Проблема бытовых отходов

раствориться может  и  железо.  В  Японии  разделение  Fe-  и Zn-содержащих

отходов обычной магнитной сепарацией. В Бельгии и Люксембурге цинк и  свинец

из Fe-содержащих отходов выделяются методом флотации и экстракции  щелочными

растворами. [11]

    Кроме оксидов железа, свинца и цинка пыль и шламы содержат  оксиды  Mn,

Mg, Ca, Cr, Ni, Cd  и других элементов,  которые можно использовать.

    Пыли и шламы ферросплавного  производства, состоящие главным  образом  из

аморфного  диоксида  кремния,  пригодного  для  промышленного  и   жилищного

строительства.

    Особое место занимают  установки  улавливания  SOX  и  NOX,  т.к.  этот

процесс весьма затруднителен вследствие низких концентраций данных веществ.

    В работах [10 и 13]  упоминается,  что  существует  опыт  использования

шламов сероочистки после мокрой известковой обработки для  мелиорации  почв,

что увеличивает содержание в почве  кальция,  магния,  кремния  и  уменьшает

количество алюминия, меди,  цинка,  мышьяка,  марганца.  Действие  подобного

рода удобрений  не  ослабевает  в  течение  пяти  лет  и  прибавляет  урожай

зерновых и кормовых культур  на 25 – 30 % (4 – 5 т шлама на 1 га).

 

    Нефелин – один  из  компонентов  аппатито-нефелиновых руд,  являющихся

сырьем для химической промышленности, содержит,  помимо  фосфора,  алюминий,

натрий, калий, титан, железо, стронций,  редкие  металлы.  Нефелин  является

альтернативой   бокситам,   сырью   для   алюминиевой    промышленности    и

месторождения  которых  постоянно   истощается.   Из   попутных   продуктов,

получающихся при  переработке  нефелиновых руд в глинозем, можно  производить

и уже производятся  содовые  продукты  и  цемент.  Существуют  два  основных

способа переработки нефелиновых руд [11]:

    Спекательно-щелочной   способ.   Сущность    метода    заключается    в

высокотемпературном  разложении  нефелина  в  присутствии  СаСО3.  При  этом

содержащиеся в нефелине глинозем   щелочи  образуют  алюминаты  Na  и  K,  а

кремнезем – дикальциевый силикат. Путем  дальнейшей  переработки  получаемых

продуктов  обеспечивается  получение  глинозема,  содо-поташного   раствора,

используемого для производства соды и поташи, и нефелинового шлама  –  сырья

для производства цемента.

    Гидрохимический способ. Данный метод основан на автоклавном   разложении

нефелина концентрированным раствором  едкой щелочи в присутствии  извести.  В

результате образующиеся из алюминатов  и  силикатов  щелочные  алюмосиликаты

остаются в осадке. Процесс оптимально протекает при 260 – 300° С и 3  МПа.

Однако гидрохимический способ переработки нефелиносодержащего  сырья  требует

большое количество  щелочи,  высокий  расход  тепла  и  повышенного  водного

баланса.

    На пути к созданию  экологичной и малоотходной  металлургии зарубежными

государствами был накоплен немалый  опыт. В разных странах  мира  применяются

различные  методы  утилизации   и   переработки   отходов   металлургии:   в

автодорожном  и  железнодорожном  строительстве,  в  сельском  хозяйстве   в

качестве удобрений, в строительной промышленности и других отраслях.

    Несомненное  лидерство   в  этом  принадлежит   Японии.   При   выплавке

марганцевых  сплавов  образуется  большое   количество   газов   (700   м3/г

углеродистого ферромарганца), часть которого (СО2) весьма эффективно (на  84

%) используется в качестве  источника   тепла  сушки  сырых  материалов,  что

позволяет сэкономить до 16 млн. т в  год  мазута.  Доменный  газ  применяется

для  производства  метанола,  этанола,  этиленгликоля,  этилена,  пропилена,

уксусной кислоты, коксовый газ  – в производстве метанола и аммиака.[11]

    Ярким примером использования   безотходной  технологии  в   нашей  стране

может служить Пикалевский глиноземный  комбинат [22].

 

 

                    4.2. Топливно-энергетический комплекс

 

 

    ТЭК – один  из  крупнейших  загрязнителей  окружающей  среды  твердыми,

жидкими и пылевидными отходами, т.к. сам процесс производства  тепловой  или

электрической  энергии  подразумевает  сжигание  органического   топлива   с

неизбежным  образованием  токсичных  компонентов.  Кроме  этого  с  отходами

добычи и обогащения топлива  теряется большое его количество.

    Существует классификация   на  основе  литологического   состава  отходов

добычи и обогащения углей  [29]:

        . Глинистые  (> 50 % глин);

        . Песчаные (> 40 %  песчаника и кварцита);

        . Карбонатные  (> 20 % карбонатов).

    Кроме этого отходы  различаются по физико-химическим  и  теплофизическим

свойствам, по характеристике органического  вещества и др.

    Породы вскрыши, отличающиеся  высоким содержанием  минеральных   веществ,

могут быть использованы  для  энергетических  целей  после  предварительного

обогащения с получением кондиционного  по зольности продукта. Породы  вскрыши

могут применяться как  закладочный  материал  для  рекультивации  земель,  а

шахтные –  для закладки  шахтного пространства. Возможно применение даже  без

селективной обработки  слагающих  литологических  разностей  как  сырье  для

производства  пористых  заполнителей  для   легких   бетонов,   керамических

материалов, при строительстве дамб и других сооружений [29],  кислотостойких

мастик, в  строительстве домов и дамб, в  фильтровых установках [11].

    Шахтные породы часто содержат  большое число микроэлементов, необходимых

для питания  растений, поэтому могут применяться  в качестве  удобрений  почв,

разбалансировка которых происходит в результате интенсификации  и  химизации

сельского хозяйства [11].

    Отходы углеобогащения, содержащие  большое  количество  горючей   массы,

могут   быть   подвергнуты   дополнительному   обогащению    с    получением

кондиционного   по   зольности   твердого   топлива   или    непосредственно

использованы для сжигания и  газификации.  Возможно  сжигание  высокозольных

отходов углеобогащения в  пылеватом  состоянии  на  электростанциях,  в  том

числе на крупных, при этом уменьшаются  выбросы   SOX  и  NOX  в  окружающую

среду. В некоторых зарубежных странах  нашли применение плазменные  печи  для

переплавки легированных отходов  и восстановительной плавки.  Для  этой  цели

разработаны  и  используются  разнообразные  генераторы  плазмы  и   дуговые

плазменные  горелки  разной  мощности,  где  возможно   восстановление   руд

отходами углеобогащения и выработка  некоторого количества электроэнергии  за

счет отходящих газов.[29]

    В результате гравитационной  сепарации некоторых углей можно  определить

высокозольные фракции, в которых  содержатся ряд микроэлементов (Ag, As,  Cd,

Mn, Mo, Ni, Pb и другие) в 1.3 –  1.4  раза  выше,  чем  в  исходных  углях.

Бульшая часть микроэлементов может  быть извлечена из  продуктов  термической

обработки или обогащения твердого горючего.

    С помощью биологических   методов  можно  извлекать   из  углей  и  части

угольных отходов пиритную и  органическую серу, различные  металлы  (Mn,  Ni,

Co, Zn, Ca, Al, Cd) золу, кислород-  и   азотсодержащие  соединения.  Очистка

угля может осуществляться за 6 суток на 93  %  при  применении  термофильных

бактерий и 18 суток мезофильными бактериями.[11]

    В связи с грядущим  в ближайшие десятилетия  истощением  запасов  угля,

нефти,  природного  газа  возникла  потребность поиска  менее дорогих,  но

технологически более простых  в переработке  и  использование.  Важнейшим,  в

связи с этим, источником для восполнения  энергобаланса, производства  чистых

энергосистем  и  многих,  остро  необходимых  стране  продуктов   становятся

горючие  сланцы.  Из  сланцев  можно  получить  [11]:  мазут,  автомобильный

бензин, газ для бытовых нужд, жидкое синтетическое топливо.

 

 

 

                          4.3. Химический комплекс

 

 

    Из всех видов минерального  сырья особое место  занимают  агрохимические

фосфорсодержащие руды, от которых  в  значительной  мере  зависит  плодородие

почв, а с учетом  истощения  богатого  фосфором  сырья  важнейшей  проблемой

является эффективное использование  полезных компонентов недр и руды.

    Значение фосфора в природе крайне важно. Минеральный фосфор  входит  в

состав  костной  ткани  позвоночных  и  наружных  скелетов  ракообразных   и

моллюсков.  Фосфор  присутствует  в  мягких  тканях  растений  и   животных.

Фосфорсодержащие   органические    соединения    обеспечивает    превращение

химической энергии в механическую  энергию  мышечных  тканей.  Этот  элемент

входит  в  состав  нуклеиновых  кислот,  регулирующих   наследственность   и

развитие организмов.

    Производство фосфорных  минеральных удобрений – главная сфера применения

фосфатного сырья. Более  полная  выемка  попутных  полезных  компонентов  из

фосфоритов и апатитов путем  флотации, т.е. использовать различную  плотность

материалов относительно плотности  воды.

    Один из важнейших попутных компонентов апатитовых руд  – нефелин[1].

    Еще   один   минерал,  имеющий  большое  значение  и   содержащийся   в

апатитовых  рудах,  –  сфен.  В  состав  данного  соединения  входит   титан

(CaTiSiO4(O,OH,F)), а диоксид титана  –  важный  компонент  при  производстве

лакокрасочных изделий. Перспективность  сфена как сырья  связана  с  большими

запасами этого минерала в нашей  стране (главным образом в Хибинах  [11])  и,

с учетом  комплексной  переработки  апатитовых  руд,  низкой  себестоимостью

содержащегося в них TiO2.

    В  настоящее  время   существуют  различные  технологические   системы  и

способы   переработки   сфенового   концентрата:   хлорная;    азотнокислая;

сернокислая;  спекание  с  поваренной   солью,   кремнефторидом,   сульфатом

аммония. Однако наиболее приемлемой является сернокислая  технология,  когда

как другие методы очень сложны и  не получили промышленного развития.

    Оптимально сфеновый  концентрат разлагается при использовании  50 – 55 %-

ой серной  кислоты  с  расходом  1.5  т  на 1  т  концентрата  и  протекании

процесса в течение 20 – 30 часов  и  в  температурных  условиях  130°  С.  В

результате  получается  1  т  товарного  TiO2   на  каждые  4  т   сфенового

концентрата и 6 т серной кислоты.

 

    В нашей стране и за рубежом проводятся работы по получению из  горючих

сланцев битумов, масляных антисептиков для  древесины,  ядохимикатов,  серы,

гипосульфита, бензола, лаков, клеев, дубителей,  шлаковой  ваты,  матов  для

строительной индустрии, портландцемента  и многого другого. [11]

    В химической  промышленности  также  используются  отходы  производства

диметилтереоргалата для синтеза  алкидных  полимеров.  Отходы  катализаторов

производства мономеров используется в строительных лакокрасочных  пигментах.

Отходы гидроксилсодержащих  соединений  от  производства  ксилита   идут  на

изгототовление простых и сложных  олигоэфиров  –  компонентов  лакокрасочных

материалов, отходы производства меланина –  ПАВ-диспергаторов.  Катализаторы

алкинирования  бензола   изготавливаются   из   аллюминесодержащих   отходов

кабельной промышленности.  Отходы  производства  капролактама  –  компоненты

смазочных материалов или пластифицирующие  добавки  к  бетонным  смесям.  Из

катализаторов   нефтепереработки   выделяются   металлические    компоненты:

Mo(SO4)3, VO5, тригидрит оксида алюминия, Ni-Mo концентрат  и  др.  Возможно

использование кислых  гудронов  для  выработки  из  воды  аммонийных  солей,

пригодных для использования, как  в пресной воде, так  и  в  морской.  Кислые

гудроны  можно  применять  совместно  с  нефтяными  шлаками  в  дорожном   и

коммунальном строительстве.[28]

 

                                 ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

    Подводя итог всему  вышесказанному,  можно  сказать,  что,  несмотря  на

длительность  изучения  настоящей  проблемы,   утилизация   и    переработка

отходов  промышленности  по-прежнему не ведется на должном уровне.

    Острота проблемы, несмотря  на  достаточное  количество  путей  решения,

определяется  увеличением  уровня  образования  и  накопления   промышленных

отходов.   Усилия   зарубежных   стран   направлены,   прежде   всего,    на

предупреждение  и  минимизацию  образования   отходов,   а   затем   на   их

рециркуляцию,  вторичное  использование  и  разработку  эффективных  методов

окончательной  переработки,  обезвреживания  и  окончательного  удаления,  а

захоронения только  отходов,  не  загрязняющих  окружающую  среду.  Все  эти

мероприятия, бесспорно, уменьшают  уровень негативного   воздействия  отходов

промышленности  на  природу,  но  не  решают  проблему  прогрессирующего  их

накопления  в  окружающей  среде  и,  следовательно,  нарастающей  опасности

проникновения  в  биосферу  вредных  веществ  под  влиянием  техногенных   и

природных  процессов.  Разнообразие  продукции,  которая   при   современном