Заходи боротьби з шкідливим впливом на навколишнє середовище. Альтернативні рішення

Охорона атмосферного повітря на підприємствах виробництва глинозему полягає в очищенні та уловленні шкідливих газів. На нових глиноземних заводах застосовують двоступеневу схему очищення газів печей спікання: батарейні циклони і чотирипільні сухі електрофільтри типу УГ зі швидкістю руху газів в електричному полі 1,3 м/с. При загальному ККД очистки 99-99,9% в очищених газах міститься пилу 0,1-0,2 г/м3. Гази печей кальцинації глинозему при температурі близько 300°С направляють у батарейні циклони і далі в чотирипільні електрофільтри типу УГ зі швидкістю руху газів 1,0-1,2 м/с. Димососи встановлюють в кінці системи або перед електрофільтрами. Звичайно батарейні циклони монтують над печами, і уловлений в них пил самопливом повертається в піч низьконапірним пневмотранспортером. ККД очищення в двох ступенях батарейних циклонів складає до 95%. Сумарний ступінь очистки понад 99,5%; запиленість очищених газів становить 0,1-0,3 г/м3.

Для очищення газів вапняково-випалювальних печей застосовують двоступеневу схему: циклони і горизонтальні чотирипільні електрофільтри. При застосуванні цієї схеми запиленість очищених газів становить близько 0,2 г/м3.

Аспіраційні гази вузлів пересипки і дроблення спіку очищають за один ступінь в горизонтальних електрофільтрах типу УГ зі швидкістю руху газів в електричному полі до 0,7 м/с. Запиленість очищених газів становить 0,1-0,15 г/м3 [6]. Гази електролізерів очищають від газоподібного фтористого водню, пилу і смолистих речовин промивкою слабким содовим розчином (4-6%). В ряді схем гази попередньо очищають від пилу і смолистих речовин в електрофільтрах. Звичайно содовий розчин використовують так, щоб у ньому залишилась деяка кількість бікарбонату (близько 5 г/дм3 у перерахунку на Na2CO3). Коли в поглинальному розчині концентрація NaF досягає 35-40 г/дм3, поглинальну пульпу перекачують для переробки на кріоліт. При кожному способі підводу струму використовують вид укриття ванн для відводу відхідних газів, інакше вони стануть “неорганізованими”. Електролізери з верхнім струмопідводом оснащені дзвоновими газозбірниками для вихідних газів і пальниковими пристроями для допалювання окису вуглеводню і смолистих речовин. Ступінь допалювання смолистих речовин залежить від типу пальника (~50-96%). Ефективність заходів по відбору газів недостатньо висока (60-70%), а решта газів, так звані неорганізовані викиди, надходять безпосередньо в цех і через вентиляційні ліхтарі викидаються в атмосферу.

Уловлені гази очищають у дві стадії: спочатку від пилу і смол у двопільних електрофільтрах, а потім в порожнистих скруберах зрошують розчином соди. В результаті уловлюється 97-98% фтористого водню, 90-95% пилу, 60% смол. В електролізерах з боковим струмопідводом гази збирають за допомогою шторних укриттів. Їх ефективність 80-90%. В цьому випадку застосовують два варіанти двоступеневої схеми очистки: сухий електрофільтр чи порожнистий скрубер і скрубер з плаваючою насадкою з порожнистих кульок з пластмаси. Кульки перебувають у безперервному русі, постійно торкаються одна з одною і таким чином очищаються від осадів на них, насамперед від липких смол. Ефективність уловлення за другим варіантом становить 99,5% фтору і 92% пилу.

Гази електролізерів з обпаленими анодами очищати легше. За допомогою пристроїв скруберного типу відбирається від 85 до 95% вихідних газів. Очищають їх у два етапи: спочатку у вертикальих електрофільтрах, потім у скруберах. Пил уловлюється на 92%, а фтористий водень – на 96-97%. Всі описані схеми включають мокрі апарати. Це пов’язано з необхідністю уловлення фтористого водню. Тут, як і всюди, проявляються недоліки мокрих способів. Тому в останні роки почали застосовувати суху сорбційну очистку, що грунтується на поглинанні фтористого водню глиноземом. Ефективність уловлення фтористого водню і пилу при сорбційній очистці – близько 99%. Однак перед службою пилоуловлення при виробництві алюмінію стоїть ще багато проблем. Очистка газів від фтору та пилу все ще не досить ефективна. Велика кількість газів не потрапляє в укриття електролізерів і проникає в цехи. Ці гази відводяться через отвори в перекритті цехів (ліхтарі) від робочих місць, але викидаються в атмосферу, що не є кращим методом.

Очистка ліхтарних газів супроводжується певними складнощами, що пов’язані з великою кількістю цих газів та зі складністю експлуатації мокрих апаратів при низьких температурах у зимову пору року [7]. Щодо охорони водного середовища можна сказати, що вона в алюмінієвій промисловості поставлена досить добре.

Виробництво глинозему та алюмінію потребує багато води, але природні водні ресурси витрачаються з використанням такої технології оборотного водопостачання, за допомогою якої стабілізація складу води, запобігання накипоутворенню і посиленню корозії досягається без скиду з оборотної системи. Тобто, технологічна вода проходить кілька стадій виробничого процесу, а потім, залежно від вимог тієї чи іншої стадії, подається на той чи інший переділ без попередньої очистки. Локальна очистка стічних вод з метою повторного використання в технологічних процесах у багатьох випадках більш вигідна, ніж повна очистка у відповідності до існуючих вимог до стічних вод при скиді їх у водойоми. Тобто скиду технологічної води у водойоми немає.

Підживлення такої системи необхідне лише для компенсації втрат води від випаровування та виносу бризок. Для поповнення замкнених оборотних систем біологічно очищеними стічними водами ці води, як і води з природних джерел, повинні бути пом’якшені та знесолені настільки, щоб в системі встановилася рівновага на заданому рівні. Для уникнення шкідливого впливу поверхневого стоку з території підприємства необхідно створювати локальні дощові каналізації. Вони збирали б поверхневі стічні води і направляли на локальні очисні споруди, що очищали б їх від основних забруднювачів для запобігання їх потраплянню у водойми [21].

Заходом боротьби з бокситовим та глиноземним розпилюванням є герметизація вагонів та

Рудовозів, якими вони транспортуються; використання закордонного досвіду, який запропонував

Технологію виробництва крупнозернистого глинозему, що значно менше пилить і просочується у

Шпарини.

При виробництві глинозему побічним продуктом є нефеліновий шлам, котрий вже давно

використовується у промисловості будівельних матеріалів. Наприклад, при збагаченні апатитів

Кольського півострова як побічний продукт утворюються нефелінові залишки, що надходять далі на переробку для отримання глинозему, соди, поташу і силікокальцієвого залишку. Крім того, в результаті сумісного помелу нефелінового шламу з портландцементним клінкером і гіпсом утворюються високоякісні цементи марок 200, 300, 400, 500, 550.

З нефелінового цементу отримують конструкційний ізоляційний газобетон високих марок, зі шламу – вогнетривкі бетон та цеглу, у тому числі обпалену, плити, блоки, легковагий ізоляційний матеріал. У дорожному будівництві його використовують для зміцнення грунтів як підстилаючого шару, а також як в’яжучий асфальтобетон. Особливої уваги заслуговують червоні бокситові шлами, що утворюються в алюмінієвій промисловості при виробництві глинозему.

Розроблені методи їх використання при виробництві шлакощебеню, шлакокристалів, в’яжучих матеріалів, будівельної кераміки, глиняної і силікатної цегли, а також цементу і керамзиту як залізовмісної добавки замість дефіцитних піритних недогарків. Дослідження показали, що червоний бокситовий шлам може слугувати перспективною сировиною для багатьох інших будівельних матеріалів [13].

Червоний шлам знайшов своє застосування як реагента в металургійній промисловості при виробництві агломерату і залізорудних окатишів, а також як пігмент для зафарбовування ламінованих шарів деревно-стружковних плит. Дослідження виявили, що червоний шлам є добрим сорбентом для очистки промислових газів від сполук сірки, фтору, азоту та ін. і для уловлення пестицидів із забруднених вод. Червоний шлам має складний склад. Вміст у ньому великого набору макро- і мікроелементів (фосфору, заліза, магнію, марганцю, міді, кобальту, титану, нікелю, сірки, хлору і бору), що знаходяться в рухливому стані і легко засвоюються рослинами, відсутність небезпечних токсичних речовин дозволяє застосовувати червоний шлам як мінеральні добрива для підживлення сільськогосподарських культур. При цьому, крім збільшення врожайності, спостерігається зниження ураження цілим рядом хвороб цукрового буряка, томатів, цибулі, люцерни, зниження вмісту нітратів в овочах і фруктах. Мікроелементи, що входять у червоний шлам, значно поліпшують якість і харчову цінність врожаю. Враховуючи лужні якості червоного шламу, його застосування особливо перспективне на засолених грунтах [22].

Значним внеском у захист навколишнього середовища є реутилізація використаного металу. Реутилізація металів – важливий резерв економії природної сировини. Велика кількість металу щорічно викидається у довкілля внаслідок зносу, корозії металу. Реутилізація – відношення використаного металу старого утилю до загального використаного первинного металу і металу нового утилю у відсотках. Розрахований таким чином коефіцієнт утилізації в США у 1989 році склав для алюмінію 19%.

Звідси випливають завдання та напрямки ресурсозбереження і охорони навколишнього

середовища у виробництві алюмінію, як і в кольоровій металургії взагалі, котрі включають утилізацію відходів і отримання додаткової продукції в даній чи суміжній галузі, видобуток металів з пилогазових відходів та промислових стоків, використання твердих відходів для заповнення вибраного простору шахт і для виробництва кольорових металів. Слід відмітити, що при виробництві алюмінію з брухту і відходів електроенергії необхідно в 20 разів, а сировини та капіталовкладень – в 5 разів менше, ніж при отриманні первинного металу.

Проте у нашій країні з брухту та відходів виплавляють лише 20% кольорових металів. Наприклад, у ФРН на сьогодні 33% алюмінію виплавляється з відходів [21]. Значний економічний та екологічний ефект досягається зміцненням технологічної дисципліни, контактів з суміжниками. Мценський завод “Вторцветмет” спільно з сусіднім підприємством алюмінієвих сплавів об’єднання “Автозіл” розробив оригінальний технологічний проект, який дозволяє значний обсяг сплавів передавати від виробника до споживача в рідкому вигляді. Це приводить до скорочення витрат електроенергії на вторинний підігрів алюмінію, втрат металу на окислення та угар. Економічний ефект цього рішення дуже великий. За кордоном також перевозять гарячий алюміній споживачам на відстань 300-350 км.

У господарський оборот залучається лише 1/5 частина шламів алюмінієвої промисловості. Отже, потрібно переходити на маловідхідні та безвідхідні технологічні процеси [15].