ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΙΙ Β. Η σημασία του περιβάλλοντος στη Μεταλλουργία και Τεχνολογία Υλικών

1

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΙΙ

Β. Η σημασία του περιβάλλοντος στηΜεταλλουργία και Τεχνολογία Υλικών

(7ο εξάμηνο Μηχανικών Μεταλλείων – Μεταλλουργών ΕΜΠ)

Άνθιμος ΞενίδηςΔρ. Μηχανικός Μεταλλείων - Μεταλλουργός

2

Περιεχόμενα μαθήματος

Σημαντικά περιβαλλοντικά προβλήματα στη Μεταλλουργία και Τεχνολογία Υλικών

Είδη ρύπανσης – Τεχνικές αντιμετώπισηςΣτερεά απόβληταΥγρά απόβληταΑέρια ρύπανσηΡύπανση εδαφών

Στοιχεία περιβαλλοντικής διαχείρισης

3

Παρ. 1: Όξινη Απορροή Μεταλλείων

2FeS2FeS22 + 7O + 7O22 + H + H22O O 2Fe 2Fe2+2+ + 4SO + 4SO442-2- + +

4H4H++

4

Παρ. 2: Απόθεση αποβλήτων

Eurallumina, SardiniaEurallumina, Sardinia

Highland Valley, BC, Highland Valley, BC, CanadaCanada

5

Παρ. 3: Αστοχίες φραγμάτων

Aznalcollar, Aznalcollar, Σεβίλλη, Σεβίλλη,

Ισπανία Ισπανία

Baia Mare, Baia Mare, ΡουμανίαΡουμανία

6

Παρ. 4: Λαύριο

0 m 5 0 0 m

N

Mining Wastes and Contaminated Soil

Carbonated and Oxidic Tailings

Slags

Sulfidic Tailings

Contaminated Soil

Thoricos Bay

Kavodokanos

Thoricos Tailings

Savoura

Bodosakis Pyrites

Lavrion Port

Lavrion City

7

Παρ. 4β: Λαύριο

8

Παρ. 5: Ρύπανση από βιομηχανικές εγκαταστάσεις

Αλουμίνιο της Αλουμίνιο της

ΕλλάδοςΕλλάδος

ΛΑΡΚΟΛΑΡΚΟ

9


Χαλυβουργική, Μονάδα Χαλυβουργική, Μονάδα

Καθαρισμού Απαερίων Καθαρισμού Απαερίων

ΧαλυβουργείουΧαλυβουργείου

EAFEAF

10


11

Εισαγωγή

Ιστορικά στοιχείαΜικρή ή καμία περιβαλλοντική ευαισθησίαΜη ύπαρξη νομοθετικού πλαισίου

Ρύπανση παρακείμενων περιοχώνΔιακρατική ρύπανση

Προβλήματα στην υγεία οργανισμών

12

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

13

Προϊόντα - Απόβλητα

ΧημικάΑντιδρ. ΕμπλουτισμούΚυανιούχαΘειικά

Εκρηκτικά

Υπερκείμενα Απορρίμματα εμπλουτισμού

Συμπυκνωμα

ΑσβεστόλιθοςΚώκ

Αέρας -Οξυγόνο

ΜΕΤΑΛ-ΛΕΙΟ

ΕΜΠΛΟΥΤΙΣΜΟΣ

ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΙΑ

Σκωρίες και ξηρά

απόβλητα3.0

Θειικό οξύ

Μετάλλευμα

Ανακ.

AlCuPbZn

14

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

15

Παγκόσμια παραγωγή μεταλλευμάτων το έτος 1993(σε εκατομμύρια μετρικούς τόνους)

Μετάλλευμα Περιεχόμενο μέταλλο (%)

Καθαρό βάρος

μετάλλων Απόβλητα

Αλουμίνιο 106 19 19,8 86

Χρώμιο 10 30 3,0 7

Χαλκός > 2500 0,4 9,4 > 2490

Χρυσός 466 0,0005 0,002 466

Σίδηρος 989 52 517,0 472

Μόλυβδος > 45 6,5 2,9 > 42

Μαγγάνιο 22 33 7,2 15

Νικέλιο > 130 0,7 0,9 > 129

Ομάδα λευκοχρύσου

50 0,0005 0,0002 50

Ουράνιο (1978) 1900 0,002 0,04 1900

Ψευδάργυρος > 219 3,2 6,9 > 212

16

Παγκόσμια παραγωγή μετάλλων

Al : 16 εκ. τόνοι, Fe: 700 εκ. τόνοι

17

Ποσότητα στερεών μεταλλείου Zn = μετάλλευμα (18) + υπερκείμενα (32)

μετάλλευμα Zn : 3.1% Zn18 (1.2 Zn)

Από το οποίοΤέλματα 16 (0.38% Zn ή 0.1

Zn)

Zn στα Υπερκείμενα

< 0.1% Zn

Zn στα τέλματα 0.1 (Zn)

8 % απώλειες

Zn στη σκωρία 0.05 (Zn)

Σκωρία 0.3 Τελικό προϊόν

1 (Zn)

Zn στα καπναέρια

Θείο, 0.5

Συμπύκνωμα Zn 2.1

18

Μετάλλευμα

Εμπλουτισμός

Μεταλλουργία

Εξευγενισμός

Μεταλλοτεχνία

Συναρμολόγηση

Χρήση

Επανάτηξη

Διαχωρισμός

Αποσυναρμολόγηση

Διόρθωση

Απόρριψη

Συμπυκνωμα

Μέταλλα

Καθαρά Μέτ

Εξαρτήματα

Προϊόντα

Βλάβες

Μη επισκ.

απορρίμματα

Scrap

19

Ανακύκλωση μετάλλων

Στοιχείο Έτος Νέα Scrap

Παλιά Scrap

Σύνολο Κατανάλωση Ανακύκλωση

1987 1134 852 1986 6603 30% 1988 1077 1045 2122 6450 33% 1989 1043 1011 2054 6000 34% 1990 1034 1359 2393 6298 38% 1991 979 1522 2501 6012 42% 1992 1144 1612 2756 6869 40%

Al

1993 1312 1632 2944 7852 37% 1987 716 497 1213 2913 42% 1988 788 518 1306 3002 44% 1989 761 537 1298 2945 44% 1990 774 548 1322 2924 45% 1991 682 518 1200 2731 44% 1992 723 555 1278 3028 42%

Cu

1993 731 555 1286 3256 39% 1987 52,535 657,532 710,067 1259,029 56% 1988 45,274 691,127 736,401 1274,477 58% 1989 49,612 841,729 891,341 1384,725 64% 1990 48,104 874,093 922,197 1345,381 69% 1991 54,970 829,654 884,624 1283,474 69% 1992 55,424 860,917 916,341 1325,408 69%

Pb

1993 60,298 843,262 903,560 1390,464 65%

20

Ανακύκλωση μετάλλωνΣτοιχείο Έτος Νέα

Scrap Παλιά Scrap

Σύνολο Κατανάλωση Ανακύκλωση

1987 32,331 155,781 21% 1988 41,039 159,019 26% 1989 52,131 157,103 33% 1990 57,367 170,042 34% 1991 53,521 156,663 34% 1992 55,871 159,373 35%

Ni

1993 54,702 159,313 34% 1987 4,604 11,462 16,066 59,458 27% 1988 3,925 11,350 15,275 60,955 25% 1989 2,795 11,545 14,340 47,285 30% 1990 4,035 13,200 17,235 53,430 32% 1991 5,114 7,982 13,096 39,606 33% 1992 4,894 8,853 13,747 37,321 37%

Sn

1993 4,453 7,219 42,906 11,672 27% 1987 270 82 352 1324 27% 1988 240 97 337 1340 25% 1989 230 117 347 1311 26% 1990 232 109 341 1240 28% 1991 233 120 353 1165 30% 1992 234 132 366 1276 29%

Zn

1993 246 109 355 1367 26%

21

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

22

Συγκέντρωση Ni στον λατερίτη

1,00

1,10

1,20

1,30

1,40

1,50

1,60

1,70

0 5 10 15 20

Έτος

Ni,

%

1,00

1,10

1,20

1,30

1,40

1,50

1,60

1,70

0 5 10 15 20

23

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 απόβληταΑνακυκλοφορίαΔιάθεση σε υδάτινους αποδέκτες (εφόσον πληρούν τα όρια)

Σκόνη – Ηχορύπανση – Πτητικές ενώσεις

24


ΠΥΡΟΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΙΑΑέρια ρύπανση (SO2, CO, χλωριούχες ενώσεις,

πτητικές ενώσεις μετάλλων κλπ.)ΣκόνηΣτερεά απορρίμματα (σκωρίες)Υγρά απόβλητα

Νερό ψύξης καμίνουΝερό ψύξης και κοκκοποίησης μετάλλου ή σκωρίαςΝερό έκπλυσης καπναερίων

Θερμική ρύπανσηΘόρυβος Ηχορύπανση

25


ΥΔΡΟΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΙΑΣτερεά απορρίμματα

Υπολείμματα κατεργασίας (residues)Προϊόντα καταβύθισης (jarosite)

Υγρά απόβλητα Απόβλητα διεργασιών

Documents

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΙΙ Β. Η σημασία του περιβάλλοντος στη Μεταλλουργία και Τεχνολογία Υλικών