Экологическая безопасность

В настоящее время на отечественных свинцовоперерабатывающих предприятиях высокотемпературные (1100-1300⁰С) технологии переработки лома свинцовых аккумуляторных батарей - шахтная плавка, электроплавка - характеризуются значительным выходом шлака (до 30%). Предлагаемое технологическое решение с предварительной разделкой батарей и последующей низкотемпературной плавкой составляющих аккумуляторного лома позволяет отказаться от высоких затрат на установку и эксплуатацию громоздкого оборудования для газоочистки без опасности вредных выделений в атмосферу и с соблюдением норм ПДК по свинцу в производственных помещениях.

Основные экологические преимущества технологии:

- резко снижено выделение пыли за счет применения гидрометаллургической технологии превращения сульфата свинца в карбонат свинца;

- выплавление свинцово-сурьмянистого сплава происходит при температуре 4000⁰С, при этой температуре давление паров свинца ничтожно мало;

- полностью отсутствуют шлаки, характерные для пирометаллургической переработки аккумуляторного лома;

- отсутствует сброс свинецсодержащих стоков, т.к. применяется бессточная технология использования растворов;

- новая технология переработки позволяет на 20-25% снизить расход электроэнергии по сравнению с высокотемпературными технологиями;

- в результате переработки получаются только ликвидные товарные продукты: свинец и его сплавы, сурьма, сульфат натрия;

- предлагаемая технология легко переналаживаемая и может создаваться при необходимости в различных регионах;

- санитарно-защитная зона для предприятий, создаваемых по предлагаемой технологии, обеспечивается 500-ми метрами, в то время как для пирометаллургических высокотемпературных процессов она составляет 1000 м;

- количество возгонов свинца и сурьмы в 1000 раз меньше, чем при высокотемпературной технологии; - содержание серы в отходящих газах не превышают ПДК. Таким образом, предлагаемая технология обеспечивает экологическую безопасность сотрудникам предприятия, жителям прилегающей селитебной (жилой) зоны и сохраняет окружающую природную среду.

4.2.2 Технология переработки аккумуляторного лома и других видов вторичного свинцового сырья с использованием бессодовой электроплавки

По поручению Фонда технологического развития Министерства Российской Федерации по науке и технологиям Государственный научный центр РФ "Гинцветмет" выполнил НИОКР "Разработка комплексной технологии безотходной и экологичной переработки вторичного свинцового сырья". В 1998 г. разработаны технико-экономическое обоснование инвестиций и техдокументация основного оборудования для переработки аккумуляторного лома модульного предприятия по производству 15000 т свинца в год.

Схема безотходной технологии переработки амортизированных аккумуляторов (рис. 4.1) включает: механизированную сепарационную разделку аккумуляторного лома, плавку металлических фракций в котле, электротермическую плавку оксисульфатной фракции, рафинирование чернового свинца и переработку оборотов с получением товарных продуктов.

Проведенный анализ технологий сепарационной разделки аккумуляторного лома показал, что для условий России наиболее приемлемым и целесообразным является предложение итальянской фирмы "Engitec Technologies Srl.". Установка "СХ-соmpact" экологична и требует небольшой строительный объем, низкие капитальные вложения, малый срок монтажа и разделяет аккумуляторный лом на пять фракций (металлическую, оксисульфатную, полипропилен, поливинилхлорид и эбонит).

Плавка свинцового сырья осуществляется в электротермической печи по разработанной институтом "Гинцветмет" технологии, отличающейся от действующих тем, что не применяется в качестве флюсующегося агента сода, процесс ведется без образования штейна и количество шлака сокращено до минимума, так как его образование определяется только зольностью кокса и качеством разделки лома.

Процесс запатентован. Технология внедрена на электропечах мощностью 1,8 МВА, площадью пода 12 и 13 м² на АО "Рязцветмет" и проводится подготовка к внедрению еще на одном заводе в Российской Федерации.

Технологические показатели электроплавки:

Удельная производительность по черновому свинцу: 4 т/м2сутки.

Расход электроэнергии на плавку: 480-520 кВт·ч/на 1 т Рb.

Расход кокса (по углероду): 3-4%. Выход шлака: 3-5%.

Безвозвратные потери свинца менее: 1-1,5%.

Температура шлака: 1100-1150°C.

Температура свинца: 900-950°C.

Количество образующихся технологических газов: 200-250 нм3/на 1 т свинца.

Основные преимущества данной технологии по сравнению с шахтной плавкой и плавкой в короткобарабанных печах:

• без использования технического кислорода, значительно уменьшено количество образующихся технологических газов, что обеспечивает при равноценной газоочистке снижение в 3-5 раз выбросов в атмосферу свинецсодержащих пылей и сернистого ангидрида на единицу выплавляемого свинца;

• уменьшенный пылевыноc, сокращенное количество оборотов;

• сниженный выход шлака (с 20-25 до 3-5%);

• уменьшенный расход кокса (с 10-14 до 3-4%).

Рафинирование чернового свинца осуществляется по известной технологии, но на ряд приемов рафинирования имеется "ноу-хау".

Переработка продуктов электроплавки и рафинирования вторичного свинцового сырья (шлаки, шликеры, съемы) и эбонитовой фракции (дробленых корпусов аккумуляторов) осуществляется в возгоночной печи оригинальной конструкции, на которую оформлен патент РФ.

В процессе плавки шихты в возгоночной печи получают: шлак, содержащий 0,1% свинца и 0,18% меди; и медный штейн, содержащий 25,0% меди и 1,5% свинца. Возгоны свинца и сурьмы возвращают в шихту электроплавки.

Расход природного газа на 1 т шихты составляет 230 м3, воздуха - 5000 нм3. В качестве восстановителя используется эбонитовая фракция.

Лом полипропиленовых корпусов батарей и поливинилхлоридных сепараторов отмывают от свинца с возвратом свинцовых соединений в плавку, а пластик - утилизируют.

Предлагаемая технологическая схема не имеет отходов и обеспечивает получение следующих товарных продуктов:

• свинец марки СО, С1 или сурьмянистый;

• штейн медный; • висмутистый свинец;

• мышьяковистая лигатура;

• шлак отвальный, для использования в стройиндустрии;

• гипс (или другой серусодержащий продукт);

• полипропилен;

• поливинилхлорид (отвальный).

Товарный продукт

Рис. 4.1. Схема безотходной технологии переработки амортизированных аккумуляторов

Все процессы технологической схемы ориентированы на выполнение экологических нормативов Российской Федерации.

Разработанную технологическую схему переработки аккумуляторного лома ГНЦ РФ "Гинцветмет" предполагает проектировать и реализовывать на предприятиях России с участием итальянской фирмы "Engitec Technologies Srl." (в части сепарационной разделки аккумуляторного лома). В переделах плавки, при рафинировании свинца и переработке оборотов используется отечественное оборудование. Технология может быть реализована на заводах Европы, Азии, СНГ.