Техногенні вторинні ресурси - студопедія

За даними ЮНЕСКО, у світі щорічний-но витягують з надр більш
120 млрд. Т руд, горючих копалин, іншої сировини (20 т сировини на кожного житі-ля планети). За масштабами витягується і сировини, що переробляється господарська діяльність людини перевершила вулканізаційних-нічних
(10 млрд. Т в рік) і розмив суші усіма річками світу (25 млрд. Т в рік). Ця діяльність, крім того, супроводжується утворенням колосальної кількості відходів. Основними «виробниками» багатотоннажних відходів яв-ляють: ГІРНИЧОЗБАГАЧУВАЛЬНА, металургійна, хімічна, лісова і деревообробна, текстильна галузі промисловості; енергетичний комплекс; промисловість будівельних матеріалів; Агропромисловий комплекс; побутово-вая діяльність людини.

З галузей матеріального виробництва, здатних споживати промислові (техногенні) відходи, найбільш ємною є промисловість будівельних матеріалів. Відходи вироб-ництва або побічні продукти промисловості є вторинними матеріальними ресурсами. Багато відходи за своїм складом і властивостями близькі до при-рідного сировини. Встановлено, що використання промислових відходів дозволяє покрити до 40% потреби будівництва в сировинних ресурсах. Застосування промислових відходів позво-ляет на 10-30% знизити витрати на виготовлення будівельних матеріалів в порівнянні з виробництвом їх з природного си-рья, створювати нові будівельні матеріали з високими техніко-економічними показниками і, крім того, зменшити забруднення навколишнього середовища.

Все техногенні відходи можна розділити на дві великі групи: міні-ральних і органічні. Переважне значення мають міні-ральних відходи: їх більше, вони краще вивчені і мають най-більшого значення для виробництва будівельних матеріалів.

Залежно від переважаючих хімічних сполук мінеральні від-ходи ділять на силікатні, карбонатні, вапняні, гіпсові, залізисті, що містять цинк, щелочесодержащіе і т.д. Най-більшу практичну застосовність має класифікація відходів по галузях промисловості їх створює і классифи-кации для окремих видів відходів.

У виробництві будівельних матеріалів використовується 75% загальної кількості доменних шлаків. Основним споживачем є цементна промисловість. Щорічно вона споживає мільйони тонн гранульованого доменного шлаку. Грануляція полягає в швидкому охолодженні йшла-кового розплаву, в результаті чого шлак набуває стекловід-ву структуру і, відповідно, високу активність.

Шлаки кольорової металургії надзвичайно різноманітні за складом. Найбільш перспективний напрямок їх використання - кому-комплексний переробка: попереднє витяг кольорових і рідкісних металів з шлаку; виділення заліза; використання си-лікатного залишку шлаку для виробництва будівельних мате-ріалів.

При отриманні кольорових металів за допомогою так званих «мокрих» технологій утворюються не шлаки, а шлами (букваль-ний переклад з німецької - «бруд»). Це загальна назва опадів суспензій, одержуваних в металургійних і хімічних виробництвах в результаті процесів, що здійснюються гідрохіміче-ським способом. Наприклад, побічним продуктом при виробництві стве алюмінію є бокситовий шлам - пухкий сипучий матеріал червоного кольору. При отриманні глинозему з нефелінового сировини в якості побічного продукту утворюється сієніт шлам. Інакше він називається белітовим шламом, так як в основному складається з дрібних кристалів мінералу Беліта. Якщо глинозем отримують з високоалюмінатний глин, в якост-стве побічний продукт утворюється каоліновий шлам і т.д. Ос-новное застосування всі ці шлами знаходять в цементному вироб-ництва.

Золи і шлаки теплових електростанцій (ТЕС) - мінеральний 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 SiO2. AI2 O3. СаО, MgO та ін. А також містять незгоріле паливо. Використовуються паливні золи і шлаки всього на 3-4% від їх еже-гідного виходу.

Використання зол ТЕС в будівництві і інших галузях стримується цілим рядом факторів, зокрема тим, що на багатьох ТЕС використовується гідровидалення золи, і одержувані попелошлакові відходи (ЗШО) неоднорідні і мають нестабільні фізико-хімічні характеристики.

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. Розмір зерен шлаку
1-50 мм. Зола несеться з топки з димовими газами (зола виносу) і вловлюється при їх очищенні в циклонах і електрофільтрах. Розмір частинок золи коливається від декількох мікрон до 50-60 мкм. Більшість зол мають сферичну форму частинок, гладку осклованих поверхню.

Золи і шлаки ТЕС можливо використовувати при виробництві практично всіх будівельних матеріалів і виробів. Наприклад, введення
100-200 кг активної золи (виносу) на 1 м 3 бетону дає можливість економити до 100 кг цементу. Жужільний пісок придатний для заміни природного піску, а шлаковий щебінь - як крупний заповнювач.

Відходи підприєм-вающей промисловості. Розкривні породи - гірничорудні відходи, відходи видобутку різноманітних корисних копалин. Особливо велике кіль-кість цих відходів утворюється при видобутку відкритим способом. За орієнтовними підрахунками в країні щорічно утворюється понад 3 млрд. Т відходів, які є невичерпним ис-точником сировини для промисловості будівельних матеріалів. Однак в даний час вони використовуються лише на 6-7%. Розкривні і порожні породи знаходять застосування в залежно-сті від свого складу (карбонатні, глинисті, мергелістих, піщані і т.д.).

Розкривні породи - не єдині відходи підприєм-вающей промисловості. Велика кількість порожньої породи піднімається на поверхню землі, подрібнюється і направляється у відвали у вигляді хвостів збагачення. Гірничо-збагачувальні когось Бінат скидають у відвали велика кількість флотаційних хвостів, що утворюються зокрема при переробці руд колір-них металів. Відходи вуглевидобутку і вуглезбагачення утворюються на углеобо-гатітельних фабриках. Для відходів вуглевидобутку характерно сталість складу, що їх вигідно відрізняє від інших видів мінеральних відходів.

Попутнодобиваемие породи і відходи промислової пере-ництва рудних корисних копалин відрізняються за генезисом, мінеральним складом, структурою і текстурою від традиційно застосовуваних при виробництві будівельних матеріалів. Це пояснюється істотною відмінністю глибин кар'єрів з видобутку сировини для будіндустрії (20-50 м) від нового покоління рудних родовищ (350-500 м).

Гіпсові відходи хімічної промисловості - продукти, що містять сульфат кальцію в тій чи іншій формі. Наукові дослідження показали повноцінну заменимость традиційно-го гіпсової сировини відходами хімічної промисловості.

Фосфогіпс - відхід при виробництві фосфорних добрив з апатитів і фосфоритів. Він являє собою CaSO4 × 2H2 O з домішками неразложившихся апатиту (або фосфориту) і неотмитой фосфорної кислоти.

Фторгіпс (фторангідріт) - побічний продукт при виробництві стве фтористоводородной кислоти, безводного фтористого водо-роду, фтористих солей. За складом це CaSO4 з домішками результат-ного неразложившихся флюориту. Він може містити також неотмитую сірчану кислоту.

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

Електротер шлаки - відходи виробництва фос-Форн кислоти, одержуваної по ЕЛЕКТРОТЕРМ-зації способу. У гранульованому вигляді містять 95-98% стек-ла. Основні оксиди, що входять до їх складу, SiO2 і СаО. Є цінною сировиною у виробництві в'яжучих речовин.

Відходи деревообробки і лісохімії. В даний час в нашій країні лише 1/6 частина деревних відходів використовується в целюлозно-паперовій промисловості та промисловості будівельних матеріалів.

Практично не використовуються кора, пні, вершини, гілки, сучки, а також відходи деревообробки - стружка, тріска, тирса.

Відходи целюлозно-паперової промисловості - опади стічних вод та інші промислові шлами. Скоп - продукт, отриманий 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 мо-лекул.

Відходи промисловості будівельних матеріалів. При по-одержанні цементного клінкеру до 30% обсягу пекучого про-дукт несеться з димовими газами з печей у вигляді пилу. Цей пил може повертатися у виробництво, а також використовуватися 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 знесення будівельних об'єктів. Величезні обсяги реконструкції житлового фонду, промислових підпри-ємств, транспортних споруд, автодоріг і т.д. ставлять важливу науково-технічну задачу по переробці відх-дов бетону та залізобетону. Розроблено різні тех-нології руйнування будівельних конструкцій, а також спеці-ально обладнання для переробки некондиційного бетону та залізобетону.

Інші відходи та вторинні ресурси - відходи і бій скла, ма-кулатура, ганчір'я, гумова крихта, відходи і попутні продукти виробництва полімерних матеріалів, попутні продукти нафтохімічної промисловості і т.д.

Найважливіші види будівельних матеріалів, одержувані з перерахованих вище відходів промисловості, наведені в таб-л. 1.

Таблиця 1. Відходи промисловості,

використовувані у виробництві будівельних матеріалів

Області застосування і матеріали