Твердые промышленные отходы и их переработка. В результате промышленной деятельности человека происходит загрязнение почвы, что приводит к выводу из строя земель, пригодных для сельского хозяйства. Основные виды промышленных отходов — шлаки тепловых электростанций и металлургических заводов, породные отвалы горнодобывающих предприятий и горнообогатительных комбинатов, строительный мусор и т.д. В особую группу выделяют загрязнение почвы нефтепродуктами и другими химическими веществами (в авиационной и других технологиях — это твердые осадки гальванованн и продукты травления металлов), которые пагубно воздействуют на почвенные микроорганизмы и корневую систему растений.[ ...]
Твердая металлическая пыль таких металлов, как вольфрам, молибден, титан, а также томас-шлак (отход металлургического производства) еще невыясненным путем снижает устойчивость легких к инфекции, что приводит к вспышкам инфекционных заболеваний в тех районах, где имели дело с подобными веществами.[ ...]
Твердые отходы тепловых электростанций — золы и шлаки — близки к металлургическим шлакам по составу. В системе Минэнерго СССР их образовывалось каждый год свыше 100 млн. т, причем наибольший удельный вес среди них приходился на золошлаковые отходы от сжигания каменных углей. По химическому составу эти отходы на 80—90 % состоят из Si02, А1203, FeO, Fe203, CaO, MgO со значительными колебаниями их содержания. Кроме того, в состав этих отходов входят остатки несгоревших частиц топлива (0,5— 20 %), соединения титана, ванадия, германия, галлия, серы, урана. Химический состав и свойства золошлаковых отходов определяют основные направления их использования.[ ...]
К твердым отходам относятся также значительные количества разнообразной пыли (металлургической, формовочной, абразивной и др.), задерживаемой пылеулавливающими установками разных типов.[ ...]
На металлургических предприятиях и тепловых электростанциях образуются твердые отходы, во многом схожие по природе, характеристикам и способам утилизации.[ ...]
Около 95% отходов составляют нетоксичные или слаботоксичные отходы горной и металлургической промышленности, энергосиловых установок. Высокотоксичные твердые и концентрированные жидкие промышленные отходы составляют не более 5% от общего количества отходов промышленности.[ ...]
Утилизация твердых отходов металлургии и энергетики. Металлургические шлаки также представляют собой ценное сырье для производства ряда строительных материалов. Так, гранулированные доменные шлаки являются прекрасным материалом для дорожного строительства. В смеси с вязкими битумами они успешно заменяют горячие асфальтобетонные смеси, причем их можно укладывать даже на влажное основание. Битумошлаковые покрытия дорог в 2,5 раза дешевле железобетонных. Сталеплавильные шлаки используются в качестве оборотного продукта (в виде флюса в доменной шихте и вагранках), до 50 % их идет на изготовление щебня. Ряд шлаков с высоким содержанием оксида кальция и фосфатов находят применение в сельском хозяйстве и используются в качестве известковых мелиорантов для кислых почв.[ ...]
Кроме суммарных отходов, на установке можно перерабатывать резиновые отходы. В этом случае предусматривается их отдельный сбор и транспортирование на пиролизную установку. Основным товарным продуктом при переработке смешанных ПО и ТБО является твердый остаток -- пирокарбон, который можно использовать в металлургической промышленности в качестве заменителя аморфного графита в составах теплоизолирующих и защитно-смазывающих смесей. На пирокарбон разработаны технические условия — ТУ 38.4024-82.[ ...]
Из перечисленных твердых отходов утилизируются главным образом металлы, сдаваемые предприятиям Союзвторчермета и Союзвторцветмета. Частично утилизируются железосодержащие отходы металлургического производства, прежде всего окалина, а также картон и бумага, сдаваемые в качестве макулатуры предприятиям утильсырья. Большую часть остальных видов отходов пока не утилизируют: их либо сжигают, либо вывозят на свалки.[ ...]
Доломитовая пыль — отход металлургической промышленности, получаемый при обжиге доломита в вагранках. Свежая доломитовая пыль состоит в основном из СаО и MgO, которые при хранении постепенно переходят в СаС03 и MgC03. По нейтрализующей способности 1 т доломитовой пыли соответствует 1,5 т СаС03. Доломитовая пыль не требует размола, однако при высеве сеялкой необходимо отсеивать крупные и твердые частицы. Действие ее на уроясай бобовых культур, корнеплодов, льна, картофеля выше, чем известковых удобрений, содержащих только кальций.[ ...]
Пример 2. Накопитель твердых отходов производства металлургического завода располагается на Второй надпойменной террасе, сложенной четвертично-неогеновыми аллювиальными песчано-глинистыми отложениями мощностью около 50 м; ниже залегают водоносные трещиноватые известняки и мергели девонского возраста.[ ...]
Биосфера загрязняется твердыми отходами, газовыми выбросами и сточными водами металлургических, металлообрабатывающих и машиностроительных заводов.[ ...]
Значительное количество твердых отходов дают тепловые электростанции и металлургические заводы страны. С каждым годом возрастают уже и теперь огромные количества разнообразнейшего мусора, скапливающегося на свалках и создающего нежелательные микроландшафты вблизи крупных городов и промышленных предприятий. В крупных городах суточное накопление промышленных твердых отходов измеряется тысячами тонн. Почва земель, используемых для устройства отвалов и свалок, безвозвратно погибает. Площадь почв, нарушенных или уничтоженных таким путем во всем мире, достигает громадной цифры.[ ...]
Накопление значительных масс твердых отходов во многих отраслях промышленности обусловлено существующим уровнем технологии переработки соответствующего сырья и недостаточностью его комплексного использования. Удаление (транспортирование) отходов и их хранение (устройство и содержание отвалов и шламонакопителей) являются дорогими мероприятиями (1,5—8 руб/т). На металлургических производствах, ТЭС и углеобогатительных фабриках затраты на них составляют примерно 8—30% стоимости производства основной продукции. Между тем в отвалы и шламохранилища ежегодно поступают огромные массы вскрышных пород и отходов обогащения и переработки минерального сырья. Наряду с этим уровень оперативной утилизации отходов является низким: в хозяйственный оборот вовлекается только пятая часть шлаков цветной металлургии, 10—12% золошлаковых отходов и фосфогипса, менее 4% отходов углеобогащения, что ведет к нарастанию массы складируемых отходов..[ ...]
Анализ известных способов утилизации твердых неорганических отходов, проведенной авторами работы [19], показывает, что наиболее общей для Екатеринбурга является технология, предусматривающая использование отработанных формовочных смесей и металлургических шлаков в производстве цемента в качестве кремнеземно-известкового компонента его сырьевой смеси. Кроме того, эта технология позволяет также использовать в качестве составляющей цементной сырьевой смеси шламы газоочистки, топливные золы, гальваношламы и осадки сточных вод, т. е. всю массу твердых неорганических промотходов крупного промышленного узла. Более того, в цементной промышленности можно переработать подавляющую массу органических отходов, прежде всего нефтесодержащих, а также отходов резины, пластмассы и особо токсичных отходов.[ ...]
В процессе горных разработок, эксплуатации металлургических и химических заводов, тепловых электростанций образуются огромные количества твердых отходов (например, фосфогипса, огарка, шлака, зол и т. п.). Эти твердые выбросы складируются на больших площадях и в ряде случаев оказывают пагубное воздействие на почву, водные источники и атмосферу (пыление и выделение газов, например, на терриконах).[ ...]
В настоящее время огромные площади занимают твердые отходы тепловых электростанций (ТЭС) — золы и шлаки, близкие по составу к металлургическим. Их ежегодный выход достигает 70 млн т, тогда как степень использования не превышает 1—2 %.[ ...]
В практике переработки отдельных видов твердых отходов (некоторых шламов, металлургических шлаков, рудных и нерудных компонентов отвалов и т. п.) находит применение метод их обогащения флотацией. Крупность флотируемых материалов обычно не превышает 0,5 мм. Наиболее распространенной является пенная флотация с использованием механических и пневмомеханических машин; пленочную флотацию ввиду ее низкой производительности и масляную флотацию ввиду ее. дороговизны используют крайне ограниченно. Более подробно, о флотации см. в разд. 8.2.[ ...]
Термическая обработка. При утилизации и переработке твердых отходов используют различные методы термической обработки как исходных твердых материалов, так и получаемых на их основе продуктов. Эти методы включают различные приемы пиролиза (например, отходов пластмасс, древесины, рези-.новых технических изделий, шламов нефтепереработки), переплава (например, отвальных металлургических шлаков, отходов термопластов, металлолома), обжига (например, некоторых шлаков цветной металлургии, пиритных огарков, ряда железосодержащих шламов и пылей) и огневого обезвреживания (сжигания) многих видов твердых отходов на органической основе. Примеры использования этих приемов в технологии рекуперации твердых отходов изложены ниже.[ ...]
Шламоотстойники предназначены для отделения от воды твердых взвесей (солей, механических примесей и т. п.). Они могут быть совмещены с буферными прудами или прудами-накопителями и могут строиться как самостоятельные хранилища. Так, в горнорудной промышленности для хранения жидких и твердых отходов (хвостов), получаемых при обогащении всех видов руд, сооружают хвостохранилища, в металлургической, металлообрабатывающей и машиностроительной промышленности для отвода жидких и твердых отходов производства сооружают шламохранилища.[ ...]
В настоящее время отсутствует общая научная классификация твердых отходов промышленности, охватывающая все их многообразие по тем или иным принципам, что, очевидно, объясняется широтой их номенклатуры даже в рамках одного предприятия (например, на Северодонецком ПО «Азот» образуется 178 видов твердых отходов) и еще незавершенной работой по составлению кадастров отходов по предприятиям, подотраслям, отраслям, министерствам и ведомствам. Существующие классификации твердых отходов весьма многообразны и в большинстве своем односторонни. Так, твердые отходы классифицируют по отраслям промышленности (отходы химической, металлургической, топливной и других отраслей) или их группам, по конкретным производствам (например, отходы сернокислотного, содового, фосфорнокислотного и других производств), по тоннажное™, степени использования, ценностным показателям, воздействию на окружающую среду, способности к возгоранию, коррозионному воздействию на оборудование и т. п.[ ...]
Главными источниками химического загрязнения почв служат: отходы сельскохозяйстенного производства и переработки сельскохозяйственной продукции; отходы животноводства, особенно стойлового содержания животных; минеральные удобрения; отходы и продукты предприятий добычи и переработки нефти и газа; атмосферные выпадения в районах действия промышленных предприятий (особенно химических, металлургических, микробиологических) и добычи полезных ископаемых, а также выбросы тепловых электростанций (в том числе кислотные выпадения); выбросы автотранспорта; химические вещества; твердые бытовые отходы; сточные воды; детергенты и химические удобрения.[ ...]
Наибольшие успехи достигнуты в области утилизации основных отходов производства — твердых, в первую очередь металлических, хотя и в этом направлении многое еще можно сделать. Значительно хуже обстоит дело с регенерацией (рекуперацией) жидких и газообразных отходов — отработанных масел, кислот, электролитов, отходящих газов металлургических агрегатов и нагревательных печей и т. д. Есть и еще нерешенные вопросы, например отсутствие экономически приемлемых методов извлечения из сточных вод многих растворенных минеральных солей.[ ...]
Процессы измельчения широко распространены в технологии рекуперации твердых отходов при переработке отвалов вскрышных и попутно извлекаемых пород открытых и шахтных разработок полезных ископаемых, вышедших из строя строительных конструкций и изделий, некоторых видов смешанного лома изделий из черных и цветных металлов, топливных и металлургических шлаков, отходов углеобогащения, некоторых производственных шламов и отходных пластмасс, пиритных огарков, фосфогипса и ряда вторичных материальных ресурсов.[ ...]
Источники загрязняющих веществ разнообразны, также многочисленны виды отходов и характер их воздействия на компоненты биосферы. Биосфера загрязняется твердыми отходами, газовыми выбросами и сточными водами металлургических, металлообрабатывающих и машиностроительных заводов. Огромный вред наносят водным ресурсам сточные воды целлюлозно-бумажной, пищевой, деревообрабатывающей, нефтехимической промышленности. Развитие автомобильного транспорта привело к загрязнению атмосферы городов и транспортных коммуникаций токсичными металлами и токсичными углеводородами, а постоянное возрастание масштабов морских перевозок вызвало почти повсеместное загрязнение морей и океанов нефтью и нефтепродуктами. Массовое применение минеральных удобрений и химических средств защиты растений привело к появлению ядохимикатов в атмосфере, почвах и природных водах, загрязнению биогенными элементами водоемов и сельскохозяйственной продукции. При разработках на поверхность земли извлекаются миллионы тонн разнообразных горных пород, образующих пылящие и горящие терриконы и отвалы. В процессе эксплуатации химических заводов и тепловых электростанций также образуется огромное количество твердых отходов (огарок, шлаки, золы), которые складируются на больших площадях, оказывая негативное влияние на атмосферу, поверхностные и подземные воды, почвенный покров.[ ...]
Более половины углерода, содержащегося в древесном сырье, остается в виде твердого остатка - древесного угля. Одним из основных потребителей угля является химическая промышленность, вырабатывающая различные виды активных и специальных углей. Древесный уголь требуется для получения сероуглерода, который в основном расходуется на производство искусственного шелка. В металлургической промышленности древесный уголь применяют в производстве алюминия, ферросплавов, для смазки в прокатных цехах. Расходуется уголь в производстве кристаллического кремния. В сельском хозяйстве активированный уголь добавляют в корм скоту и птице. Особенно ценен в кормовом рационе животных уголь из отходов лесозаготовок, содержащий золу, богатую фосфором, оксидом кальция и микроэлементами.[ ...]
Большую перспективу имеют комбинированные технологии, в которых утилизация отходов происходит попутно. Так, в Московском институте стали и сплавов и институте «Стальпроект» разработана технология высокотемпературного сжигания отходов на базе металлургического агрегата жидкофазного восстановления железа. Преследовалась прежде всего цель создать печь, которая позволит, минуя промежуточные технологические стадии, получать чугун без использования дорогостоящего кокса из недефицитных сырьевых материалов. В процессе испытания агрегата оказалось, что он может работать на любом углеводородном топливе и с успехом использоваться для сжигания твердых органических бытовых и промышленных отходов. При этом выбросы в атмосферу содержат в несколько раз меньше загрязнителей, чем на мусоросжигательных заводах, использующих зарубежные технологии. Такие предприятия нового поколения, работающие по малоотходной технологии, не только избавляют город от мусора, но и могут вырабатывать промышленный пар и горячую воду для теплоснабжения или получения электроэнергии (за счет утилизации тепла дымовых газов), а также получать металл, стройматериалы и другие ВМР.[ ...]
В отвалах предприятий цветной металлургии России накоплено (млрд.т): крупнотоннажных твердых отходов производства 10,6, в том числе вскрышных и вмещающих пород 8,8, отвальных хвостов обогащения — около 1,3, отвальных металлургических шлаков 0,37 и шламов глиноземного производства 0,15. Ежегодно образуется свыше 368 млн.т твердых отходов, в том числе (млн.т): вскрышных и вмещающих пород 294,2, отвальных хвостов обогащения 49,1, отвальных металлургических шлаков 14,7, шламов глиноземного производства 10,9.[ ...]
В НПО «Алгон» (г Москва) разработан и внедряется процесс высокотемпературной переработки твердых бытовых и промышленных отходов (рис. 17). Основным агрегатом является барботажная печь, в жидкой шлаковой ванне которой происходят интенсивное перемешивание (с помощью газовой струи, обогащенной кислородом) и сжигание отходов при 1400—1600 °С. Здесь не требуется проводить предварительную подготовку отходов и их сортировку. При сжигании происходит полное разложение вредных соединений, полное окисление горючих компонентов. В процессе сжигания отходов минеральная их часть переходит в шлаковый расплав, пригодный для производства экологически безопасных стройматериалов: каменного литья, щебня, минерального волокна и наполнителей для бетона. В металлургическом производстве процесс позволяет получать чугун непосредственно из неподготовленной руды и любых железосодержащих материалов (стружка, окатыши, отходы и т. д.) с использованием любого угля, что значительно снижает материальные затраты. Технология переработки бытовых отходов отработана на Рязанском опытном заводе Гинцветмета [86, 87].[ ...]
Предлагается для снижения растворимости гальваношламов производить окускование известью и металлургическим шлаком с получением окатышей. Хранение окускованных осадков возможно в отвалах промышленных отходов, что подтвердили предварительные исследования по выщелачиванию токсичных компонентов. В сосуды с дистиллированной водой помещали обезвоженный осадок и окатыши, взятые при соотношении твердая фаза : жидкость= 1:100. Выщелачивание проводили при 20 °С в течение 14 сут. Концентрация токсичных компонентов в первом растворе многократно превышала ПДК для воды водоемов хозяйственно-бытового пользования (например, в 8 раз по кадмию). Во втором растворе содержание тех же компонентов было ниже на порядок и более, не превышая ПДК [72].[ ...]
На начальном этапе развития огневого метода специальные реакторы для обезвреживания и переработки отходов не разрабатывались. Незначительное количество жидких и газообразных отходов, подвергавшихся огневому обезвреживанию, направляли в технологические и энергетические установки (металлургические печи, топки котельных агрегатов) или уничтожали открытым способом в смеси с жидким топливом (твердые и пастообразные отходы).[ ...]
В нашей стране работа предприятий черной металлургии ежегодно сопровождается образованием более 70 млн. т металлургических шлаков, из которых используется только около 53%, остальное поступает в отвалы. Кроме того, различные виды металлургического производства (агломерационное, доменное, ста.-леплавильное, горячего проката, а также травление металловi дают большие массы разнообразных по составу шламов и пылей, используемых лишь частично или вообще не используемых. Только общее накопление шламов с содержанием железа около 50% составляет на заводах черной металлургии около 20 млн. т/год. Утилизация и возвращение в производство этих отходов позволит заменить около 10% добываемой товарной железной руды. В целом по металлургическому производству из каждых 4,7 т твердых веществ, необходимых для производства 1 т стали, отходы составляют примерно 0,4 т.[ ...]
Основные источники загрязнения кадмием как наиболее вредоносного — производство цветных металлов, сжигание твердых отходов, угля, сточные воды горно-металлургических комбинатов, производство минеральных удобрений, красителей.[ ...]
Рассмотрен комплекс проблем, связанных с организацией процессов сбора, транспортировки, обработки и удаления твердых отходов. Дан подробный анализ технико-экономических показателей различных вариантов переработки бытовых отходов, отходов химической, металлургической, металлообрабатывающей и других отраслей промышленности. Рассматриваются возможности классификационного разделения отходов и рекомендации по организации и проведению аналитического контроля состава и свойств отходов. Особое внимание уделено утилизации и рециклизации твердых отходов промышленности и сельского хозяйства.[ ...]
В 1982 г. на базе механизированного завода был построен и пущен в эксплуатацию цех пиролиза, полностью перерабатывающий 30 тыс. т некомпостируемых отходов (полиэтилен, пластмасса, резина, кожа, дерево и др.). В печах при температуре 800 °С без доступа кислорода осуществляется сухая перегонка отходов, в результате чего получается твердый углеродистый порошкообразный остаток (пирокарбон) в количестве 10 тыс. т в год, который успешно используется в металлургической промышленности. Кроме того, здесь выделяется смола в количестве 5 тыс. т и высококалорийный газ — 6 тыс. т в год.[ ...]
Золошлаковые смеси рекомендуются для отсыпки земляного полотна. В СоюздорНИИ (Санкт-Петербургский филиал, 1992) проанализирована возможность применения металлургических шлаков горелых формовочных земель и золошлаковых отходов гидроудаления - продуктов сгорания на ТЭС твердого топлива (каменного угля, торфа) в дорожном строительстве. Установлена степень снижения их экологической опасности для природной среды, связанной с использованием в конструктивных слоях дорожных одежд при строительстве кольцевой дороги вокруг Санкт-Петербурга. Однако сделан вывод о том, что в условиях повышенной дренирующей способности грунтов опасность вымывания токсичных веществ возрастает, поэтому в таких условиях их применять не рекомендуется.[ ...]
Наряду с перечисленными выше методами уменьшения размеров кусковых материалов и их разделения на классы крупности в практике рекуперадионной технологии твердых отходов большое распространение имеют методы, связанные с решением задач укрупнения мелкодисперсных частиц. ВМР, имеющие как самостоятельное, так и вспомогательное значение и объединяющие различные приемы гранулирования, таблетирования, брикетирования и высокотемпературной агломерации. Их используют при переработке в строительные материалы рада компонентов отвальных пород добычи многих полезных ископаемых, хвостов обогащения углей и золы — уноса ТЭС, в процессах утилизации фосфогипса в сельском хозяйстве и цементной промышленности, при подготовке к переплаву мелкокусковых и дисперсных отходов черных и цветных металлов, в процессах утилизации пластмасс, саж, пылей и древесной мелочи, при обработке шлаковых расплавов в металлургических производствах и электротермофосфорном производстве и во многих других процессах утилизации и переработки ВМР.[ ...]
Цветная металлургия, несмотря на относительно меньшие материальные потоки производства, не уступает черной металлургии по совокупной токсичности эмиссий. Кроме большого количества твердых и жидких отходов, содержащих такие опасные загрязнители, как свинец, ртуть, ванадий, медь, хром, кадмий, таллий и др., предприятия цветной металлургии являются источником опасного загрязнения атмосферы. При пирометаллургической переработке сульфидных руд и концентратов образуется большая масса диоксида серы. Так, около 95% всех вредных газовых выбросов Норильского гор-но-металлургического комбината приходится на БОг, а степень его утилизации не превышает 8%.[ ...]
Не менее важным направлением улучшения экологических свойств смазочных материалов является использование в производстве товарных масел растительных и животных жиров. Из этого сырья можно производить все виды смазочных материалов, в том числе гидравлические и тормозные жидкости. Наибольшее распространение получило сырье растительного происхождения. Растительные масла бывают твердые (кокосовое и пальмовое масло) и жидкие (льняное, туновое, конопляное, рапсовое, хлопковое, подсолнечное, оливковое, кукурузное, соевое и касторовое). Оптимальным вариантом по доступности стоимости и физикохимическим свойствам в качестве компонента смазочного материала является рапсовое масло, которое может в будущем вытеснить нефтяное моторное и трансмиссионное масла. Растительные смазочные материалы хорошо зарекомендовали себя в гидравлических системах металлургического оборудования, для смазывания мотопомп, доильных установок. Возможно использование в смазочных материалах не только очищенных растительных масел, но и отходов их рафинации.[ ...]