SÚHRN Tento referenčný dokument o najlepších dostupných technikách v priemysle neželezných kovov odráža výmenu informácií uskutočnenú podľa článku 16 (2) Smernice Rady 96/61/EC. Na tento dokument je nutné sa pozerať s dôrazom na úvod, ktorý popisuje cieľ dokumentu a jeho použitie. Aby bolo možné zaoberať sa komplexnou oblasťou výroby neželezných kovov, prijal sa taký prístup, ktorý by pokryl problematiku výroby kovov z primárnych, aj sekundárnych (druhotných) surovín spolu v jednom dokumente a aby sa zaoberal kovmi v 10 skupinách. Sú to nasledovné skupiny: Meď (vrátane Sn a Be) a jej zliatiny. Hliník. Zinok, olovo a kadmium (+ Sb, Bi, In, Ge, Ga, As, Se, Te). Vzácne kovy. Ortuť. Kovy taviteľné pri vysokej teplote. (ťažkotaviteľné kovy) Ferozliatiny. Alkalické kovy a kovy alkalických zemín. Nikel a kobalt. Uhlík a grafit. Do dokumentu bola zahrnutá aj výroba uhlíka a grafitu ako samostatná skupina, pretože mnoho takýchto procesov sa spája staviacimi pecami primárneho hliníka. Kde to bolo vhodné, boli do týchto skupín zaradené aj procesy spojené s pražením a spekaním rúd a koncentrátov a s výrobou hliníka. Tento dokument sa nevzťahuje na problematiku ťažby a úpravy rúd v mieste bane. Informácie sú v tomto dokumente prezentované v dvanástich kapitolách nasledovne: všeobecné informácie v kapitole 1, spoločné procesy v kapitole 2 a potom procesy metalurgickej výroby pre 10 skupín kovov v kapitolách 3 až 12. Kapitola 13 prezentuje závery a odporúčania. K dokumentu patria aj prílohy, ktoré obsahujú informácie o nákladoch a medzinárodných predpisoch. Spoločné procesy v kapitole 2 sú rozdelené nasledovne: Používanie kapitoly - komplexné zariadenia. Využívanie a ohlasovanie údajov o emisiách. Manažment, konštruovanie a školenie. Prijímanie, skladovanie a nakladanie (manipulácia) so surovinami. Predbežné spracovanie a predúprava surovín a preprava do výrobných procesov. Procesy výroby kovov - typy pecí a techniky na riadenie procesov. Zachytávanie plynu a techniky pre zníženie emisií uvoľňovaných do vzduchu. Úprava kvapalných odpadov a opätovné použitie vody. Minimalizovanie, recyklovanie a úprava zvyškov z výrobného procesu (vrátane vedľajších produktov a odpadu). Ďalšie využitie energie a odpadového tepla. Vplyvy na jednotlivé zložky životného prostredia Hluk a vibrácie. Zápach. Bezpečnostné aspekty. Vyradenie z prevádzky. Každá z kapitol 2 až 12 obsahuje časti o používaných postupoch a technikách, súčasných úrovniach emisií a spotreby, technikách uvažovaných pri určovaní BAT a závery o BAT. Pre kapitolu 2 sú uvedené len závery o BAT súvisiace s nakladaním a skladovaním surovín, i
kontrolou riadenia výrobného procesu, zachytávaním plynu a jeho znižovaním, odstraňovaním dioxínov, regeneráciou oxidu siričitého, znížením množstva ortuti a úpravou kvapalných odpadov/opätovným používaním vody. Pre úplné pochopenie je nutné konzultovať závery o BAT, ktoré sú obsiahnuté vo všetkých kapitolách. 1. Priemysel výroby neželezných kovov V EÚ sa vyrába najmenej 42 neželezných kovov plus ferozliatiny, uhlík a grafit a používajú sa na rôzne účely v metalurgickom, chemickom, stavebnom, dopravnom priemysle, ako aj v priemysle výroby a rozvodu elektrickej energie. Napr. vysoko čistá meď je neodmysliteľná vo výrobe a distribúcii elektrickej energie a malé množstvo niklu alebo kovov taviteľných pri vysokej teplote zlepšuje odolnosť proti korózii alebo zlepšuje vlastnosti ocele. Tieto kovy sa tiež používajú v mnohých vysoko špičkových technologických zariadeniach, hlavne v rezorte obrany, počítačových, elektronických a telekomunikačných odvetviach. Neželezné kovy sa vyrábajú z rozmanitých primárnych a druhotných surovín. Primárne suroviny sa získavajú z rúd, ktoré sa ťažia a ďalej upravujú predtým, než sa spracujú metalurgicky za účelom výroby surového kovu. Úprava rúd zvyčajne prebieha blízko baní. Medzi druhotné suroviny patrí pôvodný šrot a zvyšky a môžu byť tiež podrobené určitej predúprave za účelom odstránenia povlakových materiálov. Ložiská rúd s obsahom kovov v prijateľnej koncentrácii sa v Európe postupne vyčerpávajú a ostáva len málo pôvodných zdrojov. Preto sa väčšina rúd dováža z rôznych zdrojov z celého sveta. Recyklovanie sa stáva dôležitým prvkom zásob surovín mnohých kovov. Meď, hliník, olovo, zinok, vzácne kovy a kovy taviteľné pri vysokej teplote sa môžu, okrem iného, regenerovať zo svojich produktov alebo zo zvyškov a môžu sa vrátiť do výrobného procesu bez straty kvality pri recyklovaní. Druhotné suroviny majú celkovo veľký podiel na výrobe, čím dochádza k zníženiu spotreby surovín a energie. Priemyselným produktom je buď čistý kov alebo polotovar alebo polovýrobok, t.j. kovové a kovozliatinové odlievané ingoty alebo kované tvary, pretláčané tvary, kovové fólie, plechy, pásy, tyče, atď. Štruktúra priemyslu je daná v závislosti od vyrábaného kovu. Žiadna spoločnosť nevyrába všetky neželezné kovy, hoci existuje niekoľko spoločností v pan-európskych krajinách, ktoré vyrábajú niekoľko kovov, napr. meď, olovo, zinok, kadmium, atď. Pokiaľ ide o veľkosť spoločností vyrábajúcich kovy a zliatiny kovov v Európe, tá sa pohybuje od niekoľkých spoločností, ktoré zamestnávajú viac než 5000 ľudí až po veľký počet spoločností, ktoré majú 50 až 200 zamestnancov. Forma vlastníctva je rôzna - pan-európske a národné skupiny vyrábajúce kovy, priemyselné holdingové skupiny, samostatné akciové spoločnosti alebo súkromné spoločnosti. Niektoré kovy sú neodmysliteľné ako stopové prvky, ale pri vyšších koncentráciách sú charakterizované toxicitou kovu, iónu alebo zlúčenín a mnohé sa nachádzajú na rôznych zoznamoch toxických materiálov. Olovo, kadmium a ortuť sú najviac obávané kovy. 2. Environmentálne problémy daného priemyslu Hlavnými environmentálnymi problémami v oblasti výroby väčšiny neželezných kovov z primárnych surovín sú potenciálne emisie prachu, kovov/zlúčenín kovov a oxidu siričitého, ktoré sú uvoľňované do vzduchu pri pražení a tavení rúd obsahujúcich síru alebo v dôsledku používania palív alebo iných materiálov s obsahom síry. Zachytávanie síry a jej premena alebo odstránenie je preto dôležitým faktorom vo výrobe neželezných kovov. Pyrometalurgické ii
iii Executive Summary Non Ferrous Metals procesy sú potenciálnymi zdrojmi prachu a kovov z pecí, reaktorov a prepravy roztaveného kovu. Spotreba energie a využívanie vznikajúceho tepla a energie sú dôležitými faktormi výroby neželezných kovov. Závisia od účinného využívania energetického obsahu rúd obsahujúcich síru, od energetickej potreby jednotlivých štádií procesu, od typu používanej energie a spôsobu jej privádzania a od používania účinných metód využívania vznikajúceho tepla. Praktické príklady sú uvedené v kapitole 2 tohto dokumentu.. Hlavné environmentálne problémy spojené s výrobou neželezných kovov z druhotných surovín súvisia s odpadovými plynmi z rôznych pecí a transportov, ktoré obsahujú prach, kovy a v niektorých výrobných krokoch aj kyslé plyny. Je tu tiež potenciálne riziko tvorby dioxínov v dôsledku prítomnosti malého množstva chlóru v druhotných surovinách; rozklad a/alebo zachytenie dioxínov a VOC (prchavé organické zlúčeniny ) predstavujú problém, ktorému sa venuje pozornosť. Hlavnými environmentálnymi problémami v prípade primárneho hliníka sú produkcia polyfluórovaných uhľovodíkov a fluoridov počas elektrolýzy, tvorba tuhých odpadov z elektrolyzérov a tvorba tuhých odpadov počas výroby hliníka. Produkcia tuhých odpadov je tiež problémom pri výrobe zinku a iných kovov, ktoré vznikajú v jednotlivých štádiách pri odstraňovaní železa. Niektoré procesy často používajú nebezpečné činidlá ako HCl, HNO 3, Cl 2 a organické rozpúšťadlá na lúhovanie a čistenie. Progresívne spracovateľské techniky sú schopné pracovať s týmito materiálmi a súčasne ich regenerovať a opakovane používať. Z tohto hľadiska je utesnenie reaktora dôležitým faktorom. Vo väčšine prípadov sa tieto prevádzkové plyny čistia v tkaninových filtroch a tým sa znižujú emisie prachu a zlúčenín kovov, akým je olovo. Čistenie plynov pomocou mokrých práčok (mokrých mechanických odlučovačov) a mokrých elektrostatických odlučovačov je zvlášť účinné pre prevádzkové plyny, ktoré sa podrobujú procesu regenerácie síry v zariadení na výrobu kyseliny sírovej. V niektorých prípadoch, keď je prach abrazívny alebo je ťažké ho odfiltrovať, je tiež účinné používať mokré mechanické odlučovače. Utesnenie pece a zakrytý transport a skladovanie sú dôležité pri prevencii úniku fugitívnych emisií. Keď to zhrnieme, hlavnými problémami pri výrobných procesoch v každej skupine kovov sú: Výroba mede: SO 2, prach, zlúčeniny kovov, organické zlúčeniny, odpadové vody (zlúčeniny kovov), zvyšky, ako výmurovka pece, kaly, odfiltrovaný prach a troska. Tvorba dioxínu počas úpravy druhotných medených materiálov je tiež závažným problémom. Výroba hliníka: fluoridy (vrátane HF), prach, zlúčeniny kovov, SO 2, COS, PAH, VOC, skleníkové plyny (PFC a CO 2 ), dioxíny (sekundárne), chloridy a HCl. Zvyšky ako zvyšky bauxitu, použitá výmurovka tavnej komory, odfiltrovaný prach, soľná troska a odpadové vody (olej a amoniak). Výroba olova, zinku a kadmia: prach, zlúčeniny kovov, VOC (vrátane dioxínov), zápachy, SO 2, iné kyslé plyny, odpadové vody (zlúčeniny kovov), zvyšky ako kaly, zvyšky bohaté na železo, odfiltrovaný prach a troska. Výroba vzácnych kovov: VOC, prach, zlúčeniny kovov, dioxíny, zápachy, NO x, iné kyslé plyny ako chlór a SO 2. Zvyšky, ako kaly, odfiltrovaný prach a troska a odpadové vody (zlúčeniny kovov a organické zlúčeniny). Výroba ortuti: výpary ortuti, prach, zlúčeniny kovov, zápachy, SO 2, iné kyslé plyny, odpadové vody (zlúčeniny kovov), zvyšky, ako kaly, odfiltrovaný prach a troska. Výroba kovov s vysokou taviacou teplotou, práškových spekaných karbidov a karbidov kovov: prach, pevný spekaný karbid a zlúčeniny kovov, odpadové vody (zlúčeniny kovov), zvyšky, ako odfiltrovaný prach, kaly a troska. Prevádzkové chemikálie, ako fluorovodík (HF), sa používajú pri spracovaní tantalu and nióbu a sú vysoko toxické.
Túto skutočnosť je potrebné brať do úvahy pri manipulácii a skladovaní týchto materiálov. Výroba ferozliatin: prach, zlúčeniny kovov, CO, CO 2, SO 2, využitie vyrobenej energie, odpadové vody (zlúčeniny kovov), zvyšky, ako odfiltrovaný prach, kaly a troska. Výroba alkalických kovov a kovov alkalických zemín: chlór, HCl, dioxín, SF 6, prach, zlúčeniny kovov, CO 2, SO 2, odpadové vody (zlúčeniny kovov), zvyšky, ako kaly, hlinitany, odfiltrovaný prach a troska. Výroba niklu a kobaltu: VOC, CO, prach, zlúčeniny kovov, zápachy, SO 2, chlór a iné kyslé plyny, odpadové vody (zlúčeniny kovov a organické zlúčeniny), zvyšky, ako kaly, odfiltrovaný prach a troska. Výroba uhlíka a grafitu: PAH, uhľovodíky, prach, zápachy, SO 2, prevencia odpadových vôd, zvyšky, ako odfiltrovaný prach. 3. Používané postupy Paleta surovín, ktoré sú k dispozícii pre rôzne zariadenia, je široká a to znamená, že sa používajú rôzne metalurgické výrobné postupy. V mnohých prípadoch sa výber postupu riadi druhom používanej suroviny. Nasledujúca tabuľka prináša prehľad o peciach, ktoré sa používajú na výrobu neželezných kovov: Pec Využívaný kov Používaná surovina Parná špirálová Cu a niektoré iné Koncentráty sušiareň Vírivá sušiareň Rýchlosušiareň Rotačná pec Väčšina kovov na Rudy, koncentráty, sušenie. Dymivý ZnO. rôzny šrot a Kalcinačný oxid hlinitý, zvyšky. Ni a ferozliatiny. Spaľovanie fotografických filmov pre výrobu vzácnych kovov. Odolejovanie Cu a Al šrotu Fluidná pec. Meď and zinok Koncentráty. Aglomeračná panva so vzostupným ťahom. Aglomeračná panva so zostupným ťahom Aglomeračná panva s oceľovým pásom Herreshoff etážová pec Al 2 O 3 Zinok a olovo. Sušiace, pražiace, spekacie a kalcinačné pece Al(OH) 3 Koncentráty a druhotné suroviny. Poznámka Sušiace, kalcinačné a dymové aplikácie. Použitie ako spaľovacia pec. Kalcinovanie a praženie. Spekanie Zinok a olovo. Koncentráty a druhotné suroviny. Spekanie Ferozliatiny, Mn, Nb. Rudy. Možné sú aj iné aplikácie. Ortuť. Rudy a Praženie, Molybdén (regenerácia koncentráty. kalcinovanie. rhenia) iv
Zakryté kelímkové pece s ohňovzdornou výmurovkou Executive Summary Non Ferrous Metals Pec Vyžívaný kov Používaná surovina Poznámka Kovy taviteľné pri Oxidy kovov vysokej teplote, špeciálne ferozliatiny Otvorená šachtová pec Baiyin Copper Comm. Building Group (čínska technológia Kovy taviteľné pri vysokej teplote, špeciálne ferozliatiny. Meď Oxidy kovov Koncentráty Elektrická oblúková pec Ferozliatiny Koncentráty, ruda CONTOP/Cyklón Meď Koncentráty Ponorná elektrická oblúková pec Vzácne kovy, meď, ferozliatiny. Troska, druhotné suroviny, koncentráty. Rotačná pec Hliník, olovo, meď, vzácne kovy Šrot a iné druhotné suroviny, surová meď Naklápacia rotačná pec Hliník Šrot a iné druhotné suroviny Plameňová pec Hliník, meď, iné Šrot a iné druhotné suroviny, čierna meď Tavenie vo vznose - Meď Koncentráty Vanjukova pec ISA Smelt/Ausmelt Meď, olovo Medziprodukty, koncentráty a druhotné suroviny. QSL Olovo Koncentráty a druhotné suroviny. Kivcet Olovo Meď Koncentráty a druhotné suroviny. Noranda Meď Koncentráty El Teniente Meď Koncentráty TBRC TROF Meď (TBRC), Vzácne kovy Väčšina druhotných surovín, vrátane kalov. Mini taviaca pec Meď /olovo/cín Šrot Vysoká pec a ISF Olovo, olovo/zinok, meď, vzácne kovy, vysokouhlíkový feromangán. Koncentráty, väčšina druhotných surovín Rýchlopec INCO Meď, nikel Koncentráty Rýchlotaviareň Meď, nikel Koncentráty OUTOKUMPU Proces Mitsubishi Meď Koncentráty a anódový Peirce Smith Meď (konvertor), Ferozliatiny, Výroba oxidov kovov šrot. Kamienok a anódový šrot Hoboken Meď (konvertor) Kamienok a anódový šrot Rýchlokonvertor Meď (konvertor) Kamienok OUTOKUMPU Konvertor Noranda Meď (konvertor) Kamienok Konvertor Mitsubishi Meď (konvertor) Kamienok Aglomeračné a rafinančné pece Na výrobu ferozliatin sa používajú otvorené, polouzavreté a uzavreté typy. Oxidácia a reakcia so substrátom. Minimalizuje používanie soľnej troskotvornej prísady Tavenie Cu -koncentrátov inde vo svete. V prípade výroby feromangánu sa používa iba spolu s regeneráciou energie. v
Pec Vyžívaný kov Používaná surovina Poznámka Indukčná pec Väčšina Čistý kov a šrot. Indukované miešanie napomáha zlievaniu. U niektorých kovov možno aplikovať podtlak. Elektrónový lúč Kovy taviteľné pri Čistý kov a šrot. vysokej teplote Rotačná pec Hliník, olovo Rôzne triedy šrotu. Tavivá a soli používané na komplexné základné masy. Plameňová pec Hliník (primárny a sekundárny) Rôzne triedy šrotu. Contimelt Meď Medená anóda, čistý šrot a surová meď. Šachtová pec Meď Medená katóda a čistý šrot. Bubnová (Thomasova) pec Vyhrievané nisteje (nepriame kotly) Priamo vyhrievané nisteje Taviace pece Kúpeľová alebo nistejová zostava sa môže meniť. Tavenie alebo udržiavanie. Integrovaný pecný systém. Redukčné podmienky. Meď Medený šrot Tavenie, pyrometalurgická rafinácia Olovo, zinok Čistý šrot. Tavenie, rafinácia, zlievanie. Vzácne kovy Čistý kov. Tavenie, zlievanie. Používajú sa aj hydrometalurgické procesy. Kyseliny a zásady (NaOH, niekedy tiež Na 2 CO 3 ) sa používajú na rozpúšťanie kovu, ktorý je obsiahnutý v celom rade kalcinačných produktov, rúd a koncentrátov, pred rafinovaním a elektrickým získavaním kovu z rudy. Materiál, určený na lúhovanie, je zvyčajne vo forme oxidu, buď ako oxidická ruda alebo ako oxid vyprodukovaný pražením. Priame lúhovanie niektorých koncentrátov alebo kamienkov prebieha pri zvýšenom, aj atmosferickom tlaku. Niektoré rudy obsahujúce síru a meď je možné lúhovať kyselinou sírovou alebo iným médiom, niekedy pomocou prírodných baktérií, ktoré podporujú oxidáciu a rozpúšťanie, ale doba statickej operácie je veľmi dlhá. Do lúhovacích systémov je možné pridať vzduch, kyslík, chlór alebo roztoky obsahujúce chlorid železitý na vytvorenie vhodných podmienok na rozpúšťanie. Vytvorené roztoky sa upravujú rôznymi spôsobmi za účelom rafinovať a získať kovy. Je bežnou praxou vracať vyčerpané roztoky do lúhovacieho štádia, keď je to vhodné, za účelom zachovať roztoky kyselín a zásad. 4. Súčasné emisie a spotreba Paleta používaných surovín je tiež významným faktorom a ovplyvňuje spotrebu energie, množstvo vyprodukovaných zvyškov a množstvo iných používaných surovín. Príkladom je odstraňovanie nečistôt, akou je železo v troske; množstvo prítomných nečistôt určuje množstvo vyprodukovanej trosky a množstvo použitej energie. Množstvo emisií vypúšťaných do životného prostredia závisí od používaného systému ich zachytávania alebo znižovania. Súčasné hodnoty emisií uvádzané pre mnohé procesy na zníženie emisií počas výmeny informácií sú zhrnuté v nasledujúcej tabuľke: vi
Metóda znižovania emisií Tkaninový filter, horúci EP a cyklóna. Uvádzané emisie Zložka minimum maximum Prach (Kovy v závislosti od zloženia) Executive Summary Non Ferrous Metals Špecifická emisia (množstvo na tonu vyrobeného kovu) < 1 mg/nm 3 100 mg/nm 3 100-6000 g/t Uhlíkový filter Celkový C < 20 mg/nm 3 Zariadenie na Celkový C < 2 mg/nm 3 100 mg/nm 3 10-80 g/t dohorievanie (vrátane rýchleho Dioxín (TEQ) < 0,1 ng/nm 3 5 ng/nm 3 5-10 μg/t chladenia teploty PAH (EPA) < 1 µg/nm 3 2500 µg/nm 3 kvôli dioxínu) HCN < 0,1 mg/nm 3 10 mg/nm 3 Mokrý alebo polosuchý skruber Skruber s oxidom hlinitým SO 2 < 50 mg/nm 3 250 mg/nm 3 500-3000 g/t Uhľovodík <10 mgc/nm 3 200 mgc/nm 3 Chlór < 2 mg/nm 3 Prach < 1 mg/nm 3 20 mg/nm 3 Uhľovodík < 1 mgc/nm 3 50 mgc/nm 3 PAH (EPA) < 20 μg/nm 3 2000 μg/nm 3 Chlór < 5 mg/nm 3 Regenerácia chlóru Optimalizované NO x 10 mg/nm 3 500 mg/nm 3 spaľovanie Horák s nízkym NO x Oxidačný skruber NO x < 100 mg/nm 3 Výrobňa kyseliny dvojitý kontakt 99,3 % 99,7% sírovej uvádzaná ako premena SO 2 jednoduchý 95 99,1% Chladič, EP, vápenná /uhlíková adsorpcia a tkaninový filter Uvádzané rozpätie súčasných emisií kontakt PAH (EPA) 0.1 mg/nm 3 6 mg/nm 3 Uhľovodíky 20 mgc/nm 3 200 mgc/nm 3 1-16 kg/t Prevádzkové plyny sa zachytávajú a potom čistia v tkaninových filtroch, aby sa znížili emisie prachu a zlúčenín kovov, napr. zlúčeniny olova. Moderné filtračné tkaniny prinášajú podstatné zlepšenie výkonu, spoľahlivosti a životnosti. Zariadenia na dohorievanie a uhlíkovú adsorpciu sa používajú na odstránenie dioxínov a VOC (prchavé organické zlúčeniny ). Nezachytené plyny alebo fugitívne emisie sa však nespracúvajú. Emisie prachu sa tiež objavujú pri skladovaní, manipulácii a predúprave surovín, keď fugitívne emisie prachu tiež zohrávajú významnú úlohu. To platí pre primárnu, aj sekundárnu výrobu, keďže ich význam môže byť oveľa väčší, než význam zachytených a znížených emisií. Tam, kde fugitívne emisie zohrávajú významnú úlohu, tam je potrebná dôkladná konštrukcia zariadenia a prevádzkové operácie na zachytenie a spracovanie prevádzkových plynov. vii
Nasledujúca tabuľka ukazuje, že fugitívne alebo nezachytené emisie sú dôležitým problémom: Pred prídavným zachytávaním sekundárneho plynu (1992) Emisie prachu kg/a Po prídavnom zachytávaní sekundárneho plynu (1996) Anódová produkcia t/a 220000 325000 Fugitívne emisie Taviaca pec celkom 66490 32200 Úroveň klenby tav. pece 56160 17020 Primárne komínové emisie taviacej pece Taviaca pec/zariadenie na kyselinu Komínové - sekundárne kryty 7990 7600 2547 2116 Porovnanie znížených a fugitívnych prachových záťaží pri primárnej taviacej peci na meď Mnoho procesov využíva systémy utesneného chladenia a prevádzkovej vody, ale stále ostáva priestor na vypúšťanie ťažkých kovov do vody. V kapitole 2 sú zhodnotené metódy na zníženie spotreby vody, tvorby odpadových vôd a na úpravu prevádzkovej vody. Produkcia zvyškov je tiež významným faktorom v tomto priemyselnom odvetví, ale zvyšky často predstavujú regenerovateľné množstvá kovov a je bežnou praxou využívať zvyšky priamo na mieste alebo v iných zariadeniach na regeneráciu kovov. Veľká časť vyprodukovanej trosky je inertná, nelúhovateľná troska a používa sa pri mnohých stavebných prácach. Iná troska, ako soľná troska, sa môže upravovať za účelom regenerácie iných zložiek, ktoré sa použijú v iných priemyselných odvetviach, ale priemyselné odvetvie musí zabezpečiť, že tieto regeneračné operácie budú prebiehať s rešpektovaním vysoko environmentálneho štandardu. 5. Kľúčové závery o BAT Výmena informácií počas prípravy BREF dokumentu pre oblasť výroby neželezných kovov umožnila dospieť k záverom o BAT pre výrobu a súvisiace procesy. Preto odstavce v každej kapitole, ktoré popisujú BAT, by sa mali kvôli úplnému pochopeniu BAT dávať do spojitosti so súvisiacimi procesmi a emisiami. Kľúčové zistenia sú zhrnuté nižšie. Potrebné Aktivity Manažment procesu, dohľad nad procesom a jeho kontrola a systémy na zníženie emisií sú veľmi významnými faktormi. Dobré školiace metódy, predpisy pre obsluhu a motivácia personálu sú tiež dôležité, hlavne pri prevencii znečistenia životného prostredia. Dobré techniky pre manipuláciu so surovinami môžu zabrániť tvorbe fugitívnych emisií. Ďalšími dôležitými technikami sú: Zváženie environmentálnych h dôsledkov nového procesu alebo suroviny v rannom štádiu projektu s kontrolou v pravidelných intervaloch. Návrh procesu na prijatie očakávaného rozsahu surovín. Vážne problémy môžu nastať, napr. ak sú objemy plynu príliš vysoké alebo ak energetické využitie materiálu je vyššie, než sa očakávalo. Štádium prípravy návrhu je z hľadiska nákladov najúčinnejší čas na zavedenie zlepšení v oblasti ochrany životného prostredia. Revízia návrhu a rozhodovacieho procesu za účelom ukázať, ako boli rôzne procesy a možnosti zníženia emisií zvažované. Plánovanie spúšťacích postupov v prípade nových alebo upravovaných zariadení. viii
Nasledujúca tabuľka prezentuje súhrn techník pre skladovanie a nakladanie so surovinami na základe typu a charakteristík surovín. Surovina Skupina Metóda pre Metóda pre Poznámky kovov manipuláciu skladovanie Koncentráty: Všetky - ak vytvárajú prach Uzavreté alebo výfukové dopravníky Uzavretá budova Zamedzenie kontaminácie vody. Jemnozrnný materiál (napr. kovový prášok) Všetky ak nevytvárajú prach Kovy taviteľné pri vysokej teplote Zakryté dopravníky Uzavreté alebo výfukové dopravníky Zakryté dopravníky Mechanický nakladač Nakladacie násypky Uzavreté alebo nahromadené Druhotné suroviny: Všetky - veľké predmety Všetky - malé predmety Všetky - jemný materiál Troskotvorné prísady: Všetky - ak Uzavreté alebo vytvárajú výfukové prach dopravníky Všetky ak Zakryté nevytvárajú dopravníky prach Pevné palivo & koks: Všetky Zakryté dopravníky, ak sa netvorí prach Zakrytý sklad Uzavreté bubny, zásobníky a násypky Otvorené Zakryté oddelenia Uzatvorené, ak sa tvorí prach Uzavretá budova Zakrytý sklad Zakrytý sklad, ak sa netvorí prach Kvapalné palivá a LPG Všetky Visuté potrubie Autorizované skladovanie Prevádzkové plyny: Všetky Visuté potrubie Potrubie so zníženým tlakom (Chlór, CO) Rozpúšťadlá Produkty Katódy, valcovaný drôt, bochníky, ingoty, koláče, atď. Prevádzkové zvyšky pre regeneráciu. Odpady na likvidáciu. (napr. výmurovka pece) Cu, Ni, Zn skupina, PM, Uhlík Všetky Všetky Všetky Visuté potrubie Ručná V závislosti od podmienok. V závislosti od podmienok. V závislosti od podmienok. Prehľad techník na skladovanie a manipuláciu so surovinami Vyhradené plochy. Autorizované skladovanie Bubny, nádrže Otvorený vybetónovaný priestor alebo zakryté skladovanie. Otvorené, zakryté alebo uzavreté v závislosti od tvorby prachu a reakcie s vodou. Otvorené, zakryté alebo uzavreté oddelenia alebo utesnené (bubny) v závislosti od materiálu. Prevencia kontaminácie vody a fugitívnych emisií do vzduchu Zamedzenie kontaminácie vody alebo reakcií s vodou. Olejové výpusty z kovových triesok Zamedzenie kontaminácie vody. Spätné vetranie výtlačných potrubí. Monitorovanie poklesu tlaku, Signalizácia toxických plynov. Spätné vetranie výtlačných potrubí. Primeraný systém vypúšťania. Primeraný systém vypúšťania. Primeraný systém vypúšťania. ix
Konštrukcia pece, používanie vhodných metód predúpravy a regulovanie procesu boli identifikované ako dôležité znaky BAT. Miešanie surovín na optimalizovanie procesu bráni nevhodnému používaniu surovín a maximalizovaniu účinnosti procesu. Odber vzoriek, analýza privádzanej suroviny a oddelenie niektorých materiálov sú dôležité faktory tejto techniky. Dobrá konštrukcia, údržba a monitorovanie sú dôležité pre všetky štádia procesu a znižovania emisií. Odber vzoriek a monitorovanie emisií vypúšťaných do životného prostredia by sa mali uskutočňovať v súlade s národnými alebo medzinárodnými štandardnými metódami. Je potrebné monitorovať dôležité parametre, ktoré je možné použiť na reguláciu procesu alebo na znižovanie emisií. Ak je to účelné, malo by sa realizovať nepretržité monitorovanie kľúčových parametrov. Regulovanie procesu Za BAT sa považujú techniky regulovania procesu, ktoré sú navrhnuté na meranie a udržiavanie optimálnych parametrov, ako teplota, tlak, zložky plynu a iných rozhodujúcich parametrov procesu. Odber vzoriek a analýza surovín na regulovanie podmienok zariadenia. Malo by sa docieliť dobré miešanie rôznych privádzaných surovín kvôli optimálnej účinnosti premeny a zníženiu emisií a nepodarkov. Využívanie systémov váženia a dávkovania vstupnej suroviny, využívanie mikroprocesorov na regulovanie rýchlosti prívodu suroviny, kritických podmienok procesu a podmienok spaľovania a prídavkov plynu umožňuje optimalizovať výrobnú operáciu. Za týmto účelom je možné merať niekoľko parametrov a zabezpečiť signalizáciu kritických parametrov, ktorá zahŕňa: On-line monitorovanie teploty, pecného tlaku (alebo poklesu) a objemu plynu alebo prietoku. Monitorovanie plynných zložiek (O 2, SO 2, CO, prach, NO x, atď.) On-line monitorovanie vibrácií na odhalenie blokád a možných výpadkov zariadení. On-line monitorovanie prúdových a napäťových elektrolytických procesov. On-line monitorovanie emisií na regulovanie kritických parametrov procesu. Monitorovanie a regulovanie teploty taviacich pecí na zamedzenie tvorby kovových výparov a výparov oxidov kovov v dôsledku prehrievania. Obsluha, inžinieri a iný personál by mali byť neustále školení a hodnotení v oblasti používania prevádzkových predpisov, moderných regulačných metód, významu signálov a opatrení, ktoré je nutné urobiť v prípade spustenia signalizačných zariadení. Optimalizácia úrovne dohľadu na využitie horeuvedeného a na zachovanie zodpovednosti obsluhy. Zachytávanie plynu a jeho znižovanie Používané systémy na zachytávanie dymu by mali využívať utesňovacie systémy pecí alebo reaktorov a mali by byť skonštruované tak, aby udržali znížený tlak, ktorý bráni únikom a fugitívnym emisiám. Je nutné používať systémy, ktoré zachovávajú pecné utesnenie alebo rozmiestnenie digestorov. Príkladom sú: pridávanie materiálu prostredníctvom elektródy; pridávanie cez výfučne alebo prívodné rúrky, používanie robustných rotačných ventilov na prívodných systémoch. Zachytávanie sekundárneho dymu je nákladné a spotrebuje veľa energie, ale v prípade niektorých pecí je nutné. Používaný systém by mal byť inteligentný systém, ktorý bude schopný nasmerovať extrakciu dymu na zdroj a trvanie akéhokoľvek dymu. x
xi Executive Summary Non Ferrous Metals Na odstraňovanie prachu a s ním súvisiace odstraňovanie kovov môžu tkaninové filtre (po použití vyrobeného tepla alebo ochladení plynu) zabezpečiť najlepší výkon za predpokladu, že sa používajú moderné tkaniny odolné proti opotrebeniu, že častice sú vhodné pre tieto filtre a že sa využíva nepretržité monitorovanie na určenie poruchy. Moderné filtračné tkaniny (napr. membránový filter) prinášajú významné zlepšenie výkonu, spoľahlivosť a životnosť, a preto prinášajú úsporu nákladov z hľadiska média. Môžu sa používať v existujúcich zariadeniach a môžu sa namontovať počas údržby. Vyznačujú sa systémom detekcie pretrhnutia vrecka a metódami on-line čistenia. V prípade lepkavého alebo abrazívneho prachu môžu byť účinné mokré elektrostatické odlučovače alebo práčky za predpokladu, že sú vhodne skonštruované pre danú aplikáciu. Úprava plynu pre taviace alebo spaľovacie štádium by mala obsahovať štádium odstraňovania oxidu siričitého a/alebo štádium dohorievania, ak je to nutné, aby sa predišlo miestnym, regionálnym alebo dlhodobým problémom s kvalitou vzduchu, alebo v prípade, ak by mohli byť prítomné dioxíny. Medzi surovinami môžu byť odchýlky, ktoré ovplyvňujú paletu zložiek alebo fyzikálny stav niektorých zložiek, ako veľkosť a fyzikálne vlastnosti vyprodukovaného prachu. Tieto odchýlky je nutné posudzovať lokálne. Prevencia a zničenie dioxínov V prípade mnohých pyrometalurgických procesov, používaných na výrobu neželezných kovov, je nutné zvažovať prítomnosť dioxínov alebo ich tvorbu počas procesu. Konkrétne prípady sú uvedené v kapitolách zameraných na kovy a v týchto prípadoch sú nasledujúce techniky považované za BAT na prevenciu tvorby dioxínov a zničenie všetkých prítomných dioxínov. Tieto techniky možno kombinovať. V prípade niektorých neželezných kovov sa uvádza, že znovu katalyzujú syntézu a niekedy je nutné mať čistý plyn pred ďalším znižovaním. Kontrola kvality vstupného šrotu v závislosti od používaného procesu. Používanie správneho privádzaného materiálu pre konkrétnu pec alebo proces. Výber a triedenie, aby sa predišlo pridávaniu materiálu, ktorý je kontaminovaný organickými látkami alebo prvotnými časticami, môžu znížiť možnosť tvorby dioxínu. Používanie správne skonštruovaných a prevádzkovaných zariadení na dohorievanie a rýchle ochladzovanie horúcich plynov na teplotu < 250 C. Využívanie optimálnych podmienok spaľovania. Vstrekovanie kyslíka do hornej časti pece na zabezpečenie úplného spaľovania pecných plynov, ak je to nutné dosiahnuť. Absorpcia na aktívne uhlie v reaktore s pevným alebo pohyblivým lôžkom alebo vstrekovaním do prúdu plynu a odstraňovanie vo forme odfiltrovaného prachu. Vysokoúčinné odstraňovanie prachu, napr. pomocou keramických filtrov, vysokovýkonných tkaninových filtrov alebo čistením plynu pred zariadením na kyselinu sírovú. Využívanie štádia katalytickej oxidácie alebo tkanivových filtrov, ktoré zahŕňajú katalytické nanášanie. Úprava zachyteného prachu vo vysokotepelných peciach na zničenie dioxínov a na opätovné získanie kovov. Koncentrácie emisií, ktoré sú spojené horeuvedenými technikami, sa pohybujú od < 0,1 do 0,5 ng/nm³ TEQ v závislosti od vsádzky, taviaceho procesu a techník alebo kombinácie techník, ktoré sa používajú na odstraňovanie dioxínov. Metalurgické procesy Paleta surovín, dostupných pre rôzne zariadenia, je široká a to znamená, že do častí o BAT pre väčšinu skupín kovov je nutné zahrnúť rôzne metalurgické výrobné postupy. V mnohých prípadoch sa výber postupu riadi surovinou, takže typ pece má iba malý vplyv na BAT za
predpokladu, že pec bola navrhnutá na používané suroviny a využíva sa vyrobená energie tam, kde je to možné. Existujú aj výnimky. Napr. využívanie mnohobodového privádzania oxidu hlinitého do centrálne vyrobených predsušiacich komôrok bolo určené za BAT pre primárny hliník tak, ako aj používanie utesnených pecí vo výrobe ferozliatin, aby bolo možné zachytávať plyn s vysokou výhrevnosťou. V prípade primárnej mede sa plameňová pec nepovažuje za BAT. Ďalšími dôležitými vplyvmi sú miešanie surovín, regulovanie procesu, riadenie a zachytávanie dymu. Hierarchia vo výbere nového alebo zmeneného postupu bola identifikovaná ako: Tepelná alebo mechanická predúprava druhotných surovín na minimalizovanie organickej kontaminácie privádzaného materiálu. Používanie utesnených pecí alebo iných výrobných jednotiek na zamedzenie fugitívnych emisií, umožnenie využitia vyrobeného tepla a zachytávania prevádzkových plynov pre ďalšie použitie (napr. CO ako palivo a SO 2 ako kyselinu sírovú) alebo na zníženie emisií. Používanie poloutesnených pecí tam, kde nie sú k dispozícii utesnené pece. Minimalizovanie transportu materiálov medzi procesmi. Ak sa nie je možné vyhnúť transportu, na tavené materiály sa uprednostňuje použiť lejacie žliabky namiesto lejacích paniev. V niektorých prípadoch môže obmedzenie sa len na techniky, ktoré sa vyhýbajú transportu roztaveného materiálu, zabrániť zhodnocovaniu niektorých druhotných surovín, ktoré by potom vstúpili do odpadového prúdu. V týchto prípadoch je vhodné zachytávať sekundárny a terciárny dym, takže tieto materiály sa môžu zhodnocovať. Návrh digestorov a vzduchovodov na zachytávanie dymu stúpajúceho z horúceho kovu, kamienka alebo transportov trosky a odpichov. Niekedy je nutné uzavrieť pec alebo reaktor, aby sa predišlo uvoľňovaniu dymu do atmosféry. Ak je pravdepodobné, že primárna extrakcia a uzavretie budú neúčinné, potom je možné pec úplne zatvoriť a vetrací vzduch odvádzať pomocou extrakčných ventilátorov do vhodného systému na spracovanie a vypúšťanie. Maximálne využitie energetického obsahu sulfidických koncentrátov. Emisie uvoľňované do vzduchu Emisie uvoľňované do vzduchu vznikajú pri skladovaní, manipulácii, predúprave a počas pyrometalurgického a hydrometalurgického štádia. Transport materiálov je obzvlášť dôležitý. Poskytnuté údaje potvrdzujú, že význam fugitívnych emisií je v mnohých procesoch vysoký a že fugitívne emisie môžu byť väčšie, než zachytené a znížené. V takýchto prípadoch je možné znížiť dopad na životné prostredie dodržiavaním nasledujúcej hierarchie techník pre zachytávanie plynu pochádzajúceho zo skladovania a manipulácie s materiálmi, reaktorov alebo pecí a z bodov transportu materiálov. S potenciálnymi fugitívnymi emisiami je nutné počítať vo všetkých štádiách návrhu a rozpracovania procesu. Hierarchia zachytávania plynu zo všetkých štádií procesu je nasledovná: Optimalizácia procesu a minimalizovanie emisií; Utesnené reaktory a pece; Cielené zachytávanie dymu; Zachytávanie dymu v úrovni klenby pece je energeticky náročné a malo by predstavovať len krajné riešenie. Potencionálne zdroje emisií uvoľňovaných do vzduchu sú uvedené v nasledujúcej tabuľke, ktorá tiež poskytuje prehľad o možnostiach prevencie a metódach úpravy. Emisie uvoľňované do vzduchu predstavujú zachytené emisie. Sprievodné emisie sú udané ako denné priemery na xii
základe nepretržitého monitorovania počas prevádzky. V prípadoch, keď nepretržité monitorovanie nie je možné, budú hodnoty predstavovať priemer za obdobie odberu vzoriek. Štandardné podmienky sú: 273 K, 101,3 kpa, meraný obsah kyslíka a suchý plyn bez zriedenia plynov. Pri pražení alebo tavení rúd s obsahom síry je dôležitou požiadavkou zachytávanie síry. Oxid siričitý, vyprodukovaný počas procesu, sa zachytáva a môže sa regenerovať vo forme síry, sadrovca (ak sa nevyskytuje účinok na viaceré zložky životného prostredia ) alebo sa oxid siričitý môže premeniť na kyselinu sírovú. Voľba procesu závisí od miestneho dopytu po oxide siričitom. Za BAT sa považuje výroba kyseliny sírovej v dvojkontaktnom zariadení na výrobu kyseliny sírovej s minimálne štyrmi priechodmi alebo v jednotkontaktnom zariadení s výrobou sadrovca z dymového plynu a používanie moderného katalyzátora. Usporiadanie zariadenia bude závisieť od koncentrácie oxidu siričitého vyprodukovaného v štádiu praženia alebo tavenia. Štádium procesu Zložka v odpadovom plyne Metóda úpravy Manipulácia so surovinami a ich skladovanie. Prach a kovy. Správne skladovanie, manipulácia a transport. Zachytávanie prachu a použitie tkaninových filtrov, ak je to nutné. Mletie, sušenie. Prach a kovy. Výrobný úkon. Zachytávanie plynu a odstraňovanie tkaninovým filtrom. Spekanie /praženie Tavenie Premena v konvertore(konverto vanie) Pyrometalurgická rafinácia (čistenie) VOC, dioxíny. Prach a zlúčeniny kovov. Oxid uhoľnatý Sulphur dioxide Zariadenie na dohorievanie, adsorbent alebo pridanie aktívneho uhlia. Zachytávanie plynu, čistenie plynu v tkaninových filtroch, využitie tepla. Zariadenie na dohorievanie, ak je to nutné. Zariadenie na výrobu kyseliny sírovej (v prípade sírnikových rúd) alebo práčka Úprava trosky. Prach a kovy. Zachytávanie plynu, chladenie a odstraňovanie tkaninovým filtrom. Oxid siričitý. Práčka. Lúhovanie a chemická rafinácia. Rafinácia karbonylu. Extrakcia rozpúšťadla. Oxid uhoľnatý. Chlór. Oxid uhoľnatý. Vodík. VOC (závisí od používaného rozpúšťadla a mal by sa určiť miestne, aby sa zhodnotilo možné riziko). Zariadenie na dohorievanie Zachytávanie plynu a opätovné použitie, mokrá chemická práčka. Utesnený proces, regenerácia a opätovné použitie. Zariadenie na dohorievanie a odstraňovanie prachu tkaninovým filtrom v prípade dymového plynu. Kontrola, zachytávanie plynu, regenerácia rozpúšťadla. Uhlíková adsorpcia, ak je to nutné. Tepelná rafinácia. Prach a kovy. Zachytávanie plynu a použitie tkaninového filtra. Oxid siričitý. Práčka, ak je to nutné. Elektrolýza roztavenej soli Fluorid, chlór, PFC Výrobný úkon. Zachytávanie plynu, práčka (oxid hlinitý) a tkaninový filter. xiii
Elektródové spekanie, grafitizácia Prach, kovy, SO 2, fluór, PAH, dechty Executive Summary Non Ferrous Metals Zachytávanie plynu, kondenzátor a EP, zariadenie na dohorievanie alebo práčka s oxidom hlinitým a tkaninový filter. Práčka r, ak je to nutné kvôli SO 2. Zachytávanie plynu a tkaninový filter. Výroba kovového Prach a kovy prášku Výroba prášku Prach, čpavok Zachytávanie plynu a regenerácia. Práčka s kyselinovým médiom. Vysokotepelná Vodík. Utesnený proces, opätovné redukcia použitie. Elektro získavanie Chlór. kovu. Kyslá hmla. Zachytávanie plynu a opätovné použitie. Mokrý mechanický odlučovač. Zariadenie na odstraňovanie hmly. Tavenie a odlievanie. Prach a kovy. Zachytávanie plynu a tkaninový VOC, dioxíny (organický materiál) filter. Zariadenie na dohorievanie (vstrekovanie uhlíka) Poznámka. Zachytávanie prachu pomocou tkaninového filtra si môže vyžiadať odstraňovanie horúcich čiastočiek, aby sa predišlo požiaru. Horúce elektrostatické odlučovače by sa použili v systéme čistenia plynu pred zariadením na výrobu kyseliny sírovej alebo pre mokré plyny. Prehľad zdrojov a možnosti úpravy/zníženia Prehľad úrovní emisií súvisiacich so systémami na znižovanie emisií, ktoré sa považujú za BAT pre procesy výroby neželezných kovov, zobrazuje nasledujúca tabuľka. Viac údajov je uvedených v záveroch o BAT v kapitole o špecifických kovoch. Technika zníženia Súvisiaci rozsah Poznámka emisií Tkaninový filter Prach 1-5 mg/nm 3 Závisí od charakteristík prachu. Kovy - v závislosti od zloženia prachu Uhlíkový alebo Celkový organický C < 20 mg/nm 3 Fenol < 0,1 mg/nm 3 biologický filter Zariadenie na dohorievanie (vrátane prudkého zníženia teploty kvôli odstraňovaniu Celkový organický C < 5-15 mg/nm 3 Dioxín < 0,1-0,5 ng/nm 3 TEQ PAH (OSPAR 11) < 200 µgcnm 3 HCN < 2 mg/nm 3 Navrhnuté pre plynový objem. Sú k dispozícii iné techniky na zníženie dioxínov pomocou vstrekovania uhlíka/vápna, katalytických reaktorov/filtrov. dioxínu) Optimalizované podmienky Celkový organický C < 5-50 mg/nm 3 spaľovania Mokrý EP Keramický filter Mokrý alebo polosuchý alkalický mechanický odlučovač Práčka s oxidom hlinitým Prach < 5 mg/nm 3 SO 2 < 50-200 mg/nm 3 Decht < 10 mg/nm 3 Chlór < 2 mg/nm 3 Prach 1-5 mg/nm 3 Uhľovodík < 2 mg/nm 3 PAH (OSPAR 11) < 200 μgc/nm 3 Závisí od charakteristiky, napr. prach, vlhkosť alebo vysoká teplota Regenerácia chlóru Chlór < 5 mg/nm 3. Chlór sa opätovne používa. Možné sú náhodné fugitívne úniky. xiv
xv Executive Summary Non Ferrous Metals oxidačná práčka NO x < 100 mg/nm 3 Z použitia kyseliny dusičnej - regenerácia, po ktorej nasleduje odstránenie stôp. Horák s nízkou hodnotou NO x. Horák na kyslíkové palivo. Zariadenie na výrobu kyseliny sírovej. Chladič, EP, adsorpcia vápnom/uhlíkom a tkaninový filter < 100 mg/nm 3 Vyššie hodnoty sa spájajú s obohacovaním kyslíkom na < 100-300 mg/nm 3 zníženie spotreby energie. V týchto prípadoch sa znižuje objem plynu a celkovej emisie. > 99,7% premena (dvojkontaktné) Vrátane práčky na ortuť > 99,1% premena (jednokontaktné) PAH (OSPAR 11) < 200 μgc/nm 3 Uhľovodíky (prchavé) < 20 mgc/nm 3 Uhľovodíky (kondenzované) < 2 mgc/nm 3 pomocou Boliden/Norzink procesu alebo tiosíranový práčka Hg < 1 ppm vo vyprodukovanej kyseline Poznámka. Iba zachytené emisie. Sprievodné emisie sú uvedené ako denný priemer na základe kontinuálneho monitorovania počas prevádzky a pri štandardných podmienkach 273 K, 101,3 kpa, meraný obsah kyslíka a suchého plynu bez zriedenia plynov vzduchom. V prípade, že kontinuálne monitorovanie nie je možné, hodnota bude predstavovať priemer za obdobie odberu vzoriek. V prípade používaného systému na znižovanie emisií sa v návrhu systému budú brať do úvahy charakteristiky plynu a prachu a bude používaná správna prevádzková teplota. U niektorých zložiek môžu odlišné koncentrácie surového plynu ovplyvniť výkon systému na znižovanie emisií. Emisie uvoľňované do vzduchu spojené s používaním BAT Pri chemickej úprave roztokov kovov alebo v rôznych metalurgických procesoch sa používa niekoľko špecifických činidiel. Niektoré zlúčeniny, zdroje a metódy úpravy plynov, ktoré sa tvoria pri práci s týmito činidlami, sú uvedené v nasledujúcej tabuľke: Proces/Používané činidlo Oxid arzeničný alebo oxid antimoničný (rafinovanie Zn/Pb) Zložka v odpadovom plyne Arzenovodík/ antimonovodík Metóda úpravy Manganistanové pranie Asfalt, atď. Dechty a PAH Zariadenie na dohorievanie, kondenzátor a EP alebo suchý absorbér. Rozpúšťadlá, VOC VOC, Zápach Kontrola, kondenzácia. Aktívne uhlie, biologický filter Kyselina sírová (+ síra v palive alebo surovine) Oxid siričitý Systém mokrého alebo polosuchého prania. Zariadenie na výrobu kyseliny sírovej. Lúčavka kráľovská NOCl, NO x Kaustický práčka Chlór, HCl Cl 2 Kaustický práčka Kyselina dusičná NO x Oxidácia a absorpcia, recyklovanie, práčka s Na alebo KCN HCN Oxidácia peroxidom vodíka alebo chlórnanom Amoniak NH 3 Regenerácia, práčka Chlorid amónny Aerosól Regenerácia sublimáciou, práčka Hydrazín Borohydrid sodný N 2 H 4 (možný karcinogén) Vodík (nebezpečenstvo výbuchu) Práčka alebo aktívne uhlie Nepoužívať, ak je to možné, pri spracovaní PGM (hlavne Os, Ru) Kyselina mravčia Formaldehyd Kaustický práčka (mechanický
Chlorečnan sodný/hcl Cl 2 oxidy (nebezpečenstvo výbuchu) Prehľad chemických metód úpravy niektorých plynných zložiek Emisie uvoľňované do vody Executive Summary Non Ferrous Metals odlučovač) Kontrola koncového bodu procesu Emisie uvoľňované do vody vznikajú z rôznych zdrojov a je možné využiť celý rad možností na ich minimalizovanie a úpravu v závislosti od ich zdroja a prítomných zložiek. Odpadové vody zvyčajne obsahujú rozpustné a nerozpustné zlúčeniny kovov, olej a organický materiál. Nasledujúca tabuľka prináša prehľad možných odpadových vôd, vyprodukovaných kovov a metód na ich minimalizovanie a úpravu. Zdroj odpadovej vody Prevádzková voda Nepriama chladiaca voda Priama chladiaca voda Granulácia trosky Sprievodný proces Produkcia oxidu hlinitého. Lámanie olovnatých kyselinových akumulátorov. Morenie. Chladenie pece u väčšiny kovov. Chladenie elektrolytu v prípade Zn Al, Cu, Zn odliatky. Uhlíkové elektródy. Cu, Ni, Pb, Zn, vzácne kovy, ferozliatiny Metódy minimalizovania Vrátenie do procesu v čo najväčšej možnej miere. Používanie utesneného alebo vzduchom chladeného systému. Monitorovací systém na zistenie únikov. Usadzovanie. Uzavretý chladiaci systém. Elektrolýza Cu, Ni, Zn Utesnený systém. Elektro získavanie kovov z výpustu elektrolytu. Hydrometalurgia (odkal) Systém na znižovanie emisií (odkal) Metódy úpravy Neutralizácia a vyzrážanie. Elektrolýza. Usadzovanie. Usadzovanie. Vyzrážanie, ak je potrebné. Usadzovanie. Vyzrážanie, ak je potrebné. Neutralizácia a vyzrážanie. Zn, Cd Utesnený systém. Usadzovanie. Vyzrážanie, ak je potrebné. Mokré mechanické odlučovače. Mokrý EP a mechanické odlučovače v prípade zariadení na kyselinu. Opätovné použitie prúdov slabej kyseliny, ak je to možné. Povrchová voda Všetky Dobré skladovanie surovín a predchádzanie fugitívnym emisiám Prehľad BAT pre prúdy odpadových vôd Usadzovanie. Vyzrážanie, ak je potrebné. Usadzovanie. Vyzrážanie, ak je potrebné. Filtrácia. Systémy na úpravu odpadových vôd môžu maximalizovať odstraňovanie kovov pomocou sedimentácie a eventuálne filtrácie. Na vyzrážanie možno použiť reakčné činidlá, ako hydroxid, sulfid alebo kombináciu oboch, v závislosti od zmesi prítomných kovov. V mnohých prípadoch je tiež vhodné opätovne využívať upravenú vodu. xvi
Prevádzková voda Executive Summary Non Ferrous Metals Hlavné zložky [mg/l] Cu Pb As Ni Cd Zn <0,1 <0,05 <0,01 <0,1 <0,05 <0,15 Poznámka: Sprievodné emisie uvoľňované do vody vychádzajú zo vzorky určenej náhodným výberom alebo 24- hodinovej zloženej vzorky. Rozsah úpravy odpadovej vody závisí od zdroja a kovov obsiahnutých v odpadovej vode. Príklad emisií uvoľňovaných do vody spojených s uplatňovaním BAT Zvyšky z výrobného procesu Zvyšky z výrobného procesu sa vytvárajú v rôznych štádiách procesu a značne závisia od zložiek suroviny. Rudy a koncentráty obsahujú aj množstvo iných kovov, ktoré nie sú hlavnými cieľovými kovmi. Výrobné postupy sú navrhnuté tak, aby sa získal čistý cieľový kov a aby sa tiež regenerovali ostatné využiteľné kovy. Tieto ostatné kovy majú tendenciu koncentrovať sa vo zvyškoch z procesu a tieto zvyšky predstavujú surovinu pre ďalšie procesy opätovného získavania kovov. Nasledujúca tabuľka je prehľadom niektorých zvyškov z výrobného procesu a prezentuje dostupné možnosti ich použitia. Zdroj zvyškov Sprievodné Zvyšok Možnosti ich použitia kovy Manipulácia so Všetky kovy Prach, pozmetaný Vstupná surovina pre hlavný proces surovinami, atď. odpad Taviaca pec Všetky kovy Troska Stavebný materiál po úprave trosky. Priemysel abrazív. Časti trosky sa dajú použiť ako žiaruvzdorný materiál, napr. troska z výroby kovového chrómu Ferozliatiny Bohatá troska Surovina pre ďalšie procesy výroby ferozliatin Konvertor Cu Troska Produkt recyklovania pre taviacu pec Rafinačné pece Cu Troska Produkt recyklovania pre taviacu pec Pb Odtroskovacie Získavanie ďalších cenných kovov Vzácne kovy (PM) produkty Odtroskovacie produkty a troska Vnútorné recyklovanie Úprava trosky Cu a Ni Vyčistená troska Stavebné materiály. Vyprodukovaný kamienok (štrk?) Taviaca pec Všetky kovy Odtroskovacie produkty. Troska a soľná troska. Vrátenie do procesu po úprave. Získavanie kovov, regenerácia soli a iných materiálov Elektrolytická rafinácia Cu Výpust elektrolytu Anódové zvyšky Anódový kal Získavanie Ni. Vrátenie do konvertora Získavanie vzácnych kovov Elektrolýza Zn, Ni, Co, PM Použitý elektrolyt Opätovné použitie v procese lúhovania Elektrolýza v roztavených soliach Al Spaľovanie alebo likvidácia Predaj ako elektrolyt Regenerácia Použitá výmurovka tavnej komory Prebytočný kúpeľ Anódové špičky Na a Li Materiál z elektrolýzy Destilácia Hg Zvyšky z destilácie - usadeniny Železný šrot po vyčistení Opätovné použitie ako vstupný materiál procesu xvii
Zn, Cd Zvyšky Vrátenie do procesu Lúhovanie Zn Feritové zvyšky Bezpečná likvidácia, opätovné použitie roztoku Cu Zvyšky Bezpečná likvidácia Zariadenie na kyselinu sírovú Ni/Co Cu/Fe zvyšky Regenerácia, likvidácia Katalyzátor Kyslé kaly Regenerácia Bezpečná likvidácia Slabá kyselina Lúhovanie, likvidácia Výmurovka pece Všetky kovy Žiaruvzdorná výmurovka Použitie ako troskotvorné činidlo, likvidácia Mletie, drvenie Uhlík Uhlík a grafitový Použitie ako surovina v iných procesoch prach Morenie Cu, Ti Použitá kyselina Regenerácia Suché systémy na znižovanie emisií Väčšina pomocou tkaninových Odfiltrovaný prach Vrátenie do procesu Získavanie ďalších kovov Mokré systémy na znižovanie emisií Kal z úpravy odpadovej vody filtrov alebo EP Väčšina pomocou skruberov alebo mokrých EP Väčšina Odfiltrovaný kal Hydroxidové alebo sírnikové kaly. Vrátenie do procesu alebo získavanie ďalších kovov (napr. Hg). Likvidácia. Bezpečná likvidácia, opätovné použitie Opätovné použitie Vylúhovanie Oxid hlinitý Červený kal Bezpečná likvidácia, opätovné použitie roztoku Prehľad zvyškov a dostupných možností ich použitia. Odfiltrovaný prach sa môže recyklovať v tom istom závode, alebo sa môže použiť na získanie ďalších kovov v iných závodoch na výrobu neželezných kovov, ktoré prevádzkujú iné subjekty, alebo na iné aplikácie. Zvyšky a troska sa môžu upravovať za účelom opätovného získania cenných kovov a vyčistenia zvyškov vhodných na iné účely, napr. stavebné materiály. Niektoré zložky možno premeniť na výrobky, ktoré možno predávať. Zvyšky z úpravy vody môžu obsahovať cenné kovy a v niektorých prípadoch sa môžu recyklovať. Regulátor a prevádzkovateľ by sa mali uspokojiť tým, že regenerácia zvyškov u tretieho subjektu sa realizuje pri rešpektovaní prísnych environmentálnych noriem a nemá negatívny vplyv na jednotlivé zložky životného prostredia Toxické zlúčeniny Špecifická toxicita niektorých zlúčenín, ktoré môžu byť emitované do prostredia (a ich vplyv na životné prostredie ), sa líši v jednotlivých skupinách. Niektoré kovy tvoria toxické zlúčeniny, ktoré môžu byť emitované do prostredia z procesov, a preto j ich nutné redukovať. Regenerácia energie Regenerácia pred alebo po znížení emisií sa uplatňuje vo väčšine prípadov, ale dôležité sú miestne podmienky, napr. v prípadoch, keď neexistuje výstup pre regenerovanú energiu. Závery o BAT pre regeneráciu energie sú: Výroba pary a elektriny z tepla, ktoré vzniklo v kotloch na odpadové teplo. Využívanie tepla z reakcie na tavenie alebo praženie koncentrátov alebo z tavenia kovov zo šrotu v konvertore. xviii
Využívanie horúcich prevádzkových plynov na sušenie privádzaných materiálov. Predhrievanie vsádzky do pece využívajúc energetický obsah pecných plynov alebo horúcich plynov z iného zdroja. Využívanie rekuperačných kotlov alebo predhrievanie spaľovacieho vzduchu. Využívanie vyprodukovaného CO ako palivového plynu. Zahrievanie lúhovacieho roztoku horúcimi prevádzkovými plynmi alebo roztokmi. Využívanie plastov v niektorých surovinách ako paliva za predpokladu, že kvalitný plast sa nedá regenerovať a nie sú vypúšťané VOC a dioxíny. Využívanie nízko-hmotnostných ohňovzdorných látok v prípadoch, keď je to vhodné. 6. Miera konsenzu a odporúčania pre ďalšiu prácu Tento BREF dokument sa stretol s vysokou mierou podpory zo strany TWG a účastníkov 7. stretnutia Fóra pre výmenu informácií. Kritické pripomienky sa týkali hlavne informačných medzier a aspektov prezentácie (výzva zahrnúť do Súhrnu viac úrovní emisií a spotreby spojených s BAT). Odporúča sa, aby bol tento dokument po 4 rokoch prehodnotený. Medzi oblasti, ktorým je potrebné venovať ďalšie úsilie, aby sa vytvoril primeraný informačný základ, patria hlavne fugitívne a tiež špecifické emisie, údaje o spotrebe, o zvyškoch z procesu, odpadovej vode a o aspektoch súvisiacich s malými a strednými podnikmi. Kapitola 13 obsahuje ďalšie odporúčania. xix