Влияние чёрной и цветной металлургии на атмосферу

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

 

Влияние чёрной и цветной металлургии на атмосферу

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2012г.

Оглавление

 

Введение……………………………………………………………….......3

1.Антропогенное влияние на атмосферу....................................................5

2. Влияние предприятий черной и цветной металлургии на атмосферу …...............................................................................................................................8

3. Твёрдые отходы черной металлургии и их применение ....................11

Заключение..................................................................................................14

Литература...................................................................................................15

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Защита атмосферы от загрязнений является международной проблемой, так как выбросы возрастают во всех индустриально развитых странах и рост их приблизительно пропорционален уровню промышленного производства в этих странах.

На долю предприятий черной и цветной металлургии приходится около 20-25 % общих вредных выбросов в атмосферу, а в районах расположения крупных металлургических заводов и комбинатов - более 50 % всего количества загрязнений. В связи с этим определена актуальность данной работы.

В металлургической отрасли проделана значительная работа по увеличению количества газоочистных установок на металлургических предприятиях и улучшению показателей их работы в связи с тем, что металлургическое производство в настоящее время развивается в условиях не только ухудшения качества перерабатываемого сырья, но и ужесточения требований к охране окружающей среды, необходимости экономии энергоресурсов и водных ресурсов.

Для производства необходимых промышленности цветных металлов из бедного сырья ежегодно приходится добывать сырья свыше 2 млрд т. горной массы, расходовать около 100 млрд кВт электроэнергии, 6 млрд м3 природного газа, около 2 млрд м3 кислорода, 20 млн т. условного топлива, 3 млрд м3 воды и миллионы тонн различных материалов1.

На современном этапе развития промышленного производства повышение эффективности использования природных ресурсов стало одной из наиболее актуальных научно-технических и хозяйственных проблем.

Особый научный и практический интерес представляет проблема комплексного использования сырья. Решение этой проблемы позволит значительно увеличивать производство цветных, благородных и редких металлов, а также выпуск серной кислоты. Степень комплексности характеризуется числом извлекаемых компонентов по отношению к их общему числу в руде (концентрате) и выражается в процентах.

Классификацию источников загрязняющих веществ производят в соответствии с ГОСТ 27593-88, при этом различаются:

-промышленные источники загрязнения, т. е. предприятия промышленности и энергетики, вследствие функционирования которых происходят выбросы в атмосферу, сбросы в водоемы и захоронение загрязняющих веществ; В общем объеме выбросов загрязняющих веществ доля первых пяти отраслей (энергетика, цветная, черная металлургия, нефтедобыча и нефтепереработка) возросла с 79,2% в 1999 году до 83,2% в 2010 году.

Например, в валовом объеме выброса от стационарных источников загрязнения доля предприятий энергетики в Ростовской области составляет 65,8%, к тому же в структуре выбросов высока доля оксидов серы из-за использования высокосернистых углей.

- транспортные источники загрязнения.

- сельскохозяйственные источники загрязнения.

- специфические военные источники загрязнения.

Каждый из перечисленных источников загрязняет окружающую среду как в условиях нормальной эксплуатации, так и при авариях и катастрофах.

Цель работы - изучение влияния чёрной и цветной металлургии на амосферу.

Задачи -  чтобы достигнуть цели, необходимо проанализировать литературные источники, источники Интернет, изучить антропогенное влияние на атмосферу

Краткая характеристика структуры реферата -  введение, 3 главы, заключение и литература.

 

 

1.Антропогенное влияние на атмосферу

 

Масса атмосферы составляет одну миллионную долю массы Земли. Роль атмосферы - газовой оболочки Земли - в природных процессах биосферы огромна. Именно атмосфера определяет общий тепловой режим поверхности Земли, защищает поверхность Земли от вредного космического и ультрафиолетового излучения. Для различных экологических систем наибольшее значение имеют три газа, входящих в состав атмосферы: кислород О2, диоксид углерода СО2 и азот N2. Эти газы участвуют в основных биогеохимических циклах.

Выбрасываемые в атмосферу вредные газообразные вещества вызывают негативные изменения атмосферы Земли.

По данным ученых, ежегодно в мире в результате антропогенной деятельности человека в атмосферу поступает 25,5 млрд. тонн оксидов углерода, 190 млн. тонн оксидов серы, 65 млн. тонн оксидов азота, 1,4 млн. тонн фреонов (хлорфторуглеводородов).

Кроме газообразных загрязняющих веществ, в атмосферу поступает большое количество частиц твердых загрязнений. Это пыль, копоть и сажа.

Атмосфера загрязняется и тяжелыми металлами, особенно свинцом, что оказывает влияние на состояние природных экосистем. Растет площадь лесов, пораженных промышленными выбросами, достигла 1 млн. га по данным прошлого года2.

Основной причиной фотохимических превращений в атмосферном воздухе городов и промышленных районов является загрязнение воздуха углеводородами нефтяного происхождения и оксидами азота, образующимися в процессе высокотемпературного горения при окислении азота воздуха молекулярным кислородом. Такое окисление азота происходит и при сгорании топлив в двигателях внутреннего сгорания. Качественный и количественный состав веществ, содержащихся в атмосферном воздухе, зависит не только от источников загрязнения, но и от метеорологических условий, от топографических факторов. К основным факторам относят выбросы промышленных предприятий, направление и скорость ветра («роза загрязнения»), температурные инверсии, барометрическое давление, влажность воздуха, рельеф местности, расстояние от источника загрязнения и его высоту.

При изучении загрязнения окружающей среды выбросами металлургического предприятия обычно учитывают те химические вещества, которые на основании технологического процесса могут считаться приоритетными по валовому выбросу в атмосферный воздух. Однако в воздух попадают и новые химические вещества, которые получаются в результате химических и фотохимических реакций в загрязненном атмосферном воздухе. Так, новые химические вещества образуются из продуктов неполного сгорания топлива, входящих в состав побочных отходных газов.

Поэтому целесообразно выявить приоритетные вещества по их количеству в выбросах, вредному воздействию на людей, флору и фауну или с учетом определенных факторов.

В настоящее время общество поражают экологические кризисы, порождаемые самими людьми. Прошлые экологические кризисы были вызваны практическими действиями, носили локальный характер и не угрожали человечеству в целом. Иное дело - сейчас, в условиях колоссальной мощи современной техники и технологии и небывалого роста черной и цветной металлургии. В последние годы ученые всего мира следят за глобальными изменениями климата на Земле. Эти изменения часто рассматривают как вредную «ползучую катастрофу», когда беда подкрадывается незаметно. Ученые мира единодушны в том, что причина ожидаемых в ближайшие десятилетия изменений климата планеты кроется в непостоянстве состава атмосферы, что связывают с антропогенно-обусловленным повышением концентрации так называемых парниковых газов. К их числу относят углекислый газ CO2, метан СН4, водяной пар Н2О, гемиоксид азота N2O и тропосферный озон О3. Они свободно пропускают к поверхности Земли солнечное излучение и заметно поглощают тепловое излучение планеты и самой атмосферы. Благодаря парниковому эффекту, который обусловлен, главным образом, диоксидом углерода и водяным паром, средняя температура на поверхности Земли на 33-340С выше, чем была бы при его отсутствии3.

Таким образом, антропогенное влияние на атмосферу, а конкретно влияние черной и цветной металлургии постепенно наносит свой непоправимый удар по составу воздуха и в целом по атмосфере планеты, который грозит не просто экологическими проблемами, но и экологическими катастрофами в будущем.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Влияние предприятий черной и цветной металлургии на атмосферу

 

Предприятия металлургической отрасли насыщают атмосферу пылью, сернистыми и другими вредными газами, выделяющимися при протекании различных технологических производственных процессов.

Черная металлургия производства чугуна и переработки его на сталь естественно происходит с сопровождением выбросов в атмосферу различных вредных газов.

Загрязнение воздуха газами при образовании углей сопровождается подготовкой шихты и загрузкой ее в коксовые печи. Мокрое тушение сопровождается также выбросом в атмосферу веществ, входящих в состав используемой воды.

Цветная металлургия. При получении металлического алюминия с помощью электролиза в окружающую среду выделяется огромное количество газообразных и пылевидных соединений содержащих фтор и другие элементы.

Воздушные выбросы предприятий нефтедобывающей и нефтехимической промышленности содержат достаточное количество углеводородов, сероводорода и других газов, причем, выброс в окружающую среду вредных веществ на нефтеперерабатывающих заводах происходит в основном из-за недостаточной герметизации оборудования. Например, загрязнение воздуха углеводородами отмечается от металлических резервуаров сырьевых парков для нестабильной нефти, промежуточных и товарных парков для легковых нефтепродуктов.

Выбросы вредных веществ в атмосферу отраслями промышленности (2010 год)

Отрасли промышленности	Выбросы вредных веществ
Промышленность в целом	100%
Электроэнергетика	29%
Топливная отрасль	21%
Чёрная металлургия	15%
Цветная металлургия	22%
Химия и нефтехимия	3%
Машиностроение	3%
Лесная промышленность	3%
Прочее	4%

 

Таким образом, процент черной и цветной металлургии составляет значительную часть от общего количества загрязняющих отраслей промышленности - 37%.

Причем, следует отметить, что качественный и количественный состав в атмосфере загрязняющих веществ зависит от многих факторов, например, от влажности воздуха, особенно если в нем содержатся гигроскопические и легко гидролизующиеся вещества, например, галогены и их неорганические соединения.

Температурные инверсии, когда температура верхних слоев воздуха выше, чем нижних, способствуют образованию туманов. Это затрудняет рассеивание и разбавление выбросов производств и выхлопных газов, они как бы прижимаются к земле.

При изучении загрязнения окружающей среды выбросами какого-либо предприятия обычно учитывают те химические вещества, которые на основании технологического процесса могут считаться приоритетными по валовому выбросу в атмосферный воздух. Однако в воздух попадают и новые химические вещества, которые получаются в результате химических и фотохимических реакций в загрязненном атмосферном воздухе.

Так, новые химические вещества образуются из продуктов неполного сгорания топлива. Загрязняющие вещества постоянно подвергаются сложным процессам и превращениям. Определение всех загрязняющих воздух веществ при контроле за отдельными предприятиями не представляется возможным.

Поэтому целесообразно выявить приоритетные вещества по их количеству в выбросах, вредному воздействию на людей, флору и фауну или с учетом нескольких факторов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Твёрдые отходы черной металлургии и их применение

 

Черная и цветная металлургия, а также металлообрабатывающая промышленность занимают одно из первых мест по объему загрязнений, выбрасываемых в окружающую среду. Металлургическая промышленность ежегодно производит более 70 млн. т металлургических шлаков, из которых только 50% используются. Кроме того, доменное и сталеплавильное производства, горячий прокат, травление металлов дают большие массы разнообразных по химическому составу шламов и пылей, используемых частично или совсем неиспользуемых. Производство 1 т стали сопровождается образованием около 0,4 т твердых отходов, не считая дымовых газов и загрязненных сточных вод. Металлургические шлаки - сложные силикатные системы с различным содержанием железа.

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.