Касимов А.М. и др. Современные проблемы и решения в системе управления опасными отходами

Подождите немного. Документ загружается.

- 341 -

Таблица 6.16

Таблица 6.17

Крупнейшие производители отходов 3 КО

Предприятие Название отходов

Образовано, тыс.

Алапаевск, металлурческий завод

Шлам гальванический 2,46

Шламы с Mn и его

соединениями

2,53

Кировградский завод твердых сплавов

Прочие группы отходов 0,535

Синарский трубный завод Прочие группы отходов 7,40

Каменск-Уральский, завод по

обработке цветных металлов

Шламы с Ni и его

соединениями

0,13

Завод «Хромпик»

Шламы, содержащие Cr

(V1)

34,89

Прочие отходы,

содержащие Cr(V1)

0,32

Осадок после реагентной

обработки

2,01

Среднеуральский медеплавильный

завод

Отходы с As и его

соединениями

1,49

Ключевской завод ферросплавов

Шламы, содержащие Cr

(V1)

3,26

Всего 55,05

460 предприятий производят менее 12 т/год каждое, общим

объемом

0,930

Всего предприятий производителей отходов – 502, общий объем 103,79

Верх-Нейвинский завод цветных металлов производит 3% ПО 2 КО

(

пыли, содержащие свинец). Ключевской завод ферросплавов – 98% ПО 1

КО. Другие крупные предприятия-производители ПО используют

значительную их часть в технологии и/или передают эти отходы для

переработки или хранения на другие предприятия.

При этом из 1000 предприятий-генераторов отходов 2 КО (общий

объем – 38,7 тыс. т), 947 предприятий производят менее 12 т/год ПО –

общим объемом – 1,80 тыс. т/год. Из 46 предприятий-генераторов отходов

КО (общий объем – 5,18 тыс. т), 42 предприятия производят менее

12 т/год ПО общим объемом 38,2 т/год.

Управление

Администрация области и районов, таможенная и транспортная

инспекция, комитеты охраны природы, ЦСЭН, Геолком,

Госгортехнадзор, НИИ и проектные институты, организации

занимающиеся переработкой ПО

Обращение

Предприятия и организации- производители отходов, предприятия и

организации занимающиеся транспортировкой, переработкой,

обезвреживанием и захоронением отходов и др.

Влияние на Население, отдельные группы людей и организации.

- 342 -

Таблица 6.18

Крупнейшие производители отходов 4 КО

Предприятие Название отходов

Образовано,

млн. т

Серовский завод ферросплавов Шлак ферросплавный 0,22

Волковский рудник Вскрышные и вмещающие породы 0,34

Нижнетагильский меткомбинат

Шлак доменный 1,89

Шлак сталеплавильный 0,40

Кировградский медеплавильный

комбинат

Шламы с Cu и ее соединениями 0,12

Промплощадка "УРАЛМАШ"

п. Садовый

Отработанные формовочные смеси 0,04

Билимбаевский рудник Вскрышные и вмещающие породы 0,008

Полевской криолитовый завод Фторгипс 0,06

Режский никелевый завод Шлаки с Ni и его соединения 0,10

Всего 3,18

В области зарегистрировано 647 МУО, включая 252 свалки ТБО, на

которые вывозят также и ПО 3 и 4 КО (число реально существующих

свалок ТБО по крайней мере на порядок больше). Полигоны для хранения

высокотоксичных ПО 1 и 2 КО в Свердловской области отсутствуют, а

основные объемы ПО размещают в хранилищах, не соответствующих

нормативным требованиям [1-4]. Можно сформулировать наиболее

актуальные проблемы обращения с отходами в Свердловской области:

– проблема накопления отходов и связанная с ней проблема

образования новых ПО, которые просто негде хранить. При этом

объем образующихся отходов существенно превышает объем их

переработки и уничтожения. Как правило, на одном предприятии

образуется и хранится широкая гамма различных ПО, часто

перемешанных, что затрудняет, или вообще исключает

возможность их утилизации (необходима кооперация предприятий-

производителей отходов),

– существующая система обращения с ПО не дает четкой картины о

их количественных и качественных характеристиках и размещении

на территории области,

– нормативы строительства и эксплуатации предприятий по

хранению и переработке ПО не выполняются, т.к. не работает

существующий механизм экономического и силового принуждения

и контроля.

На территории Свердловской области расположены 3

медеплавильных завода – Среднеуральский, Красноуральский,

Кировградский и связанные с ними обогатительный фабрики. Объемы

производства меди на Урале составляли с 1720 по 1920 – всего 400 тыс. т.

В период индустриализации производство меди существенно увеличилось

- 343 -

и в 70-х гг. ХХ в. оно достигало 380 тыс. т/год. Всего в Свердловской

области выплавлено 11-13 млн. т меди. В настоящее время производство

сократилось до 150 – 200 тыс. т/год. Импортированное сырье обеспечило –

40-50%

общего количества.

На основе анализа проектных материалов разработки Сафьяновского

медноколчеданного месторождения оценено распределение

сопутствующих соединений Cd, As, Pb, Sb, Se, Tl, Te, Hg в отходах

производства меди по технологической цепочке – добыча, обогащение,

плавка. Производство цветных металлов из-за низкого содержания

полезных компонентов в рудах, сопровождается генерацией большого

количества ПО. В [1-4] приводятся данные об образовании отходов при

производстве меди в США (добыча открытым способом, при среднем

содержании меди в руде – 0,8%).

На 1 т выплавленной меди:

– добывается 150 т руды и образуется 350 т вскрышных пород;

– при обогащении руды получается 3 т медного концентрата и 145 т

хвостов;

– при плавке получается 1 т черновой меди, 1,8 т шлаков и 2,7 т

серной кислоты.

Для размещения пустых пород при открытой добыче руды

отторгается до 0,01 га земель на 1 т полученной меди. Производство меди

сопровождается попутным извлечением и рассеянием значительного

количества сопутствующих веществ, в т.ч. токсичных и канцерогенных

(

табл. 6.19).

Таблица 6.19

Содержание химических элементов в медно-колчеданных

рудах Урала, г/т (усредненные данные)

Элемент Cu Zn Pb As Sb Hg Cd Se

Среднее содержание в руде

19000

19700

2900

710 91 1-10 120 52

Условный уральский кларк

50 60 10 20 10 0,03 0,2 0,05

Кларк концентрации 380 328 290 35,5

9,1 30-300

600 1040

Добыча руды. Сафьяновское медно-колчеданное месторождение

открыто в 1985 г. Оно находится в 9 км к востоку от г. Реж, в 95 км к

северо-востоку от г. Екатеринбурга. Предусмотрен открытый способ

разработки с глубиной карьера 265 м. Наряду с карьером в объем

предприятия включена дробильно-сортировочная фабрика для

производства товарного строительного щебня из пород вскрыши и

подготовки добытой руды к обогащению. Пустые породы, забалансовые

руды и скальная вскрыша, непригодная для производства щебня,

размещаются в виде отвалов общей площадью 200 га. Срок эксплуатации

карьера – 20 лет.

- 344 -

Обогащение и плавка руды. Для оценки воздействия на ОПС по

проекту разработки Сафьяновского месторождения рассчитаны балансы

ряда элементов при обогащении и плавке руды [1-4]. В процессе

образуются Cu-, Zn- и пиритный концентраты и хвосты обогащения

(

табл. 6.20).

Таблица 6.20

Ориентировочное распределение элементов в продуктах и ПО при

обогащении Сафьяновских руд

Вид продукта, млн.т

Распределение химических элементов, тыс. т

Cu Zn As Cd Pb Sb Hg Se Te Tl

Медная руда, 1,44 113 3,1 2,3 0,03

1,0 0,3 0,01

0,04

0,03

0,016

Cu-концентрат, 1,62 355 23,7

6,5 0,21

5,46

1,86

0,05

0,11

0,02

0,005

Zn-концентрат, 0,17 5,8 86,4

0,5 0,62

н/д 0,22

0,03

0,003

0,001

0,003

Пиритный концентрат, 9,2

29,6

32,8

17,1

0,12

н/д 1,77

0,17

0,34

0,07

0,007

Хвосты обогащения, 7,0 12 3,6 2,5 0,19

0,2 0,65

0,03

0,21

0,05

0,001

Анализ результатов показывает, что:

– медный концентрат, помимо меди, обогащается As, Cd, Sb, Hg, Te,

и Tl;

– цинковый концентрат, помимо Zn, обогащается As, Cd, Sb, Hg;

– пиритный концентрат обогащается As.

Относительные соотношения распределении токсичных элементов в

ПО приведены в табл. 6.21 и 6.22.

Таблица 6.21

Распределение элементов в ПО и продуктах выплавки меди (КУМК),

поступивших в производство

Вид продукта Pb Zn As Hg Cd

Медь черновая 2,25 0,0 4,4 0,0 0,0

Отвальный шлак 48,9 83 26,6 5,8 7,0

Шлам 30 0,3 1,3 5,7 4,1

Стоки в шламохранилище 0,2 10,4 21 0,1 54

Выброс в атмосферу 14,5 5,6 46 7,4 32

Пыль товарная 4,0 0,7 0,5 0 2,7

Ртутная продукция 0,0 0,0 0,0 79 0,0

В табл. 6.23 приводятся данные по распределению As, Zn, Pb, Cd, Hg

в ПО металлургического передела для КУМК и СУМЗ. Для выплавки 1 т

черновой меди на СУМЗ перерабатывают 5,24 т Cu-концентратов. При

этом производят 5,91 т H

, 2,5 кг As депонируют в виде

мышьяковистого кека, 3% Cd, поступившего с Сu-концентратом и 4% Pb

утилизируют в виде пылей, 70% Hg утилизируют как Hg-содержащий

шлам.

- 345 -

Таблица 6.22

Распределение элементов в ПО и продуктах выплавки меди (СУМЗ), %

поступивших в производство

Вид продукта Pb Zn As Cd Hg Tl Se Te

Медь черновая 2,2 н/д 3,1 н/д н/д 11 80 57

Отвальный шлак 26,4 87 51 12,4 13 60 9 30

Пыль товарная 30 4,4 23 28 0,12 1,2 н/д 3

Шлам 4,7 0,1 0,3 0,2 17 н/д н/д н/д

Стоки н/д н/д 14 1,5 н/д н/д н/д н/д

Шлам цеха очистки от As

2,3 0,5 0,3 0,6 48 н/д н/д н/д

Выброс в атмосферу 34 7,4 5,5 57 12,5 27 н/д 6

н/д – нет данных

Таблица 6.23

Ориентировочное распределение элементов в ПО плавильного

производства на 1 т черновой меди

Вид продукта

Кол-во,

Распределение химических элементов, кг

Cu Zn As Cd Pb Hg*

Металлургические шлаки (СУМЗ)

4,55 н/д 154 9,05 0,145

9,74 5

Выброс в атмосферу (СУМЗ) 0,9** н/д 13,1 0,98 0,67 12,5 5

Металлургические шлаки (КУМК)

7,52 200 88 8 0,06 4,6 6

Выброс в атмосферу (КУМК) 1,6** н/д 19 12 0,4 13 8

н/д – нет данных, * – данные по ртути приведены в г, ** – в пересчете на SO

На 1 т черновой меди КУМК расходует 7,23 т Cu-концентратов.

Выход H

составляет – 4,25 т, утилизируется в виде товарных пылей

30% Pb, 28% Cd

и 25% As, поступивших с Cu-концентратом, 48% Hg

накапливается в шламах сернокислотного производства. Часть указанных

элементов поступает с промывочными стоками в хвостохранилище

обогатительной фабрики. В табл. 6.24 приведены данные по образованию

ПО и распределению химических элементов на 1 т черновой меди при

добыче Сафьяновских руд открытым способом, обогащении и выплавке

черновой меди на КУМК.

При существующих традиционных способах обогащения руды,

плавки концентратов и добычи открытым способом реально

утилизируется, %: 64 – Сu, 42 – Zn, 53 – As, 41 – Cd, 58 – Hg, 30 – Se, 35 –

Pb, 50 – Sb, 50 –

Те. Часть Cu и Zn может быть извлечена из хвостов

обогащения и металлургических шлаков. Остальные химические элементы

практически не утилизируются и их накопление и рассеяние в ОПС

представляют серьезную экологическую проблему.

Особенно существенно, что 30-50% поступающих на

медеплавильный завод с рудами и концентратами легковозгоняющихся и

наиболее экологически опасных элементов (Pb, As, Cd, Ta) рассеиваются в

атмосфере и представляют непосредственную угрозу здоровью населения.

- 346 -

В настоящее время Кировградский медеплавильный комбинат

переориентирован на переработку вторичного Cu-содержащего сырья. В

табл. 6.25 приведены данные по отходам переработки меди в

Свердловской области.

Таблица 6.24

Распределение элементов в продуктах и ПО

при производстве 1 т черновой меди

Вид продукта К-во, т

Распределение химических элементов, кг

Cu Zn As Cd Pb Hg Sb Se Te

Извлекается из недр 418 1580

540

97 5,4 40 н/д 24,1

н/д

Вскрышные породы 265 35 103

17 2 17 н/д 9,4 н/д

н/д

Добывается руды 59,9 1545

437

80 3,5 23 0,88

14,7

2,1 0,52

Хвосты обогащения 20 34 10 2,5 0,5 н/д

0,09

2,0 0,6 0,16

Пиритный концентрат 26 84 93 49 0,4 н/д

0,4 5,4 1,0 0,21

Цинковый концентрат 0,48 16 225

2 1,8 н/д

0,08

0,7 0,01

0,005

Металлургические шлаки

7,5 200

88 8 0,06

4,6

0,006

н/д 0,01

0,1

Выброс в атмосферу 1,6* н/д 19 12 0,4 3 0,01

н/д н/д

0,002

Товарные пыли, шламы н/д н/д н/д

0,2 0,005

0,5

0,03

н/д н/д

0,01

% использования - <64

<42

<53

<41 <35

<58 <50

<30

<50

н/д – нет данных, * – в пересчете на SO

Таблица 6.25

Объем накопленных ПО при производстве меди

в Свердловской обл., млн. т.

Предприятие СУМЗ КУМК Кировградский МЗ Всего

Хвосты обогащения 29 23 34 86

Металлургические шлаки 21 16 23,5 60,5

Фосфогипс 11 11,5 н/д н/д

н/д – нет данных

При переработке медных руд, значительная часть серы (в виде SO

– As, Cd,

и Hg, выбрасывается в атмосферу при плавке. Добыча медных

руд сопровождается отторжением значительных территорий под отвалы и

хвостохранилища обогатительных фабрик, приводит к сбросу в

поверхностные водотоки больших объемов дренажных вод, загрязненных

ионами ТМ. На территории области накоплено более 80 млн. т хвостов

обогащения медных руд и более 60 млн. т шлаков медеплавильного

производства, в которых депонировано более 1,7 млн. т меди, 750 тыс. т

цинка, 70 тыс. т мышьяка, 2,5 тыс. т кадмия, 400 т ртути, значительные

объемы селена, сурьмы, теллура и таллия.

В табл. 6.26 приведен перечень приоритетных загрязняющих

веществ и соответствующая периодичность контроля, регламентируемая

для экологического мониторинга. Схема проведения мониторинга должна

- 347 -

изменяться при проведении наблюдений в зависимости от выявления

значимых параметров для каждого этапа развития горного предприятия.

Таблица 6.26

Приоритетные загрязняющие вещества в ОПС при производстве меди.

Среда (объекты)

Наблюдаемые элементы

Частота

наблюдений

Обязательные Дополнительные

Атмосферный воздух

Пыль, SO

, NO

, Pb,

Hg, Cd, As.

Другие ТМ: V, Ni,

Zn, Ag, Sn, Sn, Sb

Каждые

сутки

Осадки

рН, анионы и катионы,

Pb, Hg, Cd, As.

Другие ТМ: V, Ni,

Zn, Ag, Sn, Sb

Каждую

неделю

Поверхностные воды рН, Pb, Hg, Cd, As.

Другие ТМ: V, Ni,

Zn, Ag, Sn, Sb

8 раз в год

Почвы, донные отложения

рН, Pb, Hg, Cd, As.

Другие ТМ: V, Ni,

Zn, Ag, Sn, Sb

1-2 раза в год

Биота Pb, Hg, Cd, As.

Другие ТМ: V, Ni,

Zn, Ag, Sn, Sb

2 раза в год,

Принципы и стратегию системы управления воздействием на ОПС

можно сформулировать следующим образом:

Первый этап разработки месторождения.

Подготовить стационарную сеть наблюдений. Определить

режимы и состав аналитических работ.

Детально изучить и оценить состояние компонентов природной

среды, на которые ожидается существенное воздействие

предприятия:

– поверхностные и подземные воды;

– почвы в зоне возможного влияния рудника и в буферной зоне;

– растительность в зоне возможного влияния рудника и в буферной

зоне;

– фоновое загрязнение снегового покрова;

– фоновое загрязнение донных отложений поверхностных водотоков

района.

Создать и укомплектовать необходимыми приборами и

методиками природоохранную службу предприятия.

Определить КО и лимиты размещения отходов для установления

платежей за природопользование в экологический фонд

Свердловской области.

Система мониторинга должна быть комплексной и охватывать все

сферы: атмосферу, поверхностные и подземные воды, почвы и

растительность. Состав работ по мониторингу должен отражать состояние

геосистемы района и изменяться в зависимости от степени развития

техногенных процессов. Вместе с тем, условно, следует разделить

программу мониторинга на две части.

- 348 -

Первая часть, регламентируемая соответствующими нормативными

актами – система оперативного экологического контроля деятельности

предприятия. Эта система ориентируется на оперативный контроль

выбросов, сбросов, состояния площадок для размещения отходов и

загрязнения гигиенически значимых элементов ОПС (поверхностные и

подземные воды; атмосфера; почвы; культурные и дикорастущие растения

и др.).

В основе системы экологического контроля лежит санитарно-

гигиенический принцип, основанный на использовании пороговых

значений концентраций токсикантов в компонентах ОПС и

регламентирующий возможное поступление токсикантов в организм

человека. При этом для оценки качества поверхностных вод используют

значения ПДК для рыбохозяйственных водоемов, т.к. р. Реж считается

рыбохозяйственным водоемом I категории.

При проведении мониторинга состояния почв и

сельскохозяйственной продукции соблюдается этапность:

– инвентаризация сельскохозяйственных земель в пределах СЗЗ

(500

м) предприятия и буферной зоны (5 км) для определения

точек отбора проб (порядка 15 – 20 точек);

– ежегодный отбор проб, анализы проб почв и с/х продукции на

содержание ТМ 1 и 2 КО (Cd, Hg, As, Tl, Pb, Cu, Ni), а также Al и F.

Программа оперативного контроля обеспечивает сбор комплексной и

полной информации о нормативных или сверхнормативных уровнях

выбросов и сбросов предприятия «Сафмедь», позволяет контролировать

соблюдение гигиенических нормативов качества ОПС в районе освоения

Сафьяновского месторождения.

Результаты, полученные при проведении оперативного мониторинга,

позволяют оценить реальное воздействие рудника на ОПС, уточнить

объемы выбросов и сбросов загрязняющих веществ, величину санитарно-

защитной зоны предприятия. Мониторинговая информация позволяет

контролирующим и исполнительным органам применять меры

природоохранного регулирования, определять размер платежей за

загрязнение ОПС.

Снего-геохимические исследования предполагается проводить

ежегодно в течение первых 3 лет эксплуатации предприятия. Исследование

донных отложений проводятся с целью оконтуривания зоны

распространения загрязняющих веществ, изучения закономерностей

процессов самоочищения, расчета элементов баланса, для определения

источников вторичного загрязнения и учета воздействия антропогенного

фактора.

Большой интерес представляют ПО предприятий медно-никелевой

подотрасли. Это вскрышные породы, хвосты обогащения сульфидных

медно-никелевых руд, шлаки, забалансовые руды, поступающие в отвалы.

- 349 -

В табл. 6.27 приведен химический состав ПО горнометаллургического

комбината (ГМК) «Печенганикель» (РФ).

Таблица 6.27

Химический состав хвостов обогащения, вскрышных пород и шлаков ГМК

Печенганикель»

Вид отвала

Компоненты, % масс.

Ni Cu Co CaO

MgO

FeO

SiO

TiO

Хвосты обогащения

0,2 0,01

3,0 25,0

15,4 8,1 15,5 37,2

11,1 1,5 0,1

Вскрышные породы

0,12

0,01

0,006

2,0 2,0 3,3 11,9 12,1

3,6 45,8

0,1

Отвальные шлаки

рудной плавки

0,1 0,1 0,04 3,0 11,0 35,5

- 39,2

4,5 - 0,7

Шлаки объедини-

тельной плавки

0,1 0,2 0,06 4,5 4,0 49,0

- 33,0

3,5 - 1,7

В состав всех ПО комбината входят токсиканты: Ni, Cu, Co, Zn и As

в виде сульфидов и др. соединений. Геохимическое разрушение их под

действием водных растворов и окислителей (О

и H

из атмосферы)

приводят к серьезному загрязнению гидросферы и почв. Химический

состав шахтных вод ГМК «Печенганикель» после фильтрации сквозь слой

отвальных шлаков комбината приведен в табл. 6.28. Хвосты переработки

медно-колчеданных руд предприятия содержат ряд ценных ТМ.

Химический состав ПО приведен в табл. 6.29. Объем их накопления –

около 15 млн. т.

Таблица 6.28

Химический состав шахтных вод ГМК «Печенганикель»

Толщина слоя

шлака, м

Компоненты, мг/дм

Ni Cu Co Fe Mg pH

0 251 7,9 0,05 0,1 34 88 3,4

25 263 8,1 0,06 0,1 35 91 6,3

50 266 8,4 н/о 0,12 37 91 7,8

100 269 н/о н/о н/о 35 91 8,1

Примечание: н/о – не определялось.

Таблица 6.29

Химический состав отвальных хвостов ГМК «Печенганикель»

Вещество Кол-во, % масс.

O 0,26 CaO 0,72

MgO 0,15 MnO 0,016

2,65 Fe

73,25

SiО

4,05 Co 0,04

0,007 TiO

0,05

7,42 Cu 0,13

O 0,48 Zn 0,17

- 350 -

На примере получения глинозема – сырья для производства

алюминия, высококачественных огнеупоров, многих видов керамики,

можно оценить большие возможности Донецкой области Украины.

Рыночная цена 1т технического глинозема составляет около $380. Обычно

его получают из бокситов, залежи которых расположены в тропическом

поясе (Гвинея, Ямайка, Австралия и др.).

В бокситах содержание глинозема составляет более 26%, а в отходах

угольной промышленности и углеобогащения, в золах и шлаках ТЭЦ,

шамотно-каолиновой пыли, а также в глинах и каолинах, нефелиновых

сиенитах его содержание доходит до 30% и более. Эти отходы,

нефелиновый концентрат, глина и каолины являются нетрадиционным

сырьем для получения товарного глинозема.

Экологические проблемы цветной металлургии Украины

представляются весьма актуальными. Наиболее ценными и дефицитными

легирующими элементами являются ванадий и никель, применяемые для

производства высококачественных особо прочных сталей и сплавов, в

атомной, космической, химической, нефтеперерабатывающей, оборонной

промышленности, производстве лаков, красок, фарфора и др.

Изготовление рельсов, бандажей железнодорожных колес,

холоднокатаного автомобильного листа и рессор, газовых труб

невозможно без использования ванадия и никеля.

В табл. 6.30 приведен перечень продукции, выпускаемой

Запорожским титано-магниевым комбинатом (ЗТМК).

Ванадийсодержащие отходы ЗТМК представляют собой смесь сложного

химического состава. Особого внимания требуют изучение их фазового

состава и определение КО. По данным ЗТМК ванадийсодержащие отходы

содержат до 9% ванадия (в пересчете на V

Таблица 6.30

Перечень продукции, выпускаемой ЗТМК

№ п\п Производимая продукция

1 Германий моно- и поликристаллический

2 Диоксид германия

3 Изделия из германия

4 Изделия электронные

5 Отливки титановые фасонные

6 Тетрахлорид титана

7 Титан

8 Титан губчатый

9 Ферротитан

10 Шлак титановый

В состав ПО комбината входят токсиканты: Ni, Cu, Co, Zn и As в

виде сульфидов и др. соединений. Геохимическое разрушение их под