Қалдықтар туралы жалпы түсінік

Өте улы қалдықтарды, әсіресе құрамында мышьяк бар қалдықтарды зиянсыздандыру мен көмуге ерекше көңіл аударуға жатады. АҚШ-да түсті металлургияның мышьягы бар қалдықтарды цементпен араластырып су өткізбейтін ыдыстарға орналастырып арнайы полигондарда көмеді.

Мышьяк қосылған қалдықтарды залалсыздандыру мәселесі оған сұраныстың аздығына да байланысты. Сондықтан мышьяк қосылған қалдықтардың көп бөлігі полигондарға немесе көму алаңдарына жіберіледі. Сонымен қатар, мышьякқа сұраныстың аз болу себебінен оны басқа өнімге қосып немесе тиімді өңдеу немесе залалсыздандыру бойынша жаңа технологияларды дамыту және енгізу тәсілдеріне деген қызығушылық өте аз болып  келеді. Нәтижесінде өнеркәсіп қалдықтарының 76% мышьяк қосылыстарын қамтитын заттар болып табылады.

Мышьякпен жұмыс істеу металлургиялық өндірістен мышьякты аз улы тұтас өнім түрінде бөліп шығарудың технологиясын әзірлеу мен негіздеуге, яғни оны ұзақ уақыт қауіпсіз сақтауға, жұмыс жағдайын жақсартып, экологиялық жағдайға ауыртпалықты азайтуға, өндіріске күрделі шикізатты тартуға  мүмкіндік беретін маңызды мәселеге арналған.

Металлургия өндірісінде арсенпирит пен кальций арсенатын пиритпен сульфидтендіру процесінің негізгі заңдылықтарын ашу мен күрделі кен және техногендік мышьякты шикізаттан мышьякты бөліп шығарудың технологиясын әзірлеу процестің негізі болып табылды.

Мышьяк түсті, ауыр және бағалы металдар шикізатында тұрақты қосылыстардың бірі болып табылады. Табиғи жағдайларда мышьяк 100 минералдан астам қалыптастырады. Мышьякты залалсыздандыру, сақтау және өндірістік циклдан алу әдістері үнемі заманауи талаптарға сай  келе бермейді. Қазіргі кезде өндірісте мышьяктан толық тазалаудың тиімді және экономикалық арзан әдісі анықталмаған.

Мышьякты залалсыздандыруда плазмохимиялық технология да қолданылады. Бұл процесс кезінде арсенат-кальцийлі пирит қоспасымен сульфиттендіру мышьякты негізінен сульфидті түрінде 84 - 85  % -ға айдауға мүмкіндік береді. Кектегі мышьяктың бастапқы үлесі 10,8 % болғанымен, күйеде оның қалдықты үлесі 1,0 - 1,1 %-дан аспайды. Мышьяк қосылған қалдықтардың ыдырау дәрежесі 91%, ал кейбір жағдайларда 94%-ға дейін жетеді.

Мышьяк қосылған қалдықтарды тасымалдау үшін арнайы металлдан жасалған контейнерлер дайындалады. Олар қалдықтарды қоршаған ортадан толығымен оқшаулайтын және ұзақ уақытқа сақтауға мүмкіндік беретін контейнерлер болып келеді.

Құрамында мышьяк бар материалдарды сульфидтендіріп күйдіруді зерттеу нәтижелерін тәжірибелік-өндірістік тексеруге және енгізуге ұсынылады. [3]

Мышьякты залалсыздандырудың негізгі тәсілдеріне келесі жұмыстар жатқызылады:

1. Ұсақ дисперсті мышьяк  қалдықтарын қарапайым күкіртпен  қосу.

2. Мышьяксульфидты қалдықтарды  аз мышьякты қалдықтарға айналдыру.

3.Мышьяк қалдықтарын шлактармен  қосу.

4. Мышьяк қосылған қалдықтарды  залалсыздандырудың бір тәсілі  ретінде мышьяк қосылған қалдықтарды  арсенатқа айналдыру болып табылады.

Технологиялық арсенат-кальцийлі кекті пирит қоспасымен сульфидтендіру мышьякты негізінен сульфидті түрінде 84 - 85  % -ға айдауға мүмкіндік береді. Кектегі мышьяктың бастапқы үлесі 10,8 % болғанымен, күйеде оның қалдықты үлесі 1,0 - 1,1 %-дан аспайды.

 

 

 

 

Мышьяк тұздарын залалсыздандыру әдістері:

- қайта өңдеу;

- көму.

                        

2-сурет. Мышьяк қосылған қалдықтарды шығарудың

технологиялық сызбасы.

 

Қазір жаңа мыс өндірісінің құрамында мышьяк бар қалдықтарын металлургиялық өңдеуге қайтарып, металдарды тереңірек айыру мақсатымен  Зыряновск тау-кен байыту кешенінің байыту фабрикасында ары қарай қайта өңдеу жоспарланып отыр. Бұл қалдықтардың өңдеудің соңғы кезеңі мышьякты қауіптілігі үшінші сыныпқа жататын аз уытты қоспа - скородитке айналдыруды қарастырады.

Мышьяк қосылған қалдықтарды залалсыздандырудың бір тәсілі ретінде мышьяк қосылған қалдықтарды арсенатқа айналдыру болып табылады.

Мышьякты залалсыздандырудың тиімді бірақ күрделі жолдарының бірі жолдарының мышьякты таза күйінде алу болып табылады. Бұл тәсілдің күрделілігі оның экономикалық тұрғыдан тиімсіздігі болып табылады.

Қазақстан  аудандарындағы түсті металлургия кәсіпорындарындағы мышьяк қалдықтарының анализі металлургиялық өндіріс сатысында мышьяктың негізгі негізгі бөлігі екінші классты өнімдермен бірге шығатынын көрсетті. Сонымен бірге мышьяктың көп бөлігі(шамамен 25%) қауымдасқан кәсіпорындарға әртүрлі өндірістік өнімдер түрінде беріледі. Соның арқасында зауыттар арасында үздіксіз өнім айналысы жүреді. Бұл кезде зауыттарда технико-экономикалық байланыс тұрақтанады.

Сонымен қатар, мышьякқа сұраныстың аз болу себебінен оны басқа өнімге қосып немесе тиімді өңдеу немесе залалсыздандыру бойынша жаңа технологияларды дамыту және енгізу тәсілдеріне деген қызығушылық өте аз болып  келеді. Нәтижесінде өнеркәсіп қалдықтарының 76% мышьяк қосылыстарын қамтитын заттар болып табылады.

Бірақ ұсынылып отырған тәсілдерді аяғына дейін жеткізу үшін жартылай өндірістік сынақтарды және нығайтылған лабораториялық зерттеулерді жүргізу керек.

Металлургиялық үрдісте мышьяк қосылған қалдықтарды қайта өндіруді    іс жүзінде енгізу Қазақстанда өзекті мәселе болып табылатын жоғарғы токсикалық қалдықтардың шығарылымын төмендетіп қана қоймай, сонымен қатар, өндіруші кәсіпорындар өнімдерінің ассортиментінің кеңеюіне, қосымша табыс табуға, ал тұтынушыға сапалы және қоршаған ортаға зиянын тигізбейтін тауар алуға жол ашады.[3]

 

2.3. “Қазмырыш”  ЖШС мышьякты залалсыздандыру  және көму бойынша шаралар.

«Қазмырыш» ЖШС ҚР үдемелі индустриалды-инновациялық даму мемлекеттік бағдарламасына кіретін «Жаңа металлургия» жобасы шеңберінде мыс зауытын салып, іске қосты, ол дайын өнім түрінде катодты мыс алуға мүмкіндік береді. Мыс зауыты іске қосылғанға дейін металлургиялық өңдеу кезінде түзілетін, құрамында мышьяк бар қалдықтар өңделмей, қауіптілігі екінші сыныпты қалдықтар ретінде Өскемен металлургия кешенінде арнайы құрылған полигонда сақталып келді», - делінген мониторинг тобының түсініктемесінде, ҚазТАГ-қа жолданған хатқа топтың төрағасы Е. Сәлімов қол қойған.

Ал қазір жаңа мыс өндірісінің құрамында мышьяк бар қалдықтарын металлургиялық өңдеуге қайтарып, металдарды тереңірек айыру мақсатымен Зыряновск тау-кен байыту кешенінің байыту фабрикасында ары қарай қайта өңдеу жоспарланып отыр. Бұл қалдықтардың өңдеудің соңғы кезеңі мышьякты қауіптілігі үшінші сыныпқа жататын аз уытты қоспа - скородитке айналдыруды қарастырады.

Осыған байланысты «Қазмырыш» скородитті көму үшін полигон орналастырып, құрудың әдісін тапты. Алдын ал схемаға сәйкес, компания Зыряновск кен байыту комбинатының қауіптілігі бірінші сыныпты полигонын пайдалануды жоспарлаған болатын.

«Скородитті жұмыс істеп тұрған байыту фабрикасының қалдықтар қоймасында орналастыру жолының тиімді экономикалық нұсқасы бойынша бойынша жүргізілген жұмыстың нәтижесінде Қазақстан Республикасы мен Ресей Федерациясының ғылыми мекемелері оң қорытынды берген. 2011 жылдың 15 мамырындағы қоғамдық тыңдаулардың хаттамасына «Құрамында мышьяк бар қалдықтарды көмудің қоршаған ортаға әсері рұқсат етілген шамада деп бағаланды. Қоршаған ортаға әсерін бағалаумен жоба әзірлеу жалғатырып жатыр», - делінген ұсынылған материалда.

Металлургиялық үрдісте мышьяк қосылған қалдықтарды қайта өндіруді    іс жұзінде енгізу Қазақстанда өзекті мәселе болып табылатын жоғарғы токсикалық қалдықтардың шығарылымын төмендетіп қана қоймай, сонымен қатар, өндіруші кәсіпорындар өнімдерінің ассортиментінің кеңеюіне, қосымша табыс табуға, ал тұтынушыға сапалы және қоршаған ортаға зиянын тигізбейтін тауар алуға жол ашады.

Бұдан басқа, скородитті қоймалаудың (пайдаланудың) басқа жолдары іздестірілді, ал үстіміздегі жылдың маусым айынан бастап үш жолы назарға алынды: скородитті Малевский кенішінің қуыстарын толтыру қоспасына пайдалану (бетон-құю кешені арқылы; бұл кеніш Зыряновск қаласынан 20 шақырым қашықтықта орналасқан); скородитті Малевский кенішінің өнеркәсіп алаңындағы арнайы қоймаларға орналастыру, скородитті Греховский кенішінің өңделген тау жыныстарына орналастыру.

«Біздің және «Қазмырыш» ЖШС-інің пікірінше, жоғарыда аталған үш жолдың бәрі экологиялық тұрғыдан жақсы болып табылады. Барлығына технико-экономикалық жобалар жасалған соң біреуі немесе бірнешеуінің үйлесімі таңдалады. Бірақ байыту фабрикасының қалдықтар қоймасында сақтау жолына оралмаймыз деп нық сеніммен айтуға болады», - делінген ҚМТ хатында.

Бұрын хабарланғандай, «Қазмырыштың» Зыряновск қоқыс қоймасына құрамында мышьяк бар қалдықтарды көму бойынша жобасының жүзеге асырылуына қоғамдық мониторинг тобының мүшелері ұлттық қауіпсіздік комитетінің Шығыс Қазақстандағы департаментіне аталған жобаны жүзеге асыруға жол бермеуге шақырып, үндеу жолдады. “Қоршаған орта Мониторингінің” тобының пікірінше, «Қазмырыш» жүзеге асыратын жоба «Зыряновск ауданы үшін де, Бұқтырма өзені мен Бұқтырма су қоймасынан төмен орналасқан аумақтарға да қауіпті, демек Қазақстанның ұлттық қауіпсіздігіне де қауіп төндіреді».

Мұның алдында Зыряновск тұрғындары президент Нұрсұлтан Назарбаевтың және премьер-министр Кәрім Мәсімовтың атына үндеу жолдап, оның астына 7 мыңнан аса адам қол қойған. Азаматтар ел басшылығынан қаланың аумағына «Қазмырыштың» құрамында мышьяк бар 14 мың тонна қалдықтарын көмуге жол бермеуді өтінген. Сондай-ақ, зыряндықтар жергілікті халықтың арасында ауруға шалдығу мен өлім-жітім көрсеткіші жоғары екенін, бұған экологияның нашарлығы себеп екенін жеткізген. [4]

 

2.4. Құрамында мышьяк  бар өндірістік қалдықтарды көму.

Қоғамдық мониторинг тобының айтуынша “Казцинк” ЖШС Зырян қаласындағы қоймаларында мышьяк қосылған қалдықтарды көму қоршаған ортаға зиянды әсері шектеулі деп бағаланады.

Қазіргі кезде Зырян тау-кен байыту кешенінің байту фабрикасында  металлдарды қайта қалпына келтіру мақсатымен мышьяк қосылған қалдықтарды метталлургиялық айналымға қайта жіберу көзделіп отыр.

Осыған орай, «Қазмырыш» мышьяк қосылған қалдықтарды орналастыру нұсқасын және көмуге арналған полигонды құруды әзірледі. Ұсынылып отырған қоймаландыру нұсқасы бойынша Зырян тау-кен байыту кешенінің байту фабрикасындағы бірінші класты қалдықтарды көму полигонында мышьяк қосылған калдықтарды көму көзделіп отыр.

Өскемен қаласында мыс зауыты іске қосылғаннан бастап мышьяк қосылған қалдықтардың көлемі өсе бастады. Жүктемелі концентраттардың үштен екісі Зырян қаласынан шығады. Бұл тәсілдің күрделілігі оның экономикалық тұрғыдан тиімсіздігі болып табылады.

Бұл концентраттардың құрамында 30% мышьяк бар. Сондықтан Зырянның тау-кен байту кешенінде құрамында мышьяк қалдықтарын 2-ші қауіптілік класстан 4-ші қауіптілік класына дейін төмендету жоспары алға қойылып тұр.

Зырян тау-кен байыту кешенінің директоры Владимир Фильшиннің айтуынша: - 2015 жылдың сәуір айына дейін Зырян қаласының маңындағы тазалау құрылыстарының картасында сақталған мышьяк қалдықтарын қаладан шығарып қайта өңдеуге жіберу керек. Мышьяк қосылған қалдықтарды қайта өңдеудің мәні олардың шайылуын азайтуды қамтамасыз ету. – Шайылу қаупін іс жүзінде нөлге дейін төмендету үшін осы аймақта қалдықтарды цементпен 1:10 қатынасымен (10% цемент 90%қалдықтар) араластырып Семей ядролық полигонының маңында көмеді. [5]

Өндірілген мышьяктың шамамен 98% таза күйінде қолданылмайды. Ал оның қосылыстары әртүрлі өндіріс салаларында кеңінен қолданыста болады. Бұл қосылыстарды кабельдерды және қорғасын аккумуляторларының беріктігін арттыру үшін қолданылады.

Полигондарды орналастыру үшін тұрғын үй, құрылыс нысандарынан аулақ, жақсы желденіп, су баспайтын жерде болу керек. Полигон айналасында 3000м-ден кем емес жерде санитарлы-қорғаныс зонасы ұйымдастырылу қажет.

Полигон кем дегенде 200м ауылшаруашылық нысандарынан, транзиттік магистральдарынан, орман массивтерінен 50м алшақ орналастырылады.

 

 3-сурет. Зырян қаласының сыртындағы мышьякты көму орны.

 

 

 

 

2.5. Құрамында мышьягы бар қалдықтарды көму бойынша полигондарды орналастыру.

Көму орындары бас транспорт магистралінен алшақ болмай және сол магистральмен жолдар жақсы байланыстырылуы қажет.

Алаңдардың жетіспеушілігіне байланысты үлкен қалалардың маңайында қайта жүктеу станцияларын ұйымдастыру арқылы азайтуға мүмкіндік бар. Ол жерде қалдықтар іріктеледі, бөлшектенеді және түрлері бойынша жинақталады. Бұл әдіс қалдықтардың көлемін азайтады және алшақ полигондарға тасымалдап көмуге мүмкіндік береді.

Полигондардың учаскесі нашар фильтрленетін грунттармен орналастырылады (сары топырақ, сланцы,сугликок және т.б.), олардың фильтрация коэффициенті 0,00001 см/с аспауы шарт. Грунттық сулар деңгейі олардың жоғары көтерілуі мөлшері  көмілген қалдықтардан кем дегенде 2м-ден төмен болу керек.(Ережеге сәйкес, 7-15м)

Полигондарды орналастыруға рұқсат етілмейтін жағдайлар:

• пайдалы қазбалар қорына жақын аумақта,құзырлы органдардың рұқсатынсыз;
• активті карст зоналарында;
• қар, лай көшкіні қауіптілігі бар және сель ағымдары бар жерлерде;
• ауыз су қоры бар зона;
• санитарлы демалу курорттарының маңайында;
• көгалданған жасыл қала зоналарында;
• ормандар, демалу орындарында;
• органикалық және радиоактивті қалдықтармен ластанған аумақтарда .