«Утилизация промышленных отходов»
Утилизация отходов топливно-энергетического комплекса
Основными видами твердого топлива являются каменные и бурые угли Преобладающая часть угля в Украине добывается подземным способом. Отходы образуются при добыче, обогащении и сжигании угля.
Отходы добычи называют вскрышными или шахтными породами в зависимости от способа разработки. При подземном способе добычи извлекается меньше попутных пород, чем при открытом, но и они составляют значительные объемы. Так, например, на 1 т угля при открытой добыче образуется до I-5 т вскрышных пород, при подземной — до 0,2-0,3 т шахтных.
Вскрышные и шахтные породы имеют неоднородный химический и минералогический сое гаи и представляют осадочные породы — глины, суглинки, супеси, алевролиты, песчаники, глинистые и песчанистые сланцы, известняки. Больше всего в их составе аргиллитов (до 60%).
Кроме того, они содержат в своем составе уголь до 20%, серу, содержание которой пропорционально содержанию угля, в небольших количествах цветные, редкие металлы, в следовых количествах радионуклиды — уран, торий.
Отвалы занимают большие площади земель, подвергаются водной и ветровой эрозии, загрязняя прилегающую территорию. Значительный урон природной среде приносит самовозгорание терриконов. Основной причиной самовозгорания является окисление угля, сопровождающееся выделением большого количества тепла, которое аккумулируется в порах пород и обеспечивает возгорание горючих материалов. В отдельных отвалах эти процессы проходят настолько интенсивно, что отвальные породы разогреваются до высоких температур и горят с выделением значительного количества углеводородов, сажи, оксидов азота, серы, углерода и др. Поэтому вокруг отвалов устраивают защитные зоны, что приводит к увеличению площади отчуждаемых земель. Основными мероприятиями по предупреждению самовозгорания породных отвалов является ограничение притока кислорода и уменьшение количества горючих компонентов в складируемой породе. С этой целью в некоторых странах проводят дополнительное извлечение угля с помощью специальных установок на групповых отвалах. Для снижения притока кислорода отвалы уплотняют. Этого можно достичь путем дробления породы, уплотнением ее при складировании с помощью автотранспорта, катков, вибраторов, затоплением водой, устройством глинистых экранов, обработкой пород суспензиями извести, известняка, глины. Такие отвалы рекомендуется устраивать плоскими. Породы в них уплотняют слоями толщиной 1,0-1,5 м, а по периметру устраивают дамбы из инертных материалов или перегоревших пород.
Системы подземной разработки с обрушением руды и вмещающих пород
... компенсационные пространства, вертикальные компенсационные пространства и на зажатую среду. Открытая разработка рудных месторождений Совокупность горных работ, при которых все процессы, связанные с извлечением ... ведения работ карьер приобретает уступную форму. Горизонтальный слой толщи пустых пород или полезного ископаемого, разрабатываемый самостоятельными средствами отбойки, погрузки и ...
Твердые отходы угледобычи используют в качестве низкосортного топлива (при определенном содержании горючих составляющих), как компоненты, повышающие плодородие почв, и как сырье при производстве строительных материалов. Однако из-за неоднородности состава утилизация их сложна и не всегда экономически оправдана. Перспективным направлением утилизации пород, содержащих углеродистое вещество, является их газификация. Газификации целесообразно подвергать свежую породу, содержащую 20% и более горючих веществ. При этом дополнительно получают энергетическое топливо, а зольный остаток можно использовать для производства строительных материалов. В мировой практике отходы угледобычи используют для закладки выработанных шахтных пространств. Разработаны технологии закладки без подъеме породы наверх. Особую группу отходов угледобычи представляют горелые породы, обожженные в недрах земли при естественных подземных пожарах в угольны) пластах и аналогичные им перегоревшие отвальные шахтные породы. По основным физико-химическим свойствам они близки к глинам, обожженным при температуре 800-10000С, истинна» плотность их составляет 241М» 2700 кг/м1, плотность куска — 1300-2500 кг/м’. Содержание топлива и естественных горелых породах достигает 2-3%, в отвальных горелых пороши его может быть значительно больше. Горелые породы могут широко использоваться при производстве строительных материалов. Они, как и другие обожженные глинистые материалы, обладают гидравлической активностыо и могут использоваться как активные минеральные добавки для клинкерных известково-глинитных и сульфатно-глинитных вяжущих известково-глинитные вяжущие получают совместным тонким помолом пород и извести с небольшой добавкой гипса. Они содержат в своем составе 10-30% извести в зависимости от активности горелой породы, но 5% гипса, остальное — горелая порода. Сульфатно-глинитные вяжущие получают совместным помолом двупольного гипса (50-65%), горелой породы (15-40%) и портландцементного клинкера (10-20%).
Такие вяжущие применяют для производства низкомарочных бетонов и растворов. Горелые породы применяют как гидравлические добавки в количестве от 20% к портландцементу и 25-40% к пуццолановому портландцементу.
В бетонах и растворах горелые породы используют в качестве крупных и мелких заполнителей. Горелые породы также используют для производима щебня, пористых заполнителей (аглопорита и керамзита), асфальтобетонні для устройства дорожных оснований под покрытия, насыпей и т.д.
Аглопорит — искусственный пористый заполнитель, получаемый спеканием глинистых пород или различных отходов на решетках агломерационных машин и последующим дроблением спекшегося коржа. Получают аглопорит в виде щебня. Керамзит — это искусственный пористый заполнитель, получаемый вспучиванием и спеканием гранул, сформованных из вспучивающихся глин или различных отходов, во вращающейся печи. Широкое использование горелых пород затрудняется их неоднородностью и содержанием несгоревшего топлива.
Отходы углеобогащения образуются при обогащении угля для коксования, энергетических и других целей и представляют собой смесь осадочных пород, частиц угля и угольно-минеральных сростков. В их состав входят и различных соотношениях в зависимости от района добычи глины, аргилиты, сланцы, алевролиты, песчаники, известняки, кальциты. Содержание органи ческой массы может достигать 15% и более. Кроме того, в отходах содержите» сера, микроэлементы — свинец, цинк, молибден, галлий, германий и др. По зерновому составу отходы обогащения разделяют на породы обогащения крупностью от 200 до 0,5 мм, образуемые при гравитационном обогащении угля (преимущественное содержание фракций 5-40 мм), и хвосты флотации крупностью <0,5 мм, образуемые при флотационном обогащении. По роды обогащения составляют основную массу отходов (до 90%).
Утилизация промышленных отходов
... используют в строительстве, а также для обезвреживания радиоактивных и токсичных отходов, содержащих тяжелые металлы (шламы гальванического производства, шламы водоочистки, золошлаковые отходы термического обезвреживания). Из металлургических шлаков получают ... утилизации вскрыши скальных и нескальных пород ... подоконники, полы промышленных зданий, изготавливают ... пустої породы, флюсов, топлива. Их ...
Складируют их в гидроотвалы или механическим способом в отвалы, отходы (хвосты) Флотации — в хвостохранилища.
Отходы углеобогащения используют как энергетическое сырье путем сжигания или газификации, направляют на переобогащение, получают серу и ее соединения, строительные материалы, сырье для цветной и черной металлургии, используют в сельском хозяйстве, производстве ферросплавов, для извлечения редких рассеянных элементов, при устройстве насыпей, закладке подземных выработок, рекультивации земель. Перспективным направлением является применение отходов углеобогащения в качестве отощающей и выгорающей добавки к сырью и в качестве основного сырья при производстве керамических изделий (кирпича, плитки, черепицы), пористых заполнителей. Хвосты флотации в сравнении с породами обогащения, угледобычи более однородны по составу, содержат до 20% органического вещества, микроэлементы. Это дает возможность их использовать в качестве удобрений в сельском хозяйстве.
Несмотря на многолетние исследования, длительные эксперименты и экономические расчеты, подтверждающие целесообразность утилизации от ходов углеобогащения, в нашей стране они используются незначительно.
Золошлаковые отходы образуются при сжигании твердого топлива в топках тепловых электростанций при температуре в топочной камере 1200-1700° С. Выход золошлаковых отходов зависит от вида топлива и составляет бурых углях 10-15%, в каменных 3-40%, в горючих сланцах 50-80%, мазут с 0,15-0,20%. Топливо сжигают в виде мелких кусков или в пылевидном состоянии, отходы образуются соответственно в виде шлака или золы. Золы улавливают с помощью воды в специальных бункерах и удаляют в виде пульпы гидротранспортом в золоотвалы. Шлаки гранулируют путем быстрого охлаждения водой и удаляют в отвалы сухим или гидравлическим способом помола представляет собой тонкодисперсный материал и состоит из частиц круглостью 0,1-0,005 мм. Крупность частиц шлака 20-30 мм.
Химический состав золошлаковых отходов зависит от минеральной ее составляющей топлива и колеблется в зависимости от месторождений угля. Примерное содержание основных оксидов в золошлаковых отходах: SiO2 37-632 А12О3 9-37%, Fe2O3 4-17%, СаО 1-32%, MgO 0,1-5%, SO3 0,05-2,5%. юле присутствует несгоревшее топливо до 6-7% и более, в шлаках, как пр; вило, оно отсутствует. В золошлаковых отходах также концентрируются радионуклиды. При использовании их для производства строительных материалов необходимо осуществлять контроль за их содержанием.
Характеристика отходов технических производств
... отходы мукомольного производства (отруби, мука и мучка), отходы маслоэкстракционной промышленности (жмыхи и шроты), свекло-сахарного производства (жом, патока), спиртового и пивоваренного производства ... для свиней и птицы можно использовать только тостированный шрот (до ... азот. Несмотря на несколько лучшее качество протеина в данных кормах по ... протеина, 1,6 % жира, 4 % золы и 25 % клетчатки. Несмотря на ...
При оценке золошлаковых отходов как сырья для строительных материалов важной характеристикой их химического состава является соотношение основных и кислотных оксидов — модуль основности:
М = (СаО + МцО) : (SiO2 + А12О3),
при Мо> 1 шлаки относятся к основным, при Мо< 1 — к кислым Большинство золошлаков — кислые. Истинная плотность золошлаков в зависимости от химико-макрологического состава колеблется в пределах 1800-2400 кг/м1, насыпная 600-1100 кг/м3. Зола и шлак являются крупнотоннажными отходами. Так, например, тепловая электростанция мощностью 1 млн кВт за сутки сжигает около 10 000 т угля, при этом образуется около 1000 т золы и шлака. Золошлаковые отвалы занимают тысячи гектаров земель, пригодных для использования в сельском хозяйстве. Ими загрязняются почвы, поверхностные, подземные воды и особенно воздушный бассейн. Золошлаковые отходы являются ценным вторичным минеральным сырьем. Зола и шлак обладают гидравлической активностью и могут использоваться для производства бесклинкерных вяжущих, в качестве сырьевых компонентов для получения цементного клинкера и как добавки к цементам. Из бесклинкерных вяжущих наиболее известен известково-зольный цемент, получаемый совместным помолом золы и извести. Состав известково-зольных цементов зависит от содержания в золе активного оксида кальция, оптимальное количество извести в этом цементе составляет 10-40%. Золы и шлаки используют как добавки при производстве портландцемента. Присутствие в составе золы несгоревшего топлива приводит к снижению его расхода при производстве цемента. В портландцемент добавляют до 15% золошлака, в пуццолановый до 25-40%. Введение золы в цемент снижает его прочность в начальные сроки твердения, а при длительных сроках твердения прочность цементов с золой становится более высокой. Одним из наиболее перспективных направлений утилизации золошлаковых отходов является производство из них пористых заполнителей для легких бетонов. Мелкий заполнитель может быть заменен золой. В качестве крупных заполнителей применяют щебень из топливных шлаков, аглопорит на основе золы, зольный обжиговый и безобжиговый гравий и глинозольный керамзит.
Шлаки, используемые для производства щебня, должны быть устойчивы против распада. При медленном охлаждении шлаков наряду с образованием минералов могут происходить полиморфные превращения, что приводит к распаду и самопроизвольному превращению кусков шлака в порошок. Для предотвращения распада топливные шлаки рекомендуется применять после длительного (3-6 месяцев) вылеживания в отвалах, в результате чего в них гасится свободный оксид кальция, частично выщелачиваются соли и окисляются топливные остатки.
Топливные шлаки и зола являются сырьем для производства искусственного пористого заполнителя — аглопорита. При обычной технологии его получают в виде щебня. Разработаны также технологии производства аглопори-тового гравия из золы, глинозольного керамзита и зольного гравия. Глинозольный керамзит получают вспучиванием и спеканием в печах гранул, сформованных из смеси глины и золы. Разработаны технологии производства обжигового и безобжигового зольного гравия, позволяющие использовать практически любые золы, получаемые от сжигании различных видом углей. Установлена эффективность введения золы до 20-30% взамен цемента при изготовлении бетонов и растворов. Особенно целесообразно введение юлы в бетон гидротехнических сооружений. Например, зола использовалась при строительстве Днестровского гидроузла, Братской ГЭС. Золошлаковые отходы используют для производства силикатного кирпича, взамен извести и песка, при этом расход извести снижается на 10-50%, песка на 20-30%. Такой кирпич имеет более низкую плотность, чем обычный. Топливные зола и шлак применяются в качестве отощающих и выгорающих добавок в производстве керамических изделий на основе глинистых материалов, а также в качестве основного сырья для изготовления зольной керамики.
Утилизация и переработка отходов потребления в России и за рубежом
... производства и услуг, так и в процессе конечного потребления. Это отходы производственного и бытового потребления. К их числу относятся ТБО, отходы упаковки, изношенная одежда и обувь, отработанные аккумуляторы, гальванические ... и методы, а также этапы и содержание процессов, стандарты вносят ясность в работу исполнителей, четко разграничивая их права и обязанности, а также устанавливая формы ...
Так, на обычном оборудовании кирпичных заводов может быть изготовлен зольный кирпич из массы, состоящей из золы, шлака, натриевого жидкого стекла в количестве 3% по объему. Зольная керамика характеризуется высокой кислотостойкостью, низкой истираемостью, высокой химической и термической стойкостью. Из топливных золошлаков получают плавленые материалы: шлаковую пемзу и вату. Разработана технология производства высокотемпературной минеральной ваты методом плавки в электродуговой печи. Этот материал используется для изоляции поверхностей с температурой до 900-1000° С. Также возможно получение стекол, архитектурно-строительных изделий и облицовочных плиток. Одним из основных потребителей золошлаковых отходов является дорожное строительство, где их используют как засыпку при устройстве оснований, для приготовления асфальтобетонных покрытий. Золу используют также в качестве наполнителей для производства мастик рулонных кровельных материалов. Несмотря на очевидные выгоды и перспективы широкого применения золошлаковых отходов, объем их использования в нашей стране не превышает 10%. Утилизация зол и шлаков требует решения целого комплекса вопросов от разработки технических условий на их применение, технологических линий по их переработке, транспортных и погрузочно-разгрузочных средств до перестройки психологии хозяйственников в отношении вторичных минеральных ресурсов.
Утилизация отходов машиностроительного комплекса
Основными экологически опасными отходами этого комплекса являются отходы гальванических производств.
Гальванические покрытия — электроосаждаемые металлические слои, наносимые на поверхность изделий или полуфабрикатов для повышения коррозионной стойкости, износоустойчивости, улучшения декоративного вида. Отходы гальванических производств в зависимости от источников образования разделяют на следующие виды:
- отработанные концентрированные технологические растворы (электролиты нанесения покрытий, растворы снятия покрытий, щелочные и кислые травильные растворы и др.);
- промывные воды;
гальванические шламы
Отработанные электролиты, содержащие цветные металлы, регенерируют с целью восстановления их работоспособности и повторного использования, а также используют для извлечения цветных металлов.
Методы очистки и регенерации электролитов предусматривают их корректировку один раз в 3 месяца, а полную замену — один раз в течение 2 лет
Шламы, образующиеся при регенерации электролитов и очистке сточных вод гальванических производств, представляют собой аморфные осадки, содержащие гидроксиды железа и цветных металлов. Обезвоживание их осуществляют с помощью вакуум-фильтров, пресс-фильтров или центрифуг. Для повышения производительности обезвоживающего оборудования гидроксидные осадки подвергают реагентной или безреагентной обработке. В качестве реагентов используют известь, соли железа и алюминия, кислотосодержащие реагенты. Недостатками реагентной обработки осадка являются высокая стоимость и дефицитность реагентов, увеличение объема осадка.
Утилизация и обезвреживание отходов
... 2 лет. Шламы, образующиеся при регенерации электролитов и очистке сточных вод гальванических производств, представляют собой аморфные осадки, содержащие гидроксиды железа и цветных металлов. Обезвоживание ... и отходы черных и цветных металлов являются важнейшим вторичным сырьем для металлургической промышленности. Эти отходы образуются при обработке металла в виде стружки, кусков и листовых отходов, ...
К безреагентным способам обработки гальванических шламов относят упущение, замораживание и оттаивание, введение в их состав опилок. После такой обработки шламы легко обезвоживаются. Однако до настоящего времени основная часть гальванических шламов поступает в шламонакопители. Разработаны технические решения, позволяющие обработать практически все металлы гальванических шламов методами гидрометаллургии с помощью водных растворов химических реагентов.
Другим направлением утилизации гальванических шламов с целью уменьшения их экологической опасности является химическая фиксация, производимая путем ферритизации твердой фазы отходов, силикатизации, отверждения отходов с использованием неорганических и органических вяжущих, спекания. Однако при этом ценное вторичное сырье для извлечения цветных металлов зачастую теряется. Хромсодержащие шламы после сушки и прокаливания используются в качестве красителей при производстве декоративного стекла. В зависимости от состава могут быть получены стекла различного цвета и оттенков: зеленого, ярко-синего, сине-зеленого, темно-коричневого, черного. Гальванические шламы, обогащенные железом, используются для получения ферритов, которые находят применение в электротехнической и химической промышленности, в радиотехнике. Полностью исключается загрязнение природной среды при сплавлении гальванических шламов с силикатами в соотношении 1:1 и температуре 800- 1000° С. Этот метод позволяет извлекать из шлама тяжелые металлы и изготавливать кирпич и черепицу высокого качества. Гальванические шламы также можно вводить в асфальтобетон в количестве до 20% от массы сырьевой смеси. Прокаленные гальванические шламь используют как добавки при изготовлении бетонных блоков. При приготовлении бетонов из шлакощелочных вяжущих можно добавлять до 20% прокаленных гальванических шламов. При взаимодействии гидроксидов тяжелы) металлов со щелочными силикатами образуются силикаты соответствующим; металлов, устойчивые к растворению. Такие бетоны обладают высокими физико-химическими свойствами и устойчивы к растворению.
Горелая формовочная земля. При изготовлении отливок из чугуна, стали и цветных металлов в одноразовых формах, которые изготавливаются из формовочных смесей, состоящих из кварцевого песка, глины (до 16%), связующего в виде битума, цемента, канифоли, жидкого стекла или термореактивных смол (1,5-3%), используют также графит, порошок каменного угля і выгорающие добавки в виде опилок. Расход формовочной смеси составляет на 1 т металлических изделий. После использования формовочные смеси содержат металлические включения, а связующие материалы и глина теряют свои пластические свойства не пригодны для повторного использования. Эти отходы называют горело-формовочной землей. Основная масса их поступает в отвалы. Регенерация горелой формовочной земли заключается в извлечении металлических включений, удалении пыли, мелких фракций глины и других включений. Существует два способа регенерации горелой земли: мокрый сухой. Мокрый способ применяют при гидравлической очистке литья. При этом горелая земля поступает в систему последовательно расположенных отстойников. Сначала оседает песок, а мелкие фрикции уносятся проточной водой в следующий отстойник. Песок просушивают и вновь пускают и производство. Сухой способ регенерации состоит из двух операций: обдирания от зерен песка связующих веществ и удаления ныли и мелких частиц, что достигается продуванием воздуха в закрытом барабане с последующим отсосом воздуха вместе с пылью.
Реферат металлы цветные черные
... феврале 2008 года ослабление доллара привело к росту цен на большинство цветных металлов. Причиной подорожания черных металлов стало повышение стоимости угля и железной руды. ^ Лидером ценовой динамики ... комплекса России и атомного машиностроения. Предполагается реализация программы по освоению новых видов и улучшению качества металлопродукции для автомобильной промышленности (в рамках промышленной ...
Горелая формовочная земля также используется для производства кирпича. Предварительно методом магнитной сепарации удаляются металлические включения. Благодаря наличию в горелой формовочной земле щелочи, жидкого стекла, смол качество кирпича улучшается.
Лом и отходы черных и цветных металлов являются важнейшим вторичным сырьем для металлургической промышленности. Эти отходы образуются при обработке металла в виде стружки, кусков и листовых отходов, в результате морального или физического износа оборудования, запасных частей и инструмента (амортизационный лом).
Перерабатывают металлический лом предприятия, имеющие в своем составе плавильные печи, предприятия «Вторчермета» и металлургические комбинаты. Лом является составной частью шихты доменных и сталеплавильных производств.
Значительные потери металлического лома происходят из-за плохой организации его сбора. Лом и отходы цветных металлов перерабатывают предприятия «Вторцветмета». В наибольших количествах образуются алюминиевый, свинцовый, медный и цинковый лом. Процессы его переработки сложны и требуют дорогостоящего оборудования. Сложность переработки состоит в том, что цветные металлы находятся в металлоломе в виде сплавов, а извлекать каждый «ид металла необходимо отдельно.
Таким образом, в целях повышения экологичности производства и экономного использования ресурсов применяются различные способы извлечения полезных и ценных материалов из отходов производства. В ряде случаев это экономически оправдывается и на схемах такого процесса разрабатываются производства для получения вторсырья.
Литература
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/referat/problema-promyishlennyih-othodov/
1. Экология города: Учебник, Под ред. Ф.В. Стольберга. — К.:Либра, 2004
2. Білявський Г.О. та ін. Основи екології. – К.: Либідь, 2004. – 408с.
