• Бобров В.Ю. "Рафинирование тяжелых металлов с учетом затрат на обеспечение промышленной безопасности на опасных промышленных объектах цветной металлургии"
  • Бобров В.Ю. "Рафинирование тяжелых металлов с учетом затрат на обеспечение промышленной безопасности на опасных промышленных объектах цветной металлургии"

    Бобров Вячеслав Юрьевич,
    директор ООО «Ростэкс»

    Рафинирование тяжелых металлов с учетом затрат на обеспечение промышленной безопасности на опасных промышленных объектах цветной металлургии

    В работе подробно описываются средства промышленной безопасности, которые должны использоваться на предприятиях по рафинированию тяжелых металлов, а также даются формулы по расчету затрат на перевооружение.

    Рафинирование тяжелых металлов

    У самого термина «рафинирование» есть несколько понятий, которые распространяются на разные области промышленности. Что касается конкретно цветной металлургии, то под рафинированием понимают технологический процесс, направленный на получение чистого продукта из исходного сырья.

    Огромное количество методов, используемых в металлургии, не обеспечивают высокой степени чистоты конечного продукта, что немало важно для новых отраслей науки. Это основная причина, почему в последние годы так много внимания уделяется этому процессу.

    Современные методы можно классифицировать следующим образом:

    • Химико-металлургические.                                                        

    • Электролитические.                                                   

    • Физические и кристаллофизические.                            

    Очень разнообразны из этого списка химико-металлургические методы, в которые входят любые виды очистки металла от примесей с использованием химических веществ или реагента. Такое производство является повышенным источником опасности для человека не только потому, что в процессе реакций выделяются вредные летучие газы, но и взаимодействие с реактивами для человека несет определенную опасность.

    На производстве по рафинированию цветных металлов строго следят за уровнем обеспечения промышленной безопасности. Сюда входят не только мероприятия по предупреждению аварийной ситуации, но и:

    • Обеспечение персонала необходимыми средствами индивидуальной защиты.

    • Максимальная автоматизация процессов.                       

    • Организация обучения персонала правилам и требованиям безопасности.

    • Предоставление всех необходимых инструкций.                    

    • Организация качественного рабочего пространства.                     

    Любой процесс рафинирования металлов представляет собой сложную технологическую схему. При йодидном рафинировании используют пары йода в вакууме, но удалить таким способом все примеси невозможно, поэтому технологий совершенствуется, как и поставляемое на предприятия оборудование, а в связи с этим и перерабатывается декларация промышленной безопасности.

    Любое поступаемое в эксплуатацию оборудование обязательно проходит проверку на соответствие технической документации, испытания на отсутствие брака в конструкции и так далее. Персонал, обслуживающий такие агрегаты допускается к работе только после прохождения аттестации. Перед работой сотрудники получают всю необходимую информацию относительно правил использования агрегатов.

    Работники обслуживающие новые агрегаты тоже должны иметь соответствующую квалификацию и допуск, только так можно гарантировать необходимый уровень промышленной безопасности на предприятии по рафинированию металлов.

    Вопрос качественной безопасности остро стоит не только на металлургических заводах, но в рамках описываемой темы мы будет делать акцент именно на цветную металлургию.

    Не менее часто используют электролитическое рафинирование, за счет которого можно получить такие металлы как олово, медь. Некоторые процесс происходят при высоких температурах, поэтому требования безопасности направлены на то, чтобы у человека было как можно меньше возможности взаимодействия с расплавленной жидкой средой.

    Под физическими методами рафинирования понимают дистилляцию, ректификацию и вакуумную сепарацию. Получают этими методами цинк высокой чистоты, удаляя из него свинец, медь, железо. Процесс также происходит при огромных температурах, до 900 градусов.

    А вот кристаллофизический метод основан на различии состава между жидкой и твердой фазами исходного сырья. Эффективность от использования этого метода по очистке металла от примесей определяется коэффициентом распределения К, говоря более простым языком, этот показатель указывает на отношение концентрации примесей в твердом состоянии и расправленном. В некоторых случаях использовать этот метод невозможно, поэтому его нельзя назвать универсальным.

    Любой из рассматриваемых нами методов сопровождается негативными факторами. Степень опасности для человека во многом зависит от свойств используемых материалов, отсюда и определяется класс опасности.

    В нашем случае мы имеем следующую таблицу:

    Класс опасности руд и пород

    Тип руды в отвале

    Класс 1

    Медные и медно-цинковые, залегающие в кислых породах

    Класс 2

    Медные и медно-цинковые, залегающие в основных и карбонатных породах

    Класс 3

    Медные, залегающие в глинистых породах

    Класс 4

    Медно-цинковые метаколлоидные

    Класс 5

    Медно-свинцово-цинковые, залегающие в породах кислого состава

    Класс 6

    Медно-свинцово-цинковые, залегающие в породах основного состава

    Класс 7

    Окисленные молибденовые и медно-молибденовые

    Класс 8

    Сульфидные медно-молибденовые с высокой и средней дефектностью кристаллической структуры

    Класс 8

    Сульфидные медно-молибденовые с высокой и средней дефектностью кристаллической структуры


    Но уровень безопасности зависит не только от используемых материалов, но и степени автоматизации производственного процесса. Чем меньше человек совершает прямых действий и больше пользуется автоматическими системами, тем меньше опасность создания ЧС на предприятии. Конечно, полностью автоматизировать производство не дешево и не каждое предприятие в состоянии переоснастить оборудование, но большинство медленно, но верно идут к этому.

    Перед тем как переходить к описанию мер по обеспечению должного уровня на предприятиях по рафинированию металлов стоит вспомнить, как именно поступают в организм человека вредные вещества:

    • Через дыхательные пути.                                                                    

    • Через кожу.                                                                                 

    • Через систему пищеварения.                                            

    Последний фактор мы отметаем в силу особенностей производственного процесса и характера взаимодействия с химическими реагентами. Сотрудники могут получить отравление при выработке вредного газа и при попадании химикатов на кожу, поэтому первое, на что обращает внимание руководитель комплекса по рафинированию металлов:

    • Качественная система вентиляции.                                       

    • Оснащение персонала средствами индивидуальной защиты, в том числе органов дыхания и кожи.

    • Соблюдение герметичности помещений, камер, в которых происходят химические реакции с выделением в атмосферу вредных газов.

    Применение химических веществ должно происходить строго в соответствии с ГОСТ 1.26-77, а также нормативной документацией к каждому составу в отдельности. [1]  Не все мероприятия по промышленной безопасности требуют существенных затрат от руководства предприятия, поэтому важно, чтобы такие меры предпринимались по максимуму. В требованиях безопасности, которые должны выдаваться сотрудникам вместе с инструкцией, необходимо указывать:

    Токсилогическую характеристику материала с указанием уровня токсичности по ГОСТ 12.1.007-76. [2]

    • Принцип действия на человека.                                             

    • Информацию о кумуляции в организме человека вещества.

    • Данные по предельной концентрации.                             

    • Способ хранения, утилизации, обезвреживания.       

    • Необходимые средства защиты.                                     

    • Требования к личной гигиене.                                    

    Все требования к технологическим процессам обязательно должны соответствовать СНИП, а также ГОСТ 12.3.008-75. [3] Особое внимание должно уделяться вопросу проектирования и реконструирования оборудования. Все органы управления обязаны иметь поверхность и форму удобную для работы, располагаться в строго рабочей зоне на расстоянии, не затрудняющем их использование. Все оборудование обязано быть исправным, строго контролироваться и проверяться в соответствии с планом ремонтных работ и обслуживания.

    Современная наука разработала большое количество механизированных и автоматизированных систем, важно делать акцент на них и оснащать производство более современными средствами. Все монтажные площадки, пульты обязательно стоит размещать дальше от ванн и камер, в которых проходят химические реакции, более того, они должны оборудоваться дополнительным защитным барьером, чтобы в случае ЧС люди были максимально защищены.

    В случае, когда полная автоматизация невозможна, требуется механизировать процесс рафинирования. Если это невозможно, то ручной труд должен сопровождаться использованием средств индивидуальной защиты.

    После того, как первые средства автоматизации стали внедряться на предприятия по рафинированию металлов, стало очевидно, что в цехах удалось значительно снизить расходы химикатов и увеличить безопасность производства.

    Процессы, протекаемые с выделением газа в атмосферу должны происходить в герметично закрытых камерах, с установленным внутри газоанализатором и качественной системой вентиляции.

    Подача токсичных составов, электролитов должна осуществляться по специально созданным трубопроводам, лишь в некоторых случаях непосредственно в ваннах, но с соблюдением правил промышленной безопасности. Заливка и засыпка производятся только механизированным методом.

    Очистка ванн, удаление шлама, как правило, происходит вручную, поэтому руководство должно приложить все усилия для предоставления сотрудникам индивидуальных средств защиты.

    Что касается токоведущих элементов, то они ограждаются от случайного прикосновения специальными защитными чехлами или барьерами. Важно делать предупредительные метки по всему цеху, которые бы сигнализировали о степени опасности.

    Затрагивая тему затрат предприятий по рафинированию металлов нужно отметить основные пункты, обеспечивающие повышенный уровень безопасности:

    • Оборудование.                                                                    

    • Системы механизации и автоматизации.                    

    • Средства индивидуальной защиты.                       

    • Организация систем вентиляции.                             

    Самые большие расходы из этого списка относятся к перевооружению и переоснащению производственных цехов. Оборудование и системы вентиляции стоят не дешево, но именно они позволяют достигнуть необходимого уровня безопасности на объекте. Общие принципы организации системы вентиляции описаны в главе СНиП 11-33-75. [4]

    Формирование сметы на обеспечение необходимого уровня промышленной безопасности можно начинать с подсчета стоимости экспертизы. Для этого используем формулу:

    С = (Рпр + Рн) х (1 + НДС/100), где


    Рпр — прямые расходы, рублей;

    Рн — накладные расходы, рублей;

    НДС — налог на добавленную стоимость, %.

    Траты на ресурсы рассчитываем по формуле:

           k

    M3=ƩPi*Цi, где

           1


    Pi — расход i-гo ресурса;

    Цi — цена за единицу i-гo ресурса;

    k — количество видов ресурсов.

    Амортизация основных средств  находим по формуле:

    Аг = БС х На/100, где


    БС — балансовая стоимость;

    На — норматив амортизационных отчислений по законодательству.

    Если нам нужно узнать размер амортизации основных средств, относимых к прямым расходам, используем формулу:

    j

    А=Ʃ (Aг/8760)*Ф, где

    j — количество видов основных средств;

    8760 — количество часов в году;

    Ф — продолжительность проведения экспертизы, ч.

    Конечно, по каждому отдельно рассматриваемому объекту уровень затрат будет рассчитываться индивидуально. В список войдут расходы на:

    • Новое оборудование.                                                              

    • Оплату труда монтажникам.                                            

    • Реконструкцию зданий.                                             

    • Реконструкцию вентиляционной системы.                 

    • Проведение экспертизы.                                                   

    • Транспортные расходы.                                                         

    • Расходы на средства индивидуальной защиты.                           

    • Траты на обеспечение персонала.                                            

    В среднем это до миллиарда рублей при начальных работах и последующие траты на обслуживание оборудования. Конечно, не каждый металлургический завод может себе позволить затратить такие средства, а если брать в расчет то, что еще несколько лет назад предприятия по рафинированию работали в ущерб себе, то говорить о переоснащении становится совсем страшно.

    У этого производства есть хорошее будущее, если руководство страны поймет, какая прибыль заключается в создании хорошо оборудованных цехов по очистке примесей и выплавке цветных металлов высокого качества.

    Список литературы:

    1.      ГОСТ 1.26-77 «Государственная система стандартизации. Построение, изложение, оформление и содержание стандартов».

    2.      ГОСТ 12.1.007-76 «Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности».

    3.      ГОСТ 12.3.008-75 «Система стандартов безопасности труда. Производство покрытий металлических и неметаллических неорганических. Общие требования безопасности».

    4.      СНиП 11-33-75 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха».