4.1 Общий обзор НИМ
В таблице 5 приведен обзор методов, которые могут рассматриваться при выявлении НИМ для сокращения выбросов ртути в секторе цветной металлургии. Как описано в разделе , совместное использование методов фильтрации газообразных и твердых загрязнителей и сернокислотных производств также позволяет добиться приемлемо низких выбросов ртути.
Таблица 5
Резюме специальных методов контроля ртути для плавильных и прокаливающих процессов в цветной металлургии (показана типичная эффективность удаления выбросов, которая может не отражать всех возможных ситуаций) 38,41 (UNECE 2013)
Методы контроля ртути
|
Описание
|
Типичный уровень продуктивности (эффективность удаления ртути)a
|
Преимущества/примечания
|
Недостатки
|
Процесс «Болиден-Норцинк»
|
Реакция в мокром скруббере между хлоридом ртути (II) и ртутью с образованием хлорида ртути (I) (каломели), который выпадает в осадок из раствора.
|
99,7%
– концентрация на входе ~ 9900 мкг/м3
74%
– концентрация на входе ~ 51 мкг/м3
|
Широкая известность
|
Обращение с газообразным хлором
Обращение с каломелью
Удаление каломели в качестве опасных отходов
|
Селеновые фильтры
|
Селеновый фильтр состоит из пористого инертного материала, пропитанного селенистой кислотой, который затем высушивается для осаждения красного аморфного селена. Красный аморфный селен вступает в реакцию с ртутью, содержащейся в газе, с образованием HgSe.
|
95%
– концентрация на входе ~ 1000 мкг/м3
71%
– концентрация на входе ~ 42 мкг/м3
|
Особенно подходит для низких концентраций ртути в газе
Успешная установка на металлургических заводах
|
Низкая концентрация ртути на входе
Необходимо экологически безопасное удаление отработанного фильтра
|
Фильтрующий слой с активированным углем
|
Активированный уголь хорошо известен своими адсорбционными свойствами. Активированный уголь может нормально адсорбировать ртуть в количестве, эквивалентном 10-12 процентам собственного веса.
|
97%
– концентрация на входе ~ 1 200 мкг/м3
93%
– концентрация на входе ~ 37 мкг/м3
|
В коммерческом обороте имеется пропитанный серой активированный уголь
Удаляет Hg0 и другие формы нахождения ртути
Низкий потенциал выщелачивания ртути из отработанного угля
|
Отработанный углерод необходимо удалять на засыпной полигон
|
«Дова»
|
Основан на адсорбции ртути на пемзу, покрытую сульфидом свинца
|
97%
– концентрация на входе ~ 50 мкг/м3
88%
– концентрация на входе ~ 11 мкг/м3
|
|
Не получил широкого применения
Удаление сульфида ртути в качестве опасных отходов
|
Процесс «Джеррит»
|
Основан на преобразовании элементарной ртути в хлорид ртути (II) в реакции с растворенным хлором Cl2
|
99,97%
|
Очень высокая эффективность удаления ртути
|
Удаление побочных продуктов в соответствии с другими соответствующими статьями Конвенции
|
a Данные о параметрах основаны на данных по заводу «Роннскерсверкен» компании «Болиден» по выплавке меди, свинца и цинка, приведенных в документе UNECE 2013
-
4.1.1 Некоторые другие соображения о выборе методов контроля ртути для процессов плавки и прокаливания в секторе цветной металлургии
Общие принципы выбора НИМ для точечных источников категорий, указанных в приложении D, описаны во вступительной главе настоящего руководства. Здесь рассматриваются некоторые дополнительные химические аспекты ртути, которые могут влиять на выбор мер ограничения ртути в секторе цветной металлургии. Они не носят директивного характера и могут быть в меньшей степени применимы к некоторым из металлов, перечисленным в приложении D, в частности золоту.
Ртуть может присутствовать в технологических газах плавильных и прокаливающих операций в элементарной (Hg0) или окисленной (Hg2+) форме, а также в газовой фазе или в виде частиц. Во многих случаях окисленная ртуть эффективно удаляется обычными системами газоочистки, применяемыми в этих процессах для фильтрации кислых газов (SO2, NOx) и мелких частиц. Поэтому большое значение приобретает надлежащая работа таких систем, позволяющая добиться низкого суммарного содержания остаточной ртути в очищенном газе. Это особенно важно для мокрых ЭСП в системах мокрой газоочистки. Качественная очистка газа необходима также потому, что наличие в нем примесей может привести к нежелательным побочным реакциям на стадии удаления ртути. Например, селеновый фильтр с неподвижным слоем засоряется при отложении пыли на его активных пористых частицах.
Элементарную ртуть удалять значительно сложнее, чем окисленную, и эффективность удаления ртути с использованием большинства коммерческих технологий, предназначенных для удаления парообразной элементарной ртути, во многом зависит от степени очистки входящего газа обычными средствами очистки. Устройства удаления ртути, как правило, устанавливаются, если содержание ртути в исходном сырье или характеристики руды делают очистку газа обычными средствами недостаточной для удаления необходимого количества ртути.
В таблице 6 приведены некоторые факторы, влияющие на распределение ртути в системе газоочистки в плавильной печи.
Таблица 6
Некоторые факторы, влияющие на распределение ртути в системе газоочистки (по материалам (Holmström et al. 2012))
Характеристики газа
|
Влияние на распределение ртути
|
Наличие Se или So, либо H2S(g)
|
Образование HgSe или HgS (частиц) , фильтруемых рукавным фильтром и мокрым ЭСП
|
Очень высокая концентрации элементарной Hg в системе охлаждения газа
|
Образование и конденсация жидкой элементарной Hg во всей системе
|
Высокая температура газа после охлаждения в башне БН
|
Приводит к относительно высокому содержанию Hgo после прохождения башни БН
|
Функционирование мокрого ЭСП
|
Необходима высокая эффективность; в противном случае в кислоту поступят частицы, насыщенные Hg
|
Присутствие окисленной Hg в технологическом газе в рукавном фильтре
|
Приведет к повышению содержания Hg в пыли рукавного фильтра
|
Требования к чистоте газа в рамках процессов удаления ртути примерно аналогичны требованиям, предъявляемым при производстве серной кислоты. В конкретном случае применения технологии «БолиденНорцинк» (БН) показатели давления пара ртути в циркулирующих жидкостях зависят от температуры. По этой причине температура подводимого газа должна быть как можно более низкой. Обычные требования к параметрам подводимого газа до стадии удаления ртути в рамках технологии БН, тиосульфатного процесса и процесса на основе селенового фильтра приведены в таблице 7.
Таблица 7
Качество и необходимые свойства подводимого газа до стадии удаления ртути в рамках технологии БН, тиосульфатного процесса и процесса на основе селенового фильтра (отраслевые данные, предоставленные компанией «Оутотек»)
Параметр
|
Процесс «БН»
|
Тиосульфатный процесс
|
Селеновый фильтр
|
Пыль
|
макс. 1 мг/Nм3
|
макс. 1 мг/Nм3 (после этапа мокрого ЭСП)
|
макс. 10 мг/Nм3
|
Сернокислотный туман
|
макс. 20 мг/Nм3
|
макс. 20 мг/Nм3 (после этапа мокрого ЭСП)
|
макс. 20 мг/Nм3
|
Температура газа
|
макс. 40 oC
|
не критичн.
|
макс. 90 oC
|
Компания «Оутотек», основной дистрибьютор технологий контроля ртути для плавильных заводов, описала подход к процессу выбора соответствующей технологии (Holmström et al. 2012) в случаях, когда требуется более активное удаление ртути из газа. Описаны три технологии: процесс «Болиден-Норцинк»; селеновый фильтр для использования в неподвижном слое при относительно небольших объемах газового потока; и фильтр с активированным углем для использования в неподвижном слое или впрыск активированного угля до рукавного фильтра. По данным компании «Оутотек» выбор (Holmström et al. 2012) определяется условиями процесса и может быть упрощенно проиллюстрирован диаграммой, представленной на Рисунок .
Этот рисунок призван лишь проиллюстрировать возможности выбора технологий и во многих случаях может не отражать реальную ситуацию, например, когда селен присутствует в концентрате. Такая технология может и не потребоваться при достаточной степени контроля выбросов ртути и серы за счет комбинации газоочистки с сернокислотным заводом.
Рисунок 9. Контроль ртути при необходимости достижения высокого уровня удаления ртути и выборе между процессом БН, селеновым фильтром и активированным углем
Поделитесь с Вашими друзьями: |