ИТС НДТ 3-2025 Производство меди

Окончание таблицы 2.7

Вид операций

Технологические параметры

Обработка поверхности

0,3 - 0,7 мм обрезка по обеим поверхностям

Первый холодный прокат

Тип прокатного стана

В основном Quarto

Усилие проката

~ 15 - 20 кН/мм по ширине листа

Размеры уменьшения и

Уменьшение толщины с 15 мм до 4 мм:

скорость проката

скорость 100 - 200 м/мин

Коэффициент

70 % - 80 %

преобразования

Отжиг* (рекристаллизация)

Температура

550 - 600 °С

Второй и окончательный прокат

Тип прокатного стана

В основном Quarto, или, в зависимости от толщины

листа, Sexto или клети с 20 роликами

Усилие проката

~ 2 - 10 кН/мм по ширине листа, в зависимости от

типа стана

Скорость проката

Уменьшение толщины с 4 мм до 1 мм:

скорость 300 - 500 м/мин, несколько проходов или

уменьшение толщины с 1 мм до 0,1 мм:

скорость 500 - 1000 м/мин, несколько проходов

Резка листов и полос

Тип оборудования

Оборудование продольной резки полос

* Отжиг выполняется каждый раз, когда значение коэффициента

преобразования превышает

70 % -

80 %; подбор температуры отжига

определяется свойствами обрабатываемого материала.

2.4.6 Производство слитков из меди и медных сплавов

Слитки из меди и медных сплавов изготавливают методом заливки в

литейные формы или отливки непрерывным и циклическим литьём в скользящий

кристаллизатор. Сплавы производят с использованием никеля, олова, цинка,

алюминия и т. д. Для получения точного химического состава сырье (лом)

сортируется в зависимости от качества и химического состава и хранится

раздельно.

Предварительные дозировка и смешивание позволяют значительно

сократить время, необходимое для подготовки сплава, что снижает расход энергии

и потери дорогостоящих компонентов. Медь и медные сплавы плавят партиями в

стационарных отражательных или в поворотных печах либо в электрических

(индукционных или канальных) печах. Поворотные печи применяются для плавки

загрязненного лома, также часто используют кислородно-топливные горелки. Для

отделения нежелательных компонентов, в частности железа, добавляют флюсы, а

шлак сливают отдельно от металла. Выход металла меняется от 70 % до 97 % в

зависимости от состава сырья. Систему отвода и очистки газов выбирают в

соответствии с составом сырья и степенью его загрязнения [27].

Требования по доступу к индукционной печи для загрузки и слива металла

предполагают наличие системы подвижного вытяжного оборудования, которое

выдерживает механическое воздействие. Отходящие газы индукционных печей

обычно поступают на очистку в циклоны и рукавные фильтры. При наличии

органических загрязнений можно применять дожигание в системе рекуперации

тепла, или же максимально полное сгорание примесей должно обеспечиваться

системой контроля горения в печи.

При плавке латуни или бронзы образуются цинковые возгоны, количество

которых, однако, можно регулировать, контролируя температуру плавки. Возгоны

собираются в системе газоотведения на рукавных фильтрах. Возгоны оксида цинка

обычно восстанавливают. При огневом рафинировании образование возгона цинка

учитывают при проектировании системы газоотведения.

Из расплава печи берут пробу и анализируют для окончательной коррекции

состава сплава и производят отливку слитков. Литейные формы для получения

слитков могут быть предварительно обработаны минеральным веществом (битум,

масло, известковое молочко, коллоидный графит, костная мука) для

предотвращения прилипания.

Охлажденные слитки связывают в штабеля или увязывают на паллетах.

2.4.6.1 Лигатура

Шихта обычно формируется предварительно согласно заданному составу

сплава, но расплавленный металл может быть перелит в печь-ковш или миксер для

корректировки состава сплава перед разливкой. Используется такие лигатуры, как

CuP, CuAs, CuAg, CuBe и т. д. Эти лигатуры получают в тех же печах, которые

описаны выше; состав отходящих газов и пыли при производстве лигатур

определяет выбор системы управления процессом и системы отвода и утилизации

отходящих газов. При наличии особо опасных элементов, таких как бериллий, или

при наличии в составе флюса фосфора следует применять системы,

обеспечивающие высокие показатели очистки. Например, медно-фосфорная

лигатура производится следующим образом. Две печи (обычно индукционные)

работают последовательно. Медь плавят в первой печи, откуда расплав поступает

во вторую печь, где в него через фурму впрыскивают расплавленный фосфор.

Скорость подачи контролируют для минимизации образования паров пентоксида

фосфора, особенно на конечном этапе, когда достигается точка насыщения

металла фосфором (< 14 % Р). Затем расплав разливают в изложницы. Пары

пентоксида фосфора продолжают образовываться при охлаждении металла в

изложницах, если содержание фосфора очень высокое.

Пентоксид фосфора очень гигроскопичен, и его пары не могут быть очищены

на традиционных рукавных фильтрах, так как они абсорбируют влагу, что приводит

к образованию фосфорной кислоты на поверхности фильтрующей ткани.

Традиционная мокрая очистка также не обеспечивает полной очистки, так как

мелкодисперсные пары образуют туман, который не улавливается средой

скруббера. Эффективное снижение концентрации фосфорсодержащих соединений

в потоке газа достигается при использовании высокопроизводительных скрубберов

вентури или фильтров с набивкой из стекловолокна. Теоретически может

производиться слабая кислота для последующего использования, но это

трудноосуществимо

2.4.7 Операции травления

Проволока, трубы, полосы и другие материалы подвергают травлению для

чистовой обработки перед упаковкой, или, в случае с медной проволокой, для

удаления оксидной пленки с поверхности перед волочением. Для этого используют

раствор серной кислоты, иногда - смесь разбавленных серной и азотной кислот. В

последнем случае, при использовании азотной кислоты повышенной концентрации,

могут образовываться пары азота.

2.4.7.1 Осветление медной катанки

Этот процесс имеет замкнутый цикл. Катанка подвергается травлению

непосредственно на линии в разделенной на секции стальной трубе с

использованием

2,5 % -

3,5 % водно-спиртового раствора изопропанола

(изопропилового спирта - ИПС). Процесс преобразования оксида меди (частично

остающегося на прутке) в медь под воздействием спирта известен под названием

технология Бернса (Burns)

[26]. Отработанный травильный раствор может

перерабатываться с целью извлечения ИПС или перегоняться в вакууме.

Шламы/твердые частицы после выделения из травильных растворов используются

для извлечения металла. Стоки, образующиеся при извлечении ИПС, и

отработанный травильный раствор можно использовать при подготовке эмульсии

или отправлять на водоочистные сооружения.

После травления катанку сушат сжатым воздухом. Затем ее покрывают

воском путем распыления восковой эмульсии для защиты поверхности от

окисления. Катанку укладывают в бунты на деревянные паллеты, увязывают и

упаковывают в полиэтилен и полипропилен.

2.4.7.2 Кислотное травление медной катанки и полуфабрикатов из меди

и медных сплавов

Медная катанка

Кислотное травление медной катанки производится в разделенной на секции

горизонтальной трубе из нержавеющей стали [26]. В первом варианте травление

осуществляется разбавленной серной кислотой, затем остатки кислоты смываются

с поверхности катанки в несколько этапов путем распыления воды с последующей

сушкой сжатым воздухом и покрытием воском. Отработанная кислота отправляется

на переработку или извлечение металла. Для защиты работников системы

травления оснащены вентиляцией.

Продукция промывается, промывочная вода направляется на очистку, а

образующиеся шламы по возможности перерабатываются. Для удаления смазки с

поверхности проката используют детергенты. Отработанная вода очищается путем

ультрафильтрации. Если для обезжиривания поверхности используют

органические растворители, то применяют установку для обезжиривания в парах

растворителя. В этом случае, в образующемся на водоочистных сооружениях

шламе могут присутствовать хлорированные углеводороды.

Во втором варианте после частичного охлаждения бунт катанки укладывают

спиралью в длинную заполненную водой трубу, соответствующую диаметру бунта

на рольганге, где ее температуру снижают до 20 С с помощью орошения водой.

Затем кислотоустойчивый конвейер транспортирует бунт в емкость для травления

катанки 20 % раствором серной кислоты. Такая система травления кислотой

обеспечивает практически полное удаление окислов с поверхности катанки. Затем

катанка промывается и покрывается воском.

Для извлечения меди, растворенной при обработке кислотой, применяют

электроэкстракцию. Образующийся промывочный раствор может использоваться в

качестве подпиточной жидкости для участка электроэкстракции, расположенного на

той же производственной площадке, или очищается с помощью ионного обмена.

После освоения процесса бескислотного травления катанки при помощи

изопропилового спирта кислотное травление при производстве катанки на

российских предприятиях практически не применяется

Полуфабрикаты из меди и медных сплавов

Травление поверхности полуфабрикатов обычно осуществляется с

применением серной кислоты (4 % - 8 %), но для некоторых специальных сплавов

в непрерывных процессах или автоматических системах могут использоваться

растворы серной кислоты повышенной концентрации до 12 % или смесь серной и

азотной кислот. Для удаления паров азотной кислоты используется специальная

система газоочистки. Периодически кислоту заменяют, чтобы не снизить качество

обработки поверхности [26].

Отработанная кислота поступает для извлечения металлов на собственные

или внешние очистные сооружения. Для защиты персонала на участках травления

применяется принудительная вентиляция. Вода после промывки также поступает

на нейтрализацию, а шлам по возможности перерабатывается (либо передается

сторонним организациям для утилизации или размещения). Для обезжиривания

поверхности проката используют воду с детергентом, которая затем очищается на

установках ультрафильтрации.

2.4.8 Производство медных электролитических порошков

Медный электролитический порошок высокого качества производится для

применения в электротехнической, машиностроительной и других отраслей

промышленности.

Схема технологического процесса производства порошков приведена в

приложении А (п. А.3.2.1).

Механизм протекания электролиза из сернокислого электролита сводится к

электролитическому растворению под действием тока медных анодов

(положительно заряженных электродов) и осаждению ионов меди в виде

дендритного осадка (порошка) на медных стержневых катодах (отрицательно

заряженных электродах). Получение порошкообразного осадка ведется в условиях

низкой концентрации разряжающихся ионов меди в прикатодном слое и высокой

плотности тока.

Электролиз осуществляется в ваннах бункерного типа, которые оснащены

односторонне расположенными токоподводящими медными шинами, анодами и

стержневыми катодами. Осевший на стержневых катодах порошкообразный осадок

периодически стряхивается на дно электролизной ванны. Порошок из ванны

удаляют донной выгрузкой.

На стадии мокрой обработки производят разделение пульпы под действием

центробежной силы на электролит и порошок. Порошок промывают от электролита,

обрабатывают раствором стабилизатора и обезвоживают перед сушкой.

После мокрой обработки промытый, отжатый порошок через бункер

направляется на технологические линии сушки порошка.

После сушки сухую обработку порошка ведут на технологических линиях и

классификаторе.

После сухой обработки кюбели с медным порошком (полуфабрикатом)

направляют на участок шихтовки и смешения с учетом гранулометрического

состава, насыпной плотности, качества стабилизации и цвета.

После перемешивания в смесителе и контрольного просева медный порошок

упаковывается в специальную тару и маркируется.

2.4.9 Производство медного купороса

Сырьём для производства медного купороса сорта А1 по ГОСТ 19347-2014

является отработанный сульфатный электролит цеха электролиза меди.

Схема технологического процесса производства медного купороса

приведено в приложении А (п. А.3.2.2).

Операцию растворения гранул проводят в аппаратах колонного типа (АКТ), в

непрерывном или периодическом режиме при заданной температуре и подаче

сжатого воздуха для перемешивания и окисления меди.

Нейтрализованный раствор из АКТ направляют на упарку и кристаллизацию

медного купороса в вакуум-выпарные кристаллизаторы (ВВК) Выпарные вакуум-

кристаллизаторы работают под разряжением, выделение загрязняющих веществ

отсутствует. Процесс получения медного купороса в ВВК организован в три стадии.

На первых двух стадиях получают суспензию кристаллов, которые, после

разделения на центрифугах, направляют на сушку кристаллов и упаковку готового

продукта.

Образовавшиеся кристаллы в виде суспензии выводят из ВВК, перекачивая

на центрифугу насосом, оборудованным частотным преобразователем. После

разделения и промывки кристаллов на центрифуге, кристаллы купороса медного с

первой и второй стадии подают в сушильный барабан на операцию сушки, а

полученный на третьей стадии медный купорос растворяют и направляют на

выпарную вакуум-кристаллизацию первой стадии.

Процесс сушки производят с целью удаления из кристаллов свободной

влаги, оставшейся после операции разделения. Сушку кристаллов медного

купороса проводят в сушильном барабане нагретым воздухом, который после

сушильного барабана поступает в скруббер на «мокрую» очистку.

Для упаковки готового продукта используют полиэтиленовые мешки или

мягкие контейнеры. Дозирование и упаковку медного купороса в полиэтиленовые

мешки осуществляют в автоматическом режиме на линии упаковки. Дозировку и

упаковку купороса медного в мягкий контейнер типа МКР производят путём

взвешивания на подкрановых весах на узле затаривания.

2.5 Неорганизованные эмиссии

Неорганизованные эмиссии - очень важный источник эмиссий в цветной

металлургии.

Неорганизованные эмиссии - это поступление загрязняющих веществ в

окружающую среду ненаправленным потоком.

Источники неорганизованных эмиссий могут быть точечными, линейными,

поверхностными или объемными. Выбросы от источников внутри здания, не

оснащенных дефлекторами, осевыми вентиляторами, общеобменной вентиляцией

и поступающие в атмосферный воздух от дверных или оконных проемов обычно

относят к неорганизованным эмиссиям. Выбросы, осуществляемые через

дефлекторы, аэрационные фонари, осевые вентиляторы, общеобменную

вентиляцию являются организованными.

К примерам неорганизованных эмиссий относятся эмиссии, образующиеся

на складах во время погрузки и разгрузки, при хранении пылящих твердых

материалов на открытом воздухе, выбросы от печей при загрузке шихты и выпуске

плавки, которые не поступают в аспирационные системы и ГОУ, выбросы от

электролизных ванн и т. п.

Случайные эмиссии

- эмиссии в окружающую среду, возникающие в

результате неплотности оборудования, запорной арматуры, фланцевых

соединений. Обычно утрата герметичности может быть вызвана перепадом

давления и возникающей в результате утечкой. Случайные эмиссии - частный

случай неорганизованных эмиссий.

К примерам случайных эмиссий относятся утечки из фланцев, насосов или

других устройств и потери жидких и газообразных продуктов при их хранении.

2.5.1 Источники неорганизованных эмиссий

На металлургических заводах неорганизованные эмиссии могут возникать из

следующих источников:

- системы транспортировки, разгрузки, хранения и переработки, выбросы

которых непосредственно попадают в окружающую среду;

- взвеси дорожной пыли, поднимаемой при работе транспортных средств, и

загрязнение их колес и шасси;

- собственно, технологические процессы, где отсутствует отвод отходящих

газов в аспирационные или вентиляционные системы и (или) на ГОУ.

Существует определенная вероятность эмиссий ЛОС в воздух и

нефтепродуктов в воду и на почву во время погрузки, хранения, разгрузки и

перемещения жидкостей и газов. ЛОС также могут выбрасываться в атмосферу

путем испарения из резервуаров и утечек из трубопроводов. Существует также

вероятность загрязнения пылью и металлами воздуха и почв при погрузке,

разгрузке, транспортировке и хранении твердых материалов и вследствие

вторичных выбросов пыли в зонах хранения и с конвейеров. Взвешенные твердые

частицы, металлы, нефтепродукты и различные анионы, такие как сульфаты (в

зависимости от типа руды и ее способов ее переработки), могут сбрасываться в

воду.

Источники, связанные с технологическими процессами, описанные в 2.4,

также важны

[25], поскольку неорганизованные выбросы могут возникать

вследствие негерметичности технологического оборудования, во время загрузки,

плавки и выпуска расплавов, а также при транспортировке расплавов между

операциями. Особое значение имеет тот факт, что преобладающие температуры

различных фаз металлов, шлаков и штейнов выше точки испарения попутных

легкоплавких металлов (например, цинка) и оксидов (например, SnO и PbO),

поэтому последние аккумулируются в отходящих испарениях. По мере

возможности источники неорганизованных выбросов должны быть оснащены

общеобменной, местной вентиляцией или газоочистными установками.

Источником неорганизованных выбросов с завода является также

содержащий пыль вентиляционный воздух, отходящий через проемы в стенах и

крышах производственных зданий, из ворот. При выборе превентивных мер особое

внимание следует уделять условиям труда работников. Исходя из необходимости

учета воздействия на персонал, находящийся в здании, сокращение

неорганизованных выбросов из здания путем, например, закрытия окон или другого

способа удержания их внутри здания, не является приемлемым. В связи с этим

борьба с неорганизованными выбросами, образующимися внутри здания, должна

ориентироваться, прежде всего, на их предотвращение максимально близко к

источнику образования (например, с более равномерной загрузкой шихты в

плавильную печь или усовершенствование аспирационных зонтов над зонами

пыле- и газовыделения там, где это возможно и целесообразно).

2.5.2 Процессы и методы предупреждения неорганизованных эмиссий

при хранении и обработке исходных материалов

Основным сырьем, используемым при производстве цветных металлов,

являются руды и концентраты, вторичное сырье. Также используются топливо (газ,

твердое топливо, мазут в качестве резервного топлива), технологические газы

(такие как кислород, хлор и инертные газы), флюсы, добавки, химические реагенты

(например, для систем очистки). Это разнообразие материалов создает множество

проблем, связанных с их использованием и хранением, и выбор конкретных

применяемых методов зависит от физических и химических свойств материала

(см. также [28]). В целом следует избегать хранения пылящих материалов на

открытых площадках. Конвейерные системы должны быть закрытыми.

Газоочистные установки должны регулярно проверяться и обслуживаться. Ниже

приведено описание наиболее распространенных процессов и методов, которые

могут применяться для предотвращения эмиссий в окружающую среду.

2.5.2.1 Процессы и методы, применяемые для руд и концентратов

Руды и концентраты могут доставляться к месту переработки

автомобильным, железнодорожным и водным транспортом. В пунктах их разгрузки

широко используются системы предотвращения пыления, улавливания и очистки

от пыли.

Производственный контроль и экологический контроль, играющие все более

важную роль в повышении эффективности переработки, сокращении потребления

энергии и снижении эмиссий, обычно основаны на эффективных методах отбора и

анализа проб, регистрации параметров сырья, что позволяет определить

оптимальные эксплуатационные характеристики основных технологических

процессов. Это во многом определяет выбор методов хранения и обработки.

Руды и концентраты (если они образуют пыль) и другие пылящие материалы

в основном хранятся в закрытых зданиях. Также используются накрытые и укрытые

штабеля и бункеры. Открытые штабеля используются для хранения крупных

фракций окомкованного материала, однако они обычно размещаются на

площадках с твердым, влагонепроницаемым покрытием, например,

бетонированных, для предотвращения материальных потерь, загрязнения почв и

вод. Некоторые крупнокусковые материалы не размещают на площадках с твердым

покрытием из-за возможных повреждений покрытия, которые могут вызвать

скрытые проблемы. Для разделения руд разного качества между их штабелями

часто оставляют проходы.

Руды и концентраты обычно используются на крупных установках, поэтому в

качестве основного места хранения бункеры используются нечасто, но они могут

использоваться для промежуточного хранения, либо для приготовления

рудных/флюсовых смесей. Для взвешивания руд и флюсов с целью получения

оптимальных смесей и улучшения технологического контроля используются

системы дозирования «по изменению веса» и конвейерные весы, дозаторы.

Для пылеподавления часто используется распыление воды, но при

необходимости использования сухой шихты этот метод обычно не применяется.

Для пылеподавления без переувлажнения материала используются

альтернативные методы, такие как мелкодисперсные распылители, позволяющие

получать водяной туман. Некоторые концентраты изначально содержат достаточно

влаги для предотвращения пыления.

Для предотвращения пылеобразования в условиях ветреной погоды могут

использоваться поверхностно связывающие агенты (такие как меласса, известь

или поливинилацетат). Связывание частиц поверхностных слоев может

предотвратить их окисление и последующую утечку материала в грунт или

поверхностные стоки.

Разгрузка рудных материалов может быть потенциальным источником

значительных выбросов пыли. Основная проблема возникает, когда полувагон или

иное опрокидывающееся транспортное средство разгружается под действием силы

тяжести. Интенсивность разгрузки не контролируется, что приводит к

существенным выбросам пыли, которые могут превзойти возможности

пылеподавления и пылеулавливания. В таких случаях могут использоваться

закрытые разгрузочные помещения с автоматическими дверями.

Также используются прозрачные пластиковые экраны, которые

располагаются напротив опрокидываемых вагонов. В этом случае воздушная

волна, возникающая при разгрузке, проходит в распорную секцию и контейнер

поглощает энергию разгрузки; давление воздуха амортизируется, что позволяет

вытяжной системе справляться с возросшей нагрузкой.

Материал может разгружаться при помощи конвейера с нижней подачей,

грейферного крана или фронтального погрузчика, для транспортировки пылящих

материалов используются полностью закрытые конвейеры. Для транспортировки

плотных материалов также применяются пневматические системы. Для

улавливания пылящих материалов в стационарных пунктах разгрузки или в точках

перегрузки на конвейерах могут использоваться аспирационно-фильтрующие

системы. При использовании открытых конвейеров пыление может возникать при

слишком быстром движении ленты (например, при скорости выше 3,5 м/с). При

использовании фронтального погрузчика пыление возможно на всем протяжении

дистанции транспортировки.

Твердые частицы могут налипать на колеса и другие части транспортных

средств, загрязняя дороги, как на промышленной площадке, так и за ее пределами.

Для устранения этого вида загрязнения часто используется мойка колес и днища

(или, например, при отрицательных температурах, другие методы очистки). Эту

проблему может усугубить использование фронтальных погрузчиков, большего,

чем необходимо, размера.

Подметальные машины и другое специализированное оборудование,

применяющее комбинацию распылителей воды и вакуумного всасывания, широко

используется для сбора пыли, в том числе со старых складских территорий, для

поддержания чистоты внутренних дорог и предотвращения вторичного пыления.

В зависимости от местной топографии необходимо предпринимать меры

предосторожности в отношении паводков/наводнений и связанных с ними эмиссий

токсичных материалов.

2.5.2.2 Процессы и методы, применяемые для вторичного сырья

Для цветной металлургии характерно активное извлечение металлов из

различных видов сырья, т. е. используется широкий спектр вторичных материалов.

Лом металлов, съемы/дроссы, пыли используются как источники металлов, при

этом такие материалы нередко содержат несколько видов металлов или их

соединений. Комплексный подход в рамках одного предприятия или между близко

расположенными

несколькими

предприятиями

может

содействовать

эффективному использованию вторичного сырья [29]. Вторичные материалы также

используются в рамках некоторых технологий переработки первичного сырья.

Источник вторичного сырья может дать информацию о потенциальных

эмиссиях, связанных с присутствием кислот, нефтепродуктов, органических

загрязнителей (из которых во время плавки могут образовываться ПХДД/Ф),

анионов и таких компонентов как аммиак, образующихся в результате

взаимодействия съемов/дроссов с влагой. Это прямо влияет на возможные

эмиссии в атмосферу, водную среду и на почву, причем может быть эмитирован

любой из этих компонентов. Контроль наличия в составе материалов (например,

путем проверки и сортировки) непредвиденных примесей и загрязняющих веществ

может быть экономически эффективен с точки зрения чистоты готового продукта и

снижения эмиссий.

Физическое состояние материала также влияет на методы хранения и

переработки. Материалы могут быть пылящими, маслянистыми, могут значительно

различаться по размеру: от тонкодисперсной пыли до крупных кусков. Эти факторы

оказывают влияние на выбор методов доставки, хранения и переработки. Методы

обращения с первичным сырьем применяются наряду с другими перечисленными

ниже методы.

Вторичные сырьевые материалы могут доставляться на площадку в мешках

МКР (биг-бэгах) либо в бочках. Физическое состояние материала определяет метод

доставки и метод хранения. Источник материала также может определять

значительное воздействие, в связи с чем применяются различные методы

сортировки материалов. В большинстве случаев осуществляются контроль

качества и анализ загружаемых материалов.

Крупные компоненты и такие материалы, как стружка, обрезь и

шлифовальный шлам, хранятся на бетонированных площадках, которые могут

быть открытыми, закрытыми или находиться внутри зданий. Некоторые материалы

крупных фракций не хранятся на площадках с покрытием, если они могут повредить

такое покрытие. Разнородные материалы обычно хранятся в отдельных штабелях

для разделения различных сортов материала и составов для различных сплавов.

Пылящие материалы и съемы/дроссы также хранятся в раздельных

штабелях, которые могут быть открытыми, укрытыми или находиться внутри

зданий. Эти материалы могут быть самовоспламеняющимися или реагировать с

влагой, образуя в зависимости от химического состава аммиак или другие газы,

такие как арсин (мышьяковистый водород) или стибин (сурьмянистый водород).

Поэтому при выборе методов хранения необходимо учитывать эти факторы.

Холодный пылящий материал может быть покрыт связующим материалом, таким

как меласса, с получением сухой крошки, исключающей образование пыли.

Присутствие в сырье связующего материала не влияет на параметры

пирометаллургических процессов.

Вторичные сырьевые материалы могут быть загрязнены различными

другими материалами, такими как нефтепродукты, кислоты и органика, которые

могут быть смыты в дренажные системы. Возможность загрязнения такими

веществами ливневых и других стоков учитывается при разработке методов

хранения и очистки стоков с соответствующих площадок. Для предотвращения

загрязнения водных объектов применяются обвалование площадок, герметизация

их поверхности и нефтеловушки.

При обращении с материалами в зависимости от способа хранения

используются различные методы. Применяются грейферы, конвейеры,

бульдозеры, фронтальные погрузчики, экскаваторы. Вторичные материалы перед

использованием и предварительной обработкой часто необходимо смешивать, в

этом случае используются промежуточные площадки для хранения.

2.5.2.3 Процессы и методы, применяемые для топлива

Топливо может использоваться непосредственно как источник тепла, как

восстановитель или и в том и в другом качестве. Тип использования должен

определяться конкретно для каждой отдельной установки. Топливо может

доставляться на площадку по трубопроводу, автомобильным, железнодорожным

или водным транспортом. Методы доставки находятся вне области применения

настоящего документа, но использование колесного транспорта для регулярной

доставки может увеличить уровень шума и перегрузку движения транспорта на

площадке и в непосредственной близости от нее.

Доставка и хранение топлива обычно контролируются оператором объекта с

целью предотвращения разливов и утечек. К числу используемых методов

относятся следующие.

Жидкое топливо

Для доставки наиболее часто используются автомобильные и

железнодорожные цистерны. Для систем хранения топлива на площадке

характерно использование резервуаров с вентилируемой или плавающей крышей,

размещаемых в закрытых зонах, либо внутри обвалования, емкость которого

достаточна для удержания содержимого самого большого резервуара (или 10 % от

общего объема всех резервуаров, в зависимости от того, что больше). Для

предотвращения попадания нефтепродуктов в ливневые стоки используются

эффективные нефтеловушки.

Часто практикуется дренирование испарений от резервуаров для хранения

обратно в загрузочный резервуар, за исключением случаев использования

плавающей крыши. При доставке жидкого топлива и сжиженных газов используется

автоматическая повторная герметизация соединяющих трубопроводов. Питающие

соединения находятся внутри обвалованной территории.

Общепринятой практикой являются регулярные проверки содержимого

резервуара для обнаружения утечек и определения безопасного объема загрузки.

Используются системы подачи сигналов тревоги. В некоторых случаях применяется

инертная атмосфера.

Для доставки жидкого топлива могут также использоваться трубопроводные

системы, включающие резервуары промежуточного хранения. Раздача топлива

для технологических нужд из резервуаров хранения обычно производится по

воздушным трубопроводам, сервисным траншеям или, реже, по подземным

трубопроводам. Для предотвращения повреждения воздушных трубопроводов

используются барьеры. Использование подземных трубопроводов может

затруднять выявление утечек топлива, которые могут повлечь загрязнение почвы и

подземных вод.

При наличии риска загрязнения грунтовых вод территория для хранения

должна быть изолирована и устойчива к воздействию хранящегося материала.

Газообразное топливо

Общепринятой системой доставки газообразного топлива являются

трубопроводы. Хотя сжиженный нефтяной газ может рассматриваться как

жидкость, при обращении с ним применяются те же методы, что и при обращении

с газом.

Доставка газа часто связана с применением оборудования для понижения

давления или, иногда, компрессорного оборудования. В любом случае для

выявления утечек часто используют измерение давления и объема, а для контроля

состояния атмосферы на рабочих местах и поблизости от резервуаров хранения -

газовые датчики.

К числу общепринятых методов относятся распределение газа с помощью

воздушных трубопроводов или трубопроводов, размещаемых в сервисных

траншеях; при этом, применяются соответствующие методы защиты этих

трубопроводов от повреждений.

Твердое топливо

Для доставки твердого топлива используется автомобильный,

железнодорожный или водный транспорт. В зависимости от типа (например, кокс,

уголь) и риска пылеобразования топливо хранят в бункерах, закрытых штабелях,

открытых штабелях или в зданиях.

Открытые штабели используются нечасто, но там, где они применяются, их

проектируют с откосом с наветренной стороны; могут устанавливаться

ограждающие стены для уменьшения воздействия ветра и сохранения материала.

Материал может перегружаться конвейером, грейфером или фронтальным

погрузчиком.

Конвейерные системы проектируются с минимальным числом поворотов и

минимальной высотой падения на этих поворотах, чтобы сократить потери и

пылеобразование. В зависимости от риска пылеобразования используются

закрытые, укрытые или открытые конвейеры; при необходимости используются

системы фильтрации и пылеочистки. При использовании открытых конвейеров

пыление может возникать при слишком быстром движении конвейера (т. е. свыше

3,5 м/с). С целью предотвращения потерь для очистки возвратной секции

конвейера используются ленточные скребки.

Для предотвращения выбросов пыли может контролироваться влажность

топлива. Выбросы пыли возможны при использовании сухого и тонкодисперсного

материала. Здесь сокращению воздействия может способствовать наличие в

контракте на поставку топлива его спецификации с указанием параметров

влажности и приемлемой концентрации тонкодисперсных фракций [23].

Для предотвращения пылеобразования под воздействием ветра и

поверхностного окисления топлива над открытыми штабелями в некоторых случаях

разбрызгивается вода или связующие агенты (такие как поливинилацетат или

меласса). Поскольку твердые частицы могут быть смыты в дренажные системы,

для предотвращения загрязнения стоков с открытых штабелей часто используется

осаждение этих стоков.

Твердое топливо может транспортироваться по площадке при помощи

грузовых автомобилей, конвейера, пневматических систем. Часто в качестве

временных или резервных хранилищ используются силосы или бункеры. Эти

системы обычно включают пылеулавливающее и фильтрующее оборудование.

2.5.2.4 Процессы и методы, применяемые для образующихся

химических веществ и газов

Кислоты и щелочи, другие химические реагенты часто используются в

основных технологических процессах для выщелачивания металлов, осаждения

соединений или в очистном оборудовании, а также могут производиться в ходе

основного технологического процесса.

Поставщик, как правило, указывает требования к условиям хранения таких

материалов. Многие из этих реагентов могут взаимодействовать между собой, что

учитывается при определении методов их хранения и переработки: обычно

применяется раздельное хранение химически активных материалов. Жидкости

обычно хранятся в бочках или резервуарах на открытых или закрытых

обвалованных территориях; при этом для таких территорий используются

покрытия, устойчивые к воздействию кислот и химических веществ. Твердые

материалы обычно хранятся в бочках или мешках МКР (биг-бэгах) в помещениях с

изолированными дренажными системами; для хранения некоторых материалов,

таких как, например, известь, используются силосы. Применяются пневматические

транспортные системы.

В производстве меди, как и других цветных металлов, для различных целей

используются газы. В частности, в больших объемах могут применяться

технологические газы. Потребление отдельных видов газов оказывает влияние на

методы их транспортировки и распределения.

Для улучшения сгорания, обеспечения окисления и улучшения процесса

конвертирования используется кислород; для восстановления оксидов металлов

используются природный газ, бутан или пропан. Диоксид углерода, азот и аргон

используются для обеспечения инертной атмосферы и для дегазации

расплавленного металла. Окись углерода и водород используются в основных

технологиях. Водород и диоксид серы используются для восстановления оксидов и

солей. Хлор и кислород используются в процессе выщелачивания.

Оператор может производить газы на своей площадке для собственных

нужд, хотя известны случаи выпуска газов по контрактам для поставки на другие

площадки. На некоторых объектах для улучшения горения используется кислород,

а для подавления искрения воспламеняющихся материалов - азот. Для

производства обоих этих газов используются одни и те же криогенные процессы

или процессы, основанные на перепадах давления; производимый

низкокачественный азот может применяться в ряде операций, требующих инертной

среды. Аналогичным образом дымовые газы с низким содержанием кислорода

могут использоваться для предотвращения самовозгорания.

Газы могут транспортироваться в цистернах или по трубопроводам. Контроль

объема запасов и давления обеспечивают обнаружение утечек для всех газов.

Для смешивания газов (например, приготовления смесей аргона и хлора)

используются балансировка и слияние потоков. При небольших потребностях могут

поставляться предварительно смешанные газы.

Распределение газов внутри площадки обычно обеспечивается воздушными

трубопроводами, снабженными надежными системами защиты от повреждений.

2.5.3 Процессы и методы предупреждения неорганизованных

выбросов и сбора отходящих газов при производстве металлов

Этот подраздел посвящен предотвращению неорганизованных выбросов и

улавливанию отходящих газов металлургических процессов, включая

неорганизованные выбросы, вызванные дефектами в проектировании или

обслуживании систем газоулавливания. Газы и испарения технологического

процесса, которые не улавливаются аспирационными системами или ГОУ,

попадают в рабочую зону и затем - в окружающую среду. Они, таким образом,

влияют на обеспечение условий труда работников, а также вносят свой негативный

вклад в воздействие процесса на окружающую среду. Методы улавливания

технологических газов используются для предотвращения и минимизации таких

неорганизованных выбросов.

Пыль, испарения и газы металлургических процессов улавливаются с

помощью систем укрытия печей, путем полного или частичного перекрытия

желобов, систем выпуска расплавов, зон передачи, с помощью других аналогичных

систем или с помощью вытяжных зонтов. Горячие газы от желобов могут

улавливаться и использоваться для поддержания горения, что также позволяет

утилизировать остаточное тепло. В герметизированных печах могут

использоваться закрытые кислородные фурмы и горелки, пустотелые электроды,

вытяжные зонты и колосники, или стыковочные системы, обеспечивающие

герметичность печи на время загрузки. Вытяжные зонты размещаются как можно

ближе к источнику выделения загрязняющих веществ, с учетом наличия

пространства, необходимого для выполнения производственных операций. В

некоторых случаях используются перемещаемые зонты, а для ряда процессов

вытяжные зонты используются для улавливания первичных и вторичных выбросов.

Также

применяются

отдельные

третичные

системы

улавливания,

спроектированные для сбора всех остающихся выбросов; их часто называют «дом-

в-доме» (см. рисунок 2.8).

Рисунок 2.8 - Система улавливания «дом-в-доме»

Кроме вышеупомянутых методов, имеются сведения о следующих мерах по

предотвращению неорганизованных выбросов и улавливанию отходящих газов

металлургических процессов;

- увеличение объема шихты, загружаемой в печь или ячейку, для

обеспечения лучшей герметизации и улавливания отходящих газов;

- обновление или усовершенствование оборудования для улавливания и

фильтрации отходящих газов;

- сокращение времени простоя печи за счет улучшения огнеупорной

футеровки (тем самым сокращается время разогрева и останова, когда происходит

краткосрочное увеличение выбросов);

- герметизация крыш производственных зданий;

- установка новых и модернизация существующих газоочистных установок.

Проведение исследований динамики потоков печных газов с помощью

компьютерных моделей, а также потоков печных газов и движения

конденсированных электролитов с помощью трассеров [30] для предотвращения и

сокращения неорганизованных выбросов. Использование этих методов позволяет

оптимизировать режимы эксплуатации систем газоулавливания. Параллельно шло

совершенствование конструкции печей и систем подачи электролита для

обеспечения загрузки сырья небольшими одинаковыми по объему партиями, что

также вносят свой вклад в предотвращение неорганизованных выбросов [30].

Критерии проектирования. Газоочистные установки и коэффициенты очистки

проектируются на основе достоверных данных об улавливаемом материале

(размеры частиц, концентрация и т. п.), о форме облаков пыли в условиях

предельных режимов и о влиянии изменений объема, давления и температуры на

эти системы. Для достижения оптимальных проектных параметров и

эффективности улавливания могут использоваться компьютерные модели

динамики потоков [31]. Корректное измерение или оценка объема, температуры и

давления газа выполняются для того, чтобы обеспечить необходимую степень

очистки на пике газовых потоков. Для качественного проектирования с целью

предупреждения истирания, отложения, коррозии или конденсации также

необходимо измерять и некоторые другие параметры, характеризующие состояние

газа и пыли. Другим важным фактором является обеспечения доступа к зонам

загрузки материалов и выпуска расплавов при сохранении высокого уровня

улавливания отходящих газов; для учета этого фактора на стадии проектирования

необходимо использовать практический опыт персонала, эксплуатирующего

оборудование.

Существуют и другие методы улавливания неорганизованных выбросов,

которые невозможно предотвратить либо ограничить [32], [33], [34], [35].

Применение критериев проектирования для газоочистных систем отходящих

газов полезно не только для предотвращения выбросов в атмосферу, но и для

сокращения энергопотребления, так как улавливание газа требует перемещения

больших объемов воздуха и может быть связано с потреблением огромных

объемов электроэнергии. При проектировании современных газоочистных систем

основное внимание уделяется увеличению доли улавливаемых загрязняющих

веществ и минимизации объемов перемещаемого воздуха. Конструкция

газоочистной системы или вытяжных зонтов очень важна, так как современные

проектные решения могут обеспечить высокую эффективность улавливания без

избыточного энергопотребления в остальной системе. Герметизированные

системы, такие как закрытые печи, могут обеспечивать очень высокую

эффективность улавливания и имеют преимущество перед другими,

полугерметичными печами. Для оборудования с периодическим режимом работы,

например, конвертеров, характерна высокая изменчивость газовых потоков;

герметизацию такого оборудования сложно обеспечить, поэтому его часто

приходится оснащать вторичными вытяжными устройствами [24].

Для подачи улавливаемых газов на очистку или обработку используются

газоходы и вентиляторы. Эффективность улавливания зависит от эффективности

вытяжных устройств, целостности газоходов, устойчивой работы системы контроля

давления/потока. Для обеспечения степени улавливания, отвечающей

меняющимся условиям (например, изменениям в объеме отходящих газов), с

целью минимизации энергопотребления используются вентиляторы с переменной

скоростью. Также возможно использовать систему автоматического управления

вентиляторами, которая включает их только на этапах процесса, связанных с

образованием выбросов, как в вышеупомянутой системе «дом-в-доме». Системы

улавливания также могут проектироваться с учетом характеристик установок, с

работой которых они связаны, например, установки газоочистки или

сернокислотной установки. Используются системы управления, обеспечивающие

качественное проектирование и обслуживание систем.

2.6 Диоксид серы

Диоксид серы образуется во время сушки, обжига и плавки сульфидных

концентратов и других материалов, при этом диоксид серы образуется в различных

концентрациях, поэтому выбор той или иной системы улавливания зависит от

конкретных значений концентрации.

Присутствующая в сырье сера формирует штейновый расплав. Часть её

растворяется в шлаке, а часть формирует сульфатно-сульфидные соединения

металлов в пылях. Штейны далее перерабатываются в технологическом процессе

до черновой меди.

Диссоциированная сера присутствует в газах, как правило, в виде SO2 и

может быть извлечена в виде серной кислоты, элементарной серы, жидкого

диоксида серы, гипса и т.п. Выбор конечного продукта определяется наличием

соответствующих рынков. Диоксид серы образуется в результате обжига и плавки

сульфидных концентратов и связанных с ними процессов конвертирования.

Данные процессы реализуются таким образом, чтобы достигалась максимальная

концентрация диоксида серы, что повышает эффективность процесса ее

извлечения. Высокая степень извлечения серы устраняет межсредовые эффекты.

Информация о процессах, методах и технологических установках,

применяемых для улавливания SO2 и выпуска из него таких продуктов, как серная

кислота, жидкий SO2, элементарная сера или гипс (сернокислый кальций),

приведена в А.4.4.

2.7 Водопотребление и водоотведение

В данном разделе приводится общая характеристика процесса образования

сточных вод. Описание путей и методов сокращения их объемов, использования

воды в замкнутом цикле и очистки стоков приведено в приложении А (п. А.5).

2.7.1 Основные источники сточных вод

Производство цветных металлов с помощью пирометаллургических,

электролитических и гидрометаллургических процессов связано с образованием

различных видов сточных вод.

Стоки могут содержать соединения металлов, присутствующие в

технологических процессах, и оказывать существенное воздействие на

окружающую среду. Даже в незначительных концентрациях некоторые металлы,

такие как ртуть или кадмий, очень токсичны. Токсическое воздействие некоторых

соединений металлов обусловлено тем, что в определенных химических условиях

металлы могут легко поступать в природные водотоки в виде растворимых

соединений, быстро и необратимо ассимилируясь в пищевую цепь [29].

Характеристика видов стоков приведена ниже.

2.7.1.1 Стоки, образующиеся при очистке отходящих газов

Оборудование для мокрой очистки выбросов постепенно замещается

методами сухой очистки. Преимущества сухих методов газоочистки, таких как

рукавные фильтры, заключаются в том, что отсутствует необходимость очистки

шламов и сточных вод, а улавливаемая пыль часто может непосредственно

возвращаться в основной процесс.

В определенных случаях без использования методов мокрой очистки

воздуха, например, мокрых скрубберов или мокрых электрофильтров, обойтись

невозможно. В частности, они применяются, когда не подходят другие системы

очистки и существует риск взрыва или возгорания от воспламеняющихся частиц, и

когда газообразные вещества (например, диоксид или триоксид серы), а также

твердые частицы необходимо удалить из потока отходящих газов. Мокрые

электрофильтры необходимо использовать, когда нужно очищать влажные

насыщенные газы с высоким содержанием пыли. Например, во время производства

первичного цинка и меди с помощью скруббера и мокрого электрофильтра

улавливаются отходящие технологические газы, содержащие пыль и диоксид серы.

Мокрые электрофильтры также применяются для сбора смоляного тумана из

отходящих газов печи для нагрева электродов. В мокрых скрубберах ускорение и

замедление потока газа и атомизированная смачивающая жидкость образуют

вихревое движение, вовлекающее газы, пыль и капли жидкости. Частицы пыли

очень быстро намокают, и происходит ускорение химических реакций. Далее в

коллекторе происходит удаление из газового потока капель жидкости и смоченной

пыли. После этого могут быть извлечены для дальнейшей обработки загрязненные

жидкие стоки. Если промывочная жидкость не насыщена растворимыми

компонентами, то извлечение взвешенных твердых частиц в сгустителе позволяет

повторно использовать промывочную воду. Однако в некоторых случаях

необходимо осаждение растворимых элементов для того, чтобы промывочную

жидкость можно было использовать повторно.

Обычно стоки требуют дальнейшей обработки, например, нейтрализации

и (или) осаждения твердых частиц для их выделения из жидкости.

Слабая кислота, образующаяся в мокром электрофильтре, может

перерабатываться следующими способами:

- путем концентрации и последующего разложения в плавильной печи, когда

SO2 можно извлечь с помощью сернокислотной установки;

- обработанная жидкость обычно может подаваться в систему мокрой

очистки, но для контроля состава жидкости должна быть возможность отбора проб;

- слабую кислоту, полученную в результате таких процессов, можно

использовать повторно в других процессах.

Было отмечено, что в некоторых случаях технологические стоки из системы

мокрой очистки плавильной печи содержит цианиды, образующиеся в результате

реакции углерода с атмосферным азотом. Содержание цианидов можно снизить,

используя стоки со скруббера для грануляции шлака, что приводит к выпариванию

и окислению большей части цианидов.

2.7.1.2 Стоки, образующиеся при грануляции штейна или шлака, при

производстве металлического гранулята и при разделении материалов по

плотности

При производстве цветных металлов штейн, шлак и полученный металл

сливаются из печи. Материалы могут гранулироваться по отдельности за счет

воздействия на них с помощью водяной струи высокого давления или применения

иных систем охлаждения c целью образования одноразмерных частиц.

Гранулированный металл впоследствии продается в виде металлических гранул.

Гранулированный шлак можно использовать в других целях, а гранулированный

штейн может применяться на этапе конвертирования. Типичная схема процесса

гранулирования представлена на рисунке 2.9.

Выпуск

воды

Рисунок 2.9 - Грануляция расплавленного металла (шлака) [36]

Стоки, образующиеся на этапе гранулирования, обычно используют в

замкнутом цикле водооборота (см. рисунок 2.10). Для предотвращения

накапливания взвешенных твердых веществ и соединений металлов из системы

замкнутого водооборота необходимо постоянно удалять их осадки.

Рисунок 2.10 - Замкнутый цикл водооборота

Для разделения металлов и соединений легких загрязняющих веществ,

например, для удаления пластика, образующегося после измельчения лома, также

используется метод разделения по плотности

(«осаждение - всплытие»).

Возникающие стоки обычно обрабатываются, и всплывшие вещества удаляются.

Для предотвращения накапливания взвешенных твердых веществ и соединений

металлов из системы замкнутого водооборота необходимо постоянно удалять их

осадки.

Осадки или стоки обычно направляются на центральные водоочистные

сооружения.

2.7.1.3 Охлаждающая вода

Как правило, на металлургических предприятиях для охлаждения отдельных

узлов агрегатов широко используется охлаждающая вода. Она делится на

бесконтактную и контактную охлаждающую воду.

Бесконтактная охлаждающая вода применяется для охлаждения печей,

аспирационных зонтов печей, разливочных машин и т. д. В зависимости от

размещения завода охлаждение может проводиться с помощью прямоточной

системы или системы водооборота с градирнями. Вода из прямоточной системы

охлаждения обычно поступает назад в природный источник, например, в реку или

пруд, из которых эта вода забиралась. В этом случае необходимо учитывать

возможность повышенной температуры воды перед тем, как она сбрасывается в

природный источник. Бесконтактная охлаждающая вода может также

циркулировать в системе замкнутого водооборота, проходя через градирни.

Контактное охлаждение используется, например, во время литья или проката

горячей заготовки. Использованная для прямого охлаждения вода обычно

загрязнена металлами и взвешенными твердыми веществами, причем нередко она

образуется в больших объемах. Из-за специфического состава и для того, чтобы

избежать разбавления, охлаждающую воду прямого контакта очищают отдельно от

других стоков.

Количество выделяемой теплоты и максимальные температуры на сбросе

зависят от местных климатических условий. В частности, в каждом конкретном

случае необходимо учитывать воздействие на водную среду. При необходимости

проектируют специальные технологические системы охлаждения. В этом случае

могут применяться следующие методы:

- водный теплообмен (поверхностные воды и т. п.);

- воздушный теплообмен;

- градирни-испарители.

В целях минимизации воздействия охлаждения на окружающую среду в

целом рекомендуется использовать справочник НДТ для промышленных систем

охлаждения.

2.7.1.4 Поверхностные стоки

Поверхностные/ливневые стоки образуются при загрязнении осадков,

попадающих на крыши зданий и площадки с твердым покрытием. Загрязнение

осадков происходит, например, при смыве содержащей металлы пыли с открытых

складов или нефтепродуктов и других загрязняющих веществ с территории объекта

в дренажную систему. Загрязнение поверхностных вод можно предотвратить или

минимизировать с помощью передовых практик хранения сырья, а также

регулярного техобслуживания и уборки всей производственной территории.

Поверхностные/ливневые стоки можно собирать отдельно. После

отстаивания или химической очистки их можно использовать в производственных

целях, например, в качестве охлаждающей воды или при поливе открытой

территории для предотвращения образования пыли.

2.7.1.5 Стоки, образующиеся при реализации гидрометаллургических и

электролитических процессов

Основные стоки, образующиеся при гидрометаллургическом и

электролитическом производстве цветных металлов, перечислены в таблице 2.8.

Таблица 2.8 - Потенциальные источники стоков, образующихся при

гидрометаллургическом и электролитическом производстве цветных металлов

Процесс

Операция/источник

Применение

Очистка газов из

Мокрая очистка газов из

Водоочистные сооружения,

печи обжига

предусматривающие этапы

осаждения, иногда с удалением

металлов в ионообменниках

Выщелачивание

Общие операции, включая

Возврат в процесс выщелачивания

мокрую газоочистку

Очистка

Общие операции

Возврат в процесс выщелачивания

или на следующий этап обработки

Электролиз

Чистка ванн, анодов и

Возврат в процесс выщелачивания.

катодов.

Возврат в процесс электролиза

Отработанный электролит.

после очистки.

Утечки электролита

Гидрометаллургический

процесс

обычно

начинается

этапа

выщелачивания. Во время выщелачивания желаемый металл и прочие элементы

освобождаются от минералов и поступают в раствор.

Ниже перечислены типичные реагенты, используемые при выщелачивании и

в других реакциях [37]:

- вода для водорастворимых соединений (медного купороса);

- серная, соляная и азотная кислоты или гидроксид натрия для оксидов

металлов;

- комплексообразователи, например, цианид (золото, серебро) или аммиак

(медно-никелевые руды);

- выделение металлов или их соединений из руд с помощью

соответствующего газа или путем окисления, например, диоксида марганца - с

помощью диоксида серы, а никелевого штейна - с помощью хлора;

- кислотно-основные реакции, например, восстановление вольфрам

комплекса из вольфрама при высоком значении pH.

Чтобы повысить содержание получаемого металла в выщелачивающем

растворе можно использовать некоторые гидрометаллургические методы очистки

и обогащения. Получаемый металл извлекают из очищенного раствора с помощью

различных методов, таких как цементация, восстановление газами, селективное

осаждение, ионный обмен, экстракция растворителем, кристаллизация, выпарка

или электролиз. Для поддержания правильного баланса в рамках некоторых из

вышеперечисленных процессов, как правило, возникает необходимость в

постоянном удалении части раствора.

Как было продемонстрировано рядом предприятий цветной металлургии,

стоки, образующиеся в виде отработанных растворов, могут возвращаться в

процесс выщелачивания в зависимости от присутствующих загрязняющих веществ.

Отработанные растворы также могут возвращаться в процесс электролиза после

удаления загрязняющих веществ или малоценных элементов.

2.7.1.6 Прочие технологические стоки

В отрасли существуют и иные источники загрязненных стоков. Наиболее

важным из них при производстве меди является слабая серная кислота с

сернокислотных установок.

В целом используемые методы подразумевают возврат соответствующих

растворов в процесс либо использование свойства повышенной кислотности в

других процессах.

Травление также является источником технологических стоков. Процессы

бескислотного и кислотного травления медной катанки рассматриваются выше в

2.4.6.1 и 2.4.6.2. Приведенные в этих подразделах примеры показывают, как можно

использовать бескислотное травление и минимизировать воздействие кислотного

травления.

2.7.1.7 Прочие источники сточных вод

На предприятиях цветной металлургии существует множество других

источников образования сточных вод. Например, стоки с моек для колес

автотранспорта, перевозящего сырье; уплотняющая вода из насосов, а также стоки,

связанные с общими видами деятельности, включая чистку оборудования, мытье

полов и т. п. Такие стоки обычно собирают и подвергают очистке. Санитарные стоки

обычно сбрасываются в общую систему хозяйственно-бытовой канализации.

2.7.2 Применяемые процессы и методы очистки сточных вод

Комплексные меры и методы очистки сточных вод, включая методы,

интегрированные в производственные процессы, описываются в приложении А

(п. А.5).

2.8 Обращение с отходами, вторичными ресурсами, полупродуктами и

побочными продуктами.

Производство цветных металлов из первичного и вторичного сырья связано

с возможностью образования широкого ассортимента побочных продуктов,

полупродуктов, вторичных ресурсов и отходов. Основная цель всегда должна

состоять в минимизации образования отходов путем оптимизации процесса и

максимальной переработки остаточных продуктов (полупродуктов, побочных

продуктов, вторичных ресурсов) и отходов при условии отсутствия негативных

межсредовых эффектов. Остаточные продукты образуются на разных этапах

производственного процесса, как при выполнении металлургических операций и

плавки металлов, так и при очистке отходящих газов и сточных вод. От состава и

количественного содержания элементов в остаточном продукте зависит

возможность его вторичной переработки; например, анодный шлам является

ценным сырьем для извлечения драгоценных металлов.

В цветной металлургии в течение десятилетий разнообразные остаточные

продукты используются в качестве сырья для других процессов, и существуют

металлургические предприятия, чья деятельность направлена на повышение

извлекаемости металлов и снижение количества отходов, направляемых на

конечную утилизацию. Хорошо известно, что металлургия демонстрирует один из

самых высоких по сравнению с другими отраслями показателей вторичной

переработки: большая часть материалов, перечисленных выше, повторно

перерабатывается или повторно используется как в самой цветной металлургии,

так и в других отраслях промышленности, например, при производстве цемента,

абразивов и в строительстве. Это не связано с намерениями избавиться от них.

Вторичные применения возникают в результате отделения металлов, что

необходимо для их восстановления и производства чистых металлов из

комплексных источников сырья. Такой подход позволяет минимизировать

межсредовые эффекты. Тем не менее проблема остаточных продуктов,

образующихся на производственных объектах, и поиск применений для таких

продуктов, будет играть важную роль и в будущем при выдаче соответствующих

разрешений, поэтому поиск новых методов лежит, прежде всего, именно в этой

области.

Таким образом, одно и то же вещество может считаться как отходом, так и

вторичным сырьем или побочным продуктом в зависимости от особенностей его

производства, транспортировки, а также использования или извлечения полезных

компонентов.

Краткое описание наиболее распространенных применяемых процессов и

технологий представлено в следующих подразделах.

2.8.1 Процессы и методы, применяемые при обращении с остаточными

продуктами, образующимися при выплавке металлов

Основными остаточными продуктами, образующимися при плавке цветных

металлов, являются шлаки, окалина и съемы, удаляемые в ходе

пирометаллургических процессов. Шлак образуется в результате реакции

шлакообразующих сопутствующих элементов (например, железо) с добавляемыми

флюсами. При температурах плавки шлак жидкий, его плотность отличается от

плотности расплава металла, и его легко слить отдельно.

Большая часть шлака, образующегося на последующих этапах или при

рафинировании цветных металлов, обычно может быть переработана вторично

для дополнительного извлечения металла методами повторной переплавки или

флотации с получением штейна или концентрата для возврата в переработку в

плавильные агрегаты. На рисунке 2.11 представлена схема процесса очистки

медного шлака в электродуговой печи с целью внутренней вторичной переработки

шлака. В данном примере расплавленный шлак с высоким содержанием меди из

конвертера направляют на повторную плавку. После плавки шлак обезмеживают в

электропечи для очистки шлака. Печь работает в непрерывном режиме с

практически непрерывным сливом шлака. В зависимости от оборудования

полученный очищенный шлак подвергают грануляции для производства абразива

или медленному охлаждению с последующим дроблением для производства

заполнителя или строительных материалов.

Шлак (< 0,5 % Cu)

Рисунок 2.11 - Переработка медного шлака в электродуговой печи

Существует различие между шлаком с высоким содержанием металла,

который возвращается на повторную переработку в данном процессе или

направляется на другой процесс или на другое производство для извлечения

металла, и отвальным шлаком с низким содержанием металла.

Некоторые предприятия цветной металлургии демонстрируют наличие

рынка, на котором можно продать шлак для последующего выгодного

использования. Применение шлака в качестве строительного материала вместо

заполнителя возможно, только если величина извлекаемых соединений металлов

низкая. Шлак, который нельзя применять в качестве абразива или в гражданском

строительстве, направляют на переработку или применяют в качестве

строительного материала для специальных случаев (например, строительство

участков для утилизации), или направляют на утилизацию.

Дроссы и пенистый шлак образуются в результате окисления металлов на

поверхности ванны или в результате реакции с огнеупорами футеровки печи.

Содержание металла в пенистом шлаке/дроссе сравнительно высокое (20 % -

80 %), таким образом, эти материалы обычно возвращают на вторичную

переработку в процесс или поставляют на другие металлургические заводы

цветной металлургии для восстановления металла.

Еще один источник остатков - отработанная футеровка и огнеупоры. Они

образуются при попадании огнеупорного материала из футеровки печи или при

полной смене футеровки печи. Срок службы футеровки печи - от нескольких

недель до нескольких лет в зависимости от процесса и материала (например, у

футеровки печи взвешенной плавки Outotec, используемой для плавки первичной

меди, срок службы составляет 6 - 10 лет). Величина отработанной футеровки печи

может составлять до

5 кг/т произведенного металла в зависимости от

расплава [38]. Для переработки печной футеровки могут применяться следующие

методики: переработка на металлургическом заводе с получением инертного

шлака, например, футеровка с процесса плавки латуни направляется

непосредственно на местный медеплавильный завод вторичной переработки;

использование в заделочной массе; утилизация инертной футеровки.

В этом смысле переработка означает, что остатки возвращаются в процесс,

в котором они образовались. Вторичное использование означает, что остаток

применяется для других целей, например, шлак применяется в строительстве.

2.8.2 Процессы и методы, применяемые при обращении с остаточными

продуктами, образующимися при работе газоочистного оборудования

Еще одним крупным источником образования твердых материалов являются

системы очистки. К этим материалам относятся колошниковая пыль и шламы,

образующиеся в результате работы газоочистного оборудования, а также другие

твердые отходы, такие как использованный фильтрующий материал рукавных

фильтров.

Пыль с участков хранения и подготовки или линий предварительной

переработки сырья улавливается с помощью газоочистных систем и возвращается

в основной процесс или передается на другое предприятие. В некоторых случаях

перед отправкой на участки хранения и подготовки сырья пыль окатывают или

брикетируют.

Отходящие газы металлургического и рафинировочного производства,

содержащие пыль, можно очищать с помощью различных методов (см. п. А.4

приложения А настоящего справочника). Материал, собираемый в виде пыли при

очистке отходящих газов, можно окатывать или брикетировать и направлять

обратно на плавку или поставлять как сырье для извлечения металлов на другие

заводы. Пример - богатая цинком пыль из конвертера или электродуговой печи для

первичной плавки меди, которая является побочным продуктом и используется в

качестве сырья на цинковых металлургических заводах.

Шлам из скрубберов, содержащий металл, обычно обезвоживают, например,

в фильтр-прессе, и направляют на переплавку.

При сухой очистке отходящих газов материал фильтров периодически

меняют. В фильтрующей ткани содержатся соединения металлов и частицы

материалов из процесса. Известен целый ряд примеров использования

фильтрующей ткани в пирометаллургическом процессе.

Количество использованных фильтрующих рукавов может быть уменьшено

путем применения более надежного современного фильтрующего материала.

Рукавные фильтры относятся к технологиям очистки, которые не требует

трудоемкого техобслуживания. При повреждении рукава соответствующий участок

фильтра изолируют дефлекторами на время проведения ремонта. Полная замена

фильтра происходит при 10 % - 20 % неисправных секций фильтров.

Заменить материал в рукавных фильтрах на современные надежные

материалы не составляет труда, однако в каждом конкретном случае следует

учитывать технические требования и соответствующие инвестиционные затраты. В

случае замены или обновления фильтрующей системы изменение нормативного

срока эксплуатации и повышение работоспособности фильтрующих секций

позволяет уменьшить их количество. Если это ведет к увеличению затрат на

монтаж, то дополнительные расходы обычно компенсируются уменьшением

количества рукавов фильтра.

2.8.3 Процессы и методы, применяемые при обращении с остаточными

продуктами, образующимися при очистке стоков

Пирометаллургические процессы производства цветных металлов обычно

не образуют загрязненных стоков. Вода применяется для прямого или непрямого

охлаждения печей, продувочных фурм и литейных машин, например, для литья

медных анодов или непрерывного литья. Эта вода нагревается при охлаждении

оборудования, но обычно не содержит химических примесей или соединений

металлов. Поэтому охлаждающая вода после осаждения или иной элементарной

операции очистки используется повторно в оборотных системах или сбрасывается

обратно непосредственно в водные объекты. Извлекаемые твердые вещества

возвращаются на плавку.

При применении для очистки отходящих газов мокрого скруббера образуются

загрязненные стоки. Эти стоки подлежит очистке для снижения содержания в них

соединений металлов. В результате такой очистки получается шлам, который

может содержать металлы в значительной концентрации и иногда может

перерабатываться, если значения концентрации достаточно высоки.

При гидрометаллургическом производстве образуются технологические

стоки, представляющие значительный риск загрязнения водных объектов. Поэтому

их необходимо обрабатывать на водоочистных сооружениях. Очистка таких стоков

предусматривает нейтрализацию или осаждение отдельных ионов. Основным

остаточным продуктам в таких системах водоочистки являются гипс (CaSO4),

гидроксиды металлов и сульфиды. Образующийся шлам иногда направляется на

переработку обратно в основной процесс.

2.8.4 Процессы и методы, применяемые при обращении с остаточными

продуктами, образующимися при реализации гидрометаллургических и

электролитических процессов получения цветных металлов

Еще одним значительным источником твердых остаточных продуктов

являются гидрометаллургические процессы получения цветных металлов. В

процессе выщелачивания образуется значительные объемы шлама. Эти отходы

обычно размещают в специальных герметизированных или подземных (например,

образующихся в результате взрыва) хвостохранилищах. Некоторые отходы также

перед утилизацией уплотняют или перерабатывают с применением технологии

Jarofix.

В процессах выщелачивания, очистки и электролиза также образуются

богатые металлом твердые остаточные продукты. Они часто содержат

значительные объемы определенного металла, и их либо возвращают в основной

процесс, либо направляют для извлечения этого металла на другие заводы

отрасли (например, для получения драгоценных металлов, свинца, меди и кадмия).

Так, анодный шлам, образующийся в цехах электролиза меди, считается одним из

наиболее ценных видов сырья для извлечения драгоценных металлов и,

соответственно, ценным побочным продуктом производства меди.

Как уже было показано выше в подразделе 2.8, существуют различные

варианты вторичной переработки и повторного использования продуктов,

образующихся при производстве цветных металлов, которые применительно к

производству меди кратко представлены в таблице 2.9.

Таблица 2.9 - Остаточные продукты (полупродукты, побочные продукты

производства, вторичные ресурсы) и отходы, образующиеся при производстве

меди, и возможные направления обращения с ними

Наименование

Варианты переработки или

Источник образования

остаточного продукта

вторичного использования

или отхода

Обращение сырья

Пыли, сметы

Шихта для основных процессов

и т. п.

Плавильная печь

Шлак, пыли, сметы

Возврат на плавку; строительный

материал; производство

абразивов.

Конвертер

Повторное использование в печи

Рафинировочные печи

Переработка шлака

Очищенный шлак, пыли

Строительный материал,

абразивы, заполнитель для

дренажа, фильтр при

производстве цемента

Штейн

Извлечение металла

Анодная печь

Поверхностный

Возврат в процесс после очистки

шлак/дросс

Шлак

Извлечение металла

Окончание таблицы 2.9

Наименование

Варианты переработки или

Источник образования

остаточного продукта

вторичного использования

или отхода

Электрорафинирование

Отработанный

Извлечение металла или

электролит

переработка/утилизация

Отработанные аноды

Возврат в анодную печь

Анодный шлам

Извлечение драгоценных

металлов

Выщелачивание

Остаточные продукты

Утилизация

Сернокислотная

Катализатор

Восстановление, переработка

установка

или удаление

Кислые шламы

Извлечение металла, утилизация

Слабая кислота

Выщелачивание, разложение,

нейтрализация, производство

гипса

Футеровка печи

Огнеупоры

Использование в качестве

шлакообразующего агента,

утилизация; повторное

использование в качестве

огнеупора

Травление

Отработанная кислота

Восстановление

Системы сухой очистки

Отфильтрованная пыль

Возврат в процесс; извлечение

(рукавные или

металлов

электрические

фильтры)

Системы мокрой

Фильтровальный шлам

Возврат в процесс или

очистки (скрубберы или

извлечение металлов;

электрические

утилизация (например, ртути)

фильтры)

Шлам от очистки

Гидроксидные или

Утилизация, вторичное

сточных вод

сульфидные шламы

использование

Раздел 3. Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в

окружающую среду

Главными экологическими проблемами медной промышленности являются

загрязнение воздуха, воды и почвы. Медеплавильные производства обычно

располагают собственными мощностями по водоподготовке и замкнутыми

водооборотными циклами. Большая часть побочных продуктов и отходов поступает

на вторичную переработку.

Из-за потенциальной опасности ряда отходов, размещаемых в окружающей

среде, и стоков, если хранение и деятельность с ними осуществляется с

нарушением установленных требований, имеется существенный риск загрязнения

почвы.

3.1 Текущие уровни потребления топливно-энергетических и

материальных ресурсов при производстве меди

Ключевой технологией производства меди в России и за рубежом, несмотря

на расширяющуюся роль гидрометаллургии, остается классическая схема: плавка

концентратов / конвертирование - огневое рафинирование - электролитическое

рафинирование. Далее будут проведены сравнения потребления материальных и

топливно-энергетических ресурсов для данных ключевых процессов.

Для первой стадии (плавка - конвертирование) характерна значительная

разница в потребляемых ресурсах, что обусловлено разными применяемыми

технологиями: плавка обожжённого сырья в отражательных печах, полупиритная

или медносерная плавка в шахтных печах, требующие потребления значительного

количества топлива - газа или кокса (угля), и автогенные процессы (плавка ПВ,

Аусмелт), отличающиеся существенно меньшим потреблением топлива,

концентрацией и объемом отходящих газов и т.д.

Следовательно, уровни потребления материальных и топливно-

энергетических ресурсов, а также уровни эмиссий в окружающую среду для

различных процессов производства меди отличаются.

В соответствии с перечнем поручений Президента РФ от 16 сентября 2020 г.

(Пр-1489, п. 1б-1) [11] при актуализации справочников должны быть установлены

целевые показатели ресурсосбережения и энергетической эффективности в целях

сокращения потребления природных ресурсов и повышения уровня вовлечения

отходов производства и потребления в хозяйственный оборот в качестве

дополнительных источников сырья.

Технологические процессы производства меди характеризуются

значительными уровнями потребления различных видов топливно-энергетических

ресурсов (электрическая энергия, газ, уголь) и материальных ресурсов

(концентраты, лома, иное вторичное сырье, пески, известь, кварц, вода, кислород,

сжатый воздух и т.д.). Согласно методическим подходам к определению и

установлению показателей наилучших доступных технологий» при составлении

исходного перечня ресурсов для технологического процесса переработки

медьсодержащего сырья анализ информации ограничивается подпроцессами

«плавка медного сырья с получением штейна (черной меди) и последующим

конвертированием до черновой меди», «производство медных анодов» и

«электролитическое рафинирование» (Таблица 3.1), т.к. данные подпроцессы

являются ключевыми для предприятий, осуществляющих производство меди, и их

доля в общем объеме потребления топливно-энергетических и материальных

ресурсов является основной.

Таблица 3.1 - Перечень технологических процессов и подпроцессов

№

Технологический процесс

Подпроцесс

Плавка медного сырья с получением

Плавка с получением штейна (черной

штейна (черной меди) и последующим

меди)

конвертированием до черновой меди (за

Конвертирование

исключением технологического процесса

направления выбросов в производство

серной кислоты)

Производство медных анодов

Загрузка, плавление, окисление,

восстановление, розлив анодов)

Электролитическое рафинирование

Подготовка анодов, электролиз,

выгрузка катодов, сдирка и упаковка

катодов, выгрузка, промывка,

стопирование анодных остатков)

Посредством проведения экспертной оценки из исходного перечня топливно-

энергетических и материальных ресурсов определяются ключевые топливно-

энергетические и материальные ресурсы, характеризующие конкретный

технологический процесс.

Целевым показателем энергетической/ресурсной эффективности является

количественное значение потребляемого объема ключевого топливно-

энергетического/материального ресурса на единицу выпускаемой продукции

ОНВОС в целом или технологическим процессом (объектом технологического

нормирования).

Данные по потреблению основных материальных и энергетических ресурсов,

полученные в результате анкетирования предприятий, приведены в таблицах

3.2 - 3.4. Часть данных в связи не репрезентативностью не учитывалась при

обобщении результатов (исключены выпадающие значения).

100

Таблица 3.2 - Удельные показатели потребления энергоресурсов при плавке меди на штейн и конвертировании по данным

анкет

Плавка медного сырья с получением штейна (черной меди) и последующим конвертированием до черновой меди (за исключением

технологического процесса направления выбросов пыли и металлов на завод по производству серной кислоты)

Производитель 1

Производитель 2

Производитель 3

Производитель 4

Удельный

Удельный показатель

показатель

потребления

потребления ресурсов,

потребления

ресурсов, ед.

ед. измерения/ т

ресурсов, ед.

измерения/ т

Ед.

продукции

измерения/ т

№

Наименование ресурса

продукции

Изм.

продукции

нат.

чист.

нат.

чист.

нат.

чист.

нат. масса/

масса/ 1

1 тонну

тонну

черновой

меди

Вода

Общее

водопотребление на

м³/т

19,72

170,56

192,39

833,16

производственные

процессы, в т.ч.:

Вода из поверхностного

водного объекта на

производственные

м³/т

2,77

5,04

10,44

процессы (техническая

вода)

Оборотная вода

м³/т

16,67

165,52

181,95

820,35

Доля оборотного

водоснабжения для

84,5

97,05

100

98,46

процесса

Энергетические ресурсы

Окончание таблицы 3.2

технологического процесса направления выбросов пыли и металлов на завод по производству серной кислоты)

Производитель 1

Производитель 2

Производитель 3

Производитель 4

Удельный

Удельный показатель

показатель

Удельный показатель

показатель

потребления

потребления ресурсов,

потребления

ресурсов, ед.

ед. измерения/ т

ресурсов, ед.

измерения/ т

продукции

измерения/ т

продукции

Ед.

продукции

№

Наименование ресурса

Изм.

чист.

нат.

чист.

нат.

чист.

масса/

нат. масса/

масса/

масса/ 1

1 тонну

тонну

черновой

черново

черновой

черно

меди

й меди

меди

вой

меди

МВт·ч

Электрическая энергия

0,41

0,42

0,68

0,88

/т

Тепловая энергия (пар)

Гкал/т

0,27

0,17

0,02

Расход природного газа

м³/т

545,12

0,18

176,84

132,06

Расход кислорода

м³/т

1,49

2,19

1870,8

Расход воздуха

м³/т

483,53

0,6

18699

21422,78

Расход кокса

т/т

0,59

(нефтекокса)

Расход угля и прочего

углеродсодержащего

т/т

0,004

0,04

0,16

топлива (в случае

использования)

Производство черновой

т/год

88 124

192 721

62 893

52 967

меди

Таблица 3.3 - Удельные показатели потребления энергоресурсов при огневом

рафинировании меди по данным анкет

Производство медных анодов (в т.ч. загрузка, плавление, окисление,

восстановление, розлив анодов)

Производител

Производитель 1

ь 2

Удельный

Единица

показатель

№

Наименование ресурса

измерени

потребления

ресурсов, ед.

измерения/ т

продукции

Вода

Общее водопотребление

на производственные

м³/т

6,95

13,13

процессы, в т.ч.:

Вода из поверхностного

водного объекта на

производственные

м³/т

1,24

0,10

процессы (техническая

вода)

Оборотная вода

м³/т

5,71

13,04

Доля оборотного

водоснабжения для

82,2

99,28

процесса

Энергетические ресурсы

Электрическая энергия

МВт·ч/т

0,04

0,006

Тепловая энергия (пар)

Гкал/т

0,03

0,008

Расход природного газа

м³/т

190,48

97,18

Расход кислорода

м³/т

0,003

Расход воздуха

м³/т

85,71

48,84

Производство анодов

т/год

105 000

518 471

медных

103

Таблица

3.4

- Удельные показатели потребления энергоресурсов при

электролитическом рафинировании меди по данным анкет

Электролитическое рафинирование (в т.ч. подготовка анодов, электролиз,

выгрузка катодов, сдирка и упаковка катодов, выгрузка, промывка, стопирование

анодных остатков)

Производи

тель 1

тель 2

Удельный

Единиц

показатель

потреблен

№

Наименование ресурса

измере

ия

ния

ресурсов,

ед.

измерения/

продукции

Вода

Общее водопотребление на

м³/т

4,82

10,56

производственные процессы, в т.ч.:

Вода из поверхностного водного

м³/т

объекта на производственные процессы

0,08

(техническая вода)

Оборотная вода

м³/т

4,74

10,48

Доля оборотного водоснабжения для

98,36

99,24

процесса

Энергетические ресурсы

Электрическая энергия

МВт·ч/т

0,38

0,45

Тепловая энергия (пар)

Гкал/т

0,03

0,21

Расход воздуха

м³/т

4,16

2,29

Электрическая энергия на машины и

0,03

насосы

Электрическая энергия на освещение

0,04

и вентиляцию

Производство катодов медных

т/год

378 865

200 000

3.2 Эмиссии и потребление ресурсов

3.2.1 Входные

выходные

материальные

потоки

при

пирометаллургической переработке медного сырья

Входные и выходные материальные потоки при выплавке меди из

первичного и вторичного сырья зависят от содержания в нем меди и других

металлов (As, Se, Hg, Ag, Au и т. д.), а также от использования медного лома или

других медьсодержащих материалов на различных этапах технологического

процесса. Плавка меди с получением черновой меди осуществляется, как правило,

104

из первичного и вторичного сырья. Финальной стадией технологической схемы

является электролитическое рафинирование черновой меди. Практикуется также

отдельная переработка вторичного медного сырья на анодную медь, которая

поступает на электролитическое рафинирование.

На рисунке 3.1 представлена схема входных и возможных выходных

материальных потоков для стандартного технологического процесса

пирометаллургической переработки первичного и вторичного медного сырья, а на

рисунке 3.2 показана принципиальная схема системы газоочистки. По данным

схемам производится переработка медного минерального сырья на предприятиях

УГМК и РМК.

ВХОДНЫЕ ПОТОКИ

ВОЗМОЖНЫЕ ВЫХОДНЫЕ ПОТОКИ

Низкосортное

вторичное сырье,

Обжиг, плавка

Газ на производство серной кислоты

в т.ч. лом меди

Пыль на переработку

Концентраты

Шлак

Штейн

Сбросы

Флюсы

Печная футеровка

Черная

Кислород

медь

Кокс

Переработка шлака и футеровки

Выбросы в атмосферу

Сбросы

Концентрат

Штейн

Отвальный шлак потребителю

Печная футеровка

Шлак

Кислород

Газ на производство серной кислоты

Конвертер

Флюсы

Пыль на переработку

Лом меди

Черновая медь

Сбросы

(85-90 % Cu)

Кислород воздуха

Анодная печь

Выбросы в атмосферу

Флюсы

Печная футеровка

Восстановитель

Шлак

Пыль

Аноды

Выбросы в атмосферу

Реагенты (ПАВ)

Медные катоды потребителю

Электролитическое

Вода

рафинирование

Медный купорос потребителю

Конденсат

Низкосортные

Никелевый купорос потребителю

отходы

Анодные остатки

Шлам на переработку

Анодный скрап

Рисунок 3.1 - Схема общих входных и выходных материальных потоков при

переработке медного сырья по пирометаллургической технологии

105

Рисунок 3.2 - Схема очистки отходящих газов плавильной печи и конвертера [39]

Если в концентрате низкое содержание серы и высокое содержание

органических примесей, отходящие газы со стадии обжига/плавки направляются на

электростанцию для рекуперации содержащейся в них энергии, а затем на

полусухой скруббер для улавливания серы.

Некоторые печи первичной выплавки меди интегрированы с объектами

вторичной выплавки или с производством пыли оксида свинца или цинка из

смешанного концентрата и т. п. В подобных случаях сравнение данных о входных

и выходных материальных потоках весьма затруднено. Значения для комплексного

процесса представлены ниже в таблице 3.5. Следует отметить, что основное

влияние на значение показателей входных и выходных материальных потоков

оказывает содержание меди в концентрате, а также в ином используемом сырье,

что приводит к отклонениям от заданных параметров, поэтому проведение

сравнений не дает особых результатов. Выход меди при выплавке и огневом

рафинировании в этом смысле важнее и составляет более 96 %.

Таблица 3.5 - Пример данных о входных и выходных материальных потоках при

производстве меди

Количество,

Входные материалы

Продукция

т/год

Медные концентраты

1 040 000

Медные катоды

366 000

Медный лом

65 000

Медные соли

НД

Измельченный электронный лом

3 600

Сульфат никеля

НД

Промежуточные продукты для

56 000

Драгоценные

960

внешнего потребления

металлы

Очищенный свинец

17 000

Серная кислота

1 018 000

Шлаки

690 000

НД - нет данных.

106

3.2.2 Выбросы в атмосферу

В атмосферу могут выбрасываться пыль, соединения металлов,

органический углерод (что может привести к образованию ПХДД/Ф) и диоксид

серы [24].

Оксиды азота могут поглощаться серной кислотой, образующейся в рамках

первичного процесса; обогащение кислородом иногда сокращает образование

оксидов азота за счет термической реакции. Это зависит от момента подачи

кислорода; иногда более высокая концентрация оксидов азота получается в

результате увеличения температуры. При этом объем газа и его общее количество

меньше. В эти случаях, можно использовать горелки с уменьшенным образованием

NOx.

В зоне сгорания и в зоне охлаждения системы очистки отходящих газов

возможно образование ПХДД/Ф. Для уменьшения вредного воздействия на

окружающую среду эти выбросы необходимо всячески сокращать. Соответственно

отходящие газы улавливаются в источнике их образования и направляются на

устройство очистки (например, система улавливания, оборудованная

пылеулавливателем и скруббером) [16].

Загрязняющие вещества в отходящих газах выводятся в вытяжную систему

или направляются на газоочистные установки.

3.2.2.1 Моноксид углерода (угарный газ)

Помимо вышеуказанных выбросов в процессе плавки с применением печей,

в которых необходимо поддерживать восстановительную атмосферу, могут

образовываться значительные концентрации угарного газа. Это происходит, в

первую очередь, при плавке высококачественной меди в шахтных печах,

сопровождающейся литьем в формы или производством катанки, так как выпуск

такого рода продукции требует контроля уровня кислорода для достижения

максимальной электрической проводимости меди. Таким образом, процесс

протекает в восстановительных условиях, и содержание окиси углерода,

стандартный показатель для которой составляет около 5 000 мг/нм³, в отходящих

газах может увеличиться. Для минимизации содержания CO и поддержания

качества продукции могут также использоваться системы контроля горелок. Можно

установить систему сигнализации в зависимости от уровня CO. Стандартный

уровень CO при плавке в шахтной печи во время производства катанки или

заготовок составляет от 2000 до 11 000 г на тонну меди [26]. На некоторых

установках для удаления углеводородов из газа, образующегося при обработке

скрапа, покрытого органическим материалом, используется дожигание. При этом

угарный газ также разрушается, а выбросы согласно полученным данным

составляют ~45 г на тонну меди [24].

Возможно спрогнозировать значения приземной концентрации CO и

использовать эти данные при определении влияния угарного газа на качество

окружающего воздуха, так что необходимость дальнейшего снижения

концентрации может оцениваться локально. Устранение CO методом сжигания

печных газов с таким же уровнем содержания CO потребует дополнительного

топлива, таким образом, выбросы CO2 увеличатся в геометрической прогрессии.

107

Угарный газ также образуется при работе печи очистки шлака и при работе

доменной печи, а также в некоторых случаях содержится в отходящих газах. Для

удаления CO можно использовать дожигание при стандартных концентрациях в

диапазоне от 10 до 200 мг/нм³. Существует, по крайней мере, один пример подачи

кислорода в верхнюю часть доменной печи, расположенную над зоной реакции,

вследствие чего в корпусе печи освобождается зона дожигания. Этот метод также

позволяет разрушать органические соединения, такие как ПХДД/Ф. Электрические

печи, используемые при очистке шлака и для восстановительных процессов,

обычно работают с дожиганием либо непосредственно в самой печи, либо в

специальной реакционной камере.

3.2.2.2 Пыль и соединения металлов

Эти виды выбросов могут возникать на большинстве этапов

технологического процесса. Методы сокращения выбросов, возникающих на этапах

обработки, хранения, сушки и переработки, представлены в разделе 2 и должны

применяться для предотвращения и минимизации выбросов.

Организованные и неорганизованные выбросы пыли на этапах плавки,

конвертирования и рафинирования могут быть значительными. Эти выбросы

имеют большое значение, поскольку на соответствующих технологических этапах

предусмотрено удаление из меди летучих металлов, таких как цинк и свинец, a

также небольшого количества мышьяка и кадмия, а указанные металлы содержатся

в отходящих газах.

Комплексы плавки первичного сырья обычно достаточно герметичны, что

позволяет минимизировать неорганизованные выбросы пыли. Для этого

проводится качественное техническое обслуживание печей и отводящих каналов,

а улавливаемые газы до передачи на сернокислотную установку обрабатываются

системами газоочистки.

При эксплуатации печей, используемых для вторичной плавки, образуются

неорганизованные выбросы, особенно при загрузке материалов и выпуске металла.

При работе с вторичными печами шихта загружается через закрытую систему

загрузки; неорганизованные выбросы образуются в летке печи и выпускном

желобе, улавливаются с помощью специальных вытяжных зонтов и направляются

в систему газоочистки. Собранные газы обычно охлаждаются, после чего из них с

помощью электростатических и рукавных фильтров удаляется пыль. При этом

обычно достигается высокая эффективность фильтрации [40], [41].

Вследствие дозированного поступления материалов на этапах

конвертирования и огневого рафинирования, а также на этапе плавки далеко

не всегда обеспечивается необходимый уровень герметичности. Подача и

транспортировка штейна, шлака и металла в таком режиме предполагают

образование значительных объемов неорганизованных выбросов. При

использовании ковшовой системы транспортировки может снижаться

эффективность улавливания газа вытяжными зонтами, особенно при

использовании конвертеров Пирса - Смита или других подобных конвертеров. Для

улавливания или снижения выбросов, образующихся при загрузке или выпуске

металла из печи, конвертеры либо закрываются, либо оборудуются вытяжными

зонтами вторичного улавливания (см. Раздел 2). Отходящий газ из зоны укрытия

108

или вытяжного зонта подвергается очистке. Метод очистки зависит от содержания

SO2. Газы, образующиеся при конвертировании штейна, имеют большую

концентрацию SO2, при этом в любом случае необходимо удалить оксиды металлов

(мышьяка, свинца и т. д.). Подача флюса и других материалов «через зонт» может

минимизировать «открытие» конвертера и тем самым сократить время

отсоединения конвертера от системы улавливания первичных газов. Выпуск

штейна более высокого качества предполагает уменьшение количество загрузок из

ковша и, таким образом, сокращает образование неорганизованных выбросов газа.

Снижение неорганизованных выбросов очень важно. Решение этого вопроса

зависит от эффективности улавливания отходящих газов.

Этапы розлива и плавки при производстве катанки, заготовок и т. д. также

представляют собой потенциальные источники выброса в атмосферу пыли и

соединений металлов. Производство медных сплавов, таких как латунь, приводит к

образованию на этапе розлива опасных газов (ZnO), поэтому в данном случае

также необходимо обеспечить эффективное улавливание. Содержание пыли

обычно невысоко, при этом по возможности следует применять восстановление

тепла/энергии. Обычно используются эффективные системы улавливания газов и

рукавные фильтры.

Выбросы металлов значительно зависят от состава пыли, образующейся в

рамках применяемых технологических процессов. Состав может быть очень

разным и зависит от технологического процесса, являющегося источником пыли, и

от характера перерабатываемого сырья. Например, пыль, образующаяся в

конвертере для плавки скрапа, полностью отличается от пыли с конвертера

штейна, при этом состав пыли изменяется в зависимости от этапов

технологического процесса (загрузка, продувка, отливка, дразнение и т. д.). В

таблице 3.6 представлено процентное соотношение металлов, содержащихся в

пыли, образующейся на разных стадиях технологического процесса производства

меди, и соответствующие диапазоны этих величин по данным измерений.

Таблица 3.6 - Основные составляющие пыли, образующейся при реализации

технологических процессов производства меди [34]

Пыль с ЭФ

Пыль

печи при

Пыль

Пыль с ЭФ

электрическо

Пыль

Компонен

Пыль

плавке

шахтной

конвертера

й печи

анодной

конвертера

концентрата

печи

штейна

очистки

печи

на штейн

шлака

Pb %

0,1 - 5

5 - 50

5 - 30

2 - 25

2 - 15

2 - 20

Zn %

0,1 - 10

20 - 60

25 - 70

5 - 70

25 - 60

5 - 40

Sn %

01 - 1

0,2 - 5

1 - 20

0,1 - 4

Cu %

5 - 30

2 - 12

2 - 15

10 - 25

0,5 - 2,5

15 - 25

As %

01 - 4

0,5 - 10

Ni %

01 - 1

0,1 - 1

109

3.2.2.3 Летучие органические соединения

Органические соединения могут выбрасываться в атмосферу при первичном

производстве на этапе сушки в зависимости от используемых для переработки

руды и материалов, а также применяемого при сушке топлива. Наиболее

значимыми источниками сырья для вторичного производства являются материалы,

полученные на этапе переработки скрапа, плавки и рафинирования. Этап

конвертирования вторичной меди также является потенциальным источником

выбросов, если в конвертер догружается скрап, загрязненный органическими

материалами, и при этом не обеспечивается их полное сгорание. В первую очередь

это относится к неорганизованным выбросам. Летучие органические соединения

могут выбрасываться в атмосферу, если в качестве сырья используются

маслянистые материалы. Их количество может достигать от 5 до 100 г на тонну

меди или от 1 до 10 мг/нм³[42]. Летучие органические соединения могут также

образовываться при обезжиривании или экстракции растворителем.

3.2.2.4 ПХДД/Ф

Среди выбрасываемых органических соединений могут находиться ПХДД/Ф,

образующиеся при неполном сжигании содержащегося в сырье масла и пластика,

а также в результате первичного синтеза, в случае если газы охлаждались

недостаточно быстро. Может применяться очистка скрапа, проводимая для

удаления органических загрязнителей, но чаще для переработки образующихся

газов применяются дожигание и последующее быстрое охлаждение. В тех случаях,

когда провести дожигание газов невозможно, можно провести их окисление путем

добавления кислорода поверх зоны плавки. Также можно предварительно

установить присутствие органического загрязнения вторичного сырья для подбора

наиболее соответствующей печи, исключающей выбросы дыма и газов, а также

сопутствующих ПХДД/Ф. Расплавленный скрап, загрязненный органическими

материалами, также является потенциальным источником выброса ПХДД/Ф при

производстве заготовок [25].

По имеющимся данным при первичной плавке и конвертировании

применяются высокие рабочие температуры, способные разложить органические

соединения, но присутствующий диоксид серы заново провоцирует синтез ПХДД/Ф.

В разделе 2 описываются некоторые факторы, влияющие на выбросы

ПХДД/Ф. Методы, используемые для сокращения выбросов ПХДД/Ф,

предусматривают дожигание, очистку и охлаждение отходящего газа, а также

эффективное удаление пыли.

Использование в качестве основного сырьевого материала электронного

лома, содержащего невоспламеняющиеся хромированные покрытия и элементы,

может привести к образованию смешанных галогенизированных диоксинов.

Условия для образования ПХДД/Ф могут возникать при переплавке/рафинировании

меди, в частности при использовании ломов и стружки, содержащих примеси

хлоринов, присутствующих в используемых смазочно-охлаждаемых эмульсиях.

3.2.2.5 Диоксид серы

Наиболее значимыми источниками выбросов диоксида серы являются

участки обжига, плавки и конвертирования при производстве меди из первичного

110

сырья с применением сульфидных концентратов. При этом возможно образование

неорганизованных выбросов, которые могут улавливаться несколькими

способами [24]. Диоксид серы может также выбрасываться в атмосферу на этапе

сушки концентрата (в основном при сжигании топлива на горелках) и на этапе

первичного рафинирования, поскольку черновая медь содержит от 0,03 % до 1 %

растворенной серы.

В отдельных случаях, в зависимости от используемого материала,

частичный обжиг и плавку огарка не применяют, а обжиг медных концентратов

осуществляется одновременно с плавкой. Применение для плавки герметичных

печей позволяет эффективно улавливать диоксид серы. Кислородное обогащение

позволяет добиваться высокой концентрации диоксида серы. В результате удается

минимизировать образование отходящих газов и уменьшить габариты систем

очистки и сернокислотных установок. Очень высокий уровень обогащения

кислородом может увеличить концентрацию триоксида серы в газах, попадающих

на сернокислотную установку. Повышенное содержание триоксида серы в газе,

поступающем из печи, поглощается скруббером, что увеличивает количество

слабой кислоты, идущей на переработку, использование и утилизацию. Для

переработки поступающих газов используются четырех- и пятистадийные

контактные сернокислотные установки. В некоторых случаях, когда содержание

диоксида серы низкое (< 5 %), используются одноконтактные установки, в других

случаях применяются двухконтактные/двухабсорбционные установки

[15]. При

необходимости из некоторого количества диоксида серы, содержащегося в газе,

может производиться жидкий диоксид серы.

При использовании медного концентрата с низким содержанием серы и

высоким содержанием органического углерода плавку можно вести в шахтной печи.

В таких случаях отходящие газы сжигают на локальной электростанции в качестве

дополнительного топлива. Выбросы от электростанции очищают от серы.

В значительных концентрациях диоксид серы также образуется на этапе

конвертирования штейна. Существуют две потенциальные проблемы при

применении периодически загружаемых конвертеров, таких как цилиндрические

или другие подобные им конвертеры. При использовании конвертеров с

дозированной подачей материала, таких как конвертеры Пирса - Смита или

аналогичные им, существуют две возможных проблемы. Концентрация диоксида

серы в газах значительно меняется в зависимости от этапа конвертирования, что

может приводить к возникновению проблем с системами улавливания диоксида

серы, если только они не сконструированы с учетом таких изменений. Данные газы

смешиваются

со

стабильными, более

концентрированными

газами,

образующимися на

первичном плавильном

комплексе, для поддержания

автотермического режима работы сернокислотной установки. Указанный эффект

также снижается за счет фазного последовательного использования нескольких

конвертеров с комбинированием отходящих газов.

В газах, образующихся на этапах вторичной плавки, ввиду присутствия серы

в топливе и сырьевых материалах также может присутствовать диоксид серы. В

некоторых случаях для удаления SO2 применяются системы скрубберов и рукавных

фильтров с повторной нейтрализацией газов известью.

111

3.2.2.6 Оксиды азота

Стадии производства меди обычно реализуются при высоких температурах,

а также с применением кислорода. Это сокращает парциальное давление азота в

пламени и снижает объемы образования оксидов азота при условии, что в очень

горячих зонах азот присутствует в небольших количествах. Согласно полученным

данным, стандартные уровни выбросов оксида азота при переработке вторичной

меди составляют от 50 до 500 мг/нм³ в зависимости от печи и типа технологической

операции. Применение высокоэффективных технологий (например, Contimelt)

требует установления баланса между использованием энергии и достигнутым

значением NOx.

3.2.3 Сбросы в водные объекты

В пирометаллургических процессах используется значительное количество

охлаждающей воды (системы охлаждения описываются в отдельном

межотраслевом справочнике НДТ по промышленным системам охлаждения). При

этом в воду могут попадать взвешенные частицы, соединения металлов и масла.

Все сточные воды подвергаются очистке с целью удаления растворенных в них

металлов и твердых частиц. На ряде установок охлаждающая вода и очищенные

сточные воды, в том числе ливневые, повторно используются и перерабатываются

в рамках технологических процессов.

Информация о потенциальных источниках и соответствующих им возможных

сбросах в водные объекты представлена в таблице 3.7.

Таблица 3.7 - Значимость возможных сбросов в водные объекты при

производстве меди

Взвешенные

Соединения

Источник сбросов

Масла

частицы

металлов

Открытый дренаж

***

Охлаждающая (оборотная) вода для

***

прямого охлаждения

Охлаждающая (оборотная) вода для

НП

непрямого охлаждения

Вода грануляции

***

НП

Выщелачивание (при незамкнутом

***

цикле)

Травление

***

Цех электролиза меди

НП

***

НП

Системы газоочистки

***

НП

*** - наиболее значимые;

**- значимые;

* - наименее значимые; НП -

неприменимо.

3.2.3.1 Взвешенные твердые частицы и соединения металлов

Эти загрязнения могут образовываться на нескольких этапах

технологического процесса. Наиболее важными из них могут быть сточные воды и

отработанные растворы травления. Методы обработки сбросов, образующихся в

112

ходе транспортировки и хранения сырья, описываются в разделе 2, и их

применение ориентировано на предотвращение и минимизацию сбросов.

Поверхностные стоки могут образовываться в результате осадков или в результате

смачивания хранимого материала во избежание образования пыли.

Потенциальными источниками образования взвешенных частиц и

соединений металлов являются процессы охлаждения, грануляции и

выщелачивания. Обычно соответствующее оборудование либо герметизируется,

что предполагает наличие оборотного цикла воды, либо оно является

бесконтактным.

Промывные воды цеха электролиза меди (в том числе растворы со

скрубберов) используются для пополнения серий электролизных ванн при выводе

из них, отработанного электролита на утилизацию с получением сульфатов меди и

никеля или регенеративной меди и никелевого известкового кека. При

транспортировке растворов в цехе и между цехами могут случаться утечки, поэтому

для эксплуатации трубопроводов и емкостей хранения растворов, необходимо

предусмотреть систему сбора проливов, а в случае расположения трубопроводов

в зонах, которые не оборудованы системой сбора, необходимы меры по контролю

возможных утечек.

Количество сбрасываемой воды также является важным аспектом, поскольку

некоторые установки оборудованы системами водооборота. Согласно полученным

данным выход воды по одной медеплавильной установке составляет 3000 м³/день,

в то время как для подобных установок, не оснащенных замкнутым водооборотным

циклом, данная цифра составляет более 100 000 м³/день. В связи с этим следует

использовать относительные показатели по массе сбросов загрязняющих

веществ [43].

Шламы, образующиеся на всех стадиях технологических процессов, обычно

направляются на утилизацию или размещение. Например, шламы используются на

предприятии для извлечения оставшихся в них металлических фракций.

3.2.3.2 Нефтепродукты/масла

Масла и другие нефтепродукты могут присутствовать во вторичном сырье, а

также могут вымываться с территории площадок для хранения. Методы,

применяемые при их хранении, рассматриваются в разделе 2. Воск и масла

применяются для покрытия и волочения при производстве катанки и других видов

проката. Их присутствие учитывается при разработке мероприятий по

предупреждению загрязнения воды.

3.2.4 Определение маркерных веществ при производстве меди

На основании данных анкетирования предприятий медной подотрасли,

проведенного при разработке настоящего справочника НДТ, была сформирована

сводная Таблица (см. таблицу 3.8), отражающая сложившуюся в отрасли практику

нормирования и производственного экологического контроля (ПЭК) по конкретным

загрязняющим веществам, содержащимся в выбросах.

113

Окончание таблицы 3.8

№ предприятия

Принятие в

Наименование ЗВ

качестве маркера

в 2025

Никель, оксид

никеля (в пересчете

на никель)

Цинк оксид (в

пересчете на цинк)

Другие металлы

Al, Fe,

(значимые)

Ртуть и ее

соединения, кроме

диэтилртути

Серы диоксид

Азота диоксид

(двуокись азота;

пероксид азота)

Азота оксид (азот (II)

оксид; азот

монооксид)

Летучие

органические

соединения

ПХДД/Ф

Серная кислота

Оксид углерода

Ртуть исключена в связи с отсутствием ее в перечне веществ,

контролируемых на предприятиях. Вместе с тем в сентябре 2014 года Российская

Федерация в соответствии с распоряжением правительства Российской Федерации

от 7 июля 2014 года № 1242-р подписала Минаматскую Конвенцию по ртути [44]. В

рамках данной конвенции «НИИ Атмосфера» проводит работу по созданию

кадастра ртутных загрязнений ОС в России. Одним из компонентов работы

является проведение практических исследований по определению выбросов ртути

от промышленных объектов. В связи с важностью выполнения международных

обязательств Российской Федерации в случае обоснования значимости выбросов

ртути для медеплавильных предприятий нужно будет дополнительно рассмотреть

вопрос о включении ртути в перечень маркерных веществ для выбросов в

настоящий справочник.

Основным источником возможного образования ПХДД/Ф в медной

промышленности является производство вторичной меди (очень загрязненные

исходные материалы, содержащие хлористые и органические соединения).

Диоксины целесообразно измерять только на предприятиях, использующих

в качестве сырья для производства меди лома меди и медных сплавов. Однако

необходимо учитывать, что определение содержания диоксинов очень

затруднительно в связи с их высокой токсичностью, низкой концентрацией и,

соответственно, очень низким пределом обнаружения.

Описанные выше соображения не позволяют в настоящий момент включить

диоксины в перечень маркерных веществ. Тем не менее, исходя из опасности

диоксинов и их негативного воздействия на ОС, при разработке настоящего

справочника НДТ в перечень НДТ были включены технические способы

предотвращения/минимизации риска образования и эмиссии диоксинов.

Выбросы серной кислоты для процессов конвертирования и огневого

рафинирования рассчитываются по коэффициенту конверсии от общего

содержания серы, поэтому в перечень маркерных веществ для этих переделов они

не вошли.

Так же на включены в маркерные вещества соединения железа оксида,

диалюминий триоксида и кальций оксида, которые присутствует в составе шихты

плавки меди, однако переходят более чем на 98 - 99 % в продукты плавки: штейн

и шлак - при плавке на штейн, и в шлак (оставшееся в штейне железо) при

конвертировании. В черновой меди, направляемой на рафинирование содержание

железа не превышает 0,3 - 0,5 %, кальция и алюминия менее 0,02 %.

Оксиды железа, алюминия и кальция не летучи, и их попадание в выбросы

может быть обусловлено только переходом в грубые пыли при выносе шихты

газовым потоком. При этом 100 % грубых пылей, улавливаемых в пылевых камерах

и циклонах, возвращаются на переработку в производство меди. Также после

улавливания грубых пылей организовано улавливание возгонов (тонких пылей) на

базе рукавных фильтров, электрофильтров и т.д, с КПД улавливания более 99 %.

Результирующий перечень маркерных веществ для выбросов, характерных

для производства меди, принятый для настоящего справочника приведен в

таблице 3.9.

116

Таблица 3.9 - Перечень маркерных веществ для выбросов, предложенный в

настоящем справочнике НДТ

Маркерное вещество в

Наименование загрязняющих веществ

справочнике НДТ РФ

Пыль неорганическая с содержанием кремния менее

20, 20 - 70, а также более 70 процентов

Мышьяк и его соединения (в пересчете на мышьяк),

кроме водорода мышьяковистого

Медь и ее соединения (медь оксид (медь окись;

тенорит); медь сульфат (медь сернокислая; медная

соль серной кислоты); медь сульфит (1:1); медь хлорид

(монохлорид меди; хлористая медь); медь дихлорид

(медь (II) хлорид)) (в пересчете на медь)

Свинец и его соединения, кроме тетраэтилсвинца (в

пересчете на свинец)

Никель, оксид никеля (в пересчете на никель)

Цинк оксид (в пересчете на цинк)

Серы диоксид

Серная кислота (по молекуле H2SO4)

Азота диоксид (двуокись азота; пероксид азота)

Азота оксид (азот (II) оксид; азот монооксид)

Примечание: наименование веществ приведено в соответствии с Распоряжение

Правительства РФ от 20 октября 2023 г. № 2909-р «Об утверждении перечня

загрязняющих веществ, в отношении которых применяются меры

государственного регулирования в области охраны окружающей среды и

признании утратившими силу некоторых Постановлений Правительства РФ» [44].

Используемая при производстве меди вода в основном циркулирует в

замкнутых циклах, и сброс промышленных стоков в водные объекты

предприятиями отрасли незначителен. В тех случаях, когда подобный сброс

происходит, в стоках могут содержаться ионы таких металлов, как железо, кадмий,

медь, мышьяк, никель, олово, ртуть, свинец, сурьма, цинк. Стоки также могут

обладать повышенными значениями показателя кислотности за счет присутствия

серной и, существенно реже и в значительно меньших объемах, соляной и

плавиковой (фтористоводородной) кислот.

В таблице 3.10. приведены результаты сопоставления анкет предприятий по

сбросам в водные объекты.

117

Из данных анкет видно, что из 14 предприятий сброс в водные объекты

присутствует только у четырех, что свидетельствует о высоком проценте

использования полного водооборота в медной подотросли.

Ситуация по ртути аналогична ситуации по ртути для выбросов. В настоящее

время ртуть не контролируется и не включена в перечень маркерных веществ.

Однако при необходимости выполнения международных обязательств Российской

Федерации и подтверждении содержания ртути в сбросах отечественных

предприятий будет дополнительно рассмотрен вопрос о ее включении в перечень.

Железо не является маркерным веществом для сбросов при производстве

меди, поскольку оно присутствует повсеместно в окружающей среде и не имеет

четкой корреляционной связи с конкретными загрязнителями, характерными для

медеплавильного производства.

Медеплавильные и медерафинировочные предприятия имеют практически

полную замкнутую систему водооборота, и формирование сточных вод, может быть

обусловлено процессами грануляции (охлаждения) шлаков, охлаждения кессонов

печей и выводом части воды из оборота, ливневыми стоками и т.д.

При этом при грануляции и охлаждении, как правило происходит 100 %

испарение воды, а процессы вывода воды из оборотных циклов (продувка) и

загрязнения ливневых стоков не носят специфический для производства меди

характер, а определяются общим солевым фоном, жесткостью воды, состоянием

сетей, наличием асфальтированных площадок и сборников-накопителей вод и т.д.

Наличие железа в сточных водах может свидетельствовать о коррозии

трубопроводов, характеризовать почвенный и глиняный природные слои

(например, для Урала характерен повышенный уровень железа и марганца в водах,

в т.ч. при инфильтрации ливневых вод), что необоснованным отнесение железа к

маркерным веществам для производственных стоков в водные объекты в медной

подотрасли.

Таблица 3.11 - Перечень маркерных веществ для сбросов, предложенный в

настоящем справочнике НДТ

Справочник НДТ Российской

Наименование загрязняющих веществ

Федерации

Взвешенные вещества

Медь

Никель

Цинк

Сульфат-ион

Мышьяк

Примечание: наименование веществ приведено в соответствии с Распоряжение

Правительства РФ от 20 октября 2023 г. № 2909-р «Об утверждении перечня

загрязняющих веществ, в отношении которых применяются меры

государственного регулирования в области охраны окружающей среды и

признании утратившими силу некоторых Постановлений Правительства РФ» [44].

119

Окончательно перечни маркерных вещества для контроля в составе эмиссий

производственных установок медной подотрасли цветной металлургии были

сформированы по результатам обсуждения, проводившегося на основании данных

анкетирования российских предприятий, с учетом информации, приведенной в

других российских и зарубежных источниках информации.

Исходя из приведенных выше соображений и с учетом данных ПЭК,

предоставленных российскими предприятиями медной подотрасли, для

предложенных в настоящем справочнике перечней маркерных веществ, были

установлены значения технологических показателей (в привязке к конкретным

НДТ - см. раздел 5), которые приведены в приложении Б.

3.2.5 Обращение с отходами, вторичными ресурсами, полупродуктами

и побочными продуктами

Накопленные за многие годы на ряде предприятий отрасли шлаки в

последнее время начинают все активнее перерабатываться с целью извлечения

полезных компонентов. Так, в медеплавильных шлаках содержание меди может

быть вполне сопоставимо с ее содержанием в перерабатываемых рудах.

Наблюдается рост использования отвальных шлаков в производстве

абразивных, цементных материалов, в качестве грунта, балласта при производстве

строительных работ, технических этапов рекультивации.

120

Раздел 4. Определение наилучших доступных технологий

Термин «наилучшие доступные технологии» определен в Федеральном

законе «Об охране окружающей среды» № 7-ФЗ [45].

Под «технологией» понимается как используемая технология, так и способ, с

помощью которого объект спроектирован, построен, эксплуатируется и выводится

из эксплуатации; это не только технология производства, но и различные

технические и нетехнические методы (экологический менеджмент, управленческие

решения) повышения экологической результативности.

Под «доступной» понимается экономически целесообразная и неуникальная

технология, которая достигла уровня, позволяющего обеспечить ее внедрение в

медной промышленности с учетом экономической и технической обоснованности,

принимая во внимание затраты и преимущества; при этом технология должна быть

реализована хотя бы на двух предприятиях отрасли.

Под «наилучшей» понимается технология, в максимальной мере

обеспечивающая охрану окружающей среды и сбережение ресурсов (сырья, воды,

энергии).

Порядок определения технологии в качестве наилучшей доступной

технологии определен постановлением Правительства Российской Федерации от

23 декабря 2014 года № 1458 «О порядке определения технологии в качестве

наилучшей доступной технологии, а также разработки, актуализации и

опубликования информационно-технических справочников по наилучшим

доступным технологиям»

[46],

на основании которого Министерство

промышленности и торговли Российской Федерации разработало «Методические

рекомендации по определению технологии в качестве наилучшей доступной

технологии.

Согласно этим документам, при отнесении технологических процессов,

оборудования, технических способов и методов к НДТ необходимо учитывать

следующие критерии:

а) наименьший уровень негативного воздействия на окружающую среду в

расчете на единицу времени или объем производимой продукции (товара),

выполняемой работы, оказываемой услуги либо соответствие другим показателям

воздействия на окружающую среду, предусмотренным международными

договорами Российской Федерации; приоритетным, оказывающим наименьшее

отрицательное воздействие на окружающую среду, рекомендовано считать

воздействие от отходов, затем выбросы в воду и загрязнение почвы; воздействие

от выбросов в воздух рекомендовано рассматривать как фактор, имеющий

наибольший отрицательный эффект;

б) экономическая эффективность внедрения и эксплуатации; анализ

экономической эффективности заключается в оценке затрат на внедрение и

эксплуатацию технологии и выгоды от ее внедрения путем применения метода

анализа затрат и выгод; в процессе оценки рекомендуется разделять объекты

(предприятия) на новые и действующие;

в) применение ресурсо- и энергосберегающих методов;

г) период внедрения;

121

д) промышленное внедрение технологических процессов, оборудования,

технических способов, методов на двух и более объектах в Российской Федерации,

оказывающих негативное воздействие на окружающую среду.

В качестве источников информации о применяемых на практике технологиях,

относящихся к НДТ, были использованы действующая редакция справочника ЕС по

НДТ для предприятий цветной металлургии (Best Available Techniques (BAT)

Reference Document for the Non-Ferrous Metals Industries,

2017), сведения,

полученные в результате анкетирования предприятий отрасли, результаты научно-

исследовательских работ, публикаций, а также информация, полученная в ходе

консультаций с профильными экспертами.

Наилучшие доступные технологии и методы, а также, в необходимых

случаях, соответствующие им технологические показатели (значения концентрации

эмиссий) определялись технической рабочей группой применительно к следующим

вспомогательным и основным процессам производства меди:

1. Процессы приемки, хранения и подготовки сырья: сушка, обжиг, спекание,

прокаливание с применением вращающихся печей и др.

2. Процессы плавки медного сырья с получением штейна (черновой меди) с

последующим конвертированием с использованием следующих агрегатов:

а)

отражательная печь,

б)

печь Ванюкова,

в)

Ausmelt/ISASMELT,

г)

поворотные конвертеры с верхним дутьем (TBRC/KALDO),

д)

наклонная вращающаяся кислородно-топливная печь (TROF),

е)

шахтная печь,

ж)

печь взвешенной плавки Outotec,

з)

конвертер Пирса - Смита,

и)

агрегат совмещенной плавки-конвертирования.

3. Процессы производства медных анодов с использованием следующих

агрегатов:

а)

анодная поворотная печь (Кумера),

б)

стационарная анодная печь,

в)

наклонная отражательная печь (Maerz),

г)

шахтная печь,

д)

отражательная печь

4. Электролитическое рафинирование:

а)

основная технология,

б)

безосновная технология.

5. Гидрометаллургические технологии:

а)

автоклавно-окислительное выщелачивание концентратов,

б)

окислительный обжиг и сернокислотное выщелачивание огарка,

в)

электроэкстракция меди из растворов выщелачивания.

122

Раздел 5. Наилучшие доступные технологии

Настоящий раздел содержит перечень кратких описаний НДТ, применяемых

при производстве меди на различных этапах технологического процесса.

НДТ в рамках раздела сгруппированы в подразделы в соответствии с целями

их применения, например, НДТ для повышения эффективности использования

энергии, НДТ для управления отходами, вторичными ресурсами, полупродуктами и

побочными продуктами и др.

Технологии/методы, перечисленные и описанные в настоящем документе в

качестве наилучших доступных технологий (НДТ), не являются ни

предписывающими, ни исчерпывающими. Могут использоваться другие

технологии/методы, которые гарантируют, по крайней мере, эквивалентный

уровень охраны окружающей среды.

При выборе НДТ необходимо обращать внимание на указанное конкретное

производство (передел/установку), для которого должна применяться

соответствующая НДТ. Также для каждой НДТ, где необходимо, указаны

ограничения применимости включенных в заключение по НДТ методов. Если не

указано иное, заключения по НДТ являются общеприменимыми в рамках

рассматриваемых видов деятельности.

5.1 Общее повышение экологической результативности

5.1.1 Системы экологического менеджмента (СЭМ)

НДТ

Повышение общей результативности природоохранной

деятельности. Внедрение и поддержание системы экологического менеджмента

(СЭМ), соответствующей требованиям ГОСТ Р ИСО

14001 или ISO

14001.

Соответствие систем менеджмента указанным стандартам не означает их

обязательную сертификацию.

5.1.2 Эффективное использование энергии

Общее повышение эффективности использования энергии

НДТ 2. Повышение эффективности использования энергии: использование

одного или нескольких методов, приведенных в таблице 5.1.

Таблица 5.1

Метод/оборудование

Применимость

а)

Система управления энергетической

Общеприменим

эффективностью (например, в соответствии с

требованиями ГОСТ Р ИСО 50001 или ISO 50001).

Соответствие систем менеджмента указанным

стандартам не означает их обязательную

сертификацию.

б)

Использование избыточного тепла, образующегося

Общеприменим

при реализации основных процессов

в)

Регенеративные дожигающие устройства

Общеприменим

123

Окончание таблицы 5.1

Метод/оборудование

Применимость

г)

Предварительный разогрев подаваемого в камеру

Применим только для

сгорания воздуха с помощью горячих газов из

литейных производств

литейных желобов

д)

Использование в металлургических агрегатах дутья

Общеприменим

воздухом, обогащенным кислородом, или чистым

кислородом для уменьшения потребления энергии за

счет автогенной плавки или полного сгорания

углеродистого материала

е)

Предварительная сушка концентратов и влажного

Общеприменим

сырья перед плавкой

ж)

Теплоизоляция объектов, функционирующих при

Общеприменим

высоких температурах

з)

Использование тепла, образующегося при

Применим для

производстве серной кислоты из диоксида серы, для

заводов, включающих

предварительного нагрева газа, используемого на

производство серной

заводе серной кислоты, или для выработки пара и

кислоты или жидкого

(или) горячей воды

SO2

и)

Использование высокоэффективных

Общеприменим

электродвигателей, оборудованных частотными

преобразователями

Повышение эффективности использования энергии при производстве

меди

НДТ 3. Повышение эффективности использования энергии при производстве

меди: использование одного или нескольких методов, приведенных в таблице 5.2.

Таблица 5.2

Метод/оборудование

Применимость

а)

Использование горячих технологических газов

Ограниченно применим

от процессов плавления для нагревания

подаваемых компонентов

б)

Использование избыточного тепла,

Общеприменим

генерируемого на стадиях первичной выплавки

или конвертирования

в)

Уменьшение содержания влаги в подаваемых в

Общеприменимо

печь материалах

г)

Производство энергии за счет использования

Применим, если

избыточного тепла от анодной печи

существует экономически

значимый спрос

д)

Использование для плавки лома избыточного

Общеприменимо для

тепла, генерируемого при плавке или

вторичной цветной

конвертировании

металлургии

124

Окончание таблицы 5.2

Метод/оборудование

Применимость

е)

Поддержание высокой температуры в печи

Общеприменимо

между стадиями технологического цикла

Повышение эффективности использования энергии при

электролитическом рафинировании меди

НДТ

Повышение эффективности использования энергии при

электролитическом рафинировании меди. Использование одного или нескольких

методов, приведенных в таблице 5.3.

Таблица 5.3

Метод/оборудование

Применимость

а)

Применение термоизоляции и укрытие

За исключением

электролизных ванн

случаев, когда ванны

должны оставаться не

укрытыми с целью

поддержания

температуры на

необходимом рабочем

уровне

б)

Добавление в электролит поверхностно-активных

Общеприменим

веществ

в)

Усовершенствование конструкции ванн

Применим только для

электролизеров за счет оптимизации следующих

новых заводов и при

параметров: расстояние между анодами и катодами,

полной модернизации

конфигурация анодов, плотность тока, состав и

существующих

температура электролита

заводов

г)

Использование катодной основы из нержавеющей

стали

д)

Автоматизированная замена катодов/анодов для

точной установки электродов в ванне

е)

Выявление коротких замыканий и контроль качества с

Общеприменим

целью обеспечения заданных геометрических

параметров электродов и точности веса анодов

ж)

Рекуперация тепла с последующим использованием

Применим для

для подогрева приточного воздуха

заводов с большим

выделением тепла

5.1.3 Управление технологическими процессами

НДТ 5. Обеспечение стабильности производственного процесса. Внедрение

систем автоматизированного контроля и управления и использование одного или

нескольких методов, приведенных в таблице 5.4.

125

Таблица 5.4

Метод/оборудование

Применимость

а)

Проверка и сортировка исходных материалов в

Общеприменим

соответствии с требованиями, определяемыми

используемым технологическим оборудованием и

применяемыми методами сокращения загрязнения

б)

Тщательное перемешивание различных материалов,

входящих в состав шихты, для достижения

оптимальной эффективности переработки и

сокращения выбросов и отходов

в)

Системы взвешивания и дозирования шихты

г)

Использование микропроцессорных устройств

контроля скорости подачи материала, ключевых

технологических параметров, включая сигнализацию,

условий сжигания и подачи дополнительного газа.

д)

Непрерывный инструментальный контроль

температуры, давления в печи и подачи газа

е)

Контроль критических параметров процессов,

реализуемых на газоочистных установках, таких как

температура газа, количество подаваемых реагентов,

изменения давления, тока и напряжения на

электрофильтре, объем подачи и pH жидкости в

мокром скруббере

ж)

Контроль содержания пыли и ртути в отходящих газах

Применим для

перед их подачей на сернокислотную установку

заводов, включающих

производство серной

кислоты или жидкого

SO2

з)

Непрерывный инструментальный контроль уровня

Общеприменим

вибрации для обнаружения завалов и возможных

отказов оборудования

и)

Непрерывный инструментальный контроль силы тока,

Применим для

напряжения и температуры электрических контактов

процессов

электролиза

к)

Контроль и регулирование температуры для

Применим для

предотвращения образования выбросов металлов и

спекающих и

оксидов металлов из-за перегрева

плавильных печей

л)

Использование микропроцессорных устройств для

Применим для

контроля подачи реагентов и работы очистного

установок очистки

оборудования, включая непрерывный

сточных вод

инструментальный контроль температуры, мутности,

pH, электропроводности и объемов стока

126

Окончание таблицы 5.4

Метод/оборудование

Применимость

м)

Весовое дозирование при производстве анодов

Применим для

процесса

производства анодов

5.1.4 Использование вторичного сырья

НДТ 6. Увеличение выхода меди от использования вторичных сырьевых

материалов: в том числе за счет отделения неметаллических компонентов и

металлов, кроме меди с помощью ручного разделения для отделения крупных

видимых компонентов.

5.2 Предотвращение и снижение эмиссий

5.2.1 Неорганизованные эмиссии

НДТ 7. Предотвращение или снижение неорганизованных эмиссий в

атмосферный воздух и водные объекты: улавливание эмиссий по возможности

максимально близко к источнику с последующей очисткой.

НДТ 8. Снижение неорганизованных эмиссий, образующихся при приемке и

хранении сырья: использование одного или нескольких методов, приведенных в

таблице 5.5.

Таблица 5.5

Метод/оборудование

Применимость

а)

Использование закрытых помещений или

Применяется для

емкостей/ бункеров

пылящих материалов,

таких как концентраты,

флюсы и т. д.

б)

Сооружение укрытий над площадками хранения

Применяется для

непылящих материалов,

таких как концентраты,

флюсы, твердое топливо,

крупнотоннажные

насыпные материалы и

кокс, а также вторичного

сырья, содержащего

растворимые в воде

органические соединения

в)

Герметичная упаковка

Общеприменим

г)

Сооружение укрытий над пролетами

Общеприменим

д)

Разбрызгивание воды с применением или без

Не применяется для

применения добавок

процессов, в которых

используются сухие

материалы или руды/

концентраты, содержащие

достаточное количество

естественной влаги, чтобы

127

Продолжение таблицы 5.5

Метод/оборудование

Применимость

предотвратить

пылеобразование.

Применение также

ограничено в регионах с

нехваткой воды или с

очень низкими зимними

температурами

е)

Размещение устройств улавливания пыли/газов

Применяется в местах

в точках загрузки и перегрузки

складирования пылящих

материалов

ж)

Применение надежных систем обнаружения

Общеприменим

утечек и индикации уровня заполнения

емкостей

подачей

сигналов

для

предотвращения их переполнения

з)

Хранение серной кислоты и других агрессивных

материалов в емкостях с двойными стенками или

в емкостях, размещенных внутри устойчивого к

воздействию агрессивных сред обвалования

двойной вместимости

и)

Проектирование площадок для хранения таким

образом, чтобы любые утечки из емкостей и

систем доставки удерживались внутри

обвалования, способного вместить объем

жидкости, равный, по крайней мере, объему

наибольшей емкости, размещенной внутри

обвалования. Площадка для хранения должна

быть обвалована и иметь покрытие, не

подверженное воздействию хранящегося

агрессивного материала

к)

Регулярная уборка и, при необходимости,

Общеприменим

увлажнение площадки хранения

л)

Применение защитных посадок, ограждений для

Применяется

при

защиты от ветра или обвалований с

складировании

на

наветренной стороны для снижения скорости

открытых площадках

ветра

м)

Выбор оптимальной схемы хранения

материалов, исходя из технической

возможности и других факторов

128

Окончание таблицы 5.5

Метод/оборудование

Применимость

н)

Использование нефтеловушек и песколовок в

Общеприменим

дренаже открытых площадок хранения.

Использование для хранения материалов,

которые могут содержать нефтепродукты,

бетонированных площадок с бортами или

иными удерживающими устройствами

о)

Открытые площадки, оборудованные

средствами механизации при перемещении

материалов, предотвращающими или

существенно снижающими неорганизованные

выбросы

НДТ 9. Снижение неорганизованных эмиссий, образующихся при подготовке

и транспортировке сырья. Использование одного или нескольких методов,

приведенных в таблице 5.6.

Таблица 5.6

Метод/оборудование

Применимость

а)

Использование закрытых конвейеров, пневматических

Общеприменим

или гидравлических транспортных систем

б)

Сооружение конвейеров для непылящих твердых

материалов под навесами

в)

Установка устройств сбора пыли в пунктах доставки,

Применяется при

вентиляционных отверстиях, пневматических

использовании

транспортных системах и точках перегрузки на

пылящих материалов

конвейерах передачи и их подключение к газоочистной

системе

г)

Использование для обращения с измельченными или

Общеприменим

водорастворимыми материалами закрытых мешков

или бочек

д)

Использование

специальных

контейнеров

для

транспортировки уложенных на поддонах материалов

е)

Разбрызгивание воды для увлажнения материалов в

местах их подготовки

ж)

Использование максимально коротких маршрутов

транспортировки

з)

Регулировка скорости открытых ленточных конвейеров

Применяется при

(< 3,5 м/с)

использовании

открытых ленточных

конвейеров

и)

Размещение передающих конвейеров и трубопроводов

Общеприменим

на безопасных открытых площадках выше уровня

земной поверхности с целью оперативного

129

Окончание таблицы 5.6

Метод/оборудование

Применимость

обнаружения утечек и предупреждения повреждений

транспортными средствами и другим оборудованием.

Если для перемещения неопасных материалов

используются подземные трубопроводы,

местоположение их трасс должно быть документально

зафиксировано и отмечено на местности

соответствующими предупреждающими знаками;

должны применяться системы безопасного ведения

земляных работ.

к)

Мойка колес и шасси транспортных средств

Не применяется в

условиях, которые

могут привести к

обледенению

л)

Проведение плановых кампаний по уборке дорог

Общеприменим

м)

Разделение несовместимых материалов

н)

Минимизация материальных потоков между

процессами

НДТ

10. Снижение неорганизованных выбросов от предварительной

переработки материалов: использование одного или нескольких методов,

приведенных в таблице 5.7.

Таблица 5.7

Метод/оборудование

Применимость

а)

Использование закрытых конвейеров или

Обычно применяется для

пневматических транспортных систем

пылящих материалов

б)

Обработка пылящих материалов

Общеприменим. Для

существующих заводов

применение может быть

затруднено в связи с

необходимостью больших

пространств

в)

Использование систем пылеподавления

Применяется

при

перемешивании материалов

вне помещений.

Не

применяется

для

процессов, требующих сухих

материалов.

Применение также ограничено

в регионах с нехваткой воды

или с очень низкими зимними

температурами

130

Окончание таблицы 5.7

Метод/оборудование

Применимость

г)

Использование закрытого оборудования,

Применяется при подаче

оснащенного системой улавливания

смесей, полученных с

отходящих газов, связанной с системой

помощью бункеров- дозаторов

газоочистки

или системы потери веса, при

сушке, смешивании, помоле,

разделении и гранулировании

д)

Использование вытяжных систем

Обычно применяется для

улавливания и очистки

пылевых и газообразных

выбросов

НДТ 11. Предупреждение или снижение неорганизованных выбросов:

организация пылеулавливания и очистки отходящих газов, использование одного

или нескольких методов, приведенных в таблице 5.8.

Таблица 5.8

Метод/оборудование

Применимость

а)

Предварительная тепловая или механическая

Применим при

обработка вторичного сырья с целью минимизации

использовании

органического загрязнения шихты

вторичного сырья

б)

Использование закрытых печей, оснащенных

Применение может

системами пылеулавливания, или оснащение печей

быть ограничено

и другого технологического оборудования

соображениями

вытяжными системами

безопасности

в)

Оснащение печей и конвертеров системами

отведения газов в точках загрузки и выгрузки

г)

Сбор пыли в местах перегрузки пылящих материалов

Общеприменим

д)

Оптимизация конструкции и технологии

Для существующих

эксплуатации вытяжных устройств и газоходов с

заводов применение

целью улавливания газов, возникающих при

может быть

загрузке шихты и отходящих от разогретого

ограничено

металла; выдача и перемещение расплавов

имеющимся

сульфидов или шлаков по закрытым желобам

пространством и

е)

Сооружение

укрытий

печей/реакторов

для

сложившейся

улавливания выбросов при загрузочных операциях и

планировкой

выдаче расплавов

размещения

объектов в цехах

ж)

Оптимизация потока отходящих из печи газов

Общеприменим

з)

Использование систем, позволяющих подавать

Ограниченно

сырье небольшими порциями

применим

и)

Очистка улавливаемых отходящих газов с помощью

Общеприменим

газоочистных установок

131

НДТ 12. Снижение неорганизованных выбросов от печей при производстве

меди: использование одного или нескольких методов, приведенных в таблице 5.9.

Таблица 5.9

Метод/оборудование

Применимость

а)

Брикетирование и гранулирование сырья

Применим только

для процессов и

печей,

предназначенных

для использования

гранулированного

сырья

б)

Эксплуатация печи и газоотводящих каналов при

Общеприменим

разрежении и скорости газоотведения, достаточной

для предотвращения повышения давления

в)

Системы, обеспечивающие подачу малыми порциями

г)

Вытяжные зонты/укрытия в точках загрузки и выпуска

в сочетании с системой улавливания и очистки

отходящих газов

д)

Размещение печи в вытяжном укрытии

е)

Герметизация печи

ж)

Поддержание температуры в печи на самом низком

допустимом уровне

з)

Системы всасывания переменной мощности

и)

Закрытые помещения в сочетании с другими

методами улавливания неорганизованных выбросов

к)

Подбор и подача сырья в соответствии с типом печи и

применяемыми методами сокращения выбросов

л)

Использование крышек на ротационной анодной печи

НДТ

13. Снижение неорганизованных выбросов

от конвертеров при

производстве меди: использование одного или нескольких методов, приведенных

в таблице 5.10.

Таблица 5.10

Метод/оборудование

а)

Эксплуатация печи и газоотводящих каналов при разрежении и скорости

газоотведения, достаточной для предотвращения повышения давления

б)

Первичный вытяжной зонт над конвертером, открывающийся для сбора

отходящих первичных газов

в)

Добавление материалов через вытяжной зонт либо вдувание в расплав

г)

Система вторичных вытяжных зонтов и аспирационных укрытий,

дополняющих основной зонт при загрузке печи и выпуске из нее металла

д)

Размещение печи в закрытом помещении

е)

Системы всасывания повышенной мощности и автоматизированный

контроль для предотвращения выноса газов при перемещении конвертера

132

Окончание таблицы 5.10

Метод/оборудование

ж)

Обогащение кислородом (для конвертеров с верхним дутьем)

НДТ 14. Снижение неорганизованных выбросов от извлечения меди с

помощью флотации шлака: использование одного или нескольких методов,

приведенных в таблице 5.11.

Таблица 5.11

Метод/оборудование

а)

Методы пылеподавления, такие как распыление воды, при обработке,

хранении и измельчении шлака

б)

Перемалывание и флотация производятся с использованием воды

в)

Транспортировка хвостов флотации до участка конечного хранения с

помощью гидротранспорта в закрытом трубопроводе

г)

Охлаждение шлака водой в накопителе или использование в засушливых

районах для пылеподавления таких средств, как известковое молочко

НДТ 15. Снижение неорганизованных выбросов от переработки богатых

медью шлаков: использование одного или нескольких методов, приведенных в

таблице 5.12.

Таблица 5.12

Метод/оборудование

а)

Методы пылеподавления, такие как распыление воды, при обработке,

хранении и измельчении шлака

б)

Эксплуатация печи при разрежении

в)

Герметизация печи

г)

Использование укрытий, замкнутых помещений и вытяжных зонтов для

сбора и передачи выбросов отходящих газов в систему газоочистки

НДТ 16. Снижение неорганизованных выбросов от разливки анодов при

производстве меди: использование над разливочным ковшом и над разливочной

каруселью вытяжных зонтов, оборудованных системой удаления отходящих газов.

НДТ 17. Снижение неорганизованных выбросов от электролитического

рафинирования меди: использование комбинации двух или более методов,

приведенных в таблице 5.13.

Таблица 5.13

Метод/оборудование

Применимость

а)

Добавление поверхностно-активных веществ

Общеприменим

б)

Использование покрывал или вытяжного зонта и

Применим для

отведение испарений в систему газоочистки

электролизных ванн

за исключением

случаев, когда они

должны оставаться

133

Окончание таблицы 5.13

Метод/оборудование

Применимость

не укрытыми с целью

поддержания

температуры на

необходимом

рабочем уровне

в)

Использование закрытых емкостей для хранения и

Общеприменим

трубопроводов для транспортировки растворов

г)

Улавливание аэрозолей, образующихся в

Применим для вновь

промывочных камерах машин для сдирки катодов и

строящихся цехов

в машинах для промывки анодных остатков.

д)

Применение скрубберной очистки воздуха от

Общеприменим

аэрозолей

НДТ

18. Снижение неорганизованных выбросов при некислотном и

кислотном травлении: использование закрытой линии травления с замкнутой

системой циркуляции раствора изопропилового спирта.

Применимо только при непрерывном процессе травления катанки.

5.2.2 Выбросы в атмосферный воздух

Выбросы пыли

НДТ 19. Снижение выбросов пыли и соединений металлов. Поддержание в

качестве составляющей СЭМ (см. НДТ

1) подсистемы, обеспечивающей

эффективность эксплуатации систем пылеподавления и газоочистных установок.

НДТ 20. Предотвращение или снижение неорганизованных выбросов пыли:

поддержание в качестве составляющей СЭМ (см. НДТ

1) подсистемы,

обеспечивающей эффективность эксплуатации систем пылеподавления и

газоочистных установок.

НДТ 21. Снижение выбросов пыли и соединений металлов, образующихся

при приемке, хранении, подготовке сырья (в т.ч. измельчении, пересыпке,

классификации, сушке, брикетировании): использование одной или нескольких

газоочистных установок.

Таблица 5.14 - Технологические показатели: пыль и соединения металлов в

выбросах, образующихся при приемке, хранении, подготовке сырья (в т.ч.

измельчении, пересыпке, классификации, сушке, брикетировании)

Единица

Уровень выбросов

Параметр

измерений

для данной НДТ

Пыль неорганическая с содержанием кремния

мг/нм³

≤ 100

менее 20, 20 - 70, а также более 70 процентов

Медь и ее соединения (медь оксид (медь окись;

тенорит); медь сульфат (медь сернокислая;

мг/нм³

≤ 12,0

медная соль серной кислоты); медь сульфит

(1:1); медь хлорид (монохлорид меди; хлористая

134

Окончание таблицы 5.14

Единица

Уровень выбросов

Параметр

измерений

для данной НДТ

медь); медь дихлорид (медь (II) хлорид)) (в

пересчете на медь)

Цинк оксид (в пересчете на цинк)

мг/нм³

≤ 15,0

Никель, оксид никеля (в пересчете на никель)

мг/нм³

≤ 1,0

Мышьяк и его соединения (в пересчете на

мг/нм³

≤ 1,0

мышьяк), кроме водорода мышьяковистого

Свинец и его соединения, кроме

мг/нм³

≤ 1,0

тетраэтилсвинца (в пересчете на свинец)

НДТ 22. Снижение содержания в выбросах пыли и соединений металлов,

образующихся при плавке медного сырья с получением штейна (черной меди) и

последующим конвертированием до черновой меди, кроме тех, которые

направляются на производство серной кислоты, жидкого диоксида серы,

элементарной серы или других аналогичных продуктов: использование одной или

нескольких газоочистных установок.

Таблица 5.15 - Технологические показатели: пыль и соединения металлов в

выбросах, образующихся при плавке медного сырья с получением штейна (черной

меди) и последующим конвертированием до черновой меди, кроме тех, которые

направляются на производство серной кислоты, жидкого диоксида серы,

элементарной серы или других аналогичных продуктов

Единица

Уровень выбросов

Параметр

измерений

для данной НДТ

Пыль неорганическая с содержанием кремния

мг/нм³

≤ 200

менее 20, 20 - 70, а также более 70 процентов

Медь и ее соединения (медь оксид (медь окись;

мг/нм³

≤ 15,0

тенорит); медь сульфат (медь сернокислая;

медная соль серной кислоты); медь сульфит

(1:1); медь хлорид (монохлорид меди;

хлористая медь); медь дихлорид (медь (II)

хлорид)) (в пересчете на медь)

Цинк оксид (в пересчете на цинк)

мг/нм³

≤ 11,0

Никель, оксид никеля (в пересчете на никель)

мг/нм³

≤ 1,0

Мышьяк и его соединения (в пересчете на

мг/нм³

≤ 1,0

мышьяк), кроме водорода мышьяковистого

Свинец и его соединения, кроме

мг/нм³

≤ 1,0

тетраэтилсвинца (в пересчете на свинец)

НДТ 23. Снижение содержания пыли и соединений металлов в выбросах,

образующихся при производстве медных анодов: использование одной или

нескольких газоочистных установок.

135

Таблица 5.16 - Технологические показатели: пыль и соединения металлов в

выбросах, образующихся при производстве медных анодов

Уровень

Единица

Параметр

выбросов для

измерений

данной НДТ

Пыль неорганическая с содержанием кремния

мг/нм³

≤ 70

менее 20, 20 - 70, а также более 70 процентов

Медь и ее соединения (медь оксид (медь окись;

тенорит); медь сульфат (медь сернокислая;

медная соль серной кислоты); медь сульфит

мг/нм³

≤ 5,0

(1:1); медь хлорид (монохлорид меди;

хлористая медь); медь дихлорид (медь (II)

хлорид)) (в пересчете на медь)

Цинк оксид (в пересчете на цинк)

мг/нм³

≤ 3,0

Никель, оксид никеля (в пересчете на никель)

мг/нм³

≤ 0,5

Мышьяк и его соединения (в пересчете на

мг/нм³

≤ 1,0

мышьяк), кроме водорода мышьяковистого

Свинец и его соединения, кроме

мг/нм³

≤ 1,0

тетраэтилсвинца (в пересчете на свинец)

НДТ 24. Снижение содержания пыли и соединений металлов в выбросах от

плавки медьсодержащего сырья для производства полуфабрикатов (в т.ч. медная

катанка, прокат, литьё): выбор и подача сырья в соответствии с характеристиками

печи или очистка выбросов с использование одной или нескольких газоочистных

установок.

Таблица 5.17 - Технологические показатели: пыль и соединения металлов в

выбросах от плавки медьсодержащего сырья для производства полуфабрикатов (в

т.ч. медная катанка, прокат, литьё)

Уровень

Единица

выбросов

Параметр

измерений

для данной

НДТ

Пыль неорганическая с содержанием кремния

мг/нм³

≤ 20,0

менее 20, 20 - 70, а также более 70 процентов

Медь и ее соединения (медь оксид (медь окись;

тенорит); медь сульфат (медь сернокислая;

медная соль серной кислоты); медь сульфит (1:1);

мг/нм³

≤ 15,0

медь хлорид (монохлорид меди; хлористая медь);

медь дихлорид (медь (II) хлорид)) (в пересчете на

медь)

НДТ 25. Снижение содержания соединений металлов в выбросах при

производстве медных электролитических порошков: очистка выбросов с

использование одной или нескольких газоочистных установок.

136

Таблица 5.18 - Технологические показатели: соединения металлов в выбросах

при производстве медных порошков

Единица

Уровень выбросов для

Параметр

измерений

данной НДТ

Медь и ее соединения (медь

оксид (медь окись; тенорит);

медь сульфат (медь

сернокислая; медная соль

серной кислоты); медь сульфит

мг/нм³

≤ 25,0

(1:1); медь хлорид (монохлорид

меди; хлористая медь); медь

дихлорид (медь (II) хлорид)) (в

пересчете на медь)

НДТ 26. Снижение содержания соединений металлов в выбросах при

производстве медного купороса: очистка выбросов с использование одной или

нескольких газоочистных установок.

Таблица 5.19 - Технологические показатели: соединения металлов в выбросах

при производстве медного купороса

Единица

Уровень выбросов для

Параметр

измерений

данной НДТ

Медь и ее соединения (медь

оксид (медь окись; тенорит);

медь сульфат (медь

сернокислая; медная соль

серной кислоты); медь сульфит

мг/нм³

≤ 10,0

(1:1); медь хлорид (монохлорид

меди; хлористая медь); медь

дихлорид (медь (II) хлорид)) (в

пересчете на медь)

Выбросы органических соединений

НДТ 27. Снижение риска выброса в воздух органических соединений в

выбросах, образующихся при производстве меди: использование одного из

методов, приведенных в таблице 5.20.

Таблица 5.20

Метод/оборудование

Применимость

а)

Установка или камера для дожигания

Применение ограничено

энергоемкостью отходящих газов,

которые необходимо обработать.

Отходящие газы с более низкой

энергоемкостью требуют больших

объемов топлива, что приводит к

возрастанию передачи

негативного воздействия от

137

Окончание таблицы 5.20

Метод/оборудование

Применимость

одного компонента окружающей

среды к другому

б)

Рекуперативная установка для

Емкостью отходящих газов,

дожигания

которые необходимо обработать.

Отходящие газы с более низкой

энергоемкостью требуют больших

объемов топлива, что приводит к

возрастанию передачи

негативного воздействия от

одного компонента окружающей

среды к другому

в)

Проектирование печи и устройств по

Применим только для новых или

очистке выбросов с учетом состава

полной модернизации

доступного сырья

действующих печей

г)

Подбор и подача сырья в соответствии с

Общеприменим

характеристиками печи и устройств по

очистке выбросов

д)

Термодеструкция летучих органических

соединений в печи при высокой

температуре (> 1000 °C)

НДТ

28.

Снижение

риска

выброса

воздух

полихлордибензодиоксинов/фуранов (ПХДД/Ф) при производстве меди:

использование одного из или комбинации методов, приведенных в таблице 5.21.

Таблица 5.21

Метод/оборудование

а)

Выбор сырья в соответствии с характеристиками печи и используемыми

методами сокращения выбросов

б)

Выбор оптимальных параметров горения

в)

Использование системы, обеспечивающей подачу сырья малыми порциями

г)

Термодеструкция ПХДД/Ф в печи при высоких температурах (> 850 °C)

д)

Использование системы внутренних горелок

е)

Использование камер и установок для дожигания

ж)

Избегать скопления пыли в дымоходах, через которые отводятся газы с

температурой > 250 °C

Описание методов:

НДТ 28а. Исходное сырье должно подбираться таким образом, чтобы печь и

система очистки выбросов, используемая для достижения требуемых значений

показателей эффективности, могли обеспечить необходимое улавливание

загрязняющих веществ, содержащихся в подаваемой шихте.

НДТ

28б. Действия по оптимизации условий горения: обеспечение

необходимого смешивания кислорода воздуха с компонентами, содержащими

138

углерод, контроль температуры газов и времени контакта, необходимого для

окисления органического углерода, входящего в состав ПХДД/Ф.

НДТ 28в. Подача сырья в полузакрытые печи небольшими порциями для

уменьшения охлаждения печи во время загрузки. Это позволяет поддерживать

более высокую температуру газа и предотвращает образование ПХДД/Ф.

НДТ 28е. Отходящий газ проходит через пламя горелки и органический

углерод, соединяясь с кислородом, образует CO2.

НДТ 28ж. Наличие пыли при температуре выше

250 °С способствует

образованию ПХДД/Ф.

Выбросы SO2

НДТ 29. Снижение выбросов SO2 в отходящих газах от плавления меди путем

направления их на производство серной кислоты, жидкого диоксида серы,

элементарной серы или других аналогичных продуктов: очистка выбросов с

использование одной или нескольких газоочистных установок.

Применимость: применимо в зависимости от содержания диоксида серы в

газах и от наличия рынка сбыта производимого продукта или условий для

долговременного хранения.

НДТ 30. Снижение выбросов SO2 от плавки медного сырья с получением

штейна (черной меди) и последующим конвертированием до черновой меди, за

исключением направляемых на производство серной кислоты, жидкого диоксида

серы, элементарной серы или других аналогичных продуктов: использование

одного из или комбинации методов, приведенных в таблице 5.22.

Таблица 5.22

Метод/оборудование

Применимость

а)

Газоочистные установки

Применение мокрого скруббера может быть

мокрого типа (скруббер,

ограничено в следующих случаях:

системы абсорбции/ десорбции

- очень высокий расход потока отходящих

и пр.)

газов, что связано с последствиями передачи

загрязнения (значительные объемы отходов

и сточных вод);

- в засушливых районах с большими

объемами

необходимой

воды

необходимостью в очистке сточных вод и

связанными с ними последствиями передачи

загрязнения.

Системы абсорбции/ десорбции не применим

при отсутствии завода по производству

серной кислоты или жидкого диоксида серы.

б)

Раздельный слив расплавов с

Общеприменим

плавильных агрегатов

в)

Выбор сырья в соответствии с

Общеприменим

характеристиками печи и

используемыми методами

сокращения выбросов

139

Таблица 5.23 - Технологический показатель: выбросы SO2 от плавки медного

сырья с получением штейна (черной меди) и последующим конвертированием до

черновой меди

Параметр

Единица измерений

Уровень выбросов для НДТ

Серы диоксид

мг/нм³

≤ 1700

НДТ 31. Снижение выбросов SO2, образующихся при производстве медных

анодов: использование одного или нескольких методов, приведенных в таблице

5.24.

Таблица 5.24

Метод/оборудование

Применимость

Газоочистные установки

а)

Общеприменим

сухого или мокрого типа

Выбор сырья в

Общеприменим

соответствии с

б)

характеристиками печи и

используемыми методами

сокращения выбросов

Таблица

5.25 - Технологический показатель: выбросы SO2 от производства

медных анодов

Параметр

Единица измерений

Уровень выбросов для данной НДТ

Серы диоксид

мг/нм³

≤ 300

Выбросы H2SO4

НДТ

32. Снижение выброса серной кислоты от электролитического

рафинирования меди: очистка выбросов с использование одной или нескольких

газоочистных установок.

Таблица

5.26

- Технологический показатель: выбросы серной кислоты от

электролитического рафинирования меди

Уровень выбросов для данной

Параметр

Единица измерений

НДТ

Серная кислота (по

мг/м³

≤ 10

молекуле H2SO4)

Выбросы NO и NO2

НДТ 33. Снижение выброса NO и NO2 от пирометаллургических процессов:

использование одного из методов, приведенных в таблице 5.27.

Таблица 5.27

Метод/оборудование

а)

Горелки с низкими выбросами NOx

б)

Кислородно-топливные горелки

140

Окончание таблицы 5.27

Метод/оборудование

в)

Дутье, обогащенное кислородом

г)

Газо-мазутные горелки

Таблица 5.28 - Технологический показатель: выбросы в воздух NO и NO2 от

пирометаллургических процессов

Уровень выбросов для данной

Параметр

Единица измерений

НДТ

Азота оксид (азот (II)

мг/м³

130

оксид; азот монооксид)

Азота диоксид (двуокись

мг/м³

170

азота; пероксид азота)

Выбросы ртути

НДТ 34. Сокращение выбросов ртути от пирометаллургических процессов, в

которых применяется сырье, содержащее ртуть: использование сырья с низким

содержанием ртути.

Предполагается также сотрудничество с поставщиками сырья с целью

предварительного удаления ртути из сырьевых материалов.

5.2.3 Охрана почвы и подземных вод

НДТ

35. Предотвращение загрязнения почвы и подземных вод при

флотационном извлечении меди: правильное проектирование объектов

размещения шлака, хвостов флотации, шламов, обеспечивающее исключение

эмиссии стоков.

НДТ 36. Предотвращение загрязнения почвы и подземных вод электролитом

при производстве меди: использование комбинации двух или более методов,

приведенных в таблице 5.29.

Таблица 5.29

Метод/оборудование

а)

Использование дренажной системы

б)

Использование влагонепроницаемых и кислотостойких полов

в)

Использование емкостей с двойными стенками или размещение их внутри

прочного обвалования с непроницаемыми полами

5.2.4 Сбросы загрязняющих веществ в водные объекты

НДТ 37. Предотвращение образования сточных вод: использование одного

или нескольких методов, приведенных в таблице 5.30.

Таблица 5.30

Метод/оборудование

Применимость

а)

Возврат в технологический процесс

Общеприменим

воды, использованной для охлаждения и

141

ИТС НДТ 3-2025 Производство меди - часть 2