Слайд 2
Основные процессы интегрированного производства чугуна и стали
Слайд 3
Агломерация – это термический процесс окускования мелких материалов
(руды, рудных концентратов, содержащих металлы отходов и др.), являющихся
составными частями металлургической шихты, путем их спекания с целью придания формы и свойств (химического состава, структуры), необходимых для плавки.
Шихта, подаваемая в агломерационные установки, может включать порошкообразные железные руды, добавки (например, известь или оливин), и железосодержащие переработанные материалы из последующих технологических процессов производства железа и стали (например, пыль при очистке доменного газа).
Коксовая пыль (мелкий печной кокс с размером частиц <5 мм) - это самый широко используемый технологический материал в агломерационных установках.
Доменный газ или коксовый газ, полученный в основном комплексе в процессе интегрированного производства железа и стали, могут использоваться в агломерационных установках.
Слайд 4
Выбросы агломерационных установок
Выбросы SO2 в большинстве своем происходят
из серы, содержащейся в коксе, который используется в качестве
топлива.
NOx главным образом выделяется в атмосферу в виде NO в связи с быстрым охлаждением отходящего газа. Оксиды азота формируются при сгорании азотистых соединений, содержащихся в коксе (ок. 80 %) и железной руде (ок. 20 %).
Сырьевые материалы содержат тяжелые металлы (ТM). Выбросы ТМ при агломерации связаны с выбросами пыли. При агломерации некоторые ТМ могут улетучиваться или переходить в летучие соединения (например, хлориды) и следовательно могут присутствовать в отходящем газе. К числу ТМ относят цинк (Zn), свинец (Pb) и кадмий (Cd). Мышьяк (As) проникает в атмосферу в газообразной форме (As2O3), проходя через сухие газоочистители.
Слайд 5
Доменное производство
Углерод подается в доменную печь главным образом
в виде кокса, полученного из металлургического сортового коксующегося угля
(однако, он также может быть в виде древесного угля, полученного из древесины, или в других формах углерода.).
Углерод выполняет две функции в производстве железа. Во-первых, он является восстановителем для преобразования оксидов железа в железо. Во-вторых, углерод служит источником энергии для выработки тепла при экзотермической углеродно-кислородной реакции.
Доменный газ получают в процессе горения кокса в доменных печах. Как правило, он отделяется и используется в качестве топлива частично на заводе и частично в других технологических процессах сталеплавильного производства или на электростанциях, предназначенных для сжигания доменного газа. Доменный газ может также отделяться и направляться из железообрабатывающего и сталеплавильного цеха в установку коксования основного производства и сжигаться для получения энергии в коксовых печах.
Слайд 6
Выбросы доменного производства.
Основными выбросами при загрузке доменной печи
является моноксид углерода (СО), диоксид углерода (СО2), водород (Н2)
и сульфид водорода (Н2S). Загрузка плавильных печей является источником определенного количества пыли в течение короткого периода времени.
Слайд 7
Производство стали
Заводы с полным металлургическим циклом, как правило,
включают доменные печи и основные сталеплавильные печи с подачей
кислорода (ОПКП) или в некоторых случаях мартеновские печи (МП).
Вторичную переработку стали чаще всего проводят в электродуговых печах (ЭДП).
Производство стали в ОПКП начинается с загрузки в конвертер 70–90 % жидкого чугуна и 10–30 % стального металлолома. Далее, кислород высокой степени чистоты смешивается с углеродом в железе для получения экзотермической реакции, которая обеспечивает плавку шихты, когда понижается уровень содержания углерода. Железо из доменной печи обычно содержит 3–4 % углерода, который должен быть снижен менее чем на 1 %, очищен и легирован для получения желаемой марки стали.
Производство стали в ЭДП как правило начинается с загрузки 100 % повторно используемого стального металлолома, который плавится с помощью электрической энергии, подаваемой к щихте через углеродные электроды, а затем очищается и легируется для получения желаемой марки стали.
Слайд 8
Выбросы сталеплавильного производства
Наряду с CO и CO2, основным
выбросом кислородно-конвертерного производства является обогащенная тяжелыми металлами пыль. Основная
часть выбросов пыли состоит из частиц с размером менее 10 мкм (Руководство по инвентаризации выбросов ЕМЕП/ЕАОС 2009) .
Слайд 9
Структура выбросов Челябинского электрометаллургического комбината
(Форма "2-ТП (воздух)"
Сведения об охране атмосферного воздуха ОАО "ЧЭМК", 2005-2011 гг.
//ОАО "Челябинский электрометаллургический комбинат")
Слайд 10
Схема гидрометаллургического извлечения цинка на ОАО ЧЦЗ
Слайд 11
Цветная металлургия. Гидрометаллургическая схема получения цинка
Разгрузка цинкового концентрата
и хранение. Сульфидный цинковый концентрат с содержанием цинка 45-55 %
поступает в 69-ти тонных железнодорожных вагонах и разгружается в крытом складе обжигового цеха. Основное вредное вещество: пыль концентрата (взвешенные вещества)
Обжиг сульфидного цинкового концентрата. Концентраты различных поставщиков смешиваются для усреднения содержания цинка и примесей. Для обжига концентрата используется 5 печей кипящего слоя. Окисление сульфидов происходит при температуре около 950 °С за счёт подачи воздуха, обогащённого кислородом. Конечными продуктами являются цинковый огарок и сернистый газ. Цинковый огарок поступает на выщелачивание, а сернистый газ на получение серной кислоты. Основное вредное вещество: пыль концентрата и огарка, диоксид серы (сернистый ангидрид).
Слайд 12
Получение серной кислоты
Для утилизации сернистого газа установлены пять
сернокислотных систем. Газ с содержанием SO2 8-10 % очищается от пыли,
осушается и подаётся на каталитическое окисление кислородом воздуха на ванадиевом катализаторе. Полученный после окисления серный ангидрид орошается разбавленным раствором серной кислоты с получением концентрированной серной кислоты.
Основные вредные вещества: сернистый ангидрид; аэрозоль серной кислоты.
Слайд 13
Выщелачивание цинкового огарка
Выщелачивание цинкового огарка ведут в две
стадии отработанным электролитом после электролиза цинка. Извлечение цинка в
раствор составляет 80-86 %. Часть цинка остаётся в остатке от выщелачивания (цинковый кек), который направляется в вельц-цех. Цинковый раствор после предварительной очистки от меди, железа и силикатов направляется на тонкую очистку от вредных для электролиза примесей. Основное вредное вещество: пары сульфата цинка, меди и кадмия(взвешенные вещества),пары отработанного цинкового электролита( 100гр/л серных кислот), окись кадмия
Слайд 14
Электролиз цинка
Очистка цинкового раствора от примесей. Электролиз цинка
очень чувствителен к содержанию примесей меди, кадмия, кобальта, никеля,
германия, таллия, сурьмы, олова, мышьяка. Для очистки растворов используется двухстадийная цементационная очистка цинковой пылью. Содержание вредных для электролиза примесей снижается до 0,3-0,4 мг/л и менее. Очищенный цинковый раствор с содержанием цинка 130-150 г/л направляется на охлаждение и удаление из раствора гипса и, далее, на электролиз цинка. Из осадков I стадии цементационной очистки извлекают кадмий.
Электролиз цинка. Очищенный цинковый раствор смешивается с отработанным электролитом для повышения содержания цинка до 50-55 г/л и подаётся в электролизные ванны. Осаждение металлического цинка ведётся при постоянном токе 350-450 А/м2. В качестве катода используется алюминиевый лист. Анод изготовлен из свинца, легированного серебром (0,7 %). Время наращивания цинка – 48 часов. Вес катода с цинком – около 160 кг. Катодный цинк сдирается на 3-х автоматических сдирочных комплексах и направляется на переплавку. Раствор после электролиза частично обогащается очищенным цинковым раствором и возвращается на электролиз цинка, а частично направляется на выщелачивание цинкового огарка и вельц-окиси.
Переплавка катодного цинка. Катодный цинк переплавляется в двух электрических индукционных печах производительностью до 200 тысяч тонн цинка в год каждая. Одна печь используется для получения чистого цинка, другая для производства цинк-алюминиевого сплава.
Основные выбросы от отделения электролиза цинка: пары отработанного цинкового электролита(серная кислота); пыль дросса(окись цинка); хлор; хлористый водород; пары хлористого аммония.
Слайд 15
Переработка цинкового кека
Вельцевание цинкового кека. Цинковый кек содержит
около 20 % цинка, индий, кадмий, свинец, медь. Для извлечения
этих металлов его смешивают с коксовой мелочью и нагревают до 1250-1350 °С во вращающейся трубчатой печи – вельц-печи. Тепло выделяется за счёт сгорания коксовой мелочи и экзотермических реакций. Продуктами вельцевания являются вельц-окись, которая содержит около 75 % оксида цинка, оксиды кадмия, индия и свинца и медистый клинкер (3-4 % меди и 30-35 % железа). Вельц-окись направляется на выщелачивание, а клинкер отгружается на медные предприятия.
Выщелачивание вельц-окиси. Выщелачивание вельц-окиси ведут отдельно от растворения цинкового огарка для извлечения индия и свинца в товарную продукцию. На первой стадии выщелачивания при конечном рН=3,8-4,6 в раствор переходят только цинк и кадмий. Этот раствор объединяется с раствором после выщелачивания цинкового огарка. На второй стадии выщелачивания при конечной кислотности 35-55 г/л серной кислоты в раствор переходит индий. Этот раствор направляется на извлечение индия. Остаток после выщелачивания – свинцовый кек, довыщелачивается для снижения потерь цинка и отгружается на свинцовые предприятия.
Вредные вещества, выбрасываемые в атмосферу: пыль цинкового кека; окись цинка; сернистый ангидрид; окись азота; окись углерода.
