Тема 1.7 Основы экологии в металлургическом производстве

Вредные вещества, образующиеся при производстве цветных металлов, могут оказывать неблагоприятное влияние на состояние здоровья не только работающих на предприятиях цветной металлургии, но и на население, живущее в районах этих предприятий.

Современное производство цветных металлов характеризуется не только большим потреблением свежей воды, но и сбросом производственных стоков, которые могут загрязнять природные водоемы вредными веществами, также значительными газовыми, пыльными выбросами, загрязняющие воздушный бассейн.

Санитарными нормами установлены ПДК (предельно-допустимые концентрации) вредных веществ в воздухе и в воде.

Для очистки газов от пыли применяют следующие специальные пылеулавливающие аппараты:

1. Циклоны (степень увлавливания 80%) – предназначены для улавливания крупной пыли (более 5 мкм).

Рис.5

Представляют собой вертикальную, цилиндрическую камеру (диаметром 0,8-2,5 м, высотой 3-4 м) в которую поток газа поступает по касательной к ней со скоростью примерно 20 м/с. В результате, газы обретают вращательное движение, а пыль под действием центробежной силы оседает на стенки корпуса, затем собирается в сборники пыли – бункеры, откуда её периодически выгружают.

2. Рукавные фильтры (степень улавливания 98-99%) – это высокопроизводительные и высокоэффективные пылеулавливающие аппараты (рис.6).

Рис.6

Газы продувают через тканевые рукава (диаметр 135-200 мм, длина 2-4 м). Нижние концы рукавов открыты – сюда поступают газы, а верхние закрыты и прикреплены к раме со встряхивающим механизмом – при встряхивании пыль собирается в бункеры.

3. Электрофильтр (степень улавливания 99,5%) – предназначен для улавливания высокодисперсной пыли (очень мелкая пыль менее 1 мкм, например, брызги и туман серной кислоты). Состоит из отдельных секций – труб (диаметром 200-300мм). В центре такой трубы подвешена проволока, оттягиваемая грузом, проволока является отрицательным электродом, а стенки трубы – положительным электродом. Питание постоянным током – 50-90 кВ. Газ пропускают снизу вверх. Частицы пыли получают от проволоки отрицательный заряд и поэтому притягиваются к стенкам трубы.

Рис.6

Вокруг проволоки возникает голубое свечение – это заряженные частички пыли, поэтому электрод называется – коронирующим, а стенки трубы – осадительным электродом. Трубы периодически встряхивают, и пыль сбрасывается в бункер.

4. Скрубберы (степень улавливания 92 - 95%) – предназначены для очистки газов от пыли и одновременно для их охлаждения. Запыленный газ движется навстречу струйкам или брызгам воды, которые захватывают и уносят частицы пыли. Недостаток – необходимость расхода воды и её очистка.

Рис.7

5. Ионитные фильтры – применяются для очистки отходящих газов от вредных составляющих: SO_2,, HCl, Cl₂, пары ртути и др. В них используются ионообменные сорбиты (иониты) – полимеры (смолы) способные обменивать свои ионы с ионами внешней среды. В результате ионного обмена токсичные химические активные газы или поглощаются или превращаются в неактивные и нетоксичные.

Охрана водных бассейнов от загрязняющих промышленных отходов осуществляется, главным образом, путем сокращения или полного прекращения сброса промышленных стоков в природные водоемы.

Существует два направления:

1) сокращение удельного расхода воды на единицу выпускаемой продукции и сокращение попутных потерь воды (утечка, испарение и др.)

2) создание систем замкнутого оборотного водоснабжения.

Сточные воды подвергают специальной очистке в отстойниках с добавлением коагулянтов (например, гашеная известь) – для ускорения процесса отстаивания. Также сточные воды очищают от катионов меди, никеля, свинца и др.металлов, например, цементацией.
В настоящее время разрабатываются и внедряются в промышленность принципиально новые, высокоэффективные процессы и аппараты для водоочистки с использованием магнитных полей, ультразвука, высокого давления, ионообменных сорбитов и др. для защиты водоемов в районах действия предприятий цветной металлургии.

Контрольные вопросы по разделу 1

1. На какие группы классифицируются металлы?

2. Что такое металлы?

3.Что такое сплав?

4. Что является основным сырьем для получения металлов?

5. В чем сущность процесса обогащения?

6. Какие продукты получают при обогащении?

7.Какими путями осуществляют обогащение?

7.В чем сущность процесса обогащения флотацией?

8. На чем основан процесс обогащения гравитацией?

9. Каковы вспомогательные методы обогащения и на чем основаны?

10.Как классифицируются металлургические процессы?