ТЕХНОЛОГИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ

Перспективные пути решения проблемы Промышленных отходов

Весьма полезными мероприятиями, снижающими экономико - экологический ущерб, определяющийся образованием промышлен­ных отходов, являются: совершенствование технологии производ­ства и строгое соблюдение всех технологических параметров про­изводственных процессов; содержание промышленного оборудова­ния в полной исправности; обезвреживание образующихся отходов; хранение отходов в специальных хранилищах, предотвращающих попадание вредных веществ в воздушную и водную среды.

Оснащение промышленных предприятии соответствующими эф­фективными очистными сооружениями имеет большое народнохо­зяйственное значение и стало теперь непреложным требованием.

Мировая практика свидетельствует об эффективности извлече­ния из промышленных отходов вредных веществ, отравляющих атмосферу и водный бассейн, для получения из них ценных хими­ческих продуктов. Например, создание энерготехнологических комплексов позволяет не только вырабатывать электроэнергию, по п получать такие вещества, как сульфат аммония, сернистый ан­гидрид. Последний, являясь одним из основных компонентов отхо­дящих газов многих производств, во все возрастающем количестве используется для получения серной кислоты. На ряде металлурги­ческих предприятий путем применения технологии регенерации ме­таллов осуществляют переработку шлаков, пеков, шламов. Прн этом практика показывает, что каждая тонна металла, полученного из отходов, в 2 ... 9 раз дешевле, чем тот же металл, но получен­ный путем переработки природного сырья (руд).

Наиболее эффективный путь решения проблемы промышленных отходов — создание и широкое применение безотходной техноло­гии, т. е. технологии, базирующейся на системах с замкнутым цик­лом и обеспечивающей многократную (комплексную) переработку сырья с получением нескольких вилов полезного продукта. При комплексном использовании сырьевых материалов промышленные отходы одних производств являются сырьем для других. Важность такого подхода к переработке природных сырьевых ресурсов сле­дует рассматривать в нескольких аспектах. Во-первых, утилизация отходов позволяет решить задачи охраны окружающей среды, мно­гократно сократить, а в ряде случаев совсем исключить накопление отходов в отвалах и различных хранилищах, устранить вредные выбросы в окружающую среду. Во-вторых, вовлечение промыш­ленных отходов в производство полезного продукта в значительной степени покрывает потребность ряда перерабатывающих отраслей в сырье, причем во многих случаях в высококачественном, подверг­нутом в процессе первичной переработки подготовке (диспергации, обжигу и т. п.). В то же время представляется возможным суще­ственное сокращение потребления природного сырья. В-третьих, при комплексном использовании сырья снижаются удельные капи­тальные затраты и сокращается срок их окупаемости. Снижаются также непроизводительные расходы на основном производстве, свя­занные с удалением и хранением отходов, а вспомогательное про­изводство практически полностью освобождается от транспортныч расходов по доставке сырьч.

Промышленность строительных материалов является потенци­ально безразличным потребителем большинства крупнотоннажных отходов черной н цветной металлургии, зол и шлаков электроэнер­гетики, гипсовых отходов химической промышленности, отходов углеообогашения, горелых и вскрышных пород, отходов камнедо - бычи, стеклобоя, других отходов и вторичных продуктов, которые мо ут и должны использоваться в качестве исходного сырья в этой матсриалоемкой отрасли. Уровень использования промышленных отходов в СССР хотя и является значительным, но к настоящему времени он явно недостаточен и намного ниже возможного.

Многие виды промышленных отходов по своему химико-минера­логическому составу близки к природному сырыо или применяю­щимся полуфабрикатам, а по химической активности преиосходнт пх Это позволяет в ряде случаев снизить энергоемкость производ­ства или получать строительные материалы и изделия с улучшен­ными строительно-эксплуатационными свойствами. ,1 is

Анализ накопленного отечественного и зарубежного опыта сви­детельствует о высокой эффективности вовлечения в сферу произ­водства строительных материалов подавляющего большинства крупнотоннажных отходов промышленности.

Все промышленные отходы можно разделить на две большие группы: минеральные (неорганические) и органические. Минераль­ные отходы имеют наибольшее значение, на их долю падает боль­шая часть отходов, производимых добывающими и перерабаты­вающими отраслями промышленности. Эти отходы и в большей сте­пени изучены.

П. И. Боженовым предложено классифицировать промышлен­ные отходы на три класса: А — продукты, не утратившие природ­ных свойств (карьерные остатки и остатки после обогащения на полезное ископаемое), имеющие химико-минералогический состав и свойства соответствующих горных пород; Б — искусственные про­дукты, полученные при переработке сырья в результате глубоких физико-химических процессов; В — продукты, образовавшиеся в результате длительного хранения отходов в отвалах. Эти три клас­са минеральных или органических отходов неоднозначны с точки зрения их применения в производстве строительных материалов в качестве сырья.

К продуктам класса А относят вскрышные породы, содержащие в достаточно большом количестве каменные горные породы, песок, глины и др.; остатки камнедобычи в виде щебня (гранитного, мра­морного, туфового и пр.), в виде тонкодисперсных порошков, об­разующихся при камнепилении (туфов, мрамора), отходов горно - обогатительных комбинатов. Область применения этих отходов обусловлена агрегатным состоянием, химическим составом, грануло­метрией материалов, физико-механическими свойствами. Преиму­щественно минеральные отходы класса А применяют в качестве за­полнителей и наполнителей бетонов, а также как исходное глини­стое, карбонатное, силикатное сырье для производства различных строительных материалов: керамики, извести, автоклавных мате­риалов.

Продукты класса Б образуются как побочные продукты в ре­зультате физико-химических процессов, протекающих при обычных или чаще высоких температурах. Этот класс промышленных от­ходов характеризуется большим диапазоном возможного примене­ния, чем отходы класса А. К таким продуктам в первую очередь относят металлургические шлаки, золы тепловых электростанций, отработанные катализаторы химической промышленности, шламы после переработки руд (например, алунита) и др. Эти материалы уже активизированы в процессе переработки основного сырья и представляют поэтому весьма ценное для промышленности строи­тельных материалов сырье. Использование этих продуктов рацио­нально прежде всего прн производстве цементов, материалов авто­клавного твердения, когда повышенная реакционная способность исходного сырья дает ощутимый экономический эффект. Например, применение доменного шлака прн производстве шлакопортландце - мента позволяет почти в 2 раза снизить топливно-энергетические затраты на единицу продукции, а себестоимость уменьшить на 25. 30%. Перспективным направлением является применение шла­ков п зол для получения сульфатно-шлаковых, пзвссі коно-шлако- вых, шлакощелочных вяжущих и строительных материалов на их основе. Весьма высока технико-экономическая эффективность полу­чения бесклинкерных вяжущих, перечисленных выше, а также по­лучаемых на основе стекловидных отходов, например «корольков», образующихся при производстве минеральной ваты, щелочного стеклобоя и т. п. Доменные шлаки и золы с успехом используют и для получения искусственных пористых заполнителей (аглопорита, зольного и глинозольного гравия), золы находят применение в про­изводстве строительной керамики, ячеистых бетонов и др.

К весьма ценным продуктам, образующимся в химико-техноло­гических производствах, относят фосфорные шлаки (шлаки элект­ротермического производства фосфора), гнпсосодержащпе и желе­зистые отходы (фосфогипс, борогипс, фосфополугидрат сульфата кальция, фторапгидрит, кремиегнпс, сульфогнпс, ипритные огарки, колошниковую пыль — отход доменного производства, железистый шлам — отход производства анилина).

Потребность промышленности строительных материалов в гип­совом камне в настоящее время превышает 20 млн. т, а в ближай­шем будущем достигнет 37 млн. т, на обеспечение чего потребует­ся значительный объем капиталовложений.

В то же время потребность в этом сырье практически полностью может быть удовлетворена за счет вовлечения в производство гип - сосодержащнх отходов. В 1980 г. в нашей стране ежегодный выход отходов и побочных продуктов, содержащих в основном сульфаты кальция, достиг примерно 20 млн. т. и продолжает увеличиваться. При этом основным продуктом является фосогипс — более 15,5 млн. т. В последнее десятилетие в ряде научно-производствен­ных объединений, научно-исследовательских организаций и вузов разработаны эффективные способы переработки і ипсосодержащих отходов в строительные материалы, большинство из которых широ­ко внедрены в производство либо прошли промышленную провер­ку. Особенно широкие исследования проведены по использованию фосфогипса — самого многотоннажного продукта, содержащего сульфаты кальция. Как показывает практика, использование фос­фогипса приносит существенный экономический эффект. Так, эконо­мия приведенных народнохозяйственных затрат на 1 т продукции составляет в цементной промышленности в качестве минерализато­ра 1,93 руб., в качестве регулятора сроков схватывания цемента — 1,22 руб., в производстве высокопрочного гипса — 7,29 руб.

Установлена возможность переработки фосфогипса в белый це­мент п герп ю кислоту (коми іекспое иронию К тмо) при его непол­ном диссопнлцпп и t іаОопосеї. іпоипіс. іьіюп < рс'м и в условиях

Нагревания до температуры 1200 .1250L'C. Прн этом экономия нрнве - денных затрат на 1 т продукции составляет 6,4 руб. При отсутствии карбонатных пород из фосфогнпса возможно получение серной кис­лоты и извести с экономическим эффектом около 7 руб. на 1 т.

Возможны и другие эффективные пути использования этого про­дукта, например в качестве добавки при производстве красною кир­пича для улучшения сушильных свойств сырца, как заменителя ме­ла в шпаклевочных и других составах, в качестве основного сырья дтя производства высокопористых материалов и др.

Из железосодержащих отходов наиболее широко применяют пи - рнтные огарки В частности, их используют как корректирующую добавку при производстве портландцемента. Для этой цели пригод­ны также колошниковая пыль и железистый шлам.

Примеров эффективного использования отходов и побочных про­дуктов класса Б можно приводить множество. Это фосфорные шла­ки, шлаки никелевого производства, органические отходы, образую­щиеся прн переработке нефти, природного газа, каменного угля, и другие побочные продукты химического производства минерального и органического происхождения. Однако данный раздел учебника имеет целью наглядно показать важность проблемы промышленных отходов как в экологическом, так и в экономическом аспектах, на отдельных особо ярких примерах осветить огромные возможности по применению отходов в качестве сырья промышленности строи­тельных материалов, тем самым привить интерес молодым специа­листам к данной проблеме.

Технология переработки промышпенных отходов более подробно будет освещена в гл. 19, посвященной их использованию для произ­водства высокопорпстых (теплоизоляционных и акустических) ма­териалов и изделий. Однако для более полного освещения проблемы следует подробно остановиться на ее экономических аспектах, от понимания которых зависит правильность выбора направления утилизации тех или иных промышленных отходов.