Техногенні відходи

Сучасна промисловість випускає десятки тисяч Наиме-нований різноманітної продукції. У виробництво втягується у багато разів більше вихідної сировини, ніж випускається готових про-дуктів. Наприклад, на випуск 1 т чавуну витрачається 1,5-2 т сировини, відповідно: алюмінію - 3-10 т, нікелю - 5-10 т, вапна - 1,5-2 т, цементу - 1,4-1, 7 т. При цьому на різних стадіях техноло-ня процесу виникають відходи.

З галузей, які споживають промислові відходи, найбільш ємною є промисловість будівельних матеріалів, частка сировини якої в собівартості продукції досягає 50% і більше. Багато відходи за своїм складом і властивостями близькі до природ-ному сировини. Встановлено, що використання промислових відх-дів дозволяє покрити до 40% потреби будівництва в сировину-вих ресурсах. Застосування промислових відходів дозволяє на 10 30% знизити витрати на виготовлення будівельних матеріалів в порівнянні з виробництвом їх з природної сировини. Крім того, з промислових відходів можна створювати нові будівельні мате-ріал з високими техніко-економічними показниками.

Основними «виробниками» багатотоннажних відходів яв-ляють: ГІРНИЧОЗБАГАЧУВАЛЬНА, металургійна, хімічна про-мисловості, енергетичний комплекс, промисловість строї-них матеріалів, агропромисловий комплекс, лісова і дере-вообрабативающая, текстильна промисловість, побутова діяч-ність людини. Поряд з терміном «відходи виробництва», викорис-ся такі терміни, як «побічні продукти промисловості», «вторинна сировина», «попутні продукти» і т. Д. Суть основних по-нять формулюється в такий спосіб.

Відходи виробництва - це всі види залишків даного виробництва, які мають якусь споживчу цінність і можуть бути використані в матеріальному виробництві (як правило, після додаткових технологічних операцій). Побічні продукти промисловості - продукти, отримання яких не було це-ллю виробничого процесу і які можуть бути використані як готову продукцію після відповідної обробки або як си-рье для переробки. Вторинна сировина - матеріали і вироби, ко-торие після повного початкового використання (зносу) можуть застосовуватися повторно у виробництві як вихідна сировина.

Всі відходи можна розділити на дві великі групи: мінеральні Цінні та органічні. Переважне значення мають мінеральні відходи: їх більше, вони краще вивчені і мають найбільше значення для виробництва будівельних матеріалів.

Залежно від переважаючих хімічних сполук відходи ділять на силікатні, карбонатні, вапняні, гіпсо-ші, залізисті, що містять цинк, щелочесодержащіе і т. Д. У межах кожної групи можлива більш детальна класифікація є-ція. Наприклад, силікатні відходи в залежності від відсотково-го змісту кислотних і лужних оксидів можна розділити на ультраосновні, основні, середні, кислі, ультракіслие. Чим вище основність, тим вище гідравлічна активність відходів.

Велика частина мінеральних відходів складається переважно з силікатів і алюмосилікатів кальцію та магнію. Це пояснюється тим, що 86,5% маси земної кори становлять природні силікати. Відповідно і відходи, одержувані при видобутку в переробці природних силікатів, теж мають силікатний склад. Силікатні відходи класифікуються також за структурою і хімічним со-ставу, за умовами освіти і т. Д. Найбільшу практичну застосовність має класифікація відходів по галузях промисло-вості, їх створює, і класифікації для окремих видів відходів.

Залежно від величини модуля основності - відношення

містяться в шлаку основних оксидів до суми кислотних,%

всі доменні шлаки діляться на кислі, їх Щ<1, и основные, имею-щие М0> 1, вони більш активні. Склад шлаку залежить від складу коксу, порожньої породи, і визначає особливості застосування шлаку.

У виробництві будівельних матеріалів використовується 75% загальної кількості доменних шлаків. Основним споживачем яв-ляется цементна промисловість. Щорічно вона споживає мил-Ліон тонн гранульованого доменного шлаку. Грануляція - найбільш ранній і освоєний вид первісної переробки до-ного шлаку. Вона полягає в швидкому охолодженні шлакового розплаву, в результаті чого шлак набуває склоподібну струк-туру і, відповідно, високу активність.

Особливу проблему представляє використання шлаків, раніше накопичених у відвалах.

Шлаки кольорової металургії надзвичайно різноманітні за складом. Вихід їх на одиницю виплавленого металу набагато біль-ше. Так при виплавці 1 т міді вихід шлаку може досягати 10 30 т, а нікелю - до 150 т. Основні оксиди, що входять до складу шлаків кольорової металургії: Si02, А120з, CaO, FeO, МпО і ін.

Найбільш перспективний напрямок їх використання - кому-комплексний переробка: попереднє витяг кольорових і ред-ких металів з шлаку; виділення заліза; використання силікат-ного залишку шлаку для виробництва будівельних матеріалів.

При отриманні кольорових металів по ряду так званих «мокрих» технологій утворюються не шлаки, а шлами (буквальний переклад з німецької - «бруд»). Це загальна назва опадів сус-Пенза, одержуваних в металургійних і хімічних виробництв-вах в результаті процесів, що здійснюються гідрохімічними спо-собом. Наприклад, побічним продуктом при виробництві алюмінію є бокситовий шлам - пухкий сипучий матеріал червоного кольору (інша назва - червоний шлам). Вихід червоного шламу від 1 до 2,5 т на 1 т глинозему, хімічний склад: Si02, А1203, СаО, Fe203, Na20 і ін.

При отриманні глинозему з нефелінового сировини в якості по-бочного продукту утворюється сієніт шлам. Інакше він називаючи-ється белітовим шламом, так як в основному складається з дрібних кри-Сталл Беліта - C2S. Вихід цього шламу на 1 т глинозему - 6 т.

Якщо глинозем отримують з високоалюмінатний глин, в якості-ве побічного продукту утворюється каоліновий шлам і т. Д. Основне

застосування всі ці шлами знаходять в цементному виробництві.

Золи і шлаки теплових електростанцій (ТЕС) - мінеральні-ний залишок від спалювання твердого палива. Одна ТЕС середньої мощ-ності щорічно викидає в відвали до 1 млн т золи та шлаку, а ТЕС, що спалює многозольние паливо, - до 5 млн т. За химиче-ському складу паливні золи і шлаки складаються з Si02, А1203, Fe203, CaO, MgO та ін. а також містять незгоріле паливо. Іс-користуються паливні золи і шлаки всього на 3-4% від їх щорічно-го виходу.

На сучасних ТЕС вугілля спалюють у пилоподібному стані. Шлак утворюється в результаті злипання розм'якшених частинок золи в обсязі топки і накопичується в жужільному бункері під топкою. Раз-заходів зерен шлаку 1-50 мм. Зола несеться з топки з димовими газу-ми (зола виносу) і вловлюється при їх очищенні в циклонах і елек-трофільтрах. Розмір частинок золи менше 1 мм.

Більшість зол має сферичну форму частинок, гладку осклованих фактуру поверхні. Розмір сферичних частинок коливається від декількох мікрон до 50-60 мкм.

Золи і шлаки ТЕС можливо використовувати при виробництві практично всіх будівельних матеріалів і виробів.

Розкривні породи - гірничорудні відходи, відходи видобутку різноманітних корисних копалин. Особливо велике кількісних-під цих відходів утворюється при видобутку відкритим способом. За орієнтовними підрахунками, в країні щорічно утворюється понад 3 млрд. Т відходів, які є невичерпним джерелом сировини для промисловості будівельних матеріалів. Однак в на-варте час вони використовуються лише на 6-7%. Розкривні і «пус-ті» породи знаходять застосування в залежності від свого складу (карбонатні, глинисті, мергелістих, піщані і т. Д.).

Розкривні породи - не єдині відходи підприєм-вающей промисловості. Велика кількість порожньої породи під-приймаються на поверхню землі, подрібнюється і направляється в отва-ли у вигляді хвостів збагачення. Гірничо-збагачувальні комбінати скидають у відвали велика кількість флотаційних хвостів, що утворюються, зокрема, при переробці руд кольорових металів. У відвалах і хвостосховищах накопичено понад 60 млрд. Т техно-генних матеріалів.

Попутнодобиваемие породи і відходи промислової пере-лення рудних корисних копалин відрізняються за генезисом, міні-ральному складом, структурою і текстурою від традиційно стосову-

мих при виробництві будівельних матеріалів. Це пояснюється істотною відмінністю глибин кар'єрів з видобутку сировини для будіндустрії (20-50 м) в порівнянні з сучасною розробкою рудних родовищ (350-500 м).

Відходи вуглевидобутку і вуглезбагачення утворюються на углеобо-гатітельних фабриках. Їх щорічний вихід по країнах СНД близько 50 млн т. Для відходів вуглевидобутку характерно сталість складу, що їх вигідно відрізняє від інших видів мінеральних відходів твердого палива. До складу вуглевмісні породи входять Si02, А1203, Fe203, CaO, MgO, Н20, S.

Гіпсові відходи хімічної промисловості - продукти, що містять сульфат кальцію в тій чи іншій формі. Наукові дослі-нання показали повноцінну заменимость традиційного гіпсо-вого сировини відходами хімічної промисловості.

Фосфогіпс - відхід при виробництві фосфорних добрив з апатитів і фосфоритів. Він являє собою CaS04'2H20 з при-месямі неразложившихся апатиту (або фосфориту) і неотмитой фосфорної кислоти. За рахунок використання фосфогіпсу можна пів-ністю покрити потреби нашої країни в гіпсі.

Фторгіпс (фторангідріт) - побічний продукт при виробництві стве фтористоводородной кислоти, безводного фтористого водоростей-да, фтористих солей. За складом це CaS04 з домішками вихідного неразложившихся флюориту. Він може містити також невідміна - тую сірчану кислоту.

Тітаногіпс - відхід при сернокислотном розкладанні тітансо-які тримають руд. Борогіпсу - відхід виробництва борної кислоти. Сульфогіпс виходить при уловлюванні сірчаного ангідриду з ди-мових газів ТЕС.

Відходи деревини і лісохімії. Щорічно в країні накапл-ється близько 500 млн т відходів рослинного походження, з них - 160 млн т залишаються невивезеною на лісосіках, 120 млн т губляться при подальшій деревообробці. Лише 1/6 частина всіх відходів переробляється на технологічну тріску для целюлозно-но-паперової промисловості та промисловості будівельних матеріалів.

Практично не використовуються такі відходи деревообробки, як кора, пні, вершини, гілки, сучки. Досить широке застосований-ня знаходять горбиль, стружка, тріска, тирса.

Відходи целюлозно-паперової промисловості - опади стічних вод та інші промислові шлами. Скоп - продукти, отримані в результаті механічного очищення стічних вод.

Це Грубодисперсні домішки, що складаються в основному з волокон целюлози і частинок каоліну. Активний мул - продукт биологиче-ської очищення стічних вод, що знаходиться у вигляді колоїдів і молі-кул. Шлами - продукти фізико-хімічної очистки.

Відходи промисловості будівельних матеріалів. При по-одержанні цементного клінкеру до 30% обсягу пекучого продукту несеться з димовими газами з печей у вигляді пилу. Цей пил улавлі-ється і повертається у виробництво. Також вона може вико-тися для розкислення ґрунтів і у виробництві в'яжучих речовин.

Цегляний бій, старий і бракований бетон використовуються в якості штучного щебеню. Бетонний лом - відхід підпри-ємств збірного залізобетону і будівельних об'єктів. Величезні обсяги реконструкції житлового фонду, промислових підприємств, транспортних споруд, автодоріг і т. Д. Вони дають важливу науково - технічну задачу по руйнуванню і переробці відходів бетону та залізобетону. Ці відходи крім бетонного брухту містять Міллі-ни тонн металу. Розроблено різні технології руйнування будівельних конструкцій, а також спеціальне обладнання для переробки некондиційного бетону та залізобетону.

Піритні недогарки - відходи при отриманні сірчаної кислоти з піриту FeS. Складування їх вимагає відчуження великих площа-дей землі. Відомо їх виключно шкідливий і некероване вплив на навколишнє середовище. Під дією атмосферних опадів з зберігаються під відкритим небом піритових огірків ви-щелачівается ряд токсичних речовин, наприклад миш'як. Їх склад в основному представлений залізом (40-63%), є срібло і золо-то (1 г на 1 т) і деякі рідкісні елементи.

Електротер шлаки - відходи виробництва фосфорної кислоти, одержуваної по так званому ЕЛЕКТРОТЕРМ-зації способу. У гранульованому вигляді містять 95-98% скла. Основні оксиди, що входять до їх складу, Si02 і СаО.

Інші відходи та вторинні ресурси - відходи і бій скла, макулатура, ганчір'я, гумова крихта, відходи і попутні продукти виробництва полімерних матеріалів, попутні продукти нафто-хімічної промисловості і т. Д.

Найважливіші види будівельних матеріалів, одержувані з ви-шеперечісленних відходів промисловості, наведені в табл. 3.2.

Відходи промисловості, які використовуються у виробництві ___________ будівельних матеріалів ________________

Для приготування асфальтових розчинів і бетонів застосо- ють асфальтове в'яжучий, що представляє суміш нафтового біту-ма з тонкомолоті мінеральними порошками (вапняку, доло ліміту, крейди, азбесту, шлаку). Мінеральний наповнювач не тільки зменшує витрати бітуму, але ...

Дьоготь являє собою густу в'язку масу чорно-коричневого кольору, що утворюється при нагріванні без доступу віз-духу твердих видів палива (кам'яного і бурого вугілля, горючого сланцю, торфу, деревини). У будівництві застосовують головним об-разом ...

Склад і будова бітумів Бітуми відносяться до найбільш поширених органічним в'яжучим речовин. Елементарний склад бітумів коливається в межах: вуглецю 70-80%, водню 10-15%, сірки 2-9%, кисню 1-5%, азоту 0-2%. Ці елементи ...