Файл: Анализ возможностей использования промышленных отходов горного производства.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 28.04.2024
Просмотров: 7
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ ГОРНОГО ПРОИЗВОДСТВА
Человечество сталкивается с большим количеством экологических проблем в 21 веке. Проблемы деградации земель, истощения ресурсов и переработка отходов считаются одними из важнейших глобальных вызовов для нынешнего и будущих поколений. На саммите Организации Объединенных Наций «Планета земля» в 1992 г., рациональное обращение с отходами было определено как одна из важнейших проблем в поддержании качественной окружающей среды Земли. На Всемирном саммите «Устойчивое развитие» в 2002 году, правительства многих стран подтвердили важность контроля за твердыми отходами. Кроме этого на данном саммите было принято решение, что необходимо уделять больше внимания профилактике, минимизации возникновения отходов, а необходимо взять курс на повторное использование и переработку отходов.
Как известно, использование отходов как основного ресурса уже давно не новость для современного мира. С самого начала зарождения нашей цивилизации, переработка и повторное использование материалов активно практиковалось, в том числе есть свидетельства использования горных отходов. Например, во времена Римской империи отходы от добычи железной руды использовались в строительстве, при нанесении дорожного покрытия и в качестве флюса при производстве чугуна. По нынешний день переработка и использование отходов горного производства во многом обусловлена их практическим применением и финансовой обоснованностью. А увеличение спроса на минеральные ресурсы за счет роста населения Земли, еще больше будет подталкивать людей к утилизации отходов путем их повторной переработки и использования. На данный момент, несмотря на все возрастающие усилия по повторному использованию и переработке отходов, подавляющее их большинство, по-прежнему находится и размещается в отвалохранилищах. Если говорить о добыче минеральных ресурсов, то в этом направлении наметился положительный сдвиг, так рекультивация нарушенных земель, стала неотъемлемой частью, проектирования, работы и закрытия каждого объекта по добыче минеральных ресурсов.А использование горных отходов, включает в себя применение их в качестве полноценного исходного сырья для удовлетворения различных потребностей общества. Так повторное использование и вовлечение в технологическую цепочку производства твердых отходов
горнодобывающей промышленности и горных вод, может снизить воздействие загрязняющих компонентов на окружающую среду и на здоровье людей. В результате проведенного анализа обзора научно-технической литературы, можно выделить следующие варианты использования и переработки отходов горно-металлургической отрасли, представленные в Таблице1. Однако на сегодняшний момент только некоторые из этих вариантов, таких как использование пустых пород в качестве засыпки пустот, обычно применяются на действующих предприятиях по добыче и переработке полезных ископаемых.
Таблица 1 – Варианты использования и переработки отходов горно-металлургической отрасли
| Тип отходов | Возможность повторного использования и переработки отходов | |
| 1 | 2 | |
| Отходы от добычи полезных ископаемых | Пустые породы | • ресурсы полезных ископаемых и содержание в них металлов; • обратная засыпка для открытых пустот; • использование для организации искусственных ландшафтов; • укупорочный материал для хранилищ отходов; • субстрат для рекультивации на рудниках; • заполнитель в строительстве насыпей, дорог, тротуаров, фундаментов и зданий; • компонент при укладке асфальтобетона; • сырье для производства цемента и бетона; • сульфидная отработанная порода в качестве почвенной добавки для нейтрализации бесплодных щелочных сельскохозяйственных почв; |
| Горные воды | •пылеподавление и применение в процессе переработки полезных ископаемых; •извлечение металлов из пластовых вод; • питьевая вода; • промышленное и сельскохозяйственное использование; • охлаждающая жидкость или нагревательный агент; • производство электроэнергии с использованием технологии топливных элементов; • спроектированные солнечные пруды для улавливания тепла для производства электроэнергии, отопления или опреснения и дистилляции воды; | |
| Шлам от дренажа | • извлечение гидрозных оксидов железа для лакокрасочных пигментов; • извлечение Mn для гончарной глазури; • флокулянт/адсорбент для удаления фосфатов из сточных вод и сельскохозяйственных стоков; | |
Продолжение таблицы 1
| 1 | 2 | |
| Отходы от переработки | Хвосты | • переработка для извлечения полезных ископаемых и металлов; • сокращение отходов за счет целенаправленного извлечения ценных полезных ископаемых в процессе переработки; • богатые песком хвосты, смешанные с цементом, используются в качестве засыпки в подземных выработках • богатые глиной хвосты в качестве добавки к песчаным почвам, для производства кирпича,цемента, напольной плитки, сантехники и фарфора; • богатые Mn хвосты, используемые в агролесоводстве, строительстве и строительных материалах, покрытиях, литых полимерных изделиях, стекле, керамике и глазури; • бокситовые хвосты как источники алюминия; • богатые Cu хвосты в качестве расширителей для красок; • богатые Fe хвосты, смешанные с летучей золой и осадком сточных вод в виде легкой керамики; • рекуперация энергии из компостно–угольных хвостовых смесей; • богатые флогопитом хвосты для очистки сточных вод; • богатые фосфатами хвосты для извлечения фосфорной кислоты; • ультрамафитовые хвосты для производства стекловаты и минеральной ваты; |
| Металлургические отходы | Красный бокситовый шлам | • очистка сельскохозяйственных и промышленных сточных вод; • сырье для стекла, плитки, цементов, керамики, заполнителя и кирпича; • секвестрация углекислого газа; |
| Старыешлаковые отвалы от выплавки основных металлов | • производство бетона и цемента; • использование в качестве наполнителя, балласта, абразива и заполнителя; • извлечение металлов (например, Cu, Pb, Zn, Ag, Au); | |
| Фосфогипс | • улучшение почвы; • строительство и строительные материалы; • извлечение элементов и соединений (например, U, Y, редко земельные металлы и сульфата кальция). | |
Горные отходы, как правило, считают бесполезными излишками производства, но они все еще могут содержать минеральные, энергетические и иные ресурсы, которые могут быть ценными. Изменяющиеся обстоятельства могут превратить некоторые отходы в ценный товар либо потому, что экономически целесообразна добыча данных ресурсов в связи с возникновением более совершенных технологий, либо потому, что появился рынок для ранее признанных невостребованными пород. Немаловажен, тот факт, что повышение цен на сырьевые товары подогревает интерес к использованию отходов и извлечению минералов из данных отходов[1].
Для города Рудного, проблема переработки отходов горной промышленности, стоит очень остро. Породные отвалы на въезде в Рудный, видны всем прибывающим в город. Кроме того, на территориях прилегающим к городу, находится множество хвостохранилищ, отстойников и иных мест накопления отходов от добычи и переработки железной руды. В связи с чем актуален вопрос изучения возможностей и вариантов по переработке данных отходов. В настоящее время, самыми масштабными по своим размерам и влиянию на окружающую среду, являются отвалы и хвостохранилища. В отвалах зачастую содержится целый комплекс полезных компонентов, не подвергшихся извлечению по разным соображениям (экономическая необоснованность, технологические ограничения, или же мононаправленность предприятия по типу производимой продукции). Однако как отмечалось выше, экономические условия и технологическое развитие меняет расклад на рынке. И то, что раньше считалось отходами, на данный момент может стать ценным источником сырья, техногенным месторождением полезных ископаемых. Однако здесь можно столкнуться с очень серьезной проблемой. Связано это с тем, что по принципу формирования подобных месторождений их разделяют на две основные категории:
- те, которые были созданы без задела на их дальнейшую переработку, формирование их происходило традиционно без учета будущей возможности либо целесообразности разработки в будущем;
- те, которые были сформированы с учетом заданных технологических, геомеханических и физико-химических параметров по специальным технологиям, с целью их дальнейшей переработки и вовлечения в производственный цикл с возникновением данной возможности[2].
Несомненно, второй вариант намного предпочтительнее. Но к сожалению в настоящее время ситуация такова, что в Казахстане мы имеем множество техногенных месторождений, которые были созданы без задела на переработку. Выходом из данной ситуации, может стать поиск и применение комплексной технологии переработки данных пород, с извлечением максимального количества полезных компонентов. Кроме того, для вскрышных пород, не представляющих ценности в качестве источника ценных компонентов, необходимо производить поиск покупателей в сфере производства строительных материалов, создания ландшафтов, насыпей, дамб и т.д.
В настоящее время в хранилище отходов обогащения Соколовско-Сарбайского горно-обогатительного комбината, которое считается техногенным месторождением, накоплено свыше 375 млн. тонн отходов железных руд. Полученные после классификации отходы фракции 0,63 – 5 мм и 0,14 – 0,63 мм имеют однородный гранулометрический состав и представляют искусственный кварцево-железистый песок с модулем крупности 1,7 – 3,3, средней плотности 1500 – 1600 кг/м3, пустотность которых 43 – 49% и суммарное пылевидных и глинистых частиц 1,8 – 3%.
Анализ физико-механических свойств данных отходов, можно сделать вывод, что данные отходы во многом ничем не отличаются от природных кварцевых песков, а и даже в чем-то их превосходят. Так, например, из работы [3] известно, что окислы железа, имеющиеся в отходах железных руд, положительно влияют на прочность и долговечность бетона автоклавного твердения, в общей сложности в 2-2,5 раза улучшая данные показатели по сравнению с бетонами естественного твердения. Тем самым, авторы работы [3] предполагают, что хвосты от обогащения железосодержащих руд, могут активно использоваться в строительной отрасли, и иметь свой экономический успех.
Вывод: если на данный момент, сфера переработки и утилизации отходов горного производства, использовала бы последние достижения науки и разработки ученых, а также учитывала бы возникновение новых возможностей в будущем, то мы бы смогли полностью избавиться от такого явления, как отвалы пустых пород, хвостохранилища и прочих, подобных болезненных точек на лике планеты. И пусть переработка и полное использование ресурсов это сложная технико-экономическая задача для специалистов многих отраслей промышленности, надо уверенно преодолеть данные трудности, ради того, чтобы наши дети унаследовали чистую и зеленую планету, которую мы все зовем своим домом.
Список литературы:
1. Bernd G. Lottermoser. Recycling, Reuse and Rehabilitation of Mine Wastes.//Elements, 2011, Vol. 7 - P. 405-410.
2. ГорловаО.С. Техногенныеместорожденияполезныхископаемых. -Магнитогорск: МГТУим. Н. Носова, 2001. - 77 с.
-
Elements –AnInternationalMagazineofMineralogy, -
Geochemistry, andPetrology.
3. РахимовМ.А., РахимоваГ.М., ТажибаеваД.М. Получение песка для производства строительных материалов из отходов обогащения железных руд.// Материалы докладов Международной научно-практической конференции«Бъдещитеизследвания– 2014» , 2014. –С. 41-43.