Природоохранные мероприятия на грном предприятии

На каждую тонну полученного оксида алюминия приходится от 360 до 800 кг шлама. Теоретически красный шлам может служить сырьем для переработки, однако пока это экономически невыгодно. Сейчас шлам складируют на изолированных территориях — шламохранилищах. Шламохранилища устроены таким образом, чтобы содержащиеся в отходах щелочи не проникали в грунтовые воды. Как только хранилище отрабатывает свой потенциал, территорию можно вернуть в первоначальный вид, покрыв ее песком, золой или дерном и посадив определенные виды деревьев и трав. На полное восстановление уходят годы, но в итоге местность возвращается в изначальное состояние. Для снижения выделения вредных газов во всем мире переходят от технологии Содерберга к технологии обожженных анодов.

В настоящее время существует три вида электролизеров, которые отличаются конструкцией анодного узла, с боковым и верхним токоподводом, а также предварительно обожженными анодами. Если коротко описать электролизер, то его можно представить как ванну, с одной стороны который вставлен катод, с другой анод. На катоде мы получаем алюминий, на аноде углекислый газ (CO2). В мире используются несколько типов анодов. На первом этапе, когда к защите окружающей среды не уделялось должного внимания, широко использовались аноды Содерберга. Такие аноды были на тот момент наиболее эффективными, поскольку в течение продолжительного использования становились более электропроводными и механически крепкими. Однако по мере сгорания анода Содерберга выделяются смолистые вещества, часть из которых обладает канцерогенным эффектом. Даже после спекания аноды, выделяют 2−3 кг смолистых веществ на 1 т алюминия, наработанного ванной.

Решение данной проблемы заключается в применении электролизеров с обожженными анодами, которые оснащаются предварительно обожженными анодными блоками, благодаря чему из них не выделяются смолистые вещества, что является весьма важным с экологической точки зрения.

Для новых и вводящихся в эксплуатацию на настоящий момент алюминиевых заводов такая мера является необходимостью. Однако для заводов, которые на сейчас используют электролизы Содерберга, такие как Красноярский, Братские заводы, это мало реалистично. Для перевода их на другую технологию необходимы значительные инвестиции и длительное время. Необходим поиск внедрение альтернативных методов. Например в 1970;1980;е годы исследовались панельный и кольцевой газоотсосы, укрытия различных конструкций.

Это сопряжено с необходимостью отсоса и очистки дополнительного объема газов и соответствующими затратами, однако это экономичнее, чем перевод на обожженные аноды. Кроме этого, объемы вредных газов можно снизить за счет обучения персонала. Для этого необходимо предусмотреть организацию внутризаводских экологических семинаров, «круглых столов», лекций, с привлечением соответствующих специалистов. Создать систему экологического образования работников электролизных корпусов: объяснить им, что разгерметизация электролизеров сопровождается выделением вредных веществ, опасных для населения. Основные экологические проблемы алюминиевой промышленности связаны с образованием отходов при переработке бокситов в глинозем и выделением фторидов из электролизеров. Для решения этих проблем применяются, по существу, одинаковые меры во всем мире.

Так, для утилизации отходов производства алюминия строятся шлакохранилища. За снижением вредных выбросов из электролизеров стоят более сложные решения. В развитых странах проблема решается путем перевода устаревшей технологии Содерберга на технологию предварительно обожженных анодов. Однако с учетом того, что наиболее крупные алюминиевые заводы в России используют технологии Содерберга, перевод на новые технологические решения потребует значительных инвестиций и большого срока реализации. Такое решение в ближайшее время невозможно. Поэтому необходимо рассматривать альтернативные и более экономичные варианты снижения объемов выброса вредных газов.

Мероприятия экологического характера Одним из них может быть гравитационный способ, основанный на различных удельных весах минералов сульфидной серы и минералов глинозема. Другим, и пожалуй, более распространенным способом является предварительный обжиг бокситов.

В промышленных условиях предварительный обжиг бокситов проводится при t = 500−600 °С в течение 1 часа. При этом выгорает до 40−50%, а в лучших случаях и до 60% серы.

С использованием этих способов удается значительно расширить области и масштабы применения серосодержащих бокситов Южного Тимана в производстве огнеупоров, глиноземистого цемента, солей алюминия (коагулянтов) и некоторых видов технических материалов.

Важно также отметить, что предварительный обжиг позволяет весьма существенно улучшить технологические свойства бокситов при их переделе на глинозем:

1) вес обожженных бокситов в результате потери воды уменьшается на 12%, снижается общий массопоток;

2) кальцит разлагается наполовину и взаимодействуя с содой выпадает в осадок;

3) в результате сгорания части серы глинозем извлекается с меньшими потерями дорогостоящей щелочи;

4) почти весь алюминий из минералов свободного глинозема и каолинита переходит в алюминатный раствор, а значит, увеличивается выход товарного глинозема;

5) сгущение красного шлама происходит без добавления коагулянтов.

Основным потребителем среднети-манских бокситов в ближайшие 50 лет конечно будут глиноземная и алюминиевая отрасли. Значительные запасы будут и впредь направляться на производство абразивов и огнеупоров. Вместе с тем открываются неплохие перспективы для организации малообъемных производств (с использованием низкожелезистых белоцветных и низкомодульных красноцветных бокситов) по выпуску ряда нетрадиционных технических продуктов.

Железистые бокситы с модулем 2−3 могут быть использованы в качестве флюса в мартеновском производстве. Такие низкомодульные железистые бокситы и аллиты могли бы использоваться также для производства цветных облицовочных плиток для архитектурного оформления зданий, напольной и настенной керамики, санитарно-фаянсовых изделий и другой нужной продукции.

Наконец, отметим еще одну возможную область применения средне-тиманских бокситов. Дело в том, что они обладают высокой микропористостью, до 35−38%. Такие микропористые бокситы, как показывает зарубежный опыт, могут применяться в качестве адсорбентов для очистки реактивного топлива от сернистых соединений [4, 5].

Сведения об эколого-экономической деятельности предприятия Добыча бокситов опирается на мощную сырьевую базу месторождений Среднего Тимана (30% запасов России). В настоящее время добыча бокситов составляет около 2 млн. т в год, которые в полном объеме поступают на уральские глиноземные заводы. В перспективе намечалось довести добычу до 6,4 млн. т бокситов в год, что позволило бы поднять сырьевую обеспеченность алюминиевой промышленности России с 40 до 90%. При этом 65% бокситов будет перерабатываться в Республике Коми на новом глиноземном заводе, а остальная часть — по-прежнему на действующих заводах Урала. Начатое строительство в Республике Коми Сосногорского глиноземного завода производительностью 1,4 млн. т глинозема в год остановлено из-за отказа предприятию в выделении.

ОАО «Газпром» 500 млн. м3 в год природного газа для энергетических и технологических нужд.

С началом строительства магистрального газопровода «Ямал-Европа» в Республике Коми между Правительством республики и ОАО «Газпром» подписано соглашение о выделении необходимых объемов газа глиноземному заводу в 2012 г. [6]. Предполагается построить отвод от магистрального газопровода «Ямал-Европа».

Наиболее эффективным был бы вариант межрегиональной интеграции Коми -Урал при условии переработки всего объема бокситов в республике. Этот вариант обеспечил бы повышение стоимости произведенной товарной продукции по сравнению с вывозом сырья в 10 раз, а, следовательно, и соответствующий рост налоговой базы, а также позволил бы закрыть устаревшие заводы на Урале.

В настоящее время Средне-Тиманский Бокситовый рудник представляет собой горно-добываюшее предприятие мощностью до 1.5 млн. тонн в год с достаточно развитой инфраструктурой, объединяющей современный вахтовый поселок на 200 человек, два добычных карьера с внутрикарьерным хозяйством и Центральный шихтовальный двор, позволяющий отгружать потребителям до 150 тыс. тонн бокситов в месяц.

Производительность типового агрегата на ОАО «Боксит Тимана» по переработке осушенного до влажности 15% красного шлама составляет 350−380 тыс. т в год.

Из 1 т переработанного красного шлама производится до 0,35 т чугуна, до 0,5 т глиноземистого клинкера.

Удельный расход энергоносителей на переработку 1 тонны красного шлама:

энергетический уголь до 200 кг;

природный газ до 50 м³;

кислород технический до 100 м³.

Заключение

Из-за истощения извлекаемых запасов бокситов в мире, среднетиманские месторождения становятся сейчас главной бокситорудной базой России как по запасам и качеству глиноземных и абразивных сортов бокситов, так и по разнообразию видов малои низкожелезистого глиноземного сырья, пригодного для производства многих, в том числе качественно новых, технических материалов различного целевого и функционального назначения.

Наиболее опасное для окружающей среды образование отходов происходит на этапе получения глинозема из бокситов, а выделение вредных газов образуется в основном на этапе электролиза глинозема. Отходы на этапе получения глинозема из бокситов — это так называемый «красный шлам», густая суспензия из нерастворимых в воде силикатов, алюмосиликатов и окислов металлов. Причиной выделения большого количества вредных газов является широко применяемая на этапе электролиза технология Содерберга. Ее использование приводит к выделению значительного количества вредных газов с примесями.

Применяя современную технологию утилизации и переработки отходов можно добиться максимального извлечения полезного сырья и материалов.

Список литературы

Коротич В. И., Набойченко С. С., Сотников А. И., Грачев С. В., Фурман Е. Л., Ляшков В. Б. Металлургия. — Ухта: Издательство УГТУ, 2001. — 398 с.

Жеребцов И. Л. Где ты живёшь: Населённые пункты Республики Коми. — Сыктывкар, 2000. — 444 c.

Огородникова Г. П., Афанасенко В. Н. Отчет по объекту «Гидрогеологическая и инженерно-геологическая съемка с геоэкологическими исследованиями и картографированием масштаба 1:50 000 территории деятельности Средне-Тиманского бокситового рудника. — Ухта: ООО «Геолог-1», 2004. — 244 с.

О’Бёрн Ш. и др. Строительство Средне-Тиманского бокситового рудника. / Материалы предварительной экологической оценки и Техническое задание на проведение оценки воздействия на окружающую среду.- М., 2004. — 23 с.

Афанасенко О.В., Бармин А. В., Потапова М. А., Землянский В. Н. Исследования экологической безопасности и мониторинг воздействия источников загрязнения на территории Средне-тиманского бокситового рудника ОАО «Боксит Тимана» // Известия Коми научного центра УрО РАН. 2010. № 2. С. 44−47.

Калинина А.А., Лаженцев В. Н Макрорегион «КОМИ-УРАЛ»: проблемы и направления экономической интеграции. // Известия Коми научного центра УрО РАН. 2010. № 4. С. 98−103.