4. Экологические проблемы черной и цветной металлургии

Черная металлургия относится к числу наиболее экологоемких отраслей. С загрязнением воздуха и воды, образованием твердых отходов связаны все технологии и стадии металлургического производства. Наибольшие объемы выбросов связаны с традиционным способом получения стали - доменным производством чугуна, с последующим переделом его в сталь. Значительно меньшее загрязнение имеет место при прямом восстановлении железа непосредственно из руды в электропечах. Это позволяет также избавиться от ряда промежуточных стадий, сопряженных со значительным загрязнением, и одновременно повысить качество продукции. Поэтому, мировой тенденцией последних десятилетий является постепенное свертывание доменных и мартеновских производств, вытесняемых электросталеплавильными. Одновременно с этим, благодаря повышению качества изделий, сокращаются общие объемы выплавки металла и всей сопряженной нагрузки на среду.

Высокая водоемкость металлургических производств (40-50 м^З на т чугуна, 6 м^З на 1 т стали, 10-15 м^З на 1 т про ката) связана с использованием воды, главным образом, для охлаждения (70% в черной металлургии, 80% в цветной металлургии). Снижение водоемкости металлургических производств достигается благодаря использованию систем оборотного водоснабжения.

При выплавке 1 т чугуна и стали образуется 0,2-1 т шлака. Доменные шлаки состоят из оксидов кремния (40-44%), кальция (30-50%), алюминия (5­16%), магния (1 -7%), железа (0,2-4,5%), марганца (0,5-3%), Сталеплавильные шлаки отличаются от доменных более высоким содержанием оксидов железа (5-16%) и марганца (5-9%). Микроэлементный состав зависит от перерабатываемого сырья, наиболее характерными являются примеси хрома и ванадия. Доменный и сталеплавильный шлак широко используется в дорожном строительстве как заменитель щебня, разновидности шлака с низким содержанием микроэлементов могут также использоваться для известкования кислых почв.

Цветная металлургия, имея схожую с черной металлургией структуру производства и характер воздействий на окружающую среду, отличается значительно более высокой отходностью. Одним из наиболее распространенных классов руд, используемых цветной металлургией, являются сульфиды. Переработка таких руд сопровождается выделением больших объемов кислотообразующих оксидов серы. Их утилизация путем переработки на серную кислоту с экологической точки зрения, весьма желательна, но не всегда возможна по технико­экономическим причинам, особенно при размещений предприятий в отдаленных районах (так, работающие на сульфидных: заводы Норильска, выбрасывают в год до 2 млн. Т диоксида серы).

Производство алюминия отличается высокой энергоемкостью, в процессе плавки (электролиза) для поддержания требуемого состава расплава используются фториды натрия и алюминия, которые частично испаряются и диссоциируют, с выделением фтора и его газообразных соединений.

В зависимости от перерабатываемого сырья, выход шлака в цветной металлургии колеблется от 10 до 200 т на 1 т получаемого металла. Руды

цветных металлов, как правило, являются многокомпонентными. Поэтому шлаки предприятий цветной металлургии обычно содержат значительные количества неиспользованных компонентов: 0,4-0,6% меди в медеплавильных шлаках, о г 6 до 22% цинка и 1 -3,5% свинца в шлаках свинцовых производств, ДО 1 % хрома в шлаках от производства никеля и Т.д. Из-за высокого содержания микроэлементов, возможности использования шлаков цветной металлургии ограничены.