Сжигание топлива в обрабатывающей промышленности (стр. 21 )

2 ВКЛАД В СУММАРНЫЕ ВЫБРОСЫ

По данным инвентаризации CORINAIR90 доля выбросов от вторичных производств свинца в суммарные выбросы от стран дается в таблице 2-1.

Таблица 2-1: Доля в суммарных выбросах, согласно данным инвентаризации CORINAIR’90 (28 стран)

Категория источника	SNAP-код	Доля в суммарных выбросах [%]
SO2	NOx	НMЛOC	CH4	CO	СО2	N2O	NH3
Вторичное производство свинца	030307	0	-	-	-	-	-	-	-

0 = данные о выбросах имеются, но их величина ниже допустимого предела округления (0,1%)

- = нет данных о выбросах

При вторичном производстве свинца выделяются некоторые микроэлементы. Однако, их выбросы в мировом масштабе не очень велики. Nriagu и Pacyna (1988 г.) пришли к выводу, что выбросы от этого производства составляют менее 1% от общих атмосферных выбросов свинца, сурьмы, селена и цинка. Расчетная доля выбросов от первичного и вториченого производства свинца в суммарных выбросах в европейских странах представлена в таблице 2-2.

Однако, на локальном уровне заводы по вторичному производству свинца или заводы для рафинирования свинца могут быть важными источниками выбросов.

Таблица 2-2: Доля в суммарных выбросах тяжелых металлов, согласно данным инвентаризации OSPARCOM-HELCOM-UN/ECE за 1990 год (до 38 стран)

Категория источника	SNAP-код	Доля в суммарных выбросах [%]
As	Cd	Cr	Cu	Hg	Ni	Pb	Zn
Общее производство свинца	0403pb	1,0	1,4	-	0,1	0,9	-	1,1	1,1

- = нет данных о выбросах

Вторичное производство свинца может быть источником полихлорированных диоксинов и фуранов, в зависимости от состава сырья (например, наличие ПВХ в скрапе аккумуляторных батарей). Данных по расчетам выбросов в данном секторе по Европейским странам нет в наличии.

3 ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ

3.1 Описание

Под заводом по вторичному производству свинца подразумевают любой завод или фабрику, на котором свинец-содержащий скрап или свинец-содержащие материалы, отличные от свинцовых концентратов (руды), извлекаемых из месторождений, перерабатываются с помощью металлургического или химического процесса в очищенный свинец, свинцовые сплавы или оксид свинца. Значительное количество батарей кислотных аккумуляторов, поступающих на переработку, целиком обеспечивает потребности вторичного производства свинца. [Barbour и др., 1978 г.].

Вторичный свинец можно производить, применяя пирометаллургические или гидрометаллургические процессы. До настоящего момента гидрометаллургические процессы применялись только на предварительном этапе. Пирометаллургические процессы подразделяются на следующее (Rentz и др., 1996 г.):

-  дробление и обработка аккумуляторных батарей (подготовка скрапа),

-  плавка батарейного скрапа,

-  рафинирование (очистка).

В отличии от вторичного производства цинка и меди, для которых используются большое количество различных вторичных материалов, переработка вторичного свинца сконцентрирована на обработке батарейного скрапа, что составляет примерно 80% в общемировом масштабе. Металлические листы, трубный скрап, шлам, окалина и пыль составляют лишь незначительную долю во вторичном сырье.

Иногда вторичный свинец соединяют с первичным материалом для очистки. Могут использоваться различные пирометаллургические методы очистки в зависимости от состава сырья и спецификации продуктов.

3.2 Определения

Вторичное производство Производство свинца из материалов, отличных от свинцовых руд.

3.3 Технологии

В общем, для производства вторичного свинца из батарейного скрапа можно применить два основных технологических метода. В основе одного метода лежит разбор и дробление старых батарей, а также отделение пасты, металлических частиц и органических частиц. Затем осуществляется плавление и восстановление в печах различного типа с дополнительными стадиями очистки. Другой метод характеризуется прямой обработкой неразобранных батарей целиком с или без серной кислоты внутри в различных плавильных печах, также с дополнительной стадией очистки. Ниже представлено подробное описание технологий, применяемых во всем мире на различных стадиях пирометаллургических процессов (Rentzet и др., 1996 г.):

Подготовка скрапа из аккумуляторных батарей

Для подготовки скрапа из аккумуляторных батарей можно применять различные технологические процессы, которые можно классифицировать по уровню разделения компонентов батарей. В промышленных масштабах применяются процессы Penneroya, процесс MA, Tonolli-CX и Contibat. В общем, выбросы тяжелых металлов при подготовке скрапа из аккумуляторных батарей представляются незначительными по сравнению с выбросами во время плавления. Процессы Varta и Bergsoe представляются собой процессы плавления, осуществляемыми без первичного разделения, т. е. батареи плавятся непосредственно в печи целиком.

Плавление

Для промышленного производства вторичного свинца применяются различные плавильные печи. Для плавления разделенных материалов скрапа аккумуляторных батарей наиболее широко применяются короткие барабанные печи, а длинные барабанные печи и отражательные печи применяются только в нескольких методах. В отличие от коротких барабанных печей, длинные барабанные печи эксплуатируются непрерывно. Отражательные печи также можно использовать для плавления шлака с большим содержанием свинца, который был восстановлен в камере горения. Шахтные печи обычно применяются для плавления неподготовленного скрапа аккумуляторных батарей вместе со скрапом кабелей со свинцовой оболочкой, печной шлаг и пыль из фильтров.

Очистка

Свинцовые слитки, изготовленные при вторичном производстве свинца, содержат различные примеси, в основном медь, сурьму и олово, из-за чего может потребоваться их удаление или корректировка посредством очистки. Обычно операции, необходимые для очистки вторичного свинца, ограничены по сравнению с теми операциями, которые необходимы для очистки первичного свинца. Нет необходимости в предварительном удалении меди; осуществляется только заключительное обезмедивание. Также может понадобиться удаление и корректировка сурьмы, а также удаление олова.

3.4 Выбросы

При вторичном производстве свинца имеют место различные прямые выбросы тяжелых металлов, а также поступление тяжелых металлов в атмосферу вне системы дымовых труб. (Rentz и др., 1996 г.):

При подготовке скрапа из аккумуляторных батарей происходит выброс лишь небольших объемов тяжелых металлов в виде аэрозолей в качестве прямых выбросов, если отдельные подготовительные установки снабжены специальными устройствами для очистки отходящего газа.

Для процесса плавления используются различные виды топлива, в зависимости от типа печи. Обычно, короткие карусельные печи и длинные барабанные печи снабжаются горелками природного газа/воздуха, или, иногда, кислородно-топливными горелками, в то время как в шахтных печах в качестве топлива применяется кокс.

Наряду с образовавшимся отходящим газом, независимо от типа используемой печи, выделяется значительное количество тяжелых металлов, содержащихся в пыли, а также некоторые объемы газообразных тяжелых металлов, в зависимости от температуры плавления и давления пара.

Для очистки и легирования устанавливается несколько котлов, в зависимости от требуемого качества свинца. Из-за реакций, происходящих в отходящем газе из рафинировочного и легирующего котлов, могут происходить выбросы различных объемов тяжелых металлов в форме твердых частиц и газа.

Поступление загрязняющих веществ в атмосферу вне системы дымовых труб от плавления вторичного свинца происходит во время практически всех процессов складирования, перемещения, загрузки и разгрузки. Объем и состав зависят, в основном, от конфигурации процесса и рабочего режима. Значения, касающиеся размера неослабленных и уменьшенных выбросов, выявлены не были. Загрязняющие вещества от плавильных печей поступают в атмосферу вне системы дымовых труб во время загрузки сырья и разгрузки шлака и чернового свинца. Отверстия в печи также могут быть источником выбросов. Загрязняющие вещества, поступающие в атмосферу вне системы дымовых труб при осуществлении работ по очистке (рафинированию), могут возникнуть, в основном, во время операций по загрузке, разгрузке и перемещению металла. Рафинирующие аппараты, не покрытые первичными колпаками, могут стать источниками выбросов.

Как и на многих заводах, для источников прямых выбросов предпочтительно предпринимать меры по снижению выбросов, а объем загрязняющих веществ, поступающих в атмосферу вне системы дымовых труб во время вторичного производства свинца, обычно намного выше, чем объем прямых выбросов.

Безусловно, что наиболее важным источником выбросов SO2 и NOх во время вторичного производства свинца является работа плавильных печей. Объем образуемого SO2 определяется, в основном, количеством серы, содержащейся в сырье и используемом топливе. Хотя большая часть серы остается в шлаке, образуемом во время процесса плавления, ее значительная доля также превращается в SO2.

Концентрации SO2 в отходящем газе отражательных печей и доменных печей имеются в наличии только на основе объемного процента. Во время испытаний, проводимых в отражательной печи с использованием природного газа в качестве топлива, концентрация SO2 в отходящем газе составила примерно 0,1 объем.-%. А в доменной печи, при использовании кокса в качестве топлива, была получена даже меньшая концентация отходящего газа – в диапазоне примерно 0,03 об.-% (Rentz и др., 1996b).