Transcript ppt/5MB - Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΙΙ
Β. Η σημασία του περιβάλλοντος στη
Μεταλλουργία και Τεχνολογία Υλικών
(7ο εξάμηνο Μηχανικών Μεταλλείων – Μεταλλουργών ΕΜΠ)
Άνθιμος Ξενίδης
Δρ. Μηχανικός Μεταλλείων - Μεταλλουργός
1
Περιεχόμενα μαθήματος
Σημαντικά περιβαλλοντικά προβλήματα στη
Μεταλλουργία και Τεχνολογία Υλικών
Είδη ρύπανσης – Τεχνικές αντιμετώπισης
Στερεά απόβλητα
Υγρά απόβλητα
Αέρια ρύπανση
Ρύπανση εδαφών
Στοιχεία περιβαλλοντικής διαχείρισης
2
Παρ. 1: Όξινη Απορροή Μεταλλείων
2FeS2 + 7O2 + H2O  2Fe2+ + 4SO42- + 4H+
3
Παρ. 2: Απόθεση αποβλήτων
Eurallumina, Sardinia
Highland Valley, BC, Canada
4
Παρ. 3: Αστοχίες φραγμάτων
Aznalcollar, Σεβίλλη, Ισπανία
Baia Mare, Ρουμανία
5
Παρ. 4: Λαύριο
Mining Wastes and
Contaminated Soil
Thoricos
Bay
Kavodokanos
Bodosakis Pyrites
Thoricos
Tailings
Carbonated
and Oxidic
Tailings
Slags
Savoura
Sulfidic
Tailings
Lavrion City
Lavrion Port
Contaminated
Soil
N
0m
5 00 m
6
Παρ. 4β: Λαύριο
7
Παρ. 5: Ρύπανση από βιομηχανικές
εγκαταστάσεις
ΛΑΡΚΟ
Αλουμίνιο της Ελλάδος
8
Παρ. 5: Ρύπανση από βιομηχανικές
εγκαταστάσεις
Χαλυβουργική, Μονάδα Καθαρισμού
Απαερίων Χαλυβουργείου
EAF
9
Παρ. 5: Ρύπανση από βιομηχανικές
εγκαταστάσεις
10
Εισαγωγή
Ιστορικά στοιχεία
Μικρή ή καμία περιβαλλοντική ευαισθησία
Μη ύπαρξη νομοθετικού πλαισίου
Ρύπανση παρακείμενων περιοχών
Διακρατική ρύπανση
Προβλήματα στην υγεία οργανισμών
11
Χαρακτηριστικά μεταλλευτικής –
μεταλλουργικής βιομηχανίας
 Κατεργασία τεράστιων όγκων για παραγωγή μεγάλων
ποσοτήτων μετάλλων
 Μεγάλες ενεργειακές απαιτήσεις
 Πολύπλοκες διεργασίες διαφοροποιούμενες από μέταλλο
σε μέταλλο
 Κύριες περιβαλλοντικές επιπτώσεις:
 Μεγάλες ποσότητες στερεών απορριμμάτων
 Μεγάλες ποσότητες υγρών αποβλήτων
 Μεγάλες ποσότητες αερίων αποβλήτων
 Επικινδυνότητα, τοξικότητα, εκχυλισιμότητα
12
Προϊόντα - Απόβλητα
Χημικά
Αντιδρ. Εμπλουτισμού
Κυανιούχα
Θειικά
Εκρηκτικά
ΜΕΤΑΛ
-ΛΕΙΟ
Μετάλλευμα
ΕΜΠΛΟΥΤΙΣ
ΜΟΣ
Ασβεστόλιθος
Κώκ
Αέρας Οξυγόνο
ΜΕΤΑΛΛΟ
ΥΡΓΙΑ
Συμπυκνωμα
Al
Cu
Pb
Zn
Θειικό οξύ
Ανακ.
Υπερκείμενα
Απορρίμματα
εμπλουτισμού
Σκωρίες και
ξηρά
απόβλητα
3.0
13
Μέγεθος και σημασία προβλήματος
 Μεγάλες ποσότητες μετάλλων – μεγάλοι όγκοι
απορριμμάτων
 Πτωχά μεταλλεύματα
 Τοξικότητα μετάλλων
 Παραπροϊόντα
 Μεγάλη κατανάλωση καυσίμων – ενέργειας
 Αέριοι ρύποι
 Διάφορες περιπτώσεις για κάθε μέταλλο
14
Παγκόσμια παραγωγή μεταλλευμάτων το έτος 1993
(σε εκατομμύρια μετρικούς τόνους)
 466
989
> 45
22
> 130
19
30
0,4
0,0005
52
6,5
33
0,7
Καθαρό
βάρος
μετάλλων
19,8
3,0
9,4
0,002
517,0
2,9
7,2
0,9
 50
0,0005
0,0002
 50
1900
> 219
0,002
3,2
0,04
6,9
1900
> 212
Περιεχόμενο
Μετάλλευμα
μέταλλο (%)
Αλουμίνιο
Χρώμιο
Χαλκός
Χρυσός
Σίδηρος
Μόλυβδος
Μαγγάνιο
Νικέλιο
Ομάδα
λευκοχρύσου
Ουράνιο (1978)
Ψευδάργυρος
106
10
> 2500
Απόβλητα
86
7
> 2490
 466
472
> 42
15
> 129
15
Παγκόσμια παραγωγή μετάλλων
Al : 16 εκ. τόνοι, Fe: 700 εκ. τόνοι
16
Ποσότητα στερεών μεταλλείου Zn =
μετάλλευμα (18) + υπερκείμενα (32)
μετάλλευμα Zn : 3.1% Zn
18 (1.2 Zn)
Από το οποίο
Τέλματα 16 (0.38% Zn ή 0.1
Zn)
Θείο, 0.5
Zn στα καπναέρια
Zn στα
Υπερκείμενα
< 0.1% Zn
Συμπύκνωμα
Zn 2.1
Zn στα τέλματα
 0.1 (Zn)
 8 % απώλειες
Σκωρία
 0.3
Zn στη σκωρία 0.05 (Zn)
Τελικό προϊόν
1 (Zn)
17
Απόρριψη
Μετάλλευμα
Εμπλουτισμός
Συμπυκνωμα
Μεταλλουργία
Μέταλλα
Επανάτηξη
Εξευγενισμός
Scrap
Καθαρά Μέτ
Διαχωρισμός
Μεταλλοτεχνία
απορρίμματα
Εξαρτήματα
Αποσυναρμολόγηση
Συναρμολόγηση
Μη επισκ.
Προϊόντα
Διόρθωση
Χρήση
Βλάβες
18
Ανακύκλωση μετάλλων
Στοιχείο Έτος
Al
Cu
Pb
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
Νέα
Scrap
1134
1077
1043
1034
979
1144
1312
716
788
761
774
682
723
731
52,535
45,274
49,612
48,104
54,970
55,424
60,298
Παλιά
Scrap
852
1045
1011
1359
1522
1612
1632
497
518
537
548
518
555
555
657,532
691,127
841,729
874,093
829,654
860,917
843,262
Σύνολο
1986
2122
2054
2393
2501
2756
2944
1213
1306
1298
1322
1200
1278
1286
710,067
736,401
891,341
922,197
884,624
916,341
903,560
Κατανάλωση
6603
6450
6000
6298
6012
6869
7852
2913
3002
2945
2924
2731
3028
3256
1259,029
1274,477
1384,725
1345,381
1283,474
1325,408
1390,464
Ανακύκλωση
30%
33%
34%
38%
42%
40%
37%
42%
44%
44%
45%
44%
42%
39%
56%
58%
64%
69%
69%
69%
65%
19
Ανακύκλωση μετάλλων
Στοιχείο Έτος
Ni
Sn
Zn
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
Νέα
Scrap
4,604
3,925
2,795
4,035
5,114
4,894
4,453
270
240
230
232
233
234
246
Παλιά
Scrap
11,462
11,350
11,545
13,200
7,982
8,853
7,219
82
97
117
109
120
132
109
Σύνολο
32,331
41,039
52,131
57,367
53,521
55,871
54,702
16,066
15,275
14,340
17,235
13,096
13,747
42,906
352
337
347
341
353
366
355
Κατανάλωση
155,781
159,019
157,103
170,042
156,663
159,373
159,313
59,458
60,955
47,285
53,430
39,606
37,321
11,672
1324
1340
1311
1240
1165
1276
1367
Ανακύκλωση
21%
26%
33%
34%
34%
35%
34%
27%
25%
30%
32%
33%
37%
27%
27%
25%
26%
28%
30%
29%
26%
20
Παραδείγματα παραγωγής στερεών
αποβλήτων στην Ελλάδα
ΜΕΤΑΛΛΕΥΜΑ ή
ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ
ΠΑΡΑΓΩΓΗ
ΧΡΗΣΙΜΟΥ ΥΛΙΚΟΥ
ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΣΤΕΡΕΩΝ
ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ
1. Χρυσούχος
σιδηροπυρίτης
Χαλκιδικής
1 τόνος Au
140.000 τόνοι στερεών
αποβλήτων
2. Εμπλουτισμός χρωμίτη
Βούρινου Κοζάνης
1 τόνος συμπυκνώματος
2 – 4 τόνοι στείρων
3. Επιφανειακή
εκμετάλλευση βωξίτη
1 τόνος μεταλλεύματος
7 – 9 τόνοι υπερκείμενων
στείρων
4. Επιφανειακή
εκμετάλλευση λατερίτη
1 τόνος μεταλλεύματος
7 – 9 τόνοι υπερκείμενων
στείρων
5. Επεξεργασία βωξίτη
1 τόνος Al2O3
1-2 τόνοι ερυθράς ιλύος
6. Επεξεργασία λατερίτη
1 τόνος Ni
Ανω των 100 τόνων
σκωρίας
21
Συγκέντρωση Ni στον λατερίτη
Ni, %
0
5
10
15
20
1,70
1,70
1,60
1,60
1,50
1,50
1,40
1,40
1,30
1,30
1,20
1,20
1,10
1,10
1,00
1,00
0
5
10
15
20
Έτος
22
Κατηγορίες περιβαλλοντικών επιπτώσεων
ανά δραστηριότητα
 ΕΜΠΛΟΥΤΙΣΜΟΣ
 Στερεά απορρίμματα εμπλουτισμού
 Δεν εφαρμόζονται υγρές μέθοδοι ή η υγρασία είναι μικρή
 Μεταφορά και απόθεση με μεταφορικές ταινίες ή φορτηγά
 Χονδρομερές : λιθογόμωση
 Υγρές μέθοδοι με μεγάλη παραμένουσα υγρασία (τέλματα
εμπλουτισμού)
 Τεχνητές λίμνες
 Λεκάνες καθίζησης
 Θάλασσα – λίμνες
 Καθίζηση – Διήθηση και μετά απόθεση
 Υγρά απόβλητα
 Ανακυκλοφορία
 Διάθεση σε υδάτινους αποδέκτες (εφόσον πληρούν τα όρια)
 Σκόνη – Ηχορύπανση – Πτητικές ενώσεις
23
Κατηγορίες περιβαλλοντικών επιπτώσεων ανά
δραστηριότητα
 ΠΥΡΟΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΙΑ
 Αέρια ρύπανση (SO2, CO, χλωριούχες ενώσεις,
πτητικές ενώσεις μετάλλων κλπ.)
 Σκόνη
 Στερεά απορρίμματα (σκωρίες)
 Υγρά απόβλητα
Νερό ψύξης καμίνου
Νερό ψύξης και κοκκοποίησης μετάλλου ή σκωρίας
Νερό έκπλυσης καπναερίων
 Θερμική ρύπανση
 Θόρυβος Ηχορύπανση
24
Κατηγορίες περιβαλλοντικών επιπτώσεων ανά
δραστηριότητα
 ΥΔΡΟΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΙΑ
 Στερεά απορρίμματα
Υπολείμματα κατεργασίας (residues)
Προϊόντα καταβύθισης (jarosite)
 Υγρά απόβλητα
Απόβλητα διεργασιών
25