Агломерационное производство

Удельный выход газов от агломерационных машин определяется газопроницаемостью шихты, содержанием в ней топлива, личиной подсосов воздуха и может составлять 2500-4800 м /т агломерата.

Выбросы пыли с агломерационными газами могут колебаться в пределах от 5-20 кг/т агломерата, запыленность газов составляет 2-6 г/м . Содержание газообразных компонентов зависит от состава руды и может колебаться в широких пределах: 4-10% С0₂; 12-17% 0₂; 0,3-3% СО; 0,01-0,03% (S0₂+S0₃) при малосернистых рудах; 0,1-0,6%) (S0₂+S0₃) при сернистых рудах; 0,1-0,2%) N0; остальное N₂ и инертные газы.

Химический состав агломерационной пыли колеблется в зависимости от состава руды. Пыль содержит 40-50% Fe и его оксидов; 9-15% Si0₂; 7-12% СаО; 5-6% С; 2-8%о А1₂0₃; 0,5-1,5%) MgO. Плотность пыли 3,8-4,0 г/см³. Выброс газов от одной обжиговой машины составляет 30-35 тыс. м /ч при запыленности 2,7-5,0 г/м³.

Доменное производство

Доменное производство в основном загрязняет атмосферу пылью и оксидом углерода. Доменный газ, загрязняющий атмосферу при сжигании, широко используется на металлургических предприятиях в качестве топлива. Доменный газ представляет собой смесь мелких частиц руды, кокса, агломерата, известняка и других компонентов. При работе печей с нормальным давлением под колошником выброс пыли 50-60 г/м , при работе с повышенным давлением запыленность газа уменьшается до 15-20 г/м³, удельный выброс пыли на 1 т чугуна соответственно составляет 50-150 и 25-75 кг/т. На рудном дворе пыль выделяется при разгрузке вагонов, перегрузке руды грейферными кранами, при подаче ее на бункер эстакаду. Удельный выброс пыли на 1 т чугуна: на рудном дворе -50кг на бункерной эстакаде - 22 кг, концентрация пыли при этом может достигать 100 мг/м³.

Наибольшее количество пыли выделяется в под бункерном помещении, где выгружают сырье. Пыль выбрасывается в атмосферу через окна и проемы для скипов и через выхлопные отверстия аспирационных систем, концентрация пыли в воздухе составляет около 500 мг/м .

При выдаче шихты на большой конус печей емкостью 9. 2700 м выбросы пыли и СО составляют соответственно 0,17-и 5-19 т/сут.

На литейном дворе пыль и газы выделяются в основном от ток для выпуска чугуна и шлака, желобов, участков слива и ковшей в количестве кг/т чугуна: пыль 0,4-0,7; СО 0,7-1,15; S0₂ 0,11-0,17

Конвертерное производство

При работе конвертеров выделяется значительное количество газов до 70-90 м / на т. садки. Химический состав конвертерных газов, %: 85-90 СО; 8-14 С0₂;1,5-3,5 0₂; 0,5-2,5 N₂.C газами из конвертера выносится мелкодисперсная пыль, количество которой резко увеличивается с ростом интенсивности продувки. С конвертерными газами уносится до 14% серы, содержащейся в шихте, 13% из них содержится в пыли и 1% - в газовой фазе. Оксидов азота в конвертере практически не образуется, однако при дожигании СО в котле-охладителе выход оксидов азота составляет - 100 г/м или 50 г на 1 т стали. Химический состав пыли, %: 60-70 железа и его оксидов; 5-17 извести; 0,7-3 силикатов, пр. По дисперсному составу пыль можно разделить на две фракции: высоко дисперсную (< 3 мкм), образующуюся при окислении железа, и более крупную (> 3 мкм), образующуюся в результате уноса частиц шлака и сыпучих веществ.

Прокатное производство

В прокатных цехах по сравнению с другими выделение пыли и газа меньше. В среднем общий выброс пыли от всех источнике ее образования - 2000 г/т товарного проката без огневой зачистки 500-2000 г/т при огневой зачистке; пыль содержит 73,96% железа;0,1% углерода, 0,51 марганца, 0,39 серы и 25,04 кислорода.

Основными источниками выбросов являются: прокатный стан, машины огневой зачистки, травильные отделения прокатных цехов.

При горячей прокатке металла пыль образуется в результат измельчения окалины валками. Количество выделяющейся пыли на 1 т составляет: при прокате слябов и блюмов до 80 г, при прокате листа до 100г.

Пыль состоит из окислов железа, окиси кремния, марганца, свинца, молибдена, хрома и других легирующих добавок. При огневой зачистке поверхности заготовок часть расплавленного металла испаряется и в виде пыли выносится из машины огневой зачистки с газами (50-250 тыс. м³/ч - в зависимости от размера головки).

К основным источникам выделения вредных газов относится: нагревательные устройства, прокатные станы, режущие механизмы. Это такие газы, как: доменный (27-29% СО, 2-3% Н₂, 55-57% N0, 0,5% СН4 и другие углеводороды).

Коксохимическое производство

Основными источниками технологических выбросов являются: аспирационные машины, цеха углеподготовки, отопительная система коксовых печей, системы загрузки угля и выдачи кокса, тушение кокса, коксосортировка.

Загрузка коксовых печей угольной шихтой сопровождается значительными пылегазовыделениями, которые характеризуются, кг/т кокса: пыль - 400; СО - 46; H₂S- 22; NH₃ - 47; S0₂- 23; N0 - 55; CnHm - 190; HCN - 0,6. При производстве кокса происходит выброс значительных количеств пыли, разнообразных газов. Составы газов в коксовых печах (% к объему): 46,5-65 Н₂; 22,6-32,1 СН4 4,0-10,2 СО; 1,1-2,8С0₂; 0,7-8,5 N₂; 0,2-0,8 02; 1,7-5,2 CnHm; 0,5-4,5 H₂S; 1,3-9,0 NH₃ , причем около 6% коксового газа выбрасывается в окружающую среду.

На территории города зафиксированы выбросы вредных веществ, класс опасности которых имеет от 3 до 1 ПДК воздуха. Кроме этого было отмечено несколько случаев превышения ПДК по фенолу, сероводороду и свинцу. Концентрация железа превысила ПДК в 4 раза (в отдельных случаях в 6-8 раз). В один из дней ПДК по сероводороду превысил норму в 3 раза. В отдельные дни чрезвычайных концентраций достигал диоксид азота, бенз(а)пирена.

Загрязнение водных объектов ОАО «ММК»

Сточные воды доменного производства образуются при очистке доменного газа, гидравлической сборке осевшей пыли и россыпи в под бункерком помещении, а также от установки грануляции доменного шлака и разливочных машин. На 1000m^j очищенного газа образуется 4-6 м³ сточных вод. Стоки окрашены в красно-бурый, темно-коричневый или коричневый цвет с t = 40~50°С, характерно высокое содержание взвешенных частиц пыли.

Сточные воды прокатных цехов образуются при охлаждении подшипников, смыве и транспортировке окалины, а также при охлаждении вспомогательных механизмов, объем стоков из прокатных цехов колеблется от 3 до 1.6 м -прокатанного металла. Сточные воды характеризуются значительным содержанием взвешенных веществ в виде крупной, средней и мелкой окалины (количество которой в зависимости от типа станов колеблется в пределах 2-4%о массы прокатанного металла), наличием некоторого количества масел (в среднем

30-40 мг/л). Объем сточных вод при травлении металла зависит от вида обрабатываемых металлоизделий и составляет 3 м /т обрабатываемого кислотой металла, объем промывочных вод достигает 300— 400 м7ч и более.

Стоки коксохимического производства содержат смолы, нитриты и другие вещества. Коксохимическое производство выбрасывает 0,5 млн. т отходов: концентрированные водные растворы минеральных солей составляют около 140 тыс. т/год, кислые отходы - около 109 тыс. т/год, прочие - около 78 тыс. т/год, сливается 36 млн. м фенольных вод.

На коксохимическом заводе образуются сточные воды химических цехов и от процесса тушения кокса. Количество сточных вод и концентрация загрязнения в них зависит от качества коксуемых углей, состава цехов завода, состояния химических аппаратов и условий эксплуатации. Расход свежей воды на производство 1 т кокса составляет 1,15-1,55 м, 3-5 % сточных вод коксохимического производства сбрасывают за пределы заводов на городские очистные сооружения.

Загрязнение почв ОАО «ММК».

Производство чугуна и стали в нашей стране ежегодно сопровождается образованием более 70 млн. т металлургических шлаков, которых используется немногим более 50%. Кроме того, различные виды металлургического производства и металлообработки (доменные, сталеплавильные, горячего проката, травления металлов) и дают большие массы разнообразных по составу шламов и пыли, используемых частично или вообще не используемых. Только накопление шламов с содержанием железа около 50%о на заводах черной металлургии достигает 20 млн. т/год. В целом, производство 1 т стали, сопровождается образованием около 0,4 т твердых отходов, не считая дымовых газов и загрязненных сточных вод.

Исследования грунта показали, что в грунте значительное превышение ПДК: мышьяк -от 21 до 155,4 раза; никель 2-43 раза; бенз (а) пирен - 33 - 87 раза; а в загородной зоне - 1,5 до 45 раз.

Магнитогорск включен в список городов России с выбросами вредных веществ более 200 тыс. т/год (после Норильска, Кривого Рога, Москвы, Тимертау - всего 84 города); наш город является зоной чрезвычайной экологической ситуации (в 1996 году было присвоено Министерством природы Российской Федерации).

Основным источником вредных выбросов является Магнитогорский металлургический комбинат, находящийся в черте города Магнитогорска. На нем имеется ряд производств, отнесенных Международным агентством по изучению рака, к канцерогенно опасным: производство кокса, переработка каменноугольной смолы, газификация угля, производство агломерата. Чугуна, стали. В период своего технического могущества в 1989 г. это предприятие выбросило в окружающую среду 860 тыс. т вредных веществ, т.е. по 1800 кг на каждого жителя города. В связи с сокращением объема производства объем вредных выбросов сократился и в 1993 году составил 540 тыс. т, в 1996 г. - 250 тыс. т, в 1998 г. - 273 тыс.т.

На фоне снижения объема вредных выбросов продолжают ухудшаться показатели здоровья населения и демографические показатели: смертность за последние 7 лет увеличилась в 1,5 раза, составив в 1998 г. 15 человек на 1000 жителей. Это требует более детального ретроспективного анализа сложившейся экологической ситуации.

Техногенное воздействие на окружающую среду и на население г. Магнитогорска приводит к формированию мутационного груза в популяции, изменению генофонда, отклонению иммунного статуса и дисгармональным нарушениям. Показатель ранней неонотальной смертности постоянно остается высоким и определяет общий уровень младенческой смертности в г. Магнитогорске - в 1991 году этот показатель был равен 16,23 на 1000 родившихся; в 1998 году-21 на 1000 родившихся. Это выше, чем в Скандинавских странах в 3-4 раза, выше, чем в США в 1,5-2 раза.

Показатель неблагоприятных исходов родов в городе, где более 20 тысяч женщин занято на производстве, остается высоким и составляет 20 на 100 беременностей.

Врождённые пороки развития (ВПР) и врожденные аномалии имеют тенденцию к увеличению. Это неоспоримый показатель генофонда городской популяции.

Особенностью врожденной патологии в г. Магнитогорске является то, что в структуре ВПР первое место занимают сердечно-сосудистые аномалии - 34 %. Этот аргумент говорит в пользу влияния химических токсических веществ на генофонд (вызывают генные и хромосомные мутации, а также различные врожденные уродства). Кроме того, ежегодно в городе у 31 % детей, осмотренных медико-педагогическими комиссиями, устанавливается задержка психологического развивающих и перерабатывающих производств, составляет свыше 10 млн. га.

В мире в результате горнотехнической деятельности уже нарушено более 15-20 млн. га земель; из них 59%-площади использовано под различные горные выработки, 38% - под отвалы пустой породы или отходы обогащения, 3% представляют собой места оседания, провалов и других нарушений поверхности, связанных с подземными разработками.

В результате добыча и переработка полезных ископаемых на горных предприятиях сопровождаются существенными нарушениями естественных ландшафтных комплексов (в первую очередь, почвенного покрова). Ежегодно горными работами нарушаются около 150тыс. га земель, из них на сельские угодья приходится около 40%. Например, добыча 1 млн. т железной руды приводит к нарушению от 14 до 640 га земли, угля - от 2,6 до 43 га, руд для производства минеральных удобрений - от 22 до 97 га. Только в угольной отрасли России нарушено уже 106,4 тыс. га земли.

Отдельной серьезной проблемой, возникающей при функционировании горнодобывающего комплекса, являются техногенные землетрясения и горные удары. Количество горных ударов, зафиксированных с 1970 г. на горных предприятиях, составляет более 400.

Таким образом, в современных условиях все технологии добычи и переработки в той или иной степени разрушают литосферу и сопровождаются физическим разрушением земель с изменениями гидрогеологических условий региона и его ландшафта, перемещением пород по вертикали и горизонтали, выносом на дневную поверхность растворенных в воде минералов

Список литературы.

1. Севрюков Н.Н., Кузьмин Б.А., Челищев Е.В.: Общая металлургия. М.: Металлургия, 1978,588 с.

2. Титов Н.Д., Степанов Ю.А.: Технология литейного производства. М., Машиностроение, 1978, 432 с.

3. Кащеев И.Д. Производство огнеупоров. М.: Металлургия, 1993.

4. Харлампович Г.Д., Кауфман А.А. Технология коксохимического производства: Учебник для вузов. М.: Металл, 1995. 384с.

5. Огнеупоры для промышленных агрегатов и топок: Справочник. Т.1.

М.:

Интермет инжиниринг, 2000.

6. Воскобойников В.Г. «Общая металлургия».

7. Сысков К. И., Королёв Ю. Г. Коксохимическое производство. М., «Высшая школа», 1969.

8. Лейбович Р. Е. и др. Технология коксохимических производств. М., «Металлургия», 1974.