Раздел 3. Текущие уровни эмиссии в окружающую среду

Раздел 3. Текущие уровни эмиссии в окружающую среду

3.1 Открытая добыча железных руд

Работа любого горно-металлургического предприятия, ведущего добычу полезных ископаемых открытым способом (подавляющее количество месторождений железосодержащих руд обрабатывается именно открытым способом), сопровождается (см. рисунок 3.1):

- разрушением почвенного покрова; изменением/уничтожением естественных ландшафтов, уничтожением местообитаний;

- запыленностью и загазованностью атмосферы при производстве массовых взрывов в карьере, выполнении погрузочных и транспортных работ, первичном дроблении руды, при ветровой эрозии на сухих незакрепленных пляжах хвостохранилищ и шламохранилищ;

- негативным влиянием на гидросферу в связи с забором воды из водоемов, сбросом в них сточных вод (шахтный и карьерный водоотлив, сточные воды от обогащения); выпадением загрязненных осадков и пыли из атмосферы; изменением уровня подземных вод в результате осушения горных выработок;

- загрязнением земель, почв, недр и т.п., в том числе из-за образования и размещения отходов вскрышных и вмещающих пород, отходов обогащения;

- физическими воздействиями - шумом и вибрацией при эксплуатации техники и ведении буровзрывных работ.

Данные по основным потокам и эмиссиям при открытой разработке железорудных месторождений приведены в таблице 3.2. Основные факторы воздействия на окружающую среду в процессах добычи и обогащения железных руд приведены в таблице 3.16.

Характеристика эмиссий

Выбросы в атмосферный воздух

Степень экологической опасности предприятий горно-металлургического цикла во многом определяется их геохимическим воздействием на атмосферный воздух (см. рисунок 3.2). Загрязнение атмосферного воздуха газами и пылевыми выбросами происходит при буровзрывных, погрузочно-разгрузочных работах; при дроблении руды и ее переделе; а также при пылении отвалов, хвостохранилищ, складов готовой продукции и т.д. При этом наиболее весомый вклад в валовое загрязнение атмосферы горнопромышленного района вносят периодически осуществляемые в карьерах массовые взрывы с большой мощностью зарядов. Они загрязняют воздух мелкодисперсной пылью, аэрозолями и газами. Хотя количество пылевых выбросов достаточно мало по сравнению с объемами отходов вскрышных и вмещающих пород, пылевые выбросы являются наиболее опасными для человека отходами на горнодобывающих предприятиях. Наиболее неблагоприятными по признаку выхода пыли являются буровзрывные работы. При открытой добыче железных руд дробление скальных пород при помощи взрывов сопровождается образованием пыли в количестве 45-110 г/т руды, а ее дальнейшая переработка в карьере связана с дополнительным выделением пыли в количествах 50-150 г/т [1].

Рисунок 3.1 - Основные источники и виды загрязнения атмосферы при производстве открытых горных работ [2]

Средние многолетние газопылевые выбросы Лебединского и Стойленского ГОКов оцениваются примерно в 30 тыс. т/год. При массовом взрыве основная масса пыли и газов объемом  250 млн м³ выбрасывается на высоту до 600 м и не распространяется далеко за контуры карьеров. В условиях добычи железной руды открытым способом взрывные работы приводят к образованию пылевого облака. При скорости ветра  3 м/с основное количество пыли выпадает вблизи карьера (400-500 мг/м²). За год выпадает до 1000 кг/га, загрязнение окружающей среды отмечается в зоне 0-10 км от карьера [3]. Данные по содержанию пыли и загрязняющих веществ в атмосфере карьеров после массовых взрывов приведены в таблице 3.1.

Рисунок 3.2 - Состав выбросов горно-обогатительного комбината

Таблица 3.1 - Содержание пыли и загрязняющих веществ в атмосфере карьеров после массовых взрывов [2]

Место отбора проб	Кол-во одновременно взрываемого ВВ, т	Максимальная концентрация после взрыва*, %
		СО	СО2	NO + NO2	Пыль, мг/м3
В пылегазовом облаке	50-300	0,1-0,15	6-10	0,01-0,03	510-4250
	1500-3200	0,66-1,38	Н. д.	0,16-1,42	27000
На рабочем горизонте	50-350	0,06-0,1	0,5-0,8	Следы	0,8-2,0
В траншее	50-200	0,2-0,1	07-1,0	Следы	0,5-2,5
Во взорванной горной массе на глубине до 10 м	50-200	0,25-5,0	8-9	0,003-0,025	Н. д.
	1500-3200	0,2-0,69	Н. д.	Н. д.	Н. д.
* В пылегазовом облаке через 40-60 с, в остальных местах - через 60 мин. Н. д. - нет данных.

Таблица 3.2 - Основные потоки и эмиссии при открытой разработке железорудных месторождений

Входной поток	Этап процесса (подпроцесс)	Выходной поток	Основное технологическое оборудование	Эмиссии
Снятие плодородного слоя почвы
ГСМ	Подготовка территории (уборка древесины, корчевка пней) Срезка, транспортировка и размещение в бурты почвы	Площади для производства горных работ Бурты	Бульдозеры Скреперы Автосамосвалы	Пыль Выбросы ЗВ от технологического оборудования
Вскрышные работы
Электроэнергия ГСМ	Экскавация вскрышных пород Погрузка вскрышных пород в транспорт Откачка воды	Вскрытые фронта руды Вскрышные породы	Экскаваторы Погрузчики	Пыль Выбросы ЗВ от технологического оборудования Вскрышные породы Дренажная вода
Буровзрывные работы
Электроэнергия ГСМ Взрывчатые вещества техническая вода	Бурение скважин; Зарядка скважин ВВ Взрывание	Взорванная горная масса	Буровые станки Зарядные машины	Пыль Выбросы ЗВ от технологического оборудования Выбросы ЗВ от взрывных работ
Добыча руды
Электроэнергия ГСМ	Экскавация руды Погрузка руды в транспорт Откачка воды	Руда	Экскаваторы Погрузчики	Пыль Выбросы ЗВ от технологического оборудования Сточные воды
Транспортировка
Электроэнергия ГСМ	Погрузка руды в транспорт Перевозка руды	Руда	Технологический транспорт	Пыль Выбросы ЗВ от технологического оборудования
Первичное дробление
Электроэнергия ГСМ	Разгрузка руды в бункер дробилки Дробление Транспортировка конвейерным транспортом Складирование дробленой руды в буферные склады	Дробленая руда	Технологический транспорт Дробильное оборудование Конвейерный транспорт Складское оборудование	Пыль Выбросы ЗВ от технологического оборудования
Складирование отвальных пород
Электроэнергия ГСМ	Транспортировка вскрышных пород в отвалы Складирование вскрышных пород в отвалы Откачка воды	Вскрышные породы Отвалы	Технологический транспорт Бульдозеры Экскаваторы	Пыль Выбросы технологического оборудования Вскрышные породы Сточные воды

Снижение пылегазовыделений при производстве взрывных работ достигается путем осуществления технологических и инженерно-технических мероприятий. К технологическим мероприятиям относят способы управления действием взрыва:

- взрывание высоких уступов (более 30 м), что позволяет уменьшить высоту подъема пылегазового облака в 1,2-1,3 раза по сравнению с взрыванием обычных уступов;

- взрывание в зажатой среде с шириной буферного слоя в 20-30 м, что резко сокращает объем пылегазового облака;

- рассредоточение заряда, что увеличивает полезную часть энергии до 19 %-24 %, и способствует уменьшению объема переизмельчения пород за счет сокращения радиуса зоны пластических деформаций.

В целях сокращения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при производстве взрывных работ предусматриваются следующие мероприятия:

- применение взрывчатых веществ с кислородным балансом, близким к нулю;

- орошение подготовленных к взрыву участков и прилегающей к ним зоны и зоны выпадения пыли;

- орошение взорванной горной массы после взрывов;

- производство взрывов в часы максимальной ветровой активности;

- применение гидрозабойки - размещения по рядам над устьем скважин полиэтиленовых рукавов диаметром 900 мм, а также непосредственно внутрь скважины;

- применение устройств подачи рукава в скважину.

С целью снижения количества выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при разработке и эксплуатации карьеров (см. таблицу 3.3) предусматриваются следующие мероприятия:

- предварительное увлажнение горной массы в массиве;

- увлажнение разрыхленной горной массы в развале и на складах осуществляется в основном с использованием передвижных установок. Увлажнение горной массы, с одновременной интенсификацией ее дегазации после взрыва, происходит с использованием передвижных вентиляционно-оросительных установок, при этом наряду со снижением пылеобразования эта схема позволяет в 3-4 раза сократить время простоя оборудования после проведения массового взрыва. Увлажнение горной массы, при перегрузке ее и при погрузке на складах, осуществляется с использованием стационарных оросительных установок;

- пылеулавливание на экскаваторах в местах перегрузки горной массы с использованием аспирационных систем, состоящих из укрытий и пылеулавливающих установок. Для пылеподавления при работе роторных экскаваторов применяется система пылеотсоса и осаждения пыли с помощью орошения или в специальных пылеосадителях. Пылеподавление при работе экскаваторов, бульдозеров, скреперов, одноковшовых погрузчиков осуществляется орошением горной массы с помощью самоходных гидромониторных установок на базе автомашин с заполненными водой цистернами, обеспечивающих орошение забоев как с верхней, так и с нижней площадок уступов;

- полив автодорог;

- установка на выхлопных трубах работающей техники каталитических нейтрализаторов, обеспечивающих снижение выбросов CO на 86 %, углеводородов - на 30 %; NO_x - на 50 %;

- ежемесячная регулировка двигателей внутреннего сгорания машин и механизмов.

Таблица 3.3 - Показатели сдувания пыли с пылящих поверхностей при открытых горных работах [2]

Объект пыления		Характеристика объекта	Удельное сдувание пыли (мг/м2*с) при скоростях ветра (м/с)
			До 4		6-8		10
Поверхность породных отвалов	Свеженасыпанный			10		9		15
	Через 3 мес. после насыпки			0,6		5		8
Поверхность хвостохранилищ	Хвосты c влажностью 2 %-4 %			2,8		1300		400
	Хвосты c влажностью 4 %-6 %			1,8		35		60
	Хвосты c влажностью 8 %-10 %			1,2		12		25

Для поливки и орошения чаще всего применяют воду и пену, а также для пылеподавления применяют неионогенные водные дисперсии акрилового сополимера, образующего на поверхности полимерную пленку. Средство обработки покрытия дорог выбирают в зависимости от времени года и климатических условий.

Основными источниками пыления ГОКов являются объекты циклично-поточной технологии транспортирования пустой породы и хвостохранилища. В целях пылеподавления на хвостохранилищах пылящие поверхности пропитывают битумной эмульсией, орошают водой или обрабатывают пылесвязующим средством и другими закрепляющими растворами (пляжи, забои дамб хвостохранилища при L < 30 м). Дороги покрывают бишофитом.

Сточные воды

Сточные воды карьеров формируются в основном из карьерных, дренажных и атмосферных сточных вод. В процессе осушения месторождения и откачки воды из карьера происходит, кроме количественного истощения запасов подземных вод, загрязнение водных объектов веществами, содержащимися в откачиваемых из карьера сточных водах, в первую очередь - взвешенными веществами, представленными частицами полезного ископаемого и вмещающих пород разной крупности.

При использовании гидравлических способов разработки и переработки полезных ископаемых значительных объемов достигают технологические сточные воды.

При разработке месторождений производство горных работ может сопровождаться комплексом гидрогеологических и инженерно-геологических явлений, которые в большинстве случаев оказывают отрицательное влияние на естественные гидрогеологические условия - изменяются условия питания, движения и разгрузки подземных вод, приводящие к формированию глубоких и достаточно больших по площади депрессионных воронок, что ведет к широкому взаимодействию водопонизительных систем с водозаборами подземных вод, к нарушению режима малых рек, озер и других небольших водоемов. В ряде случаев происходит деформация поверхности земли под влиянием глубоких водопонизительных и водоотливных работ, образуются мульды оседания поверхности и провалы на поверхности земли - в результате процессов суффозии, а в некоторых случаях происходит выщелачивание легкорастворимых пород.

Производство открытых горных работ приводит к снижению уровня грунтовых вод. Депрессионные воронки вокруг глубоких карьеров, подсекающих все водоносные горизонты, распространяются на десятки километров. Изменение условий питания подземных вод может привести к длительным изменениям их качества.

Технические мероприятия по охране природных вод включают:

- мероприятия предохранительного характера, направленные на сохранение запасов, режимов и качества поверхностных и подземных вод;

- мероприятия восстановительного характера, включающие рациональное водопользование, очистку и возврат вод в поверхностные водоемы и водотоки, подземные горизонты.

Так, на Лебединском ГОК потребности в воде на 98,8 % осуществляются за счет повторного ее использования. Речная вода используется только на компенсацию испарения и фильтрационных потерь в хвостохранилище [2].

Истощение водных ресурсов и их загрязнение могут быть существенно уменьшены за счет создания надежной водозащиты карьера от подземных и поверхностных вод с помощью следующих мероприятий:

- защита от поверхностных вод путем перехвата склонового стока, экранирования или переноса русел водотоков и отвода вод из водоемов;

- защита от подземных вод с помощью дренажных и барражных сооружений с целью заблаговременного снижения уровня подземных вод до допустимых величин;

- регулирование стока и откачка карьерных вод, образующихся за счет статических запасов, "проскока" динамического потока подземных вод и атмосферных осадков;

- очистка и отвод воды за пределы технической границы карьера или зоны влияния его на режим подземных и поверхностных вод;

- сбор карьерных и поверхностных вод в пруды отстойники, с частичным использованием в технологии (полив карьерных дорог, заправка буровых станков).

В качестве инженерных способов снижения притоков воды в горные выработки могут быть использованы гидрозавесы, пневмозавесы, противофильтрационные завесы (барражи) и др.

Отходы производства

Железосодержащие техногенные отходы на различных горно-обогатительных комбинатах составляют значительные объемы [4]:

- АО "Олкон" - 380 млн т техногенных отходов;

- ОАО "Ковдорский ГОК" - 104,2 млн т отходов в спецотвалах охранного складирования;

- ОАО "Тейское рудоуправление" - 21,2 млн т;

Являясь важным резервом получения дополнительных объемов минерального сырья, техногенные образования (месторождения), включающие все виды промышленных отвалов, шламо- и шлакохранилища, места разового складирования отходов, в последнее время привлекают к себе все больше внимание не только из-за своей ресурсной ценности, но также из-за необходимости их ликвидации как мощных источников загрязнения окружающей среды в районе своего расположения. Поэтому увеличение объемов их утилизации является актуальной проблемой.

Серьезной проблемой всех горно-обогатительных предприятий, имеющих намывные хвостохранилища и шламохранилища, является наличие отработанных сухих пляжей, на которых при скорости ветра более 5 м/с начинается интенсивное пыление. Ситуация усугубляется тем, что в последнее время для извлечения полезного компонента проводится более глубокое измельчение железной руды (до 30 мкм), что осложняет процесс закрепления мелкодисперсных частиц на сухих пляжах [5].

В настоящее время закрепление сухих пылящих пляжей осуществляется с применением химических и биологических методов. Химическое закрепление заключается в обработке поверхности закрепляющими растворами: например, реагентом Dustbint, бишофит, хлористый кальций. Недостатком этого метода являются сезонность его применения (закрепления возможного только при температуре + 4 °C и выше) и неустойчивость при скорости ветра более 15-20 м/с.

Биологическое закрепление пляжей осуществляется путем посева определенных растений, корневая система которых препятствует пылению.

3.2 Подземная добыча железных руд

Подземная разработка железорудных месторождений влияет на атмосферный воздух, поверхностные и подземные воды, геологическую среду, отчуждение земель [6, 7]. Источниками загрязнения атмосферы являются газопылевые выбросы, образующиеся, главным образом, от ведения буровзрывных и добычных работ (см. таблицу 3.4). Газы и пыль выделяются также с поверхности породных отвалов и складов полезных ископаемых.

Таблица 3.4 - Основные потоки и эмиссии при подземной разработке железорудных месторождений

Входной поток	Этап процесса (подпроцесс)	Выходной поток	Основное технологическое оборудование	Эмиссии
Вскрытие
Электроэнергия Сжатый воздух Техническая вода Буровая сталь и твердые сплавы Бетонные смеси и ж/б Взрывчатые вещества Металлоконструкции Крепежные материалы Свежий воздух	БВР Выемка, транспорт и подъем горной массы Проветривание Откачка воды Возведение крепи Монтаж металлоконструкций, механизмов и оборудования	Горные выработки Горная масса	Подъемные машины Лебедки Полки, передвижные опалубки Насосы Вентиляторы Проходческое буровое и погрузочное оборудование	Пустая порода Пыль Газообразные продукты взрывных работ Шахтные воды
Подготовка
Электроэнергия Сжатый воздух Техническая вода Буровая сталь Бетон, железобетон Взрывчатые материалы Металлоконструкции Крепежные материалы Свежий воздух	БВР Выемка, транспорт и подъем горной массы Проветривание Откачка воды Возведение крепи Монтаж металлоконструкций, механизмов и оборудования	Горные выработки Горная масса	Подъемные машины Проходческое буровое и погрузочное оборудование Машины и оборудования для возведения крепи Насосы Вентиляторы	Пустая порода Пыль Газообразные продукты взрывных работ Шахтные воды
Очистная добыча
Электроэнергия Сжатый воздух Техническая вода Буровая сталь Взрывчатые материалы Свежий воздух	БВР Выпуск, транспорт и подъем руды и породы Проветривание Откачка воды Поддержание очистного пространства Вторичное дробление	Сырая руда Пустая порода	Подъемные машины и комплексы Буровое, зарядное и погрузочное оборудование Локомотивы, вагоны, опрокидыватели Конусные, щековые дробилки Насосы Вентиляторы	Пустая порода Пыль Газообразные продукты взрывных работ Шахтные воды
Электроэнергия Сжатый воздух Техническая вода ГСМ	Транспорт Подъем Отвалообразование	Отвалы.	Подъемные машины и комплексы Локомотивы, вагоны, опрокидыватели Автотранспорт, бульдозеры	Пустая порода Пыль Естественный сток с породных отвалов

Интенсивное пыле- и газообразование происходит во время следующих процессов: бурение шпуров и скважин; взрывание и погрузка взорванной горной массы; транспортировка, погрузка и перегрузка сырой руды и породы; грохочение, дробление; работа проходческих, добычных и прочих машин и механизмов. Однако запыленный воздух, подвергаясь процессу пылеподавления и гидрообеспыливания и проходя по горным выработкам, почти полностью самоочищается.

Основной фактор влияния на водную среду - сброс шахтных вод, загрязненных взвешенными частицами и растворенными химическими веществами, а также поверхностный сток с породных и рудных отвалов. Кроме того, в подземных условиях загрязняются дренируемые грунтовые воды, а при откачке шахтной воды образуются депрессионные воронки, радиус которых может достигать десятков километров.

Все предприятия с подземной добычей железных руд обязаны осуществлять очистку сточных и шахтных вод. Устройство оборотных систем водоснабжения, ликвидация отвалов, сокращение поступления примесей в сточные воды путем совершенствования технологических процессов - являются первоочередными задачами комплекса мероприятий, предупреждающих загрязнение водотоков и водоемов сточными водами.

Горный и земельный отвод с поверхностным комплексом зданий и сооружений, отвалы, очистные сооружения и пр. занимают значительные территории, которые используются продолжительное время. Однако добыча железной руды подземным способом требует существенно меньшего отчуждения земель и не вызывает столь значительных нарушений и изменений инфраструктуры и ландшафтов, как открытые горные работы.

3.3 Обогащение железных руд

Схема материальных и энергетических потоков в обогащении железных руд приведена на рисунке 3.3, информация по потреблению ресурсов в технологии обогащения железных руд - в таблице 3.5, а основные этапы производства железорудного концентрата с размерами эмиссий - в таблице 3.6.

Рисунок 3.3 - Схема материальных и энергетических потоков в обогащении железных руд

Таблица 3.5 - Потребление ресурсов в технологии обогащения железных руд

Наименование	Единица измерения	Значение удельного расхода на тонну продукции
		Диапазон	Среднее
Материальные ресурсы
Исходная руда	т/т	2,36-5,5	2,7
Энергетические ресурсы
Электроэнергия	/т	48,0-80	62
Природный газ	кг у. т./т	6,0-7,8	6,9
Техническая (оборотная) вода	м3/т	12,5-30,0	22,4
Вода из природного источника	м3/т	0-0,4	0,25
Энергетические ресурсы
Электроэнергия	/т	48,0-80	62
Природный газ	кг у. т./т	6,0-7,8	6,9
Техническая (оборотная) вода	м3/т	12,5-30,0	22,4
Вода из природного источника	м3/т	0-0,4	0,25

Таблица 3.6 - Основные этапы производства железорудного концентрата

Входной поток	Этап процесса (подпроцесс)	Выходной поток	Основное технологическое оборудование	Эмиссии
Дробление					Пыль неорганич. сод. SiO2
Руда 1500-300 мм	1 стадия (может быть в карьере)	Руда кусок 500-300 мм	Дробилки конусные ККД
Руда 500-300 мм	2 стадия (может отсутствовать)	Руда: кусок < 200 мм	Дробилки конусные редукционные КРД
Менее 200 мм	3 стадия (может отсутствовать)	Руда: кусок < 75 мм	Дробилки конусные КСД
Менее 75 мм	4 стадия (может отсутствовать)	Руда: кусок < 30 мм	Дробилки конусные КМДТ
Классификация					Пыль неорганич. сод. SiO2
Руда: кусок < 200 мм	На 3 стадии дробления предварительное грохочение	Руда: кусок < 200 мм	Грохот
Руда: Кусок < 100 мм	На 4 стадии дробления предварительное грохочение	Руда: кусок < 30 мм	Грохот
Промпродукт - руда крупностью < 5 мм	Классификация после измельчения может быть несколько стадий	Промпродукт - руда крупностью < 100 мкм	Гидроциклоны, спиральный классификатор, вибрационные грохота (тонкое грохочение)
Измельчение
Руда: кусок 300-30 мм	1 стадия	Промпродукт - руда крупностью < 5 мм	Мельницы ММС, МШРГУ, МСЦ	Пыль неорганич. сод. SiO2
Руда: кусок 30-5 мм	2, 3 стадии	Промпродукт - руда крупностью < 100 мкм	Мельницы МРГ, МШЦ, МСЦ
Обогащение
Промпродукт - руда крупностью <100 мкм	Разделение минералов на полезный компонент и пустую породу (до 5 стадий)	Концентрат - минералы полезного компонента - частицы размером < 45 мкм в количестве > 80 %	Магнитные сепараторы, дешламаторы, магнитногравитационные сепараторы
Концентрат, водная пульпа с содержанием твердого компонента < 30 %	Усреднение потока	Концентрат, водная пульпа с содержанием твердого компонента < 30 %	Усреднительные зумпфы
Обезвоживание
Концентрат, водная пульпа с содержанием твердого компонента < 30 %	Сгущение (может отсутствовать)	Концентрат с содержанием твердого до 60 %-75 %	Сгуститель осадительного типа
Концентрат, водная пульпа	Фильтрование	Концентрат с содержанием влаги < 11 %	Дисковые вакуум-фильтры, керамические вакуум-фильтры, пресс-фильтры, ленточные и барабанные фильтры	Пыль неорганич. сод. SiO2
Концентрат с содержанием влаги < 11 %	Сушка	Концентрат с содержанием влаги < 3 %	Сушильный барабан	Пыль неорганич. сод. SiO2, NO2, NO, СО, CH4
Складирование "хвостов"
Водная суспензия с частицами пустой породы	Сгущение, складирование	Водная суспензия с содержанием частиц пустой породы < 70 %	Сгустители, хвостохранилище	Пыль неорганич. сод. SiO2
Водоподготовка, оборотное водоснабжение
Вода со сгустителей	Транспортирование воды на фабрику	Осветленная вода	Насосы

Характеристика эмиссий

Выбросы в атмосферный воздух

Непосредственное загрязнение приземной атмосферы пылью при обогащении железных руд происходит:

- при конвейерном транспорте рудной массы;

- при ее грохочении и дроблении;

- при загрузке приемных воронок дробилок крупного дробления обогатительных фабрик;

- в процессах сушки концентрата;

- в технологическом процессе флотационного обогащения;

- при пылении с хвостохранилища.

Таблица 3.7 - Интенсивность пылевыделения при перегрузках железных руд [1]

Наименование оборудования или технологической операции	Интенсивность пылевыделения
	Абсолютная, г/с		Удельная, г/т
Конвейерная перегрузка железной руды на карьере
А) без средств борьбы с пылью	0,4-3,0	3-22
Б) с использованием аспирации	0,03-0,3	0,02-2
Конвейер для транспорта железной руды
А) без средств борьбы с пылью	0,1-0,4		0,7-3
Б) с орошением железной руды	0,05-0,2		0,3-1,5
Грохот при рассеве руды
А) без средств локализации	0,8-1,0		4,0-5
Б) при наличии аспирируемых укрытий	0,07-0,09		0,3-0,5
Перегрузка железной руды с конвейера в штабель склада
А) при орошении железной руды	0,1-0,12		0,5-0,6
Б) при локализации пылевыделений	0,015-0,03		0,03-0,06
Перегрузка железной руды с думпкара в приемную воронку дробилки
А) без средств борьбы с пылью	12-42		5,7-3,6
Б) с использованием аспирации	1,5-7		0,45-3,1

Интенсивность пылевыделений зависит как от вида технологических операций и физико-механических свойств перерабатываемого материала, так и от наличия средств борьбы с пылевыделениями (см. таблицу 3.7).

Корпуса дробления руды и сушки концентрата, как правило, обеспечиваются аспирационными установками, в которых используются электрофильтры, мокрые газоочистные установки с эффективностью пылеочистки выше 95 % (см. таблицу 3.8).

Таблица 3.8 - Унос пыли в аспирационную сеть от основного технологического оборудования ГОКов (дробильные фабрики)

Наименование пылящего оборудования, узла		Производительность, т/ч	Средний объем аспирации, м3/ч		Средняя концентрация пыли в асп. воздухе, мг/м3	Унос материала
						кг/ч	удельный, кг/т
Конвейеры (места загрузки)	300		5000	2000		10,0	0,030
Конусные дробилки	250		1500	400		0,6	0,003
Щековые дробилки	300		3000	500		1,5	0,005
Грохоты	200		3400	350		1,2	0,006
Сухие магнитные сепараторы	120		2000	200		0,4	0,003

В процессе сушки концентрата используются дымовые газы, образующиеся при сжигании природного газа. Как правило, температура дымовых газов в сушильных агрегатах не превышает 900 °C. Значения концентраций загрязняющих выбросов представлены в таблице 3.9.

Таблица 3.9 - Выбросы загрязняющих веществ в процессах обогащения железных руд

Наименование ЗВ	Ед. изм.	Источник выброса	Метод очистки	Удельные выбросы после очистки
				Диапазон	Среднее
Пыль неорганич. (с содержанием SiO2)  70 %	г/т	Дробилки, сухая магнитная сепарация	Циклоны, скрубберы (Вентури СВ), электрофильтры	0,1-13,0	5,0
Пыль неорганич. (с содержанием SiO2 20 %-70 %)	г/т	Обогащение	Циклоны, скрубберы (Вентури СВ)	0,2-9,5	6,0
Пыль неорганич. (с содержанием SiO2  20 %)	г/т	Сушильные барабаны	Циклоны, скрубберы (Вентури СВ)	0,23-140,0	80,0
NaOH	мг/т	Флотационная машина		2,0	2,0
Амины алифатические С15-С20	мг/т	Флотационная машина		2,0	2,0
NO2	г/т	Сушильные барабаны		0,3-14	9,2
NO	г/т			0,06-5,0	2,7
SO2	г/т			5,6-29,5	15,9
CO	г/т			0,04-300	13,6

Сточные воды

В процессе обогащения железных руд образуются сточные воды в количестве 5-15 м³/т руды, содержащие взвешенные вещества в концентрациях до 30 г/л. Данные сточные воды осветляют в сгустителях и шламонакопителях, а затем возвращают в производство. Механическая очистка на обогатительных фабриках применяется преимущественно как предварительная для доочистки сточных вод другим способом. Для удаления крупных частиц твердой фазы используют песколовки, отстойники, гидроциклоны. Осветленные сточные воды содержат не более 100 мг/л взвешенных веществ, а для технологического процесса можно использовать воду с содержанием взвешенных веществ до 1000 мг/л. Такая замкнутая схема оборотного водоснабжения внедрена на обогатительной фабрике Лебединского ГОКа, согласно которой сгущение хвостов сначала производится в гидроциклонах, а затем - в сгустителях. Сливы сгустителей используют в качестве оборотной воды, а пески сгустителей направляют в хвостохранилище [8].

В процессе флотации образуются сточные воды, загрязненные взвешенными веществами (100-120 г/л) и флотореагентами (40-60 мг/л). После осветления в шламонакопителях содержание взвешенных веществ снижается до 200 мг/л, что не позволяет использовать воду для флотации, поэтому проводят реагентную доочистку сточных вод сульфатом железа (концентрация 100-120 мг/л) и известью (концентрация 100-150 мг/л), что позволяет снизить содержание взвешенных веществ до 50-80 мг/л и вернуть сточные воды в производство.

Поскольку большая часть процессов обогащения осуществляется в водной среде, и на обогатительных фабриках наиболее распространены так называемые мокрые процессы обогащения, в которых раскрытие и разделение минеральных компонентов происходит в водной среде, технология обогащения предусматривает эксплуатацию шламоотстойников и хвостохранилищ.

В практике обогащения руд черных металлов применяют в основном два вида схем оборотного водоснабжения:

1) с безреагентным осветлением хвостовой пульпы в хвостохранилище, что позволяет снизить содержание взвешенных веществ до 27 мг/л, однако требует больших площадей для отстаивания (до 2 тыс. га) и не позволяет очистить сточные воды от реагентов и солей при проведении флотации;

2) комбинированная - с осветлением в сгустителях (с использованием флокулянтов, коагулянтов) и последующей подачей сгущенной пульпы в хвостохранилище.

Большинство обогатительных комбинатов используют в технологии воду оборотной системы водоснабжения. Поэтому сбросы загрязняющих стоков в окружающую среду либо отсутствуют, либо осуществляется сброс условно очищенных сточных вод в водные объекты в пределах установленных нормативов.

Отходы производства

Основными отходами процесса обогащения железных руд являются "хвосты", образующиеся в технологических операциях измельчения, классификации, обогащения, сгущения, фильтрования (см. таблицу 3.10). Кроме пустой породы в хвостах могут присутствовать частицы железосодержащих минералов в количестве от 8 % до 26,5 %. Объемы хвостов составляют от 40 % до 83 % от объема обогащаемого материала - в зависимости от уровня содержания железа в перерабатываемых рудах.

Средневзвешенный диаметр частиц колеблется в пределах 0,05-1,0 мм. Истинная плотность материала колеблется в диапазоне 2600-4000 кг/м³, что зависит от типа перерабатываемых руд.

При сбросе пульпы в хвостохранилище происходит сегрегация частиц по плотности и крупности. В зонах, близких к выпуску, откладываются наиболее крупные и тяжелые частицы, содержание железа в этих зонах может превышать 30 %.

По сути, хвостохранилища представляют собой техногенные месторождения полезных ископаемых, освоение которых возможно с появлением новых прогрессивных технологий извлечения полезных компонентов.

Хвостохранилища занимают огромные площади. Подсыхающие надводные пляжи создают пыление при ветреной погоде. Горнорудными предприятиями разрабатывается ряд мер, снижающих пылящее воздействие таких пляжей путем высадки облепиховых и ивовых кустарников. Производится укладка хвостов в тело дамб, формируют защитные пляжи дамб, укладка хвостовой пульпы осуществляется рассредоточенным способом по периметру хвостохранилища - для максимального смачивания пылящих пляжей, выполняется профилактическая обработка пляжей хвостохранилища специальным раствором.

Помимо хвостов к отходам производства обогатительных фабрик следует отнести сорбенты, фильтры, фильтровальные материалы, утратившие потребительские свойства, отходы обслуживания и ремонта оборудования, которое не подлежит утилизации, сдачи в металлолом.

Таблица 3.10 - Удельные объемы образования отходов производства

Наименование отходов	Ед. изм.	Источник образования	Метод обращения	Масса отходов на 1 т продукции
				Диапазон	Среднее
Лом и отходы черных металлов (незагрязненные)	т/т	Ремонт оборудования	Утилизация	Нет данных
Отходы добычи и обогащения железных руд	т/т	Процессы обогащения	Укладка в хвостохранилище	1,35-4,5	2,6
Отходы обслуживания оборудования	кг/т	В ходе эксплуатации и ремонта оборудования	Размещение на полигонах	50-200	170
Сорбенты, фильтры, фильтровальные материалы, утратившие потребительские свойства	кг/т	Фильтрование, сгущение	Размещение на полигонах	10-70	47

3.4 Окускование

В процессе окускования из сырьевых материалов - пылевидной руды и добавок - производят железорудные окатыши (такой процесс обычно проводят на месте добычи руды [см. рисунок 3.4]). Сырые окатыши обладают низкой прочностью и их прямое применение ограничено, поэтому окатыши упрочняют при высокой температуре в два этапа: сначала сушка окатышей, затем нагрев и обжиг при 1250 °C-1320 °C.

Установки окускования, как правило, располагаются на горно-обогатительных комбинатах или в составе завода с полным металлургическим циклом для производства железа и стали.

Рисунок 3.4 - Схема массовых потоков на установке для получения окатышей [9]

Таблица 3.11 - Данные по материальным потокам от 3 установок для получения окатышей в странах ЕС-25 в 2004 г. [9]

Вход			Выход
Сырьевые материалы			Продукты
Железная руда	кг/т	935-965	Окатыши		кг/т		1000,00
Бентонит		4,1-6,8	Эмиссии
Оливин (1)		0-27,6	Отходящие газы		нм3/т		1940-2400
Известняк		0-5	Пыль		г/т		14-150
Доломит (2)		0-13,5	Пыль		мг/нм3		7-70
Кварцит		0-20	Cd		мг/т		0,02-2,2
			Tl				0,6-3,0
Вход				Выход
Энергия	МДж/т		Hg (4)		мг/т		0,4-24,2
Газ коксовый/доменный (3)		306	Cu				1,5-6,7
Газ природный (3)		14	Cr				5,1-22,4
Коксовая мелочь (3)		342	Mn				5,1-64,3
Уголь (5)		223	Ni				6,5-17,2
Нефть (5)		43-186	V				13,4-15,1
Электроэнергия		54-99	Pb				15,6-70,8
Вода	м3/т	0,11-1,25	Zn				3-1300
Сжатый воздух	нм3/т	6,2-12,8	CO2		кг/т		17-193
				NOx	г/т	150-550
				NOx	мг/нм3	73-283
				SOx (6) (7)	г/т	11-213
				CO		< 10(5)-14 0
				ЛОС (9)		5(5)-40(3)
				HCl (6) (7)		4-41
				HF (6) (7)		1,8-5,8
				ПАУ (10)	мг/т	0,7-1,1
				ПХДД/Ф (4)	нг I-TEQ/т	8,2-196
				ПХДД/Ф (4)	нг I-TEQ/нм3	0,005-0,1
				Продукционные остатки (отходы/побочные продукты)
				Пыль
(1) Для производства окатышей - для доменных печей (2) Для производства окатышей - для прямого восстановления (3) Когда установка является частью завода с полным циклом (Нидерланды) (4) Ртуть преимущественно в элементной форме. Нагрузка зависит от перерабатываемой руды (5) В случае автономной установки в Швеции (магнетитовые руды) (6) Нижнее значение при удалении кислых газов (7) Рассчитано по массовому балансу (8) Нижнее значение, если применяется технология десульфуризации (9) Не известен метод измерения (10) Информация по методу Borneff 6, EPA или для бенз(а)пирена не имеется

Потребление материальных и энергетических ресурсов при производстве железорудных окатышей зависит (см. таблицу 3.11) не только от совершенства и эффективности технологического процесса и оборудования, но и от вида выпускаемых окатышей: офлюсованные или неофлюсованные, от степени основности, требований к металлургическим свойствам, поэтому указывать среднее значение потребляемого ресурса в данной таблице будет некорректно.

Потребление основных ресурсов при производстве железорудных окатышей представлено в таблице 3.12.

Таблица 3.12 - Потребление ресурсов в технологии производства железорудных окатышей

Наименование	Ед. изм.	Удельный расход
Материальные ресурсы
Железорудный концентрат	т/т	1,034-1,11
Бентонит	кг/т	2,5-10,0
Известняк	кг/т	0-70
Боксит	кг/т	0-12
Энергетические ресурсы
Электроэнергия	/т	32,5-48,5
Природный газ	кг у. т./т	11,6-20,2
Техническая (оборотная) вода	м3/т	0,31-8,5
Вода из природного источника	м3/т	0-0,4

Характеристика эмиссий

Обжиговые машины являются основными источниками выделения технологических газов и пыли (см. таблицу 3.13).

От обжиговых машин дымовые газы через сборный коллектор отсасываются дымососами, и очищенные выбрасываются в дымовую трубу. Очистка газов, сбрасываемых в атмосферу, осуществляется мокрым способом в установках "труба Вентури" - скруббер-каплеотделитель, в циклонах. На современных фабриках окомкования в качестве газоочистных установок применяются электрофильтры, обеспечивающие эффективность очистки газов от пыли до 99,8 %.

Газоочистные устройства предназначены для очистки до санитарных норм выбрасываемых в атмосферу газов, защиты роторов дымососов от абразивного износа пылью. Отключение воды, подаваемой на газоочистные устройства, работающие по мокрому способу, при работающих дымососах не допускается. Отключение воды можно произвести только по истечении 20-30 мин после остановки дымососов. Выбросы в атмосферу загрязняющих веществ при процессах производства железорудных окатышей приведены в таблице 3.14.

Таблица 3.13 - Эмиссии на основных этапах производства обожженных железорудных окатышей

Входной поток	Этап процесса (подпроцесс)	Выходной поток	Основное технологическое оборудование	Эмиссии
Подготовка шихты
Бентонитовая глина, известняк, мел, боксит, доломит	Измельчение комового бентонита, флюса, упрочняющей добавки	Порошковый бентонит кл. < 71 мкм	Молотковая и валковая дробилки Сушильный барабан Шаровая и стержневая мельницы	Пыль неорганич. сод. SiO2
Концентрат - поток	Фильтрация	Концентрат с содержанием влаги < 10,0 %	Вакуумные фильтры (тканевые, керамические) Прессфильтры (тканевые, керамические)	Шлам
Концентрат с содержанием влаги < 10 %, измельченный бентонит с содержанием влаги  4 %, измельченные известняк, мел, доломит, боксит, полимер	Дозирование, смешивание	Шихта (механическая смесь компонентов в заданном количестве и соотношении)	Дозаторы - ленточные дисковые Смесители - роторные, барабанные, интенсивного перемешивания, шнековые	Пыль неорганич. сод. SiO2
Производство сырых окатышей
Шихта - смесь железорудного концентрата со связующими и флюсоупрочняющими добавками	Окомкование с получением гранул > 5 мм	Сырые окатыши	Окомкователи - барабанные, чашевые (тарельчатые)	Пыль неорганич. сод. SiO2
Сырые окатыши	Сортировка по классам крупности: < 5 мм, 5-16 (18) мм, > 16 (18) мм	Кондиционные сырые окатыши класса крупности более 5 мм и менее 16 (18) мм	Роликовые грохота	Пыль неорганич. сод. SiO2
Сырые окатыши класса крупности 5-16 (18) мм	Укладка на обжиговую машину	Сырые окатыши класса крупности 5-16 (18) мм уложенные в слой	Маятниковый или челночный укладчик, роликовый укладчик	Пыль неорганич. сод. SiO2
Термическая обработка окатышей
Сырые окатыши класса крупности 5-16 (18) мм (уложенные в слой)	Термическая обработка: сушка, подогрев, окисление магнетита, диссоциация карбонатов, высокотемпературное упрочнение, охлаждение	Обожженные окатыши с требуемыми физико-механическими и металлургическими свойствами	Обжиговая машина	Пыль неорганич. сод. SiO2, газообразные ЗВ (SOx, NOx, СО, СО2) шлам
Сортировка и отгрузка
Обожженные окатыши	Сортировка по классам крупности: < 5 мм, 5-16 (18) мм, > 16 (18) мм; выделение "постельных" окатышей кл. + 10 мм - 16 мм	Кондиционные обожженные окатыши класса крупности > 5 мм; "постельные" окатыши; Отсев кл. < 5 мм	Вибрационные грохота	Пыль неорганич. сод. SiO2, шлам
Кондиционные обожженные окатыши класса крупности > 5 мм	Отгрузка в вагоны или транспортировка конвейерным трактом в последующий технологический процесс; складирование	Кондиционные обожженные окатыши класса крупности > 5 мм	Погруз-бункер, конвейерный тракт, штабелеукладчик	Пыль неорганич. сод. SiO2
Обожженные "постельные" окатыши класса крупности 10-16 мм	Возврат на обжиговую машину	Слой "постели" на обжиговой машине для защиты колосникового поля	Бункер "постельных" окатышей	Пыль неорганич. сод. SiO2

В цехах шихтоподготовки, на линиях измельчения комовых материалов, а также при дозировании измельченных материалов - для очистки отходящих газов применяются электрофильтры, циклоны, рукавные фильтры. В качестве аспирационных установок используют "мокрые" циклонные установки. На некоторых фабриках еще используется мокрая газоочистка с применением "трубы Вентури" - скруббера-каплеотделителя. Однако использование мокрой газоочистки приводит к значительным технологическим потерям измельчаемого материала.

Таблица 3.14 - Выбросы загрязняющих веществ (г/т) в процессах производства железорудных окатышей

Наименование ЗВ	Источник выброса	Метод очистки	Масса ЗВ в отходящих газах после очистки
			Диапазон	Среднее
Пыль неорганич. SiO2 < 20 %	Обжиговая машина	Циклоны, скруббер Вентури, электрофильтры	3,5-100	55
NO2			0,01-436	125
NO			0,0-71	30
CO			0,0-130	31
SO2			0-850	342
Пыль неорганич. SiO2 20 %-70 %	Участок измельчения комовых материалов	Циклоны, скруббер Вентури, электрофильтры, рукавные фильтры	0,2-64,5	30,2
NO2			0,01-76,3	53
NO			0,0-15,4	10,6
Пыль неорганич. SiO2 20 %-70 %	Сортировка и складирование железорудных окатышей	Аспирационные установки	1,0-45	26,1

Сточные воды

Вода на фабрике окомкования используется для охлаждения обжиговой машины, в газоочистных установках, в смывах.

Рисунок 3.5 - Обобщенная схема движения шламов фабрик окомкования.

Шламы фабрики окомкования, как правило, содержат достаточно высокое количество железа - более 60 %, поэтому данный материал либо возвращается в отделение фильтрации фабрики обогащения, либо в шихту окатышей (см. рисунок 3.5).

Для охлаждения обжиговых машин используется техническая вода оборотного водоснабжения. Поэтому сбросов воды в природные источники по фабрикам окомкования не зафиксировано.

На некоторых комбинатах измельчение шлама не производится, и материал со сгустителя поступает сразу в отделение фильтрования концентрата.

Отходы и побочные продукты

Основными отходами процесса окомкования являются отходы, образующиеся в процессе ремонта обжиговых машин, как правило, это разрушенные огнеупорные материалы, резина конвейерных лент и т.п.

Лом и отходы черных металлов, вышедшие из строя колосники подвергаются утилизации.

Таблица 3.15 - Удельные объемы образования отходов (кг/т продукции)

Наименование отходов	Источник образования	Метод обращения	Масса отходов
Лом и отходы черных металлов незагрязненные	Ремонт оборудования	Утилизация	1,5-18
Отходы обслуживания и ремонта печей и другого оборудования	В ходе эксплуатации и ремонта оборудования	Размещение на полигонах	43-220

Акустическое воздействие

При работе мельниц для сухого измельчения могут образовываться значительные уровни шума ( 85 дБА), поэтому они полностью закрыты шумопоглощающими кожухами. Мельницы с мокрым измельчением не оказывают такого уровня шума, и обычно не возникает необходимости в использовании для них шумопоглощающих корпусов.

Таблица 3.16 - Основные факторы воздействия на окружающую среду в процессах добычи и обогащения железных руд

Воздействие

Открытая добыча

Подземная добыча

Обогащение

Размещение отходов добычи и обогащения

Окускование

Снятие и складирование плодородного слоя почвы

Вскрышные работы

Буровзрывные работы

Транспортировка

Вскрытие

Подготовка

Очистная выемка

Дробление

Сепарация магнитная и электрическая; флотация

Основные эмиссии в окружающую среду

Выбросы ЗВ в атмосферный воздух

Твердые (пыль)

Газообразные

Сбросы сточных вод

Шахтных и карьерных

От процесса обогащения

Образование отходов

Вскрышные и вмещающие породы

Хвосты обогащения

Физические факторы воздействия

Утрата природного ресурса

Уничтожение растительного покрова

Уничтожение (погребение) почв

Уничтожение поверхностных водных объектов

Утрата местообитания

3.5 Производство железа прямого восстановления

Основной экологической выгодой установки прямого восстановления железа по сравнению с доменной печью является то, что в этих установках не используется угольное топливо, это исключает необходимость производства кокса и агломерационного процесса в целом. Имеется мало выбросов пыли, которые легко отводятся. Кроме того, на установках прямого восстановления на основе метана образуется намного меньше СО₂, чем в установках на основе угля.

Потребление ресурсов

Потребление основных ресурсов при производстве железа прямого восстановления представлено в таблице 3.17. Необходимо отметить, что низкий уровень удельного расхода электроэнергии характерен для установки HYL-III, так как данная технология обеспечена собственным источником генерации электроэнергии - паровой турбиной.

Таблица 3.17 - Потребление ресурсов в технологии производства железорудных окатышей

Наименование	Ед. изм.	Удельный расход на 1 т продукции
Материальные ресурсы
Железорудные окатыши	т/т	1,397-1,44
Материал покрытия - цемент	кг/т	2,5-6
Энергетические ресурсы
Электроэнергия	/т	17,91-123,5
Природный газ	кг у. т/т	345-377
Вода из природного источника	м3/т	1,0-9,02

Характеристика эмиссий

Выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух

Технология прямого восстановления железа по своей сути является так называемой технологией "чистой металлургии".

Основными источниками выделения технологической пыли на установках металлизации являются системы транспортирования и классификации исходных обожженных окатышей.

Отличительная особенность технологических процессов HYL-III и MIDREX заключается в высокой степени циркуляции технологических газов, в результате чего снижается количество газовых выбросов. Данные по выбросам загрязняющих веществ в процессах прямого восстановления железа приведены в таблице 3.18.

Таблица 3.18 - Удельные выбросы загрязняющих веществ (г/т продукции) в процессах прямого восстановления железа.

Наименование ЗВ	Источник выброса	Метод очистки	Масса ЗВ в отходящих газах после очистки
			Диапазон	Среднее
NO2	Реформер		100-170	135
NO			10-60	20,7
CO			30-84	53,2
SO2			0-28	9,4
NO2	Газонагреватель		80-460	170,9
NO			20-87	77,04
NO2	Эжекторная труба		250-530	418
NO			40-188	67,65
CO			1300-3080	2000
SO2			0-176	53,56
Пыль неорганич. содержащая SiO2			80-198	135,1
Пыль неорганич. содержащая SiO2	Участок брикетирования	Скруббер	0,1-11	0,57
NO2			0,1-11,6	9,2
NO			0,05-4,1	1,5
CO			0-1,3	0,88
SO2			0-1,0	0,6
Пыль неорганич. содержащая SiO2	Обеспыливание нижнего затвора уплотнительного газа	Скруббер	0,1-12,5	3,2
NO2			1,5-7,2	6,3
NO			0,5-2,3	1,0
CO			0-0,9	0,6
SO2			0-0,9	0,7
CO	Установка металлизации с производством металлизованных окатышей	Скруббер Вентури	150-166	145,5
Пыль неорганич. содержащая SiO2			1,0-2,5	1,68

Сбросы сточных вод

Для установок металлизации характерно высокое потребление воды, при этом достаточно высокие требования к ее качественным характеристикам. Вода на установку металлизации используется для охлаждения оборудования, производства пара, в газоочистных установках, поэтому каждая установка металлизации имеет свой многоступенчатый цикл водоподготовки, при этом в качестве исходной воды используется чистая вода из природного водоема.

Образующиеся шламы содержат высокое количество железа - более 60 %, поэтому данный материал либо возвращается в отделение фильтрации фабрики окомкования - на ОЭМК (см. рисунок 3.6) либо отгружается потребителям, как на Лебединском ГОКе.

Рисунок 3.6 - Схема использования шламов на ОЭМК.

Отходы производства

Основными отходами процесса прямого восстановления железа являются отходы, образующиеся в процессе ремонта шахтных печей, реформеров и другого оборудования. Это разрушенные огнеупорные материалы, отслуживший свой срок катализатор, резина конвейерных лент и т.п.

Лом и отходы черных металлов, вышедшие из строя сегменты брикет-прессов, шнековые питатели брикет-прессов, трубы реформера подвергаются утилизации.

Данные по удельным объёмам образования отходов приведены в таблице 3.19.

Таблица 3.19 - Удельные объемы образования отходов (кг/т продукции)

Наименование отходов	Источник образования	Метод обращения	Масса размещенных отходов
			Диапазон	Среднее
Лом и отходы черных металлов незагрязненные	Ремонт оборудования	Утилизация	0,5-1,0	0,7
Отходы обслуживания и ремонта печей и другого оборудования	В ходе эксплуатации и ремонта оборудования	Размещение на полигонах отходов	0,05-0,1	0,085

3.6 Системы менеджмента

3.6.1 Системы экологического менеджмента

Системы экологического менеджмента (СЭМ) получили распространение в последние 15-20 лет; в настоящее время действуют стандарты ISO 14001:2015 Environ-mental management systems - Requirements with guidance for use [10] и ГОСТ Р ИСО 14001-2016. Системы экологического менеджмента. Требования и руководство по применению [11], хотя до конца сентября 2018 г. организации могут использовать прошлые версии стандартов [12].

СЭМ представляет собой часть системы менеджмента организации, используемую для управления экологическими аспектами, выполнения принятых обязательств и учитывающую риски и возможности [11]. В общем случае система менеджмента - это совокупность взаимосвязанных элементов, используемых для установления политики и целей, а также для достижения этих целей. СЭМ включает в себя организационную структуру, деятельность по планированию, распределение ответственности, практики, процедуры, процессы и ресурсы. Элементы системы включают в себя структуру организации, роли и ответственность, планирование и функционирование, оценку результатов деятельности и улучшение. Современные системы менеджмента разрабатываются с учетом оценки рисков и возможностей: первоочередное внимание уделяется экологическим аспектам, вызывающим наиболее значимое негативное воздействие на ОС, обусловливающим репутационные риски и проблемы взаимодействия с природоохранными органами и населением и, напротив, открывающим дополнительные возможности для развития бизнеса [10, 12, 13]*.

------------------------------

* Концепция риск-ориентированного мышления подразумевалась и в предыдущих версиях стандартов, включая, например, выполнение предупреждающих и корректирующих действий.

Экологический аспект остается ключевым понятием СЭМ, позволяющим соотнести деятельность организации и ее взаимодействие с окружающей средой. Экологический аспект рассматривается как элемент деятельности организации, ее продукции или услуг, который может взаимодействовать с ОС. Использование этого термина существенно облегчает применение подходов предотвращения загрязнения, так как позволяет идентифицировать и обеспечить контроль экологических аспектов, и осуществить тем самым минимизацию негативного воздействия при условии соблюдения производственных требований. Соотношение понятий "экологические аспекты" и "воздействие на окружающую среду" можно рассматривать как соотношение "причины и условия" и "следствие". В контексте НДТ это означает, что контроль причин и условий воздействия - экологических аспектов - позволяет решать задачи предотвращения и (или) сокращения негативного воздействия организации на окружающую среду, то есть обеспечивать ее защиту. Отметим, что неудачный перевод термина environmental impact ("экологическое воздействие") использовать нежелательно, тем более что в российском законодательстве закреплено понятие негативного воздействия на окружающую среду как воздействия хозяйственной и иной деятельности, последствия которой приводят к негативным изменениям качества окружающей среды.

Несмотря на то, что формально понятие "задачи" не используется в новой версии стандарта (по настоянию специалистов, для которых английский язык не является родным), практическое значение постановки задач как ступеней достижения цели, в отношении которых удобно формулировать показатели, достижимые в достаточно краткие сроки, нельзя недооценивать.

Для предприятий области распространения настоящего справочника НДТ приоритетные экологические аспекты идентифицируются в результате анализа таких факторов воздействия на окружающую среду, как (см. 3.1-3.5):

- нарушение земель, природных ландшафтов;

- образование отходов;

- выбросы загрязняющих веществ в атмосферу;

- сбросы загрязняющих веществ в водные объекты;

- потребление энергии, сырья и материалов.

В открытых нефинансовых отчетах компаний, предприятия которых реализуют виды деятельности, отнесенные к областям применения настоящего справочника НДТ, отмечено, что приоритетное внимание следует уделять минимизации техногенного воздействия на экосистемы регионов присутствия компаний, улучшению экологических показателей производственных процессов и учету экологических требований в инвестиционной политике при реконструкции и развитии производства.

Последовательное улучшение экологической результативности и предотвращение загрязнения являются ключевыми принципами СЭМ. Предотвращение загрязнения предполагает использование процессов, практических методов, подходов, материалов, продукции или энергии для того, чтобы избежать, уменьшить или контролировать (отдельно или в сочетании) образование, выброс или сброс любого типа загрязняющих веществ или отходов, чтобы уменьшить отрицательное воздействие на окружающую среду. Предотвращение загрязнения может включать уменьшение или устранение источника, изменения процесса, продукции или услуги, эффективное использование ресурсов, замену материалов и энергии, повторное использование, восстановление, вторичную переработку, утилизацию и очистку [11]. Таким образом, принцип предотвращения загрязнения полностью соответствует содержанию термина "наилучшие доступные технологии".

Последовательное улучшение (которое часто называют постоянным, хотя точный смысл термина continual' - "последовательное", см. рисунок 3.7) - периодический процесс совершенствования системы экологического менеджмента с целью улучшения общей экологической результативности, согласующийся с экологической политикой организации [10, 12]. Более детальное разъяснение этого принципа приведено в "Схеме экоменеджмента и аудита" (The Eco-Management and Audit Scheme (EMAS III) [14]): "Процесс улучшения, год за годом, измеримых результатов системы экологического менеджмента, связанных с управлением организацией ее значимыми экологическими аспектами, основанный на ее экологической политике, целях и задачах, причем улучшение результатов необязательно должно происходить во всех сферах деятельности одновременно".

Процесс последовательного улучшения результативности реализуется путем постановки экологических целей и задач, выделения ресурсов и распределения ответственности для их достижения и выполнения (разработки и реализации программ экологического менеджмента). При этом с точки зрения наилучших доступных технологий экологические задачи (детализированные требования к результативности) должны ставиться с учетом технологических показателей НДТ. Тем самым, принцип последовательного улучшения приобретает конкретность, получает численные ориентиры, что соответствует современным взглядам на требования к системам экологического менеджмента [10, 12, 14].

В связи с тем, что для постановки и проверки достижения целей СЭМ необходимо обеспечить систему оценки (в том числе и по результатам измерений) показателей результативности, процесс планирования (завершающийся, как правило, разработкой программ экологического менеджмента) предполагает и совершенствование практики производственного экологического мониторинга и контроля, включая выбор, обоснование и организацию измерений ключевых параметров [15].

Рисунок 3.7 - Модель системы экологического менеджмента [11]

Это тем более важно, что в соответствии со статьей 22 Федерального закона от 21 июля 2014 г. N 219-ФЗ "О внесении изменений в Федеральный закон "Об охране окружающей среды" и отдельные законодательные акты Российской Федерации" [16] предприятий категории I должны будут передавать результаты измерений концентраций загрязняющих веществ, содержащихся в выбросах в атмосферный воздух и сбросах в водные объекты, в "... государственный фонд данных государственного экологического мониторинга (государственного мониторинга окружающей среды), создаваемый и используемый в соответствии с законодательством в области охраны окружающей среды".

В отличие от прошлых версий стандартов, устанавливающих требования к СЭМ, в документах 2015-2016 гг. [10, 11] более значительное внимание уделено таким понятиям, как демонстрация лидерства на всех уровнях, учет контекста (среды) организации и ожиданий заинтересованных сторон, а также, как уже отмечено, учет рисков и возможностей.

В порядке учета контекста (среды) организации необходимо определить внешние и внутренние факторы, относящиеся к намерениям организации и влияющие на ее способность достигать намеченных результатов. Такие факторы должны включать в себя особенности экологических условий, воздействия организации на окружающую среду, а также сложившееся в обществе восприятие вида деятельности или отрасли (подробнее см. 3.1). Подчеркнем, что во многих регионах предприятия, осуществляющие добычу и обогащение железной руды, воспринимаются как крупнейшие загрязнители, определяющие структуру образования отходов, а также вносящие существенный вклад в загрязнение воздушной и водной среды. Отнесение предприятий по добыче и обогащению железной руды к объектам I категории не может не проявиться в формировании новых ожиданий заинтересованных сторон, в том числе предполагающих, что компании возьмут на себя новые обязательства. При этом инструменты СЭМ могут быть использованы для идентификации заинтересованных сторон, их потребностей и ожиданий, а также для обеспечения доступа к информации о соблюдении требований наилучших доступных технологий.

Действенность СЭМ обеспечивается путем разработки, внедрения и соблюдения основных процедур, необходимых для управления экологическими аспектами. Процедуры определяют последовательность операций и важные факторы этапов различных видов деятельности. В процедуры могут быть включены рабочие критерии нормального выполнения этапа, действия в случае отклонения от нормы, или критерии выбора последующих этапов.

Процедуры позволяют обеспечить:

- взаимодействие подразделений для решения задач, вовлекающих более одного подразделения;

- функционирование сложных организационных структур (например, матричных);

- точное выполнение всех этапов важных видов деятельности;

- надежный механизм изменения действий (в частности, последовательного улучшения);

- накопление опыта и передачу его от специалистов новым работникам.

В связи с тем, что негативное воздействие на окружающую среду может усиливаться или возникать при нештатных ситуациях, СЭМ включает требование учитывать такие ситуации (в русском языке нередко называемые чрезвычайными, что не совсем точно) и условия их возникновения при определении экологических аспектов. Также подчеркивается необходимость обеспечения подготовленности персонала к нештатным ситуациям. Предприятие должно установить, внедрить и поддерживать процедуру(ы), необходимые для выявления потенциально возможных аварий и нештатных ситуаций, которые могут оказывать воздействие на ОС, и для определения того, как организация будет на них реагировать. Предприятие должно также реагировать на возникающие нештатные ситуации и аварии и предотвращать или смягчать связанные с ними негативные воздействия на окружающую среду. Работоспособность таких процедур целесообразно периодически проверять на практике.

По мнению членов ТРГ 25, в контексте наилучших доступных технологий речь не идет о сертификации систем экологического менеджмента. Аналогичная позиция представлена в ИТС 16-2016 "Горнодобывающая промышленность. Общие процессы и методы" [17], справочнике Европейского Союза по наилучшим доступным технологиям Reference Document on Best Available Techniques for Management of Tailings and Waste-Rock in Mining Activities (2007, [18]), документе по наилучшим практикам в области добычи рудных полезных ископаемых, подготовленном индийскими и британскими специалистами - Comprehensive Industry Document on Iron Ore Mining (2007, [19]). В обсуждаемых документах сказано, что наилучшей доступной технологией следует считать разработку СЭМ и следование ее принципам. Практический опыт отечественных предприятий свидетельствует о том, что основные преимущества состоят в использовании ключевых методов СЭМ, в том числе таких, как:

- идентификация экологических аспектов производства (и выделение из их числа приоритетных аспектов);

- укрепление системы производственного экологического мониторинга и контроля;

- разработка и выполнение программ экологического менеджмента и, тем самым, достижение последовательного улучшения результативности там, где это практически возможно;

- разработка и внедрение процедур, необходимых для обеспечения соответствия организации требованиям нормативов, установленных на основе технологических показателей.

В то же время следует отметить, что практически все предприятия, которые приняли участие в бенчмаркинге в рамках разработки ИТС 25, подтвердили соответствие систем экологического менеджмента требованиям стандартов и добились сертификации или готовятся к ней. Информация об этом размещена на официальных сайтах компаний.

Затраты и выгоды внедрения систем экологического менеджмента

Затраты на внедрение СЭМ зависят от многих факторов, в том числе от наличия работоспособной системы менеджмента качества, от уровня подготовки персонала, от размера предприятия (количества сотрудников), от решения руководства о привлечении консультационных компаний или о внедрении системы экологического менеджмента собственными силами. По некоторым оценкам, для крупных организаций затраты на полномасштабное внедрение СЭМ могут достигать 2-4 млн руб. (не включая трудозатраты персонала). При этом следует подчеркнуть, что разработка и применение основных методов СЭМ, как правило, не требуют привлечения сторонних консультантов, но позволяют получить многие преимущества в сфере управления приоритетными экологическими аспектами.

Наиболее значимая составляющая экономической эффективности природоохранной деятельности, усиливающаяся внедрение СЭМ, связана с применением принципа предотвращения загрязнения. Гораздо более эффективно, а нередко - единственно возможно, снизить негативное воздействие какой-либо деятельности на ОС за счет влияния на процессы, его вызывающие, - первопричину воздействия. Процессный подход и методы предотвращения загрязнения стремятся устранить причину вредного воздействия, оперируя такими методами, как:

- изменение подходов управления и организации производства;

- вторичное и многократное использование и/или переработка материалов;

- изменение технического оформления производственных процессов;

- изменение технологии (переход на технологию, соответствующую НДТ, более экологически безопасную и ресурсоэффективную).

Методы предотвращения загрязнения зачастую оказываются весьма результативными и экономически эффективными. Это относится и к методам, связанным с изменением технологических решений (требующим значительных затрат), но в первую очередь - к организационным подходам, связанным с контролем процесса производства, вторичным использованием или переработкой материалов, логистикой производства и т.п.

Именно эти методы становятся основным инструментом СЭМ по снижению воздействия на окружающую среду. Подходы предотвращения загрязнения могут использоваться совместно и одновременно с методами "на конце трубы", дополняя друг друга для обеспечения максимальной экономической эффективности и экологической результативности. Более того, СЭМ играет роль той структуры, в которой поиск и применение подходов предотвращения загрязнения принимает регулярный и систематический характер, а организационные и управленческие решения реализуются наиболее успешно.

3.6.2 Системы энергетического менеджмента и повышение энергоэффективности производства

Повышение энергоэффективности экономики в Российской Федерации отнесено к приоритетам высокого уровня: разрабатываются и реализуются соответствующие программы [20], принимаются законодательные и нормативные правовые акты [21], публикуются доклады о состоянии энергосбережения и повышении энергоэффективности в Российской Федерации [22, 23].

В Докладе "Об экологическом развитии Российской Федерации в интересах будущих поколений" [24] подчеркнуто, что для повышения эффективности реализации государственной политики энергосбережения необходимо при формировании новой Госпрограммы "Энергоэффективная Россия" предусмотреть реализацию широкого перечня инновационных инструментов, позволяющих обеспечить снижение энергоемкости валового внутреннего продукта за счет запуска новых и решительных мер политики и мобилизации внебюджетных источников финансирования в разных секторах экономики. К новым мерам отнесено и технологическое нормирование деятельности предприятий, основанное на принципах НДТ.

Обеспечение высокой энергоэффективности производства является одним из критериев отнесения технологических, технических и управленческих решений к НДТ [25]. Кроме того, системы энергетического менеджмента (их инструменты) отнесены к наилучшим доступным технологиям в ИТС 48-2017 "Повышение энергетической эффективности при осуществлении хозяйственной и (или) иной деятельности" [26]. В этом справочнике, как и в справочном документе Европейского Союза (Reference Document on Best Available Techniques for Energy Efficiency, 2009 [27]), опубликованном с изменениями и дополнении на русском языке в 2012 г. [28], подходы к внедрению систем энергетического менеджмента (СЭнМ) рассмотрены достаточно подробно. Более того, в 2011-2015 гг. опубликован ряд стандартов, предписывающих требования к разработке СЭнМ [29-35].

Численные показатели, характеризующие энергетическую эффективность предприятий области применения ИТС 25, приведены в разделе "Черная металлургия" Государственного доклада о состоянии энергосбережения и повышении энергетической эффективности в Российской Федерации в 2015 г. [22]. Указано, что удельные показатели потребления энергетических ресурсов были рассчитаны на основе формы статистической отчетности N 11-ТЭР "Сведения об использовании топлива, теплоэнергии и электроэнергии на производство отдельных видов продукции, работ (услуг)". Удельный расход топливно-энергетических ресурсов на производство железной товарной руды (включая обогащение и производство концентратов) составил 12,15 кг у. т./тонну (0,36 ГДж/т); снижение в период 2012-2015 гг. достигло 2,4 % (от уровня 2012 г.) [22, С. 48-50]. В Государственном докладе за 2016 г. указано, что удельный расход топливно-энергетических ресурсов составил уже 7,8 кг у. т./тонну (0,23 ГДж/т) железной товарной руды (включая обогащение и производство концентратов). [23]. К сожалению, в этих документах не сказано, для каких именно видов производств были проведены оценки. Согласно данным анкет, представленных предприятиями отрасли, энергоемкость производства варьирует в широких пределах (см. таблицу 3.20); показатели 0,36 ГДж/т (за 2015 г.) и 0, 23 ГДж/т (за 2016 г.) лежат в интервалах значений, приведенных в таблице.

Таблица 3.20 - Энергоемкость производства железной руды, железорудных концентратов и окатышей

Виды продукции	Удельное потребление энергии, ГДж/т
Руда железная товарная необогащенная	0,01-0,015
Концентрат железорудный с массовой долей Fe не менее 65 %	0,16-0,25
Концентрат железорудный с массовой долей Fe менее 63 %	0,15-0,20
Концентрат железорудный с массовой долей Fe не менее 69,5 % (при доводке измельченного концентрата)	0,16-0,3
Окатыши железорудные неофлюсованные	0,52-0,75
Окатыши железорудные офлюсованные	0,46-1,0

Заявления о последовательном снижении энергопотребления можно найти в открытой нефинансовой отчетности российских компаний, предприятия которых реализуют виды деятельности, соответствующие области определения ИТС 25; приводятся сведения об использовании энергии различных источников, об общих энергозатратах в компаниях и их динамике. Вместе с тем, такой показатель, как удельное потребление энергии (в том числе отдельно для открытой и подземной добычи железных руд), в открытых отчетах (по крайне мере, за 2014-2016 гг.) не публикуется. В то же время, многие компании сообщают о внедрении систем энергетического менеджмента, подготовке кадров в этой области и активном использовании различных инструментов повышения энергоэффективности производства, о последовательном снижении потребления энергии.

Подходам энергетического менеджмента значительное внимание уделено и в международных документах отраслевой направленности, в том числе таким, как Energy Management in Mining. Leading Practice Sustainable Development Program for the Mining Industry (Австралия, 2016, [35]), Benchmarking the Energy Consumption of Canadian Open-Pit Mines (Канада, 2005 [36], Mining Industry Energy Bandwidth Study (США, 2007 [37]).

Система энергетического менеджмента: основные положения

Система энергетического менеджмента представляет собой совокупность взаимосвязанных или взаимодействующих элементов, используемых для установления энергетической политики и энергетических целей, а также процессов и процедур для достижения этих целей [34]. Это определение, приведенное в действующем ГОСТ Р ИСО 50001-2012, а также модель системы (см. рисунок 3.8), свидетельствует о том, что стандарт (и его международный прообраз) был разработан до вступления в силу новых стандартов (2015 г.) в области систем менеджмента качества и систем экологического менеджмента. Особенность новых стандартов состоит в том, что в число обязательных позиций включено выполнение принятых организацией обязательств (которые, впрочем, должны получать отражение в политике), а также учет рисков и возможностей. В контексте СЭнМ следует рассматривать риски, обусловленные несоблюдением требований к обеспечению эффективности использования энергии, устанавливаемых на государственном уровне, и возможности для развития бизнеса, открывающиеся при выполнении потенциально поддерживаемых различными фондами проектов в области повышения энергоэффективности производства.

Как и любая другая система менеджмента (менеджмента качества, экологического менеджмента, менеджмента безопасности и охраны труда и др.), система энергетического менеджмента наиболее результативна в том случае, когда она органично встроена в общую систему менеджмента организации, а приоритет высокой энергетической эффективности присутствует в процессах принятия решений в компании. Достижение высоких показателей не зависит от того, является ли система энергетического менеджмента сертифицированной на соответствие международному (ISO 50001:2011 [29]) или российскому (ГОСТ Р ИСО 50001-2012 [34]) стандартам. Российское законодательство не требует обязательной сертификации систем энергетического менеджмента.

Таким образом, решение о необходимости процедуры сертификации, хотя и дающей вполне определенную ценность независимой оценки внедренной системы и дополнительные инструменты ее совершенствования, остается на усмотрение каждого предприятия. Необходимо принимать во внимание, что любые методики и стандарты носят рамочный, рекомендательный характер, и чем для более широкого круга организаций они применимы, тем более общие принципы содержат. Внедрение в конкретной организации всегда требует учета ее специфики.

Рисунок 3.8 - Цикл системы энергетического менеджмента (по ГОСТ Р ИСО 50001-2012).

Наиболее полно преимущества применения инструментов энергоменеджмента проявляются при внедрении и поддержании функционирования системы энергетического менеджмента.

В состав СЭнМ входят, в той мере, в какой это применимо в конкретных условиях, следующие элементы:

- обязательства высшего руководства;

- разработка и принятие энергетической политики (политики в области энергоэффективности);

- организация учета и мониторинга, энергетические аудиты, определение базовой линии энергопотребления, использование методов визуализации и построение моделей; бенчмаркинг;

- планирование, в том числе выбор значимых энергопотребителей и энергетический анализ; установление целей и задач, показателей энергетической результативности (например, показатели удельного потребления энергоресурсов на единицу выпускаемой продукции, площади помещения, количества сотрудников и т.д.); определение возможностей для улучшений и формирование плана энергосберегающих мероприятий (программы энергосбережения) с оценкой их ожидаемой экономической эффективности по одному или нескольким параметрам (простой или дисконтированный срок окупаемости, чистый дисконтированный доход, индекс рентабельности и т.д.);

- операционный контроль, критические операционные параметры и технические проверки;

- проектирование;

- закупки;

- внедрение энергосберегающих мероприятий (ЭСМ) с дальнейшим мониторингом последовательного повышения энергоэффективности, соблюдения требований процедур и пр., включая определение полученного энергосберегающего эффекта в сопоставимых условиях;

- проверки результативности, в том числе внутренние аудиты; оценка со стороны руководства; подготовка периодической декларации об энергоэффективности;

- обеспечение вовлеченности персонала, в том числе информирование; обучение и повышение квалификации; создание система рационализаторских предложений; создание системы мотивации;

- разработка и соблюдение процедур, в том числе организационная структура; документирование и ведение записей.

Для предприятий, занимающихся добычей и обогащением железной руды, решение о внедрении системы энергетического менеджмента должно приниматься на основании анализа текущей ситуации и определения приоритетных (реалистичных, позволяющих добиться значимого эффекта) направлений повышения эффективности использования энергии. При проведении такого анализа целесообразно использовать результаты отраслевого бенчмаркинга (в том числе международного) рекомендации относительно возможностей сокращения затрат энергии на всех этапах добычи, обогащения и окускования железных руд, а также прямого восстановления железа.