Сущность гидрометаллургического способа выпуска цинка с использованием сульфидных цинковых концентратов. Анализ технологического оборудования обжигового цеха. Основные стадии производства серной кислоты. Принцип работы пылегазоулавливающих установок.
Аннотация к работе
Сущность гидрометаллургического метода производства цинка заключается в выщелачивании обожженных цинковых концентратов слабым раствором серной кислоты с целью перевода цинка в раствор в виде сульфата, очистке цинкового раствора от примесей, электролитическом осаждением металла из очищенного раствора и плавке катодного цинка в индукционных электропечах. Осветленный раствор (богатый по цинку) откачивается в отделение очистки комплекса электролиза цинка, а сгущенная пульпа направляется на кислое выщелачивание. Вредными основными веществами, выделяющимися в воздушный бассейн при работе выщелачивательного цеха являются: - пары сульфато цинка, меди и кадмия (взвешенные вещества), - пары отработанного цинкового электролита (100 гр/л серных кислот), кадмия-окись. В состав цеха - комплекс электролиза цинка входят следующие переделы: · очистка от примесей растворов; При этом раствор обедняется цинком и обогащается серной кислотой, образующейся в результате взаимодействия с водой освобождающейся группы SO4.
Введение
Металлургия является базовой отраслью промышленности России и в значительной степени определяет жизнеспособность экономики в целом. На производство черных и цветных металлов расходуется 14% топливо, 16% электроэнергии, 40% сырья и минеральных ресурсов общего потребления в стране. Почти 30% грузов, перевозимых железнодорожным транспортом, обеспечивают нужды металлургии. По результатам исследований ЕЭК ООН, в странах с развитой экономикой на изделия с использованием черных и цветных металлов в структуре внутреннего валового продукта приходится свыше 75%. В России металлургия вслед за топливно-энергетическим комплексом является крупнейшим поставщиком валюты (17%). Потребление цинка в России составляет около 60% общего потребления и странах СНГ.
В настоящее время степень обеспечения потребления отраслей народного хозяйства России в цинке за счет собственного производства составляет около 46%.
ОАО "Челябинский цинковый завод" является частью цинковой промышленности России и мира.
Челябинский цинковый завод - ведущий российский поставщик высококачественного цинка и сплавов на его основе, лидер отечественной цинковой отрасли, располагающий самыми современными мировыми технологиями производства цинка. Это вертикально-интегрированная компания, в которой представлен полный технологический цикл производства металлического цинка: от добычи и обогащения руды до выпуска готовой продукции в виде рафинированного цинка и сплавов на его основе.
Целью работы является: ознакомление с производством, его краткая характеристика, описание технологических процессов, состав отходящих газов, характеристика пылегазоулавливающих установок и анализ их работы на ОАО” Челябинский цинковый завод”. Изучить оценку риска для здоровья населения при обосновании санитарно-защитной зоны ОАО «Челябинский цинковый завод», изучить отбор проб воздуха рабочей зоны, подготовку проб к анализу.
1.
Основные характеристики производства на ОАО «Челябинский цинковый завод»
Челябинский цинковый завод введен в эксплуатацию в 1935 г.
Форма собственности - открытое акционерное общество.
Сырьевая база - завод перерабатывает цинковые концентраты с содержанием цинка 48-51% российских горно-обогатительных комбинатов: Учалинского; Сибайского; Гайского; Салаирского; Кировградского, а также импортное сырье стран ближнего и дальнего зарубежья.
В настоящее время завод выпускает следующую товарную продукцию: 1. Цинк, ГОСТ 3640-94, марки SHG, ЦОА, ЦО, Ц1;
2. Сплавы на его основе ТУ-647 РК-00200928-96-2000;
На заводе применен гидрометаллургический способ производства цинка, с использованием сульфидных цинковых концентратов.
Сущность гидрометаллургического метода производства цинка заключается в выщелачивании обожженных цинковых концентратов слабым раствором серной кислоты с целью перевода цинка в раствор в виде сульфата, очистке цинкового раствора от примесей, электролитическом осаждением металла из очищенного раствора и плавке катодного цинка в индукционных электропечах.
Производственный процесс на заводе слагается из следующих основных стадий: 1. Обжиг цинковых концентратов;
2. Выщелачивание цинксодержащих материалов;
3. Очистка цинковых растворов от примесей;
4. Электролитическое осаждение цинка;
5. Плавка катодного цинка;
6. Вельцевание цинковых кеков (остатков от выщелачивания продуктов обжига);
7. Переработка вельц-окислов;
8. Производство серной кислоты.
Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха являются производственные цеха: обжиговый, выщелачивательный, комплекс электролизация цинка, вельц-цех, гидрометаллургический, сернокислотный, вспомагательное производство.
3. Краткая характеристика производства ОАО ”ЧЦЗ” с точки зрения загрязнения атмосферы
Обжиг цинковых концентратов (обжиговый цех).
Целью обжига цинковых концентратов является перевод сульфидных соединений цинка в окисные. В процессе обжига сера удаляется с печными газами в виде сернистого ангидрида, а находящиеся в огарке окислы цинка передаются в выщелачивательный цех на последующую переработку.
Для обжига цинковых концентратов используются обжиговые печи кипящего слоя (КС).
Процесс окислительного обжига проводится с применением воздушного дутья обогащенного кислородом. Содержание кислорода в дутье составляет 32-37%. Окисление сульфидов протекает с выделением значительного количества тепла.
Утилизация тепла осуществляется установкой испарительного охлаждения. Часовая выработка пара составляет 6-8 тонн. Температура в слое печи поддерживается в диапазоне 920-980С и регулируется в основном только изменением загрузки концентратов. Производительность печи КС по концентрату колеблется в пределах 260-450 тонн/сутки.
Основным технологическим оборудованием обжигового цеха является: обжиговые печи кипящего слоя (КС), (5 штук), площадь пода печи 35м2;
электромостовой грейферный кран (4 штуки) - применяется при выгрузке концентратов из полувагонов и в приготовлении шихты.
Для нормального ведения технологического процесса контролируются следующие основные параметры: - химический состав перерабатываемых концентратов;
- температуры в печи (в точках, термопары);
- объем дутья подаваемого в печь (расходомер);
- давление под подиной и сводом печи (манометр);
- количество кислорода подаваемого в печь (расходомер);
- содержание пыли и сернистого ангидрида в газах, передаваемых в сернокислотное производство (газоанализатор).
Вредными основными веществами, выделяющимися в воздушный бассейн при работе печного отделения обжигового цеха являются: - пыль концентрата и огарка, - диоксид серы (сернистый ангидрид), В складе цинковых концентратов: - пыль концентрата (взвешенные вещества).
Выщелачивание цинксодержащих материалов (выщелачивательный цех).
Целью выщелачивания обожженного концентрата является растворение окиси цинка и других компонентов в растворах серной кислоты.
Выщелачивание проводится в пачуках в две стадии. Первая стадия - нейтральное выщелачивание, вторая - кислое.
Нейтральное выщелачивание огарка проводится оборотным раствором второй стадии с добавлением отработанного электролита (содержащего 140-180 г/л серной кислоты) и заканчивается нейтрализацией пульпы продуктами обжига до РН равным 4,8-5,3.
Пульпа после нейтрального выщелачивания направляется на сгущение. Осветленный раствор (богатый по цинку) откачивается в отделение очистки комплекса электролиза цинка, а сгущенная пульпа направляется на кислое выщелачивание. Кислое выщелачивание проводится крепким раствором серной кислоты при РН равным 2-3,5.
Остатки от кислого выщелачивания (кек) направляются на вельцевание.
- содержание цинка, железа, меди, кадмия и т.д. в технологических растворах;
- температура растворов;
- расход цинковой пыли, соли Шлиппе, флокулянта Магнафлок;
- содержание цинка, железа, меди, кадмия, и т.д. в кеках (твердых продуктах).
Вредными основными веществами, выделяющимися в воздушный бассейн при работе выщелачивательного цеха являются: - пары сульфато цинка, меди и кадмия (взвешенные вещества), - пары отработанного цинкового электролита (100 гр/л серных кислот), кадмия-окись.
Цех - комплекс электролиза цинка.
В состав цеха - комплекс электролиза цинка входят следующие переделы: · очистка от примесей растворов;
· электролиз;
· плавильное отделение.
1. Очистка цинковых растворов от примесей.
Осветленный раствор после нейтрального выщелачивания в выщелачивательном цехе направляется в отделение очистки КЭЦ. Очистка растворов от вредных для электролиза микропримесей проводится цинковой пылью и основана на замещении в растворе одних металлов другими.
В процессе очистки растворов получают цинковый электролит, направляемый на электролиз цинка, медно-кадмиевый кек, используемый, как основное сырье для производства кадмия и медный кек, который направляется на вельцевание.
2. Электролитическое осаждение цинка.
Сущность процесса электролиза заключается в следующем. Очищенный от примесей цинковый электролит непрерывно поступает в электролизные ванны, в которых установлены легированные серебром свинцовые аноды и алюминиевые катоды.
Через ванны пропускают постоянный электрический ток. При прохождении тока через электролит положительные катионы (Zn2 ) осаждаются на алюминиевых катодах, образуя металлический катодный осадок. При этом раствор обедняется цинком и обогащается серной кислотой, образующейся в результате взаимодействия с водой освобождающейся группы SO4.
В процессе электролиза температура электролита в ваннах повышается за счет джоулева тепла. Для охлаждения электролита используются градирни. Продолжительность наращивания цинка на катодах 48 часов.
После этого катода вынимаются из ванны для сдирки с них цинкового осадка, который направляется на плавку.
Отработанный цинковый электролит (с содержанием серной кислоты 140-180 г/л) направляется на выщелачивание обожженного концентрата и вельцокиси.
3. Плавка катодного цинка.
Полученный при электролизе катодный цинк переплавляется в чушки и блоки определенной формы и массы согласно требованиям ГОСТА.
Плавка катодного цинка производится в индукционных электропечах при температуре 520-570ОС. Расплавленный цинк разливается в изложницы, установленные на карусельной машине. Далее чушки цинка складываются в пакеты и обвязываются металлической лентой.
Основным технологическим оборудованием комплекса электролиза цинка является: - фильтр-прессы (15 шт.);
- реакторы (38 шт.);
- градирни (3 шт.);
- каскады электролитных ванн (4 шт.);
- кран оператор (2 шт.) для подъема катодов, анодов;
Контролируемые параметры технологического процесса: - содержание компонентов в технологических растворах;
- температура поступающего и отработанного электролита;
- амперная нагрузка на серии электролизных ванн;
- температура в индукционных печах.
Вредными основными веществами, выделяющимися в воздушный бассейн при работе КЭЦ являются: - пары сульфата цинка;
- пары отработанного цинкового электролита(серная кислота);
- пыль дросса(окись цинка);
- хлор;
- хлористый водород;
- пары хлористого аммония.
Вельцевание цинковых кеков (вельц-цех).
Остатки от выщелачивания обожженного концентрата (кек) содержащего в себе до 23% цинка направляются на вельцевание.
Фильтрацию пульпы цинковых кеков осуществляют на фильтр-прессе «Ларокс». Подсушенный цинковый кек направляется на вельц-печи. Производительность вельц-печей 85-110 т/сутки.
Процесс вельцевания кеков основан на восстановлении и возгонке цинка из его окисленных соединений твердым углеродом при температуре 1100-1300ОС и окислении паров цинка кислородом воздуха.
Продуктами вельцевания цинковых кеков являются: - вельц-окись - содержит до 70% цинка, улавливается в рукавных фильтрах и направляется в ГМЦ;
- клинкер, концентрирующий в себе медь и благородные металлы, отгружается на медные предприятия.
Основным технологическим оборудованием вельц-цеха являются: - четыре вельц-печи, диаметром 2,5м и 2,8м, длиной 41м и одна вельц-печь, диаметром 4,0м, длиной 60м;
Контролируемые параметры: - соотношение в загрузке вельц-печей цинкового кека и коксика;
- расход природного газа на вельц-печи;
- температура и тяговый режим вельц-печи;
- влажность кеков после фильтр-прессов «Ларокс»;
- запыленность газов после рукавных фильтров.
Вредными основными веществами, выделяющимися в воздушный бассейн при работе вельц-цеха являются: - пыль цинкового кека;
- окись цинка;
- сернистый ангидрид;
- окись азота;
- окись углерода.
Производство серной кислоты (сернокислотный цех, СКЦ).
Полученные при обжиге концентратов печные газы, содержащие от 7 до 10% сернистого ангидрида, направляются в сернокислотное производство. Получение серной кислоты основано на окислении диоксида серы кислородом воздуха в присутствии катализатора.
Технология производства серной кислоты состоит из следующих основных стадий: - очистка газов от примесей;
В сернокислотном цехе работают 3 самостоятельные технологические системы с производительностью до 40 тыс. нм3 газа в час. Основным технологическим оборудованием сернокислотного цеха являются: - промывная башня (10 штук) - для охлаждения и очистки газа от примесей;
- увлажнительная башня (3 штуки) - для увлажнения газа и укрупнения частиц тумана серной кислоты;
- сушильная башня (5 штук) - для сушки газа;
- нагнетатель ТИП 700-13-2 (5 штук) - для «протягивания» газа через системы;
- контактный аппарат (5 штук) - для окисления сернистого ангидрида в серный ангидрид;
- абсорбер (7 штук) - для поглощения триоксида серы;
- резервуар (16 штук) - для хранения серной кислоты.
При производстве серной кислоты контролируются следующие технологические параметры: - температуры газов на входе и выходе технологических агрегатов;
- содержание сернистого ангидрида на выхлопе и перед контактным аппаратом;
- массовая доля моногидрида (H2SO4) в промпродуктах СКЦ;
- перепад разряжений в технологическом оборудовании.
Обжиговый газ после сухих электрофильтров с температурой не более 300С поступает в промывное отделение для удаления примесей. Сернистый газ охлаждается и промывается серной кислотой, последовательно проходя 1 и 2 промывные башни, из промывного отделения газ, с температурой не более 45С,поступает в сушильное отделение.
Вредными основными веществами, выделяющимися в воздушный бассейн при производстве серной кислоты являются: - сернистый ангидрид;
- аэрозоль серной кислоты.
Гидрометаллургический цех.
Гидрометаллургический цех осуществляет переработку вельцокиси с целью извлечения ценных компонентов.
Основное оборудование: - сгустители емкостью 500 куб.м;
- механические агитаторы;
- различные фильтры;
- барабанные сушилки и печи «КС»;
- экстракционная установка, оборудование для получения индия высокой чистоты.
Продукция цеха - раствор сульфата цинка, передаваемый в технологический цикл завода; металлический индий марок ИН-000, ИН-00 и сплавы на его основе; свинцовый кек; технический сульфат цинка.
Для обеспечения устойчивого ведения технологического процесса в цехах завода имеются технологические инструкции, где подробно изложены технологические процессы, взаимодействия смежных цехов, характеристики оборудования, их производительность, рабочие параметры. Также в технологических инструкциях предусмотрен перечень возможных технологических отклонений и действия персонала в этих условиях.
В цехах завода имеются планы ликвидации аварийных ситуаций, по которым персонал завода проходит обучение.
На многих переделах установлены приборы контроля, системы автоматического и дистанционного управления технологического процесса, обеспечивающие не только соблюдение режимов в заданных диапазонах, но и своевременно извещающих об отклонениях от заданных параметров.
На заводе разработаны и действуют стандарты предприятия, обеспечивающие порядок организации и управления производством. Стандарты предприятия разработаны на все технологические процессы, применяемые на заводе, и устанавливают основные требования к организации соблюдения технологических режимов в соответствии с действующей нормативно-технической документацией.
Вредными основными веществами, выделяющимися в воздушный бассейн при работе гидрометаллургического цеха являются: - пары сульфата цинка;
- сероводород;
- мышьяковистый водород;
- пары серной кислоты;
- пыль свинцового кека.
Вспомагательное производство.
Бесперебойная работа основного производства завода обеспечивается энергетическим хозяйством, транспортной и ремонтной службами, технически оснащенной лабораторией. Все технологические агрегаты оборудованы эффективными газопылеулавливающими установками, обеспечивающими очистку отходящих в атмосферу газов до установленных нормативов. Функционируют четыре водооборотных цикла; очистные сооружения для очистки объединенных промливневых и хозбытовых стоков.
Энергоцех.
Источниками загрязнения атмосферного воздуха являются продукты сгорания природного газа в котлах. При сжигании природного газа образуются загрязняющие вещества: - оксиды азота;
- оксид углерода;
- бенз(а)пирен.
Рудный двор.
На рудном дворе осуществляется хранение сырья для основного производства, представленного цинковым концентратом, марганцевой рудой, коксовой мелочью, цинковым кеком, медьсодержащим кеком, свинцовым кеком, окисью цинка. Кроме того, на рудном дворе отведены места для хранения щебня, песка, известняка и шлама очистных сооружений.
Выбросы вредных веществ обусловлены сдуванием пыли с поверхности штабелей, работой техники при погрузочно-разгрузочных работах и формировании штабелей. Основными вредными веществами, выделяющимися в воздушный бассейн от рудного двора, являются: - пыль концентрата (взвешенные вещества);
- пыль неорганическая до 20% SIO2;
- пыль неорганическая 70-20 % SIO2;
- марганец и его соединения;
- кадмий оксид;
- свинец и его неорганические соединения;
- цинк оксид;
- цинк сульфат;
- цинк дихлорид;
- оксиды азота;
- сажа;
- ангидрид сернистый;
- углерода оксид;
- бенз(а)пирен;
- керосин;
- кальций оксид;
- медь сернокислая.
Транспортный цех.
Транспортный цех осуществляет обслуживание автотранспорта предприятия, обеспечивает работу маневровых тепловозов, узла разгрузки ВЦС.В ведении цеха находится тепляк для размораживания в холодное время года поступающего на предприятие сырья.
При работе цеха в атмосферу выделяется следующие загрязняющие вещества: - оксиды азота;
- сажа;
- ангидрид сернистый;
- углерода оксид;
- бенз(а)пирен;
- керосин;
- кадмий оксид;
- натрия гидроксид;
- цинк оксид;
- цинк дихлорид;
- пыль концентрата (взвешенные вещества).
Лаборатория.
Служба технического контроля имеет в своем составе аналитическую лабораторию, осуществляющую контроль качества сырья и материалов, а также воздуха рабочей зоны, контроль за работой газоочистных установок.
При проведении лабораторных исследований отобранных проб в атмосферный воздух через вытяжные шкафы выделяются следующие загрязняющие вещества: - соляная кислота;
- азотная кислота;
- аммиак;
- серная кислота;
- взвешенные вещества.
Топливно-заправочный пункт.
Топливно-заправочный пункт предназначен для обслуживания автотранспорта предприятия, работающего на светлых нефтепродуктах - на бензине марок Аи-76, Аи-96 и дизельном топливе.
Основными вредными веществами, выделяющимися в воздушный бассейн от заправочного пункта, являются: - гексан;
- метан;
- амилены;
- бензол;
- ксилол;
- метилбензол;
- этилбензол;
- сероводород.
Очистные сооружения.
Очистные сооружения предназначены для очистки объединенных промливневых и хозбытовых стоков.
В состав очистных сооружений входят очистки размола извести и гашения извести, от которых происходит выделение оксида кальция и взвешенных веществ.
4. Краткая характеристика пылегазоулавливающих установок и анализ их работы на ОАО” Челябинский цинковый завод”
С целью очистки пылевых выбросов, отходящих от основных производственных агрегатов, на предприятии установлено ниже перечисленное оборудование: Выщелачивательный цех: Очистка газов от отражательных печей - рукавный фильтр РФГ- 5-МС с КПД 99,3%;
Комплекс электролиза цинка: Очистка газов от индукционных печей - рукавный фильтр FC-801 с КПД 98,0%;
Очистка газов дроссового отделения FC-851 и FC-852 с КПД 98,0%;
Установка получения цинковой пыли - рукавный фильтр МЕ-905 и МЕ-906 со степенью очистки 88,5%;
Участок плавки анодов - рукавный фильтр FC-951 со степенью очистки 95,3%;
Участок плавки анодов - промыватель Т-951 со степенью очистки 99,9%;
Гидрометаллургический цех.
Установка получения цинкового купороса - по 2 циклона СИОТ и 2 скруббера ударного действия (СУД и ПВМ-40СА) с суммарной степенью очистки 96,7%;
Общеобменная вентиляция верхней головки вельц0печи №5 - рукавный фильтр СФЕ-180 со степенью очистки 99,9%;
Установка вакуумной уборки пыли - рукавный фильтр ФРИ-30 со степенью очистки 99,9%;
Сернокислотный цех: Очистка газов, отходящих от системы ДК/ДА № 1 и 2 - электрофильтры БВК ( ЭВМТР-3,6) со степенью очистки 93%;
Очистка газов, отходящих от системы ДК/ДА № 3,4 и 5 - туманоуловители” Бегг Куслан” со степенью очистки 96%;
Очистка газов станции концентрирования серной кислоты - мокрый абсорбер со степенью очистки 90%;
Служба технического контроля: Очистка газа от валков дробилок и сит - циклон ЦН -15 со степенью очистки 70%.
5. Предотвращение возможных аварий, противопожарная защита, безопасность труда
Предотвращение возможных аварий гарантируется профессиональной подготовкой персонала, знанием своих обязанностей в части ликвидации аварийных ситуаций, проведением тренировок в соответствии с планами ликвидации аварий.
Планы ликвидации аварий составлены, утверждены и раз в два года пересматриваются по всем подразделениям завода, в том числе и по каждому поднадзорному Госгортехнадзору объекту.
Производственные участки оснащены штатными средствами пожаротушения и системами охранно-пожарной сигнализации. На территории завода 25 пожарных гидрантов и один пожарный водоем. Кроме того, при необходимости, привлекаются специалисты городской пожарной части.
С целью организации работы по созданию здоровых и безопасных условий труда, контроля соблюдения правил, норм и инструкций по технике безопасности на заводе существует служба промышленной безопасности, охраны труда и экологии. Все работники службы имеют высшее техническое образование и достаточный опыт производственной деятельности. В своей работе руководствуются «Положением о службе промышленной безопасности, охраны труда и экологии», утвержденное техническим директором ОАО «ЧЦЗ» и «Положением о системе производственного контроля за соблюдением требований промышленной безопасности на ОАО «ЧЦЗ» согласованное с Госгортехнадзором.
6. Экологические аспекты цинкового производства
Снижение техногенного влияния цинкового производства на экологию имеет принципиальное значение для АООТ “ЧЭЦЗ”, т.к. крупнейший в России производитель цинка, расположен внутри г. Челябинска. Установленная городскими властями санитарно - защитная зона не превышает 1 км.
С учетом изложенного на предприятии постоянно происходит работа по внедрению экологичных технологий, уменьшению выбросов в атмосферу, сбросов в водоем и утилизации в производственном цикле, образующихся твердых отходов.
Несмотря на увеличение объема производства на 10-15% выбросы вредных веществ в атмосферу за последние годы практически не выросли, а сброс техногенных продуктов даже снизился на 10%.
Основными источниками образования технологических отходящих газов являются обжиговые печи, вельц-печи, сушильные барабаны.
Все обжиговые газы печей КС поступают на утилизацию в сернокислотный цех. При этом их очищают от пыли, селена, ртути и других примесей в электрофильтрах, промывных башнях. После извлечения из очищенных газов в сернокислотном цехе сернистого ангидрида их выбрасывают в атмосферу.
Внедрение комплекса мероприятий, главное из которых система двойного контактирования, позволила обеспечить допустимые ПДВ, причем содержание сернистого ангидрида не превышает 0,05%.
Проблему выбросов тумана серной кислоты, так называемых хвостов, удалось решить установкой после многогидратного абсорбера 2 -й стадии электрофильтров ЭВМТР - 1 - 2,7 - 36. Внедрение проводилось совместно с институтом “Гинцветмет” и трестом “Уралцветметгазоочистка”. Концентрация сернокислотного тумана снизилась в 1,6 раза.
В настоящее время ведется дальнейшая модернизация сернокислотного производства, благодаря которой содержание сернокислотного тумана снижается в 6 - 9 раз, а единичная мощность системы возрастает в 1,8 раза.
Решена проблема с утилизацией ртутно-селенового шлама. Внедрение нового способа обработки шлама позволило обеспечить извлечение из него ртути в условиях действующих ртутных производств.
В цинковом производстве основным источником загрязнения воздушного бассейна является окисный передел. На долю вельц-цеха приходится до двух третьих от общего объема валовых выбросов, причем основным из них являются сернистый ангидрид, цинк - свинецсодержашая пыль. В процессе переработки вельцокиси на участке сушки свинцового кека находится главный источник выброса свинца в атмосферу.
Поэтому решение экологических проблем на указанном переделе велось в двух направлениях: модернизация технологии;
техническое перевооружение.
Внедрение флюсующих добавок на вельцевание позволяет снизить содержание сернистого ангидрида в отходящих газах вельц - печей с 1,5-2,5 г/нм3 до 1-1,2 г/нм3.
Проводился поиск новых фильтрующих материалов, для улавливания пыли из вельц - газов. Использование фильтровальных рукавов из ткани “Номекс” фирмы “BWF” позволяет повысить степень улавливания дополнительно на 30%.
Модернизация газоочистного оборудования вельц - цеха с установкой рукавных фильтров с импульсной регенерацией фильтроткани позволит снизить запыленность отходящих газов до ПДК (5 мг/нм3).
Другим возможным источником выбросов пыли на указанном переделе является процесс сушки кеков в сушильных барабанах.
Проведенный заводскими специалистами поиск с последующим испытанием более совершенного оборудования показали, что исключить сушку и получать кеки с требуемой влажностью (менее 20%) можно путем внедрения вертикальных фильтр-прессов фирмы “Larox” (Финляндия). Конструкция указанных фильтров позволяет вести не только глубокое обезвоживание, но и промывку кеков.
Последнее имеет важное значение для вельц передела, т.к. позволяет дополнительно снизить выбросы сернистого ангидрида на 60-70%.
На АООТ “ЧЭЦЗ” воду расходуют на конденсацию паров воды при охлаждении электролита в вакуум - испарительной установке, на охлаждение вакуумных насосов в фильтровально сушильном отделении, охлаждение клинкера вельц - печей, отмывку вельц - окислов от хлора, в систему испарительного охлаждения обжигового цеха и для других целей.
Как указывалось выше, несмотря на рост производства цинка, объем потребление воды и ее сброс снизили на 10%. Снижение объема сброса сточных вод связано как с неуклонным повышением технологической дисциплины, так и в первую очередь, с разработкой на предприятии ряда технических новшеств. Организация общезаводского оборотного водоснабжения, а также локального в основных цехах предприятия позволила обеспечить степень водооборота равной 95,6%.
Внедрено использование конденсата от нагрева растворов цеха выщелачивания на отмывку вельцокиси, что позволило использовать как сам конденсат, так и его тепло, а также увеличивает степень водооборота.
Внедрено на предприятии и использование оборотной воды, условно ее можно назвать первой категории (охлаждение вакуум насосов, компрессоров и т.д.), для подпитки оборотной системы II категории (гашение и гидротранспорт клинкера, мокрая газоочистка и т.п.)
При многократном использовании оборотной воды в ней накапливаются примеси (особенно сульфат цинка). Кроме того, при отмывке вельцокиси от хлора и регенерации фильтров на станции умягчения воды образуются трудно утилизирующие стоки, содержащие хлориды натрия.
Поэтому необходима очистка части оборотной воды и сточных вод путем снижения примесей до допустимого уровня.
Очистка основного производится на очистных сооружениях завода, использующих в качестве основного реагента гашеную известь. Образующийся шлам, содержащий цинк, кадмий и другие тяжелые металлы, которые утилизируются в пирометаллургических переделах предприятия. На АООТ ЧЭЦЗ разработана и внедрена технологии, позволяющая утилизировать хозяйственно-бытовые стоки (объем около 1000 м3/сут) на собственных очистных сооружениях.
В ходе технологического процесса переработки сырья на предприятии, образуются следующие твердые отходы и промпродукты производства: свинцовые и медные кеки; медный клинкер; шламы очистных сооружений и сернокислотного производства (ртутно-селеновый), а также отработанная контактная масса (ванадиевый катализатор) и отработанная фильтроткань.
На заводе действует с 1996 года положение о складировании и утилизации отходов. Об утилизации шламов было сказано выше.
Медные кеки и медный клинкер полностью утилизируются на медеплавильных заводах Челябинской области. На свинцовых предприятиях Казахстана имеется спрос на свинцовые кеки АООТ ЧЭЦЗ. Однако, учитывая, что в России практически отсутствует производство свинца, специалистами завода совместно и с институтом “Гинцветмет” разработана без отходная технология их переработки.
Главным объектом технического перевооружение предприятия является комплекс электролиза цинка (КЭЦ), строительство которого ведется по проекту фирмы “Снампроджетти” (Италия).
Ввод в действие КЭЦ оказывает существенное влияние на экологические показатели предприятия: за счет перевода вакуум - испарительного охлаждения электролита на охлаждение в градирнях снижается водопотребление на 750 м3/сут, а валовые выбросы на 110 т/год;
ввод нового отделения электролиза и переплавки цинка с установками по приготовлению цинковой пыли и переработке дроссов сокращает выбросы пыли на 81т/год ( в том числе сульфата цинка - 30 т/г, окиси цинка - 11т/г), серной кислоты - 7 т/г, аммиака - 12 т/г, хлористого водорода - 4 т/г. гидрометаллургический цинковый обжиговый пылегазоулавливающий
7. Оценка риска для здоровья населения при обосновании санитарно-защитной зоны ОАО «Челябинский цинковый завод»
Территория производственной площадки ОАО «Челябинский цинковый завод» расположена в Курчатовском районе г. Челябинска. Курчатовский район образован 15 августа 1985 года из территорий, ранее относившихся Калининскому, Металлургическому и Центральному районам. Это самый молодой административный район Челябинска. Расположен в северо-западной части города. На территории района расположены поселки Градский прииск, Миасский, Шагол, а также крупный промышленный узел, в который входит ОАО «Челябинский цинковый завод». Население Курчатовского района - 183,0 тыс. человек, площадь территории 55 км2. В соответствии с САНПИН 2.2.1 /2.1.1.1200-О3, новая редакция с изменениями N2N2 1,2, ОАО «Челябинский цинковый завод» относится к предприятиям 2 класса опасности с санитарно-защитной зоной от границы промплощадки 500 метров, подлежащей обоснованию.
Важно отметить, что в пределах 500 метровой санитарно-защитной зоны нет жилых, общественных зданий и сооружений, запрещенных к размещению санитарными правилами.
Оценка риска.
Проектная территория выполнения настоящей работы, площадью 8000х7000 кв. м. занимает части трек административных районов г. Челябинска, в которых для оценки расчетных уровнен индивидуального канцерогенного риска в жилой застройке выделены 6 районов наблюдения. Ниже указано нахождение различных объектов и жилья в административных районах: - Курчатовский (промплощадка ОАО «ЧЦЗ», других предприятий, кладбище, гаражи, жилые районы наблюдения № 2, 3, 4, 5 (часть);
- Калининский (промплощадки других предприятии, гаражи, жилые районы наблюдения № 5 (часть), № 6, р. Миасс);
- Металлургический (промплощадки других предприятии, складов, гаражи, жилой район наблюдения № 1).
По каждому району наблюдения определена численность населения.
Проанализированы сведения о 49 веществах, содержащихся в выбросах предприятия. Для оценки риска в список приоритетных веществ включено 32 вещества. Окончательный список приоритетных веществ для оценки риска, включает 10 веществ неканцерогенов и 9 веществ канцерогенов, всего - 19 веществ: кадмии оксид, марганец и его соединения, свинец и его соединения, хром шестивалентный, цинка сульфат, азота диоксид, азота оксид, арсин, кислота серная, мышьяк, углерод черный, серы диоксид, сероводород, углерода оксид, бензол, этилбензол, бенз(а)пирен, бензин, взвешенные частицы фракции 10 микронов и менее (далее РМ10).
Результаты проведенных исследований показали, что во всех районах наблюдения в зоне влияния выбросов ОАО «Челябинский цинковый завод», уровни хронического риска соответствуют приемлемым и допустимым значениям, в соответствии с классификацией рисков. Включая канцерогенные эффекты (ICR < 1 х 10-4); уровни хронического неканцерогенного риска для органов дыхания (HI < 3), центральной нервную системы, сердечнососудистой системы, крови, развития, селезенки, иммунной системы (HI < 1); прирост случаев смерти от воздействия диоксида серы и число дополнительных случаев заболеваний нижних дыхательных путей у детей от воздействия диоксида азота (прирост равен 0).
Таким образом, результаты количественной оценки риска для здоровья населения в целом свидетельствуют о том, что уровни хронического неканцерогенного и канцерогенного рисков, обусловленные выбросами ОАО «Челябинский цинковый завод», находятся на приемлемом уровне. Это соответствует требованиям САНПИН 2.2.1 /2.1.1.1200-0З «Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий сооружений и иных объектов», новая редакция с изменениями № 1,2.
Полученные результаты оценки риска здоровью населения должны быть учтены при рассмотрении вопроса об организации единой санитарно-защитной зоны промузла и снижению фоновых уровней в районе распространения выбросов ОАО «ЧЦЗ» оксида и диоксида азота, марганца, сероводорода, взвешенных частиц фракции РМ10.
8. Газоочистные установки ОАО «ЧЦЗ» обжигового цеха печного отделения
Наименование и назначение установки очистки газа: рукавный фильтр РФГ предназначен для улавливания пыли из воздуха при ее транспортировке из бункеров электрофильтров в технологический цикл цеха.
Год ввода в эксплуатацию 1973.
Схема установки очистки воздуха (указывается схематически воздухоотводящий тракт от технологического агрегата до места выброса газов в атмосферу).
Наименование и назначение установки очистки газа: электрофильтр ГК-30 №1 предназначен для очистки газов от печей кипящего слоя обжигового цеха, трест УЦМГО
Год ввода в эксплуатацию 2003 г.
Схема установки очистки воздуха (указывается схематически воздухоотводящий тракт от технологического агрегата до места выброса газов в атмосферу).
Наименование и назначение установки очистки газа: электрофильтр ГК-18м №4 предназначен для очистки газов от печей кипящего слоя обжигового цеха, трест УЦМГО.
Год ввода в эксплуатацию 2003 г.
Схема установки очистки воздуха (указывается схематически воздухоотводящий тракт от технологического агрегата до места выброса газов в атмосферу).
Наименование и назначение установки очистки газа: электрофильтр ЭГТ-5,4 №3 предназначен для очистки газов от печей кипящего слоя обжигового цеха,трест УЦМГО.