In diesem Abschnitt geht es um die Emissionen von Cd, Pb und Hg und ihrer Begrenzung im Primär- und Sekundärbereich der Erzeugung von Nichteisenmetallen wie Blei, Kupfer, Zink, Zinn und Nickel. Augrund der Vielzahl der im Einzelnen eingesetzten Rohstoffe und angewendeten Prozesse ist es möglich, dass in diesem Sektor beinahe alle Arten von Schwermetallen und Schwermetallverbindungen emittiert werden. Für die in diesem Anhang untersuchten Schwermetalle ist besonders die Produktion von Kupfer, Blei und Zink relevant.
Am Beginn der Verarbeitung der Quecksilbererze und -konzentrate steht das Zerkleinern und mitunter das Klassieren. Anreicherungsverfahren spielen keine große Rolle, obwohl in einigen Anlagen bei der Verarbeitung geringhaltiger Erze Flotationsverfahren genutzt werden. Dazu wird das zerkleinerte Erz in kleinen Betrieben in Retorten oder bei Großbetrieben in Öfen auf jene Temperatur erwärmt, bei der Quecksilber(II)-sulfid sublimiert. Der entstehende Quecksilberdampf wird in einem Kühlsystem kondensiert und als Quecksilbermetall aufgefangen. Die sich in Kondensatoren und Becken absetzende Masse soll entfernt, mit Kalk behandelt und in die Retorte bzw. den Ofen zurückgeführt werden.
Zur effizienten Rückgewinnung von Quecksilber können die folgenden Verfahren angewendet werden:
Maßnahmen zur Verringerung der Staubbildung im Bergbau und bei der Lagerung einschließlich der Minimierung der Haldengröße;
indirekte Beheizung des Ofens;
möglichst trockene Lagerung des Erzes;
Senkung der Temperatur des Gases beim Eintritt in den Kondensator auf nur 10 bis 20 °C über dem Taupunkt;
möglichst niedrige Austrittstemperatur und
Leiten der Reaktionsgase durch einen der Kondensationsstufe nachgeschalteten Wäscher und/oder einen Selenfilter.
Die Staubbildung kann durch indirekte Beheizung, separate Verarbeitung von Feinkornklassen des Erzes und die Kontrolle des Erzwassergehaltes niedrig gehalten werden. Staub soll mit Zyklonen und/oder elektrostatischen Abscheidern aus dem heißen Reaktionsgas entfernt werden, bevor es in die Quecksilberkondensationsstufe gelangt.
Bei der Goldgewinnung durch Amalgamierung können ähnliche Maßnahmen wie bei Quecksilber angewendet werden. Die Gewinnung von Gold erfolgt auch auf anderem Wege als durch Amalgamieren; diese Verfahren sind für Neuanlagen zu bevorzugen.
Nichteisenmetalle werden vornehmlich aus schwefelhaltigen Erzen gewonnen. Aus technischen und Produktqualitätsgründen müssen die Abgase gründlich entstaubt (< 3 mg/m3) und möglicherweise auch einer zusätzlichen Quecksilberabscheidung unterzogen werden, bevor sie einer SO3-Kontaktanlage zugeführt werden, wodurch auch die Schwermetallemissionen abnehmen.
Gegebenenfalls sollen Gewebefilter verwendet werden. Es kann ein Staubgehalt im Reingas von weniger als 10 mg/m3 erzielt werden. Der bei pyrometallurgischen Produktionsprozessen anfallende Staub soll innerhalb oder außerhalb des Betriebes unter Beachtung des Arbeits- und Gesundheitsschutzes aufgearbeitet werden.
Was die Primärbleigewinnung anbelangt, so liegen erste Erkenntnisse vor, die darauf schließen lassen, dass es interessante neue Technologien zur Direktschmelzreduktion gibt, bei denen kein Sintern der Konzentrate erfolgt. Diese Verfahren stehen für eine neue Generation autogener Direktschmelztechnologien für Blei, bei denen die Umwelt nicht so stark belastet und weniger Energie verbraucht wird.
Sekundärblei wird hauptsächlich aus gebrauchten Pkw- und Lkw-Batterien gewonnen, die vor dem Eintrag in den Schmelzofen demontiert werden. Bei dieser besten verfügbaren Technik soll ein Schmelzvorgang in einem Kurztrommelofen oder Schachtofen durchgeführt werden. Mit Sauerstoff-Brennstoff-Brennern können Abgasvolumen und Flugstaubanfall um 60 % gesenkt werden. Durch Reinigung des Abgases mit Gewebefiltern lassen sich Staubkonzentrationen im Reingas von 5 mg/m3 erzielen.
Die Primärzinkproduktion erfolgt durch ein Verfahren mit Röstung, Laugung und Elektrolyse. Drucklaugung kann als Alternative zur Röstung angewendet und je nach den Konzentratmerkmalen für Neuanlagen als BAT betrachtet werden. Emissionen aus der pyrometallurgischen Zinkgewinnung im Imperial-Smelting-Schachtofen (IS-Schachtofen) können durch Verwendung einer doppelglockigen Gichtöffnung und Reinigung mit leistungsstarken Wäschern, effiziente Absaugung sowie Reinigung der bei der Schlacke- und Bleiabtrennung anfallenden Gase und gründliche Reinigung (< 10 mg/m3) der CO-reichen Ofenabgase auf ein Mindestmaß abgesenkt werden.
Zur Gewinnung von Zink aus oxidierten Rückständen kommt ein IS-Ofen zum Einsatz. Sehr geringwertige Rückstände und Flugstaub (z.B. aus der Stahlindustrie) werden zunächst in Drehrohröfen (Wälz-Öfen) behandelt, in denen hochzinkhaltiges Oxid entsteht. Die Verwertung von metallischen Werkstoffen erfolgt durch Einschmelzen entweder in Induktionsöfen, in Öfen mit direkter oder indirekter Beheizung mit Erdgas oder flüssigen Brennstoffen oder in vertikalen New-Jersey-Retorten, die sich zur Wiederaufbereitung einer Vielzahl oxidischer und metallischer Sekundärmaterialien eignen. Zudem kann Zink durch ein Schlackenverblaseverfahren auch aus Bleiofenschlacken rückgewonnen werden.
Im Allgemeinen sollen die Verfahren mit einer wirksamen Staubabscheidevorrichtung sowohl für Primärgase als auch für diffuse Emissionen kombiniert werden. Die wichtigsten Maßnahmen zur Emissionsminderung sind in den Tabellen 7 a) und 7 b) aufgeführt. Durch die Verwendung von Gewebefiltern wurden in einigen Fällen Staubkonzentrationen im Reingas von unter 5 mg/m3 erreicht.
