Техногенні вторинні ресурси - види відходів відходи видобутку і збагачення корисних копалин - статті

За даними ЮНЕСКО, у світі щорічно витягають з надр понад 120 млрд. Т руд, горючих копалин, іншої сировини (20 т сировини на кожного жителя планети). За масштабами витягується і сировини, що переробляється господарська діяльність людини перевершила вулканічну (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 є:
- ГІРНИЧОЗБАГАЧУВАЛЬНА, металургійна, хімічна, лісова і деревообробна, текстильна галузі промисловості;
- енергетичний комплекс;
- промисловість будівельних матеріалів; Агропромисловий комплекс;
- побутова діяльність людини.

З галузей матеріального виробництва, здатних споживати промислові (техногенні) відходи, найбільш ємною є промисловість будівельних матеріалів. Відходи виробництва 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 дозволяє на 10-30% знизити витрати на виготовлення будівельних матеріалів в порівнянні з виробництвом їх з природної сировини, 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: мінеральні 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 мінеральні від-ходи ділять на силікатні, карбонатні, вапняні, гіпсові, залізисті, що містять цинк, щелочесодержащіе і т.д. Найбільшу практичну застосовність має класифікація відходів по галузях промисловості їх створює і класифікації для окремих видів відходів.

Шлаки кольорової металургії надзвичайно різноманітні за складом. Найбільш перспективний напрямок їх використання - комплексна переробка: попереднє витяг кольорових і рідкісних металів з шлаку; виділення заліза; використання силікатної залишку шлаку для виробництва будівельних матеріалів.

При отриманні кольорових металів за допомогою так званих «мокрих» технологій утворюються не шлаки, а шлами (буквальний переклад з німецької - «бруд»). Це загальна назва опадів суспензій, одержуваних в металургійних і хімічних виробництвах в результаті процесів, що здійснюються гідрохімічними способом. Наприклад, побічним продуктом при виробництві 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 якості побічного продукту утворюється каоліновий шлам і т.д. Основне застосування всі ці шлами знаходять в цементному виробництві.

Золи і шлаки теплових електростанцій (ТЕС) - мінеральний залишок від спалювання твердого палива. Одна ТЕС середньої потужності щорічно викидає в відвали до 1 млн. Т золи та шлаку, а ТЕС, що спалює многозольние паливо, - до 5 млн. Т. За хімічним складом паливні золи і шлаки складаються з SiO2, AI2O3, СаО, MgO та ін. а також містять незгоріле паливо. Використовуються паливні золи і шлаки всього на 3-4% від їх щорічного 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 м3 бетону дає можливість економити до 100 кг цементу. Жужільний пісок придатний для заміни природного піску, а шлаковий щебінь - як крупний заповнювач.

Відходи гірничодобувної промисловості. Розкривні породи - гірничорудні відходи, відходи видобутку різноманітних корисних копалин. Особливо велика кількість 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 даний час вони використовуються лише на 6-7%. Розкривні і порожні породи знаходять застосування в залежності від свого складу (карбонатні, глинисті, мергелістих, піщані і т.д.).

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

Попутно видобуваються породи і відходи промислової переробки 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 традиційного гіпсової сировини відходами хімічної промисловості.

Фосфогіпс - відхід при виробництві фосфорних добрив з апатитів і фосфоритів. Він являє собою CaSO4? 2H2O з домішками неразложившихся апатиту (або фосфориту) і неотмитой фосфорної кислоти.

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

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

Електротер шлаки - відходи виробництва фосфорної кислоти, одержуваної з електротермічним способом. У гранульованому вигляді містять 95-98% скла. 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 та - 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 біологічної очистки стічних вод, що знаходиться у вигляді колоїдів і молекул.

Відходи промисловості будівельних матеріалів. При отриманні цементного клінкеру до 30% обсягу пекучого продукту 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 підприємств 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 відходів бетону та залізобетону. Розроблено різні технології руйнування будівельних конструкцій, а також спеціальне обладнання для переробки некондиційного бетону та залізобетону.

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

З книги: Микульський В.Г. Будівельні матеріали (Матеріалознавство і технологія)

Якщо ви виявили помилки або у вас є зауваження, повідомте нам.