использованием современных компьютерных систем проектирования БВР и имитационного моделирования взрывов значительно повышает экономическую эффективность буровзрывных работ и на 15 % снижает уровень финансовых затрат на БВР. Уменьшает выход негабаритов на 0,2–0,4 %, увеличивает удельный выход горной массы с 1 п.м. скважины.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства.

Повышение производительности и эффективности использования бурового станка, оптимизация процессов БВР, экономия материальных ресурсов.

5.5.1.1.2. Внедрение методов снижения пылеобразования с применением технической воды и различных активных средств для связывания пыли

Техническое описание

Распространенными способами борьбы с пылью при работе станков механического бурения являются: мокрый метод – пылеподавление воздушно–водяной смесью; пылеподавление воздушно–эмульсионными смесями (ПАВ) и сухой метод – сухое пылеулавливание. В зависимости от условий работы и применяемого оборудования эти методы могут использоваться в разных вариантах. Но общие принципы снижения запыленности, описанные в этом разделе, применимы для всех случаев бурения на карьерах, включая использование различных буровых установок.

Основным направлением снижения пылевыделения при работе станков шарошечного бурения в настоящее время является применение мокрых способов пылеподавления и пылеулавливающих установок, так как использование воды при пылеподавлении в технологическом процессе буровых работ самый эффективный и доступный способ снижения загрязнения атмосферного воздуха.

При сухом бурении снижение запыленности происходит без использования воды. Для улавливания пыли используют оборудование, находящееся на буровой установке у устья скважины. Такое оборудование может работать в разных климатических условиях, и оно эффективно при низкой температуре. Конструкция пылеулавливающего оборудования может быть разной, и она зависит от размера буровой установки.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Воздушно-водяная смесь на ставках образуется при подаче воды в поток сжатого воздуха и распылении ее на мелкие капли. В призабойном пространстве смесь создает факел из капель, которые сталкиваются с пылевыми частицами (рисунок 5.3). Вихреобразование повышает вероятность сталкивания пылевых частиц с каплями воды. Смачивание и коагуляция пыли продолжаются при движении продуктов бурения по затрубному пространству. Шлам от устья удаляется воздушным потоком, создаваемым вентилятором, который устанавливается на станке на расстоянии 1,1–1,5 м от скважины. Частицы, смоченные водой, выпадают из потока и оседают на поверхности уступа на некотором расстоянии от устья скважины. Подача воды контролируется оператором буровой установки из кабины, и в некоторых кабинах ставят расходомер для определения оптимального расхода воды. Для повышения смачивающих свойств воды можно использовать добавки поверхностно-активных веществ (ПАВ), которые снижают поверхностное натяжение воды, улучшают ее смачивающую способность и диспергирование. Измерения показали, что это позволяет снизить концентрацию пыли на 96 %.

Рисунок 5.3. Движение воздушно-водяной смеси при мокром методе пылеподавления

Для эффективного снижения запыленности нужно, чтобы оператор следил за подачей воды. Расход воды при этом способе небольшой – обычно 0,4÷7,6 л/мин, но он зависит от типа долота, горно–геологических условий и уровня влажности буримых пород. Например, экспериментальные измерения показали, что при увеличении расхода воды с 0,8 до 2,4 л/мин происходит значительное снижение запыленности. Но после того как в том конкретном случае проведения измерений расход достиг 3,8 л/мин, возникли новые проблемы: наконечник долота стал засоряться, а буровая коронка – трудно вращать из–за того, что мокрый разрушенный материал стал слишком тяжелым для выдувания из скважины и засорять пространство между долотом и стенками скважины. Таким образом, подача слишком большого количества воды создает дополнительные проблемы, происходит снижение стойкости шарошечного долота (до 50 %) вследствие повышенного износа подшипников. Расход воды, которую нужно подавать, зависит от типа бурового инструмента и от свойств разрушаемого материала.

На основе результатов измерений и наблюдений мокрого метода бурения разработаны следующие рекомендации по его применению:

чтобы расход воды был близок к максимальному, оператор должен плавно увеличивать подачу воды до тех пор, пока не перестанет наблюдаться визуально заметный выброс пыли;

повышенная подача воды не приведет к значительному уменьшению запыленности, но скорее всего создаст эксплуатационные проблемы – ускоренное разрушение наконечника долота (при использовании трехшарошечного долота), возможное "заедание" бурового инструмента. А подача меньшего количества воды уменьшит эффективность пылеподавления;

важно увеличивать подачу воды постепенно, и с задержкой по времени (на тот период, который требуется для подъема воздушно–водяной смеси до устья скважины);

при бурении нужно непрерывно следить за расходом воды, чтобы ее подача была оптимальной для снижения запыленности, и не произошло засорение пространства между долотом, буровой штангой и скважиной;

используемая вода должна фильтроваться, чтобы грязь, содержащаяся в ней, не засорила систему мокрого пылеподавления;

при температуре воздуха меньше 0 °С во время бурения система должна подогреваться, а при длительных перерывах вода должна сливаться.

В большинстве буровых установок расположение емкости с водой вблизи двигателя и гидравлической системы оказывается достаточным для того, чтобы предотвратить замерзание во время работы, за исключением очень низкой температуры воздуха. Когда бурение не проводится, вода должна сливаться.

Бурение шпуров и скважин с промывкой водой (так называемое мокрое бурение) пока основное средство пылеподавления при буровых работах в подземных условиях. При мокром пылеподавлении вода используется для удаления разрушенной породы из скважины. Для промывки шпуров и скважин при бурении применяют два способа: осевую и боковую подачу воды. На рудниках ЮАР, Австралии, Канады, а также отечественных рудниках применяют преимущественно осевой способ.

На рисунке 5.4 показано, как вода подается через специальную водоподводящую трубку, расположенную по оси перфоратора, и затем поступает в канал буровой штанги. Выходя через отверстие в головке бура, вода омывает забой шпура и вытекает через канал скважины, унося разрушенную породу. Давление воды у перфораторов должно быть равно давлению воздуха, используемого для работы перфоратора, или на 0,5–1 ат ниже давления сжатого воздуха. Расход воды при бурении должен быть постоянным и составлять для ручных перфораторов не менее 3 л/мин. Эффективность данного способа 86- 97 % в зависимости от вида бурения и схемы расположения скважин. Исследования также показали, что закачивание в скважину тумана из капель воды и пены также снижает концентрацию пыли на 91–96 %. Но небольшое относительное снижение концентрации пыли по сравнению с традиционным мокрым бурением с использованием воды не окупает увеличение затрат при использовании данных способов.

Рисунок 5.4. Схема движения воды при мокром бурении скважин и шпуров ручными перфораторами

Сухое пылеулавливание предусматривает обычно в несколько стадий: улавливание крупной буровой мелочи, грубодисперсной и тонкодисперсной пыли (менее 10 мкм).

За время эксплуатации станков шарошечного и ударно–вращательного бурения было разработано несколько десятков одно-, двух-, трех- и четырехступенчатых пылеулавливающих установок, состоящих из узла отсоса запыленного воздуха от устья скважины (укрытия), пылеулавливающих аппаратов, вентилятора и системы воздуховодов. По принципу улавливания пыли на последней ступени очистки они подразделяются на установки с гравитационными, инерционными, поглощающими и пористыми пылеуловителями. Пылеулавливающие установки могут включать как сухие, так и мокрые пылеуловители. На рисунке 5.5 показана типичная сухая пылеулавливающая система, используемая при бурении скважин различного диаметра. Пыль попадает в воздух при продувке скважины сжатым воздухом (для удаления разрушенной породы), который подается через полые буровые трубы к буровой коронке.

При нормальной работе разрушенная порода и пыль попадают в укрытие, которое закрывает место входа буровых труб в породу. А запыленный воздух удаляется из укрытия, отсасывается и направляется в пылеуловитель. Вентиляционная система включает в себя вентилятор и рукавный фильтр, регенерация ткани в котором обычно осуществляется импульсной продувкой сжатым воздухом через определенные интервалы времени. При этом уловленная пыль сбрасывается в бункер пылеуловителя. Снижение концентрации пыли может достигать 95 % при исправном состоянии и правильном использовании.

Рисунок 5.5. Схема пылеулавливающей установки

Для предотвращения выбросов пыли необходимо обеспечить оптимальное отношение расходов воздуха – отсасываемого вентиляционной системой и сжатого, подаваемого для удаления разрушенной породы. Обычно отношение расходов отсасываемого воздуха к подаваемому сжатому составляет до 3:1. Но при работе фильтров при обычной запыленности чаще всего встречается отношение 2:1. Установлено, что наибольшее снижение концентрации пыли получается при увеличении отношения расходов с 2:1 до 3:1, а при увеличении до 4:1 концентрация пыли становится еще ниже.

Кросс-медиа эффекты

Необходимость дополнительного использования водных ресурсов.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства.

Снижение негативного влияния на окружающую среду.

5.5.1.1.3. Оснащение буровой техники средствами эффективного пылеподавления и пылеулавливания

Техническое описание

При бурении поверхностных скважин большого и среднего размера с помощью буровых установок на гусеничном ходу можно эффективно уменьшить запыленность воздуха с помощью горизонтальных полок, влияющих на движение воздуха в укрытии. Использование таких полок может позволить снизить запыленность у любой большой буровой установки, минимальный размер укрытия которой не меньше 1,2 на 1,2 м. Полки шириной 15 см устанавливают в укрытии по периметру ограждения. Они предназначены для уменьшения выноса пыли из укрытия во время работы буровой установки.

Достигнутые экологические выгоды

Оснащение буровой техники средствами эффективного пылеподавления и пылеулавливания позволяет снизить выбросы в атмосферу пыли неорганической, в том числе наиболее опасной для окружающей среды мелкодисперсной.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

При бурении и использовании обычного ограждения воздух движется в нем так, как показано на рисунке 5.6 слева, и он определяется движением продувочного воздуха и влиянием вытяжки. Продувочный воздух движется вверх от отверстия скважины через среднюю часть ограждения (на уровне полок), сохраняя направление движения вдоль буровой трубы к нижней поверхности буровой платформы. У нижней поверхности буровой платформы за счет эффекта Коанда (струя текущей жидкости или газа склонны "прилипать" к поверхности, с которой они встретились). Струя загрязненного воздуха выходит из скважины, движется вверх до площадки буровой платформы, расходится в стороны веером по нижней стороне площадки буровой платформы и по достижении ее краев движется вниз вдоль стенок ограждения. Все это движение происходит при большой скорости. Вынос пыли из укрытия в месте его контакта с поверхностью уступа происходит при столкновении потока воздуха с ней и последующего вытекания из укрытия через зазор между ограждением и землей.

Рисунок 5.6. Модель движения воздушно–пылевой смеси в укрытии при использовании полок

Полка шириной 15 см, установленная по периметру ограждения, нарушает описанный выше характер движения воздуха. Она перенаправляет поток воздуха к центру укрытия так, что поток загрязненного воздуха не сталкивается с поверхностью земли (рисунок 5.6, справа). Такое изменение направления движения загрязненного воздуха уменьшает его вытекание из-под укрытия наружу.

Полки, установленные на буровой установке при проведении испытаний, сделаны из полос конвейерной ленты шириной 15 см, и закреплены болтами на металлических уголках размером 5 см. Эти уголки прикреплены болтами к ограждению укрытия по его периметру. Для полной герметизации внутреннего пространства добавлена дверца (кусок резины), закрывающая отверстие для доступа к внутреннему пространству извне. Полки установлены примерно посередине (по вертикали) между верхней частью ограждения и поверхностью земли. Измерения в производственных условиях во время работы буровой установки показали, что при использовании данного способа концентрация пыли уменьшается на 66–81 %.

Кросс-медиа эффекты

Выгрузка уловленной пыли из пылеуловителя дает до 40 % от всей запыленности техники.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

Трудозатраты на изготовление и установку полок ограждения.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства. Снижение выбросов неорганической пыли.

5.5.1.2. Снижение выбросов при проведении взрывных работ на карьерах

Описание

Методы, техники или их совокупность для предотвращения неорганизованных выбросов при проведении взрывных работ.

Массовый взрыв на разрезе (карьере) является мощным периодическим источником выброса в атмосферу большого количества пыли и газов. Вредные примеси выделяются в атмосферу в виде пылегазового облака. Часть вредных газов (около одной трети) остается во взорванной горной массе и затем выделяется в атмосферу, загрязняя район взорванного блока и прилегающие к нему участки. Выделившаяся пыль, выпадая из пылегазового облака, оседает на уступах, площадях около разреза (карьера) и в близлежащих поселках, являясь в дальнейшем источником пыления.

Техническое описание

Интенсивность пылегазообразования при ведении взрывных работ на карьерах и шахтах зависит от многих факторов, к основным из которых следует отнести физико–механические свойства горных пород и их обводненность, ассортимент применяемых ВВ, типы используемых забоечных материалов, методы взрывания (на подобранный откос уступа или в зажатой среде), время производства массового взрыва, метеоусловия на момент массового взрыва и др.

Большое влияние на выбор способов и средств пылеулавливания и пылеподавления оказывают свойства пыли: плотность частиц, их дисперсность, адгезионные свойства, сыпучесть пыли, смачиваемость, абразивность, гигроскопичность и растворимость частиц, электрические и электромагнитные свойства, способность пыли к самовозгоранию и образованию взрывоопасных смесей с воздухом.

Сокращение пылегазовыделения при взрывных работах осуществляется за счет технологических, организационных и инженерно–технических мероприятий.

К технологическим мероприятиям относятся:

уменьшение количества взрывов путем укрупнения взрывных блоков;

использование в качестве ВВ простейших и эмульсионных составов с нулевым или близким к нему кислородным балансом;

частичное взрывание на "подпорную стенку" в зажиме.

К организационным мероприятиям относятся:

внедрение компьютерных технологий моделирования и проектирования рациональных параметров буровзрывных работ;

проведение взрывных работ в оптимальный временной период с учетом метеоусловий;

использование рациональных типов забоечных материалов, конструкций скважинных зарядов и схем инициирования.

Инженерно–техническими мероприятиями являются:

орошение взрываемого блока и зоны выпадения пыли из пылегазового облака водой, пылесмачивающими добавками и экологически безопасными реагентами;

применение установок локализации пыли и пылегазового облака;

применение технологий гидрообеспыливания (гидрозабойка взрывных скважин и шпуров, укладка над скважинами емкостей с водой);

проветривание горных выработок;

использование зарядных машин с датчиками контроля подачи взрывчатых веществ;

использование естественной обводненности горных пород и взрываемых скважин;

использование неэлектрических систем инициирования для ведения взрывных работ в подземных условиях.

Достигнутые экологические выгоды

Использование перечисленных техник как по отдельности, так и в совокупности позволяет достигнуть значительного снижения выбросов в атмосферу пыли неорганической и уменьшить объемы выбросов оксида азота N₂O₃, диоксида азота NO₂ и оксида углерода СО, снизить перерасход ВВ, дизельного топлива и бурового инструмента, уменьшить объем образования отходов.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

К технологическим мероприятиям относят способы управления действием взрыва. Высокая интенсивность пылегазообразования при взрывных работах обусловлена тем, что энергия ВВ, как правило, расходуется нерационально. При обычном взрывании лишь 6-7 % потенциальной энергии ВВ расходуется на отрыв и дробление горной массы. Отмечается сильное проявление бризантного действия ВВ, сопровождающееся глубоким дисперсионным изменением больших по размерам зон разрушаемого массива, которые являются мощными очагами пылеобразования. Недоиспользование энергии взрыва сопровождается неполным сгоранием ВВ и, как следствие, образованием большого объема газов. Сущность управления действием взрыва сводится к увеличению используемой доли потенциальной энергии взрыва ВВ. Эта цель достигается увеличением времени действия на массив и направлением сил взрыва на выполнение полезной работы. К этим мероприятиям относят:

1. Уменьшение количества взрывов путем укрупнения взрывных блоков, например, за счет взрывания высоких уступов (от 30 м и более), что способствует уменьшению в 1,25 раза высоты пылегазового облака и уменьшению образования оксидов азота. Впервые взрывание высоких уступов в зажатой среде в условиях железорудных карьеров Кривбасса было осуществлено па ЦГОКе и ЮГОКе. Впоследствии оно было внедрено и на других горно-обогатительных комбинатах бассейна. Переход на взрывание высоких уступов, как показала практика расконсервации юго-западного борта карьера "Мурунтау", ведет к уменьшению на 15–20 % количества окислов азота, выбрасываемых в атмосферу. Увеличение в этом случае степени полезного использования энергии взрыва способствует уменьшению зоны переизмельчения (пластических деформаций) и, как следствие, снижению высоты пылегазового облака, т. е. количества выбрасываемой пыли. Высота подъема пылегазового облака зафиксирована в 1,2 раза меньшей по сравнению с методом взрывания 10–15-метровыми уступами. Концентрация пыли в атмосфере карьера при взрывании 10–15-метровыми уступами составила 3300 мг/м³, а при взрывании тех же пород 20–30-метровыми уступами – снизилась в 1,3–1,4 раза.

2. Применение взрывчатых веществ с нулевым или близким к нему кислородным балансом (граммонит, игданит и др.), что будет способствовать уменьшению (до 2-9 раз) количества образующихся вредных газов при взрывах в любых горнотехнических условиях. В частности, экспериментальными замерами установлено, что при взрывании простейших (игданит и т.п.) и эмульсионных взрывчатых веществ происходит значительно меньшее загрязнение окружающей среды, чем при взрывании промышленных тротилосодержащих ВВ. Так, например, при взрыве 1 кг гранулотола в атмосферу карьера выделяется порядка 200 л, а при взрыве 1 кг граммонита 79/21 – порядка 100–140 л ядовитых газов в пересчете на условную окись углерода. Аналогичным образом объем ядовитых газов при взрывании простейших и эмульсионных ВВ оказывается значительно меньшим и составляет 30–50 л/кг.

3. Взрывание на неубранную горную массу, т. е. на подпорную стенку из ранее разрушенной горной массы. При взрывании в зажатой среде процесс трещинообразования происходит более равномерно по всему массиву, так как трещины, расположенные вблизи заряда, полностью не раскрываются и практически не препятствуют распространению поля напряжений к удаленным точкам.

Ширина подпорной стенки должна быть не менее 20 м. При ширине подпорной стенки до 20–30 м резко сокращается или вообще не образуется вторичное пылегазовое облако (отсутствие пылевыделения со стороны развала) и на 2–3 ч после взрыва на нижней отметке взорванного уступа сокращается время снижения концентрации СО до предельно допустимого уровня.

Таблица 5.6. Влияние подпорной стенки на показатели взрывания пород

№ п/п	Крепость пород, f	Ширина подпорной, м	Ширина развала, м	Процентное содержание фракций с размером куска, мм
№ п/п	Крепость пород, f	Ширина подпорной, м	Ширина развала, м	<200	201–400	400> 400
1	2	3	4	5	6	7
1	13–15	0	35–40	66,0	13,3	20,7
2	13–15	15–20	17–19,5	70,5	19,8	9,7
3	12–14	20–30	6–15	72,1	18,3	9,6
4	10–12	30–35	0–5	75,3	16,5	8,2

В условиях одного самых крупных в мире золоторудных карьеров "Мурунтау" были проведены экспериментальные взрывы по установлению влияния условий взрывания (в зажатой среде и на свободную поверхность уступа) на объем пылегазового облака. Для фиксации процесса формирования облака во времени была использована скоростная киносъемка.

Взрываемые породы были представлены кварцево-слюдистыми сланцами крепостью f=9–10. Половина блока взрывалась на подобранный забой, другая часть – подпор из ранее взорванной горной массы. Объем экспериментального блока составил 115 тыс. м³, сетка скважин – 7х7 м, средняя высота уступа – 10,5 м, перебур – 2 м, в качестве ВВ применялся гранулит С–6М. Схема взрывания – диагональная с интервалом замедления между рядами 35 мс.

Расшифровка данных кинограмм показала, что формирование пылегазового облака на участке блока с подобранным забоем уступа закончилась к 5–й секунде. При этом формирование облака наблюдается не только за счет выбросов из верхней части площадки уступа, но и за счет взметывания пыли с нижнего горизонта под действием газов взрыва, прорвавшихся из откоса уступа и формирования развала из пород бокового откоса уступа. Высота подъема пылегазового облака в этом случае составила 320 м, его объем – 3.8 млн м³. На участке взрываемого блока в зажатой среде формирование облака закончилось за 3 с, высота его подъема была равна 280 м, а объем – 2.6 млн м³. Снижение объема пылегазового облака произошло за счет отсутствия выбросов пыли из боковой поверхности уступа, а также падений кусков породы на его нижнюю площадку.

При взрывании в зажатой среде уступов различной высоты данными скоростной киносъемки установлено отсутствие пылеобразования, как правило, в направлении формирования развала взорванных пород, что снижает объем пылегазового облака на 30–35 %.

Экспериментальными замерами установлено, что концентрация пылевидных частиц в момент массового взрыва изменяется во времени следующим образом: в начальный момент взрыва на карьере достигает значений – 2500 мг/м³, через 30 мин – 850 мг/м³. Содержание пылевых частиц размером до 1,4 мкм на расстоянии до 100 м от взрываемого блока составляет 56 %, а размером более 60 мкм – только 2,3 %. На расстоянии 500 м от взрываемого блока содержание частиц пыли до 1,4 мкм составляет более 84 %, а частиц крупнее 60 мкм – 0,3 %. Это обусловлено тем, что под действием сил гравитации крупные фракции из облака осаждаются на поверхность уступа в более ближней от места взрыва зоне [30].

Организационные мероприятия включают:

1. Внедрение компьютерных технологий моделирования и проектирования рациональных параметров буровзрывных работ. Данные программные комплексы позволяют решать следующие задачи:

проектирование буровзрывных работ, включающее в себя расчет необходимых параметров БВР (массы скважинного заряда, конструкции заряда, расстояния между скважинами в ряду и радами скважин и т. д.);

прогнозировать траекторию разлета и развала горной массы;

прогнозировать гранулометрический состав взорванной горной массы при проектировании, сравнивать с фактическим результатом, и производить дальнейшую корректировку параметров БВР;

прогнозировать скорость смещения грунта в основании охраняемых объектов;

производить отслеживание смещения пород при производстве взрывных работ на карьерах.

2. Перенос времени взрыва на период максимальной ветровой активности, что способствует сокращению времени проветривания карьеров на 15–20 %. Практика показывает, что производство массового взрыва в карьере предпочтительно производить в период максимальной ветровой активности. Для условий карьера "Мурунтау" этот период приходится на временной промежуток между 12–13 часами дня. Однако по технологическим условиям, ограничениям и производственной необходимости время выполнения взрывных работ в карьере назначено на 16 часов. В связи с этим использование только этого резерва должно уменьшить по предварительным подсчетам запыленность атмосферы карьера после производства массовых взрывов в среднем на 15–20 %. Рассеивание же пылегазового облака при этом нужно осуществлять вентиляционными установками, создающими свободные водовоздушные струи, которые обеспечивают интенсификацию процесса газовыделения с одновременным подавлением пыли.

3. Использование забоечного материала с минимальным удельным пылеобразованием (например, замена шламов хвостохранилищ, буровой мелочи и т. п. на мелкую щебенку или песчаноглинистую забойку, что способствует сокращению пылевыделения). Использование инертной забойки скважин не менее 16 %. Добавка различных нейтрализаторов в забоечный материал. К ним относится известь-пушонка и неочищенная соль, обеспечивающие снижение образования ядовитых газов.

Инженерно-технические мероприятия включают:

1. Для связывания пылевидных частиц предлагается производить обработку поверхности взрываемого блока химическими реагентами (спиртовая барда, растворы поверхностно–активных веществ и др.) и орошение зоны выпадания пыли из пылегазового облака водой или пылесмачивающими добавками из расчета 10 л воды на 1 м² площади орошения [44]. В этом случае на поверхности блока образовывается "корка" толщиной 20–30 мм, которая коагулирует пылевидные частицы и тем самым предотвращает их попадание в атмосферу при взрыве. Эти данные подтверждаются данными киносъемок и замерами концентрации пыли после производства взрывов на карьере "Мурунтау". В частности, уменьшается на 25–30 % выброс пыли в атмосферу карьера, на 15–20 % снижается высота подъема пылегазового облака. Зону орошения рекомендуется устраивать на расстоянии 50–60 м от границы взрываемого блока. Более точно расстояние от границы взрываемого блока (м), на котором выделяется пыль за счет взметывания ударной волной, находится расчетным способом. Кроме орошения водой взрываемый блок и прилегающие к нему участки покрывают пеной с использованием пеногенераторов. Толщина слоя пены на горизонтальных поверхностях составляет около 1 м на откосах 0,4– 0,6 м [45].

2. Подавление пыли, выделившейся в атмосферу карьера с пылегазовым облаком, можно осуществить с помощью гидрозавес, создаваемых вентиляторами-оросителями, дальнеструйных установок, установками импульсного дождевания и другими установками пылеподавления [44]. Этот способ заключается в том, что в воздушную струю, создаваемую установками искусственного проветривания, вводится вода, которая воздушным потоком разбивается на мелкие капли. При этом создается как бы объемный фильтр, в котором мелкие капли воды, соударяясь с витающими в воздухе пылинками, утяжеляют последние и падают вместе с ними на взорванную горную массу или площадки и откосы карьера. Воздушное пространство обрабатывают до взрыва, в момент и после взрыва. Эксперименты в промышленных условиях показали, что благодаря предварительной обработке воздуха над местом массового взрыва образуется зона инверсии, которая препятствует выходу пылегазового облака за пределы карьера. При последующей работе вентиляторов-оросителей в течение 35–40 мин возможно полностью устранить опасное загрязнение пылью. Эффективность пылеподавления при использовании достигает 70–80 % [31].

Наряду с орошением осуществляется местное искусственное проветривание участков, прилегающих к взорванному блоку, что позволяет помимо пыли снизить концентрацию вредных газов, скопившихся в застойных зонах. Сокращение времени проветривания взорванных блоков возможно при интенсификации процесса газовыделения из развала горной массы. Для этого следует осуществить полив горной массы через 1–2 ч после взрыва с расходом 50 л/м³ (кроме руд и пород с примесью глинистых частиц). Полив горной массы позволяет интенсифицировать процесс газовыделения на 25–40 % [45].

Пылеподавление взвешенной в атмосфере горных выработок пыли осуществляют путем орошения водой и растворами с использованием различных технических средств: вентиляторов-оросителей, гидроионаторов, передвижных оросительных установок на пневмо- и рельсовом ходу. Также пылеподавление в рудничной атмосфере шахты можно осуществить использованием генератора водяного тумана для снижения запыленности в забое при проведении взрывных работ. Использование такого способа показано на рисунке 5.7. Для работы генератора тумана используют сжатый воздух и воду, пропуская их через сопло. Форсунка устанавливается на расстоянии около 30 м от забоя, и подача тумана начинается перед взрывом, а прекращается через 20–30 минут после взрыва. Данный способ позволяет достаточно эффективно снижать концентрацию пыли в подземных условиях.

Рисунок 5.7. Генератор тумана, используемый для снижения пыли в забое

Другой способ уменьшения запыленности при проведении подземных взрывов, который стал использоваться позднее других – фильтрация загрязненного воздуха, удаляемого вентиляцией (рисунок 5.8).

Рисунок 5.8. Воздухоочистительная установка, размещенная на сопряжении у устья выработки по ходу вентиляционной струи

Одна из таких вентиляционных установок, используемых на подземном руднике в ЮАР, включает в себя противоаэрозольный фильтр (для улавливания пыли) и слой сорбента из вермикулита, обработанного карбонатом натрия и калия (для улавливания соединений азота).

На рисунке 5.9 показан другой метод. Фильтры располагаются вне вентиляционной системы на расстоянии 30 м от груди забоя и форсунка распыляет воду на них (направление распыления совпадает с направлением движения воздуха). Эти фильтры используются только во время взрыва, и диаметр воздуховода, в котором они располагаются, примерно в 2 раза больше диаметра вентиляционной трубы системы. Сравнительно недавно для тех же целей стали использовать сухие фильтры.

Рисунок 5.9. Воздухоочистительная установка, размещенная в забое выработки

Применение водяной забойки (гидрозабойки) включает три ее разновидности: внешнюю, внутреннюю и комбинированную.

1. Процесс выполнения внешней гидрозабойки включает размещение над устьями скважин полиэтиленовых рукавов с водой диаметром 900 мм и более. Толщина полиэтиленовой пленки должна быть не менее 0,1 мм. Наполнение рукавов водой осуществляется с помощью поливочной машины, оборудованной гидронасосом. Высота слоя воды в уложенном рукаве составляет 200–230 мм. Каждая емкость взрывается специальным зарядом на несколько миллисекунд раньше основного заряда. При расходе воды 0,001–0,0015 м³/м³ горной массы концентрация пыли в пылегазовом облаке сокращается на 20–30 %, а количество образующихся окислов азота уменьшается в 1,5–2 раза.

2. Внутренняя гидрозабойка скважин представляет собой полиэтиленовый рукав, диаметр которого на 15 мм больше, чем диаметр скважины и длиной на всю ее неактивную часть. Такая конструкция позволяет снизить боковые напряжения на полиэтиленовый рукав. Толщина полиэтиленовой пленки должна быть не менее 0,2 мм. Для большей надежности следует применять полиэтиленовую пленку толщиной до 0,4 мм. Расход воды 0,0009–0,001 м³/м³ горной массы. Внутренняя водяная забойка шпуров осуществляется помещением в них специальных ампул, наполненных водой или гелем. При подземной добыче использование таких емкостей уменьшает концентрацию пыли на 40–60 %.

3. Комбинированная гидрозабойка представляет объединение внешней и внутренней гидрозабойки скважин.

Эффективность гидрообеспыливания при взрыве заряда массой до 300 кг с помощью внешней гидрозабойки – 53 % (удельный расход воды 1,38 кг/м³ горной массы), внутренней – 84,7 % (удельный расход воды 0,78 кг/м³), комбинированной – 89,4 % (удельный расход воды 1,04 кг/м³). При взрыве зарядов массой 450–620 кг эффективность внутренней гидрозабойки составляет 50,4 % (расход воды 0,46 кг/м³) [45].

Сокращение пылевыделення в процессе взрыва возможно также за счет применения гидрогеля для внутренней гидрозабойки скважин. Гидрогель включает аммиачную селитру – 4 %, жидкое стекло – 8 %; синтетические жирные кислоты – 2 %, воду – 86 %. Для получения гидрогеля используется специальная установка. С целью повышения эффективности пылегазоподавления, снижения стоимости гидрогеля и предотвращения взаимодействия его с ВВ в состав гидрогеля вводятся добавки минеральных солей, смыленных синтетических жирных кислот и парафина. Гидрогель изготавливают на специальном заправочном пункте или непосредственно в баках машины, предназначенной для заполнения скважин гидрогелем. Заправочный пункт – это стационарное сооружение, состоящее из двух бункеров с дозаторами и устройствами для подачи воды и гелеобразующих компонентов. Эффективность гидрогелевой забойки при ее высоте 2–4 м достигает 34–54 %.

В зимний период следует применять в качестве гидрозабойки водные растворы солей NаС1 и СаСI₂. В таблице 5.7 приведены рекомендации по расходу данных солей.

Таблица 5.7. Расход солей для гидрозабойки при отрицательных температурах воздуха

№ п/п	Соль	Количество соли (г) на 1 кг воды, для температур, ⁰С
№ п/п	Соль	–5	–10	–15	–20	–25	–30	–40	–50
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	NaCl	84	160	230	390	–	–	–	–
2	CaCl₂	100	170	220	271	310	340	380	415

Применение гидрозабойки затруднено в период отрицательных температур. В этих условиях возможно в качестве забоечного материала использовать снежно-ледяную забойку.

Наиболее распространенный способ уменьшения концентрации пыли и газов в шахтах при проведении взрывных работ – их рассеивание и удаление вентиляционной струей или разубоживание в рудничной атмосфере. При производстве подземных горных работ и выдаче воздуха вентиляционным стволом на частицах пыли конденсируется влага, что способствует при движении газопылевого потока укрупнению частиц пыли и ее осаждению. Особенно сильно такое обеспыливание происходит при снижении температуры воздуха, когда на частицах пыли происходит конденсация паров воды с дальнейшей их коагуляцией и осаждением в центробежном циклоне. В процессе прохождения струи воздуха на подъем по стволу температура воздуха снижается на 0,9 °C при каждых 100 м. Соответственно, относительная влажность растет, в стволе возникает точка росы, и влага (каплями и туманом), захватывая пыль, копулирует ее. Увеличиваясь в массе, аэрозоль выпадает в зумпф, откуда по системе водоотлива удаляется из рудника. Таким образом наибольшим пылеочистным эффектом будет обладать глубокий ствол или шурф при высокой скорости воздуха и высоком влагосодержании воздуха (содержании как водяных паров, так и капельножидкой влаги). Пыль целиком локализуется внутри общешахтного пространства. Объясняется этот процесс адиабатическим расширением объема воздуха при выходе из глубины на дневную поверхность.

В настоящее время для механизации и оптимизации взрывных работ широко применятся смесительно-зарядные машины, предназначенные для раздельной транспортировки к местам производства взрывных работ невзрывчатых компонентов (эмульсии, аммиачной селитры, дизельного топлива и газогенерирующей добавки, загружаемых на заводе изготовления эмульсии или на стационарном пункте), изготовления из них в месте производства взрывов (карьеры, стройплощадки) промышленных ВВ и механизированного заряжания ими сухих и обводненных скважин диаметром не менее 90 мм при температуре окружающей среды от –40 °С до +40 °С. Технология заряжания для СЗМ выглядит следующим образом. После опускания зарядного шланга в скважину включаются насосы, дозирующие эмульсию и газогенерирующую добавку, перемешивание которых осуществляется при прохождении через статический смеситель. Далее поток через барабан шлангоизвлекателя направляется по зарядному шлангу в скважину. При этом для снижения сопротивления перемещению ЭВВ по зарядному шлангу после статического смесителя перед входом в барабан в тракт подачи при помощи насоса впрыскивается раствор водяного орошения (или горячая вода), выполняющий роль смазки. Для обеспечения сплошности колонки заряда необходимо синхронизировать производительность эмульсионного насоса, подающего ЭВВ в скважину, и скорость подъема зарядного шланга. При изготовлении в СЗМ смесевых ЭВВ в шнек, дозирующий аммиачную селитру, при помощи насоса через форсунки подается дизельное топливо, после чего АСДТ (смесь аммиачной селитры с дизельным топливом) в смесительном шнеке перемешивается с эмульсией, вышедшей из статического смесителя. Смесь АСДТ закачивается при помощи насоса в скважину по зарядному шлангу "под столб воды", либо подается в нее сверху при помощи подающего шнека.

На рынке присутствуют СЗМ различного типа, изготовленные как зарубежными компаниями ("Дино Нобель", ЕТI, МSI), так и российскими производителями (КНИИМ, НИПИГОРМАШ, ЗАО "Нитро Сибирь" и Белгородский завод сельскохозяйственного машиностроения). Эти машины работают на предприятиях АО "ССГПО", угольных разрезах центрального и южного Кузбасса, в карьерах ОАО "Ураласбест", ОАО "Апатит", ГУП "Якутуголь", на Лебединском, Качканарском, Ковдорском ГОКах и других горных предприятиях.

Еще одна из техник состоит в применении системы устройств и методов передачи неэлектрического инициирующего импульса от первичного инициатора через ударно-волновую трубку к промежуточному неэлектрическому детонатору. Неэлектрические системы инициирования в сравнении с традиционными обусловлены более высокой надежностью, безопасностью и позволяют создавать схемы короткозамедленного взрывания зарядов с высокими возможностями управления энергией взрыва.

Несмотря на то, что настоящая техника не имеет прямого экологического эффекта, она является наилучшей доступной технологией ведения горных работ и обеспечивает стабильную и надежную работу, снижая тем самым риск возникновения нештатных и аварийных ситуаций, последствия которых самым неблагоприятным способом сказываются на окружающей среде [31].

Технические соображения, касающиеся применимости

Значительная часть техник общеприменима, внедрена и широко применяется практически на всех горнодобывающих предприятиях Казахстана. Могут использоваться как по отдельности, так и в совокупности. Масштабность и эффективность способов борьбы с пылевыделением связана с обеспечением ритмичной поставки необходимых жидкостей и химических реагентов на объект, а также наличием механизированных средств обработки поверхности взрываемых блоков.

Гидрообеспыливание не применимо для процессов, в которых используются руды/концентраты, содержащие достаточное количество естественной влаги, чтобы предотвратить пылеобразование. Применение также ограничено в период отрицательных температур.

Пылеподавление растворами ПАВ, полимерными веществами, эмульсиями и другими химическими реагентами, создающими на поверхности материала корку, определяется экономической целесообразностью.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае. Большая часть техник не требует существенных капитальных вложений и носит организационный характер.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства. Снижение выбросов неорганической пыли.

5.5.1.3. Технические решения для предотвращения и/или снижения неорганизованных выбросов при транспортировке, погрузочно-разгрузочных операциях

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, погрузки и разгрузки горной массы;

взвеси дорожной пыли, поднимаемой при эксплуатации транспортных средств;

газы при работе автотранспортных средств и тяговых средств железнодорожного транспорта с двигателями внутреннего сгорания.

Погрузочно-разгрузочные работы сопровождаются значительным выделением пыли. Максимальное количество пыли выделяется при работе экскаваторов, несколько меньшее – бульдозеров.

Автотранспорт при транспортировке горной массы поднимает большое количество пыли. Автомобильные дороги на карьерах, использующих автотранспорт, занимают одно из первых мест в балансе пылевыделения по всем источникам выделения пыли в карьере. На их долю приходится 70–90 % всей выделяемой пыли.

Образование пыли при конвейерной доставке обусловливается сдуванием пыли с транспортных поверхностей самого конвейера, в местах перегрузки с одного конвейера на другой, либо при загрузке конвейера.

При комбинированном транспорте причины запыленности и загазованности связаны с каждым из видов транспорта, входящим в комбинацию и, кроме того, с большим количеством выделяемой пыли в пунктах перегрузки с одного вида транспорта на другой. При всех видах карьерного транспорта большое количество пыли выделяется в местах разгрузки горной массы и при ее складировании.

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

оборудование эффективными системами пылеулавливания, вытяжным и фильтрующим оборудованием для предотвращения выбросов пыли в местах разгрузки, перегрузки, транспортировки и обработки пылящих материалов;

применение предварительного увлажнения горной массы, орошение технической водой, искусственное проветривание экскаваторных забоев;

применение стационарных и передвижных гидромониторно-насосных установок на колесном и рельсовом ходу;

применение различных оросительных устройств для разбрызгивания воды в зоне стрелы и черпания ковша экскаватора;

организация процесса перевалки пылеобразующих материалов;

пылеподавление автомобильных дорог путем полива технической водой;

применение различных поверхностно-активных веществ для связывания пыли в процессе пылеподавления забоев и карьерных автодорог;

укрытие железнодорожных вагонов и кузовов автотранспорта;

применение устройства и установки для выравнивания и уплотнения верхнего слоя грузов при транспортировке в железнодорожных вагонах и др.;

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

применение различных видов и типов конвейерного и пневматического транспорта для перевозки горной массы;

проведение замеров дымности и токсичности автотранспорта и контрольно-регулировочных работ топливной аппаратуры;

применение каталитических технологий очистки выхлопных газов ДВС.

Достигнутые экологические выгоды

Использование перечисленных техник позволяет достигнуть значительного снижения выбросов в атмосферу пыли неорганической и уменьшить объемы выбросов оксидов азота NO_X и оксида углерода СО.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Для предупреждения пылевыделения на автодорогах и подавления пыли применяют следующие способы: орошение дорог водой, растворами гигроскопических солей; обработку поверхности дорог различными эмульсиями. Пылеподавление водой является одним из наиболее распространенных мероприятий по снижению пылевой нагрузки на горнодобывающих предприятиях. Эффективность пылеподавления водой оросителями в зависимости от ветроустойчивости покрытия достигает до 95 %.

Обработка карьерных автодорог пылеподавляющими веществами заключается в подготовке полотна дороги и поверхностной его обработке. Бульдозером или автогрейдером производится уборка просыпей горной массы и выравнивание полотна дороги. Затем рыхлителями разрушается верхний укатанный слой покрытия на глубину 4–5 см. После этого обрабатывается пылеподавляющим веществом, которое наносится из перфорированной трубы поливочной машины самотеком во избежание образования в воздухе аэрозоля этого вещества. Расход пылеподавляющего вещества при первичной обработке 2,0–5,0 л/м², при последующих обработках – 1,2–2,5 л/м². Наиболее часто для полива автодорог используются поливочные машины на базе БелАЗ, КамАЗ. Забор воды на пылеподавление осуществляется из зумпфов-отстойников, находящихся внутри разреза и временного зумпфа-накопителя, расположенного на поверхности.

Мокрый способ рекомендуется применять в теплое время года с помощью поливомоечных машин, работающих в режиме мойки. На участках постоянных технологических автодорог со значительным водопритоком рекомендуется использовать стационарный оросительный водопровод с автоматическим управлением электрозадвижками подачи воды.

Сухой способ очистки дорог применяется в районах ограничения применения воды и в холодный период года. Очистка производится легкими или средними бульдозерами, автогрейдерами, универсальными фрезерными погрузчиками или снегопогрузчиками с лаповыми питателями. Уборку пыли на автодорогах с жесткими и промерзшими покрытиями рекомендуется производить подметально-уборочными машинами.

В зимнее время при отсутствии обычного снега возможно снижение запыленности с использованием искусственного снега, образуемого с помощью снегогенераторов. Пылеподавление искусственным снегом может осуществляться как путем воздействия на взвешенную в воздухе пыль, так и путем экранирования разрыхленной горной массы посредством покрытия ее снегом перед экскавацией и погрузкой. Применение такой установки снижает запыленность воздуха в рабочей зоне экскаватора типа ЭКГ-8И на 96,5 %.

Для уменьшения пылеобразования на автодорогах с твердым покрытием необходимо своевременно убирать просыпи горной массы дороги, а также производить ее очистку от грязи, используя для этого поливочные и уборочные машины с металлическими щетками.

Для борьбы с пылеобразованием при использовании железнодорожного транспорта применяют закрепление поверхности транспортируемой горной массы пылесвязующими материалами, укрытие пленкой, а также увлажнение водой поверхностного слоя транспортируемого материала.

Переход на конвейерный транспорт позволит снизить неорганизованные выбросы перегрузочных пунктов, уменьшив их количество или вообще исключив, количество одновременно работающей погрузочной техники, количество технологических поездов и эксплуатационные затраты на транспортировку горной массы. Применение данной технологии может позволить:

снизить эксплуатационные затраты при транспортировке 1 т горной массы на 1 км более чем на 25 %;

сократить себестоимость рудного концентрата на 18 %;

увеличить объемы перевозимой горной массы при снижении количества единиц техники;

сократить объемы образования отходов (вскрыши) на 50 %;

сократить объемы выбросов пыли на 33 %.

При конвейерном транспорте для предотвращения сдувания пыли воздушными потоками с поверхности транспортируемого материала применяют различные укрытия конвейеров, которые полностью закрывают рабочую и холостую ветви конвейера. Сокращение пылевыделения с холостой ветви конвейера осуществляют путем очистки ленты от налипшего материала. Пункты перегрузки с конвейера на конвейер оборудуют аспирационными укрытиями.

Одним из эффективных способов предупреждения пылевыделений при транспортировке конвейерным транспортом является увлажнение сыпучих материалов до оптимальной влажности. Повысить эффективность орошения и увлажнения можно за счет применения растворов поверхностно-активных веществ (ПАВ), например, 0,025 %-ного раствора смачивателя "Прогресс", 0,3 %-ного раствора полиакриламида, 0,5 %-ного раствора ДБ и др. Увлажнение материалов до оптимальной влажности позволяет в десятки раз уменьшить интенсивность пылевыделения и предотвратить срыв пыли с поверхности транспортируемого материала даже при значительной относительной скорости воздушного потока (до 6,5 м/с).

Почти на всех карьерах для снижения пылеобразования при погрузочно-разгрузочных работах применяется гидроорошение. Для этой цели используются гидроустановки на железнодорожной платформе, шасси автосамосвалов. Установка на базе самосвала с цистерной емкостью 24–25 м³ обеспечивает орошение навала горной массы на забоях трех экскаваторов. В гидроустановках используются водометные стволы различной конструкции, гидромониторы, а также пожарные стволы. В некоторых случаях в качестве водометного устройства используется агрегаты типа ДДН, применяемые в сельскохозяйственной дождевальной машине. При использовании гидромониторов с насадкой 25 мм, подключенных к водопроводной сети под давлением 4–8 ат, запыленность снижается в 5–6 раз. При использовании пожарного насоса типа ПН-25 с пожарным стволом дальность струи достигает 50–60 м, а расход воды в пределах 95–140 м³/ч. При разгрузке горной массы, укладке в отвал пылеобразование можно снизить увлажнением водой с использованием передвижных или стационарных установок.

Для предупреждения пылевыделения при ведении экскаваторных работ увлажнение разрыхленной горной массы в развале осуществляется в основном путем ее орошения с использованием передвижных стационарных оросительных установок. Увлажнение горной массы в развале с одновременной ее дегазацией после взрыва возможно с использованием передвижных вентиляционно-оросительных установок. При этом наряду со снижением пылеобразования эта схема позволяет в 3–4 раза сократить время простоя оборудования после проведения массового взрыва. Увлажнение горной массы в экскаваторных забоях карьеров осуществляется с использованием передвижных гидромониторно-насосных установок на колесном и рельсовом ходу. При применении на карьере железнодорожного транспорта используют гидропоезд с 5–6 цистернами общей вместимостью 250–300 м³ воды. Они оборудованы двумя оросительными установками типа ДДН-70 или ДДН-50 производительностью 300 м³/ч каждая и дальнобойностью струи 50–70 м. Ствол гидромонитора ГМН поворачивается на 360 ⁰ в горизонтальной плоскости и на 120 ⁰в вертикальной. Для изменения параметров водяных струй гидромониторов предусмотрены сменные насадки диаметром от 40 до 60 мм. На карьерах, использующих автотранспорт, применяются оросительные гидромониторные установки на базе автосамосвалов различной грузоподъемности. Например, увлажнение путем поверхностного орошения с помощью поливооросительных машин, оборудованных гидромонитором, например, автомобилей БелАЗ-7648 (емкостью 32 м³). До 25 % экскавируемой горной массы в летний период подлежит орошению водой. Радиус разбрызгивания струи воды – 60 м. Снижение загрязнения атмосферного воздуха пылью до 10 г/т добываемой горной массы. Емкостью служит герметизированный кузов автосамосвала; действие насоса, подающего воду к гидромонитору, осуществляется с использованием приспособления отбора мощности. Забой орошается в большей степени в его верхней части; нижняя часть увлажняется за счет стока воды к подошве забоя. Средства орошения следует располагать на верхней или нижней площадке уступа с учетом направления ветра относительно забоя и экскаватора в удобном для размещения месте или непосредственно на спланированном с помощью бульдозера уступе. Заправку поливооросительных автомобилей водой предусматривается частично производить из зумпфов-отстойников карьерных вод, расположенных в выработанном пространстве и временного зумпфа-накопителя, расположенного на поверхности [45].

Увлажнение горной массы при перегрузке ее и погрузке на складах осуществляется, как правило, с использованием стационарных оросительных установок. Для этого на территории склада имеются емкости для воды, установлены стационарно насосы, сеть трубопроводов и гидромониторы. Для снижения вредного влияния на окружающую среду открытые склады могут быть оборудованы защитными противопылевыми оградами.

Для снижения загрязнения атмосферы выхлопными газами автомобилей используются: нейтрализация выхлопных газов термокаталитическим окислением, использование нетоксичных или малотоксичных антидетонирующих добавок к топливу, а для дизельных двигателей антидымных присадок, магнитная обработка топлива.

Магнитная обработка автомобильного топлива позволяет снизить токсичность выхлопных газов до 50 %.

Значительное снижение токсичности отработавших газов можно при использовании нейтрализаторов различных конструкций. При каталитической нейтрализации выхлопных газов окись углерода переходит в двуокись, углеводороды окисляются до воды и двуокиси углерода, окись азота восстанавливается до молекулярного азота.

Химические реакции протекают следующим образом:

2CO + O₂ = 2CO₂

C_xH_y + O₂ → CO₂ + H₂O

2NO + 2CO = N₂ + 2CO₂

Наиболее эффективным является использование платиновых катализаторов. Они позволяют обезвредить выхлопные газы от токсичных веществ на 96–98 %. Каталитические нейтрализаторы обеспечивают эффективность очистки окиси углерода до 75 %, углеводородов – до 70 % и альдегидов – до 80 % при температуре отработавших газов выше 300 ^оС.

Регулировку топливной аппаратуры двигателей внутреннего сгорания для обеспечения наиболее полного сжигания топлива следует осуществлять систематически. Ежесменно при выходе автомобилей на линию требуется контролировать содержание токсичных примесей в отработавших газах и в случае отклонения от установленных нормативов проводить регулировку.

Присадка к топливам обеспечивает их более полное сгорание и уменьшение содержания в отработавших газах токсичных компонентов. Например, установлено, что применение присадки типа ИХП к топливу, используемому в дизельных двигателях, позволяет уменьшить дымность вдвое. Применение для дизельных двигателей топливно-водяных эмульсий, содержащих 15–20 % воды, также значительно уменьшает содержание вредностей в отработавших газах [46].

Кросс-медиа эффекты

Потребность в дополнительных объемах ресурсов и материалов.

Наличие систем нейтрализации отработавших газов снижает мощность двигателя.

Технические соображения, касающиеся применимости

Представленные методы (конструктивные и технические решения) применимы при технической возможности и экономической целесообразности, могут использоваться как по отдельности, так и в совокупности.

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна.

В 2020 году на Михайловском ГОКе открыли уникальный дробильно-конвейерный комплекс. Производительность комплекса – 15 миллионов тонн руды в год, инвестиции в проект – 6 млрд рублей. В 2022 году "Металлоинвест" ввел в эксплуатацию комплекс циклично-поточной технологии (ЦПТ) на Лебединском горно-обогатительном комбинате. На реализацию инвестпроекта стоимостью около 14 млрд рублей потребовалось почти 5 лет.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства. Снижение выбросов неорганической пыли и выхлопных газов.

5.5.1.4. Техники, направленные на сокращение и (или) предотвращение неорганизованных выбросов при хранении руд и продуктов их переработки

5.5.1.4.1. Укрепление откосов ограждающих дамб хвостохранилищ с использованием скального грунта, грубодробленой пустой породы

Описание

Применение скального грунта, грубодробленой пустой породы при укреплении откосов ограждающих дамб хвостохранилищ, с целью сокращения площади пылящей поверхности.

Техническое описание

При строительстве и реконструкции хвостохранилищ, образующих каскады из двух и более отсеков, ограждающие дамбы, как правило, должны отсыпаться и наращиваться из крупнообломочных грунтов или скальной горной массы с устройством противофильтрационных элементов в виде вертикального ядра или наклонного экрана по верховому откосу. Наращивание дамб таких хвостохранилищ должно производиться только в сторону низового откоса, особенно в районах с продолжительным периодом среднесуточных температур ниже -5^оС. При отсутствии скальной вскрыши наращивание высоты дамб в каскаде может производиться только в сторону низового откоса совместно с наращиванием экрана. Отсеки, образующие каскад, должны иметь резервные объемы, достаточные для размещения селевого потока, образующегося при разрушении дамбы вышележащего отсека, или иметь аварийный водосброс (канал), обеспечивающий пропуск и отведение селевого потока в безопасное место, как это предусмотрено действующими строительными нормами и правилами.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов пыли с хвостохранилищ.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

В 2020 году Северный горно-обогатительный комбинат провел работы по консервации пылящих карт хвостохранилища. Для снижения пыления новых карт хвостохранилища на предприятии применили технологию скального пригруза. В качестве "подушки" использовали отходы производства – хвосты. Для покрытия вторым слоем – скальную породу. По подсчетам экологической службы комбината, полуметровый слой щебня будет прочно удерживать свыше семи тонн пыли в год на сухой поверхности. Также реализовали мероприятие по засыпке скальными породами отработанных карт хвостохранилища.

Кросс-медиа эффекты

Сведения отсутствуют.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов пыли с хвостохранилищ. Экологическое законодательство.

5.5.1.4.2. Устройство лесозащитной полосы по границе земельного отвода вдоль отвалов рыхлой вскрыши (посадка деревьев)

Описание

Наибольшими пылезащитными свойствами обладают древесные формы растений. Эффективность пылезащитных свойств у разных древесных пород различна и зависит от строения дерева, его ветрозащитной способности.

Техническое описание

Ветрозащитная эффективность полос зависит от их строения, конструкции, высоты, ширины, формы поперечного сечения и степени ажурности. Наибольшую дальность защитного действия (50-60 высот деревьев) имеют полосы зеленых насаждений при продуваемой конструкции (с просветами внизу). За полосами ажурной конструкции (оптимальная ажурность составляет 30-40 %) эти зоны несколько меньше (45-50 высот). Полосы непродуваемой конструкции (плотные сверху донизу) отличаются наименьшим ветрозащитным действием (35-40 высот).

Полоса деревьев высотой 10 м, расположенных в 5 рядов, способна ослабить скорость ветра вдвое, причем на расстоянии 60 м.

Лучше всего задерживают пыль деревья с шершавыми, морщинистыми, складчатыми, покрытиями волосками, липкими листьями. Шершавые листья и листья, покрытые тончайшими ворсинками (сирень, черемуха, бузина) лучше удерживают пыль, чем гладкие (клен, ясень, бирючина). Листья с войлочным опушением по пылезадержанию мало отличаются от листьев с морщинистой поверхностью, но они плохо очищаются дождем. Клейкие листья в начале вегетации имеют высокие пылезадерживающие свойства, но утрачивают их. У хвойных пород на единицу веса хвои оседает в 1,5 раза больше пыли, чем на единицу веса листьев, и пылезащитные свойства сохраняются круглый год. Зная пылезащитные свойства растений, варьируя размеры озеленяемой территории, подбирая породы и необходимую густоту посадок, можно добиться наибольшего пылезащитного эффекта. Дожди, освобождая насаждения и воздушный бассейн от пыли, смывают ее на поверхность земли. Количество пыли в воздухе изменяется в зависимости от влажности воздуха и скорости ветров.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение пыления отвалов вскрышной породы.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Снижение пыления отвалов до 55 г пыли/т горной массы, поступающей в отвал.

Кросс-медиа эффекты

Сведения отсутствуют.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо с учетом естественной среды обитания.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Сокращение пыления отвалов вскрышной породы. Требования экологического законодательства.

5.5.1.4.3. Использование ветровых экранов

Описание

Система ветрозащитных экранов является модульной, состоит из ограниченного числа элементов, применяется для сокращения пыления.

Техническое описание

Ветровой барьер представляет собой специальную сеть из синтетического материала, натянутую вокруг потенциального источника пыли. Благодаря ячеистой структуре ветровой барьер снижает скорость проходящих через него потоков воздуха на 75 % и более. Это значительно сокращает количество воздушной пыли. При этом окружать весь штабель ветровым барьером не требуется, достаточно установить его в направлении наиболее частого и постоянного ветра. Ветровой барьер устойчив к сильным ветрам, ультрафиолету.

Ограждение для защиты от ветра и пыли контролирует и изменяет направление потоков ветра за счет уменьшения скорости ветра и турбулентности на площадках. При столкновении ветра со стеной механическая энергия воздушного потока снижается, вследствие чего уменьшается скорость ветра. В то же время уменьшается сила и размер крупных вихревых потоков

Рисунок 5.10. Использование ветровых экранов

Жесткая конструкция формирует новые потоки воздуха с меньшей скоростью и интенсивностью, что позволяет значительно снизить рассеивание пыли как на площадке, так и за ее пределами [47].

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение пыления хвостохранилища.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Снижение выбросов (пыления) при использовании ветровой защиты составляет 65–80 %.

В США для пылеподавления используют ветровые экраны "Dust TAMER™ Wind Screen Systems".

Кросс-медиа эффекты

Сведения отсутствуют.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов пыли с хвостохранилищ. Экологическое законодательство.

5.5.1.4.4. Методы сокращения выбросов загрязняющих веществ при хранении и складировании товаров (грузов)

НДТ при хранении и складировании товаров (грузов) включают следующие мероприятия:

1) крытое хранение непылящих материалов, таких как концентраты, флюсы, твердое топливо, сыпучие материалы, кокс и вторичные материалы, которые содержат водорастворимые органические соединения;

2) герметичная упаковка пылеобразующих материалов или вторичных материалов, содержащих водорастворимые органические соединения;

3) крытые отсеки для хранения материала, который был гранулирован или агломерирован;

4) надежные системы обнаружения утечек и индикация уровня резервуара с сигнализацией для предотвращения переполнения;

5) хранение реактивных материалов в двухслойных резервуарах или резервуарах, помещенных в химически стойкие бункеры той же емкости, и использование хранилищ, которые являются непроницаемыми и устойчивыми к хранящемуся материалу;

6) использование защитных покрытий инертного газа для хранения материалов, которые реагируют с воздухом;

7) регулярная очистка зоны хранения и, при необходимости, увлажнение водой;

8) расположение продольной оси штабеля параллельно преобладающему направлению ветра в случае наружного хранения, формирование одного штабеля вместо нескольких, где это возможно, в случае наружного хранения;

9) защитная посадка, ограждения ветров или подветренные крепления для снижения скорости ветра в случае наружного хранения;

10) использование масляных и твердых перехватчиков для дренажа открытых кладов. Использование бетонных зон, которые имеют бордюры или другие устройства для удержания, хранения материала, который может выделять нефть, например, стружку;

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

Достигнутые экологические выгоды

Предотвращение неконтролируемых выбросов пыли, металлов и других соединений.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

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

Обычно на заводах для хранения концентратов широко применяют одноэтажные прямоугольные склады с шириной 24–30 м и с центральной железнодорожной разгрузочной эстакадой. Склад разделен на отсеки длиной 18 м. Каждый отсек предназначен для хранения определенного материала и имеет емкость 950–1300 м³. Обогреваемое днище в отсеках позволяет отогревать смерзшиеся концентраты.

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

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

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

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

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 ограничивается или откладывается в зависимости от погодных условий.

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.

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 %.

В 2021 году на территории Среднеуральского медеплавильного завода (предприятие металлургического комплекса УГМК) был установлен пневмокаркасный ангар для хранения медного концентрата с функцией автоматической подкачки воздуха с интеллектуальной системой контроля. Необходимость установки надувного ангара обосновывалась необходимостью дополнительных мест хранения концентратов, в период проведения капитального ремонта в медеплавильном цеху.

Кросс-медиа эффекты

Потребность в дополнительных объемах энергоресурсов при:

эксплуатации вентиляционных систем пылегазоулавливания;

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

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

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

В 2007–2008 гг. 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 емкость складских помещений в 20 000 тонн. Максимальная производительность склада – 50000 т/год.

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

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

Экономически выгодно, но требует индивидуального подхода.

Апробировано, нашло применение в странах ОЭСР.

Движущая сила внедрения

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

Экономия сырья, возврат уловленных частиц в технологический цикл производства.

5.5.1.4.5. Методы снижения выбросов при транспортировке материалов, используемых при производстве алюминия

НДТ при транспортировке материалов, используемых на производстве алюминия, включают следующие мероприятия:

1) покрытые конвейеры для обработки непыляющих твердых материалов, подходящие контейнеры для обработки гранулированных материалов;

2) извлечение пыли из точек подачи, силосных вентиляционных отверстий, систем пневматической передачи и точек транспортировки конвейера и подключение к системе фильтрации (для пылеобразующих материалов);

3) минимизация транспортных расстояний, уменьшение высоты падения конвейерных лент, механических лопат или захватов;

4) минимизация скорости спуска или свободного падения материалов, регулировка скорости открытых ленточных конвейеров (<3.5 м/с);

5) размещение транспортировочных конвейеров и трубопроводов в безопасные открытые участки над землей для быстрого обнаружения утечек, а также предотвращение повреждения транспортных средств и другого оборудования.

Достигнутые экологические выгоды

Предотвращение неорганизованных выбросов пыли, металлов и других соединений.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

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

Кросс-медиа эффекты

Потребность в дополнительных объемах энергоресурсов при:

эксплуатации вентиляционных систем пылегазоулавливания;

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

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

Нет данных

Движущая сила внедрения

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

5.5.2. НДТ, направленные на предотвращение организованных эмиссий в атмосферный воздух

5.5.2.1. Применение современных методов очистки выбросов от пыли

Применение современных методов очистки выбросов от пыли предусматривает:

применение камер гравитационного осаждения для удаления крупных частиц (>20 мкм) на этапе предварительной очистки дымовых газов;

применение циклонов на этапе предварительной очистки дымовых газов для удаления абразивных частиц, позволяющее увеличить срок эксплуатации другого газоочистного оборудования;

применение мокрых пылеуловителей (скрубберы Вентури; насадочный скруббер) для удаления твердых пылевых частиц на поверхность жидкости под действием инерции;

применение электрофильтров (сухие и мокрые). Сухие для удаления твердых частиц путем встряхивания и последующего удаления пыли, мокрые – очистки в условиях высокой влажности. Пыль смывается орошающей водой;

применение рукавных фильтров для удаления мелких и ультрамелких частиц;

применение гибридных рукавных фильтров (электрофильтр+рукавный фильтр) для глубокой очистки от пыли;

применение мокрых газоочистителей для одновременного улавливания SОx и пыли.

Минимальный размер частиц, удаляемых оросительными колоннами, составляет >10 мкм, динамическими и коллизионными очистителями – >2,5 мкм, скрубберами Вентури – >0,5 мкм.

применение фильтров с импульсной очисткой [48].

применение керамических и металлических мелкоячеистых фильтров для удаления мелкодисперсных частиц.

5.5.2.2. Рукавные фильтры (как опция с нанесением свежего глинозема для улавливания фтористого водорода и возврата в процесс)

Описание

Среди множества видов пылеулавливающего оборудования широкое применение благодаря эффективности очистки и универсальным характеристикам получили рукавные фильтры. Основным достоинством рукавных фильтров является высокое качество очистки газа от пыли.

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

Рукавные фильтры являются самым экологически чистым и эффективным пылеулавливающим оборудованием.

Для очистки электролизных газов от фтористых соединений и пыли применяется система "сухой" очистки газов глиноземом в реакторах и рукавных фильтрах. Отходящие от электролизеров газы поступают из коллектора, проходят через модули реактор – рукавный фильтр, где очищаются от фтористого водорода и пыли и вентиляторами выбрасываются в атмосферу. Перед каждым фильтром в поток загрязненного газа дозируется свежий (первичный) глинозем. Адсорбция фтористого водорода происходит как в реакторе, так и в фильтрующем слое глинозема на рукавах фильтра. Загрязненный газ с глиноземом и пылью с помощью распределительного устройства, установленного на входе в фильтр, равномерно подается на все рукава. Глинозем с адсорбированными фторидами и пылью образуют на рукавах фильтра фильтрующий слой, в котором происходят адсорбция и пылеулавливание. Пыль с рукавов удаляется импульсной продувкой при помощи сжатого воздуха. Воздух подается с помощью электромагнитных клапанов. Импульсы задаются программирующей электронной системой. Уловленные глинозем и пыль собираются в бункере фильтра. Очищенный газ направляется в коллектор чистого газа и удаляется в атмосферу через трубы. Отработанный (фторированный) глинозем направляют в электролизеры. Степень улавливания фтористых соединений и электролизной пыли в установках сухой очистки газов составляет ≤ 99 % [49].

Техническое описание

В процессе производства и работы технологического оборудования часто возникают сложности с образованием пыли. Данная проблема не обошла стороной металлургические предприятии.

Принцип работы рукавных фильтров основан на прохождении грязного воздуха через поры нетканного фильтрующего материала. Запыленный воздух по газоходу через входной патрубок попадает в камеру грязного газа и проходит через поверхность фильтровальных рукавов. Пыль оседает на фильтрующем материале, а очищенный воздух попадает в камеру чистого газа и затем удаляется из фильтра. По мере накопления пыли на поверхности фильтрующего материала возрастает сопротивление движению воздуха и снижается пропускная способность фильтровальных рукавов. Для очистки рукавов от уловленной пыли осуществляется их регенерация сжатым воздухом или вибровстряхиванием в зависимости от метода регенерации рукавного фильтра. Сброшенная с рукавов пыль попадает в бункер накопитель и через устройство выгрузки удаляется.

Наибольшее распространение в промышленности получили рукавные фильтры. Конструктивно гибкая фильтрующая перегородка выполняется в виде рукава, поэтому и фильтры с гибкими фильтрующими перегородками получили название "рукавные".

В них применяют фильтровальные материалы двух видов: ткани и нетканые материалы, изготовляемые из различных природных и синтетических волокон.

На металлургических заводах для фильтрации запыленных газов применяют в основном ткани и нетканые материалы из натуральных волокон (шерсть), смеси шерсти с синтетическим волокном (капроном), из синтетических волокон – полиакрилонитрильных (нитрон), полиэфирных (лавсан), повышенной термостойкости (оксалон, фенилон), из стеклянных волокон с кремнийорганическим покрытием.

Рукавные фильтры изготавливают в виде листов, картриджей или рукавов (наиболее распространенный тип).

На практике применение рукавных фильтров связано с использованием больших площадей фильтрации, что объясняется необходимостью предотвращения недопустимого падения давления на фильтре, которое может привести к выходу из строя корпуса фильтра и, соответственно, неорганизованному выбросу пыли.

Рукавные фильтры большей частью имеют рукава диаметром 100–300 мм. Длина рукава обычно составляет 2,4–3,5 м. Фильтровальные ткани для изготовления рукавов выбирают в зависимости от характеристик газа и содержания в нем пыли.

По форме корпуса рукавные фильтры могут быть прямоугольными и реже круглыми и овальными. В настоящее время наиболее распространенными типами рукавных фильтров являются: ФРКИ, ФРКН, ФРО, ФРОС, ФРКДИ, ФРУ, УРФМ, СМЦ, РФГ-УМС, Г4-БФМ и др.

На эффективность процесса фильтрации (особенно для частиц размером менее 1 мкм) значительно влияет электрическая заряженность частиц: наличие разноименных зарядов на частицах повышает эффективность фильтрации. Этот эффект слабее при повышенном влагосодержании (до 70 %) и высоких скоростях газопылевого потока (до 6 м/мин).

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.

Основные блоки и принципиальная схема конструкции рукавных фильтров состоит из следующих элементов:

камера грязного газа;

камера чистого газа;

корпус рукавного фильтра;

монтажная плита (разделительная плита между чистой и грязной камерой);

фильтровальные рукава;

система регенерации с ресиверами, пневмоклапанами, продувочными трубами;

бункер с устройством выгрузки уловленной пыли и опорами;

система автоматики управления.

Рисунок 5.11. Конструкция рукавного фильтра

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.

Рукавные фильтры для аспирации принадлежат к пылеулавливающим приборам "сухого" вида, у этих фильтров более высокая результативность чем у электрических фильтров или оборудования для мокрого очищения газов. На финальном этапе после функционирования этих приборов запыленность составляет не более 10 мг/м³. Также существуют фильтры с еще более низкой остаточной запыленностью – до 1 мг/м³. В дополнение к рукавным фильтрам идут очищающие рукава, созданные из материалов для фильтрации. Их можно использовать при температурном показателе до +260 °C [50].

Преимущества и недостатки рукавных фильтров.

Благодаря универсальности своей конструкции, а также широкой опциональности рукавные фильтры имеют массу преимуществ и нашли широкое применение в различных отраслях. Одним из достоинств является то, что они легко встраиваются в технологическую линию, могут быть адаптированы под условия стесненных габаритов. Среди пылеуловителей сухого типа рукавные фильтры имеют наиболее высокую степень очистки – до 99 %. Имеют сравнительно низкие эксплуатационные затраты, которые ограничиваются регламентной заменой фильтрующих рукавов один раз в 2–3 года (данный срок зависит от агрессивности среды, температуры и влажности) и периодической заменой пневмоклапанов. Рукавные фильтры могут так же эффективно функционировать в условиях суровой зимы с температурой наружного воздуха до -60 °C, как и в отапливаемом помещении, что можно отнести это к безусловным достоинствам.

При этом существуют и недостатки рукавных фильтров. Один из них – это необходимость подвода сжатого воздуха, к которому имеются особые требования. Например, для больших фильтров, обеспечивающих фильтрацию 150–200 тыс. м³/ч загрязненного газа, необходима подача сжатого воздуха в объеме 4000 л/мин. Для некоторых фильтров необходимо применение рукавов из мета-арамида, стекловолокна, полиимида и других дорогих материалов, от правильности подбора которых зависит срок их жизни. Ошибки в подборе фильтрующего материала влекут за собой значительное увеличение стоимости эксплуатации всего оборудования. Фильтровальный материал рукавов подбирается исходя из особенностей фильтруемой среды, свойств и дисперсности пыли. Основные материалы, используемые в рукавных фильтрах: полиэстер (PE), мета-арамид (AR), полиимид (P84), стекловолокно (FG), политетрафторэтилен (PTFE), полиакрилонитрил (PAN), полифениленсульфид (PPS) и другие [51].

Сравнение фильтров по эффективности очистки

Для выбора оптимального типа фильтров необходимо учитывать следующие факторы:

является ли конечной целью процесса фильтрования получение только ценного фильтрата или осадка, либо одновременное получение и того и другого;

свойства фильтруемого вещества и получаемого осадка;

прочие условия производственного процесса.

Так фильтры непрерывного действия оптимально работают в коротких циклах фильтрования. Промывка и разгрузка осадка осуществляются автоматически. Скорость, с которой протекает процесс в таких устройствах, намного выше по сравнению с фильтрами периодического действия. Фильтры непрерывного действия оптимальны к использованию, если состав суспензии постоянен и масштабы производства относительно велики.

Фильтры периодического действия используются для работ на длинных циклах фильтрования. Причина состоит в том, что частое повторение второстепенных операций значительно снижает их производительность. Такие фильтры широко распространены на небольших производствах и для работы с трудноотделяемыми осадками.

Следует отметить, что для большинства производств, наиболее оптимальным решением являются фильтры непрерывного действия несмотря на свою высокую стоимость.

К наиболее распространенным видам фильтров периодического действия относится фильтр-пресс. Такие устройства оптимальны в случаях, когда необходимо получить обезвоженный осадок.

Нутч-фильтры открытого типа, как правило, используются для отделения кристаллических веществ, если есть необходимость получить тщательно промытый осадок. Применение нутч-фильтров закрытого типа осуществляется ограничено по причине небольшой фильтрующей поверхности.

Рукавные фильтры используются, как правило, для получения ценного фильтрата и непригодны для получения обезвоженных осадков. Конфигурация фильтров с круглыми элементами более удобна, чем с прямоугольными.

Рукавные фильтры нельзя использовать для очистки газов, так как они горячие и химически агрессивные. К тому же такие фильтры довольно быстро загрязняются, а что еще хуже – быстро разрушаются. Именно по этим причинам в ряде случаев предпочитают применять электрическую очистку газов.

Рукавные фильтры качественно очищают газы от тонкой дисперсной пыли и пыли, которая трудно поддается увлажнению (сажа и окись цинка). Тем не менее, такие фильтры не могут очищать газы от химически агрессивных газов, влажной и липкой пыли.

Таблица 5.8. Сравнение фильтров по эффективности очистки

№ п/п	Тип аппаратов	Размер отделяемых частиц пыли, мкм	Степень очистки, %
1	2	3	4
1	Пылеосадительные камеры	≥100	40 – 60
2	Жалюзийные золоуловители	≥25	60 – 75
3	Циклоны: конические	≥15	≤90
4	Циклоны: батарейные	≥15	≥95
5	Рукавные фильтры	≥2	≥99,5
6	Висциновые фильтры	≥10	≥99
7	Мокрые скрубберы	≥0,1	90 – 99
8	Электрофильтры	≥0,005	≤99,5

Мониторинг

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

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

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

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

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

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

Необходимо отслеживать перепад давления для контроля механизма очистки.

Наиболее важным и ответственным элементом совмещенной системы газоудаления ДСП являются пылеуловители – рукавные фильтры, обеспечивающие очистку от пыли выбросов до концентраций не более 10– 20 мг/м³. Примером длительной, высокоэффективной работы рукавного фильтра с импульсной регенерацией в электросталеплавильном производстве является фильтр ФРИР-7000, введенный в эксплуатацию в 1989 г. в ЭСПЦ-2 ОАО "Днепроспецсталь" за 50-тонной ДСП в составе комплексной системы улавливания и очистки пылегазовыделений электропечи. В течение 20 лет фильтр обеспечивает очистку выбросов до пылесодержания не более 10– 20 мг/м³. Газоочистки с фильтрами ФРИР-5600, ФРИР-4000, ФРИР4600, ФРИР-1120х2 сооружены и эксплуатируются на Серовском, Аксуском, Запорожском, Челябинском (ЧЭМК) заводах.

Рукавные фильтры широко применяются в странах северной и южной Америки, Европы, Африки, Азии, Австралии. К примеру, в России внедрены на предприятиях ООО "Сибэлкон", ЗАО "Кондор-Эко", ПАО "Гайский ГОК" с эффективностью очистки от пыли до 95 %.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов пыли. Удаление твердых частиц размером до 2,5 мкм и других соединений.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Удаления определенных газообразных загрязняющих веществ возможно в случае сочетания их с системами, расположенными после пылеуловительной камеры с рукавными фильтрами и связанными с внесением дополнительных материалов, в том числе с адсорбцией и сухим вдуванием извести/бикарбоната натрия. При использовании рукавных фильтров отсутствует необходимость очистки шламов и сточных вод. Производительность зависит от типа применяемого оборудования для очистки и может находиться в пределах 99– 99,9 %.

Кросс-медиа эффекты

Фильтровальную ткань, если ее регенерация невозможна, следует заменять через каждые 2–4 года (срок службы зависит от различных факторов). Падение давления, которое следует компенсировать за счет подкачки, приводит 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. Потребление электрической энергии увеличивается с повышением эффективности пылеулавливания. Расход фильтрующих материалов.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Снижение выбросов в окружающую среду. Экономия сырья, если пыль может быть возвращена в процесс. Требования экологического законодательства. Экономия ресурсов.

5.5.2.3. Циклоны

Описание

Циклоны находят самое широкое применение для сухой очистки воздуха от всех видов пыли ввиду простоты их конструкций, эксплуатационной надежности и экономичности. Пылеуловитель циклон очищает дымовоздушные массы от взвешенных пылевых твердых частиц и причисляется циклон пылеуловитель к аппаратам инерционного типа. Характерны пылеуловители "циклоны" своей высокой надежностью.

Техническое описание

Принцип работы циклонов основан на действии центробежной инерционной сепарации, подразумевающей повышение эффективности пылеулавливания сухим способом и сохранение мелкодисперсных фракций продукта. Загрязненный газ попадает в пылеуловитель через патрубок верхней части устройства. Внутри аппарата под действием центробежной силы поток газов расслаивается, твердые частицы отбрасываются к стенкам цилиндра и под действием силы тяжести опускаются в камеру-пылесборник. Очищенный газ покидает пылеуловитель через выпускной патрубок.

Эффективность работы пылеуловителя циклона напрямую зависит от геометрических размеров аппарата. Чем меньше диаметр имеет циклон пылеуловитель и уже патрубок ввода, тем выше качество очистки.

Пылеуловители циклоны по своим эксплуатационным характеристикам во многом превосходят пылеуловители иных типов. Конструктивная простота данного устройства обуславливает надежность, простоту монтажа. Удобный доступ к элементам устройства облегчает процесс обслуживания. Стоит отметить высокую производительность очистки газов и большой эксплуатационный ресурс. Пылеуловитель циклонного типа может использоваться для агрессивных, высокотемпературных газов.

Пылеуловители циклоны получили широкое применение в строительной, химической, деревообрабатывающей, металлургической промышленности [53].

Циклоны обеспечивают очистку газов эффективностью 80–95 % от частиц пыли размером более 10 мкм. В основном их рекомендуется использовать для предварительной очистки газов и устанавливать перед высокоэффективными аппаратами (например, фильтрами или электрофильтрами). В ряде случаев достигаемая эффективность циклонов оказывается достаточной для выброса газов или воздуха в атмосферу. Запыленный воздух входит в корпус циклона со скоростью до 20 м/с, совершая вращательное движение в кольцевом пространстве между стенкой корпуса и внутренней трубой, перемещаясь далее в коническую часть корпуса. Под действием центробежной силы пылевые частицы, перемещаясь радиально, прижимаются к стенкам корпуса. Воздух, освобожденный от пыли, выходит наружу через внутреннюю трубу, а пыль поступает в сборный бункер. В зависимости от производительности циклоны можно устанавливать по одному (одиночные циклоны) или объединять в группы из двух, четырех, шести или восьми циклонов (групповые циклоны).

При подборе типоразмера циклона учитывается, что с увеличением диаметра циклона степень очистки воздуха уменьшается. Циклоны с диаметром менее 800 мм не рекомендуется применять для улавливания абразивной пыли.

Материал для изготовления циклонов при температуре окружающей среды до 40 °С – углеродистая сталь, при температуре ниже 40°С – низколигированные стали.

Таблица 5.9. Основные параметры циклонов ЦН-11, ЦН-15, ЦН-24

№ п/п

Допустимая запыленность газа, г/м³:

1	2	3
1	Для слабослипающейся пыли	не более 1000
2	Для среднеслипающейся пыли	250
3	Температура очищаемого газа, °С	Не более 400
4	Максимальное давление (разрежение), кгс/м2 (кПа)	500 (5)
5	Коэффициент гидравлического сопротивления циклонов:
6	Для одиночных циклонов	147
7	Для групповых циклонов:
8	С "улиткой"	175
9	Со сборником	182
10	Оптимальная скорость, м/с:
11	В обычных условиях Vц(Vвх)	3,5 (16,0)
12	При работе с абразивной пылью Vц(Vвх)	2,5 (11,4)

Достигнутые экологические выгоды

Снижение выбросов пыли в атмосферу. Снижение нагрузки загрязняющих веществ перед следующими этапами очистки (если применяется).

Рисунок 5.12. Принцип работы циклона

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Циклонные аппараты являются самыми распространенными сухими механическими пылеуловителями благодаря дешевизне, высокой производительности, простоте устройства и обслуживания.

Циклонные аппараты имеют следующие достоинства:

отсутствие движущихся частей в аппарате;

надежность работы при температурах газов вплоть до 500 °С;

возможность работы при больших давлениях газов;

простота в изготовлении.

Недостатками являются:

плохое улавливание частиц размером менее 5 мкм;

невозможность использования для очистки газов от липких загрязнителей.

Каждый тип циклонов имеет определенное предназначение в зависимости от того, какая необходима очистка загрязненного воздуха.

Так циклоны типа ЦН-11, ЦН-15 применяются для сухой очистки воздуха от пыли, кроме сильнослипающейся и взрывоопасной.

Циклоны типа СИОТ предназначены для мокрой очистки загрязненного воздуха от пыли, кроме цементирующейся и волокнистой.

Циклоны типа ЦН-15 являются наиболее универсальным типом циклонов. Они предназначены для сухой очистки газов, выделяющихся при некоторых технологических процессах (сушке, обжиге, агломерации, сжигании топлива и т. д.), а также аспирационного воздуха в различных отраслях промышленности (черной и цветной металлургии, химической, нефтяной и машиностроительной промышленности, промышленности строительных материалов, энергетике и т. д.). Применение циклонов типа ЦН-15 недопустимо в условиях взрывоопасных сред; они не рекомендованы также для улавливания сильнослипающихся пылей, особенно при малых диаметрах циклонов.

Циклоны ЦН-11 предназначены для отделения от газообразной среды взвешенных частиц сухой пыли, образующейся в различных помольных и дробильных установках, при транспортировке сыпучих материалов, а также летучей золы.

Циклоны типа СИОТ. Сухие циклоны типа СИОТ предназначены для грубой и средней очистки воздуха и газов от неслипающейся неволокнистой пыли.

Конструкция циклона СИОТ характеризуется отсутствием цилиндрической части корпуса и треугольной формой входного патрубка. Этот циклон по эффективности не уступает циклону ЦН-15. Циклоны устанавливают как на всасывающей, так и на нагнетательной стороне вентилятора. При очистке воздуха от абразивных пылей нижнюю часть циклона необходимо бронировать корунд-цементом. Конструкциями предусмотрено несколько типов выхода воздуха из циклона:

раскручиватель с винтовой крышкой;

раскручиватель - плоский щит;

шахта с колпаком.

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

Основные условия эксплуатации циклонов:

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

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

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

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

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

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

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

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

Эффективность улавливания может быть увеличена при увеличении:

размера частиц и/или плотности;

скорости во впускном канале;

длины корпуса циклона;

числа оборотов газа в циклоне;

отношения диаметра корпуса циклона к диаметру выходного отверстия;

гладкости внутренней стенки циклона.

Эффективность снижается при:

увеличении вязкости газа;

увеличении диаметра камеры циклона;

увеличении плотности газа;

увеличении размеров канала на входе газа;

утечке воздуха в выходное отверстие для пыли.

Требования к техническому обслуживанию циклонов невысоки: должен быть обеспечен легкий доступ для обследования циклона на предмет эрозии или коррозии.

Степень улавливания частиц пыли размером 0,01–0,02 мм в циклонах и эффективность очистки при использовании циклонов представлена в таблице 5.10.

Таблица 5.10. Эффективность очистки при использовании циклонов

№	Дисперсность частиц	Теоретическая эффективность очистки
1	2	3
1	Более 20 µm	≈ 99 %
2	Более 10 µm	≈ 95 %
3	Более 5 µm	≈ 80 %

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.

ОАО "Лебединский ГОК" для очистки отходящих газов от твердых веществ применяет высокоэффективный сухой циклон с последующим мокрым обеспыливанием с КПД очистки 99,48 % [54].

На объектах предприятия АО "ССГПО" используются циклоны ЦН-11, ЦН-15 для участка по обжигу окатышей с эффективностью улавливания частиц пыли 96,5 %.

Кросс-медиа эффекты

Дополнительный расход энергии 0,25–1,5 кВт ч/1000 Нм³. Необходимость утилизации остатков пыли, если повторное использование/рециркуляция невозможны. Отсутствие соответствующего обслуживания циклона, защиты от абразивного износа может привести к дополнительным выбросам.

Технические соображения, касающиеся применимости

При проектировании подводящих газоходов к циклонам следует обеспечить равномерное распределение газопылевого потока на входе в циклон за счет выполнения прямолинейных участков непосредственно перед входным патрубком или установки специальных устройств, например, направляющих лопаток, распределяющих поток по сечению газоходов. Резкие повороты на отводящих газоходах в непосредственной близости от циклопов могут отрицательно влиять на равномерность распределения газов в циклонах н увеличивать сопротивление аппаратов, поэтому их следует избегать. Для установки с переменным расходом газов, например, в котельных металлургических заводов с различной производительностью летом и зимой, предусматривается использование нескольких групповых или одиночных циклонов, снабженных откачивающими устройствами.

Установка одиночных н групповых циклонов производится вертикально, так, чтобы пылевыпускное отверстие было обращено к низу.

В некоторых случаях допускается горизонтальное расположение одиночных циклонов. В этом случае бункер должен иметь специальную конструкцию.

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

Требуется наличие сухого сжатого воздуха (обычно решается установкой компрессора необходимой производительности вблизи фильтра и фильтра-влагомаслоотделителя. Для очистки газов от абразивной пыли, вызывающей износ крыльчаток вентиляторов, циклоны следует устанавливать перед вентиляторами [55].

Экономика

Циклоны для очистки отходящих газов с низкой концентрацией твердых частиц будут несколько дороже, чем большая установка для очистки потока отработанного газа с высокой концентрацией. Поэтому экономия зависит от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов пыли.

Экономия сырья, если пыль может быть возвращена в процесс.

Экологическое законодательство.

5.5.2.4. Гибридный рукавный фильтр (электрофильтр + рукавный фильтр)

Описание

Сущность комбинированного метода очистки промышленных твердых газовых выбросов заключается применения одновременно двух и более (электрофильтр + рукавный фильтр) методов очистки для достижения максимального эффекта. Выбор методов очистки для комбинирования зависит от особенностей промышленных выбросов и используемого технологического оборудования.

Техническое описание

Главное отличие современных электрофильтров – их "гибридность". Они оба частично электрические, частично – рукавные. Это целый комплекс, в котором дополнительно установлены компрессорная и насосная станции, пылевая камера оснащена газораспределительным коробом и системой притока холодного воздуха.

Во всем мире "гибридная" технология считается передовой в плане очистки промышленных газовых выбросов от пыли, поэтому замену электрофильтров на промышленных предприятиях следует в первую очередь расценивать как важное природоохранное мероприятие. Гибридные фильтры представляют собой объединение электрофильтров с рукавными фильтрами в одном устройстве. Они в основном являются результатом модернизации существующих электрофильтров и позволяют повторно использовать часть старого оборудования.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение выбросов пыли путем модернизации ГОУ, замены электрофильтров на гибридные фильтры.

Существенное снижение выбросов в атмосферный воздух.

Снижение использования воды в сравнении с электрофильтром.

Сниженное количество производственных потерь/отходов в сравнении с рукавным фильтром.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Эффективность очистки нового оборудования (гибридных рукавных фильтров), установленных на печах спекания АО "Алюминий Казахстана" составляет около 99,99 % или примерно 1,5 мг/м³выбросов пыли. Реализация этого прорывного и перспективного проекта позволит при стабильном поддержании производственных показателей постепенно снизить выбросы пыли на 2 376 тонн в год [9].

Таблица 5.11. Параметры гибридных фильтров

№ п/п	Наименование параметра	Значение
1	2	3
1	Поток газа	156 000 Нм³/ч
2	Температура отходящих газов	до 425 °C
3	Дымосос	500 кВт
4	Разрежение	50 мбар
5	Поверхность рукавов (длина)	6м.
6	Содержание твердых частиц (пыли) после печи, вход в гибридный фильтр	2200 мг/Нм³
7	Прогнозируемый результат содержание твердых частиц (пыли) на выходе после очистки	50 мг/Нм³
8	Достигнутый результат	<1,5 мг/Нм³

Кросс-медиа эффекты

Высокая температура газов, необходимость аварийного отсечения всплесков температуры, сложный и переменчивый алгоритм запуска и останова печи.

Риск взрыва возникает в случае высокой концентрации CO.

Технические соображения, касающиеся применимости

Технические решения применимы в производстве алюминия.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Существенное сокращение выбросов пыли. Высокий социальный эффект для жителей. Требования законодательства.

5.5.2.5. Электрофильтры

Описание

Метод основан на ударной ионизации газа в зоне коронирующего разряда. При этом происходит передача заряда ионов частицам примесей и осаждение этих частиц на осадительных и коронирующих электродах. Работа электрофильтра основана на процессе осаждения электрически заряженных частиц пыли в электрических полях.

Техническое описание

Электрофильтр – это устройство, в котором очистка газов от аэрозольных, твердых или жидких частиц происходит под действием электрических сил. В результате действия электрического поля заряженные частицы выводятся из очищаемого газового потока и осаждаются на электродах.

Электрическая зарядка частиц осуществляется в поле коронного разряда, возникающего в электрическом поле между коронирующими (высоковольтными) и осадительными (заземленными) электродами. Электрофильтр состоит из стального корпуса, в котором размещается механическое оборудование – активная часть электрофильтра.

Корпус электрофильтра имеет прямоугольное сечение, к торцам которого крепятся: на входе газа – диффузор, на выходе газа – конфузор. В нижней части корпуса расположены бункеры для сбора и удаления уловленной пыли. Корпус снаружи покрыт теплоизоляцией и профилированным листом для защиты его от охлаждения и влаги.

Коронирующие электроды подключены к высоковольтному источнику питания постоянного тока. Осадительные электроды заземлены. Для питания электрофильтра постоянным током высокого напряжения могут использоваться агрегаты питания, преобразующие переменный ток напряжением 380/220 в постоянный, напряжением от 50 до 150кВ.

Выпрямленный ток высокого напряжения от агрегатов питания подается к коронирующим электродам электрофильтра. При подаче тока высокого напряжения на коронирующие электроды между коронирующими и осадительными электродами возникает электрическое поле, напряженность которого можно изменять путем регулирования напряжения питания.

При увеличении напряжения до определенной величины между электродами образуется коронный разряд, в результате чего возникает направленное движение заряженных частиц к электродам. Для встряхивания пыли с электродов используются молотки, закрепленные на горизонтальном валу веерообразно, по одному на каждый осадительный электрод.

После удара молотка по наковальне импульс от удара передается на все элементы осадительного электрода. Уловленная пыль с осадительных элементов осыпается в нижнюю часть электрофильтра (бункер). Далее пыль удаляется шнеком, пневмо насосами в накопительный бункер. Он снабжен устройствами, состоящими из газораспределительных решеток, газоотсекающих листов, щитов и газоотсекателей.

Преимущества электрофильтров:

возможность работы при высоких температурах до 425 °С;

работа установки в среде перенасыщенной влагой;

возможность работы электрофильтра в агрессивных средах;

возможность продолжительной работы установки за пределами технологических параметров, предусмотренными картой эксплуатации;

низкое гидравлическое сопротивление установки ~200 Па;

низкие эксплуатационные расходы;

простота в обслуживании;

высокая надежность узлов и механизмов.

Процесс улавливания взвесей в электрофильтре можно условно разделить на несколько этапов:

зарядка взвешенных частиц;

движение заряженных частиц к электродам;

осаждение заряженных частиц на электродах;

регенерация электродов – удаление с поверхности электродов уловленных частиц;

удаление уловленной пыли из бункерной части электрофильтра.

При подборе электрофильтра производят расчет на основе практических данных о допустимой скорости очищаемых газов в электрическом поле электрофильтра. Исходя из этого и заданного расхода определяют площадь рабочего (активного) сечения электрофильтров. Конструкцию электрофильтра выбирают также на основании эксплуатационного опыта, исходя из условия обеспечения максимальной степени очистки газового потока. По требуемой площади активного сечения и выбранного электрофильтра определяют необходимое число электрофильтров. Конструкция электрофильтра показана на рисунке ниже.

Основной принцип работы мокрых электрофильтров заключается в охлаждении неочищенного газа в трубопроводе путем впрыска циркуляционной воды до точки насыщения и прохождении его в фильтр. Там он равномерно распределяется по всей поверхности сечения фильтра. Далее в газоочистителе сепарируются пыле- и газообразные органические соединения.

Эффективность очистки газов электрофильтрами изменяется от 96 до 99,7 % и зависит от ряда факторов физико-химических параметров пылегазового потока, скорости и времени пребывания газа в электрофильтрах, конструкции электродной системы, электрического режима работы электрофильтров, режима встряхивания электродов.

Рисунок 5.13. Принцип работы электрофильтра

Достигнутые экологические выгоды

Снижение выбросов в атмосферу. Возможность рециркуляции (повторное использование уловленной пыли). Снижение нагрузки загрязняющих веществ, направляемых на окончательную очистку отходящих газов.

Таблица 5.12. Эффективность очистки и уровни выбросов, связанные с использованием электрофильтров

№ п/п	Загрязняющее вещество	Эффективность очистки, %	Примечание
№ п/п	Загрязняющее вещество	Эффективность очистки, %	Сухой фильтр	Мокрый фильтр
1	2	3	4	5
1	<1 мкм	>96,5	Зависит от конфигурации и условий эксплуатации	Зависит от конфигурации и условий эксплуатации
2	2мкм	>98,3	Очистка до <20мг/нм³	Очистка до <20 мг/нм³
3	5мкм	>99,95	Зависит от конфигурации и условий эксплуатации	Зависит от конфигурации и условий эксплуатации
4	>10мкм	>99,95	Зависит от конфигурации и условий эксплуатации	Зависит от конфигурации и условий эксплуатации

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Электрофильтры большого размера совместно с системой кондиционирования обеспыливаемых газов при оптимизации режима работы могут снизить среднемесячное пылевыделение до 5–15 мг/Нм³ (сухой газ, 273 К, 10 % О₂). Проектная эффективность обеспыливания в таких электрофильтрах − выше 99,99 %, поэтому выбросы пыли имеют небольшую величину, всего несколько мг/Нм³. Электрофильтры весьма эффективны для улавливания ультрамелких частиц (<0,5 мкм), придающих частицам способность агломерироваться. Электрофильтры являются мощным и эффективным оборудованием, относительно интенсивно распространенным в технологическом процессе. Существующие электрофильтры часто могут быть усовершенствованы без полной замены, что снижает стоимость работ по модернизации. Эта модернизация может касаться монтажа более современных электродов или автоматического контроля напряжения на старых установках. В дополнение можно улучшить прохождение газа через электрофильтр или установить дополнительные секции. Электрофильтры с выбросами менее 10 мг/нм³ могут быть построены с применением современных средств контроля процесса, высокого напряжения на электродах, соответствующих размеров и необходимого количества полей. Кроме пыли электрофильтры удаляют вещества, адсорбированные на частицах пыли, такие как диоксины и металлы при их наличии в пыли. Размер и потребление электрической энергии электрофильтров растет экспоненциально со снижением содержания пыли в очищенном газе. Оптимальная работа электрофильтра зависит от температуры и влажности обеспыливаемого газа. Продолжительность работы электрофильтра может достигать несколько десятилетий при обеспечении всех рекомендуемых условий обслуживания и ремонта. Некоторые части (молотки, подшипники) необходимо регулярно менять после нескольких лет эксплуатации как часть периодического обслуживания и ремонта.

Электрофильтры широко применяются в странах по всему миру, особенно в странах СНГ, США, Китае, Австралии и др., к примеру, в России внедрены на Череповецком металлургическом заводе, в Китае Zhuji Kulun Environmental Technology Co., ltd, Kleanland, Xinhai, Yantai Jinpeng Mining Machinery с эффективностью очистки от пыли до 95–97 %.

На Магнитогорском металлургическом комбинате установлен электрофильтр системы аспирации шихтоподачи доменной печи № 6 в аспирационных системах, каждая из которых имеет производительность более 1 млн м³/час, электрофильтры обеспечивают проектную эффективность очистки воздуха до 98–99 %.

Основные преимущества электрической очистки газов следующие:

широкий диапазон производительности – от нескольких м³/час до миллионов м³/час;

эффективность очистки от пыли варьирует от 96,5 % до 99,95 %;

гидравлическое сопротивление – не более 0,2 кПа (является основной причиной низких эксплуатационных затрат);

электрофильтры могут улавливать сухие частицы, капли жидкости и частицы тумана;

в электрофильтрах улавливаются частицы размером от 0,01 мкм (вирусы, табачный дым) до десятков микрон.

В Качканарском горно-обогатительном комбинате (ОАО "Ванадий", входит в "Евраз Груп") завершена реализация инвестиционного экологического проекта по оснащению газоочистными установками двух действующих на предприятии комплексов по производству агломерата (сырья для изготовления чугуна). В цехе агломерации пущен в эксплуатацию современный электрофильтр, который позволит каждый час очищать до 1 миллиона кубометров отходящих газов с высокими качественными показателями. Удельные выбросы в атмосферу сократились более чем в 2,5 раза: с 23 до 9 кг на тонну готовой продукции.

На фабрике окомкования при обжиге окатышей на Лебединском ГОКе проведена модернизация системы газоочистки, скрубберы в системе аспирации заменены на электрофильтры. Эффективность пылеочистки достигает 99 %.

Электрофильтры ЭГБ1М успешно эксплуатируются на предприятиях России, стран СНГ, Финляндии, Швеции, Ирландии.

Кросс-медиа эффекты

При выполнении работ по обслуживанию электрофильтра могут появиться дополнительные отходы. Необходимость утилизации пыли, если она не может быть повторно использована. Повышается риск увеличения концентрации СО. Потребление электрической энергии увеличивается с повышением эффективности пылеулавливания.

Технические соображения, касающиеся применимости

Вследствие их высокой эффективности, низкого гидравлического сопротивления, высокой работоспособности и энергетической эффективности электрофильтры стали наиболее успешными установками для улавливания пыли из отходящих газов вращающихся печей и клинкерного холодильника. Но в настоящее время для новых современных установок устанавливаются рукавные фильтры как для печей, так и для холодильников в связи с их лучшими экологическими характеристиками (например, относительно высокие выбросы при запуске и остановке печей, а также при нарушении работы печей при использовании электрофильтров) и в меньшей степени риском взрыва электрофильтров в случаях высоких концентраций CO.

Электрофильтры могут быть использованы почти в каждой цементной печи для удаления пыли из отходящих газов, системы байпаса и воздуха из колосникового холодильника.

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

Применение электрофильтров имеет свои ограничения, поэтому их нельзя использовать при очистке газов, которые в своем составе имеют взрывоопасную смесь. Ведь при очистительном процессе в электрофильтре могут возникнуть искровые разряды [56].

Экономика

Широкий диапазон стоимости зависит от местных производственных условий, стоимости сооружения и размера печи и электрофильтра. Стоимость установки и эксплуатации обычно низкая, поэтому в каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства. Сокращение выбросов пыли с возможностью ее повторного использования. Экономия сырья, если пыль может быть возвращена в процесс. Требования к рабочему месту для сохранения здоровья.

5.5.2.6. 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, что приводит к накоплению тонкой пыли внутри фильтра и таким образом – уменьшению его производительности. Это происходит за счет накопления сверхтонкой пыли. Керамические фильтры производятся из алюмосиликатов и могут быть покрыты слоем различных фильтрующих материалов для улучшения химической или кислотной устойчивости, или 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 199 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 подходящие 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 требуется 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 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 при модернизации и новом строительстве.

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.

5.5.2.7. Применение фильтров с импульсной очисткой

Описание

Импульсный рукавный фильтр предназначается для очищения воздушных масс от различных мелкодисперсных пылевых скоплений. В этих приборах вмонтирована система регенерации импульсного продувания сжатыми воздушными массами. В качестве очистительного элемента выступают рукава на металлических опорах.

Техническое описание

Для предотвращения падения эффективности очистки из-за накопления слоя пыли на поверхности рукава применяется импульсная продувка рукавных фильтров. Ее использование обеспечивает регенерацию работоспособности оборудования и исключение снижения эффективности очистки.

Описание конструктивных элементов делает понятным принцип работы рукавного фильтра.

Запыленный поток подводится во входной клапан аппарата. В зависимости от имеющейся инфраструктуры могут использоваться вспомогательные элементы – пневмонасосы, компрессоры, напорные вентиляторы, иные нагнетатели. В случае обработки высокотемпературного потока может быть реализовано подмешивание в фильтр чистого прохладного / атмосферного воздуха.

Воздухопоток контактирует с внешней поверхностью плотных нетканых рукавов, при этом частички пыли оседают снаружи мешков, в то время как чистый воздух проходит внутрь каркасов и попадает в чистую камеру, откуда выводится в производственное помещение или во внешнюю атмосферу.

По мере оседания пылевых включений на поверхности рукавов, воздуху становится все сложнее "пробиться" сквозь нарастающую механическую преграду, и производительность аппарата падает – необходима регенерация рукавов.

В зависимости от имплементированной системы регенерации производится обратная импульсная продувка, встряхивание или другое воздействие на фильтр-элементы, что позволяет освободить их поверхность от пыли и восстановить номинальный КПД устройства.

Пыль опадает в бункер, цикл повторяется.

Все пылеулавливатели выгодно отличаются следующим диапазоном технических характеристик:

производительность по среде – до 100 000 м³/час;

дисперсность / размер улавливаемой пыли > 0.5 мкм;

работа с воздухопотоками любой степени запыленности;

ударный импульсный метод самоочистки рукавов – бесперебойность, высокая скорость и эффективность удаления пыли с картриджей благодаря использованию плоских сопел Вентури специальной конструкции;

фильтрующий материал – нетканое иглопробивное волокно;

возможность обработки потоков с температурой до 200 °С;

автоматизация системы управления аппаратом через электронный контроллер;

опционально – установка контроллер-совместимого дифференциального манометра для управления агрегатом;

опционально – установка вибросистемы на пылесборный бункер для исключения налипания на стенки высокоадгезионной пыли (возможно оборудование бункера шнеком для непрерывной выгрузки пыли);

надежность, компактность и долговечность.

Пример применения фильтров с импульсной очисткой: Китай, Россия, Австралия. К примеру, в Австралии внедрены на предприятиях "Bulga Coal" с эффективностью очистки от пыли 85 %.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов пыли.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Эффективность обеспыливания – до 99.9 % (при соблюдении правил эксплуатации и надлежащей наладке / настройке фильтра).

Кросс-медиа эффекты

Сведения отсутствуют.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов пыли.

5.5.2.8. Каталитический термический окислитель

Описание

Каталитическое окисление – очень эффективный метод очистки выбросов, содержащих ЛОС. Каталитический окислитель представляет собой тип оборудования для контроля выбросов загрязняющих веществ, который предназначен для уменьшения промышленных выбросов, насыщенных большим количеством ЛОС.

Техническое описание

Каталитический окислитель работает на основе повышения температуры потока промышленных выбросов до точки, в которой химические связи, удерживающие молекулы ЛОС вместе, разрушаются (окисляются) при помощи катализатора на основе драгоценных металлов.

ЛОС из технологического потока выбросов преобразуются в диоксид углерода (CO₂), воду (H₂O) и тепловую энергию. В каталитическом окислителе рабочая температура процесса существенно ниже, чем при прямом термическом окислении, и в сочетании с тепловой энергией, получаемой от переработки ЛОС, система может стать самоподдерживающейся и требующей минимального вспомогательного топлива для поддержания рабочего процесса.

Катализатор представляет собой вещество, которое ускоряет скорость химической реакции ЛОС. При этом расход катализатора на поддержание химической реакции отсутствует. Процесс каталитического окисления, который помимо снижения расхода топлива также работает при более низкой температуре, сводит к минимуму образование оксида азота. Снижение образования оксида углерода (CO) и минимизация образования оксида азота (NO) очень важны, так как выбросы данных веществ в атмосферу регламентируются так же строго, как и выбросы ЛОС. Структурная схема каталитического термического окислителя показана на рисунке ниже [57].

Рисунок 5.14. Структурная схема каталитического термического окислителя

Достигнутые экологические выгоды

Уничтожает более 99 % опасных газов.

Работает полностью автоматически.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Каталитический окислитель имеет относительно быстрое время прогрева и может работать в течение более коротких периодов (непрерывных циклов, не превышающих 24 часа), не оказывая неблагоприятного влияния на общий срок службы оборудования и его компонентов. Кроме того, при относительно низкой загрузке ЛОС, использование каталитических систем может снизить общие годовые эксплуатационные расходы по сравнению с термическим окислителем прямого сгорания, регенеративным термическим окислителем или рекуперативным термическим окислителями. Ячейки катализатора можно использовать в окислителях прямого действия, рекуперативных окислителях или РТО.

В результате использования более низких рабочих температур каталитический окислитель обычно потребляет меньше энергии.

Более низкая рабочая температура приводит к образованию меньшего количества оксида азота (NO).

Беспламенное окисление.

Занимает меньше места, по сравнению с другими типами оборудования.

Более низкие эксплуатационные расходы.

КПД до 99,99 %.

Наиболее быстрое введение в эксплуатацию.

Кросс-медиа эффекты

При эксплуатации каталитического термического окислителя используют катализаторы, которые со временем деактивируется и должны заменяться каждые 4–5 лет, что увеличивает эксплуатационные расходы. Применение каталитического окисления не приводит к образованию других отходов.

Технические соображения, касающиеся применимости

Каталитическое окисление работает аналогично другим термическим технологиям (таким как каталитические нейтрализаторы оксида азота или каталитические термические окислители) для очистки выбросов ЛОС. Отличие от других систем заключается в том, что газ направляется в керамический слой для получения тепла, которое будет использоваться для окисления непосредственно после прохождения через зону пламени.

Каталитическое окисление разрушает ЛОС, превращая их в CO₂ и H₂O в реакторе каталитического окисления. Процесс проводят в присутствии катализатора в камере сгорания, где ЛОС разрушается при температурном диапазоне 250-350 °С, значительно ниже тех, которые используются при регенеративном термическом окислении.

Каталитическое окисление имеет тепловую эффективность более 98 % и не потребляет газ при достижении автотермической точки. Это идеальный метод для низких или средних воздушных потоков (1000–30 000 Нм³/ч) при средней или низкой концентрации ЛОС (0,1–10 г/Нм³), при этом имеет низкие эксплуатационные расходы.

В качестве катализаторов обычно используются благородные металлы (платина, палладий, серебро или золото, сплавы с титаном, родием, осмием или иридием), нанесенные на керамическую основу, или оксиды металлов (оксиды ванадия, хрома, марганца, железа, кобальта, никеля или меди и др.). Катализаторы на основе благородных металлов обладают более высокой активностью, чем катализаторы из оксидов металлов, хотя и обладают более низкой устойчивостью к загрязнениям.

Металлооксидные катализаторы используются для окисления газов, содержащих хлорированные соединения. Катализаторы на основе платины (как и используемые при каталитическом окислении аммиака) активны при окислении ЛОС, содержащих серу, хотя они быстро дезактивируются в присутствии хлора.

Наличие вредных для катализаторов веществ в обрабатываемом газе оказывает существенное влияние на срок их полезного использования. Вредными для катализаторов веществами являются фосфор, мышьяк, галогены, свинец, сера и кремний, и др. Газовые потоки с этими веществами должны быть удалены путем предварительной обработки, иначе они не будут пригодны для каталитического окисления.

Каталитическое окисление диоксида серы, метана, алканов или монооксида углерода требует различных подходов в зависимости от источника выбросов [58].

Основные недостатки каталитических методов – в сравнительно высокой стоимости, недостаточной активности, селективности и механической прочности гетерогенных катализаторов при очистке реальных газовых выбросов.

Каталитические процессы очистки газов в отличие от рассмотренных ранее поглотительных методов основываются не на извлечении нежелательных примесей из газовых потоков, а на их превращении в соединения, присутствие которых в газовом потоке допустимо, или в соединения, последующее извлечение которых осуществляется значительно легче, чем примесей, первоначально присутствующих в газе.

Экономика

Низкие эксплуатационные расходы и расходы на техническое обслуживание.

Простая установка и оборудование внутри 20-или 40-футового контейнера.

Эксплуатационные расходы ниже, чем у других технологий обработки ЛОС.

Движущая сила внедрения

Требование экологического законодательства.

5.5.2.9. Сухая сорбционная очистка газов ABART

Описание

Сухая сорбционная очистка газов основана на адсорбции фтористого водорода глиноземом, служащим сырьем для получения алюминия. Глинозем, получаемый в промышленных условиях, содержит ряд модификаций оксида алюминия, среди которых наименьшей активностью по отношению к фтористому водороду характеризуется альфа-А1₂0₃ наибольшей – гамма-А1₂0₃.Содержание альфа - А1₂0₃ в глиноземе как правило не превышает 30 %. Это обуславливает достаточную сорбционную активность глинозема по отношению к фтористому водороду [8].

Техническое описание

Технология, разработанная фирмой "Alstom", носит название "ABART" и представляет собой двухступенчатый процесс, выполненный по принципу противотока. Свежий глинозем подается в рукавный фильтр, где контактирует с газом, имеющим низкую концентрацию фторидов после процесса, происходящего в реакторе. В реакторе газ, имеющий более высокую концентрацию фторидов, взаимодействует с частично обогащенным глиноземом, подаваемым из рукавного фильтра. Глинозем, введенный из стадии фильтрации, по-прежнему имеет высокую адсорбционную способность. Реактор спроектирован как реактор для высокой концентрации адсорбента и эффективного уменьшения концентрации фторидов в газе до подачи на фильтры, что достигается путем контролируемой рециркуляции глинозема в реакторе. Процесс "ABART" обеспечивает повышенное использование адсорбционной способности глинозема и снижение концентрации фторидов в газе. Важной особенностью процесса является процесс низкоскоростного динамического отделения глинозема от газового потока между реактором и фильтром. Большая доля глинозема, поступающего из реактора, отделяется от газового потока и поступает в бункер фильтра, откуда она может рециркулироваться обратно в реактор. Это существенно сокращает объем обогащенного глинозема, контактирующего с рукавными фильтрами. Такая особенность приводит к понижению потери давления в рукавном фильтре и увеличению срока службы рукавных фильтров. Очистка рукавных фильтров осуществляется по принципу очистки одного ряда за другим в каждом модуле запатентованной импульсной системой среднего давления OPTIPOW. Данная система подает импульс в верхнюю часть рукавного фильтра, после чего импульс на высокой скорости проходит непосредственно в рукав, и в результате деформации ткани происходит сепарация (отделение) глинозема с поверхности рукава. Удаленный глинозем сразу же осаждается на поверхность того же рукава на более низком уровне или на другой рукав. Глинозем, находящийся на нижней части рукавов, падает в бункер фильтра. Благодаря этой системе на рукавах постоянно имеется лепешка глинозема, обеспечивающая повышение эффективности и защиту рукава от износа, что является преимуществом перед другими системами встряхивания, при которых происходит полное удаление глинозема с поверхности рукавного фильтра. Схема очистки газов по технологии "ABART" показана на рисунке ниже.

Рисунок 5.15. Схема очистки газов по технологии "ABART"

Рисунок 5.16. Аппаратурно-технологическая схема очистки газов

Для технологии газоочистки глинозем должен удовлетворять дополнительным требованиям к физическим свойствам в соответствии с таблицей 5.13.

Таблица 5.13. Глинозем (из требований фирмы Альстом – Норвегия) [8]

№ п/п	Показатель	Ед. изм.	Значение
1	2	3	4
1	Удельная поверхность глинозема	м²/г	80-130
2	Удельная поверхность глинозема (УПГ), мин.	м²/г	80
3	Содержание фракций – 30 мкм, не более	%	30
4	Угол откоса	градус	32-34
5	Насыпная плотность	г/см³	0,9-1,0
6	Потери при прокаливании (300–1100) °С, не более	%	1,2

Таблица 5.14. Температура газа

№ п/п	Показатель	Ед. изм.	Значение
1	2	3	4
1	Температура газа и выпуск электролизера	°C	130-180
2	Максимальная температура	°C	200

Таблица 5.15. Состав газа на входе ГОУ

№ п/п	Показатель	Ед. изм.	Значение
1	2	3	4
1	Всего фтористых соединений	мг/ Нм³	340
2	Всего твердых частиц	мг/ Нм³	700
3	Двуокись серы (SO₂)	мг/ Нм³	150

Достигнутые экологические выгоды

Снижение выбросов фтористых соединений.

Возврат уловленного фтора в процесс электролиза алюминия.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

В последнее время наиболее совершенной, отвечающей современным требованиям по охране атмосферного воздуха, считается система "сухой" очистки замкнутым контуром, состоящая из реакторов – адсорберов, обеспечивающих контакт отходящих от электролизеров газов с глиноземом, обладающим сорбционными свойствами, и рукавных фильтров для улавливания фтористого глинозема и твердых частиц.

Преимущества метода "сухой" сорбционной очистки в сравнении с "мокрой", основанной на абсорбции фтористого водорода щелочными растворами, заключаются в следующем:

более высокой эффективности улавливания фтористых соединений;

отсутствии коммуникаций раствора проводов и шламонакопителей;

возможности непосредственного возврата уловленного фтора в процесс электролиза алюминия без устройства гидрохимических переделов. На некоторых предприятиях Норвегии используется двухстадийная очистка газов "сухого" и "мокрого" метода. Вторая "мокрая" газоочистка позволяет нейтрализовать сернистый ангидрид, для чего используется дешевая морская вода.

Газоочистные установки "сухой" очистки электролизных газов фирмы "Alstom" с процессом ABART действуют на ряде зарубежных объектов. Степень улавливания фтористого водорода и твердых фторидов составляет 98–99 %, смолистых – 95–97 %.

Метод "сухой" очистки достаточно широко исследован за рубежом и используется в различном аппаратурном оформлении.

Например, метод фирмы "Алкоа" (США) заключается в пропускании электролизных газов через реактор с "кипящим слоем" глинозема и расположенной над ним рукавный фильтр. Высота слоя глинозема в реакторе 30 см (в неподвижном состоянии). Уловленная в рукавах фильтра пыль при встряхивании возвращается в реактор и далее вывозится вместе с глиноземом, насыщенным фтором, на электролиз. Эффективность улавливания фтористых соединений (газообразных и твердых) по данному методу составляет – 99,5 %.

Метод очистки газов фирмы "Алкан" (Канада) основан на подаче глинозема в горизонтальный поток очищаемого газа с последующим обеспыливанием его в рукавном фильтре. Как следствие эффективность улавливания фторидов данным способом составляет не более 97,5 %.

Фирмы "Лурги" и "Ферайнигте Алюминиум Верке" (VAW) разработали способ "сухой" очистки в реакторе с расширенным "кипящим слоем" глинозема со скоростью газа в пределах 3–5 м/с. Степень улавливания газообразного фтора данным способом составила 97,5 %, пыли – 98 %. Наибольшее распространение в зарубежной практике нашли установки "сухой" очистки фирм "Флект" (Норвегия) и "Просидэйр" (Франция). Установка "сухой" газоочистки фирмы "Флект" состоит из модулей "реактор - рукавный фильтр" производительностью от 70 до 100 тыс. м³/ч. Реактор, используемый в модуле, представляет собой низконапорную трубу Вентури, сопряженную с входным патрубком рукавного фильтра. Перед каждым фильтром в газовый поток вводится дозированная подача свежего глинозема.

В России установки "сухой" очистки "Флект" довольно успешно эксплуатируется с 1985 года на Саянском алюминиевой заводе, подтверждая высокие экологические показатели работы пылегазоулавливающего оборудования:

степень улавливания фтористых соединений составляет 99,0 %;

остаточное содержание пыли в очищенном газе – 5 мг/Нм³,

срок службы рукавов фильтра достигает 4-5 лет [8].

Эффективность улавливания вредных веществ ГОУ на АО "КЭЗ" показана в таблице 5.16. В таблице эффективности очистки газов, отходящих от электролизеров, видно, что количество фтористых соединений во фторированном глиноземе составляет 1,5–2,1 %.

Таблица 5.16. Эффективность улавливания вредных веществ ГОУ

№ п/п	Наименование вредных веществ	Содержание, %
1	2	3
1	Фтористый водород	99,3 %
2	Фториды неорганические плохо растворимые	99,4 %
3	Пыль общая	99,4 %, менее 5,0 мг/м³

Кросс-медиа эффекты

Необходимость обеспечения тщательного смешения глинозема с газами и большая пылевая нагрузка на ткань рукавных фильтров. Большое гидравлическое сопротивление – 12,7 кПа, влекущее за собой повышенный расход электроэнергии.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо при модернизации и новом строительстве.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Требование экологического законодательства.

Сухая сорбционная очистка газов, содержащая в себе две стадии очистки, является самым эффективным среди существующих способов очистки газа. Высокая степень улавливания фтористого водорода и твердых фторидов.

5.5.3. Сокращение и (или) предотвращение выбросов азота и его соединений

НДТ направлены на сокращение поступления в выбросы азота и его соединений с помощью любого из нижеперечисленных методов или их сочетания с учетом условий применимости.

5.5.3.1. Оптимизация процессов горения

Описание

Техническое решение основано на различных методах воздействия на процесс горения с целью снижения температуры и кислорода в зоне горения. Сюда, в первую очередь, следует отнести: работу с малым избытком воздуха, ввод газов рециркуляции, ступенчатый подвод окислителя, ввод пара или впрыскивание в зону горения.

Применяемые методы замедляют процесс превращения содержащегося в топливе азота в NO_X и образование термических NOx при сохранении высокой эффективности сгорания топлива.

Техническое описание

При оптимальной организации процесса можно получить снижение выбросов NOx до 50 % при переводе оборудования на работу с малым избытком воздуха, до 40-50 % при подаче газов рециркуляции в корень факела, до 30-40 % при двухступенчатой подаче окислителя и до 20-30 % при вводе пара или впрыскивании воды в зону горения. Следует отметить, что эффект подавления NOx за счет одновременного применения различных способов не соответствует суммарному эффекту от каждого способа в отдельности. Как показывает опыт, одновременное применение, например, малого избытка воздуха и рециркуляции позволяет уменьшить выбросы NO_X только на 50-70 %.

Другим фактором, оказывающим влияние на образование оксидов азота, является время пребывания компонентов в зоне реагирования. В топочных устройствах размеры этой зоны зависят от многих условий: мощности топочного устройства, отдельных горелок, компоновки горелок, интенсивности смесеобразования, дисперсности распыливания и т. п. Время пребывания газовой смеси в зоне реагирования не эквивалентно времени пребывания в объеме топки и является довольно трудно поддающимся расчету параметром. Для определения этого времени необходимо знать аэродинамические и температурные поля в топочной камере. Из анализа характеристик топочного процесса можно предположить, что время реагирования уменьшается при уменьшении мощности топочной камеры, отдельных горелок, повышении теплового напряжения топочного объема. Последнее мероприятие, осуществляемое, как правило, путем увеличения давления воздуха и топлива, не всегда приводит к положительным результатам, так как одновременно способствует повышению температуры в зоне горения.

В связи с этим уменьшение времени пребывания может привести к существенному снижению образования NO только в том случае, если одновременно будет предусмотрен интенсивный отвод теплоты от ядра факела, а также продуктов реакции после завершения процесса горения.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение выбросов NO_X.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Сокращение выбросов NO_X до 50 % достижимо при успешных установках.

Кросс-медиа эффекты

Отсутствуют.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применение методов оптимизации процессов горения с целью снижения выделения NO_X возможны на технологическом оборудовании, осуществляющем сжигание топлива (вращающиеся печи), в том числе и на печах с декарбонизатором. Решение по внедрению любого из методов оптимизации процессов горения должны рассматриваться при модернизации технологического оборудования.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства.

5.5.3.2. Горелки с низким образованием NOx (кислородно-газовые горелки)

Описание

Техническое решение основано на принципах снижения пиковой температуры пламени. Смешивание окислителя (воздуха, обогащенного кислородом) и топлива снижает доступность кислорода и как следствие пиковую температуру пламени, тем самым замедляя процесс превращения, содержащегося в топливе и воздухе, азота в NOx и образования термических NOx при сохранении высокой эффективности сгорания топлива.

Техническое описание

Конструкции горелок с низким выделением NOx (непрямое сжигание) различаются в деталях, но в большинстве конструкций реализуется ступенчатое сжигание топлива в пределах факела каждой отдельной горелки. Количество первичного воздуха снижается до 6–10 % от требуемого по стехиометрии для горения (обычно 10–15 % в традиционных горелках). Осевой воздух подается с большой скоростью через внешний канал. Уголь вдувается через центральную трубу или через средний канал. Третий канал используется для вихревого воздуха. Закрутка воздуха осуществляется специальными лопатками, расположенными вблизи сопла горелки.

Азот в топливе в основном находится в термически неустойчивых фрагментах органических соединений и при нагревании и горении переходит в летучие соединения. Считается, что преобразование летучих соединений в условиях нехватки кислорода приводит к формированию промежуточных радикалов, которые восстанавливают образовавшиеся оксиды азота в молекулярный азот N₂. За пределами зон выделения и горения летучих соединений образование оксидов NOx из азота топлива не происходит.

Эффект данной 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 NOx.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение выбросов NO_X.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Сокращение выбросов NO_X до 35 % достижимо при успешных установках, и сообщалось об уровнях выбросов около 500-1000 мг/Нм³ (среднесуточное значение), но большинство печей ЕС (около 80 % существующих печей, эксплуатируемых в 2020 г.) должны применять метод SNCR для достижения среднесуточных значений выбросов <500-800 мг/Нм³.

Кросс-медиа эффекты

Отсутствуют.

Технические соображения, касающиеся применимости

Горелки с низким выделением NO_X применимы на технологическом оборудовании, осуществляющем сжигание топлива, в том числе и на печах с декарбонизатором. Однако применение указанных горелок не всегда сопровождается снижением выбросов NO_X. Установка горелки должна быть оптимизирована. Если первоначальная горелка работает с малым процентом первичного воздуха, горелка с низким выделением NO_X будет иметь предельный эффект.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства.

5.5.3.3. Охлаждение зоны горения (пламени) для снижения выбросов NOx

Описание

Охлаждение зоны горения может быть достигнуто путем инжекции.

Техническое описание

Добавление воды в топливо или непосредственно в пламя с использованием различных методов инжекции (впрыскивание жидкости или жидкости и твердого вещества), использование жидких и твердых отходов с высокой влажностью снижают температуру и увеличивают концентрацию гидроксильных радикалов. Это оказывает положительный эффект на снижение NOx в зоне горения [59].

Достигнутые экологические выгоды

Снижение NOx в зоне горения.

Снижение выбросов NOx.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Степень снижения/ эффективность может быть достигнута от 10 до 35 %. Диапазон выбросов может достигать <500 – 1000 мг/Нм³ (среднегодовые значения).

Кросс-медиа эффекты

Требуется дополнительное тепло для испарения воды, что вызывает небольшое увеличение выбросов СО₂ (примерно 0,1–1,5 %) в сравнении с общим количеством выделяющегося СО₂ из печи. Имеются риски снижения производительности печи вследствие снижения тепловой мощности.

Энергетическая эффективность процесса обжига снижается. Впрыскивание воды может снизить выход спека и глинозема, также оказать влияние на его качество.

Технические соображения, касающиеся применимости

Охлаждение пламени может применяться на всех типах печей, используемых в производстве глинозема.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства.

5.5.3.4. Сжигание топлива (восстановителя) в средней части печи спекания для снижения выбросов NOx

Описание

Снижение выбросов NOx путем создания восстановительной зоны сжиганием топлива (восстановителя), поступающего с шихтой.

Техническое описание

Во вращающихся печах спекания создание восстановительной зоны сжиганием кускового топлива может снизить выбросы NOx. Поскольку в длинных печах нет свободного доступа в зоны с температурой выше 900– 1000 ^оС, сжигание топлива (восстановителя) в середине печи обеспечивается подачей топлива (восстановителя) в шихту спекания, минуя основную горелку [42, 59].

Достигнутые экологические выгоды

Снижение выбросов NOx.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Имеющиеся установки по утилизации отходов в средней части печи обеспечивают снижение выбросов NOx на 20–40 %.

Кросс-медиа эффекты

Скорость сжигания топлива (восстановителя) может привести к сдвигу восстановительной среды к холодной зоне печи, что повышает риски образования выбросов SOх.

Технические соображения, касающиеся применимости

Установки по сжиганию топлива (восстановителя) в средней части печи могут быть применены для любых вращающихся печей. Скорость сжигания топлива может быть критической. Если сжигание медленное, то создается восстановительная зона обжига, которая оказывает влияние на качество продукции. Если же горение топлива происходит достаточно быстро, восстановительная среда сдвигается к холодной зоне печи, что вызывает риски образования выбросов SOх.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства.

5.5.3.5. Применение селективного каталитического восстановления (СКВ) и селективного некаталитического восстановления (СНКВ) после обеспыливания и очистки от кислых газов

Описание

В настоящее время разработаны две технологии химической очистки дымовых газов от оксидов азота:

селективное каталитическое восстановление оксидов азота аммиаком на сотовых керамических катализаторах (СКВ-технологии);

селективное некаталитическое восстановление оксидов азотов аммиака (СНКВ-технологии).

Техническое описание

Селективное каталитическое восстановление является наиболее эффективным средством снижения выбросов NOх. В состав системы СКВ входят:

1) каталитический реактор;

2) система подачи реагента.

Рисунок 5.17. Схематичное изображение системы СКВ

Каталитическая газоочистка представлена химическими процессами восстановления газом-восстановителем до простейших составляющих. Конечным продуктом реакции являются безопасные компоненты – пары воды, углекислый газ, азот. Восстановительный агент (реагент) инжектируется в поток дымовых газов до катализатора. Вблизи поверхности катализатора происходят с разной степенью интенсивности восстановительные реакции, в результате которых оксиды азота переходят в молекулярный азот. Скорость подачи и расход восстановителя определяются концентрацией NOx на входе и выходе из системы очистки. Инжекция аммиака осуществляется преимущественно вдувом смеси воздуха с предварительно испаренным и подмешанным безводным аммиаком, реже – впрыском водного раствора аммиака непосредственно в поток. Инжекция карбамида осуществляется преимущественно непосредственным впрыском раствора карбамида в поток дымовых газов, либо предварительной газификацией и разложением карбамида с получением аммиачно-газовой смеси и последующим вдувом.

Эффективность метода СКВ определяется параметрами:

1) система сжигания – вид топлива;

2) состав катализатора;

3) активность катализатора, его селективность и время действия;

4) форма катализатора, конфигурация каталитического реактора;

5) отношение NH₃: NO_X и концентрация NO_x;

6) температура каталитического реактора;

7) скорость газового потока.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов NOx.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Эффективность очистки в случае использования данного метода – свыше 90 %. В сочетании с технологией сухого подавления позволяет обеспечить соблюдение нижней границы европейских экологических нормативов по NOx (20 мг/Нм³). Наиболее эффективно каталитическое восстановление происходит в области 300–450^оС.

Большинство катализаторов формируется на основе диоксида титана (TiO₂) и пентоксида ванадия (V₂O₅). Диоксид титана – удобный носитель и не отравляется SO₃. Пентоксид ванадия промотирует реакцию взаимодействия аммиака и оксидов азота и мало чувствителен к действию SOх.

При необходимости восстановить 80 % или более оксидов азота в топочном газе метод СКВ является единственно возможным. Кроме того, метод предполагает совершенствование; его можно успешно сочетать с методами совершенствования системы сжигания для снижения количества оксидов азота.

Данный метод используется на предприятиях Европы, США и Юго-Восточной Азии [60].

В 2009 году завод LKAB (Швеция) впервые установил систему СКВ на заводе Grate-Kiln.

Кросс-медиа эффекты

Образование и осаждение на стенках технологического оборудования твердого сульфата аммония и расплава бисульфата аммония при выходе из каталитического реактора. Эти соединения – (NH₄)₂SO₄ и NH₄НSO₄, образуются по реакции вводимого аммиака с SO₃, который получается при сгорании высокосернистых топлив. Особенно трудно избежать осаждения солей в воздушном теплообменнике.

Другими проблемами являются: выбросы в атмосферу аммиака и его соединений, а также иных нежелательных продуктов, например, SO₃; необходимость использования дополнительных устройств для очистки потока: блок обессеривания и др.; отсутствие надежной аппаратуры для определения количества аммиака в отходящем газе; чувствительность каталитического процесса к температурному режиму и связанные с этим ограничения в загрузке и топлива; замена и дезактивация катализатора удобными с точки зрения охраны окружающей среды методами; надежность устройств очистки и их экономическая целесообразность.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов NOx. Требования экологического законодательства.

5.5.4. Сокращение и (или) предотвращение выбросов серы и ее соединений

5.5.4.1. Мокрый скруббер

Описание

Мокрый метод очистки газов от пыли считается достаточно простым и в то же время весьма эффективным способом обеспыливания. Удаление газообразных веществ из потока отходящего газа и технологического отходящего газа, основанного на поглощении загрязняющих веществ из газа жидкостью.

Техническое описание

Мокрые пылеуловители обладают рядом важных преимуществ перед другими типами пылеуловителей. Так, мокрые аппараты являются высокоэффективными пылеуловителями, способными конкурировать с фильтрационными пылеуловителями и электрофильтрами; они успешно применяются для обеспыливания высокотемпературных газов, взрыво- и пожароопасных сред, когда применение эффективных пылеуловителей другого типа невозможно или нецелесообразно.

С помощью аппаратов мокрого действия можно одновременно решать задачи пылеулавливания и очистки газов от газообразных компонентов, охлаждения и увлажнения газов. Многие типы мокрых пылеуловителей (иногда их называют скрубберами) работают при высоких скоростях газа в проточной части аппарата, что делает их малогабаритными и менее металлоемкими, чем аппараты других типов.

В зависимости от типа и количества загрязнителей используются несколько видов скрубберов: форсуночные, насадочные, пенные, центробежные, скрубберы Вентури.

В форсуночных скрубберах достаточно эффективно улавливаются частицы пыли размером более 10–15 мкм. Частицы размером менее 5 мкм практически не улавливаются.

В верхней части скруббера размещено несколько поясов орошения с большим числом форсунок, создающих равномерный поток мелко диспергированных капель, движущихся под действием силы тяжести вниз.

Нижняя часть скруббера, оканчивающаяся конусом, заполнена водой, уровень которой постоянно поддерживается. Подводимый запыленный газ направляют на зеркало воды для осаждения наиболее крупных частиц пыли, после чего, распределяясь по всему сечению скруббера, газ движется вверх навстречу потоку капель воды. В процессе промывки капли жидкости захватывают частицы пыли и коагулируют. Образовавшийся шлам собирается в нижней части скруббера, откуда непрерывно удаляется промывочной водой.

Газ, проходящий через скруббер, охлаждается до 40–50 °С и увлажняется обычно до состояния насыщения параллельно с очисткой. Скорость газа в скруббере принимают равной 0,8–1,5 м/с. При больших скоростях начинается капельный унос влаги, что способствует образованию отложений на выходном патрубке скруббера и в газопроводах.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение выбросов в атмосферу.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Снижение выбросов SO₂ может достигать более 95 %.

Основными достоинствами мокрых пылеуловителей являются:

сравнительно небольшая стоимость (без учета шламового хозяйства);

более высокая эффективность улавливания частиц по сравнению с сухими механическими пылеуловителями;

возможность применения для очистки газов от частиц размером до 0,1 мкм;

возможность использования в качестве абсорберов для охлаждения и увлажнения (кондиционирования) газов в качестве теплообменников смешения.

Основными недостатками мокрых пылеуловителей являются:

возможность забивания газоходов и оборудования пылью (при охлаждении газов);

потери жидкости вследствие брызгоуноса;

необходимость антикоррозионной защиты оборудования при фильтрации агрессивных газов и смесей;

значительные затраты энергии при высоких степенях очистки;

получение уловленного продукта в виде шлама, что часто затрудняет и удорожает его последующее использование;

необходимость организации оборотного цикла водоснабжения (отстойники, перекачивающие насосные, охладители и т. п.), что значительно увеличивает стоимость системы газоочистки;

коррозионный износ оборудования и газопроводов при очистке газов, содержащих агрессивные компоненты;

вредное влияние капельной влаги, содержащейся в газах, на стенки дымовых труб;

ухудшение условий рассеивания пыли и вредных газов, выбрасываемых через дымовые трубы в воздушный бассейн.

Кросс-медиа эффекты

Использование мокрых аппаратов требует наличия систем шламоудаления и оборотного водоснабжения, что удорожает процесс пылеулавливания. Работа этих аппаратов сопряжена с неизбежными потерями дефицитной воды.

Процессы утилизации уловленной пыли в виде шлама в большинстве случаев значительно дороже относительно процессов вторичного использования пыли, уловленной в сухом виде.

К числу недостатков мокрых пылеуловителей относятся: ухудшение условий рассеяния в атмосфере влажных очищенных газов, особенно содержащих агрессивные компоненты; необходимость обработки и удаления большого количества стоков и шлама; большие затраты энергии (особенно для турбулентных пылеуловителей); необходимость (при агрессивных газах) применения антикоррозионных и в ряде случаев дорогостоящих и дефицитных конструктивных материалов для изготовления аппаратуры. Мокрые аппараты и отводящие газоходы в большей степени подвержены коррозии, особенно при очистке агрессивных газов, требуют дополнительных мероприятий по антикоррозийной защите.

Технические соображения, касающиеся применимости

Технических ограничений по использованию данной техники не существует.

Экономика

Экономическая целесообразность применения ограничивается условиями их применимости:

1. Применение мокрых пылеуловителей необходимо в тех случаях, когда сухие аппараты оказываются неработоспособными или, когда требуемая эффективность пылеулавливания может быть достигнута только с применением мокрого аппарата;

2. Применение мокрых пылеуловителей целесообразно в том случае, когда наряду с пылеулавливанием ставятся задачи улавливания газообразных компонентов и охлаждения газов;

3. Применение мокрых аппаратов на том или ином промышленном объекте может быть экономически обоснованным, если на данном объекте имеются системы оборотного водоснабжения и шламопереработки.

Движущая сила внедрения

Требование экологического законодательства.

Снижение выбросов в атмосферу.

5.5.4.2. Десульфуризация и использование топлива с пониженным содержанием серы

Описание

Технологии управления предварительным сжиганием могут включать замену или десульфуризацию топлива. Поскольку выбросы диоксида серы прямо пропорциональны количеству серы в топливе, переход на топливо с низким содержанием серы является предпочтительным выбором. Замена топлива может не быть альтернативой, если требуется сокращение выбросов SO₂ независимо от содержания серы в топливе.

Техническое описание

Сера в твердом топливе содержится в 3-х формах: колчеданной (в виде железного колчедана (FeS), органической (в виде сероорганических соединений) и сульфатной (сернокислые соли – сульфаты СаSО₄, Nа₂SО₄). Простейшее обогащение угля – удаление колчеданной серы сепарацией. В этом методе используется разница в плотности угля и колчеданной серы (rFeS=5 т/м³, rугля=2 т/м³). Для отделения колчеданной и органической серы используется метод гидротермического обессеривания. В этом случае измельченное топливо обрабатывается в автоклавах при температуре 300 °С и давлении 1,7 МПа щелочными растворами КОН, NаОН. Снижение серы в твердом топливе можно осуществить методом газификации или пиролиза твердого топлива. Основное количество серы окажется связанным в коксовом остатке [61].

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов SO₂.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Методы физической очистки обеспечивают удаление до 30 % серы. Для углей с большим содержанием пиритной серы это значение может достигать 50 %. Степень удаления серы с помощью химического метода составляет 66 %.

Кросс-медиа эффекты

Сведения отсутствуют.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо для новых предприятий, которые в качестве топлива используют уголь.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов SO₂.

5.5.5. НДТ, направленные на сокращение и (или) предотвращение выбросов CO от организованных источников выбросов

5.5.5.1. Абсорбция

Описание

Для очистки газов от оксида углерода используют абсорбцию или промывку газа жидким азотом. Абсорбцию проводят также водно-аммиачными растворами закисных солей ацетата, формиата или карбоната меди.

Техническое описание

В случае применения медно-аммиачных растворов образуются комплексные медно-аммиачные соединения оксида углерода:

[Cu (NH₃)_m (H₂O)_n]⁺ + xNH₃ + yCO == [Cu(NH₃)_m+x(CO)_y(H₂O)_n]⁺ + Q.

Показано, что наиболее вероятной формой существования одновалентной меди является ион [Cu (NH₃)₂·H₂O]⁺, образующий с СО ион [Cu (NH₃)₂·CO ·H₂O]⁺ с выделение одного моля воды.

Раствор имеет слабощелочной характер, поэтому одновременно поглощается и диоксид углерода:

2NH₄OH + CO₂ == (NH₄)₂CO₃ + H₂O

(NH₄)₂CO₃ + CO₂ + H₂O == 2NH₄HCO₃

Абсорбционная способность раствора увеличивается с повышением концентрации одновалентной меди, давления СО и уменьшения температуры абсорбции. Соотношение свободных аммиака и диоксида углерода в растворе также влияет на поглотительную способность раствора.

1 - абсорбер; 2 - насос; 3 - водяной холодильник; 4 - аммиачный холодильник 5 - емкость; 6 - десорбер

Рисунок 5.18. Схема установки медно-аммиачной очистки газов [62]

Газ из цеха компрессии под давлением 32 МПа поступает в скрубберы, орошаемые медно-аммиачным раствором.

Состав азот водородной смеси (%): H₂ 70; N₂ 23–26; CO 3-5; CO₂ 1,5-2.

После очистки газ, содержащий не более 40 см³/м³ СО и до 150 см³/м³ CO₂, подается в скрубберы, орошаемые аммиачной водой (на схеме не показан), где он освобождается от остальной CO₂, и затем в цех синтеза NH₃. Регенерацию медно-аммиачного раствора проводят путем снижения давления и нагревания раствора в 6. В результате предварительного дросселирования медно-аммиачного раствора до 0,8 МПа из него удаляются растворенные H₂ и N₂. При дальнейшем дросселировании до 0,1 МПа и нагревании раствора до 45-50 ^оС происходит разложение медноаммиачного комплекса и выделение CO.

Для нагревания отработанного раствора до 60 ^оС служит отходящий регенерированный раствор, а для окончательного нагрева до 80 ^оС – пар. Регенерированный раствор охлаждают последовательно поступающим отработанным раствором, оборотной водой в теплообменнике 3 и испаряющимся жидким NH₃ в холодильнике 4, после чего регенерированный раствор при 10 ^оС направляют на абсорбцию. В случае необходимости проводят окисление Си⁺ продуванием воздуха через регенерированный раствор.

Для разложения углекислого аммония при атмосферном давлении раствор нагревают не выше 80 ^оС. Поскольку при более высокой температуре медноаммиачный комплекс разлагается, для более полной регенерации вторую ее ступень проводят в вакууме.

Чтобы предупредить выделение металлической меди при регенерации аммиачного раствора формиата или ацетата меди, к нему добавляют свежую муравьиную или уксусную кислоту.

Окончательную очистку водорода, идущего на синтез аммиака, от оксида углерода производят промывкой газа жидким азотом при температуре порядка 190 ^оС под давлением 20–25 атм. Этот метод относится к низкотемпературным процессам очистки газов и основан на физической абсорбции CO.

Процесс очистки состоит из трех стадий: предварительного охлаждения и сушки исходных газов; глубокого охлаждения этих газов и частичной конденсации их компонентов; отмывки газов от оксида углерода, метана и кислорода жидким азотом в промывной колонне. Холод, необходимый для создания в установке низких температур, обеспечивается аммиачным холодильным циклом, а также рекуперацией холода обратных потоков азотноводородной фракции и азотного цикла высокого давления.

Характерным для этого процесса является отсутствие стадии десорбции поглощенной примеси из абсорбента: часть испарившегося азота примешивается к водороду и используется в ступени синтеза. Так как промывка ведется чистым абсорбентом, то может быть достигнута любая степень очистки.

Особенность процесса такова, что его можно рассматривать не как абсорбцию, а как ректификацию смеси N₂ - CO в токе инертного газа – водорода.

Имеются данные о равновесии в тройной системе H₂-N₂-CO, анализ которых показывает, что H₂ практически не влияет на растворимость СО в жидком азоте. Поэтому расчет процесса можно проводить по данным для двойной смеси. Полученная по этим данным зависимость растворимости СО в жидком азоте от давления СО над раствором описывается законом Генри.

Минимальный расход азота для промывки 150 м³ газа, содержащего 6 % СО возможен при Р=2-2,6 МПа и равен 12–13 см³.

Температура оказывает очень большое влияние на расход жидкого азота и высоту колонны.

Расход азота, как и для других процессов физической абсорбции, практически не зависит от концентрации СО и уменьшается почти пропорционально увеличению общего давления.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов СО.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Степень очистки зависит от парциального давления CO над регенерированным раствором и общего давления газа.

Кросс-медиа эффекты

Сведения отсутствуют.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов СО.

5.5.5.2. Каталитическая очистка газов

Описание

Для окисления оксида углерода используют марганцевые, медно-хромовые и содержащие металлы платиновой группы катализаторы. В зависимости от состава отходящих газов в промышленности применяют различные технологические схемы очистки.

Техническое описание

Суть метода заключается в окислении СО до СО₂ кислородом воздуха:

2СО + О₂ 2СО₂ + Q

Процесс осуществляется в двух вариантах: термическим некаталитическим дожиганием при температуре 900–000 С и каталитическим дожиганием при температуре 350–400 С.

Схема установок приведена на рисунках ниже.

1 – газоход; 2,3 – патрубок; 4 – запальная свеча; 5 – камера дожигания; 6 – теплообменный утилизатор

Рисунок 5.19. Некаталитическое дожигание СО

1 – газоход; 2 – патрубок; 3 – заслонка; 4 – вентилятор; 5 – заслонка

Рисунок 5.20. Каталитическое дожигание СО

Действие установки некаталитического дожигания СО заключается в следующем: в газоход подают газы на очистку, сюда же поступают топливо и воздух. С помощью запального устройства газовая смесь поджигается и горит в камере дожигания. Температура газа на выходе из камеры 1100–1200 С, поэтому рационально устанавливать за камерой теплообменники, в которых температура дымовых газов уменьшается до 200-300 С. В случае невозможности термического дожигания используют каталитическое дожигание СО. В этом случае применяются аппараты со слоем никелевого или платинового катализатора, нанесенные на оксид алюминия. После предварительного подогрева очищаемого газа до температуры 200-300 С газовая смесь направляется на очистку. Обычно подогревание осуществляют за счет байпаса очищенных газов, а при запуске установки – сжигания определенного количества топлива. На катализаторе процесс идет при температуре 300–350 С. Возможно использование катализатора гопкалит, представляющего собой катализатор на основе MnO₂ с добавлением 20 % оксидов меди. Температура процесса около 250 С. Происходящие на катализаторе окислительные реакции экзотермичны, что приводит к сильному разогреву продуктов катализа. Конвертированные газы при температуре до 700 °С передают в котел-утилизатор, обеспечивающий производство перегретого до 380 °С водяного пара под давлением 4 МПа. Выходящие из котла-утилизатора обезвреженные газы при температуре около 200 °С дымососом через дымовую трубу эвакуируют в атмосферу. При обработке 60 тыс. м³/ч отходящих газов расход электроэнергии составляет 500 кВт, производится пара 26,5 т/ч [62].

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов СО.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Благодаря применению катализаторов можно достичь высокой степени очистки газа, достигающей в ряде случаев 99,9 % [63].

Кросс-медиа эффекты

Наряду с оксидом углерода в зависимости от условий конкретного производства в газах могут содержаться и другие токсичные компоненты: диоксид серы, оксиды азота, механические примеси в виде различных пылей.

Из-за присутствия в составе диоксида серы марганцевый катализатор теряет свою активность в течение 3-4 ч. Предварительное удаление диоксида серы из газов обеспечивает стабильную работу этого катализатора уже при 150– 180 °С, а при 220–240 °С достигается степень обезвреживания оксида углерода 90-96 % при объемных скоростях газа 2000 ч. Медно-хромовый катализатор (50 % оксида меди и 10 % оксида хрома) позволяет достичь при 240 °С необходимых степеней конверсии оксида углерода при более высоких объемных скоростях газа (до 20 тыс. ч) и большей длительности работы (до 120 ч). Однако при использовании катализаторов этих двух типов степень обезвреживания оксида углерода падает с увеличением объемной скорости обрабатываемых газов, уменьшением температуры процесса и возрастанием содержания оксида углерода в конвертируемых газах, что ограничивает целесообразность применения этих катализаторов.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо для новых предприятий и при модернизации существующих.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Стоимость изделий, содержащих палладий и другие драгоценные металлы, исходит из двух ключевых показателей: мировая цена на драгоценные металлы, процент и количество благородных металлов в сотах катализатора.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов СО.

5.5.5.3. Снижение выбросов оксида углерода и проскоков СО

Описание

Снижение выбросов СО путем использования сырьевых материалов с низким содержанием органического вещества и топлива с низким отношением количества углерода и исключения проскоков СО₂ путем регулирования процесса горения, качества топлива и систем подачи топлива.

Техническое описание

Отходящие печные газы или газы, выходящие из сырьевых мельниц, содержат, кроме СО₂, N₂, паров воды и кислорода, в несколько меньшем количестве NO и SO₂, а также СО. Выбор, когда это возможно, сырьевых материалов с низким содержанием органического вещества снижает выбросы СО. Когда в результате неполного сгорания топлива появляется оксид углерода, улавливание выбросов становится менее эффективным. Поэтому при работе установки соблюдается тенденция ограничения выделения СО из печи. Улучшение сжигания, оптимизация и качество топлива, характеристики горелки и ее конфигурация, конструкция печи, температура горения и время пребывания топлива в печи – все это может снизить выбросы СО [59].

Все технические решения, которые приводят к снижению потребления топлива, также уменьшают количество выбросов СО₂. Выбор при возможности сырьевых материалов с низким содержанием органического вещества и топлива с низким отношением количества углерода и величины его калорийности снижает выбросы СО₂.

Проскок СО.

Выделения пыли из-за проскока СО могут увеличиваться при использовании электрофильтров, и, в некоторых случаях, гибридных фильтров. Из соображений безопасности электрофильтры должны быть выключены при появлении СО в отходящих газах.

Чтобы снизить время отключения электрофильтра, необходимо выполнить следующие мероприятия:

1) дать объективную оценку ситуации и выявить основные причины, влияющие на появление СО, а именно:

нарушение режима обжига;

высокий уровень СО из-за высокого содержания органических соединений в сырьевом материале;

нарушения в питании печи топливом;

нарушения процесса сжигания топлива.

2) сравнить текущую и оптимальную ситуацию, установить приоритеты;

3) оптимизировать процесс, обеспечить анализ системы, надежности и скорости технических решений.

Чтобы идентифицировать причины и направление действия, а также разработать необходимые технические решения, требуется следующая информация:

о наличии, надежности и динамики поведения анализируемого оборудования;

о статистике появления СО;

об используемом топливе, системы подачи топлива и процессе.

Система питания топливом, спроектированная для предотвращения волнообразной подачи в печь и обеспечения стабильной работы системы сжигания, может минимизировать появление проскоков СО.

Для того, чтобы контролировать уровень СО в печи, используется автоматический измеритель для постоянного контроля СО в отходящих газах. Это техническое решение нуждается в оптимизации для того, чтобы обеспечить необходимое отключение электрофильтров. Идеальная система контроля СО имеет короткое время отклика и должна быть расположена близко к источникам выделения СО, таких как выход из циклонного теплообменника или из печи в случае применения мокрого способа производства. Необходимо учитывать время на анализ, включая время отбора пробы, которое не должно превышать 20–30 сек (время запаздывания анализа). Для сокращения времени отключения электрофильтра необходимо учитывать тенденции изменения СО на основе ранее полученной, накопленной и проанализированной информации. Время запаздывания при контроле СО может быть снижено увеличением количества образцов, сокращением расстояния от точки отбора пробы до анализатора, снижением объема анализируемой пробы и быстрым электронным описанием сигнала. Быстрое определение состояния системы можно обеспечить в течение менее 3 секунд, но имеется ограничение для газов с большим количеством пыли. Необходимы также постоянный уход и калибровка режима работы прибора. Возможность анализатора такова, что имеется соответствующий критический диапазон показаний, при котором можно определять компоненты: до 5 % для СО и 3 % – СН₄. Если появление СО не может быть предотвращено, любые воспламеняющиеся источники, особенно оборудование с высоким напряжением (электрофильтры) требуют специального внимания. Другими источниками, который потенциально может привести к возгоранию или взрыву в системе пылеочистки, могут быть трение твердых тел или вентилятор.

Критическими параметрами считаются присутствие в газах более 8 % СО или СН₄ в присутствии более 6 % О₂. Фактически при проскоке СО рост его концентрации в газах происходит очень быстро и может достичь критического значения еще до осуществления анализа, хотя и в этом случае система должна поднять тревогу. Поэтому уровень срабатывания системы отключения и сигнализации должен быть настроен значительно ниже критического; вдобавок он зависит от концентрации СН₄ и Н₂, особенно при использовании природного газа в качестве топлива.

Отключение электрофильтров происходит в основном на стадии пуска − остановки печи. Для безопасной работы и защиты электрофильтра газоанализатор должен работать постоянно на всех стадиях процесса. Время отключения электрофильтра на заводе может быть снижено использованием дублирующей системы.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение риска взрыва, проскока СО, выбросов СО и пыли.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Выбросы пыли могут появиться из-за проскока СО.

СО может быть обнаружен в проходящих газах при концентрации до 0,1 % с дополнительным количеством СО, порождаемым углеродом, содержащимся в сырьевых материалах.

Кросс-медиа эффекты

Выбросы пыли могут появиться из-за проскока СО.

Технические соображения, касающиеся применимости

Технические решения для снижения проскоков СО могут применяться на всех типах печей.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства.

5.5.5.4. Регенеративный термический окислитель

Описание

Работа регенеративного термического окислителя (РТО) основана на химическом/термическом и механическом процессе. Химический/термический процесс – это приложение тепла к технологическому потоку выхлопных газов, который содержит ЛОС и опасные загрязнители воздуха. Это применение тепла окисляет загрязнители из их первоначального химического состояния до двух инертных соединений: CO₂ и H₂O.

Термическая очистка газа путем окисления ЛОС производится при температурах от 800 до 1000 °С. При этих температурах ЛОС вступают в реакцию с кислородом в технологических газах и образуют углекислый газ CO₂ и водяной пар H₂O, которые не представляют опасности и не имеют запаха.

Техническое описание

Термический окислитель используется для борьбы с загрязнением воздуха в течение многих десятилетий, является одной из наиболее распространенных технологий для уничтожения ЛОС, опасных загрязнителей воздуха и, в некоторой степени, запаха. Эти загрязнители, как правило, являются органическими и могут быть уничтожены окислением при высокой температуре, т. е. преобразованы в CO₂ и H₂O перед выбросом в атмосферу.

Существует несколько типов термоокислителей, применяемых в промышленности, но чаще всего встречаются два типа:

термический окислитель прямого сжигания (ТОПС);

регенеративный термический окислитель (РТО).

Также известны каталитические окислители, такие как регенеративные каталитические окислители (РКО) или рекуперативные каталитические окислители. Каталитический окислитель – это просто термический окислитель с добавленным катализатором, который обеспечивает эффективное окисление при гораздо более низкой температуре [64].

Регенерационный термический окислитель (РТО) является наиболее распространенным и широко используемым типом окислителя на сегодняшний день. Это предпочтительная технология окисления, предназначенная для уничтожения ЛОС, опасных и иных загрязнителей воздуха. РТО является предпочтительным выбором из-за высокой эффективности уничтожения и способности восстанавливать большую часть тепловой энергии, которая генерируется для разрушения ЛОС и опасных загрязнителей воздуха.

Примеры стандартных органических соединений показаны в таблице 5.17.

Таблица 5.17. Стандартные органические соединения [64]

№ п/п	Наименование	Формула
1	2	3
1	Ацеталь	C₆H₁₄O₂
2	Ацетон	C₃H₆O
3	Бензол	C₆H₆
4	Бутанол	C₄H₁₀O
5	Циклогексанол	C₆H₁₂O
6	Формальдегид	CH₂O
7	Гептан	C₇H₁₆
8	Изопентан	C₅H₁₂

Таблица 5.18. Преобразования ЛОС в инертные соединения

№ п/п	Наименование	Химическая реакция (преобразования)
1	2	3
1	Формальдегид	СН₂О + О₂> СО₂ + Н₂О
2	Гептан	C₇H₁₆ + 11O₂> 7CO₂ + 8Н₂О
3	Гексан	2С₆Н₁₄ + 19О₂> 12СО₂ + 14Н₂О

Механический процесс РТО работает по принципу переменного потока газа через несколько "слоев" керамических теплообменных сред. Входящий газ сначала втягивается в систему и поднимается вверх через входной слой, где газ предварительно нагревается за счет контакта с керамическим теплоносителем. По мере продвижения газа вверх через керамическую среду газ достигает температуры от 760 °C до 800 °C. Затем газ поступает в камеру сгорания, где работает горелка (обычно работающая на природном газе), повышая температуру газа до 815–955 °C.

Эта температура называется "заданная температура камеры сгорания" и является точкой, в которой почти все соединения ЛОС и опасных загрязнителей воздуха разрушаются и преобразуются в CO₂ и H₂O. В этот момент технологический газ, очищенный от загрязнений и нагретый, направляется вниз через выходной слой теплообменной среды. Газ при температуре камеры сгорания отдает свое тепло керамической среде, проходя вниз через выпускной слой.

По прошествии двух-трех минут РТО переключается таким образом, чтобы клапаны обращали поток воздуха через систему. Этот возвратно-поступательный процесс или цикл называется регенеративным термическим.

Рисунок 5.21. Принцип работы РТО

Конструкция РТО отличается от конструкции рекуперативных термических окислителей отсутствием трубчатых или кожухотрубчатых теплообменников для нагрева или охлаждения потоков газов. Вместо того, чтобы сбрасывать чистый и горячей воздух в атмосферу, РТО способен утилизировать до 95 % тепла. Еще одно отличие состоит в том, что выходящий очищенный поток может направляться в другую часть технологического процесса для его дальнейшего использования.

Рисунок 5.22. Конструкция РТО

Двумя наиболее распространенными видами регенеративных термических окислителей являются двухкамерный и трехкамерный. Существуют так же системы с тремя и более камерами для более сложных применений.

Регенеративные термические окислители с двумя камерами имеют низкий коэффициент капитальных затрат, требуют более тщательного технического обслуживания за счет наличия в своей конструкции движущихся частей, но при этом достигается эффективность разрушения вредных веществ до 98–99 %.

Технологический поток выбросов поступает в один из предварительно нагретых фильтрационных керамических слоев. Предварительный нагрев слоя уменьшает количество вспомогательного топливного газа, которое потребовалось бы для работы установки. Далее поток поступает в камеру сгорания. После того как в камере сгорания произойдет окислительный процесс, отработанный газ проходит через второй фильтрационный керамический слой, где газ охлаждается, передавая часть своего тепла слою керамического наполнителя. Переключающие клапаны предназначены для направления потока газа из одного фильтрационного керамического слоя в другой для нагрева или охлаждения перерабатываемого потока выбросов. Данный тип окислителя работает при чрезвычайно высокой температуре – около 815 °С.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение выбросов СО за счет термическое окисление СО до СО₂.

Полное окисление любых ЛОС.

Снижение запаха.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Регенеративный термический окислитель настолько эффективен в регенерации отходящего тепла, что способен поддерживать необходимую температуру в камере сгорания только за счет энергии окисления ЛОС.

Основные преимущества регенеративного термического окислителя следующие:

простая и надежная конструкция;

двойное уплотнение с самоочисткой;

легкий доступ для обслуживания;

отсутствие полостей, где могут скапливаться кислоты и другие загрязнители;

возможность адаптации к большому разнообразию воздушных потоков;

удаление широкого спектра ЛОС;

как эксплуатационные расходы, так и расходы на техническое обслуживание достаточно низкие;

высокий термический КПД;

во время процесса не образуются остатки;

рекуперация энергии, вырабатываемой для внешних процессов [58].

В РTO используется керамический слой, который нагревается от предыдущего цикла окисления для предварительного нагрева поступающих газов с целью их частичного окисления. Предварительно нагретые газы поступают в камеру сгорания, которая нагревается от внешнего источника топлива для достижения целевой температуры окисления, которая находится в диапазоне от 760 °C (1400 °F) до 820 °C (1510 °F). Конечная температура может достигать 1100 °C (2010 °F) для приложений, требующих максимального разрушения. Расход воздуха составляет от 2,4 до 240 стандартных кубических метров в секунду.

РTO очень универсальны и чрезвычайно эффективны – тепловой КПД может достигать 95 %. Они регулярно используются для удаления паров растворителей, запахов в самых разных отраслях промышленности СНГ и мира.

Кросс-медиа эффекты

При эксплуатации регенеративных термических окислителей (РТО) возможны высокие расходы электроэнергии, а также требуется большая площадь для размещения оборудования.

Технические соображения, касающиеся применимости

Регенеративный термический окислитель может использоваться в производстве алюминия. По сравнению с другими технологиями контроля выбросов регенеративные термические окислители (РTO) особенно надежны и имеют низкие эксплуатационные расходы:

КПД эффективности энергозатрат составляет около 95 % и даже в некоторых случаях 99 %, что значительно сокращает расход топлива;

подходит для многих применений;

простота конструкции;

долговечность;

высокий уровень разрушения ЛОС;

низкий уровень выбросов оксидов азота (NOx);

применение в условиях непрерывной работы [65].

Основными недостатками регенеративных термических окислителей являются:

высокие расходы на электроэнергию;

большая площадь, требуемая для размещения оборудования;

вес, который может быть в три раза выше, чем у рекуперативного окислителя.

PTO является более сложной системой с большим количеством движущихся частей, требуется большее техническое обслуживания.

Экономика

Сокращение производственных затрат за счет высокой эффективности; снижение выбросов СО до приемлемых значений, низкий расход топлива, не требует применения расходных дорогостоящих катализаторов; надежны и имеют низкие эксплуатационные расходы.

Движущая сила внедрения

Реализация процесса термического окисления СО до CO₂.

Полное окисление любых ЛОС.

Снижение запаха.

Требование экологического законодательства.

5.6. НДТ, направленные на предотвращение и снижение сбросов сточных вод

5.6.1. Управление водным балансом при производстве алюминия (добыча бокситов)

Описание

Основными технологическими процессами производства алюминия являются: подготовка сырья (боксит), получение глинозема способом Байер-спекания, переработка красного шлама ветви Байера, производство обожженных анодов, первичного алюминия.

По сбросам на предприятии АО "Алюминий Казахстана" имеется 6 систем оборотного водоснабжения. Сбросы промышленных сточных вод в природные водоемы и на рельеф местности отсутствуют.

На предприятии АО "КЭЗ" эксплуатируется 4 узла водооборота. Сбросы промышленных сточных вод в природные водоемы и на рельеф местности отсутствуют. Производственные и ливневые сточные воды сбрасываются в пруд-накопитель.

Бокситовые рудоуправления являются потенциальными источниками загрязнения окружающей среды сточными водами. В результате добычных работ происходит истощение запасов подземных вод в ходе осушения и эксплуатации месторождений, а также возможно загрязнение поверхностных вод сбросами карьерных и промышленных сточных вод в случаях отсутствия очистки.

В данном разделе описаны техники, методы и/или совокупность методов, применяемых для снижения и предотвращения сбросов сточных вод.

Техническое описание

Эффективное управление водными ресурсами имеет важнейшее значение для большинства видов деятельности по добыче и обогащению полезных ископаемых, и данный аспект должен тщательно рассматриваться в ходе каждого цикла строительства и эксплуатации горного предприятия – от предварительного согласования и производства до вывода из эксплуатации и закрытия. Для охраны водных ресурсов от воздействия сточных вод и управлению их балансом при процессах добычи и обогащения необходимо выполнение следующих мероприятий:

разработка водохозяйственного баланса бокситового рудоуправления;

внедрение системы оборотного водоснабжения и повторного использования воды в технологическом процессе;

сокращение водопотребления в технологических процессах;

гидрогеологическое моделирование месторождения;

внедрение систем селективного сбора карьерных вод;

использование локальных систем очистки и обезвреживания сточных вод.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение объемов водопотребления на технологические нужды.

Рациональное использование водных ресурсов.

Снижение количества энергоресурсов, используемых для выдачи сточных вод.

Снижение количества химических реагентов, используемых для дальнейшей очистки сточных вод.

Сокращение объема или исключение сброса сточных вод и концентраций в них загрязняющих веществ.

Снижение биогенной нагрузки на принимающие воды (например, реки, каналы и другие поверхностные водные ресурсы).

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Разработка водохозяйственного баланса бокситового рудоуправления с целью управления водопритоком карьерных вод, водопотреблением и водоотведением технологических процессов и операций по добыче и обогащению полезных ископаемых, предусматривает:

перспективный водоприток карьерных вод;

возможные изменения режима водопотребления и водоотведения, осушения и водопонижения в увязке с водохозяйственным балансом;

предотвращение истощения и загрязнения водоносных горизонтов и поверхностных водных объектов;

рациональную организацию водопользования с минимальным объемом потребления свежей воды в технологических процессах;

возможность рециркуляции, очистки отработанной воды и повторного ее использования;

учет водохозяйственной обстановки на прилегающих территориях с целью выявления уязвимых компонентов (малых рек и ручьев, водно-болотных угодий и др.), зависимости местного населения от местных водных ресурсов.

Управление водным балансом бокситового рудоуправления позволяет учитывать возможные изменения водопритока в горные выработки и водопользования, своевременно перераспределять потоки с целью регулирования гидравлических и других нагрузок на сети и сооружения, рационально использовать водные ресурсы.

Система оборотного водоснабжения обеспечивает многократное использование оборотной воды в технологическом процессе (например, бессточное хвостовое хозяйство с замкнутым водным циклом). Выбор схем оборотного водоснабжения определяется технологическим процессом, техническими условиями к качеству воды. Это позволяет сократить забор воды из природных источников (забор воды необходим только на подпитку системы), сократить объем или полностью исключить сброс сточных вод.

Повторное (последовательное) использование технической воды заключается в употреблении воды, использованной в одном производственном процессе, на другие технологические нужды. Например, вода, нагретая в процессе охлаждения оборудования компрессорной станции, может использоваться в системе отопления или на промывку оборудования перед ремонтом; ливневые сточные воды могут использоваться в процессах пылеподавления, для полива растений, для мойки дорожной техники и т. д. Техника позволяет сократить забор воды из природных источников на технологические нужды.

Учитывая идентичность процессов водоотведения и водоотлива с предприятиями угольной промышленности, может стать полезным опыт Индии в использовании сточных вод шахт. Угольные компании Индии успешно используют шахтные воды как из действующих, так и из заброшенных шахт. Наиболее яркими примерами реализации проектов являются следующие:

вода из шахты NLCIL подается в столичный департамент Ченнаи по трубопроводу длиной 200 км для питьевых нужд. Две насосные станции поставляют в Ченнаи примерно 19611 тыс л в день, и эта подача очень помогает удовлетворить потребность в воде, особенно летом;

поставка бутилированной воды от WCL – Coal Neer. Установка обратного осмоса (10 000 литров/час) была установлена на руднике и включает поэтапный процесс осаждения, фильтрацию через и обработку через установку обратного осмоса с последующей УФ-обработкой. Кроме того, вводится фасованная питьевая вода "COAL NEER" с установкой завода по розливу RFC (мощность – 15000 бутылок в сутки), получившая сертификацию BIS&FSSAI. "СOAL NEER" предлагается продавать по цене 7 рупий и 10 рупий за бутылку объемом 500 мл и 1 литр соответственно.

WCL заключила меморандум с MAHAGENCO о предоставлении избыточной шахтной воды в размере 107,6 тысяч кубометров в год для удовлетворения промышленных потребностей в воде для ТЭС.

Ранее потребность ТЭС в воде покрывалась Пенчским ирригационным водохранилищем. Теперь сэкономленная вода из водохранилища Пенч используется для удовлетворения растущего спроса на воду в городе Нагпур [66].

Применение водосберегающих или безводных технологий, характеризующихся низким потреблением воды, либо ее полным отсутствием, что позволяет сократить забор воды из природных источников на технологические нужды. Например, дозированная подача воды в производство, автоматическое отключение воды при остановке технологического процесса, кроме процессов охлаждения оборудования.

Разработанная и откалиброванная гидрогеологическая модель позволяет спрогнозировать величины притоков в выработки, в том числе на разные моменты времени в пределах горизонта планирования и на различных горизонтах. Ввиду того, что с течением времени притоки имеют тенденцию к снижению, разработка модели может позволить обосновать постепенную оптимизацию задействованного водоотливного оборудования. При оценке запасов подземных вод гидрогеологическое моделирование позволяет учесть сложную внутреннюю структуру подземной гидросферы, включая гидравлическую связь между водоносными горизонтами, подземными и поверхностными водами, а также сложные граничные условия.

Для района влияния объектов Стойленского ГОКа НТЦ "НОВОТЭК" в 2005 году разработал компьютерную модель фильтрации подземных вод, которая постоянно обновляется и пополняется новыми результатами изысканий и геоэкологического мониторинга подземных вод [67].

Система раздельного сбора сточных вод заключается в разделении потоков сточных вод по степени и видам загрязнений для проведения локальной очистки оптимальным способом, максимального возврата в процесс очищенной воды; снижения гидравлической нагрузки на очистные сооружения. Техника позволяет сократить объем сброса сточных вод в водные объекты.

Кросс-медиа эффекты

Потребность в дополнительных объемах ресурсов и материалов на организацию системы водооборотного потребления воды.

Затраты на мониторинг качества воды и выявление загрязняющих веществ.

Технические соображения, касающиеся применимости

Представленные методы (конструктивные и технические решения), применимы при технической возможности и экономической целесообразности, могут использоваться как по отдельности, так и в совокупности. Ограничения, связанные с особенностями технологического процесса, техническими возможностями, конструктивными особенностями производственных объектов, климатическими условиями, качественным составом и объемом сточных вод.

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства. Рациональное использование водных ресурсов. Снижение объемов сбросов сточных вод и загрязняющих веществ.

5.6.2. Снижение водоотлива карьерных и шахтных вод

Описание

Поступление воды в выработки характеризуют водопритоком. Общий водоприток складывается из притока подземных и поверхностных вод, атмосферных осадков и технической воды, применяющейся в технологических процессах.

Техническое описание

Техника заключается в сокращении воздействия на подземные воды и снижении гидравлической нагрузки на очистные сооружения и водные объекты путем применения отдельно или совместно следующих технических решений:

применение рациональных схем осушения карьерных и шахтных полей;

использование специальных защитных сооружений и мероприятий от поверхностных и подземных вод, таких как водопонижение и/или противофильтрационные завесы и др.;

оптимизация работы дренажной системы;

изоляция горных выработок от поверхностных вод путем регулирования поверхностного стока;

отвода русел рек за пределы горного отвода;

недопущение опережающего понижения уровней подземных вод;

предотвращение загрязнения шахтных и карьерных вод в процессе откачки.

Достигнутые экологические выгоды

Рациональное использование водных ресурсов.

Сокращение объемов сточных карьерных и шахтных вод.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

В горной практике для осушения карьерных и шахтных полей применяются поверхностный, подземный и комбинированный способы.

Для осушения и защиты горных выработок от поверхностных и подземных вод применяются водопонижающие скважины, оборудованные глубинными насосами; вакуумное водопонижение; подземные системы осушения, (дренажные штреки с фильтрами и колодцами и т.п, в период эксплуатации подземного месторождения функции дренажных выполняют также основные горные выработки.); самоизливающие и поглощающие скважины; иглофильтровые установки; прибортовой дренаж; дренажные зумпфы, траншеи, канавы (в том числе, закрытые) и т.п.

На ОАО "Стойленский ГОК" осушение карьера ведется подземным дренажным комплексом – дренажной шахтой на глубине более 200 м, перехватывающей основную часть потока подземных вод за пределами карьера по его контуру, и внутрикарьерными прибортовыми дренажами – они перехватывают "проскок" подземных вод, выходящих на откосы карьера. Протяженность выработок дренажной шахты достигает 56 км. В эксплуатации – 260 восстающих дренажных скважин. Откачка всех дренажных вод и атмосферных осадков производится главным водоотливом шахты. Производительность водоотлива достигает 7200 м³/ч. Для этого главный водоотлив оборудован 11 насосами ЦНС 850–240. Обоснованная "НОВОТЭК" возможность использовать дренажные воды для хозяйственно-питьевого водоснабжения СГОК покрыла его потребность в чистой воде. Реализация водоснабжения выполнена 5 насосами ЦНС 300х300. Опыт эксплуатации системы осушения карьера и проектные решения по развитию дренажных работ на карьере СГОКа убедительно доказывают правильность выбранной стратегии защиты месторождения от подземных и поверхностных вод, ориентированной на подземный способ осушения [68].

Выбор видов и систем защиты горных выработок, типов защитных сооружений, устройств и мероприятий должен учитывать изменяющиеся с течением времени по мере разработки месторождения производственные и природные условия, форму и размеры защищаемого пространства.

Системы защиты, их развитие, конструкции защитных сооружений и устройств, защитные мероприятия должны быть взаимоувязаны с системами, методами и развитием разработки месторождения.

Регулирование поверхностного стока дождевых, талых и технических вод производится в пределах шахтного поля и самого карьера (площадок уступов, откосов, дна), а также в пределах некоторой полосы вокруг карьера.

Мероприятия по регулированию поверхностного стока сводятся к устройству нагорных и водоспускных канав, планировке территории вокруг карьера (с приданием поверхности уклона в сторону нагорных канав), а также планировке площадок уступов.

Система отвода дождевых, талых и технических вод должна увязываться со всей системой дренажа месторождения; при этом в ряде случаев оказывается целесообразным применение единых водоотливных средств путем использования общих водосборников и насосов, устройств водосбросных скважин и т. д.

Отвод и осушение рек и водных коллекторов (озер, прудов, болот) применяются в тех случаях, когда обводнение карьера или шахты за счет поступления вод из них достаточно существенно. Реку или ручей отводят в новое забетонированное русло, также эффективным является отвод речных вод по трубам. Если русло реки проходит по слабопроницаемым покровным отложениям, есть возможность отказаться от бетонирования, что должно подтверждаться фильтрационным расчетом.

Кросс-медиа эффекты

Финансовые затраты. Потребность в дополнительных объемах ресурсов и материалов.

Противофильтрационные завесы в отличие от водопонижения не влекут за собой образование вредных стоков и истощение ресурсов подземных вод и не вызывают деформаций горных пород, земной поверхности и сооружений в районе защищаемых объектов.

Высокие капитальные и эксплуатационные затраты, необходимость проведения и поддержания в рабочем состоянии горных выработок при подземном способе осушения на карьерах.

Технические соображения, касающиеся применимости

Представленные методы общеприменимы, могут использоваться как по отдельности, так и в совокупности.

Применимость способов осушения определяется исходя из горно-геологических, гидрогеологических и горнотехнических условий разрабатываемого месторождения.

Целесообразность отвода и изоляции постоянного коллектора обосновывается технико-экономическим расчетом, путем сопоставления стоимости отвода и тех дренажных мероприятий, которые нужно осуществить для обеспечения нормального хода горных работ на весь период эксплуатации месторождения.

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна.

Движущая сила внедрения

5.6.3. Управление поверхностным стоком территории наземной инфраструктуры

Описание

Методы или их совокупность для снижения негативного воздействия на водные объекты.

Техническое описание

Технологические операции по управлению поверхностным стоком включают:

организацию системы сбора и очистки поверхностных сточных вод с породных отвалов;

перекачку сточных вод из гидротехнических сооружений при отвалах в хвостохранилище;

отведение поверхностного стока с ненарушенных участков в обход нарушенным, в том числе и выровненных, засеянных или озелененных, что позволит минимизировать объемы очищаемых сточных вод;

очистку поверхностного стока с нарушенных и загрязненных участков территории с повторным использованием очищенных сточных вод на технологические нужды;

организацию ливнестоков, траншей, канав надлежащих размеров; оконтуривание, террасирование и ограничение крутизны склонов; применение отмостков и облицовок с целью защиты от эрозии;

организацию подъездных дорог с уклоном, оснащение дорог дренажными сооружениями;

выполнение фитомелиоративных работ биологического этапа рекультивации, осуществляемых сразу же после создания корнеобитаемого слоя с целью предотвращения эрозии.

Достигнутые экологические выгоды

Использование перечисленных техник позволяет: сократить риск загрязнения почв, подземных и поверхностных вод, обусловленных инфильтрацией загрязненных поверхностных сточных вод с территории породных отвалов; снизить негативное воздействие на водные объекты за счет сокращения объема сброса загрязненных сточных вод в водный объект.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Техника предусматривает управление ливневыми и талыми сточными водами территории наземной инфраструктуры горнодобывающего предприятия с учетом особенности размещения предприятия и его специфики с целью сведения к минимуму попадания ливневых и талых сточных вод на загрязненные участки, отделения чистой воды от загрязненной, предотвращения эрозии незащищенных участков почвы, предотвращения заиливания дренажных систем.

Организация системы водоотводных канав по контуру внешних отвалов вскрышных и вмещающих пород с учетом особенности территории размещения предприятия и его специфики, первичное осветление поверхностных сточных вод в оборудованном отстойнике и при необходимости их дальнейшая доочистка на локальных комплексах очистки сточных вод.

Кросс-медиа эффекты

Потребность в дополнительных объемах ресурсов и материалов.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимы, могут использоваться как по отдельности, так и в совокупности.

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна.

Движущая сила внедрения

5.6.4. Применение современных методов очистки сточных вод

Очистка сточных вод контролируется и регламентируется нормативно-правовыми актами Республики Казахстан. Сточными водами называют воды, которые сбрасывают в водоемы с промышленных объектов и населенных пунктов через канализацию или самотеком. Свойства этих растворов связаны с технологическим процессом, в котором они участвовали и, как правило, негативно сказываются на природных объектах, с которыми контактируют.

Рисунок 5.23. Виды сточных вод [69]

Таблица 5.19. Отличительные характеристики разных видов сточных вод

№ п/п	Вид сточных вод	Равномерность поступления сточных вод	Степень загрязнения	Вид загрязнений	Используемые методы очистки
1	2	3	4	5	6
1	Производственные	Неравномерное (зависит от процессов предприятия)	Условно-чистые Нормативно очищенные Загрязненные	Органические и минеральные примеси	Механические Физико-химические Химические Биологические
2	Хозяйственно-бытовые сточные воды	Относительно равномерное	Сильно загрязненные	Органические вещества растительного и животного происхождения Отходы жизнедеятельности и моющие средства	Механические Биологические
3	Атмосферные (ливневые)	Неравномерное (зависит от атмосферных осадков)	Условно чистые Загрязненные	Минеральные загрязнения Нефтепродукты	Механические Физико-механические Химические методы

Применение эффективных методов очистки сточных вод (шахтных, карьерных) с целью снижения уровня загрязнения сточных вод веществами, содержащимися в горной массе, продукции или отходах производства.

Выбор технологических подходов, методов, мер и мероприятий, направленных на очистку сточных вод, определяется составом сточных вод, особенностями технологического процесса, техническими условиями к качеству воды (в случае оборотного водоснабжения или повторного использования), нормативами допустимого сброса, установленными с учетом качества воды водного объекта – приемника сточных вод.

Для определения оптимального способа минимизации объемов конечных стоков и концентрации в них загрязняющих веществ необходимо принимать во внимание следующие наиболее важные факторы:

процесс, являющийся источником стоков;

объем воды;

загрязняющие вещества и их концентрации;

возможности внутреннего повторного использования;

доступность водных ресурсов.

НДТ позволяет извлечь специфичные вещества (например, остатки реагентов) с целью их последующей утилизации или возврата в технологический процесс, а также обеспечить максимальный возврат очищенной воды в технологический процесс.

НДТ позволяет снизить негативное воздействие на водные объекты за счет обеспечения качества сбрасываемых сточных вод в соответствии с установленными нормативами.

5.6.5. Механическая очистка

Описание

Механическая очистка – это первый этап очистки сточных вод.

Использование механической очистки как самостоятельного метода возможно в тех случаях, когда осветленная вода будет после использована в технологических производственных процессах или отведена в водоемы без оказания вредного воздействия. Суть метода состоит в процеживании, отстаивании, фильтровании, удалении нерастворенных примесей гидроциклонами и в центрифугах. При этом методе очистки удаляют 60–80 % находящихся в стоках в нерастворенном и частично коллоидном состоянии загрязнения.

Техническое описание

Механическая очистка относится к грубым методам и используется для удаления из воды загрязняющих частиц больше 0,1 мм. Как правило эта группа методов основывается на извлечении осевших или взвешенных нерастворимых частиц.

В связи с тем, что загрязняющие частицы различаются по физическим характеристикам (размер, физико-химические свойства) и концентрации, методы механической очистки подразделяются на виды, представленные на рисунке 5.24.

Рисунок 5.24. Методы механической очистки сточных вод

Процеживание, фильтрование и отстаивание – более простые методы механической очистки, а применение дисковых фильтров и центрифугирование – более сложные [69].

Таблица 5.20. Характеристика методов механической очистки сточных вод

№ п/п	Метод механической очистки	Характеристика метода
1	2	3
1	Процеживание	Сточные воды пропускаются через решетки и сетки (как правило металлические) с требуемым разметом ячеек, в результате чего задерживаются механические частицы (камни, пластиковые бутылки) и биологические фрагменты (ветки, листья) соответствующего ячейкам размера
2	Фильтрование	Вода пропускается через перегородки, заполненные засыпным наполнителем или пористым материалом, которые задерживают дисперсную фазу
3	Отстаивание	В основе метода лежит использование силы тяжести, под воздействием которой частицы оседают на дне отстойника или безголовки. Верхний очищенный слой воды переливается в следующую камеру, оставляя в первой загрязнения. Далее процесс повторяется
4	Дисковые фильтры	Дисковые фильтры представляют собой "пакет" цилиндрической формы из полимерных дисков, попадая в который сточные воды очищаются от механических примесей
5	Центрифугирование (гидроциклоны)	В этом методе происходит разделение фракций твердых частиц во вращающемся потоке жидкости

Преимуществами механической очистки являются простота аппаратурного оформления, эффективная очистка от взвешенных частиц. Недостатком механического фильтрования является то, что при механической фильтрации из сточных вод не удаляются растворенные примеси.

Осадок из отстойников удаляется под гидростатическим давлением и с помощью различных механизмов (скребков, насосов, элеваторов и др.).

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение в сбросах нерастворимых фракций различного происхождения.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

В осветлителях достигается снижение концентрации загрязнений на 70 % – по взвешенным веществам и 15 % – по БПК за счет совмещения процессов осаждения, хлопьеобразования и фильтрации сточной воды через слой взвешенного осадка.

Достигаемый в производственных условиях эффект снижения концентрации взвешенных веществ не превышает 50–60 %.

Кросс-медиа эффекты

Механическую очистку используют как предварительный этап перед биологической очисткой или в качестве доочистки стоков. Убирает только нерастворимые механические примеси.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо для предприятий, осуществляющих сбросы сточных вод. На шахте "Шерегешская" (2021) установлено оборудование, которое предназначено для очистки шахтных сточных вод на выпуске в реку Большой Унзас. Очищение воды происходит за счет отстаивания и добавления реагентов. Очистка по взвешенным частицам, шламу и песку достигает 98 %, по нефтепродуктам – 90 %.

Для очистки шахтных и оборотных вод обогатительных фабрик от взвешенных веществ в Дон УГИ разработана конструкция наклонного тонкослойного отстойника. Отстойник состоит из двух отделений – зоны осветления и накопления осадка. Принцип действия наклонного отстойника заключается в следующем. Исходная вода подается в продольные распределительные каналы, откуда через щели, образованные наклонными направляющими плоскостями, она поступает в нижнюю часть наклонных ячеек. Наклонные плоскости, образующие ячейки, установлены под углом больше естественного угла откоса осадка. Восходящий поток воды между наклонными плоскостями имеет ламинарный характер, вследствие чего в пределах ячейки происходит интенсивное выпадение взвешенных частиц. Такая конструкция по сравнению с обычными горизонтальными отстойниками позволяет повысить нагрузку на сооружение в 45–50 раз. Такие отстойники эксплуатируются на шахтах "Кировская" и им. Газеты "Правда" ПО "Донецкуголь", "Павлогорадская" ПО "Павлоградуголь".

С целью повышения эффективности отстаивания применяют реагентную обработку воды коагулянтами или флокулянтами (сернокислый алюминий, хлористое железо, полиакриламид, полиэлектролит ВПК-402 и др.).

Для очистки сточных вод от взвешенных веществ применяют гидроциклоны и центрифуги. Особенно широко для очистки шахтных вод за рубежом нашли применение гидроциклоны. Они успешно заменяют отстойники, имея ряд преимуществ перед ними: занимают малую площадь, имеют высокую степень очистки до 70 %, высокую производительность, не имеют подвижных частей, работа их может быть полностью автоматизирована. Наибольшее применение нашли напорные (закрытые) и безнапорные (открытые) гидроциклоны.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Снижение сбросов взвешенных веществ в сточных водах.

5.6.6. Химические и физико-химические методы очистки

Описание

Химические методы очистки заключаются в выделении загрязнений путем химических реакции между загрязнениями сточных вод и реагентами. К химическим методам очистки сточных вод относятся нейтрализация, окисление и восстановление.

Физико-химическая очистка сточных вод используется для очистки стоков от взвешенных и мелкодисперсных загрязнений и примесей, частиц растворенных газов, минеральных и органических веществ.

Техническое описание

Химические методы очистки позволяют выделять из сточных вод растворенные вещества, пагубно влияющие на окружающую среду. Ведется с добавлением реагентов.

Химические и физико-химические методы очистки сточных вод отражены на рисунке 5.25.

Рисунок 5.25. Химические и физико-химические методы очистки сточных вод

Химическая водоочистка основана на химических реакциях реагентов с загрязняющими веществами в водном растворе и обезвреживании последних путем перевода в неопасные соединения или связывания поллютантов в нерастворимые комплексы. Химические процессы при очистке воды идут с одинаковой скоростью в произвольном объеме жидкости, потому этот метод считается производительным. Химическая очистка на предприятиях лежит в основе обеспечения оборотного водоснабжения и обезвреживания промышленных вод.

Таблица 5.21. Характеристика методов химической очистки

№ п/п	Методы очистки сточных вод	Характеристика метода
1	2	3
1	Нейтрализация	При использовании метода оптимизируют кислотно-щелочной баланс на основе протекания реакции нейтрализации между кислой и щелочной средой с образованием солей
2	Окисление	За счет действия хлора и его соединений, проявляющих сильные окислительные свойства, происходит изменение форм целевых веществ. Погибают патогенные микроорганизмы, токсичные органические вещества окисляются и переходят в менее вредные.
3	Восстановление	На основе метода подготавливаются окисленные формы токсичных хрома, мышьяка, ртути, металлов свинца и никеля в молекулярное состояние с целью дальнейшего отделения с помощью методов коагуляции, флотации, отстаивания и связывания на фильтрах для химической очистки воды

К физико-химическим методам очистки сточных вод относятся сорбция, аэрация, коагуляция, экстракция, эвапорация, флотация, электролиз, ионный обмен, кристаллизация.

Таблица 5.22. Физико-химические методы очистки

№ п/п

Методы очистки

Характеристика метода

1	2	3
1	Сорбция	Сорбент (твердое тело) погружается в воду с растворенными загрязняющими веществами и поглощает их
2	Экстракция	В основе метода лежит способность отдельных видов загрязнений растворятся в жидкости, не смешивающейся со сточными водами (например, гексан). При добавлении такой жидкости в сточные воды загрязнения переходят в нее. При последующем удалении последней из сточных вод загрязненность стоков уменьшается. Этим методом удаляют фенолы и жирные кислоты
3	Аэрация	Метод удаляет летучие вещества, такие как сульфиды, сероводород, а также поверхностно-активные вещества (ПАВ) за счет окисления кислородом и перевода поллютантов в газовую фазу
4	Флотация	Загрязнения удаляются за счет насыщения воды крошечными пузырьками воздуха, к которым прилипают частицы-загрязнители (нефтепродукты, жиры, волокна) и вместе с пузырьками всплывают на поверхность.
5	Коагуляция	Коагулянты (сернокислое, сернистокислое, хлорное железо, сернокислый алюминий, алюминат натрия) при добавлении в воду образуют гелеобразные хлопья гидроокиси железа и алюминия которые захватывают коллоидные взвешенные частицы в сточной воде и оседают на дно. Для ускорения коагуляция в воду добавляются флокулянты (например, полиакриламид, активированная кремниевая кислота), за счет которых хлопья укрупняются и упрочняются. Для удаления органических примесей используют активный ил, а сам процесс носит название биокоагуляции
6	Ионный обмен	Очистка воды производится за счет процесса обмена между ионами, находящимися в сточной воде, и ионами, присутствующими на поверхности твердой фазы – ионита. С помощью этого метода извлекаются ценные примеси, такие как цинк, хром, медь, свинец, ртуть и другие металлы, а также соединения фосфора и мышьяка, ПАВ и радиоактивные вещества
7	Эвапорация	При использовании метода загрязнения отгоняют вместе с циркулирующим водяным паром. Отделение загрязнений производят затем раствором щелочи. Метод применяется для удаления летучих веществ
8	Кристаллизация	Метод построен на выделении твердой кристаллической фазы из растворов, расплавов и газов. При изменении температуры загрязненных вод получаются перенасыщенные растворы находящихся в них веществ, которые затем преобразуются в кристаллы
9	Электролиз	Этим методом разрушают органические вещества за счет электрохимического окисления на аноде или регенерируют кислоты, щелочи, металлы

Химическое осаждение используется главным образом для удаления из стоков растворимых ионов металлов. Растворимые металлы можно осадить из сточных вод путем корректировки значения pH. В стоки добавляется реагент, например, известь, гидроксид натрия, сульфид натрия или комбинация реагентов, что приводит к образованию нерастворимых соединений с металлом в виде осадка. Эти нерастворимые соединения могут быть удалены из воды путем фильтрации. Добавление коагулянта или флокулянта способствует формированию более крупных хлопьев, которые легче отделить, и часто используется для повышения производительности системы очистки.

Для удаления из стоков таких металлов, как железо, свинец, цинк, марганец и т. д., обычно используется осаждение. Гидроксиды металлов, как правило, нерастворимы, поэтому для их осаждения широко используется известь.

Сульфиды металлов также нерастворимы, и в щелочной среде используются такие реагенты, как сернистый натрий, гидросульфид натрия и тримеркаптосульфотриазин (ТМС).

В некоторых случаях осаждение смеси металлов может осуществляться в два этапа: сначала посредством гидроксида, а затем с помощью сульфидного осаждения. В целях удаления избыточных сульфидов после осаждения возможно добавление сульфата железа.

На многих установках, где удаляются металлы, одной из главных проблем для достижения необходимых предельных значений стоков является коллоидное состояние осажденных металлов. Оно может возникнуть в результате некачественной нейтрализации и флокуляции. Для улучшения состояния осаждаемого металла можно использовать различные флокулянты и коагулянты, и поставщики таких материалов способны проводить испытания на осадках и указывать правильный коагулянт.

Состав стоков меняется в зависимости от качества концентрата/сырья и состава последующих отходящих газов, которые прошли очистку во влажных системах. Кроме того, различные источники дозированной подачи материалов или погодные условия, способствующие образованию ливневых стоков, повышают разнообразие потоков сточных вод. Часто для оптимизации эксплуатационных характеристик требуется адаптация технологических параметров.

Химические методы очистки (нейтрализация) применяются для очистки кислых сточных вод, содержащих металлы (тяжелые металлы), повышением величины рН кислых растворов путем добавления щелочных реагентов с целью образования осадка.

Достоинством нейтрализации является возможность предварительной очистки сточных вод, с целью увеличения эффективности процесса очистки в целом.

ОАО "Учалинский ГОК" осуществляет обработку стоков комбинатов, основанной на реакции нейтрализации свободной серной кислоты, определяющей низкие значения рН очищаемых вод, с последующим образованием гидроксидов тяжелых металлов и сульфата кальция (в виде гипса). При этом на станцию нейтрализации поступает смесь всех образующихся стоков – шахтных, подотвальных, дебалансных. Основной реагент – 5 % раствор известкового молока. На выходе показатель по железу составляет 0,21 мг/дм³, меди – 0,024 мг/дм³, цинку – 0,09 мг/дм³, взвешенным веществам – 56,4 мг/дм³.

Диоксид хлора эффективно окисляет марганец (II) до марганца (IV) с выпадением в осадок оксида марганца. Поскольку хлорит-анион также реагирует с Mn (II), то вся реакция может быть представлена следующим образом:

2ClO₂ + 5Mn₂+ + 6H₂O -> 5MnO₂ + 12H+ + 2Cl-

Реакция протекает быстро и интенсивно, уже через 5 минут более 99 % оксида марганца может быть удалено фильтрованием. Этой реакции способствует скорее слабощелочная, чем кислая среда.

Диоксид хлора легко окисляет железо (II) в железо (III) с выпадением в осадок гидроксида железа (III). Поскольку хлорит-анион также легко взаимодействует с Fe (II), то вся реакция может быть записана следующим образом:

ClO₂ + 5Fe₂+ + 13H₂O -> 5Fe(ОH)₃ + Cl- + 11H+

Далее образующийся осадок удаляют методом фильтрования. Этой реакции также способствует нейтральная и слабощелочная среда.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение сбросов загрязненных сточных вод в природные водные объекты.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Зависит от конкретного объекта. Эффективность очистки сточных вод с помощью химических и физико-химических методов зависит от следующих факторов:

выбор химического осадителя;

количество добавляемого осадителя;

эффективность удаления осаждаемого металла;

поддержание правильного значения pH в течение всего процесса очистки;

использование железистых солей для удаления определенных металлов;

использование флоккулирующих или коагулирующих реагентов;

колебание состава сточных вод и наличие комплексообразующих ионов.

Данные методы очистки шахтных вод прошли промышленные испытания или были внедрены на предприятиях США, Канады, России и Китая. Для повышения эффективности очистки шахтных вод предложены различные методы доочистки предварительно осветленных нейтрализованных стоков. Наиболее часто используются методы обработки с использованием алюминий содержащих реагентов (средних и основных солей), а также гидроокиси алюминия, получаемой в процессе электрохимического растворения металла при обработке стоков в электро- или гальвано коагуляторах. Основная цель использования соединений алюминия – выделение сульфатов в виде гидросульфоалюмината кальция 3CaO⋅Al₂O₃⋅CaSO₄⋅31H₂O (ГСАК). Осаждение сульфатов по данному методу описывается уравнением:

6Ca₂+ + Al₂(ОН)₄²⁺ + 3SO₄^2- + 8ОН- + 25H₂O → 3CaO⋅Al₂O₃⋅CaSO₄⋅31H₂O.

Глубина выделения сульфатов данным методом зависит от расхода алюминийсодержащего реагента. Минимальное содержание сульфат-ионов в осветленной воде определяется растворимостью ГСАК и составляет 25 мг/дм³.

Локальные очистные сооружения подотвальных сточных вод с территории рудника “Купол” Кинросс Голд установлены для очистки дренажных и ливневых сточных вод с территории золотодобывающего рудника “Купол” (400 км северо-западнее г. Анадырь, Чукотский автономный округ):

Векса-100-С производительностью 100 л/сек для очистки дренажных вод;

Векса-100-С в количестве 3-х шт для очистки поверхностного ливневого стока и шахтного водоотлива;

установка Argel UV-10 для обеззараживания сточных вод;

ARD-зумпф для очистки подтоварной воды.

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. Эффективность очистки может достигать 90–95 %. Расход коагулянта зависит от его вида, а также состава и требуемой степени очистки сточных вод и составляет 0,1–5 кг/м³ сточных вод. На ООО "Ловозерский ГОК", руднике "Карнасурт" используются реагенты: флокулянты – "Магнафлок 333", "Праестол 2515"; коагулянты – полиоксихлорид алюминия ("Аква-Аурат-30"), хлорид железа (FeCl₃).

Для окисления 1 мг марганца необходимо 2,5 мг диоксида хлора при рН>7. Для окисления 1 мг железа необходимо 1,3 мг диоксида хлора при рН>5.

Кросс-медиа эффекты

Образуется гораздо больше осадка, сброс которого на полигон ТБО недопустим. Также осадок трудно поддается обезвоживанию. Необходимо большое количество электроэнергии.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо для предприятий, осуществляющих сбросы сточных вод.

Экономика

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

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства. Социально-экономические аспекты. Сокращение сбросов загрязняющих веществ в естественные водные объекты.

5.6.7. Биологическая очистка

Описание

Биологическая очистка сточных вод основана на использовании жизнедеятельности микроорганизмов (бактерий). Бактерии очищают за счет окисления органических веществ, находящихся в загрязненных водах в растворенном состоянии. Биохимическим методом удается освободиться от органических загрязнений, остающихся в воде после механической очистки на 90 % и выше.

Техническое описание

Наиболее эффективным, достаточно простым и доступным является метод биологической очистки. Он основан на природной способности естественных экосистем утилизировать разнообразные неорганические и органические вещества с помощью сообщества микроорганизмов, т.е. активного ила. Данный вид очистки предпочтителен для сточных вод, содержащих органические соединения. При биологической очистке удаляют из сточных вод наиболее мелкие взвешенные вещества, оставшиеся после механической очистки. После полной биологической очистки получается не загнивающая жидкость, содержащая растворенный кислород и нитраты [70].

Биологическую очистку ведут в условиях, близких к естественным или искусственно созданных. Естественная биологическая очистка сточной воды происходит на полях орошения, полях фильтрации и в биологических прудах. Процесс очищения происходит медленно за счет запаса кислорода в воде биологических прудов и в почве, а также в результате деятельности микроорганизмов-минерализаторов, которые окисляют органические загрязнения.

Искусственная биологическая очистка производится на биологических фильтрах или аэротенках. Очистительные сооружения, в которых очистка вод осуществляется в искусственно контролируемой среде (например, аэротенки и биологические фильтры). В этих установках создаются условия, ускоряющие процесс биоочистки. Осветленные сточные воды, получающиеся в процессе очистки, выпускают в водоемы после ее обеззараживания посредством хлорирования. Для естественной биологической очистки отводят и специально оборудуют поля орошения или фильтрации. Очистные станции с биофильтрами сооружают для средних и малых населенных пунктов.

В процессе биологической очистки, так же как при механической, получается большое количество осадков (ила), которое направляется в метантенк для сбраживания. Затем осадок обезвоживают, т. е. подсушивают на иловых площадках или искусственными методами (вакуум-фильтрацией, термической сушкой). После обезвоживания сброженный осадок можно использовать как удобрение [71].

Рисунок 5.26. Классическая схема биологической очистки стоков

Биологический и биохимический метод

Метод позволяет очистить воду от примесей железа, сероводорода, аммония, марганца, уменьшить жесткость воды, удалить привкусы и цвет, обеззаразить от бактерий.

Метод заключается в переработке загрязнений микроорганизмами активного ила и последующем разъединении прореагировавшей смеси. Механизм процесса состоит из нескольких стадий:

сорбционное накопление загрязняющих веществ на поверхности биомассы;

расщепление высокомолекулярных органических веществ за счет внешних ферментативных воздействий до молекул небольших размеров и проникновение их внутрь клетки;

реакции с внутренними ферментами клетки, сопровождающиеся окислением низкомолекулярных веществ до Н₂О, СО₂ и синтезом новых клеточных веществ.

Биологический пруд – искусственно созданный резервуар малой глубины, предназначенный для очистки и доочистки сточных вод. Такая очистка является биологической очисткой первой категории. Биологические пруды должны содержать большое количество водорослей, которые синтезируют кислород – без него невозможно создать комфортные условия для жизни микроорганизмов. Так как водоросли используют углекислый газ и аммонийный азот, выделяющиеся в результате разложения органических веществ, необходимо соблюдать оптимальные условия температуры и рН-среды. Наличие фильтрационных полей – одно из обязательных условий работы биологического пруда, на них сбрасываются стоки.

Биологические пруды из-за небольшой глубины применяются для очистки впадающих в водохранилище рек и промышленных стоков. Ряд недостатков биопрудов:

относительно малая производительность;

необходимость больших площадей земли;

сезонность – наибольшая результативность проявляется летом.

Анаэробная очистка

Такой процесс очистки ведется при помощи бактерий, которым для жизнедеятельности не требуется кислород. Его принято называть брожением.

Анаэробные процессы необходимы для перевода трудно окисляемых веществ до легко усваиваемых на следующей аэробной зоне. Часть органики подвергается деструкции, а остальная используется на прирост биомассы. Часто такие аппараты проектируются в две ступени. На первой – в цилиндрическую емкость организуется рецикл иловой смеси для наращивания концентрации биоценоза. Перемешивание организуется мешалками или насосным оборудованием. Вторая ступень оборудована конусным днищем, где происходит накопление осадка. На этой ступени наблюдается доокисление органических веществ, а также осаждение и уплотнение скопления микроорганизмов.

Очистку проводят в метантенках – закрытых резервуарах с трубой для отвода биогаза, образующегося в результате брожения. Степень очистки составляет 85 %.

Аэробная очистка

Происходит в результате жизнедеятельности микроорганизмов активного ила в присутствии кислорода.

При анаэробной очистке сточных вод протекают два процесса – сорбция загрязнений активным илом и их внутриклеточное окисление микроорганизмами.

В ходе аэробной очистки растворенные органокомплексы, а также не осаждающиеся твердые вещества переходят в биомассу активного ила.

В таких сооружениях обычно устанавливается загрузка, на которой непрерывно развиваются прикрепленные аэробно-факультативные микроорганизмы, обеспечивающие совместно с рециркулируемым активным илом деструкцию органических загрязнений. Для протекания биоокислительных процессов и перемешивания сточных вод с активным илом в зоны аэрации блоков биоочистки постоянно должен подаваться сжатый воздух. Очистку проводят в аэротенках и биофильтрах. Степень очистки достигает 99 % [72].

Достигнутые экологические выгоды

Глубокая очистка сточных вод от наиболее мелких взвешенных веществ.

Сокращение сбросов загрязненных сточных вод в природные водные объекты.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Биологический способ очистки является наиболее эффективным и простым в обслуживании, так как:

1. Очистка от загрязнений осуществляется за счет метаболизма микроорганизмов. Коагулянты и флокулянты для очистки воды в отличие от флотационной очистки не требуются.

2. Данный метод наиболее экономичный. Физико-химические методы очистки требуют применение большого количества дорогостоящих реагентов, которые еще к тому же дополнительно загрязняют сточные воды. Также флотатор работает 24 часа и потребляет много электроэнергии.

3. Процесс биологической очистки осуществляется самотеком без дополнительных перекачек.

4. Использование биологической схемы очистки одновременно решает вопрос минерализации образовавшихся осадков и значительно сокращает их объем.

5. Минерализованный дегельминтизированный осадок после биологических очистных сооружений вывозится на утилизацию на полигон ТБО. По согласованию с экологическими службами может применяться в качестве удобрений.

6. Степень очистки гораздо выше [73].

Очистка сточных вод биологическим методом имеет высокую эффективность: КПД автономной системы достигает 99 %, что отвечает требованиям экологического законодательства. Сравнительная характеристика аэробной и анаэробной очистки показана в таблице 5.23.

Таблица 5.23. Сравнительная характеристика аэробной и анаэробной очистки

№ п/п	Аэробная	Анаэробная
1	2	3
1	Удаление 99 % органических загрязнений, соединений азота и фосфора	Степень очистки – 85 %
2	Требуется кислород	Требуется углекислый газ и нитраты
3	Воздух подается воздуходувками	Бактерии выделяют метан, поэтому необходима система вентиляции
4	Аэробные микроорганизмы на фоне окисления распадаются на углекислый газ, воду и минеральный осадок	Микроорганизмы присутствуют в стоках в малых количествах

Биологический процесс относится к числу экологически безопасных методов деструкции (разложения) органических соединений. Они также предпочтительны по сравнению с физическими и химическими процессами, которые обусловлены способностью биологических процессов обрабатывать широкий спектр органических соединений с более низкими эксплуатационными затратами. Однако на биологические процессы обычно влияет изменение качества и количества поступающих вод. Чтобы исследовать производительность водоочистных сооружений, необходимо измерить различные параметры качества сточных вод, такие как ХПК, БПК и другие. Микроорганизмы в биореакторах используют различные ферменты для разложения органических загрязнителей. Более высокая токсическая органическая нагрузка на биологический процесс может привести к ухудшению производительности процесса из-за снижения микробной активности биомассы.

Фермент дегидрогеназа, образующийся в данных процессах, может использоваться в качестве индикатора для биологической очистки сточных вод. ООО НПО "Агростройсервис" были изучены эффективные параметры, такие как время инкубации и другие методы, и разработана лучшая процедура для измерения активности дегидрогеназы в процессе биологической очистки сточных вод. Настоящее исследование представляет простой и модифицированный метод оценки процесса биологической очистки сточных вод с помощью измерения активности дегидрогеназы [72].

Примером биологической очистки сточных вод может служить крупное предприятие города Волгограда – экологический центр АООТ "Каустик". Проектная производительность очистных сооружении – 196,2 тыс м³ сточных вод в сутки. На данном предприятии после традиционной механической очистки промышленные и хозяйственно-бытовые воды смешиваются и поступают общим потоком на биологическую очистку в аэротенки с пневматической аэрацией воздухом. Очищающим началом в них является активный ил, состоящий из бактерий и микроскопических животных, которые используют для процессов своей жизнедеятельности компоненты сточных вод.

Кроме того, наиболее эффективно работающими очистными сооружениями города Волгограда являются: МУПП "Волгоградводоканал" на острове Голодный, проектная производительность очистных сооружении – 400 тыс м³ сточных вод в сутки.

Эффективные очистные сооружения по биологической очистке сточных вод эксплуатируются в городе Волжском, являющимся крупнейшим в области центром химической промышленности [71].

Основными преимуществами биологической очистки, проявляющимися при использовании еҰ в различных сферах промышленности, являются:

удаление широкого спектра загрязняющих веществ – азотных и фосфорных групп, нефтепродуктов, фенолов, СПАВ, соединений во взвешенной, растворенной, коллоидной формах;

экологическая безопасность (сложные вещества используются живой экосистемой как средство питания, при этом они перерабатываются до простых безвредных продуктов, таких как вода, диоксид углерода и т. п.);

низкая себестоимость очистки (по сравнению с физико-химической очисткой применение реагентов сводится к минимуму);

использование образующегося в процессе очистки активного ила в качестве удобрений и для рекультивации почв после его обеззараживания (он содержит большое количество питательных элементов, необходимых для роста и развития растений) [74].

Кросс-медиа эффекты

Очистка сточных вод в основном только от органических загрязнений.

Требуется предварительная очистка от ядохимикатов и кислот.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо для предприятий, осуществляющих сбросы сточных вод.

Экономика

Низкая себестоимость очистки.

Низкие эксплуатационные затраты.

По сравнению с другими методами очистки применение реагентов сводится к минимуму.

Движущая сила внедрения

Экологическая безопасность.

Требования экологического законодательства.

Социально-экономические аспекты.

Сокращение сбросов загрязняющих веществ в естественные водные объекты.

5.7. НДТ, направленные на сокращение воздействия отходов процессов в производстве алюминия

Описание

Техника состоит в использовании основных технологических отходов добычи (вскрышные и вмещающие породы, породы от обогащения, шлама бокситового отвального) с целью производства строительных материалов, материалов для рекультивации, отсыпки технологических дорог.

Таблица 5.24. Использование отходов горнодобывающей промышленности в отраслях

№ п/п

Отрасль использования

Вид получаемой продукции

1	2	3
1	Строительные материалы	Вяжущие, керамика, огнеупоры, бетоны, асфальтобетоны, пенобетоны, сухие строительные смеси, минеральная вата, другие виды материалов
2	Строительство	Отсыпка дорог, заполнение выработанного пространства горных выработок, обустройство нефтяных скважин, балласт на буровых платформах, укрепление дорожного полотна, защитные сооружения
3	Сельское хозяйство	Минеральные удобрения, компонент комплексных удобрений, мелиоративный слой
4	Металлургия	Металлы, оксиды металлов, "белая сажа", жидкое стекло, флюс
5	Другие отрасли	Сорбенты, реагенты для очистки воды в открытых водоемах, искусственные геохимические барьеры, другие виды материалов

Техническое описание

Основными продуктами, получаемыми из отходов обогащения, являются щебень и песок различной крупности, шлам бокситовый отвальный и т. д.

Щебень – материал крупностью более 5 мм, получаемый разделением на фракции отходов обогащения сухой магнитной сепарации и отсадки.

Песок – материал крупностью 0,14–3(5) мм, получаемый разделением на фракции отходов мокрой сепарации, флотации, и класс минус 5 мм, выделяемый сухой магнитной сепарацией. Тонкозернистый песок – материал крупностью менее 0,14 мм.

Щебень, полученный из отходов обогащения, используется для производства тяжелых бетонов, строительства автомобильных дорог, устройства балластного слоя внутризаводских железнодорожных путей, создание искусственных оснований под фундаменты зданий, обратных засыпок, производства холодного асфальта.

Шлам бокситовый отвальный, получаемый при производстве глинозема, предназначен для реализации и использования в качестве вяжущего компонента при производстве строительных материалов, сооружений, автодорог и других видов строительных работ.

При определении наиболее рациональных областей применения песков на основе хвостов обогащения руд необходимо исходить из фактической их крупности. Пески крупностью плюс 0,14 используются в строительстве в качестве мелкого заполнителя для приготовления тяжелого бетона и раствора, в асфальтобетонных смесях (в качестве заполнителя), для производства силикатного и шлакового кирпича, а также в качестве отощающей добавки для изготовления глиняного кирпича, в качестве балластного материала, при производстве деталей и конструкций широкой номенклатуры для жилищно-гражданских промышленных зданий и сооружений.

Тонкозернистые пески крупностью менее 0,14 мм являются эффективным сырьем для автоклавного и безавтоклавного производства изделий и конструкций из тяжелых и ячеистых силикатобетонов, могут использоваться в асфальтобетонных смесях (в качестве минерального порошка) и для получения шлакового бесклинкерного цемента.

По технологическим и физико-механическим показателям ячеистые бетоны на тонкозернистых песках из отходов обогащения соответствуют нормативным требованиям, предъявляемым к ячеистым конструктивным и конструктивно-теплоизоляционным бетонам.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение воздействия, обусловленное изъятием земель с целью организации объектов размещения отходов, загрязнением почв, подземных и поверхностных вод, обусловленное инфильтрацией загрязненных вод, сокращение выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от эксплуатации объекта.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

На АО "ССГПО" хвосты сухой магнитной сепарации железнодорожным транспортом направляются на склад отвальных хвостов и используются для производства стройматериалов, включая балластировку забойных и отвальных железнодорожных тупиков при их переукладке в карьерах, отвалах и отсыпке автомобильных дорог Соколовского, Сарбайского, Куржункульского и Качарского карьеров.

Кросс-медиа эффекты

Потребность в дополнительных объемах ресурсов и материалов.

Капитальные затраты на строительство инфраструктуры и приобретение оборудования БЗК.

При использовании систем разработки с твердеющей закладкой значительная доля затрат (до 15–25 %) в добыче руды приходится на закладочные работы.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Представленные методы и технические решения общеприменимы, могут использоваться как по отдельности, так и в совокупности, но существует ряд ограничений технологического и экономического характера.

На рудниках Республики Казахстан наиболее рациональной технологией производства закладочных смесей является мельничный способ на основе цементно-шлакового вяжущего с использованием в качестве заполнителя смеси дробленной горной массы и отходов горно-металлургического производства.

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна.

Использование отходов в различных отраслях позволит уменьшить себестоимость материалов, расширить сырьевую базу строительной индустрии, улучшить экологию районов, где проводится добыча полезных ископаемых, а также получить дополнительную прибыль горным предприятиям.

Эффективность применения систем разработки с твердеющей закладкой подтверждается на горно-обогатительном комбинате "Химрудтех". Достигнута высокая производительность труда, снижены потери полезного ископаемого с 30 до 4,4 %. Разубоживание руды уменьшилось на 3–4 %, а объем ее добычи руды из целиков возрос до 50–60 % по сравнению с 5–10 % при системах разработки с обрушением боковых пород.

Движущая сила внедрения

Сокращение отходов производства при добыче и обогащении бокситовой руды. Экологическое законодательство.

5.7.2. Использование отходов при заполнении выработанного пространства

Описание

Использование пустых пород и/или хвостов обогащения в закладочных смесях для заполнения подземных пустот.

Техническое описание

Заполнение выработанного пространства карьеров отходами горнодобывающей деятельности (вскрышные и вмещающие породы, хвосты) следует расценивать как ликвидацию горных выработок, являющуюся одной из стадий технической рекультивации. Использование отработанных карьеров для внутреннего отвалообразования является примером комплексного подхода к освоению участков недр земли. Данный способ применяется для решения проблем сокращения затрат на транспортировку вскрышных пород и уменьшения изъятых территорий на поверхности для размещения отходов добычи полезных ископаемых.

Для рудных месторождений распространение получила засыпка внутреннего пространства располагающихся вблизи отработанных карьеров. Такой способ использования выработанного пространства применен на карьере "Старый Сибай" башкирского медно-серного комбината, юго-восточном участке карьера "Объединенный" на учалинском ГОКе, карьерах объединений "Южуралникель", "Севбокситруда", Донского ГОКа и др.

При системах с закладкой выработанного пространства используют отходы переработки руд как при формировании несущих массивов, так и в качестве сыпучей закладки. Ограничения в полном использовании хвостов для закладки подземного выработанного пространства создает их шламовая часть. Преодолевают это ограничение путем совершенствования способа подачи техногенной смеси в выработанное подземное пространство, используя добавки, связывающие воду и шламовую часть и соответствующим образом подготавливая закладочную массу. Используют механическую или пневматическую подачу обезвоженных материалов, гидравлическую подачу тиксотропных смесей.

Перспективные и широко применяемые технологии размещения отходов обогащения руд разработаны с появлением нового класса оборудования для обезвоживания текущих отвальных хвостов до состояния пасты – пластинчатых и пастовых сгустителей. Технология пастовой закладки позволяет использовать выработанное пространство карьера, в том числе при комбинированной геотехнологии в качестве емкости для складирования отходов обогащения руд. Минимальное выделение воды из пастовой закладочной смеси снижает риск затопления участка ведения подземных работ под дном карьера, что позволяет проводить рекультивацию его выработанного пространства на этапе развития подземных горных работ.

Особенность технологии размещения текущих хвостов обогащения руд в выработанное горное пространство состоит в том, что они подаются в карьерное или подземное пространство в виде продукта, обезвоженного (сгущенного) до состояния пасты (процент твердого около 70 %), а для изоляции сооружается искусственный массив требуемой мощности.

Одна из наиболее распространенных схем утилизации текущих хвостов обогащения в выработанном подземном пространстве – это пастообразная закладка выработанного пространства рудника с установкой узла обезвоживания на дневной поверхности. Данная технология предусматривает строительство узла обезвоживания на промплощадке подземного рудника, гидроизоляционных перемычек. Преимуществом данной технологии является отказ от складирования текущих хвостов в хвостохранилища, снижение экологической нагрузки на окружающие территории, использование оборотной воды. Основным недостатком являются высокие затраты на строительство комплекса обезвоживания, подземного закладочного комплекса (ПЗК), транспортировку пастообразной закладочной смеси. Данная технологическая схема применялась на учалинском ГОКе при подготовке текущих хвостов обогащения для их дальнейшей утилизации в шахте.

Одним из способов использования отходов в горнодобывающей промышленности является закладка выработанного пространства подземных горных выработок, реализованная на многих рудниках.

При системах с закладкой возможно использование отходов как при формировании искусственных твердеющих массивов, так и в качестве закладочных материалов. Вовлечение отходов добычи и обогащения руд в производство твердеющих закладочных смесей является важным направлением на пути к сокращению объемов накопления отходов.

Твердеющая закладка основана на использовании трубопроводного гидравлического и пневматического транспорта твердеющих закладочных смесей и заполнении ими выработанного пространства. Твердеющая закладка получила широкое применение благодаря своему основному преимуществу – возможности создания монолитного массива необходимой прочности.

Твердеющая закладка успешно применяется за рубежом в Канаде, США, Японии, Швеции, Финляндии, Индии, Германии, Австралии при разработке полиметаллических, медных, железных и других руд. В настоящее время системами с твердеющей закладкой в странах СНГ добывается 25 % руд цветных и ценных металлов, в Австралии – 30 %, Канаде – 40 %, Финляндии – 85 %, Франции – 87 %. Это свидетельствует об эффективности применения этих систем разработки, несмотря на дополнительные расходы, которые перекрываются качеством полученной продукции и отсутствием затрат на обогащение.

Выемку запасов руд системами разработки с твердеющей закладкой на сегодняшний день в Казахстане осуществляют или планируют осуществлять на многих горнодобывающих предприятиях. На подземных рудниках ТОО "Корпорация "Казахмыс", ТОО "Востокцветмет" KAZ Minerals PLC и ТОО "Казцинк" применяются также гидравлическая и сухая породная закладка выработанного пространства [75, 76].

Анализ составов твердеющей закладки зарубежных и отечественных рудников показал, что наиболее часто используют в качестве вяжущих материалов – цемент, шлак, пирротин, хвосты обогащения. Из инертных заполнителей распространены хвосты обогащения, песок, отвальная горная порода, щебень, гравий, известняк, шлак и др. [77, 78].

В последние годы горнорудные предприятия ТОО "Казцинк" стали уделять большое внимание вопросам рационального недропользования, в частности утилизации пустой породы от проходческих работ в закладку, а также использования шахтных вод для приготовления закладочных смесей. В результате проведенных на руднике исследовательских работ разработаны и внедрены в производство рациональные схемы подачи пустой породы от проходческих работ в пустоты отработанных камер без выдачи породы на поверхность [79].

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение объемов образования и накопления отходов добычи и обогащения.

Кросс-медиа эффекты

Для устранения проблемы возможного загрязнения грунтовых вод требуется проводить обезвоживание хвостов.

Высокая металлоемкость закладочных комплексов предопределяет их стационарное расположение и ограничивает область применения систем с твердеющий закладкой. При этом постоянное перемещение очистных работ приводит к увеличению расстояния транспортировки твердеющей смеси, что требует дополнительных затрат на сохранение ее технологических свойств и перемещение смеси.

Технические соображения, касающиеся применимости

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна.

Эффективность применения систем разработки с твердеющей закладкой подтверждается на горно-обогатительном комбинате "Химрудтех". Достигнута высокая производительность труда, снижены потери полезного ископаемого с 30 до 4,4 %. Разубоживание руды уменьшилось на 3–4 %, а объем ее добычи из целиков возрос до 50–60 % по сравнению с 5–10 % при системах разработки с обрушением боковых пород [80].

5.7.3. Использование отходов при ликвидации горных выработок

Описание

Использование отходов и технологических остатков добычи и обогащения полезных ископаемых на техническом этапе рекультивации нарушенных земель при подтверждении возможности их использования:

вскрышных и вмещающих пород;

хвостов;

отходов производства алюминия;

золошлаков.

Техническое описание

При рекультивации и ликвидации выработанных карьеров предлагаются способы совмещения проведения технического этапа рекультивации для открытых горных выработок с подготовкой подстилающих слоев и плодородной почвы.

Сущность способов сводится на первом этапе к закладке выработанного пространства разреза вскрышными породами, не представляющими потенциальной опасности для загрязнения подземных вод, из внешних отвалов, исходного состояния разреза до уровня заполнения выработанного пространства подземными водами. Первый этап заканчивается отделением заполненного пространства водоупорным слоем глины мощностью 0,8–1,0 м.

На втором этапе выработанное пространство заполняется промышленными отходами, обеспечивая их захоронение, который отделяется водоупорным слоем глины мощностью 0,5–0,7 м.

На третьем этапе выполаживаются откосы бортов по линии среза бортов С-С для планировки заданного угла восстановленной территории с использованием остатков вскрышных пород внешних отвалов, а затем наносится водоупорный слой глины 0,5–0,7 м для предотвращения перехода загрязняющих веществ отходов и технологических остатков в плодородный слой.

На четвертом этапе в зависимости от вида планируемой растительности и глубины ее корневой системы, а также вида переработанного отхода и технологического остатка на площади рекультивируемого пространства формируется плодородный слой из плодородных или потенциально плодородных почв послойно, сверху и/или снизу слоя остатков сточных вод, донного ила, отходов животноводства мощностью 0,1–0,2 м, слоя котельного шлака дробленного.

Вариантов формирования плодородного слоя при наличии разнообразных отходов может быть бесчисленное множество и зависит от количества полезных веществ в них, выбранной растительности и многих других факторов, определяющих экономическую целесообразность использования материалов. Возможно перемешивание материалов в соотношении 1:1– 1:2 в зависимости от типа растительности и укладка единым слоем мощность 0,2–0,6 м. На пятом этапе на рекультивируемую площадь наносится плодородный слой мощностью 0,15–0,2 м или потенциально плодородной слой почвы мощностью 0,3–0,5 м, в который для улучшения плодородия вносят брикетированное удобрение из остатков сточных вод с расходом 100–180 г/м².

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение складирования отходов производства.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

НДТ позволяет сократить изъятие земель под объекты размещения отходов и технологических остатков, загрязнение почв, поверхностных водных объектов и подземных вод. Также сокращаются затраты на технический этап рекультивации, расходы на транспортировку отходов и технологических остатков до объектов их размещения. Снижение пыления до 60 г пыли/т хвостов.

Кросс-медиа эффекты

Сведения отсутствуют.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо при ликвидации и рекультивации карьеров.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае. Применения данного мероприятия позволяет сократить затраты, связанные с рекультивацией, а также с транспортировкой отходов.

Движущая сила внедрения

Сокращение отходов и технологических остатков производства при добыче и обогащении руд цветных металлов. Экологическое законодательство.

Описание

Вторичные минеральные ресурсы в горнодобывающей отрасли – это горные породы, отходы и технологические остатки обогащения, которые можно применять в производстве в качестве исходного сырья или как конечный материал – в качестве дополнительных материальных ресурсов.

Основными источниками вторичных ресурсов в горнодобывающей отрасли служат техногенные отходы, образующиеся при добыче и обогащении (переработке) минерально-сырьевых ресурсов и сконцентрированные в техногенных образованиях (породные, шлаковые и зольные отвалы, хвостохранилища и т. п.).

В данном разделе описаны методы, техники или их совокупность для промышленного использования, локализации и нейтрализации техногенных и природно-техногенных объектов.

Техническое описание

Типичные этапы технологических процессов в горнодобывающей промышленности включают в себя добычу полезного ископаемого, его обработку с получением полезной продукции, отгрузку, организованное складирование отходов и технологических остатков добычи и переработки сырья.

Технологические условия ведения горных работ характеризуются:

неэффективным использованием запасов, с нередко практикующейся выборочной отработкой богатых запасов, что ведет к ухудшению их структуры;

высоким уровнем потерь полезных ископаемых на стадиях добычи и переделов;

применением технологий и систем отработки месторождений, ведущих к увеличению объемов отходов.

При добыче вместе с полезным ископаемым извлекаются пустые породы, а при обработке образуются хвосты. Отходы (пустые породы и хвосты), складируемые в отвалах и хвостохранилищах при производстве товарных железных руд, медных, цинковых и пиритных концентратов содержат значительное количество меди, цинка, серы, редких элементов и в дальнейшем могут быть вторично переработаны или использованы в различных целях.

Данное мероприятие может быть реализовано путем:

ревизионного апробирования хвостохранилищ и отвалов на содержание в них попутных ценных компонентов, переоценка их и при положительных результатах проведение геологоразведочных работ с разработкой технико-экономического обоснования повторной разработки и обогащения накопленных хвостов обогащения и заскладированных пород;

более полного использования на экономической основе попутно добываемых вскрышных пород.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение объемов образования и накопления отходов и технологических остатков добычи и обогащения. Освобождение занимаемых отходами земель и их рекультивацию, и ликвидацию источников загрязнения окружающей среды. Рациональное использование минеральных ресурсов в недрах, так как запасов полезных компонентов, накопившихся в отходах ГОКов, достаточно, чтобы удовлетворить потребности на многие десятилетия вперед. Улучшение условий труда, так как техногенные месторождения расположены на поверхности в отличие от все более глубокозалегающих обычных месторождений полезных ископаемых.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Техногенные месторождения (ТМ) представляют собой новый источник минерального сырья, формирующийся в процессе горнопромышленного производства. Привлекательными особенностями для освоения техногенных месторождений являются поверхностный характер залегания, расположение в преимущественно освоенных районах, раздробленность рудной массы и своеобразие минерального состава руд. Они могут служить крупным потенциальным источником различных полезных компонентов, в т. ч. цветных, редких, благородных и других металлов [81].

Техногенные месторождения цветных и редких металлов объединяют месторождения, возникающие при добыче, сложенные вскрышными и вмещающими породами и некондиционными рудами, представлены рыхлыми, полускальными и скальными горными породами и рудами различного вещественного состава, слагающими коренные месторождения и при обогащении и переработке продуктов обогащения руд цветных (Cu, Zn, Pb, Al и Mg) и редких (Ni, Sn, Mo, W, Bi, V, Co, As, Sb и Hg) металлов, представленными хвостохранилищами, сложенными измельченным материалом с водонасыщением до 20-50 %, плотностью от 1,5 до 2,5 т/м³ и содержанием глинистых частиц до 50 %. Как правило, техногенные месторождения этой группы относятся к месторождениям смешанного типа, т. е. пригодны как для доизвлечения металла, так и получения стройматериалов. Металлоносные участки представлены системой разобщенных пластообразных, линзообразных, изометрических и неправильной формы тел. В хвостохранилищах помимо цветных и редких металлов наблюдаются повышенные содержания благородных металлов (Ag, Au, Pt) и редкоземельных и рассеянных металлов (Ge, Se, Te и др.).

Примером реализации переработки техногенных месторождений от процессов добычи в Республике Казахстан является проект, реализуемый ERG Recycling. В июне 2021 года компания начала эксплуатационную разведку и попутную селективную добычу отвала вскрышных пород "Объединенный" Донского ГОКа. Отвал вскрышных пород "Объединенный" сформирован в период 1940–1992 гг в результате карьерной разработки месторождений хромовых руд Южно-Кемпирсайского горнорудного района.

Перспективы освоения данного объекта связаны с запасами хромсодержащих пород, так называемых "дуг", образованных в результате выгрузки на отвал пород и некондиционных руд во время эксплуатации карьеров, а также с прогнозными ресурсами нижележащих горизонтов этих рудосодержащих залежей.

Была предложена послойная селективная система разработки с опережающим проведением разведки и вскрышных работ. Данная система разработки в сложных геологических условиях отвала оправдала себя в процессе работ в 2021 году. Техника заключается в технологии селективной выемки на основе механизации процессов с использованием экскаваторов малого и среднего класса при отработке техногенных залежей маломощных рудосодержащих пород, образованных железнодорожным и автомобильным транспортом (технология формирования отвалообразования), обеспечивающих дополнительными минеральными сырьевыми ресурсами с вскрышных отвалов ТМО.

Эксплуатационно-разведочные работы заключались в сгущении сети горных выработок (канав) до 25 м между разведочными канавами, которыми были выявлены хромсодержащие толщи.

В процессе геологического сопровождения забоя отслеживались рудоносные слои, в том числе с использованием данных эксплуатационной разведки. В результате указанных работ была обеспечена полнота выемки продуктивной толщи; соблюдены границы распространения хромсодержащих пород, что позволило рационально использовать горнотранспортное оборудование.

Работы по экскавации горной массы производились экскаваторами со средней вместимостью ковша (1,5–2,0м³). Качество хромсодержащих слоев и слагающих ими толщ оценивалось при геологической документации одной из стенок канавы с применением проведения опробования стенок канава задирковым способом.

Вся порода из отвала ТМО направляется на склад и в соответствии с конфигурациями 700–800 тонн укладывается в штабели. После чего проводится апробирование штабелей для определения содержания каждого штабеля ТМО.

Отгрузка минерального сырья на переработку осуществляется со склада с соблюдением необходимых пропорций поставки по сортам. Процесс усреднения состоит при этом в чередовании отгрузки отдельных сортов полезного ископаемого из сортовых штабелей в заданном ритме. В 2021 г. году был достигнут объем добычи 165 тыс. тонн со средним содержанием Cr₂O₃ 20–25 %. Средняя ширина добычного забоя вирировалась от 4 до 12 м.

Подобная тенденция использования вторичных ресурсов наблюдается в Канаде, Великобритании, ЮАР, Испании и других странах. Вот несколько примеров: в Канаде из отходов меднорудных предприятий, содержащих 0,45 % Cu, достигается извлечение 40 % меди благодаря новым способам обогащения (кучного кислотного выщелачивания, кучного пиритного и бактериального выщелачивания); в штате Монтана (США) из отвалов рудника Мандиски получают ежегодно 2 т Au и 4 т Ag при содержании в отвалах золота – 0,84 г/т и серебра – 2,8 г/т., в штате Мичиган (США) из хвостов обогащения, содержащих 0,3 % Cu, достигнуто извлечение 60 % меди; в Болгарии из отходов, содержащих 0,1-0,15 % Cu, получают медный концентрат, себестоимость которого в 3 раза ниже, чем при получении его из природного сырья; в ЮАР из отвалов золотоизвлекательных фабрик при содержании золота – 0,53 г/т и урана – 40 г/т получают 3,5 т золота и 696 т урана в год при производительности 50000 т/сутки. Например, в США еще в 1993 году доля вторичного сырья в производстве цветных металлов составляла: по меди – 55 %, вольфраму – 28 %, никелю – 25 %.

В результате НИР ГП "Невскгеология", регионального отделения КМА Академии горных наук, НПЦ "Экоресурсы" для решения острейшей проблемы очистки территорий от техногенных загрязнений и попутного извлечения полезных и токсичных компонентов предложена технология отработки техногенных и природно-техногенных месторождений с помощью мобильных технологических комплексов на базе оригинальных технических решений.

Технологический комплекс предназначен для глубокой переработки техногенного сырья с извлечением полезных компонентов (золота, платины, палладия, серебра; немагнитных железа-гематитов и др.) и удаления вредных примесей (ртутьсодержащих и тяжелых металлов, радионуклидов) из хвостов обогатительных фабрик предприятий цветной и черной металлургии.

Технологический комплекс работает следующим образом: отходы (хвосты) из отвала (хвостохранилища) подаются автотранспортом в приемный бункер через колосниковый грохот, выделяющий включения крупностью +50 мм. Песок из бункера с помощью ленточного питателя и лотка подается на виброгрохот, установленный над зумпфом. Пульпоприготовление осуществляется за счет подачи технической воды на лоток, виброгрохот и зумпф в объеме 3–4 м³/т исходного продукта. Надрешетный продукт виброгрохота (+2 мм … 50 мм) подается ленточным конвейером на склад, а подрешетный продукт (–2 мм … +0 мм) из зумпфа в виде гидросмеси поступает по всасывающему патрубку в кавитационную гидродинамическую роторную мельницу. Здесь происходит измельчение (диспергирование), раскрытие мелкозернистых материалов за счет высокоинтенсивных гидродинамических ударов и кавитации.

Разрушение сростков минералов тяжелых металлов (Сu, Zn, Рb, Кd, Se и др.) в благородных металлах (золото, платина, палладий, серебро) с кварцем и другими минералами осуществляется на более слабых по прочности контактах металлов с неметаллами (согласно эффекту Ребиндера), что в значительной степени облегчает выведение из хвостов обогащения ртути, тяжелых металлов-токсинов и драгметаллов.

Из мельницы пульпа направляется в многопродуктовый гидроклассификатор (МГК), где поток ламинизируется в лабиринте параллельных пластин и разделяется на фракции, отличающиеся плотностью и гранулометрическим составом зернистого материала, которые осаждаются на наклонных поверхностях, выполненных из специального материала (ламелях). В первом отсеке гидроклассификатора выделяются фракции (+0.2 мм…2.0 мм), которые виброгрохотом направляются в гидродинамическую мельницу для доизмельчения. В последующих секциях выделяются минералы, тяжелые металлы, ртуть, вредные компоненты, Си, Zn, Рb и другие.

В нижних накопительных камерах МГК происходит обогащение драгоценных и тяжелых металлов, а также других руд до концентрации в 10 раз и более от исходного (1-я стадия). Далее (до 80 %) большая часть пульпы с растворенными токсинами, радионуклидами и другими тонкодисперсными вредными включениями через сливной патрубок гидроклассификатора направляется в тонкослойный отстойник. Из накопительных нижних камер гидроклассификатора обогащенная гидросмесь минералов направляется на вторую стадию обогащения в концентраторы, в которых степень концентрации металлов увеличивается на 2–3 порядка (например, 2–3 кг/т исходного продукта по золоту при годовом выпуске концентрата 8–20 тонн).

Из концентраторов основная часть пульпы в виде обезметалленного продукта, выход которого более 90 %, с растворенными в нем токсинами и радионуклидами через неподвижные сливные коробы и сбросной пульповод направляется в тонкослойный отстойник с коагулятором. В отстойнике гидросмесь с тонкодисперсными частицами (менее 5–40 мкм.) с помощью коагулятора сгущается до состояния Т: Ж = 1:1. Сгущенная тонкодисперсная суспензия с обезметалленными продуктами направляется в карту складирования – отвал, имеющий сбросной колодец. Осветленная вода с растворенными токсинами и радионуклидами направляется в узел выделения радионуклидов и токсинов, после которого они направляются в соответствующие могильники РАО и токсинов. Очищенная от тонкодисперсных частиц и вредных примесей техническая вода из колодца поступает в прудок-отстойник, откуда насосом оборотного водоснабжения по напорным водоводам возвращается в аппараты комплекса.

На выходе комплекса выделяются тяжелые металлы и промпродукт (драгметаллы, ртуть).

Кроме того, технологический комплекс оснащен МГ-преобразователем тепловой энергии в электрическую, что обеспечивает его автономную работу.

В технологической схеме предусмотрена возможность разработки хвостов земснарядом с доставкой гидротранспортом по пульповоду непосредственно на гидрогрохот для переработки токсичных илистых отложений.

Модуль обеспечивает производительность: по твердому – 35 т/ч, гидросмеси –165 м³/ч; годовую – при сезонном режиме работы 7,5 месяцев и 3-сменной работе – 112тыс.т. Установленная мощность электродвигателей – 150– 200 кВт.

Выход полезных продуктов в год взят на основе опытно-промышленных испытаний и расчетов основных узлов комплекса (таких как РГДМ), выполненных в НПЦ "Экоресурсы" [82].

Предлагаемая технология переработки техногенных отходов (хвостов обогащения, эфелей, шламохранилищ) позволяет:

обеспечить устранение и захоронение вредных примесей, в том числе и в подземных выработанных пространствах после предварительного их сгущения, что также обеспечивается техническими средствами, входящими в состав комплекса;

обеспечивает рентабельное и практически экологически чистое и безотходное производство с существенно меньшей себестоимостью основной продукции действующих горно-обогатительных предприятий цветной и черной металлургии;

использовать экологически чистые растворители для перевода драгметаллов в ионную форму и извлекать их на селективных ионообменных фильтрах, имеющих волоконную основу. Перспективным представляется также применение керамических фильтров (которые были успешно опробованы).

Кросс-медиа эффекты

Для каждого типа ТМО требуется разработка рациональной технологической схемы извлечения полезных компонентов с экономическим обоснованием и проектом технологической линии для отработки техногенных месторождений.

Технические соображения, касающиеся применимости

Представленный метод и технические решения общеприменимы, но существует ряд ограничений технологического и экономического характера, исходя из состава, технологических особенностей, отраслевой принадлежности, а также условий образования (добыча и обогащение руд и угля, переработка концентратов руд и т.д.); состава исходного сырья (месторождения цветных и редких металлов, полиметаллические, железорудные и другие типы коренных месторождений); физико-химических и механических процессов климатического воздействия и выветривания отвалов.

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна.

Экономическая эффективность подобного направления определяется тем, что, несмотря на низкую стоимость полезных компонентов в сырье из хвостохранилищ (за счет низких содержаний), себестоимость переработки в 2–3 раза ниже, чем из коренных руд, за счет того, что:

это сырье уже добыто и лежит на поверхности;

значительная его часть не требует дробления и измельчения;

разработан целый ряд высокоэффективных технологий переработки подобного сырья (новые флотационные реагенты, гидроустановки для шламов, гидрометаллургия в отвалах и кучах, автоклавное вскрытие бедных концентратов, электрохимия и др.);

нынешнее состояние сорбционно-десорбционных технологий может обеспечить селективное извлечение металлов из растворов кучного выщелачивания золота.

Сокращение расходов на поиски новых и разведку эксплуатируемых месторождений.

Повышение производительности труда за счет рентабельной переработки уже добытого сырья, являющегося по существу готовым полупродуктом и находящегося вблизи действующих предприятий, что особенно важно для тех из них, для которых вследствие истощения сырьевой базы оказываются незагруженными производственные мощности и высвобождается рабочая сила.

Производство дешевых стройматериалов (песок, щебень, гравий, цемент, абразивы, материал для отсыпки дорожного полотна, строительства плотин, дамб, и т.д.), а из шлаков – шлаковаты, шлакового литья (брусчатка, тюбинги, плитки, бордюрный камень и т.д.), литого шлакового щебня, стеклокерамических изделий, вяжущих добавок в цемент, минеральных добавок для улучшения почв, удобрений для сельского хозяйства и др.

ERG Recycling применил принцип комплексного геолого-экономического подхода, где методика основана на комбинированном подходе разведочных работ и одновременно экспериментальной добыче. Сроки вовлечения техногенных запасов в промышленное использование сокращен, соответственно сокращены сроки денежных вложений в промышленное использование техногенно-минерального объекта.

Инвестиции в предлагаемый технологический комплекс окупаются менее чем за один год, а экономический эффект значительно возрастает при учете эффекта от извлечения и использования в металлургии тяжелых металлов (медь, цинк, свинец, кадмий, селен и др.).

Движущая сила внедрения

Сокращение отходов производства при добыче и обогащении руд цветных металлов. Требования экологического законодательства.

5.7.5. Методы переработки отходов производства алюминия

5.7.5.1. Методы повторного использования отработанной футеровки электролизера (SPL)

Описание

При сроке службы катода от пяти до восьми лет, обычном для современных установок, количество образующейся отработанной футеровки электролизеров составляет 20–50 кг на тонну произведенного алюминия. SPL обычно состоит из двух отдельных фракций: углеродистая часть и огнеупорный материал.

НДТ заключается в использовании содержания углерода в качестве сырья для иных применений.

Техническое описание

Отработанный катод содержит некоторое количество материала электролизной ванны, стальные стержни, используемые для проведения электричества к углеродному катоду, и часто чешуйки металлического алюминия от проникновения металла в катод. Эти детали повторно используются непосредственно на заводе, либо, в случае стальных стержней, отправляются за пределы завода на переработку. Углеродная часть относительно однородна, тогда как огнеупорная часть может состоять из нескольких различных типов огнеупорных материалов или других типов изоляции.

Таблица 5.25. Состав отработанной футеровки электролизера

№ п/п

Компонент

Углеродистая часть, мас. %

Огнеупорная часть, мас. %

1	2	3	4
1	Al₂O₃	0–10	10–50
2	C	40–75	0–20
3	Na	8–17	6–14
4	F	10–20	4–10
5	CaO	1–6	1–8
6	SiO2	0–6	10–50
7	A1	0–5	0

Отработанную футеровку электролизера используют в термических процессах, таких как:

обжиг цемента;

производство стали и ферросплавов;

производство минеральной ваты, как заменителя кокса.

Процесс переработки угольной футеровки состоит из четырех основных стадий. На дробильной установке отходы сначала измельчаются, полученный материал сортируется по фракциям, шихтуется исходя из потребностей конкретного потребителя. На конечной стадии футеровка подвергается обработкой реагентом, т. к. за время эксплуатации электролизера она пропитывается фтористыми водорастворимыми солями. Результат переработки угольной футеровки, синтетический легкоплавкий флюс, способен заменить природный плавиковый шпат, который разжижает шлак при выплавке чугуна или стали.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение объемов образования и накопления отходов производства.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Снижение образования отходов.

Переработка отходов производства.

Кросс-медиа эффекты

Не выявлены.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

Процессы считаются экономически выгодными.

Движущая сила внедрения

Сокращение количества отходов, направляемых на захоронение и восстановление содержания углерода.

6. Заключение, содержащее выводы по наилучшим доступным техникам

Техники, перечисленные и описанные в настоящем разделе, не являются исчерпывающими. Могут использоваться другие техники, обеспечивающие достижение уровней эмиссий и технологических показателей, связанных с применением НДТ, при нормальных условиях эксплуатации объекта с применением одной или нескольких НДТ, описанных в заключении по НДТ.

В настоящем заключении по НДТ:

технологические показатели по выбросам в атмосферу выражаются как масса выбросов на объем отходящего газа при нормальных условиях (273,15 K, 101,3 кПа) за вычетом содержания водяного пара, выраженная в мг/Нм³;

технологические показатели по сбросам в водные объекты выражаются как масса сброса на объем сточных вод, выраженная в мг/л.

При фактических значениях уровней эмиссий маркерных загрязняющих веществ ниже или в пределах диапазона указанных технологических показателей, связанных с применением НДТ, требования, определенные настоящим разделом, являются соблюденными.

Иные технологические показатели, связанные с применением НДТ, в том числе уровней потребления энергетических, водных и иных ресурсов для соответствующего показателя и (или) отрасли определяются согласно действующих национальных нормативных правовых актов.

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. Общие НДТ

Если не указано иное, заключения по НДТ, представленные в настоящем разделе, являются общеприменимыми.

НДТ для конкретных процессов, указанные в разделах 6.2–6.4, применяются в дополнение к общим НДТ, приведенным в настоящем разделе.

6.1.1. 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:

заинтересованность и ответственность руководства, включая высшее руководство;

определение экологической политики, которая включает в себя постоянное совершенствование установки (производства) со стороны руководства;

планирование и реализация необходимых процедур, целей и задач в сочетании с финансовым планированием и инвестициями.

Внедрение процедур, в которых особое внимание уделяется:

структуре и ответственности;

подбору кадров;

обучению, осведомленности и компетентности персонала;

коммуникации;

вовлечению сотрудников;

документации;

эффективному контролю технологического процесса;

программам технического обслуживания;

готовности к чрезвычайным ситуациям и ликвидации их последствий;

обеспечению соблюдения экологического законодательства;

проверке производительности и принятие корректирующих мер, при которых особое внимание уделяется: мониторингу и измерениям, корректирующим и предупреждающим мерам, ведению записей, независимому (при наличии такой возможности) внутреннему или внешнему аудиту, для определения соответствия СЭМ запланированным мероприятиям, ее внедрение и реализация;

анализу СЭМ и ее соответствия современным требованиям, полноценности и эффективности со стороны высшего руководства;

отслеживанию разработки экологически более чистых технологий;

анализу возможного влияния на окружающую среду при выводе уставки из эксплуатации, на стадии проектирования нового завода и на протяжении всего срока его эксплуатации;

проведению сравнительного анализа по отрасли на регулярной основе.

Разработка и реализация плана мероприятий по неорганизованным выбросам пыли (см. НДТ 8) и использование системы управления техническим обслуживанием, которая особенно касается эффективности систем снижения запыленности (см. НДТ 3), 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.

Описание представлено в разделе 4.2.

6.1.2. Управление энергопотреблением

НДТ 2.

НДТ является сокращение потребления тепловой и энергетической 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 50 001)	Общеприменимо
2	Применение частотно-регулируемых приводов для электродвигателей	Общеприменимо
3	Применение электродвигателей с высоким классом энергоэффективности	Общеприменимо
4	Применение энергосберегающих осветительных приборов	Общеприменимо
5	Замена устаревших силовых трансформаторов на современные трансформаторы	Общеприменимо
6	Применение современных теплоизоляционных материалов на высокотемпературном оборудовании	Общеприменимо
7	Рекуперация тепла из теплоты отходящего процесса	Общеприменимо
8	Полезное использование тепла уходящих газов после печей спекания	Общеприменимо

Описание представлено в разделах 4.3, 5.4.

6.1.3. Управление процессами

НДТ 3.

НДТ является 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	Автоматизированные системы управления горнотранспортным оборудованием в производстве алюминия	Общеприменимо
2	Система автоматизации контроля и управления процессами обогащения в производстве алюминия	Общеприменимо
3	Автоматизированные системы управления технологическим процессом (АСУТП)	Общеприменимо
4	Техническое обслуживание (ТО) систем и оборудования	Общеприменимо

Описание представлено в разделе 5.2.

6.1.4. Мониторинг выбросов

НДТ 4.

НДТ является проведение мониторинга выбросов маркерных загрязняющих веществ от основных источников выбросов всех процессов.

№ п/п	Параметр	Контроль, относящийся к:	Минимальная периодичность контроля^*	Примечание
1	2	3	4	5
1	Пыль	НДТ 14-18	Непрерывно	Маркерное вещество
2	SO₂	НДТ 19-20	Непрерывно	Маркерное вещество
3	NO_X	НДТ 21	Непрерывно	Маркерное вещество
4	CO	НДТ 22-23	Непрерывно	Маркерное вещество

* непрерывный контроль проводится посредством АСМ на организованных источниках согласно требованиям к периодичности контроля, предусмотренной действующим законодательством.

Описание представлено в разделе 4.4.1.

6.1.5. Мониторинг сбросов

НДТ 5.

НДТ заключается в проведении мониторинга сбросов маркерных загрязняющих веществ в месте выпуска сточных вод из очистных сооружений в соответствии с национальными и/или международными стандартами, регламентирующими предоставление данных эквивалентного качества.

№ п/п

Параметр/маркерное загрязняющее вещество

Минимальная периодичность контроля

1	2	3
1	Температура (С⁰)	Непрерывно^*
2	Расходомер (м³/час)	Непрерывно^*
3	Водородный показатель (ph)	Непрерывно^*
4	Электропроводность (мкс -микросименс)	Непрерывно^*
5	Мутность (ЕМФ-единицы мутности по формазину на литр)	Непрерывно^*
6	Марганец (Mn)	Один раз в квартал^**
7	Железо (Fe)	Один раз в квартал^**
8	Свинец (Pb)	Один раз в квартал^**
9	Взвешенные вещества	Один раз в квартал^**
10	Алюминий (Al)	Один раз в квартал^**

* непрерывный контроль проводится посредством АСМ на водовыпусках согласно требованиям, предусмотренных действующим законодательством;

** периодичность контроля применима для веществ при условии их наличия в составе добываемой руды при добыче бокситов.

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.

Описание представлено в разделе 4.4.2.

6.1.6. Шум

НДТ 6.

В целях снижения уровня шума НДТ заключается в использовании одной или комбинации техник:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	звукоизоляция оборудования и инструментов с помощью глушителей, резонаторов, кожухов	Общеприменимо
2	звукоизоляция ограждающих конструкций, звукопоглощающая облицовка стен, потолков и полов	Общеприменимо
3	применение глушителей в системах вентиляции и кондиционирования воздуха, в оборудовании	Общеприменимо
4	акустически рациональные планировочные решения в проектировании зданий, помещений, сооружений	Общеприменимо
5	конструктивные мероприятия, направленные на уменьшение шума, в том числе от инженерного и санитарно-технического оборудования зданий	Общеприменимо

Описание представлено в разделе 4.8.

6.1.7. Запах

НДТ 7.

В целях снижения уровня запаха НДТ заключается в использовании одной или комбинации техник:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	выявление источников образования запахов и проведение мероприятий по их удалению и (или) сокращению запахов	Общеприменимо
2	эксплуатация и техническое обслуживание любого оборудования, которое может выделять запахи	Общеприменимо
3	надлежащее хранение и обращение с пахучими материалами	Общеприменимо
4	внедрение систем очистки вредных выбросов, сопровождающихся неприятными запахами	Общеприменимо

Описание представлено в разделе 4.8.

6.2. Снижение эмиссий загрязняющих веществ

6.2.1. Снижение выбросов от неорганизованных источников

НДТ 8.

Для предотвращения или, если это практически невозможно, сокращения неорганизованных выбросов пыли в атмосферу НДТ заключается в разработке и реализации плана мероприятий по неорганизованным выбросам, как части системы экологического менеджмента (см. НДТ 1), который включает в себя:

определение наиболее значимых источников неорганизованных выбросов пыли;

определение и реализация соответствующих мер и технических решений для предотвращения и/или сокращения неорганизованных выбросов в течение определенного периода времени.

НДТ 9.

НДТ является предотвращение или сокращение неорганизованных выбросов пыли и газообразных выбросов при проведении производственного процесса добычи руд.

К мерам, применимым для предотвращения и снижения выбросов пыли при проведении производственного процесса добычи руд, относятся:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	применение большегрузной высокопроизводительной горной техники	общеприменимо
2	проведение горных выработок и применение систем отработки с использованием современного высокопроизводительного самоходного оборудования	общеприменимо
3	применение современных, экологичных и износостойких материалов	общеприменимо
4	применение различных видов и типов конвейерного и пневматического транспорта для перевозки горной массы	общеприменимо

Описание представлено в разделе 5.4.1.

НДТ 10.

НДТ является предотвращение или сокращение неорганизованных выбросов пыли при проведении взрывных работ.

К мерам, применимым для предотвращения и снижения выбросов пыли при проведении взрывных работ, относятся:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	уменьшение количества взрывов путем укрупнения взрывных блоков	общеприменимо
2	использование в качестве ВВ простейших и эмульсионных составов с нулевым или близким к нему кислородным балансом	общеприменимо
3	частичное взрывание на "подпорную стенку" в зажиме	общеприменимо
4	внедрение компьютерных технологий моделирования и проектирования рациональных параметров буровзрывных работ	общеприменимо
5	проведение взрывных работ в оптимальный временной период с учетом метеоусловий	общеприменимо
6	использование рациональных типов забоечных материалов, конструкций скважинных зарядов и схем инициирования	общеприменимо
7	орошение взрываемого блока и зоны выпадения пыли из пылегазового облака водой, пылесмачивающими добавками и экологически безопасными реагентами	общеприменимо
8	применение установок локализации пыли и пылегазового облака	общеприменимо
9	применение технологий гидрообеспыливания (гидрозабойка взрывных скважин и шпуров, укладка над скважинами емкостей с водой)	общеприменимо
10	проветривание горных выработок	общеприменимо
11	использование зарядных машин с датчиками контроля подачи взрывчатых веществ	общеприменимо
12	использование естественной обводненности горных пород и взрываемых скважин	общеприменимо
13	использование неэлектрических систем инициирования для ведения взрывных работ в подземных условиях	общеприменимо

Описание представлено в разделе 5.5.1.2.

НДТ 11.

НДТ является предотвращение или сокращение неорганизованных выбросов пыли при проведении буровых работ.

К мерам, применимым для предотвращения и снижения выбросов пыли при проведении буровых работ, относятся:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	позиционирование буровых станков в реальном времени c применением системы контроля параметров высокоточного бурения	общеприменимо
2	применение технической воды и различных активных средств для связывания пыли	общеприменимо
3	оснащение буровой техники средствами эффективного пылеподавления и пылеулавливания в процессе бурения технологических скважин	общеприменимо

Описание представлено в разделе 5.5.1.1.

НДТ 12.

НДТ является предотвращение или сокращение неорганизованных выбросов пыли при транспортировке, погрузочно-разгрузочных операциях.

К мерам, применимым для предотвращения и снижения выбросов пыли при транспортировке, погрузочно-разгрузочных операциях, относятся:

№ п/п

Техники

Применимость

1	2	3
1	оборудование эффективными системами пылеулавливания, вытяжным и фильтрующим оборудованием для предотвращения выбросов пыли в местах разгрузки, перегрузки, транспортировки и обработки пылящих материалов	общеприменимо
2	применение предварительного увлажнения горной массы, орошение технической водой, искусственное проветривание экскаваторных забоев	общеприменимо
3	применение стационарных и передвижных гидромониторно-насосных установок на колесном и рельсовом ходу	общеприменимо
4	применение различных оросительных устройств для разбрызгивания воды в зоне стрелы и черпания ковша экскаватора	общеприменимо
5	организация процесса перевалки пылеобразующих материалов	общеприменимо
6	пылеподавление автомобильных дорог путем полива технической водой	общеприменимо
7	применение различных поверхностно-активных веществ для связывания пыли в процессе пылеподавления забоев и карьерных автодорог	общеприменимо
8	укрытие железнодорожных вагонов и кузовов автотранспорта	общеприменимо
9	применение устройства и установки для выравнивания и уплотнения верхнего слоя грузов при транспортировке в железнодорожных вагонах и др.	общеприменимо
10	очистка автотранспортных средств (мойка кузова, колес), используемых для транспортировки пылящих материалов	общеприменимо
11	применение различных видов и типов конвейерного и пневматического транспорта для перевозки горной массы	общеприменимо
12	проведение замеров дымности и токсичности автотранспорта и контрольно-регулировочных работ топливной аппаратуры	общеприменимо
13	применение каталитических технологий очистки выхлопных газов ДВС	общеприменимо

Описание представлено в разделе 5.5.1.3.

НДТ 13.

НДТ является предотвращение или сокращение неорганизованных выбросов пыли при хранении руд и продуктов их переработки.

К мерам, применимым для предотвращения и снижения выбросов пыли при хранении руд и продуктов их переработки, относятся:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	укрепление откосов ограждающих дамб хвостохранилищ с использованием скального грунта, грубодробленой пустой породы	общеприменимо
2	устройство лесозащитной полосы по границе земельного отвода вдоль отвалов рыхлой вскрыши (посадка деревьев)	применимо с учетом естественной среды обитания
3	использование ветровых экранов	общеприменимо

Описание представлено в разделе 5.5.1.4.

6.2.2. Снижение выбросов от организованных источников

Представленные ниже техники и достижимые с их помощью технологические показатели (при наличии) установлены для источников, оборудованных принудительными системами вентиляции.

6.2.2.1. Выбросы пыли и газообразных веществ

НДТ 14.

НДТ является предотвращение или сокращение выбросов пыли и газообразных выбросов, а также сокращение энергопотребления, образования отходов при проведении производственного процесса обогащения руд.

К мерам, применимым для предотвращения и снижения выбросов пыли и газообразных веществ при проведении производственного процесса обогащения руд, относятся:

№ п/п

Техники

Применимость

1	2	3
1	Переработка богатой руды дроблением с последующим разделением, сортировкой по классам крупности товарной продукции	Общеприменимо
2	Использование мельниц самоизмельчения и полусамоизмельчения для руд с высокой крепостью	Общеприменимо
3	Технология вывода железистых песков из бокситовой пульпы перед стадией выщелачивания	Общеприменимо
4	Применение аппаратов вертикального типа для промывки железистых песков	Общеприменимо
5	Фильтрация белого шлама для снижения рециркуляционных потоков каустической щелочи	Общеприменимо
6	Технология восстановительного спекания глиноземсодержащих шихт для вывода оксидов серы	Общеприменимо
7	Технология поддержания оптимальной крупности затравки для улучшения показателей по крупности продукционного гидрата	Общеприменимо

Описание представлено в разделе 5.4.

НДТ 15.

В целях сокращения выбросов пыли при процессах, связанных с дроблением, классификацией (грохочением), транспортировкой, хранением при обогащении руды и производстве глинозема, НДТ заключается в использовании техник предварительной очистки дымовых газов (камеры гравитационного осаждения, циклоны, скрубберы), электрофильтров, рукавных фильтров, фильтров с импульсной очисткой, керамических и металлических мелкоячеистых фильтров и/или их комбинаций.

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	применение камер гравитационного осаждения	общеприменимо
2	применение циклонов	общеприменимо
3	применение мокрых газоочистителей	общеприменимо

Таблица 6.1. Технологические показатели выбросов пыли в процессах, связанных с дроблением, классификацией (грохочением), транспортировкой, хранением

№ п/п	Техники	НДТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Электрофильтр	5–20^**
2	Рукавный фильтр
3	Фильтр с импульсной очисткой
4	Керамический и металлический мелкоячеистые фильтры

* при проведении непрерывных измерений пороговые значения выбросов считаются соблюденными, если оценка результатов измерений показывает, что нижеперечисленные условия соблюдены в календарном году:

a) допустимое среднемесячное значение не превышает соответствующие пороговые значения выбросов;

b) допустимое среднесуточное значение не превышает 110 % от соответствующих пороговых значений выбросов;

c) 95 % всех допустимых среднечасовых значений за год не превышают 200 % от соответствующих пороговых значений выбросов;

при отсутствии непрерывных измерений пороговые значения выбросов считаются соблюденными, если результаты каждой серий измерений или иных процедур, определенными в соответствии с правилами, установленными компетентными органами, не превышают пороговые значения выбросов (директива Европейского парламента и Совета Европейского Союза 2010/75/ЕС от 24 ноября 2010 года "О промышленных выбросах (о комплексном предотвращении загрязнения и контроле над ним)");

** для процессов дробления и классификации (грохочения) действующих установок 20-100 мг/ Нм³.

Описание представлено в разделе 5.5.2.

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 4.

НДТ 16.

В целях сокращения выбросов пыли при производстве глинозема НДТ заключается в использовании техник предварительной очистки дымовых газов (камеры гравитационного осаждения, циклоны, скрубберы) с последующем использованием электрофильтров, рукавных фильтров, фильтров с импульсной очисткой, керамических и металлических мелкоячеистых фильтров или их комбинаций.

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	применение камер гравитационного осаждения	общеприменимо
2	применение циклонов	общеприменимо
3	применение мокрых газоочистителей	общеприменимо

Таблица 6.2. Технологические показатели выбросов пыли при производстве глинозема (для передела кальцинации)

№ п/п	Технологический процесс	Техники	НДТ-ТП (мг/Нм³)^*	Применимость
1	2	3	4	5
1	Передел кальцинации	Электрофильтр	5–50^**	Общеприменимо
2		Рукавный фильтр		Общеприменимо
3		Фильтр с импульсной очисткой		Общеприменимо
4		Керамический и металлический мелкоячеистые фильтры		Общеприменимо
5		Гибридный рукавный фильтр (электрофильтр+рукавный фильтр)		Общеприменимо

a) допустимое среднемесячное значение не превышает соответствующие пороговые значения выбросов;

b) допустимое среднесуточное значение не превышает 110 % от соответствующих пороговых значений выбросов;

(директива Европейского парламента и Совета Европейского Союза 2010/75/ЕС от 24 ноября 2010 года "о промышленных выбросах (о комплексном предотвращении загрязнения и контроле над ним)");

1) в пересчете на AL₂O₃ для реконструированных установок после 2000 года;

2) 20–200 мг/нм³ в пересчете на AL₂O₃ для газоочистных установок, введенных в эксплуатацию до 2000 года и не прошедших реконструкцию.

Описание представлено в разделе 5.5.2.

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 4.

Таблица 6.3. Технологические показатели выбросов пыли при производстве глинозема (для передела спекания)

№ п/п	Технологический процесс	Техники	НДТ-ТП (мг/Нм³)^*	Применимость
1	2	3	4	5
1	Передел спекания	Электрофильтр	20–50^**	Общеприменимо
2		Рукавный фильтр		Общеприменимо
3		Фильтр с импульсной очисткой		Общеприменимо
4		Керамический и металлический мелкоячеистые фильтры		Общеприменимо
5		Гибридный рукавный фильтр (электрофильтр+рукавный фильтр)		Общеприменимо

a) допустимое среднемесячное значение не превышает соответствующие пороговые значения выбросов;

b) допустимое среднесуточное значение не превышает 110 % от соответствующих пороговых значений выбросов;

(директива Европейского парламента и Совета Европейского Союза 2010/75/ЕС от 24 ноября 2010 года "О промышленных выбросах (о комплексном предотвращении загрязнения и контроле над ним)")

1) для новых и реконструируемых установок;

2) 50–1950 мг/Нм³ для источников выбросов с частично реконструированной системой газоочистки и/или с учетом переключений установок между источниками выбросов;

3) 50–2800 мг/Нм³ для источников выбросов с газоочистными установками, не прошедших реконструкцию систем газоочисток в рамках реализации программы повышения экологической эффективности, в силу технической и экономической недоступности внедрения НДТ до пересмотра справочника по НДТ.

Описание представлено в разделе 5.5.2.

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 4.

НДТ 17.

В целях сокращения выбросов пыли при производстве обожженных анодов НДТ заключается в использовании одной или комбинации из приведенных ниже техник.

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	применение камер гравитационного осаждения	общеприменимо
2	применение циклонов	общеприменимо
3	применение мокрых газоочистителей	общеприменимо

Таблица 6.4. Технологические показатели выбросов пыли при производстве обожженных анодов

№ п/п	Технологический процесс	Техники	НДТ-ТП (мг/Нм³)^*	Применимость
1	2	3	4	5
1	Производство обожженных анодов (печь обжига анодов)	Рукавный фильтр	2–5^ 5–10^*	Общеприменимо
2		Фильтр с импульсной очисткой		Общеприменимо
3		Керамический и металлический мелкоячеистые фильтры		Общеприменимо
4		Сухая сорбционная очистка газов ABART		Общеприменимо
5		Регенеративный термический окислитель		Общеприменимо
6		Каталитический термический окислитель		Общеприменимо

a) допустимое среднемесячное значение не превышает соответствующие пороговые значения выбросов;

b) допустимое среднесуточное значение не превышает 110 % от соответствующих пороговых значений выбросов;

** для новых и реконструируемых производств, мг/Нм³;

*** для действующих производств, мг/Нм³.

Описание представлено в разделах 5.5.2, 5.5.5.

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 4.

НДТ 18.

В целях сокращения выбросов пыли при электролитическом производстве первичного алюминия НДТ заключается в использовании одной или комбинации из приведенных ниже техник.

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	применение камер гравитационного осаждения	общеприменимо
2	применение циклонов	общеприменимо
3	применение мокрых газоочистителей	общеприменимо

Таблица 6.5. Технологические показатели выбросов пыли при электролитическом производстве первичного алюминия

№ п/п	Технологический процесс	Техники	НДТ-ТП (мг/Нм³)^*	Применимость
1	2	3	4	5
1	Электролиз алюминия (серия электролиза)	Рукавный фильтр	2-5	Общеприменимо
2		Фильтр с импульсной очисткой		Общеприменимо
3		Керамический и металлический мелкоячеистые фильтры		Общеприменимо
4		Сухая сорбционная очистка газов ABART		Общеприменимо
5		Регенеративный термический окислитель		Общеприменимо
6		Каталитический термический окислитель		Общеприменимо

a) допустимое среднемесячное значение не превышает соответствующие пороговые значения выбросов;

b) допустимое среднесуточное значение не превышает 110 % от соответствующих пороговых значений выбросов;

Описание представлено в разделах 5.5.2, 5.5.5.

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 4.

НДТ 19.

В целях сокращения выбросов пыли при производстве первичного алюминия и его сплавов на автоматизированной литейной линии НДТ заключается в использовании одной или комбинации из приведенных ниже техник.

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	применение камер гравитационного осаждения	общеприменимо
2	применение циклонов	общеприменимо
3	применение мокрых газоочистителей	общеприменимо

Таблица 6.6. Технологические показатели выбросов пыли при производстве первичного алюминия и его сплавов на автоматизированной литейной линии

№ п/п	Технологический процесс	Техники	НДТ-ТП (мг/Нм³)^*	Применимость
1	2	3	4	5
1	Производство первичного алюминия и его сплавов на автоматизированной литейной линии (литейное отделение)	Рукавный фильтр	2–25^**	Общеприменимо
2		Фильтр с импульсной очисткой		Общеприменимо
3		Керамический и металлический мелкоячеистые фильтры		Общеприменимо
4		Сухая сорбционная очистка газов ABART		Общеприменимо
5		Регенеративный термический окислитель		Общеприменимо
6		Каталитический термический окислитель		Общеприменимо

a) допустимое среднемесячное значение не превышает соответствующие пороговые значения выбросов;

b) допустимое среднесуточное значение не превышает 110 % от соответствующих пороговых значений выбросов;

** пороговые значения не распространяются на выбросы, образующиеся при обслуживании технологического оборудования (чистка миксеров, уборка, капитальный ремонт и т. д.).

Описание представлено в разделах 5.5.2, 5.5.5.

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 4.

6.2.2.2. Выбросы диоксида серы

НДТ 20.

В целях предотвращения или сокращения выбросов SO₂ из отходящих технологических газов при производстве глинозема НДТ заключается в использовании одной из или комбинации нижеперечисленных техник:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Десульфуризация и использование топлива с пониженным содержанием серы	Общеприменимо
2	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)

При использовании одной или комбинации указанных техник количественное значение эмиссий должно соответствовать установленным санитарно-гигиеническим, экологическим нормативам качества и целевым показателям качества окружающей среды. При наличии разных значений, определенных нормативными правовыми актами, применяются наиболее жесткие требования, установленные к SO₂.

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 4.

Описание представлено в разделе 5.5.4.

НДТ 21.

В целях предотвращения или сокращения выбросов SO₂ из отходящих технологических газов при производстве обожженных анодов НДТ заключается в использовании одной из или комбинации нижеперечисленных техник:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Десульфуризация и использование топлива с пониженным содержанием серы	Общеприменимо
2	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).

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 4.

Описание представлено в разделе 5.5.4.

НДТ 22.

В целях предотвращения или сокращения выбросов SO₂ из отходящих технологических газов при производстве первичного алюминия НДТ заключается в использовании одной из или комбинации нижеперечисленных техник:

№ п/п

Техники

Применимость

1	2	3
1	Десульфуризация и использование топлива с пониженным содержанием серы	Общеприменимо
2	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).

Таблица 6.7. Технологические показатели выбросов SO₂ при электролитическом производстве первичного алюминия

№ п/п	Параметр	НДТ-ТП (мг/Нм3)
1	2	3
1	SO2	150-200

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 4.

Описание представлено в разделе 5.5.4.

6.2.2.3. Выбросы окислов азота

НДТ 23.

Для предотвращения и/или снижения выбросов окислов азота (NO_X) в атмосферу при производстве глинозема НДТ является использование одного или комбинации нижеуказанных методов:

№ п/п

Техника

Применение

1	2	3
1	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
2	Конструкция горелки (горелка с низким образованием NO_х)	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
3	Селективное некаталитическое восстановление (СНКВ)	Применяется во вращающихся печах
4	Применение селективного каталитического восстановления (СКВ)	Применяется после обеспыливания и очистки от кислых газов

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 4.

Описание представлено в разделе 5.5.3.

НДТ 24.

Для предотвращения и/или снижения выбросов окислов азота (NO_X) в атмосферу при производстве обожженных анодов НДТ является использование одного или комбинации нижеуказанных методов:

№ п/п

Техника

Применение

1	2	3
1	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.
2	Конструкция горелки (горелка с низким образованием NO_х)	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.
3	Селективное некаталитическое восстановление (СНКВ)	Применяется во вращающихся печах
4	Применение селективного каталитического восстановления (СКВ)	Применяется после обеспыливания и очистки от кислых газов

При использовании одной или комбинации указанных техник, количественное значение эмиссий должно соответствовать установленным санитарно-гигиеническим, экологическим нормативам качества и целевым показателям качества окружающей среды. При наличии разных значений, определенных нормативными правовыми актами, применяются наиболее жесткие требования, установленные к NOx.

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 4.

Описание представлено в разделе 5.5.3.

6.2.2.4. Выбросы оксида углерода

НДТ 25.

Для предотвращения и/или снижения выбросов оксида углерода в атмосферу при производстве глинозема НДТ является использование одного или комбинации нижеуказанных методов:

№ п/п

Техники

Описание

1	2	3
1	Абсорбционная очистка газов с использованием медноаммиачных растворов	Низкотемпературный процесс очистки газов основан на физической абсорбции CO или промывке газа жидким азотом. Процесс очистки состоит из трех стадий: предварительного охлаждения и сушки исходных газов; глубокого охлаждения этих газов и частичной конденсации их компонентов; отмывки газов от оксида углерода, метана и кислорода жидким азотом в промывной колонне. Холод, необходимый для создания в установке низких температур, обеспечивается аммиачным холодильным циклом, а также рекуперацией холода обратных потоков азотноводородной фракции и азотного цикла высокого давления.
2	Каталитическая очистка газов с использованием реакции водяного пара	Процесс очистки может осуществляться с использованием реакции водяного пара (конверсией с водяным паром), проводимой в присутствии окисных железных катализаторов. Остаточное содержание оксидов углерода в очищенном газе составляет несколько десятитысячных долей процента. Одновременно происходит удаление свободного кислорода, если он присутствует в газе.
3	Очистка газов с термическим некаталитическим дожиганием и каталитическим дожиганием	Для окисления оксида углерода используют марганцевые, медно-хромовые и содержащие металлы платиновой группы катализаторы. В зависимости от состава отходящих газов в промышленности применяют различные технологические схемы очистки

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 4.

Описание представлено в разделе 5.5.5.

НДТ 26.

Для предотвращения и/или снижения выбросов оксида углерода в атмосферу при производстве обожженных анодов НДТ является использование одного или комбинации нижеуказанных методов:

№ п/п

Техники

Описание

1	2	3
1	Абсорбционная очистка газов с использованием медноаммиачных растворов	Низкотемпературный процесс очистки газов и основан на физической абсорбции CO или промывке газа жидким азотом. Процесс очистки состоит из трех стадий: предварительного охлаждения и сушки исходных газов; глубокого охлаждения этих газов и частичной конденсации их компонентов; отмывки газов от оксида углерода, метана и кислорода жидким азотом в промывной колонне. Холод, необходимый для создания в установке низких температур, обеспечивается аммиачным холодильным циклом, а также рекуперацией холода обратных потоков азотноводородной фракции и азотного цикла высокого давления.
2	Каталитическая очистка газов с использованием реакции водяного пара	Процесс очистки может осуществляться с использованием реакции водяного пара (конверсией с водяным паром), проводимой в присутствии окисных железных катализаторов. Остаточное содержание оксидов углерода в очищенном газе составляет несколько десятитысячных долей процента. Одновременно происходит удаление свободного кислорода, если он присутствует в газе.
3	Очистка газов с термическим некаталитическим дожиганием и каталитическим дожиганием	Для окисления оксида углерода используют марганцевые, медно-хромовые и содержащие металлы платиновой группы катализаторы. В зависимости от состава отходящих газов в промышленности применяют различные технологические схемы очистки.
4	Регенеративный термический окислитель	Работа регенеративного термического окислителя основана на химическом/термическом процессе и механическом процессе. ЛОС вступают в реакцию с кислородом в технологических газах и образуют углекислый газ CO₂ и водяной пар H₂O, которые не представляют опасности и не имеют запаха
5	Каталитический термический окислитель	Каталитический окислитель представляет собой тип оборудования для контроля выбросов загрязняющих веществ, который предназначен для уменьшения промышленных выбросов, насыщенных большим количеством ЛОС

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 4.

Описание представлено в разделе 5.5.5.

НДТ 27.

Для предотвращения и/или снижения выбросов оксида углерода в атмосферу при электролитическом производстве первичного алюминия НДТ является использование одного или комбинации нижеуказанных методов:

№ п/п	Техники	Описание
1	2	3
1	Абсорбционная очистка газов с использованием медноаммиачных растворов	Низкотемпературный процесс очистки газов и основан на физической абсорбции CO или промывке газа жидким азотом. Процесс очистки состоит из трех стадий: предварительного охлаждения и сушки исходных газов; глубокого охлаждения этих газов и частичной конденсации их компонентов; отмывки газов от оксида углерода, метана и кислорода жидким азотом в промывной колонне. Холод, необходимый для создания в установке низких температур, обеспечивается аммиачным холодильным циклом, а также рекуперацией холода обратных потоков азотноводородной фракции и азотного цикла высокого давления.
2	Каталитическая очистка газов с использованием реакции водяного пара	Процесс очистки может осуществляться с использованием реакции водяного пара (конверсией с водяным паром), проводимой в присутствии окисных железных катализаторов. Остаточное содержание оксидов углерода в очищенном газе составляет несколько десятитысячных долей процента. Одновременно происходит удаление свободного кислорода, если он присутствует в газе.
3	Очистка газов с термическим некаталитическим дожиганием и каталитическим дожиганием	Для окисления оксида углерода используют марганцевые, медно-хромовые и содержащие металлы платиновой группы катализаторы. В зависимости от состава отходящих газов в промышленности применяют различные технологические схемы очистки.
4	Регенеративный термический окислитель	Работа регенеративного термического окислителя основана на химическом/термическом процессе и механическом процессе. ЛОС вступают в реакцию с кислородом в технологических газах и образуют углекислый газ CO₂ и водяной пар H₂O, которые не представляют опасности и не имеют запаха.
5	Каталитический термический окислитель	Каталитический окислитель представляет собой тип оборудования для контроля выбросов загрязняющих веществ, который предназначен для уменьшения промышленных выбросов, насыщенных большим количеством ЛОС.

6.3. Снижение сбросов сточных вод

НДТ 28.

НДТ для удаления и очистки сточных вод является управление водным балансом предприятия. НДТ заключается в использовании одной или комбинации нижеуказанных техник:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	разработка водохозяйственного баланса горнодобывающего предприятия	Общеприменимо
2	внедрение системы оборотного водоснабжения и повторного использования воды в технологическом процессе	Общеприменимо
3	сокращение водопотребления в технологических процессах	Общеприменимо
4	гидрогеологическое моделирование месторождения	Общеприменимо
5	внедрение систем селективного сбора шахтных и карьерных вод	На действующих установках применимость может быть ограничена конфигурацией существующих систем сбора сточных вод
6	использование локальных систем очистки и обезвреживания сточных вод	На действующих установках применимость может быть ограничена конфигурацией существующих систем очистки сточных вод

Описание представлено в разделе 5.6.

НДТ 29.

НДТ для снижения гидравлической нагрузки на очистные сооружения и водные объекты является снижение водоотлива карьерных и шахтных вод путем применения отдельно или совместно следующих технических решений:

№ п/п

Техники

Применимость

1	2	3
1	применение рациональных схем осушения карьерных и шахтных полей	Определяется исходя из горно-геологических, гидрогеологических и горнотехнических условий разрабатываемого месторождения
2	использование специальных защитных сооружений и мероприятий от поверхностных и подземных вод, таких как водопонижение и/или противофильтрационные завесы и другое	Общеприменимо
3	оптимизация работы дренажной системы	Общеприменимо
4	изоляция горных выработок от поверхностных вод путем регулирования поверхностного стока	Общеприменимо
5	отвод русел рек за пределы горного отвода	Применяется в тех случаях, когда обводнение карьера или шахты за счет поступления вод из них достаточно существенно
6	недопущение опережающего понижения уровней подземных вод	Общеприменимо
7	предотвращение загрязнения шахтных и карьерных вод в процессе откачки	Общеприменимо

Описание представлено в разделе 5.6.

НДТ 30.

НДТ для снижения негативного воздействия на водные объекты является управление поверхностным стоком территории наземной инфраструктуры с целью сведения к минимуму попадания ливневых и талых сточных вод на загрязненные участки, отделения чистой воды от загрязненной, предотвращения эрозии незащищенных участков почвы, предотвращения заиливания дренажных систем путем применения отдельно или совместно следующих технических решений:

№ п/п

Техники

Применимость

1	2	3
1	организация системы сбора и очистки поверхностных сточных вод с породных отвалов	Общеприменимо
2	перекачка сточных вод из гидротехнических сооружений при отвалах в хвостохранилище	Общеприменимо
3	отведение поверхностного стока с ненарушенных участков в обход нарушенным, в том числе и выровненных, засеянных или озелененных, что позволит минимизировать объемы очищаемых сточных вод	Общеприменимо
4	очистка поверхностного стока с нарушенных и загрязненных участков территории с повторным использованием очищенных сточных вод на технологические нужды	Общеприменимо
5	организация ливнестоков, траншей, канав надлежащих размеров; оконтуривание, террасирование и ограничение крутизны склонов; применение отмостков и облицовок с целью защиты от эрозии	Общеприменимо
6	организация подъездных дорог с уклоном, оснащение дорог дренажными сооружениями	Общеприменимо
7	выполнение фитомелиоративных работ биологического этапа рекультивации, осуществляемых сразу же после создания корнеобитаемого слоя с целью предотвращения эрозии	Общеприменимо

Описание представлено в разделе 5.6.

НДТ 31.

НДТ для снижения уровня загрязнения сточных (шахтных, карьерных) вод веществами, содержащимися в горной массе, продукции или отходах производства, является применение одной или нескольких приведенных ниже техник очистки сточных вод:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Осветление и отстаивание	Общеприменимо
2	Фильтрация	Общеприменимо
3	Сорбция	Общеприменимо
4	Коагуляция, флокуляция	Общеприменимо
5	Химическое осаждение	Общеприменимо
6	Нейтрализация	Общеприменимо
7	Окисление	Общеприменимо
8	Ионный обмен	Общеприменимо

Таблица 6.8. Технологические показатели сбросов карьерных и шахтных сточных вод при добыче бокситов, поступающих в поверхностные водные объекты

№ п/п	Параметр	НДТ-ТП (мг/дм³)^*
1	2	3
1	Марганец (Mn)	C_н.к.-5,8
2	Свинец (Pb)	C_н.к.-0,5
3	Алюминий (Al)	C_н.к.-0,3
4	Железо (Fe)	C_н.к.-2
55	Взвешенные вещества	C_н.к.-25

1) среднесуточное значение;

2) используемые показатели в местах выпуска очищенных потоков из установок по очистке сточных вод;

3) в отношении установления технологических показателей в сбросах карьерных и шахтных сточных вод в пруды-накопители и пруды-испарители норма не будет распространяться при условии их соответствия требованиям, применяемым в отношении гидротехнических сооружений с подтверждением отсутствия воздействия на поверхностные и подземные водные ресурсы по результатам мониторинговых исследований за последние 3 года;

4) установление факта негативного воздействия на поверхностные и подземные водные ресурсы свидетельствует о нарушении требований, применяемых к гидротехническим сооружениям. В этом случае количественные показатели эмиссий должны соответствовать действующим санитарно-гигиеническим, экологическим нормативам качества и целевым показателям качества окружающей среды по отношению к местам культурно-бытового водопользования;

5) используемые показатели (за исключением взвешенных веществ) применяются при условии содержания соответствующих веществ в составе добываемой руды;

6) в целях соблюдения экологических нормативов качества (C_н.к.) и недопущения ущерба окружающей среде установление технологических показателей при сбросе сточных вод в водные объекты выше экологических нормативов качества допускается до верхней границы соответствующего диапазона при обосновании в рамках оценки воздействия на окружающую среду.

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 5.

Описание представлено в разделе 5.6.

6.4. Управление отходами

НДТ 32.

Чтобы предотвратить или, если предотвращение невозможно, сократить количество отходов, направляемых на утилизацию, НДТ подразумевает составление и выполнение программы управления отходами в рамках системы экологического менеджмента (см. НДТ 1), которая обеспечивает в порядке приоритетности предотвращение образования отходов, их подготовку для повторного использования, переработку или иное восстановление.

НДТ 33.

В целях снижения количества отходов, направляемых на утилизацию при добыче и обогащении руды, 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	Использование пресс-фильтров для обезвоживания отходов обогащения	Общеприменимо
3	Использование керамических вакуум-фильтров для обезвоживания отходов обогащения	Общеприменимо
4	Использование отходов добычи и обогащения в качестве сырья или добавки к продукции во вторичном производстве и строительных материалов, доизвлечение из промышленных отходов	Общеприменимо
5	Использование отходов при заполнении выработанного пространства	Общеприменимо
6	Использование отходов при ликвидации горных выработок	Общеприменимо
7	Переработка отходов добычи и обогащения (вторичные минеральные ресурсы, техногенные месторождения) с целью извлечения основных и попутных ценных компонентов	Общеприменимо

Описание представлено в разделе 5.7.

6.5. Требования по ремедиации

Горнодобывающая деятельность неизбежно влияет на окружающую среду. Воздействие горнодобывающей деятельности на окружающую среду зависит от геологических особенностей, размера, формы месторождения и концентрации полезного компонента, природно-климатических особенностей территории расположения, а также применяемых методов добычи и обогащения, выбранных технических и технологических решений, природоохранных мероприятий и др.

Основными экологическими аспектами предприятий по добыче и обогащению бокситов являются выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух, образование рудничных и шахтных вод, отходов (золошлаков и хвостов обогащения), использование земель.

Согласно Экологическому кодексу ремедиация проводится при выявлении факта экологического ущерба:

животному и растительному миру;

подземным и поверхностным водам;

землям и почве;

Таким образом, в результате деятельности предприятий по добыче и обогащению бокситов следующие негативные последствия наступают в результате загрязнения атмосферного воздуха и дальнейшего перехода загрязняющих веществ из одного компонента природной среды в другую:

загрязнение земель и почв в результате осаждения загрязняющих веществ из атмосферного воздуха на поверхность почв и дальнейшая их инфильтрация в поверхностные и подземные воды;

воздействие на животный и растительный мир.

При обнаружении фактов экологического ущерба компонентам природной среды по результатам производственного и (или) государственного экологического контроля, причиненного в результате антропогенного воздействия и при закрытии и (или) ликвидации последствий деятельности, необходимо провести оценку изменения состояния компонентов природной среды в отношении состояния, установленного в базовом отчете или эталонного участка.

Лицо, действия или деятельность которого причинили экологический ущерб, должно предпринять соответствующие меры для устранения такого ущерба, чтобы восстановить состояние участка, следуя нормам Экологического кодекса (ст. 131 – 141 раздела 5) и методическим рекомендациям по разработке программы ремедиации.

Помимо того, лицо, действия или деятельность которого причинили экологический ущерб, должно принять необходимые меры для удаления, сдерживания, или сокращения эмиссий соответствующих загрязняющих веществ, также для контрольного мониторинга в сроки и периодичность, для того, чтобы с учетом их текущего или будущего утвержденного целевого назначения участок больше не создавал значительного риска для здоровья человека и не причинял ущерб от еҰ деятельности в отношении окружающей среды из-за загрязнения компонентов природной среды.

7. Перспективные техники

Данный раздел содержит информацию о новейших техниках, относящихся к процессам производства алюминия, в отношении которых проводятся научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы или осуществляется их опытно-промышленное внедрение.

7.1. Перспективные направления в производстве алюминия

Алюминиевая отрасль играет ключевую роль в металлургии легких металлов.

Конструкции из алюминия требуют более низких затрат в течение срока службы и практически не требуют ремонта. Обладая хорошей гибкостью, алюминиевые конструкции эффективно несут нагрузки и значительно снижают затраты на сооружение фундаментов и опор. Это позволяет в сжатые сроки производить модернизацию строительных сооружений.

Во всех видах транспорта присутствие алюминия обеспечивает повышение скорости и безопасности движения, экономию энергии. Применение алюминия в транспорте и упаковке, в быту, а также практически полная возможность его рециркуляции способствует улучшению экологии окружающей среды.

Расширение потребления алюминия будет зависеть от глобальных мировых процессов развития экономики и покупательского спроса населения.

Снижение издержек при производстве алюминия благодаря внедрению достижений науки и техники позволяет реализовать продукцию по низким ценам и дает возможность расширить рынок.

В настоящее время в мировой алюминиевой промышленности уже есть такие научно-исследовательские наработки, которые могут радикально изменить технологию производства алюминия и снизить издержки производства.

В XXI веке в мировом производстве алюминия намечались следующие тенденции:

дальнейшая интернационализация и укрупнение алюминиевого бизнеса, включение в него энергетических мощностей;

расширение потребления алюминия в таких отраслях, как автомобильное и транспортное машиностроение, строительство, бытовая техника, товары быта;

расширение рынка алюминия за счет кооперативных связей между производителем и потребителем этого металла в научно-исследовательской деятельности, разработке технологий, создании совместных производств.

В настоящее время происходят радикальные изменения в технологии алюминия и глинозема, что позволит существенно снизить издержки производства.

Проблема взаимоотношений алюминиевой промышленности как крупного потребителя электроэнергии с энергетическими структурами будет обостряться. Возникнет необходимость создания собственных источников энергоснабжения в рамках крупных компаний, что повлечет за собой укрупнение электролизных производств.

7.1.1. Перспективные технологии добычи бокситовой руды, беспилотная техника

Пионером на рынке беспилотной тяжелой техники считается американский Caterpillar. Больше 20 лет назад компания представила первый самоходный карьерный самосвал. В настоящее время на железорудных предприятиях Западной Австралии действует несколько карьеров с полностью беспилотными большегрузными автосамосвалами. Начиная с 2013 года Caterpillar поставила на рудники австралийского горнодобывающего гиганта Fortescue Metals 56 автономных самосвалов Cat 793F, а в сентябре 2017 года получила заказ на модификацию ещҰ 100 карьерных самосвалов в беспилотные машины.

Рисунок 7.1. Мировой опыт внедрения беспилотных технологий

Самосвалы работают в режиме 24/7 ежедневно в течение года, что экономит недропользователю 500 ч работы в год. Управление всеми операциями выполняется с помощью системы Cat MineStar. Грузовики управляются дистанционно из операционного центра в Перте, который находится от Пилбары в 1200 км. Каждый карьерный робот-самосвал весом в 500 т двигается со скоростью 50 км/ч – почти в 2 раза выше, чем у опытных водителей. Точность ориентации роботов – 1–2 см. Отсутствует время на пересменки, обеды. Все это дает повышение производительности, снижение простоев, удельных расходов топлива и удельных выбросов.

"Беспилотники" взаимодействуют с любой управляемой человеком техникой – грейдерами, погрузчиками, автоцистернами, бульдозерами и др. За 4,5 года работы беспилотные автомобили Caterpillar показали на 20 % большую эффективность эксплуатации по сравнению с традиционными машинами.

Производительность "беспилотников" составила 99,95 %, поскольку эти машины не простаивали и трудились в среднем на 2,5 часа больше, чем автосамосвалы, управляемые людьми.

Роботизированные самосвалы БеЛАЗ грузоподъемностью 130 тонн работают на угольном разрезе "Черногорский" ООО "СУЭК-Хакасия" в паре с экскаватором ЭКГ-8У. Беспилотные автомобили двигаются по выделенному участку разреза протяженностью 1350 метров и перевозят вскрышную породу. На Корбалихинском руднике АО "Сибирь-Полиметаллы" запустили в работу беспилотную погрузочно-доставочную машину (ПДМ). Внедрение автоматизированной системы контроля и управление горными работами позволяет. Находясь на расстоянии до 100 метров, оператор при помощи пульта, оснащенного системой видеонаблюдения, управляет ПДМ, что исключает нахождение оператора ПДМ в очистном пространстве.

7.1.2. Беспилотные тяговые агрегаты

Применение беспилотных тяговых агрегатов внутри карьеров и на поверхности. Отсутствует время на пересменки, обеды. Все это дает повышение производительности, снижение простоев, удельных расходов электроэнергии. Повышение надежности работы оборудования за счет исключения нарушений технологической дисциплины, превышений скорости, проездов на запрещающий сигнал светофора и т. д. В Rio Tinto (крупнейшей горнодобывающей компании Австралии) подсчитали, что перевод 40 % железнодорожного транспорта на автоматику позволит уменьшить расходы на 2 долл. на тонне железной руды и увеличить ее добычу на 5 %.

7.1.3. Автосамосвалы на альтернативных источниках энергии

В странах Африки, в Бразилии, а теперь и США успешно эксплуатируется система транспорта с применением дизель-троллейвозов. Особенно показателен пример золоторудного карьера "Бетце" (США, шт. Невада), где для транспортировки 410 тыс. т горной массы в сутки используется парк из 73 дизель-троллейвозов грузоподъемностью 170 т.

В Африке грузовые троллейбусные предприятия начали работать с 1981 г., когда в карьерах Sishen (ЮАР) на участке 2 км начали работать 55 троллейвозов. С октября 1981 г. в ЮАР было открыто движение троллейвозов Unit Rig Lectra Haul M200eT в Пхалаборве (Phalaborwa), обслуживающих участок 8 км. С 1986 г. троллейвозы на шахтах и карьерах используют в Конго (карьер Lubembashi), Намибии (бассейн Россинга – Rossing – в пустыне Намиб) на медных рудниках Гега вблизи Лубумбаши в Заире.

В начале 2012 года компания NHL-North Haul Industries Group получила первый заказ на поставку на Намибийский горный урановый карьер Кояма тягача-троллейвоза с полуприцепом полной массой 330 т с донной загрузкой.

На сегодняшний день фирма Siemens является ведущим поставщиком троллейвозов и их инфраструктуры [83].

Возобновление интереса к троллейвозам связано, в первую очередь, с уменьшением потребления дизельного топлива карьерными самосвалами. Помимо очевидного снижения затрат на топливо, на основе современной технологической базы были получены дополнительные преимущества:

увеличение производственной мощности горного предприятия и уменьшение количества машин за счет более высокой скорости самосвалов (более эффективное использование автопарка);

значительно более высокая энергоэффективность (около 90 %);

постоянный крутящий момент (включая высокий крутящий момент на малых скоростях);

быстрое реагирование на нагрузку и лучшую перегрузочную способность;

почти двухкратное увеличение скорости движения на руководящем уклоне;

увеличение длительности работы дизельного двигателя между моментами обслуживания;

двух-трехкратное сокращение расхода топлива и, следовательно, снижение расходов на топливо на 70–80 %;

снижение затрат на техническое обслуживание самосвалов с дизельным двигателем;

повышение доступности обслуживания и увеличение жизненного цикла дизельного двигателя (меньше рабочих часов);

низкий уровень шума и вибрации;

уменьшение объема выхлопа отработанных газов дизеля, загазованности карьера и образования тумана;

возможность запуска на линии на любой скорости и полезной нагрузки.

В настоящее время с целью создания высококонкурентоспособной карьерной техники работы по применению альтернативных источников энергии активно ведутся и на ОАО "БЕЛАЗ".

Среди основных разработок:

электрический самосвал – карьерный самосвал грузоподъемностью 90 т, который в качестве источника энергии использует тяговые аккумуляторные батареи;

дизель-троллейвоз – карьерный самосвал грузоподъемностью 220–240 т, который на определенном участке карьерной дороги использует внешний источник электрической энергии, за счет этого увеличивается скорость карьерного самосвала, уменьшаются выбросы в окружающую среду и экономится дизельное топливо, которое является одним из основных источников затрат при добыче полезных ископаемых открытым способом;

самосвал, использующий газ в качестве топлива.

7.1.4. Автоматизированная система управления буровыми работами и зарядными машинами

Автоматизированная система управления буровыми работами и зарядными машинами позволит сократить время наведения станков на скважину, формировать пакет физико-механических характеристик обуриваемого блока, повысить оперативный контроль за техническим состоянием бурового оборудования. Полученная с АСУ БР информация позволит в реальном времени корректировать буровые работы на отрабатываемом блоке, а также даст информацию по нижележащему блоку, что позволит существенно повысить качество планирования взрывных работ, снизить расход ВВ и увеличить выход горной массы. Автоматизированное управление зарядными машинами позволит автоматически формировать потребность в зарядке скважины и производстве взрывчатых веществ, сократит перерасход взрывчатых веществ.

7.1.5. Применение систем высокоточного позиционирования ковша для забойных экскаваторов

Системы высокоточного позиционирования ковша экскаватора позволят в режиме реального времени с сантиметровой точностью позиционировать ковш экскаватора, обеспечивая высокоточную выемку и формирование проектной формы рельефа (отвалов, уступов, дорог), обеспечить отображение электронных проектов рабочих зон на дисплее оператора, профилей фактической и проектной поверхностей, наложенных друг на друга для контроля достижения проектных значений.

Данное мероприятие позволит сократить потери и засорение руды, повысить точность выполнения плановых показателей качества, обеспечить необходимый уровень шихтовки, оптимизировать определение составов породы, снизить необходимость повторного перемещения породы, количество неправильно назначаемых рейсов и объем выполняемых вручную изысканий, снизить потребление электроэнергии при производстве добычных работ.

7.1.6. Применение беспилотных летательных аппаратов для производства маркшейдерских работ

Применение беспилотных летательных аппаратов для производства маркшейдерских работ позволит оперативно решать задачи картирования, оценки объемов горных выработок и отвалов при отработке месторождения открытым способом, повысить контроль за технологическими процессами в реальном времени, повысить качество планирования горных работ, ускорить процесс закрытия периода и подготовки отчетов для контролирующих органов. Данная технология позволит сократить ресурсы для производства маркшейдерских работ.

7.1.7. Высокопроизводительная проходка горных выработок

Перспективная технология состоит в использовании проходческих комплексов для быстрой, безопасной и экономически эффективной проходки выработок различных профилей (в том числе малого сечения) по породам и рудам высокой крепости без использования буровзрывных работ.

В настоящее время проводятся полевые испытания на медных и платиновых месторождениях ЮАР.

7.1.8. Использование сплавов и износостойких материалов

Применение легких сплавов и специальных износостойких материалов для изготовления подъемных сосудов и их футеровки обеспечивает существенное снижение веса клетей и скипов, увеличение полезной емкости сосудов и веса поднимаемой горной массы без изменения концевой нагрузки, увеличение производительности, позволяет сократить расход электроэнергии и повысить производительность.

7.1.9. Автоматизированный аппаратный контроль состояния ствола, подъемных сосудов, канатов

Система непрерывного аппаратурного контроля позволяет в режиме реального времени осуществлять мониторинг состояния канатов, подъемных сосудов и армировки ствола. Использование системы повышает достоверность и оперативность оценки динамических и статических параметров системы "подъемный сосуд – жесткая армировка", канатов шахтных подъемных установок. Контроль осуществляется без нарушения режимов работы ШПУ, существенно уменьшается время проведения визуального контроля, а также исключается влияние человеческого фактора на оценку фактического состояния оборудования, режимов работы и конструкций. Система автоматизированного мониторинга канатов позволяет повысить эффективность эксплуатации подъемных установок и принимать решения о проведении ремонтных работ по необходимости, позволяет сократить расход электроэнергии и повысить производительность.

7.1.10. Интеллектуальный карьер

Под проектом "Интеллектуальный карьер" подразумевается внедрение автоматизированной системы диспетчеризации (АСУ ГТК) "Карьер". Это система управления горнотранспортными комплексами на основе технологий спутниковой навигации и роботизированной системы управления технологическими процессами открытых горных работ. Создание АСУ ГТК "Карьер" на горнодобывающих предприятиях позволяет автоматизировать процессы перевозок, выемки и буровзрывных работ, а в дальнейшем осуществлять горные работы без непосредственного участия человека. Это существенно повышает эффективность открытых горных работ, позволяет осуществлять эффективную и безопасную добычу в труднодоступных и тяжелых по климатическим условиям регионах, повышает производственную безопасность на объектах, устраняет проблему нехватки квалифицированного персонала. Использование АСУ ГТК "Карьер" переводит добычу полезных ископаемых открытым способом на современный уровень автоматизации.

7.1.11. Цифровизация управления процессами железнодорожной перевозки горной массы

В настоящее время существует значительный потенциал оптимизации процесса управления железнодорожными перевозками горной массы, связанный с полностью ручной работой диспетчеров, а также большим количеством внеплановых простоев на линии из-за времени подготовки диспетчерами маршрутов. При этом существующее состояние данных зачастую не позволяет автоматизировать движение – основными проблемами являются большая погрешность GPS датчиков на тяговых агрегатах, отсутствие геолокации хозяйственной техники и графа ж/д сети.

Создание динамической модели оптимизации диспетчеризации, подсказывающей диспетчеру оптимальные решения в онлайн-режиме, позволит сократить общее время движения тяговых агрегатов на 2 % за счет снижения времени простоев. Движение поездов в реальном времени будет осуществляться на основе данных о геолокации и текущем состоянии составов.

7.1.12. Использование присадок для дизельного топлива

С целью снижения потребления дизельного топлива карьерной спецтехникой и транспортом, а также сокращения затрат на приобретение ДТ предлагается использование присадок для дизельного топлива. В частности, рассмотрим применение присадки FP-4000, которая производится в Республике Беларусь ЗАО "Деловые коммуникации" (Минск) на основе научно-практических разработок компании INNOSPEC, специализирующейся на выпуске химической продукции. Отличительная особенность добавок данной компании состоит в первую очередь в том, что они не влияют на основные положительные свойства топлива.

Присадка FP-4000 – это жидкое химическое вещество, которое добавляется в готовое дизельное (флотское) топливо и содействует улучшению его эксплуатационных свойств.

Применение присадки позволяет экономить дизельное топливо, увеличивать моторесурс техники и улучшать экологическое состояние выхлопа дизельных двигателей.

FP-4000 оказывает комплексное действие на работу дизельного двигателя: снижает расход топлива, обеспечивает полноту его сгорания, уменьшает токсичность выбросов, дает моющий и диспергирующий, смазывающий, антикоррозионный, водоотталкивающий и антидетонационный эффект. Такая многофункциональность достигается довольно сложным химическим составом.

Основные компоненты – ароматические углеводороды, фенолы, парафины, нафтены и непредельные циклические углеводороды.

Существует возможность применения красителя, маркирующего топливо. Данная мера помогает предотвратить возможность хищения топлива.

В присадку FP-4000 входит диспергирующая составляющая, предназначенная для предотвращения осаждения кристаллов парафинов в топливе во время его хранения при температуре ниже температуры помутнения. Работа диспергатора заключается в равномерном распределении по всему объему хранилища, либо камеры сгорания всех частиц, входящих в состав топлива. Микроорганизмы лишаются питательной среды, и воспроизводство их прекращается. Присадка содержит эффективный ингибитор коррозии (смесь водо-малорастворимых соединений в малых концентрациях, способных предотвращать электрохимическую коррозию металлов в системе "электролит – нефтепродукт – металл") и высокоэффективный детергент-диспергент.

Спецтехника и транспорт, работающие на дизельном топливе, являются главными источниками эмиссий парниковых газов на предприятии.

Срок службы транспортных средств зависит от многих факторов – условий эксплуатации, погоды, температуры окружающей среды, умения обслуживающего персонала, квалификации ремонтного персонала, обеспечения запасными частями, качества применяемого топлива и многих других.

Присадка FP-4000 напрямую влияет на улучшение эксплуатационных характеристик дизельного топлива и тем самым содействует увеличению моторесурса техники.

Экономия топлива при применении FP-4000 происходит за счет повышения коэффициента полезного действия (КПД) двигателя. Иначе говоря, топливо дает большую энергоотдачу, а двигатель соответственно при той же выполняемой работе сжигает меньше топлива. Однако температура горения топлива не повышается, что важно для сохранности цилиндропоршневой системы двигателя.

Экономия дизельного топлива в натуральном выражении при применении данной ресурсосберегающей технологии достигает 4-5 % и выше (эти цифры подтверждены рядом испытаний (ходовых, стендовых и эксплуатационных), проведенных различными субъектами хозяйствования на территории СНГ. При этом финансовая выгода предприятия (с учетом стоимости присадки) составляет минимум 1,5–2 % от стоимости применяемого дизельного топлива (в зависимости от его стоимости).

7.2. Перспективные направления в производстве глинозема

7.2.1. Установка печей кальцинации циклонного типа

Техника для снижения расхода топлива при кальцинации гидрата за счет эффективного использования тепла.

Аппаратурно – технологическая схема печи кальцинации циклонного типа изображена на рисунке 7.2.

Рисунок 7.2. Аппаратурно-технологическая схема печи кальцинации циклонного типа

Отмытый гидроксид алюминия из бункера 16 шнековым питателем 15 загружается в трубу-сушилку 1, где обрабатывается смесью дымовых газов и подогреваемого воздуха, в сушилке сжигается, кроме того, 5–10 % топлива (от общего расхода). Высушенный материал выносится в циклоны-разделители – 2а,2в, где большая часть гидроксида отделяется и подается в циклон-подогреватель 3. Дымовые газы из циклона 2в направляются дымососом в электрофильтр 10 для окончательной очистки.

В циклоне 3 гидроксид алюминия нагревается дымовыми газами из циклона кальцинатора 5, что обеспечивает частичную дегидратацию материала с переходом части гиббсита в бемит.

Полученная смесь (гиббсит+бемит) загружается в кальцинатор 4, где сжигается большая часть топлива (90–95 %). При температуре, близкой к 1000 °С, происходит окончательная дегидратация с превращением гиббсита и бемита в ɣ-Al₂O₃, часть ɣ-Al₂O₃ переходит в a-Al₂O₃. Аэросмесь из кальцинатора, попадая в циклон 5, разделяется: запыленные дымовые газы выводятся в циклон-подогреватель 3 и далее в сушилку 1; горячий глинозем подвергается охлаждению.

Охлаждение проводят в четырехступенчатом циклонном теплообменнике, который работает по принципу противотока. Глинозем последовательно проходит циклоны-охладители 6,7,8,9; воздух с помощью воздуходувки подается ему навстречу. Горячий воздух из циклона 6 поступает на сжигание топлива в кальцинатор 4, а из циклона 8 – в сушилку 1.

Охлажденный глинозем из циклона 9 разгружается в бункер 11 и далее передается потребителям. Таким образом, процесс кальцинации разделяется на стадии, предусматривающие для проведения каждой стадии специальную аппаратуру, что повышает эффективность процесса:

в трубе-сушилке удаляется практически вся внешняя (гигроскопическая) влага с получением сухого гиббсита;

в подогревателе 3 происходит первая стадия дегидратации Al (OH)₃→AlOOH (бемит), которая обеспечивает удаление части химически связанной воды;

в кальцинаторе 4 и его циклоне заканчивается процесс дегидратации: Al (OH)₃→AlOOH→ ɣ-Al₂O₃, конечный продукт ɣ-Al₂O₃ частично (~5 %) превращается в a-Al₂O₃;

в циклонном холодильнике (6,7,8,9) температура глинозема снижается до установленной нормы, а воздух, используемый при горении топлива, нагревается до высокой температуры.

Технологический режим: отмытый гидроксид имеет влажность 8-10 %, t=60 °C; Na₂O_отм=0,04 %; температура глинозема после четвертого циклона-охладителя 80-120 °С; температура в кальцинаторе 900-1000 °С; топливо сжигается с коэффициентом избытка воздуха 1,3-1,4 с таким расчетом, чтобы содержание О₂ в дымовых газах было 7-8 %, СО – не допускается, СО₂ – 11,5 %; производительность до 23 т/ч; расход тепла 3000 кДж/кг.

В таблице 7.1 представлены сравнительные характеристики печей кальцинации.

Таблица 7.1. Сравнительные характеристики печей кальцинации

№ п/п	Тип печи	Удельный расход топлива, кг у.т./т		Затраты, $ млн.
№ п/п	Тип печи	Начальный уровень	Настоящее время	Затраты, $ млн.
1	2	3	4	5
1	Вращающаяся печь	147	143,3	60 (г. Павлодар)
2	Lurgi Metallurgy GmbH	109,0	101,4	25 (г. Николаев)
3	F.L. SMIDTH	106-107	101,0	25 (предложение фирмы)
4	Циклонная печь УАЗ	98,0	95,9	3 (г. Каменск-Уральский)

7.2.2. Производство глинозема по способу спекания нефелинов

Помимо бокситов сырьем для получения алюминия могу стать нефелиновые сиениты, алуниты, андалузиты, диаспоры и железоалюминиевые руды.

По сравнению с бокситом нефелиновые руды и концентраты характеризуются относительно небольшим содержанием оксида алюминия (до 30 %) при высоком содержании кремнезема (более 40 %). Однако при комплексной переработке нефелинового сырья рационально используются все его составляющие и наряду с глиноземом получаются сода, поташ и высококачественный цемент.

Это делает переработку нефелинового сырья экономически целесообразной, несмотря на сравнительно низкое содержание в нем
глинозема.

Для переработки нефелинового сырья в зависимости от его состава и свойств могут быть применены различные способы.

Этот способ включает:

производство глинозема с получением в качестве побочных продуктов содопоташного раствора и нефелинового шлама;

производство соды и поташа из содопоташного раствора;

производство цемента из нефелинового шлама.

С разработкой и внедрением способа спекания в промышленность впервые была решена проблема комплексной переработки нефелиновых концентратов, получаемых при обогащении апатитонефелиновых пород Кольского полуострова [84].

В основу технологической схемы переработки нефелина положен способ спекания. Но шихта в этом случае составляется только из двух материалов – нефелина и известняка, так как имеющиеся в концентрате Na₂О и К₂О полностью обеспечивают перевод глинозема в алюминаты по реакции:

(Na, К)₂О • Аl₂O₃ • 2SiO₂ + 4СaСО₃ = (Na, К)₂O• Аl₂O₃ + 2(2СаО• SiO₂) + 2СO₂.

7.2.3. Байер-гидрогранатовая технология переработки железистых бокситов

Запасы качественных бокситов в Казахстане ограничены, поэтому сырьевая база глиноземного производства расширяется за счет вовлечения в переработку низкокачественных бокситов и создания высокорентабельной технологии их переработки. Ухудшение качества бокситов вызывает увеличение расхода сырья, вспомогательных материалов, энергоресурсов, транспортных затрат по их перевозке, а также приводит к образованию большого количества отходов – шламов и выбросов в атмосферу.

В АО "Центр наук о Земле, металлургии и обогащения" Республики Казахстан разработана инновационная Байер-гидрогранатовая технология переработки железистых бокситов Коктальской группы месторождений, исключающая передел спекания и обеспечивающая высокие технологические и экономические показатели.

Новая технология по сравнению со способом Байер-спекания имеет следующие преимущества: снижается потребление топлива и электроэнергии на 35 %, расходы щелочного реагента уменьшаются на 60 %, а уровень вредных выбросов в атмосферу сокращается в два-три раза.

Технология позволяет осуществлять переработку любого вида железистого глиноземсодержащего сырья и получать наряду с металлургическим глиноземом редкие металлы – галлий и ванадий, а также экологически безвредный гидрогранатовый шлам. Его активно можно использовать в строительстве и эффективно перерабатывать для получения чугуна, цемента и титансодержащего шлака.

Технология предусматривает полную утилизацию золы заводской ТЭС с получением глинозема и силикатной продукции.

7.2.4. Использования низкосортного технологического топлива в производстве глинозема

Потребление энергии во всем мире по ряду причин (рост численности населения, индустриализация и быстрый экономический рост развивающихся стран) постоянно увеличивается. Наиболее распространенное газовое топливо природный газ имеет низкую себестоимость добычи. Он меньше аналогичного показателя для жидкого топлива в 2–3 раза, а для каменного угля в 6-12 раз. При передаче природного газа по трубопроводу на расстояние 1,5– 2,5 тыс. км его себестоимость с учетом транспортных издержек в 1,5-2 раза ниже себестоимости каменного угля, при этом не нужны топливные склады. Установки, работающие на газовом топливе, обладают более высоким КПД по сравнению с установками, использующими другие виды топлива, они проще и дешевле в эксплуатации, сравнительно легко автоматизируются, что повышает безопасность и улучшает ведение технологического процесса, не требуют сложных устройств топливоподачи и золоудаления. Сгорает газ с минимальным количеством вредных выбросов, что улучшает санитарные условия и экологию. Однако в связи с истощением запасов основных источников энергии многие специалисты связывают будущее мировой энергетики с возможностями применения твердых энергоносителей. С экологической точки зрения наиболее предпочтительной является технология газификации твердого топлива [85].

7.3. Перспективные технологии при производстве первичного алюминия

7.3.1. Инертные аноды

Это революционная технология, где инертные аноды заменяют обычные углеродные аноды с использованием инертных, не расходуемых материалов – керамики или сплавов, что в итоге значительно сокращает выбросы парниковых газов в процессе плавления. "Углеродный след" алюминия, произведенного с применением инертных анодов, ниже среднего показателя выбросов по отрасли более чем на 85 %.

Еще одним плюсом данной технологии является выделение кислорода в процессе получения алюминия: один инертный анод может вырабатывать такой же объем кислорода, как 70 гектаров леса [86].

Производство алюминия с использованием инертного анода – революционная технология, не имеющая аналогов с точки зрения экологического эффекта. Основные преимущества данной технологии с точки зрения охраны окружающей среды:

полное исключение выбросов парниковых газов и полиароматических углеводородов при производстве алюминия;

снижение себестоимости производства более чем на 10 % за счет экономии анодов и электроэнергии;

сокращение капитальных затрат при строительстве новых заводов более чем на 30 %.

На сегодняшний день у "РУСАЛ" уже есть материал для инертного анода, который позволяет производить алюминий с более низкой себестоимостью по сравнению с технологией угольных анодов. На Красноярском алюминиевом заводе технология электролиза с инертными анодами на силу тока >100 кА проходит опытно-промышленные испытания в опытном корпусе электролиза.

Химическая реакция производства алюминия в электролизерах с инертными анодами может быть представлена в следующем виде:

Al₂O₃→ 2Al + 3/2O₂.

Таким образом, если при использовании обожженных анодов в электролизе при получении 1 т алюминия сгорает 0,5 т углерода с образованием 1,4 т оксида и диоксида углерода, то при использовании не расходуемых инертных анодов в атмосферу будет выделяться 0,9 т кислорода. Кроме того, использование инертных анодов позволит исключить выбросы диоксида серы и смолистых веществ, значительно снизить выбросы пыли и фторидов за счет высокой герметизации электролизеров.

7.3.2. Электролизеры с мощностью силы тока 400 и 500кА

Технологии производства алюминия совершенствуются с каждым днем, делается это для того, чтобы предоставлять потребителю товар наивысшего качества, затрачивая как можно меньше средств, а также чтобы процесс производства был максимально безопасен для окружающей среды. Существуют современные электролизеры с мощностью 400 и 500кА, но прошлые поколения установок также подвергаются модернизации.

Как известно, более ста лет алюминиевая промышленность использует электрохимический процесс для производства алюминия электролизом криолит-глиноземных расплавов с применением углеродного анода. Технологию производства непрерывно совершенствуют в сторону увеличения единичной мощности электролизеров. Ведущие алюминиевые компании мира стремятся к эксплуатации электролизеров, работающих на высокой силе тока, так как применение мощных электролизеров позволяет повысить экономическую эффективность новых заводов за счет снижения удельных капитальных и операционных затрат. Начиная с 20 века, сила тока промышленных электролизеров увеличилась от 20–40 до 400–500 кА.

Защитные покрытия предназначены для защиты угольных анодов от окисления воздухом при выгорании анода в электролизере. Так, потеря анодного углерода из-за атмосферного окисления над ванной электролита в случае предварительно обожженных анодов существенно сокращает срок службы анода.

Общепринятой практикой является покрывать верх предварительно обожженных анодов смесью глинозема и дробленого электролита. Это в определенной степени снижает окисление воздухом с выгоранием анодов сверху.

В настоящее время испытываются различные способы защитных покрытий анодов, в частности в КНР проходит промышленные испытания способ нанесения специальной эмульсии, в состав которой входит связующее вещество ‒ водный раствор силиката, такого как силикат натрия или калия и дисперсный материал, который преимущественно содержит глинозем и криолит.

Покрытие наносят на все боковые стороны, а также поверх анода. Совместным действием системы покрытий является хорошая защита анода от окисления и существенное уменьшение окисления воздухом с выгоранием. В результате сокращается уровень внеплановых замен, вызванных окислением воздухом с выгоранием.

Аноды, выполненные из кокса, содержащего ванадий и никель, склонны к большему окислению воздухом с выгоранием. Также возможность покрывать все открытые поверхности анода предотвращает дополнительные перемещения крана, необходимые для доставки глинозема и дробленого электролита наверх непокрытого анода. На рисунке 7.3 показаны анод и ниппеля с нанесенным покрытием.

Рисунок 7.3. Анод и ниппеля с нанесенным покрытием

Также возможность покрыть все поверхности устраняет необходимость грубой и тонкой очистки анодных огарков, вынутых из электролизера. Кроме того, такая система покрытий предотвращает загрязнение анодного огарка фторидом и содой, следовательно, снижает повреждение печей для обжига углерода. Покрытие дает возможность аноду поддерживать подачу электрического тока через анод и способствует лучшему регулированию теплового баланса. Покрытие может наноситься как автоматизированным, так и ручным методами.

Таким образом, нанесение защитного покрытия не приводит к полному отказу от выбросов, но это позволит уменьшить выбросы предприятия на 3–4 %, за счет увеличения срока службы анода, и соответственно уменьшения расхода анода не более чем на 3–4 % [87].

7.3.4. Автоматизированные литейные линии

Анализ современного состояния техники и технологии литейного производства в алюминиевой промышленности показывает, что в последнее время значительно повысились требования к качеству выпускаемой продукции. Современные автоматизированные литейные линии – это комплексы взаимосвязанных агрегатов – технологических и вспомогательных, осуществляющих законченный технологический процесс.

Автоматизация производства обеспечивает решение экономической задачи – снижения себестоимости производства отливок. Оборудование литейных отделений зависит от вида товарной продукции, выпускаемой на каждом конкретном заводе. Основное используемое оборудование – миксеры, литейные машины, плавильные печи. Оборудование литейных отделений из-за малых величин выбросов загрязняющих веществ не оснащается системами газоочистки, для отвода из рабочей зоны пылегазовоздушной смеси от оборудования литейных отделений могут быть предусмотрены местные отсосы.

Экономический эффект от внедрения автоматической линии в производство получают за счет снижения себестоимости изделий, повышения их качества, увеличения производительности труда, увеличения выпуска продукции. При этом сокращается или полностью заменяется ручной труд, улучшаются санитарно-гигиенические условия на рабочих местах [88].

7.3.5. Технология электролиза ОА в электролизерах второго поколения (300 кА и выше)

Основные технические решения для сокращения выбросов ЗВ от электролизеров с обожженными анодами, для которых применимо:

повторное использование боя графитового (очищенных анодных огарков), огарки обожженных анодов возвращаются в производство "зеленых" анодов;

возврат в производство пыли коксовой с кранов печи обжига;

повторное использование в качестве вторичного сырья оборотного алюминиевого шлака, извлечение алюминия из алюминиевого шлака для переплава на электролизерах;

автоматическое питание глиноземом, фторсолями и дробленым электролитом электролизеров, что позволяет исключить разгерметизацию электролизера при проведении данной технологической операции;

система АСУТП процесса электролиза, позволяющая более точно регулировать технологические и тепловые режимы работы электролизеров, оптимизировать состав электролита, контролировать раздачу сырья в электролизеры;

применение шторного укрытия для герметизации электролизеров;

уплотнение штанг анодов электролизеров для минимизации выделений ЗВ в корпус электролиза через неплотность в месте входа штанги в укрытие электролизера;

7) для выливки металла, отбора проб и других операций использование проема с дверцами в укрытиях электролизера.

Данные мероприятия позволяют повысить эффективность укрытия электролизера и сократить выбросы ЗВ через аэрационные фонари.

7.3.6. Мониторинг и контроль параметров процесса производства алюминия

Мониторинг и контроль технологического режима и работы оборудования, стабилизации и оптимизации технологического режима применяется для:

контроля критических параметров процесса установки по снижению выбросов воздуха, такие как температура газа, измерение реагентов, падение давления, ток и напряжение ЭСО, промывочный поток жидкости и pH и газообразные компоненты (например, O2, CO, ЛОС);

онлайн мониторинга температуры тока, напряжения и электрического контакта в электролитических процессах;

мониторинга и контроля температуры в плавильнях и плавильных печах для предотвращения образования металлов и металлических оксидов из-за перегрева.

8. Дополнительные комментарии и рекомендации

Справочник по НДТ подготовлен в соответствии со статьей 113 Экологического кодекса.

Разработка справочника по НДТ проводилась группой независимых экспертов, представленной технологами, экологами, специалистами по энергоэффективности и экспертом по экономике. Состав группы независимых экспертов сформирован рабочей группой по отбору экспертов и (или) научно-исследовательских институтов и (или) высших учебных заведений для разработки разделов проектов справочников по НДТ, созданной приказом председателя Правления Центра.

Подготовка настоящего справочника по НДТ осуществлялась при участии технической рабочей группы, созданной приказом председателя Правления Центра. В состав технической рабочей группы вошли представители субъектов промышленности по соответствующим областям применения справочника по НДТ, государственные органы в области промышленной безопасности и санитарно-эпидемиологического благополучия населения, научные и проектные организации, экологические и отраслевые ассоциации.

На первом этапе разработки справочника по НДТ проведен комплексный технологический аудит (КТА) – экспертная оценка текущего состояния предприятий алюминиевой промышленности, которая позволила определить эффективность управления производством, применяемые средства автоматизации, анализ технологических возможностей и степень воздействия предприятий на окружающую среду.

Оценка соответствия технологий, реализованных на предприятиях алюминиевой промышленности, принципам НДТ была выполнена в соответствии с методикой проведения экспертной оценки технологических процессов организаций на соответствие принципам наилучших доступных технологий.

Целью экспертной оценки являлось определение настоящего технологического состояния предприятий алюминиевой промышленности и их оценка в соответствии с параметрами НДТ.

Оценка соответствия критериям НДТ устанавливалась в соответствии с ст.113 Экологического кодекса, 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.

Был проведен анализ и систематизация информации алюминиевой отрасли в целом, о применяемых в отрасли технологиях, оборудовании, сбросах и выбросах загрязняющих веществ, образовании отходов производства, других факторов воздействия на окружающую среду, энерго- и ресурсопотреблении с использованием литературных данных, изучения нормативной документации и экологических отчетов.

При подготовке справочника по НДТ изучался европейский подход внедрения НДТ.

Структура справочника по НДТ разработана по результатам проведенного КТА и анализа особенностей структуры алюминиевой отрасли Республики Казахстан, а также ориентируясь на наилучший мировой опыт.

К перспективным технологиям отнесены передовые технологии на стадии НИР и НИОКР, применяемые на практике или в качестве опытно-промышленных установок.

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 в целях пересмотра перечня маркерных загрязняющих веществ и 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 показателей 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 производства алюминия на окружающую среду.

Библиография

      Best Available Techniques (BAT) Reference Document for the main Non-Ferrous Metals Industries.
      Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям ИТС 13–2020.
      Reference document on Best Available Techniques for Energy Efficiency European Commission 2009.
      Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям ИТС 48–2017.
      Предотвращение и контроль промышленного загрязнения.
      Экологический кодекс Республики Казахстан. Кодекс Республики Казахстан от 2 января 2021 года № 400-VI ЗРК. – Парламент Республики Казахстан. –Нур-Султан. – 2021. – 549 с.
      Тюлягин. Об экономике, инвестициях, технологиях и будущем [Электронный ресурс].
      Ибрагимов А. Т., Пак Р. В. Электрометаллургия алюминия, Казахстанский электролизный завод, Павлодар, 2009.
      Eurasian Resources Group ERG: Официальный сайт URL: https://erg.kz/ru.
      Отчет об экспертной оценке АО "Алюминий Казахстана" предприятия на соответствие принципам наилучших доступных технологий Часть1. Павлодарский алюминиевый завод / НАО "Международный центр зеленых технологий и инвестиционных проектов". - Нур-Султан, 2021.
      Закон РК "Об энергосбережении и повышении энергоэффективности" от 13 января 2012 года.
      Отчет об экспертной оценке АО "Казахстанский электролизный завод" предприятия на соответствие принципам наилучших доступных технологий. / НАО "Международный центр зеленых технологий и инвестиционных проектов". - Нур-Султан, 2021.
      Приказ Министра по инвестициям и развитию Республики Казахстан от 31 марта 2015 года № 394 "Об утверждении нормативов потребления".
      ISO 50001 "Energy management systems – Requirements with guidance for use".
      СТ РК ISO 50001–2019. Системы энергетического менеджмента. Требования и руководство по использованию.
      Сынкова Л.Н. Новое в технологии переработки бокситов Краснооктябрьского месторождения, с. 17-19.
      Руководство ЕМЕП/ЕАОС по инвентаризации выбросов, Отчет ЕАОС, №13/2019.
      Руководство по оценке отчетов ОВОС горнорудных проектов, Всемирный Альянс Экологического Права, 2010.
      MINEO Consortium “Review of potential environmental and social impact of mining”, 2000.
      Пяйви Кауппила, Марья Лииса Ряйсянен, Сари Мюллюоя Наилучшие экологические практики в горнодобывающей промышленности (металлические руды), Центр окружающей среды Финляндии, Хельсинки, 2011 [Электронный ресурс].
      Гаткина Р.Ф., Мирпочаев Х.А и другие "Разработка технологии утилизации отходов производства алюминия" Институт химии им. В. И. Никитина АН РТ.
      Матевосова К.Л., Грязнова В.А., Чазов Т.К. Экологические проблемы и устойчивое развитие алюминиевой промышленности, Российский журнал "Ресурсы, консервация и переработка", 2019, № 2, Том 6.
      Утепов Е.Б., Батесова Ф.К., Умирбаева Р.С., Сихинбаева Г.Д. Исследования в области шумовой акустики // "Новости охраны труда, окружающей среды и защиты человека в чрезвычайных ситуациях" Пятая международная научно-техническая конференция. - Алматы: КазНТУ, 2002, часть 1. стр. 377–379.
      Smets, T., S. Vanassche and D. Huybrechts (2017), Guideline for determining the Best Available Techniques at installation level, VITO [Электронный ресурс].
      European Commission (2006) European IPPC Bureau, "Economics and Cross-Media Effects".
      Постановление Правительства РК №187 от 1/04/2022г. "Об утверждении перечня пятидесяти объектов I категории, наиболее крупных по суммарным выбросам загрязняющих веществ в окружающую среду на 1 января 2021 года".
      Параграф 4 "Плата за негативное воздействие на окружающую среду" Ст.576, Гл. 69, Раздел 18 "Платежи в бюджет" Налогового Кодекса РК.
      Ст.328 "Нарушение нормативов допустимого антропогенного воздействия на окружающую среду" Кодекс об административных правонарушениях РК.
      Вокин В.Н., Морозов В.Н. Открытая геотехнология, Красноярск, Сиб. федер. ун-т, 2013, с. 156.
      Ракишев Б.Р. Технологические комплексы открытых горных работ, Алматы, 2015, с. 313.
      Эволюция и сравнительный анализ ресурсной эффективности промышленных технологий, ФГАУ "НИИ "ЦЭПП", 2019, с. 824.
      Мальгин О.Н. Основные способы снижения выбросов пыли и газов при выполнении массовых взрывов в карьере Мурунтау, Журнал "Горная Промышленность", №4, 2002.
      Комонов С.В., Комонова Е.Н. Ветровая эрозия и пылеподавление, Красноярск, изд-во СФУ, 2008, с. 192.
      СТ РК ISO 14001:2015. Системы экологического менеджмента-Требования и руководство по применению.
      Каменев, Е. А. Техногенные минерально–сырьевые ресурсы / Е. А. Каменев, Ю. А. Киперман, М. А. Комаров, В. А. Коткин, А. Б. Аширматов; под ред. Б. К. Михайлова. – М.: Научный мир, 2012. – 236 с.
      Потапова Т.Б., Богданов А.В., Налепов А.В., Григорьев А.А., Ибраев Д.Ю., Токарчук В.К. Опыт создания системы управления технологическими процессами на предприятиях цветной металлургии Казахской ССР (на примере глиноземного производства). Алматы: Наука, 1988, стр. 120.
      Методика определения мощности потерь холостого хода трансформаторов с различным сроком службы. Ю.Б. Казаков, В.Я. Фролов, А.В. Коротков. "Вестник ИГЭУ" Вып. 1. 2012.
      Земсков А.Н. Пути улучшения ситуации в горно-машиностроительной промышленности России, Журнал "Горная Промышленность", 2005, № 3, с. 22-29.
      Долженко П.А., Долженков А.П., Шек В.В. Перспективы применения карьерных самосвалов большой и особо большой грузоподъемности на горнодобывающих предприятиях Республики Казахстан, Горный информационно–аналитический бюллетень, 2013, № 9, с. 227-228.
      Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям ИТС 23–2017 "Добыча и обогащение руд цветных металлов".
      Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям ИТС 25–2017 "Добыча и обогащение железных руд".
      Красных А.И., Твердохлебов С.А., Фатюшин М.В. Экспериментальные работы по поиску способов переработки высокожелезистой составляющей боксита. Сборник докладов ХI международной конференции Алюминий Сибири – 2005 – Красноярск: НТЦ Легкие металлы, 2005. – с. 216 – 218.
      Ни Л.П., Гольдман М.М., Соленко Т.В. Переработка высокожелезистых бокситов. М.: "Металлургия", 1979, с. 248.
      Абрамов В.Я., Еремин Н.И. Выщелачивание алюминатных спеков. - М.: "Металлургия", 1976, с. 208.
      Михайлова О.И., Твердохлебов С.А. Исследование физико-химических характеристик материала при использовании в процессе спекания шламовой шихты различных видов восстановителей. Алюминий Сибири, 2003, с. 355-360.
      Янин С.В. Определение уравнения линейной регрессии для расчета съема Al2O3 из алюминатных растворов в условиях декомпозиции // Сборник докладов VIII Международной конференции 10-12 сентября 2002г. – Красноярск, 2002.
      Шевкун Е. Б. Взрывные работы под укрытием. Хабаровск: Изд–во Хабар. гос. техн. ун–та, 2004, 202 с.
      Чемезов Е.Н., Делец Е.Г. Борьба с пылью на открытых горных работах, Научно-технический журнал Вестник, 2017, № 1, с. 42-46.
      Мартьянов В. Л. Аэрология горных предприятий, КузГТУ, Кемерово, 2016.
      Каркашадзе Г.Г., Немировский А.В. Разработка способа предотвращения пыления наливного хвостохранилища горного предприятия с использованием глинокомпозитных адгезионных хвостов, Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал), 2014.
      Schenck Process Фильтры с импульсной очисткой LST/LSTC [Электронный ресурс].
      Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям ИТС 11–2019 "Производство алюминия".
      REINBERG Фильтрующие материалы и фильтры [Электронный ресурс].
      СИБЭЛКОН Промышленная фильтрация [Электронный ресурс].
      LLC "Intech GmbH" Сравнение и выбор фильтров [Электронный ресурс].
      Планета Эко. Эффективные технологии очистки, Устройство пылеуловителей циклон [Электронный ресурс].
      Проектная документация ОАО "Лебединский ГОК", Раздел 8 "Перечень мероприятий по охране окружающей среды", 2013 [Электронный ресурс].
      КС-Технологии Преимущества и недостатки циклонов [Электронный ресурс].
      Усть-Каменогорский завод технологического оборудования, Применение электрофильтров: особенности [Электронный ресурс].
      СиБ Контролс, Каталитические термические окислители - как системы контроля выбросов вредных и загрязняющих веществ [Электронный ресурс].
      Condorchem Envitech, Очистка промышленных сточных вод и выбросов в атмосферу [Электронный ресурс].
      Справочник по наилучшим доступным техникам Производство цемента и извести. Международный центр зеленых технологий и инвестиционных проектов Нур-Султан, 2021.
      Дубровская О.Г. Ресурсосберегающие технологии обезвреживания и утилизации отходов предприятий теплоэнергетического комплекса Красноярского края, 2014.
      Лебедева Е.А. Охрана воздушного бассейна от вредных технологических и вентиляционных выбросов, ННГАСУ, 2010.
      Родионов А.И. Охрана окружающей среды: процессы и аппараты защиты атмосферы, 2018.
      Ветошкин А.Г. Технология защиты окружающей среды (теоретические основы), 2015.
      БЛМ Синержи, Регенеративный термический окислитель (РТО) [Электронный ресурс].
      Сиб Контролс, Регенеративные термические окислители - как системы контроля выбросов вредных и загрязняющих веществ [Электронный ресурс].
      Кузьменко О.М. Состояние и перспективы развития закладочных работ на подземных рудниках Украины. // Вестник НГУ, 2013, с. 109–117.
      Хомяков, В.И. Зарубежный опыт закладки на рудниках /В.И. Хомяков. – М.: Недра, 1984. – 224 с.
      Система осушения Стойленского ГОКа, Новотэк, Научно-технический и экспертный центр новых экотехнологий в гидрогеологии и гидротехнике [Электронный ресурс].
      Бузин И. Современные методы очистки сточных вод, Испытательный центр МГУ, 2022.
      Санитарная очистка и уборка населенных мест: Справочник/ Под редакцией А.Н. Мирного. М.: Строииздат, 1990.
      Фомичев В.Т., Бузинова О.П. Современные методы очистки сточных вод [Электронный ресурс].
      НПО Агростройсервис Очистные сооружения и градирни, Методы очистки сточных вод [Электронный ресурс].
      НПО Агростройсервис Очистные сооружения и градирни, Преимущества биологической очистки [Электронный ресурс].
      НПО Агростройсервис Очистные сооружения и градирни, Биологические очистные сооружения [Электронный ресурс].
      Крупник Л.А., Шапошник Ю.Н., Шапошник С.Н. Совершенствование закладочных работ на горнодобывающих предприятиях Казахстана. Горн. журн. Казахстана, 2012, № 10.
      Гусев Ю.П., Березиков Е.П., Крупник Л.А., Шапошник Ю.Н., Шапошник С.Н. Ресурсосберегающие технологии добычи руды на Малеевском руднике Зыряновского ГОКа (АО "Казцинк"). Горн. журн. Казахстана, 2008, № 11.
      Крупник Л.А., Шапошник Ю.Н., Шапошник С.Н. Исследование составов смесей для совершенствования закладочных работ на подземных рудниках Восточного Казахстана. Горн. журн. Казахстана, 2010, № 4.
      Музгина В.С. Опыт и перспективы использования отходов производства для закладки. ИГД им. Д.А. Кунаева "Науч.–техн. обеспеч. горного про–ва", № 68, 2004.

Крупник Л.А., Шапошник Ю.Н., Шапошник С.Н., Турсунбаева А.К. Технология закладочных работ на горнодобывающих предприятиях Республики Казахстан. ФТПРПИ, № 1, 2013, с. 95–105.

      Кузьменко О.М. Состояние и перспективы развития закладочных работ на подземных рудниках Украины. Вестник НГУ, 2013, с. 109–117.
      Грехнев Н.И., Рассказов И.Ю. Техногенные месторождения в минеральных отходах Дальневосточного региона как новый источник минерального сырья. Горный информационно–аналитический бюллетень, 2007, № 3, с. 38–46.
      Анисимов В.Н. Безотходная переработка природно-техногенных месторождений мобильными технологическими комплексами. Журнал "Горная Промышленность", №4 (86), 2009, с. 42.
      Хазин М. Л., Штыков С. О. Карьерный электрифицированный транспорт. Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова, 2018, Т.16. №1, с. 11–18.
      Троицкий И.А., Железнов В.А. Металлургия алюминия [Электронный ресурс].
      О.А. Дубовиков, В.Н. Бричкин "Направления и перспективы использования низкосортного технологического топлива в производстве глинозема" Санкт-Петербургский горный университет, 2016.
      Технология инертного анода компании металлургического сегмента En+ Group URL: enplusgroup.com [Электронный ресурс].
      Анализ возможности снижения выбросов монооксида углерода, образующегося в процессе электролиза алюминия на электролизных ваннах АО "КЭЗ", ОтчҰт по договору НАО "Торайгыров университет", Павлодар, 2022.
      Одиночко В.Ф., Ровин С.Л. Автоматические линии для изготовления отливок в разовых формах, Минск, 2018.

___________________________

Қазақстан Республикасының Экология кодексі 113-бабының 6-тармағына сәйкес Қазақстан Республикасының Үкіметі ҚАУЛЫ ЕТЕДІ:

1. Қоса беріліп отырған ең үздік қолжетімді техникалар бойынша "Алюминий өндірісі" анықтамалығы бекітілсін.

2. Осы қаулы қол қойылған күнінен бастап қолданысқа енгізіледі.

Қазақстан Республикасының
Премьер-Министрі

Ә. Смайылов

Қазақстан Республикасы
Үкіметінің
2023 жылғы 27 желтоқсандағы
№ 1200 қаулысымен
бекітілген

Ең үздік қолжетімді техникалар бойынша "Алюминий өндірісі" анықтамалығы

Мазмұны

Суреттер тізімі

Кестелер тізімі

Глоссарий

Алғысөз

Қолданылу саласы

Қолданылу қағидаттары

1. Жалпы ақпарат

1.1. Алюминий өнеркәсібінің даму тарихы

1.2. Қарастырылып отырған өнеркәсіп саласы туралы жалпы ақпарат

1.2.1. Бокситтік кен басқармасы

1.2.2. Глинозем өндірісі

1.2.3. Бастапқы алюминий өндірісі

1.3. Алюминий өндірісінде қолданылатын шикізаттың, негізгі және қосалқы материалдардың сипаттамасы

1.4. Қазақстанның алюминий саласының өндірістік қуаттары

1.5. Энергия тиімділігі

1.5.1. Алюминий өндірісінде энергияны пайдалану көрсеткіштері

1.6. Негізгі экологиялық проблемалар

1.6.1. Атмосфералық ауаға ластаушы заттардың шығарындылары

1.6.2. Cу объектілеріне ластаушы заттардың төгінділері

1.6.3. Өндіріс қалдықтарын қалыптастыру және басқару

1.6.4. Шу және діріл

1.6.5. Жер ресурстары мен топырақ жамылғысына әсері

1.6.6. Флора мен фаунаға әсері

1.6.7. Салдарларды жою және топырақ құнарлылығын қалпына келтіру кезіндегі әсер

1.6.8. Иіс

1.7. Қоршаған ортаға әсерді азайту

2. Ең үздік қолжетімді техникаларды анықтау әдіснамасы

2.1. ЕҚТ-ны детерминациялау, іріктеу қағидаттары

2.2. Техникаларды ЕҚТ-ға жатқызу өлшемшартары

2.3. ЕҚТ-ны енгізудің экономикалық аспектілері

2.3.1. ЕҚТ-ны экономикалық бағалау тәсілдері

2.3.2. ЕҚТ-ны экономикалық бағалау тәсілдері

2.3.2.1. Кәсіпорынның шығындары мен негізгі көрсеткіштерінің арақатынасы

2.3.2.2. Өнім бірлігіне өзіндік құнның өсуі

2.3.2.3. Шығындар мен экологиялық нәтиженің арақатынасы

2.3.3. Қоршаған ортаға теріс әсер еткені үшін төлемдер мен айыппұлдар

2.3.4. Қондырғыдағы есептеу

3. Қолданылатын үрдістер: қазіргі уақытта қолданылатын технологиялық, техникалық шешімдер

3.1. Алюминий өндірісінің үрдістері

3.1.1 Бокситті өндірудің технологиялық процесі

3.2. Боксит өндірісі

3.2.1. Боксит кенін ашық өндіру

3.2.2. Қоршаған ортаға эмиссиялардың ағымдағы деңгейлері

3.3. Глинозем өндірісі

3.3.1. Шикізатты қабылдау және процеске тарату

3.3.2. Бокситтен тауарлық глинозем алудың бірізді схемасының "Байер" тармағы

3.3.3. Байер тармағының қызыл шламын алюминий ерітіндісін ала отырып өңдеу

3.3.4. Қоршаған ортаға эмиссиялардың ағымдағы деңгейлері

3.4. Бастапқы алюминий өндірісі

3.4.1. Электролиз өндірісі

3.4.2. Алюминий электролизі сериясының негізгі жабдықтары

3.4.3. Құю өндірісі

3.4.4. Қоршаған ортаға эмиссиялардың ағымдағы деңгейлері

3.5. Күйдірілген анодтар өндірісі

3.5.1. Араластыру-престеу процесі

3.5.2 Күйдіру процесі

3.5.3. Анодтық монтаждау процесі

3.5.4. Қоршаған ортаға эмиссиялардың ағымдағы деңгейлері

3.6. Көмекші бөлімшелер

3.6.1. Энергетикалық шаруашылық

3.6.2. Қоршаған ортаға эмиссиялардың ағымдағы деңгейлері

4. Эмиссиялар мен ресурстарды тұтынудың алдын алуға және/немесе азайтуға арналған жалпы ең үздік қолжетімді техникалар

4.1. Қоршаған ортаны қорғаудың кешенді тәсілін жүргізу

4.2. Экологиялық менеджмент жүйесін енгізу

4.3. Энергетикалық менеджмент жүйесін енгізу

4.4. Эмиссиялар мониторингі

4.4.1. Атмосфераға ластаушы заттар шығарындыларының мониторингі

4.4.2. Су объектілеріне ластаушы заттардың төгінділеріне мониторинг жүргізу

4.5. Жабдықтар мен техникаға жоспарлы-алдын ала жөндеу және техникалық қызмет көрсету жүргізу

4.6. Қалдықтарды басқару

4.6.1. Технологиялық қалдықтарды басқару

4.7. Су ресурстарын басқару

4.7.1. Ағынды сулардың пайда болуын болдырмау

4.8. Физикалық әсерлер

5. Ең үздік қолжетімді техникаларды таңдау кезінде қарастырылатын техникалар

5.1. Алюминий өндірісіндегі жалпы ЕҚТ

5.2. Технологиялық процесте автоматтандырылған бақылау және басқару жүйелерін енгізу

5.2.1. Алюминий өндірісіндегі тау-кен және көлік жабдықтарын басқарудың автоматтандырылған жүйелері

5.2.2. Алюминий өндірісіндегі байыту процестерін бақылау және басқаруды автоматтандыру жүйесі

5.2.3. Технологиялық процесті басқарудың автоматтандырылған жүйелері (ТПБАЖ)

5.2.4. Техникалық қызмет көрсету

5.3. Энергия және ресурстарды үнемдеу саласындағы ЕҚТ

5.3.1. Электр қозғалтқыштары үшін жиіліктік-реттелмелі жетектерді қолдану

5.3.2. Энергия тиімділігі жоғары класты электр қозғалтқыштарын қолдану

5.3.3. Энергия үнемдейтін жарықтандыру аспаптарын қолдану

5.3.4. Ескірген күштік трансформаторларды қазіргі заманғы трансформаторларға ауыстыру

5.3.5. Жоғары температуралы жабдықта заманауи жылу оқшаулағыш материалдарды қолдану

5.3.6. Жылу шығару процесінің жылуын рекуперациялау

5.3.7. Күйдіру пештерінен шыққан шығарылатын газдардың жылуын тиімді пайдалану

5.4. Өндірістік процестің тұрақтылығын қамтамасыз етуге бағытталған ЕҚТ

5.4.1. Кенді өндіру процесінің тұрақтылығын қамтамасыз ету

5.4.2. Түсті металл кендерін байыту процесінің тұрақтылығын қамтамасыз ету

5.4.3. Алюминат ерітінділерін тазалау әдістері

5.5.2. Атмосфералық ауаға ұйымдастырылған шығарындылардың алдын алуға бағытталған ЕҚТ

5.5.3. Азот пен оның қосылыстарының шығарындыларын азайту және/немесе алдын алу

5.5.4. Күкірт пен оның қосылыстарының шығарындыларын азайту және (немесе) алдын алу

5.5.5. Ұйымдастырылған шығарындылар көздерінен CO шығарындыларын азайтуға және (немесе) алдын алуға бағытталған ЕҚТ

5.6. Ағынды сулардың төгінділерінің алдын алуға және азайтуға бағытталған ЕҚТ

5.6.1. Алюминий өндірісі (боксит өндіру) кезінде су балансын басқару

5.6.2. Карьер және шахта суларының сутөкпесін азайту

5.6.3. Жер үсті инфрақұрылымы аумағының жер үсті ағынын басқару

5.6.4. Ағынды суларды тазартудың заманауи әдістерін қолдану

5.6.5. Механикалық тазарту

5.6.6. Химиялық және физика-химиялық тазалау әдістері

5.6.7. Биологиялық тазарту

5.7. Алюминий өндірісіндегі процестердің қалдықтарының әсерін азайтуға бағытталған ЕҚТ

5.7.1. Өндіру және байыту қалдықтарын шикізат немесе өнімге қосымша ретінде қайталама өндірісте және құрылыс материалдарында пайдалану

5.7.2. Қазылған кеңістікті толтыру кезінде қалдықтарды пайдалану

5.7.3. Тау-кен қазбаларын жою кезінде қалдықтарды пайдалану

5.7.4. Негізгі және ілеспе құнды компоненттерді алу мақсатында өндіру және байыту қалдықтарын қайта өңдеу (қайталама минералдық ресурстар, техногендік кен орындары)

5.7.5. Алюминий өндірісінің қалдықтарын қайта өңдеу әдістері

5.7.5.1. Пайдаланылған электролизер қаптамасын (SPL) қайта пайдалану әдістері

6. Ең үздік қолжетімді техникалар бойынша тұжырымдар қамтылған қорытынды

6.1. Жалпы ЕҚТ

6.1.1. Экологиялық менеджмент жүйесі

6.1.2. Энергия тұтынуды басқару

6.1.3. Процесті басқару

6.1.4. Шығарындыларға мониторинг жүргізу

6.1.5. Төгінділерге мониторинг жүргізу

6.1.6. Шу

6.1.7. Иіс

6.2. Ластаушы заттардың эмиссияларын азайту

6.2.1. Ұйымдастырылмаған көздерден шығарындыларды азайту

6.2.2. Ұйымдастырылған көздерден шығарындыларды азайту

6.3. Ағынды сулардың төгінділерін азайту

6.4. Қалдықтарды басқару

6.5. Қалпына келтіру талаптары

7. Перспективалық техникалар

7.1. Алюминий өндірісіндегі перспективалық бағыттар

7.1.1. Боксит кенін өндірудің перспективалық технологиялары, пилотсыз техника

7.1.2. Пилотсыз тарту агрегаттары

7.1.3 Баламалы энергия көздерімен жұмыс істейтін автосамосвалдар

7.1.4. Бұрғылау жұмыстарын және зарядтау машиналарын басқарудың автоматтандырылған жүйесі

7.1.5. Кенжарлық экскаваторларға арналған жоғары дәлдіктегі шөмішті позициялау жүйелерін қолдану

7.1.6. Маркшейдерлік жұмыстарды жүргізу үшін пилотсыз ұшу аппараттарын қолдану

7.1.7. Тау-кен қазбаларын жоғары өнімділікпен ұңғылау

7.1.8. Қорытпалар мен тозуға төзімді материалдарды пайдалану

7.1.9. Оқпанның, көтергіш ыдыстардың, арқандардың жай-күйін автоматтандырылған аппараттық бақылау

7.1.10. Интеллектуалдық карьер

7.1.11. Тау-кен массасын темір жолмен тасымалдау процестерін басқаруды цифрландыру

7.1.12. Дизель отынына арналған қоспаларды пайдалану

7.2. Глинозем өндірісінің перспективалық бағыттары

7.2.1. Циклондық типті кальцийлеу пештерін орнату

7.2.2. Нефелинді күйдіру тәсілі бойынша глинозем өндіру

7.2.3. Темірлі бокситтерді қайта өңдеудің Байер-гидрогранатты технологиясы

7.2.4. Глинозем өндірісінде төмен сұрыпты технологиялық отынды пайдалану

7.3. Бастапқы алюминий өндірісіндегі перспективалық технологиялар

7.3.1. Инертті анодтар

7.3.2. 400кА және 500кА ток күші қуаттылығы бар элекролизерлер

7.3.3. Электролиздік ванналардағы СО шығарындыларын электролизердегі анодтың тотығуынан және күйіп кетуінен арнайы қорғаныс жабынын қолдану арқылы азайту

7.3.4. Автоматтандырылған құю желілері

7.3.5. Екінші буынды (300 кА және одан жоғары) электролизерлердегі ОА электролиз технологиясы

7.3.6. Алюминий өндірі үдерістерінің параметрлеріне мониторинг жүргізу және бақылау

8. Қосымша түсініктемелер мен ұсыныстар

Библиография

Суреттер тізімі

1.1-сурет	Әлемде бастапқы алюминийді балқыту, млн.т
1.2-сурет	А-карьердің және Б - жерасты кенішінің (шахтаның) қоршаған ортамен өзара іс-қимыл сызбасы
1.3-сурет	Тау-кен жұмыстарын жүргізу кезінде атмосфераның ластануының негізгі көздері мен түрлері
1.4-сурет	Тығыз негізі жоқ қалдық қоймасының бөгет аймағындағы су ағындары
3.1-сурет	Боксит өндірудің технологиялық процестері мен кезеңдері
3.2-сурет	Карьерді ашық түрде дамыту
3.3-сурет	Карьерлерде қолданылатын бұрғылау машиналары
3.4-сурет	Глинозем өндіру процесінде түзілетін эмиссияларды көрсете отырып, глинозем өндіру сызбасы
3.5-сурет	Электролиз процесі
4.1-сурет	Салқындату үшін суды қайта өңдеу жүйесінің үлгісі
5.1-сурет	Кәдімгі электр қозғалтқышын энергияны үнемдейтін қозғалтқышпен салыстыру
5.2-сурет	Гидраттың дисперсті құрамын тұрақтандыру
5.3-сурет	Ылғалды шаң басу әдісімен ауа-су қоспасының қозғалысы
5.4-сурет	Ұңғымалар мен шпурларды қол балғамен бұрғылау кезінде судың қозғалыс сызбасы
5.5-сурет	Шаң жинағыш қондырғының сызбасы
5.6-сурет	Сөрелерді пайдалану кезінде баспанадағы ауа–шаң қоспасының қозғалыс моделі
5.7-сурет	Беттегі шаңды азайту үшін қолданылатын тұман генераторы
5.8-сурет	Желдеткіш ағынының жүрісі бойынша қазба сағасының жанына түйіскен жерге орналастырылған ауа тазартқыш қондырғы
5.9-сурет	Жұмыс бетінде орналастырылған ауа тазартқыш қондырғы
5.10-сурет	Жеңдік сүзгінің дизайны
5.11-сурет	Циклонның жұмыс жасау қағидаты
5.12-сурет	Электр сүзгісінің жұмыс жасау қағидаты
5.13-сурет	Каталитикалық термиялық тотықтырғыштың құрылымдық сызбасы
5.14-сурет	"ABART" технологиясы бойынша газдарды тазарту сызбасы
5.15-сурет	Газдарды тазартудың аппаратуралық-технологиялық сызбасы
5.16-сурет	АБЖ жүйесінің сызбалық кескіні
5.17-сурет	Газдарды мыс-аммиакты тазартуды орнату сызбасы
5.18-сурет	CО каталитикалық емес жандыру
5.19-сурет	СО каталитикалық жандыру
5.20-сурет	БТҚҚ жұмыс қағидаты
5.21-сурет	БТҚҚ құрылмасы
5.22-сурет	Ағынды сулардың түрлері
5.23-сурет	Ағынды суларды механикалық тазарту әдістері
5.24-сурет	Ағынды суларды тазартудың химиялық және физика-химиялық әдістері
5.25-сурет	Ағынды суларды биологиялық тазартудың классикалық сызбасы
7.1-сурет	Ұшқышсыз технологияларды енгізудің әлемдік тәжірибесі
7.2-сурет	Циклондық типтегі кальцинация пешінің аппаратуралық-технологиялық сызбасы
7.3-сурет	Анод және қапталған еміктер

Кестелер тізімі

1.1-кесте	Бастапқы алюминийді балқыту елдерінің тізімі
1.2-кесте	Алюминий экспорты бойынша елдердің толық тізімі
1.3-кесте	КБКБ бірыңғай технологиялық процесі
1.4-кесте	Глиноземді өндірудің бірыңғай технологиялық процесі
1.5-кесте	"ҚЭЗ" АҚ техникалық құрылыстары
1.6-кесте	Қазақстан Республикасының алюминий өнеркәсібі кәсіпорындарының тізбесі
1.7-кесте	Глиноземнің химиялық құрамына қойылатын талаптар
1.8-кесте	Глиноземнің физикалық қасиеттеріне қойылатын талаптар
1.9-кесте	Жасанды техникалық криолиттің химиялық құрамына қойылатын талаптар
1.10-кесте	Кальций фторидінің химиялық құрамына қойылатын талаптар
1.11-кесте	Кальций қосылған соданың химиялық құрамына қойылатын талаптар
1.12-кесте	Анодтың химиялық құрамы
1.13-кесте	Шикізаттың, материалдар мен энергия ресурстарының құрамы мен сапалық сипаттамалары
1.14-кесте	Қазақстанның алюминий саласының өндірістік қуаттары
1.15-кесте	Қазақстандағы боксит кендерінің қорлары
1.16-кесте	2021 жылы Қазақстан Республикасында заттай түрдегі алюминий өндірісіндегі өнеркәсіп өнімін өндіру
1.17-кесте	Соңғы 5 жылда КБКБ боксит өндіру динамикасы, мың тонна
1.18-кесте	Соңғы 5 жылдағы глинозем өндірісінің динамикасы, тонна/жыл
1.19-кесте	ҚЭЗ өндірісінің динамикасы, тонна/жыл
1.20-кесте	А1/2 кәсіпорнының өндірілетін өнімінің бірлігіне негізгі бірыңғай технологиялық процесс үшін шикізат материалдарын тұтынудың үлестік деңгейлері
1.21-кесте	Энергия ресурстарын тұтынудың нақты көрсеткіштерін салыстыру
1.22-кесте	А2 кәсіпорнының өндірілетін өнімінің бірлігіне негізгі бірыңғай технологиялық процесс үшін шикізат материалдарын тұтынудың үлестік деңгейлері
1.23-кесте	Тұтыну мен энергия ресурстарының нақты көрсеткіштерін салыстыру
1.24-кесте	А3 кәсіпорнының өндірілетін өнімінің бірлігіне негізгі бірыңғай технологиялық процесс үшін шикізат материалдарын тұтынудың үлестік деңгейлері
1.25-кесте	Энергия ресурстарының меншікті шығыны
1.26-кесте	Өнім бірлігіне электр энергиясы шығысының нормативтері
1.27-кесте	Өнім бірлігіне шаққандағы электр энергиясының нақты және нормативтік шығынын салыстыру
1.28-кесте	А3 шығарындыларына ең көп үлес қосатын заттар
1.29-кесте	А3 шығарындыларының негізгі көздері
1.30-кесте	А3 шаң-газ тазарту жабдығының сипаттамасы
1.31-кесте	2019 жылы буландырғыш тоғанға ағынды суларды ағызу көрсеткіштері
1.32-кесте	Қазақстан алюминий өндірісіндегі қалдықтар тізбесі
1.33-кесте	Негізгі өндірістік процестер қалдықтарының тізбесі
2.1-кесте	Қоршаған ортаны қорғауға инвестициялардың жүзеге асырылуының болжамды анықтамалық мәндері
2.2-кесте	Ластаушы заттың масса бірлігіне есептегенде технологияны енгізуге арналған болжамды анықтамалық шығындар
3.1-кесте	Боксит өндірудің технологиялық процестері мен кезеңдері
3.2-кесте	Глиноземді өндірудің технологиялық процестері мен кезеңдері
3.3-кесте	Бастапқы алюминий өндірісінің технологиялық процестері мен кезеңдері
3.4-кесте	Боксит кенін өндіру карьерлерінде қолданылатын қондырғылардың түрлері
3.5-кесте	Боксит кенін өндіру бойынша карьерлерде қолданылатын жабдықтар түрлері туралы жалпы мәліметтер
3.6 -кесте	Боксит кендерін өндіру бойынша карьерлерде қолданылатын қондырғылардың түрлері туралы жалпы мәліметтер
3.7-кесте	ТҚҚ қырып алу кезіндегі атмосфералық ауаға шаң шығарындылары (КТА деректері бойынша)
3.8-кесте	Аршу жұмыстарын жүргізу кезінде шаң шығарындыларының көлемі
3.9-кесте	Бұрғылау және жару жұмыстары кезінде шаң шығарындыларының көлемі
3.10-кесте	Энергетикалық ресурстарды тұтынудың ағымдағы көлемі
3.11-кесте	Глинозем өндіру кезінде атмосфералық ауаға шаң шығарындылары (КТА мәліметтері бойынша)
3.12-кесте	Глинозем өндіру кезінде атмосфералық ауаға NOx шығарындылары (КТА мәліметтері бойынша)
3.13-кесте	Глинозем өндіру кезінде атмосфералық ауаға CO шығарындылары (КТА мәліметтері бойынша)
3.14-кесте	Глинозем өндіру кезінде атмосфералық ауаға SO2 шығарындылары (КТА мәліметтері бойынша)
3.15-кесте	Глинозем өндірісі кезінде энергетикалық ресурстарды ағымдағы тұтыну көлемі
3.16-кесте	Алюминий электролизі жабдықтарының негізгі көрсеткіштері
3.17-кесте	Электролиз өндірісінің негізгі жабдығы
3.18-кесте	Алюминий өндірісі кезінде атмосфералық ауаға шаң шығарындылары (алюминий оксиді) (КТА мәліметтері бойынша)
3.19-кесте	Алюминий өндірісі кезінде атмосфералық ауаға SO2 шығарындылары (КТА мәліметтері бойынша)
3.20-кесте	Алюминий өндірісі кезінде атмосфералық ауаға СО шығарындылары (КТА деректері бойынша)
3.21-кесте	Алюминий өндірісі кезінде атмосфералық ауаға бейорганикалық фторидтердің шығарындылары (КTA деректері бойынша)
3.22-кесте	Алюминий өндірісі кезінде атмосфералық ауаға фторлы газ тәрізді қосылыстардың шығарындылары (КTA деректері бойынша)
3.23-кесте	Алюминий өндірісі кезінде энергетикалық ресурстарды ағымдағы тұтыну көлемі
3.24-кесте	Күйдірілген анодтардың химиялық құрамы және физикалық қасиеттері
3.25-кесте	Күйдірілген анод өндірісі кезінде атмосфералық ауаға шаң шығарындылары (КТА деректері бойынша)
3.26-кесте	Күйдірілген анод өндірісі кезінде атмосфералық ауаға SO2 шығарындылары (КТА деректері бойынша)
3.27-кесте	Күйдірілген анод өндірісі кезінде атмосфералық ауаға СО шығарындылары (КТА деректері бойынша)
3.28-кесте	Күйдірілген анод өндірісі кезінде атмосфералық ауаға фторлы газ тәрізді қосылыстардың шығарындылары (КTA деректері бойынша)
3.29-кесте	Күйдірілген анод өндірісі кезінде атмосфералық ауаға бенз(а)пиреннің шығарындылары (КТА бойынша)
3.30-кесте	Күйдірілген анод өндірісі кезінде энергетикалық ресурстарды ағымдағы тұтыну көлемі
3.31-кесте	Боксит өндірудің технологиялық процестері мен кезеңдері
4.1-кесте	Ағынды сулардың ағындары мен оларды тазарту және азайту әдістеріне шолу
5.1-кесте	Кондициялық емес бокситтердегі компоненттердің құрамы
5.2-кесте	Толықтай ұнтақтауға түсетін жіктеу құмдарындағы компоненттерді бөлу
5.3-кесте	Елек сипаттамасы және диірмен өнімділігі
5.4-кесте	Қақтаманың химиялық құрамы, %
5.5-кесте	Гидратты үлкейту нәтижелері
5.6-кесте	Тірек қабырғасының тау жыныстарының жарылу көрсеткіштеріне әсері
5.7-кесте	Теріс ауа температурасында су бөгетіне арналған тұздардың шығыны
5.8-кесте	Тазалау тиімділігі бойынша сүзгілерді салыстыру
5.9-кесте	ЦН-11, ЦН-15, ЦН-24 циклондарының негізгі параметрлері
5.10-кесте	Циклондарды пайдалану кезінде тазалау тиімділігі
5.11-кесте	Гибридті сүзгілердің параметрлері
5.12-кесте	Электр сүзгілерін пайдаланумен байланысты тазалау тиімділігі және шығарындылар деңгейі
5.13-кесте	Глинозем (Альстом — Норвегия фирмасының талаптарынан)
5.14-кесте	Газ температурасы
5.15-кесте	ГТҚ кіреберісіндегі газ құрамы
5.16-кесте	ГТҚ-ның зиянды заттарды ұстаудың тиімділігі
5.17-кесте	Стандартты органикалық қосылыстар
5.18-кесте	ҰОҚ-ны инертті қосылыстарға түрлендіру
5.19-кесте	Ағынды сулардың әртүрлі түрлерінің айрықша сипаттамалары
5.20-кесте	Ағынды суларды механикалық тазарту әдістерінің сипаттамасы
5.21-кесте	Химиялық тазарту әдістерінің сипаттамасы
5.22-кесте	Физикалық және химиялық тазалау әдістері
5.23-кесте	Аэробты және анаэробты тазартудың салыстырмалы сипаттамасы
5.24-кесте	Тау-кен өндірісінің қалдықтарын өнеркәсіп салаларында пайдалану
5.25-кесте	Электролизердің пайдаланылған төсемінің құрамы
6.1-кесте	Ұнтақтауға, жіктеуге (скринингке), тасымалдауға, сақтауға және басқа да механикалық процестерге байланысты процестердегі шаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштеріне төменде келтірілген бір және/немесе бірнеше техниканы қолдану арқылы қол жеткізіледі
6.2-кесте	Глинозем өндірудегі шаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері (кальцификацияны қайта бөлу үшін)
6.3-кесте	Глинозем өндірудегі шаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері (агломерацияны қайта бөлу үшін)
6.4-кесте	Күйдірілген анодтар өндірісіндегі шаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері
6.5-кесте	Бастапқы алюминийді электролиттік өндіру кезіндегі шаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері
6.6-кесте	Автоматтандырылған құю желісінде бастапқы алюминий және оның қорытпаларын өндіру кезіндегі шаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері
6.7-кесте	Бастапқы алюминийдің электролиттік өндірісіндегі SO2 шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері
6.8-кесте	Жер үсті су объектілеріне түсетін бокситтерді өндіру кезінде карьерлік және шахталық сарқынды суларды төгу кезіндегі төгінділердің технологиялық көрсеткіштері
7.1-кесте	Кальцийлеу пештерінің салыстырмалы сипаттамалары

Глоссарий

Осы глоссарий осы "Алюминий өндірісі" ең үздік қолжетімді техникалар бойынша анықтамалығында (бұдан әрі – ЕҚТ бойынша анықтамалық) қамтылған ақпаратты түсінуді жеңілдетуге арналған. Осы глоссарийдегі терминдердің анықтамалары (тіпті олардың кейбіреулері Қазақстан Республикасының нормативтік құқықтық актілерінде келтірілген анықтамаларға сәйкес келуі мүмкін болса да) заңды анықтамалар болып табылмайды.

Глоссарийде мынадай бөлімдер бар:

терминдер мен олардың анықтамалары;

аббревиатуралар мен олардың толық жазылуы;

химиялық элементтер;

химиялық формулалар;

өлшем бірліктері.

Терминдер мен олардың анықтамалар

Осы ЕҚТ анықтамалығында мынадай терминдер пайдаланылады:

ағынды сулар	—	адамдардың шаруашылық қызметі нәтижесінде немесе ластанған аумақта пайда болатын сулар;
айырып алу	—	бөлу технологиялық процестерінде бастапқы шикізатты пайдаланудың толықтығын бағалау. Айырып алу берілген өнімге өткен айырып алынған зат мөлшерінің оның бастапқы материалдағы мөлшеріне қатынасы ретінде анықталады (бірліктердің пайызымен немесе үлесімен). Металлургияда көбінесе айырып алу байыту процестері мен алынған өнімдер үшін анықталады: концентраттар, штейндер және т. б. Бұл ретте тауарлық өнімдегі және шикізаттағы алынатын компонент массаларының қатынасы арқылы айқындалатын тауарлық айырып алу және технологиялық процестің бастапқы және барлық түпкілікті өнімдеріндегі компоненттің концентрациясы бойынша айқындалатын технологиялық айырып алу ажыратылады.
альфа глинозем (a-фракция (корунд))	—	тығыздығы 4 г/см³ болатын глиноземның сусыз түрі;
ангидрид	—	қышқылдан су алу арқылы алуға болатын құрамында оттегі бар металл емес химиялық қосылыс;
анион	—	теріс зарядталған ион – электрохимиялық реакцияларда анодқа тартылатын ион;
анод	—	болымды электрод;
бастапқы өндіріс	—	кендер мен концентраттарды пайдалана отырып металл өндіру;
бейтараптандыру	—	қышқыл мен негіздің тұз бен әлсіз ыдырайтын зат түзумен өзара әрекеттесу реакциясы.
білікшелі ұнтақтағыш	—	екі білік орнатылған ауыр жақтаудан тұратын қайталама ұнтақтағыштың бір түрі. Жоғарыдан берілген тау жынысы қозғалмалы роликтер арасында қысылып, ұсақталып, төмен жағынан түсіріледі.
бір тонна шартты отын (т.ш.о.)	—	29,3 ГДЖ энергия бірлігі; 1 тонна көмір жанған кезде бөлінетін энергия мөлшері ретінде анықталады;
боксит	—	алюминий оксиді гидраттарынан, темір және кремний оксидтерінен тұратын құрамында алюминий тотығы бар кен, алюминий тотығын және құрамында алюминий тотығы бар отқа төзімді материалдар өндіруге арналған шикізат. Өнеркәсіптік бокситтердегі алюминий құрамы 40 % - дан 60 % - ға дейін және одан жоғары.
ванна	—	белгілі бір беттік өңдеуге арналған химиялық заттардың ерітіндісі, мысалы, желіндіру ваннасы. Бұл термин сонымен қатар процестер тізбегіндегі тиісті резервуарға немесе жұмыс станциясына қатысты.
гамма глинозем (g глинозем)	—	құрамында 1-2 % ылғалдығы бар, гигроскопиялық және тығыздығы 3,4 г/см³ 1000-1200°C температурада a-модификацияға өтеді;
глинозем	—	алюминий металын алу үшін қолданылатын алюминий тотығы;
ең үздік қолжетімді техника	—	қоршаған ортаға теріс антропогендік әсердің алдын алуға немесе егер бұл іс жүзінде мүмкін болмаса, оны азайтуға бағытталған технологиялық нормативтер мен өзге де экологиялық жағдайларды белгілеуге негіз болу үшін олардың практикалық жарамдылығын айғақтайтын қызмет түрлері мен оларды жүзеге асыру әдістерінің дамуының неғұрлым тиімді және озық кезеңі;
жақтаулы ұсатқыш	—	бекітілген пластина мен тербелмелі пластина арасында соққы немесе ұсақтау арқылы материалдың мөлшерін азайтуға арналған машина;
жанарғы-оттық	—	органикалық қосылыстарды көмірқышқыл газына дейін тотықтыру үшін жеткілікті оттегімен уақытты, температураны және араластыруды қамтамасыз ететін арнайы әзірленген қосымша күйдіру қондырғысы. Қондырғылар қажетті жылу қуатының көп бөлігін және энергия тиімділігін қамтамасыз ету үшін шикі газдың энергия сыйымдылығын пайдалану үшін жобалануы мүмкін.
жану камерасы	—	бастапқы жану камерасынан кейін орналасқан аймаққа қолданылатын термин, онда газ күйіп кетеді (ол сондай-ақ деп аталады екінші жану камерасы немесе ВКС);
катод	—	тотықсыздану реакциялары жүретін электрод;
кен	—	пайдалы қазбалармен өндіруге болатын сапасы мен мөлшері жағынан жеткілікті құндылығы бар минералды немесе әртүрлі жинақталған минералдар (соның ішінде көмір). Көптеген кендер "бос" деп сипатталған айырып алынған минералдар мен сыртқы тасты материалдардың қоспалары болып табылады.
кептіру	—	жер асты кенішінен немесе ашық карьерден немесе қоршаушы тау жыныстарынан немесе монолитті емес аймақтан суды шығару процесі. Бұл термин, әдетте, концентраттардағы, байыту қалдықтарындағы және өңделген шламдардағы судың мөлшерін азайту үшін қолданылады.
кешенді тәсіл	—	бірнеше табиғи ортаны ескеретін тәсіл. Бұл тәсілдің артықшылығы - кәсіпорынның қоршаған ортаға әсерін жан-жақты бағалау. Бұл осындай орта үшін салдарларды ескерместен әсерді бір ортадан екінші ортаға беру мүмкіндігін азайтады. Кешенді (құрамдас аралық) тәсіл әртүрлі органдардың (ауаның, судың жай-күйіне, қалдықтарды кәдеге жаратуға және т.б. жауапты) жүйелі өзара іс-қимылын және қызметін үйлестіруді талап етеді.
кешенді технологиялық аудит (КТА)	—	кәсіпорындарда қоршаған ортаға теріс антропогендік әсерді болғызбауға және (немесе) азайтуға бағытталған, оның ішінде тиісті мәліметтер жинау және (немесе) ең озық қолжетімді техникаларды қолдану саласына жататын объектілерге бару арқылы қолданылатын техникаларды (технологияларды, тәсілдерді, әдістерді, процестерді, практиканы, тәсілдер мен шешімдерді) сараптамалық бағалау процесі;
жіктеу	—	бөлшектердің мөлшері бойынша біркелкі емес сусымалы өнімді елеу құрылғысы арқылы белгілі бір мөлшердегі бөлшектердің екі немесе одан да көп фракцияларына бөлу;
қолданыстағы қондырғы	—	қолданыстағы объектіде (кәсіпорында) орналасқан және осы ЕҚТ анықтамалығы қолданысқа енгізілгенге дейін пайдалануға берілген эмиссиялардың стационарлық көзі. Осы ЕҚТ анықтамалығы қолданысқа енгізілгеннен кейін реконструкцияланатын және (немесе) жаңғыртылған қондырғылар қолданыстағы қондырғыға жатпайды.
концентрат	—	құрамында бағалы минералдары жоғары байыту фабрикасында бөлінгеннен кейінгі тауарлық өнім;
қоршаған ортаға әсер	—	ұйымның экологиялық аспектілерінің толық немесе ішінара нәтижесі болып табылатын қоршаған ортадағы кез келген теріс немесе оң өзгеріс;
криолит	—	табиғи фторидтер класынан сирек кездесетін минерал, натрий гексафтороалюминаты Na₃ [AlF₆]. Ол алюминийді электролиттік өндіру процесінде қолданылады, криолит балқымасында 10 °C дейін қызады, кейіннен электролиз үшін алюминий оксиді ериді.
кросс-медиа әсерлері	—	экологиялық жүктеменің қоршаған ортаның бір компонентінен екіншісіне ауысу мүмкіндігі. Технологияны енгізуден туындаған кез-келген жанама әсерлер мен жағымсыз әсерлер.
қайталама өндіріс	—	балқыту мен қоспалауды қоса алғанда, қалдықтарды және/немесе қалдықтарды пайдалана отырып металдар өндіру;
қалдықтарды кәдеге жарату	—	қалдықтарды қайта өңдеуден басқа мақсаттарда, оның ішінде жылу немесе электр энергиясын алу, отынның әртүрлі түрлерін өндіру үшін қайталама энергетикалық ресурс ретінде, сондай-ақ жер немесе жер қойнауында немесе ландшафтарды жасау немесе өзгерту кезінде инженерлік мақсаттарда қазылған кеңістіктерді (қуыстарды) салу, толтыру (салу, көму) мақсаттары үшін қайталама материалдық ресурс ретінде пайдалану процесі;
қалдықтарды қайта өңдеу	—	қалдықтардан пайдалы компоненттерді, шикізатты және (немесе) олардың мақсатына қарамастан өнімді, материалдарды немесе заттарды өндіруде (дайындауда) одан әрі пайдалануға жарамды өзге де материалдарды алуға бағытталған механикалық, физикалық, химиялық және (немесе) биологиялық процестер;
қалпына келтіру процесі	—	оттекті оттекпен біріктіруге қабілетті тотықсыздандырғыш затпен байланыстыру арқылы оксидтерден металдарды алудың физика-химиялық процесі;
қауіпті заттар	—	уыттылық, төзімділік және биоаккумулятивтілік сияқты бір немесе бірнеше қауіпті қасиеттері бар немесе адам немесе қоршаған орта үшін қауіпті деп жіктелген заттар немесе заттар топтары;
қол жеткізілген экологиялық пайда	—	технологияның (процестің немесе күрестің) көмегімен қарастырылатын қоршаған ортаға негізгі әсер(лер), соның ішінде шығарындылардың қол жеткізілген мәні мен жұмыс тиімділігі. Әдістің басқалармен салыстырғанда экологиялық пайдасы.
құйма (дайындама)	—	металды немесе қорытпаны қатайту арқылы қалыптасқан дайын өңдеудегі бұйымдар үшін қолданылатын жалпы термин;
қызыл шлам	—	байер процесінің қатты қалдықтары – глинозем алу үшін бокситті байыту;
ластаушы 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;
ластаушы заттардың төгіндісі	—	сарқынды сулардағы ластаушы заттардың жер үсті және жер асты су объектілеріне, жер қойнауына немесе жер бетіне түсуі;
ластаушы заттардың шығарылуы	—	шығарынды көздерінен атмосфералық ауаға ластаушы заттардың түсуі;
маркерлік ластаушы заттар	—	өндірістің немесе технологиялық процестің белгілі бір түрінің эмиссиялары үшін ластаушы заттардың осындай өндірісіне немесе технологиялық процесіне тән топтан таңдап алынатын және топқа кіретін барлық ластаушы заттар эмиссияларының мәндерін олардың көмегімен бағалауға болатын неғұрлым маңызды ластаушы заттар;
мониторинг	—	шығарындылардың, төгінділердің, тұтынудың, эквивалентті параметрлердің немесе техникалық шаралардың және т.б. белгілі бір химиялық немесе физикалық сипаттамаларының өзгеруін жүйелі түрде бақылау;
ОЭР тұтынудың меншікті шығыны	—	өндірістік (технологиялық) процестің энергетикалық сыйымдылығын анықтау үшін қолданылатын өлшем бірлігі;
өлшеу	—	мөлшерінің мәнін анықтауға арналған операциялар жиынтығы;
пайдалану деректері	—	шығарындылар/қалдықтар және тұтыну бойынша өнімділік туралы деректер, мысалы, шикізат, су және энергия. Басқару, қолдау және бақылау туралы кез-келген басқа пайдалы ақпарат, оның ішінде қауіпсіздік аспектілері, жабдықтың жұмыс қабілеттілігін шектеу, шығару сапасы және т.б.
пеш	—	металдарды алу, тазарту және өңдеу үшін құрамында металл бар материалдар жылу энергиясының көмегімен талап етілетін физика-химиялық түрлендірулерге ұшыратылатын агрегат;
регенеративті оттықтар	—	екі немесе одан да көп отқа төзімді массаларды қолдана отырып, ыстық газдардан жылу алуға арналған, олар балама түрде қызады, содан кейін жағуға арналған ауаны алдын-ала қыздыру үшін қолданылады;
рекуперативті оттықтар	—	бұл жанарғылар жылуды қалпына келтіру үшін қыздырғыш жүйесінде ыстық газдарды айналдыруға арналған, сондай-ақ қараңыз регенеративті қыздырғыштар.
сүзгілеу	—	суспензияны әртүрлі құрылымдағы сүзгілердің көмегімен сұйық және қатты фазаларға бөлу процесі;
сынама алу	—	заттың, материалдың немесе өнімнің бір бөлігі қарастырылып отырған затты, материалды немесе өнімді зерттеу мақсатында тұтас үлгіні қалыптастыру үшін шығарылатын процесс;
тазалау	—	металды қоспалардан тазалау;
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 O₂түзу үшін азоттан бөлінген оттегі;
технологиялық көрсеткіштер	—	шығарындылардың көлемі бірлігіне (мг/Нм³, мг/л) және (немесе) электр және (немесе) тұтыну көлеміне шаққандағы маркерлі ластаушы заттардың максималды мөлшері (массасы) ретінде көрсетілген ең жақсы қолжетімді әдістерді қолданумен байланысты шығарындылар деңгейлері) жылу энергиясы, уақыт бірлігіне немесе өндірілген өнімнің (тауардың), орындалған жұмыстың, көрсетілетін қызметтің бірлігіне келетін басқа ресурстар, объектінің қалыпты жұмыс жағдайында бір немесе бірнеше ең үздік қол жетімді техниканы пайдалана отырып қол жеткізуге болады. Белгілі бір уақыт аралығында және белгілі бір жағдайларда орташалауды ескере отырып, ең үздік қолжетімді техникалар.
толықтай жағу	—	ауаны айдау немесе оттықты пайдалану арқылы пайдаланылған газдарды жағу (мысалы, СО және (ұшпа) органикалық қосылыстардың мөлшерін азайту үшін);
тотығу процесі	—	электрондарды тотықсыздандырғыш атомнан (электронды донор) тотықтырғыш атомға (электронды акцептор) беру арқылы тотықтырғыш зат атомының тотығу дәрежесінің жоғарылауымен бірге жүретін химиялық процесс;
түтін газы	—	жану өнімдері мен жану камерасынан шығатын және шығатын құбырға бағытталған және шығарылатын ауа қоспасы;
тікелей өлшеу	—	белгілі бір көзден шығарылатын қосылыстардың нақты сандық анықтамасы;
ұнтақтау	—	ұнтақтау процесі ұсақ түйіршікті өнімді шығарады (<1 мм), мұнда мөлшердің азаюына абразия мен соққылар арқылы қол жеткізіледі және кейде шыбықтар, шарлар және тас чиптері сияқты байланыссыз құралдардың еркін қозғалысы арқылы сақталады;
ұсақтау	—	кенді қозғалмайтын бағытта әдейілеп қатты жерге тастау немесе қатты жерге соққылау арқылы орындалады;
Ұшпа органикалық қосылыстар (ҰОҚ)	—	293,15 к кезінде 0,01 кПа немесе одан жоғары бу қысымы бар немесе белгілі бір пайдалану жағдайларында тиісті құбылмалылығы бар кез келген органикалық қосылыс;
шаң	—	газ фазасында шашыраған кез келген нысандағы, құрылымдағы немесе тығыздықтағы субмикроскопиялық өлшемнен макроскопиялық өлшемге дейінгі қатты бөлшектер;
шихта	—	белгіленген химиялық құрамы мен қасиеттерінің соңғы өнімдерін алу үшін металлургиялық, химиялық және басқа агрегаттарда қайта өңдеуге жататын бастапқы материалдардың белгілі бір пропорциядағы қоспасы. Атап айтқанда, металлургиядағы шихтаның құрамына байытылған кен, концентрат, ағын, шлактар, жинақтар, сондай-ақ шаң кіруі мүмкін.
шығарылатын газ	—	процесс немесе жұмыс нәтижесінде пайда болатын газ/ауа үшін жалпы термин (түтін газдарын қараңыз).
іске асырудың қозғаушы күші	—	технологияны іске асырудың себептері, мысалы, заңнама, өнім сапасын жақсарту;
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;
электрод	—	электр тогы электрохимиялық реакцияға электролитке енетін немесе шығатын өткізгіш (сонымен қатар анод және катодты қараңыз);
электролиз	—	электр тогының ерітінді немесе электролит балқуы арқылы өтуі кезінде пайда болатын 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 (ЭБ)	—	инертті металл анодты және катодта тұндырылған электролитте қажетті металды қолданатын электролиттік өндіріс кезеңі;
электрсүзгі	—	газдарды аэрозоль, қатты немесе сұйық бөлшектерден тазарту электр күштерінің әсерінен болатын құрылғы.

Аббревиатуралар мен олардың толық жазылуы

Аббревиатуралар	Толық жазылуы
АҚ	акционерлік қоғам
АЛК	атмосфераның ластану көзі
АПУ	араластыру-престеу учаскесі
АТА	ақпараттық-техникалық анықтамалық
АЭЦ	алюминий электролиз цехы
ГТҚ	газ тазарту қондырғысы
ЕҚТ	ең үздік қолжетімді техника
ЖСЖ	жоспарлы-сақтандырмалық жөндеу
ЖШС	жауапкершілігі шектеулі серіктестік
КА	күйдірілген анодтар
КБКБ	Краснооктябрь боксит кен басқармасы
КТА	кешенді технологиялық аудит
КЭР	кешенді экологиялық рұқсат
ҚТҚ	қатты тұрмыстық қалдықтар
ҚЭЗ	"Қазақстандық электролиз зауыты" АҚ
ЛЗ	ластаушы заттар
ОБТ	оттегінің биохимиялық тұтынуы
ОХТ	оттегінің химиялық тұтынуы
ПАЗ	Павлодар алюминий зауыты
ПӘК	пайдалы әсер коэффициенті
ТКМ	тау-кен массасы
ТҚҚ	топырақтың құнарлы қабаты
ТПБАЖ	технологиялық процесті басқарудың автоматтандырылған жүйесі
ТКМ	тау-кен массасы
ҰОҚ	ұшпа органикалық қосылыстар
ЭМЖ	экологиялық менеджмент жүйесі
ЭнМЖ	энергетикалық менеджмент жүйесі

Химиялық элементтер

Белгісі	Атауы	Белгісі	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	оттек
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	сурьма
Ga	галлий	Se	селен
Ge	германий	Si	кремний
H	сутек	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 формулалар	Атауы (сипаттамасы)
AI₂O₃	алюминий оксиді
CO	көміртегі монооксиді
СО2	көміртегі диоксиді
CaO	кальций оксиді, кальций гидроксиді
FeO	темір оксиді
Fe₂O₃	темір оксиді үш валентті
H₂O₂	сутегі асқын тотығы
H₂S	күкіртсутек
H₂SO₄	күкірт қышқылы
HCl	хлорсутек қышқылы
HF	фтор сутегі қышқылы
HNO₃	азот қышқылы
K₂O	калий оксиді
MgO	магний оксиді, магнезия
MnO	марганец оксиді
NaOH	натрий гидроксиді
NaCl	натрий хлориді
CaCl₂	калий хлориді
Na₂CO₃	натрий карбонаты
Na₂SO₄	натрий сульфаты
NO₂	азот диоксиді
NO_x	NO₂ түрінде көрсетілген азот оксиді (NO) мен азот диоксиді (NO₂) қоспасы
PbCO₃	қорғасын карбонаты
PbO	қорғасын оксиді
Pb₃O₄	үшқорғасын тетраоксиді
PbS	қорғасын сульфиді
PbSО₄	қорғасын сульфаты
SiO₂	кремний диоксиді, кремний оксиді
SO₂	күкірт диоксиді
SO₃	күкірт үш тотығы
SO_x	күкірт оксидтері - SO₂ и SO₃
ZnO	мырыш оксиді

Өлшем бірліктері

Өлшем бірлік белгісі	Өлшем бірліктерінің атауы	Өлшем атауы (Өлшем белгісі)	Түрлендіру және түсініктемелер
бар	бар	қысым (Қ)	1.013 бар = 100 кПа = 1 атм
°C	Цельсий градусы	температура (T), температурадағы өзгерістер (TӨ)
г	грамм	салмақ
с	сағат	уақыт
K	Келвин	температура (T), температурадағы өзгерістер (TӨ)	0 °C = 273.15 K
кг	килограмм	салмақ
кДж	килоджоуль	энергия
кПа	килопаскаль	қысым
кВт ч	киловатт-час	энергия	1 кВт ч = 3 600 кДж
л	литр	көлем
м	метр	ұзындық
м²	шаршы метр	аудан
м³	текше метр	көлем
мг	миллиграмм	салмақ	1 мг = 10 ^-3 г
мм	миллиметр		1 мм = 10 ^-3 м
МВт	мегаватт жылу қуаты	жылу қуаты, жылу энергиясы
қм³	қалыпты текше метр	көлем	101.325 кПа-да=273.15 K
Па	паскаль		1 Па = 1 Н/м²
ppb	миллиардқа бөліктер	қоспалардың құрамы	1 ppm = 10-9
ppm	миллионға бөліктер	қоспалардың құрамы	1 ppm= 10-6
мин/айн.	минутына айналым саны	Айналу жылдамдығы, жиілігі
т	метрикалық тонна	салмақ	1 т= 1 000 кг или 10⁶ г
т/тәу	тонна тәулігіне	массалық шығын материал шығыны
т/жыл	тонна жылына	массалық шығын материал шығыны
көл%	көлем бойынша пайыздық қатынас	қоспалардың құрамы
кг-%	салмақ бойынша пайыздық мөлшерлеме	қоспалардың құрамы
Вт	ватт	қуат	1 Вт = 1 Дж/с
В	вольт	кернеу	1 В = 1 Вт/1 А (А - Ампер, ток күші
ж	жыл	уақыт

Алғысөз

Ең үздік қолжетімді техникалар бойынша анықтамалық мазмұнының қысқаша сипаттамасы: халықаралық аналогтармен байланыс

ЕҚТ бойынша анықтамалығы эмиссиялар деңгейлерін, негізгі өндірістік қалдықтардың түзілу, жинақталу және көму көлемдерін, ресурстарды тұтыну деңгейлерін және ЕҚТ қолдануға байланысты технологиялық көрсеткіштерді, сондай-ақ ЕҚТ бойынша тұжырымдарды және кез келген перспективалы техниканы қамтитын қорытындыларды қамтитын құжат болып табылады. "Ең үздік қолжетімді техника" термині Қазақстан Республикасының Экология кодексінің (бұдан әрі – Экология кодексі) 113-бабына енгізілген, оған сәйкес ЕҚТ – ғылым мен техниканың қазіргі заманғы жетістіктері және оны қолданудың техникалық мүмкіндігі болған жағдайда қоршаған ортаны қорғауға қол жеткізу өлшемшарттарының ең жақсы үйлесімі негізінде айқындалатын өнімді (тауарларды) өндіру, жұмыстарды орындау, қызметтер көрсету технологиясы.

ЕҚТ қолдану салаларының тізбесі Экология кодексінің 3-қосымшасында бекітілді.

Осы ЕҚТ анықтамалығы алюминий өндірісінде қолданылатын технологиялық процестердің, жабдықтардың, техникалық әдістердің, қоршаған ортаға жүктемені төмендетуге (шығарындылар, қалдықтарды төгу, орналастыру), энергия тиімділігінің деңгейін арттыруға, ЕҚТ қолдану саласына жататын өндірістерде ресурстарды үнемдеуді қамтамасыз етуге бағытталған әдістердің сипаттамасын қамтиды. Сипатталған технологиялық процестердің, техникалық әдістердің, әдістердің ішінен ЕҚТ жатқызылған шешімдер бөлінді, сондай-ақ бөлінген ЕҚТ сәйкес келетін технологиялық көрсеткіштер белгіленді.

ЕҚТ анықтамалығын әзірлеу технологияны ең үздік қолжетімді технология ретінде айқындау тәртібіне сәйкес, сондай-ақ сондай-ақ "Ең үздік қолжетімді техникалар бойынша анықтамалықтарды әзірлеу, қолдану, мониторингілеу және қайта қарау қағидаларын бекіту туралы" Қазақстан Республикасы Үкіметінің 2021 жылғы 28 қазандағы № 775 қаулысының (бұдан әрі-қағидалар) ережелеріне сәйкес жүргізілді.

Анықтамалықты әзірлеу кезінде осы саладағы, оның ішінде ЕҚТ-ның қолданылу саласында техникалық және экономикалық қолжетімділігін негіздейтін Қазақстан Республикасының климаттық, экономикалық, экологиялық жағдайларына және шикізат базасына негізді түрде бейімдеу қажеттілігін ескере отырып, ең үздік халықаралық тәжірибе ескерілді. ЕҚТ бойынша анықтамалықты әзірлеу кезінде мынадай ұқсас және салыстырмалы анықтамалық құжаттар пайдаланылды:

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

2. Ең үздік қолжетімді технологиялар бойынша ақпараттық-техникалық анықтамалық АТА 13–2020 [2].

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

4. ИТС 48–2017 Ең үздік қолжетімді технологиялар бойынша ақпараттық-техникалық анықтамалық [4].

5. Өнеркәсіптік ластанудың алдын алу және бақылау [5].

Технологиялық процеске бір немесе бірнеше ЕҚТ жиынтығын қолдануға байланысты технологиялық көрсеткіштерді "Алюминий өндірісі" ЕҚТ бойынша анықтамалығын әзірлеу жөніндегі техникалық жұмыс тобы айқындады.

Алюминий өндіретін өнеркәсіптік кәсіпорындардың атмосфераға шығарындыларының қазіргі жағдайы жылына шамамен 36 мың тоннаны құрайды. Алюминий өнеркәсібінің ЕҚТ қағидаттарына көшуге дайындығы Еуропалық Одақтың салыстырмалы анықтамалық құжаттарында белгіленген шығарындылар деңгейіне сәйкес келмесе де, шамамен 70 %-ды құрайды.

ЕҚТ қағидаттарына көшкен кезде қоршаған ортаға түсетін эмиссиялардың болжамды қысқаруы 75 %-ды құрайды немесе жылына шамамен 25 мың тоннаға азаяды.

Инвестицияның болжамды көлемі – 82,5 млрд теңге. ЕҚТ енгізу нақты кәсіпорынның экономикасын және кәсіпорынның ЕҚТ қағидаттарына көшуге дайындығын, ЕҚТ өндіруші елді таңдауды, қуаттылық көрсеткіштерін, ЕҚТ габариттерін және ЕҚТ оқшаулау дәрежесін ескере отырып, ЕҚТ таңдауға жеке көзқарасты көздейді.

Өндірістік қуаттарды заманауи және тиімді техниканы қолдана отырып жаңғырту ЭЫДҰ елдерінің эмиссияларына сәйкесетін тиісті деңгейлерге дейін ресурс үнемдеуге және қоршаған ортаны сауықтыруға ықпал ететін болады.

Деректерді жинау туралы ақпарат

ЕҚТ бойынша анықтамалықта Қазақстан Республикасында алюминий өндіруді жүзеге асыратын кәсіпорындардың техникалық-экономикалық көрсеткіштері, ауаға ластаушы заттардың шығарындылары және су ортасына төгінділері бойынша Ең үздік қолжетімді техникалар бюросының функцияларын жүзеге асыратын, қоршаған ортаны қорғау саласындағы уәкілетті органның ведомстволық бағынысты ұйымы 2018-2021 жылдары жүргізген кешенді технологиялық аудит және сауалнама нәтижелері бойынша алынған нақты деректер пайдаланылды.

ЕҚТ бойынша анықтамалықта Қазақстан Республикасы Стратегиялық жоспарлау және реформалар агенттігінің ұлттық статистика бюросының, алюминий өндірісінің технологиялық жүйелері мен жабдықтарын өндіруді жүзеге асыратын компаниялардың деректері пайдаланылды.

Өнеркәсіптік кәсіпорындарда қолданылатын технологиялық процестер, жабдықтар, қоршаған ортаның ластану көздері, қоршаған ортаның ластануын азайтуға және энергия тиімділігі мен ресурс үнемдеуді арттыруға бағытталған технологиялық, техникалық және ұйымдастырушылық шаралар туралы ақпарат Қғаидаларға сәйкес ЕҚТ бойынша анықтамалықты әзірлеу процесінде жиналды.

Басқа ЕҚТ анықтамалықтарымен өзара байланыс

ЕҚТ бойынша анықтамалығы Экология кодексінің талаптарына сәйкес әзірленетін ЕҚТ бойынша анықтамалықтарының бірі және төмендегілермен байланысты болып табылады:

Р/с №	ЕҚТ бойынша анықтамалықтың атауы	Байланысты процестер
1	2	3
1	Елді мекендердің орталықтандырылған су тарту жүйелерінің сарқынды суларын тазарту	Ағынды суларды тазарту процестері
2	Шаруашылық және (немесе) өзге де қызметті жүзеге асыру кезіндегі энергетикалық тиімділік	Энергетикалық тиімділік
3	Атмосфералық ауаға және су объектілеріне ластаушы заттардың эмиссияларын мониторингілеу	Эмиссиялар мониторингі

Қолданылу саласы

Экология кодексінің нормаларына сәйкес осы ЕҚТ бойынша анықтамалық келесі қызмет түрлеріне қолданылады:

түсті металл кендерін өндіру және байыту, түсті металл өндіру, атап айтқанда:

құрамында кен бар алюминий бокситтерін өндіру;

глинозем өндірісі – бокситтерден глинозем алудың гидрохимиялық әдісі;

бастапқы алюминий өндірісі – электролиз процесін қолдана отырып таза металл алу-электр тогының әсерінен алюминий оксидінің құрамдас бөліктерге ыдырауы;

анодтар мен анод массасын өндіру;

құю өндірісі (шикі алюминийден және алюминий қорытпаларынан жасалған тауарлық өнім өндірісі).

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 "Алюминий өндірісі" ең үздік қолжетімді техникалар бойынша анықтамалығын әзірлеу жөніндегі техникалық жұмыс тобы айқындады.

Осы ЕҚТ бойынша анықтамалығы эмиссиялар көлеміне және (немесе) қоршаған ортаның ластану 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 пайда болуын болдырмау және азайту әдістері;

өнімді сақтау және дайындау;

ЕҚТ бойынша анықтамалық концентраттарды алуға байланысты қызметке; металдарды беттік өңдеумен байланысты процестерге; өндірісті үздіксіз пайдалану үшін қажетті қосалқы процестерге (жөндеу, автокөлік, теміржол, монтаждау) қолданылмайды.

Қолданылу қағидаттары

Құжаттың мәртебесі

ЕҚТ бойынша анықтамалық объект/объектілер операторларын, уәкілетті мемлекеттік органдарды және жұртшылықты объект/объектілер операторларының "жасыл" экономика қағидаттарына және ЕҚТ-ға көшуге ынталандыру мақсатында ең үздік қолжетімді техникалар және ең үздік қолжетімді техникалар жөніндегі анықтамалықты қолдану саласына жататын кез келген перспективті техникалар туралы хабардар етуге арналған.

ЕҚТ анықтау бірқатар халықаралық қабылданған критерийлер негізінде мынадай салалар (ЕҚТ қолданылу салалары) үшін жүзеге асырылады:

қалдығы аз технологиялық процестерді қолдану;

өндірістің жоғары ресурстық және энергетикалық тиімділігі;

суды ұтымды пайдалану, су айналымы циклдарын құру;

ластанудың алдын алу, аса қауіпті заттарды пайдаланудан бас тарту (немесе қолдануды азайту);

заттар мен энергияны қайта пайдалануды ұйымдастыру (мүмкіндігінше);

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

Қолдануға міндетті ережелер

ЕҚТ бойынша анықтамалықтың "6. Ең үздік қолжетімді техникалар бойынша тұжырымдар қамтылған қорытынды" деп аталатын бөлімінің ережелері ең үздік қолжетімді техникалар бойынша қорытындыларды әзірлеген кезде міндетті түрде қолданылуы тиіс.

ЕҚТ бойынша қорытындылардың бір немесе бірнеше ережесінің жиынтығын қолдану қажеттілігін объект операторлары технологиялық көрсеткіштер сақталған жағдайда кәсіпорындағы экологиялық аспектілерді басқару мақсаттарына сүйене отырып өз бетінше айқындайды. Осы ЕҚТ бойынша анықтамалықта берілген ЕҚТ саны мен тізбесі енгізуге міндетті болып табылмайды.

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

Ұсынымдық ережелер

Ұсыныстық ережелер сипаттамалық сипатта және ЕҚТ қолдануға байланысты технологиялық көрсеткіштерді белгілеу процесін талдауға және ЕҚТ бойынша анықтамалықты қайта қарау кезінде талдауға ұсынылады.

1-бөлім: алюминий өндірісі, саланың құрылымы, қолданылатын өнеркәсіптік процестер және алюминий өндірісінде пайдаланылатын технологиялар туралы жалпы ақпарат берілген.

2-бөлім: ЕҚТ-ға жатқызу әдіснамасы, ЕҚТ-ны сәйкестендіру тәсілдері сипатталған.

3-бөлім: өндіріс процесінің немесе түпкілікті өнімді өндірудің негізгі кезеңдері сипатталған, алюминий өндірісіндегі қондырғылардың экологиялық сипаттамалары туралы мәліметтер мен ақпараттар ағымдағы шығарындылар, шикізатты тұтыну және сипаты, суды тұтыну, энергияны пайдалану және қалдықтардың пайда болуы тұрғысынан берілген.

4-бөлім: технологиялық процестерді жүзеге асыру кезінде олардың қоршаған ортаға теріс әсерін төмендету үшін қолданылатын және қоршаған ортаға теріс әсер ететін объектіні қайта жаңартуды талап етпейтін әдістер сипатталған.

5--бөлім: ЕҚТ анықтау мақсатында қарастыру үшін ұсынылатын қолданыстағы техникалардың сипаттамасы берілген.

7-бөлім: жаңа және перспективті техникалар туралы ақпарат ұсынылған.

8-бөлім: ЕҚТ бойынша анықтамалықты қайта қарау шеңберінде болашақ жұмысқа арналған қорытынды ережелер мен ұсынымдар берілген.

1. Жалпы ақпарат

ЕҚТ бойынша анықтамалықтың осы бөлімінде нақты қолданылу 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 қамтылған.

Алюминий – жеңіл әрі әлемде ең көп таралған металл. Өзінің жеңілдігі, беріктігі, функционалдығы және коррозияға төзімділігі арқасында алюминий кеңінен танымал болды және көптеген конструкцияларда қолданылады (үйлерде, көлікте, әртүрлі техникада, соның ішінде ұялы телефондар мен компьютерлерде және басқа да тұрмыстық заттарда – тоңазытқыштарда, микротолқынды пештерде, жиһаздарда және т.б.).

Алюминий бүкіл жер қыртысының шамамен 8 % алып жатыр және оттегі мен кремнийден кейінгі ең көп таралған үшінші элемент болып табылады. Көп таралғанына қарамастан, алюминий табиғатта таза түрінде кездеспейді. Алғаш рет 1824 жылы табылды, одан 50 жыл өткен соң ғана өнеркәсіпте белсенді қолданыла бастады [7].

Алюминий болат сияқты беріктігіне қоса темірден үш есе жеңіл, сонымен бірге иілгіш қасиеті өте жоғары. Ол магниттелмейді және электр тогын өткізеді, барлық басқа металдармен қорытпалар түзуге қабілетті.

Металл барлық заманауи және жоғары технологиялық салаларда -құрылыс, автомобиль, энергетика, авиация, тамақ, ғарыш салаларында қолданылады. Ол сонымен қатар заманауи электронды техникада, кеме жасауда және басқа салаларда қолданылады.

Алюминий – Д.И. Менделеевтің периодтық элементтер жүйесінің III тобының химиялық элементі, күңгірт күміс түсті жеңіл әрі иілгіш металл. Жоғары химиялық белсенділігіне байланысты табиғаттағы алюминий тек байланысқан түрде болады.

Тығыздығы (қалыпты жағдайда) – 2,69 г/см3, электр өткізгіштігі-37 × 106 см/М.

Алюминийдің ерекше қасиеттері:

ауада лезде металдың жоғары коррозияға төзімділігіне ықпал ететін оксидті қорғаныс үлдірін құрайды;

беріктігі жоғары бола тұра, тығыздығы төмен;

төмен температурада қасиеттері өзгермейді.

Алюминийдің амфотерлік қасиеті бар, яғни қышқылдармен әрекеттесіп, тиісті тұздар түзеді, ал сілтілермен әрекеттескенде алюминаттар түзеді. Бұл ерекшелік әртүрлі құрамдағы кендерден алюминий алу мүмкіндігін едәуір кеңейтеді. Алюминий күкірт және тұз қышқылдарында, сондай-ақ сілтілерде ериді, бірақ концентрацияланған азот және органикалық қышқылдар алюминийге әсер етпейді.

Алюминий – күміс-сұр түсті металл, таза түрінде – көкшіл реңкті болады. Табиғи изотоптары жоқ. А-126 және А-128 радиоактивті изотоптары жасанды түрде алынды.

Таза алюминийдің маңызды физикалық қасиеттері:

балқу температурасы, °С	660,24
қайнау температурасы °С	2497
тығыздығы t - 20 °С, г/см³	2,6996 ^ ^
t - 1000 °С г/см³	2,289
20° С-та меншікті жылу сыйымдылығы, Дж/мольК	24,35
балқу жылуы, Дж/г	386
булану жылуы, Дж/г	10900
температурадағы жылу өткізгіштік коэффициенті 0–100 °С аралығында, Вт/см-град	2,35 -2,40
меншікті электр кедергісі 20 °С температурада, мкОм-м	0,0265
сызықтық жылу кеңістігінің коэффициенті	23 10 ^-6
бринелл бойынша қаттылығы (алюминий беткейінің күйіне байланысты), кг/мм2	15
электрхимиялық эквиваленті, г/А-ч	0,335

Алюминийдің пластикалық қасиеттері оның тазалығына байланысты: металдың құрамында қоспаларды неғұрлым аз болса, соғу, қалыптау, илемдеу және кесу оңайырақ болады. Алюминийге мыс, мырыш, магний және басқа металдарды термиялық өңдеумен бірге қосу беріктігі мен тығыздығының арақатынасы легирленген болаттарға қарағанда жоғары сапалы қорытпаларды алуға мүмкіндік береді. Алюминийдің шағылысу қабілеті күміске қарағанда небәрі 15-20 %-ға аз. Алюминийдің электр өткізгіштігі мыс өткізгіштігінің 65 % құрайды, сондықтан алюминийден жасалған өткізгіштігі бірдей сымдар мыс сымдарға қарағанда 2,16 есе жеңіл. Электрхимиялық аспектіде - алюминий электротерісті элемент, оның стандартты электродтық потенциалы - 1,67 В-ға тең. Ауада алюминий жұқа (шамамен 10-5 см) және металл бетін тотығудан қорғайтын тығыз алюминий оксиді үлдірімен жабылады. Алюминий неғұрлым таза болса, оксид үлдірі соғұрлым жұқа және тығыз, ал металдың коррозияға төзімділігі жоғары болады.

Алюминий оттекке химиялық жағынан айтарлықтай ұқсас болады – Al₂0₃ түзілу жылуы 1670 кДж/мольді құрайды. Алюминийдің бұл қасиеті металдардың алюминий термиялық тотықсыздану процестерінде кеңінен қолданылады. Қышқылдардың ішінде алюминийге тұз қышқылы қатты әсер етеді, күкірт қышқылы әлсіз әсер етеді. Концентрацияланған азот қышқылы металдың бетінде азот қышқылында ерімейтін жұқа оксид үлдірінің пайда болуына байланысты алюминийге өте аз әсер етеді. Алюминий органикалық қышқылдармен әрекеттеспейді, каустикалық сілтілермен суда еритін алюминаттар түзу үшін қарқынды әрекеттеседі, мысалы, NaAlO₂. Галогендермен алюминий айтарлықтай жылу шығарумен әрекеттеседі: AlCl₃ түзілгенде 1678 кДж/моль жылу бөлінеді; AIF₃ – 1385 кДж/моль. Алюминий хлориді мен фторидтің жоғары қаныққан бу қысымы және гидролизге бейімділігі бар. Оларды алюминиймен қыздырғанда ұшпа субхлорид пен субфторидтің (AlCl, AIF) түзілу реакциялары жүреді. Салқындаған кезде қосалқы қосылыстар галоген идентификаторы мен алюминийге ыдырайды. Азотпен алюминий 800 °C температурада AlN нитридін құрайды. Алюминийді көміртектің қатысуымен қыздыру Al₄Cl₃ карбидін береді, реакция 1200 °C-тан басталады, бірақ егер металдың көміртегімен жанасу орнында еріткіш болса (мысалы, криолит балқымасы), реакция төмен температурада (шамамен 1000 °C) жүреді.

Алюминий сутегімен әрекеттеспейді, бірақ оны жақсы ерітеді (1000 °C температурада 1 см³ алюминийде 0,2 см³ дейін). Тығыздығы төмен, электр өткізгіштігі жоғары, коррозиялық беріктігі төмен, механикалық беріктігі мен пластикалығы өте жоғары болуының арқасында таза металл да, сол сияқты металл негізді қорытпа да кең қолданысқа ие болды. Қақталған алюминий ұнтақтарының (ҚАҰ) және қорытпалардың (ҚАҚ) уақыт өткен сайын маңыздылығы артып келеді. Ұнтақты бөлшектердің бетінде алюминий оксидінің қажетті қабаты құралатындай мөлшердегі есеппен ұнтақтайды. Содан кейін ұнтақты брикеттеп, қақтайды. Алынған дайындамалар металл сияқты өңделеді. Алайда, алюминий оксидінің дисперсті бөлшектерінің болуы ҚАҚ-тың қатаюына әкеледі және беріктігі 500 °C температураға дейін сақталады. Тығыздығы төмен және икемділігі жоғары литий қоспасы бар алюминий қорытпалары, сондай-ақ жоғары қатаю жылдамдығымен алынған қорытпалар кеңінен қолданылады.

1.1. Алюминий өнеркәсібінің даму тарихы

Металл алюминийді алғаш рет 1825 жылы Дат физигі Ганс Кристиан Эрстед бөліп алды, ал 1854 жылы француз Анри Сент-Клэр-Девиль алюминийдің алғашқы коммерциялық өндірісін құрды. Өндіріс әдісі калий амальгамасы арқылы сусыз алюминий хлоридін қалпына келтіру сатысы арқылы алюминий амальгамасын алу арқылы жүзеге асырылды. 1855 жылы Париждегі дүниежүзілік көрмеге алғаш рет осы жолмен алынған алюминий қойылды. Ол кезде алюминийдің құны бір фунтына шамамен 90 АҚШ долларын құрады (бүгінгі валюта бағамы бойынша бір фунтына шамамен 1000 АҚШ доллары).

Алюминий өндірісінің электролиттік әдісінің негізін қалаушылар француз Пол Эру және америкалық Чарльз Холл болып табылады. 1886 жылы олар балқытылған криолитте еріген глинозем электролизі арқылы алюминий алу әдісіне ұқсас патентке бөлек-бөлек өтініш берді. 1893 жылдың өзінде-ақ, жаңа тәсілдің арқасында алюминийдің құны бір фунт үшін 65 центке дейін төмендетілді, ал бағалы металл өнеркәсіпте кеңінен қолданыла бастады. Криолит глинозем балқымасының электролизі арқылы алюминийдің өнеркәсіптік өндірісі 1888 жылы Питтсбургте (АҚШ) басталды. 1897 жылы Чикагода алюминий сымнан жасалған телеграф желісі салынды. 1898 жылы Канадада алюминий кабелінен ұзындығы 46 миль болатын бірінші электр желісін төсеу аяқталды. 1903 жылы ағайынды Райттар алюминийден жасалған қозғағышы бар ұшақпен әуеге көтерілді, ал 1913 жылдан бастап АҚШ-та сағыз, шоколад және тәттілерді орау үшін алюминий фольга өндіріле бастады. 1920 жылдан кейін алюминий ұшақтардың фюзеляждарын жасау үшін, ал 30-шы жылдары сәулет пен құрылыста кеңінен қолданыла бастады. Алюминий өндірісінің электролиттік әдісінің теориясы мен технологиясының дамуына ресейлік ғалымдар мен инженерлер айтарлықтай үлес қосты. Алғашқы теориялық зерттеулерді 1910-1912 жылдары П. П. Федотьев Санкт-Петербург политехникалық институтында жүргізді және олар электролиттің балқуына, ондағы алюминийдің ерігіштігіне қатысты болды. Федотьев криолит глинозем балқымаларының электролизі кезінде жүретін электродтық процестердің схемасын ұсынды. 20-жылдардың аяғында бұл теориялық зерттеулер практикалық қолданысқа ие болды. П.П. Федотьев оқушылармен бірге отандық шикізаттан алюминий алу бойынша жартылай зауыттық тәжірибелер жүргізді. 30-шы жылдардың басынан бастап КСРО-да алюминий өнеркәсібі қарқынды дами бастады. 1931 жылы БАМИ ғылыми-зерттеу және жобалау институты құрылды, 1932 жылы Волхов алюминий зауытында алғашқы қуаттар іске қосылды.

Келесі 1933 жылы Запорожье қаласында ДнепроГЭСтің электр энергиясын пайдаланатын Днепр алюминий зауыты іске қосылды. Соғыс жылдары Орал, Новокузнецк және Богословский алюминий зауыттары салынып, пайдалануға берілді.

Қазіргі уақытта ТМД-да алюминийдің 20 %-ы ескірген бүйірлік ток электролизерлерінде, 55 % – жоғарғы ток электролизерлерінде және тек 25 % – 130 кА-дан 400 кА-ға дейінгі ток күшіне арналған күйдірілген анодтары бар заманауи ванналарда шығарылады. Бірінші топтағы зауыттар физикалық және моральдық ескірген және еңбек жағдайларын жақсарту және қоршаған ортаны қорғау мақсатында түбегейлі қайта құруды қажет етеді.

Қазіргі уақытта ТМД-да алюминийдің 20 %–ы қапталдық ток жолы бар ескірген электролизерлерде, 55 %–ы жоғарғы ток жолы бар электролизерлерде және тек 25 %-ы 130 кА-дан 400 кА-ға дейінгі ток күшіне арналған күйдірілген анодтары бар заманауи ванналарда шығарылады. Бірінші топтағы зауыттар физикалық және моральдық тұрғыдан ескірген, еңбек жағдайларын жақсарту және қоршаған ортаны қорғау мақсатында түбегейлі қайта құруды қажет етеді.

Бұл зауыттардың кейбір серияларында шығарылатын газдарды тазартатын құрылғылар жоқ. Жоғарғы ток жолы бар электролизерлердің бір қабатты серияларын реконструкциялау қажет. Қоршаған табиғи ортаны қорғау, еңбек жағдайларын жақсарту, жұмыстың техникалық-экономикалық көрсеткіштерін арттыру мәселелері ТМД елдерінің алюминий зауыттарының негізгі бөлігін жаңғырту және реконструкциялау қажеттілігін айқындайды. Соңғы жылдары жоғары дамыған капиталистік елдерде алюминий тұтыну өскенімен, алюминий өндірісін төмендету тенденциясы байқалады.

Мәселен, 1989-2000 жылдар аралығында Австрияда, Швейцарияда, Оңтүстік Кореяда алюминий өндірісі тоқтатылды. Германияда, Италияда, Жапонияда, АҚШ-та алюминий өндірісі айтарлықтай төмендеді.

Екінші жағынан, Оңтүстік Африка, Бахрейн, Иран, Біріккен Араб Әмірліктері, Бразилия, Венесуэла, Австралияда алюминий өндірісі қарқынды дамыды. Алдағы жылдары әлемде алюминий өндірісінің өсіміне Алжирда (жылына 220 мың тонна алюминий), Камерунда (250 мың тонна), Нигерияда (180 мың тонна), Чилиде (680 мың тонна), Мексикада (70 мың тонна), Тринидадта (55 мың тонна), Венесуэлада (1 млн. тонна), Иранда (250 мың тонна), Малайзияда (120 мың тонна), Катаре (300 мың тонна), Кувейте (230 мың тонна), Сауд Арабиясында (240 мың тонна), Қытайда (500 мың тонна), Исландияда (200 мың тонна) жаңа алюминий зауыттарын салу есебінен қол жеткізілетін болады.

Жаңадан салынған алюминий зауыттары қағида бойынша күйдірілген анодтары бар қуаттылығы зор заманауи электролизерлермен жабдықталады, олар алюминий тотығымен автоматты қоректендіру жүйелерін, электролизерлердің паналарын, газды тиімді тазартуды және электролиз процесін компьютерлік басқаруды қолдану арқылы атмосфераға зиянды заттардың минималды шығарындыларына қол жеткізеді. Әлемдік тәжірибе көрсеткендей, электролиз серияларын түбегейлі қайта құру кезінде ең үлкен әсерге қол жеткізіледі, ол "Содерберг технологиясынан" алдын ала күйдірілген анод технологиясына көшуден тұрады. Бұл ретте глиноземді автоматты орталықтандырылған тиеу, тиімді технологиялық процесті басқарудың автоматтандырылған жүйесі (ТПБАЖ) және "құрғақ" типті газ тазарту жүйелері бар жоғары қуатты электролизерлер қолданылады.

Мысалы, Сундсваллдағы (Швеция) алюминий зауытында мұндай реконструкциялау (желдету газдары үшін қолда бар "ылғалды" газ тазалауды сақтай отырып) атмосфераға газ тәрізді фторлы қосылыстың – 0,35 кг/т дейін алюминий шығарындыларының төмен деңгейіне қол жеткізуге мүмкіндік берді. Алайда, меншікті капитал шығындары бойынша мұндай қайта құру жаңа құрылысқа салынған күрделі салымдар деңгейіне жақындап келеді.

Осыған байланысты электролизерлер мен шиналау компоненттерінің жеке тораптарын жетілдіру, тиімді ТПБАЖ, "құрғақ" анод массасын және "құрғақ" типті газ тазарту жүйелерін қолдану арқылы қолданыстағы технологияны жаңғыртудан тұратын екінші әдіс кеңінен қолданылады. Электролиз серияларын қайта құрудың бұл бағыты экологиялық және экономикалық аспектілерде мәселенің толық шешілуін қамтамасыз етпесе де, біріншісінен 2-3 есе күрделі шығындарды талап етеді.

Алюминий өнеркәсібін дамытудағы басты бағыт экологиялық таза және алюминий өндірісіне электр энергиясын аз жұмсауды талап ететін алдын ала күйдірілген анодтары бар автоматтандырылған электролизді қолдану болып қала береді. Күйдірілген анодтары бар электролизерлер ескірген кәсіпорындарды қайта құру кезінде де қолданылатын болады.

Жаңа қуаттар енгізілгеннен кейін және ескі серияларды қайта құрудан кейін электролизер серияларының күйдірілген анодтарына қажеттіліктер қазіргі кездегідей, оларды өз қажеттіліктері үшін немесе зауыт тобы үшін тікелей алюминий зауыттарында өндіруді ұйымдастыру арқылы қамтамасыз етіледі [8].

Алюминийдің механикалық қасиеттері көбінесе алюминийдегі қоспалардың мөлшеріне, оның алдын-ала өңделуіне және температурасына байланысты. Қоспалардың көбеюімен алюминийдің беріктік қасиеттері өседі, ал иілгіш қасиеттері төмендейді, бұл қасиеттер алюминийдің тазалығы 99,5 %-дан 99,0 % - ға дейін өзгерген кезде де көрінеді.

Металл алюминийді алудың жалғыз әдісі - криолитоглинозем балқымасының электролизі. Бұл процестің негізгі шикізаты – глинозем (Al₂O₃) құрамында алюминий қосылыстары бар минералдарды өңдеу арқылы әртүрлі гидрохимиялық әдістермен өндіріледі.

Алюминийдің заманауи өндірісі электролитте (балқытылған криолит (Na₃AlF₆)) еріген глиноземның (Al₂O₃) электролиттік ыдырауы арқылы жүзеге асырылады. Технологиялық процесс электролиз ванналарында (электролизерлерде) 950-965 °C температурада жүзеге асырылады. Жалпы электролизерлердегі глиноземның ыдырау процесін мынадай формулалар түрінде ұсынуға болады:

Al₂O₃ + 1,5C ↔ 2Al + 1,5СО₂,

Al₂O₃ + 3C ↔ 2Al + 3CO.

Жалпы реакцияны келесі түрде жазуға болады

Al₂O₃ + x C = 2Al + (3 – x) СО₂ + (2x – 3) CO

немесе оны үш реакцияның қосындысы ретінде көрсетуге болады:

Al₂O₃ ↔ 2Al + 1,5O₂,

C + O₂ ↔ СО₂,

C + 0,5O₂ ↔ CO.

Криолит-глинозем балқымасының негізгі шикізаты – глинозем (Al₂O₃), фторлы алюминий (AlF₃) және криолит (Na₃AlF₆). Сонымен қатар, электролитте электролиттің кристалдану температурасын төмендететін кальций фториді (CaF₂) әрқашан болады, бұл электролиз процесін төмен температурада жүргізуге мүмкіндік береді.

Алюминий электролизеріндегі технологиялық процесс - өзара байланысты химиялық, физика-химиялық және физикалық процестердің күрделі кешені.

Электролиз кезінде катодта алюминий, ал анодта оттегі бөлінеді. Бастапқы балқымаға қарағанда тығыздығы жоғары Алюминий электролизердің түбіне жиналады, ол жерден мезгіл-мезгіл шығарылады.

Алюминий өндірісінің рентабельділігі электр энергиясының қолжетімділігі мен бағасымен, шикізат компоненттерінің болуымен және олардың сапасымен анықталады.

2022 жылы алюминийді әлемдік қорытып шығару шамамен 69 миллион тоннаны құрап, осы мақсаттарға өндірілетін электр энергиясының шамамен 8-10 %-ы жұмсалды. Сарапшылардың бағалауы бойынша жыл сайын алюминийдің әлемдік тұтынуы орта есеппен 3,8 % - ға немесе қолданыстағы өндіріс көлеміне 2200 мың тоннадан астам ұлғаяды. 2002 жылдан бастап әлемде алюминий балқыту бойынша көшбасшы Қытай болды. 2019 жылы Қытай 36 миллион тоннадан астам алюминий қорытып шығарды (әлемдік өндірістің жартысынан көбі). Ресей мен Үндістан Қытайдан кейін үлкен артта қалды, олар жылына шамамен бірдей мөлшерде алюминий балқытады – шамамен 3,6 миллион тонна. Қазақстан жыл сайынғы өндіріс көлемі бойынша көшбасшылар қатарына кірмейді.

2021 жылдың бірінші тоқсанының қорытындысы бойынша Қытайда алюминий өндірісі 2 %-ға төмендегенімен, бұл оның әлемдегі жетекші орнына әсер еткен жоқ. 2020 жылы РУСАЛ-дың мәліметтері бойынша Қытайда 35,71 миллион тонна алюминий өндірілді. Ресейде алюминий өндірісінің көп бөлігі Сібірде орналасқан. 2020 жылы Ресейде өндірілген алюминийдің жалпы мөлшері 3,62 млн тоннаны құрады, 2020 жылы Үндістанда 3,54 млн тонна өндірілді.

Ұзақ уақыт бойы АҚШ 2000 жылға дейін әлемдегі алюминий өндірісінің көшбасшысы болды.

Бастапқы алюминийді балқыту бойынша елдердің толық тізімі 1.1-кестеде көрсетілген.

Статистиканың негізгі көзі ретінде USGS (АҚШ геологиялық қызметі) деректері пайдаланылды.

1.1-кесте. Бастапқы алюминийді балқыту бойынша елдердің тізімі

Р/с №

Мемлекет

Алюминийді балқыту, мың тонна

Жыл

1	2	3	4
1	Әлем	64000	2019
2	Қытай	36000	2019
3	Үндістан	3700	2019
4	Ресей	3600	2019
5	Канада	2900	2019
6	БАӘ	2700	2019
7	Австралия	1600	2019
8	Бахрейн	1400	2019
9	Норвегия	1300	2019
10	АҚШ	1100	2019
11	Сауд Арабиясы	916	2017
12	Исландия	870	2018
13	Малайзия	760	2017
14	ОАР	716	2017
15	Бразилия	660	2018
16	Катар	650	2017
17	Мозамбик	577	2017
18	Германия	550	2017
19	Аргентина	433	2017
20	Франция	430	2017
21	Испания	360	2017
22	Иран	338	2017
23	Жаңа Зеландия	337	2017
24	Румыния	282	2017
25	Мысыр	279	2017
26	Қазақстан	256	2017
27	Оман	253	2017
28	Индонезия	219	2017

Алюминий экспорты мен импорты бойынша көшбасшы елдер

2020 жылдың басында әлемдегі ең ірі алюминий экспорттаушысы-Канада. Доллар баламасында Канада 5.3 миллиард доллардан астам алюминий экспорттады. Сондай-ақ, әлемдегі ең ірі алюминий экспорттаушылардың бестігіне Нидерланды, БАӘ, Ресей және Үндістан кіреді.

1.2-кесте. Алюминий экспорты бойынша елдердің толық тізімі

Р/с №	Мемлекет	Алюминий экспорты, млн $
1	2	3
1	Канада	5349
2	Нидерланды	5115.8
3	БАӘ	5113.2
4	Ресей	4640.9
5	Үндістан	3819.7
6	Норвегия	2802.1
7	Австралия	2775.2
8	Малайзия	2003.2
9	Бахрейн	1931.5
10	Исландия	1429.3
11	Катар	1291.6
12	Қытай	1100.5
13	АҚШ	1050.4
14	ОАР	1009.7
15	Сауд Арабиясы	967.8
16	Германия	957.7
17	Мозамбик	940.3
18	Италия	751.1
19	Жаңа Зеландия	652.9
20	Франция	578.2

Әлемдегі ең ірі алюминий импорттаушылар (жақшада әлемдік импорттың үлесі көрсетілген):

1) АҚШ (12.6 %);

2) Германия (9.1 %);

3) Жапония (4.5 %);

4) Нидерланды (4.5 %);

5) Франция (3.9 %);

6) Мексика (3.9 %);

7) Италия (3.6 %);

8) Оңтүстік Корея (3.6 %);

9) Қытай (3.3 %);

10) Ұлыбритания (2.9 %).

1.1-сурет. Әлемде бастапқы алюминийді балқыту, млн. т

(Дереккөз: Primary Aluminium Production - International Aluminium Institute (international-aluminium.org))

1.2. Қарастырылып отырған өнеркәсіп саласы туралы жалпы ақпарат

1.2.1. Бокситтік кен басқармасы

Қазақстанда алюминий шикізатының негізгі түрі бокситтер болып табылады. Географиялық және геологиялық-құрылымдық жағдайы бойынша боксит кен орындары сегіз боксит тасымалдайтын аудандарда орналасқан: Батыс Торғай, Орталық Торғай, Шығыс Торғай (Амангелді), Ақмола (Целиноград), Екібастұз-Павлодар, Солтүстік Көкшетау, Мұғалжар және Оңтүстік Қазақстан. Батыс Торғай және Орталық Торғай бокситтік аудандарында бокситтердің ең ірі кен орындары анықталды: Краснооктябрь, Белинское, Шығыс Аят және Таунсорское. Ең жоғары сапада Шығыс Торғай бокситті ауданының Амангелді кен орындары тобының бокситтері ерекшеленеді. Алюминий кендері Қостанай облысында Eurasian Resources Group (ERG) компаниялар тобына кіретін "Қазақстан алюминийі" АҚ кеніштерінде өндіріледі, 2019 және 2020 жылдары тиісінше 3236 және 3970 мың тонна боксит өндірілді.

Боксит кен орындары кеніштің орталық базасынан (Октябрьский кенті) 90 км дейінгі қашықтықта орналасқан. Қалашықтар мен қолданыстағы КБКБ өндірістік алаңдары қазба жолдарға және асфальтталған жолдарға қосылған.

Бокситтердің Белинское кеніші Қазақстан Республикасы Қостанай облысының Таран ауданында Октябрь кентінен оңтүстікке қарай 30 км жерде орналасқан. Жақын елді мекендер: Қандыкөл, Смайловка, Октябрьский, Лисаков қ. Жақын маңдағы Майлин атындағы МПС темір жол станциялары солтүстікке қарай 35 км, солтүстік-батысқа қарай Қайындыкөл станциясы. 2020 жылғы жағдайы бойынша кеніш пайдаланылмаған, сондықтан осы ЕҚТ бойынша анықтамалықта қарастырылмайды.

Красногор кеніші Қазақстан Республикасы Қостанай облысы Қамысты ауданының аумағында орналасқан. Кеніште жұмыс 70-ші жылдардан бастап жүргізіліп келеді. Өндірістік алаңның жақын елді мекендері: Қостанай қаласының облыстық орталығы – солтүстік-шығысқа қарай 170 км; Қамысты кентінің аудан орталығы - батысқа қарай 50 км. Жақын маңдағы Қайыңдыкөл, Красногорск, Краснооктябрь және Лисаков қ. елді мекендері 1 километрден астам қашықтықта орналасқан. Кен орындары 1964 жылы ашылды, 1979 жылдан бастап жұмыс істейді. Ауданда боксит кен орнынан басқа солтүстікке қарай 30 км жерде орналасқан Лисаков және Қоржынкөл оолит және магнетит кендерінің кен орындары және оңтүстікке қарай 20 км жерде орналасқан Шаймерден мырыш кен орнымен жұмыстар жүргізілуде.

Аят және Шығыс Аят боксит кен орындары Қазақстан Республикасы Қостанай облысының Таран ауданында, Қостанай қаласының облыс орталығынан оңтүстік-батысқа қарай 70 км жерде, Октябрь кентінен солтүстік-шығысқа қарай 10-30 км жерде орналасқан.

Шығыс Аят боксит кен орнынан батысқа қарай 7-10 км жерде Рудный қаласын Тобыл станциясымен байланыстыратын теміржол желісі, оңтүстігінде – Қарталы-Астана теміржол магистралі, ал №6 карьерден оңтүстік-шығысқа қарай 1 км қашықтықта – "Восточная" кеніш теміржол станциясы өтеді. Тобыл станциясынан Павлодар қаласына дейінгі темір жол бойынша қашықтық-1 200 км.

1.3-кесте. ҚБКБ бірыңғай технологиялық процесі

Р/с №	Кеніш	Бірыңғай технологиялық процестің атауы	Өнімнің атауы	Өлшем бірлік	Жылдық өндіріс көлемі
					макс	мин

1	2	3	4	5	6	7
1	Красногорск боксит кеніші	Тау-кен өндірісі	Боксит	тонна	3 274 219	1 802 539
2	Аят боксит кеніші				989 797	303 388
3	Шығыс Аят кен орны				1 285 100	546

Шығыс Аят боксит кен орны Қазақстан Республикасы Қостанай облысының Таран ауданында, Қостанай қаласының облыс орталығынан оңтүстік-батысқа қарай 70 км жерде, Октябрь кентінен солтүстік-шығысқа қарай 10-30 км жерде орналасқан. Октябрьский кентінде "Қазақстан алюминийі" АҚ филиалы – Краснооктябрь боксит кен басқармасы (КБКБ) орналасқан.

Шығыс Аят кен орны қорлары бойынша ірі кен орындарына жатады. Кен орны Краснооктябрьск бокситті аймағының солтүстік бөлігінде, Валериановский синклинориясында орналасқан, ені 100 км, солтүстік-солтүстік-шығыс кеңеюі бар және Торғай ойысымы бойымен 40 км-ден астам қашықтықта орналасқан.

Шығыс Аят кен орнының кен денелері 9 кенді учаскеде орналасқан, кенді учаскелердің әрқайсысы бір немесе бірнеше кенді денелерді біріктіретін Борлы боксит шөгінділерінің таралуының бірыңғай контуры болып табылады. Жоспарда кен денелері негізінен линза тәрізді, конус тәрізді, ұя тәрізді және қалта тәрізді пішіндерге ие. Линза тәрізді немесе дөңес-линза тәрізді формалар негізгі кенді денелерге тән, екінші рудалы денелер ұя тәрізді және конус тәрізді, кішігірім ауданда айтарлықтай қуаттылыққа ие.

Боксит кен орнының баланстық қорларына кендердің үш литологиялық түрі жатады: тасты 43,7 %, сазды 33,0 %, борпылдақ 20,1 % және кеуекті емес қабаттар 3,2 % (кондиционерленбеген бокситтер және гиббсит-каолинит саздары). Химиялық талдауларды қайта есептеу деректері бойынша кен орны бокситтерінің орташа минералды құрамы мынадай: гиббсит – 56,9 %, каолинит – 17,9 %, гематит және гетит – 19,8 %, титан минералдары – 2,4 %, сидерит – 2,5 %. Қоспалар ретінде – бемит (2,5 % дейін), корунд (1-3 % дейін), маггемит, магнетит, кальцит, пирит, шамозит, нордстрандит, диаспора, байерит және т. б.

Боксит тәріздес жыныстарға сапасыз кремнийлі модуль немесе глинозем мөлшері тасты, борпылдақ сорттар жатады. Бұл жыныстар интенсивті сидерттену мен каолинизациядан туындаған тасты және борпылдақ бокситтерден тұратын боксит бар шөгінділер учаскесінің жоғарғы бөліктерінде дебокситтену нәтижесінде пайда болды. Боксит жынысында кремнезем мен көмірқышқыл газы көп.

Шығыс Аят кен орнының бокситтері табиғи руда түрлерінің біркелкі таралуына және қабаттасатын процестерге байланысты алуан-алуан құраммен сипатталады. Кремний диоксиді ең өзгермелі болып табылады. Оның кен денелеріндегі мөлшері 2,9 %-дан (р.т. 24д) 15,8 %-ға дейін (р.т. 41c), карьерлерде 4,9 %-дан (к.1) 10,1 %-ға (к.5) дейін.

Глинозем кендерде біркелкі таралған. Баланстық кен денелерінде 42-46 % глинозем бар. Құрамында глинозем бар негізгі минерал-гиббсит, бірақ глиноземның бір бөлігі гидроалюмосиликаттарда (каолинит, галлуазит, шамозит), сондай-ақ алюминий оксидтері мен гидроксидтерінде: корунд, бемит, диаспора, нордстрандит және байрит, алюминогетитте таралады.

Жалпы темір әркелкі таралған. Темір оксидтерінің ең көп мөлшері қызыл-қоңыр тасты бокситтерде (30 % дейін), ал ең азы ақшыл - ақ айырмашылықтарда және сұр түсті көміртекті бокситтерде (4-5 %) кездеседі. Қабаттасқан процестердің үлкен әсеріне қарамастан, сазды бокситтердің саны азайып, тасты айырмашылықтар көбейген сайын темір оксидтерінің жоғарылау тенденциясы байқалады.

Кендердегі титан диоксидінің мөлшері 2-2,8 % аралығында өзгереді. Көмірқышқыл газы кен орнының бокситтерінде өте біркелкі бөлінбейді.

Кен денелерін орналастыратын тау жыныстары негізінен боксит саздары мен түрлі-түсті саздар, сирек боксит-каолинит, лигнит саздары және боксит тәрізді жыныстар болып табылады. Олар сондай-ақ құнарсызданған жыныстар болып табылады.

Баланстық кендердің ішінде үш сорт статистикалық түрде ерекшеленеді: глинозем (62,1 %), электрокорундты (29,5 %) және мартен өндірісін (8,4 %) өндіруге арналған бокситтер.

Электрокорундты өндіруге жарамды бокситтердің таралуы өте таңқаларлық және әдетте кендердегі тасты айырмашылықтардың құрамына байланысты.

Бокситтің мартен сорттары бағынышты мәнге ие. Олардың үлесі пайыздық үлестерден 6-9 % - ға дейін ауытқиды және сирек 10 % - дан асады.

Карьерлердің кен денелеріндегі глинозем бокситтерінің ең көп саны 89,0 %, ең азы 47,1 % құрайды.

Бокситтерде микроэлементтердің көп мөлшері бар, олардың концентрациясы жер қыртысының құрамынан 2-3 немесе одан да көп. Бұл элементтердің мазмұны әдетте төмен және тоннасына бірнеше грамнан жүздеген грамға дейін өзгереді, бірақ соған қарамастан олар айналымдағы сілтілі ерітінділерде алюминий өнеркәсібінің құнды жанама өнімдері ретінде практикалық қызығушылық тудыратын мөлшерде жиналуы мүмкін.

1.2.2. Глинозем өндірісі

2020 жылы глиноземнің әлемдік өндірісі 2019 жылғы 132 миллион тоннамен салыстырғанда 134 миллион тоннаға жетті (+1,41 %). Зерттеу агенттіктерінің болжамы бойынша 2025 жылға дейін алюминий оксиді нарығы өседі. 2018-2023 жылдар аралығында әлемдік алюминий оксиді нарығында CAGR (жылдық жиынтық өсу қарқыны) шамамен 4,6 % болады деп күтілуде. Әлемдік глинозем (алюминий оксиді) нарығында жеткізуші елдер арасында International Metallurgical Research Group үлесі 46,36 % Австралияны, үлесі 20,02 % Бразилияны, үлесі 4,47 % Ирландияны, сондай-ақ: Үндістан, Индонезия, Германия, Испания, АҚШ және Қазақстанды атап көрсетеді.

"Қазақстан алюминийі" АҚ – Қазақстандағы тауарлық глиноземның жалғыз өндірушісі, әлемдегі ең жақсы он глинозем өндірушілердің бірі болып табылады. Мүмкіндіктер мен негізгі өнімдер: глинозем өндіру және сату, бокситтерді, әктастарды, отқа төзімді саздарды, қиыршық тастарды өндіру, өңдеу және сату. Сондай-ақ, кәсіпорында калий, алюминий сульфатын өндірудің технологиялық мүмкіндіктері бар (бұрын бұл өнімдер өндірілген, бірақ қазіргі уақытта бұл өнімдердің төмен бағасына байланысты өндіріс тоқтатылды). Кәсіпорынның негізгі қызметі – бокситтерді өндіру және өңдеу, содан кейін олар "Байер-біріктіру" схемасы бойынша өндірілетін металлургиялық глинозем алу үшін қолданылады.

Технологиялық процестің атауы және өндірістің жылдық көлемі 1.4-кестеде келтірілген.

1.4-кесте. Глиноземді өндірудің бірыңғай технологиялық процесі

Р/с №	Бірыңғай технологиялық процестің атауы	Өнімнің атауы	Өлшем бірлігі	Жылдық өнім көлемі
Р/с №	Бірыңғай технологиялық процестің атауы	Өнімнің атауы	Өлшем бірлігі	макс	мин
1	2	3	4	5	6
1	Сериялық- параллельді Байер агломерациясымен глинозем өндіру	Алюминий тотығы (Al₂O₃)	тонна	1 509 052	1 383 349

1.2.3. Бастапқы алюминий өндірісі

Қазақстанда алюминийді балқыту жобалық қуаты жылына 250 мың тонна "Қазақстандық электролиз зауыты" АҚ кәсіпорнында жүргізіледі. 2019 және 2020 жылдары А3-ке тиісінше 263 мың тонна және 265 мың тонна өндірілді.

Негізгі техникалық құрылыстар мен қондырғылар 1.5-кестеде келтірілген.

1.5-кесте. "ҚЭЗ" АҚ техникалық құрылыстары

Р/с
№

Техникалық жабдықтар

I кезең

II кезең

1	2	3	4
1	Электролиздік ғимараттар (екі)
2	Электролиз ғимаратының газ тазалау қондырғысы	+	+
3	Трансформатор-түзеткіш қосалқы станция	+
4	Кіріс кернеуі 220 кВ ашық қосалқы станция	+
5	Анодтарды құрастыру цехы	+
6	құю бөлімі	+	+
7	"Жасыл" анодтар шығаратын зауыт		+
8	Анодты пеш		+
9	Анодты пешті газ тазалау қондырғысы		+
10	Кіріс кернеуі 10 кВ қосалқы қосалқы станция	+
11	Жасушаны қайта төсейтін ғимарат	+
12	Крандарға техникалық қызмет көрсету ғимараты	+
13	Компрессор	+
14	Су тазарту қондырғысы	+
15	Ағынды суларды тазарту қондырғысы	+

Зауыттың өнімдері А7, А8 маркалы 20 килограмдық алюминий құймасы болып табылады. Зауытта алдын ала күйдірілген анод технологиясы қолданылады.

1.6-кестеде Қазақстанда жұмыс істеп тұрған алюминий өнеркәсібі кәсіпорындары, пайдалануға берілген жылы, өнімділігі және қолданылатын электролиз технологиялары көрсетілген.

1.6-кесте. Қазақстан Республикасының алюминий өнеркәсібі кәсіпорындарының тізбесі

Р/с №	Кәсіпорын	Орналасқан жері	Пайдалануға берілген жылы
1	2	3	4
1	ҚБКБ	Қостанай облысы, Лисаковск қ., Октябрский ауылы	1964
2	"Қазақстан алюминийі" АҚ	Павлодар облысы, Павлодар қ	1964
3	"Қазақстандық электролиз зауыты" АҚ	Павлодар облысы, Павлодар қ	2007

1.3. Алюминий өндірісінде қолданылатын шикізаттың, негізгі және қосалқы материалдардың сипаттамасы

Алюминий өндірісінде шикізат пен материалдардың келесі түрлері қолданылады:

боксит;

әктас;

каустикалық сода;

күл содасы;

глинозем;

жасанды техникалық криолит;

фторлы кальций;

техникалық сода күлі;

күйдірілген анодтар;

технологиялық электр энергиясы;

алюминий фториді;

тас көмір пек;

М 100 мазуты;

мұнай коксы.

Бокситтер – алюминий гидроксидтерінен, темір және кремний оксидтерінен тұратын алюминий кені, глинозем мен құрамында алюминий бар отқа төзімді шикізат. Бокситтер алюминий өндірісіндегі негізгі шикізат болып табылады. Олар алюминий оксиді мен басқа да минералды қоспалардан тұратын тау жынысы. Егер оның құрамында 60 % - дан астам алюминий оксиді болса, шикізат жоғары сапалы болып саналады.

Әктас – негізінен әртүрлі мөлшердегі кальцит кристалдары түріндегі кальций карбонатынан тұратын биогенді, сирек химогендік шыққан шөгінді, кластикалық тау жынысы. Әктас темір рудасын, түсті металдарды домендік балқытуда, алюминий өндірісінде шихта ретінде және қосалқы технологиялық шикізат ретінде ағын ретінде қолданылады

Каустикалық сода - натрий гидроксиді, химиялық синтез өнімі, табиғатта мұндай зат жоқ. NaOH каустикалық содасы (молекулалық салмағы 40,0) - күнделікті өмірде каустикалық сода деп аталатын күшті сілтілік. Ол металл алюминийін алу үшін жартылай өнім болып табылатын глинозем өндіруде қолдануды тапты

Кальцийленген сода – көмір қышқылының техникалық натрий тұздарының жалпы атауы.

Na₂CO₃ (натрий карбонаты) – кальцийленген сода, киім содасы.

Na₂CO₃·10Н₂О (натрий карбонаты декагидраты, құрамында 62,5 % кристалдану суы бар) – жуу содасы; кейде Na₂CO₃·H₂O немесе Na₂CO₃·7H₂O түрінде қолжетімді.

NaHCO₃ (натрий гидрокарбонаты) – ас содасы, натрий бикарбонаты. Кальцийленген сода металлургияда кеңінен қолданылады. Түсті металлургияда көп мөлшерде кальцийленген сода (натрий карбонаты) негізінен сілтілік тепе-теңдікті толтыру үшін глинозем өндіруде қолданылады.

Глинозем – техникалық алюминий оксиді (100 %), кристалды гигроскопиялық ақ ұнтақ. Глинозем улы емес, өртке және жарылысқа төзімді. Сусымалы тығыздығы 0,9 т/м3, ылғалдылығы 0,0 %. Ванналарды тамақтандыру үшін өндірушілерден жеткізілетін бастапқы глинозем және құрғақ газды тазалаудан түсетін екінші глинозем қолданылады. "Қазақстан электролиз" АҚ-да "Қазақстан алюминийі" АҚ-ның глинозем қолданылады. Бастапқы глинозем 1.7-кестеге сәйкес химиялық құрамға қойылатын талаптарға сай болуы керек.

1.7-кесте. Глиноземнің химиялық құрамына қойылатын талаптар

Р/с№

Компонент

Құрамы %. масс

1	2	3
1	Al₂O₃	> 98,4
2	SiO₂	<0,04
3	Fe₂O₃	<0,03
4	Na₂O	<0,66
5	TiO₂	<0,005
6	V₂O₅	<0,003
7	P₂O₅	<0,003
8	ZnO	<0,005
9	Құрамы, альфа- Al₂O₃	25-35

Глиноземда өндіріспен технологиялық байланысты емес көзге көрінетін бөгде қосындылардың болуына жол берілмейді. Глинозем 1.8-кестеге сәйкес физикалық қасиеттерге қойылатын талаптарға сай болуы керек.

1.8-кесте. Глиноземның физикалық қасиеттеріне қойылатын талаптар

Р/с№	Көрсеткіш	Өлш.бірл	Үлкендігі
1	2	3	4
1	Беткейдің нақты ауданы	м²/г	> 35
2	Фракцияның құрамы -325 тор	%	<12
3	Қатты қыздыру кезіндегі шығындар (LOI)	%	> 1,0

Суда глинозем ерімейді. Электролитте 2-4 % глинозем ериді. Электролиттегі глиноземның еру жылдамдығы бөлшектердің мөлшері мен формасына (гранулометриялық және фракциялық құрамы) және фазалық құрамына (альфа және гамма модификациясының құрамына) байланысты. Модификация дегеніміз химиялық құрамы бірдей, әртүрлі физика-химиялық қасиеттері бар заттың формалары.

Альфа глинозем (a-фракция (корунд)) - тығыздығы 4 г/см3 болатын алюминий оксидінің сусыз формасы;

Гамма глинозем (g алюминий тотығы) құрамында 1-2 % ылғал бар, гигроскопиялық және тығыздығы 3,4 г/см3 1000-1200 °C температурада a-модификацияға ауысады.

Бірдей фракциялық құрамда a – модификациялары көп глинозем нашар ериді.

Глиноземде ылғалдың болуы жағымсыз. A1Ғ₃ бар ылғал зиянды фторлы сутегі HF түзеді:

2AlF₃ + ЗН₂0 = Al₂O₃+ 6HF

Жасанды техникалық криолит – (A1F₃х nNaF) әлсіз қызғылттан сұр-аққа дейінгі ұсақ кристалды ұнтақ. Өрттің жасанды криолиті-және жарылысқа төзімді, улы. Жасанды техникалық криолит 1.9-кестеге сәйкес (құрғақ затқа қайта есептегенде) химиялық құрамға қойылатын талаптарға сай болуы керек.

1.9-кесте. Жасанды техникалық криолиттің химиялық құрамына қойылатын талаптар

Р/с №

Компонент

Құрамы, %. масс

1	2	3
1	F	≥54
2	A1	≤18
3	Na	≥23
4	SiO₂	≤0,5
5	Fe₂O₃	≤0,06
6	SO₄^-2	≤0,5

Жасанды техникалық криолиттегі ылғалдылық массаның 0,2 % аспауы керек. Криолит модулінің шамасы химиялық талдау нәтижелері бойынша мына формула бойынша анықталады: N = 1,174 Na/А1, мұндағы: n-криолит модулі, na-криолиттегі натрий мөлшері, массаның %, А1-криолиттегі А1 мөлшері, массаның %, 1,174-алюминий мен натрийдің атомдық массаларының арақатынасын ескеретін коэффициент. Сондай-ақ, глиноземде сілтілі (K, Na) және сілтілі жер (Ca, Mg) металдарының болуы немесе олардың құрамы тұрақты болуы керек. Олар АlF₃-пен өзара әрекеттесіп, оны ыдыратады және осылайша электролиттің құрамын өзгертеді, криолиттік қатынасты жоғарылатады, бұл қосымша түзету (қайтару) қажеттілігін тудырады.

3Na₂0 + 2A1F₃ = А1₂0₃ + 6NaF

Кальций фториді 1.10-кестеге сәйкес химиялық құрамға қойылатын талаптарға сай болуы керек.

1.10-кесте. Кальций фторидінің химиялық құрамына қойылатын талаптар

Р/с №	Компонент	Құрамы, %. масс
1	2	3
1	CaF	≥54
2	SiO₂	≤18
3	S	3
4	P	≥23
5	Ылғалдылық	≤0,5

Техникалық кальций қосылған сода 1.11-кестеге сәйкес химиялық құрамға қойылатын талаптарға сай болуы керек (кальций қосылған затқа қайта есептегенде).

1.11-кесте. Кальций қосылған соданың химиялық құрамына қойылатын талаптар

Р/с №

Компонент

Құрамы, %. масс

1	2	3
1	Натрий карбонаты	≥99,4
2	Натрий карбонаты қыздырылмаған өнімге есептегенде	≥99,4
3	Қыздыру кезіндегі шығындар	≤0,5
4	Натрий хлоридіне қайта есептегенде хлоридтер	≤0,45
5	Fe₂0₃ қайта есептегенде темір	≤0,005
6	Суда ерімейтін заттар	≤0,03
7	Na2S04 бойынша қайта есептелген сульфаттар	≤0,04

Күйдірілген анодтар: анодтар мұнай коксын қолдана отырып, Кокс шихтасына анодтық отты қосып, дірілдеп қалыптау тәсілімен жасалады, содан кейін арнайы күйдіру пештерінде 1250 °С температураға дейін ұзақ уақыт қызады.

Күйдірілген анодтың химиялық құрамы-көміртегі 98 %, күкірт 2 %.

Агрегаттық күй-қатты, тікбұрышты пішінді 1600*700*570 мм.

Тығыздығы 1,56 т/м³.

УЭС 58мкОм*м артық емес.

Күйдірілген анод блогының массасы 910 ± 10 кг болуы керек блоктардың негізгі құрамдас бөлігі көміртегі болып табылады. Химиялық құрамы бойынша блоктар 1.12-кестеде келтірілген талаптарға сай болуы керек.

1.12-кесте. Анодтың химиялық құрамы

Р/с №	Қоспалардың құрамы, % артық емес	Мәні
1	2	3
1	S	1,5
2	V	0,013
3	Na	0,013
4	Si	0,03
5	Fe	0,04
6	Ni	0,025
7	Ti	0,01
8	Zn	0,01
9	Pb	0,01
10	Ca	0,01
11	K	0,0015

Алюминий фториді – алюминий мен фтордың бейорганикалық бинарлық қосылысы. Алюминий фториді - түссіз немесе ақ кристалды зат. Қатты қызған кезде ол ыдырамай сублимацияланады. AlF₃ , оның қасиеттері, химиялық формуласы:

химиялық құрамы: алюминий 32 %, фтор 60 %;

үйінді тығыздығы 1,4 т/м³;

кальцинация кезіндегі шығындар 0,15 %-дан аспайды.

Таскөмірлік шайыр:

химиялық құрамы – көмірсутектер;

агрегаттық күй-балқытылған, сұйық;

тығыздығы 1,3 т/м³;

Меттлер әдісімен жұмсарту температурасы 110-125 °С;

күлділік 0,3 % - дан аспайды.

М 100 мазут – бұл мұнайдан бензин, керосин, газойль және басқа фракцияларды бөліп алу арқылы пайда болатын қалдық өнім.

химиялық құрамы – көмірсутектер;

агрегаттық күйі - сұйық;

күлділігі 0,14-тен аспайды%;

судың массалық үлесі 1 %-дан аспайды.

Мұнай коксы – мұнай шикізатын кокстеу арқылы алынған қара сұрдан қараға дейінгі қатты, кеуекті өнім.

Алюминий өнеркәсібінде кокс келесі қасиеттерге ие бола отырып, алюминий кендерінен (бокситтерден) алюминийді балқыту кезінде тотықсыздандырғыш (анодтық масса) қызметін атқарады:

химиялық құрамы – көміртегі 97 %, күкірт 3 %;

агрегаттық күйі – қатты, сусымалы;

үйінді тығыздығы 0,8-1 т/м³;

ылғалдылық мөлшері 0,5-тен аспайды %;

кокстың меншікті шығыны 550-600 кг/т алюминий.

1.13 -кесте. Шикізаттың, материалдар мен энергия ресурстарының құрамы мен сапалық сипаттамалары

Шикізаттың, материалдар мен энергия ресурстарының атауы	Жылдық тұтыну көлемі			Химиялық құрамы, %	Жеткізу кезіндегі агрегаттық жағдай	Физикалық параметрлер
	өлшем бірлігі	макс	мин

1				2	3	4	5	6	7
	Технологиялық процесс: бастапқы алюминий өндірісі
		Технологиялық этап: алюминийдің электролиз өндірісі
			күйдірілген анод	тонна	149000,	132000,	көміртек 98 %, күкірт 2 %	қатты, тікбұрышты пішінді 1600700570 мм	тығыздығы 1,56 т/м3, 58мкОм*м -нан артық емес
			алюминий тотығы	тонна	522000,	482000,	алюминий оксиді 100 %	ұнтақ	үйінді тығыздығы 0,9 т/м3, ылғалдығы0,0 %
			Технологиялық электроэнергия	кВт*сағ	4061884834,	3032987833,	-	-	аударым коэффициенті т.ш.о- 0,000123
			алюминий фториді	тонна	5800,	4300,	Алюминий 32 %, Фтор 60 %	ұнтақ	үйінді тығыздығы 1,4 т/м3, күйдіру кезіндегі шығындар 0,15 % артық емес
	Технологиялық процесс: күйдірілген анодтар өндірісі
		Технологиялық этап: күйдірілген анодтар шығаратын негізгі цех
			таскөмірлі пек	тонна	27000,	23000,	көмірсутектер	балқытылған, сұйық	тығыздығы 1,3 т/м3, Меттлер әдісімен жұмсарту температурасы 110-125 градус. С, күлділік 0,3 аспайды%,
			мазут М 100	тонна	9000,	7900,	көмірсутектер	сұйық	күлділік 0,14 % - дан аспайды, судың массалық үлесі 1 - ден аспайды%,
			мұнай коксы	тонна	109000,	104000,	көміртек 97 %, күкірт 3 %	қатты, борпылдақ	үйінді тығыздығы 0,8-1 т/м3, ылғалдылығы 0,5 аспайды%
			Электродтарды өндіру цехының электр энергиясы	кВт*сағ	48487840,	38382415,	-	-	аударым коэффициенті т. ш.о. - 0,000123

1.4. Қазақстанның алюминий саласының өндірістік қуаттары

1.14-кесте. Қазақстанның алюминий саласының өндірістік қуаттары

Р/с №	Кәсіпорын	Өнім	2016-2020 жылдардағы шығарылым, тонна
Р/с №	Кәсіпорын	Өнім	макс.	мин.
1	2	3	4	5
1	Глинозем зауыты	Г-00 маркалы алюминий тотығы	1 509 052	1 393 411
2	Электролиздік зауыты	Бастапқы алюминий	270 000	250 000

Еліміздегі алюминий кендерін өндірудің жалғыз орталығы Қостанай облысы болып табылады. Қостанай облысында бокситтерді өндірумен және байытумен айналысатын саланың ірі кәсіпорны – А2. Бұл Қазақстанда алюминий өндіруге арналған шикізат – глинозем шығаратын жалғыз компания. 2021 жылы боксит өндіру көлемі 4,058 млн тоннаны құрады [9].

Қазақстанда 20-дан астам боксит кен орны барланды, бұл ретте 10-ы игерілуде. Республика қорларының негізгі бөлігі (шамамен 90 %) Қостанай облысының аумағындағы Торғай боксит провинциясындағы кен орындарында шоғырланған. Онда үш боксит аймақтары ерекшеленеді: батыс, шығыс және Орталық Торғай, оларда провинция қорларының сәйкесінше 86,9 %, 5,3 % және 7,8 % қамтылған.

Торғай бокситтік кен басқармасы (ТБКБ) Шығыс Торғай тобының бокситтерін (Арқалық, Солтүстік, Төменгі-Ашут, Жоғарғы-Ашут, Үштөбе кен орындары) игерді. Қазіргі уақытта ТБКБ-дегі барлық жұмыстар барлық қорларды өндіруге байланысты тоқтатылды.

Краснооктябрь бокситтік кен басқармасы (КБКБ) – Батыс Торғай тобының бокситтері (Белинское, Аят, Краснооктябрьск, Увалинск және Красногорск кен орындары).

ТБКБ және КБКБ "Қазақстан алюминийі" АҚ құрамына кіреді. Компанияның шикізат базасы тұрақты деп бағаланады, игерілетін және перспективті кен орындарындағы боксит кендерінің қорлары кәсіпорынның кем дегенде 50 жыл бойы жұмыс істеуі үшін жеткілікті.

Бокситті кен орнының баланстық қорларына кендердің үш литологиялық түрі жатады: тасты 43,7 %, сазды 33,0 %, борпылдақ 20,1 % және кеуекті емес қабаттар 3,2 % (кондициясыз бокситтер және гиббсит-каолинит саздары). Химиялық талдауларды қайта есептеу деректері бойынша кен орны бокситтерінің орташа минералды құрамы мынадай: гиббсит – 56,9 %, каолинит – 17,9 %, гематит және гетит – 19,8 %, титан минералдары – 2,4 %, сидерит – 2,5 %. Қоспалар ретінде – бемит (2,5 % дейін), корунд (1-3 % дейін), маггемит, магнетит, кальцит, пирит, шамозит, нордстрандит, диаспор, байерит және т. б.

Боксит тәрізді жыныстарға шақпақ тасты модуль немесе глиноземның құрамы бойынша кондиционерленбеген тасты, борпылдақ айырмашылықтар жатады. Бұл жыныстар қарқынды сидеритизация мен каолинизациядан туындаған тасты және борпылдақ бокситтердің боксит шөгінділерін кесудің жоғарғы бөліктерінде дебокситизация арқылы түзіледі. Боксит жынысында кремний диоксиді мен көмірқышқыл газының мөлшері жоғары.

Глинозем кендерде біркелкі таралған. Кендегі алюминий құрамы 42- 46 % құрайды. Құрамында глинозем бар негізгі минерал-гиббсит, бірақ глиноземның бір бөлігі гидроалюмосиликаттарда (каолинит, галлуазит, шамозит), сондай-ақ алюминий оксидтері мен гидроксидтерінде: корунд, бемит, диаспора, нордстрандит және байрит, алюминогетитте таралады.

1.15-кесте. Қазақстандағы бокситті кендерінің қорлары

Р/с №	Минерал	Баланстық қорлар, мың т	Әлемдік рейтинг, қорлар	Құрамы бойынша әлемдегі орын кендегі металл	Әлемдік рейтинг, өндіріс	Әлемдік көлемдегі үлесі
1	2	3	4	5	6	7
1	Бокситтер	365 400	10	н/д	8	1,7 %

Дереккөздер: Қазақстандық тау-кен-өнеркәсіп порталы (http://www.mining.kz), АҚШ Геологиялық қызметі USGS 2018, "Kazakh Invest "ҰК" АҚ, 2021 жылға арналған деректер.

1.16-кесте. 2021 жылы Қазақстан Республикасында алюминий өндірісіндегі заттай түрдегі өнеркәсіп өнімін өндіру

Р/с №	Көрсеткіш	Көлем
1	2	3
1	Алюминий кендері (бокситтер), мың тонна	4 057,8
2	Өңделмеген алюминий; алюминий оксиді, мың тонна	1 594

1.17-кесте. КБКБ боксит өндіру динамикасы, мың тонна

Р/с №	Өнімнің атауы	2016	2017	2018	2019	2020
1	2	3	4	5	6	7
1	Красногорск боксит кеніші	2 281,000	2 650,000	3 274,220	1 802,539	2867,355
2	Аят боксит кеніші	0,000	0,000	303,388	413,592	1102,849
3	Шығыс-Аят кен орны	1 123,300	1 285,100	1 120,343	1 020,199	0,546

1.18-кесте. Глинозем өндірісінің динамикасы, тонна/жыл

Р/с №	Өнім атауы	2016	2017	2018	2019	2020
1	2	3	4	5	6	7
1	Өндірілген боксит	3 931 396	3 940 698	3 868 589	3 657 406	3 693 079
2	Глинозем шығарылды	1 500 013	1 509 052	1 480 991	1 393 411	1 383 349

Электролиз зауыты Қазақстандағы алғашқы алюминийдің жалғыз өндірушісі болып табылады және ол іске қосылғанға дейін алюминий өндіру циклі глинозем өндіру кезеңінде аяқталды. Соңғы өнім A3-Алюминий кесектері (құймалар). Зауыт өнімінің 90 %-ға жуығы әлемнің 20-дан астам елінің экспортына (Еуропа елдеріне шамамен 70 %) жұмсалады.

Сонымен қатар, соңғы жылдары алюминийді одан әрі өңдеу үшін пайдаланатын кәсіпорындар да пайда болды. Мысалы, 2019 жылдан бастап A3 автомобиль доңғалақтарына арналған дискілерді шығаратын Giessenhaus Павлодар зауытына сұйық алюминий жеткізеді.

Жұмыс істеген алғашқы он жыл ішінде "ҚЭЗ" АҚ 2 млн тоннадан астам бастапқы алюминий шығарды.

Алюминий өндірісін қамтамасыз ету үшін электр энергиясына деген қажеттілік үлкен және өнімнің өзіндік құнының 40 % құрайды. Зауыттағы қазақстандық қамту үлесі 90 %-ға дейін жетеді (электр энергиясы, алюминий тотығы, анодтар және басқа компоненттер).

Алюминий өндіретін зауыттың жобалық қуаты жылына 270 мың тонна бастапқы алюминийді құрайды, күйдірілген анодтар өндірісі жылына 136,250 мың тоннаны құрайды. Нақты қуаттың өзгеру динамикасы кестеде көрсетілген.

1.19-кесте. "ҚЭЗ" АҚ өндірісінің динамикасы, тонна/жыл

Р/с №	Өнімнің атауы	2016	2017	2019	2020
1	2	3	4	5	6
1	Бастапқы алюминий СТ АО 40494160-019-2016	235 566	254 993	258 420	263 066
2	Күйдірілген анодтар СТ АО 40494160-028-2018	129 657	137 659,7	133 705	141 354,7

1.5. Энергия тиімділігі

Кешенді рұқсаттамалар берудегі энергия тиімділігі кез келген салалар мен технологиялық процестерге қатысты маңызды мәселе болып табылады.

Энергияны тұтыну келесі өзара байланысты себептерге байланысты бастапқы алюминийді өндірудің маңызды аспектісі болып табылады:

климаттың өзгеруі: энергия үшін қазба отындарын жағу парниктік газдардың негізгі антропогендік көзі болып табылады;

шикізат жаңартылмайтын қазба отын қорларын үздіксіз ауқымды тұтыну және тұрақтылықты қамтамасыз ету қажеттілігі;

экспорттық өнімге көміртегі салығын енгізу: өзіндік құнын арттыру және нарық үлесін жоғалту қаупі.

Энергияны пайдалану тиімділігін арттыру осы мақсаттарға жетудің ең жылдам, тиімді және үнемді тәсілі болып табылады.

IPPC директивасы кез келген қондырғыларды пайдалану кезінде энергияны тиімді пайдалануды талап етеді және энергия тиімділігі кез келген өндіріс процесі үшін ЕҚТ анықтауда қолданылатын критерийлердің бірі болып табылады.

Энергияны ұтымды пайдалану және тұтынушылардың энергия тиімділігін арттыру – Қазақстан Республикасы Энергия үнемдеу және энергия тиімділігін арттыру туралы заңының екі негізгі талабы [11]. Сондықтан энергия тиімділігін арттыру процестің қоршаған ортаға әсерінің көрсеткіші ретінде маңызды рөл атқарады.

Жалпы түсті металлургияда және атап айтқанда алюминий өндірісінде ЕҚТ бағалау кезінде энергия тиімділігін арттыру және энергияны пайдалану мәселелері айтарлықтай маңызға ие.

Алюминий өндірісінің өзіндік құны құрамдас бөліктер кешенінен қалыптасады, олардың ішінде электр энергиясының шығындары ең үлкен салмаққа ие (шамамен 35 %). Сондай-ақ, түсті металлургия өнімдерін өндіру кезінде жылу энергиясы мен отын (мазут, көмір, табиғи газ, дизель отыны және т.б.) тұтынылады.

Қазандық-пеш отыны (көмір, мазут, табиғи газ және т.б.) жылу және электр энергиясын өндіру үшін, сондай-ақ кәсіпорынның технологиялық қажеттіліктері үшін пайдаланылады.

Тау кен өндірісінде қолданылатын электр жабдықтарын келесі топтарға бөлуге болады:

электр энергиясын беру және тарату құрылғылары: электр беру желілері, трансформаторлар, кабельдер;

электр жабдықтары: Электр қозғалтқыштары, жарықтандырғыштар және қол құралдары;

басқару, бақылау, байланыс және автоматтандыруға арналған жабдық.

Кен өндіру және тасымалдау процесінде электр энергиясы келесі объектілерге жұмсалады:

электр гидравликалық жұмыс машиналары (мысалы. бұрғылау қондырғылары, қазбалардың шатыры мен қабырғаларын бекіту, бетонмен торкреттеуге арналған машиналар);

тасымалдаушылар;

кенді көтергіштер;

сығылған ауаны өндіру;

желдету.

Сондай-ақ, отын-энергетикалық ресурстар тиеу және тасымалдау жабдықтарына, шахта учаскелерін жылытуға және жарықтандыруға жұмсалады.

Байыту процестеріндегі энергияны тұтыну, ең алдымен, өңделетін кеннің көлемімен, пайдаланылатын байыту процестерімен және оған қажетті жабдықтармен анықталады. Әдетте, ең қуатты электр қозғалтқыштары кенді ұнтақтау кезінде қолданылады. Сондықтан энергия ресурстарын тұтыну кеннің ерекшеліктеріне және қажетті технологиялық процеске байланысты. Егер кен қатты болса, онда оны бөлу, ұнтақтау және ұнтақтау жұмсақ кенді өңдеуге қарағанда әлдеқайда көп энергияны қажет етеді.

Алюминий өндірісінде электр энергиясын тұтыну көрсеткіші электролизердің түріне және ток шығысына байланыстығ ол ток шығысы электролизердің технологиялық жұмысының негізгі көрсеткіші болып табылады, ол токтың пайдалы пайдалану дәрежесін анықтайды.

Ресурстарды үнемдейтін технологияларды қолдану өнімнің өзіндік құнын төмендетуге, сондай-ақ ресурстарды ұтымды пайдалануға бағытталған.

1.5.1. Алюминий өндірісінде энергияны пайдалану көрсеткіштері

Шығарылатын өнім бірлігіне шаққандағы энергетикалық ресурстардың үлестік шығынын айқындау үшін өнім өндірудің жылдық көлемі және энергетикалық ресурстарды тұтыну қажет.

Бокситтерді ашық өндіру [10].

1.20-кестеде өндірілетін А1/2 өнімінің бірлігіне негізгі бірыңғай технологиялық процесс үшін шикізат материалдарын тұтынудың үлестік деңгейлері бойынша деректер келтірілген.

1.20-кесте. А1/2 кәсіпорнының өндірілетін өнімінің бірлігіне негізгі бірыңғай технологиялық процесс үшін шикізат материалдарын тұтынудың үлестік деңгейлері

Р/с №	Өнімнің атауы	Өлшем бірлігі	Өндіріске түсетін шикізат пен материалдардың атауы	Өндіріс көлемі		Жылдық тұтыну көлемі			Жылдық тұтыну көлемі Түпкілікті өнімнің немесе көрсетілген қызметтің бірлігіне жұмсалатын шығын
				Макс	Мин	Өлшем бірлігі	Макс	Мин	Макс	Мин

1			2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	Кәсіпорын: А1/2 кен орны 1
2	Атауы: тау-кен өндірісі (Саны: 3)
3		Боксит	тонна	Бензин	3274219	1802539	тонна	49	43	0,000027	0,000013
4		Боксит	тонна	Дизельдік	3274219	1802539	тонна	11 868	7 322	0,006584	0,002236
5		Боксит	тонна	2016-2020 жылдар кезеңінде электр энергиясын тұтыну фактісі	3274219	1802539	квт.сағ	73 777 434	649 745	40,93	0,20
6	Кәсіпорын: А1/2 кен орны 2
7	Атауы: пайдалы қазбаларды өндіру
8		Боксит	тонна	Бензин	989797	303388	тонна	49	43	0,000162	0,000044
9		Боксит	тонна	Дизельдік отын	989797	303388	тонна	5 791	2 080	0,019087	0,002101
10		Боксит	тонна	Электроэнергия	989797	303388	квт.сағ	1 093 866	109 839	3,61	0,11
11	Кәсіпорын: А1/2 кен орны 2
12	Атауы: пайдалы қазбаларды өндіру
13		Боксит	тонна	Бензин	1285100	546	тонна	49	49	0,09009	0,00004
14		Боксит	тонна	Дизельдік отын	1285100	546	тонна	4 888	2 570	8,95222	0,00200
15		Боксит	тонна	Электр энергиясын қолдану	1285100	546	квт.сағ	3 171 079	1 124 311	5 807,84	0,87

BREF және ИТС 16-2016 анықтамалығынан бокситтерді өндіру кезінде шикізатты, отын-энергетикалық ресурстарды және суды тұтыну деңгейлерін салыстыру 1.21-кестеде келтірілген.

1.21-кесте. Энергия ресурстарын тұтынудың нақты көрсеткіштерін салыстыру

Р/с №	Параметр	Өлшем бірлік	Тұтыну деңгейлері
Р/с №	Параметр	Өлшем бірлік	BREF анықтамалығы	Түсті металл кендерін өндіру (ашық) ИТС 16-2016)	А1/2 (ПАК мәліметтері бойынша барлық кен орындары)
1	2	3	4	5	6
1	Электроэнергия	квтсағ/т	-	10-15	0,11 - 5 807,84

Глинозем өндірісі [10].

1.22-кестеде өндірілетін А2 кәсіпорын өнімінің бірлігіне негізгі бірыңғай технологиялық процесс үшін шикізат материалдарын тұтынудың үлестік деңгейлері бойынша деректер келтірілген.

1.22-кесте. А2 кәсіпорнының өндірілетін өнімінің бірлігіне негізгі бірыңғай технологиялық процесс үшін шикізат материалдарын тұтынудың үлестік деңгейлері

Өнімнің атауы		Өлшем бірлігі	Өндіріске түсетін шикізат пен материалдардың атауы	Өндіріс көлемі				Жылдық тұтыну көлемі						Түпкілікті өнімнің немесе көрсетілген қызметтің бірлігіне жұмсалатын шығын
				макс.		мин.		өлшем бірлігі		макс.		мин.		макс.		мин.
1		2	3	4		5		6		7		8		9		10
1	Кәсіпорын А2
2	Атауы: байер-агломерацияның сериялық-параллель нұсқасы әдісімен глинозем өндіру
3	алюминий тотығы	тонна	Боксит		1509052		1393411		тонна		4105676,		3485897,		2,946493174		2,309991306
4		тонна	Қызыл қалдық		1509052		1393411		тонна		2387648,		2355871,		1,713527452		1,561159589
5		тонна	мазут		1509052		1393411		тонна		163508,		151610,		0,117343698		0,100467048
6		тонна	бу		1509052		1393411		Гкал		5037254,		4777670,		3,615052558		3,166007533
7		тонна	кальцийленген сода, 100 %		1509052		1393411		тонна		168666,		152967,		0,121045406		0,101366288
8		тонна	Техникалық су		1509052		1393411		м³		8801816,		8219236,		6,316740718		5,446622118
9		тонна	Қалпына келтіруге арналған көмір (кокс, антрацит)		1509052		1393411		тонна		118806,		81012,		0,085262711		0,053684035
10		тонна	Пештегі көмір		1509052		1393411		тонна		787345,		698705,		0,565048647		0,463009227
11		тонна	Электроэнергия		1509052		1393411		кВт*сағ		666301244,		626047005,		478,17997992		414,861121419

1.23-кесте. Тұтыну мен энергия ресурстарының нақты көрсеткіштерін салыстыру

Р/с №	Параметр	Өлш. бірлігі	Тұтыну деңгейлері
Р/с №	Параметр	Өлш. бірлігі	BREF [9] анықтамалығы	Байер-агломерация (параллель нұсқа, АТС 11-2022 [84])	Байер-агломерацияның (Апатқа қарсы қорғаныс- АҚҚ) сериялық параллель нұсқасы
1	2	3	4	5	6
1	ОЭР	б.ш.о./т Г	0,26 - 0,4	0,658 - 0,905	1,5 - 1,52

Бастапқы және күйдірілген анодтардың алюминий өндірісі [12].

1.24-кестеде "Қазақстандық электролиз зауыты" АҚ өндіретін өнім бірлігіне негізгі бірыңғай технологиялық процесс үшін шикізат материалдарын тұтынудың үлестік деңгейлері бойынша деректер келтірілген.

1.1-кесте. А3 кәсіпорнының өндірілетін өнімінің бірлігіне негізгі бірыңғай технологиялық процесс үшін шикізат материалдарын тұтынудың үлестік деңгейлері

Өнімнің атауы		Өлшем бірлігі	Өндіріске түсетін шикізат пен материалдардың атауы	Өндіріс көлемі		Жылдық тұтыну көлемі			Түпкілікті өнімнің немесе көрсетілген қызметтің бірлігіне жұмсалатын шығын
Өнімнің атауы		Өлшем бірлігі	Өндіріске түсетін шикізат пен материалдардың атауы	макс.	мин.	өлшем бірлігі	макс.	мин.	макс.	мин.
1		2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	Кәсіпорын: А3
2	Атауы: бастапқы алюминий өндірісі
3	Бастапқы алюминий СТ АҚ 40494160-019-2016	тонна	күйдірілген анод	270000	250000	тонна	149000,	132000,	0,596	0,488888889
4		тонна	алюминий тотығы	270000	250000	тонна	525000,	482000,	2,1	1,785185185
5		тонна	таскөмір шайыры	270000	250000	тонна	27000,	23000,	0,108	0,085185185
6		тонна	мазут М 100	270000	250000	тонна	8600,	7900,	0,0344	0,029259259
7		тонна	алюминий фториді	270000	250000	тонна	5800,	4300,	0,0232	0,015925926
8		тонна	Электроэнергия	270000	250000	кВт*сағ	4504803360,	3207642500,	18019,21344	11880,157407407

1.25-кесте. Энергия ресурстарының меншікті шығыны

Р/с №	Атауы	Жылдық тұтыну көлемі			Технологиялық сипаттамалары
Р/с №	Атауы	өлш.бірлігі	макс.	мин.	өлш.бірлігі	макс.	мин.
1	2	3	4	5	6	7	8
1	Технологиялық процесс: бастапқы алюминий өндірісі
2	Электр энергиясы	мың. кВт·сағ	4 061 885	3 032 988	кВт·сағ/т Al	15 044,02	12 131,95
3	Электр энергиясы	б.ш.о	499 611,83	373 057,50	б.ш.о/ т Al	1,85	1,49
4	Технологиялық процесс: күйдірілген анодтар өндірісі
5	Мазут (қазандық-пеш отыны, төмен жану жылуы 9700 ккал/кг)	тонна	9 000	7 900	м/т КА	0,0604	0,05985
6	Мазут (қазандық-пеш отыны, төмен жану жылуы 9700 ккал/кг)	б.ш.о	12 475,80	10 950,98	—	—	—
7	Электр энергиясы	мың. кВт·сағ	48 488	38 382	кВт·сағ/т КA	325,42	290,78
8	Электр энергиясы	б.ш.о	5 964,00	4 721,04	—	—	—
9	ОЭР жиыны:	б.ш.о	18 439,80	15 672,02	б.ш.о/ т КA	0,124	0,119

Энергия тиімділігі көрсеткіштері

Ірі технологиялық қондырғылар мен өндірістердің энергетикалық тиімділігінің көрсеткіші шығарылатын өнім бірлігіне шаққандағы энергетикалық ресурстардың үлестік шығыны болып табылады. Қазақстан Республикасы Инвестициялар және даму министрінің 2015 жылғы 31 наурыздағы № 394 бұйрығымен. энергия тұтыну нормативтері бекітілді [13]. Түсті металлургия саласы бойынша электр энергиясының, жылу энергиясының және отынның нормативтік шығыны 1.26-кестеде келтірілген.

1.26-кесте. Өнім бірлігіне электр энергиясы шығысының нормативтері

Р/с
№

Өндіріс атауы

Өнім бірлігі

Өнім бірлігіне шаққандағы электр энергиясының меншікті шығыны, Киловатт-сағат

1	2	3	4
1	Түсті металлургиядағы байыту фабрикалары	кен тоннасы	35
2	Глинозем мен анод массасын өндіру
3	глинозем	тонна	757
4	Анодтық масса:
5	орта есеппен ірі цехтар бойынша	тонна	60
6	орта есеппен шағын цехтар бойынша	тонна	75
7	Алюминий өндірісі
8	электролизді қоспағанда, технологиялық операциялар	тонна	570
9	электролит цехында алюминийді балқыту	тонна	550
10	түсті металлургияның электролиз өндірісі	тонна
11	Алюминий	тонна	19 000, 15 150^*
12	алюминий илем:	жалдау тоннасы	6 000
13	алюминий құбырлар	құбырлар тоннасы	12 000
14	алюминий табақ	тонна	1 100
15	алюминий фольга	тонна	2 600

* есептеумен айқындалатын үлес шығыны.

1.27-кесте. Өнім бірлігіне шаққандағы электр энергиясының нақты және нормативтік шығынын салыстыру

Р/с №	Өндіріс/Кәсіпорын	Кеннің тоннасына энергия шығыны, кВт-сағ/т
Р/с №	Өндіріс/Кәсіпорын	Норматив	КТА
1	2	3	4
1	Бастапқы алюминий өндірісі	19 000, 15 150	15 044,02
2	Күйдірілген анодтар өндірісі	60-75	325,42
3	Глинозем өндіру	757	478,18

1.27-кестеге сәйкес күйдірілген А3 анодтарын өндіру кезінде өнім бірлігіне шаққандағы электр энергиясының нақты шығыны нормативтен 4 есе артық.

Энергия тиімділігін арттыру бағыттары

Әлемдік тәжірибе көрсеткендей, энергия тиімділігін арттыру әдістерінің бірі ISO 50 001 [14] халықаралық стандартында немесе ҚР СТ ИСО 50 001 [15] ұлттық стандартында сипатталған энергия менеджменті жүйелерінің болуы болып табылады.

Қазіргі жағдайда энергия тиімділігін арттыруға бағытталған іс-шараларды шартты түрде үш топқа бөлуге болады:

қарқынды энергияны үнемдеу-электролиттің газбен толтырылуын азайту, электролизердің қоректену жүйесін рационализациялау және электролиттегі глиноземның еру қарқындылығын арттыру, анодтық әсерлердің жиілігін азайту, электролизердің жылу-энергетикалық балансын басқару тиімділігін арттыру, электролиз процесін басқару алгоритмдерін жетілдіру;

энергетикалық жаңғырту - жаңа материалдарды-катодты қаптаманы қаптауға арналған графитті және антрацитті-графитті блоктарды әзірлеу және енгізу, электролизердің құрылмасына және катодтардың пішініне дизайнерлік өзгерістер енгізу, электр тізбегінің шиналары мен түйіспелі тораптарын жетілдіру;

кәдеге жарату шаралары - электролизерлерден эвакуацияланатын газдарды олардың физикалық көлемін және тасымалдауға жұмсалатын энергия шығынын азайту, пайдаланылатын газ тазарту қондырғыларының қуатын азайту, сондай-ақ салқындатылатын газдардың жылуын жылу тасымалдағышты, мысалы, суды одан әрі технологиялық немесе энергетикалық қажеттіліктерге пайдалана отырып жылытуға пайдалану мақсатында салқындату.

Электр энергиясының меншікті шығынын төмендетуге процесті басқарудың автоматтандырылған жүйелерін енгізу, жабдықтың ұтымды құрылымдық шешімдері және оған қызмет көрсету арқылы қамтамасыз етілетін ток шығысын арттыру арқылы қол жеткізіледі.

Электр энергиясын тұтынудың көп бөлігі әртүрлі қондырғылардың электр жетегіне түсетіндіктен, электр қозғалтқыштарын таңдағанда күрделі шығындарды, қуат пен тиімділікті ескеру қажет. Қуатты қозғалтқыштар қажет және олар қарқынды пайдаланылатын тау-кен өндірісінде энергетикалық тиімді жоғары сапалы қозғалтқышты таңдау маңызды [16].

Желдету мен аэрация шамдарының элементтерін дұрыс пайдалану қуат шығынын азайтуға мүмкіндік береді, өйткені шинаның температурасының жоғарылауы ондағы энергия шығынын арттырады. Технологиялық тәртіпті сақтау, өндіріс процестерінің оңтайлы параметрлерін сақтау сонымен қатар шикізат пен электр энергиясын тұтынуды азайтуға және апаттық шығарындылардың алдын алуға ықпал ететін маңызды бағыттар болып табылады.

1.6. Негізгі экологиялық проблемалар

Тау-кен қызметі қоршаған ортаға сөзсіз әсер етеді. Тау-кен жұмыстарының қоршаған ортаға әсері геологиялық ерекшеліктерге, кен орнының мөлшеріне, формасына және пайдалы компоненттің концентрациясына, орналасқан жердің табиғи-климаттық ерекшеліктеріне, сондай-ақ қолданылатын өндіру және байыту әдістеріне, таңдалған техникалық және технологиялық шешімдерге, табиғатты қорғау шараларына және т. б. байланысты.

Тау-кен қызметі қоршаған ортаның барлық компоненттеріне: жер қойнауына, жерге, топыраққа, жер үсті және жер асты сулары, атмосфералық ауаға, өсімдіктер мен жануарлар әлеміне әсер етеді.

Алюминий өндірісі бойынша кәсіпорындардың негізгі экологиялық аспектілері атмосфералық ауаға ластаушы заттардың шығарындылары, кеніш және шахта суларының, қалдықтардың (күл мен байыту қалдықтарының) түзілуі, жерді пайдалану болып табылады.

1.2-сурет. а - карьердің және б - жерасты кенішінің (шахтаның) қоршаған ортамен өзара әрекеттесу сызбасы

Бастапқы алюминий өндірісінде қоршаған ортаның ластануын тудыруы мүмкін типтік заттар:

фторлы сутегі;

нашар еритін бейорганикалық фторидтер;

алюминий оксидтері;

көміртек оксиді;

шайырлы заттар;

бензин (а) пирен;

күкіртті ангидрид.

1.6.1. Атмосфералық ауаға ластаушы заттардың шығарындылары

Пайдалы қазбаларды өндіру кезінде атмосфералық ауаға шығарындылар жарылыс жұмыстарынан, тау жыныстарын қазу мен экскавациялаудан, кенді ұсақтаудан, тасымалдау мен тиеу-түсіру жұмыстарынан, ұсақ ұнтақтау мен байытудан, жылумен жабдықтаудан, көлік пен өндірістік машиналардан, сондай-ақ соңғы өнім мен сыйымды жыныстарды төгуден түседі. Ең маңызды шығарындылар - жарылғыш және пайдаланылған газдар (СО₂, СО, көмірсутектер, NOx, SO₂, майдадисперсиялық қаты бөлшектер), өндірістік газдар, тоқтатылған заттар мен минералды шаң. Минералды шаңның шығарындылары (яғни тоқтатылған бөлшектер) әр түрлі қызмет түрлерінде пайда болады, мысалы, кен өндіру, тасымалдау, тиеу, ұсақтау, ұнтақтау, негізгі жыныстарды төгу, қалдықтарын сақтау.

1.3-сурет. Тау-кен жұмыстарын жүргізу кезінде атмосфераның ластануының негізгі көздері мен түрлері

Кенді өндіру және тасымалдау

Кен өндіру және тасымалдау кезінде кен орнын өңдеу әдісіне қарамастан минералды шаң, пайдаланылған газдар мен жарылғыш газдар шығарындылары түзіледі. Минералды шаң кендерден, жол беттерінен, дөңгелектерден және жүк платформаларынан ауаға шығарылады.

Қоршаған ортаның ластануы зиянды газдар мен шаңды шаң-газ бұлтынан және жарылған тау массасынан газдарды шығару арқылы жүреді. Кен өндіру үшін пайдаланылатын жарылғыш заттар (мысалы, эмульсиялық жарылғыш заттар, АНДО) жарылыс кезінде су буына, оксидке және көмірқышқыл газы, және азот оксидтері. Жарылыс кезінде түтін де пайда болады. Бұл газдардың көлемі жарылғыш заттың килограммына 0,7-1 м³ газды құрайды.

Жарылыс кезінде пайда болған ыстық газ өзімен бірге атмосфераға тау жыныстарының шаңын алады. Бұл жағдайда атмосфераға көтерілетін шаңның көлемі заряд пен жарылатын материалға байланысты. Тау жыныстарының материалы негізінен шахтаға жақын жерде тұнбаға түседі, бірақ жұқа шаң шахтадан алыс қашықтыққа тасымалдануы мүмкін. Мысалы, графит шаңы үлкен аумаққа таралады және ластану қабілетіне байланысты аз мөлшерде де оңай көрінеді.

Шахталарда да, карьерлерде де ауаны ластаудың қарқынды және тұрақты жұмыс істейтін көзі автокөлік болып табылады. Іштен жану қозғалтқыштарының пайдаланылған газдары күрделі көп компонентті қоспаны білдіреді. Қазіргі уақытта олардың құрамында 200-ден астам түрлі заттар анықталған. Газдардың ішіндегі ең қауіптісі - көміртегі тотығы (көміртегі тотығы), азот диоксиді, күкірт диоксиді, ҰОҚ.

Кенді және аршыма тау жыныстарын тасымалдау кәсіпорындардың аумағында тасымалданатын тау массалары түсетін жабыны жоқ жолдар арқылы жүзеге асырылады. Минералды материал ауыр көлік дөңгелектерінің астында ұсақ шаңға айналады, содан кейін жол бетінде шаң қабаты жиі пайда болады. Шаң мен пайдаланылған газдардың көліктік шығарындыларының көлемі аралық тиеу-түсіру кезінде, сондай-ақ кеніштен байыту цехына дейінгі қашықтық ұлғайған сайын өседі. Ашық әдіспен шаң мен пайдаланылған газдар шығарындылары жер асты әдісіне қарағанда, ең алдымен көлік қозғалысына байланысты айтарлықтай көп. Бұл шығарындылар еңбекті қорғау ережелерімен де шектеледі.

Кеніш ауасында азот, метан, көміртегі тотығы, күкірт газы, күкіртсутек, азот оксидтері, сутегі, ауыр көмірсутектер, радон, аммиак және басқа да зиянды газдар, сондай-ақ су мен шаң буы болуы мүмкін. Жарылыс жұмыстары, өрт, іштен жану қозғалтқыштарының жұмысы, компрессорлық газдар, органикалық заттардың ыдырауы (шахтадағы ағаштың шіруі), тау жыныстары мен шахта суларынан шыққан сулар шығарындылар көзі болып табылады.

Карьер атмосферасының жалпы ластануы, әдетте, тымық ауа-райында және әсіресе инверсия кезінде байқалады. Бұл тау-кен көлігі жабдығының жұмысы кезінде немесе қолайсыз метеорологиялық жағдайларда жүргізілген жаппай жарылыстан кейін зиянды қоспалардың біртіндеп жинақталуынан туындайды. Жел баяу соққанда зиянды қоспалардың, яғни жергілікті ластанудың жоғары концентрациясы бар "желдетілуі қиын" аймақтар пайда болуы мүмкін. Атмосфераның жергілікті ластануы әдетте тау-кен көлігі жабдықтарының ең көп шоғырланған аймақтарында: түсіру алаңдарында, кен түсіретін орындарда, көшпелі траншеяларда, сондай-ақ карьерлердің төменгі горизонттарында байқалады.

Кен дайындау (ұсақтау, елеу)

Ұсақтау мен елеуден шығатын шығарындылар көбінесе жабдықтың орналасуына байланысты. Үй-жайда немесе жер асты қазбаларында орналастырылған ұсақтау және елеу блогының шығарындылары әдетте қоршаған ортаға үлкен жүктеме әкелмейді, өйткені шаң шығарындылары еңбекті қорғау ережелерімен шектеледі. Машиналар тау массасын ұнтақтағыштың тиеу тесігіне айналдырады, әдетте әлі де ашық кеңістікте, сондықтан тазалау үшін шаң шығарындыларын толығымен жинау мүмкін емес. Толығымен немесе ішінара ашық ауада орналасқан блоктан, әдетте, үй ішінде орналасқан жабдыққа қарағанда көбірек шаң шығарындылары пайда болады. Ашық кеңістікте орналасқан блоктың шаң шығарындыларының көлемі мен құрамы ауа-райына, кен түріне, қолданылатын технологияға байланысты. Ұнтақтау сатысында ұсақталғаннан және экрандалғаннан кейін атмосфераға көп мөлшерде шығарындылар түспейді, өйткені ұнтақтау әдетте жабық блокта, сулы ортада-целлюлозада жүзеге асырылады.

Тау-кен массасын сақтау және тасымалдау

Тау-кен массасын сақтау, тиеу және тасымалдау кезінде отынды карьерлік көлікпен жағу кезінде бөлінетін көлік құралдарының шаңы мен пайдаланылған газдарынан шығарындылар түзіледі.

Тау-кен массасын шамадан тыс тиеу орындары (конвейерден конвейерге шамадан тыс тиеу, автосамосвалдарды үйіндіге немесе бункерге түсіру, вагондарды бункерге немесе экскаватордың шұңқырына түсіру және т.б.) шаң шығарудың қарқынды көздері болып табылады. Сонымен қатар, роторлы кешендердің, ұсақтау және қайта тиеу пункттерінің жұмысы, тау жыныстарын игеру, автомобиль көлігінің қозғалысы және бульдозерлік үйінді түзілу пайда болған кезде технологиялық процестің барлық операциялары белсенді шаң шығарумен бірге жүреді.

Тау-кен массасын ашық кеңістікте сақтау әдетте шаңды тудырады, жауын-шашын шаңы жер үсті және жер асты су объектілеріне түсуі мүмкін. Шаң шығарындылары аршыма тау жыныстардың үйінділері мен жиналатын дайын өнімнің қатарларының бетінен немесе жерге оянатын құрғақ материалды тиеу кезінде бөлінуі мүмкін. Қойма кезіндегі шаң шығарындыларының көлемі ауа-райына, сондай-ақ қолданылатын технологияларға байланысты.

Алюминий өндірісі

Түсті металлургия салаларының ішінде алюминий бірінші орында, оны тұтыну қарқыны болат, мырыш, никель, мыстан жоғары. Осы артықшылықтарға қарамастан, алюминий өндірісі экологиялық тұрғыдан қолайсыз, сонымен алюминий өнеркәсібінің қалдықтары жылына шамамен 190 мың тоннаны құрайды, оның 33 % - ы қайта өңделеді және сатылады.

Алюминий өндірісінің әртүрлі кезеңдерінде қоршаған ортаға теріс әсер ететін зиянды газдар мен қатты қалдықтар пайда болады.

Алюминий өндірісінде зиянды компоненттердің бөлінуі глиноземның (техникалық алюминий оксиді) электролиз кезеңінде жүреді. Электролиз процесінде мынадай ластаушы заттар түзіледі:

көміртек, күкірт, азот оксидтері;

фторлы сутегі;

бензпирен, дибензантрацен, безантрацен;

натрий фториді, кальций фториді;

шайырлы заттар.

Құрамында металл бар шаңға хром, бериллий, литий, сілтілі аэрозольдер, канцерогенді қосылыстар, зиянды газдар кіреді.

Қазіргі заманғы алюминий өндірісінде орташа қуаттылығы 1 тонна алюминийге шығарындылардың болжамды саны келеді:

фторлы қосылыстар – 25 кг;

күкірт ангидриді – 30 кг.

ШЕШ (Шекті рұқсат етілген шығарындылар) нормативтерінің есептік деректері бойынша А3 қызметінен атмосфераға ластаушы заттардың шығарылуы мынадай көрсеткіштермен сипатталады:

АЛИ (атмосфера ластануының индексі)-нің жалпы саны 183 көзді құрайды, оның ішінде ұйымдасқан – 138, ұйымдастырылмаған – 45;

жалпы шығарындылар жылына 52 439 тоннаны құрайды. Негізгі ластаушы заттар төмендегі кестеде келтірілген.

1.28-кесте. А3 шығарындыларына ең көп үлес қосатын заттар

Р/с №	Ластаушы заттың атауы	Түгендеу деректері бойынша 2020 жылы тонна шығарындылары	Жалпы шығарындылардағы үлесі, %
1	2	3	4
1	Көміртек оксиді	42 344	80,75
2	Күкірт диоксиді	8 114	15,47
3	Құрамында % кремний диоксиді бар бейорганикалық шаң: 70-тен астам (Динас)	628	1,20
4	Алюминий оксиді (диалюминий триоксиді)	565	1,08
5	Құрамында кремний диоксиді бар бейорганикалық шаң%: 20-дан аз (доломит, цемент өндірісінің шаңы-әктас, бор, күйінді, шикізат қоспасы, айналмалы пештердің шаңы, боксит)	265	0,51
6	Нашар еритін бейорганикалық фторидтер (алюминий фториді, кальций фториді, натрий гексафторалюминаты)	226	0,43
7	Азот оксидтері	94	0,18
8	Фторлы газ тәрізді қосылыстар	74	0,14
9	Құрамында кремний диоксиді бар бейорганикалық шаң%: 70-20 (шамот, цемент, цемент өндірісінің шаңы-саз, сазды тақтатас, домна қожы, құм, клинкер, күл, кремний диоксиді, қазақстандық кен орындарының көмір күлі)	40	0,08
10	Құрамында бензпирен мөлшері 0,1-ден 0,15-ке дейінгі көмір шайырының сублимациясы %	13	0,02
11	Басқа заттар^*	75	0,14

* оның ішінде бензин/а/ пирен 4,61 кг/жыл.

Ластаушы заттар шығарындыларының ұйымдастырылған көздері: газ тазарту қондырғыларының құбырлары, желдету қондырғыларының құбырлары және өндірістік цехтардың дефлекторлары. Шығарындылардың негізгі көзі – 90 % үлес қосатын алюминий электролизі цехы (1.29-кесте). Ластаушы заттар шығарындыларының ұйымдастырылмаған көздері: тиеу-түсіру жұмыстарын жүргізу және өнеркәсіптік алаң аумағы бойынша арнайы көлік қозғалысы учаскелері.

2020-2023 жылдарға арналған эмиссияларға рұқсат деректерін талдау жоғарыда көрсетілген ластаушы заттар шығарындыларының құрылымы тұрақты болып табылатынын және жақын арада елеулі өзгерістерге ұшырамайтынын көрсетеді.

1.29-кесте. А3 шығарындыларының негізгі көздері

Р/с №	Шығарындылар көзі	Түгендеу деректері бойынша 2020 жылы тонна шығарындылары	Жалпы шығарындылардағы үлесі, %
1	2	3	4
1	Алюминийді электролиздеу цехының ГТҚ құбырлары	47 611	90,79
2	Алюминий электролиз цехының аэрациялық шамдары	1 714	3,27
3	Күйдірілген анодтарды тазарту станциясы, сынама алу станциясы	1 708	3,26
4	Мұнай коксын сақтау сүрлемі	352	0,67
5	Электр жылыту пештері араластырғыштар	348	0,66
6	Автокөлік шығарындылары	80	0,15
7	АПУ коксты ұсақтау	68	0,13
8	Коксты құю және тасымалдау және сақтау торабы	59	0,11
9	Грейфер электролитінің ұсақталуы	54	0,10
10	Мұнай коксы мен жасыл қабылдау құрылғысын құю торабы	39	0,07
11	Жасыл металлургия өндірісінің қалдығын сақтау қоймасы	33	0,06
12	Күйіндіні тазарту	29	0,06
13	Қайта пайдалану материалдарын қайта өңдеу және сақтау учаскесі	17	0,03
14	Сұйық шайыр сақтау қоймасының шығындық сыйымдылығы	13	0,02
15	Пеш массасын дайындау бөлімі	12	0,02
16	Хоппер вагондарынан глинозем түсіру	11	0,02
17	Мұнай коксын кептіру	10	0,02
18	Басқа да атмосфера ластану индексі (АЛИ)	281	0,54

1.29-кестедегі мәліметтерге сәйкес, барлық шығарындылардың шамамен 99 %-ы ұйымдасқан көздер арқылы бөлінеді.

Кәсіпорынның шығарындыларына алюминий электролизімен және отын-энергетикалық ресурстарды пайдаланумен байланысты технологиялық процестер үлкен үлес қосады.

Көміртегі оксиді мен күкірт диоксиді кәсіпорын шығарындыларының 96 % құрайды.

Отын-энергетикалық ресурстарды пайдаланудан шығарындылар күйдірілген анодтарды өндіру кезінде, сондай-ақ кәсіпорынның автокөлігімен дизель отыны мен бензинді жағу нәтижесінде пайда болады.

EMEП/ЕАОС ластаушы заттардың шығарындыларын түгендеу жөніндегі нұсқаулыққа сәйкес [17] бастапқы алюминий өндірісіндегі негізгі ластаушы заттар:

СО₂ электролиз процесінде шығарындылардың негізін құрайды;

фторлы сутегі электролиз процесінде алюминий фторы мен криолиттің сутегімен реакциясы нәтижесінде пайда болатын фтор шығарындыларының 50-80 % құрайды;

перфторкөміртектер (PFC) анодтың әсерінен түзіледі. Тетрафторометан (CF₄) және гексафторэтан (C₂F₆) 10:1 қатынасында шығарылады және олар қалыптасқан кезде қолданыстағы технологиямен газ ағынынан шығарыла алмайды;

анод өндірісінде полициклді хош иісті көмірсутектердің шығарындылары пайда болады;

SO₂, күкіртті карбонил (COS) анодтардағы күкіртпен оттегінің реакциясы нәтижесінде бөлінеді;

алюминий оксиді және криолит түрінде электролиз процесінде шаң бөлінеді. Құю сонымен қатар шаң шығарындыларының көзі бола алады.

1.6.2. Cу объектілеріне ластаушы заттардың төгінділері

Тау-кен кәсіпорнының су ортасына әсер етуінің негізгі факторы қалқыма бөлшектермен және еріген химиялық заттармен ластанған жер үсті және шахта суларының төгінділері болып табылады. Сонымен қатар, жер асты жағдайында дренаждық шахталармен карьерлерді құрғату кезінде дренажды жер асты сулары ластанады, ал шахта суын айдау кезінде радиусы ондаған шақырымға жететін депрессиялық шұңқырлар пайда болады. Су қоймаларына жүктеме көздері байыту процестері, сондай-ақ тау жыныстары мен кен үйінділерінен және қалдық қоймаларынан табиғи ағын болуы мүмкін. Сонымен қатар, су объектілері шаңмен, сондай-ақ су жинау бетінен жер үсті ағынымен ластануы мүмкін. Төменде кен өндіру және байыту процестерінен су объектілеріне жүктеме толығырақ сипатталған.

Кен өндіру кезіндегі әсері

Кеніштен жер асты сулары және қазбаларды құрғақ күйде ұстау үшін сол жерге енетін жер үсті ағындары жер бетіне шығарылады. Суды айдау қажеттілігі өңделетін кен орнының геологиялық және гидрогеологиялық ерекшеліктеріне байланысты. Айдалатын судың химиялық құрамына кендер мен негізгі жыныстардың заттық құрамы және пайдалы қазбаларды алу (өндіру) үшін қолданылатын жарылғыш заттар әсер етеді.

Кен түріне байланысты оны өндіру кезінде металл тұздары суға ене алады. Мәселен, сульфидті кендерді өндіру кезінде айдалатын сулар, әдетте, қышқыл болады және құрамында металл кездеседі.

Тау-кен қазбаларынан айдалатын судың құрамында суспензияланған заттар мен сульфидті минералдардың металдар мен сульфаттардың тотығу реакцияларында бөлінетін жарылғыш заттардың қалдықтары болуы мүмкін. Жарылғыш заттар әдетте аммоний нитраты негізінде жасалады, сондықтан олар кеніш суларына нитраттар мен аммоний иондарына түсіп, су объектілерінің эвтрофиясын тудыруы мүмкін. Жарылғыш заттардың құрамында су ағзаларына улы органикалық қосылыстар (мысалы, минералды майлар) болуы мүмкін.

Кен өндіру кезінде жарылмаған жарылғыш зат кенмен байыту цехына немесе бос жыныспен үйінділерге түседі. Жарылғыш заттың құрамындағы аммиак селитрасы тұндырғыш тоғандардың немесе қалдық қоймалардың суында ериді және су қоймаларының нитрат және аммиак азотымен ластануын тудырады.

Қар еріген немесе жаңбыр жауған кезде карьерлердің, шахталар мен фабрикалардың жер бұрмаларында орналасқан тау жыныстарының үйінділері мен дайын өнімнің ашық қоймалары жер үсті және жер асты (негізінен жер асты) суларының ластану көздеріне айналады. Үйіндіге түсіп, оның бүйір беттерінен ағып жатқан атмосфералық су тау жыныстарының эрозиясына байланысты ластанады, ал тау жыныстары арқылы сүзу кезінде ол азды-көпті минералданады.

Жерасты қазбаларында өздігінен жүретін жабдықты, ал ашық тау-кен қазбаларында іштен жану қозғалтқыштары бар қуатты көлік және технологиялық жабдықты қолдануды кеңейту шахта және карьер суларының мұнай өнімдерімен ластануының артуына әкелді. Кенді өндіру кезінде су объектілері мен топырақ жағдайының сапалық нашарлауы технологиялық жабдықта пайдаланылатын майлардың және оларды сақтау орындарынан химиялық реагенттердің ағып кетуінің салдары болуы мүмкін. Сондай-ақ, кеніш суларында тау-кен жабдықтарынан жанар-жағармай материалдарының едәуір концентрациясы болуы мүмкін. Өндірістік қызмет кезеңінде мұнай өнімдерінің су қоймаларына ағуы тау-кен техникасының гидравликалық және отын жүйелерінің зақымдалуына байланысты мүмкін болады.

Карьерден айдалатын су резервуарға (су жинағыштарға) жиналады, содан кейін ластану дәрежесіне қарай оны одан әрі тазарту және қоршаған ортаға шығару үшін тұндырғыштарға немесе жинақтаушы тоғандарға жіберіледі. Ластанған шахта және карьер суларының жер үсті су объектілеріне төгілуінің одан әрі әсері су ағынының гидрологиялық және температуралық режимінің өзгеруінен, химиялық құрамынан, су биоәртүрлілігіне, сондай-ақ су объектісін одан әрі пайдалану мүмкіндіктеріне теріс әсер ететін бұлттылық пен түбінің лайлануының жоғарылауынан көрінеді.

Кендерді байыту кезіндегі әсері

Байыту кезінде ластаушы заттар кеннің су объектілеріне өтіп кетеді. Байыту процесінде кен механикалық түрде ұсақ минералды фракцияларға дейін ұнтақталады. Кен дайындау процесінде минералды кристалдардың беттері зақымдалады, Минералдардың химиялық тепе-теңдігі өзгереді, содан кейін олардың бетінен, мысалы, металдар мен күкірт технологиялық процеске шығарылуы мүмкін.

Тау-кен жобалары судың сапасына және жұмыс жүргізілетін аудандағы су ресурстарының қолжетімділігіне айтарлықтай әсер етеді. Негізгі мәселе-жер үсті және жер асты суларының қоры адамның қажеттіліктерін қамтамасыз етуге жарамды болып қала ма және тау-кен жұмыстарының ауданындағы жер үсті суларының сапасы су объектілерінің, сондай-ақ жер үсті жабайы табиғатының таза флорасы мен фаунасын қолдау үшін қолайлы болып қала ма.

Негізгі әсерлердің ішінде мыналарды анықтауға болады:

1. Топырақ пен тау-кен қалдықтарын жер үсті суларына жуу. Көптеген тау-кен жобалары үшін топырақ пен тау жыныстарының эрозияға ұшырау мүмкіндігі маңызды мәселе болып табылады, нәтижесінде жер үсті суларының сапасы нашарлайды. Сондықтан эрозияға қарсы күрес шахтаны пайдалану басталғаннан бастап қалпына келтіру аяқталғанға дейін жүргізілуі керек. Эрозия жақын маңдағы су айдындарында, әсіресе қатты нөсер кезінде және белсенді қар еріген кезде жауын-шашынның (және кез келген ілеспе химиялық ластанудың) айтарлықтай шөгуіне әкелуі мүмкін. Тау-кен жұмыстары учаскелеріндегі эрозия/шөгінділердің негізгі көздеріне карьерлер, бос және аршылған жыныстардың үйінділері, қалдық шаруашылығы, кірме және тасымалдау жолдары, кен үйінділері, техникаға қызмет көрсету орындары, геологиялық барлау жұмыстары учаскелері, сондай-ақ рекультивация сатысындағы учаскелер кіруі мүмкін. Сондай-ақ, бұзылған жерлерден алынған материалдар (тау-кен жұмыстарынан, бос жыныстардың үйінділерінен, ластанған топырақтан және т.б.) тұнбамен бірге химиялық ластаушы заттарды, негізінен ауыр металдарды тасымалдай алады.

2. Кеніштің сутөкпенің әсері. Кеніш суларын тау-кен жұмыстарынан шығару және ағызу қоршаған ортаға әсердің жиынтығы болып табылады. Сулы горизонт жер асты тау-кен қазбаларынан немесе карьер түбінен жоғары болған кезде, тау-кен қазбаларында су жиналады. Бұл жағдайда тау-кен қазбаларынан суды сорып алу керек. Сонымен қатар, суды шахтаны (карьерді) қоршап тұрған ұңғымалардан сорып алуға болады, бұл сулы горизонтта депрессиялық шұңқыр жасайды, осылайша судың қазбаларға енуін азайтады. Кеніш жұмыс істеп тұрған кезде, кеніш сулары үнемі сорылып, кен өндіруді қамтамасыз етуі керек. Алайда, кен өндіру аяқталған кезде, кеніш суларын айдау жиі тоқтайды, бұл жарықтарда, шахталарда, көлденең қазбаларда, карьерлерде судың жиналуына және қоршаған ортаға бақылаусыз түсуіне әкелуі мүмкін. Кейбір аудандарда жер асты суларының сарқылуы және жер үсті сулары мен жақын маңдағы сулы-батпақты жерлерге әсер етуі үлкен проблема болуы мүмкін.

Жер асты сулары деңгейінің төмендеуі нәтижесінде әсер ету түрлері жер үсті суларының азаюын немесе толық сарқылуын қамтуы мүмкін; олардың сапасының төмендеуі және сумен байланысты шаруашылық қызметтің бұзылуы; тіршілік ету ортасының деградациясы (жағалау аймақтары, бұлақтар мен сулы-батпақты жерлер ғана емес, сонымен қатар жер асты суларының деңгейі аймақтан төмен болған жағдайда биіктіктерде бұталар терең тамырларға әсер етуі мүмкін); үй құдықтарындағы судың азаюы немесе толық жоғалуы; жер асты суларын айдау (ағызу) орнынан төмен қарай жер үсті суларына қайта айдауға байланысты судың саны мен сапасына қатысты мәселелер.

Егер су төгілетін болса, шахтадан сорылған су тиісті тазартудан кейін жер үсті суларына жағымсыз әсерлерді азайту үшін пайдаланылуы мүмкін. Алайда, дренаж тоқтаған кезде, депрессиялық шұңқырлар ондаған жылдар бойы қалпына келтіріліп, жер үсті ағынының көлемін үнемі төмендетіп отыруы мүмкін.

Сулы-батпақты жерлерді құру үшін сорылған суды пайдалануға негізделген ластану деңгейін төмендету шаралары тек су төгетін кезеңде ғана жүзеге асырылуы мүмкін [19].

Алюминий өндірісінің әсері

Өндірістің әртүрлі технологиялық процестері үшін суды пайдалану кезінде ағындар пайда болады.

Металлургиялық өндірістердің ағынды суларындағы ластаушы заттардың түрлері мен концентрациясы негізінен өңделетін шикізат пен қолданылатын технологиялық реагенттердің құрамына, сондай-ақ ағынды суларды тазарту (залалсыздандыру) сапасына байланысты.

Суға деген қажеттілікті қамтамасыз ету үшін А3-те екі сумен жабдықтау жүйесі болады:

Техникалық сумен жабдықтау екі көзбен жүзеге асырылады: Павлодар қаласының су құбыры желілерінен және 7 артезиан ұңғымасынан жер асты суларымен.

Зауытты өндірістік сумен жабдықтау айналым схемасы бойынша жүзеге асырылады, ол үшін су айналымының 4 торабы бар. Су айналымы тораптары ЦЭА құю бөлімшесінде, анод-монтаж бөлімшесінде (АМБ), компрессорлық станцияда, кремний-түрлендіргіш қосалқы станцияда жабдықты салқындату үшін су береді. Қыздырылған су желдеткіш салқындату мұнараларында салқындатылады, содан кейін өндіріс процесіне оралады.

Пайдаланғаннан кейін ағынды сулардың келесі түрлері пайда болады:

1. Кәріздің жерасты желілері бойынша зауыт алаңынан шаруашылық-тұрмыстық сарқынды сулар кәріз сорғы станцияларында (КСС), сондай-ақ өнеркәсіптік ағынды суларды тазарту станциясының қабылдау резервуарында жиналады, ол жерден шаруашылық тұрмыстық ағынды суларды тазарту құрылыстарына беріледі.

Тазарту станциясының жобалық өнімділігі – тәулігіне 780 м³.

Ағынды суларды тазарту әдістері-коагуляция және флокуляция камераларында толық тазартумен механикалық және биологиялық, содан кейін зарарсыздандыру қондырғысында Ағынды суларды зарарсыздандыру. Тазартылған ағындар ЖЭО-1 А2 жұмыс істеп тұрған күл үйіндісінің тұндырылған тоғанына төгіледі;

2. Өндірістік ағынды сулар қажет болған жағдайда LQGF-75 типті өнеркәсіптік станциясында ішінара тазартылады.

Тазарту құрылыстарының құрамына: коагуляцияға арналған жабдық, флотацияға арналған жабдық, кварц құмынан және белсендірілген көмірден тиелетін сүзгілер кіреді.

Тазартудан кейін ағынды сулар өндіріске қайтарылады. Тазалау жабдықтарының номиналды өнімділігі - 75м³/сағ. Басқару әдісі - автоматты үздіксіз жұмыс режимі. Ағынның химиялық реагенттермен әрекеттесу уақыты-16 минут. Бөлу кезеңі - 30 минут.

3. Кәсіпорын аумағынан жер үсті ағыны науалар мен нөсерлі кәріз құбырлары жүйесі бойынша сорғы станциясына тартылады, сол жерден коллектор арқылы жинақтаушы тоғанға төгу үшін тасымалданады. Негізгі цехтардың (ЭЭА, ОПЭ) қатты жабыны бар аумағынан жаңбыр және еріген суларды нөсер кәріз жүйесі бойынша ауырлық ағынымен промстоктарды тазарту станциясының қабылдау резервуарына ағызады, ол жерден жинақтаушы тоғанға төгіледі.

Регенерация және шаю процесінде пайда болатын өндірістік сарқынды сулар промстоктарды тазарту станциясының сүзгілерінде, су айналымы тораптарының сүзгілерінде және қазандықтардағы су дайындауға арналған сүзгілерде кейіннен жинақтаушы тоғанға ағыза отырып, нөсер кәрізі арқылы бұрылады.

Кәсіпорын аумағынан өндірістік және нөсерлі сарқынды сулардың қабылдағышы жинақтаушы тоған болып табылады, әрқайсысының көлемі 170 х 340 м екі секциядан тұрады. Сақтау тоғанының ауданы-143250 м² (14,25 га). Сақтау тоғанының жобалық қабілеті 250 000 м³. Бір бөлімнің сыйымдылығы-125000 м³.

Буландырғыш тоғанға төгу екі су шығару бойынша жүзеге асырылады: №1 су шығару (төгу көлемі жылына 81 мың м³) және №1 су шығару (төгу көлемі жылына 55 мың м³).

1.31-кесте. 2019 жылы буландырғыш тоғанға ағынды суларды ағызу көрсеткіштері

Р/с №	Көрсеткіштің атауы	Шығарылымға шоғырлану мг/дм³		Қалпына келтіру, т/жыл
		Су шығару №1	Су шығару №2	Су шығару №1	Су шығару №2

1	2	3	4	5	6
1	Қалқымалы заттар	12,3	7,3	0,997	0,402
2	Хлоридтер	86,5	83,9	7,012	4,614
3	Сульфаттар	48,72	48,7	3,95	2,678
4	Жалпы темір	0,08	0,18	0,006	0,0099
5	Натрий	64,3	86,32	5,2	4,747
6	Кальций	34	29	2,75	1,595
7	Магний	7,87	13,8	0,63	0,759
8	Фторидтер	8,86	4,3	0,7	0,236
9	ББЗ (беткей белсенді заттар)	0,018	0,012	0,0014	0,00066
10	Мұнай өнімдері	0,12	0,06	0,0097	0,0033
11	Алюминий	0,48	0,247	0,039	0,0136
12	Толық ОБТ (О₂-ні биохимиялық пайдалану)	-	2,93	-	0,161
13	Фосфаттар	-	0,95	-	0,0522
14	Аммиак	-	0,99	-	0,0545
15	Жиынтығы			21,29	15,326

1.6.3. Өндіріс қалдықтарын қалыптастыру және басқару

Металл кенін өндірудегі әдеттегі қалдықтар - кен өндіру кезінде бөлінетін тау жыныстары, байыту процесінде пайда болған қалдықтар және құрылыс кезеңінде алынатын топырақтың беткі қабаты (әсіресе кен орнын игерудің ашық әдісімен) болып табылады.

Жанас жыныстар

Жанас тау жыныстары кен өндіруді қамтамасыз ету үшін ашық және жер асты тәсілдерімен алынады және жойылады. Жерасты тау-кен жұмыстарында, әдетте, тау жыныстарының үлесі ашық тау жыныстарына қарағанда аз болады, мұнда алынатын аршыма тау жыныстары мен жанас жыныстардың көлемі өндірілген кен көлемінен бірнеше есе көп болуы мүмкін.

Жанас жыныстарды пайдалану мүмкіндігі олардың геотехникалық ерекшеліктеріне және қоршаған ортаға жарамдылығына байланысты. Сапалы тау жыныстары құрылыс материалы ретінде шахтадан тыс сатуға немесе егер бар болса, пайдалы компоненттерді/минералды ресурстарды өндіруге жарамды болуы мүмкін.

Кеніш аумағында уақытша немесе тұрақты сақтауға орналастырылған бос жыныстардың үйінділері минералды шаң шығарындыларын және су объектілерінің ластануын тудыруы мүмкін. Бос жыныс ірі кесек материал түрінде жиналады, сондықтан қатты шаң болмайды. Ірі кесектердің арасында ұсақ ұнтақталған минералды материал болуы мүмкін, ол шаңды оңай тудырады. Минералды материалдың ықтимал ауа-райының бұзылуы, пышақтың бетін көгалдандыруды қамтамасыз ететін қарашірік қабатының болмауы, пышақтың үлкен биіктігі жел эрозиясы мен оның әсерінен болатын шаң жүктемесінің қаупін арттырады.

Бос жыныстардан шығарындылардың сипаты негізінен материалдың минералогиялық және химиялық құрамына байланысты. Егер бос жыныстың үйіндісінде сульфидті минералдар болса және қышқыл түзуші болса, онда үйіндіден қышқыл және құрамында металдар бар ағындар жер үсті және жер асты су көздерін ластауы мүмкін. Қалдық қоймаларынан жуылатын судың құрамында жақын маңдағы су қоймаларының азотпен ластануын тудыратын жарылғыш заттар да бар.

Байыту қалдықтары

Түсті металл кендерін байыту процесінде пайда болған қалдықтар немесе үйінді қалдықтары ұсақ ұнтақталған кен минералдары мен негізгі жыныстардан. Қалдықтар целлюлоза түрінде тұрақты сақтауға қойылады, онда қатты материал бассейннің түбіне түседі, ал тазартылған су өңдеуге, техникалық су айналымына беріледі. Қалдық қоймасын пайдалану жобасы бойынша жағажайларды қалдықтармен жуу кезінде бөгет қалдық қоймасының сыйымдылығын арттыру үшін үнемі тас жыныстарымен ұлғайтылады.

Қалдықтарды қолдану олардың физикалық қасиеттерін (мысалы, ұсақ түйіршіктілік, беріктік) және химиялық қасиеттерін (мысалы, сульфидті қалдықтар: қышқылдық потенциал, экологиялық зиянды металдар) шектейді. Тұрақты сақтауға орналастырылған қалдықтардың көлемін жер асты шахтасының бос жерлерін толтыру үшін фракцияларды немесе "құрғақ қалдықты сақтау" әдістерін қолдану арқылы азайтуға болады [20].

Қалдық қоймасы шаң шығарындыларын, су объектілерінің ластануын тудыруы мүмкін және кейде жағымсыз иіс таратады. Қалдық қоймасына целлюлоза түрінде келетін байыту қалдықтары ұсақ түйіршікті болып табылады және құрғаған кезде қатты шаңды тудыруы мүмкін. Шаңға қалдық қоймасының үлкен ауданы және жер деңгейінен жоғары орналасуы да ықпал етеді. Байыту фабрикасы жұмыс істеп тұрған кезде қалдықтарды қалдық қоймасының бүйір айналасына орналастыру олардың кебуіне жол бермейді. Целлюлозаны қалдық қоймасының бүйірінен беру кезінде ұсақ түйіршікті қалдық бөлшектері тоғанның ортасына қарай жылжиды, ал үлкендері түсіру орнына жақын қалады. Шаңдану жаз мезгілінде, әсіресе құрғақ және желді ауа-райында, қоршау бөгеттерінің құрғақ бүйірлерінен, сондай-ақ үйінді бөгетімен және тұндырғыш тоған суының ойығымен шектелген учаскелерден болуы мүмкін. Тұндырғыш тоғанда пайда болатын химиялық және биологиялық реакциялар кезінде иіс сирек пайда болуы мүмкін.

Ластаушы заттар қалдық қоймаларынан инфильтрация нәтижесінде жерасты су объектілеріне түседі. Қалдық қоймасының ағынды суларының химиялық құрамы кен орнының құрамына, қолданылатын технология мен байыту реагенттеріне, сондай-ақ қалдықтарды орналастыру әдісіне және қалдық қоймасының құрылымына байланысты.

Металл кеніштерінің ағынды сулары әдетте қышқыл болып табылады және құрамында белгілі бір кенде болатын ауыр металдар мен металлоидтар бар.

Қалдық қоймасындағы су көлемі су төгетін құдық арқылы тоғаннан суды шығару арқылы реттеледі. Су әдетте тұндырғышқа түседі, ол жарықтандырылғаннан кейін қайтадан технологиялық процеске оралады. Бөгет құйылған пионер бөгетінен тұрады, қалдықтарды жуған кезде бөгеттің ішкі периметрі бойынша гидротехникалық құрылыстың тұрақтылығын қамтамасыз ету үшін бөгет пен тұндырғыш тоған суының ойығы арасында кең құрғақ жолақ (жағажай деп аталады) пайда болады. Кәдімгі ағынды суларды ағызудан басқа, инфильтрат бөгет арқылы ағып кетуі мүмкін (1.4-сурет).

1.4-сурет. Тығыз негізі жоқ қалдық қоймасының бөгет аймағындағы су ағындары

Инфильтрат әдетте айналма каналға жиналады, егер оның сапасы су қоймасына төгуге жарамсыз болса, оны қайтадан қалдық қоймасына беруге болады. Егер тоғанның негізі су өткізгіш топырақтан жасалған болса, тоғанның түбінен жер асты суларына инфильтрация да мүмкін. Әдетте, қалдық қоймасының құрылыс кезеңінде топырақтың қасиеттері зерттеледі, қажет болған жағдайда негіз жасанды сүзгіге қарсы материалдармен тығыздалады (мысалы, полимерлі пленка жабыны, бентонит және т. б.).

Алынып тасталатын жер массалары

Тау-кен кәсіпорны қызметінің бастапқы кезеңінде, әсіресе ашық карьерді салу кезінде кен кен орнының беті жердің беткі қабатынан тазартылады. Бұл жер массалары жақын жерде жиналады және мүмкіндігінше шахтаның жер жұмыстарында қолданылады. Сақталған өсімдік қабатын кеніш жабылғаннан кейін учаскені қалпына келтіру үшін қолдануға болады. Бұл жағдайда біз топырақты ұзақ уақыт сақтау туралы айтып отырмыз. Егер бұл топырақ геотехникалық ерекшеліктеріне немесе экологиялық қолайсыздығына байланысты құрылыс кезінде немесе кеніш жабылғаннан кейін жер қазу жұмыстарында қолдануға жарамсыз болса, онда ол тұрақты сақтауға арналған учаскеде орналастырылады. Алынатын жер массаларының көлемі мен құрамы жер үсті топырақтарының даму ауқымына, қалыңдығына және құрылымына байланысты.

Жауын-шашын мен шлам

Кеніш суларын өңдеу кезінде жауын-шашын да, шламдар да (шламдар) пайда болуы мүмкін. Минералды гидроксид тұнбасы суды химиялық өңдеу, мысалы, бейтараптандыру немесе тұндыру кезінде пайда болады. Гидроксид тұнбасы қалдық қоймасында темірі бар судың аэрациясы нәтижесінде де түзіледі. Тұнбаның құрамы судың химиялық құрамына және пайдаланылған реагенттерге байланысты.

Суды өңдеу кезінде, оның ішінде кеніш және технологиялық судан қалқыма заттарды алып тастау кезінде шлам (тұнба) түзіледі. Қалқыма заттар судан әдетте тұндырғыш бассейнде тұндыру, шөктіру немесе седиментациялау кезінде алып тасталады. Ашық өндіру әдісімен бассейндер жер бетіндегі карьерге жақын орналасқан. Технологиялық суды мөлдірлеу көбінесе қалдық қоймасының аумағында оны өндірістік циклге қайтарғанға дейін жүзеге асырылады. Тазартқыш бассейндердің түбінде ұсақ ұнтақталған кен минералдары мен еленген материалдан тұратын шлам (тұнба) жиналады және құрамында жарылғыш заттардың (шахта және карьер суларының тұнбалары) қалдықтары болуы мүмкін. Тұнба мен лай кеніш аумағында немесе ол үшін арнайы құрылған полигондарда немесе кеніштің басқа қалдықтарымен бірге тұрақты сақтауға орналастырылады. Тұрақты орналасуға қойылатын талаптар тұнба мен тұнбаның құрамына байланысты. Тұнба мен лайдың құрамы мен орналасуына байланысты шаң шығарындылары және кеніштің су айдындарына түсетін ағындары олармен байланысты болуы мүмкін.

Қалдықтар сұрыпталады және қайта өңдеуге немесе сақтау полигонына жіберіледі. Полигондарға шығарылатын қалдықтардың көлемі ең аз болуы тиіс. Кәріз сулары кәсіпорынның өзінде немесе муниципалды тазарту қондырғыларында биохимиялық тазартудан өтеді.

Алюминий өндірісінен технологиялық қалдықтардың компоненттері

Алюминийді және оның қосылыстарын алу және пайдалану процесінде көптеген қалдықтар пайда болады.

Өндіріс қалдықтарын кәдеге жарату-саланың маңызды бағыттарының бірі. Қалдықтарды кәдеге жарату шикізатты, материалдарды, энергияны үнемдеу арқылы өндірілетін алюминийдің өзіндік құнын төмендетуге аз қалдықты немесе қалдықсыз, ресурстарды үнемдейтін технологияны құруға мүмкіндік береді [21].

Алюминий өндірісінен технологиялық қалдықтарға тән компоненттер:

пайдаланылған анодтар (анодтардың сынуы, күйіп қалуы);

электролизерлердің пайдаланылған көмір төсемі;

электролизерлердің пайдаланылған отқа төзімді төсемі;

көмір көбігі;

газ тазарту шламы (электр сүзгілерінің шаңын қоса алғанда);

шайыр тұнбасы;

отқа төзімді төсем (шелек, құю өндірісінің араластырғышы).

Өндіріс қалдықтары алюминий алудың барлық технологиялық кезеңдерінде түзіледі. Анодтар мен анод массасын өндіру кезінде күйдіру пештері мен қыздыру пештерінің пайдаланылған қаптамасы бөлінеді.

Алюминий зауыттарының анодты өндірістерінде бұл қалдықтар отқа төзімді заттарды өндіру жөніндегі үшінші тарап ұйымдарына қайта өңдеуге беріледі немесе өндірістік қалдықтар полигондарында орналастырылады. Бастапқы алюминийді тікелей өндіруде негізгі қалдықтар пайдаланылған көмір, электролизерлердің кірпіш төсемі және көмір көбігі болып табылады. Көміртекті көбік фтор тұздарын өндіруде қолданыла алады, олар бастапқы алюминийді алу үшін қолданылады, оның қалдықтары көміртекті көбік болып табылады. Пайдаланылған көмір және кірпіш төсем өнеркәсіптік қалдықтар полигонына орналастырылады. Көмір төсемі үшінші тарап ұйымдарына кәдеге жарату үшін де беріледі.

1.32-кесте. Негізгі өндірістік процестер қалдықтарының тізбесі

Р/с №	Қалдықтардың атауы	Жиынтығы, т/ж	Басқа ұжымдарға беру, т/ж	Өңдеу және жою әдісі
1	2	3	4	5
1	Сүзгілер арқылы ұсталған шаң	6 400	6 400	Шарт бойынша басқа ұжымдарға берілген немесе сатылған
2	Шөміштердің, араластырғыштардың, электролизерлердің және индукциялық пештердің қалдық төсемдері	5 786	5 786
3	Құрамында көміртегі бар шаң	3 612	3 612
4	Көміртекті көбік	1 890	1 890
5	Күйдірме пешінің қолданылған төсемі	180	180
6	Алюминий шлактары	2 160	400	Басқа ұжымдарға сатылады
7	Қара металдардың сынықтары және дәнекерлеу электродтарының шлактары	1 610	1 610	Басқа ұжымдарға сатылады
8	Шойын шлактары	271	271	Шарт бойынша басқа ұжымдарға берілген немесе сатылған

Кәсіпорынның қалдықтарды орналастыру және көму үшін жеке полигондары жоқ, барлық қалдықтар қалдықтарды кәдеге жарату, өңдеу және кәдеге жаратумен айналысатын басқа ұйымдарға беріледі.

1.6.4. Шу және діріл

Тау-кен өнеркәсібі кәсіпорындарында пайдалы қазбаларды өндіру технологиясының ерекшеліктеріне байланысты өндірістік ортаның әртүрлі қолайсыз факторлары (шаң, шу, діріл, қолайсыз микроклимат және т.б.) бір уақытта жұмыс істейді, олардың ауырлығы көбінесе кәсіпорындардағы нақты климатогеографиялық және тау-кен геологиялық жағдайларына байланысты.

Тау-кен кәсіпорындарының қызметінде шу мен дірілдің негізгі көздері жарылыс жұмыстары, бұрғылау жұмыстары, тау-кен массасын тиеу және тасымалдау процестері, көлік қозғалтқыштарынан шыққан шу, конвейер және теміржол көлігі, желдеткіш қондырғылар, ұсақтау, тым үлкен тас блоктарды бөлу, ұсақтауға байланысты сұрыптау, бөлшектеу болып табылады. Жұмыс істейтін экскаваторлардың, бульдозерлердің, жарылыс жұмыстарының, көліктің, кенді ұсақтаудың және ұнтақтаудың, сондай-ақ материалды үйінділерге жинаудың жиынтық әсері қоршаған ортаға және жақын маңдағы тұрғындарға айтарлықтай әсер етуі мүмкін. Байыту зауыттарында шу мен діріл ұнтақтау және ұнтақтау цехтарында, сондай-ақ ауа үрлегіштер бөлімінде кен дайындаумен байланысты. Ұсақтаудан бастап өндірістік цикл процестері негізінен жабық бөлмелерде өтеді. Бұл ретте шудың әсері жобалау шешімдерінің көмегімен шектелуі мүмкін. Кейбір жағдайларда байыту цехының және қосалқы операциялардың шу көздері (ауа үрлегіштер және т.б.) олардың тар жолақтығына байланысты маңызды болуы мүмкін.

Діріл тау-кен жұмыстарында қолданылатын әртүрлі техниканың жұмысымен байланысты, бірақ жарылыс оның негізгі көзі болып саналады. Діріл ауқымды тау-кен кәсіпорындарының жанындағы инфрақұрылымның, ғимараттардың, адам тұрғын үйінің тұрақтылығына әсер етеді. Жарылыс кезінде дірілден басқа ауаның ауытқуы байқалады, ол ішінара адамның есту жиілігінің диапазонында, ал ішінара одан төмен. Жарылыс кезінде пайда болатын бұл төмен жиілікті ауа тербелісі атмосфералық қысым толқыны деп аталады. Толқын күшіне әсер ететін факторлар жарылысқа байланысты өзгереді, бұл атмосфералық қысымның толқын күшін бағалауды қиындатады. Атмосфералық қысым толқынының қоршаған ортаға таралуына және оның зақымдану қаупіне ауа-райы, рельеф, кедергілер және толқын бағыты әсер етеді. Жарылыс ауада немесе беттік зарядта болған кезде атмосфералық қысым толқыны үлкен болады.

Өндіріс жағдайында әртүрлі машиналар, аппараттар мен құралдар шу, діріл көзі болып табылады.

Шу мен діріл металлургия саласына қатысты жиі кездесетін мәселелер болып табылады және олардың көздері технологиялық процестің барлық дерлік кезеңдерінде кездеседі.

Қоршаған ортаға қондырғы шығаратын өндірістік шу медициналық, әлеуметтік және экономикалық аспектілері бар жағымсыз әсер етуші фактор болып табылады.

Шу мен дірілдің ең маңызды көздері: шикізат пен өндіріс өнімдерін тасымалдау және өңдеу; пирометаллургиялық операциялармен және материалдарды ұнтақтаумен байланысты өндірістік процестер; сорғылар мен желдеткіштерді пайдалану; буды төгу; автоматты дабыл жүйелерін іске қосу.

Шу мен дірілді бірнеше жолмен өлшеуге болады, бірақ, әдетте, олар әр технологиялық процеске тән, дыбыс жиілігі мен өндіріс орнынан елді мекендердің орналасуын ескеру қажет.

Тиісті техникалық қызмет көрсету желдеткіштер мен сорғылар сияқты жабдықтың теңгерімсіздігін болдырмауға көмектеседі. Жабдық арасындағы байланыстар шудың берілуін болдырмау немесе азайту үшін арнайы түрде жасалуы мүмкін. Шуды азайтудың жалпы әдістеріне мыналар жатады: шу көзін қорғау үшін үйінділерді 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 орындарында рұқсат етілген ең жоғары дыбыс деңгейі 95 дБА құрайды.

Өндірістегі шу мен дірілдің сипаттамасын өлшеу үшін арнайы құрылғылар бар – шу өлшегіштер, шу жиілігі мен діріл анализаторлары.

1.6.5. Жер ресурстары мен топырақ жамылғысына әсері

Тау-кен жұмыстары әдетте қоршаған ландшафтыны өзгертеді, өйткені олар бұрын-соңды аршылмаған борпылдақ материалдарды жалаңаштап тастайды.

Халықтың денсаулығы мен топыраққа байланысты экологияға қауіп-қатерді екі санатқа бөлуге болады: (1) шаңның желмен таралуы нәтижесінде топырақтың ластануы және (2) химиялық заттардың ағуы нәтижесінде топырақтың ластануы. Ұшпа шаң кейбір шахталарда үлкен экологиялық проблема болуы мүмкін. Шаңның уыттылығы өндірілген кеннің соңғы алушыларға жақындығына байланысты. Желмен тасымалданатын шаңдағы ауыр металдар мен радионуклидтердің жоғары деңгейі әдетте ең үлкен қауіп болып табылады. Шахталардың төгілуінен химиялық ластануға ұшыраған топырақтар, егер бұл материалдар үйінділер салу, сәндік антропогендік ландшафт жасау немесе топырақ қоспалары ретінде пайдаланылса, тікелей және тікелей қауіп төндіруі мүмкін [18].

Үйінді қалдықтарын жинау қалдық қоймаларына арналған жер учаскелерінің едәуір аудандарын қажет етеді. Қалдықтардың көлемі концентрат шығымдылығының 2-3 % шегере отырып, өндірілген кен көлеміне тең. Қалдық қоймасы гидротехникалық құрылым болып табылады, оған қалдық қоймасы, тоған тұндырғыш, қоршау бөгеттерімен қоршалған апаттық тоған, сондай-ақ құйрықтар мен суды айдауға арналған сорғы станцияларының кешені кіреді. Кен өндіру көлемі өскен сайын, оның алып жатқан аумағы да өсіп жатыр. Гектарлаған жер учаскелерін басып қалатын бөгетшенің немесе құбырлардың бұзылуы жер ресурстары мен топырақ жамылғысына негізгі қауіп болуы мүмкін.

1.6.6. Флора мен фаунаға әсері

Тау-кен жұмыстары жабайы табиғатқа тікелей және жанама зиян келтіреді, өсімдіктер мен топырақтың жоғарғы құнарлы қабатын жою, фаунаны жылжыту, ластаушы заттардың шығарындылары және шу әсерінен қоршаған ортаға және онымен байланысты биотиптерге әсер етеді. Өзара әрекеттесудің кейбір түрлері қысқа мерзімді болып табылады және тау бөгетінің аумағымен шектеледі; басқалары ұзақ мерзімді әсер етуі мүмкін.

Қарастырылып отырған аумақтардағы жануарлар әлеміне әсер ету адамдардың болуына, техниканың жұмысына және көлік қозғалысына байланысты алаңдаушылық факторында тіршілік ету ортасы ретінде жерді бөлу алаңын алып тастаудан көрінеді.

Жер бетіндегі тау-кен жұмыстары суды мекендейтін ортаның деградациясына әкелуі мүмкін, бұл ретте оның әсері кәсіпорынның едәуір аумағында сезіледі.

1.6.7. Салдарларды жою және топырақ құнарлылығын қалпына келтіру кезіндегі әсер

Өндіруші кәсіпорынның жабылуы және топырақ құнарлылығын қалпына келтіру жұмыстары кеннің экономикалық тиімді қорлары таусылғанда немесе тау-кен жұмыстары біржола тоқтаған кезде өзекті болады. Тау-кен өндіру кәсіпорнының өндірістік қызметінің салдарын жою және топырақ құнарлылығын қалпына келтіру мақсаты әртүрлі өндірістік объектілерден улы ластаушы заттардың бөлінуін болдырмау мақсатында жер учаскесін бастапқы күйіне барынша ұқсас күйге қайтару болуға тиіс.

Салдарларды жою және топырақ құнарлылығын қалпына келтіру жұмыстарын орындау кезінде, өндірістік қызмет сияқты, атмосфералық ауаның қатты (шаң) және газ тәрізді (пайдаланылған газдар) заттармен ластануы, ғимараттар мен құрылыстарды бөлшектеуден қалдықтардың пайда болуы және орналастырылуы, ластанған жер үсті ағынының пайда болуы және шахта суларының су объектілеріне төгілуі, физикалық әсер ету факторлары болуы мүмкін.

Салдарларды жою жұмыстарын тиісінше орындау ластанған ағындардың пайда болуына, бөгеттердің тұтастығын бұзуға жол бермейді.

Қазынды кеңістікті сумен толтырған кезде оның қабырғаларында сіңірілген жарылғыш заттардың (нитрат және аммиак азоты), тау-кен жұмыстарында пайдаланылған және төсеу кезінде түзілген сульфидтердің тотығу өнімдері жуылады және ластанған судың жарықтар арқылы жер асты суларына немесе су айдындарына жер үсті ағызу жолымен таралуына ықпал етеді.

Су объектілеріне ағынды сулардың жүктемесінен басқа, шаң шығарындылары, оның ішінде жабылмаған үйінділердің, қалдық қоймалардың немесе кен қазу орындарының бетінің тозаңдануына байланысты байқалуы мүмкін. Ағынды сулардың химиялық құрамы сияқты, шаңның құрамы кен орнының минералогиялық және химиялық құрамына байланысты. Шаңның құрамында қоршаған ортаға зиянды ауыр металдар немесе жартылай металдар болуы мүмкін, сульфидті минералдар болуы мүмкін, олардың тотығуы топырақтың қышқылдануына әкелуі мүмкін, нәтижесінде жер үсті және жер асты суларының қышқылдануы да мүмкін. Атап айтқанда, егер қышқыл реакциясы бар тау жынысы бетіне көтерілсе, онда мұндай үйінділерде ұзақ уақыт бойы өсімдіктер өспейді.

Карьер немесе шахта жабылғаннан кейін қоршаған ортаға қауіп төндіретін басқа факторлар топырақтың шөгуі (шұңқырлар), жердің шөгуі және тау-кен жұмыстарының немесе бос жыныстардың үйінділерінің құлауы болуы мүмкін.

Тау кен өндіруші кәсіпорын қызметінің салдарын жою және топырақ құнарлылығын қалпына келтіру жұмыстары кәсіпорынды тарату жоспарын жасау кезінде ұлттық заңнаманың талаптарына сәйкес жүргізілуге тиіс.

1.6.8. Иіс

Алюминий өндірісіндегі иіс көздеріне криолит (фтордың иісі), органикалық қосылыстар мен еріткіштер, алюминий электролизі мен ағынды суларды тазарту кезінде пайда болатын металл буы және қышқыл газдар жатады.

Иістер алюминий өндірісінде шикізат материалдарын тасымалдау кезінде де пайда болуы мүмкін: (таскөмірлі пек, мұнай коксы, мазут және т.б., сондай-ақ ГТҚ қондырғыларында газ тәрізді қосылыстарды тазарту кезінде (көміртегі оксидтері, фторлы газ тәрізді қосылыстар, күкірт оксидтері, бензапирен).

Металдарды өңдеу кезінде технологиялық жабдықты дұрыс жобалау және сенімді пайдалану, сондай-ақ тиісті реагенттерді таңдау иістердің алдын алу бойынша ескерту шараларының бірі болып табылады.

Иістерді өндірістік бақылау мыналарға негізделген: өткір иісті материалдарды пайдалануды болдырмау немесе азайту, иісті материалдар мен газдарды тарату және сұйылту алдында оларды оқшаулау және жою; материалдарды күйдіру немесе сүзу арқылы өңдеу (мүмкін болса).

1.7. Қоршаған ортаға әсерді азайту

Экологиялық қауіпсіздік саласындағы көрсеткіштерді жақсарту үшін төмендегілер қарастырылады:

зиянды жою жөніндегі шараларды іске асырудан әлеуетті экологиялық тәуекелдерді бағалауға және өндірістік қызметтің қоршаған ортаға теріс әсерінің алдын алу жөніндегі шараларды енгізуге дәйекті көшу мүмкіндігі;

экологиялық менеджмент жүйесі шеңберіндегі процестерді жетілдіру.

Кәсіпорынның табиғатты қорғаудың негізгі міндеттерінің бірі атмосфералық ауаға ластаушы заттардың шығарындыларын азайту болып табылады.

Газ-шаң қоспаларын тазарту әдістері мен қондырғылардың конструкцияларының алуан түрлілігі мынадай бірқатар маңызды жағдайларға байланысты:

бейтараптандыру, бірнеше қоспаларды ұстау және атмосферада тазартылған газды тарату процестерін ұтымды үйлестіретін ең тиімді тазарту технологияларын іске асыруға ұмтылу (көп сатылы шаң-газ тазарту жүйелерін құру және оларды ұсталған компоненттерді кәдеге жарату жүйелерімен біріктіру);

қоршаған ортаның сапасын қамтамасыз етудің экологиялық-экономикалық талаптарын іске асыру арқылы (атмосфераға шығарындыларды тазарту қоршаған ортаға ең аз зиян келтіре отырып, ең аз шығындармен жүзеге асырылуы тиіс).

Бұған қоса, қоршаған ортаға теріс әсерді азайту жөніндегі қызметтің өзекті, перспективалы бағыттары мыналар болып табылады:

1. Атмосфераға ластаушы заттардың ең аз түзілуі мен түсуі қамтамасыз етілетін өнім өндірудің қолданыстағы технологияларын жетілдіру және жаңа технологияларды енгізу. Жұмыс істеп тұрған өндірістер үшін технологиялық регламенттің талаптарын орындау және одан ауытқуға жол бермеу қажет. Авариялық жағдайлар туындаған жағдайда немесе қолайсыз метеорологиялық жағдайларда қоршаған ортаның елеулі ластануына жол бермейтін жұмыс режимдеріне көшу. Қолданыстағы өндіріс үшін шаралардың бірі жабдықты герметизациялау есебінен шығарындыларды азайту технологияларын іске асыру, жұмыс аймағында пайда болатын зиянды заттарды бейтараптандыру әдістерін қолдану, Технологиялық газдарды шығарудың тиімді құралдарын пайдалану, сондай-ақ тозған жабдықтарды ауыстыру және технологиялық объектілерді ластануды автоматтандырылған бақылау құралдарымен жарақтандыру болып табылады.

2. Шаң-газ шығарындыларын тазартудың және оларды атмосфераға таратудың қолданыстағы технологияларын жетілдіру және жаңа технологияларды енгізу. Ең алдымен, бұл жабдықты конструктивті жетілдіру және тозған құрылғыларды жаңаларына ауыстыру (ауыстырылғанға ұқсас немесе тиімдірек).

Қоршаған ортаға әсерді азайту үшін қолданылатын шараларға, мысалы, сусымалы материалдарды сақтайтын ашық алаңдар үшін баспаналарды пайдалану арқылы ұйымдастырылмаған шығарындылар көздерін ұйымдасқан көздерге ауыстыру жатады.

Осы технологиялық объектінің шығарындыларының зиянды қоспаларын ұстап қалудың және бейтараптандырудың ең үлкен әсерін қамтамасыз ететін мамандандырылған тазарту қондырғыларының құрылғысы ерекше маңызға ие болады.

2. Ең үздік қолжетімді техникаларды анықтау әдіснамасы

Осы ЕҚТ бойынша анықтамалықты қолдану саласы үшін ең үздік қолжетімді техникаларды анықтау рәсімін "Халықаралық жасыл технологиялар және инвестициялық жобалар орталығы" КЕАҚ (бұдан әрі – Орталық) және "Алюминий өндірісі" ЕҚТ бойынша анықтамалығын әзірлеу мәселелері жөніндегі техникалық жұмыс тобы Қағидалардың ережелеріне және ЕҚТ анықтау әдіснамасына сәйкес ұйымдастырды.

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

2.1. ЕҚТ-ны детерминациялау, іріктеу қағидаттары

Ең үздік қолжетімді техниканы анықтау "Алюминий өндірісі" ЕҚТ бойынша анықтамалығын әзірлеу мәселелері жөніндегі техникалық жұмыс топтарының іс қимыл реттілігін сақтауға негізделген:

1. Эмиссиялардың маркерлік ластаушы заттарын ескере отырып, сала үшін негізгі экологиялық проблемаларды айқындау.

Алюминий өндірісінің әрбір технологиялық процесі үшін маркер заттарының тізімі анықталды (толығырақ ақпарат ЕҚТ бойынша осы анықтамалықтың 6 тарауында келірілген).

Маркерлік заттар тізбесін айқындау әдісі негізінен осы ЕҚТ бойынша анықтамалықты қолдану саласына жататын кәсіпорындардың өткізілген КТА барысында алынған жобалық, технологиялық құжаттаманы және мәліметтерді зерделеуге негізделді.

Ластанудың негізгі көздерінің эмиссияларында болатын ластаушы заттардың тізбесінен әрбір технологиялық процесс үшін мынадай сипаттамаларға сәйкес болған жағдайда маркерлік заттардың тізбесі Жеке айқындалды:

зат қарастырылып отырған технологиялық процеске тән (жобалық және технологиялық құжаттамада негізделген заттар);

зат қоршаған ортаға және (немесе) халықтың денсаулығына айтарлықтай әсер етеді, оның ішінде жоғары уыттылығы, дәлелденген канцерогендік, мутагендік, тератогендік қасиеттері, кумулятивті әсері, сондай-ақ тұрақты органикалық ластаушы заттарға жататын заттар бар.

2. Саланың экологиялық проблемаларын кешенді шешуге бағытталған кандидат техникаларды айқындау және сипаттау.

Кандидат техникалардың тізбесін қалыптастыру кезінде Қазақстан Республикасында бар (КТА нәтижесінде анықталған) және ЕҚТ саласындағы халықаралық құжаттардың ішінен ЕҚТ бойынша осы анықтамалықты қолдану саласының экологиялық проблемаларын кешенді шешуге бағытталған технологиялар, тәсілдер, әдістер, процестер, практикалар, тәсілдер мен шешімдер қаралды, нәтижесінде 5-бөлімде ұсынылған кандидат техникалардың тізбесі (саны) анықалды.

Әрбір кандидат техника үшін кандидат техникалардың техникалық қолданылуына қатысты технологиялық сипаттама мен пайымдаулар; кандидат техниканы енгізудің экологиялық көрсеткіштері мен әлеуетті пайдасы; экономикалық көрсеткіштер, әлеуетті кросс-медиа (ортааралық) әсерлер мен триггерлер келтірілген.

3. Техникалық қолдану, экологиялық нәтижелілік және экономикалық тиімділік көрсеткіштеріне сәйкес кандидат техникаларды талдау және салыстыру.

ЕҚТ ретінде қаралатын кандидат техникаларға қатысты мынадай ретпен бағалау жүргізілді:

1) технологиялық қолдану параметрлері бойынша кандидат техниканы бағалау;

2) кандидат техниканы экологиялық тиімділік параметрлері бойынша бағалау;

Келесі көрсеткіштерге қатысты сандық мәнмен (өлшем бірлігі немесе % қысқарту/ұлғайту) көрсетілген кандидат техникаларды енгізудің экологиялық әсеріне талдау жүргізілді:

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

су тұтыну: жалпы су тұтынуды азайту;

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

топырақ, жер қойнауы, жер асты сулары: табиғи ортаның компоненттеріне әсерін болдырмау және (немесе) азайту;

қалдықтар: өндірістік қалдықтардың пайда болуын/жиналуын болдырмау және (немесе) азайту және/немесе оларды қайта пайдалану, қалдықтарды қалпына келтіру және қалдықтарды энергетикалық кәдеге жарату;

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

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

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

Кросс-медиа әсерлерінің болмауы немесе болуы да ескерілді.

Кандидат техниканың жоғарыда аталған көрсеткіштердің әрқайсысына сәйкестігі немесе сәйкес келмеуі КТА нәтижесінде алынған мәліметтерге негізделді.

3) кандидат техниканың экономикалық тиімділік параметрлері бойынша бағалау.

Кандидат техникалардың экономикалық тиімділігін бағалау міндетті емес, алайда, ТЖТ мүшелерінің көпшілігінің шешімі бойынша ТЖТ мүшелері-өнеркәсіптік кәсіпорындардың өкілдері ТЖТ мүшелері жақсы жұмыс істейтін өнеркәсіптік қондырғыларда/зауыттарда енгізілетін және пайдаланылатын кейбір техникаларға қатысты жүргізді.

Өнеркәсіптік енгізу фактісі КТА нәтижесінде анықталған мәліметтерді талдау нәтижесінде анықталды.

4. ЕҚТ қолданумен байланысты технологиялық көрсеткіштерді анықтау.

ЕҚТ қолданумен байланысты эмиссиялар деңгейлерін және өзге де технологиялық көрсеткіштерді айқындау көп жағдайда өндірістік процестің соңғы сатысында теріс антропогендік әсерді төмендетуді және ластануды бақылауды қамтамасыз ететін техникаларға қатысты қолданылған.

Осылайша, ЕҚТ қолданумен байланысты технологиялық көрсеткіштер, оның ішінде ұлттық салалық "бенчмарк" деңгейлерін ескере отырып айқындалды, бұл өткізілген КТА құжаттарымен расталды.

2.2. Техникаларды ЕҚТ-ға жатқызу өлшемшартары

Экология кодексінің 113-бабының 3-тармағына сәйкес ЕҚТ мынадай өлшемшарттардың 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 салыстырмалылығы;

5) ғылыми білімдегі технологиялық серпілістер мен өзгерістер;

6) қоршаған ортаға тиісті эмиссиялардың табиғаты, ықпалы мен көлемі;

7) жаңа және жұмыс істеп тұрған объектілер үшін пайдалануға берілу күні;

8) ең үздік қолжетімді техниканы ендіруге қажетті мерзімдердің ұзақтығы;

9) процестерде пайдаланылатын шикізат пен ресурстардың (суды қоса алғанда) тұтынылу деңгейі мен қасиеттері және энергия тиімділігі;

10) қоршаған ортаға эмиссиялардың жағымсыз әсері мен қоршаған орта үшін тәуекелдерді болғызбау немесе олардың жалпы деңгейін барынша қысқарту қажеттігі;

11) аварияларды болғызбау және қоршаған ортаға жағымсыз салдарларды барынша азайту қажеттігі;

12) халықаралық ұйымдар жариялаған ақпарат;

13) Қазақстан Республикасында немесе одан тыс жерлерде екі және одан да көп объектілерде өнеркәсіптік ендіру.

2.3. ЕҚТ-ны енгізудің экономикалық аспектілері

2.3.1. ЕҚТ-ны экономикалық бағалау тәсілдері

ЕҚТ әдетте бүкіл әлемде кеңінен танымал, ал экономикалық бағалау ЕҚТ енгізу мүмкіндігі немесе одан бас тарту туралы шешім қабылдаудың қосымша критерийі болып табылады. Егер сәтті өнеркәсіптік пайдалану нәтижелерінің нақты дәлелдері/мысалдары болса, ЕҚТ қолайлы болып саналады. Мәселен, ЕО елдері ЕҚТ анықтау кезінде өнеркәсіптік пайдалануға шыққан және табиғатты қорғау тиімділігі іс жүзінде расталған технологияларды ғана ескереді.

ЕҚТ әрдайым экономикалық нәтиже бере бермейтінін және олардың қолданылуы белгілі бір технологиялық процестерді, қондырғыларды/агрегаттарды/жабдықтарды, реагенттер мен компоненттердің құнын, шығындар мен пайда арақатынасын, капитал құнын, ЕҚТ енгізу мерзімдерін және басқа да көптеген факторларды пайдаланудың инвестициялық негізділігімен анықталатынын түсіну керек. ЕҚТ жалпы экономикалық тиімділігі нақты кәсіпорынның қаржылық-экономикалық жағдайымен анықталады және кәсіпорынның жоспарлы-экономикалық қаржылық қызметтері ЕҚТ орындалуы үшін дербес техникалық-экономикалық негіздеме жүргізеді.

Әлемдік тәжірибеде жалпы қабылданған тәсілдерге сәйкес, ЕҚТ енгізу тиімділігін экономикалық бағалау әртүрлі тәсілдермен жүзеге асырылуы мүмкін:

шығындардың инвестициялық негізділігі бойынша;

шығындар мен пайданы талдау бойынша;

кәсіпорынның бірқатар негізгі көрсеткіштеріне шығындарға қатысты: айналым, операциялық пайда, қосылған құн және т. б. (тиісті қаржылық мәліметтер болған кезде);

қол жеткізілген экологиялық нәтижеге және т б шығындар бойынша.

Экономикалық бағалау әдістерінің әрқайсысы кәсіпорынның қаржылық-экономикалық қызметінің әртүрлі аспектілері бойынша қоршаған ортаны қорғау жөніндегі іс-шараларды іске асыру нәтижесін көрсетеді және ЕҚТ бойынша шешім қабылдау көзі бола алады. Объектінің операторы салалық және өндірістік ерекшеліктерді, бағалау әдісін немесе олардың үйлесімін ескере отырып, ол үшін ең қолайлы ЕҚТ экономикалық бағалауға қолданады.

Жалпы экономикалық бағалау нәтижелері бойынша ЕҚТ-ны төмендегідей саралауға болады:

техника шығындарды азайтқанда, ақша үнемдеуге мүмкіндік бергенде және/немесе өнімнің өзіндік құнына аздап әсер еткенде экономикалық тиімді болады;

техника шығындардың өсуіне әкелетін белгілі бір жағдайларда экономикалық тұрғыдан тиімді, бірақ қосымша шығындар кәсіпорынның экономикалық жағдайлары үшін қолайлы болып саналады және алынған экологиялық пайдаға дұрыс пропорцияда болады;

техника шығындардың өсуіне әкеліп соқтырса және қосымша шығындар кәсіпорынның экономикалық жағдайлары үшін қолайлы болып саналмаса немесе алынған экологиялық пайдаға пропорционалды болмаса экономикалық тұрғыдан тиімсіз.

Бірнеше балама ЕҚТ арасында таңдау кезінде ең аз шығынды анықтау үшін тиісті экономикалық тиімділік көрсеткіштері салыстырылады.

Жалпы, ЕҚТ қағидаттарына көшу кәсіпорынға экономикалық тұрғыдан тиімді болуы керек және оның экономикалық тиімділігін төмендетпеуі және ұзақ мерзімді перспективада қаржылық жағдайын нашарлатпауы керек.

ЕҚТ экономикалық бағалау кезінде ұзақ, орта және қысқа мерзімді перспективада өндірістің тиімділігі мен рентабельділігінің ағымдағы деңгейін сақтауды ескере отырып, тұтастай алғанда сала бойынша ЕҚТ жобаларын іске асыру мүмкіндігі мәселелері де назарға алынуы тиіс.

Егер жалпы қаржылық шығындар мен экологиялық пайданы ескере отырып, оны іске асыру мүмкіндігі осы салада кеңінен енгізу үшін жеткілікті ауқымда расталса, ЕҚТ салалық деңгейде экономикалық тұрғыдан қолайлы деп танылуы мүмкін.

Елеулі инвестициялық күрделі салымдарды талап ететін ЕҚТ үшін қоршаған ортаға теріс әсерді азайту мақсатында азаматтық қоғамның табиғат қорғау іс-шараларын іске асыруға сұрау салуы мен объект операторының инвестициялық мүмкіндіктері арасындағы дұрыс теңгерім айқындалуға тиіс. Бұл ретте ЕҚТ енгізу процесіне ерекше режим қолданылуы тиіс шарттарды дәлелдеу үшін объектінің операторы жауапты болады.

2.3.2. ЕҚТ-ны экономикалық бағалау тәсілдері

Пайдалылық пен үнемділік тұрғысынан ЕҚТ-ға инвестициялар келесідей бағаланады:

пайдалы – оларды сатудан немесе қаражатты үнемдеуден қосымша кіріс алған жағдайда;

кіріс бөлігінде пайдасыз, бірақ компанияның ағымдағы немесе болашақ қаржылық жағдайы тұрғысынан рұқсат етілген;

өзінің қаржылық шығындары бойынша пайдасыз және рұқсат етілмеген;

шығындармен салыстырғанда дұрыс экологиялық пайдаға қол жеткізген;

қол жеткізілген экологиялық әсермен салыстырғанда негізсіз жоғары шығындарға ие болады.

2.3.2.1. Кәсіпорынның шығындары мен негізгі көрсеткіштерінің арақатынасы

Қоршаған ортаны қорғау шараларына инвестициялардың орындылығын анықтау үшін ЕҚТ шығындарының арақатынасын және кәсіпорын қызметінің бірқатар негізгі экономикалық нәтижелерін талдауға болады: жалпы кіріс, айналым, операциялық пайда, өзіндік құн және т. б. (деректер қолжетімді болған кезде).

Осы бағалау кезінде мәндерді үш санатқа бөлетін еуропалық кәсіпорындардың (Голландия) сауалнамасы бойынша алынған анықтамалық мәндер шкаласы пайдалы болуы мүмкін:

қолайлы шығындар – егер инвестициялар негізгі көрсеткіштермен салыстырғанда салыстырмалы түрде аз болса және оларды қолайлы талқылаулар деп санауға болса;

талқыланатын шығындар – инвестициялардың орындылығын нақты бағалау қиын немесе мүмкін болмаған кезде орташа шығындар;

қолайсыз шығындар – егер инвестициялар кәсіпорын қызметінің негізгі нәтижелеріне қатысты шамадан тыс болса.

2.1-кесте. Қоршаған ортаны қорғауға инвестициялардың жүзеге асырылуының болжамды анықтамалық мәндері [22]

Р/с №	Шығындардың негізгі көрсеткіштерге қатынасы	Қолайлы	Талқыланатын	Қолайсыз
1	2	3	4	5
1	Жылдық шығындар/айналым	< 0,5 %	0,5 – 5 %	> 5 %
2	Жылдық шығындар/ операциялық пайда	< 10 %	10 – 100 %	> 100 %
3	Жылдық шығындар/ қосылған құн	< 2 %	2 – 50 %	> 50 %
4	Жылдық шығындар/ ЕҚТ жалпы инвестициялық шығындар	< 10 %	10 – 100 %	> 100 %
5	Жылдық шығындар/ жылдық кіріс	< 10 %	10 – 100 %	> 100 %

Анықтамалық мәндер шкаласы нақты жоғары шығындармен технологияларды тез жоюға немесе енгізу шығындарын қосымша талдаусыз мүмкін деп санауға болатын әдістерді анықтауға мүмкіндік береді.

Сонымен қатар, "талқыланатын" санаттағы мәндердің үлкен аралығын ескере отырып, жүзеге асырылатын табиғатты қорғау инвестицияларының едәуір бөлігі осы диапазонға түсуі мүмкін, бұл оларды инвестициялардың дұрыстығы туралы біржақты тұжырым жасау үшін тым белгісіз етеді.

Бұл жағдайда инвестициялардың орындылығы ЕҚТ енгізу жөніндегі жобаны іске асыру кезеңі, Қоршаған ортаны қорғауға инвестициялардың жалпы деңгейі, ағымдағы нарықтық және қаржылық жағдай және т. б. сияқты қосымша салалық аспектілерді ескере отырып бағалануы тиіс.

Жалпы алғанда, анықтамалық шығындар шкаласы ЕҚТ бағалаудың кейбір жағдайларында қолданылатын бағалау көрсеткіші ретінде қарастырылуы мүмкін және кәсіпорынның ЕҚТ енгізу мәселелерін қарастыру кезінде қолданылуы мүмкін қаржылық-экономикалық жағдайын ескере отырып, өзіндік мәндер шкаласын құру үшін пайдаланылуы мүмкін.

Сондай-ақ, өндірістің жылдық көлемі және тауарлық өнімді сатудан түсетін кірістер туралы деректер болған кезде өндірілген өнім бірлігіне қатысты ЕҚТ енгізуге кәсіпорынның шығындары, яғни өнім бірлігін өндіру кезінде кәсіпорын ЕҚТ енгізуге жұмсайтын ақша қаражатының көлемі, сондай-ақ бірлікке өзіндік құнның өсуі сияқты экономикалық тиімділіктің маңызды көрсеткіштері айқындалуы мүмкін өнімдер.

2.3.2.2. Өнім бірлігіне өзіндік құнның өсуі

ЕҚТ қолданылуын анықтаудың маңызды факторы кәсіпорын ағымдағы өндіріс процесіне енгізілген кезде қосымша шығындар болып табылады. Бұл өнімнің өзіндік құнын арттырады және оның экономикалық тиімділігі тұрғысынан ЕҚТ әлеуетін төмендетеді.

Өнім бірлігін өндірудің өзіндік құны өнім өндіруге жұмсалатын жалпы жылдық ақшалай шығындардың өндірістің жылдық нақты көлеміне қатынасы ретінде айқындалады. ЕҚТ енгізуге жұмсалатын жалпы жылдық шығындардың және өндірістік өзіндік құнның пайыздық арақатынасы кәсіпорынның табиғатты қорғау іс шараларына жұмсайтын қосымша шығындарын ескере отырып өндіріс шығындарының өсуін білдіреді.

Мысалы, жанармай құю станцияларындағы еуропалық зерттеу көрсеткендей, буды ұстау технологиясы бензиннің өзіндік құнының литріне 0,1-0,2 евроцентке өсуіне әкелді. Литріне 12,0 евроценттік операциялық маржамен салыстырғанда, тиімділік тұрғысынан өзіндік құнның өсуі қолайлы болып көрінеді.

2.3.2.3. Шығындар мен экологиялық нәтиженің арақатынасы

Осы ЕҚТ бойынша анықтамалық үшін экономикалық бағалаудың негізгі әдісі кәсіпорынның ЕҚТ енгізуге жұмсалған қаражатын талдау және ластаушы заттардың эмиссиясын азайту/болдырмау және/немесе қалдықтарды азайту түрінде оны енгізуден қол жеткізілген экологиялық нәтиже болып табылады. Осы шамалардың арақатынасы жылдық есепте азайтылатын ластаушы заттың және/немесе қалдықтардың масса/көлем бірлігіне салынған қаражаттың тиімділігін анықтайды.

Шығындардың тиімділігі =	Жалпы жылдық шығындар
	Эмиссияның жылдық қысқаруы

Жылдық шығындар деп жылдық есептеудегі күрделі (инвестициялық) шығындардың (шығыстардың) және қаралатын техниканың бүкіл қызмет ету мерзімі бойынша бөлінген операциялық (пайдалану) шығыстардың сомасы түсініледі.

Жылдық шығындарды есептеу кезінде формула қолданылады:

Жылдық шығындар= I0r1+rn1+rn-1+OC

бұл жерде:

I₀ - сатып алу жылындағы жалпы инвестициялық шығыстар,

OС - жылдық таза операциялық шығыстар,

r - дисконттау мөлшерлемесі,

n - күтілетін қызмет мерзімі.

Жылдық шығындар капиталдың уақытша құнын және тиісті жабдықтың қызмет ету мерзімін ескере отырып, ЕҚТ енгізу жобасына салынған инвестициялардың көлемін көрсетеді.

ЕҚТ жылдық шығындарды дұрыс анықтау үшін қоршаған ортаны қорғау жабдықтарының қызмет ету мерзімін ескере отырып, келісілген дисконттау мөлшерлемесі қолданылуы керек, сондай-ақ инвестициялық күрделі салымдардың жеткілікті егжей-тегжейлері және пайдалану шығындарының элементтері бойынша бөлу қамтамасыз етілуі керек.

Жылдық шығындардың қол жеткізілген экологиялық нәтижеге қатынасының нәтижесі ластаушы заттың эмиссиясын масса/көлемнің бір бірлігіне азайтуға жұмсалатын ЕҚТ операторының жылдық есептеудегі ақшалай қаражатының көлемін білдіреді.

Әртүрлі кандидат техникалар бойынша қол жеткізілген экологиялық нәтижеге шығындардың арақатынасының алынған көрсеткіштерін салыстыру кәсіпорынның ЕҚТ, сол немесе басқа техник-кандидатқа ақшалай шығындары тұрғысынан қаншалықты үнемді деген тұжырым жасауға және тиісінше оны пайдалану немесе осы ЕҚТ бас тарту туралы шешім қабылдауға мүмкіндік береді.

Әдетте, ЕҚТ енгізер алдында кәсіпорынның жоспарлы-экономикалық/қаржылық қызметтері оның орындылығының техникалық-экономикалық негіздемесін жүргізеді. Сонымен қатар, ЕҚТ қолдану үлкен шығындармен байланысты болуы мүмкін және әрдайым экономикалық нәтиже бермейді.

Бағдарлы ретінде Нидерланды кәсіпорындардың тәжірибесінде шығарындыларды азайту жөніндегі іс-шаралар шығындарының тиімділігінің қолайлы деңгейі келтірілуі мүмкін [23].

2.2-кесте. Ластаушы заттың масса бірлігіне есептегенде технологияны енгізуге арналған бағдарлы анықтамалық шығындар

Р/с №	Ластаушы зат	1 кг азайтылған ластаушы заттардың шығарындыларына евромен
1	2	3
1	ҰОҚ	5
2	Шаң	2,5
3	NO_X	5
4	SO₂	2,5

2.3.3. Қоршаған ортаға теріс әсер еткені үшін төлемдер мен айыппұлдар

ЕҚТ экономикалық бағалау кезінде Қазақстан Республикасының салық заңнамасына сәйкес қоршаған ортаға теріс әсер еткені үшін төленуге жататын төлемдерді және Әкімшілік кодексте белгіленген экологиялық айыппұлдарды есептеу пайдалы болуы мүмкін.

Қазіргі уақытта мемлекеттік деңгейде ЕҚТ енгізуді ынталандыру бойынша шаралар қабылдануда, атап айтқанда, ЕҚТ енгізетін кәсіпорындар үшін қоршаған ортаға теріс әсер еткені үшін төленетін бюджетке төленетін төлем ставкаларына нөлдік коэффициент белгіленеді және қаражаттың қол жеткізілген үнемделуі ЕҚТ енгізу туралы шешім қабылдау үшін шешуші фактор болуы мүмкін. Бұдан басқа, 2025 жылдан бастап қоршаған ортаны қорғау және ЕҚТ қолдану жөніндегі шараларды белсенді іске асыру мақсатында I топтағы кәсіпорындар қоршаған ортаға теріс әсер еткені үшін төлемақының қолданыстағы ставкаларына 2 – арттыру коэффициенті (төлемдердің екі есе ұлғаюы), 2028 жылдан бастап – 4-коэффициент және 2031 жылдан бастап-8-коэффициент қолданылатын болады [24].

Республикалық деңгейде салық заңнамасында белгіленген төлем ставкаларынан басқа, жергілікті өкілді органдардың (мәслихаттардың) белгіленген төлем ставкаларын 2 еседен артық көтеруге құқығы бар.

Тиісті экологиялық рұқсат негізінде қоршаған ортаға теріс әсер еткені үшін төлемақы тәртібі мен ставкалары Қазақстан Республикасының салық заңнамасымен реттеледі [25].

Қоршаған ортаға теріс әсер ететін қолданыстағы объектіге эмиссияларды экологиялық рұқсатсыз жүзеге асыру ластаушы заттардың артық санына қатысты қоршаған ортаға теріс әсер еткені үшін тиісті төлемақы мөлшерлемесінің он мың пайызы мөлшерінде айыппұл салуға әкеп соғады [26].

2.3.4. Қондырғыдағы есептеу

Ластаушы заттардың құрамын азайту технологияларын енгізу процесі, әсіресе ірі өнеркәсіптік кәсіпорындарда, көбінесе өндірістің тиімділігін арттыру үшін жалпы модернизация процесінің немесе кешенді шаралардың ажырамас бөлігі болып табылады.

Объектінің операторы өзінің әдеттегі өндірістік қызметі немесе басқа инвестициялық жобаларды іске асыру барысында көтеретін басқа инвестициялық және операциялық шығыстардың әсерін болдырмау үшін қоршаған ортаға теріс әсерді қысқарту жөніндегі бастапқы және қайталама шараларға жұмсалатын шығындар туралы мәліметтер кәсіпорынның ЕҚТ жұмсайтын шығындарының бір бөлігін ғана білдіруге тиіс.

Мұндай жағдайларда, объект операторы осындай шараларды іске асыру барысында жүзеге асыратын инвестициялық және операциялық шығыстардың әсерін болдырмау үшін ЕҚТ анықтау үшін пайдаланылатын объективті деректер қондырғыдағы табиғатты қорғау шарасына жұмсалатын шығыстар туралы деректер болып табылады, яғни осы технологиялық кезеңде ластаушы заттардың қоршаған ортаға эмиссиясын қысқартуға және/немесе болдырмауға бағытталған немесе ортадан қорғау қондырғысы.

Қондырғыдағы есептеулерде шығындардың жалпы сомасына төмендегілер қосылады:

ЕҚТ ажырамас бөлігі болып табылатын негізгі технологияның/қондырғының/жабдықтың және басқа да қажетті компоненттердің құны;

тазарту технологияларының/қондырғылардың/жабдықтар мен құрылыстардың қосымша және қосалқы алдындағы/кейінгі құны;

онсыз ЕҚТ қолдану технологиялық тұрғыдан мүмкін емес қажетті шығын материалдарының, шикізат пен реагенттердің құны.

Қондырғыдағы есептеу объект операторының жалпы шығыстарын шығындар баптары бойынша жіктеу кезіндегі белгісіздік факторын жояды, сондай-ақ кәсіпорынның баламалы ЕҚТ шығындарын салыстырмалы көрсеткіштер бойынша салыстыруға мүмкіндік береді. Дәл осындай қағида ЕҚТ пайдасын есептеу кезінде қолданылады.

Техникалық-экономикалық негіздеме (ТЭН) шеңберінде әрбір сала үшін ЕҚТ экономикалық бағалау бойынша есептеулердің нақты мысалдары есептеледі.

3. Қолданылатын үрдістер: қазіргі уақытта қолданылатын технологиялық, техникалық шешімдер

ЕҚТ бойынша анықтамалықтың осы бөлімінде негізгі технологиялық процестердің сипаттамасы, оның ішінде боксит өндіру, глинозем және бастапқы алюминий өндірісі қамтылған.

3.1. Алюминий өндірісінің үрдістері

Алюминий өндірісі үш негізгі кезеңге бөлінеді: боксит – құрамында алюминий бар кенді алу, оларды глиноземге – алюминий тотығына өңдеу, ең соңында электролиз процесін пайдалана отырып, таза металл алу – алюминий оксидінің оның құрамдас бөліктеріне ыдырауы. электр тогының әсерінен.

4–5 т бокситтен 2 т глинозем алынады, одан 1 т алюминий алынады. Дүние жүзінде алюминий кендерінің бірнеше түрі бар, бірақ боксит бұл металды өндірудің негізгі шикізаты болып табылады. Бұл негізінен басқа минералдар қоспасы бар алюминий оксидінен тұратын тау жынысы.

Бокситтің құрамында 50 %-дан астам глинозем болса, жоғары сапалы болып саналады.

Боксит өндіру. Алюминий өндірісі боксит өндіруден басталады. Бұл тау жынысы құрамында гидроксидтер түрінде болатын алюминийге бай.

Глинозем өндірісі. Бокситті белгілі бір мөлшерде қайта өңделген сілтілі ерітіндімен бірге диірмендерде ұсақтап, кептіреді және ұнтақтайды.

Алюминий электролизі. Электролиз қондырғысында глинозем балқытылған криолиті бар ванналарға 950 ⁰Стемпературада құйылады. Ерітінді арқылы 400 кА дейін және одан да көп электр тогы өтеді – алюминий мен оттегі атомдары арасындағы байланысты үзеді, нәтижесінде, сұйық түрдегі металл ваннаның түбінде жиналады.

Бастапқы алюминий. Бастапқы алюминий құймаларға (алюминий құймаларына) құйылады және тұтынушыларға жіберіледі, сонымен қатар әр түрлі мақсаттағы алюминий қорытпаларын одан әрі өндіру үшін қолданылады.

Алюминий қорытпалары. Құйылған алюминий қорытпалары металды қалыптарға құю арқылы дайын өнім алу үшін қолданылады. Сонымен қатар, қорытпаның қажетті қасиеттері оған әртүрлі қоспаларды қосу арқылы қол жеткізіледі: кремний, мыс және магний. Мұндай қорытпалардан, мысалы, автомобиль және ұшақ қозғалтқыштарының бөліктері немесе доңғалақ дискілері шығарылады.

Алюминийді өңдеу. Темірден айырмашылығы, алюминий тот баспайды, сондықтан одан жасалған бұйымдарды балқытып, металды шексіз көп қолдануға болады. Бұл ретте алюминийді өңдеу үшін алғаш рет алюминий өндіруге жұмсалатын энергияның 5 %-ы ғана қажет.

3.1.1 Бокситті өндірудің технологиялық процесі

Жалпыланған түрде боксит өндірудің технологиялық схемасын тау-кен бөліміне кіретін кен орындарында жүргізілетін келесі технологиялық процестер мен өндірістік кезеңдерге бөлуге болады (3.1-кесте).

3.1-кесте. Боксит өндірудің технологиялық процестері мен кезеңдері

Р/с
№

Технологиялық кезеңнің атауы

Жұмыстың қысқаша сипаттамасы және технологиялық кезеңнің нәтижесі

1	2	3
1	ТКМ қазуға дайындық	ТКМ-ны қазуға дайындау процесінде карьерлік кен орнының су басқан бөліктерін құрғату, жер үсті су көздерін тау-кен учаскесінің шегінен шығару, орман және бұта жамылғысын жою, көлікпен қамтамасыз ету жүргізіледі. коммуникациялар (жер бетін жоспарлаумен олардың ізі), бұзылуға ұшыраған аумақтардан ТҚҚ-ны алып тастау немесе пайдалану, оны дренаждау және қопсыту (жарылыс) арқылы ашу. Жұмыстың сипаты және оларды орындау уақыты бойынша ТКМ өндіруге дайындық күрделі тау-кен және эксплуатациялық болып бөлінеді. 1. Күрделі тау-кен жұмыстары. 1.1. Ашық кен массивін таңбалау. Ашық кен орны шегінде ашылатын кен орнының бөліктерін, оның ішінде ашылатын кен орнын, үйінділердің, өндірістік алаңдардың, көлік коммуникацияларының орындарын таңбалау (табиғатқа шығару) жүргізіледі. 1.2. ҚТҚ ҚТҚ жою ТКМ ашуға бөлінген барлық аумақтан, сондай-ақ үйінділерді (құнарлы топырақ, бос жыныстар, отқа төзімді саздар), өнеркәсіп алаңдарын, көлік коммуникациялары мен өндірістік ғимараттар мен құрылыстарды орналастырудан кесіледі. 1.3. Күрделі тау-кен аршу жұмыстары. Олар карьерді салу кезінде және оны пайдалану кезінде осы фронтты сақтау және дамыту үшін тау-кен жұмыстарының бастапқы фронтын құру үшін жүзеге асырылады. 2. Операциялық аршу жұмыстары. Олар тау-кен жұмыстарының фронтын құру, осы фронтты сақтау және дамыту мақсатында карьерді пайдалану кезінде оның ашылған және дайындалған қорларының нормативінің сақталуын қамтамасыз ету үшін жүргізіледі. 2.1. ТКМ аршу өндірілетін бокситтің сапасын қамтамасыз ету үшін шығарылады. 2.2. ТКМ дренажы ТКМ дренажы өндірілетін боксит кендерінің қажетті сапасын қамтамасыз ету, тау-кен жұмыстарын жүргізу үшін экономикалық тиімді және қауіпсіз жағдайлар жасау, сондай-ақ жер қойнауы мен су ресурстарын қорғауды қамтамасыз ету үшін жүргізіледі. 2.3. ТКМ босату. Экскаватормен ТКМ -ны аршу және төгу жұмыстарынан кейін бірден өндірісті бастау мүмкін болмаса, тасты ТКМ-ны бульдозермен немесе ТКМ беріктігіне қарай жаппай жарылыспен механикалық тәсілмен алдын ала қопсытуға ұшырату қажет болады.
2	ТКМ өндіру	Тұқымды тасымалдау автомобиль көлігімен жүзеге асырылады. Боксит қоймасындағы кенді түсіру аймақтарын кеннің сапалық көрсеткіштерін басшылыққа ала отырып, учаске басшысы мен аға геолог анықтайды. Кен өндіру процесінде геологиялық қызмет тау-кен жұмыстарының барысын визуалды бақылауды жүзеге асырады, бокситтің негізгі тау жыныстарымен жанасу сипатын зерттейді, кен массасының топырағының әрекетін, металл емес аралық қабаттардың болуын, қажет болған жағдайда ұңғы түбінің үлгілерін алады және кен беткейлерінің эскиздерін жасайды
3	Ұсақталған ТКМ орташалануы	Орташа, ұсақталған кен жыныс массасын (шихтаны дайындау) мақсаты негізгі құрамдастардың (Al₂O₃, SiO₂, Fe₂O₃, СО₂, S, Mcr) берілген құрамымен және ылғалдылығымен кен қабаттарын қалыптастыру болып табылады. Ұсақталған ТКМ химиялық талдау деректері негізінде дайын руда үйіндісінің қалыптасуына есеп жүргізіледі. Есепте берілген сападағы үйінді қалыптастыру үшін әртүрлі конустардан ұсақталған руданың қажетті мөлшерін анықтайды. Есептелген қаданың қалыптасуы аяқталғаннан кейін оны қайта қазу арқылы араластырады (кемінде үш рет).
4	ТКМ ұсақталуы	ТКМ ұсақтау жоспарланған және тазартылған учаскеде жүргізіледі. Теріс температурада дымқыл ТКМ қатып қалмас үшін оны еркін ағынды күйге жеткізгенге дейін қосымша қайта қазу арқылы "қайта мұздатады".
5	Қоймалардағы ТКМ орналастыру	ТКМ автомобильмен қайта тиеу және араластыру қоймаларына немесе қайта тиеуден араластыру қоймасына теміржол арқылы жеткізіледі. Қойма паспортымен белгіленген орында (шұңқырда) ТКМ қоқыс вагондарынан түсіріледі. Жанасшұңқырдан алынған ТКМ экскаватордың көмегімен ары қарай ұсақтау үшін жіберіледі. Әртүрлі сападағы ТКМ бөлек сақталады.
6	Бокситті жөнелту	Бос жартылай вагондар келгеннен кейін олардың тазалығы тексеріледі, қажет болған жағдайда тазартылып, мұздатуға қарсы өңделеді. Жарық вагондарды өңдегеннен кейін тиеуге рұқсат береді. Жүктеу аяқталғаннан кейін өлшеу және мөлшерлеу жүргізіледі. Осыдан кейін тиелген жарты вагондар түйіспе стансасына әкелінеді, оларды ҚТЖ – "Жүк тасымалы" АҚ қызметкерлері коммерциялық және техникалық қабылдайды.
7	Көмекші процестер	Карьерлердегі жұмысқа әсер етпейтін (ұсақтау алаңы, отқа төзімді саз қоймалары, ТЭМ тепловозы, вагон өңдеу станциясы, әк қоймасы, ПММ, 3 автоколонна, карьердегі дәнекерлеу жұмыстары, ОТКиХА учаскесі) бар шығарындылар көздерінен шығарындылар.

3.1-сурет. Боксит өндірудің технологиялық процестері мен кезеңдері

3.1.2. Глинозем өндірісінің технологиялық процесі

3.2-кесте. Глиноземді өндірудің технологиялық процестері мен кезеңдері

Р/с №

Технологиялық кезеңнің атауы

Жұмыстың қысқаша сипаттамасы және технологиялық кезеңнің нәтижесі

1	2	3
1	Шикізатты қабылдау және процеске беру	Бұл кезеңде зауытқа жеткізілетін шикізатты (боксит, әктас, көмір) қабылдау, ұсақтау және гомогенизациялау, содан кейін араластыру процесіне және орталық өңдеу зауытының тұтыну қоймаларына жеткізу; шикізатты гомогенизациялау, оларды уақытша сақтау және негізгі цехтардағы технологиялық процеске жеткізу
2	"Байер" бокситтен тауарлық глинозем алудың дәйекті схемасының тармағы.	Бұл кезеңде ерітінділерді булану процесі оны өзіміздің жылу электр станциясының буымен қыздыру арқылы жүзеге асырылады. Алынған концентрленген ерітінді (айналымдағы) ГМЦ процесінің басына жіберіледі, онда гидраттың күйдірілуі соңғы өнім – глинозем алу үшін қамтамасыз етіледі
3	Алюминий ерітіндісін алу үшін Байер тармағынан қызыл балшықты өңдеу	Бұл кезеңде қызыл балшықтан глинозем (Al₂O_{3 )}қосымша алу жәнеБайер тармағында сілтінің (Na₂O) жоғалуын өтеу жүргізіледі. ОЖ химиялық реакциялар жүргізу және пайдалы компоненттерді алу, агломерациялық пеш агломерасын ұсақтау және гидрохимия бөліміне беру мақсатында агломерациялық пештерде шихтаны жоғары температурада өңдеуді жүзеге асырады
4	Көмекші бөлімшелер	Негізгі жабдықты, жылжымалы құрамды жөндеу жұмыстарын орындау, автомобиль көлігі мен жол-құрылыс техникасына техникалық қызмет көрсету және жөндеу, сынамаларды химиялық талдау, зертханалық зерттеулер, тәжірибелік-сынау және технологиялық зерттеулер, сондай-ақ айналымдағы суды салқындату. Материалдары бар қоймалар бар. Теміржол вагондарымен және цистерналармен маневрлік жұмыстар теміржол цехының маневрлік тепловоздарымен жүргізіледі

3.1.3. Бастапқы алюминий өндірісінің технологиялық процесі

3.3-кесте. Бастапқы алюминий өндірісінің технологиялық процестері мен кезеңдері

Р/с №	Технологиялық кезеңнің атауы	Жұмыстың қысқаша сипаттамасы және технологиялық кезеңнің нәтижесі
1	2	3
Технологиялық процесс: АУП (саны: 1)
1	Ұйымдастырушылық процестер	Кәсіпорындарды басқару жүйелері (соның ішінде экологиялық)
2	Технологиялық процесс: алғашқы алюминий өндірісі
	Алюминий электролизінің өндірісі	Алюминий криолит-глиноземді балқымаларды алдын ала күйдірілген анодтармен электролиздеу процесінде, содан кейін шөміштерге айдап, араластырғышқа құйып, қалыптарға құйылады.
3	Технологиялық процесс: күйдірілген анодтарды өндіру
	Күйдірілген анодтар шығаратын бас цех	Жасыл анодтардың пайда болуы, одан кейін анодтардың жануы
4	Технологиялық процесс: басқа процестер
	Көмекші процестер	Отын сақтау, шикізат пен материалдарды сақтау, жөндеу жұмыстары, тасымалдау, құйма құю (өнімділігі 16–22 т/сағ үздіксіз құю машинасының құю құрылғысы)

3.2. Боксит өндірісі

3.2.1. Боксит кенін ашық өндіру

Ашық әдіспен өндірудің жерасты өндіруге қарағанда артықшылығы: тау-кен жұмыстарын кешенді механикаландыру мен автоматтандырудың жоғары деңгейін қамтамасыз ету мүмкіндігі, бұл жоғары еңбек өнімділігін және тау-кен жұмыстарына жұмсалатын шығындарды азайтуды қамтамасыз етеді; қауіпсіз және қолайлы еңбек жағдайлары; пайдалы қазбаларды неғұрлым толық өндіру; тау-кен кәсіпорнын салуға арналған меншікті күрделі шығындарды төмендету.

Ашық әдіспен өндіру әдісінің негізгі кемшіліктеріне мыналар жатады: карьерден қоқыстардың айтарлықтай көлемін алу (немесе оның контуры бойынша жылжыту) қажеттілігі (жойылған төсеніштің көлемі әдетте өндірілетін пайдалы қазбаның көлемінен айтарлықтай асып түседі); тау-кен қабаттарының белгілі бір тізбегін сақтау қажеттілігі (тау жыныстарының астындағы қабатын қазуды тек үстінгі қабатты қазу басталған сәттен бастап біраз кідіріспен бастауға болады); айтарлықтай жер учаскелерін уақытша иеліктен шығару қажеттілігі, ландшафттың айтарлықтай өзгеруі; кен өндіру аймағындағы гидрологиялық жағдайдың айтарлықтай өзгеруі. Сонымен қатар айтарлықтай тереңдіктегі карьерлерде жарылыс жұмыстарынан кейін газдар мен шаңдарды тазарту қиынға соғады, бұл кеншілердің санитарлық-гигиеналық еңбек жағдайларын нашарлатады және қоршаған ортаны ластайды.

Ашық әдіспен өндірудің негізгі процестері болып табылады (3.2. сурет): топырақтың құнарлы қабатын жою, үстіңгі қабат, бұрғылау және жару, кенді өндіру, тасымалдау, бастапқы ұсақтау, үйінді жыныстарын сақтау.

Кендерді ашық әдіспен өндіру кезінде атмосфералық ауаға әсер етудің негізгі көздері болып ҚТҚ шығару және сақтау кезінде, аршу, тау-кен жұмыстары кезінде, бұрғылау және жару жұмыстары кезінде шаң және газ тәрізді заттардың шығарындылары және тау-кен жұмыстарын пайдалану кезіндегі шаң шығарындылары табылады. және көлік жабдықтары, сондай-ақ үйінді жыныстарын бастапқы ұсақтау және сақтау кезіндегі шаң шығарындылары.

Ластаушы заттардың шығарындыларының барлық көздері ұйымдастырылмаған. Негізгі ластаушыларға құрамында 70–20 % кремний диоксиді, азот диоксиді, азот оксиді, көміртегі (күйе), керосин, күкірт диоксиді, көмірқышқыл газы бар бейорганикалық шаң болып табылады.

Ашық әдіспен өндіру процесінде сулы горизонт ашылған жағдайда карьердің ағынды сулары, сондай-ақ жаңбыр (дауыл) және еріген ағынды сулар пайда болады. Су өндірістік қажеттіліктерге жұмсалады немесе булану тоғандарына жіберіледі.

3.2-сурет. Карьерді ашық түрде игеру

Боксит кенін ашық әдіспен өндіру кезінде кәсіпорындарда келесі энергия ресурстарын пайдалануға болады:

мотор отыны (дизель отыны);

электр энергиясы.

Кәсіпорындарда тұтынылған энергетикалық ресурстардың технологиялық кезеңдері бойынша жеке есебінің жоқтығын ескере отырып, отын-энергияны тұтынудың және өндірілген өнімге арналған үлестік шығындардың жиынтық көрсеткіштері қарастырылды.

3.2.1.1. ТҚҚ қырып алу және қоймалау

Жерді қалпына келтіру туралы негізгі ережелерге сәйкес пайдалы қазбалар кен орындарын ашық әдіспен игеретін, сондай-ақ топырақ жамылғысының бұзылуына әкелетін (механикалық зақымдану, ластану, су басу) басқа да жұмыстарды жүргізетін кәсіпорындар топырақты қырып алуға және ТҚҚ төселетін орынға (немесе уақытша сақтау орнына) тасымалдауға және оны қалпына келтірілетін жерлерге немесе өнімділігі аз алқаптарға салуға міндетті.

Тау-кен жұмыстарымен бүлінген жерлерді тау-кен техникалық рекультивациялау кәсіпорынның өндірістік объектілеріне бөлінген барлық учаскелерде ТҚҚ жоюдан басталады. Әртүрлі үлгідегі бульдозерлердің көмегімен ТҚҚ жою ең көп таралған әдіс. Құнарлы қабат дәйекті енбе арқылы қырып алынады және уақытша топырақ қабаты жасалады. Топырақ экскаваторлармен немесе тиегіштермен көліктерге тиеледі. Бульдозер келесі схема бойынша жұмыс істейді: машина топырақ қабатын кесіп, жабдықтың конструктивтік ерекшеліктеріне сүйене отырып, оптималды тасымалдау қашықтығынан аспайтын қашықтықта қадаға жылжытады, содан кейін бастапқы орнына оралады және циклді қайталайды.

Көлік құралдары болған жағдайда оны құнарлы топырақты тасымалдау үшін пайдаланған жөн. Бұл жағдайда бульдозермен жойылған құнарлы қабат кейіннен жүк тиегішпен көлікке тиеу арқылы үйіндіге жиналады. ТҚҚ қырып алу және оны көліктерге тиеу шынжыр табанды немесе пневматикалық доңғалақты тиегіштермен жүзеге асырылуы мүмкін. Жүк тиегіштердің маневрлік қабілеті жоғары, өнімділігі жоғары және карьердегі қазу және тиеу жұмыстарында қолданылады. Техникалық параметрлерге сәйкес, тиегіш ТҚҚ қырып алып, оларды кейіннен көліктерге тиеумен бірге жинай алады. Тиегіштерді пайдалану кезінде топырақты кетіруге бөлінген аумақ жеке учаскелермен әзірленеді. Әдетте учаскенің ұзындығы 100 м-ден аспайды. ТҚҚ сақтау уақытша үйінділерде жүзеге асырылады.

3.4-кесте. Боксит кенін өндіру карьерлерінде қолданылатын қондырғылардың түрлері

Р/с №	Кәсіпорынның / құрылымдық бөлімшелердің атауы	Көмекші процестерге арналған жабдық (құнарлы қабаттарды қырып алу, кенжарды тазалау, жолды дайындау, үйінді түзу)
1	2	3
1	A1	D-275, CAT D10T, Liebherr PR764 бульдозерлері, Komatsu GD705A-4 автогрейдерлері, БелАЗ жолдар мен беткейлерді суару

ТҚҚ қырып алу және сақтау ГОСТ 17.5.1.02-85 және ҚР СТ 17.0.0.05–2002 талаптарына сәйкес жүзеге асырылады. ТҚҚ уақытша үйінділері негізінен беткейлерде орналасады, бұл ТҚҚ учаскеден тыс нөсер ағындарымен жойылуына, қойма алаңының шайылуына және эрозиясына жол бермейді. Ұзақ сақтау жағдайында үйіндінің бетіне көпжылдық шөптердің тұқымдары себіледі.

3.2.1.2 Аршу жұмыстары

Аршу жұмыстары – кенді жабатын бос (үстінді) тау жыныстарын шығару бойынша тау-кен жұмыстары, тау жыныстарын қазуға дайындау, қазу және тиеу жұмыстарына, тасымалдауға және төгуге арналған процестерді қамтиды. Карьерлерді салу кезінде және пайдалану кезеңінде осы фронтты сақтау және дамыту үшін тау-кен жұмыстарының бастапқы фронтын құру үшін үстеме жұмыстары жүргізіледі. Пайдалы құрамдастары жоқ үстемелер сыртқы немесе ішкі үйінділерге шығарылады. Егер үйінді жыныстары құрылыс саласына жарамды болса (құм, саз, әктас және т.б.), онда оларды ұсақтау және сұрыптау түрінде одан әрі өңдеуге жіберуге немесе үшінші тарап тұтынушыларына сатуға болады [27].

Аршу жұмыстары күрделі тау-кен жұмыстары және ағымдағы жұмыстар болып бөлінеді.

Күрделі тау-кен аршу жұмыстары негізінен карьерде оны іске қосу қуаттылығында пайдалануға берілгенге дейін жүргізіледі және үйінділерді жоюға, сондай-ақ бастапқы үйінділерді салуға байланысты жұмыстарды қамтиды. Пайдалануға берілгеннен кейін күрделі тау-кен аршу жұмыстарына сондай-ақ техникалық-экономикалық есептеулермен анықталған көлемдегі күрделі траншеяларды және жартылай траншеяларды, тоннельдерді, кенқұдықтарын және т.б. ұңғылау жұмыстары кіреді. Карьерді реконструкциялау және кеңейту кезінде күрделі тау-кен аршу жұмыстарына тұрақты ашу қазындыларын ұңғылау және техника-экономикалық есептеулерде белгіленген көлемде бос жыныстарды алып тастау жатады.

Кәсіпорында оның жұмыс істеу кезеңінде ағымдағы аршу жұмыстары жүргізіледі. Бұл жұмыстарға ашылған пайдалы қазбалардың қорын аршу, ашылған тау кертпелеріндегі тілмелік траншеялардың келесі учаскелерін жүргізу (жұмыс фронтының ұзындығын ұлғайту), жабынды тау жыныстарын және аршыма бос жыныстарды үйінділерге үю жұмыстары жатады [28].

3.5-кесте. Боксит кенін өндіру бойынша карьерлерде қолданылатын жабдықтар түрлері туралы жалпы мәліметтер

Р/с №	Кәсіпорынның / құрылымдық бөлімшелердің атауы	Аршу және өндіру жұмыстарына арналған қазып суыратын машина	Қоршаған ортаға әсер ету дәрежесін анықтайтын техникалық шарттар
1	2	3	4
1	A1	ЭШ-6.5/45, ЭШ-14/50, ЭШ-10/70, Hitachi EX1900 және EX2500 эксковаторлары	1. Салмағы және өлшемдері 2. Жерге түсіретін қысымы 3. Іштен жанатын қозғалтқыштың түрі, көлемі және қуаты 4. Қолданылатын отын түрі 5. Отын шығыны

Кестеде кен орындарын игеру үшін тау-кен машиналары ретінде ЭКГ, ЭШ типті экскаваторлар және әртүрлі өндірушілердің гидравликалық экскаваторлары қолданылатыны көрсетілген.

3.2.1.3. Бұрғылау және жару жұмыстары

Бұрғылау-жару – қазба жұмыстарына тау-кен массасын дайындаумен байланысты жұмыстар кешені. Тау жыныстарының беріктігіне байланысты оларды қазуды алдын ала бұрғылау мен жарусыз немесе механикалық қопсытусыз жүргізу мүмкін емес: қазіргі заманғы арқан, тірек немесе гидравликалық экскаваторлар тау жыныстарының массасын жою үшін шелекке жеткілікті күшке ие емес. Сондықтан тығыз, борпылдақ, қатып қалған немесе жартасты жыныстарды қазуға дайындау үшін қазу үшін алдын ала қопсыту не механикалық (фрезерлер, қопсытқыштар) немесе бұрғылау және жару тәсілдері қолданылады [29].

Қабат биіктігі 15 м-ге дейін, түсті кендерді өндіруге арналған ашық карьерлер сияқты өнімділігі мен жобалық параметрлері жоғары болғандықтан, массивті механикалық дайындау практикалық емес және тиімсіз, кейде техникалық мүмкін емес. Карьерлерде бұрғылау және жару жұмыстарының дамуы жарылыс құралдарын және жарылғыш заттарды төсеу үшін ұңғымаларды бұрғылау әдістерін жетілдіруге байланысты болды. Жарылыс қопсыту параметрлерін есептеу белгілі бір тау жынысының бұзылған көлемінің жарылғыш зарядтың массасына пропорционалды тәуелділігіне негізделген. Бұл есептеудегі массивтің қасиеттері жарылғыш заттың үлестік шығыны арқылы ескеріледі, оның мәні есептеу әдістерімен немесе эмпирикалық түрде белгіленеді. Қазіргі уақытта барлық карьерлерде ұңғымаларды зарядтау әдісіне негізделген массивті қопсытудың бұрғылау-жару әдісі қолданылады. Жарылғыш зат тау жыныстарының массасындағы бұрғылау қондырғыларымен бұрғыланған тесіктерге тікелей орналастырылады.

Тау-кен кәсіпорындары бұрғылау-жару және зерттеу жұмыстарының тәжірибесіне сүйене отырып, бұрғылаудың оңтайлы диаметрін өздері анықтайды. Көбінесе кәсіпорында әртүрлі бұрғылау диаметрлері бар, белгілі бір жағдайларда және жыныстың белгілі бір түрін бұрғылау үшін қолданылатын станоктар болады.

Тастақты аршыма тау жыныстарының физика-механикалық қасиеттерін ескере отырып, кен өндіру кезінде тау жыныстары мен кендерді бұрғылау үшін негізінен түсті кендерді өндіру кезінде ашық тау-кен жұмыстарында кеңінен таралған 250 мм бұрғылау диаметрі бар шарикті бұрғылау станоктарымен (ШБС) жүргізіледі. Сонымен қатар Atlas Copco, Sandvik шығарған дизельді бұрғылау машиналары да қолданылады.

a - ШБС-250MNA32, b - DM75

3.3-сурет. Карьерлерде қолданылатын бұрғылау машиналары

Аршу және жару жұмыстарының тиімділігі көп жағдайда жарылыс жұмыстарының нақты тау-кен-геологиялық жағдайлары үшін жарылғыш заттарды дұрыс таңдауға байланысты. Жарылғыш заттың түрін таңдау бірқатар өндірістік, геологиялық, гидрогеологиялық, техникалық және экономикалық факторларды ескере отырып жүргізілуі керек. Тау жыныстарының физикалық-механикалық қасиеттері, минералогиялық құрамы мен құрылымы тау жыныстарының беріктігі мен жарылғыштығын анықтайды. Тау жынысының тығыздығы, оның қаттылығы мен тұтқырлығы неғұрлым жоғары болса, оның бұзылуы мен қозғалуына соғұрлым көп энергия қажет. Нақты қолдану жағдайында жарылғыш заттар осы ойларды, сондай-ақ тау-кен кәсіпорнының практикалық тәжірибесін және жарылғыш жұмыстарды механикаландырудың қабылданған схемасына сәйкес заттардың өзінің технологиялылығын ескере отырып таңдалады.

3.6-кесте. Боксит кендерін өндіру бойынша карьерлерде қолданылатын қондырғылардың түрлері туралы жалпы мәліметтер

Р/с №	Кәсіпорынның/ құрылымдық бөлімшенің атауы	Бұрғылау және жару	Қоршаған ортаға әсер ету дәрежесін анықтайтын техникалық шарттар
1	2	3	4
1	A1	ШБС-250МНА-32, Atlas Copco Flexi Roc D65 бұрғылау станоктары _	1. Салмағы және өлшемдері 2. Топыраққа түсіретін қысым 3. Іштен жанатын қозғалтқыштың түрі, көлемі және қуаты 4. Қолданылатын отын түрі 5. Отын шығыны 6. Күрделі жөндеуге дейінгі ресурс 7. Шу, діріл көрсеткіштері 8. Шаңды басатын жүйе 9. Қозғалыс механизмі (тіректі немесе доңғалақты) 10. Шаңды басатын жүйенің болуы 11. Гидравликалық жүйе 12. Күрделі жөндеуге дейінгі ресурс

Карьерлерде жарылыс жұмыстары типтік бұрғылау-жару жұмыстарының жобасы негізінде жүргізіледі. Ұңғылық қатарлар әдісінің мәні жарылғыш затты көлбеу немесе тік ұңғымаларға үстіңгі бөлігін құмнан инертті материалдармен, бұрғылау майда немесе арнайы құрамдағы штангалық материалмен штангалаумен (толтырумен) орналастыру болып табылады. Ұңғымалар бір немесе бірнеше қатарда кертпештің үстіңгі төбесіне параллель орналасады және бір-бірінен тік бұрышты тордың бойымен немесе шахмат үлгісінде есептелген қашықтықта орналастырылады.

Ұңғымаларды жару үшін жарылғыш заттар ретінде негізінен борпылдақ түйіршікті ЖЗ (гранулиттер) және эмульсиялық заттар (интериттер) қолданылады. Жарылыс көп қатарлы зарядтар әдісімен жарылғыш шнур немесе электрлік емес жарылыс инициациялау жүйелері (ЭЕЖИЖ) желісін қайталай отырып және қысқа мерзімді жару әдісін қолдана отырып жүзеге асырылады. Карьерлерде жаппай жарылыс күндізгі уақытта, көбінесе аптасына бір рет жүргізіледі. Жалпы алғанда, жыл ішінде карьерде көптеген жаппай жарылыстар жүргізіледі, жарылыстардың жиілігі карьердің өнімділігіне және жұмысты ұйымдастыруға, бұрғылауға алаңдарды және жару жұмыстарына блоктарды дайындауға байланысты өзгереді.

3.2.2. Қоршаған ортаға эмиссиялардың ағымдағы деңгейлері

ТҚҚ қырып алу, тасымалдау және сақтау топырақтың табиғи ылғалдылығы кезеңінде жүзеге асырылады, бұл шаңды болдырмайды.

КТА нәтижесінде шаң шығарындылары туралы мәліметтер алынды, олар төмендегі кестеде көрсетілген.

3.7-кесте. Атмосфералық ауаға шаң шығарындылары (КТА деректері бойынша)

Р/с №	Объектінің атауы	Ластаушы заттардың жалпы шығарындылары, т
Р/с №	Объектінің атауы	макс	мин
1	2	3	4
1	A1	1,574	1.36355

3.7-кестеден ашық тау-кен өндіру процесінде ТҚҚ қырып алу кезінде ластаушы заттардың шығарындыларының жалпы көрсеткіштері максималды мәндерден аспайтын 1,36355-тен 1,574 тоннаға дейін өзгеретіні шығады. Әртүрлі кеніштердегі жалпы шығарындылар нормаларының бұл сәйкессіздігі қарастырылып отырған кәсіпорындардың сипаттамаларымен, сондай-ақ ТҚҚ қырып алу және сақтау процесінде қолданылатын жабдықтар мен механизмдермен байланысты.

Аршу жұмыстары кезінде шаң бөлінеді. Құрғақ мезгілде экскаватордың бетін суару қолданылады. 3.8-кестеде аршу және тау-кен жұмыстарынан шығатын шаң шығарындылары көрсетілген.

3.8-кесте. Аршу жұмыстарын жүргізу кезінде шаң шығарындыларының көлемі

Р/с №	Нысанның атауы	Ластаушы заттардың жалпы шығарындылары, т
Р/с №	Нысанның атауы	макс	мин
1	2	3	4
1	A1	366.3547	312.4744

Ластаушы заттардың жалпы шығарындыларының көрсеткіштері 312,4744-тен 366,3547 тоннаға дейін ауытқиды, шаң шығару қарқындылығына қолданылатын экскаваторлар, олардың шелектерінің ауданы, арнайы техниканың жұмыс істеу ұзақтығы, экскаватордың беткі қабатын суаруды пайдалану әсер етеді. құрғақ мезгіл.

Бұрғылау және жару кезіндегі негізгі шығарындылар газ тәрізді заттардың (азот оксидтері, көміртегі тотығы, күкірт диоксиді) және бейорганикалық шаң SiO₂20 %-дан аз шығарындылары болып табылады. Бұрғылау өнімдерінің ірі бөлшектері ұңғыма сағасына шөгеді, ал ұсақ бөлшектер (шаң бөлшектерін қоса алғанда) 10–14 м қашықтыққа тасымалданады.Бұрғылау және жару технологиялық процесінде шаңды басу кезінде су ең тиімді және қолжетімді әдіс болып табылады. ауаның ластануын азайту. Бұл әдіс бейорганикалық SiO₂ шаңының көлемін 20 % -дан5–7 есе азайтуға мүмкіндік береді [30].

Күшті шаң шығарындылары 100–250 тоннаға жететін жаппай жарылыстар кезінде пайда болады.Жаппай жарылыс кезінде шаң бұлты 150–300 м биіктікке лақтырылады, оның дамуында ол 16 км биіктікке жетіп, жел бағытында айтарлықтай қашықтықта таралуы мүмкін (10–14 км) [31]. Жарылыс кезінде зиянды қоспалардың бөлінуін және таралуын азайту үшін гидротозаңсыздандыру су тығындауды (сутығындаманы) пайдалана отырып жүргізіледі. Сутығындама сумен толтырылған полиэтиленді ыдыстарды қолдану арқылы жүзеге асырылады. Сутығындаманы қолдану шаң мен газ бұлтында түзілетін шаңның мөлшерін 20–30 %-ға, ал түзілетін азот оксидтерінің көлемін 1,5–2 есеге азайтуға мүмкіндік береді.

3.9-кестеде бұрғылау және жару жұмыстары кезіндегі шаң шығарындылары көрсетілген (КТА бойынша).

3.9-кесте. Бұрғылау және жару жұмыстары кезінде шаң шығарындыларының көлемі

Р/с №	Нысанның атауы	Ластаушы заттардың жалпы шығарындылары, т
Р/с №	Нысанның атауы	макс	мин
1	2	3	4
1	A1	28.79359	24.50644

КТА барысында Қазақстан Республикасының аумағында жұмыс істейтін боксит кенін өндіру кеніштерінің жалпы әсері бағаланды. Кәсіпорындардың жалпы шаң шығарындылары 24,50644-тен 28,79359 тоннаға дейін. Бұл сәйкессіздік тау жыныстарының физикалық-механикалық қасиеттеріне және оларды суару, жарылыс әдістеріне, жарылыс уақытына, жаппай жарылыс кезіндегі ауа райы жағдайына, қолданылатын жарылғыш заттардың мөлшері мен химиялық құрамына байланысты.

Карьерде бұрғылау-жару жұмыстарын жүргізу кезінде шаң мен газдың пайда болу қарқындылығы көптеген факторларға байланысты, олардың негізгілеріне тау жыныстарының физика-механикалық қасиеттерін және олардың суланғандығын, жарылғыш ұңғымаларды бұрғылау әдістерін, қолданылатын жарылғыш заттардың ассортиментін, пайдаланылатын тығындаушы материалдардың түрлерін, жару әдістерін (тау кемерінің таңдалған еңісі немесе қысыңқы орта), жаппай жарылыстың өндіріс уақытын, жаппай жарылыс кезіндегі метеожағдайларды және т. б. жатқызуға болады.

3.10-кестеде боксит кенін ашық әдіспен өндіруде қолданылатын энергия ресурстарының ағымдағы тұтынуы келтірілген. Өндірілетін руданың тоннасына ресурс шығыны ресурстарды тұтынудың нақты шығындары ретінде анықталады.

3.10-кесте. Энергетикалық ресурстарды тұтынудың ағымдағы көлемі

Р/с №	Нысанның атауы	Тұтынылатын ресурс	Қолдану мақсаты	Жылдық тұтыну, ш.о.т	Меншікті тұтыну, ш.о.т
1	2	3	4	5	6
1	A1	Электр энергиясы	Шамадан тыс жүктеме және тау-кен өндіру	1,432,013	0,00258 - 0,00680
2	A1	Мотор отыны	Шамадан тыс жүктеме және тау-кен өндіру	22,390,312	0,00403 - 0,01063

Ұсынылған кестеден ашық карьерде өндірілетін кен үшін электр энергиясының үлестік шығыны өндірілген руданың тоннасына 0,00258-ден 0,00680 т-ға дейін өзгеруі мүмкін екенін көруге болады. Нақты шығындардың мұндай сәйкессіздігі, ең алдымен, әртүрлі кеніштердегі энергия ресурстарын тұтынуды есепке алу және бөлу ерекшеліктерімен байланысты.

Ашық кен үшін мотор отындарының үлестік шығыны 0,00403-тен 0,01063 тце-ге дейін ауытқиды. өндірілген руданың тоннасына. Әртүрлі кәсіпорындардағы бірлік шығындарының мұндай сәйкес келмеуі қарастырылып отырған кәсіпорындардың сипаттамаларына, сондай-ақ тау-кен жұмыстарында қолданылатын жабдықтар мен машиналарға (карьерлік автокөлікті және мотор отынымен жұмыс істейтін арнайы техниканы тасымалдау және экскавациялау үшін пайдалану) байланысты.

3.3. Глинозем өндірісі

3.3.1. Шикізатты қабылдау және процеске тарату

Бірізді-параллельді Байер-балқыту әдісімен глинозем алудың технологиялық процестері мен кезеңдері мыналарды қамтиды:

1) шикізатты қабылдау және процеске беру;

2) бокситтен тауарлық глинозем алудың бірізді схемасының "Байер" тармағы;

3) алюминий ерітіндісін алу үшін Байер филиалының қызыл лайын өңдеу;

4) көмекші бөлімшелер.

Шикізатты дайындау цехында (шикізатты қабылдау және процеске беру) зауытқа келіп түсетін шикізатты (боксит, әктас, көмір) қабылдау, ұсақтау, орташалау, кейіннен шикізатты шихталық қайта бөлуге және шикізатты даярлаудың шығындық қоймаларына беру; шикізатты орташаландыру, оны уақытша сақтау және технологиялық процеске беру жүзеге асырылады.

3.3.2. Бокситтен тауарлық глинозем алудың бірізді схемасының "Байер" тармағы

Байер тармағында ерітінділердің булану процесі оны бумен қыздыру арқылы жүргізіледі. Алынған концентрлі ерітінді (айналымдағы) гидрохимиялық процестің басына жіберіледі, онда гидраттың күйдірілуі соңғы өнім – глинозем алу үшін қамтамасыз етіледі.

3.3.3. Байер тармағының қызыл шламын алюминий ерітіндісін ала отырып өңдеу

Қақтамды қайта бөлу кезінде (Байер тармағының қызыл шламын алюминий ерітіндісін ала отырып өңдеу) глиноземді (Al₂O₃) қызыл шламнан қосымша өндіру жүргізіледі және Байер тармағындағы сілтінің шығынын компенсациялау (Na₂O) жүзеге асырылады.

Қақтау цехы химиялық реакциялар жүргізу және пайдалы компоненттерді алу мақсатында қақтау пештерінде шихтаны жоғары температурада өңдеуді, қақтау пешінің қақтамын ұсақтап, гидрохимия бөліміне беруді жүзеге асырады.

Көмекші бөлімшелер негізгі құрал-жабдықтарды, жылжымалы құрамды жөндеу жұмыстарын, автокөліктер мен жол-құрылыс техникаларына техникалық қызмет көрсету және жөндеу жұмыстарын, сынамалардың химиялық талдауын, зертханалық зерттеулерді, тәжірибелік сынақтар мен технологиялық зерттеулерді, сондай-ақ айналымдағы суды салқындату жұмыстарын жүргізеді. Материалдары бар қоймалар бар. Теміржол вагондарымен және цистерналармен маневрлік жұмыстар теміржол цехының маневрлік тепловоздарымен жүргізіледі.

Алюминий алу - өте күрделі екі кезеңді процесс. Алдымен кенден глинозем алынады, содан кейін одан соңғы өнім – тауарлық алюминий немесе оның қорытпасы алынады.

Бокситтен глинозем алудың ең көп қолданылатын әдісі - Байер тәсілі. Байер тәсілі – бокситтен глинозем алудың гидрохимиялық процесі. Бұл әдісті Ресейде Карл Иосифович Байер 1895–1898 жылдары ашқан. Бокситтің барлық түрін бұлай өңдеуге болмайды, негізгі шарттардың бірі кремний мен күкірттің аз болуы. Бокситтердің сапасының негізгі критерийі кремний модулі – кремний мөлшерінің алюминийге қатынасы, элементтердің молярлық массасы жақын болғандықтан, қосымша коэффициенттер енгізбей қарапайым қатынасты қолданыңыз.

Осы технологияны тікелей қолданбас бұрын, кен алдымен ұсақтауға ұшырайды, бұл кезең бетінің ауданын ұлғайту үшін қажет, бөлшектердің мөлшері бокситтердің құрамына және процестің ерекшеліктеріне байланысты.

Бірінші кезең ылғалды ұнтақтау – кенді ұсақтаудан кейін сілтілі ерітіндімен араластырып, шарикті немесе штангалы диірменге тиейді. Бұл кезеңде қоспаға жиі әк немесе сұйық әк қосылады. Міндетті ұнтақтау параметрі сұйық және қатты фазалардың белгілі бір арақатынасы болуы керек. Ұнтақтаудан кейінгі бөлшектердің өлшемі бокситтің құрамына байланысты таңдалады, сондықтан ұнтақтау кезеңі әрбір кәсіпорын үшін жеке, мысалы, әртүрлі диаметрлі шарларды пайдаланып, жиі екі кезеңде ұнтақтау қажет. Ылғалды ұнтақтаудан кейін целлюлоза классификатордан өтіп, шаймалауға беріледі. Байер әдісімен шаймалау үшін батареяларға біріктірілген автоклавтар қолданылады.

Автоклав – жоғары температура мен қысымда физикалық және химиялық реакцияларды жүргізуге арналған құрылғы. Батареялар бокситтердің құрамына байланысты 8-ден 12 құрылғыға дейін қосылады. Алғашқы екі автоклавта қоспаны қыздырады, қалғандары реакциялық. Бұл операцияның мақсаты алюминийді бокситтен натрий алюминаты түріндегі ерітіндіге ауыстыру болып табылады. Процесске екі компонент қатысады - ұсақталған боксит және қайта өңделген сілтілі ерітінді. Шаймалау жүретін температура боксит түріне байланысты. Негізгі сілтісіздендіру реакциясы:

Al₂O₃ • H₂O + 2NaOH = 2NaAlO₂ + 2H₂O

Алюминийден басқа, бокситте басқа да көптеген элементтер бар. Кремний тотығы сілтілі ерітіндіде ериді және натрий силикатына айналады, бірақ натрий силикаты натрий алюминатымен әрекеттесіп, натрий гидроалюмосиликатын түзу үшін тұнбаға түседі.

Осылайша кремнийсіздену жалғасады, бұл қадам сонымен қатар Bayer өңдеуге арналған шикізаттың негізгі талаптарының бірін түсіндіреді: кремнийдің төмен мөлшері, өйткені кремнийсіздену бокситтегі кремний тотығының мөлшеріне пропорционал глинозем мен сілтінің жоғалуына әкеледі. Бокситтердің құрамында темір, күкірт, титан, галий, фосфор және ванадий де болады.

Шаймалау кезінде сусыз темір оксидтері тұнбаға түседі, титан нашар еритін натрий метатитанын түзеді, бұл да сілтінің жоғалуына әкеледі. Төмен мөлшердегі күкіртті стандартты сілтісіздендіру әдісімен толығымен қалпына келтіруге болады, бірақ күкірт қоспалары жеткілікті жоғары болса, қосымша тазарту қажет болады, сондықтан оның Байер процесін пайдалана отырып, бокситтегі мазмұны шақпақтас модулі сияқты маңызды. Шаймалау кезінде галлийдің көп бөлігі ерітіндіде қалады. Бұл компоненттер қызыл балшықты құрайды. Шаймалаудан кейін 20-30 ^oC дейін салқындату жиі қолданылады, бұл фосфатты, ванадат пен натрий фторидін және содады қамтитын ванадий шламының тұнбасын тудырады. Шламның бұл түрі пайдалы және оны ванадий алу үшін пайдалануға болады. Бұрын айтылғандай, дымқыл ұнтақтау сатысында да әк немесе сұйық әк қосылды, бұл бірден бірқатар оң әсерлерге әкеледі. Кремний тотығының бір бөлігі гидрогарнет түзеді, оның құрамында натрий алюмосиликатынан айырмашылығы сілті жоқ, кальций титанатының түзілуі де сілтілі шығынның азаюына, қызыл балшық сатысында кальций фосфаты түріндегі фосфордың жойылуына әкеледі. Осылайша, әк қосу дайын өнімнің тазалығына жақсы әсер етеді және технологиялық сызбаны өзгертуді қажет етпейтін қоспалардан тазартудың қосымша әдісі болып табылады. Шаймалаудың негізгі шығыс параметрлері глинозем алу дәрежесі және шаймалау жылдамдығы болып табылады. Бұл екі параметрге бірнеше факторлар әсер етеді, оларды реттеу арқылы қажетті нәтижеге қол жеткізуге болады: ұнтақтаудың майдалығы, температура, сілтінің концентрациясы, қайта өңделген және алюминат ерітінділерінің каустикалық модульдері.

Сілтілеуден кейін қызыл лай қоюландырғыштардың көмегімен бөлінеді, оларға процесті жылдамдату үшін флокулянттар қосылады және шлам қоймасына - тұнба сақталатын арнайы бөлінген жерге жіберіледі.

Алюминатты ерітінді келіп түсетін келесі қадам - декомпозиция.

Декомпозиция натрий алюминатының алюминий оксиді Al₂O₃ және натрий гидроксиді NaOH-ға ыдырау процесі болып табылады.

NaAlO₂+2H₂O = Al(OH)₃ + NaOH

Декомпозиция реакциясы екі бағытта да жүруі мүмкін және бұл реакция өнімдерге қарай жүруі үшін пульпаны сұйылту және ерітіндінің температурасын төмендету керек, сонымен қатар жылдамдату үшін алюминий гидроксиді түріндегі затравка қолданылады. Негізгі параметрлері – глиноземнің шығымы және декомпозиция жылдамдығы шаймалау процесіне ұқсас.

Сәйкесінше, бұл параметрлерге бірқатар факторлар да әсер етеді: каустикалық модуль, концентрация, затравканың саны мен сапасы, қоспалардың болуы, температура.

Процесс 10-11 данадан тұратын батареяларға біріктірілген декомпозиторлар деп аталатын декомпозерде жүргізіледі. Жоғарыда айтылғандай, пульпа декомпозиция кезінде салқындатылады және бұл үшін әртүрлі салқындатқыштардың көптеген түрлері қолданылады, мысалы, вакуумды салқындатқыш қондырғылар немесе құбырлы жылу алмастырғыштар, осы процесс тізбегінде бірдей құрылғыны немесе басқа құрылғыны таңдау пайдаланудың ыңғайлылығы мен ұтымдылығы негізінде жүзеге асырылады.

Алюминий оксидін тұндырғаннан кейін оны негізгі ерітіндіден бөліп алу керек. Бөлудің бірінші сатысы гидросепаратор болып табылады, оның көмегімен ірі бөлшектерді бөлуге болады, содан кейін ерітінді қоюлатқыш пен барабан сүзгісіне беріледі, онда бөлудің соңғы бөлігі өтеді. Осы кезеңде декомпозицияны улау үшін гидроксидтің бір бөлігі алынады және одан әрі алдыңғы қайта бөлуге қайтарылады. Өнімділік бөлігі сүзгілеуден өткізіліп, өндіріс тізбегінің келесі кезеңіне жіберіледі. Алюминий гидроксидін жуудан алынған негізгі ерітінді мен су булануға жіберіледі, онда артық ылғал жойылады және Na₂CO₃қызыл сода деп аталатын тұнба пайда болады, содан кейін ол каустификацияға өтеді, мұнда Са (OH)₂реакциясы жүреді, оның барысында NaOH сілтісі түзіледі.

Буланғаннан кейін сілтілі ерітінді ылғалды ұнтақтау үшін бүкіл технологиялық тізбектің басына беріледі. Каустификациядан кейін ерітіндіден ақ тұнба бөлінеді, ол да күйдіру тізбегінің басына қайтарылады, әлсіз сілтілі ерітінді булануға қайтарылады. Осылайша, цикл тұйық болып табылады.

Алюминий гидроксиді өтетін соңғы кезең кальцийлеу болып табылады. Бұл кезеңде глинозем Al₂O₃алу үшін гидроксидтен барлық ылғал толығымен буланады. Процесс әдетте құбырлы пештерде жүреді.

Құбырлы пештің ұзындығы 50-ден 150 метрге дейін және диаметрі 2,5-тен 5 метрге дейін болат құбыр болып табылады, пеш айналады және 3 градус бұрышта орналасқан. Материал шамамен 1200 ^oC температурада ыстық газбен үрленген пеште баяу қозғалады.

Байер әдісі экономикалық жағынан тиімді, өйткені ол әлдеқайда арзан және жабдықтау және пайдалану оңай, алайда, жоғарыда айтылғандай, бұл әдісті қолдану боксит құрамына қойылатын жоғары талаптарды сақтауды талап етеді, сондықтан басқа да қымбат әдістер қолданылады.

Бокситтен глинозем алудың екінші жиі қолданылатын әдісі қақтау әдісі болып табылады. Бұл әдістің басты артықшылығы құрамында кремний тотығы жоғары, кремний модулі 5-ке жетуі мүмкін бокситтерді қолдану мүмкіндігі.

Негізгі өзгеріс агломерация процесінің технологиялық тізбегіне шихтаны енгізу болып табылады.

Өндірістің бірінші кезеңі - қоспаны дайындау. Оның құрамдас бөліктерін қажетті мөлшерге дейін ұнтақтап, белгілі бір пропорцияда араластыру керек. Бұл әдіс үшін қоспа үш компоненттен дайындалады: боксит, әк және сода, целлюлозаны ұсақтау айналымдағы ерітіндіде жүреді.

Ұнтақтау үшін ашық циклде жұмыс істейтін көп камералы диірмендер қолданылады. Ұнтақтаудан кейін целлюлоза түзету бассейніне келіп түседі, одан талдау үшін сынама алынады, оның негізінде қажетті арақатынастағы целлюлоза жинау бассейндеріне айдалады.

Барлық дайындық жұмыстары жүргізіліп, "паспорттық" шихта алынғанда, агломерациялық қондырғыға түседі. Бұл процестің негізгі міндеті глинозем еритін натрий алюминатына, ал кремний диоксиді ерімейтін дикальций силикатына байланыстырады, осылайша ерітіндіге кейінгі ауысу кезінде кремний тотығы тұнбаға түседі.

Қақтау процесі қағидаты күйдіру үшін қолданылатын пешке ұқсас құбырлы пеште өтеді. Бұрын айтылғандай, пеш ұзын құбыр болып табылады, ол арқылы материал араласады, ыстық газбен үрленеді. Мұндай пештер отынның әртүрлі түрлерін қолдайды, бірақ негізгі шарт - күкірттің төмен мөлшері. Құбырлы пештерде газ көп мөлшерде целлюлозаны алып кетеді, сондықтан ол циклон мен электрсүзгіден өтеді, ұсталған шаң ысыраптардың алдын алу және оңтайлы температураны сақтау үшін пештің жұмыс аймағына жіберіледі. Қолданылатын шикізаттың құрамына байланысты белгілі бір температура диапазоны таңдалады, бұл ретте реакциялар оңтайлы жүреді және қажетті қасиеттердің агломераторы алынады. Дегенмен, бұл диапазон жиі бірнеше ондаған градустан аспайды және оны сақтау өте күрделі міндет болып табылады, ол автоматты жүйелерді орнату арқылы айтарлықтай жеңілдетіледі, бірақ сонда да сенсорды тікелей осы аймаққа орнату мүмкін емес, өйткені оның температура тым жоғары, сондықтан жанама индикаторларды қолдануға тура келеді. Пештің ішіндегі заттардың қозғалысы пештің қисаюына байланысты. Пешті бірнеше секцияға бөлуге болады: кептіру аймағы - сыртқы сұйықтықтың булануы, қыздыру аймағы - ішкі сұйықтықтың булануы, қақтау аймағы - қатты дене реакцияларының аймағы, салқындату аймағы – қақтамның температурасын 800-1000 градусқа дейін төмендету. Пештен шыққаннан кейін қақтам ауа мен суды салқындатуды біріктіретін барабанды салқындатқыштарға түседі. Қақтам 80–130 дейін салқындайды. Салқындағаннан кейін ол шаймалау сатысына өтеді.

Сілтісіздендірудің негізгі мақсаты алюминийді ерітіндіге және қоспаларды қатты фазаға жеткізу, осылайша әрі қарай сүзу мүмкін болады. Қақтам сілтілі ерітінді қосу арқылы сумен шайылады. Натрий алюминаты жақсы ериді, сондықтан ол ерітіндіге өтеді, екі кальцийлі силикат 2CaOSiO₂ерімейді және тұнба арқылы өтеді. Дегенмен, силикаттың бір бөлігі әлі де ыдырайды және ерітіндімен әрекеттеседі, алюминиймен қосылыстар түзеді, бұл шығындарға әкеледі.

Сілтісіздендіру әртүрлі жолдармен жүруі мүмкін: ұнтақтаудың ұсақтығына және минералогиялық құрамына байланысты ағынды, араластыру және аралас, дегенмен мұндай ысыраптар Байер шаймалауымен салыстырғанда әлдеқайда төмен, сондықтан бұл әдіс үшін құрамында кремний диоксиді жоғары бокситтерді қолдануға болады.

Бұл принципті қолданатын технологиялық тізбектегі тағы бір ерекшелік - екі сатылы кремнийсіздендіру мен карбонизацияны қолдану болып табылады. Карбонизация - алюминийді ерітіндіден СО₂қосу арқылы алюминий гидроксиді түрінде шығару тәсілі. Бұл технологияны қолданудың ыңғайлылығы құбырлы пештің қарсы ағын қағидаты бойынша жұмыс істеуінде, яғни отынның жануы кезінде бөлінетін ыстық газбен қозғалатын материалды үрлейді. Бұл газ, пештен өткеннен кейін, целлюлоза бөлшектерінен сүзіледі және карбонизация бөліміне беріледі, сондықтан газды қайта пайдалануға болады. Алюминий гидроксидін алғаннан кейін келесі процесс жоғарыда сипатталғанмен бірдей.

Біріктіру әдісі жоғары кремний тотығы бар бокситтерді өңдеу үшін экономикалық тиімді, дегенмен екі әдісті біріктіретін аралас әдіс кеңінен тарады. Біріктірілген әдісті де екі әдіске бөлуге болады: параллельді және тізбекті.

Бұл әдістер құрамында кремнийі төмен бокситті де, жоғары да өңдеуге мүмкіндік береді. Сонымен параллельді әдіс технологиялық схемада екі тармақтың болуын білдіреді: сәйкесінше Байер әдісі және агломерация әдісі. Соңғысы құрамында кремнийі жоғары боксит алады, содан кейін кремнийсіздену сатысына дейін агломерация әдісінің стандартты процедуралары орындалады.

Байер тармағында құрамында кремнеземі аз бокситтер өңделеді, барлығы стандартты әдіс бойынша агломерациялық тармақтан алюминат ерітіндісі түсетін ыдырау сатысына дейін жүреді. Осылайша, агломерациялық әдіске тән карбонизация технологиялық схемадан алынып тасталады. Дегенмен, негізгі артықшылығы - күйдіргіш сілтіні пайдалану есебінен үнемдеу, ол агломерация кезінде пайда болады, содан кейін алюминат ерітіндісімен бірге Байер тармағына енгізіледі. Айналымдағы ерітіндінің булануы кезінде бөлінетін сода агломерациялық тармаққа бағытталады. Осылайша, каустикизация да технологиялық схемаға енді қатыспайды. Сондай-ақ, бұл әдіс әртүрлі концентрациядағы ерітінділерді қажетті қатынаста араластыру арқылы ыдырау жағдайларын жақсартуға мүмкіндік береді. Қақтау тармағының қуаты сілтінің жоғалуын толығымен өтейтіндей етіп есептеледі. Қақтау тармағының құрамында кремнийі аз боксит қолдануға болады, бұл жағдайда әктас агломерациялық шихтаның құрамынан шығарылады, яғни екі компонентті шихта қолданылады.

Біріктірілген әдісті қолданудың екінші жолы - бірізділік. Егер параллельде негізгі шикізат құрамында кремнийі аз боксит болса және тек экономикалық тиімділікті арттыру үшін қосымша шикізат ретінде басқалары қолданылса, онда бұл әдіс толығымен кремний тотығы көп бокситтерді өңдеуге бағытталған. Бүкіл технологиялық тізбек Байер әдісінен басталады. Бұрын айтылғандай, Байер әдісінің негізгі кемшілігі кремнийдің әсерінен алюминийдің қызыл шламға көп түсуі болып табылады, сондықтан осы әдісте алюминий екі бөлікке бөлінеді - біреуі ерітіндінің құрамында болады және осы тармақтың бойымен жалғасады, ал екінші бөлігі қызыл шламға өте отырып, қақтау тармағына осы түрде келіп түседі. Қызыл шламды әктаспен агломерациялайды, содан кейін қақтамды шайып, кремнийден тазартады, содан кейін ол Байер әдісімен алынған алюминат ерітіндісіне оралады. Ерітінділер қоспасы ыдырауға түседі, аналық сұйықтық Байер тармағына оралады. Бұл әдісті қолдану екі әдістің де ең маңызды кемшіліктерінің орнын толтыруға мүмкіндік береді, өйткені Байер әдісі шығыны көп болғандықтан және кен құрамында кремнезем көп болуына байланысты экономикалық тұрғыдан тиімсіз, ал қақтамды өндіру үшін айтарлықтай отын ресурстары қажет. Біріктірілген өндіріс әдісін жабдықтай отырып, қақтамды қолдану арқылы шығындарды айтарлықтай азайтуға болады, сонымен қатар Байер әдісін қолдану арқылы пешті қоректендіруге кететін шығынды азайтуға болады.

3.3.4. Қоршаған ортаға эмиссиялардың ағымдағы деңгейлері

Глинозем өндіру Байер-қақтау параллель-жүйелі схемасы бойынша жүзеге асырылады. Айта кету керек, бұл схема тек А2 үшін қолданылады және өңдеуге жіберілетін бокситтер сапасының төмендігімен (төмен шақпақтас модулі, Al₂O₃мөлшерінің төмендігі) байланысты. Схема бокситтерді Байер схемасы бойынша өңдеудің классикалық технологиясын және олардан қосымша пайдалы компоненттерді алу үшін шламды агломерациялаудың келесі схемасын қамтиды.

А2-де глинозем өндіру процесінде түзілетін шығарындыларды көрсетумен глинозем өндіру схемасы 3.4-суретте көрсетілген.

3.4-сурет. Глинозем өндіру процесінде түзілетін эмиссияларды көрсететін глинозем өндіру сызбасы

3.11-кесте. Глинозем өндіру кезінде атмосфералық ауаға шаң шығарындылары (КТА мәліметтері бойынша)

Р/с №	Нысанның атауы	Ластаушы заттардың жалпы шығарындылары, т		КТА бойынша концентрация, мг/нм³
Р/с №	Нысанның атауы	макс	мин	макс	мин
1	2	3	4	5	6
1	A2	60798,12837	48705,11001	9010	22.5

Глинозем өндіру кезінде атмосфералық ауаға ластаушы заттардың шаңды шығарындылары жүзеге асырылады, 3.11-кестеде ластаушы заттардың жалпы шығарындылары көрсетілген. Деректер минималды мәндер үшін 48705,11001 тоннадан атмосфералық ауаға ластаушы заттар шығарындыларының максималды көрсеткіштері үшін 60798,12837 тоннаға дейін өзгеріп отырады.

3.12-кесте. Глинозем өндіру кезінде атмосфералық ауаға NOx шығарындылары (КТА мәліметтері бойынша)

Р/с №	Нысанның атауы	Ластаушы заттардың жалпы шығарындылары, т		КТА бойынша концентрациясы, мг/нм ³
Р/с №	Нысанның атауы	макс	мин	макс	мин
1	2	3	4	5	6
1	A2	785.61739	130.97297	4564.947	233.7341

3.13-кесте. Глинозем өндіру кезінде атмосфералық ауаға CO шығарындылары (КТА мәліметтері бойынша)

Р/с №	Нысанның атауы	Ластаушы заттардың жалпы шығарындылары, т		КТА бойынша концентрациясы, мг/нм ³
Р/с №	Нысанның атауы	макс	мин	макс	мин
1	2	3	4	5	6
1	A2	498.838076	18.439	23868	46.379

3.14-кесте. Глинозем өндіру кезінде атмосфералық ауаға SO₂ шығарындылары (КТА мәліметтері бойынша)

Р/с №	Нысанның атауы	Ластаушы заттардың жалпы шығарындылары, т		КТА бойынша концентрация, мг/нм ³
Р/с №	Нысанның атауы	макс	мин	макс	мин
1	2	3	4	5	6
1	A2	1317.7584	1013.932	3378	107

3.15-кесте. Глинозем өндіру кезінде энергетикалық ресурстарды ағымдағы тұтыну көлемі

Р/с №	Нысанның атауы	Тұтынылатын ресурс	Қолдану мақсаты	Жылдық тұтыну, т.б	Меншікті тұтыну, тц/т
1	2	3	4	5	6
1	A2	жанармай	Глинозем өндірісі	225,477,532	1.085619
1		Бу		720 327.322
		Қалпына келтіруге арналған көмір (кокс, антрацит)		117,617,940
		Пештегі көмір		492,877,970
		Электр		81,955,053

3.4. Бастапқы алюминий өндірісі

3.4.1. Электролиз өндірісі

Электролиз цехында алюминий шикізатын өндіру, одан кейін оны 20 килограмдық құймаларға құю, тауарлық алюминийді сақтау және тиеу, глинозем қабылдау және сақтау, газдарды сүзу жұмыстары жүргізіледі.

АЭЦ ҚХР GAMI және NEUI-ден белгілі технология жеткізушілерінің 320-330 кА ток күшіне арналған 288-ші электролизерлермен жабдықталған, бұл технология әлемдегі ең тиімді және экологиялық таза болып табылады.

Серияның тогын одан әрі ұлғайту перспективасын ескере отырып, түзеткіштерді және электрмен жабдықтау жүйесін жеткізуге арналған трансформаторлар серияның максималды тогын шамамен 350 кА дейін жеткізу мүмкіндігімен таңдалады. Электролиздік ғимараттардың электролизерлері мен қосалқы жабдықтарына қатысты келесі негізгі мүмкіндіктер қарастырылған: технологиялық процестерді автоматты басқарумен глинозем және еритін тұздарды механикаландырылған жеткізу (микропроцессорлық басқарумен); кернеуді автоматты реттеу; механикаландырылған анодтарды өңдеу жабдықтары; электролизерлерден металды вакууммен құю; зиянды заттарды тиімді ұстау үшін электролизерлерді баспаналарымен жабдықтау. Глиноземнен металдық алюминий алу процесі 953–958 ^oC температурасында алюминий ванналарында өтеді. Электролиттік ұяшыққа глинозем қабылдау автоматты түрде глинозем беру жүйесі арқылы жүзеге асырылады .

Алюминийдің электролиттік өндірісі криолит-глинозем балқымаларының электролизіне негізделген, оның негізгі компоненттері: криолит (Na₃AlF₆), алюминий фториді (AlF₃) және глинозем (Al₂O₃).

Магний фториді (MgF₂) өнеркәсіптік электролитте әрқашан болады. шикізатпен бірге жеткізілетін және балқу температурасын төмендету және алюминий шығындарын азайту үшін электролитке арнайы енгізілген кальций фториді (CaF₂)_.

Электролизерде өтетін процесс электролитте еріген глинозем электролиттік ыдырауынан тұрады. Сұйық алюминий катодында алюминий шығарылады, ол вакуумдық шөміш арқылы мезгіл-мезгіл құйылады және құю бөліміне құюға жіберіледі. Анодта көміртегі бөлінген оттегімен тотығады. Шығарылатын анод газы CO₂және CO қоспасы болып табылады. Электролизерде болатын жалпы реакцияны мына теңдеумен көрсетуге болады:

Al₂O₃ + yC = 2Al + (2y - 3) CO + (3 - y) СО₂

Электролиз процесі электролиттегі глинозем концентрациясы 1,7–2,5 % болғанда жүргізіледі, бұл ретте оны 1,5 % және одан төменге түсіргенде анод электролитпен аз сулана бастайды, бұл анодты газ көпіршіктерінің өсіп, анод бетінің бір бөлігін электролиттен оқшаулауына әкеледі. Бос беттегі ток тығыздығы айтарлықтай артады, анодтағы оттегі иондарымен бірге фтор иондары разрядтана бастайды. Фторкөміртектермен (CF₄және C₂F₆) қаныққан анодтық газдардың құрамы өзгереді. Анод бетінің жанында фторы бар қосылыстардың болуы пассивацияның одан әрі дамуын тудырады. Осылайша, бетінің көп бөлігі оқшауланады, нәтижесінде бір секундтан аз уақыт ішінде кернеу 10-нан 100 вольтқа дейін көтеріледі. Мұндай жағдайда ток ұшқын және жарқырау разрядтары есебінен газ пленкасы арқылы өтеді.

Алюминий өндірісінде цех қоршаған ортаға ең аз әсер етеді, өйткені қолданыстағы газ тазалау қондырғылары жоғары тазартуды қамтамасыз етеді. Алынған алюминий электролизерлерден күніне бір рет вакуумдық шөміштер арқылы алынады және одан әрі өңдеуге құю цехына жіберіледі, мұнда 60 тонналық араластырғыштарға шикі сұйық алюминий құйылады.

3.5-сурет. Электролиз процесі

Электролизерлер электролиз ваннасының жұмысын, нүктелік қуат жүйесін және орталық глинозем тарату жүйесін толық автоматты басқаруды қамтамасыз ететін заманауи автоматтандырылған өндіріс технологиясын басқару жүйесімен жабдықталған. Негізгі технологиялық операцияларды орындау мүмкіндігінше автоматтандырылған және механикаландырылған және көп функциялы крандармен (12 технологиялық кран, 4 көмекші кран) жүзеге асырылады.

3.4.2. Алюминий электролизі сериясының негізгі жабдықтары

Алюминий электролизі сериясының негізгі жабдықтары 3.16-кестеде көрсетілген.

3.16-кесте. Алюминий электролизі жабдықтарының негізгі көрсеткіштері

Р/с
№

Атауы

Электролиздің түрі

1	2	3	4
1	Электролиздің түрі	GAMI-320	NEUI-330
2	Ток күші, кА	320	320
3	Анодтық токтың тығыздығы (А/см²):	0,714	0,714
4	Орнатылғандар саны	144	144
5	Электролизерлердің орналасуы	көлденең	көлденең
6	Электролиз осьтері арасындағы қашықтық, м	6.4	6.4
7	"Нөлдік" нүкте позициясы	1	2.5
Анодтық құрылғы
8	Анод блоктарының саны, мм	40	40
9	Анод блоктарының өлшемдері, мм	1600x700x550	1600x700x550
10	Ара қашықтық:
	- қатардағы анодтар, мм	40	40
	- анодтардың қатарлары, мм	180	180
11	Анод массивінен қашықтығы:
	бойлық қабырғаларға, мм	310	310
	- соңына дейін, мм	420	420
12	Анод жақтауының белдік биіктігі, мм	кем дегенде 400	кем дегенде 400
13	Ан.жақтаудың қозғалу жылдамдығы, мм/мин	99.3	99.3
14	Анод ұстағыш	4 емізік	4 емізік
15	Ниппель диаметрі, мм	140	140
16	Көміртекті блокпен байланыстыру	Шойын құю	Шойын құю
Катодты құрылғы
17	Қаптама түрі	жақтау	Композиттік белбеу және көтерілген фланец бар жақтау
18	Жоғарғы фланец	Толтырылмаған	Кремний карбиді қоспасы бар өкшелі
19	Шпангоут саны, дана	26	26
20	Қабырға бағыты:	бұрышты қиғашпен тік	бұрышты қиғашпен тік
	- бойлық	вертикалды	вертикалды
	- соңы
21	Қаптаманың габариттік өлшемдері (ішкі), мм
	- ұзындығы	15780	15780
	- ені	4180	4180
	- биіктік	1407	1407
22	Шахтаның ішкі өлшемдері, мм
	- ұзындығы	15600	15600
	- ені	4000	4000
	- биіктік	550	550
	биіктігі/ені, мм	200/290	200/290
Пеш едені
23	Пеш еденінің өлшемі, мм	450x515x3420	450x515x3420
24	Пеш табаны секцияларының саны, дана	27	27
25	Пеш табаны блогы	қатты	қатты
26	Блоктағы графит үлесі,%	отыз	отыз
27	Блюмс саны, дана	27*2	27*2
28	Блюмс бөлімі, мм	65*180	65*180
29	Блоктағы блюмстың орналасуы	үздіксіз	орталық тігісімен
30	Блюмдерді блок ойығында жабу	көміртегі массасы	көміртегі массасы
Глинозем мен фтортұздарды жеткізу жүйесі
31	Қуат түрі	нүктелі	нүктелі
32	Диспенсер түрі	Клапан	Клапан
33	ГОТ жүйесі	Сонда бар	Сонда бар
	Қуат нүктелерінің саны:
34	алюминий тотығы	5	5
	фтор тұздары	1	2
Газ сору және желдету жүйесі
35	Газ сору түрі	Бір жақты үстіңгі жағы	Бір жақты үстіңгі жағы
36	Газ сору көлемі, м³/сағ	13600	13600
37	Баспана түрі	Алынбалы қақпақтары бар түзу түрі	Алынбалы қақпақтары бар сегмент түрі
38	ПӘК, баспана, % кем емес	98	98
39	Тығыздықтың шамасы, артық емес, м²	1	1

3.17-кестеде көрсетілген жабдық электролизерлерге қызмет көрсету және электролиз сериясындағы негізгі операцияларды орындау үшін қолданылады.

3.17-кесте. Электролиз өндірісінің негізгі жабдығы

Р\с №	Жабдықтың атауы	Саны
1	2	3
1	Әмбебап технологиялық кран	8
2	Көмекші крандар	4
3	Анодтық шинаны көтеруге арналған жақтаулар	4
4	Шөміштерді тасымалдауға арналған тіркеме	5
5	Анодтарды тасымалдауға арналған тіркеме	5
6	Металл құюға арналған шөміштер	28

3.4.3. Құю өндірісі

Құю цехының негізгі міндеті электролиз сериясынан алынған шикізат алюминийін, салмағы 20 (+/-2) кг алюминий құймаларын құю болып табылады. Құю цехының негізгі жабдықтары: 5 араластырғыш, 3 құю конвейері, 2 кран.

Алюминий құймаларын құюдың технологиялық процесі келесі операцияларды қамтиды:

вакуумдық шөміштерден сұйық алюминийді араластырғышқа құю;

сұйық алюминийді араластыру;

сұйық алюминий температурасын бақылау және реттеу;

алюминий құймаларын үздіксіз құю;

алюминий құймаларын қаптарға салу және байлау;

құймалар пакетін өлшеу;

коммерциялық алюминий құймаларын тексеру.

Араластырғыш секциясының жұмысы. Құю цехының араластырғыш бөлігінің жұмысы келесі технологиялық операциялардан тұрады:

шикі алюминийді өлшеу;

араластырғышты жүктеу;

сұйық алюминийді тазарту;

араластыру;

құю;

араластырғышты тазалау;

суық алюминий материалдарын балқыту.

Электролиз корпустарынан құйма бөліміне келетін сұйық алюминийі бар шөміштер бөлік араластырғыштары арасында араластырғышқа құйып, әртүрлі шөміштерден әртүрлі сапалы шикізатты араластыру араластырғыштың металмен, құрамымен толтырылуын қамтамасыз ететіндей етіп бөлінеді. оның ішінде өнім сапасы стандартының талаптарына сәйкес келеді.

Сұйық шикізат алюминийді араластырғышқа тиеу операциясы шөмішті айналдыру арқылы араластырғыштың құю қалтасы арқылы аспалы кран көмегімен жүзеге асырылады.

Құю операциясы аяқталғаннан кейін шөміштің айналмалы құрылғысы бастапқы орнына қайтарылады. Қажет болған жағдайда металдың орташа мәніне сәйкес келетін берілген марканың химиялық құрамын қамтамасыз ету үшін алюминий құймаларымен тиеледі.

Араластырғыштан құймаларды құю кезінде температураны бақылау автоматты түрде жүзеге асырылады.

Алюминийді үздіксіз құю процесі. Салмағы 20 (+/-2) кг алюминий құймаларын өндіруге арналған үздіксіз құю желісі құю цехының негізгі жабдығы болып табылады және автоматты өндіріс желісі болып табылады, оның көмегімен негізгі технологиялық процестер жүзеге асырылады: сұйықтықты құю. алюминий; салқындату; құймаларды жинақтау және орау.

Алюминий құймасын үздіксіз құю желісі құю машинасынан, салқындату конвейерінен, қабаттастырғыштан, байлау машинасынан және өндірістік конвейерден тұрады.

Құю машинасының өндірістік қуатын жұмыс жылдамдығын орнату арқылы реттеуге болады. Жобалық өндірістік қуаты 16-22 т/сағ.

Құю, салқындату және жинақтауды қоса алғанда, жұмыстардың бүкіл кешені автоматты түрде жүргізіледі, бұл ретте пакеттеу – жартылай автоматты операция.

Алюминий құйма пакеттерін байлау болат немесе полиэстер лентамен қаттайтын орында байлағыш машинаның көмегімен жүргізіледі.

Құю процесі келесі кезеңдерден тұрады:

металдың бір бөлігін қалыпқа құю;

құйма бетінен шлактарды жою;

бастапқы салқындату 400 ^oC дейін;

брендинг;

қайталама салқындату 60 ^oC дейін;

буып-түю;

болат немесе пластик таспамен байлау.

Чушкаларды байлау аяқталғаннан кейін, байлау машинасынан алюминий пакеттер пакеттегі салмақты, таңбалауды және реттік нөмірді өлшеу операциясын орындау мақсатында платформалық электрондық таразыларға тасымалданады. Пакет нөмірі мен салмағы таңбаланғаннан кейін, пакеттер сапаны бақылау үшін техникалық бақылау бөліміне арқылы ұсынылады. Содан кейін металл маркасы таңбаланады.

Бұдан әрі алюминий қапшықтары жүк көтергіштің көмегімен дайын өнімнің қоймасына жіберіледі.

Белгіленген тәртіпте қалыптасқан және салмақпен белгіленген штабельге оралған құймалар алюминий құйма пакеті деп аталады. Алюминий құймалары мен пакеттерінің өлшемдері төмендегідей:

құйма өлшемі – 805х185х84 мм;

құйма салмағы – 20(+/-2) кг;

алюминий құймаларының қаптамасының өлшемі – 805х805х935 мм;

алюминий құймаларының орамының салмағы – 1080 (+/-100) кг.

3.4.4. Қоршаған ортаға эмиссиялардың ағымдағы деңгейлері

3.18-кесте. Алюминий өндірісі кезінде атмосфералық ауаға шаң шығарындылары (алюминий оксиді) (КТА мәліметтері бойынша)

Р/с №	Нысанның атауы	Ластаушы заттардың жалпы шығарындылары, т/жыл		КТА бойынша концентрация, мг/нм³
Р/с №	Нысанның атауы	макс	мин	макс	мин
1	2	3	4	5	6
1	A3	14.01216	10.45444	2.9614	2.425

3.19-кесте. Алюминий өндірісі кезінде атмосфералық ауаға SO₂ шығарындылары (КТА мәліметтері бойынша)

Р/с №	Нысанның атауы	Ластаушы заттардың жалпы шығарындылары, т/жыл		КТА бойынша концентрация, мг/нм³
Р/с №	Нысанның атауы	макс	мин	макс	мин
1	2	3	4	5	6
1	A3	1130.56844	1052.0628	209.4353	199.453

3.20-кесте. Алюминий өндірісі кезінде атмосфералық ауаға СО шығарындылары (КТА деректері бойынша)

Р/с №	Нысанның атауы	Ластаушы заттардың жалпы шығарындылары, т/жыл		КТА бойынша концентрация, мг/нм³
Р/с №	Нысанның атауы	макс	мин	макс	мин
1	2	3	4	5	6
1	A3	8078.2832	7297.63824	1350.3704	1257.241

3.21-кесте. Алюминий өндірісі кезінде атмосфералық ауаға бейорганикалық фторидтердің шығарындылары (КTA деректері бойынша)

Р/с №	Нысанның атауы	Ластаушы заттардың жалпы шығарындылары, т/жыл		КТА бойынша концентрация, мг/нм³
Р/с №	Нысанның атауы	макс	мин	макс	мин
1	2	3	4	5	6
1	A3	6.8628	6.06828	0,9569	0,902

3.22-кесте. Алюминий өндірісі кезінде атмосфералық ауаға фторлы газ тәрізді қосылыстардың шығарындылары (КTA деректері бойынша)

Р/с №	Нысанның атауы	Ластаушы заттардың жалпы шығарындылары, т/жыл		КТА бойынша концентрация, мг/нм³
Р/с №	Нысанның атауы	Макс	мин	Макс	мин
1	2	3	4	5	6
1	A3	3.69496	3.26752	0,6022	0,565

3.23-кесте. Алюминий өндірісі кезінде энергетикалық ресурстарды ағымдағы тұтыну көлемі

Р/с №	Нысанның атауы	Тұтынылатын ресурс	Қолдану мақсаты	Жылдық тұтыну, т.б	Меншікті тұтыну, тц/т
1	2	3	4	5	6
2	A3	Электр	Алюминий электролизінің өндірісі	499 611,83	1,85

3.5. Күйдірілген анодтар өндірісі

3.5.1. Араластыру-престеу процесі

АПБ-да "жасыл" күйдірілмеген анодтар шығарылады, сонымен қатар бастапқы шикізатты қабылдайды: күйдірілген мұнай коксы, көмір шайыры, шлактар (электролиз цехынан қайтқаннан кейін анод қалдықтары). Бірінші кезекте шикізатты дайындау жүргізіледі: елеуіш, ұсақтау, коксты ұсақтау, қыздыру қадамы. Дайындалған кокс рецепт бойынша мөлшерленеді және 180 ^oC-қа дейін қыздыруға арналған кокс қыздырғышына беріледі. Содан кейін қыздырылған кокс пен шайыр анод массасын гомогенизациялау үшін үздіксіз араластырғышқа беріледі және кейіннен 140-120 ^oC-қа дейін салқындату арқылы престеуге тасымалданады. Дайын жасыл анодты престеу үшін өнімділігі сағатына 25 тонна гидравликалық прес қолданылады.

Престеуден кейін анодтар салқындату процесіне арналған су шашыратқышы бар конвейерде тасымалданады, содан кейін қабаттастыру үшін қоймаға жіберіледі.

Араластырғыш-престеу учаскесіндегі негізгі жабдық-конвейерлер жүйесі, кептіргіш пеш, мұнай коксы мен көмір пегін сақтайтын сүрлем, экран, диспенсерлер, жылытқыш, араластырғыш, салқындатқыш, анодты пресс, шар диірмені, роликті ұсатқыш, жоғары органикалық салқындатқыш қазандық.

3.5.2 Күйдіру процесі

Күйдірілген анодтар күйдіру бөлімінде жасыл анодтардан өндіріледі.

Күйдіру бөлімінде қоймадан және конвейерлік жүйенің көмегімен анодтар анодты күйдіру пешінің жұмыс деңгейіне дейін беріледі. Анодты күйдіру пештері, сақиналы, ашық типті, күйдіруге арналған жасыл анодтар жүктелетін 50 камерадан тұрады, әр камера көп функциялы кранның көмегімен анодтар жүктелетін үш қатарда жеті дана 7 кассетадан тұрады. Әрбір жүктеуден кейін анодтар пішіні мен сапасын сақтау үшін кокспен толтырылады. Пеште үш "өрт" аймағы бар, онда анодтар 1190 ^oC дейінгі температурада тікелей күйдіріледі. Күйдіру кранмен қозғалатын күйдіру-жағу жабдығы арқылы жүзеге асырылады. Пеште қолданылатын отын мазут болып табылады. Күйдірілген анодтар салқындағаннан кейін кранмен шығарылады және конвейерлермен қоймаға дейін тасымалданады, бұрын тазалау станциясынан өтті.

Күйдірілген анодтардың химиялық құрамы мен физикалық қасиеттері 3.24-кестеде көрсетілген.

3.24-кесте. Күйдірілген анодтардың химиялық құрамы және физикалық қасиеттері

Р/с №	Химиялық құрамы, %	Жеткізу кезіндегі агрегаттық жағдайы	Физикалық параметрлер
1	2	3	4
1	көміртек - 98 %, күкірт - 2 %	қатты, төртбұрышты пішіні 1600700570мм	Тығыздығы 1,56т/м³, кедергісі 58 мкОм * м артық емес

Негізгі жабдық – көп камералы ашық сақиналы пеш, 2 технологиялық көп функционалды көтергіш кран, анодты тасымалдау жүйесі, газ тазалау қондырғысы, 2 анодты жинақтаушы крандар).

3.5.3. Анодтық монтаждау процесі

Анод – жинақтау бөлімінде анод ұстағышы бар анод шойын құймасының көмегімен монтаждалады.

Қолданылатын ұяшық түріне байланысты анодтық материал ретінде анод массасы немесе алдын ала күйдірілген анодтар қолданылады.

Анодтық материалдар электролиттік алюминий өндіру технологиясының негізгі элементтерінің бірі болып табылады. Көміртекті анодтар немесе бастапқы алюминий балқытуға арналған анод массасы әдетте металдың өзі сияқты алюминий зауытында шығарылады. Кейбір жағдайларда оларды жеке анод зауыттарында шығаруға болады.

Анод массасы мен анодтарды өндіруге арналған шикізат көмір шайыры (байланыстырушы) және құрамында күл қоспалары (толтырғыш) аз мұнай коксы болып табылады. Заманауи анод қондырғысы кең көлемді көліктік-технологиялық схемасы және ТПАБЖ бар ауқымды өндіріс болып табылады.

Алюминий электролиз цехын анодтармен қамтамасыз ету үшін қажетті анод өндірісі үш бөлімнен тұратын электродтарды өндіру цехы болып табылады:

Негізгі құрал-жабдықтар үш тонналық 4 индукциялық пеш, аспалы көлік конвейері, шлактарды тазалау станциясы және шлак шығару станциясы, шойын құю станциясы, ниппель тазалау станциясы, құю машинасы, конвейерлер, ұсақтағыштар, торлар).

Анодтар шығаратын цех әлемдік өндірушілердің заманауи қондырғыларымен жабдықталған.

3.5.4. Қоршаған ортаға эмиссиялардың ағымдағы деңгейлері

Шығарындылардың құрамында осы процеске тән заттардың мынадай тізбесі бөліп көрсетіледі: көміртегі тотығы, көмірсутектер, азот диоксиді, күйе, күкірт диоксиді, жоқ(а)пирен.

3.25-кесте. Күйдірілген анод өндірісі кезінде атмосфералық ауаға шаң шығарындылары (КТА деректері бойынша)

Р/с №	Нысанның атауы	Ластаушы заттардың жалпы шығарындылары, т/жыл		КТА бойынша концентрация, мг/нм³
Р/с №	Нысанның атауы	макс	мин	макс	мин
1	2	3	4	5	6
1	A3	4.387	0,28962	10.6651	7,645

3.26-кесте. Күйдірілген анод өндірісі кезінде атмосфералық ауаға SO₂шығарындылары (КТА деректері бойынша)

Р/с №	Нысанның атауы	Ластаушы заттардың жалпы шығарындылары, т/жыл			КТА бойынша концентрация, мг/нм³
Р/с №	Нысанның атауы	макс		мин	макс	мин
1	2	3		4	5	6
1	A3		1019.2	717.39116	2283.9078	1945.472

3.27-кесте. Күйдірілген анод өндірісі кезінде атмосфералық ауаға СО шығарындылары (КТА деректері бойынша)

Р/с №	Нысанның атауы	Ластаушы заттардың жалпы шығарындылары, т/жыл		КТА бойынша концентрациясы, мг/нм³
Р/с №	Нысанның атауы	макс	мин	макс	мин
1	2	3	4	5	6
1	A3	55,6888	54.73148	1975	1751.2

3.28-кесте. Күйдірілген анод өндірісі кезінде атмосфералық ауаға фторлы газ тәрізді қосылыстардың шығарындылары (КTA деректері бойынша)

Р/с №	Нысанның атауы	Ластаушы заттардың жалпы шығарындылары, т/жыл		КТА бойынша концентрация, мг/нм³
Р/с №	Нысанның атауы	макс	мин	макс	мин
1	2	3	4	5	6
1	A3	0,54	0,52	0,765	0,578

3.29-кесте. Күйдірілген анод өндірісі кезінде атмосфералық ауаға бенз(а)пиреннің шығарындылары (КТА бойынша)

Р/с №	Нысанның атауы	Ластаушы заттардың жалпы шығарындылары, т/жыл		КТА бойынша концентрация, мг/нм ³
Р/с №	Нысанның атауы	макс	мин	макс	мин
1	2	3	4	5	6
1	A3	0,004269	0,002835	0,006	0,005

3.30-кесте. Күйдірілген анод өндірісі кезінде энергетикалық ресурстарды ағымдағы тұтыну көлемі

Р/с №	Нысанның атауы	Тұтынылатын ресурс	Қолдану мақсаты	Жылдық тұтыну, т.б	Меншікті тұтыну, тц/т
1	2	3	4	5	6
3	A3	Жанармай	Күйдірілген анодтарды өндіру	12475.8	0,124
3	A3	Электр	Күйдірілген анодтарды өндіру	5 964	0,124

3.6. Көмекші бөлімшелер

3.6.1. Энергетикалық шаруашылық

Электр энергетикалық цех – 500, 220 және 10 кВ қосалқы станцияларының жоғары вольтты жабдықтарын пайдалануды қамтамасыз ету, режимді жүргізу, жедел ауысуларды орындау, жабдықтарды тексеру және жедел жөндеу, энергия жабдықтарын жөндеу, тұтынушыларды энергия ресурстарымен қамтамасыз ету – ауа, жылу, су, бу, аспирациялық, компрессорлық жабдықтарды жөндеу үшін пайдаланылады. Негізгі жабдық - трансформаторларды төмендететін электр желілері, түзеткіш агрегаттар, компрессорлар.

Орталықтандырылған жөндеу шеберханасы – электролизерлерді және басқа да жабдықтарды күрделі жөндеу, жабдыққа техникалық қызмет көрсету, көтеру механизмдерін жөндеу және жарамды күйде ұстау қызметтерін орындайды.

Қойма жұмыс цехы – тауарлар мен материалдарды қабылдау, сақтау, қойма есебін жүргізу және беру, бөлімдерді тазалау, зауыт аумағын көгалдандыру және көгалдандыру, жұмыс киімдері мен қауіпсіздік аяқ киімдерін қабылдау, сақтау және беру жұмыстарымен қамтамасыз етеді.

3.6.2. Қоршаған ортаға эмиссиялардың ағымдағы деңгейлері

3.31-кесте. Күйдірілген анод өндірісі кезінде атмосфералық ауаға шаң шығарындылары (КТА деректері бойынша)

Р/с №	Нысанның атауы	Ластаушы заттардың жалпы шығарындылары, т/жыл		КТА бойынша концентрация, мг/нм³
Р/с №		макс	мин	макс	мин
1	2	3	4	5	6
1	A3	86.5318	73.7	3.1194	2.94

4. Эмиссиялар мен ресурстарды тұтынудың алдын алуға және/немесе азайтуға арналған жалпы ең үздік қолжетімді техникалар

Бұл бөлімде қоршаған ортаға кері әсерін тигізетін және техникалық қайта жарақтандыруды, қайта құруды қажет етпейтін технологиялық процестерді жүзеге асыруда қолданылатын жалпы әдістер сипатталады .

Жалпы ЕҚТ деп олардың қоршаған ортаға теріс әсерін азайту, қоршаған ортаға кері әсерін тигізетін объектіні реконструкциялау үшін технологиялық процестерді жүзеге асыру кезінде қолданылатын әдістерді, сонымен қатар шығарындылар мен ресурстарды тұтынудың байланысты деңгейлерін түсіну керек.

Бұл бөлім өндірістік процестерге біріктірілген қоршаған ортаны басқару жүйелерін қамтиды. Қалдықтардың алдын алу және кәдеге жарату мәселелері, сондай-ақ оңтайландыру және қайта пайдалану арқылы шикізатты, суды және энергияны тұтынуды азайту әдістері қарастырылады. Сипатталған әдістер қоршаған ортаға әсердің алдын алу немесе шектеу үшін қолданылатын шараларды қамтиды.

Бұл бөлімде әдістердің толық тізімі қарастырылмаған. Қоршаған ортаны қорғау деңгейі қамтамасыз етілген жағдайда, басқа әдістерді жеке-жеке немесе біріктіріп қолдануға болады.

Жобалық құжаттаманы әзірлеу сатысында тау-кен байыту объектілерінің қоршаған ортаға әсер ету аспектілерін ескере отырып, өндірісті басқару мен ұйымдастыру тәсілдерін жетілдіру бойынша жалпы ұйымдастырушылық шаралар, мүмкін болатын ең аз теріс әсер ететін материалдар мен реагенттерді таңдау. қоршаған ортаны қорғау, қалдықсыз/қалдықсыз технологияларға көшу бойынша шаралар, өндірісті материалдық-техникалық қамтамасыз ету, өндірістік процестің тиімділігін бақылау, өндірістік процестерді басқарудың автоматтандырылған жүйелерін енгізу, өндірістің ақаусыз жұмысын қамтамасыз ету, кадрларды даярлау және кадрлардың біліктілігін арттыру және т.б.

4.1. Қоршаған ортаны қорғаудың кешенді тәсілін жүргізу

Шығарындылардың кешенді алдын алу немесе азайту үшін жалпы қоршаған ортаны қорғаудың жоғары деңгейін қамтамасыз ете отырып, ауаға, суға немесе топыраққа шығарындыларды болдырмауға немесе шектеуге мүмкіндік беретін әдістер мен шараларды қолдану қажет; Келесі факторларды ескеру қажет: қондырғының қауіпсіздігі, қалдықтарды жоюдың қоршаған ортаға әсері, энергияны үнемді және тиімді пайдалану.

Еріксіз шығарындылар пайда болған жерінде, егер мүмкін болса, сәйкес күш жұмсалған жағдайда ұсталуы керек. Шығарындылар деңгейін шектеу жөніндегі шаралар техникалық дамудың қазіргі деңгейіне сәйкес келуі және ауаны ластайтын заттарды орнатудан шығатын массалық шоғырлануды да, массалық ағындарды да немесе массалық пропорцияларды төмендетуге бағытталуы тиіс. Олар қондырғыны пайдалану кезінде тиісті деңгейде қолданылуы керек.

Талаптарды анықтау кезінде, атап айтқанда, келесі факторларды ескеру қажет:

өнімнің мүмкін болатын ең жоғары шығымдылығымен және жалпы қоршаған ортаға эмиссиялардың ең аз мөлшерімен біріктірілген технологиялық процестерді таңдау;

процесті оңтайландыру, мысалы, шикізатты кеңінен пайдалану және жанама өнімдерді өндіру;

канцерогенді, мутагенді немесе көбеюге теріс әсер ететін бастапқы материалдарды ауыстыру;

қалдық газдардың мөлшерін азайту, мысалы, қауіпсіздік талаптарын ескере отырып, ауаны рециркуляциялау жүйесін қолдану арқылы;

энергияны үнемдеу және климатқа әсер ететін газдардың шығарындыларын азайту, мысалы, зауыттарды жоспарлау, салу және пайдалану кезінде энергия шығындарын оңтайландыру, зауыт ішінде энергияны қалпына келтіру, жылу оқшаулауды пайдалану.

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

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

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

ағынды сулар мен қалдық газдардан зиянды заттарды тазартудың технологиялық шешімдері мен басқа әдістерін қолдану және табиғи ресурстарды пайдалану нормаларын азайту және объектіде шығарындыларды, төгінділер мен қалдықтардың түзілуін азайту үшін ЕҚТ енгізу;

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

кәсіпорынның экологиялық саясатын жариялау;

қоршаған ортаны басқару жүйесінде өндірісті дайындау және сертификаттау;

өндірістік экологиялық бақылауды және қоршаған орта компоненттерінің мониторингін орындау;

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

қоршаған ортаны қорғау заңнамасының талаптарының орындалуын және сақталуын бақылау және т.б.

Бұл ретте төмендегілерді ескеру қажет:

әртүрлі ластаушы заттардың шығарындыларын азайту әдістерінің өзара әсері;

пайдаланылған шығарындыларды/төгінділерді/қалдықтарды азайту әдістерінің өзара экологиялық аспектілерге және энергия мен шикізат ресурстарын, экономиканы пайдалануға қатысты тиімділігінің тәуелділігі, сондай-ақ олардың арасындағы оңтайлы тепе-теңдікті табу.

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

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

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

Қалдықтардың белгілі бір түрлерін баламалы отын ретінде пайдалану қазбалы табиғи отынды пайдалануды, түзілген қалдықтар мен шығарындылардың жинақталу көлемін азайтуға мүмкіндік береді. Дегенмен, материалды таңдау кезінде қалдықтардың химиялық құрамы мен қалдықтардың әрбір түрін өңдеу нәтижесінде тудыруы мүмкін экологиялық зардаптарды ескеру қажет.

Пайдаланылған газдарды тазарту жүйелерін тоқтатуға немесе айналып өтуге байланысты технологиялық операциялар төмен шығарындыларды ескере отырып жобалануы және енгізілуі, сондай-ақ тиісті технологиялық параметрлерді бекіту арқылы бақылануы керек. Тазалау жабдықтары істен шыққан жағдайда пропорционалдылық қағидатын ескере отырып, шығарындыларды кідіріссіз максимумға дейін азайту шараларын қабылдау қажет.

4.2. Экологиялық менеджмент жүйесін енгізу

Кәсіпорын қызметінің қоршаған ортаны қорғау саласындағы міндеттерге сәйкестігін көрсететін жүйе. Өндірісті жедел басқару мен басқарудың жалпы жүйесінің құрамдас бөлігін құрайтын болса, ЭМЖ ең тиімді және тиімді болып табылады.

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

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

ЭМЖ стандартталған немесе стандартты емес ("таңдамалы") жүйе нысанында болуы мүмкін. ISO 14001:2015 сияқты халықаралық деңгейде мойындалған стандартталған жүйені енгізу және сақтау, әсіресе сырттан дұрыс тексерілген кезде, ЭМЖ сенімділігін арттыруы мүмкін. EMAS қоршаған ортаны қорғау туралы мәлімдеме және қолданыстағы экологиялық заңдардың сақталуын қамтамасыз ету механизмі арқылы қоғаммен өзара әрекеттесуге қатысты қосымша сенімділікті қамтамасыз етеді [32]. Дегенмен, стандартталмаған жүйелер дұрыс жобаланған, енгізілген және тексерілген жағдайда бірдей тиімді болуы мүмкін.

ЭМЖ келесі компоненттерді қамтуы тиіс:

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

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

3) менеджмент арқылы зауытты үздіксіз жақсартуды қамтитын экологиялық саясат;

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

5) ерекше назар аударуды қажет ететін процедураларды орындау:

құрылым және жауапкершілік;

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

ішкі және сыртқы коммуникациялар;

ұйымның барлық деңгейіндегі 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 алуды және/немесе жоюды қоса алғанда, төтенше жағдайларға дайындық және әрекет ету;

экологиялық заңнаманың сақталуын қамтамасыз ету;

6) экологиялық заңнаманың сақталуын қамтамасыз ету;

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

бақылау және өлшеу;

түзету және алдын алу шаралары;

есеп жүргізу;

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

8) жоғары басшылықтың ЭМЖ және оның тұрақты жарамдылығын, барабарлығын және тиімділігін қарау;

9) экологиялық заңнамада көзделген тұрақты есептілікті дайындау;

10) сертификаттау органы немесе сыртқы ЭМЖ тексерушісі арқылы тексеру;

11) Таза технологияларды дамытудан кейін;

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

13) бенчмаркингті қолдану (сіздің компанияңыздың көрсеткіштерін саладағы үздік кәсіпорындармен салыстыру);

14) қалдықтарды басқару жүйесі;

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

16) ағынды суларды және атмосфераға шығарындыларды түгендеу.

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

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

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

ЭМЖ компоненттерін барлық қондырғыларға қолдануға болады.

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

ЭМЖ қазіргі жүйесін тиісті деңгейде енгізу мен қолдаудың құны мен экономикалық тиімділігін анықтау қиын.

ЭМЖ бірқатар артықшылықтарды қамтамасыз ете алады, мысалы:

кәсіпорынның экологиялық көрсеткіштерін жақсарту;

шешім қабылдау негіздерін жетілдіру;

компанияның экологиялық аспектілерін түсінуді жақсарту;

қызметкерлерді ынталандыруды жақсарту;

пайдалану шығындарын азайту және өнім сапасын жақсарту үшін қосымша мүмкіндіктер;

қоршаған ортаны қорғау көрсеткіштерін жақсарту;

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

Осы ЕҚТ анықтамалығында қарастырылған бірқатар кәсіпорындардың ЭМЖ бар. Мысалы, ҚР СТ ИСО 14001 сәйкес ЭМЖ "Қазақстан алюминиі" АҚ кәсіпорындарында енгізілді.

Мысалы, "ҚЭЗ" АҚ кәсіпорнында біріктірілген менеджмент жүйесі (БМЖ) енгізілді. БМЖ құрамына сапа менеджменті жүйесі, қоршаған ортаны басқару жүйесі, денсаулық пен қауіпсіздік менеджменті жүйесі және осы мақсаттарға жету үшін ортақ саясат, мақсаттар мен әдістер біріктірілген энергия менеджменті жүйесі кіреді. Барлық ішкі жүйелерге ортақ басқару принциптерінен басқа, олар ISO 9001:2015, ISO 14001:2015, OHSAS 18001:2007 және ISO 50001:2011 стандарттарының талаптарына сәйкес арнайы басқару әдістері мен процедураларын пайдаланады.

4.3. Энергетикалық менеджмент жүйесін енгізу

ЭнМЖ енгізу және оның жұмыс істеуін қолдау ЕҚТ болып табылады. ЭнМЖ енгізу және оның жұмыс істеуі қолданыстағы менеджмент жүйесінің (мысалы, ЭМЖ) бөлігі ретінде немесе жеке ЭнМЖ құру ретінде қамтамасыз етілуі мүмкін.

ЭнМЖ элементтері, нақты контекстке сәйкес келесі элементтерді қамтиды: жоғары басшылықтың зауыт деңгейіндегі энергия тиімділігін басқару жүйесіне қатысты міндеттемесі; кәсіпорынның жоғарғы басшылығы бекіткен энергия тиімділігі саясат ; жоспарлау, сондай-ақ мақсаттар мен міндеттерді анықтау; ISO 50 001 халықаралық стандартының талаптарына сәйкес ЭнМЖ жұмыс істеуін анықтайтын рәсімдерді әзірлеу және сақтау [15].

Келесі мәселелерге ерекше назар аударылады:

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 туралы заңнаманың және тиісті келісімдердің (бар болса) сақталуын қамтамасыз ету;

энергия тиімділігінің ішкі көрсеткіштерін анықтау және оларды мерзімді бағалау, сондай-ақ оларды салалық және басқа расталған деректермен жүйелі және жүйелі түрде салыстыру.

Бұрын орындалған және енгізілген түзету шараларының тиімділігін бағалау кезінде келесі мәселелерге ерекше назар аудару қажет:

бақылау және өлшеу;

түзету және алдын алу шаралары;

іс қағаздарын жүргізу;

жүйенің белгіленген талаптарға сәйкестігін, оны енгізу тиімділігін бағалау және тиісті деңгейде ұстау мақсатында ішкі (немесе сыртқы) аудит;

мақсаттарға сәйкестігі, барабарлығы мен тиімділігі үшін жоғары басшылықтың ЭнМЖ-ны жүйелі түрде тексеру;

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.

ЭнМЖ келесі қосымша элементтерді қамтуы мүмкін:

жыл сайынғы көрсеткіштерді белгіленген мақсаттар мен көрсеткіштермен салыстыруға мүмкіндік беретін энергия тиімділігі туралы мерзімді декларацияны (сыртқы валидациясы бар немесе онсыз) дайындау және жариялау;

менеджмент жүйесін және аудит процедураларын тұрақты сыртқы тексеру және растау (сертификаттау);

ұлттық немесе халықаралық деңгейде қабылданған ерікті стандарттарға сәйкес келетін энергия тиімділігін басқару жүйесін енгізу және пайдалану [3].

Қол жеткізілген экологиялық пайда

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

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Қазақстандағы, сондай-ақ шетелдегі кәсіпорындарда ЭнМЖ енгізу тәжірибесін бағалау ЭнМЖ-ны ұйымдастыру және енгізу энергия мен ресурстарды тұтынуды жыл сайын 1–3 %-ға (10–20 %-ға дейін) азайтуға мүмкіндік беретінін көрсетеді. бастапқы кезең), бұл тиісінше зиянды заттар мен парниктік газдар шығарындыларының төмендеуіне әкеледі. Кәсіпорындарда энергияны басқаруды қолдану парниктік газдар (ПГ) шығарындыларын шектеуде үлкен рөл атқарады.

Кросс-медиа әсерлері

Өндірістің энергия сыйымдылығын төмендету.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

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.

Іске асырудың қозғаушы күші

Энергия тиімділігін арттыру шараларын іске асырудың қозғаушы күштері:

экологиялық көрсеткіштерді жақсарту;

энергия тиімділігін арттыру;

қызметкерлерді ынталандыру және тарту деңгейін арттыру;

операциялық шығындарды азайту және өнім сапасын жақсарту үшін қосымша мүмкіндіктер.

4.4. Эмиссиялар мониторингі

Сипаттама

Мониторинг – құжатталған және келісілген процедураларға сәйкес қайталанатын өлшеулер немесе тұрақты аралықтағы бақылаулар негізінде әртүрлі орталарда химиялық немесе физикалық параметрлердің өзгеруін жүйелі түрде бақылау. Мониторинг қоршаған ортаға ықтимал әсерлерді бақылау және болжау үшін қалдықтар ағынындағы (шығарындылар, төгінділер) ластаушы заттардың құрамы туралы сенімді (дәл) ақпарат алу мақсатында жүргізіледі.

Техникалық сипаттама

Қойылған экологиялық мақсаттардың орындылығын талдау, сондай-ақ ықтимал зиянды факторларды анықтау және жою үшін қалдықтарды шығаруға, төгуге, кәдеге жаратуға және қайта өңдеуге байланысты процестердің тиімділігін бақылау маңызды мәселелердің бірі болып табылады. апаттар мен оқыс оқиғалар.

Мониторинг жиілігі ластаушы заттардың түріне (уыттылық, қоршаған ортаға және адамға әсер ету), пайдаланылатын шикізаттың сипаттамаларына, кәсіпорынның қуатына, сондай-ақ шығарындыларды азайтудың қолданылатын әдістеріне байланысты, бұл ретте репрезентативті көрсеткіштерді алу үшін жеткілікті болуы керек. бақыланатын параметр үшін деректер.

Атмосфералық ауа мониторингін орындау кезінде Қазақстан Республикасының экологиялық заңнамасының және қоршаған орта сапасының нормативтерінің сақталуын қадағалау үшін қажет болған жағдайларда белсенді ластану аймағындағы (атмосфераның ластану көздері үшін), сондай-ақ санитариялық-қорғау аймағының шекарасындағы қоршаған ортаның жай-күйіне басты назар аударылуға тиіс.

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

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

Өлшеу әдістерін анықтаған кезде, сынама алу нүктелерін, сынамалардың санын және оларды іріктеу ұзақтығын анықтау кезінде келесі факторларды ескеру қажет:

қондырғының жұмыс режимі және оны өзгертудің ықтимал себептері;

шығарындылардың ықтимал қаупі;

газдың құрамындағы анықталған ластаушы зат туралы барынша толық ақпарат алу үшін сынамаларды алу үшін қажетті уақыт.

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

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

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

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

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

Сынама алу нүктелері

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

анық белгіленеді;

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

қажетті энергия көздерінің болуы;

құралдарды және маманды орналастыруға рұқсаты және орны болуы;

жұмыс орнында қауіпсіздік талаптарының сақталуын қамтамасыз ету.

Компоненттер мен параметрлер

Өндіріс мониторингінің құрамдастары бекітілген әдістемелік құжаттар негізінде өлшенетін немесе есептелетін қоршаған ортаға эмиссияларда (шығарындылар, төгінділер) болатын бақыланатын ластаушы заттар болып табылады.

Стандартты шарттар

Атмосфералық ауаның күйін зерттеу кезінде мыналарды ескеру қажет:

қоршаған ортаның температурасы;

салыстырмалы ылғалдылық;

желдің жылдамдығы мен бағыты;

атмосфералық қысым;

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

газ-ауа қоспасының көлемі ;

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

су буының құрамы;

статикалық қысым, пайдаланылған газ арнасындағы ағынның жылдамдығы;

оттегі мөлшері.

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

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

тиелген шикізат көлемі;

өнімділік;

жану температурасы (немесе ағын жылдамдығы);

қосылған сору қондырғыларының саны;

ағынның жылдамдығы, кернеуі және шаң концентрациясының орнына сөмкеден немесе электрофильтрден тазартылған шаңның мөлшері;

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

Жоғарыда аталған параметрлерден басқа, түтін газын тазарту қондырғысы мен жүйесінің тиімді жұмыс істеуі үшін белгілі бір параметрлерді (мысалы, кернеу мен электр (электр сүзгілері), қысымның төмендеуі (жеңдік сүзгілер) және газ құбырларындағы әртүрлі қондырғылардағы ластаушы заттардың концентрациясын (мысалы, шаң мен газды тазартуға дейін және кейін) қосымша өлшеу қажет болуы мүмкін.

Шығарындыларды үздіксіз және кезеңділікпен өлшеу

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

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

Қоршаған ортаға елеулі әсер етуі мүмкін шығарындылардың көздері мен құрамдас бөліктері үшін үздіксіз мониторинг жүргізілуі тиіс. Шаңның қоршаған ортаға және денсаулыққа айтарлықтай әсер етуі және құрамында улы компоненттер болуы мүмкін. Шаңды үздіксіз бақылау сөмкелердегі сөмкелердің сынықтарын анықтауға мүмкіндік береді.

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

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

Шығарындылардың әсерін бағалау және олардың уақыт бойынша төмендеуі белгілі бір учаскедегі бос және басқарылатын шығарындылар көздерінің салыстырмалы үлесімен салыстырылуы керек. Осы нәтижелерді қоршаған орта сапасының стандарттарымен, кәсіптік әсер ету шегімен немесе болжамды концентрация мәндерімен салыстыру.

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

4.4.1. Атмосфераға ластаушы заттар шығарындыларының мониторингі

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

Ұйымдастырылған ауа шығарындылары, сондай-ақ процесс параметрлері бекітілген стандарттарға сәйкес мерзімді немесе үздіксіз өлшеу әдістерін қолдану арқылы бақыланады.

Қолданылатын мониторинг түрі (үздіксіз немесе мерзімді өлшеулер) бірқатар факторларға байланысты, мысалы: ластаушы заттың табиғаты, шығарындылардың экологиялық маңыздылығы немесе оның өзгермелілігі [33].

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

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

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

есептеу әдісі – әдістемелік мәліметтерді пайдалануға негізделген.

Атмосфералық шығарындыларға мониторинг ұйымдастырылған шығарындылар көздері үшін де, ұйымдастырылмаған көздер үшін де жүргізілуі мүмкін.

Түтін газдарындағы ЛЗ концентрациясын 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 ластаушы 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.

Ашық шығарындылардың мониторингіне ерекше назар аудару керек, өйткені олардың сандық құрамын анықтау көп еңбек пен уақытты қажет етеді. Сәйкес өлшеу әдістері бар, бірақ оларды қолдану арқылы алынған нәтижелерге сенімділік деңгейі төмен және әлеуетті көздер санының ұлғаюына байланысты жалпы бос шығарындыларды/разрядтарды бағалау жағдайға қарағанда анағұрлым маңызды шығындарды талап етуі мүмкін. нүктелік көздерден шығарындылар/разрядтар.

Төменде бос шығарындыларды сандық бағалаудың кейбір әдістері берілген:

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

жабдықтан ағып кетуді бағалау;

сақтау резервуарларынан, тиеу-түсіру жұмыстары кезіндегі шығарындыларды, сондай-ақ қосалқы алаңдарды (тазарту құрылыстарын және т.б.) пайдалану нәтижесіндегі шығарындыларды анықтау үшін коэффициенттерді пайдалана отырып есептеу әдістерін қолдану;

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

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

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

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

кәсіпорыннан желге қарай ластаушы 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. Учаскеге жақын жерде қосалқы өндірістер, көлік және басқа көздер сияқты басқа көздерден айтарлықтай әсерлер бар, бұл экстраполяцияны қиындатады. Демек, алынған нәтижелер салыстырмалы болып табылады немесе бос шығарындыларды азайту үшін қабылданған шаралармен қол жеткізілген қысқаруды көрсетуі мүмкін нұсқаулықтар болып табылады.

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

Аудандық көздерден шығатын бос шығарындыларды өлшеу күрделірек және күрделірек әдістерді қажет етеді, себебі:

эмиссия сипаттамалары метеорологиялық жағдайлармен реттеледі және үлкен ауытқуларға ұшырайды;

эмиссия көзі үлкен болуы мүмкін және дәл анықталмауы мүмкін;

өлшенген деректерге қатысты қателер маңызды болуы мүмкін.

Технологиялық жабдықта ағып кетуден атмосфераға шығарылатын бос шығарындыларды бақылау ұшпа органикалық қосылыстардың (ҰОҚ) ағып кетуін анықтауға арналған жабдықты пайдалана отырып жүргізілуі керек. Егер ағып кету көлемдері аз болса және аспаптық өлшеулермен бағаланбайтын болса, онда массалық баланс әдісін ластаушы заттардың концентрациясын бөлек өлшеумен бірге қолдануға болады .

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

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

4.4.2. Су объектілеріне ластаушы заттардың төгінділеріне мониторинг жүргізу

Су ресурстарының өндірістік мониторингі – болып жатқан өзгерістерді уақтылы анықтау және бағалау, су ресурстарын ұтымды пайдалануға және қоршаған ортаға әсерді азайтуға бағытталған іс-шараларды болжау үшін кәсіпорынның қызметін бақылау мен бақылаудың бірыңғай жүйесі.

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

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

Су ресурстарының жай-күйінің мониторингі мыналарды қамтиды:

операциялық мониторинг – ағынды суларды тазарту қондырғыларының жұмысы мен тиімділігін бақылау;

эмиссиялар мониторингі – ағызылатын сарқынды сулардың көлемін және олардың белгіленген нормативтерге сәйкестігін, сарқынды сулардың сапасын және олардың ШРД белгіленген нормаларына сәйкестігін бақылау;

әсер ету мониторингі – ағынды суларды қабылдағыш – қойма тоғанының су сапасын бақылау (ластаушы заттардың фондық концентрациясы).

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

ағынды сулардың пайда болуына байланысты технологиялық процестер мен жабдықтар;

су алу және пайдаланылған суды есепке алу орындары;

тазартылғандарды қоса алғанда, ағынды суларды шығару орындары;

ағынды суларды тазартуға арналған құрылыстар мен кәріз жүйелеріне арналған құрылыстар;

суды тұтыну және су бұру жүйелері;

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

Үздіксіз өлшеу әдісі атмосфералық ауаға ластаушы заттардың шығарындыларын бағалаумен қатар өнеркәсіптік кәсіпорындардың ағынды суларының параметрлерін анықтау үшін де кеңінен қолданылады. Өлшеулер тікелей ағынды су ағынында жүргізіледі.

Үздіксіз өлшеулер барысында әрдайым дерлік белгіленетін негізгі параметр ағынды сулардың көлемдік шығыны болып табылады. Сонымен қатар, ағынды сулар ағынындағы үздіксіз мониторинг процесінде келесі параметрлерді анықтауға болады:

рН және электр өткізгіштігі;

температура;

бұлыңғырлық.

Қалпына келтіру үшін үздіксіз бақылауды пайдалануды таңдау мыналарға байланысты:

жергiлiктi жағдайлардың ерекшелiктерiн ескере отырып, ағынды сулардың төгiлуiнiң қоршаған ортаға күтiлетiн әсерi;

тазартылған судың параметрлерінің өзгеруіне жылдам әрекет ету үшін ағынды суларды тазарту қондырғысының жұмысын бақылау және бақылау қажеттілігі (бұл ретте өлшеулердің ең аз жиілігі тазарту қондырғысының дизайнына және ағынды суларды төгу көлемі);

өлшеу құралдарының болуы мен сенімділігі және сарқынды сулардың ағу сипаты;

үздіксіз өлшеулер құны (экономикалық орындылығы).

4.5. Жабдықтар мен техникаға жоспарлы-алдын ала жөндеу және техникалық қызмет көрсету жүргізу

ЖАЖ жүйесі – бұл тозуды болдырмауға және жабдықты жұмыс жағдайында ұстауға бағытталған шаралар кешені.

ЖАЖ жүйесінің мәні мынада: жабдық белгілі бір уақытты өңдегеннен кейін профилактикалық тексерулер және әр түрлі жоспарлы жөндеу жұмыстары жүргізіледі, олардың жиілігі мен ұзақтығы жабдықтың дизайн және жөндеу ерекшеліктеріне және оның жұмыс жағдайларына байланысты. .

ЖАЖ жүйесі сонымен қатар жабдыққа техникалық қызмет көрсету және күту бойынша профилактикалық шаралар кешенін қарастырады.

Ол прогрессивті тозу жағдайында жабдықтың жұмыс істеу мүмкіндігін жоққа шығарады, бөлшектер мен тораптарды алдын ала дайындауды, жөндеу жұмыстарын жоспарлауды және еңбек және материалдық ресурстарға қажеттілікті қамтамасыз етеді.

ЖАЖ туралы ережені салалық министрліктер мен ведомстволар әзірлейді және бекітеді және салалық кәсіпорындар үшін міндетті болып табылады.

ЖАЖ негізгі мазмұны ауысым ішілік техникалық қызмет көрсету (күту және қадағалау) және әдетте кезекші және жедел персоналға тағайындалатын жабдыққа профилактикалық тексерулер, сондай-ақ жабдықты жоспарлы жөндеу болып табылады.

ЖАЖ жүйесі бекітілген кесте бойынша жүргізілетін кәсіпорынның инженерлік-техникалық персоналының жабдықты жоспарлы профилактикалық тексеруін де қарастырады.

Көтергіш машиналар әдеттегі жоспарлы тексерулерден басқа, осы машиналарға жетекшілік ететін жауапты адам жүргізетін техникалық сараптамадан өтеді.

ЖАЖ жүйесі 2 түрдегі жабдықты жөндеуді қарастырады: ағымдағы және күрделі.

Жабдықты ағымдағы жөндеуге тозған бөлшектерді немесе тораптарды ішінара ауыстыру, жекелеген тораптарды теңестіру, механизмдерді тазалау, жуу және қайта қарау, резервуарлардағы (картердегі) майлау жүйелеріндегі майды ауыстыру, бекітпелерді тексеру және істен шыққан бекітпелерді ауыстыру бойынша жұмыстарды орындау кіреді.

Күрделі жөндеу кезінде, әдетте, жөндеуден өткен жабдықты толық бөлшектеу, тазалау және жуу, негізгі бөлшектерді жөндеу немесе ауыстыру (мысалы, төсек) орындалады; барлық тозған бөлшектер мен бөлшектерді толық ауыстыру; жабдықты құрастыру, туралау және реттеу.

Күрделі жөндеу кезінде пайдалану кезінде де, жөндеу кезінде де анықталған жабдықтың барлық ақаулары жойылады.

Ағымдағы және күрделі жөндеуге арналған жабдықты тоқтату жиілігі тозған бөлшектер мен тораптардың қызмет ету мерзімімен, ал тоқтау ұзақтығы ең көп еңбекті қажет ететін жұмыстарды орындауға қажетті уақытпен анықталады.

ЖАЖ профилактикалық жөндеу жұмыстарын жүргізу үшін кестелер жасалады. Әрбір кәсіпорын белгіленген нысанға сәйкес жылдық және айлық ЖАЖ кестелерін жасауға міндетті.

ЖАЖ жүйесі жабдықты пайдаланудың және жөндеудің апатсыз моделін болжайды, алайда жабдықтың тозуы немесе авариялар нәтижесінде жоспардан тыс жөндеу жұмыстары да жүргізіледі.

ЖАЖ жүйесін қолданудың артықшылықтары:

жабдықты пайдаланудың күрделі жөндеу кезеңдерінің ұзақтығын бақылау;

жөндеуге арналған жабдықтың тұрып қалуын реттеу;

жабдықты, тетіктерді және механизмдерді жөндеу құнын болжау;

жабдықтың істен шығу себептерін талдау;

жабдықты жөндеу күрделілігіне байланысты жөндеу персоналының санын есептеу.

ЖАЖ жүйесінің кемшіліктері:

жөндеуді жоспарлау үшін ыңғайлы құралдардың болмауы;

еңбек шығындарын есептеудің күрделілігі;

параметр-индикаторды есепке алудың күрделілігі;

жоспарланған жөндеу жұмыстарын оперативті реттеудің күрделілігі.

4.6. 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 болдырмау 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 және кәдеге жарату , егер өндірістік алаңда өндірістік қалдықтарды уақытша жинақтау қажет болса (қалдықтар жойылғанға дейін) пайда болатын қалдықтар қоршаған ортаға және кәсіпорын персоналының денсаулығына зиянды әсер етпейтін жағдайларды қамтамасыз етуі керек. келесі технологиялық процесте немесе орналастыру объектісіне бағыттарда қолданылады).

Қалдықтарды басқару жүйесі келесідей:

түзілетін қалдықтарды анықтау;

қалдықтарды кәдеге жаратудың одан әрі әдістерін оңтайландыру, сондай-ақ қалдықтардың жекелеген түрлерін кәдеге жарату мақсатында олардың қауіптілік дәрежесі мен деңгейіне қарай түрлерін мақсатқа сай үйлестіруді ескере отырып, қалдықтарды түзілетін жерлерде бөлек жинау (бөлу);

қалдықтарды мақсатқа сай шығарылғанға дейін жинақтау және уақытша сақтау;

таңбаланған жабық контейнерлерде сақтау;

қалдықтарды арнайы бөлінген және жабдықталған орындарда жинау;

көлік барлық қалдықтардың қозғалысын тіркей отырып, қатаң бақылауда.

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

4.6.1. Технологиялық қалдықтарды басқару

Алюминий өндірісінде жыл сайын миллиондаған тонна қалдықтар – қождар, шламдар, шаң мен масштабтар пайда болады, бұл шикізаттың айтарлықтай шығынын құрайды.

Негізгі мақсат әрқашан қоршаған ортаға теріс әсер болмаған жағдайда қалдық өнімдер мен қалдықтарды кешенді қайта өңдеу процесін оңтайландыру арқылы қалдықтардың түзілуін азайту болып табылады.

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

Көптеген қалдықтар басқа процестер үшін шикізат ретінде пайдаланылады. Қалдықтарды және өндіріс қалдықтарын басқару үшін келесі әдістер қолданылады:

1) қалдықтардың ерекшеліктеріне байланысты өндіріс қалдықтарын кәдеге жарату технологиясын таңдау;

2) қалдықтарды орналастыру орындарын ұтымды басқару қолданылады:

іргетас пен бөгеттің тығыз құрылымы ретінде шлам жинағыштардың карталарын салу кезінде (оның ішінде қышқылдардың түзілуі және жер асты суларының ластануы азаяды);

бөгеттің беткейлерін ұсақталған жыныспен немесе синтетикалық материалмен және қиыршық таспен жабу ретінде шлам жинағыштарды болашақта рекультивациялау кезінде топырақ қабатымен жабу және шөп себу (шаңды азайту);

шлам жинағыштарды пайдалану кезінде (шлам жинағыштардың периметрі бойынша дренаждық арықтардың жұмыс жағдайын қолдау) үйінді алаңдардың айналма арналарын тұрақты тексеру және тәртіпте ұстау ретінде.

4.7. Су ресурстарын басқару

Суды пайдалану жүйесін ұйымдастыру өндіріс процесінің ажырамас бөлігі болып табылады. Бұл ретте кәсіпорында бар процестерді, бастапқы тұтынылатын судың сапасы мен қолжетімділігін, тұтыну көлемін, климаттық жағдайларды, белгілі бір технологияларды қолданудың қолжетімділігі мен орындылығын, қоршаған ортаны қорғау және өнеркәсіптік қауіпсіздік саласындағы заңнаманың талаптарын, сондай-ақ басқа да аспектілердің массасын ескеру қажет. Сыртқы көздерден алынатын суды тұтынуды азайту суды пайдалану жүйесінің негізгі мақсаты болып табылады, оның өнімділік көрсеткіштері кәсіпорындағы үлестік және жалпы су тұтыну деректері болып табылады.

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

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

Контактсыз салқындату үшін су пештерді, пеш каминдерін, құю механизмдерін және т.б. салқындату үшін пайдаланылады. Орнату орнына байланысты салқындату булану салқындату мұнаралары бар тікелей ағынды немесе циркуляциялық жүйе арқылы жүзеге асырылады.

Тікелей байланыста болатын салқындатқыш су әдетте металдармен және суспензиялы заттармен ластанған және жиі көп мөлшерде пайда болады.

Арнайы схемаға байланысты және сұйылту әсерлерін болдырмау үшін тікелей байланыста салқындату үшін су негізінен басқа ағынды сулардан бөлек тазартылуы керек.

Технологиялық су орта түзуші, жуғыш және реактивті болып бөлінеді. Орта түзетін су кендерді, өнімдер мен өндіріс қалдықтарын байыту және өңдеу кезінде целлюлозаны еріту және қалыптастыру үшін қолданылады. Жуу суы газ тәрізді, сұйық және қатты өнімдерді жуу үшін қолданылады. Реактивті су-Реагенттерді дайындау үшін қолданылатын су.

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

4.7.1. Ағынды сулардың пайда болуын болдырмау

Сипаттама

Сұйық қалдықтардың түзілуін азайту үшін ағынды суларды қайта пайдалану технологиялары мен әдістері (тұйық цикл) металлургияда сәтті қолданылады. Ағынды сулардың көлемін азайту кейде экономикалық тұрғыдан да тиімді, өйткені ағызылатын ағынды сулар көлемінің азаюымен табиғи су объектілерінен тұщы суды алу көлемі азаяды, бұл қоршаған ортаның әсерлеріне де оң әсер етеді.

Техникалық сипаттама

4.1-кестеде пайда болған ағынды суларды қайта өңдеу және қайта пайдалану процестерінің кезеңдері көрсетілген.

4.1-кесте. Ағынды сулардың ағындары мен оларды тазарту және азайту әдістеріне шолу

Р/с
№

Ағынды су көзі

Ағынды азайту әдістері

Ағынды суларды тазарту әдістері

1	2	3	4
1	Техникалық су	Мүмкіндігінше процесте қайта пайдаланыңыз	Бейтараптандыру және жауын-шашын. Электролиз
2	Жанама салқындату үшін су	Жабық салқындату жүйесін пайдалану. Ағып кетуді анықтау үшін жүйелік мониторинг	Қоршаған ортаға ықтимал әсері төмен қоспаларды пайдалану
3	Тікелей салқындату үшін су	Тұндыру немесе басқа өңдеу әдісі. Жабық салқындату жүйесі	Орналастыру. Қажет болса, тұндыру
4	Қожды түйіршіктеу	Жабық жүйеде қайта пайдалану	Орналастыру. Қажет болса, тұндыру
5	Скруббер (тазарту)	Үрлеу арқылы өңдеу. Мүмкіндігінше әлсіз қышқыл ағындарын қайта пайдалану	Орналастыру. Қажет болса, тұндыру
6	Жер үсті суы	Аулалар мен жолдарды тазалау. Шикізатты дұрыс сақтау	Орналастыру. Қажет болса, тұндыру. Сүзу

Қайта өңдеу және қайта пайдалану жұмыс үрдісіне біріктірілген шаралар болып табылады. Қайта өңдеу суды алынған процеске қайтаруды қамтиды. Ағынды суларды қайта пайдалану суды басқа мақсатта пайдалануды білдіреді, мысалы, жер үсті суларының ағындарын салқындату үшін пайдалануға болады.

Әдетте циркуляциялық жүйе негізгі тазалау әдістерін пайдаланады немесе айналым жүйесінде тоқтатылған қатты заттардың, металдардың және тұздардың жиналуын болдырмау үшін айналымдағы сұйықтықтың шамамен 10 % мезгіл-мезгіл шығарылады. Мысалы, төмендегі 4.1-суретте көрсетілгендей, салқындатқыш су әдетте айналым жүйесі арқылы процесске қайтарылады.

4.1-сурет. Салқындату үшін суды рециркуляциялау жүйесінің үлгісі

Өңдеуден кейін тазартылған суды салқындату, ылғалдандыру және басқа да процестерде қайта пайдалануға болады. Тазартылған судың құрамындағы тұздар оны қайта қолданған кезде белгілі бір проблемалар тудыруы мүмкін, мысалы, жылу алмастырғыштардағы кальцийдің тұнбасы. Сондай-ақ, жылы суда легионелла бактерияларының өсу қаупін ескеру қажет. Бұл мәселелер суды қайта пайдалануды айтарлықтай шектеуі мүмкін.

Егер су үлкен көлемде болса, қоршаған ортаға аз әсер еткен жағдайда ағынды салқындату жүйелерін пайдалануға болады.

Мәселелердің бірі-ағызылатын судың мөлшері, өйткені кейбір қондырғылар үлкен көлемдегі суды қайта өңдеу жүйелерін пайдаланады. Шығарындылардың әсерін бағалау кезінде ескеру қажет факторлардың бірі-олардың құрамындағы ластаушы заттардың массасы.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Ағынды сулардың пайда болуының алдын алу.

Қоршаған орта өнімділігі және өнімділік деректері

Нақты нысанға және процесс деректеріне байланысты.

Кросс-медиа әсерлері

Энергияны пайдалану.

Салқындатқыш суды өңдеуде тұндырғыштар немесе биоцидтер сияқты қоспаларды пайдалану.

Жылудың судан атмосфераға берілуі.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Жалпы қолданылады

Экономика

Ақпарат ұсынылмаған.

Іске асырудың қозғаушы күші

Ағынды сулардың пайда болуының алдын алу.

4.8. Физикалық әсерлер

Шу

Шу мен діріл сектордағы жалпы проблемалар болып табылады және алюминий өндірісінің барлық секторларында көздер кездеседі. Металлургия өнеркәсібін тұтастай алғанда айқын шу факторы бар салаға жатқызуға болады.

Шудың пайда болуы алюминий өндірісінің барлық кезеңдерін, материалдарды түсіру, сақтау және дайындаудан бастап дайын өнімді қабылдау және жөнелту процесіне дейін жүреді.

Шу көздері үздіксіз жұмыс істейтін ұсақтау және сүзгі жабдықтары, компрессорлар, жүк тиеу жабдықтары, қосалқы жабдықтар (вентиляциялық қондырғылар және т.б.) болып табылады.

Жұмыс орындарының рұқсат етілген шу сипаттамалары Қазақстан Республикасы нормативтік-құқықтық актілерінің талаптарымен регламенттеледі.

Шуды азайту шаралары үш негізгі бағыт бойынша жүзеге асырылатын техникалық шаралар болып табылады:

шудың себептерін жою немесе оның пайда болу орнында азайту;

беру жолдарындағы шуды әлсірету.

Шумен күресудің негізгі шаралары – заманауи жабдықтарды пайдалана отырып, технологиялық процестерді ұтымды ету, шу көздерін дыбыс оқшаулау, дыбысты сіңіру, жетілдірілген сәулеттік-жоспарлау шешімдері, жеке қорғаныс құралдары.

Шуды азайтудың ең тиімді жолы шулы технологиялық операцияларды шуы төмен немесе мүлдем үнсіз операциялармен ауыстыру болып табылады, бірақ бұл күрес әдісі әрқашан мүмкін емес, сондықтан оны көзде азайту үлкен маңызға ие.

Көздегі шуды азайтуға шу шығаратын жабдықтың сол бөлігінің дизайнын немесе орналасуын жақсарту, конструкцияда акустикалық қасиеттері төмендетілген материалдарды, шу көзіндегі жабдықты қосымша дыбыс өткізбейтін құрылғысы бар немесе жақын орналасқан қоршаумен қамтамасыз ету арқылы қол жеткізіледі. көзге мүмкін.

Беріліс жолдарындағы шумен күресудің қарапайым техникалық құралдарының бірі дыбыс өткізбейтін корпус болып табылады, ол жеке шулы машина блогын (мысалы, беріліс қорабын) немесе тұтастай алғанда бүкіл блокты қамтуы мүмкін.

Жабдықтың шуды азайтудың айтарлықтай әсері шулы механизмді жұмыс орнынан немесе машинаның қызмет көрсету аймағынан оқшаулайтын акустикалық экрандарды пайдалану арқылы беріледі.

Шулы бөлмелердің төбесі мен қабырғаларын әрлеу үшін дыбыс жұтатын төсеніштерді пайдалану шу спектрінің төменгі жиіліктерге қарай өзгеруіне әкеледі, бұл деңгейдің салыстырмалы түрде аз төмендеуімен де жұмыс жағдайын айтарлықтай жақсартады.

Шумен күресудің ең тиімді жолы – рационалды конструкцияларды, жаңа материалдарды және гигиеналық негізделген технологиялық процестерді қолдану арқылы оның пайда болу көзінде азайту.

Шуды азайтудың негізгі шаралары:

сөндіргіштердің, резонаторлардың, қаптамалардың көмегімен жабдықтар мен құралдарды дыбыс оқшаулау;

қоршау конструкцияларының дыбыс оқшаулауы, қабырғалардың, төбелердің және едендердің дыбыс жұтатын төсемі;

желдету және ауаны баптау жүйелерінде, жабдықта дыбыс өшіргіштерді қолдану;

ғимараттарды, үй-жайларды, құрылыстарды жобалаудағы акустикалық ұтымды жоспарлау шешімдері;

шуды азайтуға бағытталған конструктивті шаралар, соның ішінде ғимараттардың инженерлік-санитариялық жабдықтары.

Шу тудыратын өндірістік жабдыққа өндіруші өлшенетін осы жабдықтың шу сипаттамаларын көрсететін техникалық паспорттар берілуі керек.

Шудың жоғарылауының себептерін анықтау үшін келесі тармақтарға назар аудару қажет:

жабдықтың амортизациясы;

жекелеген тораптар мен жабдықтардың тұтастай іргетасқа, еденге немесе ғимарат қабығына бекітілу жағдайы;

агрегаттардың қозғалмалы бөліктерін теңгеру жағдайы;

қоршау конструкцияларының дыбыс оқшаулауының болуы және жағдайы;

газ немесе ауа ағындарының шығуы кезінде кептелу құралдарының күйі;

бөлшектердің үйкеліс және соқтығысуы орындарында тұтқыр заттармен майлауды жеткіліксіз пайдалану.

Техникалық әдістер стандарттар талаптарына жауап бере алмаған кезде жұмыс режимін дұрыс ұйымдастыру, шудың ұзақтығын шектеу және жеке қорғаныс құралдарын пайдалану қажет.

Техникалық құралдардың көмегімен шуды азайту мәселесін шешу әрдайым мүмкін еместігін ескере отырып, жеке қорғаныс құралдарын (антифондар, тығындар, құлаққаптар және т.б.) пайдалануға көп көңіл бөлу керек. Жеке қорғаныс құралдарының тиімділігін шу деңгейі мен спектріне байланысты дұрыс таңдау, сондай-ақ олардың жұмыс істеу жағдайларын бақылау арқылы қамтамасыз етуге болады.

Діріл

Адамды дірілден қорғаудың ең тиімді құралы діріл аппаратымен тікелей жанасуды жою болып табылады. Бұл қашықтан басқару, өндірістік роботтар, автоматтандыру және технологиялық операцияларды ауыстыру арқылы жүзеге асырылады.

Қолмен жұмыс істейтін электр құралдарының дірілінің операторға жағымсыз әсерін азайтуға техникалық шешімдер арқылы қол жеткізіледі:

тікелей көзде діріл қарқындылығын төмендету (конструкцияны жетілдіру есебінен);

дірілден қорғау құралдары діріл көзі мен адам операторының қолдары арасында орналасқан серпімді сөндіретін материалдар мен құрылғылар.

Шаралар кешенінде еңбек пен демалыстың ғылыми негізделген режимдерін әзірлеуге және енгізуге маңызды орын беріледі

Шуды және дірілді азайту үшін қолданылатын әдістер:

шулы операцияларды/агрегаттарды қоршау;

өндіріс орындарын/агрегаттарды дірілден оқшаулау;

дыбыс өткізбейтін материалдар негізінде ішкі және сыртқы оқшаулауды пайдалану;

кез келген шу тудыратын операцияларды, соның ішінде материалдарды өңдеуге арналған жабдықты жабу үшін ғимараттарды дыбыс оқшаулау;

дыбыс өткізбейтін қабырғаларды және/немесе табиғи кедергілерді орнату;

шығару құбырларында сөндіргіштерді қолдану;

дыбыс өткізбейтін ғимараттарда орналасқан каналдар мен желдеткіштерді дыбыс оқшаулау;

цехтер мен үй-жайларда есіктер мен терезелерді жабу;

машина бөлмелерінің дыбыс оқшаулауын қолдану;

қабырға саңылауларының дыбыс оқшаулауын қолдану, мысалы, конвейер таспасының кіру нүктесінде шлюзді орнату.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Шуды азайту.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Алюминий өндіретін кәсіпорындарда шу коэффициенті ескеріледі. Жұмыс істейтін жабдық шудың әсер етуі бойынша ҚР стандарттарына сәйкес келеді.

Алюминий өндірісінің деректері жұмыс орындарын сертификаттауға сәйкес шу деңгейін жариялайды. Шу деңгейі жабдықтың техникалық сипаттамаларына сәйкес келеді.

Шу деңгейін төмендету үшін келесі әдістер қолданылады:

қоршау қондырғылары;

дірілді оқшаулау;

дыбыс оқшаулау;

дыбыс өшіргіштерді қолдану.

Кросс-медиа әсерлері

Күтілмеген.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Қолданылатын.

Экономика

Қосымша инвестициялық және техникалық қызмет көрсету шығындары.

Іске асырудың қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары.

Иіс

Қазіргі уақытта металлургия өнеркәсібіндегі күрделі экологиялық проблемалардың бірі жағымсыз иіс проблемасы болып табылады.

Иістерді иіс сезу органдары тіпті өте төмен концентрацияларда (ШРК-дан айтарлықтай аз) таниды, қазіргі заманғы талдау әдістерімен анықталатындардан төмен. Сондықтан иістерді реттеу өте қиын міндеттердің бірі болып қала береді, өйткені жағымсыз иістердің деңгейін иіс сезу мүшелері қабылдамайтын деңгейге дейін төмендету керек, оның сезімталдығы адамнан адамға айтарлықтай өзгеруі мүмкін.

Техникалық сипаттама

Бүкіл әлемде иіс қоршаған ортаны ластаушы фактор ретінде қарастырылады, ол жағымсыз иісті заттардың шығарындыларын азайту мақсатында реттелуі керек.

Қазіргі уақытта әлемде иістерді реттеу және бақылау мәселесінде бірыңғай стандарттар жоқ. Әртүрлі елдер иіс стандарттарын орнатудың өзіндік тәсілдерін қолданады. Дегенмен, көптеген еуропалық елдерге ортақ 2003 жылы EN13725 еуропалық стандартымен бекітілген "Ауа сапасы – динамикалық олфактометрия арқылы иіс концентрациясын анықтау.

Жағымсыз иістерді одоранттар деп те атайды. Одоранттарға денсаулыққа қауіп төндірмейтін концентрациядағы әртүрлі органикалық және бейорганикалық заттардың тұтас кешені жатады. Одорантты бөлу көздері келесідей жіктеледі: нүктелік, сызықтық және алаңдық; жылжымалы және қозғалмайтын; ұйымдастырылған және ұйымдастырылмаған; тұрақты және волейбол және т. б.

Одоранттарға тотықсыздандырылған күкірт қосылыстары (күкіртсутек, жеңіл меркаптандар және т. б.), құрамында азот бар заттар (аммиак, аминдер және т. б.), хош иісті көмірсутектер (фенолдар, толуол, крезол, ксилол және т. б.), органикалық қышқылдар (май, валериан, нейлон және т. б.), шпалопро нәрлендіретін майлар (көмір және тақтатас майы), дизель отыны және т. б. жатады.

Бірқатар технологиялық процестер адам денсаулығына қауіп төндірмейтін концентрацияда болатын иістерді шығарумен бірге жүреді. Дегенмен, хош иісті заттар өкпенің қалыпты жұмысына кедергі келтіріп, бас ауруы мен ұйқының бұзылуына әкеледі.

Жабық өндірістік үй-жайларда ауа алмасуының жеткіліксіздігі нәтижесінде әртүрлі заттар жиналуы мүмкін. Резервуарлар мен оларға қосылған құбырлардың герметикалығының болмауы (олардың физикалық тозуы, сапасыз дайындау және орнату, саңылаулар, топырақтың шөгуі және т.б. нәтижесінде) әртүрлі заттардың айтарлықтай жоғалуына әкеледі .

Иіс шығарындыларын азайту әдістерінің арасында мыналар бар:

иістердің пайда болу көздерін анықтау және оларды жою және (немесе) иістерді азайту жөніндегі іс-шараларды жүргізу;

иіс шығаруы мүмкін кез келген жабдықты пайдалану және жөндеу;

иісі бар материалдарды дұрыс сақтау және өңдеу;

жағымсыз иістермен жүретін зиянды шығарындыларды тазарту жүйелерін енгізу.

Экологиялық пайдаға қол жеткізілді

Қабылданатын иіс деңгейін төмендету.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Ауадағы зиянды қоспалар мен хош иісті заттарды тазарту үшін механикалық, физикалық, физика-химиялық, биологиялық әдістерді және олардың комбинацияларын қолданатын әртүрлі газ тазалау қондырғылары мен құрылғылары бар.

Кросс-медиа әсерлері

Күтілмейді.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Жарамды.

Экономика

Қосымша инвестициялық және техникалық қызмет көрсету шығындары.

Іске асырудың қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары.

5. Ең үздік қолжетімді техникаларды таңдау кезінде қарастырылатын техникалар

ЕҚТ анықтамалығының бұл бөлімі ЕҚТ анықтау үшін қарастыруға ұсынылатын қолданыстағы қолданбалы әдістердің сипаттамасын береді.

Әдістемелерді сипаттау кезінде ЕҚТ енгізудің қоршаған ортаға тигізетін пайдасын бағалау ескеріледі, ЕҚТ қолданудағы шектеулер туралы деректер, ЕҚТ сипаттайтын экономикалық көрсеткіштер, сондай-ақ ЕҚТ практикалық қолданылуына қатысты басқа да ақпарат беріледі.

Осы бөлімде сипатталған әдістердің негізгі мақсаты қоршаған ортаның ластануын кешенді түрде болдырмау үшін бір немесе бірнеше әдістерді пайдалана отырып, шығарындылардың, төгінділердің, қалдықтардың түзілуінің минималды көрсеткіштеріне қол жеткізу болып табылады.

5.1. Алюминий өндірісіндегі жалпы ЕҚТ

Қоршаған ортаның ластануын шектеудің тиімді әдісі шығарылатын заттардың мөлшерін нормалау және шығарындыларды бақылау болып қала береді.

Металлургиялық кәсіпорындардың қоршаған ортаға зиянды әсерін азайтудың негізгі шараларына мыналар жатады:

1. Техникалық шаралар: глинозем өндірісіндегі агломерациялық және күйдіру пештерін жаңғырту, олардың қоршаған ортаға әсерін ескере отырып, алюминийдің бастапқы өндірісінде электролизер және құю технологиясын жетілдіру.

2. Энергия үнемдейтін технологияларды енгізу: глинозем өндірісінде агломерация және күйдіру құбырлы пештерінің жылуын, қалдық газдарының энергиясын пайдалану.

3. Шығарындылардың алдын алу және локализациялау: технологиялық жабдықтарды (автокөлік қоқыс төгетін көліктерге арналған бункерлер) тығыздау және жабу, сусымалы материалдарды қайта тиеуге арналған паналау орындарын, рудалық материалдар қоймаларының, қалдық қоймаларының, шлам жинағыштардың шаңдануын болдырмау және т.б.

4. Пайда болуын болдырмау мүмкін емес зиянды шығарындыларды тазарту.

5. Шикізатты кешенді пайдалану арқылы қалдықсыз және қалдықсыз технологияларды енгізу: өндіріс процесінде пайда болатын қалдықтарды (шлак, шлам және т.б.) кәдеге жарату және соның нәтижесінде үйінділер мен шлам қоймаларын жою; улы реагенттерді қолданбай кендерді тереңірек байыту, суды неғұрлым толық және үнемді пайдалану, жабық сумен жабдықтау жүйелерін құру, қазіргі заманғы тиімділігі жоғары тазарту құрылыстары мен әртүрлі реагенттер кешенін пайдалану.

5.2. Технологиялық процесте автоматтандырылған бақылау және басқару жүйелерін енгізу

5.2.1. Алюминий өндірісіндегі тау-кен және көлік жабдықтарын басқарудың автоматтандырылған жүйелері

Сипаттама

Жүйенің қолданылу саласы тау-кен және көлік техникасын: самосвалдарды, экскаваторларды, бульдозерлерді, танкерлерді және қазу және тиеу жұмыстарында және тау-кен массасын тасымалдау процестерінде қолданылатын басқа да жабдықтарды жөнелту болып табылады.

Жүйені енгізудің мақсаты – өндірістік процестерді жедел басқару және оңтайландыру арқылы тау-кен-көлік кешенінің өнімділігін арттыру.

Техникалық сипаттама

Ашық әдіс үлесі кен өндірудің шамамен 60 % құрайды. Ашық әдіспен өндірудің бұл үлесі алдағы уақытта да жалғасады. Сонымен қатар, карьерлердің тереңдігінің ұлғаюымен және тау-кен өндіруге арналған тау-кен-геологиялық жағдайлардың күрделенуімен ашық карьерді пайдалану шығындары өнім құнының 50 %-нан асуы мүмкін. Сондықтан, тау-кен кәсіпорындары үшін ашық жолмен жүретін көліктердің тиімділігін арттыру өте маңызды.

Тиеу-тасымалдау кешенін басқарудың негізгі жүйесі (экскаваторлар, конвейер, автомобиль, темір жол көлігі) мыналарды қамтамасыз етеді:

жабдықтың әрбір бөлігінде жоғары дәлдіктегі GPS позициялау жүйесін пайдалана отырып, ақпаратты автоматты түрде жинау және нақты уақыт режимінде жабдықты басқару;

автоматты жіберу;

кен сапасын басқару;

жұмысын бақылау (самосвалдарды тиеу, жылдамдық, маршруттардың сақталуы, қозғалтқыштың жұмысы, отын шығыны, шиналардың жұмысы);

жабдықтың техникалық жағдайын және қызмет көрсетуін бақылау;

қажетті есеп беру нысандарын автоматтандырылған құрастыру.

Пайдалы қазбалардың сапасын басқару жеткізілетін пайдалы қазбаның сапасын бақылау үшін әрбір тиеуді егжей-тегжейлі дәл қадағалаудың, жеке қабылдау бункерлерінің немесе жинақтау қоймаларының пайдалы қазбалардың сапасына қойылатын әртүрлі талаптардың орындалуының, саңылауларды орташалаудың - бос самосвалдарды жөнелтудің арқасында мүмкін болады. пайдалы қазбалардың сапасына қойылатын талаптарды қанағаттандыру, араластыру қоймаларынан руда ағындарын басқару бойынша өнімділікті арттыру мақсатында беткейлер бойымен.

Жабдықтың техникалық қызмет көрсету мониторингі оқиғалар мен апаттарды тіркеу, жабдықтың маңызды құрамдас бөліктерін бақылау, шиналардың жұмысын бақылау (жүк салмағы, қозғалыс уақыты, тонна-километрлерді есептеу, маңызды мәндер мен дабылдарды анықтау), отын шығынын бақылау, ауысым және жиынтық есеп беру арқылы мүмкін болады. (соның ішінде тоқтап қалулар саны және олардың себептері).

Сонымен қатар, бағдарламалық-техникалық қамтамасыз ету ашық карьердің диспетчерлік жүйесіне әртүрлі технологиялық және инженерлік жабдықтарды: ашық карьердегі дренажды, электр жабдықтарын және т.б. енгізуге мүмкіндік береді.

2006 жылы Сібір көмір энергетикалық компаниясының (СКЭК) карьерлерінде кәсіпорында жұмыс істейтін тау-кен автосамосвалдарын пайдалану тиімділігіне талдау жасалды. Бұл әдістеменің әртүрлі өнімділік көрсеткіштері бағаланып, нәтижесінде бірқатар проблемалық нүктелер анықталды. Әртүрлі кәсіпорындарда бір самосвал үлгілері үшін отын шығыны салыстырмалы тау-кен-геологиялық жағдайларда 70 %-ға ерекшеленуі мүмкін екені анықталды. Сондай-ақ, кейбір кәсіпорындарда тау-кен автосамосвалдарының жүк көтерімділігін тек үштен екісі ғана пайдаланатыны анықталды, бұл ретте ең көп кездесетін мәселе – жүктің аз немесе шамадан тыс жүктелуін бағалау мүмкін еместігі. Ал, жалпы алғанда, зерттеу кәсіпорындағы тау-кен жүк көліктерінің орташа пайдалану көрсеткіші небәрі 50 пайызды құрайтынын көрсетті.

Мысалы, Стойленский ГОК-та жүйені енгізудің арқасында жүйе енгізілгеннен кейінгі алғашқы төрт айдың ішінде үлестік отын шығынын 5 %-ға азайтуға, самосвалдардың өнімділігін 6 %-ға арттыруға мүмкіндік туды. және олардың орташа жұмыс жылдамдығын 7,8 %-ға арттыру, өңдеуге жіберілген шикізаттың сапа көрсеткіштерін біркелкі етіп, кезектерді азайтатын операторсыз жанармай құю станциясын құру.Тағы бір мысал, Бақыршық тау-кен кәсіпорнындағы автоматтандырудың нәтижесі, мұнда инженерлік-техникалық база технологиялық процесті жеңілдету үшін автоматты диспетчерлік мәліметтерді талдау жүргізіледі.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Өндірілетін кенді өндіру мен тасымалдаудың энергия тиімділігін арттыру және тау-кен өндіру және тасымалдау процесінде мотор отыны мен электр энергиясының құнын төмендету арқылы экологиялық көрсеткіштерді жақсарту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Тау-кен және көлік техникасын басқарудың автоматты жүйелерін пайдалану ауысым басында машиналарды бастапқы бөлу кезінде де, ағымдағы жағдайға байланысты ауысым кезінде оларды автоматты түрде қайта бөлу үшін де самосвалдардың қозғалысын оңтайландыруға мүмкіндік береді. карьерде.

Жүйе сонымен қатар самосвалдардың, экскаваторлардың және басқа да жылжымалы объектілердің негізгі тораптары мен тораптарын қашықтықтан диагностикалауға мүмкіндік береді, мысалы, самосвал қозғалтқышының диагностикасы, шина қысымын бақылау, экскаватордың электр жабдығының жағдайын бақылау, тартқыш электр қуатын басқару. жүргізу және т.б.

Кросс-медиа әсерлері

Өндірістің энергия сыйымдылығын төмендету. Өндірістің автоматтандырылуы мен мәдениетінің деңгейін арттыру.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

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.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты. "СКЭК" АҚ кәсіпорындарында тау-кен және көлік техникасын автоматты басқару жүйелерін пайдалану бойынша ашық мәліметтерге сәйкес, бұл жүйенің болжамды өтелу мерзімі 11 айды құрайды.

Іске асырудың 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.

5.2.2. Алюминий өндірісіндегі байыту процестерін бақылау және басқаруды автоматтандыру жүйесі

Сипаттама

Боксит кенін байыту процесінің тұрақтылығына рудалық тау жынысы массасын алу, кенді тау жынысы массасын қоймаларға орналастыру, рудалық жыныс массасын ұсақтау, бокситті ұнтақтау, шаймалау процестерін автоматтандыру арқылы қол жеткізуге болады.

Техникалық сипаттама

Байыту процесінің тұрақтылығын қамтамасыз ету және максималды нәтиже алу үшін әрбір технологиялық модульдің байыту процестерін жеке бақылау мен басқаруға арналған автоматтандыру жүйесі жүйенің жұмысының әртүрлі деңгейлерде нақты уақыт режимінде визуализациясы бар бірыңғай автоматты басқару жүйесіне біріктірілуі керек. бақылаудың: ұсатқыш, ұнтақтау диірменінің операторы, сілтілеуші операторы, қоюландырушы, жуу, сүзу, кептіру операторы – өңдеуші цехты жөнелтетін диспетчер – техникалық басшы.

Байыту қондырғыларын автоматтандыру адамды өндірістік процестерді басқару функцияларын тікелей орындаудан босатуды қамтамасыз ететін ұйымдастырушылық-техникалық шаралар кешенін қамтиды, бұл функцияларды автоматты құрылғыларға беру арқылы автоматты басқару, реттеу, агрегаттар мен технологиялық қондырғыларды басқару, сигнал беру және қорғау. Өнеркәсіптің басқа салаларындағы сияқты байыту зауыттарындағы автоматтандыру байыту технологиясының жеке операциялары үшін жергілікті автоматты басқару жүйелерін (АБЖ) құрудан технологиялық процестерді басқарудың автоматтандырылған жүйелерін (ТПБАЖ) және тұтастай алғанда байыту цехын құруға дейін дамып келеді. [30].

Технологиялық процесс, сондай-ақ машиналардың жұмыс режимдері процестің тиімділігіне әсер ететін физикалық немесе химиялық параметрлердің жиынтығымен сипатталады. Технологиялық процесс кезінде бұл параметрлер процестің режимдік картасымен анықталатын көрсетілген мәндерден аспауы керек. Бұл жағдайда автоматтандырудың міндеті оның жүруіне әсер ететін негізгі процесс параметрлерінің қажетті мәндерден ауытқуын барынша азайту болып табылады. Автоматтандыруда белгілі бір фактордың (параметрдің) автоматтандырылған технологиялық процестерін басқару жүйелері (ТПБАЖ) және автоматты басқару жүйелері (АБЖ) бар.

Жеке, жергілікті технологиялық процестерді басқаруды кешенді автоматтандыру арқылы процесс көрсеткіштері, баланстық деректер (салмағы, кен құрамы), процесті басқару бойынша персонал әрекеті туралы ақпаратты нақты уақыт режимінде беруді қамтамасыз етуге және интегралды есеп жүргізуге болады. жұмсалатын материалдардың, реагенттер мен флокулянттардың мөлшері.

Күрделі жүйелер мүмкіндік береді:

концентраттардың қажетті сапасын қамтамасыз ете отырып, технологиялық модульдердің механизмдерінің, жабдықтарының жұмысын автоматты және үздіксіз бақылауды және бақылауды орындау;

жүйе жұмысының технологиялық параметрлерінің деректерін жинау және өндірісті диспетчерлеу үшін SCADA бағдарламасына беру.

Әзірленген автоматты басқару жүйелерін кешенді қолдану мыналарға мүмкіндік береді:

бүкіл кәсіпорындағы технологиялық процестерді басқаруды орталықтандыру;

технологиялық процестерді бұзу қаупін азайту;

әртүрлі деңгейдегі басшыларға процесс көрсеткіштері бойынша қажетті ақпаратты жедел беруді қамтамасыз ету;

есепке алу мен есеп көрсеткіштерін жүргізу;

өңделген кеннің мөлшерін тұрақтандыру;

қалдықтардағы құнды компоненттердің жоғалуын азайту;

шаң түзілуін азайту;

реагенттер мен материалдардың шығынын тұрақтандыру;

электр және суды тұтынуды азайту;

экологиялық қауіпсіздікті қамтамасыз ету.

Ұнтақтау және жіктеу процесін автоматты басқару

Ұнтақтау процесі келесі параметрлермен бақыланады және бақыланады диірмендегі руданың, судың және ұнтақтау ортасының (шыбықтар, шарлар) мөлшері, жемдегі кесіндінің өлшемі, диірменнің шығысындағы тығыздық және елеуіш талдауы.

Боксит кенін байыту процестерінде, атап айтқанда ұнтақтауда жоғары технологиялық көрсеткіштерді алудың негізі гидроциклондар бойынша алдын ала жіктеудің тиімділігі болып табылады. Жіктеу тиімділігін және шекаралық бөлу дәнінің диаметрін анықтайтын факторлардың үлкен санымен олардың негізгілері гидроциклондық жемдегі қысым мен қатты заттың құрамы болып табылады.

Қазіргі заманғы гидроциклон қондырғылары гидроциклонның техникалық сипаттамаларына сәйкес қоректендіру қысымын бақылауды және қолдауды қамтамасыз етеді. Рациондағы қатты заттардың мөлшері тұрақты емес, оны ұнтақтау режимімен анықтайды. Осы себепті, зауыттың автоматтандыру жүйесінің міндеті гидроциклонның беріліс тығыздығын және гидроциклон ағынындағы дайын өлшем класының мазмұнын бақылау және ұстап тұру болып табылады. Технологиялық процесті басқару жүйесін енгізудегі маңызды қадам байыту сызбасындағы сынамаларды іріктеу процесін оңтайландыру болып табылады, байыту өнімдеріндегі элементтердің/минералдылардың құрамын, бөлшектердің мөлшерін бөлуді, мөлшерін анықтау арқылы өлшеу дәлдігінің сапасына кепілдік береді. өндірістік қалдықтардағы ластаушы заттар, бөлінген өнеркәсіптік жер учаскелеріндегі топырақтың ластану деңгейі.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Жоғарыда аталған автоматтандырылған жүйелерді бағдарламалық қамтамасыз ету негізінде технологиялық процестерді жүргізудің негізгі міндеттерінен басқа, қоршаған ортаға зиянды шығарындылардың теріс әсер ету деңгейін сандық және сапалық бағалау және төмендету анықталады.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Жабдықты басқарудың автоматты жүйелерін пайдалану ұсақтау және ұнтақтау процесін оңтайландыруға және тұрақтандыруға, сондай-ақ кейінгі байыту процестерінің тиімділігін арттыруға мүмкіндік береді.

Тиімді автоматты басқару технологиялық байыту процестерін тұрақтандыруды қамтамасыз етеді.

Кросс-медиа әсерлері

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Экономика

Әрбір жағдайда қолданылатын әдіске байланысты

Бала асырап алудың 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.

5.2.3. Технологиялық процесті басқарудың автоматтандырылған жүйелері (ТПБАЖ)

Сипаттама

Алюминий өндірісіндегі негізгі және қосалқы процестер үшін қолданылатын технологиялық процестерді басқарудың автоматтандырылған жүйелері (ТПБАЖ) қондырғының энергия тиімділігін басқаруда маңызды рөл атқарады. ТПБАЖ жалпы мониторинг жүйесінің құрамдас бөлігі болып табылады.

Өндірістік кәсіпорынды автоматтандыру датчиктер, контроллерлер, компьютерлер, сондай-ақ мәліметтерді өңдеуді ұйымдастыруды қамтитын автоматтандырылған жүйені әзірлеуді және енгізуді білдіреді. Процесті автоматтандыру өнімнің сапасы мен қауіпсіздігін арттырып қана қоймай, сонымен бірге өндіріс процесінің жалпы тиімділігін, соның ішінде энергия тиімділігін арттыратыны кеңінен танылған.

Қазіргі заманғы ТПБАЖ осы мақсат үшін бірқатар тәсілдерді пайдаланады, соның ішінде:

реттеудің дәстүрлі және күрделі әдістері;

процестерді оңтайландыру және жоспарлау әдістері, сонымен қатар олардың тиімділігін басқару.

Техникалық сипаттама

ТПБАЖ орталық элементі өнеркәсіптік өндірісте сенімді жұмыс істеуге арналған шағын компьютер болып табылатын бағдарламаланатын логикалық контроллер (БЛК) болып табылады. БЛК-дан басқа, жүйенің элементтері әртүрлі датчиктер, жетектер, сондай-ақ орталықтандырылған бақылау және деректерді жинау жүйесі (SCADA жүйесі деп аталады).

Бұл компоненттердің барлығы бір-бірімен және өндірістік жабдықпен байланысты, бұл соңғысының барлық функцияларын жоғары дәлдікпен басқаруға мүмкіндік береді.

БЛК сандық және аналогтық датчиктер мен ажыратқыштардан кіріс мәліметтерін алады, оған енгізілген бағдарлама негізінде есептеулерді орындайды және есептеулердің нәтижелерін пайдалана отырып, әртүрлі жетектерді - клапандарды, релелерді, сервомоторларды және т.б. басқарады, оларға шығыс деректерін береді. Бақылау миллисекундтардың уақыт шкаласы бойынша жүзеге асырылады.

БЛК операторлық панельдер, сондай-ақ зауытта орнатылған SCADA жүйелері арқылы оператормен ақпарат алмасуға қабілетті. Кәсіпорынның бизнес-деңгейімен деректер алмасу (корпоративтік ақпараттық жүйелер, қаржылық есеп және жоспарлау), әдетте, жеке SCADA пакетін қажет етеді.

Реттеу әдістері

Реттеудің дәстүрлі әдістеріне, атап айтқанда:

пропорционалды-интегралдық-дифференциалды (ПИД) реттеу;

кешіктірілген өтемақы;

каскадты басқару.

Реттеудің күрделі әдістеріне, атап айтқанда:

үлгілерге негізделген проактивті реттеу;

адаптивті реттеу;

анық емес реттеу.

Мәліметтерді өңдеу

Процесс күйінің деректері сенсорлар мен аспаптарды, клапандар сияқты жетектерді, сондай-ақ бағдарламаланатын логикалық контроллерлерді, SCADA жүйелерін және бөлінген басқару жүйелерін қамтитын біріктірілген жүйе арқылы жиналады және өңделеді. Осы жүйелердің барлығы бірге басқа есептеу жүйелеріне, сондай-ақ операторлар мен инженерлерге қажетті ақпаратты уақтылы беруге қабілетті.

Қадағалауды бақылау және деректерді жинау (SCADA) жүйелері ТПБАЖ жобалаушы инженерге жүйелік деректерді жинауды және мұрағаттауды ұйымдастыруға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, SCADA жүйелері статистикалық бақылау сияқты күрделірек басқару әдістерін қолдануға мүмкіндік береді.

SCADA жүйесі пайдаланушыға процесс параметрлерін нақты уақыт режимінде бақылауға мүмкіндік беретін ТПБАЖ-дың құрамдас бөлігі болып табылады. Сонымен қатар, SCADA жүйесі қашықтағы пайдаланушыға тікелей өндірістік үй-жайда орналасқан оператор сияқты ақпаратты өңдеуге қолжетімділік деңгейін қамтамасыз ету үшін жобалануы мүмкін.

Техникалық қызмет көрсету: датчиктерді тазалау

Өлшеу дәлдігінің маңыздылығын және соның салдарынан ТПБАЖ қолданылатын сенсорлардың жағдайын асыра бағалау мүмкін емес. Термисторлар, өткізгіштік өлшегіштер, рН немесе деңгей сенсорлары, шығын өлшегіштері, таймерлер мен дабылдарды қоса алғанда, аспаптар мен сенсорлардың көптеген түрлері бар. Бұл құрылғылардың көпшілігі сұйықтықтармен немесе газдармен үнемі байланыста болады. Барлық осы құрылғылардың сенімді және дәл жұмыс істеуі техникалық қызмет көрсету кестесіне сәйкес қолмен немесе автоматтандырылған орнында тазалау (CIP) жүйелерін пайдалану арқылы мерзімді тазалауды қажет етеді.

Толық автоматтандырылған басқару жүйесі датчиктерді әртүрлі аралықтарда жууға, сондай-ақ пайдаланылатын тазалау ерітінділерін қалпына келтіруге қабілетті болуы керек. Жүйе сонымен қатар тазалау ерітінділерінің температурасын, ағынының жылдамдығын, құрамы мен концентрациясын реттеу мүмкіндігін қамтамасыз етуі керек.

Датчиктерді тазалаудың автоматтандырылған жүйесі әдетте ПЛК-ге негізделген және бір немесе бірнеше оператор панеліне ие. Тазалауды басқару жүйесінің маңызды рөлі су балғасын шектеу болып табылады, бұл CIP жүйелері үшін маңызды мәселе, жабдықтың қызмет ету мерзімінің қысқаруына әкеледі.

Өндірістік жабдықта қолданылатын клапандарды және тығыздағыштардың әртүрлі түрлерін тазалау нақты анықталған импульстік тізбекті қажет етеді.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Қуатты тұтынуды азайту, сонымен қатар қоршаған ортаға әсер ету.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Нақты нысанға байланысты.

Кросс-медиа әсерлері

Датчиктерді тазалау үшін аз мөлшерде химиялық заттарды қолдану. Датчиктердің болуынан туындаған құбырлардағы қысымның мүмкін жоғалуы.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Процесті басқару жүйелері кез келген I санатты қондырғылардың контекстінде қолданылады. Бұл таймерлерге, температура сенсорларына және материалды өңдеу жүйелеріне негізделген қарапайым жүйелерден (мысалы, шағын қарқынды мал шаруашылығында), мысалы, тамақ, химия, тау-кен немесе целлюлоза-қағаз өнеркәсібінде қолданылатын күрделі жүйелерге дейін болуы мүмкін.

Жоспарлау

Зауыттық автоматтандыру жүйесін жобалау кезінде бірқатар факторларды ескеру қажет. Мысалы, белгілі бір процестің бастапқы талдауы процестің тиімділігіне қатысты бар шектеулерді, сондай-ақ жақсы нәтижелерді қамтамасыз ететін балама тәсілдерді анықтауы мүмкін.

Сонымен қатар, өнімнің сапасы, нормативтік талаптар және өнеркәсіптік қауіпсіздік тұрғысынан жүйенің қажетті жұмыс режимдерін анықтау қажет. Басқару жүйесі сенімді және пайдаланушыға ыңғайлы болуы керек, яғни басқару және техникалық қызмет көрсету оңай.

Басқарудың автоматтандырылған жүйесін жобалау кезінде мәліметтерді өңдеу және басқару мәселелерін ескеру қажет. ТПБАЖ өндіріс шығындарына қойылатын талаптарды ескере отырып, процестің максималды тиімділігіне қол жеткізу үшін дәлдік, көрсетілген спецификацияларға сәйкестік және икемділік арасындағы теңгерімді сақтауы керек.

Жүйеде берілген барабар технологиялық спецификациялар өндіріс желісінің үздіксіз жұмысын қамтамасыз етеді. Негізсіз тар немесе кең ауқымды қолайлы шарттарды белгілеу сөзсіз өндіріс шығындарының өсуіне және/немесе өндіріс процесіндегі кідірістерге әкеп соғады. Өнімділік пен процестің тиімділігін оңтайландыру үшін:

процестің әрбір қадамы үшін көрсетілген спецификациялар қолайлы жағдайлардың нақты ауқымын анықтауға ерекше назар аудара отырып, толық және дәл болуы керек;

басқару жүйесін жобалауға жауапты инженер автоматтандырылған процесті жақсы білуі және жабдықты өндірушімен кеңесе алуы керек;

жүйенің мүмкіндіктері мен автоматтандырудың нақты қажеттіліктері арасында оңтайлы тепе-теңдікті табу керек, яғни күрделі басқару жүйесі қажет пе немесе қарапайым шешімнен бас тартуға болатындығы туралы шешім қабылдануы керек.

Экономика

Энергияны тұтынуға байланысты шығындарды азайту.

Автоматтандыру - басқару жүйесін технологиялық жүйеге біріктіру - сенімді және тұрақты өнімділікті қамтамасыз ете отырып, күрделі жабдықты пайдалану үшін еңбек шығындарын айтарлықтай төмендете алады.

Тәжірибе көрсеткендей, ТПБАЖ енгізу айтарлықтай экономикалық пайда әкелуі мүмкін. Өтелімділік кезеңінің бір жыл немесе одан аз болуы ғажап емес, әсіресе зауытта бөлінген басқару жүйесі немесе бақылаушы бақылау және деректерді жинау (SCADA) жүйесі сияқты күрделі бақылау және мониторинг инфрақұрылымы бар болса. Кейбір жағдайларда бірнеше айға, тіпті аптаға созылатын өтеу мерзімі көрсетілген.

Іске асырудың қозғаушы күші

Өнімділік пен қауіпсіздік деңгейін жоғарылату, техникалық қызмет көрсету қажеттілігін азайту, технологиялық жабдықтың қызмет ету мерзімін ұлғайту, өнім сапасының жоғарырақ және тұрақты болуы, жұмыс күшін азайту.

Бірқатар жағдайларда (жоғарыда атап өтілгендей) көрсетілген өндіріс шығындарының төмендеуі және инвестициялардың жылдам қайтарылуы басқа кәсіпорындарда ұқсас жүйелерді енгізу үшін күшті ынталандыру болды.

5.2.4. Техникалық қызмет көрсету

Сипаттама

Барлық жүйелер мен жабдықтарға техникалық қызмет көрсету (ТҚК) өте маңызды және энергияны басқару жүйесінің маңызды бөлігін құрайды. Ғимараттарды, процестерді, жүйелерді және жабдықтарды жұмыс жағдайында ұстау, бұл техникалық қызмет көрсету процедуралары мен жоспарларын нақты қалыптастыруды талап етеді), ағымдағы жөндеу процедураларын түгендеу, техникалық тексерулер және персоналды тиісті оқыту.

Энергия тиімділігінің төмендеуінің ықтимал себептерін және жоспарлы ТҚК нәтижелері бойынша оны жақсарту мүмкіндіктерін, сондай-ақ жабдықтың ақаулары мен қалыпты жұмыс істемеу жағдайларын, сондай-ақ жоспарлау мен іске асыру үшін жауапкершілікті нақты бөлуді анықтау қажет. техникалық қызмет көрсету. Ең маңызды талаптар - ТҚК кестесінің болуы, сондай-ақ барлық жабдықты тексеру және ТҚК іс-шараларының құжаттамасы.

Техникалық тексерулер - бұл жабдықтың денсаулығы мен тиімділігін, араласу қажет пе және жұмыс параметрлерінің белгіленген шектерде сақталуын жүйелі түрде тексеру.

Қызметі маңызды энергия тұтынушыларына жататын құрылымдарды, жүйелерді және жабдықтарды пайдалану және техникалық қызмет көрсетумен байланысты персонал олардың энергияны тұтынуына әсер ететін факторларды және олардың әрекеттерінің энергияны тұтынуға әсерін білуі керек.

Техникалық сипаттама

Профилактикалық ТҚК заманауи тәсілдері технологиялық процестер мен жүйелердің бүкіл қызмет ету мерзімі ішінде қалыпты жұмыс істеуін қамтамасыз етуге бағытталған. Профилактикалық қызмет көрсету кестелері дәстүрлі түрде қағаз түрінде жасалып, орындаушыларға карталар немесе стендтер арқылы жеткізілді, бірақ қазір бұл міндеттер компьютерлік жүйелердің көмегімен шешіледі. Күнделікті жоспарлы жөндеу жұмыстарының тізімін шығара отырып, сәйкес бағдарламалық қамтамасыз ету сәйкес тапсырмалардың толық және уақтылы орындалуын қолдайды.

ТҚК кестесі мен жабдықтың техникалық сипаттамалары туралы ақпаратты қамтитын деректер қорын техникалық қызмет көрсетуге және процесті басқаруға қатысты басқа бағдарламалық жүйелермен біріктіруді қамтамасыз ету маңызды. ТҚК жұмыстарын жіктеу және сәйкес есептілікті жасау кезінде ТҚК саласының стандарттары сияқты материалдар жиі пайдаланылады. Қажетті бағдарламалық жасақтаманы таңдағанда және конфигурациялағанда, атап айтқанда, ТҚК арналған ISO 9000 сериясы стандарттарының талаптарына назар аударуға болады.

Бағдарламалық құралдарды пайдалану туындайтын проблемаларды құжаттауға, сондай-ақ ақаулар мен олардың жиілігі туралы статистикалық мәліметтерді жинақтауға ықпал етеді. Модельдеу құралдары ақауды болжау, сондай-ақ жабдықты жобалау үшін пайдалы болуы мүмкін.

Технологиялық операторлар өндірістік аумақтардағы тәртіпті және жабдықтың дұрыс күйін сақтау үшін жоспарлы және жоспардан тыс шараларды қабылдауы керек, соның ішінде:

ластанған беттерді және құбырларды тазалау;

реттелетін жабдықты оңтайлы реттеуді қамтамасыз ету (мысалы, басып шығару);

пайдаланылмайтын жабдықты немесе жұмыс істеу қажеттілігі қазіргі уақытта жоқ жабдықты тоқтату;

ағып кетулерді (мысалы, сығылған ауа немесе бу), ақаулы жабдықты, құбырлардағы жарықтарды және т.б. анықтау және хабарлау;

тозған мойынтіректерді ауыстыруға өтінімдерді уақытылы беру.

ТҚК бағдарламасының мазмұны нақты орнату шарттарына байланысты. Ағып кетулерді, жабдықтың істен шығуын, тозған мойынтіректерді және т.б., әсіресе энергияны тұтынуға әсер етуі мүмкін, мүмкіндігінше тезірек анықталып, жөнделуі керек.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Энергия үнемдеу. Шуды азайту (мысалы, тозған мойынтіректерден немесе будың ағуынан).

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Нақты нысанға байланысты

Кросс-медиа әсерлері

Технологиялық жабдықтың қызмет ету мерзімін ұлғайту, техникалық қызмет көрсету және жөндеу шығындарын азайту.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Кез келген қондырғыға жарамды.

Бұл қолданылатын жерде ақаулықтарды жедел жою мен өнімнің сапасын, өндірістік процестің тұрақтылығын, сондай-ақ жұмыс істеп тұрған кәсіпорында жөндеу жұмыстарын орындау кезінде персоналдың денсаулығы мен қауіпсіздігін қамтамасыз ету қажеттілігі арасындағы тепе-теңдік қамтамасыз етілуі керек (онда жоғары температураға ие қозғалмалы бөліктері бар жабдықтар болуы мүмкін).

Экономика

Арнайы орнатуға байланысты.

Өндіріс орындарында тәртіпті сақтау – аз шығынды қызмет; сәйкес шығындар әдетте менеджерлердің қарамағындағы жылдық кірістерден төленеді және күрделі салымдарды қажет етпейді.

Іске асырудың қозғаушы күші

Жалпы алғанда, ТҚК-ны жақсы басқару өндірістік құрал-жабдықтардың сенімділігін арттыру және тоқтап қалу уақытын азайту, сонымен қатар өнімділік пен сапаны арттыру үшін қарастырылады.

5.3. Энергия және ресурстарды үнемдеу саласындағы ЕҚТ

5.3.1. Электр қозғалтқыштары үшін жиіліктік-реттелмелі жетектерді қолдану

Сипаттама

Өз қажеттіліктері үшін электр энергиясын тұтынуды азайтуға, атмосфераға зиянды заттардың тікелей және жанама шығарындыларын азайтуға мүмкіндік беретін жабдық. Қазіргі уақытта өтініш жиіліктік-реттелмелі жетектерді (ЖРЖ) қолдану конвейер, желдету және сорғы жабдықтарының өнімділігін реттеу мақсатында оңтайлы болып табылады, бұл процесте электр энергиясын барынша ұтымды пайдалануды қамтамасыз етеді.

Техникалық сипаттама

Өндірістің энергия тиімділігін арттыру арқылы экологиялық мәселелерді шешу мүмкіндігі.

Өнеркәсіптік кәсіпорындарда электр энергиясын тұтынудың үлкен үлесі әртүрлі технологиялық жабдықтарға (конвейер, желдеткіш және сорғы жабдықтары және т.б.) жетек ретінде электр қозғалтқыштарына келеді. Көбінесе мұндай жабдық реттеуді қажет етеді, басқару құрылғылары ретінде ысырма клапандары, ысырма клапандары және т.б қолданылады.Технологиялық механизмдердің жетектеріне жиіліктік-реттелмелі жетектерді (ЖРЖ) енгізу. Сонымен қатар жылдамдықты реттеу диапазоны мен дәлдігіне қойылатын талаптар электр жетегінің қолдану саласына байланысты ең кең шектерде өзгеруі мүмкін. Жиіліктік-реттелмелі жетектерді пайдалану электр энергиясын тұтынуда жоғары тиімділікпен қойылған міндеттерді шешуге мүмкіндік береді, нәтижесінде технологиялық процестерде реттеудің баламалы әдістерімен туындайтын негізсіз шығындарды жою арқылы электр энергиясын үнемдеуге көмектеседі.

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 режиміне байланысты ЖРЖ пайдалану сорғы қондырғыларында, желдеткіштерде, конвейерлерде, ұсақтағыштарда қуат тұтынуды 20-дан 40 %-ға дейін төмендетуге, біркелкі іске қосуды қамтамасыз етуге (іске қосу токтарын азайту), ұлғайтуға мүмкіндік береді . электр қозғалтқыштарының сенімділігі мен қызмет ету мерзімі.

Кросс-медиа әсерлері

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

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.

жиіліктік-реттелмелі жетектерді (ЖРЖ) пайдалану энергия тиімділігін арттырудың айқын шараларының бірі болып табылады. 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.

ТПБАЖ-ға 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. "Қазақстан алюминийі" АҚ және "ҚЭЗ" АҚ өндірістік алаңдарында электр қозғалтқыштары үшін жиілікті-реттелетін жетектер қолданылатыны атап көрсетіледі.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты. Мәселен, мысалы, технологияға, тәулік уақытына, ғимараттағы адамдар санына және т. б. байланысты ауыспалы жүктеме кезінде жиілікпен басқарылатын қозғалтқыштарды қолдану ұсынылады. Желдеткіштердің жиілікпен реттелетін электр жетегін пайдалану сору жүйелерімен ауаны жылжыту үшін электр энергиясын тұтынуды 6-26 % - ға, жеткізу жүйелерімен 3-12 % - ға, үрлегіштермен 30-40 % - ға азайтуға мүмкіндік береді, бұл ретте ЖРЖ бар қозғалтқыштардың өтелу мерзімі 1 жылдан 5-7 жылға дейін болуы мүмкін.

Іске асырудың 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.

5.3.2. Энергия тиімділігі жоғары класты электр қозғалтқыштарын қолдану

Сипаттама

Өзіндік және өндірістік қажеттіліктер үшін электр энергиясын тұтынуды азайтуға, жанама парниктік газдар шығарындыларын азайтуға мүмкіндік беретін жабдық. Қазіргі уақытта электр энергиясын барынша тиімді пайдалануды қамтамасыз ететін қолданыстағы технологиялық және қосалқы жабдықтарды жаңарту үшін энергия тиімділігі жоғары классы бар заманауи электр қозғалтқыштарын пайдалану оңтайлы болып табылады.

Техникалық сипаттама

Өндірістің энергия тиімділігін арттыру арқылы экологиялық мәселелерді шешу мүмкіндігі.

Өнеркәсіптік кәсіпорындардың көпшілігінің негізгі тұтынушысы әртүрлі электр қозғалтқыштары болып табылады. Электр қозғалтқыштары электр энергиясын механикалық энергияға айналдырады. Энергияны түрлендіру процесінде оның бір бөлігі жылу түрінде жоғалады. Мұндай шығынның мәні қозғалтқыштың энергетикалық өнімділігімен анықталады. Жоғары тиімділік класы бар электр қозғалтқыштарын пайдалану электр энергиясын тұтынуды айтарлықтай азайтуға мүмкіндік береді.

Электр қозғалтқышының энергия тиімділігінің негізгі көрсеткіші пайдалы әсер коэффициенті (ПӘК) болып табылады.

h=Р2/Р1=1 – DР/Р1,

мұндағы P2 – қозғалтқыш білігіндегі пайдалы қуат;

P1 – электр қозғалтқышы желіден тұтынатын белсенді қуат;

DР – электр қозғалтқышындағы жалпы жоғалтулар.

Тиісінше, ПӘК неғұрлым жоғары болса, сол жұмысты орындау үшін электр қозғалтқышы аз шығын және аз энергия жұмсайды.

5.1-сурет. Кәдімгі электр қозғалтқышын энергияны үнемдейтін қозғалтқышпен салыстыру

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Сарапшылардың бағалауы бойынша жабдықтың жұмыс режимдеріне байланысты жоғары тиімділік класы бар электр қозғалтқыштарын пайдалану электр қозғалтқыштарының электр энергиясын тұтынуын 1,5-тен 5,0 %-ға дейін төмендетуге, электр қозғалтқыштарының қызмет ету мерзімін арттыруға мүмкіндік береді.

Кросс-медиа әсерлері

Өндірістің энергия сыйымдылығын төмендету.

Мотордың қызмет ету мерзімі ұзартылған

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Жалпы қолданылады. Іске асыру көлемі мен сипаты кәсіпорынды жаңғырту бағдарламасымен және кәсіпорында орнатылған істен шыққан электр қозғалтқыштарын ауыстырумен байланысты болады.

Нақты деректер қозғалтқыштың жұмыс режиміне байланысты 1,5-5,0 % диапазонында энергияны үнемдеу туралы айтуға мүмкіндік береді.

Қолданыстағы электр қозғалтқыштарын энергияны үнемдейтін қозғалтқыштармен ауыстыру энергия тиімділігін арттырудың айқын шараларының бірі болып табылады.

"Қазақстан алюминийі" АҚ және "ҚЭЗ" АҚ өндірістік алаңдарында энергия тиімділігінің жоғары класты электр қозғалтқыштары қолданылатыны атап көрсетіледі.

Экономика

Жоғары тиімділік класы бар электр қозғалтқыштарын пайдалану электр энергиясын механикалық энергияға түрлендіру үшін электр энергиясын тұтынуды 1,5-5,0 % азайтуға мүмкіндік береді, бұл ретте мұндай электр қозғалтқыштарының өтелу мерзімі 1 жылдан 7 жылға дейін болуы мүмкін.

Іске асырудың қозғаушы күші

Энергия тиімділігін арттыру шараларын іске асырудың қозғаушы күштері:

энергия тиімділігін арттыру;

пайдалану шығындарын азайту және өнім сапасын жақсарту үшін қосымша мүмкіндіктер.

5.3.3. Энергия үнемдейтін жарықтандыру аспаптарын қолдану

Сипаттама

Тұрмыстық қажеттіліктер үшін электр энергиясын тұтынуды азайтуға, ластаушы заттардың атмосфераға тікелей және жанама шығарындыларын азайтуға мүмкіндік беретін жабдық. Қазіргі уақытта энергияны үнемдейтін жарықтандыру құрылғыларын (жарық диодты жарық көздері) пайдалану сыртқы және ішкі жарықтандыру мақсаттары үшін оңтайлы болып табылады.

Техникалық сипаттама

Өнеркәсіптік кәсіпорындарда электр энергиясын экономикалық тұтынуда тұтынудың едәуір бөлігін сыртқы және ішкі жарықтандыру жүйелері құрайды. Сонымен бірге электр энергиясының бұл шығыны өндірістік циклдің энергия тиімділігіне тікелей әсер етпейді. Бірақ бұл тұтыну өнім бірлігіне шаққандағы үлестік шығынды анықтау кезінде ескеріледі.

Энергияны үнемдейтін жарықтандыру құрылғыларын (жарық диодты) пайдалану жарықтандыру жүйелерінде электр энергиясын тиімді тұтынуға мүмкіндік береді, нәтижесінде оның баламалы жарық көздерімен орын алатын негізсіз шығындарын жою арқылы электр энергиясын үнемдеуге көмектеседі.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Жарықтандыру қажеттіліктері үшін электр энергиясын тұтынуды азайту арқылы қоршаған ортаны қорғау көрсеткіштерін жақсарту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Сарапшылардың бағалауы бойынша және энергияны үнемдейтін жарықтандыру құрылғыларын (жарықдиодты жарықдиодты) пайдаланудағы бар тәжірибені ескере отырып, электр энергиясын тұтынудың төмендеуі 50-90 % құрайды, жақсы жарықтандыру қамтамасыз етіледі, мұндай жарықтандыру құрылғыларының қызмет ету мерзімі. артады, олар бұрын қолданылған доғалық сынапты шамдармен салыстырғанда қоршаған ортаға кері әсерін тигізбейді.

Кросс-медиа әсерлері

Энергияны тұтынуды азайту. Бастапқыда қолданыстағы жарықтандыру құрылғыларын энергияны үнемдейтін құрылғылармен ауыстыру арнайы кәдеге жаратуды қажет ететін қалдықтардың көп мөлшерін тудыруы мүмкін (сынап шамдарын жарықдиодты шамдармен ауыстыру).

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Жалпы қолданылады. Көлемі (мысалы, егжей-тегжейлі деңгейі) және іске асыру сипаты кәсіпорынның сипаттамаларымен байланысты болады, бұл әдістемені енгізуде ерекше қиындықтар анықталған жоқ. Энергия үнемдейтін жарықтандыру құрылғыларын енгізуді тұтастай алғанда жарықтандыру жүйесін жаңғыртуды (аймақтарды бөлу, автоматты басқару және т.б.) ескере отырып қарастырған жөн.

Нақты деректер энергияны үнемдеу туралы 50-90 % диапазонында айтуға мүмкіндік береді.

Бұл техника барлық жерде қолданылады, сондықтан "ҚЭЗ" АҚ мен "Қазақстан алюминийі" АҚ-да өндірістік цехтардың жарықтандыру жүйелері тиімді жарықдиодтыларға ауыстырылды.

Экономика

Тиімді жарықтандыру құрылғыларын пайдалану жарықтандыруға арналған электр энергиясын тұтынуды 50–90 %-ға азайтуға мүмкіндік береді, ал бұл техниканың өтелу мерзімі 0,5-тен 5-7 жылға дейін болуы мүмкін.

Іске асырудың қозғаушы күші

Энергия тиімділігін арттыру шараларын іске асырудың қозғаушы күштері:

жақсартылған қоршаған ортаны қорғау өнімділігі (көшіру қажет емес);

энергия тиімділігін арттыру;

операциялық шығындарды азайту үшін қосымша опциялар.

5.3.4. Ескірген күштік трансформаторларды қазіргі заманғы трансформаторларға ауыстыру

Сипаттама

Трансформаторларды ауыстыру қолданыстағы трансформаторлардың істен шығуын болдырмауға, апаттық жағдайларды тудырмауға және ысырапты энергия шығынын азайтуға мүмкіндік береді. Реактивті қуатқа байланысты белсенді қуат жоғалтулары (жүктемедегі және жүктеме жоғалтулар) есебінен трансформатордағы электр энергиясының жоғалуын азайту.

Техникалық сипаттама

Бұл шараның мақсаты – оны тасымалдау кезінде электр энергиясының ысыраптарын азайту, жабдық жұмысының сенімділігін арттыру, төтенше жағдай қаупін азайту.

Ескі жабдық осы трансформаторлардың өрт және жарылу ықтималдығын арттырады, өйткені нашар тығыздау, механикалық зақымдану, оқшаулағыш ортада қоспалардың болуы және т.б. трансформатор түріне қарамастан, оның ішінде қысқа тұйықталуға әкелуі мүмкін және нәтижесінде жарылыс болды.

Сонымен қатар, Иваново энергетикалық институтының "ФСК БЭЖ" орталығының МЭЖ, сондай-ақ басқа да жоғары оқу орындарының қызметкерлері жүргізген электр энергетикасы саласындағы теориялық және эксперименттік зерттеулердің нәтижелері бойынша ИМЭУ және Орталық МЭЖ ынтымақтасатын ұйымдар трансформатордың қызмет ету мерзімінің нормативті мерзімінен асып кетсе, оның техникалық сипаттамалары айтарлықтай төмендейді. Жүктемедегі ысыраптардың талдауы 20 жылға дейінгі қызмет мерзімі бар трансформаторлар үшін жалпылама сипаттамалар ретінде паспорттық мәндерге тең жүктемедегі ысыраптарды алуға рұқсат етілгенін көрсетті. 20 жылдан астам қызмет ету мерзімі бар трансформаторлар үшін жүктемесіз жоғалтулар жылына орташа 1,75 % (төлқұжат құнынан) қарқындылықпен өседі [34].

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Бос жүрістегі шығындарды азайту нәтижесінде энергия шығындарын азайту арқылы қоршаған ортаны қорғау көрсеткіштерін жақсарту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Сарапшылардың бағалауы бойынша, қызмет ету мерзімі 20 жылдан асатын трансформаторлар үшін жүктеме кезіндегі жоғалтулар жылына орта есеппен 1,75 % (төлқұжат құнынан) қарқындылықпен артады.

Кросс-медиа әсерлері

Энергияны тұтынуды азайту, жабдықтың сенімділігін арттыру, төтенше жағдай қаупін азайту.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Жалпы қолданылады.

Экономика

Өз қажеттіліктерінің құнын төмендету. 10 жылдан аз жұмыс істеп тұрған қосалқы станцияларды қайта құру экономикалық тұрғыдан тиімсіз.

Іске асырудың қозғаушы күші

Энергия тиімділігін арттыру шараларын іске асырудың қозғаушы күштері:

электрмен жабдықтау сенімділігін арттыру;

энергия тиімділігін арттыру;

операциялық шығындарды азайту үшін қосымша опциялар.

5.3.5. Жоғары температуралы жабдықта заманауи жылу оқшаулағыш материалдарды қолдану

Сипаттама

Алюминий өндірісінде жылу энергиясын көбінесе бу түріндегі пайдаланады, ол бу құбырлары арқылы тасымалданады. Жоғары температуралы жабдықты (бу мен ыстық суға арналған құбырлар) тиісті оқшаулауды пайдалану жылу шығындарын айтарлықтай азайтуға мүмкіндік береді.

Техникалық сипаттама

Жылу құбырлары мен бу құбырларын жылу оқшаулау кез келген өнеркәсіптік кәсіпорын үшін өзекті мәселе болып табылады. Қатты қыздырылған бумен (бу құбырлары) құбырларды жылу оқшаулау өте күрделі операциялардың бірі болып табылады, әсіресе жоғары температура - 200-250 °С беттерге қажетті өнімділік сипаттамаларын қамтамасыз ету қажет болса. 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.

Минерал мақта және шамот кірпіштері ылғал мен будан "қорқады", олар кірсе, олардың жылу оқшаулау көрсеткіштерін бірнеше есе нашарлатады. Минерал мақтада 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.

Шамот кірпіш тиімді жылу оқшаулағыш материал емес. Шамот кірпіштерінің жылу өткізгіштік коэффициенті ((= 0,84 + 0,0006 × т Вт/(м °C), ( = 0,99 Вт/(м °C) 250 °C температурада) минералды мақтадан 10 есе жоғары. жүн (( \u003d 0,05 + 0,0002 × т Вт/(м °C), ( \u003d 0,1 Вт/(м °C) 250 °C температурада). Бұл ретте, бу құбырлары үшін минерал мақтаны, тығыздығы кемінде 150 кг/м ³болатын жартылайцилиндрлерді пайдалану керек екенін айту керек, өйткені оларда күрделі жөндеу аралық кезеңі ұзақ болады. 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 кірпішті минералды жүнмен 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), Сан-Гобэн Изовер (Финляндия), Partek, Paroc (Финляндия), "Izomat" (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.). Заманауи оқшаулағыш материалдарды қолдану бу құбырларындағы ысыраптарды кем дегенде 30-50 %-ға қысқартуға, күрделі жөндеу мерзімін ұлғайту есебінен пайдалану шығындарын азайтуға мүмкіндік береді.

Кросс-медиа әсерлері

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

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.

"ҚЭЗ" АҚ мен "Қазақстан алюминийі" АҚ-да жоғары температуралық жабдықтар мен құбыр желілерінде заманауи жылу оқшаулағыш материалдарды қолдану атап өтілді.

Экономика

Жылу шығынын азайту отынды жағусыз қосымша жылу өндіруге мүмкіндік береді, сондықтан 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.

Іске асырудың 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.

5.3.6. Жылу шығару процесінің жылуын рекуперациялау

Сипаттама

Энергия тиімділігін арттыру және сыртқы отын шығынын азайту пайдаланылған газдың жылуын рекуперациялау әдістерін қолдану арқылы жүзеге асырылады.

Техникалық сипаттама

Ыстық процестен шығарылған газды қалдық жылу қазандығына немесе буландыру үшін салқындату қондырғысына жіберуге болады, онда газ бу шығару үшін салқындатылады. Алынған буды технологиялық процесте немесе жылу немесе электр энергиясын өндіруде пайдалануға болады .

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Бокситті байыту кезінде бөлінетін жылуды өңдеу және оны электр энергиясына айналдыру, технологиялық және өндірістік жылыту үшін төмен қысымды бу.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Жылу энергиясын өндіру үшін отын шығынын азайту.

Қалдық жылу қазандықтарын пайдалану әртүрлі өнеркәсіптік кәсіпорындарда өз қолдануын табады, сондықтан газтурбиналық қондырғының ПӘК арттыру үшін осындай технология "Қазхром" ҰК АҚ (Ақтөбе ферроқорытпа зауыты) орнатылды.

Кросс-медиа әсерлері

Күтілмеген.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Ол отын жағу қондырғылары (пештер, қазандықтар, қуыру машиналары) бар кәсіпорындарда қолданылады.

Экономика

Газды салқындату қажет болғандықтан, энергияны қалпына келтіруге арналған қосымша шығындар негізінен қалдық жылу қазандығына және электр энергиясын өндіруге арналған турбинаға инвестициялармен байланысты.

Тиімді, бірақ жеке көзқарасты қажет етеді. Тестіленді, ЭЫДҰ елдерінде қолданбасы табылды.

Іске асырудың қозғаушы күші

Өнімділікті арттыру, өндіріс шығындарын азайту.

5.3.7. Күйдіру пештерінен шыққан шығарылатын газдардың жылуын тиімді пайдалану

Сипаттама

Энергия тиімділігін арттыру және отынның сыртқы тұтынылуын азайту шығарылатын газдардың жылуын пайдалану арқылы жүзеге асырылады.

Техникалық сипаттама

Пешті пайдалану кезінде 240 – 280 ⁰С температурасы бар түтін газдары пайда болады, олар газды тазалау жүйесіне түседі, онда шаң ұсталады, ал тазартылған түтін газдары мұржа арқылы атмосфераға шығарылады. Агломерациялық пештің негізгі отыны – Шұбаркөл көмірі.

Қақтау пештері үшін қосалқы отын ретінде (жану, іске қосу, ыстық резерв режимдері) ГОСТ 10585–85 стандартына сәйкес 100 немесе 40 маркалы мазут, күкіртті және күкірт аз.

Қазандықтардың қыздыру беттері мен газ құбырларының төмен температуралы коррозиясының алдын алу бойынша әдістемелік нұсқауларға сәйкес номиналды жүктемедегі шығарылатын газдың температурасын мазуттағы күкірттің мөлшеріне байланысты қабылдау керек, күкірт мөлшері 2,1–3,0 %, шығарылатын газдың температурасы 160 ⁰Стөмен болмауы керек. Төмен температуралық коррозияны азайту үшін ол экономайзерге кірістегі судың температурасын 105–110 ⁰С-қа тең қамтамасыз ету үшін қажет.

Шығарылатын түтін газдарының жылуын пайдалы пайдаланатын жылытылатын орта ретінде 100-105 ⁰С температурадағы автоклавтарға берілетін қақтамды қайта өңдеу учаскесінің сулы ерітіндісін пайдалану ұсынылады, сондай-ақ, бірінші автоклавқа температурасы 240-280 ⁰С болатын ЖЭО-дан 12 атмосфераның жаңа буы беріледі, онда 125-145 ⁰С температурада ұстау есебінен кремнийсыздендіру жүргізіледі.

Алюминат ерітіндісін автоклавқа кірер алдында қосымша экономайзерде қыздырған кезде оның температурасы жоғары болады, ал оны қажетті температураға дейін қыздыру үшін ЖЭО-дан аз буды жұмсау қажет болады.

Бұл схеманы іске асыру үшін, ерітіндіні ерітіндіні қыздыру жүргізілетін қақтау пешінің түтін сорғыштарынан кейін жиналмалы газ құбырына орнатылған қосымша экономайзерге бағыттау үшін алюминий ерітіндісін автоклавтарға беру сорғысының басына ілмекті арматура орнату ұсынылады, содан кейін қыздырылған ерітінді бірінші автоклавтың кіруіне экономайзерге берілгенге дейінгі температурадан жоғары температурада беріледі.

Зауыттың технологиялық процесінде жылуды кәдеге жарату арқылы қақтау пештерінен кейін шығарылатын газдардың температурасын шығарылатын түтін газдарының ағынына экономайзердің құбырлары арқылы ағып жатқан сұйықтықтың ыстық газдарынан жылуды өткізетін қосымша экономайзер орнату арқылы тиімді пайдалану.

Қосымша орнатылған экономайзерде қыздырылған сулы ерітінді оны жылыту үшін ЖЭО-дан аз буды қажет етеді, осылайша отын-энергетикалық ресурстарды үнемдейді.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Энергия көзінен бу шығынын азайту мақсатында агломерациялық пештерден кейін шығарылатын газдың температурасын пайдалану.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Жылу энергиясын өндіру үшін энергия көзінде отын шығынын азайту.

Кросс-медиа әсерлері

Күтілмейді.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Отын жағу қондырғылары (пештер, қазандықтар, қуыру машиналары) бар кәсіпорындарда қолданылады.

Экономика

Сондай-ақ тығындау клапандары үшін құбырдың қосымша шығындары қажет, олар ерітіндіні агломерациялық пештің түтін шығарғыштарынан кейін газ жинау арнасында орнатылған қосымша экономайзерге, содан кейін бірінші автоклавтың кірісіне бағыттайды.

Тиімді, бірақ жеке көзқарасты қажет етеді.

Үнемдеу жылу энергиясын тұтынуды азайту арқылы жүзеге асырылады. Болжалды өтелу мерзімі 4 жылға дейін.

Іске асырудың қозғаушы күші

Өнімділікті арттыру, өндіріс шығындарын азайту

5.4. Өндірістік процестің тұрақтылығын қамтамасыз етуге бағытталған ЕҚТ

5.4.1. Кенді өндіру процесінің тұрақтылығын қамтамасыз ету

Сипаттама

Қазіргі тау-кен металлургия кешенінде экологиялық тазалық пен өндіріс тиімділігі талаптарын ескере отырып, өндірісті және өнімді өңдеуді дамытуға мүмкіндік беретін жаңа технологиялар мен материалдарды пайдалану қажеттілігі артып отыр.

Ашық және жерасты тау-кен қазбаларын өндірудің заманауи технологиялары ресурстарды үнемдеу, табиғатты сақтау және аз қалдық қағидаттарына негізделуі керек. Бұл принциптер өзара байланысты, бір-бірімен тығыз байланысты және технологияның бағытын басшылыққа алуы керек. Осы принциптерге негізделген заманауи технологияларды құру мәселелері күрделі сипатта және тау-кен өндірісі деңгейінде де, пайдалы қазбаларды өңдеу деңгейінде де бірлесіп шешілуі тиіс.

Тау-кен кәсіпорындарында өндірістік процестің тұрақтылығын қамтамасыз етудің жалпы әдістерін, әдістерін немесе олардың комбинациясын сипаттайды .

Техникалық сипаттама

Тау-кен өнеркәсібінің қазіргі жағдайы тау-кен жұмыстарының тереңдігін тез арттыру тенденциясымен сипатталады, бұл тау-кен жұмыстарының өзіндік құнының өсуіне әкеледі және қоршаған ортаға және тау-кен жұмыстарының қауіпсіздігіне теріс әсер етеді.

Кендерін ашық және жерасты тәсілімен өндірудің өндірістік процесін қамтамасыз ететін техниктерге мыналар жатады:

ауыр жүкті жоғары өнімді тау-кен жабдықтарын пайдалану;

қазіргі заманғы жоғары өнімді өздігінен жүретін жабдықты пайдалана отырып, тау-кен жүйелерін өндіру және қолдану;

заманауи, экологиялық таза және тозуға төзімді материалдарды пайдалану;

тау-кен массасын тасымалдау үшін конвейердің және пневматикалық көліктің әртүрлі түрлері мен түрлерін пайдалану (сонымен қатар 5.5.1.3 бөлімінде көрсетілген).

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Бірлік қуаттылығы жоғары өнімділігі жоғары жабдыққа көшу экологиялық жағдайға оң әсерін тигізеді: ауаға ластаушы заттар мен парниктік газдар шығарындыларының мөлшері азаяды, габаритті емес шиналарды пайдаланудан қалдықтардың түзілуі азаяды.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Кендерді ашық және жерасты тәсілімен өндірудің өндірістік процесінің техникасы, оның ішінде терең горизонттарда жұмыс істеу кезінде ТҚҚ қырып алу, кен денелерін ашу тәсілі мен схемасын таңдау, байыту қайта бөлулеріне ағындарды тиімді бағыттау үшін аршу және өндіру жұмыстарының, карьерлер мен шахталарды көлікпен қамтамасыз етудің оңтайлы жүйесін және технологиясын анықтау және қолдануарқылы өндірудің тиімді технологиялық процесінен тұрады.

Жерасты және ашық тау-кен жұмыстарында қолданылатын қазіргі заманғы жабдықтар жоғары жылдамдықты пайдаланумен, үлкен жүктемелердің болуымен, қысыммен және т.б. пайдалы қазбаларды игерудің тау-кен-геологиялық және тау-кен-техникалық жағдайларының үнемі өзгеруімен, техникалық жұмыстардың күрделенуімен сипатталады. функцияларға жүктелген әртүрлілік пен жауапкершілікке, беттерге жоғары жүктемелерге, көп буынды және жұмыс істейтін жабдық тізбегінің бірізділігіне байланысты, кез келген элементтердің істен шығуы бүкіл кешеннің тоқтауына әкелетін кезде, қамтамасыз ету қажеттілігін білдіреді. қолайлы эргономикалық еңбек жағдайлары бар кеншілер тау-кен машиналары мен жабдықтарының сапасына үлкен талаптар қояды.

Алайда, қазіргі уақытта мамандардың бағалауы бойынша, ТМД тау-кен компаниялары қолданатын жабдықтар мен технологиялар өзінің технологиялық деңгейі мен өнімділігі бойынша Канада, Ұлыбритания, ОАР және АҚШ компаниялары қолданатын аналогтардан 15-20 жыл артта қалды. Мұндай артта қалу массивті өңдеудің және инженерлік дайындаудың тиімсіз технологияларына, сондай-ақ қолданылатын жабдықтың техникалық сипаттамаларына байланысты [35].

Ұсынылған әдістеме кен карьерлерінде тау-кен массасын алу және тасымалдау үшін ауыр жүкті карьерлік жабдықты пайдаланудан тұрады. Бір самосвалды тиеу үшін шелек санының оңтайлы арақатынасын сақтай отырып, экскаваторлардың, тиегіштердің шелектерінің өлшемдерінің ұлғаюы, ауыр жүк тиегіштердің жүк көтергіштігінің пропорционалды ұлғаюы байқалады. Ауыр жүкті техникаға көшу ашық карьерлерде тау-кен массасын қазу мен тасымалдауға арналған меншікті операциялық шығындарды 10 %-ға қысқартуға, сондай-ақ технологиялық жабдық бірліктерінің санын азайтуға қол жеткізуге мүмкіндік береді. карьерде қоршаған ортаға эмиссияларды азайту, карьерлерде тау-кен массасын қазу және тасымалдау процестерінде энергия шығыны мен отын шығынын азайту.

Ауыржүктасығыш техниканы әлемдік нарықта мынадай ірі өндірушілер өндіреді, мысалы: Komatsu, Caterpillar, Hitachi, Terex, Liebherr және БелАЗ.

"Богатырь Көмір" ЖШС жағдайында тау-кен массасын және тұтастай алғанда көліктік-кен өндіру циклін тасымалдау құнын төмендету үшін пайдалы жүк көтергіштігі бар БелАЗ 75600 тау-кен автосамосвалын пайдалануды салыстыру үшін техникалық-экономикалық негіздеме жүргізілді. Жүк көтергіштігі 220 тонна БелАЗ шахта көлігімен 320 тонна. Сынақ нәтижелері мынаны көрсетті: өнімділік 1,5 есеге өсті; тасымалдау құны 20 %-ға төмендеді; отынның меншікті шығыны 22 %-ға төмендеді. Тау-кен автосамосвалына шөміш сыйымдылығы 33 м³R&H2800 экскаваторы жүктелді. Толық жүктемеге арналған шелектердің саны – 6, тасымалдау иығы – 0,5 км, тау жыныстарын өндіру көлемі тәулігіне 10 мың м ³дейін жетеді [36].

Тау-кен жұмыстарын жүргізу және қазіргі заманғы жоғары өнімді өздігінен жүретін жабдықты пайдалана отырып, тау-кен жүйелерін пайдалану тау-кен кен орындарының жерасты жағдайында бұрғылау, бекіту, тау-кен жұмыстарын жүргізу және тау-кен массасын тасымалдау үшін заманауи жоғары өнімді тау-кен жабдықтарына көшуден тұрады. Тұрақты шығындар үлесін айтарлықтай азайтуды, қауіпсіздікті, эргономиканы, операторлар мен техникалық қызмет көрсетуші персонал үшін қолайлы жұмыс жағдайын, энергия мен материалдарды үнемдеуді қамтамасыз етеді.

Заманауи өздігінен жүретін жабдықтың негізгі артықшылықтары қауіпсіздік пен өнімділікті арттыру, ысыраптарды азайту және кенді сұйылту, эргономика және қолайлы жағдайлар болып табылады. Технологиялық процесті автоматтандырудың және орналастырудың жоғары деңгейі бар өндірістік бұрғылау қондырғыларының жұмысы бұрын-соңды болмаған жоғары өнімділікке, ұңғымалардың дәлдігі мен түзулігіне қол жеткізуге мүмкіндік береді. Зәкірлерді орнатуға, бетон қоспаларын қолдануға арналған жетілдірілген механикаландырылған кешендер кен қазбаларының үлкен аумақтарын жедел бекітуді қамтамасыз етеді, көп жағдайда олар тіректердің ауыр түрлерін ығыстыруға және бекітетін ағаштарды, ағаш шабақтар мен толтырғыштарды қолдануға мүмкіндік береді [33]. Дөңгелек қимасы диаметрі 3000 мм-ге дейін, ұзындығы 100 м-ге дейін және 70°-қа дейін бұрышы бар тік және көлбеу бұрғылау станоктары өте қатты жыныстарды бұрғылауға қабілетті және құрылыс үшін өте қолайлы. кен өтпелері, желдету саңылаулары, жүру жолдары және т.б. (жару жұмыстарынсыз). Тиеу-жеткізу машиналары үлкен еңістерді еңсеруге және айтарлықтай қашықтықтарда жылдам қозғалуға қабілетті, тиеу мен тасымалдаудың төмен құнымен жоғары өнімділікті қамтамасыз етеді. ТЖМ және электр жетекті бұрғылау қондырғылары экологиялық таза электр энергиясын пайдаланады және пайдаланылған газдардың болмауына, діріл мен шудың аз болуына байланысты жақсы жұмыс жағдайларын қамтамасыз етеді. Сонымен қатар, желдету талаптары азаяды, қозғалтқыш майы мен сүзгілер сияқты шығын материалдары азаяды, техникалық қызмет көрсету аралықтары ұзартылады [34].

Sandvik электрлік LHD құрылғыларын алғашқы пайдаланушылардың бірі LKAB компаниясының Швецияның солтүстігіндегі Кируна темір кеніші болды. Шахта 80-ші жылдардың аяғында дәстүрлі дизельдік машиналармен салыстырғанда жоғары өнімділікке, жалпы құны төмен және қоршаған ортаға ең аз әсерге байланысты электрмен жұмыс істейтін машиналарға көшуді шешті. 1985 жылы LKAB алғаш рет Кируна кенішінде Sandvik компаниясының Toro 500 прототипі электрлік ТЖМ-ны сынады. LKAB электр машиналарына ауысу туралы шешім қабылданғаннан бері Кируна дизельдік тиегіштер паркін дәйекті түрде ауыстырып келеді. Бүгінгі таңда шахтада 17 электрлік және 3 дизельдік ТЖМ бар. Электрлік ТЖМ шөміште орташа есеппен 25 тоннаны жылжытып, өндірілген руданы тиеу үшін қолданылады.

Жаңа Оңтүстік Уэльстегі Northparkes мыс кеніші жаңа LH514E тиегішінде 2000 сағаттық сынақ жұмысын аяқтады. Жаңа Оңтүстік Уэльстегі Ридгвэй алтын кеніші бес жаңа LH514E автоматтандырылған ТЖМ флотын пайдалануға енгізді. Басқа да кеніштерде жаңа жобалар жоспарда бар.

Тозуға төзімді, коррозияға төзімді, ыстыққа төзімді, жылу оқшаулағыш және жабындардың басқа түрлерін пайдалану металдардың шығынын, оларды өтеу үшін ресурстарды тұтынуды күрт азайтуға мүмкіндік береді және машиналардың, жабдықтар мен құрылыстардың сапасын, сенімділігі мен беріктігін арттыруға мүмкіндік береді. Техника тау-кен жабдықтарының жұмыс органдарына тозуға төзімді элементтер мен төсемдерді қолданудан тұрады және қосымша құрылымдық беріктік пен тозуға төзімділікті қамтамасыз етеді, сондай-ақ машиналар мен жабдықтардың техникалық дайындық коэффициентін арттырады. Заманауи жоғары беріктігі бар қорытпалардан жасалған бұрғылау тәждері мен штангаларды қолдану бұрғылаудың жоғары өнімділігі мен дәлдігіне қол жеткізуге, өзіндік құнын 3-10 % төмендетуге мүмкіндік береді.

Кросс-медиа әсерлері

Материалдарды үнемдеу. Қосымша энергия ресурстарының қажеттілігі.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Қолдану қабілеті игерілетін кен орнының нақты тау-кен-геологиялық, тау-кен және пайдалану жағдайларымен және экономикалық орындылығымен анықталады. Ұсынылған әдістерді жеке де, біріктіріп те қолдануға болады.

Экономика

Ауыржүктасығыш техниканы пайдалану тау-кен жұмыстарының тиімділігін арттырады және шығындарды оңтайландырады (жанармай мен техникалық қызмет көрсету шығындарын үнемдеу есебінен), өндіріс шығындарын азайтады және нарықта бәсекеге қабілетті болады, жүк тасымалдау жолдарындағы қауіпсіздікті арттырады. Мәселен, "Комек Машинери" ЖШҚ мамандары жанар-жағармай үнемдеу, амортизация, адам-сағат және басқа да факторлардың арқасында жүк көтергіштігі 40 тонна болатын жеңіл автокөлік 20 тонналық жүк көлігімен салыстырғанда – тонна жүкке 15 цент үнемдейтінін салыстырды.

Іске асырудың қозғаушы күші

Экологиялық заңнаманың талаптары. Экожүйелерге жүктемені азайту (ауа, су, жер жамылғысы). Ашық және жерасты тау-кен жұмыстарының экономикалық тиімділігі. Өнімділікті арттыру.

5.4.2. Түсті металл кендерін байыту процесінің тұрақтылығын қамтамасыз ету

5.4.2.1. Тауарлы өнімдердің өлшем кластары бойынша сұрыптау, кейіннен бөлу арқылы ұсақтау арқылы сапалы кенді өңдеу

Сипаттама

Кенді кейіннен бөлумен ұсақтау арқылы өңдеу, өлшем кластары бойынша сұрыптау.

Техникалық сипаттама

Материал бункерден әрқайсысының төрт айналу жылдамдығы бар екі алжапқышпен қоректендіріледі, бұл ұсақтағыштарды және конвейер жолдарын жүктеуді мөлшерлеуге мүмкіндік береді. Ұсақталбаған және мұздатылған кесектері бар тасымалдау құрылғыларының бітелуін болдырмау үшін материалды қоректендіргіштерден таспалы конвейерге қайта тиеу кезінде торлары бар тас сепараторлар орнатылады. Конвейерлер металл сепараторлармен жабдықталған.

Бункерден алынған материал тізбектердің бірінің конвейерлік жүйесі арқылы экранға түседі, ал экраннан кейін жоғарғы сүзгі уатқышқа өтеді. Елеуіш және ұсақтау өнімдері астынан өтетін конвейерде біріктіріледі. Берілген параметрлерге байланысты 1-ші және 2-ші сатылардың оң жақ сызықтары бойымен бөлшектерінің мөлшері 110 мм-ге дейінгі боксит, сол жақтан 40 мм-ге дейінгі көмір мен әктас ұсақталады. желілері, № 3 вагонның самосвалының сұлбасы бойынша бөлшектердің мөлшері 40 мм-ге дейінгі екі ұсақтау желілері. Шикізат бөліктерінің әртүрлі көлемдегі фракцияларын жақсырақ сүзгілеу және бөлу үшін экрандардың қуыс торларына бу беріледі. Жеткізілген кезде ол жылынып, шикізатты жабыстырудан өзін-өзі тазартады. Қыста ұсатқыштың роторының корпусына бу шикізаттың ұнтақтау конвейерінің ішкі жағы мен ішкі жағы арасында, сондай-ақ ұсатқыш корпусы мен ротордың маховиктері арасында қысылып қалмауы үшін жіберіледі, бұл шикізаттың жабысуынан өзін-өзі тазартуға ықпал етеді. материалдар.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Азайтылған шаң шығарындылары.

Қатты қалдықтардың түзілуін азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Жалпы экологиялық жағдайды жақсарту үшін өндірістік үй-жайлардың шаңдылығын азайту. Сұрыптау өнімді, пайдалануда экономикалық тиімді және экологиялық таза.

Кросс-медиа әсерлері

Қосымша энергия ресурстарының қажеттілігі.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Жалпы қолданылады. Өндіру және жөнелту кезінде рудаларды рудалардың сорттары мен түрлері бойынша бөлудің болмауы технологиялық процестің бұзылуына және металдардың қалдық қалдықтарымен шектен тыс ысырап болуына әкеледі.

Шикізатты алдын ала өңдеу әдістерін таңдау жабдықтың түріне, өндіріс процесіне және шикізаттың түрі мен бөлшектерінің мөлшеріне байланысты.

Орталықтандырылған ауа сору жүйесі ұнтақты немесе шаңды материалдармен жұмыс істейтін жаңа қондырғылар үшін қолданылуы мүмкін, оны жұмыс істеп тұрған кәсіпорындарда енгізу үшін оларды күрделі жаңғырту қажет болады.

Экономика

Қосымша инвестициялық және техникалық қызмет көрсету шығындары. Бұл техника жаңа емес. Ұсақтау және сұрыптау схемасы жобалау кезеңдерінде есептеледі.

Іске асырудың қозғаушы күші

Экологиялық заңнаманың талаптары.

5.4.2.2. Беріктігі жоғары кендер үшін өздігінен ұнтақтау және жартылай ұнтақтау диірмендерін пайдалану

Сипаттама

Кенді өздігінен ұнтақтау процесінің мәні мынада: 75 мм-ден асатын кен кесектері (ұсақтау денелері)бір-біріне соғыстыру арқылы анағұрлым майда кенге ұсақталады. Өздігінен ұнтақталатын кен диірмендерінде барабан диаметрінің ұзындыққа қатынасы D/L≥3, яғни олардың диаметрі үлкен (12,8 м дейін) және салыстырмалы түрде ұзындығы қысқа болады.

Техникалық сипаттама

Өздігінен ұнтақтайтын диірмендер ылғалды кенді өздігінен ұнтақтау үшін орташа және ұсақ ұнтақтау үшін конустық ұсатқыштардың орнына, штангалы және шарлы диірмендерді пайдаланады, яғни ірі ұсақтаудан кейін кенді флотациялық байыту өлшеміне дейін ұсақтайды.

Өздігінен ұнтақтау бөлшектерінің мөлшері 250–500 мм-ден 0,3 мм-ге дейін және одан да көп ұсақтау материалдары үшін қолданылады. Бұл ретте ірі ұсақтаудан кейінгі барлық бастапқы жіктелмеген кен диірменге тиеледі. Кейбір жағдайларда диірменге диаметрі 100-150 мм шарлардың аз саны жүктеледі.

Кенді-малтатас диірмендері. Алдын ала сынақтар негізінде кенді-малтатас фабрикаларының өлшемдері таңдалады; бұл өлшемдер кәсіпорынның өндірістік қуатымен, азықтың және ұсақталған өнімнің мөлшерімен, сонымен қатар ұсақталған материалдың физикалық-механикалық қасиеттерімен анықталады.

Құрамында алтын және полиметалл рудаларын өңдейтін байыту фабрикаларында кенді-малтатас диірмендері қолданылады. Кенді-қиыршық тасты ұнтақтау үшін барабан ұзындығының оның диаметріне L:D = 1,5:1 қатынасы бар диірмендер қолданылады.

Қажетті көлемдегі галю кенді ұсақтау процесінде немесе кен диірмендерінен сүзу арқылы алынады.

Кенді-малтатасты ұнтақтау ашық және жабық циклде жүргізіледі. Ұсақ ұнтақтауға арналған кенді-малтатас диірмендері, әдетте, гидроциклондармен немесе спиральды классификаторлармен тұйық циклде жұмыс істейді.

Кенді-малтатас диірменінің тығыздығы болат шарларға қарағанда төмен болғандықтан, бірдей қуат тұтыну үшін малтатас диірменінің өлшемі шар диірменінен үлкен болуы керек.

Кенді-малтатас ұнтақтаудың негізгі артықшылықтары: байытудың сапалық және сандық көрсеткіштерін арттыратын жақсы селективтілігі; болат шарларды тұтынудың толық немесе айтарлықтай төмендеуі; диірмендердің жұмысының қарапайымдылығы мен сенімділігі; ұнтақтау құнын төмендету.

Кеннің өзі ӨҰД өздігінен ұнтақтау процесінде ұнтақтау ортасы ретінде пайдаланылады. ЖӨҰД жартылай автогенді ұнтақтау процесінде қосымша тегістеу орталары (әдетте болат шарлар) қосылады. ӨҰД/ЖӨҰД диірмендері түсті металл кендерін ұнтақтау үшін кеңінен қолданылады. Бұл диірмендердің ассортименті әртүрлі көлемдегі және қуаттылықтағы үлгілерді қамтиды:

диаметрі 1,8 м-ден 12,8 м-ге дейін;

қуаты 28 МВт-қа дейін;

синхронды, асинхронды, сақиналы қозғалтқышы бар;

домалау немесе жылжымалы мойынтіректермен (гидродинамикалық немесе гидростатикалық).

Өздігінен ұнтақтау диірмендерінің артықшылықтары:

1. Қолданудың әмбебаптығы. Құрғақ және дымқыл ұнтақтау үшін өте қолайлы. ӨҰД - дымқыл ұнтақтау үшін оңтайлы шешім, себебі ұсақтау және сүзгілеу кейбір жағдайларда қиын немесе мүмкін емес болуы мүмкін. Диірмен өлшемдерінің кең ауқымы бар. Өлшемдердің кең таңдауына байланысты ӨҰД әр түрлі рудалар үшін қолданылуы мүмкін.

2. Өздігінен ұнтақтау диірмендері (ӨҰД) ұнтақтау процесін орындай алады, ал ӨҰД ұсату және сүзудің екі немесе үш сатысына, штангалы диірменге тең ұнтақтау процесін орындай алады, сонымен қатар шарлы диірменді толығымен немесе ішінара ауыстыра алады, т. фабриканың технологиялық ағынын айтарлықтай жеңілдете отырып, флотацияға дайын өнімді (50-ден 75 % -ға дейін класс -0,074 мм) қамтамасыз ете отырып, ұсақтаудың екі сатысын және бір немесе екі ұнтақтау сатысын ауыстыру.

3. Төмен капиталдық және операциялық шығындар. Технологиялық процесті жеңілдету күрделі және операциялық шығындардың азаюына әкеледі. Диірмен өлшемдерінің кең таңдауы және қолданудың әмбебаптығы дәстүрлі жүйелерге қарағанда аз сызықтармен ӨҰД көмегімен ұнтақтау процесін ұйымдастыруға мүмкіндік береді. Бұл, өз кезегінде, ӨҰД бөлімінің күрделі және техникалық қызмет көрсету шығындарын азайтуға ықпал етеді.

4. Болаттың (шарлар мен шыбықтар) шығыны күрт төмендейді, ал көп жағдайда металды ұсақтау органдары толығымен алынып тасталады.

5. Көптеген кендер үшін кенді және металл емес пайдалы қазбаларды артық ұнтақтаудың төмендеуі байқалады.

6. Металл ұсатқыш корпустарды алып тастауға байланысты, өздігінен ұнтақталған өнімде ұсақ дисперсті темірдің аз мөлшері бар, бұл кейінгі байыту үшін өте маңызды.

7. Шарлы ұнтақтаумен және концентрат сапасының жоғарылауымен салыстырғанда кенді пайдалы қазбаларды ашудың жоғары дәрежесі қамтамасыз етіледі.

8. Автоматты жұмыс арқылы тиімділік. Автоматтандырылған жұмыс энергияны үнемдейді, тасушыны тегістейді және жабдықтың өткізу қабілетін арттыра отырып, төсемнің тозуын азайтады. Күтілетін тегістеу нәтижелеріне қол жеткізуді қамтамасыз ету үшін сайтты жобалаудан іске қосу және жабдықты оңтайландыруға дейінгі тиімді, бағдарламалық жасақтамаға негізделген жұмыс процесі.

9. Қуатты екі есе арттыруға арналған инновациялық диірмен жетегі. Qdx4TM диірмен жетегі – жүйені құру үшін ағымдағы өндірістік мүмкіндіктерге сәйкес келетін құрамдастарды пайдаланатын диірмен жетектерінің конструкцияларын әзірлеудегі келесі қадам. Бұл шешім стандартты қос пиньонды жетектермен салыстырғанда екі еселік жетек жүйесін қамтамасыз етеді. Gearless Mill Drive (GMD) технологиясы үлкен өлшемді ӨҰД үшін қолдану аясын одан әрі кеңейтті және қуаты 28 МВт болатын әлемдегі ең үлкен 42 дюймдік диаметрі ЖӨҰД диірменін шығарды.

10. Шаңнан тазарту екі есеге азаяды, өйткені ірі ұсақтау цехындағы кен ылғалды өздігінен ұнтақталуға кетеді.

Өздігінен ұнтақтау процесінің кемшіліктері: кейбір жағдайларда "критикалық өлшемдегі" кесінділердің шамадан тыс саны қалыптасады, сондықтан диірменнің өнімділігі төмендемейді, оларды процестен шығару немесе болат шарларды қосу қажет. оларды жою; бастапқы кеннің ұнтақтағыштығы мен ұсақтығын өзгерткен кезде өздігінен ұнтақталатын диірмендердің өнімділігі өзгереді; беріктігі төмен борпылдақ тотыққан кендерді қажетті мөлшерге дейін ұсақтау мүмкін емес; шарлы диірмендерге қарағанда өздігінен ұнтақтайтын диірмендердің меншікті өнімділігі төмен.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Азайтылған шаң шығарындылары.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Ірі ұсақтау цехындағы кен ылғалды автогенді ұнтақтауға кеткендіктен, шаң шығарындылары азаяды. Мысалы, "KAZ Minerals Aktogay" ЖШС кәсіпорнында 80 %-0,180 мм ұсақтыққа дейін екі сатылы ұнтақтау, руда өттерін шығарумен ашық циклде жартылай автогенді ұнтақтау шарлы диірменде алғашқы ұнтақтау және гидроциклондармен жабық циклде шарлы диірмендерде ұнтақтаудың кейінгі екінші кезеңі (калибрлеу классификациясы).

Кросс-медиа әсерлері

Негізгі және операциялық шығындарды азайту.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Жалпы қолданылады.

Экономика

Қосымша инвестициялық және техникалық қызмет көрсету шығындары.

Іске асырудың қозғаушы күші

Қоршаған ортаға эмиссиялардың алдын алу/азайту бөлігінде экологиялық заңнаманың талаптары.

5.4.3. Алюминат ерітінділерін тазалау әдістері

5.4.3.1. Шаймалау сатысының алдында боксит пульпасынан темір құмдарды алу технологиясы

Техника сапасыз бокситті өңдеу технологиясын қамтиды. Олардың сәйкес келмеуі карбонаттардың, сульфаттардың, органикалық заттардың қоспаларының жоғары болуына байланысты.

Сипаттама

Бокситті ұнтақтау сатысында темірлі құмдарды жою техникасы технологиялық циклдің басында зиянды қоспалардың 60 %-ға дейінін бөліп алуға мүмкіндік береді. Темірлі құмдарда ~ 50÷60 % карбонатты қоспаны және 40÷50 % күкірт пен темір қосылыстары кетеді. Схеманың технологиялық құндылығы боксит қоспаларының үлкен үлесін қамтитын балласт құрамдас бөлігі технологияға зиянды өнімдердің пайда болуымен сілтілі ерітіндіде реакцияға үлгермей тұрып үйіндіге төгілуінде жатыр.

Техникалық сипаттама

Стандартты емес бокситтегі компоненттердің мөлшері 5.1-кестеде келтірілген.

5.1-кесте. Кондициялық емес бокситтердегі компоненттердің құрамы

Р/с №	Атауы	Үлесі, %
Р/с №	Атауы	Al₂O₃	SiO₂	MSiO₂	F₂O₃	СО₂ _{_}	SO₃	C_org	Глин фр.	FeO
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	Красногор бокситі	43÷50	10÷13	3,8÷4,8	8÷14	2÷8	0,8÷3,0	1,0÷6,0	45	4÷7

Сульфидті қосылыстармен байытылған жоғары карбонатты бокситтерді Байер-агломерациялау технологиясы бойынша алюминий тотығына өңдеу кезінде сульфидтердің, темір карбонаттарының ыдырауы және сілтінің күкірт және карбонат иондарымен байланысуы нәтижесінде күйдіргіш сілтінің жоғалуы, күйдіргіш сілтінің нашарлауы байқалады. темір оксидтері бойынша глиноземның сапасы.

Бүгінгі күні "Қазақстан алюминиі" АҚ-да технологиялық схемалар енгізілді, аппараттар әзірленді және 43 %-дан астам сапасыз Красногор бокситін өңдеуге мүмкіндік беретін әдістер қолданылды, бұл оның орнына глинозем өндіруді жылына 1400 мың тоннаға дейін арттыруға мүмкіндік берді. жобаның 1 034 мың тоннасы.

Бұл дамудың бірегейлігі бокситтің сидерит, сульфид, пирит, гетит, камозит компоненттерінің темірлі құмдардан шығуында.

Бокситті дымқыл ұнтақтау сатысында темірлі құмдарды бөлу схемасы бойынша оны ірілендіріп, алынған массаны жіктейді, содан кейін құм фракциясын соңғы ұнтақтау және қосымша шаймалау.

Бөлінгеннен кейін темірлі құмдар колонналық реакторларда жуылады. Соңғысын пайдалану сілтіден құмды тиімді жууға және жууға арналған суды тұтынуды 3 есе азайтуға мүмкіндік береді. Сұйық фазадағы сілтінің қалдық мөлшері 1,5–2 г/л Na₂O аралығында болады. Зиянды қоспалармен байытылған жуылған өнім үйіндіге төгіледі [35].

Бокситпен кірістен құмдармен ~50 % SO₃ ағызу нәтижесінде, бокситпен жүйеге түсетін күкірт қосылыстарымен күйдіргіш ерітіндінің сілтісінің әрекеттесу реакциясы нәтижесінде Na₂SO₄ түзілуі болдырмайды.

Бокситтің сидериттік компонентінің карбонаттарының күйдіргіш ерітіндімен әрекеттесуі нәтижесінде қайта өңделген соданың (Na₂CO₃) түзілуі бір жағынан күйдіргіш сілтінің жоғалуына, ал содада үлкен кері ағынның пайда болуына, екінші жағынан, бұл жүйенің сілтілік тепе-теңдігін бұзады және агломерация арқылы сілтінің орнын толтыруды мүмкін емес етеді.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Бокситпен келгеннен ~40 % Fe₂O₃құмдарымен ағызу салдарынан Байер және агломерациялық учаскелердегі балласт ағындары 16 % төмендеді.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері рі

Құрамында карбонат бар 50-60 % СО₂-ні құммен бірге шығару нәтижесінде сілтілік тепе-теңдікті сақтауға және қайта өңдеу тиімділігін арттыруға нақты мүмкіндік туды.

Кросс-медиа әсерлері

Бұл технология бокситтің меншікті нормасының жоғарылауына әкеледі.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Жалпы қолданылады.

Экономика

Әрбір жағдайда жабдықтың құны жеке болып табылады.

Іске асырудың қозғаушы күші

Боксит шикізатының сапасын төмендетіп өндіру жоспарын орындау. Жанармай мен басқа материалдарды үнемдеу.

5.4.3.2. Құрамында темірі бар құмдарды жууға арналған тік типті аппараттарды қолдану

Сипаттама

Темірлі құмдарды жою схемасын әзірлеу "ұнтақтау-сілтілеу" бүкіл технологиялық процесіне түбегейлі өзгерістер енгізуді талап етті. Пайдалы құрамдастардың ең аз шығынымен құрамы тұрақты темірлі құмдарды жоюға мүмкіндік беретін аппараттар жасалды.

Техникалық сипаттама

Темірлі құмдарды жуу үшін тік типті аппараттарды қолдану, құмдарды түсіру үшін сезімтал датчиктерді қолдану, гидроциклондар жүйесі арқылы құм фракциясының мөлшері мен ұсақтығын реттеу темірлі құмдардың жоғары сапасын және сілтінің аз шығынын қамтамасыз етті.

Құмдармен бірге жойылатын зиянды қоспалардың мөлшері құмдарды соңғы ұнтақтаудың жұқалығымен анықталады. Тәжірибе нәтижелері бойынша күкірттің, карбонаттардың, темірлі минералдардың фракциялар бойынша қоспаларының концентрациясын қамтамасыз ететін шекті өлшем (–2+1 мм) таңдалды (5.2-кесте).

5.2-кесте. Толықтай ұнтақтауға келіп түсетін жіктелетін құмдардағы компоненттерді бөлу

Р/с №	Өлшем сыныбы	Кластың шығымы	Құрамы, %
Р/с №	Өлшем сыныбы	Кластың шығымы	SO₃	СО₂	Fe₂O₃	AL₂O₃
1	2	3	4	5	6	7
1	1	2	3	4	5	6
2	-2 +1	22.5	0,7	3.7	25.0	44.5
3	-1 +0,63	16.8	0,55	3.5	28.0	43.6
4	-0,63 +0,15	47.2	0,48	2.9	30,0	39,0
5	-0,15	13.5	0.2	0,7	22.0	41.1

Сонымен қатар, диірмендерді көрсетілген қайта құру өңдеу блогының өнімділігін 30-40 %-ға арттыруға әкелді және қосымша қуаттарды енгізбестен оның өткізу қабілетін арттыруға мүмкіндік берді.

5.3-кестеде агрегатты қайта құруға дейінгі және одан кейінгі елеуіш сипаттамалары мен диірмендердің өнімділігі туралы мәліметтер келтірілген.

5.3-кесте. Електің сипаттамасы және диірменнің өнімділігі

Р/с №	Нұсқаның атауы	Фракциялардың үлесі бойынша ұнтақтау мөлшері						Өндіріс. құрғақ, %	1тонна бокситтен % құм шығару
Р/с №	Нұсқаның атауы	+5	+2,5	+1	+0,63	+0,25	-0,15	Өндіріс. құрғақ, %	1тонна бокситтен % құм шығару
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	Қайта құру алдында	1.0	1.0	8.0	6.0	14.0	70,0	100	8.0
2	Қайта құрудан кейін	1.0	3.0	15.0	11.0	20.0	50,0	135	12.0

Үйіндіге ~ 60 % қоспаларды төгу арқылы темірлі құмдарды шығару схемасы Байер филиалында Красногор бокситін өңдеу мәселесін шешіп қана қоймай, сонымен қатар зауыттың қуаттылығын арттыруға мүмкіндік берді. Байер және агломерация сатыларының өткізу қабілетін арттыру арқылы негізгі өнімдер [40].

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Бокситпен келген ~40 % Fe₂O₃ құмды төгу арқылы Байер және агломерациялық қайта бөлу бойынша балласт ағындары 16 % - ға азайды.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Құрамында карбонаты бар 50-60 % СО₂ құмды төгу нәтижесінде сілтілік тепе-теңдікті сақтаудың және қайта бөлу өнімділігін арттырудың нақты мүмкіндігі пайда болды.

Кросс-медиа әсерлері

Бұл технология бокситтің меншікті нормасының жоғарылауына әкеледі.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Жалпы қолданылады.

Экономика

Әрбір жағдайда жабдықтың құны жеке болып табылады.

Іске асырудың қозғаушы күші

Боксит шикізатының сапасын төмендетіп өндіру жоспарын орындау. Отын мен басқа материалдарды үнемдеу.

5.4.3.3. Күйдіргіш сілтінің рециркуляциялық ағындарын азайту үшін ақ шламды сүзу

Сипаттама

Техника шихтаны дайындау аймағына түсетін ақ шлам кегінің сұйық фазасындағы күйдіргіш сілтінің мөлшерін азайтады.

Техникалық сипаттама

Қызыл шламды бокситпен қақтау арқылы өңдеуде алюминат ерітіндісін кремнийсіздандыру операциясы дербес процесс ретінде алынады. Алюминат ерітінділерін кремнеземнен тазартудың қажетті дәрежесі кремний модулімен анықталады, яғни Al₂O₃массасыныңSiO₂- ге қатынасы[41].

Кремнийсіздендіру операциясының мәні ерітінділерде болатын кремний қосылыстарының ерімейтін Na₂O Al₂O₃1,75 SiO₂2H₂O қосылыстарына қосылуы болып табылады, ол тұнбаға түседі және ақ балшық деп аталады. Құбырлы аппараттан дренаж автоклавты кремнийсіздендіру қондырғысына беріледі, одан кейін алынған алюминат ерітіндісі ақ лайды қоюлатуға жіберіледі. Қоюландырғыштардан шыққан тұнбаның бір бөлігі ақ тұнбаның сұйық және қатты фазаларын бөлу және қатты фазаны шихта дайындау қондырғысына айдау үшін ДOO-100 сүзгілеріне ақ шламды сүзуге беріледі, ал бір бөлігі араластырғыштарға жіберіледі. кремнен тазартылған ерітіндіде қажетті шақпақтас модульдерін қамтамасыз ету.

ДOO-100 сүзгісінде (сүзу арқылы ақ балшық немесе сода ерітіндісінің құрамдас бөліктерін бөлуге арналған) вакуум әсерінен дискілер айналу кезінде фильтрат сүзгіден шығарылады және резервуарларға және сорғыларға араластырғыштарға айдалады.

Қатты фаза сүзгі тінінің бетінде қалып, сығылған ауамен ағызу бункеріне төгіледі, онда қызыл шламмен репульсияланады, кек араластырғыш кіреді, сол жерден целлюлоза сорғылармен репульпатор арқылы шихта күйдіру алаңына айдалады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Ақ шламның ылғалдылығын төмендету есебінен сұйықтықтың үлесі – шихтаның агломерациясын қайта бөлуге, отын шығынына және сода күліне қосымша жүктеме әкелетін рецуркуляциялық (баластикалық) болып табылатын ақ шламмен тартылатын алюминий ерітіндісінің мөлшері азаяды.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Шихтаның қақтамын қайта өңдеуге рециркуляциялық жүктемені төмендету нәтижесінде алюминат ерітіндісінен Na₂O және Al₂O₃алу артады, агломерациялық пештерге берілетін сода күлі мен Шұбаркөл көмірінің шығыны азаяды.

Кросс-медиа әсерлері

Бұл технология ақ балшықты сүзу және сүзгі маталарды тұтыну кезінде энергия шығынын арттыруға әкеледі.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Жалпы қолданылады.

Экономика

Әрбір жағдайда жабдықтың құны жеке болып табылады.

Іске асырудың қозғаушы күші

Өндіріс жоспарын орындау, агломерациялық процестің пайдалы компоненттерін алуды арттыру. Отын мен кальций қосылған соданы үнемдеу.

5.4.3.4. Күкірт оксидтерін шығару үшін құрамында глинозем бар шихталарды тотықсыздандырып қақтау технологиясы

Сипаттама

Техника Красногорск төмен сапалы бокситін шаймалаудан жоғары темірл қызыл шламды өңдеуге және гидрометаллургиялық цехтың қызыл шламынан Al₂O₃ жәнеNa₂O пайдалы компоненттерін алуға, айналмалы құбырлы пештерде кальций қосылған соданы термиялық каустификациялау арқылы каустикалық сілтінің шығынын өтеуге мүмкіндік береді.

Техникалық сипаттама

Агломерациялық пештердің шихтасы қызыл балшықтан, қайта өңделген содадан, ақ балшықтан, жаңа сода күлінен, боксит-әк қоспасынан және қалпына келтіргіштен тұрады. Шлам-әктас агломерациялау шихтасында қалпына келтіретін агентті пайдалану зауытта әзірленген және енгізілген бірегей техникалық шешім болып табылады. Техникалық шарттар – тотықсыздандырғыштың жанғыш массасындағы ұшқыш фракциялардың ең аз мөлшері [42].

Тотықсыздандырғыштың жұмыс істеу механизмі келесідей – агломерациялық аймақта шамамен 1000 °C температурада тотықсыздандырғыш реакциялардың біріне сәйкес көміртегі тотығын түзеді:

2С + O₂ = 2СО

С + CO₂ = 2СО

ығысқан темір оксидін қалпына келтіреді:

Na₂O·Ғе₂O₃ + А1₂O₃= Na₂O·А1₂O₃ + Ғе₂O₃

кейін Ғе₂O₃ + СО = 2ҒеО + CO₂

Темір оксидінің тотықсыздануынан басқа, шихтадағы көміртектің оңтайлы концентрациясын табу критерийі бар - тотықсыздандырғыштың концентрациясы келесі схема бойынша үйінді шламын құрайтын күкірт қосылыстарының ерімейтін түрлерінің үлесін анықтайтыны байқалады:

(SO₃)^-2+C=S⁺²+CO₂

S⁺²+Fe^-2=FeS

Шламда қалған және тұнба алаңына айдалатын күкірт қосылыстарының ерімейтін түрлерінің едәуір бөлігінің пайда болуы зауыт тізбегін күкірт қосылыстарынан тазарту тәсілі ғана емес, сонымен қатар жағымды экологиялық фактор – түтін құбырына түспейтін күкіртті қосылыстардың қатты шығарындыларының айтарлықтай үлесі болып табылады.

Қақтам – бұл химиялық құрамы берілген, құбырлы айналмалы пештерде агломерациялау нәтижесінде алынған, ГМЦ қызыл балшықтан, бокситтен, әктастан, сода күлінен, қалпына келтіретін көмірден дайындалған кесек материал. Агломерациялық гидрохимиялық өңдеу алаңына келетін агломераның химиялық құрамы 5.4-кестеде көрсетілген.

5.4-кесте. Қақтамның химиялық құрамы, %

Р/с №	Al₂O₃	Na₂0	Fe₂O₃	SiO₂	CaO	K₂O	SO₃	Cl
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	18–23	15–16,5	17,8–9,9	13.2–4.1	25,6–7,5	0,59– ,72	2,0–2,95	0,20-0,5

Силикаттық модуль 1,90–2,10;

глиноземдік модуль 1,30–1,40.

Қақтамның физикалық қасиеттері:

үйме салмақ – 1,4 ÷ 1,8 т/м3;

тығыздығы – 1,9 ÷ 2,1 т/м3;

өлшемі – 120 мм дейін;

температура – 1200 °С аспайды.

Салқындатылған қақтам 8-10 мм аспайтын бөлшектердің өлшеміне дейін ұсақталады және шаймалауға беріледі. Шаймалау құбырлы шаймалағыштарда қарсы ток схемасы бойынша күшті технологиялық сумен жүргізіледі. Қақтамды шаймалау кезінде алюминий мен натрийдің суда еритін қосылыстары сұйық фазаға өтеді.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Тотықсыздандырғыш агломерацияны қолдану Қазақстан Республикасының төмен сапалы және жоғары темірлі боксит шикізатын түбегейлі өңдеуге мүмкіндік берді. Бұл техника кальций ферритінің түзілуіне әктастың түсуін азайтты, бұл CaCO₃ыдырауынан СО₂шығарындыларын азайтты.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Айналмалы пештердің саны артты, пештердің шамадан тыс өсіп кетуіне байланысты іске қосу және авариялық өшірулер қысқартылды. Пайдаланылған газдардағы күкірт оксидтерінің тотықсыздануы.

Кросс-медиа әсерлері

Техника қажетті реакциялардың жүруіне мүмкіндік беру үшін айналмалы пеште төмендететін атмосфераны қамтамасыз етуі керек. Техника пайдаланылған газдардағы оттегінің құрамын 2,0-2,5 % деңгейінде сақтай отырып, технологиялық режимді сақтауды талап етеді, бұл пайдаланылған газдардағы СО құрамына теріс әсер етеді.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Қазақстан Республикасында глинозем мен алюминий өндірісін дамытудың негізі болып табылатын әдістеме.

Экономика

Глинозем өндірісін жылына 1,0 млн тоннадан 1,5 млн тоннаға дейін ұлғайту.

Іске асырудың қозғаушы күші

Өндіріс жоспарын орындау, агломерациялық процестің пайдалы компоненттерін алуды арттыру. Барлық шығын материалдарын үнемдеу, глиноземнің құнын өтелу деңгейінде сақтау.

5.4.3.5. Өнімділік гидраттың ірілігі бойынша көрсеткшітерді жақсарту үшін уландырудың оңтайлы ірілігін сақтау технологиясы

Сипаттама

Техникалық шешімдер глиноземнің сапасына қойылатын талаппен реттелетін көлемі жағынан өнімнің сапасын арттыруға бағытталған. Әсіресе, Красногорск шикізатын өңдеуге байланысты мәселе өзекті болды.

Техникалық сипаттама

Алынған алюминий гидроксидінің мөлшері және, тиісінше, глинозем, жұмыс істеудің барлық кезеңінде 30-60 күн аралығында және әртүрлі факторларға байланысты ауытқу амплитудасымен: ерітінділердің құрамына, декомпозицияның температура режиміне, уландыру қатынасына байланысты өзгереді.

Ұнтақтау кезеңдерінде глиноземнің құрамында рұқсат етілген мәндерден асатын мөлшерде ұсақ фракциялар болды. Красногор бокситін өңдеу кезінде дисперсиялық тербелістердің амплитудасы одан да тік болды, өйткені бокситпен органикалық заттардың көбеюі оның оксалаттар ерітінділеріндегі құрылымдық өзгеруі процестерін жеделдетті. Ұсақ гидраттарға түсетін оксалат органикалықтары оның өсуіне жол бермеді, осылайша ұнтақтау кезеңінің ұзаруына ықпал етті.

Оксалаттар түріндегі органикалық заттарды бөлу схемасымен қатар тұқымның оңтайлы мөлшерін сақтау арқылы гидрат мөлшерін реттеудің әзірленген схемасы өнімдердің ұлғаюына ықпал етті. Ыдырау процесінде алюминий гидроксидінің циклдік ұлғаюы және ұнтақталуы жүреді, ал ұнтақтау сәтінде ұсақ сорттың мөлшері 45 % жетеді, бұл өнімнің ақауларына әкеледі. Жүйеде гидроксид кристалының тұрақты өсу қарқынын сақтау арқылы өлшемді бақылаудың әзірленген схемасы дисперсті құрамы бойынша біркелкі және тұтынушы зауыттардың талаптарына сәйкес келетін гидратқа ие болуға мүмкіндік береді [43]. Сызбаны жүзеге асырудың нәтижелері 5.2-суретте көрсетілген.

5.2-сурет. Гидраттың дисперсті құрамын тұрақтандыру

Бұл әдіс бойынша түйіршіктердің мөлшерін реттеу тұқымда оңтайлы түйіршікті құрамды сақтау арқылы жүзеге асырылады. Гидраттың дисперсті құрамын тұрақтандыру схемасы өнертабысқа патентпен қорғалған. Схеманы жүзеге асырудың экономикалық тиімділігі қажетті дисперстік құрамдағы коммерциялық глиноземді өндіруде жатыр.

Органикалық компонентті қосымша жою арқылы өндіріс гидратының жұқалығын арттыру үшін тиімді агломерация схемасы әзірленді , мұнда гидраттың ұсақ бөлінуінен алынған гидроксидтің ең ұсақ бөлігі тұқым ретінде пайдаланылады.

Гидратты ірілендірудің нәтижелері 5.6-кестеде көрсетілген.

5.5- кесте. Гидратты ірілендіру нәтижелері

Р/с №	Фракция мазмұны (-32) мкм тұқым гидратында, %	Агломерация пайызы, %	Жүйені ірілендіру (-32) мкм, %
1	2	3	4
1	42	23.8	7
2	60	62.7	18.4

5.5-кестеден көрініп тұрғандай, гидраттың ұсақ бөлінуі (мазмұны -32 мкм - 60 %) гидратты салыстырмалы түрде 62 %-ға ірілендіруге мүмкіндік берді, бұл өнімділікті арттыру жағдайында тек ұстап тұруға ғана емес, сонымен қатар сонымен қатар тұтынушылардың талаптарына сәйкес өнімдерді ұлғайту.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Өнімнің сапасын қамтамасыз ету, энергияны тұтынуды және сорғыға ауа шығынын және кристалдың өсу уақытын азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Фильтрлеу кезінде гидрат кристалының мөлшерінің ұлғаюы айналмалы пештерде күйдіру үшін берілген гидрат тортының ылғалдылығын төмендетеді және сүзгі матаның қызмет ету мерзімін арттырады. Ылғалдылықтың төмендеуі гидратты күйдіруге арналған мазут шығынының төмендеуіне әкеледі.

Кросс-медиа әсерлері

Анықталмаған.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Өнімдерді тұтынушы талаптарына сәйкестендіруге мүмкіндік беретін техника. Г-00 талаптарына сәйкес келетін глиноземның сапасын алу.

Экономика

Глиноземнің барлық партияларының шарттық міндеттемелерін сақтау – жылына 1,5 млн. тонна.

Іске асырудың қозғаушы күші

Өндіріс жоспарын, шарттық міндеттемелерді орындау. Барлық шығын материалдарын үнемдеу, глиноземнің құнын өтелу деңгейінде ұстау.

5.5. Атмосфералық ауаға теріс әсерді азайтуға бағытталған ЕҚТ

5.5.1. Атмосфералық ауаға ұйымдастырылмаған эмиссиялардың алдын алуға бағытталған ЕҚТ

5.5.1.1. Карьерлерде және шахталарда бұрғылау жұмыстарынан шығарындыларды азайту

5.5.1.1.1. Жоғары дәлдіктегі бұрғылау параметрлерін басқару жүйесін пайдалана отырып, нақты уақыт режимінде бұрғылау қондырғыларын орналастыру

Техникалық сипаттама

Бұрғылау жұмыстарының кешеніне мыналар кіреді: тау жыныстарының сипаттамаларын ескере отырып, бұрғылау және жару жұмыстарының оңтайлы параметрлерін есептеу және жобалау; бұрғылау қондырғыларын орналастыру; ұңғымаларды бұрғылау. Жарылыс саңылауларын бұрғылау жақын шетелде шығарылған станоктармен де, Atlas Copco-дан әкелінген - DML; ДМ-45 жоғары технологиялық бұрғылау қондырғыларымен де жүзеге асырылады.

Атмосфераға шаң шығару қаупін жоюдың нақты әдістерінің бірі бұрғылау қондырғыларын дәл бақылау және орналастыру жүйелерін пайдалану болып табылады. Қазіргі уақытта жарылыс саңылауларының орналасуының дәлдігін жақсарту және жарылғыш заттарды тиімдірек пайдалану үшін карьердегі бұрғылау қондырғыларының спутниктік (GPS/Glonass) орналасуын қолдану белгілі. Ағымдағы бұрғылау тереңдігі, бұрғылау жылдамдығы, гидравликалық жүйедегі қысым туралы ақпаратты пайдалана отырып, жерсеріктік позициялау жүйелері ұңғымалардың әртүрлі нүктелерінде тау-кен массасын бұрғылаудың энергия сыйымдылығы туралы ақпаратты алуға мүмкіндік береді. Бұрғылау қондырғысының борттық компьютері қажетті ақпаратты диспетчерлік орталықтан радиоарна арқылы алады. Спутниктік позициялау жүйесі арқылы жеке ұңғымалардан бұрғылаудың энергия сыйымдылығы туралы ақпарат өңделеді және ұңғымаларда жарылғыш заттарды есептеу және төсеу кезінде жұмысты жеңілдету үшін бұрғылау қиындықтарының ортақ үш өлшемді картасына жинақталады. Мұндай картадағы бұрғылау қиындығы әртүрлі түстермен көрсетіледі, нақты бірліктермен өлшенбейді, бірақ салыстырмалы энергетикалық көрсеткішті көрсетеді.

Бұрғылаудан кейін ұңғымалардың нақты координаталары нақты уақыт режимінде оларды ұңғымалардағы зарядтардың параметрлерін есептеуде және олардың коммутация схемаларын жобалауда одан әрі пайдалану үшін тау-кен жоспарлау және жарылыс модельдеу жүйелеріне беріледі.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Бұрғылау қондырғыларының жұмысын дәл анықтау және бақылау жүйелерін пайдалану, сайып келгенде, мыналарды қамтамасыз етеді:

атмосфераға N₂O₃азот оксиді, NO₂азот диоксидіжәне бейорганикалық шаң шығарындыларын азайту, оның ішінде қоршаған орта үшін аса қауіпті ұсақ;

келесі ұңғыманың бұрғылау алаңында машинаны тезірек орнату есебінен жарылғыш заттардың, дизельдік отынның және бұрғылау құралдарының артық жұмсалуын азайту және ұңғымалардың арасында жылжу уақытын қысқарту, ұңғымаларды қайта бұрғылау санын азайту; карьер үшін бұрғылаудың жобалық көлемін жүзеге асыру үшін бұрғылау қондырғыларының паркін қысқарту;

бұрғылаудың 1 метріне қашаулар мен штангалардың шығынын азайту арқылы қалдықтардың түзілу көлемін азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Ұңғымаларды бұрғылау бұрғылау жұмыстарын тиімді басқара отырып, жарылған тау-кен массасын дайындаудың бастапқы кезеңі болып табылатынын ескере отырып, кейіннен келесі нәтижелерге қол жеткізіледі – жаппай жарылыс кезіндегі қауіпсіздік; тиеу-тасымалдау жабдықтарының жұмысына одан әрі әсер ететін тау-кен массасының нәтижелі гранулометриялық құрамында көрсетілген дайындалған тау-кен массасының сапасы; қоршаған ортаға теріс әсерді азайту.

Бұл жүйе мыналардан тұрады:

бұрғылау қондырғысының кабинасында орнатылған интеллектуалды панель, ол бұрғылау жұмыстарына арналған жобаны көрсетуге қызмет етеді;

навигациялық қабылдау аппаратурасы;

итеру сенсорлары;

айналу жылдамдығын анықтау сенсоры;

ұңғыманың көлбеу сенсорлары;

бұрғылау тереңдігін анықтауға арналған датчиктердің жинақтары;

бұрғылау визуализациясының бағдарламалық құралы.

Орнатылған жоғары дәлдіктегі позициялау жүйесі бұрғылау қондырғысының операторына жоспарланған ұңғыманың орнын дәлдікпен (10 см-ге дейін қате) анықтауға, бұрғылау жобасына толық сәйкес бұрғылауға мүмкіндік береді. Ұңғыма сағаларының нақты координаталарын, ұңғымалардың көлбеу бұрышын, сондай-ақ жобалық горизонт деңгейіндегі ұңғымалардың орнын анықтау мүмкіндігін ескере отырып, 3D модельдеу режимінде бұрғылау-жару инженері түбі бойынша нақты қарсылық сызығы, жарылыс зарядының массасы келесі шарттарға сүйене отырып қалай есептелетініне байланысты кертпе түбі бойындағы ұңғылар арасындағы ең аз қашықтық: жобалық шешімдерді қатаң сақтау; қауіпсіз жарылыс (жыныс бөліктерінің шашырауын азайту және т.б.); массивтің жоғары сапалы ұсақталуы; қоршаған ортаға зиянды әсерді азайту.

Кросс-медиа әсерлері

Күрделі шығындар. Қосымша энергия ресурстарының қажеттілігі.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Ұсынылған әдістер (конструктивті және техникалық шешімдер) жалпыға бірдей қолданылады және оларды жеке де, біріктіріп те қолдануға болады.

Экономика

Қазіргі уақытта тау-кен бұрғылау қондырғыларын дәл орналастыру және басқару жүйелері негізінен келесі компаниялардың өнімдерімен ұсынылған: ProVision® Drill by Modular Mining Systems, Inc. Компаниясы (АҚШ), COBUS® Blast Maker компаниясы (Қырғызстан), mineAPS® Drill by Wenco Mining Systems (Канада) компаниясы.

Спутниктік навигация технологияларына негізделген тау-кен-көлік кешенін басқарудың автоматтандырылған жүйелерін кеңінен қолдану олардың жоғары тиімділігіне байланысты, жабдықтың өнімділігін 15-25 %-ға арттыру арқылы қол жеткізіледі, бұл ретте инвестицияның қайтарымы бірнеше айдан бір жылға дейін және жарты жыл.

Modular Mining Systems, Inc компаниясының әлемдік тәжірибесі бұрғылау станоктарының паркін дәл позициялау және БЖЖ бойынша заманауи компьютерлік жүйелерді пайдаланумен және жарылыстарды имитациялық модельдеумен ұштастыра отырып, бұрғылау-жару жұмыстарының экономикалық тиімділігін едәуір арттырады және БЖЖ-ға қаржы шығындарының деңгейін 15 %-ға төмендетеді. Габариттердің шығымдылығын 0,2–0,4 %-ға азайтады, тау-кен массасының меншікті шығымдылығын ұңғыманың 1 п.м. - ден арттырады.

Іске асырудың қозғаушы күші

Экологиялық заңнаманың талаптары.

Бұрғылау машинасының өнімділігі мен тиімділігін арттыру, БЖЖ процестерін оңтайландыру, материалдық ресурстарды үнемдеу.

5.5.1.1.2. Шаңды байланыстыру үшін өнеркәсіптік суды және әртүрлі белсенді агенттерді пайдалана отырып, шаңды азайту әдістерін енгізу

Техникалық сипаттама

Механикалық бұрғылау станоктарының жұмысы кезінде шаңды бақылаудың жалпы әдістері: ылғалды әдіс – ауа-су қоспасымен шаңды басу; ауа-эмульсиялық қоспалармен (АЭҚ) және құрғақ әдіспен шаңды басу - құрғақ шаңды жинау. Жұмыс жағдайына және қолданылатын жабдыққа байланысты бұл әдістер әртүрлі тәсілдермен қолданылуы мүмкін. Бірақ осы бөлімде сипатталған шаңды азайтудың жалпы принциптері әртүрлі бұрғылау қондырғыларын пайдалануды қоса, карьердегі бұрғылаудың барлық қолданбаларына қолданылады.

Роликті бұрғылау қондырғыларын пайдалану кезінде шаңның бөлінуін азайтудың негізгі бағыты қазіргі уақытта шаңды басу және шаң жинау қондырғыларының ылғалды әдістерін қолдану болып табылады, өйткені бұрғылаудың технологиялық процесінде шаңды басуға арналған суды пайдалану ең тиімді және қолжетімді әдіс болып табылады. ауаның ластануын азайту үшін.

Құрғақ бұрғылау кезінде шаңды азайту суды пайдаланбай жүреді. Шаңды ұстау үшін ұңғыма сағасындағы бұрғылау қондырғысында орналасқан жабдық қолданылады. Мұндай жабдық әртүрлі климаттық жағдайларда жұмыс істей алады және ол төмен температурада тиімді. Шаң жинайтын жабдықтың құрылмасы әртүрлі болуы мүмкін және ол бұрғылау қондырғысының өлшеміне байланысты.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Бағандардағы ауа-су қоспасы сығылған ауа ағынына су беру және оны кішкене тамшыларға шашу арқылы қалыптасады. Шұңқыр кеңістігінде қоспа шаң бөлшектерімен соқтығысатын тамшылардың шлейфін жасайды (5.3-сурет). Құйынның пайда болуы шаң бөлшектерінің су тамшыларымен соқтығысу ықтималдығын арттырады. Бұрғылау өнімдері сақина арқылы қозғалған кезде шаңның сулануы және коагуляциясы жалғасады. Шлам ұңғымадан 1,1–1,5 м қашықтықта машинада орнатылған желдеткішпен жасалған ауа ағыны арқылы ұңғыма сағасынан шығарылады. Сумен суланған бөлшектер ағыннан түсіп, ұңғыма сағасынан біршама қашықтықта орындық бетіне шөгеді. Су беруді бұрғылау қондырғысының операторы кабинадан басқарады, ал кейбір кабиналарда судың оңтайлы шығынын анықтау үшін шығын өлшегіш орнатылады. Судың ылғалдану қасиетін жақсарту үшін судың беттік керілуін төмендететін, оның сулану қабілетін және дисперсиясын жақсартатын беттік-белсенді қоспаларды (ББҚ) қолдануға болады. Өлшемдер бұл шаң концентрациясын 96 % төмендететінін көрсетті.

5.3-сурет. Ылғалды шаң басу әдісімен ауа-су қоспасының қозғалысы

Шаңды тиімді азайту үшін оператор сумен жабдықтауды бақылауы керек. Бұл әдіспен су шығыны аз – әдетте 0,4÷7,6 л/мин, бірақ ол қашау түріне, тау-кен-геологиялық жағдайларға және бұрғыланатын тау жыныстарының ылғалдылық деңгейіне байланысты. Мысалы, тәжірибелік өлшеулер көрсеткендей, су ағынының 0,8-ден 2,4 л/мин-ға дейін ұлғаюымен шаң құрамының айтарлықтай төмендеуі орын алады. Бірақ бұл нақты жағдайда ағын жылдамдығы 3,8 л/мин жеткеннен кейін жаңа мәселелер туындады: қашау ұшы бітеліп қалды және дымқыл сынған материалдың ұңғымадан үрлеуге тым ауыр болуына байланысты бұрғы қашауының айналуы қиындады, және қашау мен ұңғыманың қабырғалары арасындағы кеңістікті бітей бастады. Осылайша, тым көп су беру қосымша қиындықтарды тудырады, мойынтіректердің тозуының жоғарылауына байланысты конус қашауының (50 % дейін) қызмет ету мерзімінің төмендеуі байқалады. Берілетін судың шығыны бұрғылау құралының түріне және жойылатын материалдың қасиеттеріне байланысты.

Ылғалды бұрғылау әдісін өлшеу және бақылау нәтижелері бойынша оны қолдану бойынша келесі ұсыныстар әзірленді:

максималды су ағынына жақындау үшін оператор көзбен байқалатын шаң шығарындысы болмайынша су беруді біртіндеп арттыруы керек;

сумен қамтамасыз етудің жоғарылауы шаңның айтарлықтай азаюына әкелмейді, бірақ, ең алдымен, пайдалану проблемаларын тудырады - қашау ұшының жылдам бұзылуы (трикон қашауын пайдаланған кезде), бұрғылау құралының мүмкін "кептелуі". Ал суды аз беру шаңды басу тиімділігін төмендетеді;

су беруді бірте-бірте және уақытты кешіктірумен (ауа-су қоспасын ұңғыма сағасына көтеру үшін қажетті кезеңге) арттыру маңызды;

бұрғылау кезінде оның берілуі шаңды азайту үшін оңтайлы болуы үшін және қашау, бұрғылау штангасы және ұңғыма арасындағы кеңістіктің бітелуіне жол бермеу үшін судың ағынын үздіксіз бақылау керек;

қолданылатын суды сүзгіден өткізу керек, сонда судағы кір ылғалды шаңды басатын жүйені бітеп тастамайды;

ауа температурасы 0 °C-тан төмен болғанда, жүйені бұрғылау кезінде қыздыру керек, ал ұзақ үзілістер кезінде суды төгу керек;

Көптеген бұрғылау қондырғыларында қозғалтқыш пен гидравликалық жүйеге жақын су ыдысының болуы жұмыс кезінде қатып қалуды болдырмау үшін жеткілікті – өте төмен ауа температурасын қоспағанда. Бұрғылау орындалмаған кезде суды төгу керек.

Бұрғылау саңылаулары мен ұңғымаларды сумен шаю (ылғалды бұрғылау деп аталады) жер асты жағдайында бұрғылау жұмыстарында шаңды басудың негізгі құралы болып табылады. Ылғалды шаңды басу кезінде ұңғымадан сынған тау жыныстарын шығару үшін су қолданылады. Бұрғылау кезінде ұңғымаларды және ұңғымаларды шаюдың екі әдісі қолданылады: осьтік және бүйірлік су беру. Теспелер мен ұңғымаларды бұрғылау кезінде шаю екі тәсіл: осьтік және бұйірлік су беру қолданылады. ОАР, Австралияда, Канадада, сондай-ақ отандық кеніштерде көбінесе осьтік әдіс қолданылады.

5.4-суретте судың перфоратордың осі бойымен орналасқан арнайы су құбыры арқылы берілуі және одан кейін бұрғылау штангасының ұңғысына түсуі көрсетілген. Бұрғы басындағы саңылау арқылы шығып, су саңылау түбін шайып, ұңғыма арнасы арқылы шығып, бұзылған жынысты алып кетеді. Перфораторлардың су қысымы перфораторды пайдалану үшін пайдаланылатын ауа қысымына тең немесе сығылған ауа қысымынан 0,5–1 атм төмен болуы керек. Бұрғылау кезінде су шығыны тұрақты болуы керек және: қолмен балғамен бұрғылау үшін кемінде 3 л/мин. Бұл әдістің тиімділігі бұрғылау түріне және ұңғыманың орналасуына байланысты 86–97 % құрайды. Зерттеулер сонымен қатар ұңғымаға су тамшылары тұманын айдау және көбік пен су айдау шаң концентрациясын 91–96 % төмендететінін көрсетті. Бірақ суды пайдаланатын дәстүрлі сумен бұрғылаумен салыстырғанда шаң концентрациясының шамалы салыстырмалы төмендеуі осы әдістерді пайдалану кезінде шығындардың өсуін өтемейді.

5.4-сурет. Ұңғымалар мен теспелерді қол перфораторымен ылғалды бұрғылау кезінде судың қозғалыс сызбасы

Құрғақ шаңды жинау әдетте бірнеше кезеңде қамтамасыз етіледі: үлкен бұрғылау ұсақтарын ұстау; ірі дипсерсті және ұсақ дисперсті шаң (10 микроннан аз).

Роликті-конусты және соқпалы-айналмалы бұрғылау станоктарын пайдалану кезінде ұңғыма сағасынан (пана) шаңды ауа соратын қондырғыдан тұратын бірнеше ондаған бір, екі, үш және төрт сатылы шаң жинағыш қондырғылар әзірленді. шаң жинағыш аппарат, желдеткіш және ауа өткізгіш жүйесі. Тазалаудың соңғы кезеңінде шаңды жинау қағидаты бойынша олар гравитациялық, инерциялық, сіңіргіш және кеуекті шаң ұстағыштары бар қондырғыларға бөлінеді. Шаң жинағыш қондырғыларға құрғақ және дымқыл шаң жинағыштар кіруі мүмкін. 5.5 -суретте әртүрлі диаметрлі ұңғымаларды бұрғылау кезінде қолданылатын құрғақ шаң жинаудың типтік жүйесі көрсетілген. Ұңғыманы сығымдалған ауамен үрлегенде (сынған тау жыныстарын жою үшін) шаң ауаға түседі, ол қуыс бұрғылау құбырлары арқылы бұрғылау қашасына беріледі.

Қалыпты жұмыс кезінде қираған жыныс пен шаң баспанаға түседі, бұл бұрғылау құбырларының жынысқа кіру нүктесін жабады. Ал шаңды ауа баспанадан шығарылып, сорылып, шаң жинағышқа жіберіледі. Желдету жүйесіне желдеткіш және мата сүзгісі кіреді, онда тіндердің регенерациясы әдетте белгілі бір аралықта сығылған ауамен импульстік үрлеу арқылы жүзеге асырылады. Бұл жағдайда ұсталған шаң шаң жинағыш бункерге шығарылады. Дұрыс пайдаланылған жағдайда шаңды азайту 95 %-ға дейін жетуі мүмкін.

5.5-сурет. Шаң жинау қондырғысының сызбасы

Шаңның шығарылуын болдырмау үшін ауаны тұтынудың оңтайлы арақатынасын қамтамасыз ету қажет - желдету жүйесімен сорылатын және сығылған, жойылған жынысты жою үшін жеткізіледі. Әдетте, шығарылған ауаның ағынының берілген сығылған ауаға қатынасы 3:1-ге дейін. Бірақ сүзгілер қалыпты шаң деңгейінде жұмыс істегенде, ең көп тараған қатынас 2:1 болып табылады. Шаң концентрациясының ең көп төмендеуі ағын жылдамдығының қатынасын 2:1-ден 3:1-ге дейін арттыру арқылы алынатындығы, ал 4:1-ге дейін жоғарылағанда шаң концентрациясы одан да төмен болатыны анықталды.

Кросс-медиа әсерлері

Су ресурстарын қосымша пайдалану қажеттілігі.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Жалпы қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Іске асырудың қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары.

Қоршаған ортаға теріс әсерді азайту.

5.5.1.1.3. Бұрғылау қондырғысын шаңды басу және шаңды ұстаудың тиімді құралдарымен жабдықтау

Техникалық сипаттама

Ірі және орташа беттік ұңғымаларды шынжыр табанды бұрғылау қондырғыларымен бұрғылау кезінде ауа шаңын баспанадағы ауа қозғалысына әсер ететін көлденең сөрелердің көмегімен тиімді түрде азайтуға болады. Мұндай сөрелерді пайдалану кем дегенде 1,2-ден 1,2 м-ге дейінгі баспананың минималды өлшемі бар кез келген үлкен бұрғылау қондырғысында шаңды азайтуға болады.Қоршаудың периметрі бойынша баспанада ені 15 см сөрелер орнатылады. Олар бұрғылау қондырғысының жұмысы кезінде баспанадан шаңды кетіруді азайтуға арналған.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Бұрғылау жабдығын тиімді шаңды басу және шаңды жинау құралдарымен жабдықтау атмосфераға бейорганикалық шаңның, оның ішінде қоршаған орта үшін ең қауіпті болып табылатын ұсақ дисперсті шаңның шығарындыларын азайтуға мүмкіндік береді.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Кәдімгі қоршауды бұрғылау және пайдалану кезінде сол жақтағы 5.6-суретте көрсетілгендей ауа оның ішінде қозғалады және ол сорғыш ауаның қозғалысымен және сорғыштың әсерімен анықталады. Қондырғыш ауа бұрғылау құбырының бойымен бұрғылау платформасының төменгі бетіне қозғалыс бағытын сақтай отырып, ұңғыма саңылауынан қоршаудың ортаңғы бөлігі арқылы (сөрелер деңгейінде) қозғалады жоғары. Коанда эффектісіне байланысты бұрғылау платформасының төменгі бетінде (ағынды сұйықтық немесе газ ағыны олар кездескен бетке "жабысып" қалуға бейім). Ластанған ауа ағыны ұңғымадан шығып, бұрғылау платформасының платформасына көтеріледі, бұрғылау платформасының платформасының төменгі жағымен желдеткіш сияқты екі жаққа ауытқиды, ал оның жиектеріне жеткенде ұңғыманың қабырғалары бойымен төмен қарай жылжиды. қоршау. Бұл қозғалыстың барлығы жоғары жылдамдықта жүреді. Панаханадан шаңды оның кертпелі беткеймен жанасу орнында жою онымен ауа ағыны соқтығысқанда, содан кейін қоршау мен жер арасындағы саңылау арқылы баспанадан ағып кеткен кезде болады.

5.6-сурет. Сөрелерді пайдалану кезінде панадағы ауа-шаң қоспасының қозғалу моделі

Қоршаудың периметрі бойынша орнатылған ені 15 см сөре ауа қозғалысының жоғарыда сипатталған сипатын бұзады. Ол ластанған ауа ағыны жерге түспеуі үшін ауа ағынын баспананың ортасына қарай бағыттайды (сурет 5.6, оң жақта). Ластанған ауаның қозғалыс бағытының мұндай өзгеруі оның баспана астынан сыртқа шығуын азайтады.

Сынақ кезінде бұрғылау қондырғысына орнатылған сөрелер ені 15 см конвейер таспаларынан жасалған және 5 см металл бұрыштарға болттармен бекітілген.Бұл бұрыштар баспананың периметрі қоршауына бұрандалармен бекітілген. Ішкі кеңістікті толығымен тығыздау үшін ішкі кеңістікке сырттан кіруге арналған саңылауды жабу үшін есік (резеңке бөлігі) қосылды. Сөрелер қоршаудың үстіңгі жағы мен жердің арасында шамамен ортасында (тігінен) орнатылады. Бұрғылау қондырғысын пайдалану кезінде өндірістік жағдайларда жүргізілген өлшеулер бұл әдісті қолданғанда шаң концентрациясы 66–81 % төмендейтінін көрсетті.

Кросс-медиа әсерлері

Қалған шаңды шаң жинағыштан түсіру жабдықтың жалпы шаң құрамының 40 % дейін береді.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Жалпы қолданылады.

Экономика

Қоршау сөрелерін жасау және орнату үшін еңбек шығындары.

Іске асырудың қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары. Бейорганикалық шаң шығарындыларын азайту.

5.5.1.2. Карьерлерде жарылыс жұмыстары кезіндегі шығарындыларды азайту

Сипаттама

Жарылыс жұмыстары кезінде шығарындыларды болдырмау үшін әдістер, әдістер немесе олардың комбинациясы.

Секциядағы (карьердегі) жаппай жарылыс атмосфераға шаң мен газдардың көп мөлшерін шығарудың қуатты мерзімді көзі болып табылады. Атмосфераға зиянды қоспалар шаң және газ бұлттары түрінде таралады. Зиянды газдардың бір бөлігі (шамамен үштен бірі) жарылған тау-кен массасында қалады, содан кейін атмосфераға таралады, жарылысқан блоктың аумағын және оған жақын аумақтарды ластайды. Бөлінген шаң-тозаң-газ бұлтынан құлап, шеттерге, учаске (карьер) маңындағы аумақтарға және жақын ауылдарға қонып, болашақта шаң-тозаңның көзі болады.

Техникалық сипаттама

Карьерлерде және шахталарда жару жұмыстары кезінде шаң мен газдың түзілу қарқындылығы көптеген факторларға байланысты, олардың негізгілеріне тау жыныстарының физикалық-механикалық қасиеттері мен олардың құрамындағы су, қолданылатын жарылғыш заттардың ауқымы, қолданылатын штангалық материалдардың түрлері, жару әдістері жатады. (кертпенің таңдалған еңісінде немесе қысылған ортада), жаппай жарылыс жасау уақыты, жаппай жарылыс кезіндегі ауа райы жағдайлары және т.б.

Шаңды жинау және шаңды басу әдістері мен құралдарын таңдауға шаңның қасиеттері үлкен әсер етеді: бөлшектердің тығыздығы, олардың дисперстілігі, жабысқақ қасиеттері, шаңның ағындылығы, суланғыштығы, абразивтілігі, гигроскопиялық және бөлшектердің ерігіштігі, электрлік және электромагниттік қасиеттері. , шаңның өздігінен жану қабілеті және ауамен жарылғыш қоспалардың пайда болуы .

Жарылыс жұмыстары кезінде шаң мен газдың шығарылуын азайту технологиялық, ұйымдастырушылық және инженерлік шаралар есебінен жүзеге асырылады.

Технологиялық шараларға мыналар жатады:

жарылғыш блоктарды үлкейту арқылы жарылыс санын азайту;

жарылғыш заттар ретінде оттегі балансы нөлге тең немесе оған жақын қарапайым және эмульсиялық композицияларды пайдалану;

қысқыштағы "тірек қабырғасында" ішінара жарылыс.

Ұйымдастырушылық қызметке мыналар жатады:

бұрғылау-жару жұмыстарының ұтымды параметрлерін модельдеу және жобалаудың компьютерлік технологияларын енгізу;

ауа райы жағдайларын ескере отырып, оңтайлы уақыт кезеңінде жарылыс жұмыстарын жүргізу;

штангалық материалдардың ұтымды түрлерін, ұңғы зарядының конструкцияларын және инициация схемаларын пайдалану.

Инженерлік-техникалық шаралар:

жарылған блокты және шаң-газ бұлтынан шаңның түсу аймағын сумен, шаңды ылғалдандыратын қоспалармен және экологиялық таза реагенттермен суару;

шаң мен шаң-газ бұлттарын оқшаулау қондырғыларын қолдану;

гидротозаңсыздандыру технологияларын қолдану (жару ұңғымалары мен ұңғымаларды гидравликалық соғу, ұңғымалардың үстіне су ыдыстарын төсеу);

кен қазбаларын желдету;

жарылғыш заттардың жеткізілуін бақылау үшін сенсорлары бар зарядтау машиналарын пайдалану;

тау жыныстары мен жарылған ұңғымаларды табиғи суаруды пайдалану;

жер асты жағдайында жарылыс жұмыстарын жүргізу үшін электрлік емес инициациялық жүйелерді пайдалану.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Жоғарыда аталған әдістерді жеке де, үйлестіре де қолдану атмосфераға бейорганикалық шаң шығарындыларының айтарлықтай төмендеуіне қол жеткізуге және N₂O₃ азот оксиді, NO₂ азот диоксиді және көміртегі шығарындыларының көлемін азайтуға мүмкіндік береді. СО тотығы жарылғыш заттардың, дизельдік отынның және бұрғылау құралдарының шамадан тыс тұтынуын азайту, пайда болатын қалдықтардың мөлшерін азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Технологиялық шараларға жарылыс әрекетін бақылау тәсілдері жатады. Жарылыс жұмыстары кезінде шаң мен газ түзілудің жоғары қарқындылығы жарылғыш заттардың энергиясы, әдетте, ұтымсыз жұмсалуына байланысты. Кәдімгі жару кезінде жарылғыш заттың потенциалдық энергиясының тек 6–7 %-ы тау-кен массасын бөлуге және ұсақтауға жұмсалады. Шаң түзілудің қуатты ошақтары болып табылатын қираған массивтің үлкен өлшемді аймақтарында терең дисперсиялық өзгерістермен жүретін жарылғыш заттардың жару әрекетінің күшті көрінісі байқалады. Жарылыс энергиясының толық пайдаланылмауы жарылғыш заттардың толық жанбауымен және нәтижесінде газдардың үлкен көлемінің түзілуімен қатар жүреді. Жарылыс әрекетін басқарудың мәні жарылғыш жарылыстың потенциалдық энергиясының үлесін арттыру болып табылады. Бұл мақсатқа қол жеткізіледі: массивте әрекет ету уақытын ұлғайту және жарылыс күштерін пайдалы жұмыстарды орындауға бағыттау. Бұл әрекеттерге мыналар жатады:

1. Жарылғыш блоктарды ұлғайту жолымен жарылыс санын азайту, мысалы, шаң мен газ бұлтының биіктігін 1,25 есе азайтуға және азот оксидтерінің түзілуін азайтуға көмектесетін биік жиектерді жару (30 м және одан да көп). Алғаш рет Кривбасс темір рудасы карьерлері жағдайында қысылған ортада биік кертпелерді жару ОртТБК мен ОңтТБК жүзеге асырылды Кейіннен ол бассейндегі басқа тау-кен байыту комбинаттарына енгізілді. Мұрынтау карьерінің оңтүстік-батыс жағын қайта жандандыру тәжірибесі көрсеткендей биік жиектерді жару жұмыстарына көшу атмосфераға шығарылатын азот оксидтері мөлшерінің 15–20 %-ға төмендеуіне әкеледі. Бұл жағдайда жарылыс энергиясын пайдалы пайдалану дәрежесінің артуы шамадан тыс ұнтақтау аймағының төмендеуіне (пластикалық деформациялар) және соның нәтижесінде шаң мен газ бұлтының биіктігінің төмендеуіне ықпал етеді, яғни. шығарылатын шаң мөлшері. Шаң-газ бұлтының көтерілу биіктігі 10-15 метрлік кертпелерді жару әдісімен салыстырғанда 1,2 есе төмен тіркелді. 10–15 метрлік қырларымен жару жұмыстары кезінде карьер атмосферасындағы шаңның концентрациясы 3300 мг/м³ құрады, ал дәл сол жыныстарды 20–30 метрлік қырларымен жару кезінде шаң концентрациясы 1,3–1,4 есеге төмендеді.

2. Оттегі балансы нөлге тең немесе оған жақын оттегі балансы бар жарылғыш заттарды пайдалану (граммонит, игданит және т.б.), бұл кез келген тау-кен жағдайында жарылыстар кезінде түзілетін зиянды газдардың мөлшерін азайтуға (2–9 есеге дейін) көмектеседі. .Атап айтқанда, тәжірибелік өлшемдер ең қарапайым (игданит және т.б.) және эмульсиялық жарылғыш заттарды жару кезінде өнеркәсіптік тротил бар жарылғыш заттарды жару кезіндегіге қарағанда қоршаған орта айтарлықтай аз ластанатынын анықтады. Мәселен, мысалы, 1 кг гранулотол жарылғанда карьер атмосферасына шамамен 200 литр, ал 1 кг граммонит 79/21 жарылғанда шамамен 100-140 литр улы газ бөлінеді. кәдімгі көміртегі тотығы. Сол сияқты жай және эмульсиялық жарылғыш заттардың жарылысы кезіндегі улы газдардың көлемі әлдеқайда аз болып шығады және 30–50 л/кг құрайды.

3. Жойылмаған жыныс массасына, яғни бұрын жойылған тау массасынан тіреу қабырғасына жару. Сығылған ортада жару кезінде крекинг процесі бүкіл массада біркелкі жүреді, өйткені шихтаның жанында орналасқан жарықтар толығымен ашылмайды және кернеу өрісінің қашықтағы нүктелерге таралуына іс жүзінде кедергі жасамайды.

Тіреуіш қабырғаның ені кемінде 20 м болуы керек.тірек қабырғасының ені 20-30 м-ге дейін күрт қысқарады немесе қайталама шаң-газ бұлты мүлдем пайда болмайды (құлау жағынан шаң бөлінбеуі) және жарылғаннан кейін 2-3 сағат ішінде жарылған жиектің төменгі белгісінде СО концентрациясының шекті рұқсат етілген деңгейге дейін төмендеу уақыты қысқарады.

5.6-кесте. Тіреуіш қабырғаның тау жыныстарының жарылу көрсеткіштеріне әсері

Р/с №	Тау жыныстарының беріктігі, f	Тірек ені, м	Құлау ені, м	Кесектің өлшемі бар фракциялардың пайызы, мм
Р/с №	Тау жыныстарының беріктігі, f	Тірек ені, м	Құлау ені, м	<200	201–400	400 > 400
1	2	3	4	5	6	7
1	13–15	0	35–40	66,0	13.3	20.7
2	13–15	15–20	17–19,5	70.5	19.8	9.7
3	12–14	20–30	6–15	72.1	18.3	9.6
4	10–12	30–35	0–5	75.3	16.5	8.2

Әлемдегі ең ірі "Мұрынтау" алтын кен карьерлерінің бірінде шаң-газ бұлтының көлеміне жарылыс жағдайларының (қысылған ортада және кертпенің бос бетіне) әсерін анықтау бойынша эксперименттік жарылыстар жүргізілді. Уақыт өте келе бұлттың пайда болу процесін бекіту үшін жылдамдық түсірілімі қолданылды.

Жарылған жыныстар беріктігі f = 9–10 болатын кварцты-слюдалы тақтатастармен ұсынылған. Блоктың жартысы таңдалған бетке, екінші бөлігі - бұрын жарылған тау массасынан тірекке жарылған. Тәжірибелік блоктың көлемі 115 мың м³, ұңғымалардың торы 7х7 м, кертпенің орташа биіктігі 10,5 м, бұрғы 2 м, жарылғыш зат ретінде гранулит С-6М пайдаланылды. Жарылыс сұлбасы диагональды, қатарлар арасындағы баяулау аралығы 35 мс.

Кинограмма жазбаларының деректерін түсіндіру стендтік таңдалған түбі бар блоктың учаскесінде шаң-газ бұлтының пайда болуы 5 секундта аяқталғанын көрсетті. Сонымен қатар бұлттардың пайда болуы тек қана кертпелі аймақтың жоғарғы бөлігінің шығарындылары есебінен ғана емес, сонымен қатар, жарылыс газдарының әсерінен төменгі көкжиектен шаңның көтерілуінен де байқалады. қырдың бүйір беткейінің тау жыныстарынан опырылуының пайда болуы. Бұл жағдайда шаң-газ бұлтының көтерілу биіктігі 320 м, оның көлемі 3,8 млн м3 болды. Сығылған ортада жарылып жатқан блоктың бөлігінде бұлттың қалыптасуы 3 секундта аяқталды, биіктігі 280 м, көлемі 2,6 млн м ³болды. Шаң-газ бұлтының көлемінің төмендеуі кертпенің бүйір бетінен шаң шығарындыларының болмауына, сондай-ақ оның төменгі платформасына тау жыныстарының құлауына байланысты болды.

Сығымдалған ортада әртүрлі биіктіктегі кертпелерді жару кезінде жоғары жылдамдықты түсіру деректері, әдетте, жарылған тау жыныстарының опырылуының пайда болу бағытында шаң түзілмейтінін анықтады, бұл шаң мен газдың көлемін азайтады. бұлтты 30-35 %.

Тәжірибелік өлшеулер жаппай жарылыс кезінде шаң бөлшектерінің концентрациясы уақыт бойынша келесідей өзгеретінін анықтады: карьердегі жарылыстың бастапқы сәтінде ол 2500 мг/м³ мәндерге жетеді, 30 минуттан кейін- 850 мг/м³. Жарылған блоктан 100 м-ге дейінгі қашықтықта мөлшері 1,4 мкм-ге дейінгі шаң бөлшектерінің мөлшері 56 %, ал өлшемі 60 мкм-ден жоғары - бар болғаны 2,3 % құрайды. Жарылып жатқан блоктан 500 м қашықтықта 1,4 мкм-ге дейінгі шаң бөлшектерінің мөлшері 84 %-дан астам, ал 60 мкм-ден үлкен бөлшектер – 0,3 %-ды құрайды. Бұл гравитациялық күштердің әсерінен бұлттың үлкен фракциялары жарылыс орнына жақын аймақтағы кертпештің бетінде шөгетіндігімен түсіндіріледі [30].

Ұйымдастырушылық қызметке мыналар жатады:

1. Бұрғылау-жару жұмыстарының ұтымды параметрлерін модельдеу және жобалаудың компьютерлік технологияларын енгізу. Бұл бағдарламалық пакеттер келесі міндеттерді шешуге мүмкіндік береді:

бұрғылау және жару жұмыстарының қажетті параметрлерін есептеуді қамтитын бұрғылау-жару жұмыстарының жобасы (ұңғыма шихтасының массасы, шихтаның құрылмасы, ұңғымалардың қатары мен қатарларының арасындағы қашықтық және т.б.);

тау-кен массасының кеңеюі мен шөгу траекториясын болжау;

жобалау кезінде жарылған тау-кен массасының гранулометриялық құрамын болжау, нақты нәтижемен салыстыру және жару параметрлеріне одан әрі түзетулер енгізу;

күзетiлетiн объектiлер негiзiнде топырақтың жылжу жылдамдығын болжауға;

ашық карьерлерде жару кезінде тау жыныстарының жылжуын қадағалау.

2. Жарылыс уақытын желдің максималды белсенділігі кезеңіне ауыстыру, бұл карьерлердің желдету уақытын 15-20 % қысқартуға көмектеседі. Тәжірибе көрсеткендей, желдің максималды белсенділігі кезеңінде карьерде жаппай жарылыс жасаған дұрыс. "Мұрынтау" карьерінің жағдайы үшін бұл кезең күндізгі сағат 12-13 аралығындағы уақыт аралығына келеді. Дегенмен, технологиялық жағдайларға, шектеулерге және өндірістік қажеттіліктерге байланысты карьердегі жару жұмыстарының уақыты 16 сағатқа белгіленген. Осыған байланысты тек осы қорды пайдалану, алдын ала есептеулер бойынша, жаппай жарылыстардан кейінгі ашық карьер атмосферасының шаңдылығын орта есеппен 15–20 %-ға төмендетуі керек. Бұл жағдайда шаң мен газ бұлтының таралуы шаңды бір уақытта басу арқылы газдың бөліну процесін күшейтуді қамтамасыз ететін бос су-ауа ағындарын жасайтын желдеткіш қондырғылармен жүзеге асырылуы керек.

3. Ең аз спецификалық шаң түзілумен штамптау материалын пайдалану (мысалы, қалдық шламын, бұрғылау ұсақтарын және т.б. шаңның бөлінуін азайтуға көмектесетін ұсақ қиыршық тасты немесе құмды-сазды шөгінділермен ауыстыру). Ұңғымалардың инертті штрихтарын пайдалану кемінде 16 % құрайды. Діңгек материалына әртүрлі бейтараптандырғыштарды қосу. Оларға улы газдардың түзілуін азайтатын үлбірлі әк пен шикі тұз жатады.

Инженерлік қызметке мыналар жатады:

1. Шаң тәріздес бөлшектерді байланыстыру үшін жарылған блоктың бетін химиялық реагенттермен (алкоголь тұндырғыштары, беттік белсенді заттардың ерітінділері және т.б.) өңдеу және шаң мен газ бұлтынан шаңды жауын-шашын аймағын сумен немесе шаңмен суару ұсынылады. 1 м2 суару алаңына 10 л су мөлшерінде ылғалдандыратын қоспалар [44]. Бұл жағдайда блоктың бетінде шаң тәрізді бөлшектерді коагуляциялайтын және осылайша жарылыс кезінде олардың атмосфераға енуіне жол бермейтін қалыңдығы 20-30 мм "қыртыс" пайда болады. Бұл деректер Мұрынтау кенішіндегі жарылыстардан кейінгі шаң концентрациясын өлшеу және түсіру деректерімен расталады. Атап айтқанда, карьер атмосферасына шаңның шығарылуы 25-30 %, шаң мен газ бұлтының көтерілу биіктігі 15-20 % азаяды. Жарылыс жүргізілетін блоктың шекарасынан 50-60 м қашықтықта суару аймағын ұйымдастыру ұсынылады. Дәлірек айтқанда, соққы толқынының көтерілуінен шаң бөлінетін жарылған блоктың шекарасынан қашықтығы (м) есептеу арқылы табылады. Сумен суарудан басқа, жарылғыш блок пен оған жақын аумақтар көбік генераторлары арқылы көбікпен жабылады. Көлденең беттердегі көбік қабатының қалыңдығы 0,4–0,6 м беткейлерде шамамен 1 м құрайды [45].

2. Карьер атмосферасына шаңды-газ бұлтымен бөлінетін шаңды басуды спринклерлер, алыс қашықтықтағы қондырғылар, импульстік спринклер қондырғылары және басқа да шаңды басатын қондырғылар жасаған гидравликалық ауа перделері арқылы жүргізуге болады [44]. Бұл әдіс жасанды желдету қондырғылары арқылы жасалған ауа ағынына судың енгізілуінен тұрады, ол ауа ағынымен кішкене тамшыларға бөлінеді. Бұл ретте көлемдік сүзгі жасалады, онда ауада қалықтап жүрген шаң бөлшектерімен соқтығысқан шағын су тамшылары соңғысын ауырлатып, олармен бірге жарылған тау жыныстарына немесе карьердің платформалары мен беткейлеріне түседі. Әуе кеңістігі жарылыс алдында, жарылыс кезінде және одан кейін өңделеді. Өндірістік жағдайларда жүргізілген тәжірибелер көрсеткендей, жаппай жарылыс болған жердің үстіндегі ауаны алдын ала өңдеу нәтижесінде шаң мен газ бұлтының карьерден кетуіне жол бермейтін инверсиялық аймақ пайда болады. Жаңбырлатқыш желдеткіштердің 35-40 минуттан кейін жұмыс істеуімен қауіпті шаң ластануын толығымен жоюға болады. Қолданған кезде шаңды басу тиімділігі 70-80 % жетеді [31].

Суарумен қатар үрленетін блокқа іргелес аумақтарды жергілікті жасанды желдету жүргізіледі, бұл шаңнан басқа тоқырау аймақтарында жиналған зиянды газдардың концентрациясын төмендетеді. Жарылған блоктарды желдету уақытын қысқарту тау-кен массасының опырылуынан газдың бөліну процесінің күшеюімен мүмкін болады. Ол үшін тас массасын жарылыстан кейін 1-2 сағаттан кейін 50 л/м3 ағынмен суару керек (балшық бөлшектерінің қоспасы бар кендер мен тау жыныстарынан басқа). Тау жыныстарын суару газдың бөліну процесін 25–40 %-ға күшейтуге мүмкіндік береді [45].

Кен қазбаларының атмосферасында ілінген шаңды шаңды басу әр түрлі техникалық құралдарды: жаңбырлатқыш желдеткіштерді, гидроионаторларды, пневматикалық және рельстік жолдардағы жылжымалы суару қондырғыларын пайдалана отырып, сумен және әртүрлі ерітінділермен суару арқылы жүзеге асырылады. Сондай-ақ, шахтаның шахта атмосферасындағы шаңды басу жарылыс кезінде беттегі шаңды азайту үшін су тұманының генераторы арқылы жүзеге асырылуы мүмкін. Бұл әдісті қолдану 5.7-суретте көрсетілген. Тұман генераторын пайдалану үшін сығылған ауа мен суды саптама арқылы өткізеді. Саптама бетте шамамен 30 м қашықтықта орнатылады және тұман беру жарылыс алдында басталып, жарылыстан кейін 20-30 минуттан кейін тоқтайды. Бұл әдіс жер асты жағдайында шаңның концентрациясын тиімді төмендетуге мүмкіндік береді.

5.7-сурет. Кенжардағы шаңды азайту үшін қолданылатын тұман генераторы

Басқаларға қарағанда кеш қолданылған жер асты жарылыстары кезінде шаңды азайтудың тағы бір тәсілі – желдету арқылы шығарылған ластанған ауаны сүзу (5.8-сурет).

5.8-сурет. Желдеткіш ағынының жүрісі бойынша қазба сағасының жанына түйіскен жерге орналастырылған ауа тазартқыш қондырғы

ОАР-дағы жерасты шахтасында қолданылатын осындай желдету жүйесінің бірі бөлшектерді сүзгіден (шаңды ұстау үшін) және натрий мен калий карбонатымен өңделген вермикулит сорбентінен (азот қосылыстарын ұстау үшін) төсенішті қамтиды.

5.9-суретте басқа әдіс көрсетілген. Сүзгілер желдету жүйесінен тыс жерде, тұлғаның кеуде тұсынан 30 м қашықтықта орналасады және саптама оларға суды шашады (шашу бағыты ауа қозғалысының бағытымен сәйкес келеді). Бұл сүзгілер тек жарылыс кезінде пайдаланылады және олар орналасқан ауа құбырының диаметрі жүйенің желдеткіш құбырының диаметрінен шамамен 2 есе көп. Жақында сол мақсатта құрғақ сүзгілер қолданыла бастады.

5.9-сурет. Өндіру кенжарында орналасқан ауа тазарту қондырғысы

Су тығындамасын қолдану (гидротығындама) оның үш түрін қамтиды: сыртқы, ішкі және аралас.

1. Сыртқы гидротығындаманы орындау процесі диаметрі 900 мм және одан да көп суы бар полиэтилен шлангілерін ұңғыма сағаларының үстіне қоюды қамтиды. Полиэтилен пленкасының қалыңдығы кем дегенде 0,1 мм болуы керек. Гидросорғымен жабдықталған суару машинасының көмегімен гильзаларды сумен толтыру жүзеге асырылады. Қалған жеңдегі су қабатының биіктігі 200-230 мм. Әрбір контейнер негізгі зарядтан бірнеше миллисекунд бұрын арнайы зарядпен жарылады. Тау жыныстарының массасының 0,001–0,0015 м ³/м ³су шығыны кезінде шаң мен газ бұлтындағы шаң концентрациясы 20–30 %, ал түзілетін азот оксидтерінің мөлшері 1,5–2 есе азаяды.

2. Ұңғымалардың ішкі гидротығындамасы – диаметрі ұңғыманың диаметрінен және оның бүкіл әрекетсіз бөлігінің ұзындығынан 15 мм үлкен полиэтилен гильзасы. Бұл дизайн полиэтилен жеңіндегі бүйірлік кернеулерді азайтуға мүмкіндік береді. Полиэтилен пленкасының қалыңдығы кемінде 0,2 мм болуы керек. Қосымша ақпарат алу үшін сенімділік үшін қалыңдығы 0,4 мм-ге дейін полиэтиленді пленканы пайдалану керек. Суды тұтыну 0,0009–0,001 м³/м³тау жыныстарының массасын құрайды. Ұңғымаларды ішкі су айдау оларға су немесе гель құйылған арнайы ампулаларды қою арқылы жүзеге асырылады. Жерасты тау-кен жұмыстарында мұндай резервуарларды пайдалану шаңның концентрациясын 40-60 % төмендетеді.

3. Аралас гидротығындама – ұңғымалардың сыртқы және ішкі гидротығындамасының қосындысы.

Сыртқы гидротозаңсыздандырудың көмегімен салмағы 300 кг-ға дейінгі зарядты жарылыс кезінде гидротозаңсыздандырудың тиімділігі 53 % (судың меншікті шығыны 1,38 кг/м³ таужыныстары массасы), ішкі - 84,7 % (судың меншікті шығыны 0,78). кг/м³), аралас - 89,4 % (су шығыны 1,04 кг/м³). Салмағы 450–620 кг зарядтардың жарылысы кезінде ішкі гидравликалық қағудың тиімділігі 50,4 % (су шығыны 0,46 кг/м³) [45].

Жарылыс кезінде шаңды шығаруды азайту ұңғымаларды ішкі гидравликалық штрихтау үшін гидрогельді қолдану есебінен де мүмкін болады. Гидрогельге мыналар кіреді: аммоний нитраты - 4 %, сұйық шыны - 8 %; синтетикалық май қышқылдары – 2 %, су – 86 %. Гидрогельді алу үшін арнайы қондырғы қолданылады. Шаң мен газды басу тиімділігін арттыру, гидрогельдің құнын төмендету және оның жарылғыш заттармен әрекеттесуіне жол бермеу үшін гидрогель құрамына минералды тұздардың қоспалары, жуылған синтетикалық май қышқылдары және парафин енгізіледі. Гидрогель арнайы құю станциясында немесе ұңғымаларды гидрогельмен толтыруға арналған машинаның резервуарларында тікелей өндіріледі. Жанармай құю станциясы суды және гельдік құрамдастарды беруге арналған диспенсерлері мен құрылғылары бар екі бункерден тұратын стационарлық құрылым болып табылады. Гидрогельдің 2–4 м биіктіктегі тиімділігі 34–54 % жетеді.

NaCl және CaCl₂тұздарының сулы ерітінділерін гидравликалық қысу ретінде пайдалану керек. 5.7-кестеде осы тұздарды тұтыну бойынша ұсыныстар берілген.

5.7-кесте. Теріс ауа температурасында гидротығындамаға арналған тұздардың шығыны

Р/с №	Тұз	1 кг судағы тұз мөлшері (г), температуралар үшін, ⁰С
Р/с №	Тұз	-5	-10	-15	-20	-25	-отыз	-40	-50
1	1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	NaCl	84	160	230	390	-	-	-	-
2	CaCl₂ _{_}	100	170	220	271	310	340	380	415

Теріс температура кезеңдерінде гидротығындаманы қолдану қиын. Мұндай жағдайларда қарлы-мұзды штрихты діңгек материалы ретінде пайдалануға болады.

Жару жұмыстары кезінде шахталардағы шаң мен газдардың концентрациясын төмендетудің ең кең тараған тәсілі оларды таратып, желдету ағынымен жою немесе шахта атмосферасында сұйылту болып табылады. Жер асты қазу және желдету шахтасымен ауаны шығару кезінде ылғал шаң бөлшектерінде конденсацияланады, бұл газ және шаң ағынының қозғалысы кезінде шаң бөлшектерінің іріленуіне және оның жауын-шашынына ықпал етеді. Мұндай шаңсыздандыру әсіресе ауа температурасы төмендегенде, су буы шаң бөлшектерінде олардың одан әрі коагуляциясы және центрден тепкіш циклондағы жауын-шашынмен конденсацияланған кезде күшті болады. Ауа ағыны біліктен жоғары өткен сайын ауа температурасы әрбір 100 м сайын 0,9 °С төмендейді. Сәйкесінше салыстырмалы ылғалдылық жоғарылайды, оқпандағы шық нүктесі пайда болады, ал ылғал (тамшылар мен тұман) шаңды ұстап, оны көбейтеді. Массасы артып, аэрозоль шұңқырға түседі, ол жерден дренаж жүйесі арқылы шахтадан шығарылады. Осылайша, жоғары ауа жылдамдығымен және жоғары ылғалдылықтағы терең білік немесе шұңқыр (су буы да, сұйық ылғалдылығы да) шаңды тазартатын ең үлкен әсерге ие болады. Шаң жалпы шахта кеңістігінде толығымен локализацияланған. Бұл процесс ауаның тереңдіктен жер бетіне шыққандағы көлемінің адиабаталық кеңеюімен түсіндіріледі.

Қазіргі уақытта жарылыс жұмыстарын механикаландыру және оңтайландыру үшін жарылғыш емес құрамдас бөліктерді (эмульсия, аммоний селитрасы, дизельдік отын және газ түзетін қоспалар) жару орындарына бөлек тасымалдауға арналған араластырғыш-зарядтау машиналары кеңінен қолданылады. эмульсия өндіретін зауытта немесе стационарлық пунктте), оларды өндірістік ЖЗ жарылыстарын (карьерлерде, құрылыс алаңдарында) өндіру орнында дайындау және диаметрі кемінде 90 мм құрғақ және су басқан ұңғымаларды механикаландырылған тиеу. қоршаған орта температурасы -40°С-тан +40°С-қа дейін. Ұқсас АЗМ үшін жүктеу технологиясы келесідей. Зарядтау шлангісін ұңғымаға түсіргеннен кейін сорғылар қосылады, эмульсия мен газ түзетін қоспаны мөлшерлейді, оларды араластыру статикалық араластырғыштан өту кезінде жүзеге асырылады. Әрі қарай, шлангты сорғыш барабан арқылы ағын зарядтау шлангісі арқылы ұңғымаға бағытталады. Бұл ретте жарылғыш заттардың зарядтау шлангінің бойымен қозғалуына төзімділігін төмендету үшін статикалық араластырғыштан кейін барабанға кірер алдында сорғы арқылы жеткізу жолына су шашатын ерітінді (немесе ыстық су) айдалады, ол майлаушы ретінде әрекет етеді. Зарядтау колоннасының үздіксіздігін қамтамасыз ету үшін ұңғымаға ЭЖЗ беретін эмульсиялық сорғының өнімділігін және зарядтау шлангінің көтеру жылдамдығын синхрондау қажет. АЗМ-да аралас жарылғыш заттарды жасау кезінде дизельдік отын саптамалар арқылы сорғы арқылы аммиак селитрасын мөлшерлейтін бұрандаға беріледі, содан кейін араластырғыш бұрандадағы АСДО (аммиак селитрасының дизель отынымен қоспасы) келген эмульсиямен араластырылады. АСДО қоспасы "су бағанының астындағы" зарядтау шлангісі арқылы сорғымен ұңғымаға айдалады немесе жоғарыдан беру шнегі арқылы оған беріледі.

Нарықта шетелдік компаниялар (Dino Nobel, ETI, MSI) және ресейлік өндірушілер (КНИИМ, НИПИГОРМАШ, "Нитро Сибирь" ЖАҚ және Белгород ауылшаруашылық машина жасау зауыты) шығаратын әртүрлі АЗМ түрлері бар. Бұл машиналар "ССГПО" АҚ кәсіпорындарында, орталық және оңтүстік Кузбасстың көмір шахталарында, "Ураласбест" АҚ, "Апатит" АҚ, "Якутуголь" мемлекеттік унитарлық кәсіпорнының карьерлерінде, Лебединский, Качканарский, Ковдорский ГОК және басқа тау-кен кәсіпорындарында жұмыс істейді.

Тағы бір әдіс электрлік емес бастама импульсін бірінші инициатордан соққы толқыны түтігі арқылы аралық электрлік емес детонаторға беру үшін құрылғылар мен әдістер жүйесін қолданудан тұрады. Электрлік емес инициация жүйелері дәстүрлі жүйелермен салыстырғанда жоғары сенімділікпен, қауіпсіздікпен түсіндіріледі және жарылыс энергиясын басқарудың жоғары мүмкіндіктері бар зарядтардың қысқа мерзімді жарылу схемаларын жасауға мүмкіндік береді.

Бұл әдіс қоршаған ортаға тікелей әсер етпейтініне қарамастан, ол ең жақсы қол жетімді тау-кен технологиясы болып табылады және тұрақты және сенімді жұмысты қамтамасыз етеді, осылайша зардаптары қоршаған ортаға барынша қолайсыз әсер ететін төтенше және төтенше жағдайлардың қаупін азайтады [31].

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Әдістемелердің айтарлықтай бөлігі Қазақстанның барлық дерлік тау-кен өндіру кәсіпорындарында қолданылады, енгізілді және кеңінен қолданылады. Оларды жеке де, комбинацияда да қолдануға болады. Шаңмен күресу әдістерінің ауқымы мен тиімділігі объектіге қажетті сұйықтықтар мен химиялық заттардың ырғақты жеткізілуін қамтамасыз етумен, сондай-ақ жарылғыш блоктардың бетін өңдеуге арналған механикаландырылған құралдардың болуымен байланысты.

Гидрошаңсыздандыру шаңның пайда болуын болдырмау үшін жеткілікті табиғи ылғалдылығы бар кендерді/концентраттарды пайдаланатын процестерге қолданылмайды. Теріс температура кезеңдерінде де қолдану шектелген.

Материалдың бетінде қыртыс түзетін ББЗ ерітінділерімен, полимерлі заттармен, эмульсиялармен және басқа химиялық реагенттермен шаңды басу экономикалық орындылығымен анықталады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты. Әдістемелердің көпшілігі айтарлықтай күрделі салымдарды қажет етпейді және ұйымдастырушылық сипатта болады.

Іске асырудың қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары. Бейорганикалық шаңның шығарындыларын азайту.

5.5.1.3. Тасымалдау, тиеу-түсіру операциялары кезінде ұйымдастырылмаған шығарындылардың алдын алуға және/немесе азайтуға арналған техникалық шешімдер

Сипаттама

Шикізатты тасымалдау, сондай-ақ тиеу-түсіру жұмыстары кезінде атмосфераға бос шығарындыларды болдырмау үшін қолданылатын әдістер немесе әдістер кешені.

Техникалық сипаттама

Шығарындылардың негізгі көздеріне мыналар жатады:

тау-кен массасын тасымалдау, тиеу және түсіру жүйелері;

көлік құралдарын пайдалану кезінде көтерілген жол шаңын тоқтата тұру;

іштен жанатын қозғалтқыштары бар темір жол көлігінің автокөліктері мен тартқыш құралдарын пайдалану кезіндегі газдар.

Тиеу-түсіру жұмыстары шаңның едәуір бөлінуімен бірге жүреді. Шаңның максималды мөлшері экскаваторлардың жұмысы кезінде, біршама аз – бульдозерлердің жұмысы кезінде бөлінеді.

Тау массасын тасымалдау кезінде автомобиль көлігі шаңды көп көтереді. Автокөлік пайдаланатын карьерлердегі автомобиль жолдары карьердегі шаң шығарудың барлық көздері бойынша шаң шығару балансында бірінші орындардың бірін алады. Олар барлық шығарылатын шаңның 70-90 % құрайды.

Конвейерді жеткізу кезінде шаңның пайда болуы конвейердің өзінің транспорттық беттерінен, бір конвейерден екінші конвейерге қайта тиеу нүктелерінде немесе конвейерді тиеу кезінде шаңды үрлеуден болады.

Біріктірілген көлікте шаң мен газдың ластануының себептері комбинацияға кіретін көлік түрлерінің әрқайсысымен және сонымен қатар көліктің бір түрінен екіншісіне ауыстырып тиеу пункттерінде шығарылатын шаңның көп мөлшерімен байланысты. Карьерді тасымалдаудың барлық түрлерінде тау-кен массасын түсіру орындарында және оны сақтау кезінде шаңның көп мөлшері бөлінеді.

Қазу және тиеу жұмыстары, шикізат пен материалдарды тасымалдау/тасымалдау кезінде қоршаған ортаның ластануын болдырмау үшін қолданылатын шараларға мыналар жатады:

шаңды материалдарды түсіру, қайта тиеу, тасымалдау және өңдеу орындарында шаңның шығуын болдырмау үшін тиімді шаң жинау жүйелері, сору және сүзу жабдықтары бар жабдық;

тау-кен массасын алдын ала ылғалдандыруды, техникалық сумен суаруды, экскаватор беттерін жасанды желдетуді қолдану;

стационарлық және жылжымалы гидробақылау-сорғы қондырғыларын дөңгелектер мен рельстерде пайдалану;

жебе аймағына су шашу және экскаватор шелегін шұңқырлау үшін әртүрлі суару құрылғыларын пайдалану;

шаң түзетін материалдарды ауыстырып тиеу процесін ұйымдастыру;

техникалық сумен суару арқылы автомобиль жолдарын шаңды басу;

беткейлер мен карьер жолдарын шаңды басу процесінде шаңды байланыстыру үшін әртүрлі беттік белсенді заттарды қолдану;

теміржол вагондары мен автокөлік органдарын паналау;

теміржол вагондарында тасымалдау кезінде жүктің үстіңгі қабатын тегістеуге және нығыздауға арналған құрылғылар мен қондырғыларды пайдалану және т.б.;

шаңды материалдарды тасымалдау үшін пайдаланылатын автокөлік құралдарын тазалау (шанағын, дөңгелектерін жуу);

тау-кен массасын тасымалдау үшін конвейер мен пневматикалық көліктің әртүрлі түрлері мен түрлерін пайдалану;

көлік құралдарының түтінін және уыттылығын өлшеуді және отын жабдықтарын бақылау-баптау жұмыстарын жүргізу;

іштен жанатын қозғалтқыштардың пайдаланылған газдарын тазартудың каталитикалық технологияларын қолдану.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Бұл әдістерді қолдану атмосфераға бейорганикалық шаң шығарындыларының айтарлықтай төмендеуіне қол жеткізуге және азот оксидтері NO_xжәне көміртек тотығы CO шығарындыларын азайтуға мүмкіндік береді.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Жолдарда шаңның шығуын болдырмау және шаңды басу үшін келесі әдістер қолданылады: жолдарды сумен сумен, гигроскопиялық тұздардың ерітінділерімен суару; түрлі эмульсиялармен жол бетін өңдеу. Шаңды сумен басу тау-кен кәсіпорындарында шаң жүктемесін азайтудың кең таралған шараларының бірі болып табылады. Шаңды сумен шашыратқыштармен басу тиімділігі жабынның желге төзімділігіне байланысты 95 % дейін жетеді.

Карьер жолдарын шаңды басатын заттармен өңдеу жол төсемін дайындаудан және оның бетін өңдеуден тұрады. Бульдозер немесе автогрейдер тау жыныстарының төгілген жерлерін тазарту және жол төсеніштерін тегістеу үшін қолданылады. Содан кейін үстіңгі илемделген жабын қабаты 4-5 см тереңдікте жыртқыштармен жойылады, содан кейін ол шаңды басатын құралмен өңделеді, ол суару машинасының тесілген құбырынан гравитацияның пайда болуын болдырмау үшін қолданылады. осы заттың ауадағы аэрозольі. Бастапқы өңдеу кезінде шаңды басатын зат шығыны 2,0–5,0 л/м², келесі өңдеулер кезінде – 1,2–2,5 л/м². Көбінесе жолдарды суару үшін БелАЗ, КамАЗ негізіндегі суару машиналары қолданылады. Шаңды басуға арналған суды алу учаскенің ішінде орналасқан тұндырғыштардан және жер бетінде орналасқан уақытша су жинағыштан жүзеге асырылады.

Ылғалды әдісті жылы мезгілде жуу режимінде жұмыс істейтін суару машиналарының көмегімен пайдалану ұсынылады. Тұрақты технологиялық жолдардың айтарлықтай су ағыны бар учаскелерінде сумен жабдықтаудың электр вентильдерін автоматты басқаратын стационарлық суармалы сумен жабдықтау жүйесін пайдалану ұсынылады.

Құрғақ жолды тазалау әдісі суды пайдалану шектелген жерлерде және суық мезгілде қолданылады. Тазалау жеңіл немесе орташа бульдозерлермен, автогрейдерлермен, әмбебап фрезерлік тиегіштермен немесе тісті фидерлері бар қар тиегіштермен жүргізіледі. Қатты және мұздатылған жабындары бар жолдардағы шаңды тазалауды сыпырушылар жүргізу ұсынылады.

Қыста, қарапайым қар болмаған жағдайда, қар қаруының көмегімен пайда болған жасанды қарды қолдану арқылы шаңды азайтуға болады. Жасанды қармен шаңды басуды ауадағы шаңға әсер ету арқылы да, қазу және тиеу алдында қопсытылған тау массасын қармен жабу арқылы електен өткізу арқылы да жүргізуге болады. Мұндай қондырғыны пайдалану ЭКГ-8И экскаваторының жұмыс аймағындағы ауаның шаңдылығын 96,5 % төмендетеді.

Тас төселген жолдарда шаң түзілуін азайту үшін жолдың тау-кен массасының төгілген жерлерін дер кезінде жою, сонымен қатар металл щеткалары бар суару және жинау машиналарын пайдалана отырып, оны кірден дер кезінде тазарту қажет.

Темір жолды пайдалану кезінде шаңды бақылау үшін тасымалдау тасымалданатын жыныс массасының бетін шаңды байланыстыратын материалдармен бекіту, пленкамен жабу, сондай-ақ тасымалданатын материалдың беткі қабатын сумен ылғалдандыру қолданылады.

Конвейерлік тасымалдауға көшу тасымалдау пункттерінен бос шығарындыларды азайтады, олардың санын қысқартады немесе оларды толығымен жояды, бір уақытта жұмыс істейтін тиеу жабдықтарының санын қысқартады, технологиялық пойыздардың санын және тау массасын тасымалдауға арналған пайдалану шығындарын азайтады. Бұл технологияны қолдану мыналарға мүмкіндік береді:

1 км-ге 1 тонна тау-кен массасын тасымалдау кезінде пайдалану шығындарын 25 %-дан астам төмендету;

кен концентратының өзіндік құнын 18 %-ға төмендету;

жабдықтың санын азайта отырып, тасымалданатын тау-кен массасының көлемін ұлғайту;

қалдықтардың түзілуін (артық салмақты) 50 %-ға азайту;

шаң шығарындыларын 33 %-ға азайту.

Конвейерлік көлікте тасымалданатын материалдың бетінен ауа ағындары арқылы шаңның ұшып кетуіне жол бермеу үшін конвейердің жұмыс істейтін және бос тұрған тармақтарын толығымен жабатын әртүрлі конвейер қақпақтары қолданылады. Конвейердің бос тұрған тармағынан шаңның шығуын азайту таспаны жабысатын материалдан тазалау арқылы жүзеге асырылады. Конвейерден конвейерге тасымалдау пункттері аспирациялық қалқандармен жабдықталған.

Конвейерлік көлікпен тасымалдау кезінде шаңның шығуын болдырмаудың тиімді әдістерінің бірі сусымалы материалдарды оңтайлы ылғалдылыққа дейін ылғалдандыру болып табылады. Суару мен ылғалдандырудың тиімділігін беттік-белсенді заттардың (ББЗ) ерітінділерін қолдану арқылы арттыруға болады, мысалы, Прогресс ылғалдандырғыштың 0,025 % ерітіндісі, полиакриламидтің 0,3 % ерітіндісі, ДБ 0,5 % ерітіндісі, Материалдарды оңтайлы ылғалдылыққа дейін ылғалдандыру шаң шығару қарқындылығын он есе азайтуға және тасымалданатын материалдың бетінен шаңды ауа ағынының айтарлықтай салыстырмалы жылдамдығында (6,5 м/с дейін) тіпті болдырмауға мүмкіндік береді. .

Барлық дерлік карьерлерде тиеу-түсіру жұмыстары кезінде шаң түзілуін азайту үшін гидроспрей қолданылады. Осы мақсатта темір жол платформасында, самосвалдардың шассиінде гидравликалық қондырғылар қолданылады. Цистернаның сыйымдылығы 24–25 м³самосвал негізіндегі қондырғыүш экскаватордың беткейлеріндегі тау жыныстарының массасын суаруды қамтамасыз етеді. Гидравликалық қондырғыларда әртүрлі конструкциядағы су ағынды саптамалар, гидравликалық мониторлар, сондай-ақ өрт саптамалары қолданылады. Кейбір жағдайларда су ағыны құрылғысы ретінде ауылшаруашылық жаңбырлатқышта қолданылатын ДДН типті қондырғылар қолданылады. 4–8 атм қысыммен сумен жабдықтау желісіне қосылған саптамасы 25 мм гидромониторларды пайдаланған кезде шаң құрамы 5–6 есеге азаяды. Өрт саптамасы бар ПН-25 типті өрт сорғысын пайдаланған кезде ағынның диапазоны 50-60 м жетеді, ал су ағынының жылдамдығы 95-140 м^3/сағ. Тау массасын түсіру, үйіндіге төсеу кезінде жылжымалы немесе стационарлық қондырғыларды пайдалана отырып, сумен ылғалдандыру арқылы шаң түзілуін азайтуға болады.

Жер қазу жұмыстары кезінде шаңның шығуын болдырмау, қопсытылған тау жыныстарын ылғалдандыру құлауда негізінен жылжымалы стационарлық суару қондырғыларын қолдану арқылы суару арқылы жүзеге асырылады. Опырау кезіндегі тау-кен массасын ылғалдандыру, оны жарылыстан кейін бір мезгілде газсыздандыру жылжымалы желдету және суару қондырғыларының көмегімен мүмкін болады. Сонымен қатар, шаң түзілуінің төмендеуімен қатар, бұл схема жаппай жарылыстан кейін жабдықтың тоқтап қалу уақытын 3-4 есе азайтуға мүмкіндік береді. Карьерлердің экскаватор беттеріндегі тау-кен массасын ылғалдандыру дөңгелектер мен рельстердегі жылжымалы гидромониторлы-сорғы қондырғылары арқылы жүзеге асырылады. Темір жол көлігі карьеріне қолданғанда жалпы сыйымдылығы 250–300 м³су болатын 5–6цистернадан тұратын гидравликалық пойыз қолданылады. Олар әрқайсысының өнімділігі 300 м 3 /сағ ДДН-70 немесе ДДН-50 типті екі суару қондырғысымен және 50-70 мреактивті диапазонмен жабдықталған. ММҚ-да гидромониторлардың су ағындарының параметрлерін өзгерту үшін диаметрі 40-тан 60 мм-ге дейін ауыстырылатын саптамалар қарастырылған. Автокөліктерді пайдаланатын карьерлерде әртүрлі жүк көтергіштіктегі самосвалдар негізіндегі суару гидромониторы қондырғылары қолданылады. Мысалы, гидромонитормен жабдықталған суару машиналарын, мысалы, БелАЗ-7648 автомобильдерін (сыйымдылығы 32 м ³) пайдаланып, беткі суару арқылы ылғалдандыру. Жазғы кезеңде қазылған жыныс массасының 25 % дейін сумен суаруға жатады. Су ағынының бүріккіш радиусы – 60 м.Ауаның шаңмен ластануын 10 г/т өндірілген тау жыныстары массасына дейін төмендету. Контейнер мөрленген самосвал корпусы болып табылады; гидромониторға су беретін сорғының әрекеті қуат алу құрылғысының көмегімен жүзеге асырылады. Сою оның жоғарғы бөлігінде көбірек суарылады; беттің түбіне судың ағуына байланысты төменгі бөлігі ылғалданған. Суару құралдары беткейге және экскаваторға қатысты желдің бағытын ескере отырып, кертпештің жоғарғы немесе төменгі платформасында, орналастыруға ыңғайлы жерде немесе бульдозердің көмегімен жоспарланған кертпеге тікелей орналастырылуы керек. Суару машиналарын сумен толтыру ішінара су қоймаларынан – карьер суларының ұңғымада орналасқан тұндырғыштарынан және жер бетінде орналасқан уақытша резервуар – қоймадан жүзеге асырылуы жоспарлануда [45].

Қоймаларда қайта тиеу және тиеу кезінде тау-кен массасын ылғалдандыру, әдетте, стационарлық суару қондырғыларын қолдану арқылы жүзеге асырылады. Ол үшін қойма аумағында су қоймалары, тұрақты орнатылған сорғылар, құбырлар желісі және гидравликалық бақылаулар бар. Қоршаған ортаға зиянды әсерді азайту үшін ашық қоймаларды шаңға қарсы қорғаныс қоршауларымен жабдықтауға болады.

Автокөліктердің пайдаланылған газдарымен ауаның ластануын азайту үшін мыналар қолданылады: пайдаланылған газдарды олардың термиялық каталитикалық тотығуымен бейтараптандыру, отынға токсикалық емес немесе аз уытты тоқырауға қарсы қоспаларды, ал дизельдік қозғалтқыштар үшін - түтінге қарсы қоспаларды қолдану.

Автокөлік отынының магниттік өңдеуі пайдаланылған газдардың уыттылығын 50 %-ға дейін төмендетуге мүмкіндік береді.

Шығарылатын газдардың уыттылығын айтарлықтай төмендету әртүрлі конструкциялардың түрлендіргіштерін пайдалану кезінде мүмкін болады. Пайдаланылған газдарды каталитикалық бейтараптандыру кезінде көміртек оксиді диоксидке айналады, көмірсутектер суға және көмірқышқыл газына тотығады, азот оксиді молекулалық азотқа дейін тотықсызданады.

Химиялық реакциялар келесідей жүреді:

2CO + O₂= 2CO₂

C_xH_y+ O₂→ CO₂+ H₂O

2NO + 2CO =N₂+ 2CO₂

Ең тиімдісі - платина катализаторларын қолдану. Олар улы заттардан шығарылған газдарды 96-98 % бейтараптандыруға мүмкіндік береді. каталитикалық түрлендіргіштер көміртегі тотығын тазалау тиімділігін 75 % дейін қамтамасыз ету, көмірсутектер – 70 % дейін және альдегидтер – 300 ^°C жоғары пайдаланылған газ температурасында 80 % дейін.

Жанармайдың барынша толық жануын қамтамасыз ету үшін іштен жанатын қозғалтқыштардың отын жабдықтарын реттеу жүйелі түрде жүргізілуі керек. Әр ауысым сайын вагондар желіге кірген кезде пайдаланылған газдардағы улы қоспалардың құрамын бақылау және белгіленген нормалардан ауытқу жағдайында реттеу қажет.

Жанармай қоспалары олардың толық жануын қамтамасыз етеді және пайдаланылған газдардағы улы компоненттердің мөлшерін азайтады. Мысалы, дизельдік қозғалтқыштарда қолданылатын отынға ИХП типті қоспаны қолдану түтіннің екі есе азаюына мүмкіндік беретіні анықталды. Дизельдік қозғалтқыштар үшін құрамында 15–20 % су бар отын-су эмульсияларын қолдану да пайдаланылған газдардағы зиянды заттардың құрамын айтарлықтай төмендетеді [46].

Кросс-медиа әсерлері

Қосымша ресурстар мен материалдардың қажеттілігі.

Пайдаланылған газды тазарту жүйелерінің болуы қозғалтқыш қуатын азайтады.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Экономика

Әрбір жағдайда жабдықтың құны жеке болып табылады.

2020 жылы Михайловский ГОК-да бірегей ұсақтау-конвейер кешені ашылды. Кешеннің өнімділігі жылына 15 миллион тонна кенді құрайды, жобаға салынған инвестиция 6 млрд рубльді құрайды. 2022 жылы "Металлоинвест" Лебедин тау-кен байыту комбинатында циклді-ағынды технологиялар кешенін (ЦАТ) пайдалануға берді. Құны шамамен 14 миллиард рубль болатын инвестициялық жобаны жүзеге асыру үшін 5 жылға жуық уақыт қажет болды.

Іске асырудың қозғаушы күші

экологиялық заңнама талаптары. Бейорганикалық шаң мен пайдаланылған газдардың шығарындыларын азайту.

5.5.1.4. Кендерді және оларды қайта өңдеу өнімдерін сақтау кезіндегі ұйымдастырылмаған шығарындыларды азайтуға және (немесе) болдырмауға бағытталған техникалар

5.5.1.4.1. Тасты топырақты, ірі ұсақталған бос жыныстарды пайдалана отырып, қалдыққойманың қоршаушы бөгеттерінің қиябеткейлерін нығайту

Сипаттама

Шаңды беттердің ауданын азайту үшін қалдыққоймаларының қоршаушы бөгеттерінің қиябеткейлерін нығайту кезінде тасты топырақты, ірі ұсақталған бос жыныстарды пайдалану.

Техникалық сипаттама

Екі немесе одан да көп бөлімшелердің каскадтарын құрайтын қалдыққоймаларды салу және қайта құру кезінде қоршаушы бөгеттер, әдетте, тік ядро немесе көлбеу экран түрінде жоғарғы көлбеу бойымен су өткізбейтін элементтері бар ірі топырақтардан немесе жартасты жыныс массасынан толтырылуы және салынуы керек. Мұндай қалдыққоймалардың бөгеттерін тек төмен қарай еңіске қарай салу керек, әсіресе орташа тәуліктік температураның ұзақ кезеңі -5^оС төмен аймақтарда. Жартасты үйінділер болмаған жағдайда, каскадтағы бөгеттердің биіктігін экранды ұзартумен бірге тек төменгі еңіске қарай арттыруға болады. Каскадты құрайтын бөлімшелерде қолданыстағы құрылыс нормалары мен ережелеріне сәйкес үстіңгі бөліктің бөгетін бұзу кезінде пайда болатын селді орналастыру үшін жеткілікті резервтік көлемдер болуы немесе белгіленген тәртіпте селдің қауіпсіз жерге өтуін және бұрылуын қамтамасыз ететін апаттық төгілу (арна) болуы керек..

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Қалдыққоймалардан шығатын шаңды азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

2020 жылы Солтүстік тау-кен байыту комбинатында қалдық қоймаларының шаңды карталарын сақтау бойынша жұмыстар жүргізілді. Жаңа қалдық қоймаларының шаңын азайту үшін компания тау жыныстарын өлшеу технологиясын қолданды. "Жастық" ретінде өндіріс қалдықтары – қалдық қалдықтары пайдаланылады. Екінші қабатты жабу үшін – тас. Зауыттың экологиялық қызметінің бағалауы бойынша жарты метрлік қиыршық тас қабаты құрғақ жерде жылына жеті тоннадан астам шаңды берік ұстайды. Сондай-ақ таусылған қалдық қоймаларының карталарын тау жыныстарымен толтыру шарасын жүзеге асырдық.

Кросс-медиа әсерлері

Ақпарат жоқ.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Қолданылатын.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Іске асырудың қозғаушы күші

Қалдық қоймаларынан шығатын шаңды азайту. Экологиялық заңнама.

5.5.1.4.2. Борпылдақ аршылым (ағаш отырғызу) үйінділерінің бойындағы шекара бойымен орман қорғау алқабын орналастыру

Сипаттама

Өсімдіктердің ішінде ағаштардың шаң өткізбейтін қасиеттері басым болады. Әртүрлі ағаш түрлерінің шаң өткізбейтін қасиеттерінің тиімділігі әртүрлі және ағаштың құрылымына, оның жел өткізбейтін қабілетіне байланысты.

Техникалық сипаттама

Жолақтардың жел өткізбейтін тиімділігі олардың құрылымына, дизайнына, биіктігіне, еніне, көлденең қимасының пішініне және ашық жұмыс дәрежесіне байланысты. Қорғаныс әрекетінің ең үлкен ауқымы (50-60 ағаш биіктігі) үрленген құрылымы бар жасыл екпелер жолақтары (төменгі жағында бос орындар бар). Ашық жолақтардың артында (оңтайлы ажур 30-40 %), бұл аймақтар біршама кішірек (45-50 биіктік). Жел өткізбейтін жолақтар (жоғарыдан төменге қарай тығыз) ең аз жел өткізбейтін әсерге ие (35-40 биіктік).

5 қатарда орналасқан биіктігі 10 м ағаш жолағы желдің жылдамдығын екі есе, ал 60 м қашықтықта азайтуы мүмкін.

Бұдырлы, қатпарлы, бүрлі, түкті қабатты, жабысқақ жапырақты ағаштар шаңды жақсы ұстайды. Бұдырлы жапырақтар және майда бүртікті жапырақтар (мамыргүл, мойыл, аюбадам) тегіс жапырақтарға (үйеңкі, шаған, қына ағаш) қарағанда шаңды жақсы ұстайды. Киіз мамықты жапырақтардың шаңды тұту жағынан қатпарлы жапырақтардан айырмашылығы жоқ, бірақ олар жаңбырмен жуылмайды. Жабысқақ жапырақтардың өсіп-жетілу кезеңінде шаң ұстау қасиеті жоғары болады, бірақ бара-бара мұндай қасиетін жоғалтады. Қылқанжапырақты тұымдастарда қылқанжапырақ салмағының бір бірлігіне, жапырақтың бір бірлігінің салмағымен салыстырғанда 1,5 есе көп шаң тұтылады және шаңнан қорғау қасиеті жыл бойы сақталады. Өсімдіктердің шаң өткізбейтін қасиеттерін біле отырып, көгалдандырылған аумақтың мөлшерін өзгерте отырып, ағаш тұқымын және ағаш отырғызудың қажетті тығыздығын таңдай отырып, шаң өткізбейтін әсерге қол жеткізуге болады. Жауын-шашын екпелер мен ауа бассейнін шаңнан тазарта отырып, шаң-тозаңды жер бетіне қайтарады. Ауадағы шаң мөлшері ауаның ылғалдылығына және желдің жылдамдығына байланысты өзгереді.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Үйінділердің шаңдануын азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Үйінділердің шаңдануын 55 г шаң/т үйіндіге түсетін тау жыныстарының массасына дейін азайту.

Кросс-медиа әсерлері

Ақпарат жоқ.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Табиғи мекендеу ортасын ескере отырып қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Іске асырудың қозғаушы күші

Үйінділердің шаңдануын азайту. экологиялық заңнама талаптары.

5.5.1.4.3. Жел экрандарын пайдалану

Сипаттама

Шаңды азайту үшін модульдік, шектеулі элементтерден тұратын жел экраны жүйесі қолданылады.

Техникалық сипаттама

Жел тосқауылы – шаңның ықтимал көзінің айналасында созылған синтетикалық материалдан жасалған арнайы тор. Жасушалық құрылымның арқасында жел тосқауылы ол арқылы өтетін ауа ағындарының жылдамдығын 75 % немесе одан да көп төмендетеді. Бұл ауадағы шаңның мөлшерін айтарлықтай азайтады. Сонымен қатар, бүкіл стекті жел тосқауылымен қоршаудың қажеті жоқ, оны жиі және тұрақты жел бағытына орнату жеткілікті. Жел тосқауылы күшті желге, ультракүлгінге төзімді.

Жел мен шаң тосқауылдары жел жылдамдығын және учаскелердегі турбуленттілікті азайту арқылы жел ағындарын басқарады және қайта бағыттайды. Жел қабырғамен соқтығысқанда ауа ағынының механикалық энергиясы азаяды, соның нәтижесінде жел жылдамдығы төмендейді. Бұл кезде үлкен құйынды ағындардың күші мен мөлшері азаяды.

5.10-cурет. Жел экранын пайдалану

Қатты құрылым жаңа ауа ағындарын төменірек жылдамдықпен және қарқындылықпен тудырады, бұл шаңның дисперсиясын алаң ішінде де, одан тыс жерде де айтарлықтай төмендетуі мүмкін [47].

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Қалдықтардың шаңдануын азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Желден қорғауды пайдалану кезінде шығарындыларды (шаңдану) азайту 65-80 % құрайды.

АҚШ-та шаңды басу үшін шаң TAMER™ жел экран жүйелері қолданылады.

Кросс-медиа әсерлері

Ақпарат жоқ.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Жалпы қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Іске асырудың қозғаушы күші

Қалдық қоймаларынан шығатын шаңды азайту. Экологиялық заңнама.

5.5.1.4.4. Тауарларды (жүктерді) сақтау және қоймалау кезінде ластаушы заттардың шығарындыларын азайту әдістері

Тауарларды (жүктерді) сақтау және қоймалау кезіндегі ЕҚТ төмендегі шараларды қамтиды:

1) суда еритін органикалық қосылыстары бар концентраттар, ағындар, Қатты отындар, сусымалы материалдар, кокс және қайталама материалдар сияқты шаңсыз материалдарды жабық сақтау;

2) суда еритін органикалық қосылыстары бар шаң түзетін материалдардың немесе қайталама материалдардың герметикалық қаптамасы;

3) түйіршіктелген немесе агломерацияланған материалды сақтауға арналған жасырын бөліктер;

4) ағып кетуді анықтаудың сенімді жүйелері және толып кетудің алдын алу үшін дабылы бар резервуар деңгейін көрсету;

5) реактивті материалдарды бірдей сыйымдылықтағы химиялық төзімді бункерлерге орналастырылған екі қабатты резервуарларда немесе резервуарларда сақтау және өткізбейтін және сақталатын материалға төзімді қойманы пайдалану;

6) ауамен әрекеттесетін материалдарды сақтау үшін инертті газдың қорғаныш жабындарын пайдалану;

7) сақтау аймағын үнемі тазалау және қажет болған жағдайда сумен ылғалдандыру;

8) қатардың бойлық осінің сыртқы сақтау жағдайында желдің басым бағытына параллель орналасуы, сыртқы сақтау жағдайында мүмкіндігінше бірнеше қатардың орнына бір қатардың қалыптасуы;

9) сыртта сақтау жағдайында желдің жылдамдығын төмендету үшін қорғаныш отырғызу, жел қоршаулары немесе левард бекіткіштері;

10) пайдалану ашық қоймаларды дренаждау үшін май және қатты ұстағыштар. Жоңқалар сияқты мұнай шығаруы мүмкін материалды сақтау үшін жиектері немесе басқа ұстау құрылғылары бар бетон аймақтарын пайдалану;

11) сәйкес келмейтін материалдарды бөлек сақтау (мысалы, тотықтырғыштар мен органикалық материалдар).

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Шаңның, металдардың және басқа қосылыстардың бақыланбайтын шығарындыларының алдын алу.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Жабық қоймаларда материалдардың, демек, ондағы тұтқындардың құндылықтарының жоғалуы минимумға дейін азаяды, бұл оларды салу шығындарын тез өтейді. Біріктірілген іріктеу жүйелерін пайдалану сақтауға себілген шикізаттың сапасын анықтауға және бақылауға мүмкіндік береді.

Әдетте концентраттарды сақтау зауыттарында ені 24-30 м және орталық теміржол түсіру эстакадасы бар бір қабатты тікбұрышты қоймалар кеңінен қолданылады. Қойма Ұзындығы 18 м бөліктерге бөлінген, әр бөлім белгілі бір материалды сақтауға арналған және сыйымдылығы 950-1300 м³. Бөлімдердегі жылытылатын түбі мұздатылған концентраттарды жылытуға мүмкіндік береді.

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

Концентраттары бар контейнерлерді түсіру, оларды тасымалдау және бос ыдыстарды теміржол платформаларына тиеу жөніндегі операциялар көпір кранының көмегімен орындалады.

Концентраттар қатарға салынып, қоймадан грейферлік крандармен шығарылады. Кран концентратты шағын қабылдау бункеріне береді, одан концентрат таспалы қоректендіргіштің көмегімен көлбеу таспа тасымалдағышқа түседі және шихта дайындауға жіберіледі.

Қойма үй-жайларының сыйымдылығы оларда зауыт жұмысының 10-30 тәулігіне шикізат, флюстер және басқа да материалдар қоры сақталатындай болуға тиіс.

Хобокен "Umicore" компаниясында шикізатқа арналған қойма үй - жайлары толығымен жабық. Өндірістік алаңдар мен жақын маңдағы жолдар мен алаңдарды қарқынды тазалау жұмыстары жүргізілуде. Қарқынды шаң басу аймақтары сумен суарылады, жел барометрі пайдаланылады, оған сәйкес шикізатты өңдеу және жылжыту ауа-райына байланысты шектеледі немесе кейінге қалдырылады.

2021 жылдың наурыз айында KGHM (Глогов) металлургия зауытында ұйымдастырылмаған шығарындылардың алдын алу үшін сумен суару жүйелерімен және жабық фильтрат жинау жүйесімен жабдықталған қорғасыны бар материалдар қоймасының құрылысы аяқталды.

2020 жылы "ММК" жақ темір рудасы шикізатының ашық және жабық қоймасында шаңды басу жүйесін енгізу ұйымдастырылмаған шаң шығарындыларын 200 тоннаға қысқартуға ықпал етті. Аглошихта дайындау цехтарында орнатылған шаңды басу жүйесі екі кезеңнен тұрады: бастапқы шаңды басу қойма шекараларында шаңның локализациясын қамтамасыз ететін саптамалық жүйелердің арқасында жүреді, осылайша материалды түсіру кезінде шаңның шығуына жол бермейді; екінші шаң басуды қар генераторлары жүзеге асырады. Жүйені пайдалану тиімділігі 70 % - дан асады. Жергілікті шаңды басу жүйесі Көмір дайындау цехында, ең шаңды жерлерде қолданылды. Бүгінгі таңда цех шаңды басудың бес жүйесімен жабдықталған, бұл 80 % - да мәлімделген тиімділікке қол жеткізуге мүмкіндік берді.

2021 жылы Орталық Орал мыс балқыту зауытының (ОТМК металлургиялық кешенінің кәсіпорны) аумағында интеллектуалды бақылау жүйесімен ауаны автоматты түрде айдау функциясы бар мыс концентратын сақтауға арналған пневмокаркас Ангары орнатылды. Үрлемелі ангарды орнату қажеттілігі мыс балқыту цехында күрделі жөндеу жүргізу кезеңінде концентраттарды қосымша сақтау орындарының қажеттілігімен негізделді.

Кросс-медиа әсерлері

Энергия ресурстарының қосымша көлеміне қажеттілік:

шаң-газ ұстаудың желдету жүйелерін пайдалану;

суды бүрку арқылы шаңды басу процесінде ылғалданған шикізатты кептіру қажеттілігі.

Материалдарды ылғалдандыруға арналған су шығыны. Жабдыққа қызмет көрсету процесінде қосымша қалдықтар.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Жалпы қолданылады.

Экономика

2007-2008 жылдары Бельгиядағы "Metallo-Chimique" зауыты шаңды материалдарды сақтайтын жабық аймаққа 6,5 миллион еуро инвестициялады. Сақтау аймағы 8000 м2 және 180000 м3 құрайды және қойманың максималды сыйымдылығы 20000 тонна. Қойманың максималды өнімділігі-жылына 50000 тонна.

Гамбургтегі "Aurubis" компаниясында жеңдік сүзгіге (70 000 Нм3/сағ) қосылған ендірілген ұсақтау, елеу және тасымалдау қуаты бар жабық сақтау аймағын (5000 м2) салу 7,5 млн еуро күрделі шығындарды тартты.

Орталық Орал мыс балқыту зауытында пневмокарк ангарын орнату жобасының құны мен іске асырылуы қарапайым қойманы күрделі салу кезінде қажет болатын шығындардан 80 % - дан астам төмен болды.

Экономикалық тұрғыдан тиімді, бірақ жеке көзқарасты қажет етеді.

Сынақтан өтті, ЭЫДҰ елдерінде қолданылды.

Іске асырудың қозғаушы күші

Қоршаған ортаға эмиссиялардың алдын алу/қысқарту бөлігінде экологиялық заңнаманың талаптары.

Шикізатты үнемдеу, ұсталған бөлшектерді өндірістің технологиялық цикліне қайтару.

5.5.1.4.5. Алюминий өндірісінде қолданылатын материалдарды тасымалдау кезінде шығарындыларды азайту әдістері

Алюминий өндірісінде пайдаланылатын материалдарды тасымалдау кезіндегі ЕҚТ мынадай шараларды қамтиды:

1) тозаңданбайтын қатты материалдарды өңдеуге арналған жабық конвейерлер, түйіршіктелген материалдарды өңдеуге арналған қолайлы контейнерлер;

2)беру нүктелерінен, сүрлемдік желдеткіш саңылаулардан, пневматикалық беру жүйелерінен және конвейерді тасымалдау нүктелерінен Шаңды алу және сүзу жүйесіне қосу (шаң түзетін материалдар үшін);

3) көлік арақашықтықтарын барынша азайту, конвейерлік таспалардың, механикалық күректердің немесе ұстағыштардың құлау биіктігін азайту;

4) материалдардың түсу немесе еркін түсу жылдамдығын азайту, ашық таспалы конвейерлердің жылдамдығын реттеу (<3.5 м/с);

5) тасымалдау конвейерлері мен құбырларын ағып кетуді тез анықтау үшін жер үстіндегі қауіпсіз ашық учаскелерге орналастыру, сондай-ақ көлік құралдары мен басқа да жабдықтардың зақымдануын болдырмау.

Қол жекізілген экологиялық пайда

Шаңның, металдардың және басқа қосылыстардың ұйымдастырылмаған шығарындыларының алдын алу.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Материалдарды іріктеу және талдау жүйелерін шикізат материалдарының сапасын анықтау және одан әрі өңдеу операцияларын дайындау үшін өңдеу және тасымалдау жүйесіне біріктіру.

Кросс-медиа әсерлері

Энергия ресурстарының қосымша көлеміне қажеттілік:

шаң-газ ұстаудың желдету жүйелерін пайдалану;

суды бүрку арқылы шаңды басу процесінде ылғалданған шикізатты кептіру қажеттілігі.

Материалдарды ылғалдандыруға арналған су шығыны. Жабдыққа қызмет көрсету процесінде қосымша қалдықтар.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Жалпы қолданылады.

Экономика

Деректер жоқ

Іске асырудың қозғаушы күші

Қоршаған ортаға эмиссиялардың алдын алу/қысқарту бөлігінде экологиялық заңнаманың талаптары. Шикізатты үнемдеу, ұсталған бөлшектерді өндірістің технологиялық цикліне қайтару.

5.5.2. Атмосфералық ауаға ұйымдастырылған шығарындылардың алдын алуға бағытталған ЕҚТ

5.5.2.1. Шаң шығарындыларын тазалаудың заманауи әдістерін қолдану

Шаңнан шығарындыларды тазалаудың заманауи әдістерін қолдану мыналарды көздейді:

түтін газдарын алдын ала өңдеу сатысында ірі бөлшектерді (>20 мкм) жою үшін гравитациялық тұндырғыш камераларды пайдалану;

басқа газ тазалау жабдықтарының қызмет ету мерзімін арттыруға мүмкіндік беретін абразивті бөлшектерді жою үшін түтін газдарын алдын ала тазалау сатысында құрғақ шаң жинағыштарды (циклондарды) пайдалану;

инерцияның әсерінен сұйық бетіндегі қатты шаң бөлшектерін кетіру үшін дымқыл шаң жинағыштарды (Venturi скрубберлері; қапталған скруббер) пайдалану;

электрофильтрлерді қолдану (құрғақ және дымқыл). Қатты бөлшектерді шайқау және одан кейін шаңнан тазарту үшін кептіріңіз. Жоғары ылғалдылық жағдайында тазалауға арналған дымқыл. Шаң бүріккіш сумен жуылады.

жұқа және өте ұсақ бөлшектерді кетіру үшін жеңдік сүзгілердіқолдану

шаңды терең тазарту үшін гибридті жеңдік сүзгілерді(электростатикалық тұндырғыш + жеңдік сүзгі) пайдалану;

SOx пен шаңды бір уақытта ұстау үшін дымқыл скрубберлерді пайдалану.

Суару бағандары арқылы жойылатын бөлшектердің ең аз мөлшері >10 мкм, динамикалық және соқтығысты тазартқыштар арқылы - >2,5 мкм, Вентури скрубберлері арқылы - >0,5 мкм.

импульстік тазалаумен сүзгілерді қолдану [48].

ұсақ бөлшектерді кетіру үшін керамикалық және ұсақ көзді металл сүзгілерді пайдалану.

5.5.2.2. Жеңдік сүзгілер (фторлы сутекті алу және процеске қайтару үшін жаңа глинозем қосатын опция ретінде)

Сипаттама

Шаң жинайтын жабдықтың көптеген түрлерінің ішінде тазалау тиімділігі мен әмбебап сипаттамаларына байланысты жеңдік сүзгілер кеңінен қолданылды. Жеңдік сүзгілердің басты артықшылығы - шаңнан газды тазартудың жоғары сапасы.

Шығарылған шаңды кетіру тығыз тоқылған немесе киізден жасалған матадан өтуге негізделген, оның көмегімен қатты бөлшектер матаға електен немесе басқа әдістермен жиналады.

Жеңдік сүзгілер – экологиялық ең таза және тиімді шаң жинау жабдығы.

Электролиздік газдарды фтор қосылыстары мен шаңнан тазарту үшін реакторлар мен жеңдік сүзгілерде глиноземмен "құрғақ" газды тазарту жүйесі қолданылады. Электролизерлерден шығарылған газдар коллектордан келіп, реактор - жеңдік сүзгі модульдері арқылы өтеді, онда олар фторид сутегі мен шаңнан тазартылады және желдеткіштер арқылы атмосфераға шығарылады. Әрбір сүзгіден бұрын ластанған газ ағынына жаңа (бастапқы) глинозем мөлшерленеді. Фторлы сутегінің адсорбциясы реакторда да, сүзгі қаптарындағы глинозем сүзгі қабатында да жүреді. Глиноземмен және шаңмен ластанған газ барлық шлангтарға сүзгіге кіретін жерде орнатылған тарату құрылғысы арқылы біркелкі беріледі. Адсорбцияланған фторидтері мен шаңы бар глинозем сүзгі жеңдерінде адсорбция және шаң жинау орын алатын сүзгі қабатын құрайды. Жеңдердегі шаң сығылған ауамен импульстік үрлеу арқылы жойылады. Ауа электрмагниттік клапандар арқылы беріледі. Импульстер бағдарламалаудың электрондық жүйесі арқылы орнатылады. Ұсталған алюминий оксиді мен шаң сүзгі бункеріне жиналады. Тазартылған газ таза газ коллекторына жіберіледі және құбырлар арқылы атмосфераға шығарылады. Қалдықтар (фторланған) глинозем электролизерлерге жіберіледі. Құрғақ газды тазарту қондырғыларында фтор қосылыстары мен электролиз шаңын ұстау дәрежесі ≤99 % құрайды [49].

Техникалық сипаттама

Технологиялық жабдықты өндіру және пайдалану процесінде шаңның пайда болуымен байланысты қиындықтар жиі кездеседі. Бұл мәселе металлургиялық кәсіпорындарды да айналып өтпеді.

Жеңдік сүзгілердің жұмыс істеу қағидаты лас ауаның тоқыма емес сүзгі материалының тесіктері арқылы өтуіне негізделген. Шаңды ауа кіретін құбыр арқылы газ құбыры арқылы лас газ камерасына түседі және сүзгі қаптарының бетінен өтеді. Сүзгі материалына шаң түседі, ал тазартылған ауа таза газ камерасына түседі, содан кейін сүзгіден шығарылады. Сүзгі материалының бетінде шаң жиналатындықтан, ауа қозғалысына қарсылық артады және сүзгі қаптарының өткізу қабілеті төмендейді. Қапшықтарды ұсталған шаңнан тазарту үшін олар жеңдік сүзгіні қалпына келтіру әдісіне байланысты сығылған ауамен немесе дірілдеумен қалпына келтіріледі. Манжеттерден шығарылған шаң сақтау бункеріне түседі және түсіру құрылғысы арқылы шығарылады.

Өнеркәсіпте ең көп таралғаны - жеңдік (мата) сүзгілер. Құрылымдық жағынан иілгіш фильтрлеуші қалқа гильза түрінде жасалады, сондықтан иілгіш сүзгі қалқалары бар сүзгілерді "жеңдік" сүзгілер деп атайды.

Олар екі түрдегі сүзгі материалдарын пайдаланады: әртүрлі табиғи және синтетикалық талшықтардан жасалған маталар және тоқыма емес материалдар.

Металлургиялық зауыттарда шаңды газдарды сүзу үшін, негізінен табиғи талшықтардан (жүннен), жүннің синтетикалық талшықпен (капрон) қоспаларымен, синтетикалық талшықтардан – полиакрилонитрилден (нитрон), полиэфирден (лавсан) жасалған маталар мен тоқыма емес материалдар, жоғары температура төзімділік (оксалон, фенилон), силиконмен қапталған шыны талшықтардан жасалған.

Мата сүзгілері парақтар, картридждер немесе гильзалар (ең көп таралған түрі) түрінде жасалады.

Тәжірибеде мата сүзгілерін пайдалану үлкен сүзгілеу алаңдарын пайдаланумен байланысты, бұл сүзгі корпусының істен шығуына және тиісінше ұйымдастырылмаған шаңның шығуына әкелетін сүзгідегі қысымның рұқсат етілмейтін төмендеуін болдырмау қажеттілігімен түсіндіріледі. .

Жеңдік сүзгілерде көбінесе диаметрі 100–300 мм қаптар болады. Қаптың ұзындығы әдетте 2,4–3,5 м.Қап жасау үшін сүзгі маталары газдың сипаттамаларына және оның шаң құрамына байланысты таңдалады.

Корпустың пішініне сәйкес жеңдік сүзгілер тікбұрышты және сирек дөңгелек және сопақ болуы мүмкін. Қазіргі уақытта жеңдік сүзгілердің кең таралған түрлері: ФРКИ, ФРКН, ФРО, ФРОС, ФРКДИ, ФРУ, УРФМ, СМЦ, РФГ-УМС, Г4-БФМ және т.б.

Сүзу процесінің тиімділігіне (әсіресе 1 мкм-ден кіші бөлшектер үшін) бөлшектердің электр заряды айтарлықтай әсер етеді: бөлшектерде қарама-қарсы зарядтардың болуы сүзгілеу тиімділігін арттырады. Бұл әсер ылғалдың жоғарылауында (70 %-ға дейін) және газ бен шаң ағынының жоғары жылдамдығында (6 м/мин дейін) әлсіз болады.

Ең көп таралған тазалау әдістері кері ауа ағыны, механикалық араластыру, діріл, төмен қысымды ауа пульсациясы және сығылған ауа пульсациясы болып табылады. Акустикалық шелектер сүзгі қаптарын тазалау үшін де қолданылады. Стандартты тазалау механизмдері гильзаның бастапқы күйіне оралуын қамтамасыз етпейді, өйткені матаның тереңдігінде орналасқан бөлшектер талшықтар арасындағы саңылаулардың көлемін азайтады , дегенмен бұл субмикронды буларды тазалаудың жоғары тиімділігін қамтамасыз етеді.

Жеңдік сүзгілердің құрылмасының негізгі блоктары мен схемалық схемасы келесі элементтерден тұрады:

лас газ камерасы;

таза газ камерасы;

сөмке сүзгісінің корпусы;

монтаждау тақтасы (таза және лас камера арасындағы бөлу тақтасы);

сүзгі сөмкелері;

қабылдағыштары, пневматикалық клапандары, тазарту құбырлары бар регенерация жүйесі;

шаң ағызу құрылғысы және тірегі бар бункер;

басқаруды автоматтандыру жүйесі.

5.10-сурет. Жеңдік сүзгінің конструкциясы

Жеңдік сүзгілерде тазалаудың тиімділігі негізінен аппараттың гильзалары жасалатын сүзгі матаның қасиеттеріне, сондай-ақ бұл қасиеттердің тазартылатын ортаның және ондағы ілінген бөлшектердің қасиеттеріне қаншалықты сәйкес келетініне байланысты. Матаны таңдау кезінде газдардың құрамын, шаң бөлшектерінің сипаты мен мөлшерін, тазалау әдісін, қажетті тиімділік пен экономиканы ескеру қажет. Газдың температурасы, газды салқындату әдісі, егер бар болса, нәтижесінде пайда болатын су буы және қышқылдың қайнау температурасы да ескеріледі.

Аспирацияға арналған жеңдік сүзгілер шаңсыздандыру құрылғыларының "құрғақ" түріне жатады, бұл сүзгілер электр сүзгілеріне немесе дымқыл газ тазалау жабдықтарына қарағанда жоғары тиімділікке ие. Соңғы кезеңде бұл құрылғылар жұмыс істегеннен кейін шаңның мөлшері текше метрге 10 миллиграмнан аспайды. Бұдан да төмен қалдық шаңы бар сүзгілер де бар - текше метрге 1 миллиграмға дейін. Жеңдік сүзгілерден басқа фильтрациялық материалдардан жасалған тазалау қаптары бар. Оларды +260 °C дейінгі температурада қолдануға болады [50].

Қап сүзгілердің артықшылықтары мен кемшіліктері

Дизайнының әмбебаптығына, сондай-ақ опциялардың кең ауқымына байланысты жеңдік сүзгілер көптеген артықшылықтарға ие және әртүрлі салаларда кеңінен қолданылады. Артықшылықтарының бірі - олар өндірістік желіге оңай біріктіріледі, тар өлшемдер жағдайларына бейімделуі мүмкін. Құрғақ типтегі шаң жинағыштардың ішінде жеңдік сүзгілер ең жоғары тазарту дәрежесіне ие - 99 % дейін. Олардың салыстырмалы түрде төмен пайдалану шығындары бар, олар сүзгі қаптарын 2-3 жылда бір рет (бұл кезең қоршаған ортаның агрессивтілігіне, температура мен ылғалдылыққа байланысты) жоспарлы ауыстырумен және пневматикалық клапандарды мерзімді ауыстырумен шектеледі. Сөмке сүзгілері сыртқы ауа температурасы -60 °C-қа дейінгі қатал қыс жағдайында, сондай-ақ жылытылатын бөлмеде тиімді жұмыс істей алады, мұны сөзсіз артықшылықтарға жатқызуға болады.

Сонымен қатар, жеңдік сүзгілердің кемшіліктері бар. Олардың бірі - арнайы талаптарға ие қысылған ауаны жеткізу қажеттілігі. Мысалы, 150- 200 мың м3/сағ ластанған газды сүзуді қамтамасыз ететін үлкен сүзгілер үшін 4000 л/мин сығылған ауа беру қажет. Кейбір сүзгілер үшін мета-арамидтен, шыны талшықтан, полиимидтен және басқа да қымбат материалдардан жасалған жеңдерді пайдалану қажет, олардың дұрыс таңдауы олардың қызмет ету мерзіміне байланысты. Сүзгі материалын таңдаудағы қателер бүкіл жабдықты пайдалану құнының айтарлықтай өсуіне әкеледі. Гипстердің сүзу материалы сүзілетін ортаның сипаттамаларына, шаңның қасиеттеріне және жұқалығына байланысты таңдалады. Жеңдік сүзгілерде қолданылатын негізгі материалдар: полиэстер (P), мета-арамид (AR), полиимид (P84), шыны талшық (FG), политетрафторэтилен (PTFE), полиакрилонитрил (PAN), полифенилен сульфиді (PPS) және т.б. [51].

Сүзгілерді тазалау тиімділігі бойынша салыстыру

Сүзгілердің оңтайлы түрін таңдау үшін келесі факторларды ескеру қажет:

сүзу процесінің түпкілікті мақсаты тек бағалы фильтратты немесе тұнбаны алу ма, әлде екеуін де бір уақытта алу ма;

сүзілген заттың және алынған тұнбаның қасиеттері;

өндірістік процестің басқа шарттары.

Қысқа сүзгілеу циклдарында үздіксіз сүзгілер осылайша оңтайлы жұмыс істейді. Тұнбаны жуу және түсіру автоматты түрде жүзеге асырылады. Мұндай құрылғыларда процестің жүру жылдамдығы пакеттік сүзгілермен салыстырғанда әлдеқайда жоғары. Үздіксіз сүзгілер, егер суспензияның құрамы тұрақты болса және өндіріс ауқымы салыстырмалы түрде үлкен болса, пайдалану үшін оңтайлы болып табылады.

Мерзімді сүзгілер ұзақ сүзу циклдарында жұмыс істеу үшін қолданылады. Себебі, қайталама операциялардың жиі қайталануы олардың өнімділігін айтарлықтай төмендетеді. Мұндай сүзгілер шағын өнеркәсіптерде және қиын бөлінетін шөгінділермен жұмыс істеу үшін кеңінен қолданылады.

Айта кету керек, көптеген салалар үшін үздіксіз сүзгілер жоғары құнына қарамастан ең оңтайлы шешім болып табылады.

Үзіліссіз сүзгінің ең көп тараған түрі сүзгі прессі болып табылады. Мұндай құрылғылар сусыздандырылған тұнбаны алу қажет болған жағдайда оңтайлы болып табылады.

Ашық типтегі нутч сүзгілер, әдетте, мұқият жуылған тұнбаны алу қажет болса, кристалдық заттарды бөлу үшін қолданылады. Жабық типті сорғыш сүзгілерді пайдалану сүзгі бетінің шағын болуына байланысты шектелген.

Жеңдік сүзгілер, әдетте, құнды сүзінді алу үшін қолданылады және сусыздандырылған шламды алуға жарамсыз. Дөңгелек элементтері бар сүзгілердің конфигурациясы тікбұрышты элементтерге қарағанда ыңғайлы.

Жеңдік сүзгілердігаздарды тазарту үшін қолдануға болмайды, өйткені олар ыстық және химиялық агрессивті. Сонымен қатар, мұндай сүзгілер тез ластанады, ал одан да жаманы – тез бұзылады. Дәл осы себептерге байланысты кейбір жағдайларда газдарды электрлік тазартуды қолданған жөн.

Жеңдік сүзгілер газдарды ұсақ дисперсті шаңнан және ылғалдануы қиын шаңнан (күйе және мырыш оксиді) сапалы түрде тазартады. Бірақ мұндай сүзгілер газдарды химиялық агрессивті газдардан, ылғалды және жабысқақ шаңнан тазарта алмайды.

5.8-кесте. Тазалау тиімділігі бойынша сүзгілерді салыстыру

Р/с №	Құрылғы түрі	Бөлінген шаң бөлшектерінің мөлшері, мкм	Тазарту дәрежесі, %
1	2	3	4
1	Шаң жинау камералары	≥100	40 - 60
2	Желбезекті күлтұтқыштар	≥25	60 - 75
3	Циклондар: конустық	≥15	≤90
4	Циклондар: батарея	≥15	≥95
5	Жеңдік сүзгілер	≥2	≥99,5
6	Висцинді сүзгілер	≥10	≥99
7	Ылғалды тазартқыштар	≥0,1	90 - 99
8	Электр сүзгілер	≥0,005	≤99,5

Бақылау

Сүзгінің дұрыс жұмыс істеуін қамтамасыз ету үшін келесі функциялардың бірін немесе бірнешеуін пайдалану қажет.

Сүзгі материалын таңдауға және бекіту және тығыздау жүйесінің сенімділігіне ерекше назар аударылады. Тиісті техникалық қызмет көрсетуді орындау. 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 шаң құрамын үздіксіз бақылау. Қажет болса, тозған немесе зақымдалған жеңдер бар жеке бөліктерді анықтау үшін құрылғы сүзгіні тазалау жүйесімен өзара әрекеттесуі керек.

Қажет болса, газды салқындату және ұшқынды сөндіруді қолдану. 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 қолдануға 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.

ДСП газды жоюдың бірлескен жүйесінің ең маңызды және жауапты элементі шаң жинағыштар – 10-20 мг/м³ аспайтын концентрацияларға дейін шығарындыларды шаңнан тазартуды қамтамасыз ететін қапшық сүзгілері болып табылады. Электр балқыту өндірісіндегі импульстік регенерациясы бар жеңдік сүзгінің ұзақ, жоғары тиімді жұмысының мысалы ретінде 1989 жылы "Днепроспецсталь" ААҚ ЭСПЦ-2-де электр пешінің Шаң-газ секрецияларын ұстау мен тазартудың кешенді жүйесінің бөлігі ретінде 50 тонналық ДСП үшін пайдалануға берілген ФРИР-7000 сүзгісі болып табылады. 20 жыл ішінде сүзгі 10-20 мг/м³ аспайтын шаңға дейін шығарындыларды тазартуды қамтамасыз етеді. ФРИР-5600, ФРИР-4000, ФРИР4600, ФРИР-1120Х2 сүзгілері бар газ тазартқыштар Серов, Ақсу, Запорожье, Челябі (ЧЭМК) зауыттарында салынып, пайдаланылуда.

Қап сүзгілері Солтүстік және Оңтүстік Америка, Еуропа, Африка, Азия, Австралия елдерінде кеңінен қолданылады. Мысалы, Ресейде олар "Сибелькон" ЖШҚ, "Кондор-Эко" ЖАҚ, "Гайский ГОК" ЖАҚ кәсіпорындарында 95 %-ға дейін шаңды кетіру тиімділігімен енгізілген.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Шаңды шығаруды азайту. Өлшемі 2,5 микронға дейінгі қатты бөлшектерді және басқа қосылыстарды жою.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Белгілі бір газ тәрізді ластаушы заттарды алып тастау оларды шаң жинайтын камерадан кейін орналасқан және қосымша материалдарды, соның ішінде натрий әкінің/бикарбонатының адсорбциясы мен құрғақ үрлеуін енгізуге байланысты жүйелермен біріктірген жағдайда мүмкін болады. Жеңдік сүзгілерді пайдаланған кезде тұнба мен ағынды суларды тазартудың қажеті жоқ. Өтімділік пайдаланылатын тазалау жабдығының түріне байланысты және 99 %-дан 99,9 %-ға дейін болуы мүмкін.

Кросс-медиа әсерлері

Сүзгі матасын, егер оны қалпына келтіру мүмкін болмаса, әр 2-4 жыл сайын ауыстыру керек (өмір сүру ұзақтығы әртүрлі факторларға байланысты). Сорғы арқылы өтелуі керек қысымның төмендеуі, нәтижесінде қосымша энергия шығынына әкеледі. Жеңдік сүзгілер ұсақ бөлшектерді ұстауда өте тиімді болғандықтан, олар микрон асты бөлшектер түріндегі түтін газдарының шаңында 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. Шаң жинаудың тиімділігі артқан сайын электр энергиясының шығыны артады. Сүзгі материалдарының шығыны.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Жалпы қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Іске асырудың қозғаушы күші

Қоршаған ортаға эмиссияларды азайту. Шаңды процеске қайтару мүмкін болса, шикізатты үнемдеу. экологиялық заңнама талаптары. Ресурстарды үнемдеу.

5.5.2.3. Циклондар

Сипаттама

Циклондар құрылмасының қарапайымдылығына, пайдалану сенімділігіне және үнемділігіне байланысты шаңның барлық түрінен құрғақ ауаны тазарту үшін кеңінен қолданылады. Циклондық шаң жинағыш түтін-ауа массасын ілінген шаңды қатты бөлшектерден тазартады, ал циклондық шаң жинағыш инерциялық типтегі аппараттарға жатады. "Циклондар" шаң жинағыштары жоғары сенімділігімен ерекшеленеді.

Техникалық сипаттама

Циклондардың жұмыс істеу қағидаты орталықтан тепкіш инерциялық бөліну әрекетіне негізделген, ол шаңды құрғақ әдіспен жинау тиімділігін арттыруды және өнімнің ұсақ фракцияларын сақтауды білдіреді. Ластанған газ шаң жинағышқа құрылғының үстіңгі жағындағы саптама арқылы түседі. Аппарат ішінде орталықтан тепкіш күштің әсерінен газдар ағыны қабатталып, қатты бөлшектер цилиндр қабырғаларына лақтырылып, ауырлық күшінің әсерінен шаң жинағыш камераға түседі. Тазартылған газ шаң жинағыштан шығатын құбыр арқылы шығады.

Циклондық шаң жинағыштың тиімділігі тікелей аппараттың геометриялық өлшемдеріне байланысты. Циклондық шаң жинағыштың диаметрі неғұрлым аз болса және кіріс құбыры неғұрлым тар болса, тазалау сапасы соғұрлым жоғары болады.

Шаң ұстағыштардың циклондары өзінің жұмыс сипаттамалары бойынша басқа типтегі шаң жинағыштардан асып түседі. Бұл құрылғының дизайнының қарапайымдылығы сенімділікті, орнатудың қарапайымдылығын анықтайды. Құрылғының элементтеріне ыңғайлы қол жеткізу техникалық қызмет көрсету процесін жеңілдетеді. Газды тазалаудың жоғары өнімділігін және ұзақ қызмет ету мерзімін атап өткен жөн. Циклон типті шаң жинағышты коррозиялық, жоғары температуралы газдар үшін пайдалануға болады.

Шаң ұстағыш циклондар құрылыс, химия, ағаш өңдеу және металлургия өнеркәсібінде кеңінен қолданылады [53].

Циклондар 10 микроннан асатын шаң бөлшектерінен 80-95 % тиімділікпен газды тазартуды қамтамасыз етеді. Негізінен, оларды газдарды алдын ала өңдеу үшін пайдалану ұсынылады және жоғары тиімді құрылғылардың (мысалы, сүзгілер немесе электрофильтрлер) алдына орнату ұсынылады. Кейбір жағдайларда циклондардың қол жеткізілген тиімділігі атмосфераға газдарды немесе ауаны шығару үшін жеткілікті. Шаңды ауа циклон денесіне 20 м/с дейінгі жылдамдықпен еніп, дене қабырғасы мен ішкі түтік арасындағы сақиналы кеңістікте айналмалы қозғалыс жасап, дененің конустық бөлігіне әрі қарай жылжиды. Орталықтан тепкіш күштің әсерінен радиалды қозғалатын шаң бөлшектері корпустың қабырғаларына басылады. Шаңсыз ауа ішкі құбыр арқылы шығады, ал шаң жинау жәшігіне түседі. Сыйымдылығына байланысты циклондарды бір-бірден орнатуға болады (бір циклондар) немесе екі, төрт, алты немесе сегіз циклондар (топтық циклондар) топтарына біріктірілуі мүмкін.

Циклон өлшемін таңдау кезінде циклонның диаметрінің ұлғаюымен ауаның тазарту дәрежесінің төмендейтіні ескеріледі. Абразивті шаңды ұстау үшін диаметрі 800 мм-ден аз циклондар ұсынылмайды.

Қоршаған ортаның температурасы 40 °С-қа дейінгі циклондарды өндіруге арналған материал – көміртекті болат, -40 °С төмен температурада – төмен легирленген болаттар.

5.9-кесте. ЦН-11, ЦН-15, ЦН-24 циклондарының негізгі параметрлері

Р/с №	Газдың рұқсат етілген шаңдылық мөлшері, г/м ³
1	2	3
1	Бос шаң үшін	1000-нан аспайды
2	Орташа жабысқақ шаң үшін	250
3	Тазартылған газ температурасы, °C	400-ден аспайды
4	Максималды қысым (вакуум), кгс/м2 (кПа)	500 (5)
5	Циклонның гидравликалық кедергі коэффициенті:
6	Бір циклондар үшін	147
7	Топтық циклондар үшін:
8	"Ұлумен"	175
9	Жинақпен	182
10	Оңтайлы жылдамдық, м/с:
11	Қалыпты жағдайда, Vts (Vin)	3,5 (16,0)
12	Абразивті шаңмен жұмыс істегенде Vts (Vin)	2,5 (11,4)

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Атмосфераға шаң шығарындыларын азайту. Келесі тазалау қадамдарына дейін (қажет болса) ластаушы заттардың жүктемесін азайту.

5.11-сурет. Циклонның жұмыс жасау қағидаты

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Циклондық құрылғылар төмен құны, жоғары өнімділігі, құрылысы мен техникалық қызмет көрсетудің қарапайымдылығымен ең көп таралған құрғақ механикалық шаң жинағыштар болып табылады.

Циклондық құрылғылар келесі артықшылықтарға ие:

құрылғыда қозғалатын бөліктердің болмауы;

500 °С дейінгі газ температурасында сенімді жұмыс;

жоғары газ қысымында жұмыс істеу мүмкіндігі;

өндірудің қарапайымдылығы.

Кемшіліктері мыналар:

5 микроннан аз бөлшектерді нашар ұстау;

газдарды жабысқақ ластаушы заттардан тазарту үшін пайдаланудың мүмкін еместігі.

Ластанған ауаны тазалаудың қандай түріне байланысты циклонның әрбір түрі белгілі бір мақсатқа ие.

Сондықтан ЦН-11, ЦН-15 типті циклондар өте жабысқақ және жарылғыш заттарды қоспағанда, шаңнан құрғақ ауаны тазарту үшін қолданылады.

СИОТ типті циклондар цементтеу және талшықты қоспағанда, ластанған ауаны шаңнан ылғалды тазалауға арналған.

ЦН-15 типті циклондар циклондардың ең әмбебап түрі болып табылады. Олар белгілі бір технологиялық процестер (кептіру, күйдіру, агломерация, отынды жағу және т.б.) кезінде бөлінетін газдарды, сондай-ақ әртүрлі өнеркәсіп салаларындағы (қара және түсті металлургия, химия, мұнай және машина жасау) аспирациялық ауаны химиялық тазалауға арналған. салалары, құрылыс материалдарының өнеркәсібі, энергетика және т.б.). Жарылыс қаупі бар ортада ЦН-15 типті циклондарды пайдалануға жол берілмейді; олар сондай-ақ қатты жабысқақ шаңдарды, әсіресе циклондардың диаметрі шағын ұстау үшін ұсынылмайды.

ЦН-11 циклондары сусымалы материалдарды, сондай-ақ күлді тасымалдау кезінде әртүрлі ұнтақтау және ұнтақтау қондырғыларында пайда болатын құрғақ шаңның аспалы бөлшектерін газ тәрізді ортадан бөлуге арналған.

СИОТ типті циклондар. СИОТ типті құрғақ циклондар ауа мен газдарды біріктірілмейтін талшықты емес шаңнан дөрекі және орташа тазалауға арналған.

СИОТ циклонының құрылмасы корпустың цилиндрлік бөлігінің болмауымен және кіріс құбырының үшбұрышты пішінімен сипатталады. Бұл циклон тиімділігі жағынан ЦН-15 циклонынан кем түспейді. Циклондар желдеткіштің сорғыш жағында да, шығару жағында да орнатылады. Абразивті шаңдардан ауаны тазалау кезінде циклонның төменгі бөлігі корунд цементімен брондалған болуы керек. Жобалар циклоннан ауа шығарудың бірнеше түрін қарастырады:

бұрандалы қақпағы бар ағытқыш;

ағытқыш - жалпақ қалқан;

қақпағы бар білік.

Шаңды ұстау дәрежесі бөлшектердің өлшеміне және циклон дизайнына өте тәуелді және ластаушы 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:

Циклонның конустық бөлігінде шаң жиналмауын қамтамасыз ету керек. Циклон астында оны жинау үшін арнайы бункер қарастырылған.

Циклонның төменгі жағындағы ауаның ағып кетуіне жол берілмейді. Шаң жинағыш ауа өткізбейтін болуы керек. Бункерден шаңның түсуі клапандар кезектесіп жұмыс істейтіндей реттелетін қос жарқылды жапқышы бар салалық құбыр арқылы жүзеге асырылады.

Циклондардың стандартты конструкциялары 400 °С аспайтын газ температурасында және 2,5 кПа артық емес қысымда (вакуумда) жұмыс істей алады.

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.

Диаметрі 800 мм және одан жоғары циклондардағы жабыспайтын шаңның бастапқы концентрациясы 400 г/м ^{3 дейін рұқсат етіледі}. Шаңдар мен кішірек циклондарды жабыстыру үшін шаң концентрациясы 2-4 есе төмен болуы керек.

Циклон тұрақты газ жүктемесімен жұмыс істеуі керек. Ағынның айтарлықтай ауытқуы кезінде жекелеген элементтерді өшіру мүмкіндігімен циклон топтарын орнату керек.

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 дене ұзындығы;

циклондағы газдың айналымдар саны;

циклон корпусының диаметрінің шығыс диаметріне қатынасы;

циклонның ішкі қабырғасының тегістігі.

Тиімділік төмендейді:

газдың тұтқырлығын арттыру;

циклондық камераның диаметрін ұлғайту;

газ тығыздығының жоғарылауы;

газ кірісіндегі арнаның көлемін ұлғайту;

ауа шаң шығатын тесікке ағып кетеді.

Циклонға техникалық қызмет көрсету талаптары төмен және циклонды эрозияға немесе коррозияға тексеру үшін оңай қол жетімділікті қамтамасыз ету керек.

Циклондарда мөлшері 0,01–0,02 мм шаң бөлшектерін ұстау дәрежесі және циклондарды пайдалану кезіндегі тазалау тиімділігі 5.10-кестеде көрсетілген.

5.10-кесте. Циклондарды пайдалану кезіндегі тазалау тиімділігі

Р/с №	Бөлшектердің дисперсиясы	Теориялық тазалау тиімділігі
1	2	3
1	20 µm -ден астам	≈ 99 %
2	10 µm -ден астам	≈ 95 %
3	5 µm -ден астам	≈ 80 %

Бақылау

Циклон өнімділігінің деңгейін изокинетикалық сынама алу зондының немесе УФ, бета негізіндегі өлшегіштің көмегімен кіріс және шығыс газ ағынындағы бөлшектердің концентрациясының қатты бөлшектер концентрациясын бақылау арқылы анықтауға болады.

"Лебединский ГОК" ОАО қатты заттардан газдарды тазарту үшін жоғары тиімді құрғақ циклонды пайдаланады, содан кейін 99,48 % тазалау тиімділігімен ылғалды шаңсыздандыру қолданылады [54].

"ССТБӨБ" АҚ нысандарында түйіршіктерді күйдіру учаскесі үшін ЦН-11, ЦН-15 циклондары қолданылады, шаң бөлшектерін ұстау тиімділігі 96,5 % құрайды.

Кросс-медиа әсерлері

Қосымша энергия шығыны 0,25–1,5 кВтсағ/1000 Нм³. Қайта пайдалану/қайта өңдеу мүмкін болмаса, шаң қалдықтарын тастау керек. Тиісті циклонды күтудің, тозуға қарсы қорғаныстың болмауы қосымша шығарындыларға әкелуі мүмкін.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Циклондарға берілетін газ құбырларын жобалау кезінде циклонның кірісінде газ және шаң ағынының біркелкі бөлінуін тікелей кіріс құбырының алдынан түзу учаскелер жасау немесе арнайы құрылғыларды, мысалы, ағынды тарататын бағыттаушы қалақтарды орнату арқылы қамтамасыз ету керек. газ құбырларының көлденең қимасы бойынша. Циклондардың тікелей маңындағы пайдаланылған газ түтіктеріндегі күрт бұрылыстар циклондардағы газдардың таралуының біркелкілігіне кері әсер етуі және аппараттың кедергісін арттыруы мүмкін, сондықтан олардан аулақ болу керек. Айнымалы газ ағыны бар қондырғылар үшін, мысалы, жазғы және қысқы уақытта әртүрлі қуаттылықтағы металлургиялық зауыттардың қазандықтарында сорғы құрылғыларымен жабдықталған бірнеше топтық немесе бір циклондарды пайдалану жоспарланады.

Бір және топтық циклондарды орнату тігінен жүзеге асырылады, осылайша шаң шығаратын жер түбіне бағытталған.

Кейбір жағдайларда бір циклондардың көлденең орналасуына рұқсат етіледі. Бұл жағдайда бункердің арнайы құрылмасы болуы керек.

Көп жағдайда циклондар ауаны ластау стандарттарына сай келмейтін төмен тиімділік көрсеткіштеріне байланысты жеңдік сүзгілер және электрофильтрлер сияқты тиімдірек жүйелер үшін алдын ала тазартқыштар ретінде пайдаланылады. Ұсақтау, ұнтақтау, сондай-ақ шашыратып кептіру процестерінен кейін шикізатты алдын ала дайындау кезінде кеңінен қолданылады.

Құрғақ сығылған ауаның болуы қажет (әдетте сүзгі мен май-ылғал сүзгісінің жанында қажетті сыйымдылықтағы компрессорды орнату арқылы шешіледі. Желдеткіш дөңгелектердің тозуын тудыратын абразивті шаңнан газдарды тазарту үшін циклондарды желдеткіштің алдына орнату керек. жанкүйерлер [55].

Экономика

Қатты заттардың төмен концентрациясы бар шығарылған газдарды тазалауға арналған циклондар жоғары концентрациясы бар газ ағынын тазалауға арналған ірі қондырғыға қарағанда біршама қымбатырақ болады. Сондықтан үнемдеу әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Іске асырудың қозғаушы күші

Шаңды шығаруды азайту.

Шаңды процеске қайтару мүмкін болса, шикізатты үнемдеу.

Экологиялық заңнама

5.5.2.4. Гибридті жеңдік сүзгі (электр сүзгі + жеңдік сүзгі )

Сипаттама

Өнеркәсіптік қатты газ шығарындыларын тазалаудың аралас әдісінің мәні максималды әсерге қол жеткізу үшін екі немесе одан да көп (электр сүзгі + жеңдік сүзгі) тазалау әдістерін бір уақытта қолдану болып табылады. Біріктіру үшін тазалау әдістерін таңдау өнеркәсіптік шығарындылар мен қолданылатын технологиялық жабдықтардың ерекшеліктеріне байланысты.

Техникалық сипаттама

Қазіргі электр сүзгілердің негізгі айырмашылығы - олардың "гибридтілігі" болып табылады. Олардың екеуі де жартылай электрлік, бір бөлігі жеңдік сүзгіден тұрады. Бұл компрессорлық және сорғы станциялары қосымша орнатылған, шаң камерасы газ таратушы қораппен және суық ауа ағыны жүйесімен жабдықталған тұтас кешен.

Бүкіл әлемде "гибридті" технология өнеркәсіптік газдың шығарындыларын шаңнан тазарту тұрғысынан озық болып саналады, сондықтан өнеркәсіптік кәсіпорындарда электрофильтрлерді ауыстыруды ең алдымен маңызды экологиялық шара ретінде қарастырған жөн. Гибридті сүзгілер – бір құрылғыдағы жеңдік сүзгілер бар электр сүзгілердің тіркесімі. Олар негізінен қолданыстағы электр сүзгілерді жаңғыртудың нәтижесі болып табылады және ескі жабдықтың кейбірін қайта пайдалануға мүмкіндік береді.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

ГТҚ модернизациясы арқылы, электростатикалық сүзгілерді гибридті сүзгілермен ауыстыру арқылы шаң шығарындыларын азайту

Атмосфераға шығарындылардың айтарлықтай төмендеуі

Электр сүзгілермен салыстырғанда суды пайдалану азаяды.

Сөмке сүзгілерімен салыстырғанда өндіріс шығындары/қалдықтары азайтылды.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

"Қазақстан алюминиі" АҚ-ның қақтау пештерінде орнатылған жаңа жабдықтың (гибридті жеңдік сүзгі) тазалау тиімділігі шамамен 99,99 % немесе шамамен 1,5 мг/м³ шаң шығарындыларын құрайды. Бұл серпінді және перспективалы жобаны жүзеге асыру тұрақты өндірістік көрсеткіштерді сақтай отырып, шаң шығарындыларын жылына 2376 тоннаға біртіндеп азайтуға мүмкіндік береді [9].

5.11-кесте. Гибридті сүзгілердің параметрлері

Р/с №

Параметрлер

Мағынасы

1	2	3
	Газ ағыны	156 000 Нм³/сағ
1	Түтін газының температурасы	425 ° C дейін
2	Түтін сорғыш	500 кВт
3	Қысым астында	50 мбар
4	Жеңнің беті (ұзындығы)	6м.
5	Пештен кейінгі қатты бөлшектердің (шаң) құрамы, гибридті сүзгі кірісі	2200 мг/ ^м3
6	Болжалды нәтиже тазалаудан кейін розеткадағы қатты бөлшектердің (шаң) мазмұны болып табылады	50 мг/м³
7	Қол жеткізілген нәтиже	<1,5 мг/ м³

Кросс-медиа әсерлері

Газдың жоғары температурасы, температураның секірулерін апатты түрде тоқтату қажеттілігі, пешті іске қосу және тоқтатудың күрделі және өзгермелі алгоритмі.

CO концентрациясы жоғары болса, жарылыс қаупі бар.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Алюминий өндірісінде қолданылатын техникалық шешімдер.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Іске асырудың қозғаушы күші

Шаң шығарындыларының айтарлықтай төмендеуі. Тұрғындар үшін жоғары әлеуметтік әсер. Заңды талаптар.

5.5.2.5. Электр сүзгілер

Сипаттама

Әдіс тәж разряды аймағындағы газдың әсерлі иондалуына негізделген. Бұл жағдайда ион заряды қоспа бөлшектеріне ауысады және бұл бөлшектер жинағыш және тәж электродтарында тұндырылады. Электр сүзгінің жұмысы электрлік зарядталған шаң бөлшектерін электр өрістерінде тұндыру процесіне негізделген.

Техникалық сипаттама

Электр сүзгі – электрлік күштердің әсерінен газдарды аэрозоль, қатты немесе сұйық бөлшектерден тазартатын құрылғы. Электр өрісінің әрекеті нәтижесінде зарядталған бөлшектер тазартылып жатқан газ ағынынан шығарылады және электродтарға түседі.

Бөлшектерді электрлік зарядтау тәж (жоғары вольтты) және жинаушы (жерлендірілген) электродтар арасындағы электр өрісінде пайда болатын тәж разрядының өрісінде жүзеге асырылады. Электр сүзгі болат корпустан тұрады, онда механикалық жабдық – электр сүзгінің белсенді бөлігі орналасқан.

Электр сүзгінің корпусында тік бұрышты секция бар, оның ұштарына бекітіледі: газ кіретін жерінде – диффузор, газ шығатын жерінде – шатастырушы. Корпустың төменгі бөлігінде ұсталған шаңды жинауға және кетіруге арналған бункерлер бар. Корпус салқындату мен ылғалдан қорғау үшін сыртқы жағынан жылу оқшаулағышымен және профильді парақпен жабылған.

Корона электродтары жоғары вольтты тұрақты ток көзіне қосылған. Жинау электродтары жерге тұйықталған. Электр сүзгіні жоғары вольтты тұрақты токпен қоректендіру үшін кернеуі 380/220 айнымалы токты тұрақты токқа, кернеуі 50-ден 150 кВ-қа дейін түрлендіретін қуат блоктарын пайдалануға болады.

Қуат блоктарынан түзетілген жоғары вольтты ток электрофильтрдің тәжінің электродтарына беріледі. Тәждік электродтарға жоғары вольтты ток әсер еткенде тәж мен жинақтау электродтары арасында электр өрісі пайда болады, оның күші қоректену кернеуін реттеу арқылы өзгертілуі мүмкін.

Кернеуді белгілі бір мәнге дейін арттырғанда электродтар арасында тәж разряды пайда болады, нәтижесінде зарядталған бөлшектердің электродтарға бағытталған қозғалысы пайда болады. Электродтардағы шаңды сілкілеу үшін көлденең білікке желдеткіш тәрізді бекітілген балғалар пайдаланылады, әрбір жинау электродына бір-бірден.

Балға анвилге соққаннан кейін соққыдан импульс жинағыш электродтың барлық элементтеріне беріледі. Тұндырғыш элементтерден алынған шаң электрофильтрдің (бункердің) төменгі бөлігіне түседі. Әрі қарай шаң шнек , пневматикалық сорғылар арқылы сақтау бункеріне шығарылады. Ол газ тарату торларынан, газды ажырату парақтарынан, қалқандардан, газ кескіштерден тұратын құрылғылармен жабдықталған.

Электр сүзгілердің артықшылықтары:

425 °C дейін жоғары температурада жұмыс істеу мүмкіндігі;

қондырғының ылғалдылығы аса қаныққан ортада жұмыс істеуі;

агрессивті ортада электрофильтрдің жұмыс істеу мүмкіндігі;

пайдалану картасында көзделген технологиялық параметрлерден тыс қондырғының үздіксіз жұмыс істеу мүмкіндігі;

қондырғының төмен гидравликалық кедергісі ~200 Па;

төмен операциялық шығындар;

техникалық қызмет көрсетудің қарапайымдылығы;

агрегаттар мен механизмдердің жоғары сенімділігі.

Электр сүзгіде жүзінділерді ұстау процесін бірнеше кезеңге бөлуге болады:

ілінген бөлшектерді зарядтау;

зарядталған бөлшектердің электродтарға қозғалысы;

электродтарға зарядталған бөлшектерді тұндыру;

электродтарды регенерациялау – электродтардың бетінен ұсталған бөлшектерді жою;

электр сүзгінің бункер бөлігінен ұсталған шаңды шығару.

Электр сүзгіні таңдаған кезде электр сүзгінің электр өрісінде тазартылатын газдардың рұқсат етілген жылдамдығы туралы практикалық мәліметтер негізінде есеп жүргізіледі. Осының негізінде және берілген ағын жылдамдығынан электр сүзгінің жұмыс (белсенді) учаскесінің ауданы анықталады. Электр сүзгінің құрылмасы да газ ағынын тазартудың максималды дәрежесін қамтамасыз ету шарты негізінде пайдалану тәжірибесі негізінде таңдалады. Белсенді секцияның қажетті ауданына және таңдалған электрофильтрге сәйкес электр сүзгінің қажетті саны анықталады. Электр сүзгінің құрылмасы төмендегі суретте көрсетілген.

Ылғалды электр сүзгілерінің негізгі жұмыс принципі қанығу нүктесіне дейін айналымдағы суды айдау және оны сүзгіге жіберу арқылы құбырдағы тазартылмаған газды салқындату болып табылады. Онда ол сүзгінің барлық көлденең қимасының бетіне біркелкі бөлінеді. Әрі қарай, газ тазартқышта шаң және газ тәрізді органикалық қосылыстар бөлінеді.

Газды электр сүзгімен тазарту тиімділігі 96-дан 99,7 %-ға дейін ауытқиды және шаң мен газ ағынының физика-химиялық көрсеткіштерінің бірқатар факторларына, электр сүзгілерде газдың тұру жылдамдығы мен уақытына, электродтық жүйенің құрылмасына, электр сүзгілердің электрлік жұмыс режиміне, электродтарды шайқау режиміне байланысты.

5.12-сурет. Электр сүзгінің жұмыс жасау қағидаты

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Атмосфераға шығарындыларды азайту. Қайта өңдеу мүмкіндігі (ұсталған шаңды қайта пайдалану). Пайдаланылған газдарды соңғы тазартуға жіберілетін ластаушы заттардың жүктемесін азайту.

5.12-кесте. Электр сүзгілерді пайдалануға байланысты тазалау тиімділігі және шығарындылар деңгейі

Р/с №	Ластаушы заттар	Тазалау тиімділігі, %	Ескерту
			Құрғақ сүзгі	Ылғал сүзгі

1	2	3	4	5
1	<1 мкм	>96.5	Конфигурацияға және жұмыс жағдайларына байланысты	Конфигурацияға және жұмыс жағдайларына байланысты
2	2 мкм	>98.3	Тазарту <20 мг/нм ³	Тазарту <20 мг/нм ³
3	5 мкм	>99,95	Конфигурацияға және жұмыс жағдайларына байланысты	Конфигурацияға және жұмыс жағдайларына байланысты
4	>10мкм	>99,95	Конфигурацияға және жұмыс жағдайларына байланысты	Конфигурацияға және жұмыс жағдайларына байланысты

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Үлкен кһлемді электр сүзгілер шаңсыздандырылған газдарды кондиционерлеу жүйесімен бірге жұмыс режимін оңтайландыру кезінде орташа айлық шаң шығарындысын 5–15 мг/нм³(құрғақ газ, 273 К, 10 % O₂) дейін төмендетуі мүмкін. Мұндай электр сүзгілердегі шаңсыздандырудың жобалық тиімділігі 99,99 % жоғары, сондықтан шаң шығарындылары аз, тек бірнеше мг/Нм³. Электр сүзгілер бөлшектерге агломерация мүмкіндігін беретін ультра жұқа бөлшектерді (<0,5 мкм) ұстауда өте тиімді. Электр сүзгілер технологиялық процесте салыстырмалы түрде қарқынды қолданылатын қуатты және тиімді жабдық болып табылады. Қолданыстағы электростатикалық сүзгілерді жиі толық ауыстырмай қайта жабдықтауға болады, бұл қайта жөндеу жұмыстарының құнын төмендетеді. Бұл жаңарту заманауи электродтарды орнатуды немесе ескі қондырғыларда кернеуді автоматты басқаруды қамтуы мүмкін. Сонымен қатар, сіз электр сүзгі арқылы газ ағынын жақсартуға немесе қосымша секцияны орнатуға болады. Шығарындылары 10 мг/нм 3-тен аз электр сүзгілерді электродтардағы жоғары кернеуді, сәйкес өлшемдерді және өрістердің қажетті санын қолдана отырып, заманауи технологиялық басқару құралдарын қолдану арқылы жасауға болады. Шаңнан басқа, электр сүзгілер шаң бөлшектеріне адсорбцияланған заттарды, мысалы, диоксиндер мен металдарды шаңда болған кезде алып тастайды. Электр сүзгілерінің көлемі мен электр энергиясын тұтынуы тазартылған газдағы шаң мөлшерінің азаюымен экспоненциалды түрде өсуде. Электр сүзгісінің оңтайлы жұмысы шаңсыздандырылған газдың температурасы мен ылғалдылығына байланысты. Техникалық қызмет көрсету және жөндеу үшін ұсынылған барлық жағдайлар қамтамасыз етілген жағдайда, электр сүзгінің жұмыс істеу ұзақтығы бірнеше ондаған жылдарға жетуі мүмкін. Кейбір бөлшектерді (балғаларды, мойынтіректерді) мерзімді техникалық қызмет көрсету және жөндеу аясында бірнеше жыл жұмыс істегеннен кейін жүйелі түрде өзгерту қажет.

Электр сүзгілер дүниежүзі елдерінде, әсіресе ТМД елдерінде, АҚШ, Қытай, Австралия және т.б. кеңінен қолданылады. Jinpeng Mining Machinery 95-97 % шаңды кетіру тиімділігімен.

Магнитогор металлургиялық комбинатында №6 Домна пешінің зарядты аспирациялау жүйесінің электрофильтраторы, әрқайсысының өнімділігі 1 млн м3/сағ аспирациялық жүйелерге орнатылды, электр сүзгілердің ауаны тазарту тиімділігі 98-99 % дейін қамтамасыз етеді.

Газды электрмен тазалаудың негізгі артықшылықтары келесідей:

өнімділіктің кең ауқымы – бірнеше м3/сағ-тан миллиондаған м3/сағ дейін;

шаңды кетіру тиімділігі 96,5 %-дан 99,95 %-ға дейін өзгереді;

гидравликалық кедергі – 0,2 кПа артық емес (төмен пайдалану шығындарының негізгі себебі);

электростатикалық сүзгілер құрғақ бөлшектерді, сұйық тамшыларды және тұман бөлшектерін ұстай алады;

электрофильтрлер мөлшері 0,01 микроннан (вирустар, темекі түтіні) ондаған микронға дейінгі бөлшектерді ұстайды.

Качканар тау-кен байыту комбинатында ("Ванадий" ААҚ, "Евраз" тобына кіретін) агломерат (шойын өндіруге арналған шикізат) өндіру бойынша екі эксплуатациялық кешендерді газ тазартумен жабдықтау бойынша инвестициялық экологиялық жоба аяқталды. өсімдіктер. Агломерациялық цехта сағат сайын жоғары сапалы көрсеткіштермен 1 миллион текше метр қалдық газды тазалауға мүмкіндік беретін заманауи электросүзгі іске қосылды. Атмосфераға үлестік шығарындылар 2,5 еседен астам төмендеді: дайын өнімнің тоннасына 23-тен 9 кг-ға дейін.

Лебединский ГОК түйіршіктерді қуыруға арналған түйіршіктеу зауытында газ тазалау жүйесі жаңартылды, аспирациялық жүйедегі скрубберлер электрофильтрлермен ауыстырылды. Шаңды тазалау тиімділігі 99 % жетеді.

ЭГБ1М электр сүзгілері Ресей, ТМД елдері, Финляндия, Швеция, Ирландия кәсіпорындарында табысты жұмыс істейді.

Кросс-медиа әсерлері

Электр сүзгіге техникалық қызмет көрсету жұмыстарын жүргізу кезінде қосымша қалдықтар пайда болуы мүмкін. Шаңды қайта пайдалану мүмкін болмаса, қоқысқа тастау керек. CO концентрациясының жоғарылау қаупі артады. Шаң жинаудың тиімділігі артқан сайын электр энергиясының шығыны артады.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Жоғары тиімділікке, төмен ағынға төзімділікке, жоғары қолжетімділікке және энергия тиімділігіне байланысты электр сүзгілер айналмалы пештен және клинкер салқындатқыш түтін газдарынан шаң жинауға арналған ең сәтті қондырғыларға айналды. Бірақ қазіргі уақытта жеңдік сүзгілер пештерге де, жаңа заманауи қондырғыларға арналған салқындатқыштарға да орнатылуда, олардың жақсырақ экологиялық көрсеткіштері (мысалы, пештерді іске қосу және тоқтату кезіндегі салыстырмалы жоғары шығарындылар және пештерді электростатикалық тұндырғыштар бұзған кезде) және аз дәрежеде СО жоғары концентрациясы жағдайында электростатикалық сүзгілердің жарылу қаупі.

Электр сүзгілерді барлық дерлік цемент пештерінде түтін газдарынан шаңды, айналма жүйедегі газдарды және торлы салқындатқыштағы ауаны кетіру үшін қолдануға болады.

Электр сүзгілерінің негізгі кемшілігі жоғары құны, жұмысының күрделілігі, электрлік газды сүзу процесінің технологиялық режимнің белгіленген параметрлерінен ауытқуларға, шаң құрамының жоғары сезімталдығы, сонымен қатар белсенді аймақтағы шамалы механикалық ақаулар болып табылады. құрылғы. Сондай-ақ, электр сүзгілер 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.

Электр сүзгілерді қолданудың шектеулері бар, сондықтан олардың құрамында жарылғыш қоспасы бар газдарды тазалау үшін қолдануға болмайды. Өйткені, электр сүзгідегі тазалау процесі кезінде ұшқын разрядтары пайда болуы мүмкін [59].

Экономика

Шығындардың кең ауқымы жергілікті пайдалану жағдайларына, құрылыс шығындарына және пеш пен электрофильтрдің мөлшеріне байланысты. Орнату және пайдалану құны әдетте төмен, сондықтан әрбір жағдайда жабдықтың құны жеке болып табылады.

Іске асырудың қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары. Шаңды шығаруды азайту, оны қайта пайдалану мүмкіндігімен. Шаңды процеске қайтару мүмкін болса, шикізатты үнемдеу. Денсаулықты сақтау үшін жұмыс орнына қойылатын талаптар.

5.5.2.6. Керамикалық және ұсақ көзді металл сүзгілер

Сипаттама

Жұмыс принциптері, жалпы дизайн және тазалау мүмкіндіктері бойынша ұсақ көзді керамикалық сүзгілер жеңдік сүзгілерге ұқсас. Металл жақтаудағы мата жеңдерінің 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 жеңдік сүзгілерге ұқсас қолданылады. Керамикалық және металл сүзгілер жеңдік сүзгілер сияқты икемді емес. Мұндай сүзгілерді үрлеу арқылы тазалау кезінде ұсақ шаң мата сүзгісіндегідей тиімділікпен жойылмайды, бұл сүзгі ішінде ұсақ шаңның жиналуына және осылайша оның өнімділігінің төмендеуіне әкеледі. Бұл өте жұқа шаңның жиналуына байланысты. Керамикалық сүзгілер алюмосиликаттардан жасалған және химиялық немесе қышқылға төзімділікті жақсарту немесе басқа ластаушы 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 шаңның 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 дизайнды қолдану арқылы өте төмен шығарындыларға қол жеткізуге болады. Шығарындыларды азайту маңызды, өйткені шаңның құрамында металдардың көп мөлшері бар. Жаңартылған металл торлы сүзгі де жоғары температурада ұқсас өнімділікке ие. Технологияның жетістіктері аумақты пайдаланудан шығарған кезде, тазалаудан кейін шаң тортының 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. Шаң 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 шаң 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

Шаңның, металдардың және басқа қосылыстардың шығарындыларын азайту.

Кросс-медиа әсерлері

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

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Жаңарту және жаңа құрылыс үшін қолданылады.

Экономика

Әрбір жағдайда жабдықтың құны жеке, бірақ процестер үнемді жұмыс істейді.

Іске асырудың қозғаушы күші

Шаңды шығаруды азайту. Шаңды процеске қайтару мүмкін болса, шикізатты үнемдеу.

5.5.2.7. Импульстік тазарту сүзгілерін қолдану

Сипаттама

Импульстік жеңдік сүзгі ауа массасын әртүрлі ұсақ шаң жиналуларынан тазартуға арналған. Бұл құрылғыларда сығылған ауа массаларымен импульстік үрлеуге арналған кіріктірілген регенерация жүйесі бар. Металл тіректердегі жеңдер тазалау элементі ретінде әрекет етеді.

Техникалық сипаттама

Қаптың бетінде шаң қабатының жиналуынан тазалау тиімділігінің төмендеуін болдырмау үшін жеңдік сүзгілердің импульстік үрлеуі қолданылады. Оны пайдалану жабдықтың өнімділігін қалпына келтіруді және тазалау тиімділігінің төмендеуін болдырмауды қамтамасыз етеді.

Құрылымдық элементтердің сипаттамасы жеңдік сүзгінің қалай жұмыс істейтінін көрсетеді.

Шаңды ағын аппараттың кіріс клапанына беріледі. Қолданыстағы инфрақұрылымға байланысты қосалқы элементтерді қолдануға болады - пневматикалық сорғылар, компрессорлар, қысымды желдеткіштер, басқа супер зарядтағыштар. Жоғары температура ағынын өңдеу жағдайында таза салқын/атмосфералық ауаны сүзгіге араластыру жүзеге асырылуы мүмкін.

Ауа ағыны тығыз тоқыма емес жеңдердің сыртқы бетімен байланысады, ал шаң бөлшектері қаптардың сыртында орналасады, ал таза ауа рамалардың ішіне өтіп, таза камераға түседі, ол жерден өндіріс бөлмесіне немесе сыртқы атмосфераға шығарылады.

Шаң қосындылары жеңдердің бетіне қонған сайын, ауаның өсіп келе жатқан механикалық тосқауыл арқылы "жарып өтуі" қиындай түседі және аппараттың өнімділігі төмендейді - жеңдерді қалпына келтіру қажет.

Жүргізілген регенерация жүйесіне байланысты сүзгі элементтеріне импульстік кері үрлеу, шайқау немесе басқа әсер ету орындалады, бұл олардың бетін шаңнан босатуға және құрылғының номиналды тиімділігін қалпына келтіруге мүмкіндік береді;

Бункерге шаң түседі, цикл қайталанады.

барлық шаң жинағыштар келесі техникалық сипаттамалар ауқымымен жақсы салыстырылады:

қоршаған орта жағдайында өнімділік – 100 000 м³/сағ дейін;

ұсталған шаңның дисперстілігі/өлшемі > 0,5 мкм;

кез келген дәрежедегі шаңды ауа ағындарымен жұмыс істеу;

гильзаларды өздігінен тазалаудың соққылық импульсті әдісі – арнайы конструкциядағы жалпақ Вентури саптамаларын қолдану есебінен картридждерді шаңнан тазартудың үздіксіз, жоғары жылдамдығы және тиімділігі;

сүзгі материалы – тоқыма емес инетесімді талшық;

200 °С дейінгі температурадағы ағындарды өңдеу мүмкіндігі;

электрондық контроллер арқылы аппаратты басқару жүйесін автоматтандыру;

қосымша – қондырғыны басқару үшін контроллерге сәйкес келетін дифференциалды манометрді орнату;

қосымша – шаң жинағышқа діріл жүйесін орнату - жоғары жабысатын шаңның қабырғаларға жабысып қалмауы үшін. Бункерді шаңды үздіксіз түсіру үшін шнекпен жабдықтауға болады;

сенімділік, жинақылық және ұзақ мерзімділік.

Импульстік сүзгілерді қолдану мысалы: Қытай, Ресей, Австралия. Мысалы, Австралияда олар "Bulga Coal" кәсіпорындарында 85 % шаңды кетіру тиімділігімен енгізілді.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Шаңды шығаруды азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Шаңсыздандыру тиімділігі – 99,9 % дейін (пайдалану ережелерін сақтау және сүзгіні дұрыс орнату/баптау кезінде).

Кросс-медиа әсерлері

Ақпарат жоқ.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Іске асырудың қозғаушы күші

Шаңды шығаруды азайту.

5.5.2.8. Каталитикалық термиялық тотықтырғыш

Сипаттама

Каталитикалық тотығу – құрамында ұшпа органикалық қосылыстар (ҰОҚ) бар шығарындыларды өңдеудің өте тиімді әдісі. Каталитикалық тотықтырғыш – ұшпа органикалық қосылыстардың (ҰОҚ) жоғары мөлшері бар өнеркәсіптік шығарындыларды азайтуға арналған ластаушы заттардың шығарындыларын бақылау жабдығының бір түрі.

Техникалық сипаттама

Каталитикалық тотықтырғыш өнеркәсіптік шығарындылар ағынының температурасын ҰОҚ молекулаларын бірге ұстайтын химиялық байланыстар бағалы металл катализаторымен үзілетін (тотыққан) нүктеге дейін көтеру арқылы жұмыс істейді.

Технологиялық шығарындылар ағынындағы ҰОҚ көмірқышқыл газына (СО₂), суға (H₂O) және жылу энергиясына айналады. Каталитикалық тотықтырғышта процестің жұмыс температурасы тікелей термиялық тотығуға қарағанда айтарлықтай төмен және ҰОҚ өңдеуден алынған жылу энергиясымен үйлескенде жүйе өзін-өзі қамтамасыз ете алады және жұмысты сақтау үшін ең аз қосалқы отынды қажет етеді.

Катализатор – ҰОҚ химиялық реакциясының жылдамдығын тездететін зат. Бұл ретте химиялық реакцияны ұстап тұру үшін катализаторды тұтыну болмайды. Жанармай шығынын азайтумен қатар, төмен температурада жұмыс істейтін каталитикалық тотығу процесі азот оксидінің түзілуін барынша азайтады. Көміртек тотығының (СО) түзілуін азайту және азот оксидінің (NO) түзілуін азайту өте маңызды, өйткені бұл заттардың атмосфераға шығарындылары ҰОҚ шығарындылары сияқты қатаң түрде реттеледі). Каталитикалық термиялық тотықтырғыштың құрылымдық схемасы төмендегі суретте көрсетілген [60].

5.13-сурет. Каталитикалық термиялық тотықтырғыштың құрылымдық сызбасы

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Қауіпті газдардың 99 %-дан астамын жояды.

Толық автоматты түрде жұмыс істейді.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Каталитикалық тотықтырғыштың салыстырмалы түрде жылдам қыздыру уақыты бар және жабдық пен оның құрамдас бөліктерінің жалпы қызмет ету мерзіміне теріс әсер етпестен қысқа мерзімдерде (үздіксіз циклдар 24 сағаттан аспайтын) жұмыс істей алады. Сонымен қатар, салыстырмалы түрде төмен ҰОҚ жүктемесінде каталитикалық жүйелерді пайдалану тікелей жану термиялық тотықтырғышпен, регенеративті термиялық тотықтырғышпен немесе регенеративті термиялық тотықтырғыштармен салыстырғанда жалпы жылдық пайдалану шығындарын азайтуға мүмкіндік береді. Катализатор жасушаларын тікелей әсер ететін тотықтырғыштарда, рекуперативті тотықтырғыштарда немесе РТО-да қолдануға болады.

Төменгі жұмыс температурасын пайдалану нәтижесінде каталитикалық тотықтырғыш әдетте аз қуат тұтынады.

Төменгі жұмыс температурасы азот оксидінің (NO) түзілуіне әкеледі.

Жалынсыз тотығу.

Жабдықтың басқа түрлеріне қарағанда аз орын алады.

Төменгі операциялық шығындар.

99,99 % дейін тиімділік.

Ең жылдам іске қосу.

Кросс-медиа әсерлері

Каталитикалық термиялық тотықтырғыштың жұмысы уақыт өте келе өшетін катализаторларды пайдаланады және әр 4-5 жыл сайын ауыстырылуы керек, бұл пайдалану шығындарын арттырады. Каталитикалық тотығуды қолдану басқа қалдықтардың пайда болуына әкелмейді.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Каталитикалық тотығу ҰОҚ шығарындыларын өңдеу үшін басқа термиялық технологияларға (мысалы, азот оксиді каталитикалық түрлендіргіштер немесе каталитикалық термиялық тотықтырғыштар) ұқсас жұмыс істейді. Басқа жүйелерден айырмашылығы, газ жалын аймағынан өткеннен кейін бірден тотығу үшін пайдаланылатын жылу алу үшін керамикалық қабатқа бағытталады.

Каталитикалық тотығу реакторында СО₂және H₂Oтүрлендіру арқылы ҰОҚ бұзады. Процесс жану камерасында катализатордың қатысуымен жүзеге асырылады, онда ҰОҚ 250-350 °C аралығындағы температурада жойылады, регенеративті термиялық тотығу кезінде қолданылатындардан әлдеқайда төмен.

Каталитикалық тотығудың термиялық тиімділігі 98 % жоғары және автотермиялық нүктеге жеткенде газды тұтынбайды. Бұл орташа және төмен ҰОҚ концентрациясы (0,1-10 г/Нм³) бар төмен және орташа ауа ағындары (1000-30,000 Нм³/сағ)үшінтамаша әдіс және пайдалану шығындары төмен.

Катализатор ретінде әдетте керамикалық негізге қолданылатын асыл металдар (платина, палладий, күміс немесе Алтын, титан, родий, осмий немесе иридий қорытпалары) немесе металл оксидтері (ванадий, хром, марганец, темір, кобальт, никель немесе мыс оксидтері және т.б.) қолданылады. Асыл металдар катализаторлары ластануға төзімділігі төмен болғанымен, металл оксиді катализаторларына қарағанда жоғары белсенділікке ие.

Металл оксиді катализаторлары хлорлы қосылыстары бар газдарды тотықтыру үшін қолданылады. Платина негізіндегі катализаторлар (аммиактың каталитикалық тотығуында қолданылатындар сияқты) құрамында күкірті бар ҰОҚ тотығуында белсенді, бірақ олар хлордың қатысуымен тез сөндіріледі.

Өңделген газда катализаторларға зиянды заттардың болуы олардың қызмет ету мерзіміне айтарлықтай әсер етеді. Катализаторларға зиянды заттар фосфор, мышьяк, галогендер, қорғасын, күкірт және кремний және т.б. Бұл заттармен газ ағындары алдын ала өңдеу арқылы жойылуы керек, әйтпесе олар каталитикалық тотығуға жарамайды.

Күкірт диоксиді, метан, алкандар немесе көміртегі тотығының каталитикалық тотығуы эмиссия көзіне байланысты әртүрлі тәсілдерді қажет етеді [58].

Каталитикалық әдістердің негізгі кемшіліктері салыстырмалы түрде жоғары құны, жеткіліксіз активтілігі, селективтілігі, нақты газ шығарындыларын тазарту кезінде гетерогенді катализаторлардың механикалық беріктігі болып табылады.

Каталитикалық газды тазарту процестері, бұрын қарастырылған абсорбция әдістерінен айырмашылығы, газ ағындарынан жағымсыз қоспаларды алуға емес, оларды газ ағынында болуы рұқсат етілген қосылыстарға айналдыруға немесе кейіннен қосылыстарға айналдыруға негізделген. бұл бастапқыда газда болатын қоспалардан әлдеқайда оңай.

Экономика

Төмен пайдалану және техникалық қызмет көрсету шығындары.

20 фут немесе 40 фут контейнерге оңай орнату және жабдық

Пайдалану шығындары ҰОҚ өңдеудің басқа технологияларына қарағанда төмен.

Іске асырудың қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары.

5.5.2.9. Газдарды құрғақ сорбциялық тазалау ABART

Сипаттама

Газдарды құрғақ сорбциялық тазарту алюминий алу үшін шикізат қызметін атқаратын глиноземмен фторид сутегін адсорбциялауға негізделген. Өндірістік жағдайларда алынған глинозем алюминий оксидінің бірқатар модификацияларын қамтиды, олардың ішінде альфа - А1₂0₃фторид сутегіне қатысты ең төмен белсенділікпен, ең жоғары гаммамен - А1₂0₃_.Құрамында, альфа - A1₂О₃ глиноземде, әдетте, 30 % аспайды. Бұл фторид сутегіне қатысты глиноземнің жеткілікті сорбциялық белсенділігін тудырады [8].

Техникалық сипаттама

Alstom әзірлеген технология "ABART" деп аталады және екі сатылы қарсы процесс болып табылады. Жаңа глинозем реакторда жүріп жатқан процесстен кейін фторидтердің төмен концентрациясы бар газбен жанасатын жеңдік сүзгіге беріледі. Реакторда фторидтердің жоғары концентрациясы бар газ жеңдік сүзгіден жеткізілетін ішінара байытылған алюминий тотығымен әрекеттеседі. Сүзу сатысынан енгізілген глинозем әлі де жоғары адсорбциялық қабілетіне ие. Реактор адсорбенттің жоғары концентрациясына және сүзгілерге жіберер алдында газдағы фторид концентрациясын тиімді төмендетуге арналған реактор ретінде жасалған, бұл реактордағы глинозем бақыланатын рециркуляциясы арқылы қол жеткізіледі. ABART процесі глиноземның адсорбциялық қабілетін жоғарылатуды және газдағы фторидтердің концентрациясын азайтуды қамтамасыз етеді. Процестің маңызды ерекшелігі реактор мен сүзгі арасындағы газ ағынынан глинозем төмен жылдамдықпен динамикалық бөлу процесі болып табылады. Реактордан келетін алюминий оксидінің үлкен бөлігі газ ағынынан бөлініп, сүзгі бункеріне түседі, ол жерден оны қайтадан реакторға қайта өңдеуге болады. Бұл қапшықтармен байланыста байытылған глиноземнің мөлшерін айтарлықтай азайтады. Бұл мүмкіндік жеңдік сүзгідегі қысымның жоғалуын азайтуға және жеңдік сүзгілердің қызмет ету мерзімін арттыруға әкеледі. Жеңдік сүзгілердітазалау OPTIPOW патенттелген орташа қысымды импульстік жүйе арқылы әрбір модульде бір қатардан кейін бірінен кейін бірін тазалау қағидаты бойынша жүзеге асырылады. Бұл жүйе сөмке сүзгісінің жоғарғы бөлігіне импульс береді, содан кейін жоғары жылдамдықтағы импульс тікелей қапқа өтеді және матаның деформациясы нәтижесінде қаптың бетінен глинозем бөлінеді. Алынған глинозем дереу сол гильзаның бетіне төменгі деңгейде немесе басқа жеңге қойылады. Гипстердің төменгі бөлігінде орналасқан глинозем сүзгі бункеріне түседі. Бұл жүйенің қалталарда тұрақты глинозем торты бар, ол жоғары тиімділікті және қаптың тозуынан қорғауды қамтамасыз етеді, бұл қалта сүзгісінің бетінен глинозем толығымен кетіретін басқа араластыру жүйелерінен артықшылығы болып табылады. ABART технологиясын қолданатын газды тазарту схемасы төмендегі суретте көрсетілген.

5.14-сурет. ABART технологиясы бойынша газды тазарту сызбасы

5.15-сурет. Газдарды тазартудың аппаратуралық-технологиялық сызбасы

Газды тазалау технологиясы үшін глинозем 5.13-кестеге сәйкес қосымша физикалық қасиеттерге қойылатын талаптарға сай болуы керек.

5.13-кесте. Глинозем (Альстом – Норвегия фирмасының талаптарынан) [8]

Р/с №	Көрсеткіш	Өлшем бірлігі	Мәні
1	2	3	4
1	Глиноземнің меншікті бетінің ауданы	м²/г	80-130
2	Глиноземнің меншікті бетінің ауданы (UPG), мин.	м²/г	80
3	Фракция мөлшері -30 мкм, артық емес	%	отыз
4	Көлбеу бұрышы	дәрежесі	32-34
5	Көлемдік тығыздық	г/см³	0,9-1,0
6	Тұтану жоғалуы (300–1100) °С, артық керек емес	%	1.2

5.14-кесте. Газ температурасы

Р/с №	Көрсеткіш	Өлшем бірлігі	Мағынасы
1	2	3	4
1	Газ температурасы және электролиттік шығу	°C	130-180
2	Максималды	°C	200

5.15-кесте. ГТҚ кіруіндегі газ құрамы

Р/с №	Көрсеткіш	Өлшем бірлігі	Мағынасы
1	2	3	4
1	Жалпы фторлы қосылыстар	мг/нм³	340
2	Жалпы бөлшектер	мг/нм³	700
3	Күкірт диоксиді (SO₂)	мг/нм³	150

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Фторлы қосылыстардың шығарындыларын азайту.

Ұсталған фторды алюминий электролизіне қайтару.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Жақында атмосфералық ауаны қорғаудың заманауи талаптарына жауап беретін ең жетілдірілген жүйе сорбциялық қасиеттері бар электрфолизерлерден шығарылған газдардың және фторлы глиноземді және қатты бөлшектерді ұстауға арналған қапшық сүзгілерінің жанасуын қамтамасыз ететін адсорбер-реакторлардан тұратын тұйық контурмен" құрғақ " тазарту жүйесі болып саналады.

Фторид сутегін сілтілі ерітінділермен сіңіруге негізделген "дымқыл" әдіспен салыстырғанда "құрғақ" сорбциялық тазарту әдісінің артықшылықтары төмендегідей:

фторлы қосылыстарды ұстаудың жоғары тиімділігі;

сымдар мен шлам жинағыштардың коммуникациялық шешімдерінің болмауы;

ұсталған фторды гидрохимиялық түрлендіру құрылғысынсыз алюминий электролизі процесіне тікелей қайтару мүмкіндігі. Норвегияның кейбір кәсіпорындарында екі сатылы газды тазалау "құрғақ" және "ылғалды" әдістер қолданылады. Екінші "ылғалды" газды тазалау күкірт диоксидін бейтараптандыруға мүмкіндік береді, ол үшін арзан теңіз суы пайдаланылады.

Бірқатар шетелдік нысандарда ABART процесімен электролиздік газдарды "құрғақ" тазалауға арналған Alstom газ тазалау қондырғылары жұмыс істейді. Фторид сутегі мен қатты фторидтерді ұстау дәрежесі 98-99 %, шайырлы – 95-97 %.

"Құрғақ" тазалау әдісі шетелде кеңінен зерттелген және әртүрлі аппараттық конструкцияларда қолданылады.

"Алкоа" (АҚШ) әдісі электролиз газдарын глиноземның сұйық қабаты және оның үстінде орналасқан жеңдік сүзгі бар реактор арқылы өткізуден тұрады. Реактордағы глинозем қабатының биіктігі 30 см (стационарлық күйде). Сүзгі гильзаларында ұсталған шаң сілкілеу арқылы реакторға қайтарылады, содан кейін электролиз үшін фтормен қаныққан алюминий оксидімен бірге шығарылады. Бұл әдіспен фторидті қосылыстарды (газ тәрізді және қатты) ұстаудың тиімділігі 99,5 % құрайды.

Алкан компаниясының (Канада) газды тазарту әдісі тазартылатын газдың көлденең ағынына глинозем жеткізуге , содан кейін оны жеңдік сүзгіде шаңсыздандыруға негізделген. Нәтижесінде бұл әдіспен фторидтерді ұстау тиімділігі 97,5 %-дан аспайды.

Lurgi және Vereinigte Aluminium Werke (VAW) 3–5 м/с газ жылдамдығымен кеңейтілген алюминий тотығымен сұйылтылған қабат реакторында құрғақ тазалау процесін әзірледі. Бұл әдіспен газ тәріздес фторды ұстау дәрежесі 97,5 %, шаңды - 98 % құрады. Шетелдік тәжірибеде ең кең тарағандары "Flekt" (Норвегия) және "Prosidair" (Франция) "құрғақ" тазалау фирмаларының қондырғылары. "Флект" компаниясының "құрғақ" газ тазалау қондырғысы өнімділігі 70 000-нан 100 000 м³/сағ болатын "реактор-жеңдік сүзгі" модульдерінен тұрады.

Модульде қолданылатын реактор – сөмке сүзгісінің кірісіне қосылған төмен қысымды вентури. Әрбір сүзгі алдында жаңа глиноземнің дозаланған қоры газ ағынына енгізіледі. Ресейде Саян алюминий зауытында 1985 жылдан бері "Флект" "құрғақ" тазалау зауыты айтарлықтай табысты жұмыс істеп келеді, бұл шаң мен газды ұстайтын жабдықтың жоғары экологиялық өнімділігін растайды:

фтор қосылыстарының ұсталу дәрежесі – 99,0 %;

тазартылған газдағы қалдық шаң мөлшері – 5 мг/нм³,

сүзгі гильзаларының қызмет ету мерзімі 4-5 жылға жетеді [8].

"ҚЭЗ" АҚ-да ГТҚ зиянды заттарын ұстау тиімділігі 5.16-кестеде көрсетілген. Электролизерлерден газды тазарту тиімділігінің кестесінде фторлы алюминий оксидіндегі фтор қосылыстарының мөлшері 1,5–2,1 % болатынын көруге болады.

5.16-кесте. ГТҚ-ның зиянды заттарды ұстаудың тиімділігі

Р/с №	Зиянды заттардың атауы	Үлесі, %
1	2	3
1	Фторлы сутегі	99,3 %
2	Фторидтер, бейорганикалық, нашар ериді	99,4 %
3	Жалпы шаң	99,4 %. 5,0 мг/м3 төмен.

Кросс-медиа әсерлері

Глиноземнің газдармен мұқият араласуын және жеңдік сүзгілердің матасына үлкен шаң жүктемесін қамтамасыз ету қажеттілігі. Үлкен гидравликалық кедергі – 12,7 кПа, нәтижесінде қуат тұтынуы артады.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Жаңарту және жаңа құрылыс үшін қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Іске асырудың қозғаушы күші

Экологиялық заңнаманың талаптары.

Құрғақ сорбциялық тазарту газды тазартудың қолданыстағы әдістерінің ішінде ең тиімдісі болып табылады. жоғары фторид сутегі мен қатты фторидтерді ұстау дәрежесі.

5.5.3. Азот пен оның қосылыстарының шығарындыларын азайту және/немесе алдын алу

NDT қолдану шарттарын ескере отырып, төмендегі әдістердің кез келгенін немесе олардың комбинациясын қолдана отырып, азот пен оның қосылыстарының шығарындыларға түсуін азайтуға бағытталған.

5.5.3.1. Жану процестерін оңтайландыру

Сипаттама

Техникалық шешім жану аймағындағы температура мен оттегін төмендету мақсатында жану процесіне әсер етудің әртүрлі әдістеріне негізделген. Бұл, ең алдымен, мыналарды қамтуы керек: ауаның шамалы артық мөлшерімен жұмыс, рециркуляциялық газдарды енгізу, тотықтырғышты сатылы беру, жану аймағына буды немесе айдауды енгізу.

Қолданылатын әдістер отынның жоғары жану тиімділігін сақтай отырып, отын құрамындағы азоттың NOx-ке айналуын және термиялық NOx түзілуін баяулатады.

Техникалық сипаттама

Процесті оңтайлы ұйымдастыру кезінде жабдықты ауаның аздаған артық мөлшерімен жұмысқа ауыстырған кезде NOx шығарындыларын 50 %-ға дейін, рециркуляциялық газдарды жалын түбіріне бергенде 40-50 %-ға дейін төмендетуге болады. , тотықтырғыштың екі сатылы берілуімен 30–40 % дейін және жану аймағына буды енгізу немесе су айдау кезінде 20–30 % дейін. Әртүрлі әдістерді бір мезгілде қолдану нәтижесіндегі NOx басылуының әсері әрбір әдістің жалпы әсеріне жеке сәйкес келмейтінін атап өткен жөн. Тәжірибе көрсеткендей, мысалы, шамалы артық ауа мен рециркуляцияны бір мезгілде пайдалану шығарындыларды азайтуға мүмкіндік береді: NOx тек 50-70 %.

Азот оксидтерінің түзілуіне әсер ететін тағы бір фактор – компоненттердің реакция аймағында тұру уақыты. Пеш құрылғыларында бұл аймақтың өлшемдері көптеген жағдайларға байланысты: пеш құрылғысының қуаты, жеке оттықтардың қуаты, оттықтардың орналасуы, қоспаның түзілу қарқындылығы, дисперсиялық дисперсия және т.б. Газдың тұру уақыты. реакция аймағындағы қоспасы пештің көлемінде тұру уақытына баламалы емес және өте қиын есептелетін параметр. Бұл уақытты анықтау үшін жану камерасындағы аэродинамикалық және температуралық өрістерді білу қажет. Жану процесінің сипаттамаларын талдаудан жауап беру уақыты жану камерасының қуатының төмендеуімен, жеке оттықтардың қуатының төмендеуімен және пештің жылу кернеуінің жоғарылауымен азаяды деп болжауға болады. көлемі. Соңғы шара, әдетте, ауа мен отынның қысымын жоғарылату арқылы әрқашан оң нәтижелерге әкелмейді, өйткені ол сонымен бірге жану аймағында температураның жоғарылауына ықпал етеді.

Осыған байланысты, тұру уақытының қысқаруы, егер бір уақытта жалынның өзегінен, сондай-ақ аяқталғаннан кейін реакция өнімдерінен жылуды қарқынды алып тастаған жағдайда ғана NO түзілуінің айтарлықтай төмендеуіне әкелуі мүмкін. жану процесі қамтамасыз етіледі.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Азайтылған NOx шығарындылары.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Табысты орнату арқылы NOx шығарындыларын 50 %-ға дейін төмендетуге болады.

Кросс-медиа әсерлері

Жоқ.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

NOx шығарындыларын азайту мақсатында жану процестерін оңтайландыру әдістерін отынды жағатын технологиялық жабдықта (айналмалы пештер), оның ішінде кальцинері бар пештерде қолдану мүмкін. Технологиялық жабдықты жаңарту кезінде жану процестерін оңтайландыру әдістерінің кез келгенін енгізу туралы шешімді ескеру қажет.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Іске асырудың қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары.

5.5.3.2. NOx аз түзілетін оттықтар (оттегі-газ оттықтары)

Сипаттама

Техникалық шешім жалынның ең жоғары температурасын төмендету принциптеріне негізделген. Тотықтырғышты (оттегімен байытылған ауа) және отынды араластыру оттегінің болуын және соның салдары ретінде жалынның ең жоғары температурасын төмендетеді, осылайша отын мен ауа құрамындағы азоттың NOx-ке айналуын және отынның жоғары жану тиімділігін сақтай отырып, термиялық Nox түзілуін баяулатады..

Техникалық сипаттама

Төмен NOx оттығының конструкциялары (жанама жану) егжей-тегжейлі өзгереді, бірақ көптеген конструкциялар әрбір жеке оттықтың жалынында орналастыруды жүзеге асырады. Бастапқы ауаның мөлшері жану үшін қажетті стехиометрияның 6-10 % дейін азаяды (әдетте дәстүрлі оттықтарда 10-15 %). Осьтік ауа сыртқы құбыр арқылы жоғары жылдамдықпен беріледі. Көмір орталық құбыр арқылы немесе орта арна арқылы айдалады. Үшінші арна ауаны айналдыру үшін қолданылады. Ауа оттық шүмегінің жанында орналасқан арнайы пышақтардың көмегімен айналады.

Отынның құрамындағы азот негізінен органикалық қосылыстардың термотұрақсыз фрагменттерінің құрамында болады және қыздырғанда және жанғанда ұшпа қосылыстарға айналады. Оттегінің жетіспеушілігі жағдайында ұшпа заттардың трансформациясы түзілген азот оксидтерін N2 молекулалық азотқа дейін төмендететін аралық радикалдардың түзілуіне әкеледі деп есептеледі. Ұшпа қосылыстардың шығарылу және жану аймақтарынан тыс отын азотынан NOx оксидтерінің түзілуі болмайды.

Осы оттық құрылмасының әсері отынның өте тез тұтануы болып табылады, әсіресе отын құрамында ұшпа қосылыстар болған кезде, атмосферада оттегінің жетіспеушілігімен NOx түзілуінің төмендеуіне әкеледі.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Азайтылған NOx шығарындылары.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

NOx 35 %-ға дейін төмендетуге сәтті орнатулар және шығарынды деңгейлері шамамен 500-1000 мг/Нм³ (тәуліктік орташа) кезінде қол жеткізуге болады, бірақ ЕО пештерінің көпшілігі (2020 жылы жұмыс істейтін қолданыстағы пештердің шамамен 80 %) <500-800 мг/Нм³ орташа тәуліктік эмиссия мәндеріне қол жеткізу үшін SNCR әдісі.

Кросс-медиа әсерлері

Жоқ.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

No_x аз түзілетін оттықтар отынды жағатын технологиялық жабдыққа, соның ішінде кальцинері бар пештерге қолданылады. Дегенмен, бұл қыздырғыштарды пайдалану әрқашан NOx шығарындыларының төмендеуімен бірге жүрмейді. Оттықты орнату оңтайландырылған болуы керек. Егер бастапқы қыздырғыш бастапқы ауаның төмен пайызымен жұмыс істесе, аз NOx оттығы шекті әсер етеді.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Іске асырудың қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары.

5.5.3.3. NOx шығарындыларын азайту үшін жану аймағын (жалын) салқындату

Сипаттама

Жану аймағын салқындатуға инжекция арқылы қол жеткізуге болады.

Техникалық сипаттама

Әртүрлі айдау әдістерін (сұйық немесе сұйық және қатты айдау) пайдаланып отынға немесе тікелей жалынға су қосу, ылғалдылығы жоғары сұйық және қатты қалдықтарды пайдалану температураны төмендетеді және гидроксил радикалдарының концентрациясын арттырады. Бұл жану аймағындағы NOx азаюына оң әсер етеді [62].

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Жану аймағындағы NOx азаюы.

Азайтылған NOx шығарындылары.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Төмендету/тиімділік дәрежесіне 10-нан 35 %-ға дейін жетуге болады. Шығарылым диапазоны <500 – 1000 мг/Нм³ (жылдық орташа мән) жетуі мүмкін.

Кросс-медиа әсерлері

Суды булану үшін қосымша жылу қажет, бұл пештен шығарылатын СО₂ жалпы мөлшерімен салыстырғанда СО₂ шығарындыларының шамалы өсуіне (шамамен 0,1-1,5 %) әкеледі. Жылу қуатының төмендеуіне байланысты пештің өнімділігін төмендету қаупі бар.

Күйдіру процесінің энергия тиімділігі төмендейді. Суды айдау агломерат пен глинозем азайтуы мүмкін, сонымен қатар оның сапасына әсер етеді.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Жалынмен салқындату глинозем өндірісінде қолданылатын пештердің барлық түрлеріне қолданылуы мүмкін.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Іске асырудың қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары.

5.5.3.4. NOx шығарындыларын азайту үшін күйдіру пешінің ортаңғы бөлігінде отынды (тотықсыздандырғыш) жағу

Сипаттама

Шихтамен бірге жеткізілетін отынды (редукцияны) жағу арқылы азайту аймағын құру арқылы NOx шығарындыларын азайту.

Техникалық сипаттама

Айналмалы агломерациялық пештерде кесек отынды жағу арқылы азайту аймағын құру NOx шығарындыларын азайтуы мүмкін. Ұзын пештерде температурасы 900-1000 ^°C-тан жоғары аймақтарға еркін қол жетімділік болмағандықтан, пештің ортасында отынның (тотықсыздандырғыштың) жануы негізгі оттықты айналып өтіп агломерациялық шихтаға отынның (тотықсыздандырғыш) берілуімен қамтамасыз етіледі. [42, 59].

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Азайтылған NOx шығарындылары.

Қоршаған орта өнімділігі және өнімділік деректері.

Пештің ортаңғы бөлігінде жұмыс істеп тұрған қалдықтарды кәдеге жарату қондырғылары NOx шығарындыларын 20-40 %-ға азайтады.

Кросс-медиа әсерлері

NOx шығарындыларының қаупін арттырады.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Пештің ортаңғы бөлігінде отынды жағуға арналған қондырғыларды (редукцияны) кез келген айналмалы пешке қолдануға болады. Жанармайдың жану жылдамдығы өте маңызды болуы мүмкін. Егер жану баяу болса, онда өнімнің сапасына әсер ететін редукциялық жану аймағы жасалады . Егер отынның жануы жеткілікті жылдам болса, қалпына келтіретін ортаның ығысуы пештің суық аймағына ауысады, бұл SOx шығарындыларының қаупін тудырады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Іске асырудың қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары.

5.5.3.5. Шаңсыздандыру және қышқыл газды тазартудан кейін селективті каталитикалық тотықсыздануды (СКТ) және селективті каталитикалық емес тотықсыздануды (СКЕТ) қолдану

Сипаттама

Қазіргі уақытта түтін газдарын азот оксидтерінен химиялық тазартудың екі технологиясы әзірленді:

селективті керамикалық катализаторларда аммиакпен азот оксидтерін селективті каталитикалық тотықсыздандыру (СКТ технологиялары);

аммиактың азот оксидтерін каталитикалық емес селективті тотықсыздандыру (СКЕТ технологиялары).

Техникалық сипаттама

Селективті каталитикалық азайту NOx шығарындыларын азайтудың ең тиімді әдісі болып табылады. СКТ жүйесіне мыналар кіреді:

1) каталитикалық реактор;

2) реагент беру жүйесі.

5.16-сурет. СКТ жүйесінің сызбалық кескіні

Каталитикалық газды тазарту тотықсыздандырғыш газды қарапайым құрамдас бөліктерге дейін қалпына келтірудің химиялық процестерімен ұсынылған. Реакцияның соңғы өнімі қауіпсіз компоненттер болып табылады – су буы, көмірқышқыл газы, азот. Тотықсыздандырғыш (реагент) катализатор алдында түтін ағынына айдалады. Катализатор бетіне жақын жерде тотықсыздану реакциялары әртүрлі қарқындылық дәрежесімен жүреді, нәтижесінде азот оксидтері молекулалық азотқа айналады. Тотықсыздандырғыштың берілу жылдамдығы мен шығыны тазарту жүйесінің кіріс және шығысындағы NOx концентрациясымен анықталады. Аммиакты айдау негізінен ауа қоспасын алдын ала буланған және араласқан сусыз аммиакпен үрлеу арқылы, сирек аммиактың сулы ерітіндісін тікелей ағынға айдау арқылы жүзеге асырылады. Мочевина инъекциясы негізінен несепнәр ерітіндісін түтіндік газ ағынына тікелей айдау арқылы жүзеге асырылады, немесе аммиак-газ қоспасын алу үшін карбамидті алдын ала газдандыру және ыдырату және кейіннен үрлеу арқылы.

SLE әдісінің тиімділігі келесі параметрлермен анықталады:

1) жану жүйесі – отын түрі;

2) катализатордың құрамы;

3) катализатордың активтілігі, оның селективтілігі және әсер ету уақыты;

4) катализатордың нысаны, каталитикалық реактордың конфигурациясы;

5) NH3: NO_X және NO_xконцентрациясының қатынасы;

6) каталитикалық реактордың температурасы;

7) газ шығыны.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

NOx шығарындыларын азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Бұл әдісті пайдаланған жағдайда тазалау тиімділігі 90 %-дан асады. Құрғақ басу технологиясымен біріктірілген ол NOx (20 мг/м³) бойынша еуропалық экологиялық ережелердің төменгі шегін сақтауға мүмкіндік береді. Ең тиімді каталитикалық тотықсыздану 300–450 ^oC аймағында болады.

Катализаторлардың көпшілігі титан диоксиді (TiO₂) және ванадий пентоксиді (V₂O₅) негізінде түзіледі. Титан диоксиді ыңғайлы тасымалдаушы болып табылады және SO₃-мен уланбайды. Ванадий пентоксиді аммиак пен азот оксидтерінің өзара әрекеттесу реакциясын реттейді және SOх әсеріне аз сезімтал.

Түтін газында 80 % немесе одан да көп азот оксидтерін қалпына келтіру қажет болса, СКТ әдісі жалғыз мүмкін. Сонымен қатар, әдіс жетілдіруді қамтиды; ол азот оксидтерінің мөлшерін азайту үшін жану жүйесін жақсарту әдістерімен сәтті біріктірілуі мүмкін.

Еуропа, АҚШ және Оңтүстік-Шығыс Азия кәсіпорындарында қолданылады [56].

2009 жылы LKAB зауыты (Швеция) Grate-Kiln зауытында алғаш рет СКТ жүйесін орнатты.

Кросс-медиа әсерлері

Каталитикалық реактордан шығуда қатты аммоний сульфаты мен аммоний бисульфат балқымасының технологиялық жабдықтарының қабырғаларында түзілуі және тұндырылуы. Бұл қосылыстар - (NH₄)₂SO₄және NH₄HSO_{4 ,}жоғары күкіртті отынды жағу кезінде алынатын енгізілген аммиак пен SO₃әрекеттесуі нәтижесінде түзіледі. Ауа жылу алмастырғышында тұздардың тұнбасын болдырмау әсіресе қиын.

Басқа проблемалар: атмосфераға аммиак пен оның қосылыстарының, сондай-ақ SO₃ сияқты басқа да қажетсіз өнімдердің шығарындылары; ағынды тазарту үшін қосымша құрылғыларды пайдалану қажеттілігі: күкіртсіздендіру блогы және т. б.; шығарылған газдағы аммиак мөлшерін анықтауға арналған сенімді жабдықтың болмауы; каталитикалық процестің температура режиміне сезімталдығы және тиеу мен отынға байланысты шектеулер; катализаторды қоршаған ортаны қорғау тұрғысынан ыңғайлы әдістермен ауыстыру және залалсыздандыру; тазалау құрылғыларының сенімділігі және олардың экономикалық орындылығы.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Қолданылатын.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Іске асырудың қозғаушы күші

NOx шығарындыларын азайту. Экологиялық заңнама талаптары.

5.5.4. Күкірт пен оның қосылыстарының шығарындыларын азайту және (немесе) алдын алу

5.5.4.1. Ылғалды скруббер

Сипаттама

Газдарды шаңнан тазартудың дымқыл әдісі шаңсыздандырудың жеткілікті қарапайым және сонымен бірге өте тиімді әдісі болып саналады. Газдағы ластаушы заттарды сұйықтықпен сіңіруге негізделген шығарылатын газ ағынынан және технологиялық шығарылатын газдан газ тәріздес заттарды кетіру.

Техникалық сипаттама

Ылғалды шаң жинағыштардың басқа шаң жинағыштарға қарағанда бірқатар маңызды артықшылықтары бар. Осылайша, ылғалды құрылғылар сүзгіш шаң жинағыштармен және электр сүзгілермен бәсекелесе алатын тиімділігі жоғары шаң жинағыштар болып табылады; олар жоғары температуралы газдардан, жарылғыш және жанғыш орталардан шаңды тазарту үшін, басқа түрдегі тиімді шаң жинағыштарды пайдалану мүмкін болмаған немесе іс жүзінде мүмкін болмаған кезде сәтті қолданылады.

Ылғалды әсер ететін құрылғылардың көмегімен бір уақытта шаңды жинау және газ тәрізді компоненттерден газды тазарту, газдарды салқындату және ылғалдандыру мәселелерін шешуге болады. Ылғал шаң жинағыштардың көптеген түрлері (кейде скрубберлер деп те аталады) аппараттың ағынының жолында жоғары газ жылдамдықтарында жұмыс істейді, олар басқа құрылғыларға қарағанда шағын болады және металл сыйымдылығы аз болады.

Ластаушы заттардың түрі мен мөлшеріне байланысты скрубберлердің бірнеше түрі қолданылады: саптамалық, қапталған, көбікті, центрифугалық, Вентруи скрубберлері.

Саптамалы скрубберлерде 10–15 мкм-ден асатын шаң бөлшектері тиімді түрде ұсталады. 5 мкм-ден кіші бөлшектер іс жүзінде ұсталмайды.

Скруббердің жоғарғы бөлігінде ауырлық күшінің әсерінен төмен қарай қозғалатын ұсақ дисперсті тамшылардың біркелкі ағынын жасайтын көптеген саптамалары бар бірнеше суару белдеуі бар.

Скруббердің конуспен аяқталатын төменгі бөлігі сумен толтырылады, оның деңгейі тұрақты сақталады. Берілген шаңды газ ең үлкен шаң бөлшектерін тұндыру үшін су айнасына бағытталады, содан кейін скруббердің барлық көлденең қимасына таралып, газ су тамшылары ағынына қарай жоғары қарай жылжиды. Жуу процесінде сұйық тамшылар шаң бөлшектерін ұстап, коагуляцияға ұшырайды. Алынған шлам скруббердің түбіне жиналады, ол жерден жуу суымен үздіксіз жойылады.

Скруббер арқылы өтетін газ 40–50°C дейін салқындатылады және тазалаумен қатар, әдетте қаныққанға дейін ылғалдандырылады. Скруббердегі газдың жылдамдығы 0,8–1,5 м/с деп қабылданады. Жоғары жылдамдықта ылғалдың тамшыларымен түсуі басталады, бұл скруббердің шығыс құбырында және газ құбырларында шөгінділердің пайда болуына ықпал етеді.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Атмосфераға шығарындыларды азайту

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

SO₂шығарындыларының төмендеуі 95 %-дан астам болуы мүмкін.

Ылғал шаң жинағыштардың негізгі артықшылықтары:

салыстырмалы түрде төмен құны (шламды басқаруды қоспағанда);

құрғақ механикалық шаң жинағыштармен салыстырғанда бөлшектерді жинау тиімділігі жоғары;

мөлшері 0,1 микронға дейінгі бөлшектерден газдарды тазалау үшін пайдалану мүмкіндігі;

сіңіргіш ретінде, араластырғыш жылу алмастырғыш ретінде газдарды салқындату және ылғалдандыру (кондициялау) үшін пайдалану мүмкіндігі.

Ылғалды шаң жинағыштардың негізгі кемшіліктері:

газ құбырлары мен жабдықтың шаңмен бітелу мүмкіндігі (газдарды салқындату кезінде);

тамшылардың шашырауына байланысты сұйықтықтың жоғалуы;

агрессивті газдар мен қоспаларды сүзу кезінде жабдықты коррозияға қарсы қорғау қажеттілігі;

тазартудың жоғары дәрежесінде айтарлықтай энергия шығындары;

ұсталған өнімді шлам түрінде алу, бұл көбінесе оны кейінгі пайдалануды қиындатады және қымбатқа түседі;

айналмалы сумен жабдықтау циклін ұйымдастыру қажеттілігі (тұндырғыштар, сорғы сорғылары, салқындатқыштар және т.б.), бұл газды тазарту жүйесінің құнын айтарлықтай арттырады;

құрамында агрессивті компоненттері бар газдарды тазалау кезінде жабдықтар мен газ құбырларының коррозиялық тозуы;

газдардың құрамындағы ылғал тамшыларының түтін мұржаларының қабырғаларына зиянды әсері;

мұржалар арқылы шығарылатын шаң мен зиянды газдардың ауа бассейніне таралуы үшін жағдайдың нашарлауы.

Кросс-медиа әсерлері

Ылғалды аппаратты пайдалану шламды кетіру жүйелері мен айналмалы сумен жабдықтаудың болуын талап етеді, бұл шаңды жинау құнын арттырады. Бұл құрылғылардың жұмысы тапшы судың сөзсіз жоғалуымен байланысты.

Құрғақ күйде жиналған шаңды қайта өңдеу процестері жағдайында лай түріндегі жиналған шаңды кәдеге жарату процестеріне қарағанда көп жағдайда әлдеқайда қымбатқа түседі.

Ылғалды шаң жинағыштардың кемшіліктері арасында: ылғалды тазартылған газдардың, әсіресе құрамында агрессивті компоненттері бар атмосферада шашырау жағдайларының нашарлауы; ағынды суларды және шламды көп мөлшерде тазарту және жою қажеттілігі; жоғары энергия шығындары (әсіресе турбулентті шаң жинағыштар үшін); жабдықты жасау үшін коррозияға қарсы және кейбір жағдайларда қымбат және тапшы құрылымдық материалдарды пайдалану қажеттілігі (агрессивті газдар үшін). Ылғалды құрылғылар мен пайдаланылған газ құбырлары коррозияға бейім, әсіресе агрессивті газдарды тазалау кезінде коррозияға қарсы қосымша шараларды қажет етеді.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Бұл техниканы қолдануда техникалық шектеулер жоқ.

Экономика

Қолданудың экономикалық орындылығы оларды қолдану шарттарымен шектеледі:

1. Ылғалды шаң жинағыштарды пайдалану құрғақ құрылғылар жұмыс істемейтін жағдайларда немесе қажетті шаң жинау тиімділігіне тек дымқыл құрылғының көмегімен қол жеткізуге болатын жағдайларда қажет.

2. Ылғалды шаң жинағыштарды шаңды жинаумен қатар газтәрізді компоненттер мен салқындатқыш газдарды ұстау міндеттері қойылған кезде қолдану орынды.

3. Белгілі бір өнеркәсіптік объектіде дымқыл құрылғыларды пайдалану экономикалық тұрғыдан негізделуі мүмкін, егер объектте сумен жабдықтау және шламды қайта өңдеу жүйелері болса.

Іске асырудың қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары.

Атмосфераға шығарындыларды азайту.

5.5.4.2. Күкіртті тазарту және төмендетілген күкіртті отынды пайдалану

Сипаттама

Алдын ала жануды бақылау әдістері отынды ауыстыруды немесе отынды күкіртсіздендіруді қамтуы мүмкін. Күкірт диоксиді шығарындылары отындағы күкірт мөлшеріне тура пропорционалды болғандықтан, күкіртті төмен отынға көшу қолайлы таңдау болып табылады. Отынның құрамындағы күкіртке қарамастан SO₂ азайту қажет болған жағдайда отынды алмастыру балама болмауы мүмкін_.

Техникалық сипаттама

Қатты отын құрамындағы күкірт 3 түрде болады: пирит (темір колчеданы (FeS) түрінде), органикалық (күкірт органикалық қосылыстар түрінде) және сульфатты (сульфатты тұздар - сульфаттар Ca SO4, Na₂SO₄). Ең қарапайым байыту. көмірдің колчеданды күкірт бөлінуін жою болып табылады. Бұл әдіс көмірмен пирит күкіртінің тығыздық айырмашылығын пайдаланады (rFeS=5 т/м3, rкөмір=2 т/м ³). Колчеданды және органикалық күкіртті бөлу үшін гидротермиялық әдіс. күкіртсіздендіру қолданылады.Бұл жағдайда ұсақталған отынды автоклавтарда 300°С температурада және 1,7 МПа қысымда KOH, NaOH сілтілі ерітінділерімен өңдейді. Қатты отындағы күкіртті азайту қатты отынды газдандыру немесе пиролиздеу арқылы жүзеге асырылуы мүмкін. Күкірттің негізгі мөлшері кокс қалдықтарымен байланысты болады [61].

Қол жеткізілген экологиялық пайда

SO₂шығарындыларын азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Физикалық өңдеу әдістері күкіртті 30 % дейін жояды. Құрамында пирит күкірті бар көмірлер үшін бұл көрсеткіш 50 % жетуі мүмкін. Химиялық әдісті қолданып күкіртті алу дәрежесі 66 % құрайды.

Кросс-медиа әсерлері

Ақпарат жоқ.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Көмірді отын ретінде пайдаланатын жаңа кәсіпорындарға қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Іске асырудың қозғаушы күші

SO₂шығарындыларын азайту.

5.5.5. Ұйымдастырылған шығарындылар көздерінен CO шығарындыларын азайтуға және (немесе) алдын алуға бағытталған ЕҚТ

5.5.5.1. Абсорбция

Сипаттама

Газдарды көміртегі тотығынан тазарту үшін абсорбциялық немесе сұйық азотпен газды жуу қолданылады. Абсорбция мыс ацетаты, формат немесе карбонаттың оксидті тұздарының су-аммиак ерітінділерімен де жүзеге асырылады .

Техникалық сипаттама

Мыс-аммиак ерітінділерін пайдаланған жағдайда көміртегі тотығының күрделі мыс-аммиак қосылыстары түзіледі:

[Cu (NH₃)_m(H₂O)_n]⁺ + xNH₃ + yCO == [Cu(NH₃)_m+x(CO)_y(H₂O)_n]⁺ + Q.

Бірвалентті мыстың болуының ең ықтимал түрі [Cu (NH₃)₂·H₂O]⁺CO ионы екені көрсетілген, ол [Cu (NH₃)₂·CO ·H₂O]⁺ ионын түзеді.Бір моль судың бөлінуімен.

Ерітінді аздап сілтілі, сондықтан көмірқышқыл газы да бір уақытта сіңіріледі:

2NH₄OH + СО₂ == (NH₄)₂CO₃ + H₂O

(NH₄)₂CO₃ + СО₂ + H₂O == 2NH₄HCO₃,

Ерітіндінің сіңіру қабілеті бір валентті мыс концентрациясы, СО қысымы жоғарылағанда және сіңіру температурасының төмендеуімен артады. Ерітіндідегі бос аммиак пен көмірқышқыл газының қатынасы да ерітіндінің сіңіру қабілетіне әсер етеді.

1 - сіңіргіш; 2 - сорғы; 3 - суды салқындатқыш; 4 - аммиак тоңазытқышы 5 - сыйымдылығы; 6 - десорбер

5.17-сурет. Газдарды мыс-аммиакты тазартуды орнату сызбасы [65]

Компрессиялық цехтан 32 МПа қысыммен газ мыс-аммиак ерітіндісімен суарылатын скрубберлерге түседі.

Азот-сутек қоспасының құрамы (%): H₂ 70; N₂ 23-26; CO 3-5; СО₂ 1,5-2.

Тазартудан кейін құрамында 40 см³/м³СО және 150 см³/м³СО_{2 -}ден аспайтын газаммиак суымен суарылатын скрубберлерге (сызбада көрсетілмеген) беріледі, онда ол қалған бөліктерден босатылады. CO_2,содан кейінNH₃синтезі үшін цехқа жіберіледі. Мыс-аммиак ерітіндісін регенерациялау қысымды азайту және ерітіндіні 6-ға дейін қыздыру арқылы жүзеге асырылады. Мыс-аммиак ерітіндісін 0,8 МПа дейін алдын ала дроссельдеу нәтижесінде одан еріген H₂ және N₂ алынады. Әрі қарай 0,1 МПа дейін дроссельдеу және ерітіндіні 45-50 ^оС дейін қыздыру кезінде мыс-аммоний кешені ыдырайды және СО бөлінеді.

Қолданылған ерітіндіні 60 ^оС-қа дейін қыздыру үшін шығатын регенерацияланған ерітінді, ал соңғы қыздыру үшін 80 ^оС-қа дейін бу қолданылады. Регенерацияланған ерітінді кіретін қалдық ерітіндімен, жылу алмастырғыштағы 3 қайта өңделген сумен және тоңазытқышта 4 буланатын NH₃сұйықтығымен дәйекті түрде салқындатылады, содан кейін регенерацияланған ерітінді 10^оС температурадасіңіруге жіберіледі. Қажет болған жағдайда Cu⁺ тотығуы регенерацияланған ерітінді арқылы ауаны үрлеу арқылы жүзеге асырылады.

Атмосфералық қысымда аммоний көмірқышқыл газының ыдырауы үшін ерітінді 80 ^оС-тан аспайды. Жоғары температурада мыс-аммиак кешені ыдырайтындықтан, толық регенерация үшін оның екінші сатысы вакуумда жүзеге асырылады.

Мыс форматының немесе ацетаттың аммиак ерітіндісін регенерациялау кезінде металдық мыстың бөлінуін болдырмау үшін оған жаңа піскен құмырсқа немесе сірке қышқылы қосылады.

Аммиак синтезіне түсетін сутекті көміртегі оксидінен соңғы тазарту газды сұйық азотпен – 190 ^оС температурасында 20-25 атм қысыммен жуу арқылы жүзеге асырылады. Бұл әдіс газды тазартудың төмен температуралы процестеріне жатады және СО-ның физикалық сіңуіне негізделген.

Тазалау процесі үш кезеңнен тұрады: бастапқы газдарды алдын ала салқындату және кептіру; осы газдарды терең салқындату және олардың құрамдас бөліктерін ішінара конденсациялау; көміртек тотығынан, метаннан және оттегінен газдарды сұйық азотпен жуу колоннасында жуу. Зауытта төмен температураны құруға қажетті суық аммиакты тоңазыту циклімен, сондай-ақ азот-сутегі фракциясының қайтару ағындарынан және жоғары қысымды азот циклінен суықтың қалпына келуімен қамтамасыз етіледі.

Бұл процеске тән қасиет абсорбенттен сіңірілген қоспаның десорбциялану сатысының болмауы: буланған азоттың бір бөлігі сутегімен араласып, синтез сатысында қолданылады. Өйткені жуу таза абсорбентпен жүзеге асырылады, содан кейін тазалаудың кез келген дәрежесіне қол жеткізуге болады.

Процестің ерекшелігі - оны сіңіру ретінде емес, инертті газ – сутегі тогындағы N₂-CO қоспасын ректификациялау ретінде қарастыруға болады.

H₂-N₂-Co үштік жүйесінде тепе-теңдік туралы деректер бар, олардың талдауы H₂ сұйық азоттағы СО ерігіштігіне іс жүзінде әсер етпейтінін көрсетеді. Сондықтан процесті есептеуді Қос қоспаның мәліметтері бойынша жүргізуге болады. Осы мәліметтерден алынған сұйық азоттағы с ерігіштігінің ерітіндінің үстіндегі с қысымына тәуелділігі Генри Заңымен сипатталады.

Құрамында 6 % СО бар 150 м³ газды жуу үшін азоттың минималды шығыны Р=2-2,6 МПа кезінде мүмкін және 12-13 см³-ке тең.

Температура сұйық азоттың ағынына және колоннаның биіктігіне өте үлкен әсер етеді.

Азотты тұтыну, басқа физикалық сіңіру процестері сияқты, іс жүзінде CO концентрациясына тәуелсіз және жалпы қысымның жоғарылауына пропорционалды түрде азаяды.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

CO шығарындыларын азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Тазарту дәрежесі СО-ның регенерацияланған ерітіндідегі парциалды қысымына және газдың жалпы қысымына байланысты.

Кросс-медиа әсерлері

Ақпарат жоқ.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Қолданылатын.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Іске асырудың қозғаушы күші

CO шығарындыларын азайту.

5.5.5.2. Газдарды каталитикалық тазарту

Сипаттама

Көміртек тотығын тотықтыру үшін марганец, мыс-хром және платина тобындағы металдары бар катализаторлар қолданылады. Шығарылатын газдардың құрамына байланысты өнеркәсіпте әртүрлі технологиялық тазарту схемалары қолданылады.

Техникалық сипаттама

Әдістің мәні СО-ның СО₂- ге дейінатмосфералық оттегімен тотығуы болып табылады:

2CO + O₂ 2CO₂+ Q

Процесс екі нұсқада жүзеге асырылады: 900-1000 ^оС температурада термиялық каталитикалық емес күйдіру және 350-400 ^оС температурада каталитикалық күйдіру.

Орнату схемасы төмендегі суреттерде көрсетілген.

СО-ны каталитикалық емес жағып бітіру қондырғысының жұмысы келесідей: газдар тазарту үшін газ құбырына беріледі, отын мен ауа да осында беріледі. Тұтану құрылғысының көмегімен газ қоспасы жанып, кейінгі оттықта жанады. Камераның шығатын жеріндегі газ температурасы 1100-1200 С, сондықтан камераның артына түтін газдарының температурасы 200-300 ^оС-қа дейін төмендейтін жылу алмастырғыштарды орнату ұтымды. Егер термиялық жану мүмкін болмаса, каталитикалық СО-ның жануынан кейін қолданылады. Бұл жағдайда алюминий оксидінде тұндырылған никель немесе платина катализаторының қабаты бар құрылғылар қолданылады. Тазартылған газды 200-300 С температураға дейін алдын ала қыздырғаннан кейін газ қоспасы тазартуға жіберіледі. Әдетте, жылыту тазартылған газдарды айналып өту есебінен жүзеге асырылады, ал орнатудың басында – отынның белгілі бір мөлшерін жағу есебінен. Процесс катализаторда 300–350 ^оС температурада жүреді. 20 % мыс оксидтері қосылған MnO₂негізіндегі катализатор болып табылатын хопкалит катализаторын қолдануға болады. Процесс температурасы шамамен 250 С. Катализаторда жүретін тотығу реакциялары экзотермиялық болып табылады, бұл катализ өнімдерінің қатты қызуына әкеледі. 700 °С-қа дейінгі температурадағы түрлендірілген газдар қалдық жылу қазандығына беріледі, ол 4 МПа қысымда 380 °С-қа дейін қызған бу шығаруды қамтамасыз етеді. Қалдық жылу қазандығынан шамамен 200 °C температурада шығатын бейтараптандырылған газдар дымоходы арқылы түтін шығарғыш арқылы атмосфераға шығарылады. 60 мың м³/сағ пайдаланылған газдарды өңдеу кезінде қуат шығыны 500 кВт, бу 26,5 т/сағ өндіріледі [65].

Қол жеткізілген экологиялық пайда

CO шығарындыларын азайту .

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Катализаторларды қолданудың арқасында кейбір жағдайларда 99,9 %-ға жететін газды тазартудың жоғары дәрежесіне қол жеткізуге болады [66].

Кросс-медиа әсерлері

Көміртек тотығымен қатар белгілі бір өндіріс жағдайына байланысты газдардың құрамында басқа да улы компоненттер болуы мүмкін: күкірт диоксиді, азот оксидтері, әртүрлі шаң түріндегі механикалық қоспалар.

Құрамында күкірт диоксиді болғандықтан марганец катализаторы 3-4 сағат ішінде белсенділігін жоғалтады.көміртек 90-96 % газ кеңістігінің жылдамдығы 2000 сағ. Мыс-хром катализаторы (50 % мыс оксиді және 10 % хром оксиді) 240 °C температурада газ кеңістігінің жоғары жылдамдықтарында (20 мың сағ дейін) және ұзағырақ жұмыс уақытында көміртегі тотығының қажетті айналу дәрежесіне қол жеткізуге мүмкіндік береді (120 сағ дейін). Алайда, осы екі типті катализаторларды қолданғанда көміртегі тотығын бейтараптандыру дәрежесі өңделетін газдардың кеңістік жылдамдығының жоғарылауымен, технологиялық процестің температурасының төмендеуімен және конверсияланған газдардағы көміртегі тотығының мөлшерінің жоғарылауымен төмендейді.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Жаңа кәсіпорындар үшін және жұмыс істеп тұрғандарын жаңарту кезінде қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Құрамында палладий және басқа да бағалы металдар бар өнімдердің құны екі негізгі көрсеткішке негізделеді: бағалы металдардың әлемдік бағасы және катализатор жасушаларындағы бағалы металдардың пайызы мен мөлшері.

Іске асырудың қозғаушы күші

CO шығарындыларын азайту.

5.5.5.3. Көміртек тотығы шығарындыларын және СО өтпенділігін азайту

Сипаттама

Құрамында органикалық заттары аз шикізат материалдарын және көміртегі мөлшері аз отынды пайдалану арқылы СО шығарындыларын азайту және жану процесін, отын сапасын және отын жеткізу жүйелерін бақылау арқылы СО₂ өтпенділігін болдырмау.

Техникалық сипаттама

Пайдаланылған пеш газдары немесе шикізат диірмендерінен шығарылған газдар құрамында СО₂, N₂, су буы мен оттегіден басқа, NO және SO₂ аздаған мөлшерде, сонымен қатар СО бар. Мүмкіндігінше, құрамында органикалық заттар аз шикізатты таңдау CO шығарындыларын азайтады. Отынның толық жанбауы нәтижесінде көміртегі тотығы бөлінсе, шығарындыларды ұстау тиімділігі төмендейді. Сондықтан қондырғыны пайдалану кезінде пештен СО шығаруды шектеу үрдісі байқалады. Жануды жақсарту, отынды оңтайландыру және сапасын, оттық сипаттамалары мен конфигурациясы, пештің дизайны, жану температурасы және пеште отынның тұру уақыты CO шығарындыларын азайтуы мүмкін [59].

Отын шығынын азайтуға әкелетін барлық техникалық шешімдер сонымен қатар СО₂ шығарындыларын азайтады. Мүмкіндігінше төмен органикалық шикізатты және көміртегі-энергия қатынасы төмен отындарды таңдау СО₂ шығарындыларын азайтады.

CO өтпенділігі.

CO өтпенділігінен болатын шаң шығарындылары электр сүзгілерді және кейбір жағдайларда гибридті сүзгілерді пайдаланған кезде арттырылуы мүмкін. Қауіпсіздік мақсатында шығарылатын газдарда СО пайда болған кезде электр сүзгілерді өшіру керек.

Электр сүзгінің тоқтау уақытын қысқарту үшін келесі шараларды орындау қажет:

1) жағдайға объективті баға беру және СО пайда болуына әсер ететін негізгі себептерді анықтау, атап айтқанда:

күйдіру режимінің бұзылуы;

шикізатта органикалық қосылыстардың көп болуына байланысты СО жоғары деңгейі;

пешті отынмен қамтамасыз етудегі бұзушылықтар;

жану процесінің бұзылуы.

2) ағымдағы және оңтайлы жағдайды салыстыру, басымдықтарды белгілеу;

3) процесті оңтайландыру, жүйенің талдауын, техникалық шешімдердің сенімділігі мен жылдамдығын қамтамасыз ету.

Себептер мен әрекет барысын анықтау және қажетті техникалық шешімдерді әзірлеу үшін келесі ақпарат қажет:

талданатын жабдықтың болуы, сенімділігі және әрекет динамикасы туралы ақпарат;

СО пайда болу статистикасы туралы ақпарат;

пайдаланылатын отын, отынмен қамтамасыз ету жүйесі және процесс туралы ақпарат.

Пештегі ауытқулардың алдын алуға және жану жүйесінің тұрақты жұмысын қамтамасыз етуге арналған отынмен қамтамасыз ету жүйесі СО сырғымаларының пайда болуын барынша азайтады.

Пештегі СО деңгейін бақылау үшін түтін газдарындағы СО-ны үздіксіз бақылайтын автоматты есептегіш қолданылады. Бұл техникалық шешімді электр сүзгілердің қажетті өшірілуін қамтамасыз ету үшін оңтайландыру қажет. Идеалды CO басқару жүйесі қысқа жауап беру уақытына ие және СО шығарындыларының көздеріне жақын орналасуы керек, мысалы, циклондық жылу алмастырғыштан немесе ылғалды процесс жағдайында пештен шығу. Талдау уақытын, соның ішінде сынама алу уақытын ескеру қажет. Ең дұрысы, бұл уақыт 20-30 секундтан аспауы керек (талдаудың кешігу уақыты). Электр сүзгінің тоқтау уақытын қысқарту үшін бұрын алынған, жинақталған және талданған ақпарат негізінде СО өзгерістерінің тенденцияларын ескеру қажет. Сынамалар санын көбейту, сынама алу нүктесінен анализаторға дейінгі қашықтықты азайту, талданатын үлгінің көлемін азайту және электронды сигналды жылдам сипаттау арқылы CO мониторингіндегі кідірісті азайтуға болады. Жүйе күйін жылдам анықтауға 3 секундтан аз уақыт ішінде қол жеткізуге болады, бірақ шаңды газдар үшін шектеулер бар. Ол сондай-ақ құралдың жұмыс режиміне тұрақты техникалық қызмет көрсетуді және калибрлеуді қажет етеді. Анализатордың мүмкіндігі компоненттерді анықтауға болатын тиісті критикалық көрсеткіштер диапазоны бар болатындай: СО үшін 5 % дейін және CH₄ үшін 3 %. Егер СО-ның бөлінуін болдырмау мүмкін болмаса, кез келген жанғыш көздер, әсіресе жоғары вольтты жабдық (электростатикалық тұндырғыштар) ерекше назар аударуды қажет етеді. Шаң тазалау жүйесінде өртке немесе жарылысқа әкелуі мүмкін басқа көз қатты заттардан немесе желдеткіштен үйкеліс болуы мүмкін.

6 %-дан астам O₂ болған кезде газдарда 8 %-дан астам CO немесе CH₄ болуы критикалық параметрлер болып саналады. Шындығында, CO серпілісімен оның газдардағы концентрациясының өсуі өте тез жүреді және талдау жүргізілгенге дейін сыни мәнге жетуі мүмкін, дегенмен бұл жағдайда жүйе дабыл қағуы керек. Сондықтан өшіру және дабыл жүйесінің іске қосу деңгейі критикалық деңгейден әлдеқайда төмен орнатылуы керек; сонымен қатар ол CH₄ және H₂ концентрациясына байланысты, әсіресе табиғи газды отын ретінде пайдаланған кезде.

Электр сүзгілерді өшіру негізінен пешті іске қосу – тоқтату кезеңінде болады. Электр сүзгіні қауіпсіз пайдалану және қорғау үшін газ анализаторы процестің барлық кезеңдерінде үздіксіз жұмыс істеуі керек. Зауыттағы электрофильтрдің өшіру уақытын артық жүйені пайдалану арқылы қысқартуға болады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Жарылыс қаупін, СО өтпенділігін, CO және шаң шығарындыларын азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Шаң шығарындылары CO өтпенділігіне байланысты пайда болуы мүмкін.

Шикізат құрамындағы көміртегімен түзілетін қосымша СО-мен 0,1 %-ға дейінгі концентрацияда СО өтетін газдарда анықталуы мүмкін.

Кросс-медиа әсерлері

CO өтпенділігіне байланысты шаң шығарылуы мүмкін.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар.

СО өтпенділігін азайтуға арналған техникалық шешімдерді пештердің барлық түрлеріне қолдануға болады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Іске асырудың қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары.

5.5.5.4. Регенеративті термиялық тотықтырғыш

Сипаттама

Регенеративті термиялық тотықтырғыштың (РТТ) жұмысы химиялық/термиялық процеске және механикалық процеске негізделген. Химиялық/термиялық процесс – құрамында ҰОҚ және ауаға қауіпті ластаушы заттар бар пайдаланылған газдың технологиялық ағынына жылуды қолдану. Бұл жылуды қолдану ластаушы заттарды бастапқы химиялық күйінен екі инертті қосылысқа дейін тотықтырады: СО₂және H₂O.

ҰОҚ тотықтыру арқылы термиялық газды тазарту 800-ден 1000 °С-қа дейінгі температурада жүргізіледі. Бұл температураларда ҰОҚ көміртегі диоксиді СО₂және су буы H₂O түзу үшін технологиялық газдардағы оттегімен әрекеттеседі, олар зиянсыз және иіссіз.

Техникалық сипаттама

Термиялық тотықтырғыш ауаның ластануымен күресу үшін көптеген ондаған жылдар бойы қолданылып келеді және ҰОҚ, зиянды ауаны ластаушы заттарды және белгілі бір дәрежеде иісті жоюдың ең кең таралған технологияларының бірі болып табылады. Бұл ластаушы заттар әдетте органикалық болып табылады және жоғары температурада тотығу арқылы жойылуы мүмкін, яғни атмосфераға шығар алдында СО₂ және H₂О түрленеді.

Өнеркәсіпте қолданылатын термиялық тотықтырғыштардың бірнеше түрі бар, бірақ олардың екі түрі жиі кездеседі:

тікелей жану термиялық тотықтырғыш (ТЖТТ);

регенеративті термиялық тотықтырғыш (РТТ).

Сондай-ақ регенеративті каталитикалық тотықтырғыштар (РКТ) немесе регенеративті каталитикалық тотықтырғыштар сияқты каталитикалық тотықтырғыштарды білеміз. Каталитикалық тотықтырғыш - бұл әлдеқайда төмен температурада тиімді тотығуды қамтамасыз ететін катализатор қосылған термиялық тотықтырғыш [60].

Регенеративті термиялық тотықтырғыштар (РТТ) қазіргі кездегі тотықтырғыштардың ең кең тараған және кеңінен қолданылатын түрі болып табылады. Бұл ҰОҚ, ауаға қауіпті ластаушы заттарды және басқа да ауаны ластаушы заттарды жою үшін қолайлы тотығу технологиясы. РТТ жоғары жою тиімділігіне және ҰОҚ және қауіпті ауа ластаушыларды жою үшін өндірілетін жылу энергиясының көп бөлігін қалпына келтіру қабілетіне байланысты таңдаулы таңдау болып табылады.

Стандартты органикалық қосылыстардың мысалдары 5.17-кестеде көрсетілген.

5.17-кесте. Стандартты органикалық қосылыстар [64]

Р/с №	Аты	Формула
1	2	3
1	Ацеталь	C₆H₁₄O₂
2	Ацетон	C₃H₆O
3	Бензол	C₆H₆
4	Бутанол	C₄H₁₀O
5	Циклогексанол	C₆H₁₂O
6	Формальдегид	CH₂O
7	Гептан	C₇H₁₆
8	Изопентан	C₅H₁₂

5.18-кесте. ҰОҚ инертті қосылыстарға түрлендіру

Р/с №	Атауы	Химиялық реакция (трансформация)
1	2	3
1	Формальдегид	СН₂О + О₂> СО₂ + Н₂О
2	Гептан	C₇H₁₆ + 11O₂> 7СО2 + 8Н₂О
3	Гексан	2С₆Н₁₄ + 19О₂> 12СО₂ + 14Н₂О

Механикалық РТТ процесі керамикалық жылу алмасу ортасының бірнеше "қабаттары" арқылы айнымалы газ ағыны қағидаты бойынша жұмыс істейді. Кіріс газ алдымен жүйеге тартылады және кіріс қабаты арқылы жоғары көтеріледі, онда газ керамикалық жылу тасымалдағышпен жанасу арқылы алдын ала қыздырылады. Газ керамикалық орта арқылы жоғары қарай қозғалған кезде газ 760 °C және 800 °C аралығындағы температураға жетеді. Содан кейін газ жану камерасына түседі, онда оттық (әдетте табиғи газбен жұмыс істейді) жұмыс істейді, газдың температурасын 815-955 °C дейін көтереді.

Бұл температура "жану камерасының берілген температурасы" деп аталады және ҰОҚ және қауіпті ауа ластаушылардың барлығы дерлік ыдырап, СО₂ және H₂O-ға айналатын нүкте болып табылады. осы кезде ластанудан тазартылған және қыздырылған технологиялық газ жылу алмасу ортасының Шығыс қабаты арқылы төмен қарай бағытталады. Жану камерасының температурасындағы газ жылуды шығару қабаты арқылы төмен қарай керамикалық ортаға береді.

Екі немесе үш минуттан кейін PTТ ауыстырып-қосқышы клапандар жүйе арқылы ауа ағынын кері қайтарады. Бұл қайталанатын процесс немесе цикл регенеративті термиялық деп аталады.

5.20-сурет. РТТ жұмыс қағидаты

РТТ құрылмасы рекуперативті термиялық тотықтырғыштардың құрылмасынан газ ағындарын жылыту немесе салқындату үшін құбырлы немесе түтік тәрізді жылу алмастырғыштардың болмауымен ерекшеленеді. Атмосфераға таза және ыстық ауаны төгудің орнына, РТТ жылудың 95 % дейін қалпына келтіруге қабілетті. Тағы бір ерекшелік, шығатын тазартылған ағынды одан әрі пайдалану үшін процестің басқа бөлігіне жіберуге болады.

5.21-сурет. РТТ құрылмасы

Регенеративті термиялық тотықтырғыштардың ең көп тараған екі түрі – екі камералы және үш камералы. Неғұрлым күрделі қолданбалар үшін үш немесе одан да көп камералары бар жүйелер де бар.

Екі камералы регенеративті термиялық тотықтырғыштар төмен капиталдық құны бар, олардың құрылмасында қозғалмалы бөлшектердің болуына байланысты көп техникалық қызмет көрсетуді қажет етеді, бірақ зиянды заттардың жойылу тиімділігіне 98-99 % жетеді.

Технологиялық эмиссия ағыны алдын ала қыздырылған фильтрациялық керамикалық қабаттардың біріне түседі. Төсекті алдын ала қыздыру қондырғыны пайдалану үшін қажет болатын қосымша отын газының мөлшерін азайтады. Әрі қарай, ағын жану камерасына түседі. Жану камерасында тотығу процесі болғаннан кейін, пайдаланылған газ екінші фильтрациялық керамикалық қабат арқылы өтеді, онда газ салқындатылып, оның жылуының бір бөлігін керамикалық толтырғыш қабатқа береді. Ауыстырғыш клапандар өңделген эмиссия ағынын жылыту немесе салқындату үшін бір фильтрациялық керамикалық қабаттан екіншісіне газ ағынын бағыттауға арналған. Тотықтырғыштың бұл түрі өте жоғары температурада жұмыс істейді - шамамен 815 °C.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

СО₂-ге дейін термиялық тотығуына байланысты СО шығарындыларының төмендеуі.

Кез келген ҰОҚ толық тотығуы.

Иісті азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Регенеративті термиялық тотықтырғыштың қалдық жылуды қалпына келтіруде тиімді болғаны сонша, ол тек ҰОҚ тотығу энергиясының арқасында жану камерасында қажетті температураны сақтай алады.

Регенеративті термиялық тотықтырғыштың негізгі артықшылықтары мыналар:

қарапайым және сенімді дизайн;

өзін-өзі тазартатын қос тығыздағыш;

техникалық қызмет көрсетуге оңай қол жеткізу;

қышқылдар мен басқа ластаушы заттар жиналуы мүмкін қуыстар жоқ;

ауа ағындарының алуан түріне бейімделу мүмкіндігі;

ұшпа органикалық қосылыстардың (ҰОҚ) кең ауқымын жоюға мүмкіндік береді;

пайдалану және техникалық қызмет көрсету шығындары айтарлықтай төмен;

жоғары жылу тиімділігі;

процесс барысында қалдықтар түзілмейді;

сыртқы процестер үшін өндірілген энергияны қалпына келтіру [61].

PTТ кіретін газдарды ішінара тотықтыру үшін алдын ала қыздыру үшін алдыңғы тотығу циклінен қыздырылған керамикалық қабатты пайдаланады. Алдын ала қыздырылған газдар 760 °C (1400°F) пен 820 °C (1510 °F) аралығындағы мақсатты тотығу температурасына жету үшін сыртқы отын көзімен қыздырылатын жану камерасына түседі. Ең көп жоюды қажет ететін қолданбалар үшін соңғы температура 1100 °C (2010 °F) жетуі мүмкін. Ауа шығыны секундына 2,4-тен 240 стандартты текше метрге дейін ауытқиды.

PTТ универсалды және өте тиімді - жылу тиімділігі 95 % дейін жоғары болуы мүмкін. Олар ТМД және дүние жүзіндегі әртүрлі өнеркәсіп салаларында еріткіштердің булары мен иістерін жою үшін үнемі қолданылады.

Кросс-медиа әсерлері

Регенеративті термиялық тотықтырғыштарды (РТТ) пайдалану кезінде жоғары энергия шығындары мүмкін, сонымен қатар жабдықты орналастыру үшін үлкен аумақ қажет.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Алюминий өндірісінде регенеративті термиялық тотықтырғышты қолдануға болады. Басқа шығарындыларды бақылау технологияларымен салыстырғанда, регенеративті термиялық тотықтырғыштар (РТТ) әсіресе сенімді және пайдалану шығындары төмен:

энергияны тұтынудың тиімділігі шамамен 95 % және тіпті кейбір жағдайларда 99 % құрайды, бұл отын шығынын айтарлықтай төмендетеді;

көптеген қолданбалар үшін қолайлы;

дизайндың қарапайымдылығы;

төзімділік;

ҰОҚ жойылуының жоғары деңгейі;

төмен азот оксиді (NOx) шығарындылары;

үздіксіз жұмыс істеу жағдайында қолдану [65].

Регенеративті термиялық тотықтырғыштардың негізгі кемшіліктері:

жоғары электр шығындары.

жабдықты орналастыру үшін қажет үлкен аумақ.

регенеративті тотықтырғыштың салмағынан үш есеге дейін болуы мүмкін салмақ.

PTТ – қозғалатын бөліктері көбірек және көбірек техникалық қызмет көрсетуді қажет ететін күрделі жүйе.

Экономика

Жоғары тиімділікке байланысты өндіріс шығындарын азайту; СО шығарындыларын рұқсат етілген мәндерге дейін төмендету, төмен отын шығыны, шығындалатын қымбат катализаторларды пайдалануды талап етпейді; сенімді және пайдалану шығындары төмен.

Іске асырудың қозғаушы күші

СО-дан СО2-ге дейін термиялық тотығу процесін жүзеге асыру.

Кез келген ҰОҚ толық тотығуы.

Иісті азайту.

Экологиялық заңнаманың талаптары.

5.6. Ағынды сулардың төгінділерінің алдын алуға және азайтуға бағытталған ЕҚТ

5.6.1. Алюминий өндірісі (боксит өндіру) кезінде су балансын басқару

Сипаттама

Алюминий өндірісінің негізгі технологиялық процестері: шикізатты дайындау (боксит); Байер күйдіру әдісімен глинозем алу; Байер тармағының қызыл шламын өңдеу; күйдірілген анодтарды өндіру; бастапқы алюминий өндіру.

Төгінділер бойынша "Қазақстан алюминиі" АҚ кәсіпорнында 6 айналымды су құбыры бар. Өнеркәсіптік ағынды сулар табиғи су объектілеріне және жер бедеріне төгілмейді.

"ҚЭЗ" АҚ кәсіпорнында 4 су айналымды қондырғысы жұмыс істейді. Өнеркәсіптік ағынды сулар табиғи су объектілеріне және жер бедеріне төгілмейді. Өндірістік және нөсерлі ағынды сулар қойма тоғанына жіберіледі.

Қоршаған ортаны ағынды сулармен ластайтын өндірістердің қатарына боксит кеніштері жатады. Өндіру жұмыстарының нәтижесінде кен орындарын құрғату және пайдалану барысында жер асты суларының қорлары сарқылуда, сондай ақ жер үсті суларының карьерлік және өнеркәсіптік сарқынды сулардың төгінділерімен ластануы мүмкін.

Бұл бөлімде ағынды сулардың ағуын азайту және алдын алу үшін қолданылатын әдістер, әдістер және/немесе әдістердің комбинациясы сипатталады.

Техникалық сипаттама

Суды тиімді басқару көптеген тау-кен өндіру және өңдеу жұмыстары үшін өте маңызды және шахтаның әрбір құрылысы мен пайдалану циклі кезінде, алдын ала мақұлдау мен өндіруден бастап пайдаланудан шығару мен жабуға дейін мұқият қарастырылуы керек. Су ресурстарын ағынды сулардың әсерінен қорғау және өндіру және байыту процестерінде олардың тепе-теңдігін басқару үшін келесі шараларды орындау қажет:

боксит кені басқармасының су шаруашылығы балансын әзірлеу;

суды қайта өңдеу жүйесін енгізу және суды технологиялық процесте қайта пайдалану;

технологиялық процестерде су шығынын азайту;

кен орнын гидрогеологиялық модельдеу;

ашық карьер суларын іріктеп жинау жүйелерін енгізу;

жергілікті ағынды суларды тазарту және бұру жүйелерін пайдалану.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Технологиялық қажеттіліктерге суды тұтыну көлемін азайту.

Су ресурстарын ұтымды пайдалану.

Ағынды суларды ағызу үшін пайдаланылатын энергия ресурстарының көлемін азайту.

Ағынды суларды одан әрі тазарту үшін қолданылатын химиялық заттардың мөлшерін азайту.

Ағынды сулардың ағызылуын және олардағы ластаушы заттардың концентрациясын азайту немесе толығымен жою.

Қабылдаушы суларға (мысалы, өзендер, каналдар және басқа жер үсті су ресурстары) қоректік заттардың жүктемесі төмендейді.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Карьер суының су ағынын, суды тұтынуды және ағынды суларды бұруды басқару мақсатында пайдалы қазбаларды өндіру және өңдеу бойынша технологиялық процестер мен операцияларды жүргізу үшін боксит кеніші басқармасының су шаруашылығы балансын әзірлеу:

карьер суларының перспективалық су ағыны;

суды тұтыну және су бұру, суды бұру және сусыздандыру режимінің су шаруашылығы теңгерімімен байланысты болуы мүмкін өзгерістері;

сулы горизонттар мен жер үсті су объектілерінің сарқылуын және ластануын болдырмау;

технологиялық процестерде тұщы суды тұтынудың ең аз көлемімен суды пайдалануды ұтымды ұйымдастыру;

ағынды суларды қайта өңдеу, тазарту және оны қайта пайдалану мүмкіндігі;

осал компоненттерді (кіші өзендер мен бұлақтар, сулы-батпақты жерлер және т.б.) анықтау мақсатында іргелес аумақтардағы су шаруашылығы жағдайын, жергілікті халықтың жергілікті су ресурстарына тәуелділігін ескере отырып.

Боксит кен басқармасының су балансын басқару Тау-кен қазбалары мен су пайдаланудағы су ағынының ықтимал өзгерістерін ескеруге, желілер мен құрылыстардағы гидравликалық және басқа да жүктемелерді реттеу мақсатында ағындарды уақтылы қайта бөлуге, су ресурстарын ұтымды пайдалануға мүмкіндік береді.

Айналымдағы сумен жабдықтау жүйесі айналымдағы суды технологиялық процесте көп рет пайдалануды қамтамасыз етеді (мысалы, жабық су айналымы бар қалдық қоймасы). Айналмалы сумен жабдықтау схемаларын таңдау технологиялық процесспен, судың сапасына қойылатын техникалық шарттармен анықталады. Бұл табиғи көздерден су алуды азайтуға (суды қабылдау тек жүйені тамақтандыру үшін қажет), көлемін азайтуға немесе ағынды суларды төгуді толығымен жоюға мүмкіндік береді.

Техникалық суды қайта пайдалану (дәйекті) пайдалану бір өндірістік процесте пайдаланылатын суды басқа технологиялық қажеттіліктерге пайдаланудан тұрады. Мысалы, компрессорлық станция жабдығын салқындату кезінде қыздырылған суды жөндеуге дейін жылу жүйесінде немесе жабдықты жуу үшін пайдалануға болады; жаңбыр суын шаңды басу процестерінде, өсімдіктерді суару үшін, жол жабдықтарын жуу үшін және т.б. пайдалануға болады. Техника технологиялық қажеттіліктер үшін табиғи көздерден су алуды азайтуға мүмкіндік береді.

Ағынды суларды бұру және көмір өнеркәсібімен сусыздандыру процестерінің сәйкестігін ескере отырып, Үндістанның шахталық ағынды суларды пайдалану тәжірибесі пайдалы болуы мүмкін. Үндістандағы көмір компаниялары жұмыс істеп тұрған және қараусыз қалған шахталардағы шахта суын сәтті пайдаланады. Жобаны жүзеге асырудың ең жарқын мысалдары мыналар:

NLCIL шахтасының суы Ченнай қалалық департаментіне ауыз су үшін 200 км құбыр арқылы жеткізіледі. Екі сорғы станциясы Ченнайға тәулігіне шамамен 19,611 мың литр су береді және бұл су, әсіресе жазда, су сұранысын өтеуге көмектеседі;

WCL - Coal Neer-ден бөтелкедегі суды жеткізу. Шахтада кері осмос қондырғысы (10 000 литр/сағ) орнатылды және ол кезеңді тұндыру, сүзу және кері осмос қондырғысы арқылы өңдеуден кейін ультракүлгін сәулемен өңдеуден тұрады. Сонымен қатар, BIS & FSSAI сертификатын алған RFC құю зауытын (қуаты – тәулігіне 15 000 бөтелке) орнату арқылы "COAL NEER" оралған ауыз суы енгізілуде. COAL NEER 500 мл және 1 литрлік бөтелке үшін сәйкесінше 7 және 10 рупада ұсынылады.

WCL жылу электр станцияларының өнеркәсіптік су қажеттілігін қанағаттандыру үшін жылына 107,6 мың текше метр мөлшерінде шахталық артық суды қамтамасыз ету үшін MAHAGENCO компаниясымен меморандум жасасты.

Бұған дейін ЖЭС-тің суға деген қажеттілігі Пенч суару су қоймасының есебінен жабылатын. Енді Пенч су қоймасынан үнемделген су Нагпур қаласының суға деген өсіп келе жатқан сұранысын қанағаттандыру үшін пайдаланылуда [69].

Суды аз тұтынумен немесе оның толық болмауымен сипатталатын суды үнемдейтін немесе сусыз технологияларды пайдалану, бұл технологиялық қажеттіліктер үшін табиғи көздерден су алуды азайтуға мүмкіндік береді. Мысалы, өндіріске суды мөлшерлеп беру, жабдықты салқындату процестерінен басқа процесс тоқтаған кезде суды автоматты түрде өшіру.

Әзірленген және калибрленген гидрогеологиялық модель жұмыс орындарына түсетін ағындардың шамасын болжауға мүмкіндік береді, оның ішінде жоспарлау көкжиегі шегінде уақыттың әртүрлі нүктелерінде және әртүрлі горизонттарда. Уақыт өте келе ағындар азаюға бейім болғандықтан, үлгіні әзірлеу тартылған сусыздандыру жабдығын біртіндеп оңтайландырудың негіздемесін табуға мүмкіндік береді. Жер асты суларының қорын бағалау кезінде гидрогеологиялық модельдеу жер асты гидросферасының күрделі ішкі құрылымын, оның ішінде сулы горизонттар арасындағы және жер асты сулары мен жер үсті сулары арасындағы гидравликалық байланысты, сондай-ақ күрделі шекаралық жағдайларды есепке алуға мүмкіндік береді.

2005 жылы НОВОТЕК ҒТК Стойленский ГОК объектілерінің әсер ету аймағына жер асты суларын сүзудің компьютерлік моделін әзірледі, ол үнемі жаңартылып отырады және жер асты суларының геоэкологиялық мониторингі мен зерттеулердің жаңа нәтижелерімен толықтырылады [70].

Ағынды суларды бөлек жинау жүйесі ағынды су ағындарын ластану дәрежесі мен түрлері бойынша жергілікті тазарту үшін ең жақсы әдіспен бөлуден, тазартылған суды процеске барынша қайтарудан тұрады; тазарту қондырғысына гидравликалық жүктемені азайту. Техника су объектілеріне ағынды суларды жіберу көлемін азайтуға мүмкіндік береді.

Кросс-медиа әсерлері

Суды тұтыну үшін су айналымы жүйесін ұйымдастыру үшін ресурстар мен материалдардың қосымша көлеміне қажеттілік.

Судың сапасын бақылауға және ластаушы заттарды анықтауға арналған шығындар.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Техникалық орынды және экономикалық мақсатқа сәйкес келетін ұсынылған әдістерді (конструктивті және техникалық шешімдер) жеке және біріктірілген түрде қолдануға болады. Байланысты шектеулер: технологиялық процестің ерекшеліктерімен; өндірістік объектілердің техникалық мүмкіндіктері, конструктивтік ерекшеліктері; климаттық жағдайлар; ағынды сулардың сапалық құрамы мен көлемі.

Экономика

Әрбір жағдайда жабдықтың құны әртүрлі болып табылады.

Іске асырудың қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары. Су ресурстарын ұтымды пайдалану. Ағынды сулардың және ластаушы заттардың шығарындыларының көлемін азайту.

5.6.2. Карьер және шахта суларының сутөкпесін азайту

Сипаттама

Өндіріске судың келіп түсуі сукелімімен сипатталады. Жалпы сукелімі жер асты және жер үсті суларының, атмосфералық жауын-шашынның және технологиялық процестерде қолданылатын техникалық сулардың ағынынан тұрады.

Техникалық сипаттама

Техника келесі техникалық шешімдерді бөлек немесе бірге қолдану арқылы жер асты суларына әсер етуді азайтудан және ағынды суларды тазарту қондырғылары мен су объектілеріне гидравликалық жүктемені азайтудан тұрады:

карьер мен кен орындарын құрғатудың ұтымды схемаларын қолдану;

арнайы қорғаныс құрылымдарын және жер үсті және жер асты суларына қарсы шараларды қолдану, мысалы, сусыздандыру және/немесе су өткізбейтін перделер және т.б.;

дренаждық жүйені оңтайландыру;

жер үсті ағынын реттеу жолымен кен қазбаларын жер үсті суларынан оқшаулау;

тау-кен учаскесінен тыс өзен арналарын бұру;

жер асты сулары деңгейінің үдемелі төмендеуін болдырмау;

айдау кезінде шахта және карьер суларының ластануын болдырмау.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Су ресурстарын ұтымды пайдалану.

Карьер мен шахта суларының қалдықтарының көлемін азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Тау-кен тәжірибесінде карьер мен кен орындарын құрғату үшін жер үсті, жерасты және аралас әдістер қолданылады.

Кен қазбаларын жерүсті және жер асты суларынан дренаждау және қорғау үшін мыналар қолданылады: терең сорғылармен жабдықталған суды азайтатын ұңғымалар; вакуумды сусыздандыру; жер асты су бұру жүйелері (сүзгілері мен ұңғымалары бар дренаждық дрейфтер және т.б. жер асты кен орнын пайдалану кезінде дренаждық функцияларды негізгі кен қазбалары да орындайды.); өздігінен ағатын және сіңіретін ұңғымалар; ұңғымадағы қондырғылар; шеткі дренаж; дренаждық шұңқырлар, траншеялар, арықтар (соның ішінде жабық) т.б.

"Стойленский ГОК" ААҚ-да карьерді ағызу жер асты дренаждық кешені – 200м-ден астам тереңдіктегі дренаждық шахта арқылы жүзеге асырылады, ол жер асты суларының ағынының негізгі бөлігін оның контуры бойынша ашық карьерден тыс және карьер ішіндегі бүйірлік дренаждар - олар жер асты суларының беткейлеріне қарама-қарсы "шашуды" кесіп тастайды. Дренаждық кеніш жұмысының ұзындығы 56 шақырымға жетеді. Жұмыс істеп тұрған 260 дренаждық ұңғыма бар. Барлық дренаждық су мен атмосфералық жауын-шашын шахтаның негізгі дренажымен сорылады. Дренаждық өнімділік 7200 м^3/сағ жетеді. Ол үшін негізгі дренаж жүйесі 11 ОСС 850–240 сорғыларымен жабдықталған. НОВОТЭК-тің СГОК-ты шаруашылық-ауыз сумен қамтамасыз ету үшін дренаждық суды пайдаланудың негізделген мүмкіндігі оның таза суға деген қажеттілігін өтеді. Сумен жабдықтауды жүзеге асыру ОСС 300x300 5 сорғымен жүзеге асырылады. Ашық дренаждық жүйені пайдалану тәжірибесі және СГОК разрезіндегі дренаждық жұмыстарды дамытудың жобалық шешімдері жерасты дренаж әдісіне бағытталған кен орнын жер асты және жер үсті суларынан қорғаудың таңдалған стратегиясының дұрыстығын сенімді түрде дәлелдейді [68].

Тау-кен қазбаларын қорғаудың түрлері мен жүйелерін, қорғаныш құрылыстарының түрлерін, құрылғылары мен шараларын таңдауда кен орнының игерілуіне қарай өндірістік және табиғи жағдайлар, қорғалатын кеңістіктің пішіні мен көлемі уақыт бойынша өзгеруін ескеру қажет.

Қорғау жүйелері, олардың дамуы, қорғаныс құрылымдары мен құрылғыларының жобалары, қорғаныс шаралары кен орындарын игерудің жүйелерімен, әдістерімен және дамуымен өзара байланысты болуы керек.

Жаңбыр, еріген және өнеркәсіптік сулардың жер үсті ағынын реттеу шахталық кен орны мен карьердің өзінде (кертпелердің, еңістердің, түбінің аумақтары), сондай-ақ карьер айналасындағы белгілі бір жолақ шегінде жүзеге асырылады.

Жер бетіндегі ағынды суларды реттеу шаралары биіктік және дренаждық арықтарды орналастыруға, карьер маңындағы аумақты жоспарлауға (жер бетін таулы арықтарға қарай еңіс бере отырып), сондай-ақ қырлы жерлерді жоспарлауға дейін қысқарады.

Жаңбыр, еріген және өнеркәсіптік сулардың дренаждық жүйесі кен орнының барлық дренаждық жүйесімен байланыстырылуы керек; сонымен қатар, бірқатар жағдайларда ортақ су жинағыштар мен сорғыларды пайдалану, су төгетін ұңғымаларды орнату және т.

Өзендер мен су жинағыштарды (көлдер, тоғандар, батпақтар) бұру және құрғату олардан судың түсуіне байланысты карьерді немесе шахталарды суару айтарлықтай маңызды болған жағдайларда қолданылады. Өзен немесе бұлақ жаңа бетондалған арнаға бұрылады, құбырлар арқылы өзен суын ағызу да тиімді. Егер өзен арнасы өткізгіштігі төмен жабын шөгінділері арқылы өтетін болса, онда кейде бетондаудан бас тартуға мүмкіндік бар, бұл фильтрация есебімен расталуы керек.

Кросс-медиа әсерлері

Қаржылық шығындар. Қосымша ресурстар мен материалдардың қажеттілігі.

Фильтрацияға қарсы перделер, суды тартудан айырмашылығы, зиянды ағынның пайда болуына және жер асты сулары ресурстарының сарқылуына әкелмейді және қорғалатын объектілер аймағында тау жыныстарының, жер беті мен құрылымдардың деформациясын тудырмайды.

Жоғары күрделі және эксплуатациялық шығындар, карьерлерде жер асты дренаждары бар кен жұмыстарын жүргізу және ұстау қажеттілігі.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Ұсынылған әдістер жалпыға бірдей қолданылады және оларды жеке де, біріктіріп те қолдануға болады.

Дренаждық әдістердің қолдану мүмкіндігі игерілетін кен орнының тау-кен-геологиялық, гидрогеологиялық және тау-кен жағдайлары негізінде анықталады.

Тұрақты коллекторды бұру және оқшаулаудың орындылығы кен орнын пайдаланудың барлық кезеңінде тау-кен жұмыстарының қалыпты жүруін қамтамасыз ету үшін бұрылу құны мен жүргізілуі қажет дренаждық іс-шараларды салыстыру арқылы техникалық-экономикалық есептеулермен негізделеді.

Экономика

Әрбір жағдайда жабдықтың құны әртүрлі болып табылады.

Іске асырудың қозғаушы күші

5.6.3. Жер үсті инфрақұрылымы аумағының жер үсті ағынын басқару

Сипаттама

Су объектілеріне теріс әсерді азайту әдістері немесе олардың комбинациясы.

Техникалық сипаттама

Жер үсті ағындарын басқарудың технологиялық операцияларына мыналар жатады:

тау жыныстары үйінділерінен жер үсті ағынды суларын жинау және тазарту жүйесін ұйымдастыру;

үйінділердегі гидротехникалық құрылыстардан ағынды суларды қалдық қоймаларына айдау;

тазартылған ағынды сулардың көлемін барынша азайтуға мүмкіндік беретін, тегістелген, тұқым себілген немесе көгалдандырылған аумақтарды қоса алғанда, бұзылған аумақтарды айналып өтіп, бұзылмаған аумақтардан жер үсті ағындарын бұру;

тазартылған сарқынды суларды технологиялық қажеттіліктер үшін қайта пайдалана отырып, аумақтың бұзылған және ластанған учаскелерінің жер үсті ағындарын тазарту;

тиісті көлемдегі нөсерлі дренаждарды, траншеяларды, арықтарды ұйымдастыру; контурлау, террассалау және еңістердің тіктігін шектеу; эрозиядан қорғау үшін соқыр жерлер мен төсемдерді пайдалану;

еңісі бар кірме жолдарды ұйымдастыру, жолдарды су бұру қондырғыларымен жабдықтау;

эрозияға жол бермеу мақсатында тамыр қабаты жасалғаннан кейін бірден жүргізілетін мелиорацияның биологиялық кезеңінің фитомелиоративтік жұмыстарын орындау.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Бұл әдістерді қолдану мыналарға мүмкіндік береді: тау жыныстары үйінділерінің аумағынан ластанған жер үсті ағынды суларының сіңуіне байланысты топырақтың, жер асты және жер үсті суларының ластану қаупін азайту; ластанған сарқынды суларды су объектiсiне ағызу көлемiн азайту арқылы су объектiлерiне тигiзiлетiн келеңсiз әсердi азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Техника нөсер және еріген сарқынды сулардың ластанған жерлерге түсуін азайту, таза суды ластанған жерлерден бөлу, қорғалмаған топырақ учаскелерінің эрозиясын болдырмау, дренаж жүйелерінің тұнбаға түсуін болдырмау мақсатында кәсіпорынның орналасу ерекшеліктерін және оның спецификасын ескере отырып тау кен өндіру кәсіпорнының жерүсті инфрақұрылымы аумағының нөсер және еріген сарқынды суларын басқаруды көздейді.

Кәсіпорынның орналасу аумағының ерекшелігін және оның ерекшелігін ескере отырып, аршыма және қоршаушы жыныстардың сыртқы үйінділерінің контуры бойынша су бұру арықтары жүйесін ұйымдастыру, жабдықталған тұндырғышта жер үсті сарқынды суларын бастапқы жарықтандыру және қажет болған жағдайда оларды сарқынды суларды тазартудың жергілікті кешендерінде одан әрі тазарту.

Кросс-медиа әсерлері

Қосымша ресурстар мен материалдардың қажеттілігі.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Жалпы қолданылады, оны жеке де, біріктіріп те қолдануға болады.

Экономика

Әрбір жағдайда жабдықтың құны жеке болып табылады.

Іске асырудың қозғаушы күші

5.6.4. Ағынды суларды тазартудың заманауи әдістерін қолдану

Ағынды суларды тазарту Қазақстан Республикасының нормативтік құқықтық актілерімен бақыланады және реттеледі. Ағынды сулар – өнеркәсіптік нысандар мен елді мекендерден канализация арқылы немесе тартылыс күшімен су объектілеріне жіберілетін су. Бұл шешімдердің қасиеттері олар қатысқан технологиялық процеспен байланысты және әдетте олар жанасатын табиғи объектілерге теріс әсер етеді.

5.22-сурет. Ағынды сулардың түрлері [69]

5.19-кесте. Ағынды сулардың әртүрлі түрлерінің айрықша сипаттамалары

Р/с
№

Ағынды судың түрі

Ағынды сулардың түсуінің біркелкілігі

Ластану дәрежесі

Ластану түрі

Қолданылған тазалау әдістері

1	2	3	4	5	6
1	Өндіріс	Біркелкі емес (кәсіпорынның процестеріне байланысты)	Шартты түрде таза Нормативтік түрде тазартылған Ластанған	Органикалық және минералды қоспалар	Механикалық физика- химиялық химиялық биологиялық
2	Тұрмыстық-шаруашылық ағынды сулар	Салыстырмалы түрде біркелкі	Қатты ластанған	Өсімдіктер мен жануарлардан алынатын органикалық заттар Қалдық өнімдер мен жуғыш заттар	Механикалық биологиялық
3	Атмосфералық (дауыл)	Біркелкі емес (жауын-шашынға байланысты)	Шартты түрде таза Ластанған	Минералды ластану Мұнай өнімдері	Механикалық Физика-механикалық Химиялық әдістер

Тау жыныстары, өнімдер немесе өндіріс қалдықтары құрамындағы заттармен ағынды сулардың ластану деңгейін төмендету мақсатында ағынды суларды тазартудың тиімді әдістерін (шахта, карьер) қолдану.

Ағынды суларды тазартуға бағытталған технологиялық тәсілдерді, әдістерді, шараларды және шараларды таңдау ағынды сулардың құрамымен, технологиялық процестің ерекшеліктерімен, су сапасына қойылатын техникалық шарттармен (қайталама сумен жабдықтау немесе қайта пайдалану жағдайында), стандарттармен анықталады. су объектiсiнiң сапасын ескере отырып белгiленген рұқсат етiлген ағызу үшiн – сарқынды суларды қабылдағыш.

Соңғы ағынды сулардың көлемін және олардағы ластаушы заттардың концентрациясын барынша азайтудың ең жақсы әдісін анықтау үшін келесі маңызды факторларды ескеру қажет:

ағынды сулардың көзі болып табылатын процесс;

су көлемі;

ластаушы заттар және олардың концентрациясы;

ішкі қайта пайдалану мүмкіндіктері;

су ресурстарының болуы.

ЕҚТ нақты заттарды (мысалы, реагент қалдықтарын) кейіннен кәдеге жарату немесе процеске қайтару мақсатында қалпына келтіруге, сондай-ақ тазартылған судың процеске максималды қайтарылуын қамтамасыз етуге мүмкіндік береді.

ЕҚТ белгіленген стандарттарға сәйкес ағызылатын ағынды сулардың сапасын қамтамасыз ету арқылы су объектілеріне кері әсерді азайтуға мүмкіндік береді.

5.6.5. Механикалық тазарту

Сипаттама

Механикалық тазарту ағынды суларды тазартудың бірінші кезеңі болып табылады.

Механикалық тазартуды дербес әдіс ретінде қолдану, тазартылған су технологиялық өндірістерде пайдаланылатын немесе су объектілеріне ешқандай зиянды әсерсіз ағызылатын жағдайларда мүмкін болады. Әдістің мәні гидроциклондар мен центрифугалардың көмегімен сүзу, тұндыру, сүзу, ерімеген қоспаларды жою. Бұл тазарту әдісімен ағынды судағы ерімеген және жартылай коллоидты ластаушы заттардың 60-80 % жойылады.

Техникалық сипаттама

Механикалық тазалау өрескел әдістерге жатады және судан 0,1 мм-ден астам ластаушы заттарды кетіру үшін қолданылады. Әдетте, әдістердің бұл тобы тұндырылған немесе тоқтатылған ерімейтін бөлшектерді алуға негізделген.

Ластаушы бөлшектердің физикалық сипаттамалары (мөлшері, физика-химиялық қасиеттері) және концентрациясы бойынша ерекшеленуіне байланысты механикалық тазалау әдістері 5.24-суретте көрсетілген түрлерге бөлінеді.

5.23-сурет. Ағынды суларды механикалық тазарту әдістері

Сүзгілеу, сүзу және тұндыру механикалық тазартудың қарапайым әдістері болып табылады, ал дискілі сүзгілерді пайдалану және центрифугалау күрделірек [69].

5.20-кесте. Ағынды суларды механикалық тазарту әдістерінің сипаттамасы

Р/с №

Механикалық тазалау әдісі

Әдіс сипаттамасы

1	2	3
1	Сүзгіден өткізу	Ағынды сулар торлар мен торлар арқылы (әдетте металл) қажетті ұяшық белгілерімен өтеді, нәтижесінде ұяшықтарға сәйкес келетін механикалық бөлшектер (тастар, пластикалық бөтелкелер) және биологиялық фрагменттер (бұтақтар, жапырақтар) сақталады.
2	Сүзгілеу	Су дисперсті фазаны ұстайтын көлемді толтырғыш немесе кеуекті материалмен толтырылған қалқалардан өтеді.
3	Тұндыру	Әдіс ауырлық күшін қолдануға негізделген, оның әсерінен бөлшектер шұңқырдың түбіне немесе бассыз орналасады. Тазартылған судың жоғарғы қабаты келесі камераға құйылады, біріншіде ластануды қалдырады. Содан кейін процесс қайталанады.
4	Дискілі сүзгілер	Дискілі сүзгілер - бұл ағынды сулар механикалық қоспалардан тазартылатын полимер дискілерден жасалған цилиндрлік пішінді "пакет".
5	Центрифугалау (гидроциклондар)	Бұл әдісте қатты бөлшектердің фракциялары айналмалы сұйықтық ағынында бөлінеді.

Механикалық тазалаудың артықшылығы – аппаратураның қарапайымдылығы, қалқыма бөлшектерді тиімді тазалау. Механикалық сүзгілеудің кемшілігі олардың ағынды суларын механикалық сүзу кезінде еріген қоспаларды кетірмейді.

Тұндырғыштардағы шөгінділерді гидростатикалық қысыммен және әр түрлі механизмдерді (қырғыштар, сорғылар, элеваторлар және т.б.) қолдану арқылы шығарады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Әртүрлі шығу тегі ерімейтін фракциялардың разрядтарының азаюы.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Тұндырғыштарда ластаушы заттардың концентрациясын қалқымалы заттар бойынша 70 %-ға және БҚҚ бойынша 15 %-ға төмендетуге қалдық шлам қабаты арқылы ағынды суды тұндыру, флокуляциялау және сүзу процестерін біріктіру арқылы қол жеткізіледі.

Өндіріс жағдайында қол жеткізілген қалқымалы заттардың концентрациясын төмендету әсері 50-60 % аспайды.

Кросс-медиа әсерлері

Механикалық тазарту ағынды суларды биологиялық тазартуға дейінгі немесе кейінгі тазарту ретінде алдын ала кезең ретінде қолданылады. Тек ерімейтін механикалық қоспаларды жояды.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Әдетте ағынды суларды төгетін кәсіпорындарға қолданылады. "Шерегеш" шахтасында (2021 ж.) Үлкен Унзас өзеніне құятын жерде шахталық ағынды суларды тазартуға арналған жабдық орнатылды. Суды тазарту реагенттерді тұндыру және қосу есебінен жүреді. Аспалы бөлшектерді, шламды және құмды тазалау 98 %, мұнай өнімдері үшін 90 % жетеді.

Өңдеу зауыттарының шахталық және айналмалы суларын суспензиядан тазарту үшін ДонКИ көлбеу жұқа қабатты тұндырғыштың жобасын әзірледі. Тұндырғыш екі секциядан – тазарту аймағынан және тұнба жинақтау аймағынан тұрады. Көлбеу шұңқырдың жұмыс істеу қағидаты келесідей. Бастапқы су бойлық тарату арналарына беріледі, ол жерден көлбеу бағыттаушы жазықтықтармен құрылған ойықтар арқылы көлбеу ұяшықтардың төменгі бөлігіне түседі. Ұяшықтарды құрайтын көлбеу жазықтықтар шөгіндінің табиғи еңіс бұрышынан үлкенірек бұрышқа орнатылады. Көлбеу жазықтықтар арасындағы судың көтерілу ағыны ламинарлы сипатқа ие, нәтижесінде жасуша ішінде ілулі бөлшектердің интенсивті тұнбасы пайда болады. Бұл дизайн кәдімгі көлденең тұндырғыштармен салыстырғанда құрылымға жүктемені 45-50 есе арттыруға мүмкіндік береді. Мұндай тұндырғыштар "Кировская" шахталарында және оларда жұмыс істейді. "Донецкуголь" өндірістік бірлестігінің "Правда" газеттері, "Павлоградуголь" өндірістік бірлестігінің "Павлогородская" шахтасы.

Тұндырудың тиімділігін арттыру үшін суды коагулянттармен немесе флокулянттармен (алюминий сульфаты, темір хлориді, полиакриламид, ВПК-402 полиэлектролиті және т.б.) реагенттік өңдеу қолданылады.

Ағынды суларды қалқымалы заттардан тазарту үшін гидроциклондар мен центрифугалар қолданылады. Әсіресе кеніш суларын тазарту үшін гидроциклондарды шетелде кеңінен қолдану тапты. Олар тұндырғыштарды сәтті ауыстырады, олардан бірқатар артықшылықтарға ие: олар аз аумақты алады, 70 % дейін тазарту дәрежесі жоғары, өнімділігі жоғары, қозғалатын бөліктері жоқ, олардың жұмысын толығымен автоматтандыруға болады. Қысымды (жабық) және қысымсыз (ашық) гидроциклондар ең көп қолдануды тапты.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Іске асырудың қозғаушы күші

Ағынды сулардағы қалқыма заттардың төгінділерін азайту.

5.6.6. Химиялық және физика-химиялық тазалау әдістері

Сипаттама

Химиялық тазалау әдістері ағынды суларды ластаушы заттар мен реагенттер арасындағы химиялық реакциялар арқылы ластаушы заттарды бөлуден тұрады. Ағынды суларды тазартудың химиялық әдістеріне бейтараптандыру, тотығу және тотықсыздандыру жатады.

Ағынды суларды физика-химиялық тазарту ағынды суларды қалқыма және майда дисперсті ластаушылар мен қоспалардан, еріген газдардың бөлшектерінен, минералды және органикалық заттардан тазарту үшін қолданылады.

Техникалық сипаттама

Химиялық тазалау әдістері ағынды сулардан қоршаған ортаға теріс әсер ететін еріген заттарды бөлуге мүмкіндік береді. Реагенттерді қосу арқылы жүргізіледі.

Ағынды суларды тазалаудың химиялық және физика-химиялық әдістері 5.25-суретте көрсетілген.

5.24-сурет. Ағынды суларды тазартудың химиялық және физика-химиялық әдістері

Суды химиялық тазарту реагенттердің су ерітіндісіндегі ластаушы заттармен химиялық реакцияларына және соңғыларын қауіпті емес қосылыстарға ауыстыру немесе ластаушы заттарды ерімейтін комплекстерге байланыстыру арқылы бейтараптандыруға негізделген. Суды тазартудағы химиялық процестер сұйықтықтың еркін көлемінде бірдей жылдамдықпен жүреді, сондықтан бұл әдіс өнімді болып саналады. Кәсіпорындардағы химиялық тазарту айналымдағы сумен жабдықтауды және өнеркәсіптік суларды залалсыздандыруды қамтамасыз етудің негізі болып табылады.

5.21-кесте. Химиялық тазарту әдістерінің сипаттамасы

Р/с №	Ағынды суларды тазарту әдістері	Әдіс сипаттамасы
1	2	3
1	Бейтараптандыру	Әдісті пайдаланған кезде қышқылдық-негіздік тепе-теңдік тұздардың түзілуімен қышқылдық және сілтілі орта арасындағы бейтараптандыру реакциясы негізінде оңтайландырылған.
2	Тотығу	Күшті тотықтырғыш қасиет көрсететін хлор мен оның қосылыстарының әсерінен мақсатты заттардың формалары өзгереді. Патогендік микроорганизмдер өледі, улы органикалық заттар тотығады және зияндылығы азаяды.
3	Қалпына келтіру	Әдістеме негізінде улы хром, мышьяк, сынап, қорғасын және никель металдарының тотыққан формалары суды химиялық тазарту үшін сүзгілерде коагуляция, флотация, тұндыру және байланыстыру әдістерін қолдану арқылы әрі қарай бөлу мақсатында молекулалық күйге дайындалады.

Ағынды суларды тазартудың физика-химиялық әдістеріне сорбция, аэрация, коагуляция, айырып алу, булану, флотация, электролиз, ион алмасу және кристалдану жатады.

5.22-кесте. Физика-химиялық тазалау әдістері

Р/с №

Тазалау әдістері

Әдіс сипаттамасы

1	2	3
1	Сорбция	Сорбент (қатты дене) еріген ластаушылары бар суға батырылады және оларды сіңіреді.
2	Айырып алу	Әдіс ластаушы заттардың белгілі бір түрлерінің ағынды сумен (мысалы, гексан) араласпайтын сұйықтықта еру қабілетіне негізделген. Мұндай сұйықтықты ағынды суларға қосқанда, оған ластаушы заттар өтеді. Кейіннен ағынды сулардан соңғысын шығарумен ағынды сулардың ластануы төмендейді. Бұл әдіс фенолдар мен май қышқылдарын жояды.
3	Аэрация	Әдіс сульфидтер, күкіртсутек сияқты ұшпа заттарды, сондай-ақ оттегімен тотығу және ластаушы заттардың газ фазасына өтуіне байланысты беттік белсенді заттарды (беттік белсенді заттар) жояды.
4	Флотация	Ластану суды ұсақ ауа көпіршіктерімен қанықтыру арқылы жойылады, оларға ластаушы бөлшектер (мұнай өнімдері, майлар, талшықтар) жабысып, көпіршіктермен бірге жер бетіне қалқып шығады.
5	Коагуляция	Коагулянттар (сульфат, сульфат, темір хлориді, алюминий сульфаты, натрий алюминаты) суға қосылғанда ағынды сулардағы коллоидты суспензия бөлшектерін ұстап, түбіне шөгетін темір мен алюминий гидроксидінің гель тәрізді үлпектерін түзеді . Коагуляцияны жеделдету үшін суға флокулянттарды (мысалы, полиакриламид, белсендірілген кремний қышқылы ) қосады, соның арқасында үлпектер іріленеді және нығайтады. Активтендірілген тұнба органикалық қоспаларды кетіру үшін қолданылады, ал процестің өзі биокоагуляция деп аталады.
6	Ион алмасу	Суды тазарту ағынды судағы иондар мен қатты фаза – ион алмастырғыштың бетінде болатын иондар арасындағы алмасу процесі есебінен жүзеге асырылады. Бұл әдіс мырыш, хром, мыс, қорғасын, сынап және басқа металдар сияқты бағалы қоспаларды , сондай-ақ фосфор мен мышьяк қосылыстарын, беттік белсенді заттар мен радиоактивті заттарды алады.
7	Булану	Әдісті пайдаланған кезде ластаушы заттар айналымдағы су буымен бірге тазартылады. Содан кейін ластаушы заттарды бөлу сілті ерітіндісімен жүзеге асырылады. Әдіс ұшқыш заттарды жою үшін қолданылады.
8	Кристалдану	Әдіс қатты кристалды фазаны ерітінділерден, балқымалардан және газдардан бөлуге негізделген. Ластанған сулардың температурасы өзгерген кезде олардағы заттардың аса қаныққан ерітінділері алынады, олар кейіннен кристалдарға айналады.
9	Электролиз	Бұл әдіс анодта электрохимиялық тотығу нәтижесінде органикалық заттарды бұзады немесе қышқылдарды, сілтілерді, металдарды қалпына келтіреді.

Химиялық тұндыру негізінен ерігіш металл иондарын ағынды сулардан тазарту үшін қолданылады. Ағынды сулардан рН мәнін реттеу арқылы еритін металдарды тұндыруға болады. Ағынды суға әк, натрий гидроксиді, натрий сульфиді немесе реагенттер комбинациясы сияқты реагент қосылады, нәтижесінде тұнба ретінде металмен ерімейтін қосылыстар пайда болады. Бұл ерімейтін қосылыстар сүзгілеу арқылы судан алынуы мүмкін. Коагулянтты немесе флокулянтты қосу оңайырақ бөлінетін және тазалау жүйесінің жұмысын жақсарту үшін жиі қолданылатын үлкен флоктарды қалыптастыруға көмектеседі.

Тұндыру әдетте ағынды сулардан темір, қорғасын, мырыш, марганец және т.б металдарды тазарту үшін қолданылады. Металл гидроксидтері әдетте ерімейді, сондықтан оларды тұндыру үшін әк кеңінен қолданылады.

Металл сульфидтері де ерімейді, ал сілтілі жағдайларда натрий сульфиді, натрий гидросульфиді және тримеркаптосульфотриазин (ТМС) сияқты реагенттер қолданылады.

Кейбір жағдайларда металдар қоспасын тұндыру екі кезеңде жүргізілуі мүмкін: алдымен гидроксидпен, содан кейін сульфидті тұнбамен. Артық сульфидтерді жою үшін жауын-шашыннан кейін темір сульфатын қосуға болады.

Металдар жойылатын көптеген зауыттарда ағынды сулардың қажетті шектеріне жетудегі негізгі мәселелердің бірі шөгінді металдардың коллоидтық күйі болып табылады. Ол сапасыз бейтараптандыру және флокуляция нәтижесінде пайда болуы мүмкін. Шөгілген металдың күйін жақсарту үшін әртүрлі флокулянттар мен коагулянттарды қолдануға болады, ал мұндай материалдарды жеткізушілер тұнбаларға сынап, дұрыс коагулянтты белгілей алады.

Ағынды сулардың құрамы концентраттың/шикізаттың сапасына және дымқыл жүйелерде тазартылған кейінгі газдардың құрамына байланысты өзгереді. Сонымен қатар, әртүрлі өлшеу көздері немесе дауыл тудыратын ауа-райы жағдайлары ағынды су ағындарының әртүрлілігін арттырады. Көбінесе өнімділікті оңтайландыру үшін процесс параметрлерін бейімдеу қажет.

Химиялық тазалау әдістері (бейтараптандыру) құрамында металдар (ауыр металдар) бар қышқылды ағынды суларды тұнба түзу үшін сілтілі реагенттерді қосу арқылы қышқыл ерітінділердің рН мәнін арттыру арқылы тазарту үшін қолданылады.

Бейтараптандырудың артықшылығы – процестің тиімділігін, жалпы тазарту процесінің тиімділігін арттыру үшін ағынды суларды алдын ала тазарту мүмкіндігі.

"Учалинский ТБК" ААҚ зауыттардың ағынды суларын өңдеуді бос күкірт қышқылын бейтараптандыру реакциясы негізінде жүзеге асырады, ол тазартылған судың төмен рН мәндерін анықтайды, содан кейін ауыр металдар гидроксидтері мен кальций сульфатының түзілуі (2. гипс формасы). Бұл ретте залалсыздандыру станциясына барлық түзілетін ағынды сулардың қоспасы – шахталық, үйінді, теңгерімсіз қабылданады. Негізгі реагент - әк сүтінің 5 % ерітіндісі. Шығу кезінде темір үшін көрсеткіш – 0,21 мг/дм³, мыс үшін – 0,024 мг/дм³, мырыш үшін - 0,09 мг/дм³, суспензия үшін - 56,4 мг/дм³.

Хлор диоксиді марганец оксидін тұндыру арқылы марганецті (II) марганецке (IV) тиімді тотықтырады. Хлорит анионы Mn (II)-мен де әрекеттесетіндіктен, бүкіл реакцияны келесідей көрсетуге болады:

2ClO₂+ 5Mn₂+ + 6H₂O -> 5MnO₂+ 12H+ + 2Cl-

Реакция тез және қарқынды жүреді, қазірдің өзінде 5 минуттан кейін марганец оксидінің 99 %-дан астамын сүзу арқылы жоюға болады. Бұл реакцияға қышқылдық емес, әлсіз сілтілі орта қолайлы.

Хлор диоксиді темір (ІІ) гидроксидінің тұндыруымен темірді (II) темірге (III) оңай тотықтырады. Хлорит анионы Fe (II)-мен де оңай әрекеттесетіндіктен, бүкіл реакцияны былай жазуға болады:

ClO₂+ 5Fe₂+ + 13H₂O -> 5Fe(ОH)₃ + Cl- + 11H+

Содан кейін түзілген тұнба сүзу арқылы жойылады. Бұл реакцияға бейтарап және сәл сілтілі орта да ықпал етеді.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Ластанған ағынды сулардың табиғи су объектілеріне төгілуін азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Нақты нысанға байланысты. Ағынды суларды химиялық және физико-химиялық әдістермен тазартудың тиімділігі келесі факторларға байланысты:

химиялық тұнбаны таңдау;

қосылған тұндырғыштың мөлшері;

тұндырылған металды кетіру тиімділігі;

тазалау процесінде дұрыс рН мәнін сақтау;

кейбір металдарды жою үшін қара тұздарды пайдалану;

флокуляциялық немесе коагуляциялық реагенттерді қолдану;

ағынды сулар құрамының ауытқуы және комплекс түзуші иондардың болуы.

Бұл шахталық суды тазарту әдістері өнеркәсіптік сынақтан өткен немесе АҚШ, Канада, Ресей және Қытай кәсіпорындарында енгізілген. Шахталық суды тазартудың тиімділігін арттыру үшін алдын ала тазартылған бейтараптандырылған ағынды суларды кейінгі тазартудың әртүрлі әдістері ұсынылды. Ең жиі қолданылатын тазарту әдістері құрамында алюминийі бар реагенттер (орташа және негіздік тұздар), сонымен қатар ағынды суларды электро- немесе гальваникалық коагуляторларда тазарту кезінде металды электрохимиялық еріту процесінде алынған алюминий гидроксиді. Алюминий қосылыстарын қолданудың негізгі мақсаты сульфаттарды кальций гидросульфоалюминат 3CaO⋅Al₂O3⋅CaSO₄⋅31H₂O (ГСАК) түріндегі оқшаулау болып табылады. Бұл әдіспен сульфаттардың тұнбаға түсуі мына теңдеумен сипатталады:

6Ca₂+ + Al2(ОН)₄²⁺ + 3SO₄^2- + 8ОН- + 25H₂O → 3CaO⋅Al₂O3⋅CaSO₄⋅31H₂O

Бұл әдіспен сульфатты алу тереңдігі құрамында алюминий бар реагенттің шығынына байланысты. Тұндырылған судағы сульфат иондарының ең аз мөлшері ГСАК ерігіштігімен анықталады және 25 мг/дм ³құрайды.

Куполь алтын кеніші аумағынан (Чукотка автономиялық округі Анадырь қаласынан солтүстік-батысқа қарай 400 км) дренаждық және нөсерлі ағынды суларды тазарту үшін "Кинросс Голд" Куполь кенішінің аумағынан ағынды суларды тазарту үшін жергілікті тазарту қондырғылары орнатылды:

Векса-100-С дренажды суды тазарту үшін сыйымдылығы 100 л/с;

Векса-100-С 3 дана көлемінде жер үсті нөсер ағындарын және шахталық дренажды тазалауға арналған;

сарқынды суларды залалсыздандыруға арналған Argel UV-10 қондырғысы;

төменгі суды тазартуға арналған ARD-сорғыш.

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 ағынды суларды тазарту концентрациясы аз ағындарға қарағанда тезірек қалпына келтіру жылдамдығымен жоғары концентрациялы ағынды суларға әкеледі, нәтижесінде ластаушы заттардың жалпы жойылуы жақсарады. Тазалау тиімділігі 90-95 % жетуі мүмкін. Коагулянтты тұтыну оның түріне, сондай-ақ ағынды суларды тазартудың құрамы мен қажетті дәрежесіне байланысты және 0,1–5 кг/м³ ағынды суды құрайды. "Ловозерский ГОК" ЖШҚ, Карнасурт кенішінде келесі реагенттер қолданылады: флокулянттар - Магнафлок 333, Праестол 2515; коагулянттар - алюминий полиоксихлориді ("Aqua-Aurat-30"), темір хлориді (FeCl₃).

1 мг марганецтің тотығуы үшін рН>7 кезінде 2,5 мг хлор диоксиді қажет. 1 мг темірдің тотығуы үшін рН>5 болғанда 1,3 мг хлор диоксиді қажет.

Кросс-медиа әсерлері

Төгінді көп жиналады, оны ҚТҚ полигонына төгуге жол берілмейді. Сондай-ақ, тұнбаны сусыздандыру қиын. Электр энергиясының көп мөлшері қажет.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Әдетте ағынды суларды төгетін кәсіпорындарға қолданылады.

Экономика

Ол жобалық-сметалық құжаттамаға сәйкес есептеледі. Тиімді, бірақ жеке көзқарасты қажет етеді.

Іске асырудың қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары. Әлеуметтік-экономикалық аспектілері. Табиғи су объектілеріне ластаушы заттардың түсуін азайту.

5.6.7. Биологиялық тазарту

Сипаттама

Ағынды суларды биологиялық тазарту микроорганизмдердің (бактериялардың) тіршілік әрекетін пайдалануға негізделген. Бактериялар ластанған суларда еріген күйде болатын органикалық заттардың тотығуы арқылы тазартылады . Биохимиялық әдіс механикалық тазалаудан кейін суда қалған органикалық ластаушы заттардан 90 % немесе одан да көп арылуға мүмкіндік береді.

Техникалық сипаттама

Ең тиімді, жеткілікті қарапайым және қолжетімді - биологиялық тазарту әдісі. Ол табиғи экожүйелердің микроорганизмдер бірлестігінің көмегімен әртүрлі бейорганикалық және органикалық заттарды пайдаланудың табиғи қабілетіне негізделген, т.б. белсенді тұнба. Бұл тазарту түрі құрамында органикалық қосылыстары бар ағынды сулар үшін қолайлы. Биологиялық тазарту кезінде ағынды сулардан механикалық өңдеуден кейін қалған ең кішкентай қалқымалы заттар жойылады. Толық биологиялық тазартудан кейін құрамында еріген оттегі мен нитраттары бар ыдырамайтын сұйықтық алынады [70].

Биологиялық тазарту табиғиға жақын немесе жасанды түрде жасалған жағдайларда жүргізіледі. Табиғи биологиялық сарқынды суларды тазарту суармалы егістіктерде, сүзу алқаптарында және биологиялық тоғандарда жүргізіледі. Тазарту процесі биологиялық тоғандардың суына және топыраққа оттегінің берілуіне байланысты, сондай-ақ органикалық ластануды тотықтыратын минералдандыратын микроорганизмдердің әрекеті нәтижесінде баяу жүреді.

Жасанды биологиялық тазарту биологиялық сүзгілерде немесе аэротенктерде жүргізіледі. Суды тазарту жасанды басқарылатын ортада жүзеге асырылатын тазарту қондырғылары (мысалы, аэротенктер және биологиялық сүзгілер). Бұл қондырғыларда биологиялық тазарту процесін жеделдететін жағдайлар жасалған. Тазарту процесінің нәтижесінде тазартылған қалдық сұйықтық хлорлау арқылы залалсыздандырылғаннан кейін су объектілеріне жіберіледі. Табиғи биологиялық тазарту үшін суару егістіктері немесе сүзгі егістіктері бұрылып, арнайы жабдықталған. Орта және шағын елді мекендер үшін биосүзгілері бар тазарту қондырғылары салынуда.

Биологиялық тазарту процесінде, сонымен қатар механикалық, көп мөлшерде шлам (шлам) алынады, ол қорытуға еріткішке жіберіледі. Содан кейін тұнба сусыздандырылады, яғни. тұнба қабаттарында немесе жасанды әдістермен (вакуумды сүзу, термиялық кептіру) кептіріледі. Сусыздандырудан кейін қорытылған шламды тыңайтқыш ретінде пайдалануға болады [71].

5.25-сурет. Ағынды суларды биологиялық тазартудың классикалық сызбасы

Биологиялық және биохимиялық әдіс

Әдіс суды темірдің, күкіртті сутегінің, аммонийдің, марганецтің қоспаларынан тазартуға, судың кермектігін азайтуға, дәмі мен түсін кетіруге, бактериялардан дезинфекциялауға мүмкіндік береді.

Әдіс белсенді тұнбаның микроорганизмдермен ластануын өңдеуден және реакцияға түскен қоспаны кейіннен бөлуден тұрады. Процестің механизмі бірнеше кезеңнен тұрады:

биомасса бетінде ластаушы заттардың сорбциялық жинақталуы;

жоғары молекулалы органикалық заттардың сыртқы ферменттік әсерінен ұсақ молекулаларға ыдырауы және олардың жасушаға енуі;

төмен молекулалы заттардың Н₂О, СО₂ тотығуыменжәне жаңа жасушалық заттардың синтезімен жүретін ішкі жасуша ферменттерімен реакциялар.

Биологиялық тоған – ағынды суларды тазартуға және кейінгі тазартуға арналған жасанды түрде жасалған, тереңдігі таяз су қоймасы. Бұл емдеу бірінші санаттағы биологиялық өңдеу болып табылады. Биологиялық тоғандарда оттегін синтездейтін балдырлардың көп мөлшері болуы керек – онсыз микроорганизмдердің тіршілігіне қолайлы жағдай жасау мүмкін емес. Балдырлар органикалық заттардың ыдырауы нәтижесінде бөлінетін көмірқышқыл газы мен аммоний азотын пайдаланатындықтан, оңтайлы температура мен рН жағдайларын сақтау қажет. Фильтрациялық өрістердің болуы биологиялық тоғанның жұмыс істеуінің міндетті шарттарының бірі болып табылады, оларға ағынды сулар ағызылады.

Тереңдігі аз болғандықтан, биологиялық тоғандар су қоймасына құятын өзендерді және өндірістік ағынды суларды тазарту үшін қолданылады. Биопондардың бірқатар кемшіліктері:

салыстырмалы түрде нашар өнімділік;

жердің үлкен аумақтарының қажеттілігі;

маусымдық – ең үлкен өнімділік жазда көрінеді.

Анаэробты өңдеу

Мұндай тазарту процесі өмір бойы оттегін қажет етпейтін бактериялардың көмегімен жүзеге асырылады. Оны ашыту деп атайды.

Анаэробты процестер қиын тотығатын заттарды келесі аэробты аймақта оңай сіңетін заттарға ауыстыру үшін қажет. Органикалық заттардың бір бөлігі жойылады, ал қалған бөлігі биомассаны арттыруға жұмсалады. Көбінесе мұндай құрылғылар екі кезеңде жобаланады. Бірінші кезеңде биоценоздың концентрациясын арттыру үшін шлам қоспасы цилиндрлік ыдысқа қайта өңделеді. Араластыруды араластырғыштар немесе сорғы қондырғылары ұйымдастырады. Екінші кезеңі конус түбімен жабдықталған, онда шөгінділер жиналады. Бұл кезеңде органикалық заттардың қосымша тотығуы, сонымен қатар микроорганизмдердің жиналуының шөгуі мен тығыздалуы байқалады.

Тазарту ашытқылау қондырғыларында – ашыту нәтижесінде пайда болған биогазды кетіруге арналған құбыры бар жабық резервуарда жүргізіледі. Тазарту дәрежесі 85 % құрайды.

Аэробты тазалау

Оттегінің қатысуымен белсенді тұнба микроорганизмдерінің тіршілік әрекетінің нәтижесінде пайда болады.

Ағынды суларды анаэробты тазарту кезінде екі процесс жүреді – белсенді тұнбамен ластаушы заттардың сорбциясы және олардың микроорганизмдермен жасушаішілік тотығуы.

Аэробты өңдеу кезінде белсенді тұнба биомассасына еріген органокомплекстер, сондай-ақ тұнбайтын қатты заттар беріледі.

Мұндай объектілерде әдетте жүк орнатылады, оған бекітілген аэробты-факультативті микроорганизмдер үздіксіз дамып отырады, олар рециркуляцияланған белсенді тұнбамен бірге органикалық ластануды жоюды қамтамасыз етеді. Биотазарту қондырғыларының аэрация аймақтарына биототығу процестерінің пайда болуы және ағынды сулардың белсенді тұнбамен араласуы үшін сығымдалған ауа тұрақты түрде берілуі керек. Тазалау аэротенктер мен биосүзгілерде жүргізіледі. Тазарту дәрежесі 99 %-ға жетеді [75].

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Ағынды суларды ең ұсақ қалқымалы заттардан терең тазарту.

Ластанған ағынды сулардың табиғи су объектілеріне төгілуін азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Биологиялық тазалау әдісі ең тиімді және оған қызмет көрсету оңай, себебі:

1. Ластанудан тазарту микроорганизмдердің метаболизмі есебінен жүзеге асырылады. Флотациялық тазартудан айырмашылығы суды тазартуға арналған коагулянттар мен флокулянттар қажет емес.

2. Бұл әдіс ең үнемді болып табылады. Физикалық және химиялық тазарту әдістері көп мөлшерде қымбат тұратын реагенттерді пайдалануды талап етеді, сонымен қатар ағынды суларды қосымша ластайды. Сондай-ақ, флотациялық машина 24 сағат жұмыс істейді және көп электр энергиясын тұтынады.

3. Биологиялық тазарту процесі қосымша айдаусыз гравитация арқылы жүзеге асырылады.

4. Биологиялық тазарту сұлбасын қолдану бір мезгілде түзілген шөгінділердің минералдану мәселесін шешеді және олардың көлемін айтарлықтай азайтады.

5. Биологиялық тазарту қондырғыларынан кейінгі минералданған дегельминтизациялық шлам ҚТҚ полигонына шығару үшін шығарылады. Экологиялық қызметтермен келісе отырып, оны тыңайтқышы ретінде пайдалануға болады.

6. Тазарту дәрежесі әлдеқайда жоғары [73].

Ағынды суларды биологиялық тазарту жоғары тиімді: автономды жүйенің ПӘК 99 % жетеді, қоршаған ортаны қорғау заңнамасының талаптарына сәйкес келеді. Аэробты және анаэробты өңдеудің салыстырмалы сипаттамалары 5.23 кестеде көрсетілген.

5.23-кесте. Аэробты және анаэробты тазартудың салыстырмалы сипаттамасы

Р/с №	Аэробты	Анаэробты
1	2	3
1	Органикалық ластаушы заттардың, азот пен фосфор қосылыстарының 99 % жою	Тазарту дәрежесі - 85 %
2	Оттегі қажет	Көмірқышқыл газы мен нитраттарды қажет етеді
3	Ауа үрлегіштер арқылы беріледі	Бактериялар метан шығарады, сондықтан желдету жүйесі қажет
4	Аэробты микроорганизмдер тотығу фонында көмірқышқыл газына, суға және минералды шөгіндіге ыдырайды.	Ағынды суларда микроорганизмдер аз мөлшерде болады

Биологиялық процесс органикалық қосылыстарды жоюдың (ыдырауының) экологиялық таза әдістерінің бірі болып табылады. Олар сондай-ақ физикалық және химиялық процестерге қарағанда артықшылық береді, бұл биологиялық процестердің пайдалану шығындары төмен органикалық қосылыстардың кең спектрін өңдеу мүмкіндігіне байланысты. Дегенмен, биологиялық процестерге әдетте келетін сулардың сапасы мен санының өзгеруі әсер етеді. Ағынды суларды тазарту қондырғыларының өнімділігін зерттеу үшін ағынды сулардың сапасының әртүрлі параметрлерін өлшеу қажет, мысалы, КО, БОД және т.б. Биореакторлардағы микроорганизмдер органикалық ластаушы заттарды ыдырату үшін әртүрлі ферменттерді пайдаланады. Биологиялық процеске жоғары улы органикалық жүктеме биомассаның микробтық белсенділігінің төмендеуіне байланысты процесс өнімділігінің нашарлауына әкелуі мүмкін.

Бұл процестерде түзілетін дегидрогеназа ферменті ағынды суларды биологиялық тазарту үшін индикатор ретінде пайдаланылуы мүмкін. "NPO Agrostroyservis" ЖШС инкубация уақыты және басқа әдістер сияқты тиімді параметрлерді зерттеп, ағынды суларды биологиялық тазарту процесінде дегидрогеназа белсенділігін өлшеудің ең жақсы тәртібін әзірледі. Бұл зерттеу дегидрогеназа белсенділігін өлшеу арқылы ағынды суларды биологиялық тазарту процесін бағалаудың қарапайым және өзгертілген әдісін ұсынады [75].

Ағынды суларды биологиялық тазартудың мысалы ретінде Волгоград қаласындағы ірі кәсіпорын – "Каустик" АООТ Экологиялық орталығын келтіруге болады. Тазалау қондырғысының жобалық қуаты тәулігіне 196,2 мың м³ағынды суды құрайды.Осы кәсіпорында дәстүрлі механикалық тазартудан кейін өнеркәсіптік және тұрмыстық сулар араласып, биологиялық тазарту үшін жалпы ағын ретінде ауамен пневматикалық аэрациясы бар аэротенктерге жіберіледі. Олардағы тазартқыш элемент бактериялар мен микроскопиялық жануарлардан тұратын белсенді тұнба болып табылады, олар ағынды сулардың компоненттерін өздерінің өмірлік процестеріне пайдаланады.

Сонымен қатар, Волгоград қаласының ең тиімді тазарту құрылыстары мыналар болып табылады: "Волгоградводоканал" коммуналдық унитарлық кәсіпорны, Голодный аралында тазарту қондырғысының жобалық қуаты тәулігіне 400 мың м³ ағынды суды құрайды.

Облыстағы химия өнеркәсібінің ең ірі орталығы болып табылатын Волжск қаласында ағынды суларды биологиялық тазартуға арналған тиімді тазарту қондырғылары жұмыс істейді [74].

Өнеркәсіптің әртүрлі салаларында пайдаланылған кезде көрінетін биологиялық тазартудың негізгі артықшылықтары:

ластаушы заттардың кең спектрін жою - азот және фосфор топтары, мұнай өнімдері, фенолдар, беттік белсенді заттар, суспензияланған, еріген, коллоидты түрдегі қосылыстар;

экологиялық қауіпсіздік. Күрделі заттарды тірі экожүйе қоректену құралы ретінде пайдаланады, сонымен бірге олар қарапайым зиянсыз өнімдерге, мысалы, суға, көмірқышқыл газына және т.б.;

төмен тазалау құны. Физикалық-химиялық тазалаумен салыстырғанда реагенттерді қолдану минимумға дейін азаяды;

тазарту процесінде пайда болған белсенді тұнбаны тыңайтқыш ретінде және дезинфекциядан кейін топырақты рекультивациялау үшін пайдалану. Оның құрамында өсімдіктердің өсуі мен дамуына қажетті қоректік заттардың көп мөлшері бар [74].

Кросс-медиа әсерлері

Ағынды суларды тазарту негізінен тек органикалық ластанудан.

Пестицидтер мен қышқылдарды алдын ала тазалауды қажет етеді.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Әдетте ағынды суларды төгетін кәсіпорындарға қолданылады.

Экономика

Төмен тазалау құны.

Төмен операциялық шығындар.

Басқа тазалау әдістерімен салыстырғанда реагенттерді қолдану минимумға дейін азаяды.

Іске асырудың қозғаушы күші

Экологиялық қауіпсіздік.

экологиялық заңнама талаптары.

Әлеуметтік-экономикалық аспектілері.

Табиғи су объектілеріне ластаушы заттардың түсуін азайту.

5.7. Алюминий өндірісіндегі процестердің қалдықтарының әсерін азайтуға бағытталған ЕҚТ

5.7.1. Өндіру және байыту қалдықтарын шикізат немесе өнімге қосымша ретінде қайталама өндірісте және құрылыс материалдарында пайдалану

Сипаттама

Техника құрылыс материалдарын, рекультивацияға арналған материалдарды және технологиялық жолдарды толтыру үшін өндіру үшін негізгі технологиялық тау-кен қалдықтарын (аршыма және қоршаушы жыныстар, байыту тау жыныстары, боксит үйінділері) пайдаланудан тұрады.

5.24-кесте. Тау-кен өндірісінің қалдықтарын өнеркәсіп салаларында пайдалану

Р/с №

Қолдану саласы

Алынған өнімдердің түрі

1	2	3
1	Құрылыс материалдары	тұтқыр заттар; керамика; отқа төзімді заттар; бетондар; асфальтбетондар; көбік бетон; құрғақ қоспалар; минералды жүн; материалдардың басқа түрлері
2	Құрылыс	жолдарды толтыру; кен қазбаларының қазылған кеңістігін толтыру; мұнай ұңғымаларын салу; бұрғылау платформаларындағы балласт; жол бөлігін нығайту; қорғаныс құрылымдары
3	Ауыл шаруашылығы	минералды тыңайтқыштар; күрделі тыңайтқыштардың құрамдас бөлігі; мелиоративтік қабат
4	Металлургия	металдар; металл оксидтері; "ақ күйе"; сұйық шыны; ағын
5	Басқа салалар	сорбенттер; ашық су қоймаларындағы суды тазартуға арналған реагенттер; жасанды геохимиялық кедергілер; материалдардың басқа түрлері

Техникалық сипаттама

Байыту қалдықтарынан алынатын негізгі өнімдерге әр түрлі көлемдегі қиыршық тас пен құм, боксит үйіндісінің шламы және т.б.

Қиыршық тас – бұл құрғақ магниттік сепарация және айлабұйымдарды байыту нәтижесінде қалдықтарды фракциялау арқылы алынған бөлшектерінің мөлшері 5 мм-ден асатын материал.

Құм - дымқыл сепарациядан, флотациядан қалдықтарды фракциялау арқылы алынған және құрғақ магниттік сепарациямен бөлінген минус 5 мм сыныбымен алынған бөлшектердің мөлшері 0,14–3(5) мм болатын материал. Ұсақ түйіршікті құм - бөлшектердің мөлшері 0,14 мм-ден аз материал.

Байыту қалдықтарынан алынған қиыршық тастар: ауыр бетон өндіруге, жол салуға, ішкі темір жолдарға балласт қабатын орнатуға, құрылыс іргетасының жасанды іргетасын құруға, толтыруға, суық асфальт өндіруге қолданылады.

Глинозем өндірісінде алынған боксит шламының қалдығы бокситтік үйінді тұнбалары құрылыс материалдарын, конструкцияларын, жолдарды және құрылыс жұмыстарының басқа түрлерін өндіруде байланыстырғыш ретінде сатуға және пайдалануға арналған.

Кенді байыту қалдықтары негізінде құмдарды қолданудың ең ұтымды аймақтарын анықтау кезінде олардың нақты көлемінен шығу қажет. Құрылыста бөлшектерінің мөлшері плюс 0,14 құмдар қолданылады: ауыр бетон мен ерітіндіні дайындауға арналған ұсақ толтырғыш ретінде, асфальтбетон қоспаларында (агрегат ретінде), силикат және шлак кірпіштерін өндіру үшін, сондай-ақ майсыз материал ретінде. тұрғын және азаматтық өнеркәсіптік ғимараттар мен құрылыстарға арналған кең ассортименттегі бөлшектер мен құрылымдарды өндіруде балласт материалы ретінде саз кірпіш өндіруге арналған қоспа.

Ұзындығы 0,14 мм-ден аз ұсақ түйіршікті құмдар ауыр және ұялы силикат бетоннан бұйымдар мен конструкцияларды автоклавты және автоклавсыз өндіру үшін тиімді шикізат болып табылады, асфальтбетон қоспаларында (минералды ұнтақ ретінде) және клинкер өндірісінде қолдануға болады. -шлаксыз цемент.

Технологиялық және физикалық-механикалық параметрлері бойынша байыту қалдықтарынан алынған ұсақ түйіршікті құмдар негізіндегі ұяшықты бетондар жасушалық құрылымдық және құрылымдық-жылу оқшаулағыш бетондарға қойылатын нормативтік талаптарға сәйкес келеді.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Қалдықтарды орналастыру объектілерін ұйымдастыру мақсатында жерді алып қоюдың, ластанған сулардың сіңуінен туындаған топырақтың, жер асты және жер үсті суларының ластануынан болатын әсерді азайту, объектіні пайдаланудан ауаға ластаушы заттардың шығарындыларын азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

"ССКБӨБ" АҚ құрғақ магниттік сепараторлық қалдықтар темір жол көлігімен қалдықтар қоймасына жіберіледі және құрылыс материалдарын өндіруге, оның ішінде ұңғы түбінің балластын және темір жол тұйықтарының тұйықтарын карьерлерде, үйінділерде және Соколовскийді қайта толтыру кезінде, Сарбайский, Куржункулский, Качарский карьерлері.

Кросс-медиа әсерлері

Қосымша ресурстар мен материалдардың қажеттілігі.

Инфрақұрылымды салуға және ҚКБ жабдықтарын сатып алуға күрделі шығындар.

Қатты толтырумен өңдеу жүйелерін пайдаланған кезде, кен өндірудегі шығындардың едәуір бөлігі (15-25 %-ға дейін) толтыруға келеді.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Жалпы қолданылады.

Ұсынылған әдістер мен техникалық шешімдер жалпыға бірдей қолданылады, оларды жеке де, біріктіріп те қолдануға болады, бірақ бірқатар технологиялық және экономикалық шектеулер бар.

Қазақстан Республикасының кеніштерінде толтырғыш қоспаларды өндірудің ең ұтымды технологиясы болып толтырғыш ретінде ұсақталған тау-кен массасы мен тау-кен металлургия өндірісінің қалдықтарының қоспасын пайдаланатын цемент-шлак байланыстырғыш негізіндегі диірмен әдісі болып табылады.

Экономика

Әрбір жағдайда жабдықтың құны жеке болып табылады.

Қалдықтарды өнеркәсіптің әртүрлі салаларында пайдалану материалдардың құнын төмендетеді, құрылыс индустриясының шикізат базасын кеңейтеді, пайдалы қазбалар өндірілетін аумақтардың экологиясын жақсартады, сонымен қатар тау-кен кәсіпорындары үшін қосымша пайда алады.

Қимрудтех тау-кен байыту комбинатында қатайтатын қабаты бар өңдеу жүйелерін қолданудың тиімділігі расталды. Жоғары еңбек өнімділігіне қол жеткізілді, пайдалы қазбалардың ысыраптары 30-дан 4,4 %-ға дейін төмендеді. Кенді сұйылту 3–4 %-ға төмендеді, ал оның тіреуіштерден кен алуы бүйірлік тау жыныстарын қазу жүйелеріндегі 5–10 %-ға қарағанда 50–60 %-ға дейін өсті.

Іске асырудың қозғаушы күші

Боксит кенін өндіру және байыту кезінде өндіріс қалдықтарын азайту. Экологиялық заңнама.

5.7.2. Қазылған кеңістікті толтыру кезінде қалдықтарды пайдалану

Сипаттама

Бос жыныстарды және/немесе қалдықтарды жерасты қуыстарын толтыру үшін толтыру қоспаларында пайдалану.

Техникалық сипаттама

Карьерлердің қазылған кеңістігін тау-кен қалдықтарымен толтыру (аршыма тау жыныстары және қоршаушы жыныстар, қалдыққоймалары) техникалық рекультивация кезеңдерінің бірі болып табылатын тау-кен қазындыларын жою ретінде қарастырылуы керек. Қазылған карьерлерді үйінді түзілуге пайдалану жер қойнауы учаскелерін игерудегі кешенді тәсілдің мысалы болып табылады. Бұл әдіс аршыма тау жыныстарын тасымалдау шығындарын азайту және тау-кен өндірісінің қалдықтарын орналастыру үшін жер бетіндегі бөлінген аумақтарды азайту мәселелерін шешу үшін қолданылады.

Кен орындарында қазылған карьерлердің жанында орналасқан ішкі кеңістікті толтыру кең қолданылады. Қазылған кеңістікті пайдаланудың бұл әдісі башқұрт мыс-күкірт комбинатының "Ескі Сибай" карьерінде, Учалинск ТБК-дағы "Біріккен" карьерінің оңтүстік-шығыс бөлігінде, "Южуралникель", "Севбокситруда", Дон ТБК және т. б. бірлестіктердің карьерлерінде қолданылады.

Қазылған кеңістікті толтырмалау жүйелерінде кенді қайта өңдеу қалдықтары жүк көтергіш массивтерді қалыптастыру кезінде де, сусымалы толтырма ретінде де қолданылады. Жер асты қазылған кеңістікті толтырмалау үшін қалдықтарды толық пайдалануда олардың шламды бөлігі шектеу қояды. Бұл шектеуді қазылған жер асты кеңістігіне техногендік қоспаны беру тәсілін жетілдіру, су мен шлам бөлігін байланыстыратын қоспаларды қолдану және тиісінше толтырғыш массасын дайындау арқылы жояды. Сусыздандырылған материалдардың механикалық немесе пневматикалық берілуін, тиксотропты қоспалардың гидравликалық берілуін пайдаланады.

Кенді байыту қалдықтарын орналастырудың перспективалы және кеңінен қолданылатын технологиялары қазіргі үйінді қалдықтарын паста күйіне — пластиналық және пасталық қоюландырғыштарға дейін сусыздандыруға арналған жабдықтың жаңа класының пайда болуымен әзірленді. Пастамен толтырмалау технологиясы қазылған карьер кеңістігін, соның ішінде аралас геотехнологияны кенді байыту қалдықтарын сақтауға арналған сыйымдылық ретінде пайдалануға мүмкіндік береді. Паста толтырғыш қоспасынан судың минималды бөлінуі карьердің түбіндегі жерасты жұмыстарын жүргізу учаскесін су басу қаупін азайтады, бұл жерасты тау-кен жұмыстарының даму кезеңінде оның өндірілген кеңістігін қалпына келтіруге мүмкіндік береді.

Кенді байыту қалдықтарының қазбаға орналастыру технологиясының ерекшелігі олар карьерге немесе жер асты кеңістігіне паста күйіне дейін сусыздандырылған (қоюланған) өнім түрінде беріледі (қатты пайызы шамамен 70 %) және оқшаулау үшін қажетті сыйымдылықтың жасанды массиві салынған.

Қазылған жер асты кеңістігіндегі ағымдық қалдықтарды жоюдың кең таралған схемаларының бірі – күндізгі беткейге сусыздандыру қондырғысын орнату арқылы кеніштің қазылған кеңістігін паста тәрізді толтырмамен толтыру. Осы технология жерасты шахтасының өндірістік алаңында сусыздандыру қондырғысын салуды, гидрооқшаулағыш көпірлерді салуды қарастырады. Бұл технологияның артықшылығы – ағымдағы қалдықтарды қалдық қоймаларында сақтаудан бас тарту, айналадағы аумақтарға экологиялық жүктемені азайту және қайта өңделген суды пайдалану. Негізгі кемшілігі - сусыздандыру кешенін, жер асты қойма кешенін (ЖАК) салуға, паста тәрізді қопсытқышты тасымалдауға кететін жоғары шығындар. Бұл технологиялық сызба Учалинск ГОК-да ағымдағы байыту қалдықтарын оларды одан әрі шахтаға шығару үшін дайындау кезінде пайдаланылды.

Тау-кен өнеркәсібінде қалдықтарды пайдаланудың бір жолы - көптеген шахталарда жүзеге асырылатын жер асты кеніштерінің қазбаларын толтыру.

Толтырма жүйесінде қалдықтарды жасанды қатайғыш массивтерді қалыптастыруда да, толтырмалау материалдары ретінде де пайдалануға болады. Тау-кен және кен өңдеу қалдықтарын қатайғыш толтырма қоспалар өндірісіне тарту қалдықтардың жиналу көлемін азайту жолындағы маңызды бағыт болып табылады.

Қатайғыш толтырма қатайғыш толтырма қоспаларды құбырлы гидравликалық және пневматикалық көлікті пайдалануға және олармен қазылған кеңістіктерді толтыруға негізделген. Қатайғыш толтырма өзінің негізгі артықшылығы – беріктігі қажетті деңгейдегі монолитті массивті жасау мүмкіндігі арқасында кеңінен қолданылды.

Қатайғыш толтырма шетелде Канада, АҚШ, Жапония, Швеция, Финляндия, Үндістан, Германия, Австралияда полиметалл, мыс, темір және басқа кендерді игеруде сәтті қолданылады. Қазіргі уақытта ТМД елдерінде түсті және бағалы металдар рудаларының 25 %, Австралияда 30 %, Канадада 40 %, Финляндияда 85 %, Францияда 87 % қатайғыш қабаты бар жүйелермен өндіріледі. Бұл алынған өнімнің сапасымен жабылатын қосымша шығындарға және байыту шығындарының жоқтығына қарамастан, осы әзірлеу жүйелерін пайдаланудың тиімділігін көрсетеді.

Қазіргі уақытта Қазақстанның көптеген тау-кен өндіруші кәсіпорындарында қатайғыш қабаты бар игеру жүйелерімен кен қорларын өндіру жүргізілуде немесе жоспарлануда. "Қазақмыс Корпорациясы" ЖШС, "Востокцветмет" ЖШС KAZ Minerals PLC және "Казцинк" ЖШС жерасты кеніштерінде де өндірілген кеңістікті гидравликалық және құрғақ тау жыныстарын толтыру қолданылады [75, 76].

Шетелдік және отандық кеніштердің қатайтатын қабатының құрамдарын талдау цемент, шлак, пирротит, байыту қалдықтары көбінесе байланыстырғыш ретінде қолданылатынын көрсетті. Инертті толтырғыштардан байыту қалдықтары, құм, бос жыныстар, қиыршық тас, қиыршық тас, әктас, қож және т.б. жиі кездеседі [77, 78].

Соңғы жылдары "Казцинк" ЖШС тау-кен өндіруші кәсіпорындары жер қойнауын ұтымды пайдалану мәселелеріне, атап айтқанда, туннельдеу жұмыстарынан бос жыныстарды кері толтыруға, сондай-ақ шахталық суларды дайындау үшін пайдалану мәселелеріне үлкен көңіл бөле бастады. толтырғыш қоспалар. Кеніште жүргізілген ғылыми-зерттеу жұмыстарының нәтижесінде бос жыныстарды туннельдеу жұмыстарынан жер бетіне тау жыныстарын шығармай өңделген камералардың қуыстарына жеткізудің ұтымды схемалары әзірленіп, өндіріске енгізілді [79].

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Тау-кен және байыту қалдықтарының түзілуі мен жинақталуының көлемін азайту.

Кросс-медиа әсерлері

Жер асты суларының ықтимал ластану проблемасын жою үшін қалдықтарды сусыздандыру қажет.

Толтыру кешендерінің жоғары металды тұтынуы олардың стационарлық орналасуын алдын ала анықтайды және қатайтатын толтырғышы бар жүйелердің ауқымын шектейді. Сонымен қатар тазалау операцияларының тұрақты қозғалысы қатайтатын қоспаны тасымалдау қашықтығын арттыруға әкеледі, бұл оның технологиялық қасиеттерін сақтауға және қоспаны жылжытуға қосымша шығындарды талап етеді.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Экономика

Әрбір жағдайда жабдықтың құны әртүрлі болып табылады.

Қимрудтех тау-кен байыту комбинатында қатайтатын қабаты бар өңдеу жүйелерін қолданудың тиімділігі расталды. Жоғары еңбек өнімділігіне қол жеткізілді, пайдалы қазбалардың ысыраптары 30-дан 4,4 %-ға дейін төмендеді. Кенді құнарсыздандыру 3–4 %-ға азайды, ал оны кентіректен өндіру көлемі бүйірлік тау жыныстарын опырып игеретін жүйе кезіндегі 5-10 %-бен салыстырғанда 50-60 %-ға дейін өсті [80].

5.7.3. Тау-кен қазбаларын жою кезінде қалдықтарды пайдалану

Сипаттама

Бұзылған жерлердің топырақ құнарлылығын қалпына келтірудің техникалық кезеңінде пайдалы қазбаларды өндіру мен байытудың қалдықтарын және технологиялық қалдықтарын оларды пайдалану мүмкіндігі расталған кезде пайдалану:

аршыма тау жыныстары және қоршаушы жыныстар;

қалдықтар;

алюминий өндірісінің қалдықтары;

күлқож.

Техникалық сипаттама

Қазылған карьерлерді рекультивациялау және жою кезінде ашық тау-кен жұмыстары үшін мелиорацияның техникалық кезеңін астыңғы қабаттарды және құнарлы топырақты дайындаумен біріктіру жолдары ұсынылады.

Әдістердің мәні бірінші кезеңде жер асты суларының ластануына әлеуетті қауіп төндірмейтін, сыртқы үйінділерден, кесіндінің бастапқы күйінен тайғанақпен толтыру деңгейіне дейін кесілген қазбаны толтыруға дейін төмендейді. жер асты суларымен. Бірінші кезең 0,8-1,0 м қалыңдығы бар саздың суға төзімді қабаты бар толтырылған кеңістікті бөлумен аяқталады.

Екінші кезеңде өңделген кеңістік өндірістік қалдықтарымен толтырылады, олардың көмілуін қамтамасыз етеді, ол қалыңдығы 0,5-0,7 м саздың суға төзімді қабатымен бөлінеді.

Үшінші кезеңде сыртқы үйінділердің қалдықтарын, содан кейін суға төзімді саздың 0,5– қабатын пайдалана отырып, қалпына келтірілген аумақтың берілген бұрышын жоспарлау үшін C-C қырларының кесілген сызығы бойынша бүйірлердің беткейлері тегістеледі. Қалдық ластаушы заттардың және технологиялық қалдықтардың құнарлы қабатқа көшуін болдырмау үшін 0,7 м қолданылады.

Төртінші кезеңде жоспарланған өсімдіктердің түріне және оның тамыр жүйесінің тереңдігіне, сондай-ақ өңделген қалдықтың және технологиялық қалдықтың түріне байланысты рекультивацияланатын аумақта ағынды су қалдықтарының, түпкі лайдың, 0,1-0,2 м мал шаруашылығы қалдықтарының, майдаланған қазандық қожының қабатының үстіңгі жағынан және/немесе астыңғы жағынан құнарлы немесе потенциалды құнарлы топырақтың құнарлы қабаты қабаттап қалыптастырылады.

Әртүрлі қалдықтар болған кезде құнарлы қабаттың пайда болуының сансыз нұсқалары болуы мүмкін және олардағы пайдалы заттардың мөлшеріне, таңдалған өсімдіктерге және материалдарды пайдаланудың экономикалық орындылығын анықтайтын көптеген басқа факторларға байланысты. 0,2-0,6 м қалыңдықтағы бір қабатта өсімдіктер мен төсеу түріне байланысты 1:1-1:2 қатынасында материалдарды араластыруға болады. Бесінші кезеңде құнарлы қабат 0,15-0,2 м немесе қалыңдығы 0,3–0,5 м болатын құнарлы топырақ қабаты, оған құнарлылықты арттыру үшін ағынды сулардың қалдықтарынан 100–180 г/м² жылдамдықпен брикеттелген тыңайтқыш енгізіледі.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Өндіріс қалдықтарын сақтауды азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

ЕҚТ қалдықтарды орналастыру үшін жер алуды, топырақтың, жер үсті су объектілерінің және жер асты суларының ластануын азайтуға мүмкіндік береді. Сондай-ақ рекультивацияның техникалық кезеңінің құнын, қалдықтарды қалдықтарды көму орындарына тасымалдау құнын төмендетеді. 60 г шаң/т қалдықтарға дейін шаңдану азайтылады.

Кросс-медиа әсерлері

Ақпарат жоқ.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Карьерлерді жою және қалпына келтіру кезінде қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты. Бұл шараны қолдану рекультивацияға, сондай-ақ қалдықтарды тасымалдауға байланысты шығындарды азайтуға мүмкіндік береді.

Іске асырудың қозғаушы күші

Түсті металл кендерін өндіру және байыту кезінде өндіріс қалдықтарын азайту. Экологиялық заңнама.

5.7.4. Негізгі және ілеспе құнды компоненттерді алу мақсатында өндіру және байыту қалдықтарын қайта өңдеу (қайталама минералдық ресурстар, техногендік кен орындары)

Сипаттама

Тау-кен өнеркәсібіндегі қайталама минералды ресурстар - бұл тау жыныстары, қалдықтар және байытудың технологиялық қалдықтары, оларды өндірісте шикізат ретінде немесе соңғы материал ретінде – қосымша материалдық ресурстар ретінде қолдануға болады.

Тау-кен өнеркәсібіндегі қайталама ресурстардың негізгі көздері минералдық ресурстарды өндіру және байыту (өңдеу) кезінде түзілетін және техногендік түзілімдерде (тау жыныстары, қож және күл үйінділері, қалдық қоймалары және т.б.) шоғырланған техногендік қалдықтар болып табылады.

Бұл бөлімде техногендік және табиғи-техногендік объектілерді өнеркәсіптік пайдалану, оқшаулау және бейтараптандыру үшін әдістер, әдістер немесе олардың комбинациясы сипатталады.

Техникалық сипаттама

Тау-кен өнеркәсібіндегі технологиялық процестердің типтік кезеңдеріне пайдалы қазбаларды өндіру, оны пайдалы өнім алу арқылы өңдеу, жөнелту, шикізатты өндіру мен өңдеудің қалдықтары мен технологиялық қалдықтарын ұйымдасқан түрде сақтау жатады.

Тау-кен жұмыстарының технологиялық жағдайлары төмендегілермен сипатталады:

қорларды тиімсіз пайдалану, олардың құрылымының нашарлауына әкеп соғатын бай қорларды іріктеп игеру тәжірибесі жиі кездеседі;

өндіру және өңдеу кезеңдерінде пайдалы қазбалардың ысыраптарының жоғары деңгейі;

қалдықтар көлемінің ұлғаюына әкелетін тау-кен технологиялары мен жүйелерін қолдану.

Өндіру кезінде пайдалы қазбалармен бірге бос жыныстар алынады, өңдеу кезінде қалдықтар түзіледі. Үйінділерде және қалдық қоймаларында, тауарлық темір рудаларын, мыс, мырыш және пирит концентраттарын өндіру кезінде сақталатын қалдықтар (жыныстар мен қалдықтар) құрамында мыс, мырыш, күкірт, сирек элементтердің едәуір мөлшері бар және оларды одан әрі қайта өңдеуге немесе әртүрлі өндірісте пайдалануға болады. мақсаттар.

Бұл әрекетті орындауға болады:

қалдық қоймалары мен үйінділерін олардағы ілеспе бағалы құрамдастардың құрамына қайта қарау апробациясын жүргізу, оларды қайта бағалау және оң нәтиже бергенде жинақталған қалдық пен сақталған тау жыныстарын қайта өңдеу және байыту бойынша техникалық-экономикалық негіздеме әзірлей отырып, геологиялық барлау жұмыстарын жүргізу;

кездейсоқ өндірілген үстеме жыныстарды экономикалық негізде толық пайдалану.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Қалдықтардың түзілу және жинақталу көлемін және өндіру мен байытудың технологиялық қалдықтарын қысқарту. Қалдықтар алып жатқан жерлерді босату және оларды рекультивациялау, қоршаған ортаны ластау көздерін жою. Жер қойнауындағы пайдалы қазбаларды ұтымды пайдалану, өйткені тау-кен байыту комбинаттарының қалдықтарында жинақталған пайдалы компоненттердің қоры көптеген ондаған жылдардағы қажеттіліктерді қанағаттандыруға жеткілікті. Техногендік кен орындары барған сайын тереңдеп жатқан кәдімгі пайдалы қазба кенорындарынан айырмашылығы жер бетінде орналасқандықтан, еңбек жағдайларын жақсарту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Техногендік кен орындары (ТКО) тау-кен өндіру процесінде пайда болатын минералды шикізаттың жаңа көзі болып табылады. Техногендік кен орындарын игерудің тартымды белгілері болып пайда болу жерінің беткі сипаты, басым игерілген аумақтарда орналасуы, кен массасының бөлшектенуі және кендердің минералдық құрамының өзіндік ерекшелігі табылады. Олар түрлі пайдалы компоненттердің, соның ішінде түсті, сирек, асыл және басқа металдардың үлкен әлеуетті көзі бола алады [84].

Түсті және сирек металдардың техногендік кен орындары тау-кен өндіру кезінде пайда болатын, аршыма тау жыныстары және қоршаушы жыныстардан және кондициясыз кендерден құралған кен орындарын біріктіреді, байырғы кен орындарынан құралған және суға қанығуы 20-50 % дейін, тығыздығы 1,5 т/м³бастап2,5 т/м³дейін және құрамында 50 % дейін сазды бөлшектері бар ұсақталған материалдан құралған қалдыққоймалардан тұратын түсті металл кендерін (Cu, Zn, Pb, Al және Mg) және сирек металл кендерін (Ni, Sn, Mo, W, Bi, V, Co, As, Sb және Hg) байыту өнімдерін байыту және қайта өңдеу кезінде борпылдақ, жартылай жартасты және жартасты тау жыныстарынан және заттық құрамы әртүрлі кендерден тұрады. Әдетте, осы топтың техногендік кен орындары аралас типтегі кен орындарына жатады, яғни олар металды өндіруге де, құрылыс материалдарын алуға да жарамды. Металы бар учаскелер бөлшектелген қабаттар, линзалар, изометриялық және тұрақты емес денелер жүйесінен тұрады. Қалдық қоймаларында түсті және сирек металдардан басқа бағалы металдардың (Ag, Au, Pt) және сирек кездесетін және шашыраңқы металдардың (Ge, Se, Te және т.б.) жоғары құрамы байқалады.

Қазақстан Республикасындағы тау-кен өндірісіндегі ауыр металдарды өңдеуді жүзеге асырудың мысалы ретінде ERG Recycling жүзеге асырған жобаны келтіруге болады. 2021 жылдың маусым айында компания Донской ГОК-тағы Біріккен үйіндіде жедел барлауды және онымен байланысты іріктеп өндіруді бастады. "Біріккен" аршыма тау жыныстарының үйіндісі 1940–1992 жылдар аралығында Оңтүстік Кемпірсай тау-кен аймағындағы хром кен орындарын ашық әдіспен өндіру нәтижесінде пайда болды.

Осы объектіні игеру перспективасы карьерлерді пайдалану барысында тау жыныстарын және кондициясыз кендерді үйіндіге түсіру нәтижесінде пайда болған "доға" деп аталатын хромды тау жыныстарының қорларымен, сонымен қатар осы кенді кеніштердің тереңде жатқан горизонттарының болжамды ресурстарымен байланысты.

Жетілдірілген барлау және аршу операциялары бар қабат-қабат таңдамалы игеру жүйесі ұсынылды. Үйіндінің күрделі геологиялық жағдайында бұл игеру жүйесі 2021 жылғы жұмыс барысында өзін ақтады. Әдістеме теміржол және автомобиль көлігімен түзілетін жұқа рудалы тау жыныстарының техногендік кен орындарын игеру кезінде шағын және орта класты экскаваторларды пайдалана отырып, процестерді механикаландыруға негізделген іріктеп тау-кен өндіру технологиясынан тұрады (демпингті қалыптастыру технологиясы), ТМО үйінділерінен қосымша минералды шикізат.

Операциялық-барлау жұмыстары кен қазбаларының (арықтардың) желісін барлау шұңқырлары арасындағы 25 м-ге дейін қалыңдатудан тұрды, оның нәтижесінде хромды қабаттар анықталды.

Қабатты геологиялық қамтамасыз ету процесінде кенді қабаттарды, оның ішінде жедел барлау деректерін пайдалана отырып, қадағалау жүргізілді. Осы жұмыстардың нәтижесінде өнімділік қабатын қазудың толықтығы қамтамасыз етілді; құрамында хром бар тау жыныстарының таралу шекаралары байқалды, бұл тау-кен және көлік техникасын ұтымды пайдалануға мүмкіндік берді.

Тау массасын қазу жұмыстарын шелек сыйымдылығы орташа (1,5– 2,0 м³) экскаваторлар жүргізді. Арықтың қабырғаларын сызу әдісімен сынауды пайдалана отырып, бір қабырғасының геологиялық құжаттамасын жасау кезінде хромды қабаттардың және оларды құрайтын қабаттардың сапасы бағаланды.

ТМО үйіндісінің барлық жыныстары қоймаға жіберіледі және 700- 800 тонна конфигурацияға сәйкес қадаларға салынады. Осыдан кейін қатты қалдықтардың әрбір үйіндісінің құрамын анықтау үшін штабельдер сынақтан өткізіледі.

Минералды шикізатты өңдеуге жөнелту қоймадан сорт бойынша жеткізудің қажетті пропорцияларын сақтай отырып жүзеге асырылады. Бұл жағдайда орташалау процесі минералдардың жекелеген сорттарын берілген ырғақпен сортты қадалардан кезектесіп жөнелтуден тұрады. 2021 жылы Орташа Cr₂O₃ мөлшері 20–25 % болғанда 165 000 тоннаға қол жеткізілді. Тау-кен бетінің орташа ені 4-тен 12 м-ге дейін болды.

Екінші реттік ресурстарды пайдаланудың осындай үрдісі Канадада, Ұлыбританияда, Оңтүстік Африкада, Испанияда және басқа елдерде байқалады. Міне, бірнеше мысалдар: Канадада жаңа байыту әдістерінің (үйінді қышқылды шаймалау, үйінді колчеданды және бактериялық шаймалау) арқасында құрамында 0,45 % Cu бар қалдық мыс кені зауыттарынан 40 % мыс алуға қол жеткізіледі; Монтана штатында (АҚШ) Мандиски кенішінің үйінділерінен жыл сайын үйінділердегі алтынның мөлшері – 0,84 г/т және күміс – 2,8 г/т болатын 2 тонна Au және 4 тонна Ag алынады. Мичиган штаты (АҚШ) құрамында 0,3 % Cu бар қалдықтарды байытудан 60 % мыс алуға қол жеткізді; Болгарияда мыс концентратын құрамында 0,1-0,15 % Cu бар қалдықтардан алады, оның құны табиғи шикізаттан алынған кездегіден 3 есе төмен; Оңтүстік Африкада алтынның құрамы 0,53 г/т және уран – 40 г/т алтын өндіру зауыттарының үйінділерінен жылына 50 000 тонна/тәулік өнімділікпен 3,5 тонна алтын және 696 тонна уран алынады. Мысалы, АҚШ-та сонау 1993 жылы түсті металдар өндірісіндегі қайталама шикізаттың үлесі: мыс – 55 %, вольфрам – 28 %, никель – 25 % болды.

"Невскгеология" МК, Тау-кен ғылымдары академиясының ҚМА облыстық филиалы, "Экорресурс" ҒӨО-ның ғылыми-зерттеу жұмыстарының нәтижесінде аумақтарды техногендік ластанудан тазартудың аса өткір мәселесін шешу мақсатында пайдалы және улы компоненттерді өндірумен байланысты, түпнұсқа техникалық шешімдер негізінде жылжымалы технологиялық кешендер арқылы техногендік және табиғи-техногендік кен орындарын өндіру технологиясы ұсынылды.

Технологиялық кешен түсті және қара металлургия кәсіпорындарының байыту фабрикаларының қалдықтарынан пайдалы компоненттерді (алтын, платина, палладий, күміс; магнитті емес темір-гематиттер және т.б.) алу және зиянды қоспаларды (құрамында сынап бар және ауыр металдар, радионуклидтер) алып тастау арқылы техногендік шикізатты терең өңдеуге арналған.

Технологиялық кешен келесідей жұмыс істейді: үйіндіден (қалдық қоймасынан) шыққан қалдықтар (қалдықтар) автокөлікпен қабылдау бункеріне +50 мм мөлшердегі қосындыларды бөлетін торлы экран арқылы беріледі.бункерден құм таспалы қоректендіргіш пен науаның көмегімен зумпф үстіне орнатылған діріл экрандарына беріледі. Пульпаны дайындау бастапқы өнімнің 3-4 м³/т көлемінде науаға, діріл экрандарына және зумпф-қа техникалық су беру есебінен жүзеге асырылады. Дірілдейтін экранның үстіңгі өнімі (+2 мм 5 50 мм) қоймаға таспалы конвейермен беріледі, ал су қоспасы түріндегі зумпфтан жасалған тіреуіш өнім (-2 мм ... +0 мм) сору құбыры арқылы кавитациялық гидродинамикалық айналмалы диірменге түседі. Мұнда ұнтақтау (дисперсия), жоғары қарқынды гидродинамикалық соққылар мен кавитация арқылы ұсақ түйіршікті материалдардың ашылуы жүреді.

Ауыр металдар минералдарының (Cu, Zn, Pb, Kd, Se және т. бейметалдары бар металдар (Ребиндер эффектісі бойынша), бұл ОФ қалдықтарынан сынапты, ауыр металдардың токсиндерін және бағалы металдарды байытуды айтарлықтай жеңілдетеді.

Диірменнен целлюлоза көп өнімді гидроклассификаторға (КГК) жіберіледі, онда ағын параллельді пластиналар лабиринтінде ламинатталған және көлбеу беткейлерде тұндырылған түйіршікті материалдың тығыздығы мен гранулометриялық құрамы бойынша ерекшеленетін фракцияларға бөлінеді. арнайы материалдан жасалған беттер (ламеллалар). Гидроклассификатордың бірінші бөлімінде фракциялар (+0,2 мм ... 2,0 мм) бөлінеді, олар вибрациялық экран арқылы қайта ұнтақтау үшін гидродинамикалық диірменге жіберіледі. Келесі бөлімдерде минералдар, ауыр металдар, сынап, зиянды компоненттер, Cu, Zn, Pb және т.б.

Бағалы металдар мен ауыр металдар, сондай-ақ басқа рудалар КГК төменгі сақтау камераларында бастапқыдан 10 есе және одан да көп концентрацияға дейін байытылады (1-кезең). Әрі қарай (80 % дейін) еріген токсиндер, радионуклидтер және басқа да ұсақ дисперсті зиянды қосындылары бар целлюлозаның көп бөлігі гидроклассификатордың ағызу құбыры арқылы жұқа қабатты шұңқырға жіберіледі. Гидроклассификатордың сақтаудың төменгі камераларынан минералдардың байытылған суспензиясы байытудың екінші сатысына байыту фабрикаларына жіберіледі, онда металл концентрациясының дәрежесі 2–3 ретке артады (мысалы, 2–3 кг/). t бастапқы алтын өнімінің жылдық концентраты 8–20 тонна).

Байыту фабрикаларынан шығымы 90 %-дан астам металлсыз өнім түріндегі целлюлозаның негізгі бөлігі онда ерітілген токсиндер мен радионуклидтермен бекітілген су төгетін жәшіктер мен қалдық шламды өткізгіш арқылы жіберіледі. коагуляторы бар жұқа қабатты шұңқырға. Шұңқырда ұсақ бөлшектері бар суспензия (5–40 мкм-ден аз) коагулятордың көмегімен T: Ж = 1:1 күйіне дейін қоюландырылады. Металсыз өнімдері бар конденсацияланған ұсақ дисперсті суспензия сақтау картасына – қалдық құдығы бар үйіндіге жіберіледі. Ерітілген токсиндер мен радионуклидтері бар тазартылған су радионуклидтер мен токсиндерді бөлу қондырғысына жіберіледі , содан кейін олар тиісті РАҚ және токсиндердің қоймаларына жіберіледі. Ұңғымадағы ұсақ бөлшектерден және зиянды қоспалардан тазартылған технологиялық су тұндыру тоғанына түседі, ол жерден қысым өткізгіштер арқылы айналмалы сумен жабдықтау сорғысы арқылы кешен аппаратына қайтарылады.

Кешеннің шығуында ауыр металдар мен орта металдар (бағалы металдар, сынап) бөлінеді.

Сонымен қатар, технологиялық кешен оның автономды жұмысын қамтамасыз ететін жылу энергиясын электр энергиясына айналдыратын МГ-түрлендіргішімен жабдықталған.

Технологиялық сызба улы лай шөгінділерін өңдеуге арналған гидравликалық экранға тікелей целлюлоза желісі арқылы гидравликалық көлікпен жеткізе отырып, шөгінділерді тереңдеткішпен өңдеу мүмкіндігін қарастырады.

Модуль өнімділікті қамтамасыз етеді: қатты зат үшін – 35 т/сағ, суспензия үшін -165 м ³/сағ; жылдық – маусымдық жұмыс режимімен 7,5 ай және 3 ауысыммен – 112 мың тонна. Электр қозғалтқыштарының орнатылған қуаты 150–200 кВт.

Пайдалы өнімдердің жылына шығымдылығы тәжірибелік сынақтар мен кешеннің негізгі құрамдас бөліктерінің (мысалы, РГДМ) "Экоресурсы" НПЦ-те орындалған есептеулері негізінде алынды [85].

Техногендік қалдықтарды өңдеудің ұсынылып отырған технологиясы (қалдықтар, эфельдер, шлам қоймалары) мыналарға мүмкіндік береді:

зиянды қоспаларды, оның ішінде алдын ала қалыңдатылғаннан кейін жерасты өңделген үй-жайларда оларды жоюды және жоюды қамтамасыз ету, бұл да кешен құрамына кіретін техникалық құралдармен қамтамасыз етіледі;

түсті және қара металлургияның жұмыс істеп тұрған тау-кен байыту кәсіпорындарының негізгі өнімдерінің айтарлықтай төмен құнымен үнемді және іс жүзінде экологиялық таза және қалдықсыз өндірісті қамтамасыз етеді;

бағалы металдарды иондық түрге айналдыру және оларды талшықты негізі бар селективті ион алмастырғыш сүзгілерде айырып алу үшін экологиялық таза еріткіштерді пайдалану. Керамикалық сүзгілерді пайдалану (олар сәтті сынақтан өтті) де перспективалы болып көрінеді.

Кросс-медиа әсерлері

ТМО-ның әрбір түрі үшін экономикалық негіздемесі бар пайдалы компоненттерді алудың ұтымды технологиялық схемасын және техногендік кен орындарын игеруге арналған технологиялық желінің жобасын әзірлеу талап етіледі.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Ұсынылған әдіс пен техникалық шешімдер жалпыға бірдей қолданылады, бірақ құрамына, технологиялық ерекшеліктеріне, салалық тиістілігіне, сондай-ақ қалыптасу жағдайларына (кендер мен көмірді өндіру және байыту, кен концентраттарын өңдеу және т. б.); бастапқы шикізаттың құрамына (түсті және сирек металдар кен орындары, полиметалл, темір рудасы және т. б.) негізделген технологиялық және экономикалық сипаттағы бірқатар шектеулер бар кен орындарының түрлері); үйінділердің климаттық әсері мен ауа райының физикалық-химиялық және механикалық процестері.

Экономика

Әрбір жағдайда жабдықтың құны әртүрлі болып табылады.

Бұл бағыттың экономикалық тиімділігі қалдықтардың шикізатындағы пайдалы компоненттердің төмен құнына қарамастан (құрамы төмен болғандықтан) өңдеу құнының бастапқы кендерге қарағанда 2–3 есе төмен болуымен анықталады. факті:

бұл шикізат қазірдің өзінде өндірілген және бетінде жатыр;

оның айтарлықтай бөлігі ұсақтау мен ұнтақтауды қажет етпейді;

мұндай шикізатты өңдеудің бірқатар жоғары тиімді технологиялары әзірленді (жаңа флотациялық реагенттер, шламға арналған гидравликалық қондырғылар, үйінділер мен үйінділерде гидрометаллургия, нашар концентраттарды автоклав ашу, электрохимия және т.б.);

Сорбциялық-десорбциялық технологиялардың қазіргі жағдайы алтынды үйіндімен шаймалау ерітінділерінен металдарды іріктеп алуды қамтамасыз ете алады.

Пайдаланылатын кен орындарын жаңадан іздеу және барлау шығындарын азайту.

Негізінде дайын жартылай өнім болып табылатын және жұмыс істеп тұрған кәсіпорындардың жанында орналасқан, қазірдің өзінде өндірілген шикізатты үнемді өңдеу есебінен еңбек өнімділігінің артуы, бұл олардың қорының таусылуына байланысты олар үшін өте маңызды. ресурстық база, өндірістік қуаттар түсіріліп, жұмыс күші босатылады.

Арзан құрылыс материалдарын (құм, қиыршық тас, қиыршық тас, цемент, абразивтер, жолды толтыруға арналған материал, бөгеттерді, бөгеттерді салу және т.б.), ал шлактан - шлак жүнін, шлактарды құю (брусчатка, құбырлар, плиткалар, бордюр және т.б.), құйма қож қиыршық тас, шыны керамикалық бұйымдар, цементтегі байланыстырғыш қоспалар, топырақты жақсартуға арналған минералды қоспалар, ауыл шаруашылығына арналған тыңайтқыштар және т.б.

ERG Recycling кешенді геологиялық-экономикалық көзқарас қағидатын қолданды, мұнда әдістеме геологиялық барлау жұмыстарының және сонымен бірге тәжірибелік өндірістің біріктірілген тәсіліне негізделген. Техногендік қорларды өнеркәсіптік пайдалануға тарту мерзімдері қысқартылды, тиісінше техногендік пайдалы қазбалар объектісін өнеркәсіптік пайдалануға ақшалай инвестициялау мерзімдері қысқартылды.

Ұсынылып отырған технологиялық кешенге салынған инвестиция бір жылдан аз уақыт ішінде өзін-өзі ақтайды, ал металлургияда ауыр металдарды (мыс, мырыш, қорғасын, кадмий, селен және т.б.) өндіру мен пайдаланудың әсерін есепке алғанда экономикалық тиімділік айтарлықтай артады.

Іске асырудың қозғаушы күші

Түсті металдарды өндіру және байыту кезінде өндіріс қалдықтарын азайту. Экологиялық заңнама талаптары.

5.7.5. Алюминий өндірісінің қалдықтарын қайта өңдеу әдістері

5.7.5.1. Пайдаланылған электролизер қаптамасын (SPL) қайта пайдалану әдістері

Сипаттама

Қазіргі заманғы зауыттарға тән катодтың қызмет ету мерзімі бес жылдан сегіз жылға дейін, өндірілетін қоқыс қаптамасының мөлшері өндірілген алюминийдің тоннасына 20-50 кг құрайды. SPL әдетте екі бөлек фракциядан тұрады: көміртекті бөлік және отқа төзімді материал.

ЕҚТ – көміртегі мазмұнын басқа қолданбалар үшін шикізат ретінде пайдалану.

Техникалық сипаттама

Қолданылған катодта кейбір электролиздік ванна материалдары, көміртегі катодына электр тогын өткізу үшін қолданылатын болат шыбықтар және көбінесе катодқа металдың енуінен алюминий металының үлпектері бар. Бұл бөлшектер тікелей зауытта қайта пайдаланылады немесе болат сырықтар жағдайында қайта өңдеу үшін зауыттан тыс жерде жіберіледі. Көміртекті бөлік салыстырмалы түрде біркелкі, ал отқа төзімді бөлік бірнеше түрлі отқа төзімді материалдардан немесе оқшаулаудың басқа түрлерінен тұруы мүмкін.

5.25-кесте. Электролизердің пайдаланылған қаптамасының құрамы

Р/с №	Құрамдас	Көміртекті бөлік, масс. %	Отқа төзімді бөлік, масс. %
1	2	3	4
1	Al₂O₃	0–10	10–50
2	C	40–75	0–20
3	На	8–17	6–14
4	Ф	10–20	4–10
5	CaO	1–6	1–8
6	SiO₂	0–6	10–50
7	A1	0–5	0

Пайдаланылған электролизер қаптамасы термиялық процестерде қолданылады, мысалы:

цементті күйдіру;

болат пен ферроқорытпаларды өндіру;

коксты алмастыратын минералды жүн өндіру.

Көмір қаптамасын қайта өңдеу процесі төрт негізгі кезеңнен тұрады. Ұсақтау қондырғысында қалдықтар алдымен ұсақталады, алынған материал фракциялар бойынша сұрыпталады, белгілі бір тұтынушының қажеттіліктеріне қарай шихталады. Соңғы кезеңде төсеу реагентпен өңделеді, өйткені электролизерді пайдалану кезінде ол суда еритін фторлы тұздармен сіңдіріледі. Көмір қаптамасын қайта өңдеудің нәтижесі, синтетикалық жеңіл балқитын ағын, шойын немесе болат балқытылған кезде қожды сұйылтатын табиғи балқытылған шпатты алмастыра алады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Өндіріс қалдықтарының түзілу және жиналу көлемін азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Қалдықтардың түзілуі азаяды.

Өндіріс қалдықтарын қайта өңдеу.

Кросс-медиа әсерлері

Анықталған жоқ.

Қолдануға қатысты техникалық ойлар

Жалпы қолданылады.

Экономика

Процестер үнемді болып саналады.

Іске асырудың қозғаушы күші

Полигонға жіберілетін қалдықтардың мөлшерін азайту және көміртегі құрамын қалпына келтіру.

6. Ең үздік қолжетімді техникалар бойынша тұжырымдар қамтылған қорытынды

Осы бөлімде аталған және сипатталған әдістер толық емес. ЕҚТ есебінде сипатталған ЕҚТ біреуін немесе бірнешеуін пайдалана отырып, объектінің қалыпты жұмыс жағдайында ЕҚТ қатысты шығарынды деңгейлері мен технологиялық өнімділікке қол жеткізуді қамтамасыз ету үшін басқа әдістер қолданылуы мүмкін.

Осы ЕҚТ бойынша қорытындыда:

атмосфераға шығарындылар бойынша технологиялық көрсеткіштер қалыпты жағдайларда (273,15 К, 101,3 кПа) пайдаланылған газдың көлеміне шаққандағы шығарындылардың массасы ретінде, мг/Нм3-де көрсетілген су буының құрамын шегергенде көрсетіледі;

су объектiлерiне ағызу бойынша технологиялық көрсеткiштер ағынды сулардың көлемiндегi төгiлу массасы ретiнде көрсетiледi, мг/л.

маркерлік ластаушы заттардың эмиссиялары деңгейінің нақты мәндері кезінде ЕҚТ қолдануға байланысты көрсетілген технологиялық көрсеткіштер ауқымынан төмен немесе шегінде осы бөлімде айқындалған талаптар сақталды.

ЕҚТ-ны қолдануға байланысты өзге де технологиялық көрсеткіштер, оның ішінде тиісті көрсеткіш үшін және (немесе) сала үшін энергетикалық, су және өзге де ресурстарды тұтыну деңгейлері қолданыстағы ұлттық нормативтік құқықтық актілерге сәйкес айқындалады.

ЕҚТ пайдаланумен байланысты басқа да технологиялық көрсеткіштер уақыт бірлігіне немесе өнім (тауар), орындалған жұмыс, көрсетілген қызмет бірлігіне ресурс шығынының мөлшерінде көрсетіледі. Сәйкесінше, басқа да технологиялық көрсеткіштерді белгілеу өндірістің қолданылған технологиясына байланысты. Сонымен қатар, "Жалпы ақпарат" бөлімінде жүргізілген энергия, су және басқа да (шикізат) ресурстарды тұтынуды талдау нәтижесінде көптеген факторларға байланысты көрсеткіштердің ауыспалы саны алынды: өнімнің сапа көрсеткіштері. шикізат, қондырғының өнімділігі мен пайдалану сипаттамалары, дайын өнімнің сапа көрсеткіштері, аймақтардың климаттық ерекшеліктері және т.б.

Ресурстарды тұтынудың технологиялық көрсеткіштері ең төменгі мәндерге сәйкес келетін (тиісті ресурсты тұтынудың орташа жылдық мәніне негізделген) алдыңғы қатарлы технологияны қоса алғанда, өндірісті ұйымдастыру деңгейін арттыруға, ЕҚТ енгізуге бағытталуы керек және үнемдеу және ұтымды тұтыну бойынша конструктивті, технологиялық және ұйымдастырушылық шараларды көрсетеді.

6.1. Жалпы ЕҚТ

Егер басқаша айтылмаса, осы бөлімде берілген ЕҚТ қорытындылары жалпыға бірдей қолданылады.

6.2 - 6.4 тарауларында берілген процеске тән ЕҚТ осы бөлімде берілген жалпы ЕҚТ-қа қосымша қолданылады.

6.1.1. Экологиялық менеджмент жүйесі

ЕҚТ 1.

Қоршаған ортаны қорғаудың жалпы тиімділігін жақсарту үшін ЕҚТ келесі функциялардың барлығын қамтитын экологиялық менеджмент жүйесін (ЭМЖ) енгізу және қолдау болып табылады:

басшылықтың, оның ішінде топ-менеджменттің мүдделілігі мен жауапкершілігі;

басшылықтың қондырғыны (өндірісін) үздіксіз жетілдіруді қамтитын экологиялық саясатты анықтау;

қаржылық жоспарлаумен және инвестициялармен үйлестіре отырып, қажетті процедураларды, мақсаттар мен міндеттерді жоспарлау және жүзеге асыру.

Рәсімдерді орындауға ерекше назар аудара отырып:

құрылымы мен жауапкершілігі

жұмысқа қабылдау,

қызметкерлерді оқыту, хабардар ету және құзыреттілік,

байланыс,

қызметкерлердің қатысуы,

құжаттама,

процесті тиімді бақылау,

техникалық қызмет көрсету бағдарламалары,

төтенше жағдайларға және олардың зардаптарын жоюға дайындық;

экологиялық заңнаманың орындалуын қамтамасыз ету;

өнімділікті тексеру және түзету әрекеті, назар аудара отырып: бақылау және өлшеу, түзету және алдын алу шаралары, іс қағаздарын жүргізу, ЭМЖ-нің жоспарланған іс-шараларға сәйкестігін, оның орындалуын және жүзеге асырылуын анықтау үшін тәуелсіз (мүмкіндігінше) ішкі немесе сыртқы аудит;

ЭМЖ талдауы және оның заманауи талаптарға сәйкестігі, жоғары басшылық тарапынан пайдалылығы мен тиімділігі;

таза технологиялардың дамуын қадағалау;

қондырғыны пайдаланудан шығару кезінде, жаңа қондырғыны жобалау кезеңінде және оны пайдаланудың бүкіл кезеңінде қоршаған ортаға ықтимал әсерді талдау;

сала бойынша тұрақты негізде салыстыру.

Ұйымдастырылмаған шаң шығарындылары бойынша шаралар жоспарын әзірлеу және жүзеге асыру (ЕҚТ 8-ді қараңыз) және шаңды азайту жүйелерінің тиімділігін нақты қарастыратын техникалық қызмет көрсетуді басқару жүйесін пайдалану (ЕҚТ 3-ті қараңыз) да ЭМЖ бөлігі болып табылады.

Қолдану мүмкіндігі.

ЭМЖ көлемі (мысалы, егжей-тегжейлі деңгейі) және сипаты (мысалы, стандартталған немесе стандартталмаған) әдетте қондырғының сипатына, масштабына және күрделілігіне және оның қоршаған ортаға әсер ету деңгейіне байланысты.

Сипаттамасы 4.2-бөлімде берілген.

6.1.2. Энергия тұтынуды басқару

ЕҚТ 2.

ЕҚТ келесі төменде берілген техникалардың біреуін немесе бірнешеуін қолдану арқылы жылу мен энергия тұтынуды азайту болып табылады:

Р/с №	Техникалар	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	Энергия тиімділігін басқару жүйесін пайдалану (мысалы, ISO 50 001 сәйкес)	жалпы қолданылады
2	Электр қозғалтқыштары үшін айнымалы жиілікті жетектерді қолдану	жалпы қолданылады
3	Энергия тиімділігі жоғары класы бар электр қозғалтқыштарын пайдалану	жалпы қолданылады
4	Энергияны үнемдейтін жарықтандыру құрылғыларын пайдалану	жалпы қолданылады
5	Ескірген күштік трансформаторларды заманауи трансформаторларға ауыстыру	жалпы қолданылады
6	Жоғары температуралы жабдыққа заманауи жылу оқшаулағыш материалдарды қолдану	жалпы қолданылады
7	Қалдық технологиялық жылудан жылуды қалпына келтіру	жалпы қолданылады
8	Агломерациялық пештерден кейін пайдаланылған газдың жылуын пайдалы пайдалану	жалпы қолданылады

Сипаттамасы 4.3, 5.4-тарауларда берілген.

6.1.3. Процесті басқару

ЕҚТ 3.

ЕҚТ - процестерді нақты уақыт режимінде үздіксіз түзету және оңтайландыру, технологиялық процестердің тұрақтылығы мен үздіксіздігін қамтамасыз ету мақсатында заманауи компьютерлік жүйелерді қолдана отырып, басқару бөлмелерінен процестерді басқаруға қажетті барлық тиісті параметрлерді өлшеу немесе бағалау, мұның өзі энергия тиімділігін арттырады және өнімділікті барынша арттыруға және қызмет көрсету процестерін жақсартуға мүмкіндік береді. ЕҚТ бір немесе бірнеше әдістерді қолдана отырып, процесті басқару жүйесін пайдалана отырып, процестің тұрақты жұмысын қамтамасыз ету болып табылады:

Р/с №	Техникалар	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	Алюминий өндірісіндегі тау-кен және көлік жабдықтарын басқарудың автоматтандырылған жүйелері	жалпы қолданылады
2	Алюминий өндірісіндегі байыту процестерін басқару мен басқарудың автоматтандыру жүйесі	жалпы қолданылады
3	Процесті басқарудың автоматтандырылған жүйелері (APCS)	жалпы қолданылады
4	Жүйелер мен жабдықтарға техникалық қызмет көрсету (ТҚК)	жалпы қолданылады

Сипаттамасы 5.2-бөлімде берілген.

6.1.4. Шығарындыларға мониторинг жүргізу

ЕҚТ 4.

ЕҚТ барлық процестердің негізгі шығарындыларының көздерінен маркерлік ластаушы заттардың шығарылуына мониторинг жүргізу болып табылады.

Р/с №	Параметр	Төмендегілерге қатысты бақылау:	Басқарудың минималды кезеңділігі^*	Ескертпе
1	2	3	4	5
1	Шаң	ЕҚТ 1 4 -18	үздіксіз	маркерлік зат
2	SO₂	ЕҚТ 19-20	үздіксіз	маркерлік зат
3	NO_X	ЕҚТ 21	үздіксіз	маркерлік зат
4	CO	ЕҚТ 22-23	үздіксіз	маркерлік зат

* үздіксіз бақылау қолданыстағы заңнамада көзделген бақылаудың кезеңділігіне қойылатын талаптарға сәйкес ұйымдастырылған көздерде АМЖ көмегімен жүзеге асырылады.

Сипаттамасы 4.4.1-бөлімде берілген.

6.1.5. Төгінділерге мониторинг жүргізу

ЕҚТ 5.

ЕҚТ – баламалы сападағы деректерді ұсынуды реттейтін ұлттық және/немесе халықаралық стандарттарға сәйкес тазарту құрылыстарынан ағынды суларды ағызатын орында маркерлік ластаушы заттардың шығарындыларына мониторинг жүргізуден тұрады.

Р/с
№

Параметр/маркерлік ластаушы зат

Бақылаудың минималды кезеңділігі

1	2	3
1	Температура (C ⁰)	Үздіксіз^*
2	Шығын өлшегіш (м ^3/сағ)	Үздіксіз^*
3	Сутегі индексі (p h )	Үздіксіз^*
4	Электр өткізгіштік ( ms - microsiemens )	Үздіксіз^*
5	Лайланушылық (ФМУ лайлылық бірліктері формазин /литр)	Үздіксіз^*
6	Марганец ( Mn )	Тоқсанына бір рет^**
7	Темір ( Fe)	Тоқсанына бір рет^**
8	Қорғасын ( Pb )	Тоқсанына бір рет^**
9	Қалқыма заттар	Тоқсанына бір рет^**
10	Алюминий ( Әл )	Тоқсанына бір рет^**

* үздіксіз бақылау қолданыстағы заңнамада көзделген талаптарға сәйкес су шығарғыштарда АСМ арқылы жүргізіледі;

** бақылау жиілігі боксит өндіру кезінде өндірілетін кен құрамында олардың болуына байланысты заттарға қолданылады.

Ағынды сулардың төгілуін бақылау үшін су мен ағынды суларды іріктеу мен талдаудың көптеген стандартты процедуралары бар, соның ішінде:

кездейсоқ сынама – ағынды сулар ағынынан алынған бір сынама;

құрама сынама – белгілі бір кезең ішінде үздіксіз алынатын сынама немесе белгілі бір кезең ішінде үздіксіз немесе кезең-кезеңімен алынатын, содан кейін араластырылатын бірнеше сынамалардан тұратын сынама;

квалификациялық кездейсоқ сынама – кемінде екі минут аралықпен ең көбі екі сағат ішінде іріктеліп алынған, содан кейін араластырылған, кемінде бес кездейсоқ сынамадан тұратын құрама сынама.

Сипаттамасы 4.4-бөлімінде берілген.

6.1.6. Шу

ЕҚТ 6.

Шу деңгейін төмендету мақсатында ЕҚТ бір немесе бірнеше техниканы қолданудан тұрады:

Р/с №	Техникалар	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	сөндіргіштердің, резонаторлардың, қаптамалардың көмегімен жабдықтар мен құралдарды дыбыс өткізбеу	жалпы қолданылады
2	қоршау конструкцияларының дыбыс оқшаулауы, қабырғалардың, төбелердің және едендердің дыбыс жұтатын қаптамалары	жалпы қолданылады
3	желдету және ауаны баптау жүйелерінде, жабдықта дыбыс өшіргіштерді қолдану	жалпы қолданылады
4	ғимараттарды, үй-жайларды, құрылыстарды жобалаудағы акустикалық рационалды жоспарлау шешімдері	жалпы қолданылады
5	шуды азайтуға бағытталған конструктивті шаралар, соның ішінде ғимараттардың инженерлік-санитариялық жабдықтары	жалпы қолданылады

Сипаттамасы 4.8-бөлімде берілген.

6.1.7. Иіс

ЕҚТ 7.

Шу деңгейін төмендету мақсатында ЕҚТ бір немесе бірнеше техниканы қолданудан тұрады:

Р/с №	Техникалар	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	иістердің шығу көздерін анықтау және оларды жою және (немесе) иістерді азайту бойынша шаралар қабылдау	жалпы қолданылады
2	иіс шығаруы мүмкін кез келген жабдықты пайдалану және жөндеу	жалпы қолданылады
3	иісі бар материалдарды дұрыс сақтау және өңдеу	жалпы қолданылады
4	жағымсыз иістермен жүретін зиянды шығарындыларды тазарту жүйелерін енгізу	жалпы қолданылады

Сипаттамасы 4.8-бөлімде берілген.

6.2. Ластаушы заттардың эмиссияларын азайту

6.2.1. Ұйымдастырылмаған көздерден шығарындыларды азайту

ЕҚТ 8.

Атмосфераға ұйымдастырылмаған шаң шығарындыларының алдын алуға немесе, егер ол мүмкін болмаса азайтуға арналған ЕҚТ (ЕҚТ 1-ді қараңыз), экологиялық менелжмент жүйесінің бір бөлігі ретінде ұйымдастырылмаған шығарындылар бойынша шаралар жоспарын әзірлеуді және іске асыруды білдіреді, ол мыналарды қамтиды:

ұйымдастырылмаған шаң шығарындыларының неғұрлым маңызды көздерін анықтау;

белгілі бір уақыт кезеңінде ұйымдастырылмаған шығарындылардың алдын алу және/немесе азайту үшін тиісті шаралар мен техникалық шешімдерді анықтау және енгізу.

ЕҚТ 9.

ЕҚТ кен өндірудің өндірістік процесін жүргізу кезінде ұйымдастырылмаған шаң шығарындылары мен газ тәрізді шығарындылардың алдын алу немесе азайту болып табылады.

Кенді өндірудің өндірістік процесі кезінде шаң шығарындыларын болдырмау және азайту үшін қолданылатын шараларға мыналар жатады:

Р/с №	Техникалар	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	ауыр жүкті жоғары өнімді тау-кен жабдықтарын пайдалану	жалпы қолданылады
2	қазіргі заманғы жоғары өнімді өздігінен жүретін жабдықты пайдалана отырып, тау-кен жүйесін өндіру және қолдану	жалпы қолданылады
3	экологиялық таза және тозуға төзімді материалдарды пайдалану	жалпы қолданылады
4	тау-кен массасын тасымалдау үшін конвейер мен пневматикалық көліктің әртүрлі түрлері мен түрлерін пайдалану	жалпы қолданылады

Сипаттамасы 5.4.1-бөлімде берілген.

ЕҚТ 10.

ЕҚТ жарылыс жұмыстарын жүргізу кезінде ұйымдастырылмаған шаң шығарындыларының алдын алу немесе азайту болып табылады.

Жарылыс жұмыстарын жүргізу кезінде шаң шығарындыларын болдырмау және азайту үшін қолданылатын шараларға мыналар жатады:

Р/с №	Техникалар	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	жарылғыш блоктарды ұлғайту арқылы жарылыс санын азайту	жалпы қолданылады
2	оттегі балансы нөлге тең немесе оған жақын қарапайым және эмульсиялық композициялардың жарылғыш заттары ретінде қолданылады	жалпы қолданылады
3	қысқыштағы "тірек қабырғасында" ішінара жарылыс	жалпы қолданылады
4	бұрғылау-жару жұмыстарының ұтымды параметрлерін модельдеу мен жобалаудың компьютерлік технологияларын енгізу	жалпы қолданылады
5	ауа райы жағдайларын ескере отырып, оңтайлы уақыт кезеңінде жарылыс жұмыстарын жүргізу	жалпы қолданылады
6	штангалық материалдардың ұтымды түрлерін, ұңғы зарядының конструкцияларын және инициация схемаларын пайдалану	жалпы қолданылады
7	жарылған блокты және шаң-газ бұлтынан шаң түсу аймағын сумен, шаңды ылғалдандыратын қоспалармен және экологиялық таза реагенттермен суару	жалпы қолданылады
8	шаң мен шаң-газ бұлттарын локализациялау қондырғыларын қолдану	жалпы қолданылады
9	гидротозаңсыздандыру технологияларын қолдану ( жару ұңғымалары мен ұңғымаларды гидравликалық соғу , ұңғымалардың үстіне су ыдыстарын төсеу)	жалпы қолданылады
10	шахталық желдету	жалпы қолданылады
11	жарылғыш заттардың жеткізілуін бақылау үшін датчиктері бар зарядтау машиналарын пайдалану	жалпы қолданылады
12	тау жыныстары мен жарылған шұңқырларда кесілген табиғи суды пайдалану	жалпы қолданылады
13	жер асты жағдайында жарылыс жұмыстарын жүргізу үшін электрлік емес инициациялық жүйелерді пайдалану	жалпы қолданылады

Сипаттамасы 5.5.1.2-бөлімде берілген.

ЕҚТ 11.

ЕҚТ бұрғылау жұмыстарын жүргізу кезінде ұйымдастырылмаған шаң шығарындыларының алдын алу немесе азайту болып табылады.

Бұрғылау жұмыстарын жүргізу кезінде шаң шығарындыларын болдырмау және азайту үшін қолданылатын шараларға мыналар жатады:

Р/с №	Техникалар	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	жоғары дәлдіктегі бұрғылау параметрлерін бақылау жүйесін пайдалана отырып, нақты уақыт режимінде бұрғылау қондырғыларын орналастыру	жалпы қолданылады
2	шаңды байланыстыру үшін технологиялық суды және әртүрлі белсенді агенттерді пайдалану	жалпы қолданылады
3	бұрғылау жабдығын тиімді шаңды басатын және ұңғымаларды бұрғылау процесінде шаң жинаумен жабдықтау	жалпы қолданылады

Сипаттамасы 5.5.1.1-бөлімде берілген.

ЕҚТ 12.

ЕҚТ тасымалдау, тиеу-түсіру жұмыстары кезінде ұйымдастырылмаған шаң шығарындыларының алдын алу немесе азайту болып табылады.

Тасымалдау, тиеу-түсіру жұмыстары кезінде шаң шығарындыларының алдын алу және азайту үшін қолданылатын шараларға мыналар жатады:

Р/с
№

Техникалар

Қолдану мүмкіндігі

1	2	3
1	шаңды материалдарды түсіру, қайта тиеу, тасымалдау және өңдеу орындарында шаңның шығуын болдырмау үшін тиімді шаң жинау жүйелері, сору және сүзу жабдықтары бар жабдық	жалпы қолданылады
2	тау-кен массасын алдын ала ылғалдандыруды қолдану, техникалық сумен суару, экскаватор беттерін жасанды желдету	жалпы қолданылады
3	доңғалақтар мен рельстерде стационарлық және жылжымалы гидромонитор -сорғы қондырғыларын пайдалану	жалпы қолданылады
4	экскаватор шелегін шөміш пен шұңқыр аймағына су шашу үшін әртүрлі суару құрылғыларын пайдалану	жалпы қолданылады
5	шаң түзетін материалдарды ауыстырып тиеу процесін ұйымдастыру	жалпы қолданылады
6	технологиялық сумен суару арқылы автомобиль жолдарын шаңды басу	жалпы қолданылады
7	беткейлер мен карьер жолдарын шаңды басу процесінде шаңды байланыстыру үшін әртүрлі беттік белсенді заттарды қолдану	жалпы қолданылады
8	теміржол вагондары мен автокөлік органдарына пана	жалпы қолданылады
9	теміржол вагондарында тасымалдау кезінде жүктің үстіңгі ЕҚТ тегістеуге және нығыздауға арналған құрылғы мен қондырғыны қолдану және т.б.	жалпы қолданылады
10	шаңды материалдарды тасымалдау үшін қолданылатын автокөлік құралдарын тазалау (шанақты, дөңгелектерді жуу).	жалпы қолданылады
11	тау-кен массасын тасымалдау үшін конвейер мен пневматикалық көліктің әртүрлі түрлері мен түрлерін пайдалану	жалпы қолданылады
12	түтінін және уыттылығын өлшеу және отын жабдықтарын бақылау-баптау жұмыстарын жүргізу	жалпы қолданылады
13	іштен жанатын қозғалтқыштардың пайдаланылған газдарын тазартудың каталитикалық технологияларын қолдану	жалпы қолданылады

Сипаттамасы 5.5.1.3-бөлімде берілген.

ЕҚТ 13.

ЕҚТ кендер мен оларды қайта өңдеу өнімдерін сақтау кезінде ұйымдастырылмаған шаң шығарындыларының алдын алу немесе азайту болып табылады.

Кендер мен оларды қайта өңдеу өнімдерін сақтау кезінде шаң шығарындыларын болдырмау және азайту үшін қолданылатын шараларға мыналар жатады:

Р/с №	Техникалар	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	тасты топырақты, ірі ұсақталған бос жыныстарды пайдалана отырып, қалдық қоймаларының беткейлерін нығайту	жалпы қолданылады
2	жер телімінің шекарасы бой ында борпылдақ төсеніш үйінді лері бой ында паналау белдеу ін орнату (ағаш отырғызу	табиғи мекендеу ортасын ескере отырып қолданылады
3	жел экрандарын пайдалану	жалпы қолданылады

Сипаттамасы 5.5.1.4-бөлімде берілген.

6.2.2. Ұйымдастырылған көздерден шығарындыларды азайту

Төменде келтірілген техникалар және олардың көмегімен қол жеткізуге болатын шығарындылар деңгейлері мәжбүрлі желдету жүйелерімен жабдықталған көздер үшін белгіленеді.

6.2.2.1. Шаң және газ тәрізді заттардың шығарындылары

ЕҚТ 14.

ЕҚТ шаң мен газ тәріздес шығарындылардың алдын алу немесе азайту, сондай-ақ энергия тұтынуды азайту, кенді байытудың өндірістік процесі кезінде қалдықтардың түзілуін азайту болып табылады.

Кенді байытудың өндірістік процесін жүргізу кезінде шаң шығарындыларының алдын алу және азайту үшін қолданылатын шараларға мыналар жатады:

Р/с №	Техникалар	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	Жоғары сортты кенді кейіннен бөлу арқылы ұсақтау, тауарлық өнімнің өлшемдік кластары бойынша сұрыптау.	жалпы қолданылады
2	Қаттылығы жоғары рудалар үшін AG және SAG диірмендерін пайдалану	жалпы қолданылады
3	Шаймалау сатысына дейін бокситтік целлюлозадан темірлі құмдарды алу технологиясы	жалпы қолданылады
4	Темір құмды жуу үшін тік типті аппараттарды қолдану	жалпы қолданылады
5	Каустикалық рециркуляция ағындарын азайту үшін ақ балшықты сүзу	жалпы қолданылады
6	Күкірт оксидтерін жою үшін құрамында глинозем бар қоспаларды тотықсыздандырғыш агломерациялау технологиясы	жалпы қолданылады
7	Өндіріс гидратының мөлшері бойынша өнімділікті жақсарту үшін тұқымның оңтайлы мөлшерін сақтау технологиясы	жалпы қолданылады

Сипаттамасы 5.4-бөлімде берілген.

ЕҚТ 15.

Кенді байыту және глиноземді өндіру кезінде ұсақтауға, жіктеуге (елеуге), тасымалдауға және сақтауға байланысты процестер кезінде шаң шығарындыларын азайту мақсатында ЕҚТ түтін газдарын алдын-ала тазарту әдістерін (гравитациялық тұндыру камералары, циклондар, скрубберлер), электрсүзгілерді, жеңдік сүзгілерді, импульсті тазартатын сүзгілерді, керамикалық және металл ұсақкөзді тазартқыш сүзгілерді және/немесе олардың комбинацияларын қолданудан тұрады.

Р/с №	Техникалар	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	гравитациялық тұндыру камераларын қолдану	жалпы қолданылады
2	циклондарды қолдану	жалпы қолданылады
3	ылғалды скрубберлерді қолдану	жалпы қолданылады

6.1-кесте. Ұсақтауға, жіктеуге (елеуге), тасымалдауға және сақтауға байланысты процестер кезіндегі шаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері

Р/с №	Техникалар	ЕҚТ-TP (мг/Нм ³)^*
1	2	3
1	Электрсүзгі	≤5-20^**
2	Жеңдік сүзгі
3	Импульстік сүзгі
4	Керамикалық және металл ұсақкөзді сүзгілер

* 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 %-ынан аспайды;

c) барлық рұқсат етілген жылдық орташа сағаттық көрсеткіштердің 95 %-ы олардың тиісті шығарындыларының шекті мәндерінің 200 %-ынан аспайды;

үздіксіз өлшеулер болмаған кезде, егер өлшеулердің әрбір сериясының немесе құзыретті органдар белгілеген ережелерге сәйкес айқындалатын басқа да рәсімдердің нәтижелері шығарындылардың шекті мәндерінен аспаса, эмиссияның шекті мәндері орындалды деп саналады;

(Еуропалық Парламент пен Еуропалық Одақ Кеңесінің 2010 жылғы 24 қарашадағы 2010/75/ЕО "Өндірістік шығарындылар туралы (ластанудың кешенді алдын алу және бақылау туралы)" директивасы);

** ≤ 20-100 мг/Нм ³жұмыс істеп тұрған қондырғыларды ұсақтау және жіктеу процестері (скрининг) үшін.

Сипаттамасы 5.5.2-бөлімде берілген.

ЕҚТ қатысты мониторинг: ЕҚТ 4-ті қараңыз.

ЕҚТ 16.

Глинозем өндіру кезінде шаң шығарындыларын азайту мақсатында ЕҚТ түтін газдарын (гравитациялық тұндыру камералары, циклондар, скрубберлер) алдын ала тазалау техникасын, кейіннен электр сүзгілерін, жеңдіксүзгілерді, импульсті тазалайтын сүзгілерді, керамикалық және металл ұсақкөзді сүзгілерді немесе олардың комбинацияларын пайдаланудан тұрады.

Р/с №	Техникалар	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	гравитациялық тұндыру камераларын қолдану	жалпы қолданылады
2	циклондарды қолдану	жалпы қолданылады
3	ылғалды скрубберлерді қолдану	жалпы қолданылады

6.2-кесте. Глинозем өндіру кезіндегі шаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері (кальцинацияня қайта өңдеу үшін)

Р/с №	Технологиялық процесс	Техникалар	ЕҚТ-TК (мг/Нм ³)^*	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3	4	5
1	Кальцинацияны қайта өңдеу	Электрсүзгі	5-50^**	жалпы қолданылады
2		Жеңдік сүзгі		жалпы қолданылады
3		Импульстік сүзгі		жалпы қолданылады
4		Керамикалық және металл ұсақкөзді сүзгілер		жалпы қолданылады
5		Гибридті жеңдік сүзгі (электрсүзгі+жеңдік сүзгі )		жалпы қолданылады

а) рұқсат етілген орташа айлық шығарындылардың тиісті шекті мәндерінен аспайды;

b) рұқсат етілген орташа күндік шығарындылардың тиісті шекті мәндерінің 110 %-ынан аспайды;

1) 2000 жылдан кейін қайта жаңартылған қондырғылар үшін AL₂O₃ бойынша қайта есептелген;

2) 2000 жылға дейін пайдалануға берілген және қайта жаңартылмаған газ тазарту қондырғылары үшін AL₂O₃ қайта есептегенде 20-200 мг/Нм³.

Сипаттамасы 5.5.2-бөлімде берілген.

ЕҚТ қатысты мониторинг: ЕҚТ 4-ті қараңыз.

6.3-кесте. Глинозем өндіру кезіндегі шаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері (күйдіруді қайта өңдеу үшін)

Р/с №	Технологиялық процесс	Техникалар	ЕҚТ-TК (мг/Нм³)^*	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3	4	5
1	Күйдіруді қайта өңдеу	Электрсүзгі	20-50^**	жалпы қолданылады
2		Жеңдік сүзгі		жалпы қолданылады
3		Импульстік сүзгі		жалпы қолданылады
4		Керамикалық және металл ұсақкөзді сүзгілер		жалпы қолданылады
5		Гибридті жеңдік сүзгі (электрсүзгі + жеңдік сүзгі )		жалпы қолданылады

а) рұқсат етілген орташа айлық шығарындылардың тиісті шекті мәндерінен аспайды;

b) рұқсат етілген орташа күндік шығарындылардың тиісті шекті мәндерінің 110 %-ынан аспайды;

1) жаңа және қайта жаңартылатын қондырғылар үшін;

2) 50-1950 мг /Нм³ ішінара қалпына келтірілген газ тазарту жүйесі бар шығарындылар көздері үшін және / немесе шығарындылар көздері арасындағы қондырғылардың ауысуын ескере отырып;

3) НТ енгізудің техникалық және экономикалық қолжетімсіздігіне байланысты экологиялық тиімділікті арттыру бағдарламасын іске асыру шеңберінде газ тазарту жүйелерін реконструкциялаудан өтпеген газ тазарту қондырғылары бар шығарындылар көздері үшін 50-2800 мг/Нм³.

Сипаттамасы 5.5.2-бөлімде берілген.

ЕҚТ қатысты мониторинг: ЕҚТ 4-ті қараңыз.

ЕҚТ 17.

Күйдірілген анодтар өндірісінен шаң шығарындыларын азайту үшін ЕҚТ келесі әдістердің біреуін немесе комбинациясын қолдану болып табылады.

Р/с №	Техникалар	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	гравитациялық тұндыру камераларын қолдану	жалпы қолданылады
2	циклондарды қолдану	жалпы қолданылады
3	ылғалды скрубберлерді қолдану	жалпы қолданылады

6.4-кесте. Күйдірілген анодтар өндірісіндегі шаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері

Р/с №	Технологиялық процесс	Техникалар	ЕҚТ-TК (мг/Нм ³)^*	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3	4	5
1	Күйдірілген анодтарды өндіру (анодты қуыру пеші)	Қап сүзгісі	≤2–5^ ≤5-10^*	жалпы қолданылады
2		Импульстік сүзгі		жалпы қолданылады
3		Керамикалық және металл ұсақкөзді сүзгілер		жалпы қолданылады
4		Құрғақ сорбциялық газды тазалау ABART		жалпы қолданылады
5		Регенеративті термиялық тотықтырғыш		жалпы қолданылады
6		Каталитикалық термиялық тотықтырғыш		жалпы қолданылады

а) рұқсат етілген орташа айлық шығарындылардың тиісті шекті мәндерінен аспайды;

b) рұқсат етілген орташа күндік шығарындылардың тиісті шекті мәндерінің 110 %-ынан аспайды;

** жаңа және қайта құрылған өнеркәсіптер үшін мг/Нм³;

*** қолданыстағы өнеркәсіптер үшін мг/Нм³.

Сипаттамасы 5.5.2, 5.5.5-тарауларда берілген.

ЕҚТ қатысты мониторинг: ЕҚТ 4-ті қараңыз.

ЕҚТ 18.

Бастапқы алюминийдің электролиттік өндірісінен шығатын шаң шығарындыларын азайту үшін ЕҚТ келесі әдістердің біреуін немесе комбинациясын қолдануды білдіреді.

Р/с №	Техникалар	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	гравитациялық тұндыру камераларын қолдану	жалпы қолданылады
2	циклондарды қолдану	жалпы қолданылады
3	ылғалды скрубберлерді қолдану	жалпы қолданылады

6.5-кесте. Бастапқы алюминийді электролиттік өндіру кезіндегі шаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері

Р/с №	Технологиялық процесс	Техникалар	ЕҚТ-TК (мг/Нм³)^*	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3	4	5
1	Алюминий электролизі (электролиз сериясы)	Жеңдік сүзгі	≤2–5	жалпы қолданылады
2		Импульстік сүзгі		жалпы қолданылады
3		Керамикалық және металл ұсақкөздісүзгілер		жалпы қолданылады
4		Құрғақ сорбциялық газды тазалау ABART		жалпы қолданылады
5		Регенеративті термиялық тотықтырғыш		жалпы қолданылады
6		Каталитикалық термиялық тотықтырғыш		жалпы қолданылады

а) рұқсат етілген орташа айлық шығарындылардың тиісті шекті мәндерінен аспайды;

b) рұқсат етілген орташа күндік шығарындылардың тиісті шекті мәндерінің 110 %-ынан аспайды;

Сипаттамасы 5.5.2, 5.5.5-тарауларда берілген.

ЕҚТ қатысты мониторинг: ЕҚТ 4-ті қараңыз.

ЕҚТ 19.

Автоматтандырылған құю желісінде бастапқы алюминий мен оның қорытпаларын өндіру кезінде шаң шығарындыларын азайту мақсатында ЕҚТ төмендегі әдістердің біреуін немесе комбинациясын пайдаланудан тұрады.

Р/с №	Техникалар	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	гравитациялық тұндыру камераларын қолдану	жалпы қолданылады
2	циклондарды қолдану	жалпы қолданылады
3	ылғалды скрубберлерді қолдану	жалпы қолданылады

6.6-кесте Автоматтандырылған құю желісінде бастапқы алюминий және оның қорытпаларын өндіру кезіндегі шаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері

Р/с №	Технологиялық процесс	Техникалар	ЕҚТ-TК (мг/Нм ³)^*	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3	4	5
1	Автоматтандырылған құю желісінде бастапқы алюминий мен оның қорытпаларын өндіру (құю бөлімі)	Жеңдік сүзгі	≤2–25^**	жалпы қолданылады
2		Импульстік сүзгі		жалпы қолданылады
3		Керамикалық және металл ұсақкөзді сүзгілер		жалпы қолданылады
4		Құрғақ сорбциялық газды тазалау ABART		жалпы қолданылады
5		Регенеративті термиялық тотықтырғыш		жалпы қолданылады
6		Каталитикалық термиялық тотықтырғыш		жалпы қолданылады

а) рұқсат етілген орташа айлық шығарындылардың тиісті шекті мәндерінен аспайды;

b) рұқсат етілген орташа күндік шығарындылардың тиісті шекті мәндерінің 110 %-ынан аспайды;

** шекті мәндер технологиялық жабдыққа қызмет көрсету кезінде пайда болатын шығарындыларға қолданылмайды (араластырғыштарды тазалау, жинау, күрделі жөндеу және т.б.).

Сипаттамасы 5.5.2, 5.5.5-тарауларда берілген.

ЕҚТ қатысты мониторинг: ЕҚТ 4-ті қараңыз.

6.2.2.2. Күкірт диоксиді шығарындылары

ЕҚТ 20.

Глинозем өндірісі кезіндегі шығарылатынтехнологиялық газдардың құрамындағы SO₂шығарындыларының алдын алу немесе азайту үшін ЕҚТ келесі әдістердің біреуін немесе комбинациясын қолданудан тұрады:

Р/с №	Техникалар	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	Күкіртті тазарту және төмендетілген күкіртті отынды пайдалану	Жалпы қолданылады
2	"Ылғалды" тазалау әдістерін қолдану (ылғалды 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 ағынды 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).

Осы әдістердің біреуін немесе комбинациясын пайдаланған кезде шығарындылардың сандық мәні белгіленген санитарлық-гигиеналық, қоршаған орта сапасының стандарттарына және қоршаған орта сапасының нысаналы көрсеткіштеріне сәйкес келуі керек. Нормативтік құқықтық актілермен анықталған әртүрлі мәндер болса, SO₂үшін белгіленгенең қатаң талаптар қолданылады.

ЕҚТ қатысты мониторинг: ЕҚТ 4-ті қараңыз.

Сипаттамасы 5.5.4-бөлімде берілген.

ЕҚТ 21.

Күйдірілген анодтар өндірісі кезінде шығарылатын газдардың құрамындағы SO₂шығарындыларының алдын алу немесе азайту үшін ЕҚТ келесі әдістердің біреуін немесе комбинациясын қолданудан тұрады:

Р/с №	Техникалар	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	Күкіртті тазарту және төмендетілген күкіртті отынды пайдалану	жалпы қолданылады
2	"Ылғалды" тазалау әдістерін қолдану (ылғалды 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 ағынды 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).

ЕҚТ қатысты мониторинг: ЕҚТ 4-ті қараңыз.

Сипаттамасы 5.5.4-бөлімде берілген.

ЕҚТ 22.

Бастапқы алюминий өндірісінен шығарылатын технологиялық газдардың құрамындағы SO₂шығарындыларының алдын алу немесе азайту үшін ЕҚТ келесі бір немесе бірнеше техниканы қолданудан тұрады:

Р/с
№

Техникалар

Қолдану мүмкіндігі

1	2	3
1	Күкіртті тазарту және төмендетілген күкіртті отынды пайдалану	жалпы қолданылады
2	"Ылғалды" тазалау әдістерін қолдану (ылғалды 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 ағынды 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).

6.7-кесте. Бастапқы алюминийдің электролиттік өндірісі кезіндегі SO₂ шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері

Р/с №	Параметр	ЕҚТ-TК (мг/нм 3 )
1	2	3
1	SO₂	150 -200

ЕҚТ қатысты мониторинг: ЕҚТ 4-ті қараңыз.

Сипаттамасы 5.5.4-бөлімде берілген.

6.2.2.3. Азот тотығының шығарындылары

ЕҚТ 23.

Глинозем өндіру кезінде атмосфераға азот тотығының (NOx) шығарындыларын болдырмау және/немесе азайту үшін ЕҚТ келесі бір немесе бірнеше техниканы қолданудан тұрады:

Р/с
№

Техника

Қолдану

1	2	3
1	Түтін газының рециркуляциясы	Оттегінің құрамын және осылайша жалын 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.
2	Оттық дизайны (NOx төмен білімі бар оттық)	Жану процесін кешіктіретін, бірақ жылу беруді арттыра отырып, оны аяқтауға мүмкіндік беретін ең жоғары жалын температурасын төмендетуге арналған. Бұл оттық құрылмасының 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.
3	Селективті каталитикалық емес қалпына келтіру (SNCR)	Айналмалы пештерде қолданылады
4	Селективті каталитикалық қалпына келтіруді (SCR) қолдану	Шаңсыздандыру және қышқыл газдардан тазартудан кейін қолданылады

Осы әдістердің біреуін немесе комбинациясын пайдаланған кезде шығарындылардың сандық мәні белгіленген санитарлық-гигиеналық, қоршаған орта сапасының стандарттарына және қоршаған орта сапасының нысаналы көрсеткіштеріне сәйкес келуі керек. Нормативтік құқықтық актілермен анықталған әртүрлі мәндер болса, NOx үшін белгіленген ең қатаң талаптар қолданылады.

ЕҚТ қатысты мониторинг: ЕҚТ 4-ті қараңыз.

Сипаттамасы 5.5.3-бөлімде берілген.

ЕҚТ 24.

Күйдірілген анодтарды өндіру кезінде атмосфераға азот тотығы (NOx) шығарындыларының алдын алу және/немесе азайту үшін ЕҚТ келесі әдістердің бірін немесе комбинациясын қолдану болып табылады:

Р/с
№

Техника

Қолдану

1	2	3
1	Түтін газының рециркуляциясы	Оттегінің құрамын және осылайша жалын 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.
2	Оттықтың дизайны (төмен NOx оттығы)	Жану процесін кешіктіретін, бірақ жылу беруді арттыра отырып, оны аяқтауға мүмкіндік беретін ең жоғары жалын температурасын төмендетуге арналған. Бұл оттық құрылмасының 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 үшінарналған
3	Селективті каталитикалық емес қалпына келтіру (СКЕҚ)	Айналмалы пештерде қолданылады
4	Селективті каталитикалық қалпына келтіруді (СКҚ) қолдану	Шаңсыздандыру және қышқыл газдардан тазартудан кейін қолданылады

Осы әдістердің біреуін немесе комбинациясын пайдаланған кезде шығарындылардың сандық мәні белгіленген санитарлық-гигиеналық, қоршаған орта сапасының стандарттарына және қоршаған орта сапасының нысаналы көрсеткіштеріне сәйкес келуі керек. Нормативтік құқықтық актілермен анықталған әртүрлі мәндер болса, NOx үшін белгіленген ең қатаң талаптар қолданылады.

ЕҚТ қатысты мониторинг: ЕҚТ 4-ті қараңыз.

Сипаттамасы 5.5.3-бөлімде берілген.

6.2.2.4. Көміртек оксидінің шығарындылары

ЕҚТ 25.

Глинозем өндіру кезінде атмосфераға көміртек оксидтері шығарындыларының алдын алу және/немесе азайту үшін келесі әдістердің бірін немесе комбинациясын пайдалану ЕҚТ болып табылады:

Р/с
№

Техникалар

Сипаттама

1	2	3
1	Мыс-аммиак ерітінділерінің көмегімен газдарды абсорбциялық тазарту	Төмен температуралы газды тазарту процесі және СО-ның физикалық сіңірілуіне немесе сұйық азотпен газды жууға негізделген. Тазалау процесі үш кезеңнен тұрады: бастапқы газдарды алдын ала салқындату және кептіру; осы газдарды терең салқындату және олардың құрамдас бөліктерін ішінара конденсациялау; көміртек тотығынан, метаннан және оттегінен газдарды сұйық азотпен жуу колоннасында жуу. Зауытта төмен температураны құруға қажетті суық аммиакты тоңазыту циклімен, сондай-ақ азот-сутегі фракциясының қайтару ағындарынан және жоғары қысымды азот циклінен суықтың қалпына келуімен қамтамасыз етіледі.
2	Бу реакциясының көмегімен каталитикалық газды тазарту	Тазарту процесін темір оксиді катализаторларының қатысуымен жүргізілетін бу реакциясы (бу түрлендіру) арқылы жүзеге асыруға болады. Тазартылған газдағы көміртегі оксидтерінің қалдық мөлшері пайыздың бірнеше он мыңнан бір бөлігін құрайды. Сонымен қатар бос оттегі газда болса, ол жойылады.
3	Газдарды термиялық каталитикалық емес жанаудан кейінгі және каталитикалық күйдірумен тазарту	Көміртек тотығын тотықтыру үшін марганец, мыс-хром және платина тобындағы металдары бар катализаторлар қолданылады. Шығарылатын газдардың құрамына байланысты өнеркәсіпте әртүрлі технологиялық тазарту схемалары қолданылады.

Осы әдістердің біреуін немесе комбинациясын пайдаланған кезде шығарындылардың сандық мәні белгіленген санитарлық-гигиеналық, қоршаған орта сапасының стандарттарына және қоршаған орта сапасының нысаналы көрсеткіштеріне сәйкес келуі керек. Егер ережелермен анықталған әртүрлі мәндер болса, CO үшін ең қатаң талаптар қойылады.

ЕҚТ қатысты мониторинг: ЕҚТ 4-ті қараңыз.

Сипаттамасы 5.5.5-бөлімдеберілген.

ЕҚТ 26.

Күйдірілген анодтарды өндіру кезінде атмосфераға көміртек оксиді шығарындыларының алдын алу және/немесе азайту үшін келесі әдістердің біреуін немесе комбинациясын қолдану ЕҚТ болып табылады:

Р/с
№

Техникалар

Сипаттама

1	2	3
1	Мыс-аммиак ерітінділерінің көмегімен газдарды абсорбциялық тазарту	Төмен температуралы газды тазарту процесі және СО-ның физикалық сіңірілуіне немесе сұйық азотпен газды жууға негізделген. Тазалау процесі үш кезеңнен тұрады: бастапқы газдарды алдын ала салқындату және кептіру; осы газдарды терең салқындату және олардың құрамдас бөліктерін ішінара конденсациялау; көміртек тотығынан, метаннан және оттегінен газдарды сұйық азотпен жуу колоннасында жуу. Зауытта төмен температураны құруға қажетті суық аммиакты тоңазыту циклімен, сондай-ақ азот-сутегі фракциясының қайтару ағындарынан және жоғары қысымды азот циклінен суықтың қалпына келуімен қамтамасыз етіледі.
2	Бу реакциясының көмегімен каталитикалық газды тазарту	Тазарту процесін темір оксиді катализаторларының қатысуымен жүргізілетін бу реакциясы (бу түрлендіру) арқылы жүзеге асыруға болады. Тазартылған газдағы көміртегі оксидтерінің қалдық мөлшері пайыздың бірнеше он мыңнан бір бөлігін құрайды. Сонымен қатар бос оттегі газда болса, ол жойылады.
3	Газдарды термиялық каталитикалық емес жанаудан кейінгі және каталитикалық күйдірумен тазарту	Көміртек тотығын тотықтыру үшін марганец, мыс-хром және платина тобындағы металдары бар катализаторлар қолданылады. Шығарылатын газдардың құрамына байланысты өнеркәсіпте әртүрлі технологиялық тазарту схемалары қолданылады.
4	Регенеративті термиялық тотықтырғыш	Регенеративті термиялық тотықтырғыштың жұмысы химиялық/термиялық процеске және механикалық процеске негізделген. ҰОҚ көміртегі диоксиді СО₂ және су буы H₂O түзу үшін технологиялық газдардағы оттегімен әрекеттеседі, олар зиянсыз және иіссіз.
5	Каталитикалық термиялық тотықтырғыш	Каталитикалық тотықтырғыш – ұшпа органикалық қосылыстардың (ҰОҚ) жоғары мөлшері бар өнеркәсіптік шығарындыларды азайтуға арналған ластаушы заттардың шығарындыларын бақылау жабдығының бір түрі.

Осы әдістердің біреуін немесе комбинациясын пайдаланған кезде шығарындылардың сандық мәні белгіленген санитарлық-гигиеналық, қоршаған орта сапасының стандарттарына және қоршаған орта сапасының нысаналы көрсеткіштеріне сәйкес келуі керек. Егер ережелермен анықталған әртүрлі мәндер болса, CO үшін ең қатаң талаптар қойылады.

ЕҚТ қатысты мониторинг: ЕҚТ 4-ті қараңыз.

Сипаттамасы 5.5.5-бөлімде берілген.

ЕҚТ 27.

Бастапқы алюминийді электролиттік жолмен өндіру кезінде атмосфераға көміртек тотығы шығарындыларының алдын алу және/немесе азайту үшін ЕҚТ келесі әдістердің бірін немесе комбинациясын қолдану болып табылады:

Р/с
№

Техникалар

Сипаттама

1	2	3
1	Мыс-аммиак ерітінділерінің көмегімен газдарды абсорбциялық тазарту	Төмен температуралы газды тазарту процесі және СО-ның физикалық сіңірілуіне немесе сұйық азотпен газды жууға негізделген. Тазалау процесі үш кезеңнен тұрады: бастапқы газдарды алдын ала салқындату және кептіру; осы газдарды терең салқындату және олардың құрамдас бөліктерін ішінара конденсациялау; көміртек тотығынан, метаннан және оттегінен газдарды сұйық азотпен жуу колоннасында жуу. Зауытта төмен температураны құруға қажетті суық аммиакты тоңазыту циклімен, сондай-ақ азот-сутегі фракциясының қайтару ағындарынан және жоғары қысымды азот циклінен суықтың қалпына келуімен қамтамасыз етіледі.
2	Бу реакциясының көмегімен каталитикалық газды тазарту	Тазарту процесін темір оксиді катализаторларының қатысуымен жүргізілетін бу реакциясы (бу түрлендіру) арқылы жүзеге асыруға болады. Тазартылған газдағы көміртегі оксидтерінің қалдық мөлшері пайыздың бірнеше он мыңнан бір бөлігін құрайды. Сонымен қатар бос оттегі газда болса, ол жойылады.
3	Газдарды термиялық каталитикалық емес жанаудан кейінгі және каталитикалық күйдірумен тазарту	Көміртек тотығын тотықтыру үшін марганец, мыс-хром және платина тобындағы металдары бар катализаторлар қолданылады. Шығарылатын газдардың құрамына байланысты өнеркәсіпте әртүрлі технологиялық тазарту схемалары қолданылады.
4	Регенеративті термиялық тотықтырғыш	механикалық процеске негізделген. ҰОҚ көміртегі диоксиді СО2 және су буы H₂O түзу үшін технологиялық газдардағы оттегімен әрекеттеседі, олар зиянсыз және иіссіз.
5	Каталитикалық термиялық тотықтырғыш	Каталитикалық тотықтырғыш - ұшпа органикалық қосылыстардың (ҰОҚ) жоғары мөлшері бар өнеркәсіптік шығарындыларды азайтуға арналған ластаушы заттардың шығарындыларын бақылау жабдығының бір түрі.

6.3. Ағынды сулардың төгінділерін азайту

ЕҚТ 28.

Ағынды суларды кәдеге жарату және тазартуға арналған ЕҚТ кәсіпорынның су балансын басқару болып табылады. ЕҚТ төменде көрсетілген техникалардың біреуін немесе комбинациясын қолдану болып табылады:

Р/с №	Техникалар	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	тау-кен кәсіпорны үшін су шаруашылығы балансын әзірлеу	жалпы қолданылады
2	суды қайта өңдеу жүйесін енгізу және суды технологиялық процесте қайта пайдалану	жалпы қолданылады
3	технологиялық процестерде су шығынын азайту	жалпы қолданылады
4	кен орнын гидрогеологиялық модельдеу	жалпы қолданылады
5	шахталық және карьерлік суды іріктеп алу жүйелерін енгізу	Жұмыс істеп тұрған қондырғыларда қолдану мүмкіндігі бар ағынды суларды жинау жүйелерінің конфигурациясымен шектелуі мүмкін
6	жергілікті ағынды суларды тазарту және бұру жүйелерін пайдалану	Жұмыс істеп тұрған қондырғыларда қолдану мүмкіндігі бар ағынды суларды тазарту жүйелерінің конфигурациясымен шектелуі мүмкін

Сипаттама 5.6-бөлімде берілген.

ЕҚТ 29.

Тазарту құрылыстары мен су объектілеріне гидравликалық жүктемені азайтуға арналған ЕҚТ келесі техникалық шешімдерді бөлек немесе біріктіріп қолдану арқылы карьер мен шахта суларының сутөкпесін азайту болып табылады.

Р/с
№

Техникалар

Қолдану мүмкіндігі

1	2	3
1	карьер мен кен орындарын құрғатудың ұтымды схемаларын қолдану	Ол игерілетін кен орнының тау-кен-геологиялық, гидрогеологиялық және тау-кен жағдайлары негізінде анықталады
2	сусыздандыру және/немесе фильтрацияға қарсы экрандар және басқалар сияқты жер үсті және жер асты суларына қарсы арнайы қорғаныс құрылымдарын және шараларын қолдану	жалпы қолданылады
3	дренаждық жүйені оңтайландыру	жалпы қолданылады
4	жер үсті ағынын реттеу арқылы кеніштерді жер үсті суларынан оқшаулау	жалпы қолданылады
5	тау-кен учаскесінен тыс өзен арналарын бұру	Ол карьерді немесе шахтаны судың басу салдарынан олардан су басуы айтарлықтай маңызды болған жағдайларда қолданылады.
6	жер асты сулары деңгейінің үдемелі төмендеуін болдырмау	жалпы қолданылады
7	айдау кезінде шахта және карьер суларының ластануын болдырмау	жалпы қолданылады

Сипаттама 5.6-бөлімде берілген.

ЕҚТ 30.

Су объектілеріне теріс әсерді азайтуға арналған ЕҚТ мынадай техникалық шешімдерді жеке немесе бірлесіп қолдану арқылы ластанған учаскелерге нөсер және еріген сарқынды сулардың түсуін барынша азайту мақсатында жерүсті инфрақұрылымы аумағының жерүсті ағынын басқару, таза суды ластанудан бөлу, қорғалмаған топырақ учаскелеріндегі эрозияның алдын алу, дренаж жүйелерінің лайлануын болдырмау болып табылады:

Р/с №	Техникалар	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	тау жыныстары үйінділерінен жер үсті ағынды суларын жинау және тазарту жүйесін ұйымдастыру	жалпы қолданылады
2	үйінділердегі гидротехникалық құрылыстардан ағынды суларды қалдық қоймаларына айдау	жалпы қолданылады
3	тазартылған ағынды сулардың көлемін барынша азайтуға мүмкіндік беретін, тегістелген, тұқым себілген немесе отырғызылған ағаштарды қоса алғанда, бұзылған аумақтарды айналып өтіп, бұзылмаған жерлерден жер үсті ағындарын бұру	жалпы қолданылады
4	тазартылған сарқынды суларды технологиялық қажеттіліктер үшін қайта пайдалана отырып, аумақтың бұзылған және ластанған учаскелерінің жер үсті ағындарын тазарту	жалпы қолданылады
5	тиісті көлемдегі нөсерлі дренаждарды, траншеяларды, арықтарды ұйымдастыру; контурлау, террассалау және еңістердің тіктігін шектеу; эрозиядан қорғау үшін соқыр жерлер мен төсемдерді пайдалану	жалпы қолданылады
6	еңісі бар кірме жолдарды ұйымдастыру, жолдарды су бұру қондырғыларымен жабдықтау	жалпы қолданылады
7	эрозияны болдырмау мақсатында тамыр ЕҚТ жасалғаннан кейін бірден жүргізілетін мелиорацияның биологиялық кезеңінің фитомелиорациялық жұмыстарын орындау	жалпы қолданылады

Сипаттама 5.6-бөлімдеберілген.

ЕҚТ 31.

Сарқынды (шахталық, карьерлік) сулардың тау-кен массасының құрамындағы заттармен, өніммен немесе өндіріс қалдықтарымен ластану деңгейін төмендетуге арналған ЕҚТ төмендегі ағынды суларды тазарту техникаларының біреуін немесе бірнешеуін қолдану болып табылады:

Р/с №	Техникалар	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	Жарықтандыру және тұндыру	жалпы қолданылады
2	Сүзу	жалпы қолданылады
3	Сорбция	жалпы қолданылады
4	Коагуляция, флокуляция	жалпы қолданылады
5	Химиялық жауын-шашын	жалпы қолданылады
6	Бейтараптандыру	жалпы қолданылады
7	Тотығу	жалпы қолданылады
8	Ион алмасу	жалпы қолданылады

6.8-кесте. Боксит өндірісі кезінде жерүсті су объектілеріне келіп түсетін карьерлік және шахталық сарқынды сулардың төгінділердің технологиялық көрсеткіштері

Р/с №	Параметр	ЕҚТ-TP (мг/дм ³)^*
1	2	3
1	Марганец ( Mn )	C _n.c.-5.8
2	Қорғасын ( Pb )	C _n.c.-0,5
3	Алюминий ( Al )	C _n.c.- 0,3
4	Темір (Fe)	C _n.c.-2
5	Қлақыма заттар	C _n.c.-25

1) орташа тәуліктік мән;

2) ағынды суларды тазарту қондырғыларынан тазартылған ағындарды шығару нүктелерінде қолданылатын көрсеткіштер;

3) карьер мен шахталық сарқынды суларды қойма тоғандарына және булану тоғандарына ағызу кезінде технологиялық көрсеткіштерді белгілеуге қатысты, егер олар жер үсті және жер асты суларының ресурстарына әсер етудің жоқтығын растайтын гидротехникалық құрылыстарға қойылатын талаптарға сәйкес келсе, норма қолданылмайды. соңғы 3 жылдағы мониторингтік зерттеулердің нәтижелері бойынша;

4) жер үсті және жер асты су ресурстарына теріс әсер ету фактісін анықтау гидротехникалық құрылыстарға қойылатын талаптардың бұзылуын көрсетеді. Бұл ретте шығарындылардың сандық көрсеткіштері қолданыстағы санитарлық-гигиеналық, қоршаған орта сапасының нормативтеріне және мәдени және қоғамдық су пайдалану орындарына қатысты қоршаған орта сапасының нысаналы көрсеткіштеріне сәйкес болуы тиіс;

5) пайдаланылатын көрсеткіштер (қалпында қалған заттарды қоспағанда) өндірілген руданың құрамындағы тиісті заттардың мөлшерін ескере отырып қолданылады;

6) сапаның экологиялық нормативтерін сақтау мақсатында (Сн.К.) және қоршаған ортаға залал келтірмеу үшін су объектілеріне Ағынды суларды экологиялық сапа нормативтерінен жоғары ағызу кезінде технологиялық көрсеткіштерді белгілеуге қоршаған ортаға әсерді бағалау шеңберінде негіздеу кезінде тиісті диапазонның жоғарғы шекарасына дейін жол беріледі.

ЕҚТ қатысты мониторинг: ЕҚТ 5-ті қараңыз.

Сипаттама 5.6-бөлімдеберілген.

6.4. Қалдықтарды басқару

ЕҚТ 32.

Кәдеге жаратуға жіберілетін қалдықтарды болдырмауға немесе егер ол мүмкін болмаса, мөлшерін азайтуға арналған ЕҚТ басымдық тәртібімен қалдықтардың пайда болуын болдырмауды, оларды қайта пайдалану үшін дайындауды, қайта өңдеуді немесе өзге де қалпына келтіруді қамтамасыз ететін экологиялық менеджмент жүйесінің шеңберінде (ЕҚТ 1-ді қараңыз) қалдықтарды басқару бағдарламасын жасауды және орындауды білдіреді.

ЕҚТ 33.

Кенді өндіру және байыту кезінде кәдеге жаратуға жіберілетін қалдықтардың мөлшерін азайту мақсатында ЕҚТ төмендегі бір немесе бірнеше техниканы қолдану арқылы технологиялық жартылай өнімдерді қайта пайдалану немесе оларды қайта өңдеу процесін жеңілдету үшін объектіде операцияларды ұйымдастырудан тұрады:

Р/с №	Техникалар	Қолдану мүмкіндігі
1	2	3
1	Шаңды және газды тазалау жүйесіндегі шаңды қайта пайдалану	жалпы қолданылады
2	Қалдықтарды сусыздандыру үшін пресс-сүзгілерді қолдану	жалпы қолданылады
3	Қалдықтарды сусыздандыру үшін керамикалық вакуумдық сүзгілерді қолдану	жалпы қолданылады
4	Тау-кен және байыту қалдықтарын қайталама өндірісте және құрылыс материалдарында шикізат немесе өнімге қоспалар ретінде пайдалану, өнеркәсіптік қалдықтардан қосымша қалпына келтіру	жалпы қолданылады
5	Қозаны толтыру кезінде қалдықтарды пайдалану	жалпы қолданылады
6	Кен қазбаларын жою кезінде қалдықтарды пайдалану	жалпы қолданылады
7	Негізгі және ілеспе бағалы компоненттерді алу мақсатында тау-кен және байыту қалдықтарын қайта өңдеу ( қайталама минералдық ресурстарға, техногендік кен орындарына )	жалпы қолданылады

Сипаттама 5.7-бөлімде берілген.

6.5. Қалпына келтіру талаптары

Тау-кен өндірісі қоршаған ортаға еріксіз әсер етеді. Тау-кен өнеркәсібінің қоршаған ортаға әсері кен орнының геологиялық ерекшеліктеріне, мөлшеріне, пішініне және пайдалы компоненттің шоғырлануына, орналасу аумағының табиғи-климаттық ерекшеліктеріне, сондай-ақ өндірудің және байытудың қолданылатын әдістеріне, таңдалған техникалық және технологиялық шешімдерге, табиғатты қорғау іс-шараларына және т. б. байланысты.

Тау-кен өнеркәсібі қоршаған ортаның барлық құрамдас бөліктеріне: жер қойнауына, жерге, топыраққа, жер үсті және жер асты суларына, атмосфералық ауаға, өсімдіктер мен жануарлар әлеміне әсер етеді.

Бокситтерді өндіру және байыту жөніндегі кәсіпорындардың негізгі экологиялық аспектілері атмосфералық ауаға ластаушы заттардың шығарындылары, кеніш және шахта суларының, қалдықтардың (күл қождары мен байыту қалдықтарының) түзілуі, жерді пайдалану болып табылады.

Экология кодексіне сәйкес ремедиация төмендегілерге экологиялық залал келтіру фактісі анықталған кезде жүргізіледі:

жануарлар мен өсімдіктер әлемі;

жер асты және жер үсті сулары;

жер және топырақ.

Осылайша, боксит өндіру және байыту бойынша кәсіпорындардың қызметі нәтижесінде атмосфералық ауаның ластануы және ластаушы заттардың табиғи ортаның бір құрамдас бөлігінен екіншісіне одан әрі ауысуы нәтижесінде келесі жағымсыз салдарлар туындайды:

атмосфералық ауадан ластаушы заттардың топырақ бетіне түсуі және олардың жер үсті және жер асты суларына одан әрі инфильтрациясы нәтижесінде жер мен топырақтың ластануы;

флора мен фаунаға әсері.

Антропогендік әсер ету нәтижесінде келтірілген өндірістік және (немесе) мемлекеттік экологиялық бақылау нәтижелері бойынша табиғи орта компоненттеріне экологиялық залал фактілері анықталған кезде және қызмет салдарын жабу және (немесе) жою кезінде базалық есепте немесе эталондық учаскеде белгіленген жағдайға қатысты табиғи орта компоненттерінің жай-күйінің өзгеруіне бағалау жүргізу қажет.

Іс-әрекеті немесе қызметі экологиялық зиян келтірген тұлға Экология кодексінің (5-бөлімнің 131-141-баптары) нормаларын сақтай отырып, учаскенің жағдайын қалпына келтіру үшін осындай зиянды жою үшін тиісті шаралар қабылдауы керек.

Сонымен қатар, іс-әрекеттері немесе қызметі экологиялық залал келтірген тұлға учаскенің ағымдағы немесе болашақ бекітілген нысаналы мақсатын ескере отырып, учаскенің бұдан былай адам денсаулығына елеулі қауіп төндірмеуі үшін және табиғи орта компоненттерінің ластануына байланысты учаскенің қоршаған ортаға қатысты қызметінен зиян келтірмеуі үшін тиісті ластаушы заттардың эмиссияларын жою, тежеу немесе қысқарту үшін, сондай-ақ уақытында және кезеңділікпен бақылау мониторингін жүргізу үшін қажетті шаралар қабылдауы тиіс.

7. Перспективалық техникалар

Осы бөлімде оларға қатысты ғылыми-зерттеу және тәжірибелік-конструкторлық жұмыстар жүргізіліп жатқан немесе оларды тәжірибелік-өнеркәсіптік енгізу жүзеге асырылып жатқан алюминий өндіру процестеріне жататын жаңа техникалар туралы ақпарат берілген.

7.1. Алюминий өндірісіндегі перспективалық бағыттар

Жеңіл металл металлургиясында алюминий өнеркәсібі шешуші рөл атқарады.

Алюминий құрылымдарына қолданылу барысында көп шығын жұмсалмайды және іс жүзінде техникалық қызмет көрсетуді қажет етпейді. Өте иілгіш болғандықтан алюминий конструкциялары жүктемені жақсы көтереді және құрылыс негіздері мен тіректерінің құнын айтарлықтай төмендетеді. Бұл қысқа мерзімде құрылыс құрылымдарын жаңғыртуға мүмкіндік береді.

Көліктің барлық түрлерінде алюминийдің қолданылуы қозғалыс жылдамдығы мен қауіпсіздігін арттыруды, энергияны үнемдеуді қамтамасыз етеді. Алюминийді көлікте және қаптамада, күнделікті өмірде пайдалану, сондай-ақ оны іс жүзінде толық рециркуляциялауға болатыны қоршаған ортаны жақсартуға ықпал етеді.

Алюминийді тұтынудың кеңеюі экономикалық дамудың жаһандық процестеріне және халықтың тұтынушылық сұранысына байланысты болатыны сөзсіз.

Ғылым мен техниканы енгізу арқылы алюминий өндірісінің өзіндік құнын төмендету өнімді төмен бағамен өткізуге мүмкіндік береді және нарықты кеңейтуге мүмкіндік береді.

Қазіргі уақытта әлемдік алюминий өнеркәсібінде алюминий өндіру технологиясын түбегейлі өзгертуге және өндіріс шығындарын азайтуға мүмкіндік беретін осындай ғылыми әзірлемелер бар.

ХХІ ғасырда алюминийдің әлемдік өндірісінде келесі тенденциялар белгіленді:

алюминий бизнесін одан әрі интернационалдандыру және шоғырландыру, оған энергетикалық қуаттарды қосу;

автомобиль және көлік машина жасау, құрылыс, тұрмыстық техника, тұрмыстық бұйымдар сияқты салаларда алюминий тұтынуды кеңейту;

осы металды өндіруші мен тұтынушы арасындағы ғылыми-зерттеу қызметінде, технологияларды дамытуда, бірлескен кәсіпорындар құруда ынтымақтастық қарым-қатынастар арқылы алюминий нарығын кеңейту.

Қазіргі уақытта алюминий мен глиноземның технологиясында түбегейлі өзгерістер орын алуда, бұл өндіріс шығындарын айтарлықтай төмендетуге мүмкіндік береді.

Электр энергиясының негізгі тұтынушысы ретінде алюминий өнеркәсібі мен энергетикалық құрылымдар арасындағы қарым-қатынас проблемасы шиеленісе түседі. Электролиз өндірісін ұлғайтуға әкеп соғатын ірі компаниялар шеңберінде энергиямен жабдықтаудың жеке көздерін құру қажеттілігі туындайды.

7.1.1. Боксит кенін өндірудің перспективалық технологиялары, пилотсыз техника

Caterpillar ұшқышсыз ауыр техника нарығында пионер болып саналады. 20 жылдан астам уақыт бұрын компания алғашқы өздігінен жүретін тау-кен жүк көлігін ұсынды. Батыс Австралиядағы темір рудалары қазіргі уақытта толығымен пилотсыз ауыр жүк көліктері бар бірнеше ашық кен орындарында жұмыс істейді. 2013 жылдан бастап Caterpillar австралиялық тау-кен өндіруші Fortescue алыбын жеткізеді Металл 56 автономды Cat 793F жүк көлігі, ал 2017 жылдың қыркүйегінде тағы 100 тау-кен жүк көлігін пилотсыз көліктерге өзгертуге тапсырыс алды.

7.1-сурет. Ұшқышсыз технологияларды енгізудің әлемдік тәжірибесі

Өзі аударғыш көліктер жыл бойы 27/7 режимінде жұмыс істейді, бұл жер қойнауын пайдаланушының жылына 500 сағат жұмыс уақытын үнемдейді. Барлық операцияларды Cat Minestar жүйесі басқарады. Жүк көліктері Пилбардан 1200 км қашықтықта орналасқан Перт қаласындағы операциялық орталықтан қашықтан басқарылады. Әрбір 500 тонна тау-кен роботы жүк көлігі 50 км/сағ жылдамдықпен жүреді, бұл тәжірибелі жүргізушілерден екі есе дерлік жылдам. Роботтардың бағдарлау дәлдігі - 1-2 см. Ауысымды өзгертудің, түскі асқа уақыт бөлудің қажеті жоқ. Осының барлығы өнімділікті арттыруға, тоқтап қалу уақытын қысқартуға, отынның меншікті шығынын азайтуға және меншікті шығарындыларды азайтуға әкеледі.

"Пилотсыз көлік*" адам басқаратын кез келген жабдықпен - грейдерлермен, тиегіштермен, танкерлермен, бульдозерлермен және т.б. әрекеттеседі. 4,5 жыл бойы жұмыс істеген Caterpillar ұшқышсыз көліктері дәстүрлі машиналармен салыстырғанда 20 % жоғары жұмыс тиімділігін көрсетті.

"Пилотсыз көліктің" өнімділігі 99,95 % болды, өйткені бұл машиналар тұрып қалмайды және адам басқаратын автосамосвалдарға қарағанда орта есеппен 2,5 сағат көп жұмыс істейді.

"СУЭК-Хакасия" жауапкершілігі шектеулі серіктестігінің Черногорский көмір кенішінде ЭКГ-8У экскаваторымен жұптастырылған жүк көтергіштігі 130 тонна БеЛАЗ роботты самосвалдары жұмыс істейді. Ұзындығы 1350 метр болатын учаскенің бөлінген учаскесі бойынша пилотсыз көліктер қозғалып, аршыма тау жынысын тасымалдайды. "Сібір-Полиметалл" АҚ Корбалихин кенішінде ұпилотсыз тиеу-түсіру машинасы (ТТМ) іске қосылды. Автоматтандырылған бақылау жүйесін енгізу және тау-кен жұмыстарын басқару 100 метрге дейінгі қашықтықта операторға бейнебақылау жүйесімен жабдықталған пульттің көмегімен ТТМ басқаруға мүмкіндік береді, осының нәтижесінде ТТМ операторы өңдеу аймағына бармайды

7.1.2. Пилотсыз тарту агрегаттары

Карьерлердің ішінде және жер бетінде пилотсыз тартқыш қондырғыларды пайдалану. Ауысымды өзгертудің, түскі асқа уақыт бөлудің қажеті жоқ. Мұның бәрі өнімділікті арттырады, тоқтап қалу уақытын қысқартады, меншікті энергия тұтынуды азайтады. Технологиялық тәртіпті бұзу, жылдамдықты арттыру, тыйым салынған бағдаршамнан өту және т.б. сияқты бұзушылықтар орын алмайтындықтан жабдық жұмысының сенімділігі артады. Rio Tinto-да (Австралиядағы ең ірі тау-кен компаниясы) теміржол көлігінің 40 %-ын автоматтандыруға көшіру бір тонна темір рудасының құнын 2 долларға азайтатынын және темір рудасын өндіру 5 %-ға артатынын есептеп шығарды.

7.1.3 Баламалы энергия көздерімен жұмыс істейтін автосамосвалдар

Африка елдерінде, Бразилияда және бүгінде АҚШ-та дизель-троллейвоз қолданылатын көлік жүйесі табысты жұмыс істеп тұр. Әсіресе, тәулігіне 410 мың тонна тау-кен массасын тасымалдау үшін жүк көтергіштігі 170 тонна 73 дизель-троллейвоз паркі пайдаланылатын Бетце алтын кенішін (АҚШ, Невада) мысалға келтіруге болады.

Африкада жүк троллейбус кәсіпорындары 1981 жылдан бастап, Sishen карьерлерінде (Оңтүстік Африка) 2 км учаскеде 55 троллейвоз жұмыс істей бастағаннан бері жұмыс істейді. 1981 жылдың қазан айынан бастап ОАР-да Пхалаборвада (Phalaborwa) 8 км учаскеге қызмет көрсететін Unit Rig Lectra Haul M200eT троллейвоздары жүре бастады. 1986 жылдан бастап троллейвоздар Конгодағы (Lubembashi карьері), Намибиядағы (Россинг бассейні - Rossing - Намиб шөлінде) Заирдегі Лубумбаши маңындағы Гега мыс кеніштеріндегі шахталар мен карьерлерде қолданылады.

2012 жылдың басында NHL- North Haul Industries Group компаниясы Намибиядағы Кояма таулы уран кенішіне жүктемесі 330 тонналық жартылай тіркемелі тартқыш-троллейвоз жеткізуге бірінші тапсырысты қабылдады.

Бүгінгі таңда Siemens фирмасы троллейвоздар мен олардың инфрақұрылымының жетекші жеткізушісі болып табылады [83].

Троллейвоздарға деген қызығушылықтың артуы, ең алдымен, тау-кен карьерлік самосвалдарда қолданылатын дизель отынына деген қажеттіліктің төмендеуіне байланысты. Отын шығынының айтарлықтай азаюына қоса, заманауи технологиялық база негізінде қосымша артықшылықтары да бар:

тау-кен кәсіпорнының өндірістік қуатын ұлғайту және автосамосвалдардың жылдамдығының жоғарылауы есебінен автокөліктер санын азайту (автомобиль паркін тиімді пайдалану);

айтарлықтай жоғары энергия тиімділігі (шамамен 90 %);

тұрақты айналмалы момент (төмен жылдамдықтағы жоғары айналмалы моментті қоса алғанда),

жүктемеге жылдам реакция жасауы және үздік жүктемелік қабілеті;

бағыттаушы еңістегі қозғалыс жылдамдығын екі есеге жуық арттыру;

техникалық қызмет көрсету сәттері арасындағы дизельдік қозғалтқыштың ұзақтығын арттыру;

отын шығынын екі-үш есе қысқарту және тиісінше отын шығынын 70–80 %-ға төмендету;

дизельді қозғалтқышы бар самосвалдарға техникалық қызмет көрсету шығындарын төмендету;

қызмет көрсету қолжетімділігін арттыру және дизельдік қозғалтқыштың қызмет ету циклін ұзарту (жұмыс сағаты аздау);

шу мен діріл деңгейі төмен;

дизельдік пайдаланылған газдар көлемінің, карьердің газдануының және тұманның пайда болуының азайтылуы;

желіде кез келген жылдамдықта және пайдалы жүктемемен іске қосу мүмкіндігі.

Қазіргі уақытта жоғары бәсекеге қабілетті карьерлік техниканы жасау мақсатында баламалы энергия көздерін пайдалану жұмыстары "БЕЛАЗ" ААҚ-да белсенді түрде жүргізіліп жатыр.

Негізгі әзірлемелер:

электр самосвал – энергия көзі ретінде тартқыш аккумуляторларды пайдаланатын жүк көтергіштігі 90 тонна тау-кен автосамосвалы;

дизельді вагон – жүк көтерімділігі 220–240 тонна тау-кен автосамосвалы, ол тау-кен жолының белгілі бір бөлігінде электр энергиясының сыртқы көзін пайдаланады, осыған байланысты тау-кен көлігінің жылдамдығы артады, көмірқышқыл газына шығарындылар. қоршаған орта төмендейді және дизельдік отын үнемделеді, бұл ашық әдіспен өндіру кезіндегі шығындардың негізгі көздерінің бірі болып табылады;

отын ретінде газды пайдаланатын самосвал.

7.1.4. Бұрғылау жұмыстарын және зарядтау машиналарын басқарудың автоматтандырылған жүйесі

Бұрғылау жұмыстары мен машиналарды зарядтауды басқарудың автоматтандырылған жүйесі бұрғылау қондырғыларының ұңғымаға жету уақытын қысқартуға, бұрғыланатын блоктың физикалық-механикалық сипаттамаларының пакетін қалыптастыруға және бұрғылау жабдықтарының техникалық жағдайына жедел бақылауды арттыруға мүмкіндік береді. BR АБЖ-дан алынған ақпарат нақты уақыт режимінде өндірілетін блоктағы бұрғылау жұмыстарын түзетуге мүмкіндік береді, сонымен қатар негізгі блок туралы ақпарат береді, бұл жарылыс жұмыстарын жоспарлау сапасын айтарлықтай жақсартады, жарылғыш заттардың шығынын азайтады және жыныс массасының шығымдылығын арттырады. Зарядтау машиналарын автоматтандырылған басқару ұңғыманы зарядтау және жарылғыш заттарды өндіру қажеттілігін автоматты түрде қалыптастырады және жарылғыш заттардың шамадан тыс шығынын азайтады.

7.1.5. Кенжарлық экскаваторларға арналған жоғары дәлдіктегі шөмішті позициялау жүйелерін қолдану

Экскаватор шөміші үшін жоғары дәлдіктегі позициялау жүйелері рельефтің (үйінділердің, кертпелердің, жолдардың) жобалық нысанын жоғары дәлдікпен қазып алуды және қалыптастыруды қамтамасыз ете отырып, оператордың дисплейінде жұмыс аймақтарының электрондық жобаларын, жобалық мәндерге қол жеткізуді бақылау үшін бір-біріне салынған нақты және жобалық беттердің профильдерін көрсетуді қамтамасыз ете отырып нақты уақыт режимінде экскаватор шөмішін сантиметрлік дәлдікпен орналастыруға мүмкіндік береді.

Бұл іс-шара кеннің шығыны мен бітелуін қысқартуға, сапаның жоспарлы көрсеткіштерінің орындалу дәлдігін арттыруға, шихталаудың қажетті деңгейін қамтамасыз етуге, тау жыныстарының құрамын айқындауды оңтайландыруға, тау жыныстарын қайта ауыстыру қажеттілігін, дұрыс тағайындалмаған рейстер санын және қолмен орындалатын іздестіру көлемін азайтуға, өндіру жұмыстарын жүргізу кезінде электр энергиясын тұтынуды азайтуға мүмкіндік береді.

7.1.6. Маркшейдерлік жұмыстарды жүргізу үшін пилотсыз ұшу аппараттарын қолдану

Маркшейдерлік жұмыстарды жүргізу үшін пилотсыз ұшу аппараттарын қолдану кен орнын ашық тәсілмен игеру кезінде кен қазбалары мен үйінділерінің көлемін картаға түсіруге, бағалау міндеттерін жедел шешуге, нақты уақыттағы технологиялық процестерді бақылауды арттыруға, тау-кен жұмыстарын жоспарлау сапасын арттыруға, кезеңді жабу және бақылаушы органдар үшін есептерді дайындау процесін жеделдетуге мүмкіндік береді. Бұл технология маркшейдерлік жұмыстарды жүргізу үшін ресурстарды қысқартуға мүмкіндік береді.

7.1.7. Тау-кен қазбаларын жоғары өнімділікпен ұңғылау

Перспективалық технология бұрғылау-жару жұмыстарын пайдаланбай, жоғары беріктігі бар жыныстар мен кендер бойынша әртүрлі профильдердің (оның ішінде шағын қиманың) қазбаларын жылдам, қауіпсіз және үнемді қазу үшін ұңғыма кешендерін пайдаланудан тұрады.

Қазіргі уақытта ОАР-да мыс және платина кен орындарында далалық сынақтар жүргізіліп жатыр.

7.1.8. Қорытпалар мен тозуға төзімді материалдарды пайдалану

Көтергіш ыдыстар мен олардың қаптамаларын жасау үшін жеңіл қорытпалар мен арнайы тозуға төзімді материалдарды қолдану қапастар мен скиптердің салмағын айтарлықтай төмендетуді, ыдыстардың пайдалы сыйымдылығын және көтерілетін тау массасының салмағын соңғы жүктемені өзгертпей ұлғайтуды, өнімділікті арттыруды қамтамасыз етеді, электр энергиясын тұтынуды азайтуға және өнімділікті арттыруға мүмкіндік береді.

7.1.9. Оқпанның, көтергіш ыдыстардың, арқандардың жай-күйін автоматтандырылған аппараттық бақылау

Үздіксіз аппаратуралық бақылау жүйесі нақты уақыт режимінде арқандардың, көтергіш ыдыстардың және оқпанды арматуралаудың жай-күйіне мониторинг жүргізуге мүмкіндік береді. Жүйені пайдалану "көтергіш ыдыс – қатты арматура" жүйесінің динамикалық және статикалық параметрлерін, шахталық көтергіш қондырғылардың арқандарын бағалаудың сенімділігі мен жеделдігін арттырады. Бақылау ШКҚ жұмыс режимдерін бұзбай жүзеге асырылады, визуалды бақылау жүргізу уақыты едәуір қысқарады, сондай-ақ жабдықтың, жұмыс режимдері мен конструкциялардың нақты жай-күйін бағалауға адам факторының әсерін жояды. Арқандардың автоматтандырылған мониторингі жүйесі көтергіш қондырғыларды пайдалану тиімділігін арттыруға және қажет болған жағдайда жөндеу жұмыстарын жүргізу туралы шешім қабылдауға мүмкіндік береді, электр энергиясын тұтынуды қысқартуға және өнімділікті арттыруға мүмкіндік береді.

7.1.10. Интеллектуалдық карьер

"Интеллектуалды карьер" жобасы "Карьер" автоматтандырылған диспетчерлік жүйесін (ТКК АБЖ) енгізуді білдіреді. Бұл спутниктік навигация технологияларына және ашық тау кен жұмыстарының технологиялық процестерін басқарудың роботтандырылған жүйесіне негізделген тау-кен көлік кешендерін басқару жүйесі. Тау-кен өндіру кәсіпорындарында "Карьер" ТКК АБЖ құру тасымалдау, қазу және бұрғылау-жару жұмыстарының процестерін автоматтандыруға, ал болашақта тау-кен жұмыстарын адамның тікелей қатысуынсыз жүзеге асыруға мүмкіндік береді. Бұл ашық тау-кен жұмыстарының тиімділігін едәуір арттырады, климаттық жағдайлары қиын және қиын аймақтарда тиімді және қауіпсіз өндіруге мүмкіндік береді, объектілердегі өндірістік қауіпсіздікті арттырады, білікті персоналдың жетіспеушілігін жояды. "Карьер" ТКК АБЖ-ны пайдалану ашық тәсілмен пайдалы қазбаларды өндіруді заманауи автоматтандыру деңгейіне көшіреді.

7.1.11. Тау-кен массасын темір жолмен тасымалдау процестерін басқаруды цифрландыру

Қазіргі уақытта диспетчерлердің толық қол жұмысымен, сондай-ақ диспетчерлердің маршруттарды дайындауға кететін уақыт есебінен желідегі жоспардан тыс көп тоқтап қалуларға байланысты тау-кен массасын теміржол көлігімен тасымалдауды басқару процесін оңтайландырудың қажеттілігі туындап отыр. Бұл жағдайда деректердің қазіргі жағдайы көбінесе қозғалысты автоматтандыруға мүмкіндік бермейді - тартқыш агрегаттардағы GPS датчиктерінің дәлсіздігі, шаруашылық техникасының геолокациясының және т/ж желісінің графигінің болмауы негізгі проблема болып табылады.

Диспетчерге онлайн режимде оңтайлы шешімдерді ұсынатын диспетчерлеуді оңтайландырудың динамикалық моделін құру тартқыш агрегаттардың жалпы қозғалыс уақытын 2 %-ға қысқартуға мүмкіндік береді. Пойыздардың нақты уақыттағы қозғалысы геолокация және құрамдардың ағымдағы жағдайы туралы мәліметтер негізінде жүзеге асырылатын болады.

7.1.12. Дизель отынына арналған қоспаларды пайдалану

Карьерлік арнайы техника мен көліктің дизель отынын тұтынуын азайту, сондай-ақ ДО сатып алу шығындарын қысқарту мақсатында, дизель отынына арналған қоспаларды қолдану ұсынылады. Атап айтқанда, химия өнімдерін өндіруге маманданған INNOSPEC компаниясының ғылыми-тәжірибелік әзірлемелері негізінде "Бизнес коммуникациялар" ЖАҚ (Минск) Беларусь Республикасында шығарылатын FP-4000 қоспасын пайдалануды қарастырайық. Бұл компанияның қоспаларының айрықша ерекшелігі, ең алдымен, олар отынның негізгі оң қасиеттеріне әсер етпейді.

FP-4000 қоспасы – өнімділігін жақсартуға көмектесу үшін дайын дизельдік (теңіз) отынына қосылатын сұйық химиялық зат.

Қоспаны пайдалану дизельдік отынды үнемдеуге, жабдықтың қызмет ету мерзімін арттыруға және дизельдік қозғалтқыштың шығуының экологиялық жағдайын жақсартуға мүмкіндік береді.

FP-4000 дизельді қозғалтқыштың жұмысына күрделі әсер етеді: отын шығынын азайтады, жанудың толықтығын қамтамасыз етеді, шығарындылардың уыттылығын азайтады, жуғыш және дисперсті, майлаушы, коррозияға қарсы, су өткізбейтін және детонацияға қарсы әсер береді. Мұндай көп функционалдылыққа жеткілікті деңгейдегі күрделі химиялық құрамымен қол жеткізіледі.

Негізгі компоненттерге ароматты көмірсутектер, фенолдар, парафиндер, нафтендер және қанықпаған циклді көмірсутектер жатады.

Отынды маркалайтын бояғыш затты пайдалануға мүмкіндік бар. Бұл шара отынды ұрлау мүмкіндігін болдырмауға көмектеседі.

FP-4000 қоспасына отынды лайлану температурасынан төмен температурада сақтауға қойған кезде парафин кристалдарының тұнуын болдырмауға арналған ыдырағыш құрам кіреді. Диспергатордың жұмысы қойманың, не жану камерасының тұтас ауқымы бойынша отын құрамына кіретін барлық бөлшектердің біркелкі таралуын қамтамасыз етуді білдіреді. Микроорганизмдер қоректік ортадан айырылып, олардың көбеюі тоқтайды. Қоспаның құрамында тиімді коррозия ингибиторы (электролит-мұнай өнімі-металл жүйесінде металдардың электрохимиялық коррозиясын болдырмауға қабілетті төмен концентрациядағы суда аз еритін қосылыстардың қоспасы) және жоғары тиімді жуғыш-дисперсант бар.

Кәсіпорында парниктік газдар шығарындыларының негізгі көзі дизельдік отынмен жұмыс істейтін арнайы машиналар мен көліктер болып табылады.

Көлік құралдарының қызмет ету мерзімі көптеген факторларға байланысты - жұмыс жағдайлары, ауа-райы, қоршаған орта температурасы, техникалық қызмет көрсету персоналының дағдылары, жөндеу персоналының біліктілігі, қосалқы бөлшектермен қамтамасыз ету, қолданылатын отынның сапасы және т.б.

FP-4000 қоспасы дизельдік отынның өнімділік сипаттамаларын жақсартуға тікелей әсер етеді және сол арқылы техниканың моторесурстарының қызмет ету мерзімін арттыруға көмектеседі.

FP-4000 пайдалану кезінде жанармай үнемдеу қозғалтқыштың тиімділік коэффициентінің (COP) жоғарылауына байланысты. Басқаша айтқанда, отын көп энергия береді және қозғалтқыш, белгілі бір көлемде орындалған жұмыс үшін аз отын жағады. Алайда отынның жану температурасы көтерілмейді, бұл қозғалтқыштың цилиндр-поршень жүйесінің қауіпсіздігі үшін маңызды.

Осы ресурс үнемдеу технологиясын қолдану кезінде ТМД аумағында әртүрлі шаруашылық жүргізуші субъектілердің атап көрсеткеніндей (бұл сандар бірқатар сынақтармен расталды (жүру, стенд және пайдалану), дизель отынын заттай түрде үнемдеу 4-5% және одан жоғары деңгейге жетеді. Бұл ретте кәсіпорынның қаржылық пайдасы (қоспаның құнын ескере отырып) пайдаланылған дизельдік отын құнының (оның құнына байланысты) кемінде 1,5-2 % құрайды.

7.2. Глинозем өндірісінің перспективалық бағыттары

7.2.1. Циклондық типті кальцийлеу пештерін орнату

Жылуды тиімді пайдалану арқылы гидратты күйдіру кезінде отын шығынын азайту әдістемесі.

Циклондық күйдіру пешінің аппараттық-технологиялық сұлбасы 7.2-суретте көрсетілген.

7.2-сурет. Циклондық типтегі кальцинация пешінің аппаратуралық-технологиялық сызбасы

Шайылған алюминий гидроксиді 16 бункерден 15 иірмекті қоректендіргішпен 1 кептіргіш құбырға тиеледі, онда түтін газдары мен жылытылатын ауа қоспасымен өңделеді, кептіргіште жағылады, сонымен қатар 5-10 % отын (жалпы шығыннан). Кептірілген материал 2а, 2в бөлгіш циклондарға шығарылады, онда гидроксидтің көп бөлігі бөлініп, 3-циклонға беріледі. 2В циклонынан шыққан түтін газдары түпкілікті тазалау үшін түтін сорғышпен 10 электр сүзгісіне жіберіледі.

3 циклонда алюминий гидроксиді 5 кальцинатор циклонынан шыққан түтін газдарымен қызады, бұл гиббситтің бір бөлігі бемитке ауысқан кезде материалдың ішінара дегидратациясын қамтамасыз етеді.

Алынған қоспа (гиббсит+бемит) 4-кальцинаторға құйылады, онда отынның көп бөлігі (90-95 %) жағылады. 1000 °C-қа жақын температурада гиббсит пен бемиттің ɣ- Al₂O₃-ке айналуымен соңғы дегидратация жүреді, ɣ- Al₂O₃ бөлігі a- Al₂O₃-ке ауысады. 5 циклонға енетін кальцинатордан жасалған аэроқосылыс бөлінеді: шаңды түтін газдары 3 циклон жылытқышқа, содан кейін 1 кептіргішке шығарылады; ыстық глинозем салқындатылады.

Салқындату қарсы ағым қағидаты бойынша жұмыс істейтін төрт сатылы циклонды жылу алмастырғышта жүзеге асырылады. Глинозем 6,7,8,9 салқындатқыш циклондардан дәйекті түрде өтеді; үрлегіштің көмегімен ауа оған қарай беріледі. 6 циклоннан шыққан ыстық ауа отынды жағуға 4 кальцинаторға, ал 8 циклоннан 1 кептіргішке түседі.

9 циклоннан салқындатылған глинозем 11 бункерге түсіріледі және одан әрі тұтынушыларға беріледі. Осылайша, кальцинация процесі әр кезеңді өткізу үшін арнайы жабдықты көздейтін кезеңдерге бөлінеді, бұл процестің тиімділігін арттырады:

құрғақ гиббсит алу үшін кептіргіш құбырдағы барлық сыртқы (гигроскопиялық) ылғал жойылады;

3 жылытқышта химиялық байланысқан судың бір бөлігін алып тастауды қамтамасыз ететін Al (OH)₃→AlOOH (бемит) дегидратациясының бірінші кезеңі орын алады;

4 кальцинатор және оның циклонындағы ыдырау дегидратация процесі аяқталады: Al (OH)₃→AlOOH→ ɣ-Al₂O₃, ɣ- Al₂O₃ соңғы өнімі ішінара (~5 %) a- Al₂O₃-ке айналады;

циклондық тоңазытқышта (6,7,8,9) температурасы глинозем дейін төмендейді белгіленген нормалар, ал ауа, пайдаланылатын жану кезінде отынның жоғары температураға дейін қызады.

Tехнологиялық режим: шайылған гидроксидтің ылғалдылығы 8-10 %, t=60 °C; Na₂O_отм=0,04 %; төртінші салқындатқыш циклоннан кейінгі глинозем температурасы 80-120 °C; кальцинатордағы температура 900-1000 °C; отын 1,3-1,4 артық ауа коэффициентімен жанады, осылайша түтін газдарындағы O₂ мөлшері 7-8 %, СО₂ – 11,5 % рұқсат етілмейді; өнімділігі 23 т/сағ дейін; жылу шығыны 3000 кДж/кг.

7.1-кестеде кальцийлеу пештерінің салыстырмалы сипаттамалары келтірілген.

7.1-кесте. Кальцийлеу пештерінің салыстырмалы сипаттамалары

Р/с №	Пештің түрі	Меншікті отын шығыны, кг ш.о./т		Шығындар, миллион доллар
Р/с №	Пештің түрі	Бастапқы деңгей	осы шақ	Шығындар, миллион доллар
1	2	3	4	5
1	Айналмалы пеш	147	143.3	60 (Павлодар)
2	Лурги металлургия GmbH	109,0	101.4	25 (Николаев)
3	F. L.SMIDTH	106-107	101,0	25(компания ұсынысы)
4	УАЗ циклондық пеші	98,0	95.9	3 (Каменск-Орал)

7.2.2. Нефелинді күйдіру тәсілі бойынша глинозем өндіру

Бокситтерден басқа нефелинді сиениттер, алуниттер, андалузиттер, диаспоралар және темір-алюминий кендері алюминий өндірісінің шикізаты бола алады.

Бокситпен салыстырғанда нефелинді кендер мен концентраттар алюминий оксидінің салыстырмалы түрде төмен мөлшерімен (30 %-ға дейін) кремнеземнің жоғары мөлшерімен (40 %-дан астам) сипатталады. Бірақ нефелиндік шикізатты кешенді өңдеуде оның барлық құрамдас бөліктері ұтымды пайдаланылады және глиноземмен бірге сода, калий және жоғары сапалы цемент алынады.

Бұл нефелиндік шикізатты өңдеуді ондағы алюминий оксидінің салыстырмалы түрде төмен болуына қарамастан экономикалық тұрғыдан тиімді етеді.

Нефелиндік шикізатты өңдеу үшін оның құрамы мен қасиеттеріне байланысты әртүрлі әдістерді қолдануға болады.

Бұл әдіс мыналарды қамтиды:

жанама өнім ретінде сода-калий ерітіндісін және нефелин шламын өндірумен глинозем өндіру;

сода-калий ерітіндісінен сода мен калий өндіру;

нефелин шламынан цемент өндіру.

Агломерация әдісінің дамуы және өнеркәсіпке енгізілуімен Кола түбегінің апатит-нефелинді жыныстарын байыту кезінде алынған нефелинді концентраттарды кешенді өңдеу мәселесі алғаш рет шешілді [81].

Нефелинді өңдеудің технологиялық схемасының негізі агломерация әдісі болып табылады. Бірақ бұл жағдайда шихта тек екі материалдан тұрады - нефелин және әктас, өйткені концентраттағы Na ₂O және K ₂O реакцияға сәйкес глинозем алюминаттарға беруді толығымен қамтамасыз етеді:

(Na, К)₂О • Аl₂O₃ • 2SiO₂ + 4СaСО₃ = (Na, К)₂O• Аl₂O₃ + 2(2СаО• SiO₂) + 2СO₂

7.2.3. Темірлі бокситтерді қайта өңдеудің Байер-гидрогранатты технологиясы

Қазақстанда жоғары сапалы боксит қоры шектеулі, сондықтан өңдеуге сапасыз бокситтерді тарту және оларды өңдеудің жоғары рентабельді технологиясын құру есебінен глинозем өндірісінің шикізат базасы кеңеюде. Бокситтердің сапасының нашарлауы шикізатты, қосалқы материалдарды, энергетикалық ресурстарды тұтынуды, оларды тасымалдауға арналған көлік шығындарын арттырады, сонымен қатар атмосфераға көп мөлшерде қалдықтардың – шламның және шығарындылардың түзілуіне әкеледі.

Қазақстан Республикасының "Жер туралы ғылымдар, металлургия және байыту орталығы" АҚ инновациялық Байер -гидрогранат өңдеу технологиясы әзірленді қоспағанда, Көктал кен орындары тобындағы темірлі бокситтер агломерациялық процесс және жоғары технологиялық және экономикалық қамтамасыз ету көрсеткіштер.

Байер агломерациялау әдісімен салыстырғанда жаңа технологияның келесілері бар артықшылықтары: отын мен электр энергиясын тұтыну 35 %-ға, сілтілі реагент шығындары 60 %-ға азаяды, ал атмосфераға зиянды шығарындылардың деңгейі екі-үш есеге төмендейді.

Технология темірдің кез келген түрін өңдеуге мүмкіндік береді құрамында глинозем бар шикізат және металлургиялық глиноземмен бірге қабылданады сирек металдар - галлий және ванадий, сонымен қатар экологиялық таза гидравликалық шлам. Ол құрылыста белсенді түрде қолданылуы мүмкін және шойын, цемент және титанды алу үшін тиімді өңделеді шлак.

Технология глинозем және силикат өнімдерін өндірумен зауыттық ЖЭО күлін толық кәдеге жаратуды қарастырады.

7.2.4. Глинозем өндірісінде төмен сұрыпты технологиялық отынды пайдалану

Бүкіл әлемде энергияны тұтыну бірқатар себептерге байланысты: халық санының өсуі, индустрияландыру және дамушы елдердің қарқынды экономикалық өсуі үнемі өсіп келеді. Ең көп таралған газ отыны, табиғи газ, өндірудің төмен құнына ие. Ол сұйық отын бойынша бірдей көрсеткіштен 2–3 есе, көмірде 6–12 есе аз. Табиғи газды құбыр арқылы 1,5-2,5 мың км қашықтыққа тасымалдау кезінде оның құны тасымалдау шығындарын ескере отырып, көмірдің құнынан 1,5-2 есе төмен, ал отын қоймалары қажет емес. Газбен жұмыс істейтін қондырғылар отынның басқа түрлерін пайдаланатын қондырғылармен салыстырғанда жоғары тиімділікке ие, олар қарапайым және арзанырақ жұмыс істейді, салыстырмалы түрде автоматтандыру оңай, бұл қауіпсіздікті арттырады және процесті жақсартады, күрделі отынмен қамтамасыз ету және күл шығару құрылғыларын қажет етпейді. Газ зиянды шығарындылардың ең аз мөлшерімен жағылады, бұл санитарлық жағдайды және қоршаған ортаны жақсартады. Дегенмен, негізгі энергия көздерінің таусылуына байланысты көптеген сарапшылар әлемдік энергетиканың болашағын қатты энергия тасымалдаушыларын пайдалану мүмкіндігімен байланыстырады. Экологиялық тұрғыдан алғанда қатты отынды газдандыру технологиясы ең қолайлы [85].

7.3. Бастапқы алюминий өндірісіндегі перспективалық технологиялар

7.3.1. Инертті анодтар

Бұл инертті анодтар керамика немесе қорытпалар сияқты инертті, тұтынылмайтын материалдарды пайдалана отырып, кәдімгі көміртегі анодтарын ауыстыратын, сайып келгенде, балқыту процесі кезінде парниктік газдар шығарындыларын айтарлықтай азайтатын революциялық технология. Инертті анодтармен өндірілген алюминийдің көміртегі ізі орташа салалық деңгейден 85 % төмен.

Бұл технологияның тағы бір артықшылығы-алюминий алу процесінде оттегінің бөлінуі: бір инертті анод 70 гектар орман сияқты оттегінің көлемін шығара алады" [86].

Инертті анодты қолданатын алюминий өндірісі қоршаған ортаға тигізетін пайдасы жағынан теңдесі жоқ революциялық технология болып табылады. Бұл технологияның қоршаған ортаны қорғаудағы негізгі артықшылықтары:

алюминий өндірісінде парниктік газдар шығарындыларын және полиароматты көмірсутектерді толығымен жою;

анодтар мен электр энергиясын үнемдеу есебінен өндіріс шығындарын 10 %-дан астам төмендету;

жаңа зауыттарды салудағы күрделі шығындарды 30 %-дан астамға азайту.

Бүгінгі күні RUSAL- да инертті анодтық материал бар, бұл көміртекті анодты технологиямен салыстырғанда төмен бағамен алюминий өндіруге мүмкіндік береді. Красноярск алюминий балқыту зауытында ток күші >100 кА инертті анодтармен электролиз технологиясы тәжірибелік электролиз ғимаратында тәжірибелік сынақтан өтуде.

Инертті анодтармен электролизерлерде алюминий өндірісінің химиялық реакциясын келесідей көрсетуге болады:

Al₂O₃→ 2Al + 3/2O₂

Осылайша, электролизде күйдірілген анодтарды пайдаланған кезде 1 тонна алюминий алған кезде 0,5 тонна көміртегі 1,4 тонна оксид пен көмірқышқыл газының түзілуімен жанып кетсе, тұтынылмайтын инертті анодтарды қолданғанда 0,9 тонна оттегі болады. атмосфераға шығарылады. Сонымен қатар, инертті анодтарды қолдану күкірт диоксиді мен шайырлы заттардың шығарындыларын болдырмайды, электролизерлердің жоғары тығыздалуы есебінен шаң мен фторидтердің шығарындыларын айтарлықтай азайтуға мүмкіндік береді.

7.3.2. 400кА және 500кА ток күші қуаттылығы бар элекролизерлер

Алюминий өндірісінің технологиялары күн сайын жетілдірілуде, бұл тұтынушыны барынша сапалы өніммен қамтамасыз ету, мүмкіндігінше аз ақша жұмсау, сонымен қатар өндіріс процесінің қоршаған ортаға барынша қауіпсіз болуын қамтамасыз ету үшін жасалады. Қуаттылығы 400 және 500 кА заманауи электролизерлер бар, бірақ зауыттардың бұрынғы буындары да жаңартылуда.

Белгілі болғандай, алюминий өнеркәсібі жүз жылдан астам уақыттан бері көміртегі анодының көмегімен криолит-глинозем балқымаларын электролиздеу арқылы алюминий алу үшін электрохимиялық процесті қолданып келеді. Электролизерлердің бірлік өнімділігін арттыру бағытында өндіріс технологиясы үздіксіз жетілдірілуде. Дүние жүзіндегі жетекші алюминий компаниялары жоғары ток күші бар кәстрөлдердің жұмысына көшуде, өйткені сыйымдылығы жоғары кәстрөлдерді пайдалану меншікті капиталды және пайдалану шығындарын азайту арқылы жаңа зауыттардың экономикалық тиімділігін арттыруға мүмкіндік береді. 20 ғасырдан бастап өнеркәсіптік электролизерлердің ток күші 20–40-тан 400–500 кА дейін өсті.

7.3.3. Электролиздік ванналардағы СО шығарындыларын электролизердегі анодтың тотығуынан және күйіп кетуінен арнайы қорғаныс жабынын қолдану арқылы азайту

Қорғаныс жабындары электролиттік ұяшықта анод жанып кеткен кезде көміртегі анодтарын ауаның тотығуынан қорғауға арналған. Осылайша, алдын ала күйдірілген анодтар жағдайында электролит ваннасының үстіндегі атмосфералық тотығу салдарынан анодты көміртектің жоғалуы анодтың қызмет ету мерзімін айтарлықтай қысқартады.

Алдын ала күйдірілген анодтардың үстіңгі жағын глинозем мен ұсақталған электролит қоспасымен қаптау әдеттегі тәжірибе. Бұл белгілі бір дәрежеде жоғарыдан анодтың күйіп кетуімен ауаның тотығуын азайтады.

Қазіргі уақытта анодтық қорғаныс жабындарының әртүрлі әдістері, атап айтқанда, ҚХР-да байланыстырғыш - натрий немесе калий силикаты сияқты силикаттың сулы ерітіндісі және дисперсті материалды қамтитын арнайы эмульсияны қолдану әдісі, құрамында негізінен глинозем мен криолит бар, өнеркәсіптік сынақтан өтуде.

Қаптау барлық жағынан, сондай-ақ анодтың үстіне қолданылады. Қаптау жүйесінің біріккен әсері анодты тотығудан жақсы қорғау және жану кезінде ауаның тотығуының айтарлықтай төмендеуі болып табылады. Нәтиже күйіп кеткен ауаның тотығуынан туындаған жоспардан тыс ауыстырулардың азаюы.

Құрамында ванадий мен никель бар кокстан жасалған анодтар жану кезінде ауамен көбірек тотығады. Сондай-ақ, анодтың барлық ашық беттерін жабу мүмкіндігі глинозем мен ұсақталған электролитті қапталмаған анодтың жоғарғы жағына жеткізу үшін қажет қосымша кран қозғалысын болдырмайды. 7.3-суретте қапталған анод пен ниппельдер көрсетілген.

7.3-сурет. Анод және қапталған еміктер

Сондай-ақ, барлық беттерді жабу мүмкіндігі ұяшықтан алынған анодты шлактарды дөрекі және жұқа тазалау қажеттілігін жояды. Сонымен қатар, мұндай жабын жүйесі анодты шлактың фторидпен және содамен ластануын болдырмайды, сондықтан көміртекті пештердің зақымдануын азайтады. Қаптау анодқа анод арқылы электр тогының ағынын ұстап тұруға мүмкіндік береді және жылу балансын жақсырақ басқаруға ықпал етеді. Қаптауды автоматты түрде де, қолмен де қолдануға болады.

Осылайша, қорғаныс қабатын қолдану шығарындылардан толық бас тартуға әкелмейді, бірақ бұл анодтың қызмет ету мерзімін ұзарту арқылы кәсіпорын шығарындыларын 3-4 %-ға азайтуға және сәйкесінше анод шығынын 3-4 %-дан асырмауға мүмкіндік береді [87].

7.3.4. Автоматтандырылған құю желілері

Алюминий өнеркәсібіндегі құю өндірісінің технологиясы мен технологиясының қазіргі жағдайын талдау соңғы жылдары өндірілетін өнімнің сапасына қойылатын талаптардың айтарлықтай өскенін көрсетеді. Заманауи автоматтандырылған құю желілері толық технологиялық процесті жүзеге асыратын, бір-бірімен байланысқан агрегаттардың – технологиялық және көмекші кешендері болып табылады.

Өндірісті автоматтандыру экономикалық мәселені шешуді қамтамасыз етеді – құйма өндірісінің өзіндік құнын төмендету. Құю цехтарының жабдықталуы әрбір нақты зауытта өндірілетін тауарлық өнімнің түріне байланысты. Қолданылатын негізгі жабдықтар араластырғыштар, құю машиналары, балқыту пештері. Ластаушы заттардың шығарындыларының аз болуына байланысты құю цехтарының жабдықтары газ тазалау жүйелерімен жабдықталмаған, құю цехтарының жабдықтарынан жұмыс аймағынан шаң-газ-ауа қоспасын шығару үшін жергілікті сорғыштар қарастырылуы мүмкін.

Автоматты желіні өндіріске енгізуден алынатын экономикалық тиімділік өнімнің өзіндік құнын төмендету, оның сапасын жақсарту, еңбек өнімділігін арттыру, өндіріс көлемін арттыру арқылы алынады. Сонымен бірге қол еңбегі қысқарады немесе толығымен ауыстырылады, жұмыс орындарындағы санитарлық-гигиеналық жағдай жақсарады [88].

7.3.5. Екінші буынды (300 кА және одан жоғары) электролизерлердегі ОА электролиз технологиясы

Қолданылатын күйдірілген анодтары бар электролизерлерден АЛ шығарындыларын азайтуға арналған негізгі техникалық шешімдер:

1) графитті (тазартылған анодтық огар) шайқасты қайта пайдалану, күйдірілген анодтардың огар "жасыл" анодтар өндірісіне қайтарылады;

2) күйдіру пешінің крандарынан кокс шаңын өндіріске қайтару;

3) қайта өңделетін алюминий қожын қайталама шикізат ретінде қайта пайдалану, электролизерлерде балқыту үшін алюминий қожынан алюминий алу;

4) осы технологиялық операцияны жүргізу кезінде электролизердің герметизациясын болдырмауға мүмкіндік беретін глиноземмен, фторсолдармен және электролизерлердің ұсақталған электролитімен автоматты қоректендіру;

5) электролизерлер жұмысының технологиялық және жылу режимдерін неғұрлым дәл реттеуге, электролит құрамын оңтайландыруға, шикізатты электролизерлерге таратуды бақылауға мүмкіндік беретін электролиз процесінің ТПАБЖ жүйесі;

6) электролизерлерді герметизациялау үшін перде жабынын қолдану;

7) электролизердің баспанасына штанганың кіреберіс орнындағы тығыздықсыздық арқылы электролиз корпусына ЗВ бөлінуін азайту үшін электролизерлердің анодтарының штангаларын тығыздау;

7) металды құю, сынамаларды алу және басқа да операциялафр үшін электролизердің баспаналарында есіктері бар ойықты пайдалану.

Бұл іс-шаралар электролизердің баспана тиімділігін арттыруға және аэрациялық шамдар арқылы бз шығарындыларын азайтуға мүмкіндік береді.

7.3.6. Алюминий өндірі үдерістерінің параметрлеріне мониторинг жүргізу және бақылау

Технологиялық режим мен жабдықтың жұмысын бақылау және бақылау, технологиялық режимді тұрақтандыру және оңтайландыру үшін қолданылады:

1) газ температурасы, реагенттерді өлшеу, қысымның төмендеуі, ЭЖҰ тогы мен кернеуі, сұйықтықтың жуу ағыны және рН және газ тәрізді компоненттер (мысалы, O₂, CO, ҰОҚ) сияқты ауа шығарындыларын азайту қондырғысы процесінің маңызды параметрлерін бақылау;

2) электролиттік процестердегі ток температурасының, кернеудің және электрлік байланыстың онлайн мониторингі; қызып кетуден металдар мен металл оксидтерінің пайда болуын болдырмау үшін балқытқыштар мен балқыту пештеріндегі температураны бақылау және бақылау.

8. Қосымша түсініктемелер мен ұсыныстар

ЕҚТ бойынша анықтамалық Экология кодексінің 113-бабына сәйкес дайындалды.

ЕҚТ бойынша анықтамалықты әзірлеуді технологтар, экологтар, энергия тиімділігі жөніндегі мамандар және экономика жөніндегі сарапшы ұсынған тәуелсіз сарапшылар тобы жүргізді. Тәуелсіз сарапшылар тобының құрамын Орталық Басқарма Төрағасының бұйрығымен құрылған, қол жетімді ең жақсы техникалар бойынша анықтамалықтар жобаларының бөлімдерін әзірлеу үшін сарапшыларды және (немесе) ғылыми-зерттеу институттарын және (немесе) жоғары оқу орындарын іріктеу жөніндегі жұмыс тобы қалыптастырды.

ЕҚТ бойынша анықтамалықты әзірлеуді технологтар, экологтар, энергия тиімділігі жөніндегі мамандар және экономика жөніндегі сарапшы ұсынған тәуелсіз сарапшылар тобы жүргізді. Тәуелсіз сарапшылар тобының құрамын Орталық Басқарма Төрағасының бұйрығымен құрылған, ең үздік қолжетімді техникалар бойынша анықтамалықтар жобаларының бөлімдерін әзірлеу үшін сарапшыларды және (немесе) ғылыми-зерттеу институттарын және (немесе) жоғары оқу орындарын іріктеу жөніндегі техникалық жұмыс тобы қалыптастырды.

ЕҚТ бойынша анықтамалықты әзірлеудің бірінші кезеңінде кешенді технологиялық аудит (КТА) жүргізілді – бұл өндірісті басқарудың тиімділігін, қолданылатын автоматтандыру құралдарын, технологиялық мүмкіндіктерді талдауға және кәсіпорындардың қоршаған ортаға әсер ету дәрежесін анықтауға мүмкіндік берген алюминий саласының бойынша кәсіпорындардың ағымдағы жағдайына сараптамалық бағалау жүргізілді.

Алюминий өнеркәсібі кәсіпорындарында іске асырылған технологиялардың ЕҚТ қағидаттарына сәйкестігін бағалау ұйымдардың технологиялық процестерінің ең үздік қолжетімді технологиялар қағидаттарына сәйкестігіне сараптамалық бағалау жүргізу әдістемесіне сәйкес орындалды.

Сараптамалық бағалаудың мақсаты алюминий өнеркәсібі кәсіпорындарының қазіргі технологиялық жағдайын анықтау және оларды ЕҚТ параметрлеріне сәйкес бағалау болды.

ЕҚТ өлшемшарттарына сәйкестігін бағалау Экология кодексінің 113-бабына, Еуропалық парламенттің және ЕО Кеңесінің 2010/75/ЕО "Өнеркәсіптік шығарындылар және /немесе төгінділер туралы (ластанудың кешенді алдын алу және бақылау туралы)" директивасына сәйкес, сондай-ақ осы ЕҚТ бойынша анықтамалықтың 2-бөлімінде көрсетілген ЕҚТ-ға жатқызу әдіснамасына сәйкес белгіленді.

Алюминий саласының тұтастай алғанда, салада қолданылатын технологиялар, жабдықтар, ластаушы заттардың шығарындылары мен шығарындылары, өндіріс қалдықтарының пайда болуы, қоршаған ортаға әсер етудің басқа факторлары, әдеби деректерді пайдалана отырып, энергия мен ресурстарды тұтыну, нормативтік құжаттамалар мен экологиялық есептерді зерделеу туралы ақпаратына талдау және жүйелеу жүргізілді.

ЕҚТ анықтамалығын дайындау кезінде ЕҚТ енгізудің еуропалық тәсілі зерттелді.

ЕҚТ бойынша анықтамалықтың құрылымы жүргізілген актінің және Қазақстан Республикасының алюминий саласының жөніндегі сала құрылымының ерекшеліктерін талдау нәтижелері бойынша, сондай-ақ ең үздік әлемдік тәжірибеге бағдарлана отырып әзірленді.

Перспективалық технологияларға тәжірибеде немесе тәжірибелік-өнеркәсіптік қондырғылар ретінде қолданылатын ҒЗЖ және ҒЗТКЖ сатысындағы озық технологиялар жатқызылды.

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 ластаушы заттардың тізбесін және ЕҚТ қолдануға байланысты технологиялық көрсеткіштерді қайта қарау мақсатында қоршаған ортаға ластаушы заттардың, әсіресе маркерлік заттардың эмиссияларының деңгейлері туралы мәліметтерді жинау, жүйелеу және сақтауды жүзеге асыру ұсынылады;

қоршаған ортаға эмиссиялар мониторингінің автоматтандырылған жүйесін енгізу маркерлік ластаушы заттардың эмиссиялары бойынша нақты деректерді алудың және маркерлік ластаушы заттардың технологиялық көрсеткіштерін қайта қараудың қажетті құралы болып табылады;

технологиялық және табиғатты қорғау жабдықтарын жаңғырту кезінде жаңа технологияларды, жабдықтарды, материалдарды таңдаудың басым критерийлері ретінде энергия тиімділігін арттыруды, ресурс үнемдеуді, объектілердің алюминий өндірісінің қоршаған ортаға теріс әсерін азайтуды пайдалану керек.

Библиография

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

2. ИТС 13-2020 Ең үздік қолжетімді техникалар туралы ақпараттық-техникалық анықтамалық.

3. Reference document on Best Available Techniques for Energy Efficiency European Commission 2009.

4. ИТС 48-2017 Ең үздік қолжетімді технологиялар бойынша ақпараттық-техникалық анықтамалық.

5. Өнеркәсіптік ластанулардың алдын алу және бақылау.

6. Қазақстан Республикасының Экология кодексі. Қазақстан Республикасының 2021 жылғы 2 қаңтардағы № 400-VI ҚР Кодексі. – Қазақстан Республикасының Парламенті. – Нұр-Сұлтан. - 2021. - 549 б.

7. Тюлягин. Экономика, инвестициялар, технологиялар және болашақ туралы [Электрондық ресурс].

8. А.Т.Ибрагимов, Р.В. Пак, Алюминий электрметаллургиясы, Қазақстан электролиз зауыты, Павлодар, 2009.

9. Eurasian Resources Group ERG: Ресми сайты URL: https://erg.kz/ru.

10. "Қазақстан алюминийі" АҚ кәсіпорынның ең үздік қолжетімді технологиялар қағидаттарына сәйкестігін сараптамалық бағалау туралы есеп. 1-бөлім. Павлодар алюминий зауыты/"Халықаралық жасыл технологиялар және инвестициялық жобалар орталығы" КЕАҚ. -Нұр-Сұлтан, 2021.

11. 2012 жылғы 13 қаңтардағы "Энергия үнемдеу және энергия тиімділігін арттыру туралы" ҚР Заңы.

12. "Қазақстандық электролиз зауыты" АҚ-ның кәсіпорынның ең үздік қолжетімді технологиялар қағидаттарына сәйкестігін сараптамалық бағалау туралы есебі/"Халықаралық жасыл технологиялар және инвестициялық жобалар орталығы" КЕАҚ. -Нұр-Сұлтан, 2021.

13. "Тұтыну нормативтерін бекіту туралы" Қазақстан Республикасы Инвестициялар және даму министрінің 2015 жылғы 31 наурыздағы № 394 бұйрығы.

14. ISO 50001 "Energy management systems – Requirements with guidance for use".

15. ҚР СТ 15 ISO 50001-2019. Энергетикалық менеджмент жүйелері. Талаптар және пайдалану жөніндегі нұсқаулық.

16. Л.Н. Сынкова Краснооктябрь кен орнының бокситтерін өңдеу технологиясындағы жаңашыдықтар//17-19 б.

17. Шығарындыларды түгендеу бойынша ЕМЕП/ЕАОС нұсқаулығы, ЕАОС есебі, №13/2019.

18. Тау-кен жобалары үшін ҚОӘБ есептерін бағалау жөніндегі нұсқаулық, Дүниежүзілік экологиялық құқық альянсы, 2010.

19. MINEO Consortium "Review of potential environmental and social impact of mining", 2000.

20. Пайви Кауппила, Марья Лииса Ряйсянен, Сари Мюллюоя, Тау-кен өнеркәсібіндегі (металл рудалары) үздік экологиялық тәжірибелер, Финляндияның қоршаған ортаны қорғау орталығы, Хельсинки, 2011 [Электрондық ресурс].

21. Р.Ф. Гаткина, Х.А. Мирпочаев және т.б. "Алюминий өндірісінің қалдықтарын қайта өңдеу технологиясын әзірлеу" ТР ҒА В.И. Никитин атындағы Химия институты.

22. К.Л. Матевосова, В.А. Грязнова, Т.К. Чазов, Алюминий өнеркәсібінің экологиялық мәселелері және тұрақты дамуы, "Ресурсы, консервация и переработка" ресейлік журналы, 2019 ж., № 2, 6-том.

23. Е.Б. Өтепов, Ф.К. Бәтесова, Р.С. Өмірбаева, Г.Д. Сихинбаева, Шу акустикасы саласындағы зерттеулер//"Төтенше жағдайларда еңбекті қорғау, қоршаған орта және адамды қорғаудағы жаңалық", Бесінші халықаралық ғылыми-техникалық конференция. - Алматы: ҚазҰТУ, 2002, 1 бөлім. 377–379 б.

24. Smets, T., S. Vanassche and D. Huybrechts (2017), Guideline for determining the Best Available Techniques at installation level, VITO [Электрондық ресурс].

25. European Commission (2006) European IPPC Bureau, "Economics and Cross-Media Effects".

26. "2021 жылғы 1 қаңтарға қоршаған ортаға ластаушы заттардың жиынтық шығарындылары бойынша ең ірі I санаттағы елу объектінің тізбесін бекіту туралы" ҚР Үкіметінің 1/04/2022 жылғы №187 қаулысы.

27. ҚР Салық Кодексінің "Бюджетке төлемдер" 18-бөлімі, 69-тарау, "Қоршаған ортаға теріс әсер еткені үшін төлем" 4-параграфы, 576-бап.

28. ҚР Әкімшілік құқық бұзушылық туралы Кодексі, 328-бап "Қоршаған ортаға жол берілетін антропогендік әсер ету нормативтерін бұзу".

29. В.Н. Вокин, В.Н. Морозов, Ашық геотехнология, Красноярск, Сібір. федералды ун-ті, 2013, б. 156.

30. Б.Р. Рақышев, Ашық тау-кен өндірісінің технологиялық кешендері, Алматы, 2015. 313 б.

31. Өнеркәсіптік технологиялардың ресурс тиімділігінің эволюциясы және салыстырмалы талдауы, ФГАУ "ҰИИ" CEPP", 2019, 824.

32. О.Н. Мальгин, Мұрынтау карьеріндегі жаппай жарылыс кезінде шаң мен газдың шығарындыларын азайтудың негізгі жолдары, "Тау-кен өнеркәсібі" журналы, №4, 2002.

33. С.В. Комонов, Е.Н. Комонова, Жел эрозиясы және шаңды басу, Красноярск, СФУ баспасы, 2008, 192.

34. ҚР СТ ИСО 14001:2015. Қоршаған ортаны басқару жүйелері-Талаптар мен пайдалану жөніндегі нұсқаулық.

35. Е.А. Каменев, Техногендік минералды ресурстар/Е.А.Каменев, Ю.А.Киперман, М.А.Комаров, В.А.Коткин, А.Б.Аширматов; ред. Михайлова Б.К. – М.: Ғылым әлемі, 2012. – 236 б.

36. Т.Б. Потапова, А.В. Богданов, А.В. Налепов, А.А. Григорьев, Д.Ж. Ибраев, В.К. Токарчук, Қазақ КСР түсті металлургия кәсіпорындарында технологиялық процестерді басқару жүйесін құру тәжірибесі (глинозем өндірісі мысалында). Алматы: Ғылым, 1988, 120 б.

37. Әртүрлі қызмет мерзімі бар трансформаторлардың бос жүріс шығындарының қуатын анықтау әдістемесі. Ю.Б. Казаков, В.Я. Фролов, А.В. Коротков. "ИМЭУ хабаршысы" Шығ. 1. 2012.

38. А.Н. Земсков, Ресейдегі тау-кен және машина жасау өнеркәсібіндегі жағдайды жақсарту жолдары, "Тау-кен өнеркәсібі" журналы, 2005., № 3, 22-29 б.

39. П.А. Долженко, А.П. Долженков, В.В. Шек, Қазақстан Республикасының тау-кен өндіруші кәсіпорындарында жүк көтергіштігі үлкен және аса үлкен тау-кен автосамосвалдарын пайдалану перспективалары, Тау-кен ақпараттық-талдау бюллетені, 2013., № 9, 227-228 б.

40. ИТС 23-2017 "Түсті металл кендерін өндіру және байыту" қолжетімді үздік технологиялар бойынша ақпараттық-техникалық нұсқаулық;

41. ИТС 25-2017 "Темір кендерін өндіру және байыту" үздік қолжетімді технологиялар бойынша ақпараттық-техникалық нұсқаулық.

42. А.И. Красных, С.А. Твердохлебов, М.В. Фатюшин, Бокситтің жоғары темір құрамдас бөлігін өңдеу жолдарын іздеу бойынша тәжірибелік жұмыс. Сібір алюминийі XI халықаралық конференциясының баяндамалар жинағы – 2005 – Красноярск: ҒТК жеңіл металдар, 2005. – 216 – 218 б.

43. Л.П. Ни, М.М. Голдман, Т.В. Соленко, Жоғары темірлі бокситтерді қайта өңдеу. М.: "Металлургия", 1979, 248 б.

44. В.Я. Абрамов, Н.И. Еремин, Алюминатты кектерді шаймалау - М.: Металлургия, 1976, 208 б.

45. О.И. Михайлова, С.А. Твердохлебов, Шлам шихтасын агломерациялау процесінде тотықсыздандырғыштардың әртүрлі түрлерін қолдану кезінде материалдың физикалық-химиялық сипаттамаларын зерттеу. Сібір алюминийі, 2003, 355-360 б.

46. С.В. Янин, Ыдырау жағдайында алюминат ерітінділерінен Al2O3 алуды есептеуге арналған сызықтық регрессия теңдеуін анықтау//VIII Халықаралық конференция баяндамалар жинағы, 10-12 қыркүйек 2002. – Красноярск, 2002.

47. Е.Б. Шевкун, Жарылыс жұмыстары. Хабаровск: Хабар.мем. техн.ун-ті баспасы, 2004, 202 б.

48. Е.Н. Чемезов, Е.Г. Делет, Ашық тау-кен өндірісіндегі шаңмен күресу, "Вестник" ғылыми-техникалық журналы, 2017., №1, 42-46 б.

49. В.Л. Мартьянов, Тау-кен кәсіпорындарының аэрологиясы, КузГТУ, Кемерово, 2016.

50. Г.Г. Каркашадзе, А.В. Немировский, Сазды-композитті желімдік қалдықтарды пайдаланатын тау-кен өндіру кәсіпорнының сусымалы қалдық қоймасының шаңдануын болдырмау әдістемесін әзірлеу, Тау-кен ақпараттық-талдау бюллетені (ғылыми-техникалық журнал), 2014.

51. Schenck Process LST/LSTC импульстік тазартқышы бар технологиялық сүзгілер [Электрондық ресурс].

52. ИТС 11-2019 "Алюминий өндірісі" ең үздік қолжетімді технологиялар бойынша ақпараттық-техникалық анықтамалығы.

53. REINBERG Сүзгі материалдары мен сүзгілер [Электрондық ресурс].

54. SIBELCON Өнеркәсіптік сүзгілеу [Электрондық ресурс].

55. "Intech GmbH" ЖШС Сүзгілерді салыстыру және таңдау [Электрондық ресурс].

56. Планета Эко. Тиімді тазалау технологиялары, Циклондық шаң жинағыштар құрылғысы [Электрондық ресурс].

57. "Лебединский ГОК" ААҚ жобалық құжаттамасы, 8-бөлім "Қоршаған ортаны қорғау жөніндегі іс-шаралар тізімі", 2013. [Электрондық ресурс].

58. КС-Технологияларү Циклондардың артықшылықтары мен кемшіліктері [Электрондық ресурс].

59. Өскемен технологиялық жабдықтар зауыты, Электрсүзгілерді қолдану: ерекшеліктері [Электрондық ресурс].

60. СиБ Контролс, Каталитикалық термиялық тотықтырғыштар-зиянды және ластаушы заттардың шығарылуын бақылау жүйесі ретінде [Электрондық ресурс].

61. Condorchem Envitech, Өнеркәсіптік ағынды суларды және атмосфералық шығарындыларды тазарту [Электрондық ресурс].

62. Ең үздік қолжетімді техникаларға арналған нұсқаулық Цемент пен әк өндірісі. Халықаралық жасыл технологиялар және инвестициялық жобалар орталығы, Нұр-Сұлтан, 2021.

63. О.Г. Дубровская, Красноярск өлкесінің жылу энергетикалық кешені кәсіпорындарының қалдықтарын залалсыздандыру және кәдеге жаратудың ресурс үнемдейтін технологиялары, 2014.

64. Е.А. Лебедева, Ауа бассейнін зиянды технологиялық және вентиляциялық шығарындылардан қорғау, NNGASU, 2010.

65. А.И. Родионов, Қоршаған ортаны қорғау: атмосфераны қорғау процестері мен аппараттары, 2018 ж.

66. А.Г. Ветошкин, Қоршаған ортаны қорғау технологиясы (теориялық негіздері), 2015.

67. БЛМ Синержи, Регенеративті термиялық тотықтырғыш (РТТ) [Электрондық ресурс].

68. Сиб Контролс, Регенеративті термиялық тотықтырғыштар-зиянды және ластаушы заттардың шығарылуын бақылау жүйесі ретінде [Электрондық ресурс].

69. О.М. Кузьменко, Украинадағы жерасты кеніштерінде қоймалау жұмыстарын дамытудың жағдайы мен перспективалары//НМУ Хабаршысы, 2013. 109–117.

70. В.И. Хомяков, Шахталарды толтырудың шетелдік тәжірибесі/В.И. Хомяков. - М.: Недра, 1984. - 224 б.

71. Стойленский атындағы ГОК, "Новотек", "Гидрогеология және гидротехникадағы жаңа экотехнологиялар ғылыми-техникалық және сараптау орталығы" МКҚК кептіру жүйесі [Электрондық ресурс].

72. И. Бузин, Ағынды суларды тазартудың заманауи әдістері, Мәскеу мемлекеттік университетінің сынақ орталығы, 2022.

73. Елді мекендерді санитарлық тазалау және тазалау: Анықтамалық / Редакциялаған А.Н. Мирный. Мәскеу: Строииздат, 1990.

74. В.Т. Фомичев, О.П. Бузинова, Ағынды суларды тазартудың заманауи әдістері [Электрондық ресурс].

75. "Агростройсервис" НПО Тазарту құрылыстары мен градирнялар, Ағынды суларды тазарту әдістері [Электронды ресурс].

76. "Агростройсервис" НПО Тазарту құрылыстары мен градирнялар, Биологиялық тазартудың артықшылықтары [Электрондық ресурс].

77. "Агростройсервис" НПО Тазарту құрылыстары мен градирнялар, Биологиялық тазарту құрылыстары [Электрондық ресурс].

78. Л.А. Крупник, Ю.Н. Шапошник, С.Н. Шапошник, Қазақстандағы тау-кен кәсіпорындарында толтыру жұмыстарын жетілдіру. Мүйіз. журнал Қазақстан, 2012., № 10.

79. Ю.П. Гусев, Е.П. Березиков, Л.А. Крупник, Ю.Н. Шапошник, С.Н. Шапошник, Зырян ГОК Малеев кенішінде кен өндірудің ресурс үнемдейтін технологиялары ("Қазмырыш" АҚ). Қазақстан тау. журналы, 2008., № 11.

80. Л.А. Крупник, Ю.Н. Шапошник, С.Н. Шапошник, Шығыс Қазақстандағы жерасты шахталарында толтыру жұмыстарын жақсарту үшін қоспалардың құрамын зерттеу. Қазақстан тау. журналы, 2010., № 4.

81. В.С. Музгина, Өндіріс қалдықтарын толтыру үшін пайдалану тәжірибесі мен болашағы. Оларды Д.А. Қонаев атындағы ТІИ "Тау өндірісін ғылыми-техникалық қамтамасыз ету", № 68, 2004.

82. Л.А. Крупник, Ю.Н. Шапошник, С.Н. Шапошник, А.К. Тұрсынбаева, Қазақстан Республикасының тау-кен өндіруші кәсіпорындарындағы толтыру технологиясы. ФТПРПИ, № 1, 2013., 95–105 б.

83. О.М. Кузьменко, Украинадағы жерасты кеніштерінде қоймалау жұмыстарын дамытудың жағдайы мен перспективалары. НМУ Хабаршысы, 2013. 109–117 б.

84. Н.И. Грехнев, И.Ю. Рассказов, Қиыр Шығыс аймағының минералдық қалдықтарындағы техногендік кен орындары минералды шикізаттың жаңа көзі ретінде. Тау-кен ақпараттық-аналитикалық бюллетень, 2007., №3, 38–46 б.

85. В.Н. Анисимов, Табиғи-техногендік кен орындарын жылжымалы технологиялық кешендермен қалдықсыз өңдеу. "Тау-кен өнеркәсібі" журналы, №4 (86), 2009. 42 б.

86. М.Л. Хазин, С.О. Штыков, Карьердегі электрлендірілген көлік. Магнитогорск мемлекеттік техникалық университетінің хабаршысы. Г.И. Носова, 2018., В.16. № 1, 11–18 б.

87. И.А. Троицкий, В.А. Железнов, Алюминий металлургиясы [Электрондық ресурс].

88. О.А. Дубовиков, В.Н. Бричкин, "Глинозем өндірісінде төмен сұрыпты технологиялық отынды пайдаланудың бағыттары мен перспективалары" Санкт-Петербург тау-кен университеті, 2016.

89. En+Group металлургиялық сегментінің инертті анодтық технологиясы URL: enplusgroup.com [Электрондық ресурс].

90. "ҚЭЗ" АҚ электролиз ванналарында алюминийді электролиздеу процесінде түзілетін көміртегі тотығы шығарындыларын азайту мүмкіндігін талдау, "Торайғыров университеті" КЕАҚ шарты бойынша есеп, Павлодар, 2022.

91. В.Ф. Одиночко, С.Л. Ровин, Бір реттік қалыптарда құйма дайындауға арналған автоматты желілер, Минск, 2018.

Об утверждении справочника по наилучшим доступным техникам "Производство алюминия"

Справочник по наилучшим доступным техникам"Производство алюминия"

Оглавление

Список рисунков

Список таблиц

Глоссарий

Термины и их определения

Аббревиатуры и их расшифровка

Химические элементы

Химические формулы

Единицы измерения

Предисловие

Область применения

Принципы применения

1. Общая информация

2. Методология определения наилучших доступных техник

3. Применяемые процессы: технологические, технические решения, используемые в настоящее время

4. Общие наилучшие доступные техники для предотвращения и/или сокращения эмиссий и потребления ресурсов

5. Техники, которые рассматриваются при выборе наилучших доступных техник

6. Заключение, содержащее выводы по наилучшим доступным техникам

7. Перспективные техники

8. Дополнительные комментарии и рекомендации

Библиография

Ең үздік қолжетімді техникалар бойынша "Алюминий өндірісі" анықтамалығын бекіту туралы

Ең үздік қолжетімді техникалар бойынша "Алюминий өндірісі" анықтамалығы

Мазмұны

Суреттер тізімі

Кестелер тізімі

Глоссарий

Терминдер мен олардың анықтамалар

Аббревиатуралар мен олардың толық жазылуы

Химиялық элементтер

Химиялық формулалар

Өлшем бірліктері

Алғысөз

Қолданылу саласы

Қолданылу қағидаттары

1. Жалпы ақпарат

1.1. Алюминий өнеркәсібінің даму тарихы

1.2. Қарастырылып отырған өнеркәсіп саласы туралы жалпы ақпарат

1.2.1. Бокситтік кен басқармасы

1.2.2. Глинозем өндірісі

1.2.3. Бастапқы алюминий өндірісі

1.3. Алюминий өндірісінде қолданылатын шикізаттың, негізгі және қосалқы материалдардың сипаттамасы

1.4. Қазақстанның алюминий саласының өндірістік қуаттары

1.5. Энергия тиімділігі

1.5.1. Алюминий өндірісінде энергияны пайдалану көрсеткіштері

1.6. Негізгі экологиялық проблемалар

1.6.1. Атмосфералық ауаға ластаушы заттардың шығарындылары

1.6.2. Cу объектілеріне ластаушы заттардың төгінділері

1.6.3. Өндіріс қалдықтарын қалыптастыру және басқару

1.6.4. Шу және діріл

1.6.5. Жер ресурстары мен топырақ жамылғысына әсері

1.6.6. Флора мен фаунаға әсері

1.6.7. Салдарларды жою және топырақ құнарлылығын қалпына келтіру кезіндегі әсер

1.6.8. Иіс

1.7. Қоршаған ортаға әсерді азайту

2. Ең үздік қолжетімді техникаларды анықтау әдіснамасы

2.1. ЕҚТ-ны детерминациялау, іріктеу қағидаттары

2.2. Техникаларды ЕҚТ-ға жатқызу өлшемшартары

2.3. ЕҚТ-ны енгізудің экономикалық аспектілері

2.3.1. ЕҚТ-ны экономикалық бағалау тәсілдері

2.3.2. ЕҚТ-ны экономикалық бағалау тәсілдері

2.3.2.1. Кәсіпорынның шығындары мен негізгі көрсеткіштерінің арақатынасы

2.3.2.2. Өнім бірлігіне өзіндік құнның өсуі

2.3.2.3. Шығындар мен экологиялық нәтиженің арақатынасы

2.3.3. Қоршаған ортаға теріс әсер еткені үшін төлемдер мен айыппұлдар

2.3.4. Қондырғыдағы есептеу

3. Қолданылатын үрдістер: қазіргі уақытта қолданылатын технологиялық, техникалық шешімдер

3.1. Алюминий өндірісінің үрдістері

3.1.1 Бокситті өндірудің технологиялық процесі

3.1.2. Глинозем өндірісінің технологиялық процесі

3.1.3. Бастапқы алюминий өндірісінің технологиялық процесі

3.2. Боксит өндірісі

3.2.1. Боксит кенін ашық өндіру

3.2.1.1. ТҚҚ қырып алу және қоймалау

3.2.1.2 Аршу жұмыстары

3.2.1.3. Бұрғылау және жару жұмыстары

3.2.2. Қоршаған ортаға эмиссиялардың ағымдағы деңгейлері

3.3. Глинозем өндірісі

Справочник
по наилучшим доступным техникам
"Производство алюминия"