Многотоннажные техногенные отходы

Содержание

Главными поставщиками многотоннажных промышленных отходов являются черная и цветная металлургия, электроэнергетика, химическая промышленность, добывающая промышленность.

Основные направления хозяйственного использования многотоннажных техногенных отходов

Отходы добычи и обогащения полезных ископаемых (угольной промышленности, черной и цветной металлургии, химической промышленности)

Виды отходов добычи и обогащения полезных ископаемых

  •  Вскрышные породы открытой добычи
  • Вмещающие породы шахтной добычи
  • Порода, шламы, хвосты обогащения (флотации)
  • Шахтные воды
  • Газообразные выбросы

Отрасли, в которых образуется основная масса отходов добычи и обогащения

  • Угольная промышленность
  • Черная металлургия
  • Цветная металлургия
  • Химическая промышленность (включая производство минеральных удобрений)

Виды отходов добычи и обогащения каменного угля и нормативы их образования

·       Вскрышные породы 36-40 тыс. куб. м/т угля
·       Вмещающие породы 110-150 куб. м/т угля
·       Отходы углеобогатительных фабрик (хвосты обогащения)  

100-120 куб. м/т угля

Состав сырьевых компонентов в отходах добычи и обогащения каменного угля

  • Горючий материал (угольная крошка, угольная пыль, водоугольная взвесь)
  • Природный камень (каменный материал)
  • Гравий, песок
  • Глинистые породы (глины, коалиты, оргиллиты, суглинки)

Направления возможного использования отходов добычи и обогащения каменного угля

  • В черной металлургии – (горелые глинистые породы) для производства огнеупоров и в качестве компонента в технологии подготовки железно-рудного сырья
  • В строительной промышленности – для производства агломерата, кирпича, керамзита, железобетонных изделий и др.
  • В строительстве – в качестве строительного материала для сооружения оснований (фундаментов) зданий и дорог
  • В химической промышленности – в качестве компонента при получении сернистых соединений
  • В черной и цветной металлургии – в качестве сырья и сырьевых добавок при производстве кремне-алюминиевых сплавов, карбидкремниевых материалов, кислородных соединений алюминия и др.
  • В газовой и нефтедобывающей промышленности – (хвосты обогащения) для приготовления тампонажных растворов
  • В сельском хозяйстве – в качестве удобрений и добавок к ним

Отходы добычи и обогащения железных и марганцевых руд и нормативы их образования

·Нормативы образования отходов зависят от процентного содержания железа и марганца в исходном сырье, глубины залегания рудного сырья и др. подобных факторов
·       Вскрышные и вмещающие породы 60-70 % от объема извлекаемой горной массы
·       Хвосты сухой магнитной сепарации при обогащении железных руд 5-12 % от переработанной

руды

·       Хвосты мокрой магнитной сепарации при обогащении железных руд 35-80 % от переработанной

руды

·       Хвосты мокрой магнитной сепарации при обогащении марганцевых руд

 

до 6 % от переработанной

руды

·       Отходы флотации и дешламации при обогащении марганцевых руд до 45 % от переработанной

руды

Состав сырьевые компонентов отходов добычи и обогащения железных и марганцевых руд

  • Остатки невыбранных компонентов железных и марганцевых руд (от 2 до 16 % от уровня первичного извлечения)
  • Окисленные мартитовые кварциты
  • Силикат, карбонат
  • Природный камень (каменный материал)
  • Гравий, песок
  • Глинистые породы

Направления возможного использования отходов добычи и обогащения железных и марганцевых руд

  • В черной металлургии – для дальнейшей переработки и доизвлечения полезных компонентов
  • В строительстве – в качестве замены щебня, песка или в дополнение к ним

Отходы добычи и обогащения руд цветных металлов и нормативы их образования

·       Вскрышные породы при добыче бокситов для производства алюминия до 320 куб. м /т бокситов
·       Вскрышные породы при добыче нефелинового сырья для производства алюминия до 4-5  тыс. куб. м /т нефелинового сырья
·       Шлам (спекальный, «Байеровский) при производстве глинозена до  7 т/т глинозема
·       Вскрышные породы при добыче медно-цинковых руд 17-19 куб. м/ т руды
·       Хвосты обогащения медно-цинковых руд (производство медного концентрата) 80-88 куб. м/ т медного концентрата
·       Хвосты обогащения медно-цинковых руд (производство цинкового концентрата) 100-114 куб. м /т цинкового концентрата
·       Вскрышные породы при добыче медно-никелевых руд 18-19 куб. м/ т кондиционного рудного сырья
·       Хвосты обогащения медно-никелевых  руд (производство никелевого концентрата) 90-98 куб. м/ т никелевого концентрата

Состав сырьевые компонентов отходов добычи и обогащения руд цветных металлов

  • Остатки невыбранных компонентов руд цветных металлов (приравниваются к бедным и труднообогатимым рудам с содержанием ценных компонентов от 2 до 40% от уровня первичного извлечения)
  • Сопутствующие компоненты руд черных, драгоценных и редкоземельных металлов
  • Компоненты апатито-нефелиновых, фосфоритных и других сырьевых элементов для химической промышленности

Направления возможного использования отходов добычи и обогащения руд

  • В черной и цветной металлургии – для повторной переработки и извлечения из них руд черных, цветных, драгоценных и редкоземельных металлов
  • В черной металлургии – в качестве дополнительного, (а в некоторых случаях единственного)  источника сырья  марганцевых руд, сырья для получения легированных железных порошков, легированных окисленных окатышей и других ценных материалов
  • В строительной промышленности – в качестве глинистого компонента при производстве белых цементов, строительного гипса
  • В сельском хозяйстве – в качестве удобрений
  • В горно-рудной промышленности – для гидравлической закладки выработанных пространств шахт и рудников
  • В машиностроении и металлообработке – в технологии производства (кварцевые пески) литых чугунных и стальных изделий

Отходы добычи и обогащения рудного сырья  химической промышленности и нормативы их образования

·       Вскрышные породы при добыче руд, содержащих серу 0,5-0,6 т/т рудного сырья
·       Хвосты флотации при обогащении серных руд 4,0-5,3 т/т обогащенного рудного сырья
·       Вскрышные породы при добыче руд, содержащих магний 2,0-2,2 т/т рудного сырья
·       Вскрышные породы при добыче апатитовых и фосфоритовых руд 5 т/т

рудного сырья

·       Хвосты флотации при производстве апатитового концентрата 1,7 т/т

концентрата

·       Хвосты флотации и отходы промывки фосфорного сырья при производстве флотационного и мытого фосфорного концентратов 2-5,2 т/т

концентрата

Состав  сырьевых компонентов отходов добычи и обогащения рудного сырья химической промышленности

  • Остатки невыбранных компонентов апатито-нефелиновых фосфоритных, боратовых руд, серы и других сырьевых продуктов (от5 до 50% от уровня первичного извлечения)
  • Суглинки и неогеновые глины
  • Природный камень, гравий, песок
  • Гравийно-песчаная смесь в чистом виде и в смеси со щелочными компонентами, известняком, гипсом суглинками и др. глинистыми материалами
  • Гипс, гипсовый камень, известняк
  • Глинистые материалы, включая соленостную глину

Направления возможного использования отходов добычи и обогащения рудного сырья химической промышленности

  • В химической (горно-химической) промышленности – для повторной переработки и доизвлечения полезных компонентов, а также в качестве закладочного материала выработанного пространства шахт и рудников
  • В цветной промышленности – для повторной переработки и извлечения компонентов цветных металлов
  • В строительстве и промышленности строительных материалов – в качестве строительного материала для сооружения оснований зданий, дорог, в качестве материала для изготовления железо-бетонных изделий, керамической продукции и др.
  • В сельском хозяйстве – в качестве минерального удобрения

Золы и шлаки ТЭС

Общие сведения

·       Доля тепловых электростанций, работающих на твердом топливе до 75%
·       Применяемое твердое топливо уголь

сланцы

торф

·       Количество накопленных золошлаковых отходов около 1, 1 млрд. т

Нормативы образования

  • Нормативы образования золошлаковых отходов зависят от вида сжигаемого топлива, его зольности, используемого технологического оборудования (турбин, котлоагрегатов) и эффективности работы установленных на нем золоулавителей
  • Составляют от 70 -76 (фрезерный торф) до 500-570 (свердловский уголь и сланцы) кг на тонну сжигаемого топлива

Состав сырьевых компонентов зол и шлаков ТЭС 

  • В зависимости от вида и сорта сжигаемого топлива имеют различную зольность (от 10% до 50%) и не одинаковый химический состав
  • Содержат от 30% до 60% оксидов кремния, от 25% до 60% оксидов кальция, а также оксиды алюминия
  • Обладают высокой гидравлической активностью и могут использоваться как вяжущий материал

 Направления возможного использования зол и шлаков ТЭС

  • В промышленности строительных материалов – для производства автоклавных изделий, в качестве кальциево-силикатной составляющей при производстве цемента
  • В строительстве вместо строительного песка и в качестве заполнителя
  • В сельском хозяйстве – в качестве удобрений и раскислителя почв

Шлаки черной металлургии

Нормативы образования и состав сырьевых компонентов доменных шлаков

  • Нормативы образования 300-352 кг/т чугуна
  • Химически высокоосновны, с наличием в примесях окислов кремния (до 42%), кальция (до 46%), а также фосфора и алюминия
  • Содержит компоненты серы
  • Характеризуются высокой связывающей способностью и устойчивостью в агрессивных средах

 Направления возможного использования доменных шлаков

 В промышленности строительных материалов – для производства гранулированного шлака, щебня, пемзы, шлаковаты, литых железобетонных изделий (брусчатки) и др. строительных материалов

Нормативы образования и состав сырьевых компонентов сталеплавильных шлаков

  • Нормативы образования 113 – 170 кг/ т стали
  • Неоднородные по своему составу, могут содержать фосфор (фосфатные шлаки), известь
  • Химически высокоосновны

Направления возможного использования сталеплавильных шлаков

  •  В промышленности строительных материалов – для производства щебня, шлаковой мелочи, шлако-известковой муки, шлаковаты и др. строительных материалов
  • В сельском хозяйстве – в качестве удобрений (шлаки фосфатные, шлакоизвестковая мука)

Фосфогипс

Общие сведения

  • Является основным отходом в химической промышленности при производстве экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК) на основе фосфатов, апатитов и фосфоритов
  • Количество накопленного фосфогипса до 140 млн. т
  • Представляет собой сернокислый кальций (дигидрат или полугидрат) с содержанием Р2О5 (до 1%), окислов магния, марганца, железа, меди, лития, стронция, бария и др. редких элементов

Нормативы образования

·       При производстве ЭФК из апатитов дигидратным способом 5,6 т/т продукции

(4,24 т сухого фосфогипса)

·       При производстве ЭФК из апатитов полугидратным способом 4,5 т/т продукции

(3,6 т сухого фосфогипса)

·       При производстве ЭФК из фосфоритов 7,3 т/т продукции

(5,43 т сухого фосфогипса)

 Направления возможного использования

  •  В цветной и химической промышленностях –  для повторной переработки и извлечения редких металлов и других ценных компонентов
  • В строительстве и промышленности строительных материалов – для производства гипсового вяжущего вещества и строительных изделий из него; в качестве минерализатора при производстве цемента; в качестве вяжущего готового вещества и заполняющего материала при прокладке дорог
  • В газовой и нефтедобывающей промышленностях – для тампонажа закрытых скважин и выработанных пластов
  • В сельском хозяйстве – для химической мелиорации солончаковых почв

Галитовые отходы

Общие сведения

  • Основной отход производства калийных удобрений на основе сильвинитового сырья
  • Накапливается в солеотвалах и глинистосолевых шламонакопителях
  • Содержат до 95 % хлористого натрия
  • Нормативы образования 2,5 – 3,0 т/т  продукции
  • Количество накопленных около 200 млн. т галитовых отходов

 Направления возможного использования

  • В химической промышленности – в качестве дополнительного сырья при производстве минеральных удобрений при повторной переработке  глинисто-солевых галитовых шламов
  • Используется как исходное сырье для производства технической, кормовой и пищевой (поваренной) соли, соды, хлора
  • В добывающей промышленности – для закладки выработанных пространств шахт, для приготовления солевых и глинистых материалов при промывке и тампонапже буровых скважин

Пиритные огарки

 Общие сведения

  •  Является основным отходом производства серной кислоты методом обжига серного колчедана (пиритных концентратов)
  • Норматив образования 0,1 – 0,9 т/т моногидрата серной кислоты
  • Количество накопленных пиритных огарков свыше 16 млн. т
  • Содержат в своем составе железо (до 60%), медь, свинец, цинк, золото, серебро

 Направления возможного использования пиритных ограков

  • В черной и цветной металлургии –  для извлечения железа, цветных и благородных металлов
  • В черной металлургии – в качестве компонента при производстве огнеупоров
  • В цветной металлургии – в качестве железного флюса при выплавке свинца
  • В промышленности строительных материалов – в качестве железосодержащего компонента в составе цементной шихты при производстве цемента
  • В стекольной промышленности – в качестве железного красителя

Лигнин

Общие сведения

  • Представляет собой твердый (пастообразный) остаток после обработки древесины или другого растительного сырья раствором серной кислоты
  • Содержит измененный (после химической реакции) лигнин растительной клетки, моносахара, минеральные и органические кислоты, зольные элементы
  • Соотношение перечисленных компонентов зависит от применяемого сырья и колеблется в широких пределах
  • Имеет способность переходить в вязкопластичное состояние, богат азотом (0,5 кг своб. азота на тонну)
  • Норматив образования 0,3-0,4 т/т продукции  гидролизного производства
  • Количество накопленного лигнина около 3 млн. т

 Направления возможного использования

  • В химической и пищевой промышленностях – в качестве сырьевого продукта для производства фурфурола, очищающего и обесцвечивающего вещества
  • В качестве сорбента для технологий очистки по типу активных углей
  • В сельском хозяйстве – в качестве органического удобрения в сочетании с известью и другими добавками
  • Как топливо (в брикетах) для бытовых и технических нужд

Отработанные формовочные смеси (горелая земля)

Общие сведения

Норма расхода формовочных смесей (по песку) до 1 т/т литья
Состав отработанных формовочных смесей (шлаков, горелой формовочной смеси- «горелой земли») Кварцевые пески

Вяжущий материал (жженое стекло, битумные смеси, полимерный материал и т.п.)

Мелкие частицы металла и его шлаков

Остатки несгоревшего угля и его зольные отходы

Остатки травильных растворов (на основе кислот)

Возможные направления вторичного использования отработанных формовочных смесей зависит от применяемых технологий выплавки готовых деталей, метода отделения («выбивки») использованных форм от деталей и способов регенерации песков

·       Сухая «выбивка» – механический метод отделения форм
·        Мокрая «выбивка» – гидромеханический или химический метод отделения форм
·       Сухая регенерация – основана на механической обработке отработанных формовочных смесей
·       Мокрая регенерация – механическая, физико-химическая (растворение в среде), химическая (при реакции среды с крепителем смеси)

Направления возможного использования отработанных формовочных смесей (горелой земли)

  •  В литейном производстве – для повторного (после их регенерации) использования в приготовлении новых формовочных смесей
  • В строительстве – для замены чистого песка, гравия, керамзита, а также в качестве заполнителей в бетонные смеси при сооружении оснований зданий и прокладке дорог
  • В промышленности строительных материалов – для изготовления различных строительных изделий (строительных стеновых блоков, железнобетонных конструкций, в качестве активных минеральных и корректирующих кремнеземистых добавок при производстве цементов)

Осадки и шламы очистных сооружений

Общие (краткие сведения)

  • Осадки и шламы ОС промышленных сточных вод
  • Осадки и шламы ОС городских (коммунальных) сточных вод

Физико-химический состав и нормативы образования осадков и шламов ОС зависят от видов промышленного производства, их наличия в городской черте с учетом эксплуатации единых или отдельных (автономных для промышленных предприятий) очистных сооружений, а также применяемых на ОС технологий очистки сточных вод.

Содержат в своем составе ионы различных металлов (в т.ч. – тяжелых), их соли и микрочастицы, различные органические и неорганические вещества (соединения), бытовой мусор, песок, канализационный ил, биогаз.

Степень обезвреживания осадков и шламов ОС предопределяет возможные направления их практического использования.

Направления возможного использования осадков и шламов очистных сооружений

  1. В химической промышленности и металлургии – для повторной переработки и извлечения из них ценных сырьевых компонентов (в большинстве случаев относится к осадкам и шламам ОС промышленных предприятий)
  2. В строительстве и промышленности строительных материалов – в качестве строительного материала для сооружения оснований зданий, дорог, в качестве компонента для изготовления различных строительных изделий
  3. В сельском хозяйстве и в производстве удобрений – качестве органо-минеральных удобрений и добавок к ним
  4. Для получения биогаза (в том числе при одновременном получении высококачественных органо-минеральных удобрений)