С 2022 года "Казцинк" первым в Казахстане начнёт внедрять наилучшие доступные технологии (НДТ) для охраны окружающей среды. Что это значит и какие технологии используются сейчас?

Намерения ТОО "Казцинк" в области повышения экологической безопасности производства отражены в "Меморандуме о сотрудничестве в сфере охраны окружающей среды" между Министерством экологии, геологии и природных ресурсов РК и ТОО "Казцинк", подписанном 8 ноября 2019 года. 

В соответствии с указанным документом в компании с привлечением внешних экспертов проведён комплексный технологический аудит на предмет соответствия принципам НДТ, по результатам которого сейчас в стадии разработки оценка возможностей внедрения новых природоохранных техник в условиях действующих производств ТОО "Казцинк", которая ляжет в основу ближайшей экологической стратегии компании.

Посмотрим, что есть на старте. Итак, какие технологии использует "Казцинк" сейчас, почему считает их эффективными и как они помогают заботиться об экологии?

Усть-Каменогорский металлургический комплекс (УК МК) ТОО "Казцинк" включает несколько крупных заводов. Это свинцовый, цинковый, медный, завод по производству драгоценных металлов (золото и серебро) и сернокислотный завод. 

Весь газ, который образуется в процессе получения металлов, проходит несколько стадий очистки. Вначале от пыли (от твёрдых веществ), а затем уже от вредных газообразных примесей. Эффективность очистки достигает 99,9%. Уловленная пыль возвращается в производство в виде концентрата. Ежедневно на более чем 250 фильтрах улавливается около 20 тонн пыли. А из уловленного газа получается серная кислота, объём которой достигает две тысячи тонн в сутки. Вся кислота продаётся в виде товарной продукции, как и металлы.

А теперь рассмотрим конкретные технологии, которые применяются на разных производственных объектах "Казцинка".

Цинковый завод и "классическая схема" СКЗ

Работа цинкового завода основана на гидрометаллургической схеме переработки цинковых концентратов с получением товарного цинка методом электролиза. Производство цинка является полностью безотходным. Газы, которые требуется утилизировать, образуются только на первой стадии – обжига цинковых концентратов. Далее весь процесс идёт без образования газов.

Газы после обжига поступают в электрофильтры, где проходят очистку от твёрдых веществ с эффективностью улова 99,99%.

Затем они передаются на сернокислотный завод для производства серной кислоты. Очищенный от пыли газ поступает в контактные аппараты для окисления сернистого ангидрида в серный на ванадиевом катализаторе. После контактных аппаратов газ поступает в абсорбционное отделение. Сущность процесса абсорбции состоит в поглощении из газовой фазы серного ангидрида серной кислотой. После охлаждения газ очищают от брызг и тумана серной кислоты в двух фильтрах-туманоуловителях нового поколения "Brink".

Обезвреживание газов производится по "классической схеме" одинарного контактирования, с эффективностью около 98,5%.

Свинцовый завод и "Хальдор Топсе"

Получение свинца на свинцовом заводе происходит с применением экологически чистой технологии Isasmelt Pb (процесс Isasmelt, разработанный компанией Xstrata, Австралия). Эта технология заместила собой используемую до этого схему агломерации, в рамках проекта "Новая металлургия", вошедшего в ГП ФИИР. Преимуществом этого процесса является совмещение нескольких технологических операций в одной установке, возможность более полного удаления образующихся газов, абсолютная герметичность агрегатов, гибкость при переработке сырья, высокая удельная производительность.

Модернизация производства позволила не только добиться рекордных показателей по снижению выбросов, но и увеличить объёмы производства свинца на 40%, опять же без дополнительного влияния на окружающую среду.

Такой эффект достигнут благодаря тому, что отходящие газы новой плавильной печи Isasmelt в полном объёме утилизируются в сернокислотном производстве. Переработка газов осуществляется по технологии WSA, созданной датской компанией Haldor Topsoe.

Основные отличия технологии  WSA (производство серной кислоты из влажного газа), разработанной этой фирмой, от традиционного сернокислотного производства:

  • возможность переработки газов с низким содержанием сернистого ангидрида;
  • низкая чувствительность к содержанию воды в технологическом газе и, как следствие, отсутствие необходимости сушки технологических газов;
  • полная автоматизация процесса;
  • возможность использования тепла реакции окисления сернистого ангидрида для получения товарного пара;
  • установка работает при изменении состава и объёма газа примерно до 30% от проектной величины;
  • регенерация сернистого ангидрида происходит без образования твёрдых отходов;
  • охлаждение горячей серной кислоты происходит без образования сточных вод.

Эффективность установки находится на уровне 99%. С вводом в эксплуатацию этой установки в 2014 году выбросы диоксида серы на УК МК были снижены в два раза (с 69 до 34 тысяч тонн в год).

Медный завод и "Лавалин"

Медный завод в Усть-Каменогорске смело можно назвать сплавом самых современных, а главное, экологичных мировых технологий производства металлов. Грамотный подбор и увязка всего комплекса оборудования позволяют эксплуатировать производство без дополнительного воздействия на окружающую среду.

Для производства меди применены прогрессивные экологически чистые технологии Isasmelt и Isaprocess компании Xstrata Technology (Австралия). Для нейтрализации выбросов от этого производства функционирует самая современная  система пылегазоулавливания. В том числе для очистки от пыли аспирационных газов медного завода построено локальное отделение пылеулавливания. В составе отделения успешно функционируют: комплекс вставных (кассетных) пылеулавливающих фильтров Dalamatic DLM V, рукавные фильтры фирмы Lurgi Bischoff (Германия) в сочетании с циклонными пылеуловителями. О масштабах отделения говорит объём перерабатываемых газов – около 1 млн м3/час.

Газы медного производства с высоким содержанием диоксида серы (до 12%) полностью утилизируются с получением товарной кислоты. С этой целью была  построена сернокислотная установка канадской фирмы SNC Lavalin с технологией двойного контактирования-двойной абсорбции (ДК-ДА), разработанной бельгийской компанией Mecs. Эффективность данной установки составляет 99,8%.

Взаимная увязка трёх сернокислотных установок СКЗ

Сочетание трёх типов сернокислотных производств даёт возможность организации более гибкой системы очистки серосодержащих газов, что в свою очередь положительно сказывается на эффективности улавливания диоксида серы. Так, серосодержащие газы цинкового завода могут утилизироваться на всех трёх системах ("классическая схема", установка Haldor Topsoe, установка SNC Lavalin по технологии ДК-ДА).

Технологические газы свинцового завода в своей основе утилизируются на установке ВСА Haldor Topsoe, но при необходимости остановки WSA, свинцовые газы в полном объёме передаются на утилизацию на установке SNC Lavalin, которая также предусмотрена для утилизации технологических газов медного завода. Мощность этих трёх цехов увязана так, что в случае плановых или внеплановых остановок без проблем можно продолжать утилизировать газ на одной из них без дополнительной нагрузки на окружающую среду.

Рациональное распределение газов по установкам и продуманная экологическая политика в части применения наилучших и экологически чистых технологий позволили сократить выбросы диоксида серы в целом по Усть-Каменогорскому комплексу до показателя 16,8 тысяч тонн в год, то есть произошло снижение в четыре раза с момента образования компании "Казцинк".

Вода

Водооборот на УК МК приближен к 99%. В 2019 году смонтировано оборудование принципиально нового комплекса сооружений для тонкой доочистки той части воды, которая подлежит сбросу. Данное оборудование было подобрано опытным путём с привлечением санкт-петербургского института "Квант-Минерал".

Качество воды после очистки соответствует предельно допустимой концентрации в водоёмах рыбохозяйственного значения. Эти требования даже жёстче, чем предъявляемые к питьевой воде. Сумма инвестиций в реализацию данного решения составляет около 1,5 млрд тенге.

Отходы

Промышленные отходы компания использует как техногенное сырьё для получения продукции или как материал для рекультивации выработанных шахтных пустот и карьеров.

За годы работы инженеры "Казцинка" разработали технологии переработки практически всех видов различных остатков. 

Мышьяксодержащие отходы, технологии переработки которых пока не существует в мире, складируются в специально построенном хранилище на участке "Балапан" бывшего Семипалатинского испытательного полигона.

В заключение

Все применяемые на Усть-Каменогорском металлургическом комплексе технологии очистки газов, включая технологии производства серной кислоты, описаны в Справочных документах по НДТ Европейского Союза (BREF), признаны мировой металлургической промышленностью и успешно применяются на практике как в странах ОЭСР, так и в республиках бывшего СНГ.