Характеристика промышленности

Первый никель страны

Индикаторы рынка

Динамика цен на Никель (LME.Nickel), USD/тонна

21.09.1710720,00-5,63%
20.09.1711360,002,02%
19.09.1711135,00-0,31%

График

Динамика курса USD ЦБ РФ, руб.

22.09.1758,22420,0952
21.09.1758,12900,0297
20.09.1758,09930,4751

График

Динамика курса EUR ЦБ РФ, руб.

22.09.1769,2635-0,5029
21.09.1769,76640,0879
20.09.1769,67850,9271

График

Источник информации Яндекс.Котировки

Первичный никель производят из двух совершенно различных руд, латеритовых и сульфидных. Латеритовые руды обычно встречаются в регионах тропического климата, где воздействие атмосферных явлений со временем привело к извлечению и образованию месторождений в слоях на различных глубинах. Латеритовые руды добывают с использованием крупногабаритных землеройных машин и затем просеивают для удаления камней. Сульфидные, руды, которые часто обнаруживаются вместе с медными рудами, добывают шахтным методом. Ниже приведено описание процессов переработки, которые используют для двух указанных типов руд.

Переработки латеритовых руд

Латеритовые руды характеризуются высоким содержанием свободной и связанной влаги, которую необходимо удалять. Процесс сушки позволяет удалить свободную влагу; химически связанную воду удаляют в печи с восстановительной атмосферой, которая также позволяет восстановить оксид никеля. Латеритовые руды имеют малую калорийность, поэтому для достижения высоких температур, необходимых для переработки руды с высоким содержанием магния, требуется электрическая печь. На некоторых металлургических комбинатах при переработке латеритовых руд в печь добавляют серу для образования смеси сульфидов, которые впоследствии перерабатывают. Однако на большинстве предприятий работу печи задают таким образом, чтобы снизить содержание железа в достаточной степени для производства ферроникелевых сплавов. Также используются гидрометаллургические процессы, основанные на выщелачивании аммиаком или серной кислотой. Выщелачивание аммиаком обычно применяют к рудам после этапа восстановительного обжига.

Переработка сульфидных руд

Плавка во взвешенном состоянии является наиболее часто используемым процессом в современной технологии, однако для большинства комплексных исходных материалов при необходимости более высокой технологической гибкости используют плавление в электрической печи. В обоих случаях применяют сухие концентраты. Электрическое плавление требует этапа обжига перед плавлением для снижения концентрации серы и летучих примесей. Разработанные ранее процессы выплавления никеля, например, с использованием доменным или отражательных печей, больше не применимы вследствие низкой энергетической эффективности и озабоченности состоянием окружающей среды.

При плавлении во взвешенном состоянии сухую сульфидную руду с содержанием влаги менее 1% загружают в печь в атмосфере предварительно подогретого воздуха, обогащенного кислородом воздуха (30–40% кислорода) или чистого кислорода. Железо и сера окисляются. Нагрева, который является результатом протекания экзотермических реакций, достаточно для плавления концентрата с образованием жидкой смеси сульфидов (содержание никеля в которой составляет до 45%) и жидкотекучего шлама. Смесь сульфидов по-прежнему содержит железо и серу, которые при продувании воздуха или кислорода через плавильную ванну окисляются в процессе конвертирования до диоксида серы и оксида железа. Оксиды образуют шлам, который скачивают. Перед утилизацией для извлечения никеля шламы перерабатывают в электрической печи. Технологические газы охлаждают, после чего твердые частицы удаляют с помощью газоочистных устройств.

Рафинирование никеля

Для очистки никелевого штейна используют различные процессы. Отжиг в псевдоожиженном слое и хлороводородное восстановление позволяет получить оксиды никеля высокой чистоты (более 95% никеля). Парофазные процессы, например, процесс карбонилирования, можно использовать для производства гранул никеля высокой чистоты. В ходе такого процесса медь и благородные металлы остаются в пирофорном остатке, которые требует отдельной переработки. Применение гальванических элементов, оборудованных инертными катодами, — это наиболее распространенная технология рафинирования никеля. Чаще в качестве процесса очистки используют электроэкстракцию, в ходе которой никель извлекают из раствора в ячейки, оборудованные инертными катодами. Применяют растворы серной кислоты или реже хлоридные электролиты.

Характеристика отходов

Выбросы в атмосферу

Диоксид серы (SO2) является основным загрязняющим веществом, которое выбрасывается в атмосферу в процессе отжига, плавления и конвертирования сульфидных руд. (Никельсульфидные концентраты содержат 6–20% никеля и до 30% серы). До точек контроля выбросы SO2 могут достигать 4 кубических тонн диоксида серы на кубическую тонну произведенного никеля. Отражательные и электрические печи приводят к образованию SO2 в концентрациях 0,5–2,0%, в то время как печи для обжига во взвешенном состоянии приводят к образованию SO2 в концентрациях более 10% — серьезное преимущество с точки зрения превращения диоксида серы в серную кислоту. Выбросы твердых частиц при различных технологиях производства следующие: 2,5–5,0 килограмма на тонну при использовании подовых обжиговых печей. 0,5–2,0 кг/тонна при использовании обжиговой печи в псевдоожиженном слое, 0,2–1,0 кг/тонна при использовании электрической печи, 1,0–2,0 кг/тонна при использовании конвертера Пирса-Смита и 0,4 кг/тонна при использовании сушилки в отжиговой печи во взвешенном состоянии. Аммиак и сульфид водорода — это загрязнители, характерные для процессов кислотного выщелачивания. Высокотоксичный карбонил никеля — загрязнитель, представляющий проблему при проведении карбонильного процесса рафинирования. Различные отходящие технологические газы содержат мелкодисперсные частицы пыли и летучие примеси. Через отверстия печей, из сплоток, отливных форм и разливочных ковшей происходит неконтролируемые выбросы газов. Транспортировка и переработка руд и концентратов приводит к образованию золовой пыли.

Жидкие отходы

Пирометаллургические процессы переработки сульфидных руд обычно проводятся в сухом состоянии, и жидкие отходы имеют второстепенное значение, хотя влажные электростатические осадители (ESP) часто используют для переработки газообразных продуктов. Образующаяся загрязненная вода может содержать высокие концентрации металлов. Сливаемый электролит может содержать сурьму, мышьяк или ртуть. Большие количества воды используют для гранулирования шлама, но большую часть этой воды необходимо переработать.

Твердые отходы и жидкие шламы

При работе плавильной печи образуется шлам, который представляет собой концентрированный силикат. Шламы, которые требуют утилизации, после нейтрализации превращают в твердый остаток.

Предотвращение загрязнения и экологический контроль

Предотвращение загрязнения всегда предпочтительнее использования средств контроля загрязнения, расположенных на выпускной трубе. Поэтому следует предпринимать любые усилия для внедрения более чистых процессов производства и средств для ограничения, с самого начала, количества образующихся загрязняющих веществ.

Выбор в пользу печи отжига во взвешенном состоянии в сравнении с устаревшими технологиями является наиболее существенным способом снижения загрязнения.

Выбросы диоксиды серы можно контролировать путем:

  • Превращения в серную кислоту
  • Превращения в жидкий диоксид серы (поглощение чистого сухого отходящего газа в воде или химическое связывание с помощью аммония бисульфита или диметиланилина)
  • Превращения в элементарную серу с использованием восстановителей, например, углеводов, угля или сульфида водорода

Токсический газ карбонил никеля обычно не выделяется в процессе рафинирования, поскольку он распадается в башенных разлагателях. Однако при проведении процесса рафинирования следует предпринимать очень строгие меры предосторожности для предотвращения выделения карбонила никеля в рабочую зону. Необходимо непрерывный мониторинг газа с использованием автоматической системы изоляции любого участка предприятия, где обнаружен данный газ. Для защиты рабочих от попадания жидкого карбонила никеля на кожу надевают соответствующую непроницаемую одежду.

Превентивные меры по снижению выбросов механических частиц включают герметизацию печей и конвейеров во избежание неконтролируемых выбросов. Необходимо организовать закрытое хранение исходных материалов.

Необходимо избегать влажной очистки, а охлаждающую воду следует использовать повторно. Необходимо собирать ливневую воду и использовать ее в процессе производства. Технологическую воду, которую использовали для транспортировки гранулированного шлама, необходимо использовать повторно. Все технологические отходы по возможности следует возвращать в процесс производства.

Технологии переработки отходов

Выбросы твердых частиц, образовавшихся в процессе сушки, просеивания, отжига, плавления и конвертирования контролируют с помощью циклонов с использованием на последующих этапах влажных пылеуловителей, ESP или мешочных пылеуловителей. Для использования матерчатых фильтров может потребоваться снизить температуру газа, например, путем разбавления газами с низкой температурой, поступающих из вытяжек, используемых для мониторинга неконтролируемых выбросов пылевых частиц. Предпочтение следует отдать применению матерчатых фильтров, а не влажным пылеуловителям.

Жидкие стоки используют для транспортировки шламов в шламонакопители, которые играют роль резервуаров для хранения и переработки технологической воды. Однако может возникнуть потребность в переработке жидких отходов, образующих в ходе некоторых процессов, для предотвращения накопления различных примесей. Твердые отходы никельсульфидных руд часто содержат иные металлы, например, медь и благородные металлы. Поэтому следует изучить возможность дальнейшей переработки данных отходов для извлечения указанных металлов. При возможности шлам можно использовать в качестве конструкционного материала после извлечения никеля (например, возврат конверторного шлака обратно в печь). Переработку коммунально-бытовых сточных вод следует проводить в отдельном здании; в противном случае их необходимо сбрасывать в городскую канализацию.

Современные предприятия, которые придерживаются принципов надлежащей производственной практики, способны достичь нагрузки загрязнений, описанной ниже: Двухконтактная установка с двойной абсорбцией должна выделять не более 0,2 кг диоксида серы на тонну производимой серной кислоты (коэффициент превращения 99,7%).

Руководства по уровням выбросов

Уровни выбросов на этапе проектирования и функционирования каждого проекта должны быть заданы посредством процесса оценки состояния окружающей среды (ЕА), основанной на законодательных нормах конкретной страны и данных Справочника по предотвращению и сокращению загрязнения, перенесенных на местные условия. Выбранные уровни выбросов должны быть обоснованы данными EA и приемлемы для Группы Всемирного банка.

В приведенных ниже руководствах приведены уровни выбросов, которые являются приемлемыми для Группы Всемирного банка при принятии решений, касающихся предоставления помощи со стороны Группы Всемирного банка. Любые отклонения от данных уровней должны быть описаны в проектной документации, предоставляемой на рассмотрение в Группу Всемирного банка. Уровни выбросов, приведенные в руководствах, могут достигаться при использовании должным образом спроектированных, правильно используемых и оборудованных систем контроля загрязнений.

Руководства представляют собой перечни концентраций, облегчающих мониторинг состояния окружающей среды. Разбавление газообразных выбросов или отходов для достижения норм, заданных в руководствах, недопустимо. Все максимальные уровни должны достигаться, по крайней мере, в течение 95% времени функционирования предприятия или производственного участка; их рассчитывают как долю от количества часов функционирования в году.


Возврат к списку