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:
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.
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.
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.
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
Ионитные фильтры – применяются для очистки отходящих газов от вредных составляющих: SO2,, 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:
сокращение удельного расхода воды на единицу выпускаемой продукции и сокращение попутных потерь воды (утечка, испарение и др.)
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.