Влияние выбросов заводов по производству алюминия на атмосферу

В.М. Панарин, А.А. Зуйкова, Е.Н. Ивановская
Тульский государственный университет,
г. Тула


Неуклонное увеличение промышленных выбросов, вызванное ростом объемов производства в России, привело к тому, что загрязнение окружающей среды стало серьезным экологическим фактором. В настоящее время признано, что по влиянию на растительный покров соединения фтора являются одними из самых токсичных. В частности, если сернистый газ оказывает воздействие на растения при концентрации 1 ppm, то влияние фтора сказывается уже при 0.001 ppm. Фторид водорода поступает в атмосферу в основном при производстве первичного алюминия, минеральных удобрений, стекла, фторорганических соединений, а также при разложении фторидных веществ. Электролитический способ производства алюминия из глинозема, в котором в качестве электролита используют расплав криолита и фторида алюминия, связан с выделением в атмосферу ряда фторидных соединений, в основном HF, SiF4, NaF, Na3AlF6 и др.

В отличие от зарубежных заводов по производству первичного алюминия для отечественных предприятий характерна высокая концентрация производства и сравнительно низкий уровень утилизации выделяющихся вредных веществ. В основном на них применяются технологии с использованием самообжигающихся анодов, которые имеют высокие удельные выбросы фторидов, пыли и органических соединений. По имеющимся данным, в воздухе производственного корпуса содержание HF достигает величины не менее 0.3 мг/м3. При этом не учитываются фонарные выбросы, поступающие через аэрационные фонари производственных корпусов, содержание фторидов в которых часто превышает факельные выбросы, поступающие в атмосферу через дымовые трубы, вентиляционные и аспирационные системы. Поэтому реальная степень очистки составляет 30 – 75 %. Во многих публикациях о работе заводов по производству алюминия приводятся данные об очистке именно факельных выбросов, а проблема обезвреживания фонарных выбросов замалчивается. В настоящее время вследствие модернизации подобных производств, применения современных технологий и разработки электролизеров нового поколения, доля фонарных выбросов при производстве первичного алюминия неуклонно снижается, но составляет тем не менее ощутимую часть газовых выбросов заводов.

В радиусе 15 км от алюминиевых заводов осаждается не более 15% общего количества фтора. Мелкодисперсные и газообразные соединения могут переноситься на расстояние более 50 км. Как правило, заводы расположены вблизи лесных массивов, которые являются естественными преградами вредных химических выбросов. Однако длительное воздействие газовых эмиссий оказывает губительное действие на деревья, особенно на хвойные породы (ель, сосна, кедр, лиственница, пихта). Установлено, что накопление фторидов в древесной ткани при воздействии газообразного фторида водорода происходит в 30 – 40 раз быстрее, чем под действием микрочастиц твердых фторидов. За период эксплуатации крупных алюминиевых заводов (Братский, Красноярский, Иркутский и др.) зоны, где хвойные деревья усохли более, чем на 50 %, занимают десятки километров. Если не принимать действенных мер по снижению газовых выбросов алюминиевых заводов, то так называемые естественные защитные лесные зоны в основном мертвой тайги будут простираться на многие сотни километров.

Алюминиевую промышленность можно заслужено считать основным поставщиком сильнейшего токсиканта, фторида водорода, а с учетом присутствия в газах других кислых компонентов реальное вредоносное воздействие эмиссии фторида водорода на экологические системы увеличивается в сотни раз. Следовательно, для того, чтобы действительно резко снизить экологическую опасность алюминиевых производств, необходимо разработать эффективные технологии по извлечению из отводимых газов фторида водорода в максимально возможной степени и на более ранней стадии.

Список литературы

1. Аншиц А. Г., Поляков П. В., Кучеренко А. В. Экологические аспекты производства алюминия электролизом. Аналитический обзор / Новосибирск: Изд. ГПНТБ СО АН СССР, 1991.

2. Рожков А. С., Михайлова Т. А. Действие фторсодержащих эмиссий на хвойные деревья. Новосибирск: Наука. Сиб. отд., 1989.

3. Громов О. Б., Прокудин В. К. К вопросу обезвреживания газовых выбросов заводов по производству алюминия // Химическая технология. 2008. Т. 9. № 7.


Назад к списку