Свинец относится к числу металлов, которые многократно включаются в сферу материального производства, так как относительно мало теряются в процессе промышленного использования. Большая часть потребности в свинце в индустриально развитых странах и, в первую очередь, в тех из них, где его природные источники ограничены, удовлетворяется за счёт переработки лома автомобильных аккумуляторных батарей, на изготовление которых расходуется от 30 до 87% потребляемого в этих странах металлического свинца (табл.1).
Таблица 1. Структура потребления свинца в промышленно развитых странах, %
| Произ-водство продукции | США | Велико британия | Япония | Франция | Италия | Германия |
| Аккуму-ляторные батареи | 87 | 30 | 74 | 71 | 70 | 68 |
| Кабели | >11 | 3 | 2 | 5 | 1 | 1 |
| Сплавы | >11 | 11 | 2 | 1 | 1 | 2 |
| Трубы и пластины | 22 | 30 | 11 | - | 4 | - |
| Химические соединения | >1 | 15 | 9 | 7 | 9 | 14 |
| Боеприпасы | 4 | 2 | - | 9 | 9 | - |
| Прочее | 44 | 9 | 2 | 7 | 6 | 15 |
В значительно меньших количествах свинец извлекается при переработке пришедших в негодность свинцовых труб различного назначения, силовых электрических кабелей, пластин, а также изделий из свинецсодержащих сплавов [26].
Несмотря на расширяющееся производство никель-марганцевых, никель-кадмиевых и других источников тока, выпуск свинцово-кислотных аккумуляторов из года в год увеличивают не только транснациональные компании США – мирового лидера по их производству и продажам, но и компании других стран, включая страны СНГ и Балтии. К 2010 г., по оценке аналитиков, мировой рынок аккумуляторов вырастет по сравнению с началом тысячелетия примерно на 7-10%, в связи с чем, естественно, увеличится и количество подлежащих утилизации аккумуляторных батарей.
В деле переработки отработанных аккумуляторных батарей основными проблемами являются, во-первых, организация их сбора, во-вторых, использование эффективных технологических методов извлечения свинца и в-третьих, соблюдение экологических норм на всех этапах переработки; экологические проблемы осложняет присутствие в аккумуляторных батареях, кроме свинца, количество которого в общей их массе составляет 55-68%, и пластмассы (15-20%), экологически вредных сурьмы (1-3%) и серной кислоты (10-15%) [4]. Во многих экономически развитых странах (США, Германия, Япония, Италия и др.) эти проблемы успешно решены.
Переработка свинецсодержащих отходов с получением вторичного свинца диктуется не только экологическими соображениями, но и экономической эффективностью использования этого сырья. Так, по данным специалистов ЗАО КПВР "Сплав" (г.Рязань), энергозатраты при переработке аккумуляторных батарей с извлечением свинца в 3,5-4 раза меньше, чем при металлургическом переделе концентратов, полученных из природных свинцовых руд [19].
Во многих странах при переработке свинцово-кислотных аккумуляторов применяются технологии "СХ-Compact" (Италия) и "Ausmelt" (Австралия). Успешные исследования по совершенствованию технологических процессов получения свинца из вторичного сырья проводятся российскими и украинскими специалистами [20]. Вопрос о новых технологиях переработки вторичного сырья включён в программу работы очередного Международного симпозиума по свинцу и цинку, который планируется в 2008 г. провести в г.Кейптаун (ЮАР) [5].
Мировое производство свинца из вторичного сырья, по данным World Bureau of Metal Statistics, в последние годы колебалось от 3 до 3,7 млн т в год [26], в среднем составляя примерно 51% общего его выпуска; это самый высокий показатель в отрасли цветных и благородных металлов. Для сравнения: доля вторичного золота в его мировом производстве в этот период составляла 34%, серебра – 24%, алюминия – 23%, цинка – 16%, платины – 12%, меди – 11%, олова – 10%, железа – 2% [12].
За десятилетие 1996-2005 гг. выпуск металлического свинца из вторичного сырья в мире увеличился примерно на 24,4% и достиг 3,7 млн т [26, с.40], при этом динамика производства вторичного металла по сравнению с первичным характеризовалась более плавным ростом (рис.1), что, видимо, объясняется тем, что поставки вторичного свинцового сырья в мире растут достаточно стабильно.
Рис.1. Динамика мирового производства рафинированного свинца из первичных руд и из вторичного сырья в 1996-2005 гг., тыс.т
Свинец из вторичного сырья производят около 50 стран мира, причём далеко не всегда те из них, где мало месторождений свинцовых руд: на долю стран со значительными (более 1 млн т) запасами этих руд, к числу которых принадлежат США, Китай – держатели гигантских запасов, а также Канада, Мексика, ЮАР, Бразилия, приходится 68% мирового выпуска вторичного свинца.
Более трёх четвертей свинца из вторичного сырья в мире производят всего десять стран (более 100 тыс.т в год каждая): это страны Северной Америки (США, Канада, Мексика), Китай, Япония и страны Западной Европы – Германия, Япония, Италия, Испания, Великобритания и Франция (табл.2); две из этих стран: США и Китай – обеспечивают примерно 40% производства [26, с.38].
Таблица 2. Производство первичного и вторичного свинца в ведущих странах мира
| Общее производство свинца | Производство вторичного свинца | Доля вторичного свинца в общем его производстве в стране, % | |||
| тыс. т | доля в мировом производстве, % | тыс. т | доля в мировом производстве, % | ||
| Китай | 2378 | 31,4 | 540 | 14,6 | 22,7 |
| США | 1280 | 16,9 | 1140 | 30,8 | 89,1 |
| Германия | 386 | 5,1 | 227 | 6,1 | 58,8 |
| Япония | 275 | 3,6 | 168 | 4,5 | 61,1 |
| Мексика | 272 | 3,6 | 110 | 3,0 | 40,4 |
| Канада | 229 | 3,0 | 120 | 3,2 | 52,4 |
| Италия | 211 | 2,8 | 161 | 4,3 | 76,3 |
| Велико-британия | 1611 | 2,1 | 120 | 3,2 | 74,5 |
| Испания | 125 | 1,6 | 125 | 3,4 | 100 |
| Франция | 105 | 1,4 | 105 | 2,8 | 100 |
| Итого | 5373 | 70,8 | 2816 | 76,2 | 52,4 |
| Весь мир | 7573 | 100 | 3697 | 100 | 48,8 |
Ещё около 15% вторичного свинца производят страны с годовым объёмом выпуска 50-65 тыс.т; это Бельгия, Россия, Украина, Таиланд, Аргентина, Малайзия, ЮАР, Швеция, Бразилия и Южная Корея.
Следует подчеркнуть, что треть металлического свинца, выпускаемого в мире, производят тридцать стран, не располагающих значительными природными ресурсами этого металла и получающими его в основном из вторичного сырья (тыс.т в год): Испания (125), Франция (105), Бельгия (63), Украина (61), Таиланд (58), Малайзия (54), Тайвань (40) и другие [26, с.40].
Крупнейшим продуцентом вторичного сырья являются США, где в минувшем десятилетии производилось 1100-1150 тыс.т вторичного свинца в год, что составляло 89% общего выпуска металла в стране. По данным U.S. Geological Survey (USGS), переработкой вторичного сырья в стране занимаются 13 компаний, в собственности которых находится 18 металлургических предприятий, расположенных в штатах Калифорния, Флорида, Индиана, Миннесота, Миссури, Техас и др. [25]. Примерно 1050 тыс.т вторичного свинца в год выплавляется из лома аккумуляторных батарей и около 100 тыс.т – из скрапа различных свинцовых сплавов. При этом значительна доля импортного сырья. Только из Мексики в 2005 г. импортировано около 14,4 млн аккумуляторных батарей легковых и грузовых автомобилей. Свинцовый скрап поступал также из Колумбии (1,1 тыс.т в пересчёте на металл), Канады (1,1 тыс.т), Мексики (1 тыс.т), а также в небольших количествах из Чили, Гватемалы, Туниса и Венесуэлы.
В Китае, по данным World Bureau of Metal Statistics [26], в 2005 г. производство вторичного свинца достигло 540 тыс.т; за десять лет оно увеличилось почти в четыре раза. Это обусловлено появлением значительного количества вторичного сырья в связи с бурным развитием автомобильной отрасли: в Китае в настоящее время производится более 5,1 млн автомобилей в год, страна по этому показателю заняла четвёртое место в мире.
Высокий спрос на свинец и появление большого количества вторичного свинцового сырья (использованных автомобильных аккумуляторов) в эти годы способствовали тому, что некоторые китайские компании начали строительство новых заводов по переработке вторичного сырья. В частности, компанией Chongqing Chunxing Alloys Co. Ltd. в провинции Сычуань в 2005 г. построен завод мощностью 20 тыс.т вторичного металла в год, а компанией Anyang Yubei Gold and Lead Co. – завод мощностью 50 тыс.т в год в провинции Хэнань. Крупнейший производитель свинца в стране – компания Yuguang Gold&Lead планировала в конце 2006 г. начать строительство завода мощностью 100 тыс.т вторичного свинца в год [15].
В Индии до недавнего времени перерабатывался в основном лом импортных аккумуляторных батарей преимущественно на мелких частных предприятиях. В настоящее время в штате Раджастхан построены и работают два завода по выпуску вторичного свинца, принадлежащих компании Hindustan Zinc Ltd., мощностью 35 и 50 тыс.т в год; компания планирует в ближайшее время строительство ещё одного завода мощностью 50 тыс.т вторичного металла в год. Эти заводы перерабатывают в основном индийское вторичное сырьё, в первую очередь лом аккумуляторных батарей, поставки которого увеличиваются в связи с развитием национальной автомобильной промышленности. В стране ежегодно производится около 1,41 млн различных типов автомобилей, и по этому показателю Индия опережает Россию, Италию и Таиланд. По оценке экспертов ассоциации Indian Lead Zinc Devolopment Assn, внутренний спрос на свинец из-за роста производства автомобилей в Индии к 2010 г. достигнет 366 тыс.т, и в значительной степени он будет удовлетворяться за счёт переработки собственного и импортного вторичного сырья [11].
В Мексике производство вторичного свинца за последние десять лет выросло примерно на 70%, до 110 тыс.т в год; это более 40% металла, выпускаемого в стране. На заводе в г.Торреон ежегодно перерабатывается более 3 млн свинцово-кислотных батарей и выпускается более 30 тыс.т рафинированного свинца.
Следует отметить, что во многих странах вторичный свинец извлекается не только из лома отработанных свинцово-кислотных батарей, но и из свинецсодержащего скрапа, причём в ряде случаев он импортируется в значительных количествах из других стран. Например, Великобритания ввозит до 15 тыс.т (в пересчёте на металл) этого сырья в год, Испания – до 30 тыс.т, Франция – до 50 тыс.т.
В России дефицит свинца, в том числе для производства аккумуляторных батарей, имеет многолетнюю историю, но наиболее остро проблема обеспечения автомобилестроителей металлом встала в начале 1990-х годов в связи с резким сокращением его производства в Казахстане, который был традиционным поставщиком рафинированного свинца на предприятия России. В этот период потребность в свинце только аккумуляторных заводов России составляла около 190 тыс.т в год, а производство в стране составляло чуть более 31 тыс.т. При этом производство свинца из свинцового лома находилось на уровне всего 8 тыс.т в год.
Для снижения остроты проблемы планировалось построить завод по переработке накопившегося аккумуляторного лома и производству вторичного свинца мощностью 26 тыс.т в год в Приморье и ещё один, мощностью 30 тыс.т в год – в Красноярске. Однако эти планы не были осуществлены, и проблема осталась актуальной до настоящего времени [4; 13].
В последние пять лет ситуация в России несколько улучшилась: из 60-65 тыс.т ежегодно выпускаемого рафинированного свинца около 40 тыс.т производится из вторичного сырья. Тем не менее, по этому показателю страна занимает одно из последних мест в мире. Свинец производят в основном ОАО "Рязцветмет" (г.Рязань) и АО "Верх‑Нейвинский завод" (Свердловская обл.). По оценке российских специалистов, мощности этих предприятий недостаточны для переработки ежегодно накапливающегося в стране свинецсодержащего лома, прежде всего отработанных аккумуляторных батарей отечественного и зарубежного производства. В последние годы в России выпускается около 11,5 млн автомобильных аккумуляторов в год; кроме того, по данным руководства ЗАО "Электрозаряд" (г.Москва), в Россию поставляется из-за рубежа 1,7 млн аккумуляторных батарей легально и ещё около 4 млн – нелегально.
Зарубежные производители автомобилей, имеющие производственные мощности на территории России, планируют довести уровень выпуска аккумуляторов в России до 5-6 млн в год, и тогда количество свинца во вторичном аккумуляторном ломе, по нашей оценке, может достигнуть 185-200 тыс.т в год.
В настоящее время, по подсчётам специалистов ЗАО КПВР "Сплав", на территории России находится около 1 млн т отслуживших свой срок неутилизованных аккумуляторов. Только в пределах Москвы и Московской области ежегодно образуется более 25 тыс.т свинецсодержащих отходов, из которых перерабатывается не более пятой части. А в связи с ожидаемым ростом парка автомобилей в недалёком будущем здесь будет накапливаться 29-31 тыс.т свинца в ломе ежегодно [4; 7].
Рост потребности во вторичном сырье и высокие мировые цены на цветные металлы активизировали в стране работу по сбору лома, в том числе свинецсодержащего, и утилизации его с использованием современных эффективных технологий. Этим заинтересовались и российские продуценты аккумуляторов, стремясь организовать собственную переработку вторичного свинецсодержащего сырья. К их числу в первую очередь относится крупный российский производитель стартовых свинцово-кислотных батарей ООО "Аккумуляторные технологии (АкТех)", которое в 2006 г. ввело в строй первую очередь нового завода по переработке аккумуляторного лома в г.Свирск (Иркутская обл.). На этом предприятии с применением итальянской установки "CX-Compact" планируется ежегодно перерабатывать около 16 тыс.т лома свинцово-кислотных батарей и производить не менее 2 тыс.т вторичного свинца и сплавов с дальнейшим увеличением производства до 4-5 тыс.т. В 2007 г. компания предполагает собрать на территории Сибири и Дальнего Востока и утилизировать около 2 млн отработанных батарей, содержащих не менее 20-25 тыс.т свинца. По оценке специалистов "АкТех", ввод в строй нового предприятия позволяет сократить затраты на производство аккумуляторных батарей на 20-25% и снизить импорт рафинированного свинца из Казахстана на 50% [1; 9; 14; 17; 21].
Около 1 тыс.т в год вторичного свинца производит ОАО "Тюменский аккумуляторный завод". На предприятии установлены автоматизированные линии по переработке вышедших из строя аккумуляторов и очистке полученного вторичного свинца, что позволило выпускать металл высокого качества и значительно сократить расходы на его производство – прежде черновой металл приходилось транспортировать на уральские металлургические предприятия [16].
ОАО "ГМК "Дальполиметалл"" (Приморский край), в течение многих лет являвшийся основным производителем первичного рафинированного свинца России, в последние годы начал производство свинца из аккумуляторный лома, собираемого в Приморском крае. Предполагается, что к концу текущего десятилетия его выпуск выйдет на уровень 10 тыс.т в год. Металл направляется в основном на предприятия ОАО "Комсомольск-на-Амуре Аккумуляторный Завод" [6], однако этого сырья недостаточно для обеспечения нормальной работы завода. Для решения проблем с его снабжением свинцом планируется построить в Хабаровском крае ещё один завод по переработке вторичного сырья, который будет выплавлять около 8 тыс.т рафинированного металла в год [8].
Компания ЗАО "АКОМ", которая производит в год более 1 млн аккумуляторов, в 2006 г. ввела в строй в г.Жигулевск (Самарская обл.) завод по переработке отработанных аккумуляторов мощностью 6 тыс.т чернового свинца в год [2]. Вторичный свинец и свинцово-сурьмяные сплавы высокого качества производит ЗАО КПВР "Сплав" на комбинате по переработке вторичных ресурсов в г.Рязань. Извлечение свинца на комбинате достигает 95-96%, а его содержание в конечном продукте – 99,9%.
Не менее 18 тыс.т в год лома старых аккумуляторов и других свинецсодержащих отходов перерабатывает ЗАО "Курский завод "Аккумулятор"".
В соответствии с Программой правительства Московской области в г.Зарайск завершается строительство завода, принадлежащего московской компании ЗАО "Метком Групп", который будет перерабатывать в год около 80 тыс.т лома аккумуляторных батарей; в них, по нашей оценке, содержится 35-40 тыс.т металлического свинца [3].
На заводе ОАО "Электроцинк" (г.Владикавказ) освоена новая технология получения вторичного свинца из аккумуляторного лома и свинцовых кеков [10; 23].
ОАО "Уралэлектромедь" планировало в первом полугодии 2007 г. начать работы по модернизации рафинировочного отделения принадлежащего компании завода сплавов цветных металлов, что позволит в будущем выпускать ежегодно до 15 тыс.т вторичного свинца высоких марок, который предполагается использовать при производстве свинцово-кальциевых аккумуляторных сплавов [18; 22].
Проблема переработки вторичного свинецсодержащего сырья в последние годы стала актуальной и для бывших республик СССР. В Эстонии (г.Силламяэ) британская компания AS Ecometal построила завод, который будет перерабатывать до 15 тыс.т автомобильных, промышленных и телефонных аккумуляторов и выпускать около 9 тыс.т свинцовых сплавов, предназначенных для изготовления источников тока. Завод рассчитан на переработку сырья, поступающего не только из Эстонии, но и из других стран Балтии.
В Латвии компания, владеющая предприятием Pirma akumulatoru fabrika, выпускающим аккумуляторы, при сохранения тенденции к росту мировых цен на свинец может начать строительство собственного завода по переработке вторичного сырья [24].
В Украине нет освоенных месторождений свинца, поэтому проблема обеспечения аккумуляторного производства свинцом, полученным из вторичного сырья, весьма актуальна. В настоящее время в стране созданы приёмные пункты по заготовке сырья в Киеве, Днепропетровске, Житомире и других городах. Старые свинцовые батареи предусматривается перерабатывать на заводах НАК "ИСТА"; их суммарная мощность по переработке составляет около 4 млн аккумуляторов в год. По имеющейся информации, украинскими специалистами разработана гидрометаллургическая установка, которая может перерабатывать более 40 тыс.т аккумуляторных батарей в год [20].
В ближайшие годы, по оценке зарубежных и отечественных аналитиков, основным источником получения вторичного свинца будет лом отработанных аккумуляторных батарей, количество которого увеличивается по мере роста производства автомобилей в мире. Но разрабатываются и внедряются в производство также и технологии получения свинца из производственных отходов металлургических предприятий, в том числе из свинецсодержащих пылегазовых отходов, которые сейчас в больших количествах выбрасываются в атмосферу. Применение эффективных способов извлечения из них свинца позволит не только увеличить его производство, но и защитить окружающую среду от вредного воздействия этого металла и его соединений.
А.Г.Натаров
Скачать договор