Лекция № 6. Влияние черной и цветной металлургии на окружающую среду

1.

Лекция № 6
Влияние черной и цветной
металлургии на окружающую среду
Лектор: Медведева Л.М.

2.

• Общие тенденции
• В России имеются огромные запасы черных и цветных металлов. В структуре
экономики эта отрасль занимает третье место. В любом крупном городе имеется
свое металлургическое производство. Оно вливает в бюджет крупные суммы денег,
но вместе с тем активно изменяет экологическую обстановку. И изменение это
идет далеко не в лучшую сторону. Радиус выброса вредных отходов даже от
небольшого завода составляет примерно 30 км. Действие этих веществ охватывает
весь город и прилежащие к нему территории. К самым загрязненным в
экологическом плане городам относят Липецк, Магнитогорск, Кемерово,
Челябинск. Экологическая проблема черной металлургии заключается и в
отсутствии современного оборудования. Более 70% заводов работают по старым
технологиям, которые приносят больше убытков, чем доходов. Имеет значение
расположение металлургических комплексов. 80% строений находятся в городской
черте. Экологическая проблема заключается не только в отходах. Добыча полезных
ископаемых приводит к изменению рельефа земной поверхности. Образуются
котлованы, карьеры, искусственные холмы. Из-за этого воздушные потоки меняют
свое направление, климат становится другим. Использование воды, почвы, лесов
приводит к истощению этих ресурсов. Они возобновляемы, но скорость их
восстановления в 10 раз меньше скорости потребления промышленными
производствами.

3.

4.

5.

• Загрязнение воды
• Потребление воды металлургическими комплексами — 15-20% от
всего промышленного производства. Это самая затратная отрасль. На
крупных предприятиях в сутки используется 3 млн кубометров. 40%
этой воды — отходы. Сточные воды, которые производства сливают в
реки, содержат в себе соли тяжелых металлов. Для организма
человека и животных это яд, поражающий почки и печень.
Особенность тяжелых металлов — накопление их на дне рек, в водной
растительности. Рыбы, живущие в таких водоемах, накапливают в
своем теле вредные вещества. Затем они попадают к животным и
людям. Это экологическая проблема биосферы. При производстве угля
загрязнение воды обусловлено работой химических цехов. За час
образуется 6 кубометров стока, загрязненного аммиаком, цианидами,
смолами, бензолом. Все эти вещества являются канцерогенами —
способствуют развитию злокачественных опухолей у человека. Рост
онкологической заболеваемости напрямую связан с экологическими
проблемами в стране.

6.

7.

Отходы в почве
Почву загрязняют твердые отходы металлургической
промышленности. Они накапливаются на площадях
земли размерами в сотни гектаров. Наибольшее
количество твердых отходов образуется при производстве
чугуна. На одну тонну металла приходится 400 кг шлаков.
Отходы содержат: железо; фосфор; оксид кальция. Эти
вещества проникают в почву под действием осадков, она
становится непригодна для сельского хозяйства.
Экологическая проблема несет миллионные убытки
экономике.

8.

9.

Влияние на воздух
Атмосферный воздух загрязняется от металлургических комплексов оксидом
серы и диоксидом углерода. Эти вещества затем возвращаются на землю в
виде серного дождя. Из труб доменных печей выделяется оксид азота,
сероводород. Заводы используют для производства руду. Чтобы добыть из нее
металл, нужно удалить посторонние вещества. На это требуются большие
затраты энергии, воды. Выделяется значительный объем газов, которые уходят
в атмосферу. Наиболее опасными в экологическом плане являются:
коксохимическое производство — уголь; доменные печи — чугун;
ферросплавовое производство — железо; сталелитейная промышленность.
Суммарный выброс вредных веществ достигает 100 тонн в сутки.

10.

11.

12.

Объем

13.

Объем валовых выбросов предприятий
Челябинской области (тыс. тонн в год)
АО «ЧЭМК» - 7,689
ООО «Мечел-Кокс» – 14,899
ПАО «Челябинский цинковый завод» – 4,344
ПАО «ЧМК» – 67,836
ПАО «ММК» – 200,047
АО «Карабашмедь» – 5,355

14.

15.

Магнитогорский металлургический комбинат

16.

Возможные пути решения проблемы
Проблема влияния черной и цветной металлургии на экологию решается. Для этого разрабатываются и внедряются
новые технологии.
Система многократного использования сточных вод. Отработанная в ходе выплавления металла вода очищается от
примесей, проходит многоэтапную обработку. Это позволяет использовать ее снова без вреда для производства.
Применение газоочистных установок. Они блокируют выделяемую пыль, задерживают частички минералов в воздухе.
Это сокращает загрязнение атмосферы на 90%.
Повторная переработка отходов. Из использованной руды получают минералы, необходимые для других отраслей
промышленности.
Внедрение экологически чистого производства. Оно отвечает следующим критериям: сокращение затрат воды и
электроэнергии; снижение уровня токсичности выбросов; уменьшение количества отходов; соблюдение экологических
норм при проектировании производства; вторичная переработка своих и чужих побочных продуктов. Экологически
чистая металлургия требует меньших финансовых затрат, чем утилизация отходов и борьба с их последствиями. К
современным и безопасным способам очистки сточной воды относят: электрохимический; ионизирование;
озонирование. Вода очищается на 95%, ее используют повторно. Для снижения количества газовых выбросов
рекомендуется использовать для выплавления металла электроэнергию, а не дровяное и нефтяное топливо.
Аппаратуру оснащают пылесборниками. Уменьшить количество газовых отходов позволяет увлажнение сыпучих
материалов, применение поверхностно-активных веществ. Несмотря на спад современного металлургического
производства, отрасль занимает второе место по загрязнению окружающей среды. Отходы делают непригодной для
использования человеком воду и почву, вызывают опасные заболевания. Решение проблемы — во внедрении
экологически
чистого
производства,
повторной
переработке
отходов.

17.

Влияние цветной металлургии на окружающую среду
Предприятия цветной металлургии расположены в основном в Восточной Сибири, на Урале
и Кольском полуострове. В результате производственной деятельности предприятия
отрасли существенно влияют на формирование экологической обстановки в районах
своего расположения. Степень воздействия цветной металлургии на состояние природной
среды аналогична нагрузке на окружающую среду предприятий черной металлургии.
Ежегодно предприятиями цветной металлургии выбрасывается в атмосферу около 3000
тыс. т вредных веществ. Загрязнения атмосферы предприятиями цветной металлургии
характеризуются в основном выбросом диоксида серы.
Источниками образования вредных выбросов при производстве глинозема, алюминия,
меди, свинца, олова, цинка, никеля и драгоценных металлов являются различные виды
печей (для спекания, выплавки, обжига, индукционные и др.), дробильно-размольное
оборудование, конверторы, места погрузки, выгрузки и пересыпки материалов, сушильные
агрегаты, открытые склады.

18.

Следует отметить, что при переработке сульфидных руд и концентратов в печах образуется
большое количество отходящих серосодержащих газов. Содержание серы в них
определяется используемым оборудованием и технологией. Для утилизации этих газов
отсутствуют экономически оправданные технологии. Вследствие этого степень улова
диоксида серы SC>2 на предприятиях цветной металлургии остается на низком уровне
(22,6 %). Учитывая то, что на долю SO2 приходится 75 % всех выбросов, общая степень
улавливания загрязняющих веществ в отрасли снижается. Наибольшее количество
загрязняющих веществ выбрасывают в атмосферный воздух следующие предприятия:
концерн "Норильский Никель" (г. Норильск Красноярского края); АО комбинат "ЮжУралНикель" (г. Орск Оренбургской области); комбинат "Печенганикель" (г. Никель Мурманской
области); комбинат "Североникель" (г. Мончегорск Мурманской области); АО
"Среднеуральский медеплавильный завод" (г. Ревда Свердловской области); АО
"Красноярский алюминиевый завод" (Красноярский край); АО "Ачинский глиноземный
комбинат" (г. Ачинск Красноярского края). Таким образом, цветная металлургия вносит
заметный вклад в загрязнение атмосферного воздуха (18% от всех выбросов в России от
промышленных стационарных источников). Особенно существенна доля отрасли в
выбросах наиболее опасных веществ - свинца (3/4 объема его промышленных выбросов) и
ртути (более 1/3 выбросов ртути всей промышленностью России).

19.

Ежегодно в цветной металлургии потребляется около 1200 млн. м3 свежей воды.
Сточные воды предприятий цветной металлургии загрязнены минеральными
веществами, флотореагентами (цианиды, ксантогенаны, нефтепродукты и др.), солями
тяжелых металлов (медь, свинец, цинк, никель и т.д.), мышьяком, фтором, ртутью,
сурьмой, сульфатами, хлоридами и т.д.
Крупные комбинаты цветной металлургии являются самыми мощными источниками
загрязнения почвенных покровов как по интенсивности, так и разнообразию
загрязняющих веществ. Это является следствием того, что на горно-добывающих
предприятиях отрасли продолжает преобладать открытый способ добычи минерального
сырья.
Выделяется несколько десятков городов с металлургическими предприятиями, вблизи
которых в почвенном покрове обнаружены количества тяжелых металлов равные или
большие ПДК. По суммарному загрязнению почвенного покрова 1-ое место занимает
Рудная пристань (Приморский Край), в котором расположен свинцовый завод. В почвах
зоны радиусом 5 км вокруг Рудной Пристани наблюдается загрязнение почв свинцом
(300 ПДК), марганцем (2ПДК) и другими веществами.

20.

К чрезвычайно опасной категории по загрязнению почв
относятся также города Белово Кемеровской Области
(содержание свинца до 50 ПДК) и Ревда Свердловской области
(свинца до 5 ПДК, ртути до 7 ПДК.
Утилизация и использование отходов производства продолжают
оставаться одной из серьезных проблем на предприятиях
цветной металлургии. Наибольшее количество промышленных
отходов образуется на Норильском горно-металлургическом
комбинате. Ежегодно на комбинате образуется около 4,7 млн. т
металлургических шлаков. Образующиеся остатки руды от
обогащения практически не используются. В хранилище их
накоплено около 350 млн. тонн.

21.

Основное негативное воздействие предприятия нефтедобычи оказывают на
атмосферный воздух. Ежегодно отраслью выбрасывается в атмосферу вредных
выбросов около 1650 тыс. т. Основная доля выбросов (98 %) приходится на жидкие
и газообразные вещества.
Отраслью неудовлетворительно используется попутный газ, извлекаемый при
добыче нефти. Ежегодно теряется и сжигается в факелах около 7,1 млрд. м3
нефтяного газа (около 20 % извлекаемого). Основная часть этих потерь приходится
на долю Западной Сибири.
Дополнительный ущерб окружающей среде наносят аварии на буровых установках
и платформах, а также на магистральных газо- и нефтепроводах. Эти аварии
являются наиболее типичными причинами загрязнения нефтью поверхностных вод.
Основными причинами аварийных ситуаций являются: прорыв трубопроводов из-за
коррозии (90,5 %), наезд строительной техники, технологические и строительные
дефекты.

22.

С целью снижения аварий осуществляется комплекс мероприятий. Они направлены на
создание эффективных методов борьбы с коррозией, средств по локализации и
ликвидации нефтяного загрязнения, а также на диагностику и ремонт трубопроводов.
Для уменьшения отрицательного воздействия производственной деятельности на
окружающую среду предприятия и объединения отрасли проводят комплекс
природоохранных мер, которые наряду с вышесказанным включают:
внедрение систем диагностики трубопроводов и резервуаров;
восстановление герметичности колонн скважин;
утилизацию нефтяных газов.
На долю нефтедобывающей промышленности приходится всего 2 % используемой
свежей воды промышленностью РФ и только 0,1 % сброса сточных вод в
поверхностные водоемы. По объему сброс загрязненных сточных вод
нефтедобывающих предприятий незначителен. Нефтедобывающая промышленность
дает 1/12 всех выбросов в России от промышленных стационарных источников.