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. The main indicators of environmental protection. 2017: Stat.sb./Rosstat. – M., 2017. – 115 p.

2. Industrial production in Russia. 2016: Stat.sb./Rosstat. – M., 2016. – 347 p.

3. Pan'shin A.M., Leont'ev L.I., Kozlov P.A. and other. Processing technology of EAF-dust from JSC «Severstal» in Welz-complex JSC «Chelyabinsk zinc factory» // EHkologiya i promyshlennost' Rossii. 2012. № 11. P. 4–6.

4. Stovpchenko A.P., Kamkina L.V. The process of EAF-dust recycling. Part 2. Industrial processes of dust processing in medium power units // EHlektrometallurgiya. − №2. − 2010. – P. 42–43.

5. What to do with your EAF dust / Zunkel D. // Steel Times International. 1996 № 7. p. 46, 48–50. English. Abstract. Processing of EAF-dust. Lopuhov G. A./ Staleplavil'noe proizvodstvo. – 1996. №1. – P. 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. Elanskij G. N., Medvedev M. N. Dioxins - environmentally hazard. // Stal'. – 2000. – № 2. – P. 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. Filatov B.N., Danilina A.E., Mihajlov G.M., Kisilev M.F. Dioxin. Medical and environmental aspects. / Under edition P.E. SHkodicha. – M., 1997. – 132 p.

14. V.S. Petrosyan. Are dioxins a scarecrow or a real threat? // Teoreticheskaya i prikladnaya ehkologiya – 2009. № 1. P. 41–47.

15. The impact of dioxins on human health – 2018. URL http://biofile.ru/bio/22661.html/ (Accessed 12.07.2018).

16. Fedorov L.A. Dioxins as an environmental hazard: retrospective and per-spective. M: Nauka, 1993. – 226 p.

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

18. Aksel'rod L.M., Fedosov I.B., Baranov A.P. and other. Processing of zinc-containing EAF-dusts at JSC «Ural-recycling» (JSC «Magnesite Plant») // Proceedings 4th International Conf. «Metallurgiya – INTEKHEHKO – 2011» – M., 2011. P. 136–139.

19. Lisin V.S., YUsfin YU.S. Resource and environmental problems of the XXI century and metallurgy. – M.: Vyssh. shk., 1998. – 447 p.

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. – 628 p.

21. K. Hofshtadler, V. Gebert, K. Lancershtorfer and other. «Air fine» system for dioxin removal from sinter production and electric arc furnaces off-gases // Stal'. № 12. 2001. P. 81–84.

22. Ivanov A.I., Lyandres M.B., Prokof'ev O.V. Magnesium production. M., «Metallurgiya», 1979. 376 p.