Головна

токсичні відходи

  1. Атомна промисловість і радіоактивні відходи
  2. Високотоксичні і АОХВ нервово-паралітичної дії
  3. Високотоксичні і АОХВ психохимического дії
  4. Деревина та відходи лісопиляння
  5. Деревні відходи з просоченням і покриттями, що не забруднені небезпечними речовинами
  6. ІНШІ ВІДХОДИ ВІД ПЕРЕРОБКИ ПРОДУКТІВ
  7. Затверділі відходи пластмас

У місті Хабаровську, так само як і в інших містах світу, на звалища викидаються також і небезпечні відходи, зокрема, містять важкі метали і синтетичні засоби побутової хімії. Для Хабаровська найбільш реальна для здоров'я людей і навколишнього середовища ртутна і свинцева небезпека, крім тих, що були раніше згадані.

Свинцевий лом. Переробка відпрацьованих автомобільних акумуляторів. Відпрацьовані акумулятори містять в своєму складі:

- Відпрацьований свинець (у вигляді свинцевих пластин, використовуваних в якості електродів);

- Електроліт (кислоту сірчану акумуляторну);

- Тару полімерну із залишками токсичних речовин (пластикові баки або корпус з ебоніту, полівінілхлориду або поліпропілену).

Всі складові відпрацьованих акумуляторів становлять небезпеку для навколишнього середовища і здоров'я людини.

Переробка брухту акумуляторів в основному стосується методів повернення свинцю. Свинець за ступенем впливу на живі організми відноситься до високотоксичних речовин, а свинцеві пластини відпрацьованих акумуляторів зараховуються до 3 класу небезпеки. Тому організація селективного збору і переробки відпрацьованих акумуляторів з подальшою утилізацією свинцю є важливою екологічною задачею. Разом з тим ця проблема має також важливе економічне значення. В даний час Росія залишилася без заводів з виробництва первинного свинцю. 50% споживаного в країні свинцю використовується для виробництва акумуляторів. У той же час акумуляторний свинцевий лом складає 80% від загальної кількості свинцевих відходів. Тобто, переробка відпрацьованих акумуляторів є основною статтею отримання свинцю з свинецсодержащего брухту і відходів. Таким чином, якщо розширити обсяги переробки акумуляторного брухту, то можна значно знизити дефіцит свинцю в країні. В даний час підлягають утилізації на території Росії понад 1 млн. Т свинцю в відпрацьованих акумуляторах, і ця цифра щороку зростає на 150 - 200 тис. Т. [65, 78].

Підготовка акумуляторного брухту до переробки включає в себе операції дроблення, класифікації та сепарації. При цьому розрізняють такі технологічні лінії:

- Сухі (процес повітряної класифікації, тобто поділ компонентів відходів під дією гравітаційних або інерційних сил, що несе середовищем при цьому є повітря);

- Гідравлічні (процес гідравлічної сепарації, тобто відстоювання або поділу під дією відцентрової сили, що несе середовищем при цьому є рідина);

- З використанням важких середовищ (важкосередовищної сепарація), метод набув широкого поширення в зарубіжній практиці, проводиться двома способами:

- За допомогою штучно створюваних сумішей;

- В самообразу суспензіях в процесі роботи установки. Така технологія є більш досконалою, при цьому як навантажувач використовується дрібнозернистий оксидно-сульфатний свинець, що виділяється з перероблених акумуляторів. Така технологія дозволяє отримувати до 99,4% свинцю, що міститься в брухті [79].

Технологічна схема переробки акумуляторного брухту включає наступні процеси [62, 63, 77]:

- Дроблення в молотковій дробарці до розмірів, які перевищують 60 мм, при цьому в дробарку підводиться розчин соди для нейтралізації залишків кислоти;

- Класифікація на гуркоті з осередками 60 мм, при цьому надрешітного продукт знову повертається на дроблення;

- Магнітна сепарація підгратного матеріалу (відходи пропускаються через магнітний сепаратор з рухомою стрічкою для відділення магнітних складових від немагнітних);

- Обесшламливание на гуркоті з ситами з розмірами вічок 4 і 1 мм, при цьому утворюються:

- Шламовий продукт класу крупності менше 1 мм;

- Продукт класу крупності 1 ... 4 мм і більше 4 мм;

- Відновлення шламового продукту (згущення, класифікація та знешкодження);

- Гідросепарації продукту класу крупності 1 ... 4 мм і понад 4 мм з отриманням у вигляді кінцевих продуктів металевого свинцю і органічних матеріалів (полімерів полівінілхлориду або поліпропілену);

- Відмивання готових продуктів на грохотах для видалення залишкових шламових продуктів.

Технологічна схема переробки акумуляторного брухту приведена в додатку Б.

Відпрацьовану кислоту сірчану акумуляторну відносять до 2 класу небезпеки. Повсюдно поширений безконтрольний злив відпрацьованого електроліту на звалищах, в грунт або в каналізацію, що неприпустимо. Велику проблему в цьому плані являє приватний автотранспорт, оскільки акумулятори, як правило, не здаються на переробку, а викидаються на звалища. Термін служби одного акумулятора становить 2 - 3 роки. У Хабаровську приватних автомобілів близько 270 тис. Шляхом ділення цього числа на 3 отримуємо близько 100 тис. Відпрацьованих акумуляторів на рік, і практично всі вони надходять на звалища.

Утилізація відпрацьованого електроліту є складним і дорогим процесом і можлива лише на хімічних підприємствах. У Росії заводи, переробні свинець (споживачі акумуляторного брухту) працюють за технологією, що виключає утилізацію відпрацьованого електроліту (наприклад, завод в Рязані). Тому на переробку приймаються тільки акумулятори зі злитим електролітом. Повна промивка акумулятора від електроліту - не проста справа, оскільки електроліт глибоко впроваджується в межмолекулярное простір баків.

Знешкодження відпрацьованої сірчаної кислоти зазвичай проводять шляхом нейтралізації розчинів гашеного або негашеним вапном, при цьому в результаті нейтралізації утворюється шлам сірчанокислотного електроліту, який відноситься до другого класу небезпеки. Можливе використання забруднених розчинів (після їх попереднього розпарювання) в інших технологічних процесах. Регенерація відходів з отриманням товарної сірчаної кислоти здійснюється на хімічних підприємствах [63, 66].

Торкаючись зарубіжного досвіду утилізації відпрацьованих акумуляторів, можна відзначити, що в Японії, Німеччині та США організована система стимулювання і контролю за рухом акумуляторів, починаючи від виробника. Для нових акумуляторів встановлюється деяка заставна сума, яка повертається покупцеві при поверненні в пункт прийому відпрацьованих акумуляторів після закінчення терміну їх експлуатації. Виробник збирає з пунктів прийому відпрацьовані акумулятори та утилізує їх, отримуючи до 90% всього брухту свинцю [76].

З метою запобігання забрудненню навколишнього середовища відходами відпрацьованих акумуляторних батарей і свинецсодержащих відходів в Хабаровському краї прийнято постанову губернатора від 28.05.2004 № 135 [27].

Переробка відходів гальванічних виробництв. Гальванічні покриття застосовуються в технологічних циклах машинобудівних, металообробних та інших підприємств для поліпшення корозійної стійкості, зносостійкості і зовнішнього декоративного виду виробів, а також для додання поверхні спеціальних фізичних і хімічних властивостей. Гальванічні покриття складаються з водних розчинів або розплавів солей металів. Вони являють собою плівку завтовшки від доль мікрометрів до декількох десятих міліметра. Їх наносять на поверхню виробів за допомогою електричного струму в електролітичній ванні. При цьому утворюються токсичні стічні води, очищення яких звичайними механічними і біохімічними методами неможлива. Тому в гальванічному виробництві слід застосовувати системи багаторазового використання води, що забезпечують регенерацію води і рекуперацію цінних компонентів, впровадження безстічних і маловідходних технологій. Безстічні схеми можна застосовувати до процесів хромування, знежирення, нікелювання, піро-фосфатного міднення, лужного Олов'янування і ін. Необхідно зменшення витрати води на промивку деталей і забезпечення повернення її в основні ванни. У цьому випадку доводиться здійснювати тільки підживлення оборотної води, пов'язаної з її втратами при періодичних чистках ванн [62].

Стічні води гальванічних виробництв містять сполуки важких металів (хрому, нікелю, свинцю, міді, кадмію, цинку та ін.), А також кислоти, луги, солі, в тому числі ціаніди (ціаністий калій є компонентом електролітів), масла, поверхнево-активні речовини (ПАР) та інші шкідливі компоненти. Кольорові метали в основному втрачаються разом зі стічними водами і шлаками.

Утилізація відходів гальванічних виробництв має важливе екологічне і економічне значення, так як вміст кольорових металів в опадах стічних вод підприємств порівнянно з їх вмістом в природній сировині [92].

Стічні води гальванічних виробництв поділяються на два види:

- Відпрацьовані розчини, вони утворюються періодично при зміні відпрацьованих технологічних розчинів на свіжі;

- Промивні, утворюються при промиванні деталей з нанесеним покриттям.

За хімічним складом і способом їх подальшого очищення стічні води поділяються на три види: хромсодержащий, ціансодержащіх і кислотно-лужні. Цими трьома потоками вони і надходять на очисні споруди. Методи очищення стічних вод гальванічних виробництв поділяються на фізичні, хімічні та електрохімічні. Найбільш перспективними є електрохімічні методи. Технології очищення стічних вод детально висвітлені в спеціальній літературі. Застосовують електрокоагуляцію з подальшим відстоюванням і фільтруванням, іонообмінний і електролізний методи. Існують перспективні схеми електрохімічної очистки стічних вод гальванічних виробництв з феррітізаціей опадів. Метод дозволяє отримувати нетоксичний феритний осад з хорошими водовідштовхувальними властивостями, підвищеною здатністю до седиментації, високою сорбційною здатністю. Поширеним методом очищення гальванічних стоків є також реагентний. Застосовувані при цьому способи хімічного осадження металів (обробка стоків лугом, карбонатами, сульфідами, залізним купоросом) мають ряд переваг. Для хромсодержащих стоків застосовують біохімічну очистку. Ціансодержащіх стічні води знешкоджуються попередньо на локальних каналізаційних очисних спорудах підприємств, а потім змішуються з загальним потоком промивних вод.

Існуючі методи очищення стічних вод гальванічних виробництв добре вивчені і застосовуються на практиці. Вони дозволяють досить повно очистити воду до концентрацій, що відповідають нормам. Однак подальше використання твердих і рідких відходів гальванічних виробництв в промисловості і сільському господарстві утруднено, незважаючи на значний досвід утилізації осадів в різних галузях народного господарства.

У відпрацьованих електролітах з ванн покриттів поступово накопичуються іони сторонніх металів, а також механічні забруднення, що несприятливо впливають на якість покриття. Відпрацьовані розчини практично повсюдно періодично скидаються на очисні споруди у міру їх вироблення, в той час як вони можуть бути успішно регенеровані. Регенерацію (відновлення) розчину для подальшого багаторазового його використання здійснюють наступними способами [66, 67]:

- Механічними і фізичними, до яких відносяться фільтрація (безперервна або періодична), ультрафільтрація, випаровування;

- Фізико-хімічними та хімічними (іонний обмін, сорбційне видалення продуктів розпаду органічних речовин або їх окислення, реагентному обробка);

- Електрохімічними (електроліз).

Метою регенерації відпрацьованих розчинів є зниження безповоротних втрат цінних компонентів шляхом їх селективного виділення і вторинного використання, а також зниження капітальних і експлуатаційних витрат на очищення води. Технологія регенерації повинна передбачати:

- Максимально швидке і стовідсоткове вилучення цінних компонентів;

- Отримання в якості кінцевого продукту регенерації концентрованих розчинів видобутих металів і технічної води, придатних для повторного використання в гальванотехнике;

- Застосування високопродуктивного обладнання, що відповідає вимогам сучасного виробництва;

- Включення регенерації в технологічний процес з метою створення безвідходної технології.

Накопичуються в ваннах хромування шкідливі іони (в основному це іони тривалентного хрому, заліза, міді, цинку) видаляють електродіалізом, іонним обміном або хімічним способом. З використанням цих методів проводять коригування працюють електролітів один раз в три місяці, а повну заміну - один раз на три роки. Якщо регенерація економічно не вигідна або не вирішена технічно, то проводять обробку розчину з метою утилізації кольорових металів. Для вилучення кольорових металів з промивних вод застосовують методи [66, 67]:

- Електрохімічні;

- Реагентні;

- іонообмінні

Відпрацьовані концентровані електроліти надходять на установку знешкодження, де з них витягуються кольорові метали, що спрямовуються потім на утилізацію. При неможливості утилізації цінних речовин розчини нейтралізуються, знешкоджуються та вивозяться на поховання. При наявності обладнання для регенерації концентрованих електролітів останні використовуються багаторазово і на установку знешкодження надходять тільки в разі аварійних і ремонтних ситуацій.

До висококонцентрованим стічних вод відносяться відпрацьовані технологічні розчини, що утворюються в травильних і гальванічних відділеннях, миючі розчини, емульсії і т. П Очищення їх пов'язана з необхідністю значних витрат, появою стічних вод з підвищеною мінералізацією, можливістю утилізації цінних компонентів. Необхідність скидання концентрованих розчинів в гальваніки визначається наступними факторами [66, 67]:

- Накопиченням в електролітах сторонніх органічних і неорганічних речовин, продуктів деструкції деяких компонентів (наприклад, Блискоутворювачі), а також механічних домішок, шламу або незворотних дисперсій типу емульсій і суспензій;

- Порушенням співвідношення основних компонентів гальванічних ванн;

- Виробленням в розчинах електролітів окремих речовин з одночасним накопиченням продуктів реакції, що уповільнюють швидкість основних процесів.

Досвід експлуатації оборотних систем водопостачання в гальванічному виробництві показує, що вони повністю не виключають забруднення природних вододжерел, так як є частковий перехід відпрацьованих вод і утворення опадів. Тому необхідна розробка безвідходних і маловідходних технологічних виробництв. Це завдання стратегічна і повинна бути розрахована на тривалий період. Вона може бути вирішена шляхом розробки ефективних очисних установок для уловлювання, зневоднення і переробки відходів, що утворюються.

Гальванічні шлами утворюються при відстоюванні стічних вод гальванічних виробництв в шламонакопичувачах. Відпрацьовані розчини переробляються самими підприємствами до стану гальваношламов. Це надзвичайно токсичні відходи, що містять велику кількість різних елементів, в тому числі гідроксиди заліза і кольорових металів. Важкі метали, застосовувані в гальванотехнике, відносяться до однієї з найбільш небезпечних груп речовин, що забруднюють біосферу. При попаданні в організм людини вони можуть викликати небезпечні захворювання. Гальванічні виробництва вносять найбільший внесок (до 80%) в забруднення навколишнього середовища іонами міді, нікелю, цинку, хрому, кадмію та інших металів. У той же час гальванічні виробництва корисно використовують лише 70% споживаних важких металів. Відповідно до Федеральної цільової програми «Відходи», шлами стічних вод гальванічних виробництв відносять до першого класу небезпеки і об'єднують в окрему групу за принципом обов'язкової утилізації та безпечного захоронення. Крім того, гальваношлами важче піддаються переробці в порівнянні зі стічними водами, тому процес цей дуже дорогий.

Складний якісний склад відходів гальванічного виробництва обумовлює нерентабельність селективного вилучення з них цінних компонентів з подальшим поверненням в гальванічний процес. З іншого боку, присутність в гальваношламов таких токсичних сполук. як сполуки кадмію та хрому, не дозволяє складувати їх на відкритих полігонах. У зв'язку з цим їх переробка і утилізація є вельми актуальним завданням.

Гальваношлами поділяють на три групи в залежності від типу застосовуваного осадителя [66].

1) Кальційвмісні. Як осадителя в основному застосовується вапняне молоко. При цьому кольорові метали у вигляді гідроксидів і солей переходять в шлам. Зміст кожного з них в шламі не перевищує 1%. Регенерація кольорових металів з таких шламів складна і при невеликій кількості шламу на підприємстві нерентабельна.

2) НАТРІЙ. Як осадителя застосовується луг або сода.

3) Залізовмісні. Як осадителя застосовуються залізовмісні агенти.

Перед утилізацією необхідно здійснювати зневоднення гальванічних шламів. Гальванічні опади характеризуються поганими фільтраційними властивостями. Концентровані рідкі відходи, що утворюються при очищенні технологічних розчинів, є труднофільтруемие і сильно стискаються опади. Тому з метою поліпшення їх фільтраційних властивостей спочатку здійснюють підготовку до зневоднення. Вона включає реагентної обробку солями заліза і алюмінію, електрокоагуляцію, ущільнення (гравітаційне, відцентрове, вібраційне), заморожування і відтавання з метою зміни структури опадів і форм зв'язку води, а також для поліпшення водовідштовхувальних властивостей опадів (проте цей метод вимагає великих витрат електроенергії). Для зневоднення осадів використовують вакуум-фільтри, фільтр-преси та осаджувальних горизонтальні центрифуги.

Підготовка опадів до утилізації включає в себе наступні стадії [67].

1. Ущільнення, проводиться наступними способами:

- Гравітаційне (використовуються відстійники, ущільнювачі, тонкошарові модулі, механічне перемішування, введення ПАА і вапна);

- Флотація (використовуються напірні флотатори з введенням реагентів або без них);

- Сушіння в відцентровому полі (гідроциклони, центрифуги, сепаратори);

- Фільтрування (барабанні вакуумні фільтри, фільтри-згущувачі, що працюють під тиском, рукавні фільтри).

2. Кондиціювання, здійснюється наступними способами:

- Використання присадних матеріалів (введення доменного шлаку, золи, перліту, відходів виробництва соди, відходів збагачення вугілля, паперу);

- Флокуляция (введення флокулянтів, перемішування, мокре гранулювання);

- Заморожування і відтавання (при цьому збільшується швидкість осадження в 1000 разів і швидкість фільтрування до 500 разів);

- Ультразвукова обробка з частотою 5 - 3 кГц і інтенсивністю 1,0 - 30 Вт / см2);

- Термічна обробка (нагрівання осаду до 80 - 120оС);

- Застосування реагентів (вапна, солей заліза і алюмінію, відходів виробництва хлору, брому, відпрацьованих травильних, миючих розчинів, МОР, ПАР);

- Вплив електричного поля напруженістю до 40 Вт / см.

3. Зневоднення, проводиться в умовах:

- Природних (шламонакопичувачі, шламові майданчики);

- Штучних (механічне зневоднення з використанням вакуум-фільтрів, фільтр-пресів, центрифуг).

4. Сушка (термічна, інфрачервоним випромінюванням), здійснюється із застосуванням барабанних, низькотемпературних сушарок, а також інфрачервоних зі шнековими або стрічковими транспортерами.

Найважливішими характеристиками, визначальними можливість утилізації осадів, є хімічний склад, вологість, гранулометричний склад. Хімічний склад осадів стічних вод гальванічних виробництв різноманітний. Як правило, в них містяться механічні домішки, гідроксиди та солі важких металів, нафтопродукти. Зміст кольорових металів в опадах при застосуванні вапна, як правило, становить 5 - 8%, сполук кальцію - 30 - 50%, а при використанні соди зміст кольорових металів збільшується до 12%. Нейтралізація відпрацьованих розчинів різними лужними реагентами дозволяє отримати опади з вмістом основного металу до 25% і більше. Збільшення вмісту металу в опадах досягається їх промиванням і сушінням [66, 67].

В даний час існує два напрямки утилізації гальванічних шламів:

1) Генеральний напрям - впровадження методів переробки шламів, що дозволяють селективно витягувати всі кольорові метали чи їх концентрати з гальванічних розчинів і шламів. При цьому слід мати на увазі, що шлами різних металів можуть бути несумісні між собою (цинк є отрутою для нікелю, свинцю - для цинку і нікелю). Розроблено різні методи виділення цінних компонентів з гальванічних шламів. У МХТИ ім. Д. І. Менделєєва розроблений метод кислотного вилуговування з використанням сірчаної та азотної кислот. У процесі переробки гальваношламов утворюється нерозчинний осад, який не містить важких металів, який можна використовувати в якості сполучною добавки до будівельних матеріалів. Розробкою способів утилізації гальваношламов, що утворюються в результаті роботи гальванічних цехів на заводах Приморського краю, займався в 1994 році Інститут хімії ДВО РАН (г. Владивосток), рекомендації якого актуальні і в даний час. Гальваношлами різних підприємств хоча і розрізняються за хімічним складом, в основному містять хром, залізо, мідь, кадмій, алюміній, цинк. Однак у багатьох випадках регенерація металів з гальванічних шламів не проводиться через відсутність економічно прийнятних технологій. Крім того, через складність хімічного складу селективне виділення металів досить трудомістким, тому основний упор слід робити на комплексну переробку гальванічних шламів.

2) На першому етапі (до розробки відповідних технологій) доцільне використання знешкоджених шламів як добавки до сировини для інших галузей промисловості (для отримання різних матеріалів).

Аналіз даних щодо можливих методів утилізації гальваношламов дозволяє виділити кілька основних напрямків [63, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94].

1) Поховання. Для цього повинні бути створені спецзахороненія, наприклад, для мишьяксодержащіх відходів. Однак сховища, виконані з бетону або інших водонепроникних матеріалів, коштують дуже дорого, і це спричинить за собою значне підвищення собівартості продукції гальванічних цехів. У разі складування на відкритих полігонах токсичні відходи необхідно спочатку знешкодити за допомогою хімічної або термічної переробки.

2) Виділення чистих компонентів.

а) Сухий хромсодержащий шлам можна переробляти в хромат натрію, придатний для виробництва пігментів будівельної індустрії. Для цього сухі хромсодержащий відходи змішують з відходами процесів ізотермічного загартування сталей і піддають окислювальному випалу при температурі 900-1000оС. Отриманий продукт подрібнюють, витравлюють з нього хромат натрію.

б) Для шламів, що містять поряд з солями кольорових металів, солі заліза, застосовують технологію переробки зі ступенем вилучення кольорових металів 85 - 90%, яка полягає в селективному виділення кольорових металів з сірчанокислих розчинів у вигляді комплексних сполук, що володіють хорошою фільтровану.

3) Переробка гальваношламов.

а) хромсодержащий опади після сушки до вологості 2% і прожарювання використовують в якості барвників при виробництві декоративного скла. У шихту (суміш матеріалів в певній пропорції) додають 0,5 - 2% гальваношламов. Виходять зразки скла різного кольору в залежності від хімічного складу введеного шламу. Використання опадів в синтезі стекол вимагає їх висушування до вологості, при якій виключається можливість комкования осаду.

б) гідроксидні гальванічні шлами використовуються в якості мінеральної добавки до асфальтобетону.

в) Залізовмісні шлами після сушки використовуються для одержання високоякісних феритів, що застосовуються в електротехнічної, радіотехнічної, хімічної промисловості (в якості каталізаторів). При цьому відбувається хімічна фіксація токсичних сполук шламів шляхом феррітізаціі.

г) Зневоднені залізовмісні шлами можуть використовуватися для виробництва червоної цегли, керамзиту і будівельної кераміки (черепиці). Цікавий досвід Литви. При введенні в керамічну суміш важких металів відбувається їх надійне знешкодження та захоронення. В результаті випалення кольорові метали переходять в нерозчинну форму, безпечну для навколишнього середовища. При цьому поліпшуються властивості міцності черепиці, вона набуває більш яскраве забарвлення. Опади, які використовуються у виробництві керамічних виробів, не повинні містити ціанідів та шестивалентного хрому, вміст іонів кальцію не повинна перевищувати 20%. Цінність осаду з точки зору утилізації в будівельній кераміці зростає зі збільшенням вмісту в ньому заліза. При виробництві керамічних виробів опади гальванічного виробництва вводяться в різних агрегатних станах в залежності від схеми підготовки глинистого сировини. При підготовці сировини сухим способом осад вводиться як рідка добавка. При пластичному способі переробки сировини добавка використовується в твердому стані у вигляді порошку вологістю 9%. При використанні гальваношламов як добавки до будівельних матеріалів досягається скорочення собівартості продукції за рахунок зниження витрат на видобуток і транспортування глини [63, 66].

д) Отримання пігментів для кольорових глазурей для покриття облицювальних плиток з використанням гальванічних шламів. Шлами, що пройшли сушку, вводять до складу шихти при варінні фритт в кількості 20 - 50%. Використання гальванічних шламів дає можливість повністю виключити зі складу глазурі дефіцитні фарбувальні пігменти, а також оксиди цинку і цирконовий концентрат. При використанні опадів для отримання пігментів (коричневих), а також у виробництві облицювальних плиток, вміст оксидів заліза в осаді має становити 60 - 70%. Осад, який використовується в якості пігментів або в якості Пігментується добавки при виробництві облицювальних плиток, повинен бути висушений і прожарений [63, 66, 67].

е) Цікавим є переробка гальваношламов, що містять токсичні сполуки важких металів, в нетоксичні високостійкі неорганічні пігменти для фарб, глазурі, колеровочних паст, емалей. Процес переробки заснований на термосінтезе складних оксидів типу шпинелей, рутилу, в кристалічну решітку яких при високих температурах вбудовуються сполуки важких металів. Технологічний процес включає стадії: підготовка компонентів, змішування, термосінтез, подрібнення і упаковка.

ж) Обробка опадів реагентної очистки гальванічних цехів, що включають гідроксиди важких металів, дозволяє отримати кислі неорганічні клеї, які можуть служити основою неорганічних полімерів для широкого використання в металургійній, електротехнічній, будівельній галузях промисловості.

з) Безперечні переваги має технологія комплексної переробки гальваношламов без обмежень по їх складу. Дослідно-промислова установка, на якій здійснювалася ця технологія, була впроваджена на серійному устаткуванні заводу «Калібр» (м.Москва). Технологічний процес включає прийом гальваношламов, їх знешкодження і сушку, переплавку утворюються порошкоподібних металевих концентратів з одержанням чистих металевих сплавів і шлаку, очищення газів, що відходять і їх утилізацію з метою отримання побічних продуктів - гіпсу, сірки, кислоти.

і) Силікатизація сценарий шламів з використанням в'яжучих матеріалів (портландцементу). Обробка шламів отвердителями дозволяє отримати матеріал, безпечний для навколишнього середовища (без ризику забруднення ґрунту та ґрунтових вод важкими металами). Виходять нерозчинні затверділі блоки для будівництва. Введення опадів до складу бетонних та розчинних сумішей проводиться у вигляді суспензії вологістю 86 - 92%.

к) Опади, що містять значну кількість фтору (понад 25%) або алюмінію, можуть використовуватися у виробництві фторсодержащего або алюмосодержащіх сировини при виробництві скла.

л) Утилізація гальванічних шламів на металургійних підприємствах (цинкових заводах, мідеплавильних і нікелевих комбінатах, сталеплавильних виробництвах) в якості легуючих добавок. При використанні опадів в металургійних виробництвах їх вологість не повинна перевищувати 10 - 15%, що досягається термічної сушінням [67].

м) Встановлено, що вміст кольорових металів в гальваношламов значно вище їх мінімального вмісту в промислових металургійних рудах. Є цікаві технології пирометаллургической переробки, що дозволяють повернути в металургію кольорові метали. Технологія включає наступні стадії [67]:

- Усереднення опадів різних підприємств;

- Зневоднення з введенням в якості флюсу кварцового піску;

- Обливання з добавкою сульфатно-лужної барди;

- Грануляцію;

- Сушку;

- Електроплавку.

При цьому з сухого осаду отримують чавун, шлак і пилу. Чавун використовується в подальшому в лиття, шлаки - як заповнювач в бетон і залізобетон, пил є сировиною для кольорової металургії. Пропонована технологічна схема дозволяє утилізувати відходи гальванічних виробництв більш ніж на 90%.

Гранулометричний склад опадів залежить від області їх утилізації. Розмір частинок висушеного осаду, мм, становить:

- У виробництві скла - 0,063 - 1,0;

- У виробництві пігментів - не більше 0,05;

- У виробництві цегли - не більше 1,0.

Вибір напрямку утилізації осадів обумовлюється технічними можливостями і економічною доцільністю. Оцінка технічної можливості проводиться на основі аналізу хімічного і гранулометричного складу, агрегатного стану і інших показників. Економічна доцільність утилізації визначається раціональним розподілом опадів серед споживачів і мінімізацією виникають при цьому витрат. Також повинні враховуватися експлуатаційні витрати, питомі капітальні вкладення, збиток від забруднення навколишнього середовища, витрати на кондиціонування сировини, обсяг продукції, отриманої з застосуванням відходів, транспортні витрати і т. Д.

Використання і знешкодження рідких і твердих нафтошламів.Нафтошлами - це нефтесодержащие опади, яких затримують на очисних спорудах підприємств (нефтеловушках, відстійниках), що утворюються при зачистці резервуарів, шлами з шламонакопичувачів нафтопереробних заводів. Вихід нафтошламів на нафтопереробних заводах становить 7 кг на 1 т нафти, що переробляється. Нафтошлами містять в своєму складі нафтопродукти (в кількості 20 - 25% і більше), воду і тверді домішки. Нафтошлами відносяться до 3 класу небезпеки.

До основних методів знешкодження та утилізації нафтошламів відносяться наступні [62, 63, 66, 67, 95, 96]:

1) Механічне зневоднення і сушка. Зібрані в різних нефтеловушках, відстійниках, шламонакопичувачах нафтопродукти пропускаються через обігріваються теплообмінники для випаровування води, а потім надходять на зневоднення, яке може здійснюватися наступними методами:

- Відстоювання;

- Фільтрації (за допомогою вакуум-фільтрів, фільтр-пресів, з додаванням коагулянтів - вапна і хлорного заліза);

- Центрифугування (в центрифугах, сепараторах).

Завдяки такій переробці вирішуються проблеми зберігання нафтошламів, звільняються дорогі резервуари і площі. Після цього можливе повернення відходів у виробництво з метою подальшої переробки в цільові продукти або використання їх в якості палива.

2) Термічне знешкодження (спалювання) зневоднених нафтошламів нафтопереробних заводів, опадів очисних споруд, які не можна регенерувати, в топках різних конструкцій, з використанням тепла, що виділяється. Температура газів, що відходять становить 800оЗ, що дозволяє встановлювати котел-утилізатор для отримання перегрітої пари і гарячої води.

3) Піроліз нафтошламів. У процесі піролізу отримують сухий знешкоджений матеріал - сировина для виробництва будівельних матеріалів і асфальто-бетонних сумішей, а також газ, що використовується як паливо на установці.

4) Хімічне знешкодження нафтошламів вдвічі дешевше спалювання. Воно дозволяє виключити шкоди навколишньому середовищу і отримати товарні продукти. Найбільш поширений спосіб хімічного знешкодження - обробка відходів негашеним вапном в кількості 5 - 50% по масі (кількість вапна визначається за результатами хімічного аналізу нафтошламів), попередньо обробленої стеаринової кислотою або іншим ПАР. Після висушування в природних умовах протягом 2 - 20 діб отримують сухий, сильно гідрофобний порошок, який використовують в якості будівельного матеріалу при спорудженні доріг. Нафтопродукти, пов'язані реагентом, вимиваються водою з осаду, відповідно не роблять впливу на грунт і грунтові води.

5) Біохімічна обробка. Нерідко на підприємствах відбуваються технологічні протікання нафтопродуктів на грунт (наприклад, при перекачуванні мазуту з резервуарів), при цьому утворюються замазученного грунти. Метод може застосовуватися для очищення територій нафтобаз (грунту, забрудненого нафтопродуктами).

Суть методу полягає у використанні деяких аеробних мікроорганізмів для розкладання нафтових вуглеводнів, в результаті чого вони перетворюються в нешкідливі СО2 і Н2О. Розроблено спеціальний препарат - дрібнодисперсний порошок з концентрацією бактерій більше 100 млрд. В 1 г сухої речовини. Тривалість процесу знешкодження ґрунту становить понад 2,5 місяців. При цьому зростає врожайність грунту, так як продукти знешкодження є відмінним добривом.

Іноді для знешкодження нафтопродуктів створюються спеціальні майданчики рекультивації, що мають гідроізольований підставу для запобігання міграції розчинених вуглеводнів в грунтові води. Пристрій таких майданчиків не вимагає значних фінансових витрат, експлуатаційні витрати також невеликі (вартість переробки 1 м3 забрудненого грунту становить 40 - 150 доларів). При цьому забезпечується висока надійність і глибина мікробіологічної очистки.

6) Утилізація нафтошламів дозволяє отримувати цінну сировину для виробництва будівельних матеріалів. Зневоднений осад після вакуум-фільтрів вводиться в малих кількостях (0,5 - 1% по масі) в глиниста сировина для отримання керамзитового гравію.

Нафтошлами піддають спільному помолу з цементом і деякими хімічними добавками, в результаті отримують масу для формування будівельних блоків, плитки для підлоги і т. П Зневоднені опади використовуються також при будівництві доріг з асфальтобетонним покриттям.

7) Відходи твердих нафтопродуктів типу бітуму можуть поряд з неорганічними сполучними (цемент, зола, вапно, гіпс) використовуватися для затвердіння і стабілізації промислових відходів. Вони зменшують пилоутворення і водопроникність при тривалому зберіганні відходів на міських звалищах і полігонах.

Одними з твердофазних відходів нафтопереробної і нафтохімічної промисловості є кислі гудрони. Вони утворюються в процесі сірчанокислотного очищення нафтопродуктів. Вони являють собою смолообразниє в'язкі маси, що залишаються після відгону з нафти бензинових, гасових і масляних фракцій, і містять в своєму складі сірчану кислоту (в кількості до 18%), воду і органічні речовини. Значна їх маса зосереджується в заводських ставках - накопичувачах. Напрямки використання кислих гудронів залежать від їх складу [62].

1) Найбільш перспективна їх переробка в діоксид сірки з метою отримання сірчаної кислоти. Процес проводиться в печах спалювання при температурі 800 - 1200 оС. При цьому утворюється діоксид сірки і відбувається повне спалювання органічних речовин.

2) Можлива переробка кислих гудронів в бітуми для використання в якості дорожньо-будівельного матеріалу.

3) Кислі гудрони можна також використовувати в якості водонепроникної плівки для полігонів ТПВ. Вони в'язкі, не пропускають воду, зверху по ним укладають шар піску. На 1 га площі полігону потрібно близько 50 т гудрону.

Схема установок для спалювання нафтошламів приведена в додатку В.

Використання і знешкодження відходів металургійних
 виробництв.
Серед різних видів промислових відходів одне з перших місць за обсягом займають шлаки і зола. Вони утворюються при виплавці металу (металургійні шлаки) і при спалюванні твердого палива (паливні шлаки).

Металургійний шлак - це в первісному вигляді розплав, який покриває при плавильних процесах поверхню рідкого металу (з метою захисту його від шкідливої ??дії газового середовища печі), а після затвердіння утворює камневидное або склоподібна речовина.

Металургійний шлак складається:

- З спеціально вводяться в піч флюсів (зазвичай вапняку, кремнезему, глинозему з метою забезпечення спеціальних властивостей шлаку для його подальшого застосування);

- Спливли продуктів металургійних реакцій;

- Домішок до металів, що підлягають видаленню;

- Золи палива.

Хімічний склад металургійних шлаків залежить від марки сталі, що виплавляється, складу використовуваної руди і флюсів та ін. Факторів. Металургійні шлаки містять до 30 різних хімічних елементів у вигляді оксидів (кремнію, алюмінію, кальцію, магнію та ін.) [62, 63, 66]. Вихід металургійних шлаків становить 0,4 - 0,65 т на 1 т чавуну. Значна частина металургійних шлаків не використовується і надходить у відвали. Разом з тим металургійні шлаки являють собою цінну сировину для виробництва будівельних матеріалів і виробів. У промисловості накопичений великий досвід використання металургійних шлаків [62, 63, 66, 80, 81, 82]. В даний час на багатьох металургійних підприємствах організовані цехи з їх переробки.

Найбільшу питому вагу із загальної маси металургійних шлаків доводиться на доменні шлаки. Основними напрямками їх утилізації є наступні:

1) Виробництво шлакопортландцементу. Цементна промисловість використовує гранульований шлак в якості активної мінеральної добавки. Перевагами використання шлаку є:

- Поліпшення технічних властивостей цементу;

- Підвищення якості та міцності виготовляються будівельних конструкцій;

- Скорочення витрат шлакопортландцемента в порівнянні зі звичайним портландцементом на 5% при виробництві бетону класу В-25, з якого виготовляють 80% збірного залізобетону.

При виготовленні цементу використовують шлаки в гранульованому вигляді. На всіх металургійних заводах в даний час є спеціальні грануляційні установки.

Грануляцією шлаків називається процес виробництва склоподібних гранул з рідкого шлаку шляхом різкого охолодження його водою, парою або повітрям. Розмір одержуваних гранул становить 1 - 5 мм. Існують різні способи грануляції (наприклад, в барабанних установках), всі вони створюють екологічні проблеми в зв'язку з вмістом в газових викидах токсичних газів і пилу, а також значної кількості забруднюючих речовин в воді, що використовується. Тому всі установки гранулювання шлаків повинні мати системи очищення води і газових викидів, що збільшує вартість готової продукції [63, 66].

2) Виробництво шлакобетону. Його використовують для виготовлення легких перекриттів, великих будівельних блоків, використовуваних для кладки стін. При виготовленні шлакобетону як дрібний заповнювач (піску) використовують невеликий гранульований металургійний шлак, а як крупний заповнювач (щебеню) - кусковий паливний шлак.

3) Виробництво шлакової пемзи (термозіта) - штучного пористого заповнювача легкого бетону. Термозіт використовують для виготовлення теплоізоляційних будівельних матеріалів, що дозволяє знизити масу огороджувальних конструкцій і витрата цементу. Термозіт отримують спученням розплавів металургійних шлаків при їх швидкому охолодженні водою з подальшою кристалізацією і подрібненням.

4) Виробництво щебеню. До 20% доменних шлаків переробляється в щебінь, який використовується для влаштування основ доріг. Дроблення застиглого шлаку здійснюється в молоткових дробарках або млинах, потім проводиться сортування подрібненого шлаку на грохотах.

5) Виробництво мінераловатних виробів. Основною сировиною для їх виробництва служать кислі доменні шлаки, багаті кремнеземом і глиноземом. Принцип виробництва мінеральної вати заснований на розбиванні струменя розплаву на елементарні струмки і подальшої їх витяжці.

6) Виробництво Шлакоситалл - стеклокристаллических матеріалів. Шлаки подрібнюють до розмірів частинок менше 1 мм і разом з іншими компонентами (пісок, добавки) піддають розігріву до температурі 1500 оС. Співвідношення холодних сипучих добавок і шлаку по масі повинна становити 40:60. При охолодженні до 1300 - 1350 оЗ шлак кристалізується. Варка Шлакоситалл проводиться в печах ванного типу. До переваг Шлакоситалл відносяться:

- Висока міцність на стиск і вигин;

- Високий опір стиранню;

- Тепло- і морозостійкість;

- Стійкість до впливу кислот і лугів;

- Низький коефіцієнт термічного розширення.

З Шлакоситалл виготовляють панелі і труби для різного хімічного обладнання, електроізолятори, електровакуумні й оптичні прилади та ін.

7) Виробництво мінеральних добрив. Доменні шлаки містять сполуки фосфору, кальцію, магнію, різні мікроелементи. Після операцій дроблення, помелу і гранулювання їх вносять в грунт.

Переробка феросплавних шлаків має деякі особливості, що пов'язано зі значним вмістом в них металів як у вільному вигляді, так і у вигляді сплавів. З феросплавних шлаків отримують такі продукти: щебінь, пісок, гранульований шлак, витягнутий сплав (2%), причому використання металів, що містяться в шлаку, дуже ефективно, так як він на 30 - 40% дешевше металобрухту. Метал витягується з шлаку шляхом його затвердіння і багаторазового дроблення і сепарації [62].

Масштаб освіти сталеплавильних шлаків в 2 рази менше, ніж доменних. Вони в основному використовуються в наступних цілях [62]:

- Для виготовлення щебеню (близько половини перероблюваної маси);

- Як оборотного продукту (приблизно одна третина), шлаки попередньо гранулюють, при переробці з них витягають метали;

- Для виробництва мінеральних добрив (близько однієї п'ятої);

- Для виготовлення мінеральної вати (незначна частина).

Металургійні шлаки, що утворюються при виплавці кольорових металів, відрізняються великою різноманітністю хімічного складу і властивостей. Обсяг їх освіти в десятки разів перевищує обсяг освіти шлаків при виробництві чавуну. Наприклад, при виплавці 1 т міді і нікелю утворюється до 30 і 150 т шлаку відповідно [63, 66, 67].

Рівень використання шлаків кольорової металургії не перевищує 15%. Це пояснюється тим, що в шлаках міститься цінне металургійну сировину і переробка їх на будівельні матеріали менш ефективна, ніж потенційне його витяг. А оскільки раціональної технології вилучення цінних металів з металургійних шлаків поки не створено, значна їх частина тимчасово скидається у відвал на зберігання.

Перспективним напрямком є ??принцип комплексної переробки, що включає три основні стадії:

- Попереднє витяг кольорових металів;

- Виділення заліза;

- Використання силікатної залишку шлаку для виробництва будівельних матеріалів [62, 63, 66].

Використання і знешкодження золошлакових відходів теплоенергетики. При спалюванні твердого палива з його мінеральної частини утворюються зола і шлак, зміст яких по-різному для різних видів палива (наприклад, при спалюванні кам'яного вугілля утворюється 3 - 40% золошлакових відходів). Золошлакові відходи - один з найпоширеніших відходів сучасної цивілізації. Незважаючи на поступове збільшення частки ядерних і гідроелектростанцій, теплоелектростанції залишаються досі і, мабуть, залишаться в найближчому майбутньому основним джерелом енергії для виробництва, транспорту і побуту.

Використання відходів ТЕС має велике економічне і екологічне значення. Золошлакові матеріали (ЗШМ) представляють собою такий же товарний продукт, як електроенергія і теплота. У зарубіжній практиці їх називають попутними продуктами спалювання вугілля. Рішення проблеми утилізації золи і шлаків ТЕС у зв'язку з розвитком енергетики набуває все більшої актуальності. ЗШМ мають хорошу перспективу для широкого застосування з метою ресурсозбереження, являють собою цінне мінеральну сировину, яке можна використовувати в будівництві, спорудженні доріг, сільському господарстві.

У відвалах ТЕС накопичено майже 1,5 млрд. Т золошлакових відходів, причому електростанції виробляють в рік до 40 - 50 млн. Т Обсяги утилізації золи і паливних шлаків в Росії поки що незначні. Рівень переробки та використання ЗШМ за останні 10 років, починаючи з 1990 року, коливався від 3 до 14% від річного виходу золошлаків, для будівельних цілей використовується лише близько 5% відходів. У той же час в розвинених країнах Заходу використовується в середньому 70% золошлакових відходів ТЕС (у Франції - 62%, в Німеччині - 76%). Більшість ТЕС ніколи не буде займатися питаннями утилізації ЗШМ, тому такий вид діяльності є перспективним напрямком розвитку малого і середнього бізнесу. У числі причин низького ступеня утилізації золошлакових відходів у нашій країні зустрічаються такі:

- Різняться між собою хімічним і фазовий склад вугілля в різних родовищах;

- Неоднакові умови спалювання вугілля на різних ТЕЦ;

- Складність вирішення питань навантаження і транспортування відходів до місць їх утилізації.

У колишні роки в нашій країні питаннями утилізації ЗШМ займалися 400 науково-дослідних і проектно-конструкторських організацій. Було розроблено близько 300 різних технологій переробки золошлакових відходів по 23-ма напрямками, відповідним світовому рівню.

Під золо- і шлаковідвалах найбільших ТЕС знаходяться тисячі гектарів землі, яку виведено із сільськогосподарського застосування. Енергетики несуть значні фінансові витрати на утримання золоотвалов, оплату землі, екологічні платежі. Золошлакові відходи створюють небезпеку забруднення навколишнього середовища містяться в них токсичними речовинами і важкими металами. У зонах впливу золовідвалів створюються надзвичайні екологічні ситуації через пилоутворення, а також вимивання компонентів золи, попадання їх в грунт і підземні води.

Основними компонентами золошлакових відходів, що утворюються при спалюванні твердих палив, є оксиди кремнію (19-65%) і алюмінію (3-39%), а також незгорілі частки палива (7 - 23%). До складу золошлакових відходів також можуть входити оксиди заліза, кальцію і магнію (зі значними коливаннями їх змісту), а також сполуки титану, ванадію, германію, галію, сірки, урану. Таким чином, попелошлакові відходи можна розглядати як потенційне техногенне сировину для вилучення деяких цінних компонентів. Особливий інтерес представляють золи, які утворюються при спалюванні мазутів, які містять в значних кількостях ванадій, нікель, марганець, сірку. Перспективним є використання зол ТЕС для виробництва ванадийсодержащих матеріалів. Ванадій є на сьогоднішній день одним з найбільш затребуваних легуючих елементів. При спалюванні мазуту утворюються зола, вміст V2О5 в якій досягає 30 - 35%, а в деяких випадках 65%, крім того, в ній в значних кількостях присутні молібден і нікель. Із золи деякого вугілля в даний час витягають рідкісні і розсіяні елементи, наприклад, германій і галій, а з золи мазутів - ванадій, нікель і інші метали. Золошлакові відходи також можна використовувати в якості добавки до шихти для виробництва чорних або кольорових металів [62, 63, 66, 67, 70].

Зола вугілля і нафти містить практично всі метали. Середній вміст в золі вугілля деяких цінних металів ілюструється такими даними, г / т: цинку - 200, кальцію - 100, кобальту - 300, нікелю - 700, германію - 500, ванадію - 400. У ряді випадків концентрації металів в золі такі, що стає економічно вигідним їх вилучення.

При зберіганні золи в відвалах існує небезпека незворотного забруднення атмосфери, оскільки при згорянні вугілля в золі залишаються радіоізотопи уран-радієвого і торієвого рядів, що містяться в вихідному вугіллі. Вони не розбавлені масою вуглецю, тобто знаходяться в найбільш концентрованому і більш небезпечному вигляді.

Проблема утилізації золошлакових відходів полягає також у необхідності їх транспортування до місць переробки. Золошлакові відходи в тому стані, в якому вони накопичуються на територіях ТЕС, до транспортування практично не придатні. Представляючи собою дрібнодисперсний легколетучую або кулькоподібних масу, вони легко розмиваються опадами і забруднюють райони поблизу шляхопроводів. Крім того, перевозити містяться у відходах (в сумі до 70% по масі) пов'язані вуглець, сірку і воду, які треба буде потім видалити, економічно не вигідно. Важливо відзначити також та обставина, що транскордонне переміщення золошлакових відходів в необробленому вигляді заборонено відповідними міжнародними угодами. Транспортування дисперсних матеріалів недоцільна як з точки зору екології, так і економіки. Тому виробляють окускование і брикетування золошлакових відходів. Вихідні попелошлакові відходи і обпалені в твердому стані слід транспортувати тільки в герметичній, влагоизолирующей упаковці [67, 69].

Утворені з мінеральної частини палива частинки пилу мають різний фракційний склад:

- Дрібні і легкі частинки розміром 5 - 100 мкм несуться з топок димовими газами, утворюючи так звану золу-винесення;

- Більші частки осідають на камери (топки) і плавляться в кускові шлаки або склоподібну масу, яку потім піддають грануляції. Частинки шлаку мають розмір 0,2 - 20 (30) мм.

Кількісне співвідношення між золою-віднесенням і шлаком залежить від сорту палива і конструкції топки. Умови реалізації ЗШМ різні для золошлаков з відвалів та сухої золи-винесення. Складність використання ЗШМ з відвалів полягає в тому, що, як правило, ЗШМ неоднорідні, мають підвищеною вологістю і не класифіковані за хімічним і гранулометричним складом. Найбільш придатною для практичного застосування є зола виносу сухого відбору, вона може зберігатися в сухому вигляді і застосовуватися у виробництві без додаткової підготовки. З появою електрофільтрів з'явилася можливість отримувати суху золу виносу, що не вимагає додаткового сушіння перед використанням і володіє цінними властивостями, губляться при її зволоженні. По ряду характеристик ця зола має перевагу при використанні її в будівельній індустрії.

Хімічний склад і властивості золошлакових відходів визначають основні напрямки їх використання. Специфіка формування ринку ЗШМ за різними напрямками їх використання така:

- Будівництво земляного полотна автомобільних доріг;

- Виробництво сухих будівельних сумішей;

- Виробництво пористих бетонів;

- Виробництво червоної цегли;

- Виробництво цементу;

- Введення золошлаков в бетони різних видів;

- Використання при плануванні рельєфу (засипці ярів).

Найбільш перспективною є переробка золошлакових відходів в інтересах будівельної індустрії, що поряд зі зниженням забруднення навколишнього середовища дозволить розширити асортимент будівельних матеріалів і зменшити їх собівартість. На сьогоднішній день основна маса використовуваної частини золошлакових відходів служить сировиною для виробництва будівельних матеріалів. Однак виробництво будівельних матеріалів має супроводжуватися відповідним радіаційним контролем в рамках нормативів.

Продукція на основі золошлаков може стати джерелом інвестицій на технічне переозброєння ТЕС і покриття екологічних платежів на утримання золоотвалов.

Існують технології вилучення з золи рідкісних і кольорових металів (алюмінію, титану, марганцю, галію), а також радіоактивних (уран і торій) елементів. У золі виявляють сполуки урану і торію в сумі до 13 г / т, що не дозволяє використовувати її в житловому будівництві без попереднього усунення цих металів [63, 66, 67].

Зола-винесення може використовуватися в якості сировини у виробництві будівельних матеріалів без додаткової обробки (помелу, просіювання і т. П). Характерною особливістю золи є присутність в ній близько 5 - 6% незгорілого палива, а також заліза.

Основними напрямками використання золи-винесення є наступні [68, 83, 84, 85, 86]:

1) Кислі золи, а також основні з вмістом вільного вапна менше 10% можуть використовуватися в якості активної мінеральної добавки до цементу (в кількості 10 - 15%). Зольні добавки значно покращують «марочних» цементу.

2) Золу спалювання вугілля з вмістом горючих менше 3 - 5% використовують у виробництві газобетону і керамзитобетону в якості кремнеземистого компонента (при вмісті в золі не більше 5% СаО). Наприклад, технологія введення активної золи в кількості 100 - 200 кг на 1 куб. м бетону дозволяє економити до 100 кг цементу.

3) Для виробництва глинозему (сировини для виробництва алюмінію).

4) Для виробництва штучних пористих заповнювачів (керамзитового і агропорітового гравію).

5) У виробництві глиняного цегли як охляли і паливної (вигоряючої) добавки, використовуються золи з високим вмістом частинок вугілля. Зміст вводиться золи становить 15 - 50% в залежності від виду глини.

6) Золи від спалювання кам'яного і бурого вугілля, торфу і сланців, що містять не більше 5% часток незгорілого палива, можуть широко використовуватися у виробництві силікатної цегли в якості в'яжучого (при вмісті в них не менше 20% СаО).

7) Сланцеву золу, яка містить більше 14% вільного CaO, використовують при виробництві пористих бетонів автоклавного твердіння в якості в'яжучого компонента.

8) У дорожньому будівництві, в якості інертного наповнювача в асфальтах, для зміцнення грунтів.

9) При виконанні гідротехнічних робіт (для виробництва збірного залізобетону, виготовлення бетонних розчинів при будівництві гідротехнічних споруд).

10) Для очищення слабозагрязненних стічних вод в якості адсорбенту. Зола володіє хорошими адсорбційними властивостями, за фізико-хімічними властивостями близька до цеолітів.

Паливні шлаки використовують [62, 63, 66]:

- Як крупний заповнювач для бетону в дорожньому будівництві;

- Для теплоізоляційних засипок;

- У виробництві обробної керамічної плитки (шлаки рідкого видалення). При утриманні в суміші до 30% шлаків плитка має відмінні фізико-механічні властивості і зовнішній вигляд;

- В якості покриття на полігонах для ТПВ.

Використання золошлакових відходів за вказаним напрямком є ??не тільки економічно вигідним (внаслідок скорочення споживання гіпсового каменю, піску, цементу, вапна, палива), але і дозволяє підвищити якість виробів.

Можна помітити, що деякі технології переробки золошлакових відходів розроблені, але не впроваджені через відсутність економічного стимулювання. Золошлакові відходи потенційно можуть розглядатися як техногенні джерела деяких металів, однак для реалізації цих цілей поки відсутні економічно ефективні технології.

У світовій практиці золошлаки використовуються в якості сировини для виробництва бетону різних марок [83]. Загальна схема технологічного процесу включає змішання і подрібнення вихідних компонентів (цемент, пісок, зола, золошлакова суміш, добавки і пластифікатори), потім суміш подається в бетонозмішувач, де обробляється протягом часу, передбаченого технологічним процесом. Після закінчення цього терміну бетон надходить у вузол формування, потім готові блоки піддаються твердненню і сушаться. На основі цієї схеми розроблені технології з використанням золошлаков для отримання рівномірного бездефектного захисного покриття оксідоуглеродістих вогнетривких виробів [67].

На жаль, подібні технології передбачають максимум 30% -ву заміну природних компонентів на золошлаки, однак існують і унікальні технології отримання бетону на однокомпонентному заповнювачі з золошлакової суміші. Особливо цікава розробка Донецького ПромбудНДІпроект Мінбуду УРСР, яка передбачає використання золошлаків в кількості 1,5 т / 1м3 бетону.

Особливості сировинної бази Далекого Сходу враховані і з успіхом використовуються в розробці ВАТ «ДальНІІС» (г. Владивосток) при отриманні дрібнозернистих полімербетон. Оптимізація структури і властивостей дрібнозернистих легких бетонів заснована на підборі оптимальної рецептури полімербетонний суміші. Як наповнювачі використовуються різні види місцевої сировини, такого як зола, хвости збагачення, розкривні породи, відходи бетощебневих заводів, некондиційний камінь, тирса, лігнін, склобій, бій порцеляни і цегли. Підібрані склади полімербетонних сумішей добре піддаються поризації і дозволяють отримати на їх основі матеріали щільністю від 200 до 2200 кг / м3.

Золошлакові відходи зі значним вмістом кремнезему можуть бути використані як нетрадиційне сировину для виробництва цегли, черепиці та інших дрібноштучних будівельних і оздоблювальних матеріалів. Подрібнені попелошлакові відходи змішують з природним сировиною або іншими відходами, потім додають воду до формувальної вологості, заповнюють форми. Готові вироби сушать і обробляють в автоклаві [63, 66, 67].

Перелік заходів щодо зниження обсягів утворення золошлакових відходів ТЕЦ.

Зменшення утворення відходів може бути досягнуто шляхом енергозбереження, підвищення ККД ТЕЦ, вторинної переробки золошлакових відходів, а також шляхом екологічно безпечного розміщення відходів. Необхідна розробка стратегії поступового зниження негативних екологічних наслідків від утворення і розміщення золошлакових відходів, що включає в себе економію палива, впровадження передових технологій, вторинну переробку золошлакових відходів, з урахуванням ринку продуктів, виготовлених з даного виду відходів, а також розміщення золошлакових відходів (включаючи їх накопичення). Незважаючи на наявність великої кількості розроблених технологій утилізації паливних золошлакових відходів, рівень їх використання все ще залишається низьким у порівнянні з наявними ресурсами. Таким чином, необхідний комплексний підхід до проблеми використання золошлакових відходів. Можна виділити наступні основні напрямки вирішення даної проблеми:

1. Виробництво меншої кількості або більш «чистих» золошлакових відходів за рахунок заміни палива (переведення котлів, що працюють на вугіллі, на природний газ), підвищення ККД використання палив на електростанціях, поліпшення їх екологічних показників. Зменшення кількості знову утворюються золошлакових відходів може бути досягнуто шляхом переходу на альтернативні джерела енергії та застосування сучасних технологій в галузях промисловості, що використовують тверді палива, наприклад, в металургії.

2. Освоєння технологій переробки золошлакових відходів для використання у виробництві будівельних матеріалів (як в'язкої добавки у виробництві цементу, в якості структурних наповнювачів або добавок при виробництві бетонних будівельних блоків та інших будівельних матеріалів з метою економії цементу). Інша кількість золошлакових відходів може бути використано при плануванні рельєфу.

3. Пропаганда методів переробки золошлакових відходів, забезпечення впровадження передових ресурсозберігаючих технологій утилізації відходів з метою зниження обсягів накопичення їх на золовідвалах і звільнення земель для наступної рекультивації. Необхідне створення комплексу підприємств різної потужності з переробки золошлакових відходів.

4. Поділ золи та шлаку в технологічному процесі їх видалення для підвищення цінності золошлакових відходів. Кращим є застосування системи сухого золовидалення, заснованої на уловлюванні золи в електрофільтрах, в зв'язку з цим може знадобитися вкладення інвестицій в установку електрофільтрів.

5. Комплексне енерготехнологічне використання палив, об'єднання великих промислових установок з потужними топками ТЕС для отримання металів та інших технологічних продуктів з метою найбільш повної утилізації як органічної, так і мінеральної частини палива, збільшення ступеня використання тепла, скорочення витрати палива. При цьому паливо перед спалюванням можна піддавати спрямованому піролізу з отриманням цінних хімічних продуктів.

6. Детальна відпрацювання трьох найбільш важливих способів отримання рідких палив з викопного вугілля [67]:

- Газифікації (виробництва синтез-газу з подальшим отриманням на його основі рідкого палива);

- Гідрогенізації (насичення вугілля воднем при температурі близько 500оЗ повагою та тиску в декілька сотень атмосфер);

- Піролізу (високотемпературного розкладання вугілля в інертному середовищі).

7. Удосконалення методів розміщення золошлакових відходів з метою зниження негативних екологічних наслідків. Необхідна реалізація проектів з модернізації золоотвалов.

Підходи до утилізації ртутьвмісних відходів. До ртутьвмісних відходів відносяться відпрацьовані і браковані люмінесцентні лампи, термометри та контрольно-вимірювальні прилади, які досить часто потрапляють разом із побутовим сміттям. У Хабаровському краї накопичено 300 тис. Люмінесцентних ламп, 10 тис. Ртутьвмісних приладів на підприємствах. Багато ртуті осідає на кинутих ділянках підприємств. На території колишнього ВАТ «Амурскбумпром» накопичено велику кількість ртутьвмісних шламів.

Ртутьсодержащие відходи на підприємствах представлені головним чином люмінесцентними лампами. Незважаючи на наявність в Хабаровському краї спеціалізованого підприємства з переробки ртутьвмісних відходів ТОВ «Регіональний центр демеркуризації», проблема утилізації відпрацьованих люмінесцентних ламп в краї поки не вирішена повною мірою. В даний час в краї переробляється лише 20 - 30% відпрацьованих люмінесцентних ламп.

З метою запобігання забрудненню навколишнього середовища містять ртуть відходами, посилення контролю за переміщенням, зберіганням та утилізацією ртуті, її з'єднань і ртутьвмісних приладів в Хабаровському краї прийнято постанову Губернатора від 14.01.02 р № 12 [26], в якому затверджений порядок поводження з ртуттю, її сполуками, що містять ртуть приладами і відходами. Цей порядок дозволить встановити облік, рух і зберігання ртуті, її з'єднань і ртутьвмісних приладів на підприємствах, установах Хабаровського краю.

До основних заходів щодо зниження обсягів утворення ртутьвмісних відходів можна віднести наступні.

1. Організація збору та зберігання ртуті, створення пунктів прийому ртутьвмісних відходів від населення і підприємств. В даний час ртутьсодержащие прилади, люмінесцентні і кварцові лампи здаються на переробку в ТОВ «Регіональний центр демеркуризації» і його філії. ТОВ «Регіональний центр демеркуризації» активно розгортає роботу по утилізації ртутьвмісних відходів в краї за підтримки міністерства природних ресурсів Хабаровського краю.

2. Впровадження обладнання і технологій з переробки та утилізації ртутьвмісних відходів. У м Амурську ТОВ «Регіональний центр демеркуризації» змонтовані установки з переробки і утилізації ртутьвмісних відходів (УДМ - 3000м) і по утилізації ртутних ламп (УДМ - 3000). Установки апробовані в роботі, отримані позитивні результати. В даний час ведеться додаткова робота по усуненню зауважень, виданих робочою комісією.

3. Придбання та введення в експлуатацію малогабаритних вакуумних термодемеркурізаціонних установок (продуктивність - 100-500 ламп / год, споживання електроенергії - 10 кВт / год, вага - 420 кг, обслуговуючий персонал - 2 чол / зміну, термін окупності - 1 рік). Пропонується до впровадження малогабаритна термодемеркурізаціонная установка УРЛ-2М, яка здатна знешкоджувати відпрацьовані лампи всіх типів, що містять ртуть промислові відходи, медичні та інші прилади і вуст

© 2016-2022  um.co.ua - учбові матеріали та реферати