Περιεχόμενα
Πρόλογος ...........................................................................................................7 Ευχαριστίες.........................................................................................................8 Περιεχόμενα .......................................................................................................9 Κεφάλαιο 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.1. 1.2. 1.3. 1.3.1. 1.3.2. 1.3.3. 1.4.
Γενική ανασκόπηση .............................................................. 15 Σημασία και μέγεθος προβλήματος ...................................... 17 Περιβαλλοντικές επιπτώσεις βιομηχανίας ορυκτού πλούτου ............................................................................... 23 Μεταλλευτική βιομηχανία .......................................................... 24 Βιομηχανία εμπλουτισμού μεταλλευμάτων και βιομηχανικών ορυκτών............................................................... 26 Μεταλλουργική βιομηχανία ....................................................... 31 Μελέτη περιβαλλοντικών επιπτώσεων................................. 31
Κεφάλαιο 2. ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗ ΡΥΠΑΝΣΗ 2.1. 2.2. 2.3. 2.3.1. 2.3.2. 2.3.2.1. 2.3.2.1.1. 2.3.2.2. 2.3.2.2.1. 2.3.2.2.2.
Εισαγωγή ............................................................................. 33 Αντιμετώπιση ατμοσφαιρικής ρύπανσης .............................. 37 Καθαρισμός απαερίων – Συγκράτηση στερεών σωματιδίων . 39 Στερεά σωματίδια – φόρτιση απαερίων ....................................39 Τεχνολογίες αποκονίωσης (συγκράτησης στερεών σωματιδίων) ................................................................................ 40 Κονιοθάλαμοι ή κονιοπαγίδες .................................................... 42 Υπολογισμός κονιοθάλαμου ή οριζόντιου αγωγού ................... 43 Κυκλώνες ..................................................................................... 55 Υπολογισμός κυκλώνα ................................................................ 57 Υποθέσεις και δεδομένα κατά τον υπολογισμό κυκλώνα .........62
10
2.3.2.3. 2.3.2.4. 2.3.2.4.1 2.3.2.4.2. 2.3.2.4.2.1. 2.3.2.4.2.2. 2.3.2.4.2.3. 2.3.2.4.2.4. 2.3.2.5. 2.3.2.5.1. 2.3.2.5.2. 2.3.2.5.3. 2.3.2.5.4. 2.3.2.6. 2.3.2.6.1. 2.3.2.6.2. 2.3.2.6.3. 2.3.2.6.4. 2.3.2.6.5. 2.3.2.6.6. 2.3.2.6.7. 2.3.3. 2.3.4. 2.4. 2.4.1. 2.4.2. 2.4.2.1. 2.4.2.2. 2.4.2.3. 2.4.2.3.1. 2.4.2.3.2. 2.4.2.3.3. 2.4.2.3.4. 2.4.3. 2.4.4. 2.4.5.
Τεχνολογία Προστασίας Περιβάλλοντος στη Βιομηχανία
Πολυκυκλώνες ............................................................................63 Αποκονίωση με διήθηση ή φιλτράρισμα ...................................66 Διήθηση .......................................................................................66 Τύποι φίλτρων.............................................................................67 Στρώματα άμμου ή άλλων υλικών .............................................67 Χάρτινα φίλτρα ...........................................................................68 Στρώματα ινών ............................................................................68 Σακόφιλτρα ................................................................................. 69 Αποκονιωτές υγρού τύπου ......................................................... 72 Πύργοι καταιονισμού..................................................................74 Πύργοι αυτοκαταιονισμού ......................................................... 75 Πύργοι επιπλέοντος ή ρευστοστερεού στρώματος ................... 76 Πύργοι πλύσης τύπου Venturi .................................................... 77 Ηλεκτροστατικά φίλτρα (Η/Φ).................................................... 79 Ορισμός και αρχή λειτουργίας ................................................... 79 Περιγραφή ηλεκτροστατικού φίλτρου .......................................82 Ηλεκτρικές ιδιότητες σκόνης ...................................................... 84 Μείωση ηλεκτρικής αντίστασης σωματιδίων ............................ 84 Ηλεκτρική φόρτιση και κίνηση σκόνης μέσα στο Η/Φ ............... 85 Απόδοση ηλεκτροστατικού φίλτρου ..........................................90 Υπολογισμός διαστάσεων ηλεκτροστατικού φίλτρου ............... 91 Κατανάλωση ενέργειας αποκονιωτών .......................................92 Εκλογή αποκονιωτή ....................................................................95 Καθαρισμός απαερίων- Συγκράτηση αερίων ........................ 98 Είδη αέριων ρύπων και προέλευση............................................98 Διοξείδιο του θείου (SO2) ........................................................... 99 Συγκράτηση SO2 προς παραγωγή H2SO4 (μέθοδος επαφής) ...101 Συγκράτηση SO2 προς παραγωγή στοιχειακού θείου (So) .......104 Μέθοδοι χημικής δέσμευσης του SO2 από τα απαέρια ...........105 Συγκράτηση SO2 με εξουδετέρωση ..........................................105 Μέθοδοι υδρασβέστου και ασβεστόλιθου ..............................106 Μέθοδος διπλού αλκάλεως ......................................................106 Μέθοδος μαγνησίας .................................................................108 Φθοριούχες ενώσεις .................................................................109 Χλωριούχες ενώσεις .................................................................111 Μονοξείδιο του άνθρακα (CO) .................................................113
Περιεχόμενα
2.4.6. 2.4.6.1. 2.4.6.2. 2.4.7. 2.4.8. 2.4.9. 2.4.10. 2.4.11. 2.4.12. 2.4.13. 2.5. 2.5.1. 2.5.2. 2.6.
11
Οξείδια αζώτου (NOx) ...............................................................113 Φωτοχημικά οξειδωτικά ...........................................................115 Απομάκρυνση οξειδίων του αζώτου (NOx) ..............................116 Υδρογονάνθρακες (CxHy) ...........................................................118 Διοξείδιο του άνθρακα (CO2) ....................................................119 Ανάπιπτα ...................................................................................119 Μόλυβδος .................................................................................119 Αμίαντος ....................................................................................120 Άλλοι ατμοσφαιρικοί ρύποι ......................................................120 Διαλυτότητα αερίων στο νερό ..................................................120 Ανάκτηση θερμότητας απαερίων ....................................... 121 Εναλλάκτες θερμότητας............................................................121 Απαέρια με υψηλό θερμικό περιεχόμενο ................................123 Διασκορπισμός αερίων από υψηλές καπνοδόχους ............. 123
Κεφάλαιο 3. ΥΓΡΑ ΑΠΟΒΛΗΤΑ 3.1. 3.2. 3.2.1. 3.2.2. 3.3. 3.3.1. 3.3.2. 3.3.3. 3.4. 3.4.1. 3.4.2. 3.4.2.1. 3.4.2.2. 3.4.2.3. 3.4.2.4. 3.4.2.4.1. 3.4.2.4.2.
Είδη, προέλευση και οριακές τιμές συγκέντρωσης.............. 129 Συγκράτηση στερεών.......................................................... 134 Πύκνωση ...................................................................................136 Διήθηση .....................................................................................137 Συγκράτηση βαρέων μετάλλων .......................................... 139 Χημικές μέθοδοι .......................................................................139 Φυσικές μέθοδοι.......................................................................140 Βιολογικές μέθοδοι ...................................................................142 Όξινα νερά μεταλλείων ...................................................... 144 Προέλευση και επιπτώσεις όξινων νερών μεταλλείων ............144 Αντιμετώπιση όξινων νερών μεταλλείων .................................146 Πρώτη κατηγορία μεθόδων (πρόληψη) ...................................149 Δεύτερη κατηγορία μεθόδων (απομάκρυνση όξινων νερών) .149 Τρίτη κατηγορία μεθόδων (αραίωση όξινων νερών) ...............150 Τέταρτη κατηγορία μεθόδων (εξουδετέρωση και αντίστροφη ώσμωση) ...............................................................151 Εξουδετέρωση όξινων νερών ...................................................151 Κατεργασία όξινων νερών με αντίστροφη ώσμωση ................152
12
Τεχνολογία Προστασίας Περιβάλλοντος στη Βιομηχανία
Κεφάλαιο 4. ΣΤΕΡΕΑ ΑΠΟΒΛΗΤΑ 4.1. 4.2. 4.2.1. 4.2.2. 4.2.2.1. 4.2.2.1.1. 4.2.2.2. 4.2.2.3. 4.3. 4.3.1. 4.3.2. 4.3.2.1.
Κατηγορίες στερεών αποβλήτων ........................................ 155 Στερεά αστικά απόβλητα .................................................... 155 Προέλευση και ποσότητες ........................................................155 Διαχείριση στερεών αστικών αποβλήτων ................................156 Αποτέφρωση .............................................................................156 Τεχνολογία αποτέφρωσης ........................................................157 Απόθεση σε χωματερές ............................................................159 Ανακύκλωση ..............................................................................160 Στερεά βιομηχανικά απόβλητα .......................................... 161 Προέλευση και είδη στερεών βιομηχανικών αποβλήτων........161 Διαχείριση στερεών βιομηχανικών αποβλήτων .......................162 Ανακύκλωση παλαιών μετάλλων, κραμάτων και υλικών ........163
Κεφάλαιο 5. ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΤΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΜΕΤΑΛΛΩΝ ΚΑΙ ΥΛΙΚΩΝ 5.1. 5.2. 5.2.1. 5.2.1.1. 5.2.1.2. 5.2.2. 5.2.2.1. 5.2.2.2. 5.3. 5.3.1. 5.3.2. 5.4. 5.4.1.
Σύγκριση μεθόδων παραγωγής από πλευράς προστασίας περιβάλλοντος ................................................................... 171 Αλουμίνιο........................................................................... 173 Παραγωγή αλουμίνας ...............................................................173 Στερεά και υγρά απόβλητα κατά την παραγωγή αλουμίνας ...177 Κατασκευή λίμνης απόθεσης στερεών και υγρών αποβλήτων ................................................................................178 Παραγωγή αλουμινίου .............................................................180 Υγρά και αέρια απόβλητα κατά την ηλεκτρόλυση αλουμίνας .183 Αντιμετώπιση υγρών και αερίων αποβλήτων κατά την ηλεκτρόλυση αλουμίνας ...........................................................187 Μόλυβδος .......................................................................... 190 Παραγωγή μετάλλου. Περιβαλλοντικά προβλήματα ...............191 Δαπάνες κατεργασίας αποβλήτων ...........................................194 Νικέλιο ............................................................................... 196 Περιβαλλοντικά προβλήματα κατά την πυρομεταλλουργική κατεργασία θειούχων μεταλλευμάτων ....................................196
Περιεχόμενα
5.4.2.
13
Περιβαλλοντικά προβλήματα κατά την πυρομεταλλουργική κατεργασία οξειδωμένων μεταλλευμάτων ..............................198 5.4.2.1. Διακίνηση και προετοιμασία πρώτων υλών.............................201 5.4.2.2. Περιστροφικές κάμινοι (Π/Κ) ....................................................202 5.4.2.2.1. Αέρια απόβλητα Π/Κ .................................................................202 5.4.2.2.2. Διαχείριση σκόνης Π/Κ .............................................................211 5.4.2.2.3. Υγρά απόβλητα Π/Κ ..................................................................212 5.4.2.3. Ηλεκτρικές κάμινοι (Η/Κ) ..........................................................215 Μεταλλάκτες (Μ/Τ)...................................................................219 5.4.2.4. 5.4.2.5. Ανακύκλωση σκόνης Π/Κ ..........................................................223 5.4.2.5.1. Προηγούμενη έρευνα και εμπειρία..........................................223 5.4.2.5.2. Σημασία ανακύκλωσης σκόνης .................................................225 5.4.2.5.3. Σφαιροποίηση ξηρής σκόνης ....................................................229 5.4.2.5.3.1. Αντοχή σφαιριδίων ...................................................................233 5.4.2.5.4. Σφαιροποίηση υγρής σκόνης ....................................................239 5.4.2.5.4.1. Βιομηχανική λειτουργία ...........................................................244 5.4.2.6. Ανακύκλωση “κοσκινιδιών” ......................................................245 5.4.2.7. Ανακύκλωση συσσωματωμάτων ..............................................245 5.4.2.8. Ανακύκλωση σκόνης αποθέματος ............................................246 5.4.3. Περιβαλλοντικά προβλήματα κατά την υδρομεταλλουργική κατεργασία μεταλλευμάτων νικελίου ......................................248 5.5. Σιδηροκράματα .................................................................. 249 5.5.1. Ατμοσφαιρικοί ρύποι ................................................................249 5.5.2. Υγρά απόβλητα .........................................................................256 5.5.2.1. Αντιμετώπιση υγρών αποβλήτων .............................................259 5.5.3. Απόβλητα κατά την παραγωγή Fe-Cr από ελληνικούς χρωμίτες ....................................................................................261 5.6. Τσιμέντο ............................................................................. 267 5.6.1. Ατμοσφαιρική ρύπανση ............................................................269 5.6.2. Υγρά απόβλητα .........................................................................272 5.7. Χαλκός ............................................................................... 276 5.7.1. Περιβαλλοντικά προβλήματα κατά την πυρομεταλλουργική κατεργασία θειούχων συμπυκνωμάτων χαλκού......................276 5.7.1.1. Μερική φρύξη ...........................................................................278 5.7.1.2. Τήξη προς παραγωγή matte και σκουριάς ...............................279
14
5.7.1.3.
Τεχνολογία Προστασίας Περιβάλλοντος στη Βιομηχανία
Μεταλλαγή matte προς αργό χαλκό και σκουριά. Aποσιδήρωση της matte...........................................................282 5.7.1.4 Πυρομεταλλουργικός καθαρισμός αργού χαλκού ...................286 5.7.1.5. Αέρια απόβλητα κατά τον ηλεκτρολυτικό καθαρισμό και ηλεκτροανάκτηση χαλκού ........................................................288 5.7.1.6. Παραγωγή χαλκού με εκχύλιση φρύγματος ............................289 5.7.1.7. Υγρά απόβλητα κατά την πυρομεταλλουργική κατεργασία θειούχων συμπυκνωμάτων χαλκού..........................................289 5.7.1.8. Υγρά απόβλητα κατά τον ηλεκτρολυτικό καθαρισμό χαλκού .291 5.7.2. Περιβαλλοντικά προβλήματα κατά την υδρομεταλλουργική κατεργασία μεταλλευμάτων χαλκού ........................................294 5.7.3. Δαπάνες κατεργασίας αποβλήτων μεταλλουργίας χαλκού .....295 5.8. Χυτοσίδηρος, χάλυβας και κωκ .......................................... 297 5.8.1. Παραγωγή κωκ με τη μέθοδο απόσταξης ................................299 5.8.1.1. Ατμοσφαιρικοί ρύποι ................................................................300 5.8.2. Παραγωγή κωκ με τη μέθοδο beehive process ........................304 5.8.3. Συσσωμάτωση σκόνης στη σιδηρουργία .................................304 5.8.3.1. Συσσωμάτωση με sintering.......................................................304 5.8.3.2. Συσσωμάτωση με σφαιροποίηση ή με μπρικετοποίηση .........305 5.8.4 Παραγωγή χυτοσιδήρου (υψικάμινος).....................................306 5.8.5. Παραγωγή χάλυβα ....................................................................309 5.8.5.1. Μέθοδοι παραγωγής χάλυβα με εμφύσηση οξυγόνου ...........309 Μέθοδος παραγωγής χάλυβα με κάμινο Siemens-Martin ......313 5.8.5.2. 5.8.5.3. Μέθοδος παραγωγής χάλυβα με ηλεκτρική κάμινο (Η/Κ) ανοιχτού τόξου..........................................................................316 5.8.6. Χύτευση χάλυβα ......................................................................317 5.9. Ψευδάργυρος .................................................................... 321 5.9.1. Πυρομεταλλουργική κατεργασία .............................................321 5.9.1.1. Φρύξη – Συσσωμάτωση ............................................................322 5.9.1.2. Αναγωγή ....................................................................................324 5.9.2. Μέθοδος Imperial smelting process (ISP) .................................329 5.9.3. Μέθοδος εκχύλισης φρύγματος (ηλεκτρολυτική μέθοδος).....331 5.9.4. Απόβλητα μεταλλουργίας ψευδαργύρου ................................331 5.9.4.1. Αντιμετώπιση αποβλήτων ........................................................334 Βιβλιογραφία .................................................................................................337 Ευρετήριο .......................................................................................................347