Реферат на тему:
Аспекти утилізації відходів
Утилізація відходів паливно-енергетичного комплексу
Основними видами твердого палива є кам'яні й бурі вугілля Переважна частина вугілля в Україні видобувається підземним способом. Відходи утворюються при видобутку, збагаченні і спалюванні вугілля.
Відходи видобутку називають розкривними чи шахтними породами в залежності від способу розробки. При підземному способі видобутку витягується менше попутних порід, ніж при відкритому, але і вони складають значні обсяги. Так, наприклад, на 1 т вугілля при відкритому видобутку утворюється до I-5 т розкривних порід, при підземної - до 0,2-0,3 т шахтних.
Розкривні і шахтні породи мають неоднорідний хімічний і мінералогічний сої даі і представляють осадові породи - глини, суглинки, супіски, алевроліти, пісковики, глинисті і піскуваті сланці, вапняки. Більше за все в їх складі аргілітів (до 60%). Крім того, вони містять у своєму складі вугілля до 20%, сірку, зміст якої за змістом вугілля, в невеликих кількостях кольорові, рідкісні метали, у невеликій кількості радіонукліди - уран, торій.
Відвали займають великі площі земель, піддаються водній і вітровій ерозії, забруднюючи прилеглу територію. Значної шкоди природному середовищу приносить самозаймання териконів. Основною причиною самозаймання є окислення вугілля, що супроводжується виділенням великої кількості тепла, яке акумулюється в порах порід і забезпечує займання горючих матеріалів. В окремих відвалах ці процеси проходять настільки інтенсивно, що відвальні породи розігріваються до високих температур і горять із виділенням значної кількості вуглеводнів, сажі, оксидів азоту, сірки, вуглецю та ін Тому навколо відвалів улаштовують захисні зони, що призводить до збільшення площі відчужених земель. Основними заходами щодо попередження самозаймання породних відвалів є обмеження припливу кисню і зменшення кількості горючих компонентів у складованої породі. З цією метою в деяких країнах проводять додаткове витяг вугілля за допомогою спеціальних установок на групових відвалах. Для зниження припливу кисню відвали ущільнюють. Цього можна досягти шляхом дроблення породи, ущільненням її при складуванні за допомогою автотранспорту, ковзанок, вібраторів, затопленням водою, пристроєм глинистих екранів, обробкою порід суспензіями вапна, вапняку, глини. Такі відвали рекомендується влаштовувати плоскими. Породи в них ущільнюють шарами товщиною 1,0-1,5 м, а по периметру влаштовують дамби з інертних матеріалів або перегорілих порід.
Тверді відходи вуглевидобутку використовують як низькосортного палива (при певному вмісті горючих складових), як компоненти, що підвищують родючість грунтів, і як сировину при виробництві будівельних матеріалів. Проте через неоднорідність складу утилізація їх складна і не завжди економічно виправдана. Перспективним напрямком утилізації порід, що містять вуглецеве речовина, є їх газифікація. Газифікації доцільно піддавати свіжу породу, що містить 20% і більше горючих речовин. При цьому додатково отримують енергетичне паливо, а зольний залишок можна використовувати для виробництва будівельних матеріалів. У світовій практиці відходи вуглевидобутку використовують для закладки вироблених шахтних просторів. Розроблено технології закладання без підйомі породи наверх. Особливу групу відходів вуглевидобутку представляють горілі породи, обпалені в надрах землі при природних підземних пожежах в вугільні) пластах і аналогічні їм перегорілі відвальні шахтні породи. За основними фізико-хімічними властивостями вони близькі до глин, обпаленим при температурі 800-1000 0 С, істинна »щільність їх становить 241М» 2700 кг / м 1, щільність шматка - 1300-2500 кг / м '. Зміст палива та природних горілих породах досягає 2-3%, в відвальних горілих пороші його може бути значно більше. Горілі породи можуть широко використовуватися при виробництві будівельних матеріалів. Вони, як і інші обпалені глинисті матеріали, мають гідравлічної актівностио і можуть використовуватися як активні мінеральні добавки для клінкерних вапняно-глінітних та сульфатно-глінітних в'яжучих вапняно-глінітние в'яжучі отримують спільним тонким помелом порід і вапна з невеликою добавкою гіпсу. Вони містять у своєму складі 10-30% вапна в залежності від активності горілої породи, але 5% гіпсу, решта - горіла порода. Сульфатно-глінітние в'яжучі одержують спільним помелом двопольного гіпсу (50-65%), горілої породи (15-40%) і портландцементного клінкеру (10-20%). Такі в'яжучі застосовують для виробництва низькомарочних бетонів і розчинів. Горілі породи застосовують як гідравлічні добавки в кількості від 20% до портландцементу і 25-40% до пуцолановому портландцементу.
У бетонах і розчинах горілі породи використовують як великих і дрібних заповнювачів. Горілі породи також використовують для виробленої щебеню, пористих заповнювачів (аглопориту і керамзиту), асфальтобетонні для пристрою дорожніх основ під покриття, насипів і т.д.
Аглопорит - штучний пористий заповнювач, одержуваний спіканням глинистих порід або різних відходів на гратах агломераційних машин і подальшим подрібненням спеченого коржа. Отримують аглопорит у вигляді щебеню. Керамзит - це штучний пористий заповнювач, що отримується спученням і спіканням гранул, сформованих з спучуються глин або різних відходів, у обертової печі. Широке використання горілих порід утрудняється їх неоднорідністю і змістом незгорілого палива.
Відходи вуглезбагачення утворюються при збагаченні вугілля для коксування, енергетичних і інших цілей і являють собою суміш осадових порід, часток вугілля й вугільно-мінеральних зростків. До їх складу входять і різних співвідношеннях залежно від району видобутку глини, аргіліти, сланці, алевроліти, пісковики, вапняки, кальцити. Зміст органи чеський маси може досягати 15% і більше. Крім того, у відходах містіть »сірка, мікроелементи - свинець, цинк, молібден, галій, германій та ін По зерновому складі відходи збагачення поділяють на породи збагачення крупністю від 200 до 0,5 мм, утворені при гравітаційному збагаченні вугілля (переважне зміст фракцій 5-40 мм), і хвости флотації крупністю <0,5 мм, утворені при флотаційному збагачення. За пологи збагачення складають основну масу відходів (до 90%). Складують їх у гідровідвалів або механічним способом у відвали, відходи (хвости) флотації - у хвостосховища.
Відходи вуглезбагачення використовують як енергетичну сировину шляхом спалювання чи газифікації, направляють на переобогащение, отримують сірку та її сполуки, будівельні матеріали, сировина для кольорової й чорної металургії, використовують у сільському господарстві, виробництві феросплавів, для витягання рідкісних розсіяних елементів, при влаштуванні насипів, закладці підземних виробок, рекультивації земель. Перспективним напрямом є застосування відходів вуглезбагачення як опiснювальна і вигоряючої добавки до сировини і в якості основної сировини при виробництві керамічних виробів (цегли, плитки, черепиці), пористих заповнювачів. Хвости флотації в порівнянні з породами збагачення, вуглевидобування більше однорідні за складом, містять до 20% органічної речовини, мікроелементи. Це дає можливість їх використовувати в якості добрив у сільському господарстві.
Незважаючи на багаторічні дослідження, тривалі експерименти та економічні розрахунки, що підтверджують доцільність утилізації від ходів вуглезбагачення, в нашій країні вони використовуються незначно.
Золошлакові відходи утворюються при спалюванні твердого палива в топках теплових електростанцій при температурі в котельній камері 1200-1700 ° С. Вихід золошлакових відходів залежить від виду палива і становить бурому вугіллі 10-15%, в кам'яних 3-40%, в горючих сланцях 50 - 80%, мазут з 0,15-0,20%. Паливо спалюють у вигляді дрібних шматків або пилоподібному стані, відходи утворюються відповідно у вигляді шлаку або золи. Золи вловлюють за допомогою води в спеціальних бункерах і видаляють у вигляді пульпи гідротранспортом в золовідвали. Шлаки гранулюють шляхом швидкого охолодження водою і видаляють у відвали сухим або гідравлічним способом помелу являє собою тонкодисперсний матеріал і складається з частинок круглості 0,1-0,005 мм. Крупність частинок шлаку 20-30 мм.
Хімічний склад золошлакових відходів залежить від мінеральної її складової палива і коливається залежно від родовищ вугілля. Приблизний зміст основних оксидів у золошлакових відходах: SiO 2 37-632 А1 2 О 3 9-37%, Fe 2 O 3 4-17%, СаО 1-32%, MgO 0,1-5%, SO 3 0,05 -2,5%. юлє присутній незгоріле паливо до 6-7% і більше, в шлаках, як пр; вило, вона відсутня. У золошлакових відходах також концентруються радіонукліди. При використанні їх для виробництва будівельних матеріалів необхідно здійснювати контроль за їх змістом.
При оцінці золошлакових відходів як сировини для будівельних матеріалів важливою характеристикою їх хімічного складу є співвідношення основних і кислотних оксидів - модуль основності:
М = (СаО + МЦО): (SiO 2 + А1 2 О 3),
при М о> 1 шлаки відносяться до основних, при М о <1 - до кислих Більшість золошлаків - кислі. Справжня щільність золошлаків в залежності від хіміко-макрологіческого складу коливається в межах 1800-2400 кг / м 1, насипна 600-1100 кг / м 3. Зола і шлак є великотоннажними відходами. Так, наприклад, теплова електростанція потужністю 1 млн кВт за добу спалює близько 10 000 т вугілля, при цьому утворюється близько 1000 т золи та шлаку. Золошлакові відвали займають тисячі гектарів земель, придатних для використання в сільському господарстві. Ними забруднюються грунти, поверхневі, підземні води і особливо повітряний басейн. Золошлакові відходи є цінним вторинним мінеральною сировиною. Зола і шлак мають гідравлічної активністю і можуть використовуватися для виробництва безклінкерних в'яжучих, як сировинні компоненти для отримання цементного клінкеру і як добавки до цементів. З безклінкерних в'яжучих найбільш відомий вапняно-зольний цемент, що отримується спільним помелом золи і вапна. Склад вапняно-зольних цементів залежить від вмісту в золі активного оксиду кальцію, оптимальна кількість вапна в цьому цементі складає 10-40%. Золи та шлаки використовують як добавки при виробництві портландцементу. Присутність у складі золи незгорілого палива призводить до зниження його витрати при виробництві цементу. У портландцемент додають до 15% золошлаки, в пуцолановий до 25-40%. Введення золи в цемент знижує його міцність в початкові строки твердіння, а при тривалих термінах твердіння міцність цементів з золою стає більш високою. Одним з найбільш перспективних напрямків утилізації золошлакових відходів є виробництво з них пористих заповнювачів для легких бетонів. Дрібний заповнювач може бути замінений золою. Як крупні заповнювачі застосовують щебінь з паливних шлаків, аглопорит на основі золи, зольний випалювальних і безвипалювальних гравій і глинозольний керамзит.
Шлаки, що використовуються для виробництва щебеню, повинні бути стійкі проти розпаду. При повільному охолодженні шлаків поряд з утворенням мінералів можуть відбуватися поліморфні перетворення, що призводить до розпаду і мимовільного перетворення шматків шлаку в порошок. Для запобігання розпаду паливні шлаки рекомендується застосовувати після тривалого (3-6 місяців) вилежування у відвалах, в результаті чого в них гаситься вільний оксид кальцію, частково вилуговуються солі і окислюються паливні залишки.
Паливні шлаки та зола є сировиною для виробництва штучного пористого заповнювача - аглопориту. При звичайній технології його одержують у вигляді щебеню. Розроблено також технології виробництва аглопорит-тового гравію із золи, глинозольного керамзиту і зольного гравію. Глинозольний керамзит отримують спученням і спіканням в печах гранул, сформованих з суміші глини і золи. Розроблено технології виробництва обпалювальне і безвипалювального зольного гравію, що дозволяють використовувати практично будь-які золи, одержувані від спалюванні різних виглядом вугілля. Встановлено ефективність введення золи до 20-30% замість цементу при виготовленні бетонів і розчинів. Особливо доцільно введення дзиги в бетон гідротехнічних споруд. Наприклад, зола використовувалася при будівництві Дністровського гідровузла, Братської ГЕС. Золошлакові відходи використовують для виробництва силікатної цегли, замість вапна і піску, при цьому витрату вапна знижується на 10-50%, піску на 20-30%. Така цегла має більш низьку щільність, ніж звичайний. Паливні зола і шлак застосовуються як отощающих і вигоряючими добавок у виробництві керамічних виробів на основі глинистих матеріалів, а також в якості основної сировини для виготовлення зольної кераміки. Так, на звичайному обладнанні цегляних заводів може бути виготовлений зольний цегла з маси, що складається з золи, шлаку, натрієвого рідкого скла в кількості 3% за об'ємом. Зольна кераміка характеризується високою кислотостойкостью, низькою стираністю, високою хімічною і термічною стійкістю. З паливних золошлаків отримують плавлені матеріали: шлакову пемзу і вату. Розроблено технологію виробництва високотемпературної мінеральної вати методом плавки в електродуговій печі. Цей матеріал використовується для ізоляції поверхонь з температурою до 900-1000 ° С. Також можливе отримання стекол, архітектурно-будівельних виробів і облицювальних плиток. Одним з основних споживачів золошлакових відходів є дорожнє будівництво, де їх використовують як засипку при влаштуванні основ, для приготування асфальтобетонних покриттів. Золу використовують також як наповнювачі для виробництва мастик рулонних покрівельних матеріалів. Незважаючи на очевидні вигоди і перспективи широкого застосування золошлакових відходів, обсяг їх використання в нашій країні не перевищує 10%. Утилізація зол і шлаків потребує вирішення цілого комплексу питань від розробки технічних умов на їх застосування, технологічних ліній з їх переробки, транспортних і вантажно-розвантажувальних засобів до перебудови психології господарників щодо вторинних мінеральних ресурсів.
Утилізація відходів машинобудівного комплексу
Основними екологічно небезпечними відходами цього комплексу є відходи гальванічних виробництв.
Гальванічні покриття - електроосаждаемие металеві шари, що наносяться на поверхню виробів або напівфабрикатів для підвищення корозійної стійкості, зносостійкості, поліпшення декоративного виду. Відходи гальванічних виробництв в залежності від джерел утворення поділяють на такі види:
• відпрацьовані концентровані технологічні розчини (електроліти нанесення покриттів, розчини зняття покриттів, лужні й кислі травильні розчини та ін);
• промивні води;
• гальванічні шлами
Відпрацьовані електроліти, що містять кольорові метали, регенерують з метою відновлення їх працездатності і повторного використання, а також використовують для вилучення кольорових металів.
Методи очищення та регенерації електролітів передбачають їх коригування один раз на 3 місяці, а повну заміну - один раз протягом 2 років
Шлами, що утворюються при регенерації електролітів і очищенню стічних вод гальванічних виробництв, являють собою аморфні опади, що містять гідроксиди заліза і кольорових металів. Зневоднення їх здійснюють за допомогою вакуум-фільтрів, прес-фільтрів або центрифуг. Для підвищення продуктивності обезводнювання обладнання гідроксидні опади піддають реагентної або безреагентної обробці. В якості реагентів використовують вапно, солі заліза і алюмінію, кислотосодержащие реагенти. Недоліками реагентної обробки осаду є висока вартість і дефіцитність реагентів, збільшення обсягу осаду.
До безреагентному способам обробки гальванічних шламів відносять упущення, заморожування і відтавання, введення до їх складу тирси. Після такої обробки шлами легко зневоднюються. Однак до теперішнього часу основна частина гальванічних шламів надходить у шламонакопичувачі. Розроблено технічні рішення, що дозволяють обробити практично всі метали гальванічних шламів методами гідрометалургії за допомогою водних розчинів хімічних реагентів.
Іншим напрямком утилізації гальванічних шламів з метою зменшення їх екологічної небезпеки є хімічна фіксація, вироблена шляхом феррітізаціі твердої фази відходів, силікати, затвердіння відходів з використанням неорганічних і органічних в'яжучих, спікання. Однак при цьому цінне вторинна сировина для вилучення кольорових металів найчастіше не враховується. Хромомісткої шлами після сушіння та прожарювання використовуються як барвники при виробництві декоративного скла. У залежності від складу можуть бути отримані скла різного кольору і відтінків: зеленого, яскраво-синього, синьо-зеленого, темно-коричневого, чорного. Гальванічні шлами, збагачені залізом, використовуються для отримання феритів, які знаходять застосування в електротехнічній і хімічній промисловості, в радіотехніці. Повністю виключається забруднення природного середовища при сплаву гальванічних шламів із силікатами в співвідношенні 1:1 і температурі 800 - 1000 ° С. Цей метод дозволяє витягати з шламу важкі метали і виготовляти цеглу та черепицю високої якості. Гальванічні шлами також можна вводити в асфальтобетон у кількості до 20% від маси сировинної суміші. Прожарені гальванічних шламів використовують як добавки при виготовленні бетонних блоків. При приготуванні бетонів з шлаколужних в'яжучих можна додавати до 20% прожарений гальванічних шламів. При взаємодії гідроксидів важкі) металів з лужними силікатами утворюються силікати відповідним; металів, стійкі до розчинення. Такі бетони володіють високими фізико-хімічними властивостями і стійкі до розчинення.
Горіла формувальна земля. При виготовленні виливків з чавуну, сталі і кольорових металів в одноразових формах, які виготовляються з формувальних сумішей, що складаються з кварцового піску, глини (до 16%), сполучного у вигляді бітуму, цементу, каніфолі, рідкого скла або термореактивних смол (1,5-3%), використовують також графіт, порошок кам'яного вугілля І вигоряючі добавки у вигляді тирси. Витрата формувальної суміші становить на 1 т металевих виробів. Після використання формувальні суміші містять металеві включення, а сполучні матеріали і глина втрачають свої пластичні властивості не придатні для повторного використання. Ці відходи називають горіло-формувальної землею. Основна маса їх надходить у відвали. Регенерація горілої формувальної землі укладається у витяганні металевих включень, видаленні пилу, дрібних фракцій глини та інших включень. Існує два способи регенерації горілої землі: мокрий сухою. Мокрий спосіб застосовують при гідравлічної очищенні лиття. При цьому горіла земля надходить у систему послідовно розташованих відстійників. Спочатку осідає пісок, а дрібні фрикції несуться проточною водою в наступний відстійник. Пісок просушують і знову пускають і виробництво. Сухий спосіб регенерації складається з двох операцій: обдирання від зерен піску сполучних речовин і видалення нили і дрібних частинок, що досягається продуванням повітря в закритому барабані з наступним відсмоктуванням повітря разом з пилом.
Горіла формувальна земля також використовується для виробництва цегли. Попередньо методом магнітної сепарації видаляються металеві включення. Завдяки наявності в горілої формувальної землі лугу, рідкого скла, смол якість цегли поліпшується.
Лом і відходи чорних і кольорових металів є найважливішим вторинною сировиною для металургійної промисловості. Ці відходи утворюються при обробці металу у вигляді стружки, шматків і листових відходів, внаслідок морального або фізичного зносу обладнання, запасних частин та інструменту (амортизаційний брухт). Переробляють металевий лом підприємства, що мають у своєму складі плавильні печі, підприємства "Вторчермета" і металургійні комбінати. Лом є складовою частиною шихти доменних і сталеплавильних виробництв.
Значні втрати металевого брухту відбуваються із-за поганої організації його збору. Лом і відходи кольорових металів переробляють підприємства "Вторкольормет". У найбільших кількостях утворюються алюмінієвий, свинцевий, мідний і цинковий брухт. Процеси його переробки складні і вимагають дорогого обладнання. Складність переробки полягає в тому, що кольорові метали знаходяться в металобрухті у вигляді сплавів, а витягувати кожен «ід металу необхідно окремо.
Таким чином, з метою підвищення екологічності виробництва та економного використання ресурсів застосовуються різні способи добування корисних і цінних матеріалів з відходів виробництва. У ряді випадків це економічно виправдовується і на схемах такого процесу розробляються виробництва для отримання вторинної сировини.
Література
1. Екологія міста: Підручник, За ред. Ф.В. Стольберг. - К.: Лібра, 2004
2. Білявській Г.О. та ін. Основи екології. - К.: Либідь, 2004. - 408с.
Аспекти утилізації відходів
Утилізація відходів паливно-енергетичного комплексу
Основними видами твердого палива є кам'яні й бурі вугілля Переважна частина вугілля в Україні видобувається підземним способом. Відходи утворюються при видобутку, збагаченні і спалюванні вугілля.
Відходи видобутку називають розкривними чи шахтними породами в залежності від способу розробки. При підземному способі видобутку витягується менше попутних порід, ніж при відкритому, але і вони складають значні обсяги. Так, наприклад, на 1 т вугілля при відкритому видобутку утворюється до I-5 т розкривних порід, при підземної - до 0,2-0,3 т шахтних.
Розкривні і шахтні породи мають неоднорідний хімічний і мінералогічний сої даі і представляють осадові породи - глини, суглинки, супіски, алевроліти, пісковики, глинисті і піскуваті сланці, вапняки. Більше за все в їх складі аргілітів (до 60%). Крім того, вони містять у своєму складі вугілля до 20%, сірку, зміст якої за змістом вугілля, в невеликих кількостях кольорові, рідкісні метали, у невеликій кількості радіонукліди - уран, торій.
Відвали займають великі площі земель, піддаються водній і вітровій ерозії, забруднюючи прилеглу територію. Значної шкоди природному середовищу приносить самозаймання териконів. Основною причиною самозаймання є окислення вугілля, що супроводжується виділенням великої кількості тепла, яке акумулюється в порах порід і забезпечує займання горючих матеріалів. В окремих відвалах ці процеси проходять настільки інтенсивно, що відвальні породи розігріваються до високих температур і горять із виділенням значної кількості вуглеводнів, сажі, оксидів азоту, сірки, вуглецю та ін Тому навколо відвалів улаштовують захисні зони, що призводить до збільшення площі відчужених земель. Основними заходами щодо попередження самозаймання породних відвалів є обмеження припливу кисню і зменшення кількості горючих компонентів у складованої породі. З цією метою в деяких країнах проводять додаткове витяг вугілля за допомогою спеціальних установок на групових відвалах. Для зниження припливу кисню відвали ущільнюють. Цього можна досягти шляхом дроблення породи, ущільненням її при складуванні за допомогою автотранспорту, ковзанок, вібраторів, затопленням водою, пристроєм глинистих екранів, обробкою порід суспензіями вапна, вапняку, глини. Такі відвали рекомендується влаштовувати плоскими. Породи в них ущільнюють шарами товщиною 1,0-1,5 м, а по периметру влаштовують дамби з інертних матеріалів або перегорілих порід.
Тверді відходи вуглевидобутку використовують як низькосортного палива (при певному вмісті горючих складових), як компоненти, що підвищують родючість грунтів, і як сировину при виробництві будівельних матеріалів. Проте через неоднорідність складу утилізація їх складна і не завжди економічно виправдана. Перспективним напрямком утилізації порід, що містять вуглецеве речовина, є їх газифікація. Газифікації доцільно піддавати свіжу породу, що містить 20% і більше горючих речовин. При цьому додатково отримують енергетичне паливо, а зольний залишок можна використовувати для виробництва будівельних матеріалів. У світовій практиці відходи вуглевидобутку використовують для закладки вироблених шахтних просторів. Розроблено технології закладання без підйомі породи наверх. Особливу групу відходів вуглевидобутку представляють горілі породи, обпалені в надрах землі при природних підземних пожежах в вугільні) пластах і аналогічні їм перегорілі відвальні шахтні породи. За основними фізико-хімічними властивостями вони близькі до глин, обпаленим при температурі 800-1000 0 С, істинна »щільність їх становить 241М» 2700 кг / м 1, щільність шматка - 1300-2500 кг / м '. Зміст палива та природних горілих породах досягає 2-3%, в відвальних горілих пороші його може бути значно більше. Горілі породи можуть широко використовуватися при виробництві будівельних матеріалів. Вони, як і інші обпалені глинисті матеріали, мають гідравлічної актівностио і можуть використовуватися як активні мінеральні добавки для клінкерних вапняно-глінітних та сульфатно-глінітних в'яжучих вапняно-глінітние в'яжучі отримують спільним тонким помелом порід і вапна з невеликою добавкою гіпсу. Вони містять у своєму складі 10-30% вапна в залежності від активності горілої породи, але 5% гіпсу, решта - горіла порода. Сульфатно-глінітние в'яжучі одержують спільним помелом двопольного гіпсу (50-65%), горілої породи (15-40%) і портландцементного клінкеру (10-20%). Такі в'яжучі застосовують для виробництва низькомарочних бетонів і розчинів. Горілі породи застосовують як гідравлічні добавки в кількості від 20% до портландцементу і 25-40% до пуцолановому портландцементу.
У бетонах і розчинах горілі породи використовують як великих і дрібних заповнювачів. Горілі породи також використовують для виробленої щебеню, пористих заповнювачів (аглопориту і керамзиту), асфальтобетонні для пристрою дорожніх основ під покриття, насипів і т.д.
Аглопорит - штучний пористий заповнювач, одержуваний спіканням глинистих порід або різних відходів на гратах агломераційних машин і подальшим подрібненням спеченого коржа. Отримують аглопорит у вигляді щебеню. Керамзит - це штучний пористий заповнювач, що отримується спученням і спіканням гранул, сформованих з спучуються глин або різних відходів, у обертової печі. Широке використання горілих порід утрудняється їх неоднорідністю і змістом незгорілого палива.
Відходи вуглезбагачення утворюються при збагаченні вугілля для коксування, енергетичних і інших цілей і являють собою суміш осадових порід, часток вугілля й вугільно-мінеральних зростків. До їх складу входять і різних співвідношеннях залежно від району видобутку глини, аргіліти, сланці, алевроліти, пісковики, вапняки, кальцити. Зміст органи чеський маси може досягати 15% і більше. Крім того, у відходах містіть »сірка, мікроелементи - свинець, цинк, молібден, галій, германій та ін По зерновому складі відходи збагачення поділяють на породи збагачення крупністю від 200 до 0,5 мм, утворені при гравітаційному збагаченні вугілля (переважне зміст фракцій 5-40 мм), і хвости флотації крупністю <0,5 мм, утворені при флотаційному збагачення. За пологи збагачення складають основну масу відходів (до 90%). Складують їх у гідровідвалів або механічним способом у відвали, відходи (хвости) флотації - у хвостосховища.
Відходи вуглезбагачення використовують як енергетичну сировину шляхом спалювання чи газифікації, направляють на переобогащение, отримують сірку та її сполуки, будівельні матеріали, сировина для кольорової й чорної металургії, використовують у сільському господарстві, виробництві феросплавів, для витягання рідкісних розсіяних елементів, при влаштуванні насипів, закладці підземних виробок, рекультивації земель. Перспективним напрямом є застосування відходів вуглезбагачення як опiснювальна і вигоряючої добавки до сировини і в якості основної сировини при виробництві керамічних виробів (цегли, плитки, черепиці), пористих заповнювачів. Хвости флотації в порівнянні з породами збагачення, вуглевидобування більше однорідні за складом, містять до 20% органічної речовини, мікроелементи. Це дає можливість їх використовувати в якості добрив у сільському господарстві.
Незважаючи на багаторічні дослідження, тривалі експерименти та економічні розрахунки, що підтверджують доцільність утилізації від ходів вуглезбагачення, в нашій країні вони використовуються незначно.
Золошлакові відходи утворюються при спалюванні твердого палива в топках теплових електростанцій при температурі в котельній камері 1200-1700 ° С. Вихід золошлакових відходів залежить від виду палива і становить бурому вугіллі 10-15%, в кам'яних 3-40%, в горючих сланцях 50 - 80%, мазут з 0,15-0,20%. Паливо спалюють у вигляді дрібних шматків або пилоподібному стані, відходи утворюються відповідно у вигляді шлаку або золи. Золи вловлюють за допомогою води в спеціальних бункерах і видаляють у вигляді пульпи гідротранспортом в золовідвали. Шлаки гранулюють шляхом швидкого охолодження водою і видаляють у відвали сухим або гідравлічним способом помелу являє собою тонкодисперсний матеріал і складається з частинок круглості 0,1-0,005 мм. Крупність частинок шлаку 20-30 мм.
Хімічний склад золошлакових відходів залежить від мінеральної її складової палива і коливається залежно від родовищ вугілля. Приблизний зміст основних оксидів у золошлакових відходах: SiO 2 37-632 А1 2 О 3 9-37%, Fe 2 O 3 4-17%, СаО 1-32%, MgO 0,1-5%, SO 3 0,05 -2,5%. юлє присутній незгоріле паливо до 6-7% і більше, в шлаках, як пр; вило, вона відсутня. У золошлакових відходах також концентруються радіонукліди. При використанні їх для виробництва будівельних матеріалів необхідно здійснювати контроль за їх змістом.
При оцінці золошлакових відходів як сировини для будівельних матеріалів важливою характеристикою їх хімічного складу є співвідношення основних і кислотних оксидів - модуль основності:
М = (СаО + МЦО): (SiO 2 + А1 2 О 3),
при М о> 1 шлаки відносяться до основних, при М о <1 - до кислих Більшість золошлаків - кислі. Справжня щільність золошлаків в залежності від хіміко-макрологіческого складу коливається в межах 1800-2400 кг / м 1, насипна 600-1100 кг / м 3. Зола і шлак є великотоннажними відходами. Так, наприклад, теплова електростанція потужністю 1 млн кВт за добу спалює близько 10 000 т вугілля, при цьому утворюється близько 1000 т золи та шлаку. Золошлакові відвали займають тисячі гектарів земель, придатних для використання в сільському господарстві. Ними забруднюються грунти, поверхневі, підземні води і особливо повітряний басейн. Золошлакові відходи є цінним вторинним мінеральною сировиною. Зола і шлак мають гідравлічної активністю і можуть використовуватися для виробництва безклінкерних в'яжучих, як сировинні компоненти для отримання цементного клінкеру і як добавки до цементів. З безклінкерних в'яжучих найбільш відомий вапняно-зольний цемент, що отримується спільним помелом золи і вапна. Склад вапняно-зольних цементів залежить від вмісту в золі активного оксиду кальцію, оптимальна кількість вапна в цьому цементі складає 10-40%. Золи та шлаки використовують як добавки при виробництві портландцементу. Присутність у складі золи незгорілого палива призводить до зниження його витрати при виробництві цементу. У портландцемент додають до 15% золошлаки, в пуцолановий до 25-40%. Введення золи в цемент знижує його міцність в початкові строки твердіння, а при тривалих термінах твердіння міцність цементів з золою стає більш високою. Одним з найбільш перспективних напрямків утилізації золошлакових відходів є виробництво з них пористих заповнювачів для легких бетонів. Дрібний заповнювач може бути замінений золою. Як крупні заповнювачі застосовують щебінь з паливних шлаків, аглопорит на основі золи, зольний випалювальних і безвипалювальних гравій і глинозольний керамзит.
Шлаки, що використовуються для виробництва щебеню, повинні бути стійкі проти розпаду. При повільному охолодженні шлаків поряд з утворенням мінералів можуть відбуватися поліморфні перетворення, що призводить до розпаду і мимовільного перетворення шматків шлаку в порошок. Для запобігання розпаду паливні шлаки рекомендується застосовувати після тривалого (3-6 місяців) вилежування у відвалах, в результаті чого в них гаситься вільний оксид кальцію, частково вилуговуються солі і окислюються паливні залишки.
Паливні шлаки та зола є сировиною для виробництва штучного пористого заповнювача - аглопориту. При звичайній технології його одержують у вигляді щебеню. Розроблено також технології виробництва аглопорит-тового гравію із золи, глинозольного керамзиту і зольного гравію. Глинозольний керамзит отримують спученням і спіканням в печах гранул, сформованих з суміші глини і золи. Розроблено технології виробництва обпалювальне і безвипалювального зольного гравію, що дозволяють використовувати практично будь-які золи, одержувані від спалюванні різних виглядом вугілля. Встановлено ефективність введення золи до 20-30% замість цементу при виготовленні бетонів і розчинів. Особливо доцільно введення дзиги в бетон гідротехнічних споруд. Наприклад, зола використовувалася при будівництві Дністровського гідровузла, Братської ГЕС. Золошлакові відходи використовують для виробництва силікатної цегли, замість вапна і піску, при цьому витрату вапна знижується на 10-50%, піску на 20-30%. Така цегла має більш низьку щільність, ніж звичайний. Паливні зола і шлак застосовуються як отощающих і вигоряючими добавок у виробництві керамічних виробів на основі глинистих матеріалів, а також в якості основної сировини для виготовлення зольної кераміки. Так, на звичайному обладнанні цегляних заводів може бути виготовлений зольний цегла з маси, що складається з золи, шлаку, натрієвого рідкого скла в кількості 3% за об'ємом. Зольна кераміка характеризується високою кислотостойкостью, низькою стираністю, високою хімічною і термічною стійкістю. З паливних золошлаків отримують плавлені матеріали: шлакову пемзу і вату. Розроблено технологію виробництва високотемпературної мінеральної вати методом плавки в електродуговій печі. Цей матеріал використовується для ізоляції поверхонь з температурою до 900-1000 ° С. Також можливе отримання стекол, архітектурно-будівельних виробів і облицювальних плиток. Одним з основних споживачів золошлакових відходів є дорожнє будівництво, де їх використовують як засипку при влаштуванні основ, для приготування асфальтобетонних покриттів. Золу використовують також як наповнювачі для виробництва мастик рулонних покрівельних матеріалів. Незважаючи на очевидні вигоди і перспективи широкого застосування золошлакових відходів, обсяг їх використання в нашій країні не перевищує 10%. Утилізація зол і шлаків потребує вирішення цілого комплексу питань від розробки технічних умов на їх застосування, технологічних ліній з їх переробки, транспортних і вантажно-розвантажувальних засобів до перебудови психології господарників щодо вторинних мінеральних ресурсів.
Утилізація відходів машинобудівного комплексу
Основними екологічно небезпечними відходами цього комплексу є відходи гальванічних виробництв.
Гальванічні покриття - електроосаждаемие металеві шари, що наносяться на поверхню виробів або напівфабрикатів для підвищення корозійної стійкості, зносостійкості, поліпшення декоративного виду. Відходи гальванічних виробництв в залежності від джерел утворення поділяють на такі види:
• відпрацьовані концентровані технологічні розчини (електроліти нанесення покриттів, розчини зняття покриттів, лужні й кислі травильні розчини та ін);
• промивні води;
• гальванічні шлами
Відпрацьовані електроліти, що містять кольорові метали, регенерують з метою відновлення їх працездатності і повторного використання, а також використовують для вилучення кольорових металів.
Методи очищення та регенерації електролітів передбачають їх коригування один раз на 3 місяці, а повну заміну - один раз протягом 2 років
Шлами, що утворюються при регенерації електролітів і очищенню стічних вод гальванічних виробництв, являють собою аморфні опади, що містять гідроксиди заліза і кольорових металів. Зневоднення їх здійснюють за допомогою вакуум-фільтрів, прес-фільтрів або центрифуг. Для підвищення продуктивності обезводнювання обладнання гідроксидні опади піддають реагентної або безреагентної обробці. В якості реагентів використовують вапно, солі заліза і алюмінію, кислотосодержащие реагенти. Недоліками реагентної обробки осаду є висока вартість і дефіцитність реагентів, збільшення обсягу осаду.
До безреагентному способам обробки гальванічних шламів відносять упущення, заморожування і відтавання, введення до їх складу тирси. Після такої обробки шлами легко зневоднюються. Однак до теперішнього часу основна частина гальванічних шламів надходить у шламонакопичувачі. Розроблено технічні рішення, що дозволяють обробити практично всі метали гальванічних шламів методами гідрометалургії за допомогою водних розчинів хімічних реагентів.
Іншим напрямком утилізації гальванічних шламів з метою зменшення їх екологічної небезпеки є хімічна фіксація, вироблена шляхом феррітізаціі твердої фази відходів, силікати, затвердіння відходів з використанням неорганічних і органічних в'яжучих, спікання. Однак при цьому цінне вторинна сировина для вилучення кольорових металів найчастіше не враховується. Хромомісткої шлами після сушіння та прожарювання використовуються як барвники при виробництві декоративного скла. У залежності від складу можуть бути отримані скла різного кольору і відтінків: зеленого, яскраво-синього, синьо-зеленого, темно-коричневого, чорного. Гальванічні шлами, збагачені залізом, використовуються для отримання феритів, які знаходять застосування в електротехнічній і хімічній промисловості, в радіотехніці. Повністю виключається забруднення природного середовища при сплаву гальванічних шламів із силікатами в співвідношенні 1:1 і температурі 800 - 1000 ° С. Цей метод дозволяє витягати з шламу важкі метали і виготовляти цеглу та черепицю високої якості. Гальванічні шлами також можна вводити в асфальтобетон у кількості до 20% від маси сировинної суміші. Прожарені гальванічних шламів використовують як добавки при виготовленні бетонних блоків. При приготуванні бетонів з шлаколужних в'яжучих можна додавати до 20% прожарений гальванічних шламів. При взаємодії гідроксидів важкі) металів з лужними силікатами утворюються силікати відповідним; металів, стійкі до розчинення. Такі бетони володіють високими фізико-хімічними властивостями і стійкі до розчинення.
Горіла формувальна земля. При виготовленні виливків з чавуну, сталі і кольорових металів в одноразових формах, які виготовляються з формувальних сумішей, що складаються з кварцового піску, глини (до 16%), сполучного у вигляді бітуму, цементу, каніфолі, рідкого скла або термореактивних смол (1,5-3%), використовують також графіт, порошок кам'яного вугілля І вигоряючі добавки у вигляді тирси. Витрата формувальної суміші становить на 1 т металевих виробів. Після використання формувальні суміші містять металеві включення, а сполучні матеріали і глина втрачають свої пластичні властивості не придатні для повторного використання. Ці відходи називають горіло-формувальної землею. Основна маса їх надходить у відвали. Регенерація горілої формувальної землі укладається у витяганні металевих включень, видаленні пилу, дрібних фракцій глини та інших включень. Існує два способи регенерації горілої землі: мокрий сухою. Мокрий спосіб застосовують при гідравлічної очищенні лиття. При цьому горіла земля надходить у систему послідовно розташованих відстійників. Спочатку осідає пісок, а дрібні фрикції несуться проточною водою в наступний відстійник. Пісок просушують і знову пускають і виробництво. Сухий спосіб регенерації складається з двох операцій: обдирання від зерен піску сполучних речовин і видалення нили і дрібних частинок, що досягається продуванням повітря в закритому барабані з наступним відсмоктуванням повітря разом з пилом.
Горіла формувальна земля також використовується для виробництва цегли. Попередньо методом магнітної сепарації видаляються металеві включення. Завдяки наявності в горілої формувальної землі лугу, рідкого скла, смол якість цегли поліпшується.
Лом і відходи чорних і кольорових металів є найважливішим вторинною сировиною для металургійної промисловості. Ці відходи утворюються при обробці металу у вигляді стружки, шматків і листових відходів, внаслідок морального або фізичного зносу обладнання, запасних частин та інструменту (амортизаційний брухт). Переробляють металевий лом підприємства, що мають у своєму складі плавильні печі, підприємства "Вторчермета" і металургійні комбінати. Лом є складовою частиною шихти доменних і сталеплавильних виробництв.
Значні втрати металевого брухту відбуваються із-за поганої організації його збору. Лом і відходи кольорових металів переробляють підприємства "Вторкольормет". У найбільших кількостях утворюються алюмінієвий, свинцевий, мідний і цинковий брухт. Процеси його переробки складні і вимагають дорогого обладнання. Складність переробки полягає в тому, що кольорові метали знаходяться в металобрухті у вигляді сплавів, а витягувати кожен «ід металу необхідно окремо.
Література
1. Екологія міста: Підручник, За ред. Ф.В. Стольберг. - К.: Лібра, 2004
2. Білявській Г.О. та ін. Основи екології. - К.: Либідь, 2004. - 408с.