КРАТКО ИЗЛОЖЕНИЕ
Настоящият справочен документ за най-добрите налични техники в промишлеността за производство на цветни метали отразява информационния обмен осъществен съгласно Член 16 (2) на Директива 96/61/EC на Съвета. Документът трябва да се разглежда в светлината на предговора, който описва целите на документа и неговата употреба.
За да може комплексно да се обхване сферата на производството на цветни метали бе възприет подход, при който в един и същ документ се разглежда производството на метали както от първични, така и от вторични суровини, като металите са разделени в 10 групи. Те са:
-
Мед (включително Sn и Be) и сплавите й.
-
Алуминий.
-
Цинк, oлово и кадмий (+ Sb, Bi, In, Ge, Ga, As, Se, Te).
-
Благородни метали.
-
Живак.
-
Труднотопими метали.
-
Феросплави.
-
Алкални и алкалоземни метали.
-
Никел и кобалт.
-
Въглен и графит.
Производството на въглен и графит също бе включено като отделна група, тъй като много от процесите в него са свързани с топилни пещи за първичен алуминий. Процесите на изпичане и синтероване на рудите и концентратите, както и за производство на алумооксид, също са включени в тези групи там, където се прилагат. Рудодобивът и обогатяването на рудите на територията на самите мини не са обхванати от настоящия документ.
Информацията в документа е представена в дванадесет раздела обхващащи: обща информация – Раздел 1, обичайни процеси – Раздел 2 и металургичните производствени процеси за десетте групи метали – от Раздел 3 до 12. Раздел 13 съдържа заключенията и препоръките. Включени са също така Приложения с ценова информация и международни норми. Обичайните процеси в Раздел 2 са разделени както следва:
-
Използване на раздела – комплексни инсталации.
-
Употреба и сведения за данни за емисии.
-
Ръководство, проектиране и обучение.
-
Получаване, съхранение и манипулации със суровините.
-
Предварителна обработка и предварително третиране на суровините и преминаване в производствените процеси.
-
Процеси на металопроизводство – видове пещи и техники за управление на процесите.
-
Техники за газоулавяне и пречистване на въздуха.
-
Третиране на отпадъчни води и повторна употреба на водите.
-
Минимизиране, рециклиране и третиране на технологични отпадъци (включително странични продукти и твърди отпадъци).
-
Регенериране на енергията и остатъчната топлина.
-
Взаимодействие с други среди.
-
Шум и вибрации.
-
Мирис.
-
Аспекти на безопасността.
-
Изваждане на съоръжения от употреба
Всеки от разделите от 2 до 12 включва подраздели за прилаганите процеси и техники, текущи емисионни и разходни нива, техники, които трябва да се разглеждат при определянето на НДНТ и заключения за НДНТ. Заключенията за НДНТ в Раздел 2 са направени само за манипулационни операции и съхранение на материалите, управление на процесите, газоулавяне и пречистване, отстраняване на диоксините, оползотворяване на серния диоксид, намаляване на живачните емисии и третиране на отпадъчните води/повторна употреба на водите. За пълното разбиране на тези въпроси трябва да се запознаете със заключенията за НДНТ във всички раздели.
-
Промишлеността за производство на цветни метали
В ЕС се произвеждат най-малко 42 вида цветни метали плюс феросплави, въглен и графит и всички те намират най-разнообразни приложения в металургичната, химическата, строителната, транспортната и енергийната промишленост. Например, медта с висока чистота е от голямо значение за производството и разпределението на електрическа енергия, а малки количества никел или труднотопими метали подобряват корозионноустойчивостта и други свойства на стоманата. Също така, те се използват в много високотехнологични разработки, особено в отбранителната, компютърната, електронната промишленост и телекомуникациите.
Цветните метали се произвеждат от различни първични и вторични суровини. Първичните суровини се извличат от руди, които се добиват в мините и след това се обогатяват преди да бъдат металургично обработени до получаване на суров метал. Обогатяването на рудите обикновено се осъществява в близост до мините в които се добиват. Вторичните суровини включват получавания на място скрап и отпадъци, и при тях понякога също се налага известна предварителна обработка за отстраняване на материалите използвани за покривен слой.
В Европа залежите на руди съдържащи метали в достатъчни концентрации постепенно се изчерпват и местните източници, които са останали са твърде малко. Поради това, повечето концентрати се внасят от различни източници по света.
Рециклирането е съществен компонент от набавянето на суровини за голям брой метали. Медта, алуминия, оловото, цинка, благородните метали и труднотопимите метали са само някои от металите, които могат да се регенерират от техни продукти или отпадъци и да се връщат обратно в производствения процес без да губят качествата си при рециклирането. Като цяло, вторичните суровини съставляват голям процент от влаганите в производството материали, което намалява разхода на първични суровини и енергия.
Изходният продукт на тази индустрия може да бъде както рафиниран метал, така и известните с наименованието продукти-полуфабрикати, т.е. метал или метална сплав на отляти слитъци или с кована форма, в екструдирана форма или във вид на фолио, листове, ленти, пръти и т.н.
Промишлената структура е различна за различните видове метали. Няма фирма, която да произвежда всички видове цветни метали, въпреки че има няколко паневропейски компании, които произвеждат няколко вида метали, напр. мед, олово, цинк, кадмий и т.н.
Размерите на фирмите, които произвеждат метали и метални сплави в Европа варират от няколко малко на брой с над 5000 служители и голям брой на фирмите с 50 до 200 служители. Видът на собствеността е различен – от паневропейски и национални металопроизвеждащи групировки, индустриални холдингови групи до самостоятелни публични компании и частни фирми.
Някои метали имат изключително значение като примеси но при по-високи концентрации се характеризират с токсичност на метала, йоните или съединенията и много от тях са включени в различни списъци на токсичните материали. Такива са най-вече оловото, кадмият и живакът.
-
Въпроси касаещи околната среда в тази индустрия
Основни аспекти на околната среда при производството на повечето цветни метали от първични суровини са потенциалните емисии във въздуха на прах и метали/метални съединения, както и на серен диоксид от изпичането и топенето на сулфидни концентрати, или при използване на сяро-съдържащи горива или други материали. Поради това, улавянето на сярата и нейното преобразуване или отстраняване е важен фактор в производството на цветни метали. Пирометалургичните процеси са потенциални източници на прах и метали от пещите, реакторите и пренасянето на стопения метал.
Разходът на енергия и регенерирането на топлината и енергията са важни фактори в производството на цветни метали. Те зависят от ефективната употреба на енергийното съдържание на сулфидните руди, нуждата от енергия във фазите на процеса, видът и методът за доставяне на използваната енергия и употребата на ефикасни методи за оползотворяване на топлината. В Раздел 2 на настоящия документ са дадени някои действащи примери.
Основните аспекти на околната среда при производството на цветни метали от вторични суровини са свързани също и с отпадъчните газове от различните пещи и транспортьори съдържащи прах, метали, а в някои фази на процеса и киселинни газове. Съществува също потенциална възможност за образуване на диоксини, което се дължи на наличието във вторичните суровини на малки количества хлор; въпросът, който е обект на разглеждане тук е разрушаването и/или улавянето на диоксина и летливите органични съединения (ЛОС).
Основните аспекти на околната среда при производството на първичния алуминий са получаването по време на електролизата на поли-флуоринирани въглеводороди и флуориди, образуването на твърди отпадъци от галваничните елементи и от производството на алумооксида.
Образуването на твърди отпадъци във фазата на извличане на желязото при производството на цинк и други метали също е аспект на околната среда.
Други процеси често използват за извличането и пречистването опасни вещества, като HCl, HNO3, Cl2 и органични разтворители. Съвременните техники за преработка са в състояние да задържат тези материали и да ги регенерират и използват повторно в процеса. В това отношение уплътнението на реактора е от голямо значение.
В болшинството от случаите тези технологични газове се очистват с текстилни филтри и така се намаляват емисиите на прах и метални съединения, като оловните например. Газопречистването с мокри скрубери и мокри електростатични филтри е особено ефикасно при технологични газове, които се подлагат на регенериране на сярата в инсталации за сярна киселина. В някои случаи, при които прахът съдържа абразивни частици, или е труден за филтриране, мокрото газопречистване в скрубери също е ефикасен метод. Използването на добро уплътнение на пещите и затвореното транспортиране и съхранение на метала са важни за предотвратяването на неорганизираните емисии.
В обобщение, основните въпроси при производствените процеси за всяка от групите метали касаят следните компоненти:
-
За производството на мед: SO2, прах, метални съединения, органични съединения, отпадъчни води (метални съединения), отпадъци от процеса, като облицовки на пещи, утайки, отфилтруван прах и шлака. Важен въпрос е също образуването на диоксин при третирането на вторични медни материали.
-
За производството на алуминий: флуориди (вкл. HF), прах, метални съединения, SO2, COS, PAH, летливи органични съединения, газове предизвикващи парников ефект (PFC и CO2), диоксини (вторични), хлориди и HCl. Отпадъци като бокситни остатъци, отработени облицовки на електролизни вани, отфилтруван прах и солена утайка, и отпадъчни води (нефтопродукти и амоняк).
-
За производството на олово, цинк и кадмий: прах, метални съединения, летливи органични съединения (включително диоксини), миризми, SO2, други киселинни газове, отпадъчни води (метални съединения), отпадъци като утайки, богатите на желязо отпадъци, отфилтруван прах и шлака.
-
За производството на благородни метали: летливи органични съединения, прах, метални съединения, диоксини, миризми, NOx, други киселинни газове като хлор и SO2. Отпадъци като утайки, отфилтруван прах и шлака, и отпадъчни води (метални и органични съединения).
-
За производството на живак: живачни пари, прах, метални съединения, миризми, SO2, други киселинни газове, отпадни води метални съединения), отпадъци като утайки, отфилтруван прах и шлака.
-
За производството на труднотопими метали, твърдосплавни прахове и метални карбиди: прах, втвърдени твърдосплавни и метални съединения, отпадъчни води (метални съединения), отпадъци като отфилтруван прах, утайки и шлака. За обработката на тантал и ниобий се използват технологични химикали като флуороводород (HF), който е силно токсичен. Това трябва да се има предвид при съхранението и манипулациите с тези материали.
-
За производството на феросплави: прах, метални съединения, CO, CO2, SO2, регенериране на енергията, отпадъчните води (метални съединения), отпадъци като отфилтруван прах, утайки и шлака.
-
За производството на алкални и алкалоземни метали: хлор, HCl, диоксин, SF6, прах, метални съединения, CO2, SO2, отпадъчни води (метални съединения), отпадъци като утайки, алуминат, отфилтруван прах и шлака.
-
За производството на никел и кобалт: летливи органични съединения, CO, прах, метални съединения, миризми, SO2, хлор и други киселинни газове, отпадъчни води (метални и органични съединения), отпадъци като утайки, отфилтруван прах и шлака.
-
За производството на въглен и графит: РАH, въглеводороди, прах, миризми, SO2, предотвратяване на отпадъчни води, отпадъци като отфилтруван прах.
-
Прилагани процеси
Диапазонът от налични суровини за различните инсталации е широк, а това означава използване на голямо разнообразие от металургични производствени процеси. В много случаи изборът на процес е ръководен от суровините и материалите. Следващите таблици обобщават видовете пещи използвани за производството на цветни метали:
Пещ
|
Използвани метали
|
Използван материал
|
Бележки
|
Парна серпентинна сушилня
Сушилня за сушене в кипящ слой
Сушилня за продухване
|
Cu и някои други
|
Концентрати
|
|
Въртяща се пещ
|
Повечето метали подлежащи на сушене. Димящ ZnO. Пържилен алумоокис, Ni и феросплави.
Изгаряне на фотографски ленти за производството на благородни метали.
Обезмасляване на скрап от Cu и
Al
|
Руди, концентрати и различни отпадъци и скрап.
|
За сушене, пържене и опушване.
Използва се като муфелна пещ.
|
Флуидизиран слой.
|
Мед и цинк Al2O3
|
Концентрати.
Al(OH)3
|
Пържене и изпичане.
|
Машина за възходящо синтероване.
|
Цинк и олово.
|
Концентрати и вторични.
|
Синтероване.
|
Машина за низходящо синтероване
|
Цинк и олово
|
Концентрати и вторични
|
Синтероване
|
Машина за синтероване със стоманена лента
|
Феросплави, Mn, Nb.
|
Руда.
|
Възможни други приложения
|
Herreshoff
|
Живак. Молибден (с регенериране на рений)
|
Руди и концентрати
|
Изпичане, пържене.
|
Пещи за сушене, изпичане, синтероване и пържене
Пещ
|
Използвани метали
|
Използвани материали
|
Бележки
|
Затворени тигли с огнеупорна облицовка
|
Труднотопими метали, специални феросплави
|
Метални окиси
|
|
Отворена шахтова пещ
|
Труднотопими метали, специални феросплави
|
Метални окиси
|
|
Baiyin
|
Мед
|
Концентрати
|
|
Електродъгови пещи
|
Феросплави
|
Концентрати, руда
|
|
Конусни/циклонни пещи
|
Мед
|
Концентрати
|
|
Електродъгова пещ чиято дъга преминава през шихтата
|
Благородни метали, мед, феросплави
|
Шлака, вторични суровини, концентрати
|
За производството на феросплави се използват отворен, полузатворен или затворен тип.
|
Въртящи се пещи
|
Алуминий, олово, мед, благородни метали
|
Скрап и други вторични суровини, черна мед
|
Окисляване и реакция с подложката.
|
Клатещи се ротационни пещи
|
Алуминий
|
Скрап и други вторични суровини
|
Свежда до минимум употребата на солев флюс.
|
Отражателна пещ
|
Алуминий, мед, други
|
Скрап и други вторични суровини, черна мед
|
Топене на Cu-концентрати на други места по света.
|
Vanyucov
|
Мед
|
Концентрати
|
|
ISA топене/топене на Au
|
Мед, олово,
|
Междинни продукти, концентрати и вторични материали.
|
|
QSL
|
Олово
|
Концентрати и вторични суровини
|
|
Kivcet
|
Олово
Мед
|
Концентрати и вторични суровини
|
|
Noranda
|
Мед
|
Концентрати
|
|
El Teniente
|
Мед
|
Концентрати
|
|
TBRC
TROF
|
Мед (TBRC), благородни метали
|
Повечето вторични суровини вкл. шлам
|
|
Мини топилна пещ
|
Мед/олово/калай
|
Скрап
|
|
Доменни пещи и ISF
|
Олово, олово/цинк, мед, благородни метали, фероманган с високо въглеродно съдържание.
|
Концентрати, повечето вторични суровини
|
За феро-мангановото производство се използва само с регенериране на енергията
|
Продухваща пещ Inco
|
Мед, никел
|
Концентрати
|
|
Топилна продухваща пещ Outokumpu
|
Мед, никел
|
Концентрати
|
|
Пещ по технология на Мицубиши
|
Мед
|
Концентрати и аноден скрап
|
|
Peirce Smith
|
Мед (конвертерна), феросплави,произв. на метални окиси
|
Корица от камък и аноден скрап
|
|
Hoboken
|
Мед (конвертерна)
|
Корица от камък и аноден скрап
|
|
Продухващ конвертор Outokumpu
|
Мед (конвертерна)
|
Корица от камък
|
|
Конвертор Noranda
|
Мед (конвертерна)
|
Корица от камък
|
|
Конвертор Mitsubishi
|
Мед (конвертерна)
|
Корица от камък
|
|
Топилни и рафинационни пещи
Пещ
|
Използван метал
|
Използван материал
|
Бележки
|
|
|
|
|
Индукционна пещ
|
Повечето
|
Чист метал и скрап
|
Индуцираното разбъркване подпомага легирането. При някои метали може да се използва вакуум.
|
Електронно-лъчева пещ
|
Труднотопими метали
|
Чист метал и скрап
|
|
Ротационна пещ
|
Алуминий, олово
|
Различни видове скрап
|
Флюсове и соли използвани за комплексни основни маси
|
Отражателна пещ
|
Алуминий (първичен и вторичен)
|
Различни видове скрап
|
Ваната или подът може да имат различна конфигурация. Топене или задържане
|
Contimelt (непрекъснато топене)
|
Мед
|
Меден анод, чист скрап и черна мед.
|
Комплексна система от пещи.
|
Шахтова пещ
|
Мед
|
Меден катод и чист скрап.
|
Режим на редуциране
|
Барабанна пещ (Томас)
|
Мед
|
Меден скрап
|
Топене, рафиниране на открит огън
|
Тигли с нагряване (индиректни кошове)
|
Олово, цинк
|
Чист скрап
|
Топене, рафиниране, легиране
|
Тигли с директно нагряване
|
Благородни метали
|
Чист метал
|
Топене, легиране
|
Сподели с приятели: |