Отчет по практике на ОАО” Челябинский цинковый завод”

Введение

 

Металлургия является базовой отраслью промышленности России и в значительной степени определяет жизнеспособность экономики в целом. На производство черных и цветных металлов расходуется 14% топливо, 16% электроэнергии, 40% сырья и минеральных ресурсов общего потребления в стране. Почти 30% грузов, перевозимых железнодорожным транспортом, обеспечивают нужды металлургии. По результатам исследований ЕЭК ООН, в странах с  развитой экономикой на изделия с использованием черных и цветных металлов в структуре внутреннего валового продукта приходится свыше 75%. В России металлургия вслед за топливно-энергетическим комплексом является крупнейшим поставщиком валюты (17%). Потребление цинка в России составляет около 60% общего потребления и странах СНГ.

В настоящее время   степень   обеспечения потребления отраслей народного хозяйства России в цинке за счет собственного производства  составляет около 46%.

ОАО "Челябинский цинковый завод" является частью цинковой промышленности  России  и  мира.

Челябинский цинковый завод – ведущий российский поставщик высококачественного цинка и сплавов на его основе, лидер отечественной цинковой отрасли, располагающий самыми современными мировыми технологиями производства цинка. Это вертикально-интегрированная компания, в которой представлен полный технологический цикл производства металлического цинка: от добычи и обогащения руды до выпуска готовой продукции в виде рафинированного цинка и сплавов на его основе.

Целью работы является: ознакомление с производством, его краткая характеристика, описание технологических процессов, состав отходящих газов, характеристика пылегазоулавливающих установок и анализ их работы на ОАО” Челябинский цинковый завод”, изучить оценку риска для здоровья населения при обосновании санитарно-зашитной зоны ОАО «Челябинский цинковый завод», изучить отбор проб воздуха рабочей зоны, подготовку проб к анализу.

 

 

 

 

1. Основные характеристики производства на ОАО «Челябинский цинковый завод»

Челябинский цинковый завод введен в эксплуатацию в 1935г.

Форма собственности – открытое акционерное общество.

Сырьевая база – завод перерабатывает цинковые концентраты с содержанием цинка 48-51% российских горно-обогатительных комбинатов: Учалинского; Сибайского; Гайского; Салаирского; Кировградского, а также импортное сырье стран ближнего и дальнего зарубежья. 

В настоящее время завод выпускает следующую товарную продукцию:

1.   Цинк, ГОСТ 3640-94, марки SHG, ЦОА, ЦО, Ц1;

2.   Сплавы на его основе  ТУ-647 РК-00200928-96-2000;

3.   Кадмий, ГОСТ 1467-93, марки КдОА, КдО;

4.   Индий, ГОСТ 10297-94, марки ИН-000, ИН-00;

5.   Серная кислота техническая, ГОСТ 2184-77, улучшенная 1 и 2 сорта.

 

2. Описание технологических процессов.

На заводе применен гидрометаллургический способ производства цинка, с использованием сульфидных цинковых концентратов.

Сущность гидрометаллургического метода производства цинка заключается в выщелачивании обожженных цинковых концентратов слабым раствором серной кислоты с целью перевода цинка в раствор в виде сульфата, очистке цинкового раствора от примесей, электролитическом осаждением металла из очищенного раствора и плавке катодного цинка в индукционных электропечах.

Производственный процесс на заводе слагается из следующих основных стадий:

1. Обжиг цинковых концентратов;
2. Выщелачивание цинксодержащих материалов;
3. Очистка цинковых растворов от примесей;
4. Электролитическое осаждение цинка;
5. Плавка катодного цинка;
6. Вельцевание цинковых кеков (остатков от выщелачивания продуктов обжига);
7. Переработка вельц-окислов;
8. Производство серной кислоты.

  Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха являются  производственные цеха: обжиговый, выщелачивательный, комплекс электролизация цинка, вельц-цех, гидрометаллургический, сернокислотный, вспомагательное производство.

 

3. Краткая характеристика  производства ОАО”ЧЦЗ” с точки зрения загрязнения атмосферы

 

Обжиг цинковых концентратов (обжиговый цех).

Целью обжига цинковых концентратов является перевод сульфидных соединений цинка в окисные. В процессе обжига сера удаляется с печными газами в виде сернистого ангидрида, а находящиеся в огарке окислы цинка передаются в выщелачивательный цех на последующую переработку.

           Для  обжига цинковых концентратов  используются обжиговые печи  кипящего слоя (КС).

           Процесс  окислительного обжига проводится  с применением воздушного дутья обогащенного кислородом. Содержание кислорода в дутье составляет 32-37%. Окисление сульфидов протекает с выделением значительного количества тепла.

Утилизация тепла осуществляется установкой испарительного охлаждения. Часовая выработка пара составляет 6-8 тонн. Температура в слое печи поддерживается в диапазоне 920-980 оС и регулируется в основном только изменением загрузки концентратов. Производительность печи КС по концентрату колеблется в пределах 260-450 тонн/сутки.

Основным технологическим оборудованием обжигового цеха является:

- обжиговые печи кипящего слоя (КС), (5 штук), площадь пода печи 35м2;

- электромостовой грейферный кран (4 штуки) – применяется при выгрузке концентратов из полувагонов и в приготовлении шихты.

Для нормального ведения технологического процесса контролируются следующие основные параметры:

- химический состав перерабатываемых  концентратов;

- температуры в печи (в точках, термопары);

- объем дутья подаваемого в  печь (расходомер);

- давление под подиной и сводом печи (манометр);

- количество кислорода подаваемого  в печь (расходомер);

- содержание пыли и сернистого  ангидрида в газах, передаваемых  в сернокислотное производство (газоанализатор).

 

Вредными основными веществами, выделяющимися в воздушный  бассейн при работе печного отделения обжигового цеха являются :

- пыль концентрата и огарка,

- диоксид серы(сернистый ангидрид),

В складе цинковых концентратов:

- пыль концентрата(взвешенные вещества).

 

Выщелачивание цинксодержащих материалов (выщелачивательный цех).

Целью выщелачивания обожженного концентрата является растворение окиси цинка и других компонентов в растворах серной кислоты.

Выщелачивание проводится в пачуках в две стадии. Первая стадия – нейтральное выщелачивание, вторая – кислое.

Нейтральное выщелачивание огарка проводится оборотным раствором второй стадии с добавлением отработанного электролита (содержащего 140-180 г/л серной кислоты) и заканчивается нейтрализацией пульпы продуктами обжига до рН равным 4,8-5,3.

Пульпа после нейтрального выщелачивания направляется на сгущение. Осветленный раствор (богатый по цинку) откачивается в отделение очистки комплекса электролиза цинка, а сгущенная пульпа направляется на кислое выщелачивание. Кислое выщелачивание проводится крепким раствором серной кислоты при рН равным 2-3,5.

Остатки от кислого выщелачивания (кек) направляются на вельцевание.

Основным технологическим оборудованием выщелачивательного цеха является:

- Сгуститель Со-15К (12 шт.), объемом 500м3.

Контролируемые параметры технологического процесса:

- рН технологических растворов;

- содержание цинка, железа, меди, кадмия  и т.д. в технологических растворах;

- температура растворов;

- расход цинковой пыли, соли  Шлиппе, флокулянта Магнафлок;

- содержание цинка, железа, меди, кадмия, и т.д. в кеках (твердых продуктах).

 

Вредными основными веществами, выделяющимися в воздушный  бассейн при работе выщелачивательного цеха являются:

- пары сульфато цинка, меди и  кадмия(взвешенные вещества),

- пары отработанного цинкового  электролита( 100гр/л серных кислот), кадмия-окись.

Цех – комплекс электролиза цинка.

 

В состав цеха – комплекс электролиза цинка входят следующие переделы:

• очистка от примесей растворов;
• электролиз;
• плавильное отделение.

 

1. Очистка цинковых  растворов от примесей.

Осветленный раствор после нейтрального выщелачивания в выщелачивательном цехе направляется в отделение очистки КЭЦ. Очистка растворов от вредных для электролиза микропримесей проводится цинковой пылью и основана на замещении в растворе одних металлов другими.

В процессе очистки растворов получают цинковый электролит, направляемый на электролиз цинка, медно-кадмиевый кек, используемый, как основное сырье для производства кадмия и медный кек, который направляется на вельцевание.

2. Электролитическое  осаждение цинка.

Сущность процесса электролиза заключается в следующем. Очищенный от примесей цинковый электролит непрерывно поступает в электролизные ванны, в которых установлены легированные серебром свинцовые аноды и алюминиевые катоды.

Через ванны пропускают постоянный электрический ток. При прохождении тока через электролит положительные катионы (Zn2+) осаждаются на алюминиевых катодах, образуя металлический катодный осадок. При этом раствор обедняется цинком и обогащается серной кислотой, образующейся в результате взаимодействия с водой освобождающейся группы SO4.

В процессе электролиза температура электролита в ваннах повышается за счет джоулева тепла. Для охлаждения электролита используются градирни. Продолжи-

тельность наращивания цинка на катодах 48 часов.

После этого катода вынимаются из ванны для сдирки с них цинкового осадка, который направляется на плавку.

Отработанный цинковый электролит (с содержанием серной кислоты 140-180 г/л) направляется на выщелачивание обожженного концентрата и вельц-окиси.

3. Плавка катодного  цинка.

Полученный при электролизе катодный цинк переплавляется в чушки и блоки определенной формы и массы согласно требованиям ГОСТа.

Плавка катодного цинка производится в индукционных электропечах при температуре 520-570оС. Расплавленный цинк разливается в изложницы, установленные на карусельной машине. Далее чушки цинка складываются в пакеты и обвязываются металлической лентой.

Основным технологическим оборудованием комплекса электролиза цинка является:

- фильтр-прессы (15 шт.);

- реакторы (38 шт.);

- градирни (3 шт.);

- каскады электролитных ванн (4 шт.);

- кран оператор (2 шт.) для подъема  катодов, анодов;

- мостовой кран (1 шт.) грузоподъемностью 10 тонн;

- индукционные печи (F-801, 802) производительность 400 т/сутки.

Контролируемые параметры технологического процесса:

- содержание компонентов в технологических  растворах;

- температура поступающего и  отработанного электролита;

- амперная нагрузка на серии  электролизных ванн;

- температура в индукционных  печах.

   Вредными основными веществами, выделяющимися в воздушный  бассейн при работе КЭЦ являются:

- пары сульфата цинка;

- пары отработанного цинкового  электролита(серная кислота);

- пыль дросса(окись цинка);

- хлор;

- хлористый водород;

- пары хлористого аммония.

 

Вельцевание цинковых кеков (вельц-цех).

Остатки от выщелачивания обожженного концентрата (кек) содержащего в себе до 23% цинка направляются на вельцевание.

Фильтрацию пульпы цинковых кеков осуществляют на фильтр-прессе «Ларокс». Подсушенный цинковый кек направляется на вельц-печи. Производительность вельц-печей 85-110 т/сутки.

Процесс вельцевания кеков основан на восстановлении и возгонке цинка из его окисленных соединений твердым углеродом при температуре 1100-1300оС и окислении паров цинка кислородом воздуха.

Продуктами вельцевания цинковых кеков являются:

- вельц-окись – содержит до 70% цинка, улавливается в рукавных  фильтрах и направляется в  ГМЦ;

- клинкер, концентрирующий в себе  медь и благородные металлы, отгружается на медные предприятия.

Основным технологическим оборудованием вельц-цеха являются:

- четыре вельц-печи, диаметром 2,5м и 2,8м, длиной 41м и одна вельц-печь, диаметром 4,0м, длиной 60м;

- фильтр-пресс «Ларокс» (1 шт.);

- кран мостовой (4 шт.), грузоподъемностью 5 тонн;

Контролируемые параметры: