Защита атмосферного воздуха от выбросов

Добыча основана преимущественно  на буровзрывном способе рыхления горного  массива, и на рудниках Крайнего Севера преобладают системы с принудительным поэтажным обрушением,  однако,используются и камерно-лавовая с креплением, и комбинированная системы (Капцов, 1995). С 70-х гг.прошлого века бурение шпуров в проходческих и очистных забоях Хибинских рудников осуществляется с помощью самоходного оборудования.  В качестве взрывчатых материалов наиболее широко используются аммиачно-селитренные взрывчатые вещества (Горное дело…, 2005; Стерехова, 1984). Для обогащения апатито-нефелиновых руд на обеих обогатительных фабриках используется метод флотации  (Капцов, 1995;  Гичев, 2002).  Фабрики производят дробление руды по трехстадийной схеме. Качество апатитового концентрата характеризуется содержанием P2O5 при извлечении до 93-96 %. Химический состав хибинского апатита представлен в табл. 1. [8]

Таблица 5                                                                                                    

Токсичность рудной апатито-нефелиновой пыли определяется ее компонентным составом,примерный перечень которого приведен в работе  (Демин и др., 1994).  По указанному химическомусоставу пыль перерабатываемых руд может быть отнесена к малотоксичной,  ПДК которой в воздухе рабочей зоны соответствует 6 мг/м^3.. Сфен,  являющийся постоянным спутником апатита Кольского месторождения,часто бывает радиоактивным за счет рассеянных в горной породе радионуклидов земногопроисхождения,  входящих в состав семейств U-238, U-235, Th-232,  или других радионуклидов и продуктов их деления (К-40, Pb-87 и др.) (Капцов, 1995).Флотационные реагенты.  Основной состав реагентов,  применяемых при флотации апатитовыхруд,  сводится к 8-и ингредиентам,  расход которых при переработке 100  тыс.  тонн руды достигает в среднем следующих величин. Среднесуточный расход реагентов при флотации апатитовых руд представлен в таблице 2[8]

Таблица 6

Нефтепродукты.  Окисленный петролатум представляет собой продукт окисления высокотемпературной фракции нефти – смесь парафина и церезина с остаточным маслом. Данные о его токсических свойствах отсутствуют, за исключением сведений о том,  что внутрибрюшинное введение петролатума мышам вызывало у них развитие плазмоклеточной опухоли .Сернистый газ и асбест. Известно, что помимо раздражающего действия на слизистые верхних дыхательных путей,  сернистый газ стимулирует легочный канцерогенез,  индуцируемый ПАУ.  Это подтверждается как эпидемиологическими,  так и экспериментальными наблюдениями  .Необходимо отметить еще один канцероген – асбест, вероятность поступления которого в воздух рабочей зоны определяется подачей разогретого мазута в топку по трубам, покрытым асбестом.В настоящее время асбест приобрел характер повсеместного загрязнителя окружающей . Он обнаружен в питьевой воде,  водоемах,  воздухе административных и жилых  зданий,  почве,  овощах.  В связи с этим проблема асбестового рака становится коммунальной,  а его идентификация в витающей пыли сушильного отделения –  актуальной  Таким образом,  исходные химические материалы,  используемые в производстве апатитовогоконцентрата,  а также продукты их деструкции,  омыления и синтеза,  могут неблагоприятно влиять на здоровье работников горно-химического комплекса.  В связи с этим необходимо провести эколого-гигиеническую оценку факторов окружающей среды на основании лабораторных исследований. Характеристика основных этапов производства апатит-нефелинового концентрата Добыча апатит-содержащей руды осуществляется на рудниках открытого и подземного типа.Руда поездами доставляется на обогатительные фабрики,  где осуществляется процесс флотационного обогащения. Для всех обогатительных фабрик характерна однотипность процесса флотации при разном аппаратном оснащении.  Добыча апатит-нефелиновых руд на промышленных площадках г.  Кировска

сопровождается выделением вредных веществ в воздух рабочих  зон, которые могут быть представлены взрывными газами,  состав которых зависит от применяемых взрывчатых веществ и завершенности взрывного процесса (окислы азота, оксид углерода, аммиак, тринитротолуол и др.), а также природными газовыми выделениями (летучие углеводороды, аммиак, оксиды серы, сероводород и др.). При проведении добычных работ образуется также апатито-нефелиновая пыль, ПДК которой на основании содержания свободной двуокиси кремния принимается равной 6  мг/м ³При проведениибуровых работ в забоях концентрация пыли колеблется в пределах от 1,2  до 94,4  мг/м ³. При замерах содержания окиси углерода ее максимальная концентрация равнялась 34,55  мг/м³,  что в 1,5  раза превышает ПДК  (табл. 3).  Для осуществления отбойки рудного сырья на рудниках применяется технология массовых взрывов,  для которых используются селитренные взрывчатые вещества  (АС-4,6-ЖВ),  являющиеся смесью аммиачной селитры с органическими веществами.Необходимо отметить,  что технологические массовые взрывы проводятся в выходные дни и к началу добычных работ осуществляется проветривание подземных выработок. К моменту проведения замеров содержания вредных веществ концентрация их снижается,  в том числе за счет адсорбции их поверхностью рудной массы. Однако проведение взрывных работ нередко осуществляется с нарушением технологического регламента: завышение расхода взрывчатых веществ,  сближение зарядных скважин,что приводит к накоплению в атмосфере рудника значительного количества аминосоединений,содержание которых в атмосфере рудника в течение длительного времени (до 12  часов)  после взрыва может превышать ПДК. За счет суммы летучих аминосоединений это превышение может достигать 1,5-7,2 раза в пересчете на метиламин, ПДК которого равняется 1,0 мг/м^3.Процесс флотации апатито-нефелиновых руд на обогатительных фабриках сопровождается выделением в воздух рабочих зон различных химических веществ. При дроблении руды концентрации пыли определялись на уровне ПДК. При пересыпке готового концентрата из сушильных барабанов на конвейеры концентрации пыли составляли 28,0-72,0 мг/м ³, что в 4-12 раз превышает ПДК. Токсичность рудной пыли определяется ее химическим составом и может быть отнесена к малотоксичной, как уже указывалось ПДК ее в воздухе рабочей зоны по содержанию свободной двуокиси кремния равна 6 мг/м³.Таким образом,  процессы добычи апатитового сырья сопровождается выделением в воздух рабочих зон апатитовой пыли сложного состава,  в том числе содержащей радиоактивные элементы, компоненты взрывных газов и взрывчатых веществ в результате нарушения технологии проведения взрывных работ,  радона.  Процесс получения апатитового и нефелинового концентратов на обогатительных фабриках сопровождается выделением апатит-содержащей пыли со всеми свойственными ей компонентами,  включая радиоактивные элементы,  диоксида серы,  фенола, полициклических углеводородов за счет деструкции флотореагентов и сжигания мазута. [8]

Как и в снеге, в почве также были обнаружены высокие концентрации стронция. Даже в зоне жилой застройки на расстоянии до 7 км от основных источников загрязнений  (обогатительных фабрик) его накопление в почве оказалось выше среднего регионального уровня (2.8 мг/кг) в 15-120 раз. Если на расстоянии 20 км от обогатительных фабрик концентрации подвижных металлов в почве уменьшаются в последовательности: Fe>Mn>Zn>Cu>Sr>Pb>Ni>Cr>Co>Cd,  то на территории города,  примыкающей к промзоне, эта последовательность выглядит иначе: Fe>Mn>Sr>Zn>Pb>Cu>Cr>Ni>Co>Cd. В этом случае отмечается более высокое содержание свинца,  что,  по-видимому,  обусловлено выбросами автотранспортных средств и объектов энергетического комплекса,  использующих свинецсодержащие виды топлива.[8]

   3. Вопросы «Защита атмосферного воздуха от выбросов».

       3.1 Общая оценка уровня экологической опасности предприятий   цветной металлургии, в том числе на вашем предприятии, включительно до 2011 г.

     Ловозерский район - самый обширный в Мурманской области. Он занимает около трети Кольского полуострова. Это одно из основных мест жительства коренного малочисленного народа - саамов.

Свое название район получил  по имени большого и красивого  озера Ловозеро и возникшего близ него саамского селения Луявр-сийт (по русски - погост Ловозеро).  Сырьевой базой предприятия является Ловозерское месторождение лопаритовых руд, состоящее из 12 участков. В настоящее время разрабатывается два участка: Карнасуртский  и Кедыквырпахкский; остальные являются резервными. Обеспеченность разведанными запасами оценивается как высокая и составляет для рудника «Карнасурт» более 90 лет. Добыча руды производится подземным способом, обогащение руды ведут на фабрике по гравитационной схеме с доводкой концентрата электромагнитной сепарацией.    Именно на «Карнасурте» в октябре 1951г. были выданы первые тонны руды и получены первые партии лопаритового концентрата (рисунок 4). С этого момента деятельность всего коллектива, его техническая мысль были направлены на освоение и наращивание производственных мощностей по добыче и переработке руды, на выполнение заданий по выпуску концентрата. К концу 1980г. проектная мощность по добыче руды составила 455 тыс. т, обогатительной фабрики – 600 тыс. т. в год. Одной из особенностей подземного рудника «Карнасурт» является то, что данный объект отнесен к угрожаемым по горным ударам, имеются незначительные газопроявления метана и водорода, характерны значительная водообильность и сложные горно-геологические условия.Первоначальным проектом на руднике «Карнасурт» предусматривалась сплошная система разработки с открытым очистным пространством (высота панели 40-50м, ширина блока по простиранию 150-200м, выемочная высота 0,9-1м, подвигание фронта очистных работ по простиранию). В связи с ухудшением горно-геологических условий в 70-х годах проходят испытания, а с 1976г. проектно утверждается система разработки с выемкой блоков по восстанию. Для повышения интенсивности работ высота панелей увеличивается до 120-150м по падению. Ширина блока по простиранию 80-100м.Горно-подготовительные работы в блоке включают проведение: рудного и полевого откаточных штреков; аккумулирующего восстающего с расположением его в центральной части рудоспуска. Рудный и полевой откаточные штреки проводят на одной высотной отметке и сбивают их между собой через каждые 500м, образуя кольцевую транспортную схему. Это позволило ликвидировать промежуточный горизонт откатки, сконцентрировать горные работы на меньшем числе этажей, увеличить вдвое фронт очистных работ в блоке, снизить потери руды за счет расположения откаточного штрека в лежачем боку рудной залежи. Для поддержания кровли в очистном пространстве применялась огранно – кустовая деревянная крепь.В 1984-1985 гг. продолжались работы по совершенствованию системы разработки. Были проведены опытные работы, по результатам которых внедрена система разработки с открытым очистным пространством с выемкой блоков по восстанию и оставлением регулярных внутриблоковых целиков, что позволило снизить количество вывалов из кровли в призабойным пространстве в 2 раза. Специалистами рудника предложен и внедрен оригинальный способ оформления внутриблоковых целиков – буровзрывным способом – методом недозаряда шпуров. В результате трудозатраты на этой операции были снижены в 1,5 раза. В конце 80-х годов ознаменован созданием самоходной буровой установки «Ильма-2» для бурения с стесненных условиях (высота выемочного пространства 1-1,2м), не имеющий аналогов в России и за рубежом.Сегодня предприятие  производит 9 тыс. тонн лопаритового концентрата. В 2013 году планируется увеличить объем производства на 15 %. В 2012 году ООО «Ловозерский ГОК» произвела уже 12 тыс. тонн лопаритового концентрата. Для достижения поставленных целей (рост объёмов производства) ООО «Ловозерский ГОК» реализует обширную инвестиционную программу. За последние 3 года предприятие обновило устаревшее оборудование на сумму порядка 250 млн. рублей. Основным направлением инвестиционной программы ООО «Ловозерский ГОК» является изменение технологии добычи руды. С апреля по ноябрь  2011 года проходили опытно-промышленные испытания  двух буровых установок, произведенных специально для Ловозерского ГОКа Копейским машиностроительным заводом. Специалисты ГОКа и машиностроительного завода проводили обучение рабочих, настраивали и тестировали установки  в условиях рудника «Карнасурт. Комплекс состоит из буровой установки и погрузочно-доставочной машины.В результате этой работы определены технические требования для буровых установок, которые будут производиться для нашего предприятия. Внедрение самоходных буровых установок и проходческих комплексов позволит улучшить условия труда рабочих, а так же приведет к повышению производительности труда горняков в 1,5 раза. [2]

      Гравитационное обогащение руд Ловозерского месторождения, осуществляется на обогатительной фабрике «Карнасурт», основано на различии в плотностях основного рудного минерала – лопарита и породообразующих минералов. Схема обогащения представляет цепь основных и вспомогательных операций, объединенных в отдельные, достаточно автономные процессы, связанные между собой материальными потоками. К основным процессам относятся дробление, измельчение, основное обогащение, доводка концентрата и упаковка.

Увеличение объемов производства при одновременном росте извлечения обеспечивалось путем реконструкции  и технического перевооружения обогатительной фабрики.Так были проведены работы по замене основного гравитационного оборудования – концентраторов – на столы СК-22 и СКО-30 на первичных стадиях обогащения, контрольной перечистки промпродуктов и хвостов, и на винтовые сепараторы ВС-3-1500 действующих моделей и усовершенствованных конструкций; внедрена схема вывода непродуктивной фракции из питания Iстадии обогащения за счет применения барабанных грохотов; осуществлена замена спиральных классификаторов на дисковые, а затем ленточные вакуум-фильтры; установлены новые электромагнитные сепараторы 250 СЭ и высокопроизводительные СЭС-1000; внедрены система контроля качества и количества поступающей руды и система автоматизированного управления процессом обогащения на I и II стадиях с использованием действующей на основе ядерно-физических методов аппаратуры «Лопарит» и «Барбарис». Эти технические решения позволили обеспечить стабильные показатели извлечения и высокое качество концентрата при снижении содержания лопарита в добываемой руде.Горным институтом КНЦ РАН на протяжении нескольких лет проводятся исследования по созданию на руднике прогрессивных и безопасных вариантов систем разработки в условиях динамического проявления горного давления, по обеспечению геомеханического контроля состояния массива, по совершенствованию технологии обогащения. Эти исследования легли в основу ряда перечисленных выше работ на руднике и фабрике предприятия.Богатый опыт плодотворного сотрудничества комбинат имеет с Горным институтом и в области обогащения руд. В настоящее  время планируется продолжить работы по следующим направлениям:- внедрение технологии обогащения шламов с использованием полиградиентных магнитных сепараторов на Карнасуртской обогатительной фабрике;- автоматическая стабилизация качества черновых концентратов на винтовых сепараторах на обогатительной фабрике.Совместно с Институтом химии и технологии редких элементов и минерального сырья КНЦ РАН проводились работы по созданию новых эффективных технологий переработки лопаритового концентрата с целью возможного создания собственного перерабатывающего предприятия с выпуском конечной продукции в поселке Ревда.Подготовка указанных руд к гравитационному обогащению неразрывно связана с обеспечением максимальной степени раскрытия ценных минеральных компонентов при минимальном их переизмельчении.На современном этапе планируется изменение схемы рудоподготовки с внедрением высокоэффективных грохотов, фирмы «DERRICK», в I стадии измельчения по классу 0,63мм.

Это позволит достичь качественных изменений в I стадии измельчения: 

- более полного раскрытия  зерен минерала;  

- возможность выделения  отвальных хвостов в I стадии гравитационного    обогащения;  

- исключение III стадии измельчения.   

В результате производительность переработки руды увеличится на 15-25 %[2]

    3.2 Нормы выбросов (ПДК) вредных веществ в атмосферу

     Особенностью нормирования качества атмосферного воздуха является зависимость воздействия загрязняющих веществ, присутствующих в воздухе, на здоровье населения не только от значения их концентраций, но и от продолжительности временного интервала, в течение которого человек дышит данным воздухом. 
Таблица 7