Влияние металлургического предприятия на окружающую среду

          3. Выбросы в атмосферу.

 

Основными загрязняющими  веществами, поступающими в атмосферу  от мартеновских печей, являются те же газообразные продукты сжигания топлива, что и на предприятиях теплоэнергетики. Значительными являются выбросы пыли, основная составляющая которых оксиды железа. Наибольшее пылевыделение - при погрузочно-разгрузочных работах, приготовлении шихты; пыли и газов - при обжиге известняка и производстве стального проката.

При выплавке одной  тонны стали, в атмосферу выбрасывается 0,04 т твердых частиц, 0,03 т оксидов  серы и до 0,05 т оксида углерода, а  также в небольших количествах  такие опасные загрязнители, как  марганец, свинец, фосфор, мышьяк, пары ртути и др. В процессе сталеплавильного производства в атмосферу выбрасываются парогазовые смеси, состоящие из фенола, формальдегида, бензола, аммиака и других токсичных веществ. Основными вредными примесями пирогенного происхождения являются

следующие:

• Оксид углерода . Получается при неполном сгорании углеродистых веществ. В воздух он попадает в результате выбросов промышленных предприятий. Ежегодно этого газа поступает в атмосферу не менее 1250 млн.т. Оксид углерода является соединением, активно реагирующим с составными частями атмосферы и способствует повышению температуры на планете, и созданию парникового эффекта.
• Сернистый ангидрид. Выделяется в процессе сгорания серосодержащего топлива или переработки сернистых руд (до 170 млн.т. в год).
• Серный ангидрид. Образуется при окислении сернистого ангидрида. Конечным продуктом реакции является аэрозоль или раствор серной кислоты в дождевой воде, который подкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных путей человека. Выпадение аэрозоля серной кислоты из дымовых факелов химических предприятий отмечается при низкой облачности и высокой влажности воздуха. Листовые пластинки растений, произрастающих на расстоянии менее 11 км. от таких предприятий, обычно бывают густо усеяны мелкими некротическими пятнами, образовавшихся в местах оседания капель серной кислоты. Пирометаллургические предприятия цветной и черной металлургии, а также ТЭС ежегодно выбрасывают в атмосферу 1десятки миллионов тонн серного ангидрида.

 

   Борьба с пылегазовыми выбросами в черной металлургии требует больших капитальных и эксплуатационных затрат и осложняется тем, что выбросы образуются на всех стадиях металлургического передела и зачастую носят неорганизованный характер.

    Основными на сегодняшний день методами снижения загрязнения атмосферы, в том числе кислотообразующими выбросами, являются разработка и внедрение различных очистных сооружений и правовая защита атмосферы. Среди эффективных методов борьбы с выбросами окисленной серы в атмосферу через дымовые трубы следует отметить различные газоочистители, такие, как электрические фильтры, вакуумные, воздушные или жидкие фильтры-скрубберы. В последних газообразные продукты сгорания пропускаются через водный раствор извести, в результате образуется нерастворимый сульфат кальция СаSО4. Этот метод позволяет удалить до 95% SО2, но является дорогостоящим (снижение температуры дымовых газов и понижение тяги требует дополнительных затрат энергии на их подогрев; кроме того, возникает проблема утилизации СаSO4) и экономически эффективен лишь при строительстве новых крупных предприятий. Такой же дорогостоящий метод очистки дымовых газов от оксидов азота с помощью изоциановой кислоты НNСО (удаляется до 99% оксидов азота, превращающихся в безвредные азот и воду).

 

4. Влияние  выпуска сточных вод металлургических предприятий на санитарное и общеэкологическое состояние водоемов.

При сбросе загрязненных сточных вод металлургических комбинатов в водоеме резко увеличивается  содержание взвешенных веществ, значительная часть которых осаждается вблизи места выпуска. Отложения осадка в водоеме могут достигать нескольких десятков сантиметров и служить источником вторичного загрязнения. Параллельно с этим отмечаются уменьшение прозрачности и появление специфической бурой окраски воды.

В водоеме, куда сбрасываются стоки металлургических заводов, могут наблюдаться также повышение температуры воды, некоторое увеличение окисляемости и биологической потребности кислорода, ухудшение кислородного режима. В отдельных случаях отмечается наличие маслянистой пленки на поверхности воды и появление токсичных веществ. Поступление токсичных веществ наряду с наличием высоких концентраций мелкодисперсной взвеси, может привести к гибели водных организмов и нарушению естественных процессов самоочищения.

Особо неблагоприятные  условия могут создаваться при сбросе сточных вод металлургических заводов в водохранилище. Наблюдаемые в таких зарегулированных водоемах слабое перемешивание и замедленное течение приводят к резкому ухудшению санитарно-гигиенического состояния водного объекта.

Поступление в  поверхностные водоемы, особенно маломощные, больших количеств загрязненных сточных вод металлургических заводов  может заметно ухудшить санитарный режим на значительном протяжении, затрагивая интересы многих водопользователей.

Этим определяется важность проведения технологических мероприятий с целью исключения отрицательного влияния сброса сточных вод металлургических заводов на санитарные условия водопользования и здоровье населения.

       5. Твёрдые отходы черной металлургии и их применение.

 

На предприятиях черной металлургии нашей страны ежегодно образуется свыше 70 млн. т  металлических шлаков. Для различных  нужд народным хозяйством используется около половины (53%) эти шлаков, а  остальное выбрасывается в отвалы. При этом использование доменных шлаков достигает 80%, а сталеплавильных - 20-30%. Если учесть, что кроме шлаков в металлургическом производстве образуется еще много и других видов твердых отходов агломерационного, доменного, сталеплавильного производства, горячего проката, травления металлов в виде различных по составу шламов, пылей, то общий объем современного использования твердых отходов металлургического цикла можно принять равным 35-55%. В среднем на 1 т чугуна образуется около 400-500 кг шлаков.

К твердым отходам  сталеплавильного производства следует отнести мартеновские шлаки (кислые и щелочные). Это кусковой материал размером порядка 500 мм, плотностью 3,5-4 г/см3 и температурой плавления 1500-16000С.

Примерный химический состав щелочных шлаков:

15-20% SiO2

1-3% Al2O3

40-45% CaO

8-12% MgO

5-8% MnO

5-15% FeO

1-3% P2O5

0,1-0,3% S

 

Примерный химический состав кислых шлаков:

52-60% - SiO2

5-8% - Al2O3

18-25% - MnO

8-14% - FeO

2-4% - CaO

 

В настоящее  время применяется несколько  методов их переработки в зависимости  от цели использования.

Расплавленный шлак, выходящий из доменной печи, можно  охлаждать на воздухе. При этом шлак дробят, электромагнитами извлекают  из него включения железа. Дробленный доменный шлак используют на строительных работах взамен щебня или заполнителя  в бетоны; в качестве фильтрующего материала для очистки сточных вод; как сырье для производства шлаковой изоляционной ваты, кровельных материалов.

При обработке  расплавленного шлака водой или  паром получают пористый шлак, который  используется в производстве легкого кирпича, пемзы, легкого бетона, фильтрующих материалов.

В настоящее  время основным способом переработки  шлаков является их гранулирование - получение  в виде мелких зерен размерами  около 1 см. Такие гранулированные  доменные шлаки в комбинации с  каменными материалами пригодны для устройства дорожных покрытий. После обработки вязкими битумами гранулированные доменные шлаки с успехом могут заменять горячие асфальтобетонные смеси, причем битумошлаковое покрытие в 2.5 раза дешевле асфальтобетонных.

Из доменных шлаков можно также получать стеклокристаллические материалы с хорошими физико-химическими и физико-механическими свойствами. Такие минераловатные изделия употребляют в строительстве в качестве тепло- и звукоизоляционных материалов.

Возможна переработка  доменных шлаков на удобрения, в основном тех, которые содержат фосфаты. Кроме того, наличие в шлаке до 60% СаО не только способствует питанию растений, но и снижает кислотность почвы, разрыхляет ее, способствует удержанию влаги. Содержание в шлаке магния и других микроэлементов необходимо для многих процессов жизнедеятельности растений.

Металлические шлаки являются эффективным заменителем  природных каменных материалов, используемых при строительстве автомобильных  и железных дорог. Такой шлаковый щебень легко уплотняется в процессе укатывания и образует прочное монолитное дорожное основание. В Англии, США, Японии, Германии используют в основном для автодорожного строительства именно шлаковый щебень, поскольку дороги на его основе отличаются высокой прочностью, большой морозостойкостью, длительными сроками службы и меньшими затратами на сооружение (на 14-15%).

Около половины сталелитейных  шлаков идет на изготовление щебня, примерно 1/3 - в виде флюса в доменную шихту, а остальное перерабатывают на минеральные  удобрения и раскислители почвы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение.

 

Предприятия черной металлургии - один из основных источников вредного воздействия на природные  объекты. Основной причиной образования  значительного количества твердых, жидких и газообразных отходов является специфика давно сложившихся технологических процессов. На базе этих технологий (плавки, проката) создана мощная индустрия, так что на быстрое повсеместное изменение технологических процессов надеяться не приходится. Тем не менее новые бездоменные и бескоксовые технологии получения железа в комбинации с установками непрерывной разливки стали являются, по-видимому, перспективным направлением замены технологий в наиболее «опасных» производствах - доменном, сталеплавильном, прокатном. Параллельно с развитием новых технологий в черной металлургии реализуется комплекс мероприятий по обработке и утилизации твердых отходов (шлаков, пыли, шлама и т.д.), по очистке газов с утилизацией шламов.

 

Список литературы.

 

 

1. ФЕДЕРАЛЬНЫЙ  ЗАКОН "ОБ ОХРАНЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ"

от 10.01.2002 N 7-ФЗ (Принят ГД ФС РФ 20.12.2001)

2. Государственный  доклад «О состоянии окружающей  природной среды Российской Федерации  в 2003 году». – М., 2004.

3. Журнал «Эксперт  Сибирь» № 25 (213), 23 июня 2008.

4. http://www.ecology-portal.ru

5. Вронский В.А., Войткевич. « Основы учения о биосфере» - учебное пособие для студентов вузов. Издательство "Феникс" 2004г.

6. Е.А. Епифанова  «Экологические основы природопользования»  курс лекций. Оренбург-2003г.