I РАЗДЕЛ СПЕЦИАЛЬНАЯ КАФЕДРА
1.1 Общая характеристика ЗАО «УМЗ»
Акционерное общество «Ульбинский металлургический завод» - уникальное предприятие, имеющее многолетний опыт производства и поставок широкого ассортимента продукции мирового уровня.
Официальной датой образования Ульбинского металлургического завода считается 29 октября 1949 года. В тот день на склад предприятия была поставлена первая продукция. К началу 70-х годов АО «УМЗ» вошел в число крупнейших в мире производителей изделий из урана, бериллия и тантала. Сегодня в составе акционерного общества и его дочерних организаций:
-крупнейшее в СНГ производство ядерного топлива для атомной энергетики;
-единственное на Евразийском континенте производство, выпускающее все виды бериллийсодержащей продукции от черновых слитков до готовых изделий (получение технической гидроокиси бериллия, фторбериллата аммония, металлического бериллия, лигатур и сплавов, металлических порошков бериллия);
-производство тантала, оснащенное мощным современным оборудованием, способным перерабатывать любое тантал-ниобий содержащее сырье и производить изделия из ниобия и тантала;
-современное производство плавиковой кислоты;
-машиностроительный комплекс, имеющий богатый опыт изготовления оборудования, высокоточных изделий на современном металлообрабатывающем оборудовании;
-мощная научно-исследовательская база;
-крупный проектно-конструкторский институт;
-мощная инфраструктура вспомогательных производств.
Первым директором УМЗ стал Л. Гецкин.
Наиболее весомый вклад в развитие завода в советский период внесли В. Потанин и Ю. Мурин. С 1989 по 1994 годы УМЗ возглавлял В. Метте. До 2004 года УМЗ возглавлял В. Хадеев. В 2004 году у руля предприятия встал Н. Мусин.
История АО «УМЗ» знаменуется датами достижений:
- апрель 1951 года начато освоение технологии получения фторотанталата калия;
- 1951-1965 годы – создание и запуск в работу мощностей по производству бериллия, тантала, переработке природного урана, выпуск трехслойных керамических ТВЭЛов из оксидов бериллия и высокообогащенного урана, получение изделий из металлического бериллия;
- 1963 год внедрена технология по изготовлению изделий из металлического тантала;
- 1966-1974 годы – производство слитков тантала высокой чистоты методом электронно-лучевой плавки. Танталовое производство УМЗ входит в тройку мировых лидеров в получении этого металла. На танталовом производстве освоено изготовление сверхпроводящей продукции из ниобий-титанового сплава;
- с 1997 года АО «УМЗ» входит в состав Национальной Атомной компании «КАЗАТОМПРОМ», представляющей интересы Республики Казахстан в атомной промышленности.
- 1999 год разработана и внедрена технология комплексной переработки тантал-ниобиевого концентрата с целью получения металлического ниобия, его сплавов и оксидов.
В 2004 году на УМЗ получен сертификат серии ИСО, подтверждающий соответствие системы менеджмента качества танталовой продукции международным стандартам.
1.2 Физико-географическое расположение АО «УМЗ»
АО «УМЗ» находится в городе Усть-Каменогорске, расположенном у слияния рек Иртыш и Ульба, на правом берегу реки Иртыш, в Калбинском горном районе Казахстана.
Рельеф территории расположения промплощадок спокойный, ровный, без впадин и холмов. Ближайшие жилые кварталы находятся: к западу - на расстоянии 2500 м, к востоку - на расстоянии 1500 м, к югу - на расстоянии 1000 м.
1.3 Санитарно-защитная зона
Согласно санитарно-эпидемиологических правил и норм «Санитарно-эпидемиологические требования к проектированию производственных объектов» № 3792. 2005г. нормативная санитарно-защитная зона составляет от крайних источников выбросов для АО «УМЗ»:
- для химических производств 1 класса опасности – 1000 м;
- для источников выбросов радиоактивных веществ – 1000 м;
-для производства тантала и ниобия (2 класса) – 500 м;
- для хвостохранилища - 700 м.
Санитарно-защитная зона для АО «УМЗ» определена сопряжением окружностей вышеуказанных радиусов от крайних источников загрязнения.
Территория санитарно-защитной зоны благоустроена и озеленена в соответствии с требованиями "Строительных норм и правил" по проектированию генеральных планов промышленных предприятий.
1.4 Характеристика технологии бериллиевого производства
Бериллиевое производство представляет завод полного цикла от вскрытия рудного сырья до получения готовых изделий из бериллия.
Здесь получают следующие продукты: техническую гидроокись бериллия, фторбериллат аммония, металлический бериллий, лигатуры и сплавы на основе бериллия, металлические порошки бериллия и изделия из них, изделия из окиси бериллия.
Исходным сырьем для производства технически чистого металлического бериллия являются бериллийсодержащие концентраты. Технология получения металла включает следующие основные стадии:
- получение технической гидроокиси бериллия посредством плавки бериллиевого сырья в электродуговой печи, вскрытие расплава серной кислотой и осаждения гидроокиси аммиаком;
- перевод гидроокиси во фторбериллат аммония;
- разложение фторбериллата аммония в индукционных печах до получения фторида бериллия;
- восстановление фторида бериллия магнием до чернового металла;
- получение конечного продукта рафинированием чернового металла в вакуумных печах.
В производстве гидроксида бериллия используются такие реагенты, как аммиачная вода, серная и азотная кислоты, сода каустическая и кальцинированная. В производстве технического бериллия реагентами являются плавиковая кислота, аммиачная вода, сода каустическая, уголь активированный, сурик свинцовый, магний. Применяется следующее оборудование: печь КРТП, гранулятор, мельница шаровая, сгуститель, реакторы, сульфатизатор, осветлитель, рамные фильтр-прессы, выпарные аппараты, центрифуга, электропечи ИПЧ, ПРПЧ и ОКБ, элеваторы.
Меднобериллиевые лигатуры (МБЛ) получают плавлением шихты в индукционной печи ИПЧ-900. Плавка осуществляется в графитовых тиглях при температуре 1060-1080 С. В состав шихты входят бериллий и бериллийсодержащее сырье, медь катодная, обороты. На предприятии используется также метод получения МБЛ карботермическим восстановлением оксида бериллия. В качестве бериллийсодержащего сырья в этом случае используются гидроксид или основной карбонат бериллия. В состав шихты входит углерод. Гранулированная шихта перед плавкой подвергается пиролизу во вращающейся печи. МБЛ, полученные методом карботермического восстановления, подвергаются рафинированию в ковшах. Технологический процесс производства алюминиево-бериллиевой лигатуры (АБЛ) аналогичен производству МБЛ. Шихта готовится из бериллия и бериллийсодержащего сырья, слитков алюминия, оборотов. Никель-бериллиевые лигатуры (НБЛ) получают вакуумной плавкой шихты в индукционной печи ИСВ. Бериллий, входящий в состав шихты НБЛ, подвергается дроблению, никель - резке на пластины.
Технологические бросовые растворы, содержащие вредные химические вещества, после нейтрализации, вывозятся или перекачиваются по пульпопроводу на хвостохранилище.
Производство изделий и полуфабрикатов из компактного бериллия ведется методами порошковой металлургии и связано с процессами получения порошков металлического бериллия различного гранулометрического состава, их компактирования, обработки заготовок давлением и мехобработкой. Технологические растворы после нейтрализации направляются на хвостохранилище.
Для производства керамических изделий из оксида бериллия исходным сырьем служит гидроксид бериллия, который прокаливанием переводится в окись. Формовка заготовок из порошка оксида производится методами шликерного литья, полусухим или изостатическим прессованием. Далее заготовки спекаются в вакуумных высокотемпературных печах. Спеченная керамика при необходимости режется, шлифуется, некоторые виды изделий металлизируются путем электронно-лучевого напыления, сеткографии, фотолитографии, электрохимически или химически. Бросовые технологические растворы откачиваются на участок «Хвостовое хозяйство».
Кремниево-сульфатный кек, образующийся как отход производства бериллия, откачивается в отвальное поле.
Производство бериллия, бериллиевых лигатур и изделий из бериллия связано с образованием и выделением в воздух аэрозолей бериллия, пыли неорганической, оксида меди (II), серной и азотной кислот, аммиака, фтористых газообразных соединений, оксида азота (IV).
Все вентвыбросы производства бериллия в атмосферу осуществляются после двух и многоступенчатой очистки с жестким контролем на содержание бериллия.
1.5 Производство технического бериллия
Таблица 1 Перечень реагентов и материалов применяемых в производстве технического бериллия
| № п/п | Наименование |
| 1 | Бериллий в основном карбонате |
| 2 | Плавиковая кислота |
| 3 | Аммиачная вода |
| 4 | Сода каустическая |
| 5 | Уголь активированный |
| 6 | Сурик свинцовый |
| 7 | Графит в заготовках |
| 8 | Магний первичный |
| 9 | Аргон технический |
| 10 | Оснастка из оксида бериллия |
Таблица 2. Перечень применяемого оборудования при производстве технического бериллия
| № п/п | Наименование операции | Оборудование |
| 1 | Получение гидроксида из основного карбоната | Реактор, рамный фильтр-пресс, бак |
| 2 | Растворение гидроксида в оборотных Растворах, корректировка растворов | Реактор, бак, выпарной аппарат, вакуум-насос, фильтр «Кальмар» |
| Очистка растворов фторбериллата аммония (ФБА) | Реактор, рамный фильтр-пресс, бак | |
| 4 | Упаривание очищенных растворов, кристаллизация, получение кристаллов | Реактор, бак, выпарной аппарат, вакуум-насос, центрифуга, вибробункер |
| 5 | Разложение кристаллов ФБА | Элеватор, вибромашина, электропечь, ПРПЧ-700, виброизложница |
| 6 | Получение черного бериллия | Электропечь ИПЧ-700 |
| 7 | Получение технического бериллия | Электропечь ОКБ-869-М |
1.6 Воздух рабочей зоны