Решение задач защиты окружающей среды связано с научными, экономическими, социальными и политическими вопросами. Правильное решение этих задач требует от общества понимания того, что происходило на Земле в прошлом и предстоящих изменений в будущем.
Решение задач защиты окружающей среды связано с научными, экономическими, социальными и политическими вопросами. Правильное решение этих задач требует от общества понимания того, что происходило на Земле в прошлом и предстоящих изменений в будущем.
Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха являются промышленные предприятия, транспорт, тепловые электростанции, животноводческие комплексы. Каждый из этих источников связан с выделением большого количества специфических токсичных веществ, иногда не поддающихся сразу идентификации, хотя номенклатура многотоннажных загрязнений сравнительно мала.
Плотность частиц. Различают истинную, насыпную и кажущуюся плотность. Насыпная плотность (в отличие от истинней) учитывает воздушную прослойку между частицами пыли. При слеживании насыпная плотность возрастает в 1,2—1,5 раза.
Перечисленные аппараты отличаются простотой изготовления и эксплуатации, их достаточно широко используют в промышленности. Однако эффективность улавливания в них пыли не всегда оказывается достаточной, в связи с чем они часто выполняют роль аппаратов предварительной очистки газов. Типы пылеосадительных камер показаны на рис. 1-2.
Мокрые пылеуловители имеют ряд достоинств и недостатков в сравнении с аппаратами других типов. Достоинства: 1) небольшая стоимость и более высокая эффективность улавливания взвешенных частиц; 2) возможность использования для очистки газов от частиц размером до 0,1 мкм; 3) возможность очистки газа при высокой температуре и повышенной влажности, а также при опасности возгораний и взрывов очищенных газов и уловленной пыли; 4) возможность наряду с пылями одновременно улавливать парообразные и газообразные компоненты. Недостатки: 1) выделение уловленной пыли в виде шлама, что связано с необходимостью обработки сточных вод, т. е. с удорожанием процесса; 2) возможность уноса капель жидкости и осаждения их с пылыо в газоходах и дымососах; 3) в случае очистки агрессивных газов необходимость защищать аппаратуру и коммуникации антикоррозионными материалами.
Когда газ вступает в растворе в химическую реакцию, закон Генри следует применять не к общей концентрации растворенного газа, а к концентрации непрореагировавшего газа.Кинетические закономерности. В зависимости от особенностей взаимодействия поглотителя и извлекаемого из газовой смеси компонента абсорбционные методы подразделяются на методы, базирующиеся на закономерностях физической абсорбции, и методы абсорбции, сопровождаемой химической реакцией в жидкой фазе.
Дли очистки отходящих газов от диоксида серы предложено большое количество хемосорбционных методов, однако на практике ни шли применение лишь некоторые из них. Это связано с тем, что объемы отходящих газов велики, а концентрация в них SQ:? мала, газы характеризуются высокой температурой и значительным содержанием пыли. Для абсорбции могут быть использованы вода, водные растворы и суспензии солей щелочных и щелочноземельных металлов.
Отходящие газы, содержащие оксиды азота, образуются в ряде производств химической промышленности, в процессах неф-теперегонки, при сжигании топлива.Интенсификация процессов окисления и абсорбции оксидов азота возможна также путем увеличения скорости окисления N0 в жидкой фазе в двух вариантах: окисление кислородом и озоном в жидкой фазе или одновременное окисление и поглощение жидкими окислителями. Скорость растворения газообразных окислителей (кислорода и озона) в жидкой фазе зависит от температуры, давления, концентрации компонентов, величины межфазной поверхности, турбулентности потоков и т. д. Растворение кислорода и озона в жидкой фазе является медленным процессом и лимитирует процесс окисления N0 в жидкой фазе. При использовании жидких окислителей стадия растворения не является лимитирующей.
Оксид углерода является высокотоксичным газом. Предельно допустимые концентрации его: в рабочей зоне — 20 мг/м3, в атмосфере (максимально разовая)—3 мг/м3, среднесуточная — 1 мг/м3.Оксид углерода образуется при неполном сгорании веществ, содержащих углерод. Он входит в состав газов, выделяющихся в процессах выплавки и переработки черных и цветных металлов, выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания, газов» образующихся при взрывных работах, и т. д.
Адсорбционные методы используют для очистки газов с невысоким содержанием газообразных и парообразных примесей. В отличие от абсорбционных методов они позволяют проводить очистку газов при повышенных температурах.
Наиболее важные для процессов газоочистки характеристики N0 представлены на рис. 1-40.Как абсорбционные, так и адсорбционные приемы поглощения слабоокисленных нитрозных газов малоэффективны вследствие значительной инертности N0, являющегося несолеобра-зующим соединением. В этой связи в ряде случаев рациональным является стремление перевода слабоокисленных компонентов нитрозных газов в оксиды более высоких степеней окисления.
Сухие процессы санитарной очистки газов от диоксида серы обеспечивают, как следует из изложенного, возможность реализации обработки газов при повышенных. температурах без увлажнения очищаемых потоков, что позволяет снизить коррозию-аппаратуры, упрощает технологию газоочистки и сокращает капитальные затраты на нее. Наряду с этим они обычно предусматривают возможность цикличного использования поглотителя и (или) утилизацию продуктов процесса очистки газов.
Очистка от соединений фтора. Концентрация фтористых соединений в отходящих газах промышленных предприятий колеблется в широких пределах. Например, в производстве удобрений она составляет 30—200 мг/м3, а при получении алюминия может достигать «¿200 г/м;!. Абсорбционные приемы очистки позволяют-снижать концентрацию соединений фтора в отходящих газах в лучшем случае до 10—50 мг/м3. Конкурентную и более глубокую очистку могут обеспечивать хсмосорбционные и ионообменные методы.
Очистка от сероводорода. Содержащие НгБ отходящие газы промышленных производств обычно характеризуются низким, но превышающим требования санитарных норм, содержанием этого загрязнителя. Например, в вентиляционных выбросах производств вискозы его концентрация колеблется в пределах 0,01—0,1%. Наиболее глубокую очистку газов от НгБ обеспечивают адсорбционные методы с использованием гидроксида железа, активного угля, цеолитов и других поглотителей.
Загрязнение атмосферы ртутыо происходит при выбросе газов предприятиями цветной металлургии, теплоэнергетики, химической и других отраслей промышленности. В отходящих газах ртуть и ее соединения могут находиться в виде паров и аэрозолей, а также в составе некоторых пылей (в адсорбированной или растворенной форме). Концентрация ртути изменяется в широких пределах.
Гетерогенное каталитическое превращение является сложным многоступенчатым процессом, включающим в качестве основных стадий диффузию исходных реагентов из ядра газового потока к поверхности гранул (зерен) катализатора (внешняя диффузия), проникание этих веществ в порах катализатора к активным центрам его внутренней поверхности внутренняя диффузия), активированную адсорбцию продиффундировавших реагентов поверхностью катализатора с образованием поверхностных химических соединений, химическое взаимодействие адсорбированных веществ с образованием продуктов, десорбцию продуктов и их перенос к наружной поверхности гранул катализатора (внутренняя диффузия) и затем от этой поверхности в ядро газового потока (внешняя диффузия).
Для обезвреживания отходящих газов от оксидов азота применяют высокотемпературное каталитическое восстановление, селективное каталитическое восстановление и разложение гетерогенными восстановителями.Высокотемпературное каталитическое восстановление оксидов азота. Процесс происходит при контактировании нитрозных газов с газами-восстановителями на поверхности катализаторов.
В соответствии со вторым методом дымовые газы, на 99% освобожденные от летучей золы, при 450 °С подают в реактор, в котором на ванадиевом катализаторе БОг окисляют в БОз присутствующим в газах кислородом. Конвертированные газы охлаждают до 230 °С, промывают в абсорбере серной кислотой и после улавливания в волокнистом фильтре сернокислотного, тумана выбрасывают в атмосферу через дымовую трубу. Продуктом процесса газоочистки является серная кислота средней концентрацией 80%.
Присутствующие в отходящих технологических газах и вентиляционных выбросах большого числа производств токсичные пары органических веществ в большинстве случаев подвергают деструктивной каталитической очистке. Катализаторы для таких процессов приготовляют на основе меди, хрома, кобальта, марганца, никеля, платины, палладия и других металлов. В отдельных случаях используют некоторые природные материалы (бокситы, цеолиты).
Каталитическое окисление является наиболее рациональным методом обезвреживания отходящих газов промышленности от оксида углерода. Однако наряду с оксидом углерода в зависимости от условий конкретного производства в газах могут содержаться и другие токсичные компоненты: диоксид серы, оксиды азота, пары различных углеводородов. Кроме того, в них обычно присутствуют диоксид углерода, кислород, азот, пары воды и часто механические примеси в виде различных пылей. Некоторые из этих примесей могут быть ядами для катализаторов.
Методы прямого сжигания применяют для обезвреживания газов от легко окисляемых токсичных, а также дурно пахнущих примесей. Их преимуществами являются относительная простота аппаратурного оформления и универсальность использования, так как на работу термических нейтрализаторов мало влияет состав обрабатываемых газов.
Вода играет решающую роль во многих процессах, протекающих в природе, и в обеспечении жизни человека. В промышленности воду используют как сырье и источник энергии, как хладо-агент, растворитель, экстрагент, для транспортирования сырья и материалов и др.
Наиболее перспективный путь уменьшения потребления свежей воды — это создание оборотных и замкнутых систем водоснабжения. Схемы оборотного водоснабжения показаны на рис. П-2. При оборотном водоснабжении следует предусмотреть необходимую очистку сточной воды, охлаждение оборотной воды, обработку и повторное использование сточной воды.
Основным направлением уменьшения сброса сточных вод и загрязнения ими водоемов является создание замкнутых систем водного хозяйства.Под замкнутой системой водного хозяйства территориально-промышленного комплекса, района или центра понимается система, включающая использование поверхностных вод, очищенных промышленных и городских сточных вод на промышленных предприятиях, на земледельческих полях орошения при выращивании сельскохозяйственных культур, для полива лесных угодий, для поддержания объема (уровня) воды водоемов, исключающие образование каких-либо отходов и сброс сточных вод в водоем.
Промышленные и бытовые сточные воды содержат взвешенные частицы растворимых и нерастворимых веществ. Взвешенные примеси подразделяются на твердые и жидкие, образуют с водой дисперсную систему. В зависимости от размера частиц дисперсные системы делят иа три группы: 1) грубодисиерсные системы с частицами размером более 0,1 мкм (суспензии и эмульсии); 2) коллоидные системы с частицами размером от ОД мкм—1 нм; 3) истинные растворы, имеющие частицы, размеры которых соответствуют размерам отдельных молекул или ионов.
Процеживание. Перед более тонкой очисткой сточные воды процеживают через решетки и сита, которые устанавливают перед отстойниками с целью извлечения из них крупных примесей, которые могут засорить трубы и каналы.
Схема горизонтальной прямоугольной нефтеловушки доказана на рис. 11-10, а. Всплывание нефти на поверхность воды происходит в отстойной камере. При помощи скребкового транспорта нефть подают к нсфтесборным трубам, через которые она удаляется. Скорость движения воды в иефтеловушке-изменяется в пределах 0,005—-0,01 м/с. Для частичек нефти диаметром 80— 100 мкм скорость всплывания равна 1—4 мм/с. При этом всплывает 96— 98% нефти. Горизонтальные нефтеловушки имеют не менее двух секций. Ширина секций 2—3 м, глубина отстаиваемого слоя воды 1,2—1,5 м; продолжительность отстаивания не менее 2 ч.
Фильтрование применяют для выделения из сточных вод тон-кодиспергированиых твердых или жидких веществ, удаление которых отстаиванием затруднено. Разделение проводят при помощи пористых перегородок, пропускающих жидкость и задерживающих диспергированную фазу. Процесс идет под действием гидростатического давления столба жидкости, повышенного давления над перегородкой или вакуума после перегородки.
Осаждение взвешенных частиц под действием центробежной силы проводят в гидроциклонах и центрифугах.Гидроциклоны. Для очистки сточных вод используют напорные и открытые (низконапорные) гидроциклоны. Напорные гидроциклоны применяют для осаждения твердых примесей, а открытые—для удаления осаждающих и всплывающих примесей. Гидроциклоиы просты по устройству, компактны, их легко обслуживать. Они отличаются высокой производительностью и небольшой стоимостью.
К физико-химическим методам очистки сточных вод относят коагуляцию, флотацию, адсорбцию, ионный обмен, экстракцию» ректификацию, выпаривание, дистилляцию, обратный осмос и ультрафильтрацию, кристаллизацию, десорбцию и др. Эти методы используют для удаления из сточных вод тонкодисперсных взвешенных частиц (твердых и жидких), растворимых газов, минеральных и органических веществ.
Коагуляция. Это процесс укрупнения дисперсных частиц в результате их взаимодействия и объединения в агрегаты. В очистке сточных вод ее применяют для ускорения процесса осаждения тонкодисперсных примесей и эмульгированных веществ. Коагуляция наиболее эффективна для удаления из воды коллоидно-дисперсных частиц, т. е. частиц размером 1—100 мкм. Коагуляция может происходить самопроизвольно или под влиянием химических и физических процессов. В процессах очистки сточных вод коагуляция происходит под влиянием добавляемых к ним специальных веществ — коагулянтов. Коагулянты в воде образуют хлопья гидроксидов металлов, которые быстро оседают под действием силы тяжести. Хлопья обладают способностью улавливать коллоидные и взвешенные частицы и агрегировать их. Так как коллоидные частицы имеют слабый отрицательный заряд, а хлопья коагулянтов слабый положительный заряд, то между ними возникает взаимное притяжение.
Достоинствами флотации являются непрерывность процесса, широкий диапазон применения, небольшие капитальные и эксплуатационные затраты, простая аппаратура, селективность выделения примесеи, по сравнению с отстаиванием большая скорость процесса, а также возможность получения шлама более низкой влажности (90—95%), высокая степень очистки (95—98%), возможность рекуперации удаляемых веществ. Флотация сопровождается аэрацией сточных вод, снижением концентрации ПАВ и легкоокисляемых веществ, бактерий и микроорганизмов. Все это способствует успешному проведению последующих стадий очистки сточных вод.
Адсорбционные методы широко применяют для глубокой очистки сточных вод от растворенных органических веществ после биохимической очистки, а также в локальных установках, если концентрация этих веществ в воде невелика и они биологически не разлагаются или являются сильнотоксичными. Применение локальных установок целесообразно, если вещество хорошо адсорбируется при небольшом удельном расходе адсорбента.
Ионообменная очистка применяется для извлечения из сточных вод металлов (цинка, меди, хрома, никеля, свинца, ртути, кадмия, ванадия, марганца и др.), а также соединений мышьяка, фосфора, цианистых соединений и радиоактивных веществ. Метод позволяет рекуперировать ценные вещества при высокой степени очистки воды. Ионный обмен широко распространен при обессоливании в процессе водоподготовки.
Жидкостную экстракцию применяют для очистки сточных вод содержащих фенолы, масла, органические кислоты, ионы металлов и др. Целесообразность использования экстракции для очистки сточных вод определяется концентрацией органических примесей в них. Экстракция может быть экономически выгодным процессом, если стоимость извлекаемых веществ компенсирует все затраты на его проведение. Для каждого вещества существует концентрационный предел рентабельности извлечения его из сточных вод. В общем случае для большинства веществ можно считать, что при концентрации выше 3—4 г/л их рациональнее извлекать экстракцией, чем адсорбцией. При концентрации меньше 1 г/л экстракцию следует применять только в особых случаях.
Десорбция летучих примесей. Многие сточные воды загрязнены летучими неорганическими и органическими примесями, сероводородом, диоксидом серы, сероуглеродом, аммиаком, диоксидом углерода и др.Степень удаления летучих веществ из сточных вод увеличивается с ростом температуры газожидкостной смеси» коэффициента массоотдачи и поверхности контакта фаз. Десорбируемое из воды вещество направляют на адсорбцию или на каталитическое сжигание.
Для очистки сточных вод от различных растворимых и диспергированных примесей применяют процессы анодного окисления и катодного восстановления, электрокоагуляции, электрофлоку-ляции и электродиализа. Все эти процессы протекают на электродах при пропускании через сточную воду постоянного электрического тока. Электрохимические методы позволяют извлекать из сточных вод ценные продукты при относительно простой автоматизированной технологической схеме очистки, без использования химических реагентов. Основным недостатком этих методов является большой расход электроэнергии.
К химическим методам очистки сточных вод относят нейтрализацию, окисление и восстановление. Все эти методы связаны с расходом различных реагентов, поэтому дороги. Их применяют для удаления растворимых веществ и в замкнутых системах водоснабжения. Химическую очистку проводят иногда как предварительную перед биологической очисткой или после нее как метод доочистки сточных вод.
Для очистки сточных вод используют следующие окислители: газообразный и сжиженный хлор, диоксид хлора, хлорат кальция, гипохлориты кальция и натрия, перманганат калия, бихромат калия, пероксид водорода, кислород воздуха, пероксосер-иые кислоты, озон, пиролюзит и др.
Во многих отраслях промышленности перерабатывают или применяют различные соединения ртути, хрома, кадмия, цинка, свинца, меди, никеля, мышьяка и другие вещества, что ведет к загрязнению ими сточных вод.
Биохимический метод применяют для очистки хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод от многих растворенных органических и некоторых неорганических (сероводорода, сульфидов, аммиака, нитритов и др.) веществ. Процесс очистки основан на способности микроорганизмов использовать эти вещества для питания в процессе жизнедеятельности — органические вещества для микроорганизмов являются источником углерода.
Для того чтобы происходил процесс биохимического окисления органических веществ, находящихся в сточных водах, они должны попасть внутрь клеток микроорганизмов. К поверхности клеток вещества поступают за счет конвективной и молекулярной диффузии, а внутрь клеток — диффузией через полупроницаемые цитоплазматические мембраны, возникающей вследствие разности концентраций веществ в клетке и вне ее. Однако большая часть вещества попадает внутрь клеток при помощи специфического белка-переносчика. Образующийся растворимый комплекс вещество — переносчик диффундирует через мембрану в клетку, где он распадается, и белок-переносчик включается в новый цикл переноса.
Скорость окисления, зависит от концентрации органических веществ, равномерности поступления сточной воды на очистку и от содержания в ней примесей. При заданной степени очистки основными факторами, влияющими на скорость биохимических реакций, являются концентрация потока, содержание кислорода в сточной воде, температура,и pH среды, содержание биогенных элементов, а также тяжелых металлов и минеральных солей.
Аэробные процессы биохимической очистки могут протекать в природных условиях и в искусственных сооружениях. В естественных условиях очистка происходит на полях орошения» полях фильтрации и биологических прудах. Искусственными сооружениями являются аэротенки и биофильтры разной конструкции. Тип сооружений выбирают с учетом местоположения завода, климатических условий, источника водоснабжения, объема промышленных и бытовых сточных вод, состава и концентрации загрязнений. В искусственных сооружениях процессы очистки протекают с большей скоростью, чем в естественных условиях.
Б искусственных условиях очистку проводят в аэротенках или биофильтрах.Сточную воду направляют в отстойник, куда для улучшения осаждения взвешенных частиц можно подавать часть избыточного ила. Затем осветленная вода поступает в предаэратор-усреднитель, в который направляют часть избыточного ила из вторичного отстойника. Здесь сточные воды предварительно аэрируются воздухом в течение 15—20 мин. В случае необходимости в предаэратор могут быть введены нейтрализующие добавки и питательные вещества. Из усреднителя сточную воду подают в аэротенк, через который циркулирует и активный ил.
Анаэробные методы обезвреживания используют для сбраживания осадков, образующихся при биохимической очистке производственных сточных вод, а также как первую ступень очистки очень концентрированных промышленных сточных вод (БПКполи 4—5 г/л), содержащих органические вещества, которые разрушаются анаэробными бактериями в процессах брожения. В зависимости от конечного вида продукта различают следующие виды брожения: спиртовое, пропионовокислое, молочнокислое, метановое и др. Конечными продуктами брожения являются: спирты, кислоты, ацетон, газы брожения (СОг, И2, СН4).
Осадки характеризуются содержанием сухого вещества (в г/л или в %); содержанием беззольного вещества (в % от массы сухого вещества); элементным составом; кажущейся вязкостью и текучестью; гранулометрическим составом.
Считая на сухое вещество, активный ил содержит 37—5 % белков, 20—35% аминокислот, а также витамины группы В. Он может быть использован для кормления животных, рыб и птиц. Разработаны различные технологические схемы получения белково-витаминного кормового продукта (белвитамила) производства смеси кормовых дрожжей с илом и получения технологического витамина В12 для комбикормовой промышленности.
На химических предприятиях образуются сточные воды, содержащие различные минеральные соли (кальция, магния, натрия и др.), а также органические вещества. Такие воды могут быть обезврежены термическими методами: 1) концентрированием сточных вод с последующим выделением растворенных веществ; 2) окислением органических веществ в присутствии катализатора при атмосферном И повышенном давлении; 3) жидкофазным окислением органических веществ; 4) огневым •обезвреживанием.
Для выделения веществ из концентрированных растворов используют методы кристаллизации и сушки.Кристаллизация. Вещества, растворимость которых существенно возрастает с повышением температуры (положительная растворимость), кристаллизуют при охлаждении их насыщенных растворов — это политермическая, или изогидрическая, кристаллизация, идущая при неизменном содержании воды в системе. Если с ростом температуры растворимость веществ уменьшается, то кристаллизацию проводят при нагревании раствора. Вещества, мало изменяющие растворимость при изменении температуры, кристаллизуют путем испарения воды при постоянной температуре — изотермическая кристаллизация.
Прогрессивное развитие индустрии и научно-технический прогресс приводят как к количественному, так и к качественному увеличению потребления минеральных ресурсов. Практически все доступные химические элементы (87 из .104) используются в производственной практике. Только объем извлекаемой из недр горной массы превысил в нашей стране 15 млрд. т. в год. Однако в хозяйственный оборот вовлекается лишь около трети всего минерального сырья, а на производство готовой продукции расходуется менее 7% добытых полезных ископаемых.
Строгого, однозначного определения понятия «отходы производства» не сформулировано. Обычно под этим термином понимают разнообразные по составу и физико-химическим свойствам остатки, характеризующиеся потенциальной потребительской ценностью (пригодностью для полезного использования) и являющиеся по своей природе вторичными материальными ресурсами (BMP), использование которых в материальном производстве как правило требует определенных дополнительных операций с целью придания им необходимых свойств или четкой фиксации этих свойств.
Утилизация твердых отходов в большинстве случаев приводит к необходимости либо их разделения на компоненты (в процессах очистки, обогащения, извлечения ценных составляющих) с последующей переработкой сепарированных материалов различными методами, либо придания им определенного вида, обеспечивающего саму возможность утилизации отходов ВМР. Совокупность наиболее распространенных методов подготовки и переработки твердых отходов представлена на рис. Ш-2.
Отсадка. Отсадка представляет собой процесс разделения, минеральных зерен по плотности под действием переменных по поправлению вертикальных струй воды (воздуха), проходящих через решето отсадочной машины.
Многие процессы утилизации твердых отходов в промышленности основаны па использовании методов выщелачивания (экстрагирования) , растворения и кристаллизации перерабатываемых материалов.Значения констант равновесия находят в справочной литературе, рассчитывают по известным величинам термодинамических функций участвующих в реакции веществ, либо по отношению произведений растворимости содержащего целевой компонент исходного соединения и твердого продукта реакции, сопровождающейся образованием малорастворимого продукта, или по данным о значениях электрохимических потенциалов при протекании окислительно-восстановительной реакции, а также определяют экспериментально.
В основной химической промышленности — промышленности тяжелого неорганического синтеза наибольшее количество твердых отходов образуется в непрерывно развивающихся производствах серной кислоты, минеральных удобрений и кальцинированной соды.
Чистый серный колчедан содержит 53,5% серы и 46,5% железа. Однако примеси (песок, глина, сульфиды цветных металлов, карбонаты, соединения мышьяка, селена, серебра, золота и др.) снижают содержание серы в флотационном колчедане до 32—40%. Оксид железа, образующийся при обжиге колчедана в печах различной конструкции, выходит из печи в виде огарка и поступает в отвал. Пиритные огарки состоят главным обра-.зом из железа (40—63%) с небольшими примесями серы (1— 2%), меди (0,33—0,47%), цинка (0,42—1,35%), свинца (0,32-0,58%), Драгоценных (10—20 г/т) и других металлов.
Основное количество добываемых фосфатных руд служит для производства фосфорсодержащих минеральных удобрений. Наиболее важны апатитовые и фосфоритные руды, содержащие минералы апатитовой группы с общей формулой ЗМ3 (Р04)2- СаХг (где М — ионы кальция, натрия, стронция и других элементов, а X — ионы фтора, хлора и группа ОН—). Кроме апатита, фосфатные руды содержат минералы-примеси.
Более 90% калийных солей, добываемых из недр и вырабатываемых заводскими методами, используют в качестве минеральных удобрений. Основным калийным удобрением является хлорид калия.Важнейшим калийным минералом является сильвинит — смесь сильвина КС1 и галита ЫаС1, содержащая в качестве примесей нерастворимые вещества. Нерастворимые или труднорастворимые в воде минералы в настоящее время не используют для производства калийных удобрений, однако переработка их в глинозем (например, нефелина) сопровождается получением калийных солей как побочных продуктов.
Таким образом, твердый остаток дистиллерной жидкости; включает ряд оксидов, представляющих собой части соединений силикатных систем, обладающих вяжущими свойствами, что указывает на принципиальную возможность получения вяжущих материалов на основе этих отходов содового производства. При этом недостаток в дистиллерном шламе кремнеземистого компонента требует его компенсации, например, кварцевым песком.
В настоящее время основным сырьем для производства органических продуктов служат различные виды горючих ископаемых л древесины.Наибольшие количества твердофазных отходов образуются в ряде технологических процессов в нефтепереработке, коксохимии, нефтехимическом и органическом синтезах, производствах резиновых технических изделий, пластических масс и других полимерных материалов. Кроме того, большую массу составляют отходы потребления отдельных видов продукции названных производств, например различные пластмассовые изделия и автомобильные покрышки, изношенные в процессе эксплуатации. Методы переработки и утилизации отходов потребления и производственных отходов в целом ряде случае» аналогичны.
В нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности одним из основных твердофазных отходов являются кислые гудроны, образующиеся в процессах сернокислотной очистки ряда нефтепродуктов (масел, парафинов, керосино-газойлевых фракций и др.) и при производстве сульфонатных присадок, синтетических моющих средств, флотореагентов. Кислые гудроны представляют собой смолообразные высоковязкие массы различной степени подвижности, содержащие в основном серную кислоту, воду и разнообразные органические вещества. Содержание органических веществ находится в пределах от 10 до 93%.
Помимо минеральных и угольно-минеральных отходов в этих отраслях промышленности образуются значительные количества вязких отходов, содержащих органические массы: фусы (осмоленная твердая фаза процессов термической переработки топлив), гудроны и др. Только на сланцеперерабатывающих предприятиях образуется около 40 тыс. т/год смоляных фусов, в перспективе их выход достигнет 150 тыс. т/год. Основную массу фусов не используют и направляют в отвалы.
Наиболее значительными по масштабам образования твердыми производственными отходами промышленности резиновых технических изделий являются невулканизированные и вулканизированные резиновые и резинотканевые материалы, образующиеся на стадиях приготовления резиновых смесей и заготовок, вулканизации и обработки готовых изделий, включая различные виды брака. Объемы этих отходов в нашей стране не превышают в сумме нескольких десятков тысяч тонн в год.
Аналогично резиновым твердые отходы пластических масс обычно разделяют на отходы производства и отходы потребления.Производство пластмассового сырья сопровождается образованием твердых технологических отходов в виде различных слитков, глыб, бракованных волокон и др. Производственные отходы различных процессов формования изделий из пластмасс образуются в виде литников, бракованных изделий, обрезков и т. п. Использование технологических отходов целесообразно прежде всего на обрабатывающих предприятиях, так как они обычно не требуют облагораживания и специального оборудования для переработки в изделия. Такие отходы перерабатывают преимущественно по двум направлениям: 1) с целью производства того же продукта, в процессе изготовления которого образовался данный вид отходов, или продукта аналогичной рецептуры и 2) для изготовления изделий менее ответственного назначения.
Между тем отвалы открытой и шахтной разработок полезных ископаемых, как правило, являются ценным сырьем для производства ряда материалов (в основном строительных), так как содержат различного вида глины, каменные и песчаные материалы, мел и другие компоненты. Еще более ценными являются отвалы обогатительных предприятий ряда отраслей промышленности, содержащие гамму ценных компонентов. Так, на обогатительных фабриках цветной металлургии с отвальными хвостами теряется все железо, содержащееся в руде, а также значительные количества серы, окисленных соединений металлов, ряд редких и рассеянных элементов.
В нашей стране свыше 1 млн. т отходов углеобогащения используют в качестве топливной и отощающей добавки (10— 15%) к шихте для производства кирпича из глины. Перспективно их использование и в качестве основного сырья для формирования изделий эффективной пустотелой строительной керамики. При этом за счет экономии технологического топлива (в результате использования горючих, содержащихся в отходах) и исключения затрат на добычу глинистого сырья значительно снижается себестоимость продукции.