Особенности формирования свойств техногенного сырья

Классификации техногенных отходов

Отходов и ТБО

Часть 1. Основные технологии переработки промышленных

В настоящее время в условиях непрерывного развития промышленного производства перспективы могут иметь только технологические системы, которые в состоянии использовать все добываемое сырье и, в том числе, техногенные отходы. Основы создания таких систем в настоящее время только закладываются. Проблема усугубляется еще и тем, что запасы качественного природного сырья резко сокращаются, поиск и разработка новых месторождений приводит к новому витку экологических задач в регионах, возрастают транспортные расходы, дорожает и становится нерентабельной выпускаемая продукция. Решение в этом случае может быть только одно – стабилизация и повышение качества техногенных продуктов, как сырья для различных отраслей промышленности и, прежде всего строительной отрасли, являющейся крупнейшим потребителем нерудного сырья. Совершенствование технологии, ресурсосбережение в производстве невозможно без научного обоснования возможных колебаний свойств техногенных продуктов, определения направлений их эффективного использования, повышения качества выпускаемой продукции на их основе.

При выработке основных направлений использования и переработки техногенных отходов следует объединить отдельные группы отходов на основе общности химического состава, свойств, технологий их получения и переработки. Это позволит разработать более универсальные технологии переработки и получать отходы с заданным комплексом свойств, а в дальнейшем и прогнозировать свойства композиционных материалов на их основе.

Рассмотрим наиболее простую классификации техногенных отходов, в зависимости от их химического состава (рис.1).

Органические отходы (высокомолекулярные соединения и пластмассы, резинотехнические, древесные, бумажные и целлюлозно-тканевые отходы) могут быть, как правило, полностью утилизированы в тех отраслях, где были произведены. Кроме того, они могут быть использованы, например, как наполнители для производства облегченных строительных материалов (арболита, гипсоволокнистых изделий, полимербетонов и т.д.). Объемы образования этих отходов часто невелики и при нормальной организации процесса утилизации могут оказаться даже в дефиците. Некоторые технологии переработки подобных отходов приведены в разделе 1.7. Органические отходы сельскохозяйственного производства и пищевой промышленности могут и должны перерабатываться с использованием уже существующих экологически чистых, безотходных биотехнологий.

Рис. 1. Классификация твердофазных техногенных отходов по химическому составу

Из неорганических отходов в отдельную группу следует выделить весьма ценные металлосодержащие отходы. В основном, это лом цветных и черных металлов, который может быть переработан лишь в регионах, обладающих достаточно мощными металлургическими и машиностроительными производственными комплексами. Однако вопросы транспортировки к месту утилизации в настоящее время легко решаются из-за относительно высокой стоимости вторичного лома металлов. При этом существенные проблемы могут возникнуть только при переработке малогабаритного, многокомпонентного лома. В этом случае требуется разработка систем разделения, концентрирования отдельных металлов на основе пиро-, гидро- и электрометаллургических методов. Некоторые из них будут показаны далее при рассмотрении вопроса переработки металлосодержащих отходов в разделе 1.6.

Основную часть отходов как по тоннажу (иногда десятки миллионов тонн в год), так и по ассортименту занимают неорганические неметаллические отходы. Классификация этих материалов, определение направлений наиболее эффективных технологий переработки и использования возможно только при учете особенностей происхождения, техногенеза и т.д. Одним из эффективных направлений использования подобного сырья является промышленность строительных материалов. Однако на пути широкого и повсеместного использования техногенных отходов в промышленном производстве имеется ряд трудностей, преодоление которых возможно только при решении основного вопроса материаловедения – направленного формирования свойств техногенного сырья и готовой продукции на их основе.

Использование промышленных отходов вносит в технологию определенную долю нестабильности, которая может отражаться на качестве выпускаемой продукции. В отличие от природного сырья, свойства которого определяются, в основном, геологическими условиями формирования, их генезисом, на характеристиках техногенных отходов дополнительно отражается вся их технологическая предыстория (техногенез). Разработанная П.И. Боженовым [24] классификация побочных продуктов промышленности в значительной степени определяется условиями их формирования. В ней автор предлагает выделять попутные продукты класса А - не утратившие природных свойств (вскрышные породы, хвосты обогащения и т.д.), класса Б - искусственные продукты, полученные в результате глубоких физико-химических процессов, и класса В - продукты, образовавшиеся в результате длительного хранения в отвалах.

Особая сложность использования отходов как по П.И. Боженову, так и по мнению ряда других авторов, заключается в том, что побочные продукты промышленности имеют существенную техногенную неоднородность, в значительной степени отражающуюся на свойствах готовых изделий и, в том числе, строительных материалов. Поэтому широкое внедрение техногенных продуктов в производство требует разработки более детальных классификаций отходов как потенциального сырья, учитывающих не только условия формирования, но характер изменения их свойств, а также рекомендуемые технологии переработки и использования.

Дата добавления: 2014-11-07