ДИОКСИНЫ И ФУРАНЫ В ЦИНКСОДЕРЖАЩЕЙ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПЫЛИ: ПРОЦЕССЫ ФОРМИРОВАНИЯ И ПОВЕДЕНИЕ DIOXINS AND FURANS IN ZINC-CONTAINING METALLURGICAL DUST: BEHAVIOR AND FORMATION PROCESSES

Вопросы, связанные с поведением хлора и его соединений в электросталеплавильной пыли, содержащей цинк и свинец, недостаточно изучены. В работе показано, что опасность наличия хлора и его соединений в шихте, а значит, и в выбросах ДСП заключается, в том, что он является основным компонентом, участвующим в формировании высокотоксичных органических веществ – диоксинов и фуранов (ДиФ), которые попадают в окружающую среду не только в газообразном, но и в адсорбированном на частичках пыли виде. По разным данным их концентрация составляет 5 – 500 нг/кг пыли и зависит от технологических параметров плавки. Приведен анализ процессов формирования диоксинов и фуранов (ДиФ) в ДСП и их поведения в уловленной пыли. Установлено, что при содержании в исследуемой электросталеплавильной пыли 1,3 % хлора, источником поступления которого являются шихтовые материалы, 99,9 % образуют относительно безопасные соединения, в основном, хлориды, а небольшое количество идет на образование ДиФ. Количество адсорбированных на поверхности частичек уловленной пыли диоксинов и фуранов составило 474 нг/кг пыли. Являясь сильными экотоксикантами (1-й класс опасности), ДиФ повышают класс опасности пыли с 4-го до 3-го и выше, что необходимо учитывать при обращении с пылью. Рассмотрены пути снижения эмиссии диоксинов и фуранов при производстве электростали и процессы ресурсосберегающей и экологически безопасной переработки пыли. В частности, проанализирована возможность использования известкового молочка для орошения отходящих газов в газоходе ДСП и показано, что это позволит снизить содержание ДиФ до допустимых пределов. Оцененаэффективностьпредлагаемыхмероприятий.

The issues related to the behavior of chlorine and its compounds in zinc and lead containing EAF-dust is not sufficiently studied. Current research exhibits the danger of chlorine and its compounds in charge and, consequently, in emissions of EAF. Chlorine and its compounds are considered to be the main components associated with the formation of highly toxic organic substances – dioxins and furans (D&F). D&F enter the environment not only in gaseous form, but also in the form of compounds adsorbed on the surface of dust particles. According to various data D&F concentration is 5-500 ng / kg of dust and depends on the technological parameters of melting. The analysis of the processes of formation of dioxins and furans in EAF and their behavior in the captured dust is given. It was found that in the studied EAF-dust with the charge materials brought chlorine content of 1.3%, 99.9% of chlorine form relatively safe compounds, mainly chlorides, and a small amount goes to the formation of D&F. The amount of dioxins and furans adsorbed on the surface of the captured dust particles was 474 ng / kg of dust. As strong toxicants, dioxins and furans increase the hazard category of dust from the 4th to the 3rd and above that must be considered when using the dust. The ways of reducing the dioxins and furans emission in the production of EAF-steel and the resource-saving and environmentally safe technologies processing of dust are considered. In particular, the possibility of using lime milk for the off-gases irrigation in the EAF gas flue was analyzed and it was shown that this would allow to reduce the D&F content to acceptable limits. The efficiency of the proposed activities was evaluated.

1. Основные показатели охраны окружающей среды. 2017: Стат.сб./Росстат. – М., 2017. – 115 c.

2. Промышленное производство в России. 2016: Стат.сб./Росстат. – М., 2016. – 347 c.

3. Паньшин А.М., Леонтьев Л.И., Козлов П.А. и др. Технология переработки пыли электродуговых печей ОАО «Северсталь» в Вельц-комплексе ОАО «ЧЦЗ» // Экология и промышленность России. 2012. № 11. С. 4–6.

4. Стовпченко А.П., Камкина Л.В. Процессы утилизации пыли сталепла-вильного производства. Часть 2. Промышленные процессы переработки пыли в аг-регатах средней мощности // Электрометаллургия. − №2. − 2010. – С. 42–43.

5. What to do with your EAF dust / Zunkel D. // Steel Times International. 1996 № 7. p. 46, 48–50. Англ. Реф. Переработка электросталеплавильной пыли Лопухов Г. А./ Сталеплавильное производство. – 1996. №1. – С. 68–72.

6. C.A. Pickles. Thermodynamic analysis of the chlorination of electric arc fur-nace dust // Journal of Hazardous Materials. − № 166. − 2009. – p. 1030–1042.

7. Pedro Jorge Walburga Keglevich de Buzina, Nestor Cezar Heckb, Antônio Cezar Faria Vilelac. EAF dust: An overview on the influences of physical, chemical and mineral features in its recycling and waste incorporation routes // Journal of Materials Research and Technology. – № 4. – 2016. p. 194 – 202.

8. Gas-particle partitioning of PCDD/Fs in daily air samples / R. Lohmann, R.G.M. Lee, N.J.L. Green, K.C. Jones // Atmospheric Environ. – 2000. – V.34, Iss.16. – p. 2529–2537.

9. Еланский Г. Н., Медведев М. Н. Диоксины – экологическая опасность. // Сталь. – 2000. – № 2. – С. 82–86.

10. Experiments on the mobility of 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin at Times Beach, Missouri / R.A. Freeman, F.D. Hileman, R.W. Noble, J.M. Schroy In: J.H. Exner ed. // Solving Hazardous Waste Problems, ACS Symposium Series Num. 338. – 1987.

11. Studies of parameters affecting translocation of tetrachlorodibenzo-p-dioxin in soil / R.K. Puri, R.K. Clevenger, S. Kapila, A.F. Yanders, A.F. Malhotra // Chemo-sphere. – 1989. – V.18 – P. 1291–1296.

12. Effect of co-contaminants on the disposition of polychlorinated dibenzofu-rans in saturated soils / R.K. Puri, S. Kapila, Y.H. Lo, C. Orazio, T.E. Clevenger, A.F. Yanders // Chemosphere. – 1990. – V.20, Iss.10–12. – P.1589–1596.

13. Филатов Б.Н., Данилина А.Е., Михайлов Г.М., Кисилев М.Ф. Диоксин. Медико-экологические аспекты. / Под ред. П.Е. Шкодича. – М., 1997. – 132 с.

14. В.С. Петросян. Диоксины: пугало или реальная угроза? // Природа. – 2000 г. № 2.

15. Влияние диоксинов на здоровье человека – 2018 г. URL http://biofile.ru/bio/22661.html/ (Дата обращения 12.07.2018 г.)

16. Федоров Л.А. Диоксины как экологическая опасность: ретроспектива и перспектива. М: Наука, 1993. – 226 с.

17. Vehlow J. Thermische Behandlungsverfahren fuer Hausmuellim Vergleich. - Graz.: Forschungszentrum Karlsruhe GmbH, Institut fuer Technische Chemie, Bereich Thermische Abfallbehandlung, 1998. – 37S.

18. Аксельрод Л.М., Федосов И.Б., Баранов А.П. и др. Переработка цинксо-держащих пылей электросталеплавильного производства на ООО «Урал-рециклинг» (ОАО «Комбинат «Магнезит») // Сб. докл. 4 Международной конф. «Металлургия – ИНТЕХЭКО – 2011» – М., 2011. С. 136–139.

19. Лисин В.С., Юсфин Ю.С. Ресурсо-экологические проблемы XXI века и металлургия. – М.: Высш. шк., 1998. – 447 с.: ил.

20. US EPA. Exposure and Human Health Reassessment of 2,3,7,8-Tetrachlorodibenzo-p-Dioxin (TCDD) and Related Compounds. Path 1, V.2, –Washington, DC, EPA/600/P-00/001Ab, 2000. – 628p.

21. К. Хофштадлер, В. Геберт, К. Ланцершторфер и др. Система «Эрфайн» для удаления диоксина из отходящих газов аглопроизводства и электродуговых печей // Сталь. № 12. 2001 г. С. 81–84.

22. Иванов А.И., Ляндрес М.Б., Прокофьев О.В. Производство магния. М., «Металлургия», 1979. 376 с.