31. Технология обработки алюминиевых руд. Экологические особенности производства.

1. Добыча. Фактор – сырьё. Боксит (тропики, 30-35% Al₂O₃), нефелин (Хибины), сиенит, алунит (Азербайджан)

2. Производство глинозёма из бокситов (выщелачивание по Байеру). Фактор размещения – ТЭЦ

   1. Размол в пульпу

   2. Выщелачивание NaOH с известью (NaAlO₂). Красный шлам (100-250%, оксиды Fe, Al, Ti), сода

   3. Разложение (Al₂O₃)

3. Производство глинозёма из прочего сырья

   1. Выпаривание

   2. Спекание

   3. Выщелачивание. В осадке – Fe, Si, белый шлам

   4. Карбонизация (CO). Маточный раствор и промытый Al(OH)₃, CaO.

   5. Итог: Al₂O₃, Na₂O₃ (60-75%), поташ (20-30%), глиноземистый цемент (900-1000%)

4. Электролиз в расплаве криолита и флюорита (14-18 МВтч/т)

Фактор – ГЭС, ТЭС Кузбасса

Расход: 192% глинозёма, 4-5% криолита, 2-3% флюорита, 52-60% анодов

Воздействие

• Шламы

• ЭМП

• Формальдегид, ароматика (бензапирен, дибензантрацен, до 10 разных соединений)

• F, HF, соли (выбросы составляют 3-5% от массы Al)

• Хром (аэрозоль?)

Решение

• Комплексная переработка красного шлама в пр-во чугуна, стали и глинозёма, цемент и щёлочь

• Замкнутый оборот воды в производстве глинозёма по советской технологии

32. Технология получения стали. Различные способы плавки. Оценка воздействия на природу каждого из способов

Удаление избытка C и примесей Si, Mn, S, P

С помощью нагрева сгоранием топлива / электрической дугой, окислением примесей

Мартен

• 4-14 ч. на цикл. Любое сырьё. Большой объём

• 30% выбросов N («лисьи хвосты»). 1-3‰ по массе

• Пыль оксидов Fe (1,5% по массе)

Кислородные конвертеры

• 1 ч. на цикл. Большой объём (300-500 т). Работает на чугуне. Продувка 95,5%-O₂, который уводит примеси в шлак и газ

• Ниже выбросы (NO_x, SO₂, CO)

• Высокий расход воды на очистку газов (4-5 тыс. м³/ч)

ЭСП (дуговые и индукционные)

• На скрапе. Объём до 200 т

• Минимальные выбросы (твёрдые: пыль, CO, NO, SO₂, -CN)

Использование шлаков ограничено, возможно в доменном процессе

Прокат

• Шумовое воздействие

• Стоки травильных кислот (H₂SO₄, -Cl, Fe, сернокислая закись Fe, нагреты до 80 C)

• Стоки охлаждающей воды (масла). 9-12 м³/т

• Оксиды Me, C, S (из поверхностной плёнки)

Пути решения проблем

• Технологическая вода эффективно рециклируется (82%, есть опыт до 98%). Трудно ввести в оборот специфически загрязнённые воды (кислоты, щёлочи, -CN, фенолы, -Cr)

• Плазменная (высокотемпературная) плавка.

• Мини-заводы на ДСП

34. Топливно-ядерный цикл, структура, особенности воздействия

Добыча и концентрация U-238. Содержание 0,1%

Чисто U месторождения или как отход добычи Au, Cu, Pb, C (бурый)

• Обычная добыча (открытая / подземная)

• Подземное выщелачивание. Карбонат / бикарбонат Na

Пустая порода, забалансовые руды, рудничные газы (Rn-222 и аэрозоли), грунтовые воды

Гидрометаллургия. 0,5-50 кт концентрата.

• Si и Al-Si руды: выщелачивание раствором H₂SO₄ с окислителями.

• -CO₃ руды: выщелачивание раствором NaHCO₃, Na₂CO₃ с окислителями.

• Упорные (труднообогатимые) руды: кислотное автоклавное выщелачивание при повышенных t.

Продукт – жёлтый кекс (U₃O₈). Содержание > 70%

Хвосты (можно покрывать грунтом), пульпа

Т.е. эмиссия РАО (U и другие элементы) в различных фазовых состояниях. Изотопы с длительным периодом распада (10⁴-10⁶ лет): Rn-222, Ra-226, U-234, Th-230.

Обогащение U. Т.к. U-235 0,7% в руде, надо 3% для АЭС, 90% для бомбы. Конверсия в газообразную форму и разделение

Изготовление ТВЭЛ

АЭС

Утилизация отработанного топлива

Демонтаж АЭС