Комплексная переработка минерального и органического сырья

Проблема охраны природы - одна из важнейших задач современного общества. Ее решение немыслимо без рационального использования мине­рального и органического сырья. Динамика производства минеральных строительных материалов позволяет прогнозировать выпуск их в России в 2000-2010 г. в объеме 6-8 млрд. т. Для обеспечения такого объема производ­ства строительных материалов необходимо добыть и переработать минераль­ное сырье в количестве 15—20 млрд. т, что приведет к образованию 9,0 млрд. т отходов промышленности [1].

Прогрессивность технологий Рыбьевым И.А. рекомендуется оценивать по степени использования научно-теоретических, технических достижений, разновидности сырьевых материалов, экономии топлива, решения экологиче­ских проблем [2].

На транспортирование минеральных строительных материалов прихо­дится около 25% железнодорожных, 50%- речных и более 60%- автомобиль­ных перевозок; в целом - более 30% суммарного количества грузов, перево­зимых всеми видами транспорта.

Для производства строительных материалов сырьевой кладовой является земная кора, твердая минеральная масса которой без учета воды состоит из сравнительно небольшого числа оксидов, причем на долю семи главных ок­сидов приходится 97% (табл. 1.3).

Таблица 1.3 Содержание главнейших оксидов [ 1 ]

Отметим, что более высокое содержание в продуктах производства S1O2, СаО, РегОз и Na2O по сравнению со средним составом земной коры объясня­ется технологической ролью, которую играют эти оксиды в промышленности. Исходя из условий толщины земной коры в 16 км осадочная свита составит около 5%, а на долю магматических пород придется 95%. Для промышлен­ных целей используются только верхние слои земной коры - менее 2 км, что

вносит существенные изменения в соотношение оксидов за счет повышения доли осадочных пород.

Рациональное использование минерального сырья включает два само­стоятельных направления:

комплексное использование сырья путем разработки новых, замкнутых технологических схем на проектируемых предприятиях с полным использо­ванием всех попутных продуктов на основе современных достижений науки и техники;

использование отходов промышленности, накапливающихся в отвалах и представляющих собой техногенное сырье, переработка которого требует до­полнительных средств.

Обычно технологический процесс организуется так, чтобы обеспечить получение основного продукта должного качества, на качество же попутного продукта не обращается внимания, его списывают, транспортируют в отвалы, куда одновременно направляют различные отбросы, что ведет к пестроте технических характеристик. Строительство и его материальная база - про­мышленность строительных материалов являются наиболее материальными отраслями, размещенными повсеместно, что ставит их в особое положение при решении «опросов комплексного использования минерального и органи­ческого сырья.

Наиболее широкомасштабной областью применения минеральных по­путных продуктов промышленности и отходов являются производство вяжу­щих, пористых и плотных заполнителей для бетонов, керамических, стеколь­ных строительных материалов.

С позиции экологии приоритет принадлежит производственной деятель­ности общества (технология, транспорт, быт и т.п.), обеспечивающей боль­ший выход продукции при меньших безвозвратных потерях сырья, энергии и времени на единицу необходимого обществу продукта. Каждый из этих пока­зателей имеет свой конкретный измеритель: сырье - тонны, килограммы; энергия - калории, джоули; время - минуты, часы. В качестве экологической характеристики технологии И.А. Рыбьевым [2] предлагается ЭХТ:

масса продукта полезный расход энергии необходимое время

ЭХ! =-----------------------+---------------------------------- +-------------------------- (1.1)

расход сырья фактический расход фактическое время

Следовательно, экологическая характеристика технологии - ЭХТ скла­дывается из фактического расхода сырья, энергии и времени на единицу про­дукции: степени использования природного сырья - выхода готовой продук­ции; материальных и энергетических потерь производства, длительности производственного процесса.

Каждое из слагаемых ЭХТ имеет свои особенности с позиций управле­ния их количественным значением. Значение первого слагаемого - материа-

лоемкость, определяется качественными характеристиками исходного сырья и зависит, главным образом, от содержания в нем Н₂О, СО2, SO3 и других га­зов, удаляемых в процессе производства, а также механическими потерями сырья и готового продукта (пыль, брак, отходы формовки и др.). Механиче­ские потери характеризуют уровень организации производства и в известной степени управляемы. Удаление газовой составляющей для конкретного сырья - величина постоянная, ее качественные характеристики существенно влияют на атмосферу. Поэтому при выборе исходного сырья предпочтение следует отдавать сырью, не содержащему газовой составляющей. Этому требованию удовлетворяет техногенное сырье: шлаки, золы, шламы и хвосты обогащения изверженных горных пород. Числитель второго слагаемого ЭХТ величина постоянная и соответствует необходимым теоретическим энергетическим за­тратам, знаменатель характеризует уровень организации энергетического хо­зяйства конкретного завода. Третье слагаемое - время - характеризует общий уровень технической культуры производства, имеет также экономическое значение, поскольку сокращение времени способствует оборачиваемости де­нежных средств. Значение ЭХТ всегда меньше 3, но чем больше его значе­ние, тем совершеннее технология, выше организация производства и меньше экологический ущерб природе. Из сказанного следует приоритетная значи­мость техногенного сырья, свободного от газовой составляющей, на получе­ние которого уже израсходованы: сырье, энергия и время.

Для более полной экологической характеристики кроме основных тех­нико-экономических показателей необходимо определять содержание радио­активных, канцерогенных и других опасных для здоровья примесей в твер­дых, жидких попутных продуктах и выделяющихся в атмосферу газах. Со­держание этих веществ ограничено международными нормами и правилами.

Вовлечение в производственные циклы отходов производства - важней­шая составляющая стратегии рационального ресурсопользования, направлен­ной на обеспечение динамичного развития и повышения эффективности про­изводительных сил общества, защиты окружающей природной среды.

В рыночных условиях хозяйствования единственным стимулятором применения вторичного сырья может служить экономическая заинтересован­ность как индивидуального производителя, так территориально-производственных комплексов в целом. Однако, без сочетания интересов предприятий с интересами региона, решение задач эффективного использо­вания вторичного сырья в условиях хозяйственной самостоятельности терри­тории представляется нереальным. Реальные условия безотходности произ­водства могут быть созданы только в рамках достаточно крупных производ­ственно-хозяйственных систем с многоотраслевой структурой при осуществ­лении глубокой межотраслевой кооперации в исследовании первичного сы­рья и отходов производства. При этом отходы одного производственного

комплекса могут служить ценным и эффективным (по сравнению с первич­ным) сырьем для другого комплекса этого же региона.

Научно-технический прогресс (а через него все сферы производства) должны быть подчинены главному принципу - все перерабатывается, исполь­зуется, нейтрализуется, возвращается в производственный процесс; за его пределы выходит только товарная продукция, пользующаяся спросом, а в природную среду выводится минимизированное количество нейтральной к ней материальной массы.

Проведенный анализ объемов образования вторичного сырья по маши­ностроительной отрасли показывает безусловную целесообразность их вовле­чения в производственный цикл и использования в качестве важного компо­нента сырьевой ресурсной базы строительного комплекса.

В результате вовлечения в производственные процессы вторичных ре­сурсов получаемый экономический эффект имеет дифференцированное зна­чение. С одной стороны, предотвращается ущерб окружающей среде АЦ по i-му виду отходов; с другой стороны может быть получен прирост прибыли или дополнительной продукции в результате мобилизации вторичных ресур­сов Р, т.е.

(1.2)

Сопоставление затрат на сокращение объемов отходообразования и по­лученного от этого результата и соотнесение результирующей величины с за­данным объемом дают в итоге экономический эффект по проводимой техни­ческой переориентации производства на мобилизацию отходов:

(1.3)

где F - эколого-экономический эффект от сокращения ущерба в окружающей природной среде при утилизации отходов; эколого-экономический эффект от сокращения ущерба в окружающей природной среде F вы­ражается величиной предотвращенного ущерба П, т.е. F = П;

Р - непосредственный результат (эффект) утилизации отходов;

Z - затраты на мобилизацию (утилизацию) отходов;

Q - количество утилизируемого отхода.

При этом эколого-экономический ущерб определяется как потерями природных ресурсов, обусловленных ухудшением состояния окружающей среды вследствие негативного влияния на него отходов производства, также и затратами на восстановительную и компенсационную деятельность. Вели-

чина предотвращенного ущерба П в результате утилизации i-ro вида отхо­дов равна разности между расчетным У₁ и остаточным ущербом У₂.

(1.4)

Наряду с попутными продуктами неиспользуемыми и неутилизируемы-ми являются отходы жизнедеятельности людей, величины которых постоян­но увеличиваются. Утилизация отходов жизнедеятельности людей приобре­тает особое значение в крупных городах. Отмечается, что в Москве за год в виде отходов накапливается более 16 тыс. т пластмасс, 200 тыс. т металла, 12 тыс. т резино-технических изделий, около 7 тыс. т текстиля. Крупной про­блемой утилизации органических материалов является проблема, связанная с покрышками от автомобилей. Запасы данных изделий год от года постоянно увеличиваются, а проблема утилизации остается открытой. Наиболее реаль­ным путем решения этой проблемы является использование отслуживших свой срок резиновых покрышек в виде заполнителей в асфальтобетоне.

В связи с увеличением использования пенопластов в строительстве для теплоизоляции зданий появилась новая проблема: замена данных материалов после выхода их из строя. Эта проблема обусловлена тем, что через 15-20 лет эксплуатации свойства полимерных теплоизоляционных материалов снижа­ются, они претерпевают необратимые линейные и объемные изменения. Ак­туальность этой проблемы будет расти по мере увеличения их применения и приближения сроков потери эксплуатационных свойств. Вот почему особен­но важным является разработка теплоизоляционных конструкций, позволяю­щих замену отслуживших свой срок полимерных материалов.

Поиск по сайту: