ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

	ИНФОРМАЦИОННО-
	ТЕХНИЧЕСКИЙ	ИТС
	СПРАВОЧНИК
( (рСу1)	ПО НАИЛУЧШИМ	13—
^	ДОСТУПНЫМ	2016
	ТЕХНОЛОГИЯМ

ПРОИЗВОДСТВО СВИНЦА, ЦИНКА И КАДМИЯ

Москва Бюро НДТ 2016

ИТС 13-2016

Содержание

Введение...............................................................................................................................VI

Краткое содержание справочника..................................................................................VI

Предисловие.........................................................................................................................IX

Область применения.............................................................................................................1

Раздел 1. Общая информация о рассматриваемой отрасли

промышленности...................................................................................................................3

1.1    Цинк.............................................................................................................................3

1.1.1    Общая информация...........................................................................................3

1.1.2    Производство цинка.........................................................................................11

1.1.3    Потребление цинка..........................................................................................13

1.1.4    Основные экологические проблемы...............................................................15

1.2    Кадмий.......................................................................................................................15

1.2.1    Общая информация.........................................................................................15

1.2.2    Производство....................................................................................................16

1.2.3    Потребление.....................................................................................................17

1.2.4    Основные экологические проблемы...............................................................18

1.3    Свинец и олово.........................................................................................................18

1.3.1    Общая информация.........................................................................................18

1.3.2    Основные экологические проблемы отрасли.................................................27

Раздел 2. Процессы производства цинка, свинца и кадмия.............................................28

2.1 Общие производственные процессы......................................................................28

2.1.1    Системы менеджмента....................................................................................28

2.1.2    Энергетический менеджмент и энергоэффективность.................................29

2.1.3    Предварительная обработка, подготовка и транспортировка

сырья..........................................................................................................................32

2.1.4    Размораживание..............................................................................................33

2.1.5    Сушка................................................................................................................33

2.1.6    Дробление, измельчение и грохочение..........................................................34

2.1.7    Приготовление шихты......................................................................................35

2.1.8    Брикетирование, гранулирование, окатывание и другие методы

компактирования.......................................................................................................35

2.1.9    Снятие покрытий и обезжиривание................................................................36

2.1.10    Методы сепарации.........................................................................................37

II

ИНФОРМАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК ПО НАИЛУЧШИМ ДОСТУПНЫМ ТЕХНОЛОГИЯМ

ПРОИЗВОДСТВО СВИНЦА, ЦИНКА И КАДМИЯ

Production of lead, zinc and cadmium

Дата введения — 2017-07-01

Область применения

Настоящий справочник НДТ распространяется на следующие основные виды деятельности:

-    процессы производства первичных и вторичных цинка, свинца и олова;

-    процессы рафинирования свинца;

-процессы переплавки, легирования цинка и свинца с получением товарного продукта (цинк, свинец и сплавы на их основе в слитках);

-    процессы производства кадмия.

Настоящий справочник НДТ распространяется на методы производства как первичных, так и вторичных цинка, свинца, олова и кадмия. Первичные свинец, олово и цинк получают из рудного сырья Вторичное производство цинка включает переработку цинксодержащих продуктов, таких как оцинкованный прокат, продукты из латуни и изделия. полученные с помощью литья под давлением. Вторичное извлечение также осуществляется при плавке оцинкованного стального скрапа в электродуговых печах (ЗДП), в процессе которой цинк возгоняется, улавливается в составе отходящей пыли и извлекается с помощью специальных технологий. Вторичное производство свинца включает переработку различных продуктов, содержащих свинец, например аккумуляторов, листового свинца. Также перерабатываются отходы и побочные продукты других производств: кеки, шламы, пыли и т. д.

Настоящий справочник НДТ также распространяется на процессы, связанные с основными видами деятельности, которые могут оказать влияние на объемы эмиссий и (или) масштабы загрязнения окружающей среды:

-    хранение и подготовка сырья;

-    хранение и подготовка топлива;

-    производственные процессы (пирометаллургические, гидрометаллургические и электролитические);

-    методы предотвращения и сокращения эмиссий и образования отходов;

1

-    хранение и подготовка продукции;

-    производство серной кислоты из отходящих газов цинкового производства.

Настоящий справочник НДТ не распространяется на:

-добычу и обогащение цинковых, свинцовых и полиметаллических руд на месторождениях;

-    вопросы, которые касаются исключительно обеспечения промышленной безопасности или охраны труда.

Вопросы обеспечения промышленной безопасности и охраны труда частично рассматриваются только в тех случаях, когда оказывают влияние на виды деятельности, включенные в область применения настоящего справочника НДТ.

Дополнительные виды деятельности при производстве свинца, цинка и кадмия и соответствующие им справочники НДТ (названия справочников НДТ даны в редакции распоряжения правительства Российской Федерации от 31 октября 2014 г. №2178-р) приведены в таблице ниже.

Вид деятельности	Соответствующий справочник НДТ
Методы очистки сточных вод, направленные на сокращение сбросов металлов в водные объекты	ИТС 8-2016 Очистка сточных вод при производстве продукции (товаров), выполнении работ и оказании услуг на крупных предприятиях
Методы очистки выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух	ИТС 22-2016 Очистка выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух при производстве продукции (товаров), а также при проведении работ и оказании услуг на крупных предприятиях
Хранение и обработка материалов	Сокращение выбросов загрязняющих веществ, сбросов загрязняющих веществ при хранении и складировании товаров (грузов)
Промышленные системы охлаждения. например градирни, пластинчатые теплообменники	ИТС 20-2016 Промышленные системы охлаждения

2

Вид деятельности	Соответствующий справочник НДТ
Обращение с отходами	ИТС 9-2016 Обезвреживание отходов термическим способом (сжигание отходов) ИТС 15-2016 Утилизация и обезвреживание отходов (кроме обезвреживания термическим способом (сжигание отходов)
Выработка пара и электроэнергии на тепловых станциях	Сжигание топлива на крупных установках в целях производства энергии
Вопросы производственноэкологического контроля	ИТС 22.1-2016 Общие принципы производственного экологического контроля и его метрологического обеспечения

В настоящем справочнике НДТ использованы термины и определения в соответствии с [4].

Раздел 1. Общая информация о рассматриваемой отрасли промышленности

1.1    Цинк

1.1.1    Общая информация

Цинк — голубовато-серебристый блестящий металл средней твердости. В сухом воздухе цинк тускнеет, покрываясь тонкой пленкой оксида, защищающей металл от дальнейшего окисления. Металл высокой чистоты пластичен, и его можно прокатывать в листы и фольгу.

Цинк является одним из базовых металлов на Лондонской бирже металлов (ЛБМ). В связи с этим производство цинка основано на стандарте Special High Grade Zinc / цинк особой чистоты (содержание цинка — 99,995 %), определяемом самой ЛБМ В EN 1179:2003 используется обозначение марки Z1, в ASTM В6:07 — LME (Z12002).

В Российской Федерации требования к первичному цинку в чушках и блоках, а также марки цинка установлены в ГОСТ 3640-94 «Цинк. Технические условия». Все отечественные марки цинка предусматривают чистоту металла не менее 97,5 %.

Цинк находится на третьем месте по применению среди цветных металлов после алюминия и меди. Конечное использование цинка охватывает широкий спектр применений, наиболее важное из которых — защита от коррозии поверхностей различного

3

ИТС 13-2016

Месторождение Г еолого-промышленный тип Запасы, млн т Доля в балансовых запасах Российской Федерации, % Среднее содержание цинка в руде, % Добыча в 2013 го ДУ. тыс. т А + В + С1 С2 Кызыл-Т аштыгское (Республика Тыва) Колчеданно полиметаллический 1,1 0.2 2,1 10,19 30,5 ООО «Сибирские цветные металлы» Сардана (Республика Саха (Якутия)) Стратиформный 0 1,9 3,2 10,5 0 ОАО «Гайский ГОК» Гайское (Оренбургская область) Цинково медноколчеданный 1,4 0.2 2,7 0.52 30,7 ОАО «Учалинский ГОК» Ново-Учалинское (Республика Башкортостан) Цинково медноколчеданный 2.1 1 5 2,95 0 Узельгинское (Челябинская область) 1,2 0,07 2,1 2,32 60,7 Учалинское (Република Башкортостан) 0,3 0.02 0,6 4,5 53.8 ООО «Башкирская медь» Подольское (Республика Башкортостан) Цинково медноколчеданный 1,1 0,01 1,8 1,34 0 Юбилейное (Республика Башкортостан) 1 0.03 2,3 1,24 5,1 ООО «Святогор»

Месторождение	Г еолого-промышленный тип	Запасы, млн т		Доля в балансовых запасах Российской Федерации, %	Среднее содержание цинка в руде. %	Добыча в 2013 го ДУ. тыс. т
		А + В + С1	С2
Тарньерское (Свердловская область)	Цинково медноколчеданный	0.2	0	0,4	5,63	12,7
АО «Первая горнорудная компания»
Павловское (Архангельская область)	Стратиформный	0,06	1,96	3,3	6,61	0
ЗАО «Ормет»
Джусинское1* (Оренбургская область)	Цинково медноколчеданный	81. 9 тыс. т2>			0,91 %	2,43)
Весенне- Аралчинское (Оренбургская обл./Казахстан)	Цинково медноколчеданный	129,7 тыс. т4*			1,88%	0
ОАО «Александрийская ГР К»
Александрийское (Челябинская область)	Цинково медноколчеданный	2,8 тыс. т1)			2,84 %	16.92)

’’Данные УГМК на 01.01.2016 (данные главного геолога технической дирекции ООО «УГМК-Холдинг»),

²⁾ Данные УГМК на 01.01.2016 (данные главного геолога технической дирекции ООО «УГМК-Холдинг»).

^Государственный доклад Правительства Оренбургской области «О состоянии и об охране окружающей среды Оренбургской области в 2014 году».

⁴⁾ Данные УГМК на 01.01.2016 (данные главного геолога технической дирекции ООО «УГМК-Холдинг»),

6

ИТС 13-2016

2.1.11 Системы транспортировки и загрузки...........................................................37

2.2    Производство цинка и кадмия.................................................................................38

2.2.1    Производство первичного цинка.....................................................................38

2.2.2    Гидрометаллургический способ получения цинка.........................................39

Прямое выщелачивание...........................................................................................45

2.2.3    Производство вторичного цинка.....................................................................54

2.2.4    Процессы плавления, легирования и литья цинка........................................63

2.3    Кадмий.......................................................................................................................65

2.3.1    Получение кадмия в рамках процессов производства

первичного цинка......................................................................................................65

2.3.2    Производство вторичного кадмия, в основном извлеченного из

аккумуляторных батарей..........................................................................................71

2.4    Производство свинца и олова.................................................................................73

2.4.1    Применяемые процессы и методы.................................................................73

2.4.2    Плавка первичного свинца..............................................................................74

2.4.3    Спекание/плавка в шахтной Imperial Smelting печах.....................................74

2.4.4    Прямая плавка..................................................................................................75

Ausmelt / ISASMELT..................................................................................................78

Электроплавка...........................................................................................................81

2.4.5    Первичное олово..............................................................................................81

2.4.6    Производство вторичного свинца и олова.....................................................90

Переработка в шахтной печи...................................................................................90

Механические процессы разделки аккумуляторных батарей для последующей плавки................................................................................................91

2.4.7    Рафинирование первичного и вторичного свинца и олова.........................121

2.4.8    Плавление и производство свинцовых сплавов..........................................124

2.5    Производство других металлов (In, Ge, Ga).........................................................124

Раздел 3. Существующие уровни потребления ресурсов и эмиссий в

окружающую среду............................................................................................................125

3.1 Производство цинка и кадмия...............................................................................125

3.1.1    Расход материальных ресурсов...................................................................125

3.1.2    Расход энергии...............................................................................................130

3.1.3    Выбросы в атмосферу...................................................................................134

3.1.4    Сбросы в водные объекты.............................................................................143

3.1.5    Остаточные продукты технологических    процессов.....................................148

3.2 Производство свинца и олова...............................................................................152

3.2.1    Энергия...........................................................................................................154

3.2.2    Выбросы в атмосферу...................................................................................155

3.2.3    Диоксид серы и другие соединения серы.....................................................159

3.2.4    Оксиды азота..................................................................................................160

3.2.5    Пыль и металлы.............................................................................................160

3.2.6    Органические соединения (VOCs, PCDD/F) и    СО........................................163

3.2.7    Сбросы в воду................................................................................................163

3.2.8    Сточные воды от газоочистки........................................................................164

3.2.9    Сточные воды от восстановления аккумуляторных батарей......................165

3.2.10    Промежуточные продукты...........................................................................167

3.2.11    Пирометаллургические шлаки и отходы....................................................168

3.2.12    Пластмассы от обработки аккумуляторных батарей.................................172

Раздел 4. Определение наилучших доступных технологий...........................................174

Раздел 5. Наилучшие доступные технологии..................................................................177

Раздел 6. Экономические аспекты применения наилучших доступных

технологий..........................................................................................................................205

6.1    Факторы, влияющие на данные по затратам при производстве

свинца, олова, цинка и кадмия....................................................................................205

6.2    Примеры инвестиционных затрат по заводам по производству цинка..............208

6.3    Примеры инвестиционных затрат по заводам по производству

свинца............................................................................................................................211

6.4    Данные о затратах на природоохранные мероприятия.......................................212

Раздел 7. Перспективные технологии..............................................................................214

7.1    Производство цинка...............................................................................................214

7.2    Производство свинца.............................................................................................215

Процесс QSL............................................................................................................216

Kaldo-лроцесс..........................................................................................................218

Пирометаллургические процессы в стадии разработки.......................................219

КЭПАЛ-ЖВ и КЭПАЛ процессы..............................................................................219

Низкотемпературные процессы.............................................................................225

Щелочная плавка металлической фракции от разделки

аккумуляторных батарей........................................................................................226

Переработка оксисульфатной фракции в содово-солевом расплаве.................227

Электротермическая плавка в расплаве карбонатов...........................................228

IV

ИТС 13-2016

Заключительные положения и рекомендации.................................................................233

Приложение А (обязательное) Сфера распространения настоящего

справочника НДТ...............................................................................................................237

Приложение Б (обязательное) Перечень маркерных веществ и

технологических показателей...........................................................................................238

Приложение В (обязательное) Перечень НДТ................................................................242

Приложение Г Энергоэффективность..............................................................................246

Библиография....................................................................................................................251

V

ИТС 13-2016

Введение

Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям (далее— справочник НДТ) «Производство свинца, цинка и кадмия» разработан на основании анализа распространенных в Российской Федерации и перспективных технологий, оборудования, сырья, других ресурсов с учетом климатических, экономических и социальных особенностей Российской Федерации

В соответствии с положениями Федерального закона от 10 января 2002 г. № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды» [1] объекты, оказывающие воздействие на окружающую среду, подразделяются на четыре категории Производство цинка, свинца и кадмия включено в I категорию и отнесено к областям применения наилучших доступных технологий (НДТ). Профильные предприятия рассматриваются как объекты, деятельность которых оказывает значительное негативное воздействие на окружающую среду и которые обязаны получать комплексные экологические разрешения на осуществление своей деятельности. Общая цель комплексного подхода к экологическому нормированию хозяйственной деятельности заключается в совершенствовании регулирования и контроля производственных процессов с целью обеспечения высокого уровня защиты окружающей среды. Хозяйствующие субъекты должны принимать все необходимые предупредительные меры, направленные на предотвращение загрязнения окружающей среды и рациональное использование ресурсов, в частности посредством внедрения НДТ, которые дают возможность обеспечить выполнение экологических требований.

Термин «наилучшие доступные технологии» определен в статье 1 Федерального закона № 7-ФЗ [1], согласно которому НДТ — это технология производства продукции (товаров), выполнения работ, оказания услуг, определяемая на основе современных достижений науки и техники и наилучшего сочетания критериев достижения охраны окружающей среды при условии наличия технической возможности ее применения.

Структура настоящего справочника НДТ соответствует ПНСТ 21—2014 [2], формат описания технологий — ПНСТ 23—-2014 [3], термины приведены в соответствии с ПНСТ 22—2014 [4].

Краткое содержание справочника

Введение. Представлено краткое содержание справочника НДТ.

ИТС 13-2016

Предисловие. Указана цель разработки справочника НДТ. его статус, законодательный контекст, краткое описание процедуры создания в соответствии с установленным порядком, а также взаимосвязь с аналогичными международными документами.

Область применения. Описаны основные виды деятельности, на которые распространяется действие справочника НДТ

В разделе 1 представлена информация о состоянии и уровне развития в Российской Федерации производства свинца, олова, цинка и кадмия по основным переделам. Также в разделе 1 приведен краткий обзор экологических аспектов производства свинца, олова, цинка и кадмия.

В разделе 2 представлены сведения о технологических процессах, применяемых при:

-    производстве свинца, олова, цинка и кадмия из первичного и вторичного сырья;

-    производстве сплавов и полуфабрикатов;

-    вспомогательных производственных процессах.

В разделе 3 дана оценка потребления энергоресурсов и уровней эмиссий в окружающую среду, характерных для производства свинца, цинка и кадмия в Российской Федерации.

Раздел подготовлен на основе данных, представленных предприятиями Российской Федерации в рамках разработки справочника НДТ, а также различных литературных источников.

В разделе 4 описаны особенности подходов, примененных при разработке данного справочника НДТ и в целом соответствующих Правилам определения технологии в качестве наилучшей доступной технологии, а также разработки, актуализации и опубликования информационно-технических справочников по наилучшим доступным технологиям (утверждены постановлением Правительства Российской Федерации от 23 декабря 2014 г. № 1458) и Методическим рекомендациям по определению технологии в качестве наилучшей доступной технологии (утверждены приказом Министерства промышленности и торговли Российской Федерации от 31 марта 2015 г. № 665).

В разделе 5 приведено краткое описание НДТ для производства свинца, цинка и кадмия, включая:

-    системы экологического и энергетического менеджмента, контроля и мониторинга технологических процессов;

-    технические и технологические решения для повышения энергоэффективности, ресурсосбережения, снижения эмиссий загрязняющих веществ, методы обращения с отходами и побочными продуктами производства.

VII

В разделе 6 приведены доступные сведения об экономических аспектах реализации НДТ на предприятиях Российской Федерации.

В разделе 7 приведены краткие сведения о новых технологических и технических решениях (не применяемых в России на момент подготовки справочника НДТ), направленных на повышение энергоэффективности, ресурсосбережения, снижение эмиссий загрязняющих веществ, эффективное обращение с отходами, промежуточными и побочными продуктами.

Заключительные положения и рекомендации. Приведены сведения о членах технической рабочей группы, принимавших участие в разработке справочника НДТ. Рекомендации предприятиям по дальнейшим исследованиям экологических аспектов их деятельности.

Библиография. Приведен перечень источников информации, использованных при разработке справочника НДТ

VIII

ИТС 13-2016

Предисловие

Цели, основные принципы и порядок разработки настоящего справочника НДТ установлены постановлением Правительства Российской Федерации от 23 декабря 2014 г. № 1458 «О порядке определения технологии в качестве наилучшей доступной технологии, а также разработки, актуализации и опубликования информационнотехнических справочников по наилучшим доступным технологиям» [5].

1    Статус документа

Настоящий справочник НДТ является документом по стандартизации

2    Разработчик

Настоящий справочник НДТ разработан технической рабочей группой № 13 (ТРГ 13) «Производство свинца, цинка и кадмия», созданной приказом Росстандарта от 4 марта 2016 г № 227. Перечень организаций и их представителей, принимавших участие в разработке настоящего справочника НДТ, приведен в разделе «Заключительные положения и рекомендации».

Настоящий справочник НДТ представлен на утверждение Бюро наилучших доступных технологий (далее — Бюро НДТ) (www.burondt.ru).

3    Краткая характеристика

Настоящий справочник НДТ содержит описание применяемых при производстве свинца, цинка и кадмия технологических процессов, оборудования, технических способов, методов, в том числе позволяющих снизить эмиссии в окружающую среду, водо-потребление, повысить энергоэффективность, обеспечить экономию ресурсов. Из числа описанных технологических процессов, технических способов, методов выделены решения, отнесенные к наилучшим доступным технологиям (НДТ). В настоящем справочнике НДТ установлены технологические показатели, соответствующие выделенным НДТ.

4    Взаимосвязь с международными, региональными аналогами

Настоящий справочник НДТ разработан на основе европейского справочника НДТ для предприятий цветной металлургии (Best Available Techniques (ВАТ) Reference Document for the Non-Ferrous Metals Industries) с учетом особенностей производства свинца, цинка и кадмия в Российской Федерации

5    Сбор данных

Информация о технологических процессах, технических способах, методах, применяемых при производстве свинца, цинка и кадмия в Российской Федерации, была

IX

собрана в процессе разработки настоящего справочника НДТ в соответствии с Порядком сбора данных, необходимых для разработки информационно-технического справочника по наилучшим доступным технологиям и анализа приоритетных проблем отрасли, утвержденным приказом Росстандарта от 23 июля 2015 г. № 863.

6    Взаимосвязь с другими справочниками НДТ

Взаимосвязь настоящего справочника НДТ с другими справочниками НДТ. разрабатываемыми в соответствии с распоряжением Правительства от 31 октября 2014 г. № 2178-р. приведена в разделе «Область применения».

7    Информация об утверждении и введении в действие

Настоящий справочник НДТ утвержден приказом Росстандарта от 15 декабря 2016 г. № 1889

Настоящий справочник НДТ введен в действие с 1 июля 2017 г., официально опубликован в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru).

X