Производство никеля и его воздействие на атмосферу

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

Одной из основных экологических проблем является загрязнение атмосферного воздуха. Воздух - один из основных природных ресурсов. Атмосфера является определяющим условием жизни на планете. Качество атмосферы определяет жизнь и здоровье людей, существование растительного и животного мира. Больше всего подвержен загрязнениям воздушный бассейн.

Орск - промышленный город России. Здесь находится большое количество предприятий, выбросы которых оказывают существенное влияние на экологическую обстановку всего Уральского региона. Предприятиями и транспортом города ежегодно в атмосферу выбрасывается 10 млн. т. водяного пара, 2 млн. т. газов (SO2, CO2, NO2 и т.д.), примерно 20 тыс. т. пыли и 150 т. тяжелых металлов (Pb, Zn, Cd и т.д.).

Основными загрязнителями атмосферного воздуха в Орске являются такие предприятия как «Южуралникель»,. На его долю приходится более 60% общих выбросов города. Среди выбрасываемых веществ: окись углерода; окислы азота, хрома, марганца, соединения свинца, аммиака, фтора; фенол, сероводород, пары ртути. Со стоками предприятий черной металлургии в водные объекты поступают значительные количества взвешенных веществ, сульфатов, хлоридов, соединений тяжелых металлов. Выбросы, загрязняющие почвы содержат такие вредные вещества, как рудная и железистая пыли; оксиды марганца, серы, мышьяка, железа; соляная кислота.

В ходе технологических процессов на этих предприятиях образуются вещества, обладающие канцерогенным действием. Канцерогены негативно воздействуют не только на работающих, на данных производствах, но и на население проживающее в пределах зоны влияния этих предприятий.

Открытое акционерное общество «Южно-Уральский никелевый комбинат» - крупное предприятие цветной металлургии, доля которого в мировом производстве никеля составляет более 1%. Он входит в состав компании Oriel Resources Ltd., в рамках которой консолидированы все ферросплавные предприятия группы «Мечел».

В составе комбината «Южуралникель» два рудника по добыче никелевой руды - Сахаринский и Буруктальский, которые обеспечивают стабильную сырьевую базу для предприятия.



1. Обзорная часть

1.1 Краткая история комбината «Южуралникель»

1935 г. Решение о строительстве никелевого завода в Орске принято Наркоматом тяжелой промышленности СССР.

1938 г. День выдачи первого штейна на Южно-Уральском никелевом комбинате.

1940 г. Выпущено 3 265 тонн никеля.

1941 г. На базе эвакуированного в Орск комбината «Североникель» начато строительство электролизного цеха. «Союзникельоловопроект» открыл проектный филиал из кадров эвакуированных ленинградцев.

1942 г. В электролизном цехе, строительство которого было начато в августе 1941 года, завешены никелевые аноды в ванны первой серии.

1943 г. Разработка и внедрение в шахтных печах форсированной плавки: проплав возрос в 1,6 раза, резко снизился расход крайне дефицитного, в связи с оккупацией Донбасса, кокса. За разработку и внедрение этого процесса группе работников комбината была присуждена Государственная премия 1943 года.

1941-1945 гг. Комбинат «Южуралникель» был основным поставщиком никеля и кобальта для нужд обороны, поскольку поставки никеля из Канады прекратились, комбинат «Североникель» был эвакуирован, Норильский комбинат только налаживал производство, а мощности Уфалейского и Режского заводов были невелики.

1945-1957 гг. Без существенного расширения площадей и без значительных капитальных вложений проектная мощность по никелю увеличена в 1,7 раза, по кобальту - в 6, сульфату никеля - в 7,5 раза.

1957 г. Освоено производство товарного медного купороса из отходов электролизного цеха. Извлечения кобальта из жидких конвертерных шлаков путем перемешивания со штейном позволило существенно увеличить выпуск кобальта.

1955 г. Решение Совета Министров СССР «О реконструкции и расширении комбината «Южуралникель».

1964 г. Введено в эксплуатацию новое мощное очистное отделение с современным автоматизированным оборудованием, механизмами, элементами технической эстетики.

1967 г. За высокие производственные показатели «Комбинату Южуралникель» вручено на вечное хранение Памятное Знамя ЦК КПСС, Президиума Верховного Совета СССР, Совета Министров СССР и ВЦСПС.

1998 г. Из-за негативного воздействия перехода к рыночной экономике производство никеля на комбинате упало до минимума.

2001 г. Комбинат вошел в компанию ОАО «Мечел». Никелевая продукция комбината в нарастающих объемах стала поставляться на ОАО «ЧМК». Проведено техническое перевооружение. Основная цель - создание рентабельного производства, обеспечивающего конкурентоспособность выпускаемой продукции, как по качеству, так и по цене, сложившейся на мировом рынке.

2009 г. ОАО «Комбинат Южуралникель» подписал документацию по осуществлению базового проекта опытного промышленного комплекса.

2011 г. Запущена электроплавильная печь мощностью 12 МВт для освоения новой технологии производства гранулированного ферроникеля, минуя шахтный передел, являющийся основным источником выбросов сернистого газа. На втором этапе планируется строительство двух 45 МВт электропечей, на третьем - одной 90 МВт электропечи. Новая технология производства ферроникеля в электропечах постоянного тока не имеет аналогов в мире.

IV кВ. 2012 г. Производство предприятия остановлено в связи со значительным падением цен на никель. [1]



2. Производственно-технологическая характеристика предприятия

2.1 Свойства и применение никеля

Никель -- металл серебристо-белого цвета. По ряду свойств (температуре плавления, плотности, теплопроводности) он близок к железу и кобальту и характеризуется средней химической активностью. При обычной температуре в сухом воздухе никель заметно не реагирует с кислородом, но при нагревании до 500 °С окисляется довольно энергично. В порошкообразном состоянии никель пирофорен, т.е. воспламеняется на воздухе при обычной температуре. Никель -- ценная легирующая добавка к стали. Он повышает прочность и одновременно пластичность сталей. Никель в сочетании с хромом обеспечивает высокую антикоррозионную стойкость сталей и повышает их теплоустойчивость. Широкое применение получили хромоникелевые нержавеющие и теплоустойчивые стали. Известны также никелевые сплавы, в которых Ni является преобладающим элементом. К ним относят сплавы никеля с алюминием, хромом, марганцем, кремнием, предназначенные для изготовления нагревателей (алюмель, хромель-, нихром), сплав с железом - так называемый пермаллой, которому после специальной термической обработки сообщается высокая магнитная проницаемость, а также монель -- сплав с медью, железом и марганцем, высокостойкий против коррозии. Никель применяют также для никелирования железа и других металлов в качестве противокоррозионного и декоративного покрытия, для изготовления щелочных аккумуляторов и в качестве катализатора в разных химических процессах. Чугуны, содержащие никель, используют в химическом машиностроении. Промышленное производство Ni начато более ста лет назад, при этом около 80% всего производимого никеля расходуют для производства сталей, легированных этим металлом, и никелевых сплавов. [2]

2.1.1 Сырье для получения никеля

Никель получают из окисленных никелевых и из сульфидных медно-никелевых руд. В сульфидных рудах Ni представлен главным образом изоморфной смесью сульфидов железа и никеля (Ni, Fe)S, а пустая порода состоит из силикатов железа и магния, пирротина Fe7Sg и других соединений. В этих рудах содержится 0,3-5,5 % Ni до 2,5 % Cu, до 0,2 % Со и в небольших количествах металлы платиновой группы, а также Те, Se, Ag, Au. Медно-никелевые руды обогащают флотационными способами, получая медно-никелевый концентрат. Плавку руд с суммарным содержанием более 4-5 % меди и никеля проводят без обогащения. В окисленных рудах никель находится как правило в виде минералов ревдинскита и гарниерита. Пустая порода состоит из алюмосиликатов, гидратированных оксидов железа, кварца и талька. Содержание никеля в этих рудах составляет 1--7 %, содержание кобальта достигает 0,15 %, медь или отсутствует, или Находится в незначительных количествах. Окисленные руды служащие сырьем для производства никеля, как правило, глинистые и содержат около 30% влаги. Перед плавкой их необходимо окусковывать, применяя для этого брикетирование или агломерацию, осуществляемую на ленточных агломерационных машинах. Шихту для агломерации измельчают до кусков размером 3--5 мм. Топливом служит коксик, расход его составляет 7,5--8,5 % от массы шихты. При производстве никеля применяют в качестве сырья также гипс, пирит, известняк, кварцевый флюс и древесный уголь. [3]

2.1.2 Технология выплавки никелевого штейна

Производство никелевого штейна Штейн из окускованных окисленных никелевых руд обычно выплавляют в шахтных печах. По устройству и размерам они подобны печам, предназначенным для медной шахтной полупиритной плавки. Ширина составляет 1,6-1,7, длина 10-16, высота около 7 м. Агрегат обычно снабжают 12--18 щелевидными фурмами размером 70x1200 мм. В качестве дутья используют воздух.

В наружном горне происходит разделение шлака и никелевого штейна, непрерывно выпускаемых из нижней части печи. Кессоны, из которых выполнена шахта, охлаждаются проточной водой или работают на испарительном охлаждении.

Целью плавки никелевого штейна является максимальное извлечение никеля в штейн и перевод пустой породы руды в шлак.

Плавка является восстановительной, ее ведут с высоким расходом кокса (25--30% от массы агломерата). В печь загружают шихту, состоящую из агломерата или брикетов, гипса или пирита, известняка и кокса. Кокс служит топливом, известняк вносит необходимый для формирования шлака оксид СаО, гипс CaSO4 * Н2О и пирит FeS2 являются сульфидизаторами, т.е. вносят необходимую для процесса серу.

В нижней части шахты у фурм кокс сгорает до СО с выделением тепла, температура в этой зоне составляет около 1000 °С (в фокусе горения у фурм ~ 1600 °С). Газы, поднимающиеся навстречу шихте, нагревают ее, сами охлаждаясь (их температура на выходе из печи равна 500--600 °С), а часть СО расходуется на восстановление оксидов шихты. Помимо окисления кокса в зоне высоких температур протекают следующие процессы:

· термическая диссоциация пирита (FS2 = FeS + l/2S2) и известняка; восстановление гипса после потери им гидратной влаги CaSО4 + 4CO = CaS + 4СО2;

· частичное восстановление газом СО никеля и железа из оксидов;

· химическое взаимодействие между составляющими шихты с образованием легкоплавких соединений, расплавление шихты;

· сульфидизация никеля ранее образовавшимися FeS и CaS:

· 3NiO + 3CaS = Ni3S2 + 3СаО + l/2S2;

· 3NiO + 3FeS = Ni3S2 + FeO + l/2S2.

В нижней части шахты и в наружном горне расплав расслаивается на никелевый штейн и шлак. Получающийся никелевый штейн -- это сплав сульфидов Ni3S2 и FeS, в котором в небольших количествах растворены свободные металлы -- железо и Ni. Выход никелевого штейна составляет 5-8 % от массы агломерата. В штейне содержится 15--20% никеля, 55--63% Fe, 17--23 % S и небольшое количество кобальта.

Вторым жидким продуктом является шлак, содержащий, %: 43-46 SiО2, 4-10 Al2О3, 18-22 FeO, 15-20 СаО, 8-12 MgO и около 0,15 Ni, главным образом в виде корольков никелевого штейна. Выход шлака составляет 100--120% от массы агломерата [4]

2.1.3 Получение никеля из сульфидных медно-никелевых руд

Никель из сульфидных медно-никелевых руд получают по технологии, сходной с технологией пирометаллургического производства меди из медных сульфидных руд. При этом дополнительно после получения медно-никелевого штейна производят разделение содержащихся в нем никеля и меди. Технология включает стадии:

· подготовка руд,

· плавка на штейн,

· конвертирование штейна с получением медно-никелевого файнштейна,

· разделение Ni и меди файнштейна,

· окислительный обжиг никелевого концентрата с получением NiO,

· восстановительная плавка монооксида Ni с получением никелевых анодов,

· электролитическое рафинирование никеля.

Подготовка руд Богатые руды с содержанием > 1,5 % Ni плавят без обогащения, а остальные руды подвергают обогащению методом флотации. Далее медно-никелевый концентрат подвергают окускованию путем агломерации или окомкования, включающего окислительный обжиг.

Плавка на штейн Выплавку медно-никелевого штейна в разных странах производят в шахтных, отражательных и руднотермических печах; начинают также применять автогенные процессы. В нашей стране штейн из сульфидных медно-никелевых руд выплавляют в основном в дуговых руднотермических печах. Они закрытые, прямоугольной формы с площадью пода 58--168 м2 и тремя или шестью расположенными в линию самоспекающимися электродами; в печи протекают те же процессы, что и при выплавке в подобных печах медного штейна.

Выпуск штейна и шлака производят раздельно через шпуры. Штейн обычно содержит, %: Ni 7--16; Cu 7--12; Со 0,3--0,5; Fe 47--55; S 23--27; никель и медь находятся в штейне в виде Ni3S2, Cu2S и немного в виде металлической фазы.

Конвертирование медно-никелевого штейна -- его продувку воздухом -- осуществляют в горизонтальных конвертерах вместимостью 70--100 т, схожих с конвертерами для конвертирования медных штейнов.

В процессе продувки окисляется сульфид железа FeS с образованием SO2 и FeO, последний оксид ошлаковывается добавляемым в конвертер кварцем (SiO2). Продувку заканчивают после получения файнштейна, содержащего, %: Ni 35-42; Cu 25-30; Со 0,7-1,3; Fe 3-4; S 23-24. Он содержит также металлы платиновой группы и немного других ценных элементов (Au, Ag, Те, Se). Для того, чтобы предотвратить окисление кобальта, продувку заканчивают тогда, когда в штейне еще остается немного железа (железо обладает большим химическим сродством к кислороду и в присутствии железа кобальт почти не окисляется). Никель и медь в файнштейне находятся в виде тех же фаз, что и в исходном штейне.

Разделение никеля и меди, содержащихся в файнштейне, наиболее часто осуществляют флотационным способом. Предназначенный для флотации штейн подвергают очень медленному охлаждению и кристаллизации (в течение 40--80 ч), в этом случае в затвердевшем штейне формируются обособленные кристаллы Ni3S2, Cu2S и металлического сплава, что облегчает разделение этих фаз. Затем файнштейн измельчают и подвергают флотации в сильно щелочной среде. Вместе с пеной всплывает медный концентрат, содержащий 68--73% Cu, его направляют в медноое производство. В осадке ("хвостах" флотации) остается никелевый концентрат, включающий металлическую фазу файнштейна. Он содержит, %: Ni 68--72; Cu 3-4; Со до 1; Fe 2-3; S 22-23 и большую часть ценных элементов файнштейна.

Окислительный обжиг концентрата Флотационные никелевые концентраты подвергают окислительному обжигу с целью получения NiO. Обжиг ведут в печах кипящего слоя, процесс является автогенным, воздух иногда обогащают кислородом, поддерживая температуру процесса в пределах 1100--1200 °С. Основными реакциями являются окисление никеля и серы сульфида Ni3S2 и образование при этом NiO и SO2.

Горячий оксид никеля (огарок) из печи кипящего слоя выпускают в трубчатый реактор, куда добавляют кокс, обеспечивающий восстановление части NiO, что уменьшает расход электроэнергии при последующей плавке на черновой никель.

Восстановительная плавка монооксида никеля. Монооксид Ni подвергают восстановительной плавке по технологии, близкой к переработке никелевого файнштейна на огневой Ni с тем отличием, что в печи не наводят шлак для удаления в него серы.

Полученный в печи жидкий черновой никель разливают на карусельной разливочной машине в плоские слитки -- аноды массой ~ 300 кг. Анодный никель сожержит 88-92 % Ni и 11-17 видов примесей (элементы, содержавшиеся в файнштейне, и некоторые оксиды и сульфиды).

Электролитическое рафинирование никеля Цель электролитического рафинирования -- получение из анодов катодного никеля чистотой 99,93 % и попутное извлечение ценных примесей -- Со, Au, Ag, Se, Те, Cu и платиноидов. Отделение Ni от примесей электролизом труднее, чем отделение меди, поскольку никель является электроотрицательным элементом и на катоде, без принятия специальных мер, наряду с ним будут разряжаться (осаждаться) Cu, Fe, Co, Zn и Н2.

Электролиз ведут в ваннах ящичного типа, облицованных кислотоупорными материалами. В ваннах попеременно навешивают аноды чернового никеля и катоды из чистого никеля. Чтобы исключить осаждение на катоде других элементов, каждый катод помещают в мешок (диафрагму) из синтетических тканей, пропускающих электролит, его составляют из сульфатов никеля и натрия, хлорида никеля и добавки борной кислоты.

Процесс электролиза заключается в растворении анода и осаждении никеля на катоде. Из анода в электролит переходят примеси никеля, поэтому этот загрязненный электролит (анолит) непрерыно выводят из ванны и очищают от меди, железа, кобальта и других примесей, после чего чистый электролит (католит) заливают в диафрагмы. Уровень католита в диафрагме (мешке) поддерживают на 30--40 мм выше уровня электролита во всей ванне, поэтому католит под действием ферростатического давления проходит через поры диафрагмы в ванну, не позволяя тем самым проникать загрязненному анолиту в катодное пространство.

Растворение анодов длится 15--22 сут, наращивание катодов 2-4 сут, расход электроэнергии равен 2400 -- 3300 кВт * ч на 1т никеля. Благородные металлы и другие нерастворимые примеси выпадают в ванне в шлам, из которого затем извлекают ценные элементы. Получаемый катодный никель содержит более 99,93 -- 99,99% Ni [5]

2.1.4 Технологическая схема переработки никеля

Получение никеля из окисленных руд Переработка окисленных никелевых руд основана на том, что никель обладает большим химическим сродством к сере, чем к кислороду. Поэтому, чтобы отделить никель от пустой породы руды, его переводят в виде сульфида в штейн и далее из штейна получают никель. Схема переработки окисленных руд приведена на рис. 1. [6]



Рисунок 1. Схема выплавки никеля из окисленных руд

2.1.5 Обжиг файнштейна

Окислительный обжиг файнштейна (рис. 2) имеет целью удалить серу до содержания менее 0,02 % и перевести никель в NiO. В связи с тем, что глубокое удаление серы требует высоких температур, а Ni3S2 легкоплавок (tпл = 788 °С) может при высоких температурах спекаться, обжиг проводят в две стадии:

Первую стадию осуществляют в печах кипящего слоя, окисляя серу до содержания 1-2 % и поддерживая для предотвращения спекания частиц файнштейна температуру около 1000 °С. Печь кипящего слоя для обжига файнштейна футерована, имеет площадь пода 7--8 м2 и расширяется кверху, чтобы уменьшить скорость отходящих газов и тем самым вынос пыли (частиц файнштейна). В поду из жароупорного бетона расположено множество (до 2000) отверстий (сопел) для подачи воздуха. Для загрузки шихты служит воронка, а с противоположной стороны имеется разгрузочное устройство. Процесс обжига автогенный и непрерывный, через воронку в печь непрерывно загружают из-мельченный до 0,5 мм файнштейн. Восходящий снизу из сопел поток воздуха поддерживает зерна файнштейна во взвешенном состоянии и они совершают движение, похожее на кипение жидкости, что обеспечивает хороший контакт частиц с дутьем. Витающие в кипящем слое частицы файнштейна окисляются по реакциям:

Ni3S2 + 3,5O2 = 3NiO + 2SO2

Ni + l/2O2 = NiO с выделением тепла.

Для повышения тугоплавкости шихты в нее добавляют оборотную пыль. Через разгрузочное устройство непрерывно стекает продукт обжига -- огарок. Выход огарка составляет 60--70 %, а пыли 30-40 %.

Рисунок 2. Печь кипящего слоя для обжига файнштейна:

1 -- под; 2 -- загрузочное устройство; 3 -- кожух; 4 -- футеровка; 5 -- сопло; б -- разгрузочное устройство; 7 -- воздухораспределительная коробка

Вторую стадию обжига осуществляют в трубчатых вращающихся печах диаметром 2--3 и длиной до 50 м, футерована изнутри и установлена под углом 2--3° к горизонтали; благодаря наклону пересыпающийся при ее вращении мелкокусковой материал передвигается от верхнего конца к нижнему. Печь отапливают природным газом или мазутом, подаваемыми через горелку в нижнем ее конце. Шихту, т.е. огарок с температурой 700--800 °С, загружают в верхний конец печи, двигаясь вниз, шихта нагревается факелом до ~ 1300 °С и высыпается из нижнего конца. Высокая температура и наличие в топочных газах кислорода (8--10 %) обеспечивают почти полное окисление серы огарка. Получаемый оксид никеля содержит в %:

Ni ~ 78;

Cu 0,4;

Со 0,4-0,5;

Fe 0,2-0,4.

Огарок из обжигового агрегата выходит с температурой ~950°С, ранее огарок просто охлаждали, а в настоящее время тепло используют для частичного восстановления NiO. Огарок ссыпают в трубчатый реактор, добавляя туда 4--8% нефтяного кокса. За счет физического тепла огарка происходит восстановление части (до 40--50 %) NiO углеродом кокса. Предварительное восстановление ускоряет и удешевляет последующую плавку в электропечах.[7]

2.1.6 Исследование процесса и совершенствование технологии удаления меди и других примесей из природного и техногенного сырья с целью повышение его качества

Исследования новой технологии извлечения меди из рядовых огарков ферроникелевого производства, основанной на замене применяемого NaCl на FeCl3 и переводе процесса удаления меди из хлорирующего обжига в хлоридовозгонку в условиях трубчатой печи окислительного обжига.

На рисунке 3 представлена принципиальная схема обжигового цеха ОАО «Южуралникель», согласно которой удаление меди из рядового огарка полученного в печи кипящего слоя происходит путем перевода ее в растворимые соединения на стадии сульфат -хлорирующего обжига и последующего выщелачивания.

Химический состав рядового никелевого огарка полученного в условиях обжигового цеха ОАО «Южуралникель» приведен в таблице 1.

Из таблицы 1 видно, что никелевый огарок в основном состоит из оксида никеля. Повышенное содержание таких примесей как As, Cu, S является проблемой при его дальнейшей переработке, так как они негативно влияют на металлургические свойства конечного продукта - ферроникеля.

Рис. 3. Принципиальная схема обжигового цеха ОАО «ЮУНК»

Таблица 1. Химический состав рядового никелевого огарка.

Компонент	CoO	Cu2O	Fe2O3	Na2O	NiO	As2O5	C	SO3
Содержание, %	2,4	2,1	2,29	0,064	92,16	0,16	0,1	0,67

Для выявления форм нахождения меди, серы и мышьяка в составе никелевого огарка был проведен рентгеноспектральный микроанализ зерен, содержащих серу. Полученные результаты приведены на рисунке 4 и прилагаемой таблице 2.

Полученные результаты (таблица 2) показывают, что основное количество меди и мышьяка, находящихся в виде сульфидов, сконцентрировано в центре зерна, которое окружено оболочкой из оксидов никеля и железа. Такая структура не позволяет полностью так как при использовании хлорида натрия процесс охватывает лишь поверхность частицы и прямой контакт хлоринатора с медью, локализованной в центре зерна, отсутствует[8].

Рис.4. Изображение зерна исходного рядового никелевого огарка в обратных электронах с точками замера.

Таблица 2. Элементный состав рядового никелевого огарка по данным рентгеноспектрального микроанализа.

№ спектров на рис. 2	Элементный состав в точках замера (масс. %)
	Ni	Fe	Cu	As	S	Cl	O
1	70,72	0,02	2,20	1,31	24,93	0,00	-
2	67,71	0,00	4,34	1,26	25,44	0,00	-
3	70,29	0,04	3,00	1,19	24,18	0,00	-
4	71,10	2,00	0,32	0,00	0,00	0,17	21,43
5	70,79	3,00	0,63	0,00	0,00	0,20	21,63

2.2 Производственно-технологические показатели «Южуралникель»

2.2.1 Основные технологические показатели

Три Уральских предприятия, комбинаты: Южуралникель, Уфалейникель и Режский никелевый завод перерабатывают окисленные никелевые руды. Объемы производства небольшие, технология устаревшая, связанная с большим расходом кокса и поэтому дорогостоящая. Вместе с тем, наличие крупных запасов окисленных никелевых руд, удовлетворительное состояние оборудования, развитая инфраструктура и наличие квалифицированных кадров позволяют отнести комбинат Южуралникель к перспективным предприятиям.

Доля рынка ЮУНК в России составляет примерно 6,0%, доля на мировом рынке никеля около1,5% [9]

Таблица 3 Объемы производства никеля 2000-2001

Среди уральских заводов в 2001 году (таблица 3) нарастить производство никеля смог только "Южполиметалл" ("Южуралникель") - вследствие интегрированности в производственный цикл ОАО “Мечел”. Около 30% производимого никеля "Южполиметалл" поставляет на ОАО “Мечел”, остальной металл экспортируется. В конце августа 2001 г. ОАО “Мечел” приобрел 57% акций ОАО “Южуралникель” (ООО “Южполиметалл” - 100%-ое дочернее предприятие комбината ОАО “Южуралникель”). По словам представителя дирекции “Южполиметалл”, в конце 2001 г. производство никеля на комбинате было дотационным. Но из-за связи с производственным циклом "Мечела" остановить его было нельзя. [10] В (таблице 4) даны объемы производства 2005-2006 год, 2007 год указан условно (экспертная оценка и прогноз компании) [11]

По состоянию на конец 2009 года Южуралникель имел 7.7 млн т резервов никелевой руды со средним содержанием металла в 1%, что эквивалентно 77 тыс. т никеля. Данных объемов будет достаточно на 5 лет работы при сохранении текущего уровня загрузки мощностей. В дополнение к этому компания располагает ресурсами в 51 млн т с таким же содержанием никеля в руде (1%) на Буруктальском месторождении (или 510 тыс. т никеля). Технология производства, применяющаяся Южуралникелем, является устаревшей, будучи основанной на использовании кокса - результата обработки коксующегося угля. Следовательно, рентабельность компании зависима от цен на уголь, и, как это и произошло в этом году, рост стоимости угля приводит к снижению рентабельности компании. В I полугодии 2010 года производственные затраты выросли на 30% по сравнению с аналогичным периодом прошлого года и составили $17 567 на тонну, а средняя цена никеля на ЛБМ увеличилась на 80% до $21 231 за тонну. Таким образом, операционная рентабельность составила лишь 13% по сравнению с предкризисным уровнем в 26% в I полугодии 2008 года.

Таблица 5 Годовые объемы производства 2007-2011 год

	2007	2008	2009	2010	2011
Никель, тыс.тонн	17.14	16	15.6	17	16.3



3. Загрязнение атмосферы предприятиями цветной металлургии

Одним из лидеров загрязнения окружающей среды продолжает оставаться цветная металлургия. В 1993 г. выбросы предприятия цветной металлургии составили 10,6% валовых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу всей промышленности России.

Загрязнение атмосферы предприятиями цветной металлургии характеризуется в первую очередь выбросами сернистого ангидрида (75\% суммарного выброса в атмосферу), оксида углерода (10,5\%) и пыли (10,4\%).

На воздушный бассейн основную нагрузку по объему выбросов вредных веществ оказывают: комбинат «Южуралникель» (Орск) -- 200,3 тыс. т, Среднеуральский медеплавильный завод (Ревда) -- 101 тыс. т, Ачинский глиноземный комбинат (Ачинск) -- 85,9 тыс. т, Красноярский алюминиевый завод -- 77,8 тыс. т, Медногорский медносерный комбинат 65,9 тыс. т.

На предприятиях цветной металлургии значительны объемы сточных вод. В 1993 г. сброс загрязненных сточных вод в поверхностные водные объекты достигал 537,6 млн м3, в том числе на предприятиях концерна «Норильский никель» --132 млн м3.

Сточные воды предприятий цветной металлургии загрязнены минеральными веществами, фторореагентами, большей частью токсичные (содержат цианиды, ксаногенты, нефтепродукты и т. д.), солями тяжелых металлов (меди, никеля, свинца, цинка и др.), мышьяком, сульфатами, хлоридами, сурьмой, фтором и другими [12]

3.1 Выбросы загрязняющих веществ в окружающую среду г. Орска

ОАО "Южно-Уральский никелевый комбинат" (входит в группу "Мечел") не обеспечивает соблюдение нормативов качества окружающей среды при применении технических средств и технологий обезвреживания выбросов загрязняющих веществ. К такому выводу пришла Счетная палата (СП) по результатам проверки использования компанией минерально-сырьевых ресурсов и средств, направленных на их воспроизводство. "На комбинате наблюдаются периодические превышения установленных нормативов. В 2008-2009гг. разовые превышения установленных нормативов допустимых выбросов фиксировались по диоксиду серы - от 1,3 раза до 3,4 раза, по пыли - от 1,1 раза до 22 раз", - говорится в сообщении Счетной палаты. Также в ходе проверки было выявлено, что "Южуралникель" не осуществляет комплексное использование силикатных никелевых руд и никель-кобальтовых руд Буруктальского и Сахаринского месторождений. "Добыча руд на этих месторождениях и их последующая переработка ведут к выпуску одного продукта - ферроникеля, кобальт не извлекается в отдельный продукт и безвозвратно теряется. Только за 2008г. безвозвратные потери кобальта (в металле) составили 1073,9 т", - отмечает Счетная палата. Коллегия решила направить представление в ООО "УК "Мечел-Ферросплавы", а также информационное письмо в Минприроды России. Отчет о результатах проверки направляется в палаты Федерального собрания РФ. ОАО "Южно-Уральский никелевый комбинат" (г.Орск, Оренбургская область), входящее в группу "Мечел", является одним из крупнейших в России производителей никеля, кобальта и их соединений. Предприятие выпускает гранулированный никель марок Н1у, Н1, Н2, Н3, Н4; кобальт металлический; ферроникель марки ФН-70; никель сернокислый; гидрооксид никеля; медный купорос. Проектные мощности предприятия позволяют производить 25 тыс. т никеля в год.[13]

В ходе административного расследования установлено: ОАО «Комбинат Южуралникель» привносит в атмосферу п. Никель города Орска порядка 100 тыс. тонн в год диоксида серы, из которых 82,93 тыс. т/год являются временно согласованными. Выбросы диоксида серы осуществляются без очистки, в результате чего предприятием не могут быть достигнуты установленные нормативы предельно допустимых выбросов. Программа мероприятий по охране окружающей среды с целью достижения нормативов предельно допустимых выбросов на период 2007-2010 г.г. по ОАО «Южно-Уральский никелевый комбинат» в основном выполнена, но ожидаемый экологический эффект не достигнут. Комбинатом не соблюдаются нормативы качества окружающей среды на основе применения технических средств и технологий обезвреживания выбросов, а также иных наилучших существующих технологий, обеспечивающих выполнение требований в области охраны окружающей среды. По итогам расследования ОАО «Южно-Уральский никелевый комбинат» юридическое и должностное лица привлечены к административной ответственности по ст.8.1 КоАП РФ «Несоблюдение экологических требований при осуществлении градостроительной деятельности и эксплуатации предприятий, сооружений или иных объектов» в виде штрафов на общую сумму 64,0 тыс. руб. [14]

3.1.1 Опасность солеиспарителей “Южуралникеля»

Активисты группы «Экология Орск» заинтересовались белым пятном (в буквальном смысле слова) на интернет-картах (рис. 6) на территории Орска недалеко от поселка Первомайский и расформированной воинской части «Сокол». По словам экологов-общественников, этот объект - солеиспарители, которые находятся в собственности ОАО «Комбинат Южуралникель», и уже многие годы не используются. Экологов беспокоит, что на данный момент большая часть водоёмов высохла, и соли, накопленные за многие десятилетия, ветром разносятся по степи.

По данным экологов, в прежние времена водоёмы были заполнены водой (как они выразились - «рассолом солей»), и это исключало ветровой перенос. Сейчас здесь гуляют белые солевые бури, почти как на высохшем Аральском море. (рис. 5) Экологи опасаются, что эти соли более вредные, чем морская соль Арала.

- Считаю, что хранение химических соединений в этом месте производится с нарушениями, - говорит Александр Мишин.

Экологи предоставили корреспондентам Урал56.Ру заключение государственной экологической экспертизы Ростехнадзора, датированное мартом 2005 года.

Как нам удалось выяснить, белое пятно на расстоянии 9-12,5 км севернее промышленной площадки ЮУНК и города Орска - это построенные в 1974 году для приема стоков гидрометаллургического производства карты-солеиспарители. С2002 года карты ЮУНК не используются (законсервированы) и пополняются только талыми и дождевыми водами в связи с сокращением гидрометаллургического производства и отсутствия промышленных стоков. При отсутствии непосредственного контакта с водой карты-солеиспарители не представляют опасности для фауны и для человека и находятся на приличном расстоянии от жилой застройки.

На ЮУНК разработан проект, предусматривающий рекультивацию карт-испарителей. Для этого будут использованы грунты дамб и грунты, заскладированные при строительстве карт в отвалах по периметру солеиспарителей. Освободившаяся от отвалов территория также будет рекультивирована, после чего здесь будут посеяны многолетние травы. Рекультивация позволит восстановить природные территории и сделает их пригодными для естественного заселения животными и растениями.

По результатам экологической экспертизы в марте 2006 года Ростехнадзор по Оренбургской области выдал заключение: «В целом оценивая предоставленную доработанную документацию деятельности по обращению с опасными отходами комбината, можно сделать вывод о возможности выдачи лицензии на право работы с отходами»: [15]



3.2 Источники и виды воздействия на атмосферу вредных факторов

По данным регионального информационного фонда социально-гигиенического мониторинга управления Роспотребнадзора по Оренбургской области более половины населения области (56%) подвергаются воздействию повышенного содержания загрязнителей в атмосферном воздухе и питьевой воде систем централизованного хозяйственно- питьевого водоснабжения. Под воздействием химического загрязнения атмосферного воздуха - проживает - 980363 человек, по загрязнению питьевой воды природного и антропогенного загрязнения питьевой воды - 213999 человек.

При этом в городских территориях антропогенная нагрузка формируется за счет загрязнения атмосферного воздуха, то в сельских в основном за счет хозяйственно-питьевого водоснабжения.

Уровень загрязнения атмосферного воздуха в значительной мере определяет состояние здоровья населения. Неблагоприятное влияние оказывает значительное загрязнение атмосферного воздуха различными химическими веществами в концентрациях превышающих ПДК или на уровне ПДК и обладающих не только общетоксическим, но и специфическим действием.

Несмотря на положительную динамику сокращения выбросов от стационарных источников наиболее высокая аэрогенная нагрузка на единицу населения и единицу площади выявлена на урбанизированной территориях: г. Новотроицк (211,7 т. на 1 км2 и 0,77 т. на 1 жителя), г. Орск (105,5 т. на 1км2 и 0,59 т. на 1 жителя ), г. Медногорск (99,5 т. на 1 км2 и 0,77 т. на 1 жителя), г. Оренбург (67,8 т. на 1 км2 и 0,1т. на 1 человека), г. Бузулук (72 т. на 1 км2 и 0,04 т. на 1 жителя), г. Гай (21,6 т. на 1 км2 и 0,03 т. на 1 жителя), г. Кувандык (14 т. на 1 км2 и 0,03 т. на 1 жителя), г. Бугуруслан (12,5 т. на 1 км2 и 0,003 т. на 1 жителя).

Необходимо отметить, что в сравнении с предыдущим годом аэрогенная нагрузка снизилась во всех указанных городах, кроме г. Оренбурга и г. Гая, в которых практически осталась без изменений.

Проведенное гигиеническое ранжирование промышленных городов области по суммарному коэффициенту загрязнения атмосферного воздуха на основании данных регионального информационного фонда социально-гигиенического мониторинга Управления Роспотребнадзора по Оренбургской области (исследования на постах ГМО) за 2010 года свидетельствует о возросшей антропогенной нагрузке на население г. Оренбурга на 15%, г. Кувандыка на 9%. В городах Новотроицк, Орск снижение антропогенной нагрузки на 8% и 20% соответственно, в г. Медногорск уровень нагрузки на уровне прошлого года.

Города Орск и Новотроицк относятся к числу территорий Оренбургской области с наибольшей антропогенной нагрузкой, где размещены крупные предприятия цветной металлургии, нефтепереработки, машиностроения, энергетики и др. отраслей промышленности.

Загрязнение воздуха селитебных территорий города Орска в первую очередь обусловлено отсутствием санитарно-защитных зон (СЗЗ) между предприятиями и жилой застройкой (ОАО «Орскнефтеоргсинтез», ОАО «Комбинат Южуралникель», Орская ТЭЦ - 1 ОАО «Оренбургская теплогенерирующая компания», ЗАО «ОМК», ОАО ПО «ОРМЕТО - ЮУМЗ и др.); а также исторически сложившейся близкорасположенной агломерацией двух промышленных городов - Орска и Новотроицка, когда при ветрах западного направления выбросы ОАО «Уральская сталь» достигают северных районов г. Орска; работой предприятий на полную мощность, невыполнением природоохранных мероприятий на промышленных предприятиях в полном объеме.

Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха в городе являются: ОАО «Комбинат Южуралникель», ОАО «Орскнефтеоргсинтез», Орская ТЭЦ - 1 ОАО «Оренбургская теплогенерирующая компания» (в отопительный сезон), ОАО ПО «ОРМЕТО - ЮУМЗ». Значительное загрязнение атмосферы в зоне дыхания человека связаны с выбросами автотранспорта. В атмосферном воздухе преобладают большое содержание углеводородов, фенола, пыли, а также тяжелых металлов - никеля, меди, кобальта и др.

В санитарно-защитной зоне (CЗЗ) ОАО «Комбинат Южуралникель», радиусом 1000 м, находится пос. Никель, в котором проживают около 3000 человек. В СЗЗ ОАО «Орскнефтеоргсинтез» радиусом 1000 м, находятся пос. Победа в котором проживает около 950 человек. [16]

3.3 Меры по предотвращению загрязнений атмосферного воздуха

Из всего сказанного выше очевидно, какое большое значение приобретают работы по очистке воздуха и его охране. Этими вопросами занимаются во всех странах с развитой промышленностью, издаются специальные законы, принимаются постановления местными органами власти.

Эффективный путь снижения вредных выбросов в атмосферу -- внедрение безотходных и малоотходных производств и технологических процессов, повышение эффективности действующих установок очистки воздуха, внедрение замкнутых воздушных циклов с частичной рециркуляцией воздуха. Промышленные агрегаты, особенно вновь вводимые, должны быть оборудованы пыле- и газоулавливающими средствами. Классификация пылеулавливающих систем основана на принципиальных особенностях процесса очистки (рис. 7; 8; 9; 10).

никель руда загрязнение атмосфера



Рис. 7 схема циклона рис. 8 схема тканевого (матерчатого) фильтра

Рис 9 схема ротоклона рис. 10 схема электрического фильтра

Применяемое в этих целях оборудование разделяют на четыре группы: сухие и мокрые пылеуловители, тканевые (матерчатые) фильтры и электрофильтры. Выбор того или иного типа оборудования зависит от вида пыли, ее физико-химических свойств, дисперсного состава и общего содержания в воздухе. [12]



Источники

1. http://www.mechel.ru/about/production_capacity/info.wbp?id=7dbca6c6-032b-47af-b5ff-9990277d27d4 официальный сайт ОАО «Мечел»

2. http://emchezgia.ru/cvet_met/15_svoistva_nikelya.php сайт посвященный металлургии «свойства никеля»

3. http://emchezgia.ru/cvet_met/16_syre_dlya_polucheniya_nikelya.php сайт посвященный металлургии «Сырье для получения никеля»

4. http://emchezgia.ru/cvet_met/18_vyplavki_nikelevogo_shtyeina.php сайт посвященный металлургии «Технология выплавки никелевого штейна»

5. http://emchezgia.ru/cvet_met/22_poluchenie_nikelya_iz_medno-nikelevyh_rud.php сайт посвященный металлургии «Технология получения никеля»

6. http://emchezgia.ru/cvet_met/17_poluchenie_nikelya_iz_okislennyh_rud.php сайт посвященный металлургии «Схема получения никеля»

7. http://emchezgia.ru/cvet_met/20_obzhig_fainshtyeina.php сайт посвященный металлургии «обжиг файнштейна»

8. http://www.dissers.ru/avtoreferati-kandidatskih-dissertatsii1/a1036.php Автореферат кандидатской диссертации

9. http://www.finmarket.ru/z/els/ank_org.asp?fid=43718 Годовой отчет открытого акционерного общества «Южно-Уральский никелевый комбинат» за 2004год

10. http://ecsocman.hse.ru/data/672/554/1217/Proizvodstvo_nikelya.pdf ПРОИЗВОДСТВО НИКЕЛЯ Обзор отрасли

11. http://www.metaltorg.ru/analytics/color/?id=358 объемы производства за 2005-2007 год

12. http://bugabooks.com/book/301-yekologiya/86-138-osnovnye-istochniki-zagryazneniya-okruzhayushhej-sredy.html А.С. СТЕПАНОВСКИХ Экология с.145

13. http://advis.ru/php/view_news.php?id=7E0DD141-5402-914A-8999-DC952282BEFC Информационное агентство advis

14. http://rpn.gov.ru/node/2117 Федеральная служба по надзору в сфере природопользования

15. http://www.ural56.ru/news/46/176338/

16. http://protown.ru/russia/obl/articles/8312.html Здоровье населения Оренбургской области

17. http://www.eco.mos.ru/eco/ru/specifications Нормативы загрязнения атмосферного воздуха

18. http://mpr.orb.ru/ecology/129.html «Государственный доклад о состоянии и об охране окружающей среды Оренбургской области 2001-2011»

19. Результаты контрольно-надзорной деятельности в части обращения с отходами производства и потребления Управления Росприроднадзора по Оренбургской области по итогам 9 месяцев и задачи на IV квартал 2012 года

20. ОСНОВНЫЕ ИТОГИ Всероссийской переписи населения 2002 года ПО оренбургской области

21. http://mpr.orb.ru/ecology/129.html «Государственный доклад о состоянии и об охране окружающей среды Оренбургской области 2001-2011»

22. http://www.gks.ru/wps/wcm/connect/rosstat_main/rosstat/ru/statistics/publications/catalog/doc_1138631758656 (СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА г. ОРЕНБУРГА И ГОРОДОВ С ЧИСЛЕННОСТЬЮ НАСЕЛЕНИЯ свыше 100 тысяч человек)

Размещено на Allbest.ru

...