Материал: Промышленность и окружающая среда.

Баланс мышьяка для доменного производства предприятии России, Германии, Египта и Турции, г/т чугуна (средние данные не менее 10 серий химических анализов)

разом, образующийся д фурменной зоне доменной печи возгон стронция выносится из печи с мельчайшими пылевидными частицами, не улавлива­ емая часть которых, прежде всего размером менее 0 , 0 1 мм, и обусловлива­ ет вышеупомянутый разбаланс.

Распределение некоторых примесных элементов между основными продуктами доменной плавки при производстве передельного чугуна, абс. %

*В доменной печи накапливается (без учета промывок горна) 3-8% чугуна от количества посту­ пающего в агрегат титана.

**До 40% свинца может накапливаться в лещади доменной печи в виде самостоятельной фазы.

Данные балансов мышьяка, составленных для доменных печей различ­ ных предприятий, и результаты термодинамического моделирования его поведения в доменном процессе позволяют построить принципиальную схе­ му поведения элемента в ходе доменной плавки в зависимости от того, в со­ ставе какого материала он попадает в агрегат.

Анализ показал, что поведение мышьяка в доменной плавке оказывает­ ся значительно более сложным, чем у рассмотренных ранее галлия и строн­ ция (см. табл. 3.19).

Анализ распределения между фазами доменного процесса галлия, мышьяка и стронция показывает, что для получения точных схем поведения микроэлементов в доменной печи потребуется надежная статистическая ин­ формация и проведение большого количества термодинамических расче­ тов, желательно также выполнение тонкого физического моделирования исследуемых процессов. В табл. 3.20 и 3.21 приведены данные последних ис­ следований о распределении примесных элементов между фазами доменно­ го процесса.

3.2.2.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК

ИПОСТРОЕНИЕ СХЕМЫ ЭЛЕМЕНТОПОТОКА

Элементопотоки могут быть рассчитаны и схематично выражены для различных временных интервалов и характеризовать ситуацию в регионе в различные периоды. Для металлургического производства показательными являются интервалы от нескольких часов до суток. По-видимому, в дальней­ шем именно они и будут приниматься в качестве основы для анализа. В на­ стоящее время, особенно в условиях России, где необходимая информация чрезвычайно скудна, исходные данные для расчетов приходится получать из многочисленных источников, часто значительно разнесенных во времени, что несколько снижает точность проводимых вычислений.

Распределение между основными фазами доменного процесса и особенности поведения некоторых примесных микроэлементов при выплавке передельного чугуна

(по данным предприятий Европейской части России)

Наиболее важным результатом расчета элементопотоков является оценка накопления какого-либо элемента на территории региона, для че­ го необходимо знать параметры элементопотока за весь период функци­ онирования предприятия, а это в настоящее время для отечественных и зарубежных предприятий затруднительно. Поэтому для примера конкрет­ ного расчета мы используем некий “усредненный” элементопоток, харак­ теризующий ситуацию за весь период работы предприятия с момента его основания.

Распределение между продуктами процесса, масс. %

В качестве объекта исследований возьмем предприятие ОАО “Север­ сталь” (ранее Череповецкий металлургический комбинат, основанный в 1955 г.). Выбор этого предприятия обусловлен, во-первых, наличием значи­ тельного количества необходимой для расчетов информации, а во-вторых, тем обстоятельством, что сырьевая база производства оставалась с момен­ та основания комбината практически неизменной, что позволяет достаточ­ но корректно распространять данные современных химических анализов на весь исследуемый период.

Расчет элементопотока проводим на примере до сих пор малоизученно­ го для условий черной металлургии примесного элемента - стронция.

Можно выделить ряд этапов развития металлургического производства в Череповецком регионе. Первоначально цеха располагались на возвышен­ ной местности. При дальнейшем расширении промышленной зоны для раз­ мещения производства использовались низинные районы, а для переплани­ ровки местности под застройку широко применялись различные отходы ме­ таллургического производства: шламы, шлаки, промышленный мусор и т.п. В связи с возрастанием и освоением новых видов производственных мощно­ стей, и следовательно, увеличением количества отходов (особенно в виде шламов), под их складирование были выделены специальные территории, занятые к настоящему времени шлаковыми отвалами, золошламонакопителями (ЗШН) и свалками. Следует отметить, что техногенные материалы широко применялись на комбинате также при перепланировках, строитель­ стве автомобильных дорог, прокладке железнодорожных путей, формиро­ вании производственного стока технических вод, дождевой, ливневой и па­ водковой канализации, прудов-осветлителей и т.п.

На рис. 3.8-3.10 приведены схемы расположения основных производст­ венных подразделений ОАО “Северсталь” и распространения техногенных грунтов в период 1955-1988 гг. В последующий период активного ввода но­ вых производственных мощностей на предприятии не было, а неутилизируемые отходы производства продолжали складироваться в ЗШН № 2.

В настоящее время территория предприятия, занятая производственны­ ми подразделениями, составляет около 16,5 км2, а территория, занятая тех­ ногенными грунтами (с учетом площади ЗШН № 1 и № 2), - около 24 км2.

Далее при расчетах накопления количества микроэлементов в грунтах, растворения и миграции их с грунтовыми, подземными и сточными водами и т.п. общая территория промышленной зоны г. Череповца принимается равной 50 км2 с учетом азотно-тукового производства (АТП), Череповецко­ го сталепрокатного завода (ЧСПЗ), муниципальной свалки твердых быто­ вых отходов (ТБО) и прилегающих территорий.

Освоение металлургического производства в Череповецком регионе на­ чалось с выплавки первичного металла - чугуна в доменных печах. Поэто­ му ретроспективный анализ развития производственных мощностей пред­ приятия удобно проводить именно на 1 т чугуна. Приведем основные ре­ зультаты за период функционирования предприятия с 1955 по 1995 г. по оп­ ределению объемов производств основных видов продукции, полуфабрика­ тов с учетом отходов производства, выбросов и т.д. Приведем основные чис­ ла, которые потребуются нам в дальнейшем (вся информация дана в кг на 1 т чугуна усредненно за указанный период):

Поступление шихтовых материалов: