Глава 13. Источники, классификация и методы переработки твердых отходов

Решение задач охраны недр, снижения потерь полезных ископае­мых при добыче, обогащении и переработке, а также сокращения и упразднения накопления твердых отходов на земной поверхности в значительной степени базируется на реализации массива охаракте­ризованных ниже методов и технологий, обусловливающих в ансам­бле с «основными» технологиями соответствующих производств воз­можность обеспечения существенных достижений на пути комплекс­ного использования минеральных ресурсов. Какое-либо детальное рассмотрение названного информационного массива требует пред­варительного освещения в самых общих чертах источников и причин образования твердых отходов, а также вопросов их классификации.

13.1. Источники и классификация твердых отходов

этим термином понимают разнообразные по составу и физико-химическим свойствам остатки, характеризующиеся потенциальной потребительской ценностью (при­годностью для полезного использования) и являющиеся по своей природе вторичными материальными ресурсами (BMP), использо­вание которых в материальном производстве, как правило, требует определенных дополнительных операций с целью придания им необ­ходимых свойств или четкой фиксации этих свойств.

Накопление значительных масс твердых отходов во многих от­раслях промышленности обусловлено существующим уровнем тех­нологии переработки соответствующего сырья и недостаточностью его комплексного использования. Удаление отходов и их хранение являются дорогими мероприятиями (1,5-8 руб/т) в ценах на 1990 год. На металлургических производствах СССР, ТЭС и углеобогатитель­ных фабриках затраты на них составляли примерно 8-30% стоимос­ти производства основной продукции. Между тем, в отвалы и шламохранилища ежегодно поступают огромные массы вскрышных по­род и отходов обогащения и переработки минерального сырья. По имеющимся оценкам, на территории стран СНГ в них накоплены де­сятки миллиардов тонн различных горных пород (известняков, квар­цитов, доломитов, огнеупорных глин, каолинов, песчаников и др.), более 1,2 млрд.т золошлаковых отходов ТЭС, 580 млн.т металлурги­ческих шлаков, 350 млн.т галита, 200 млн.т фосфогипса и значитель­ные количества других (часто ценных и дефицитных) материалов. Наряду с этим уровень оперативной утилизации отходов является низким: в хозяйственный оборот вовлекается только пятая часть шлаков цветной металлургии, 10-12% золошлаковых отходов и фос­фогипса, менее 4% отходов углеобогащения, что ведет к нараста­нию массы складируемых отходов.

В то же время значительная часть твердых отходов промыш­ленных предприятий может быть эффективно использована в народ­ном хозяйстве. Так, строительная индустрия и промышленность стро­ительных материалов стран СНГ ежегодно добывают и потребляют около 3,5 млрд.т нерудного сырья, большая часть которого может быть заменена промышленными отходами. Задача утилизации пос­ледних тем более актуальна, что организация производства продук­ции на их основе требует затрат в 2-3 раза меньше, чем для соот­ветствующих производств на основе специально добываемого при­родного сырья. Кроме того, увеличение комплексности использования минерального сырья при одновременном решении задач защиты био­сферы способствует сокращению потребления ряда его видов. В СССР экономия 1% соответствующих видов минерального сырья была равноценна в 70-е - 80-е годы дополнительному вовлечению в производство сырья, необходимого для получения около 1 млн.т ста­ли, примерно 6,5 млн.т угля и 4,9 млн.т нефти, до 6 млрд. м³ природ­ного газа и 15 млрд. кВт*ч электроэнергии.

Источники возникно­вения твердых отходов в материальном производ­стве иллюстрируются схемой (рис. III-1). Конк­ретные причины их обра­зования весьма многооб­разны, причем некоторые из них могут быть без значительных издержек достаточно легко и быс­тро устранены, для устра­нения других, напротив, требуются продолжи­тельные исследования и крупные затраты.

В настоящее время отсутствует общая науч­ная классификация твер­дых отходов промышлен­ности, охватывающая все их многообразие по тем или иным принципам, что, очевидно, объясняется широтой их номенклату­ры даже в рамках одного предприятия (например, на бывшем Северодонецком ПО «Азот» образуется 178 видов твердых отходов) и еще неза­вершенной работой по составлению кадастров отходов по предприя­тиям, подотраслям, отраслям, министерствам и ведомствам. Суще­ствующие классификации твердых отходов весьма многообразны и в большинстве своем односторонни. Так, твердые отходы классифи­цируются по отраслям промышленности (отходы химической, ме­таллургической, топливной и других отраслей) или их группам, по кон­кретным производствам (например, отходы сернокислотного, содо­вого, фосфорнокислотного и др. производств), по тоннажности, степени использования, ценностным показателям, воздействию на окружаю­щую среду, способности к возгоранию, коррозийному воздействию на оборудование и тому подобное.

Рис. III-1. Источники возникновения твердых отходов в материальном производстве

Многообразие видов твердых отходов, значительное различие состава даже одноименных отходов в большой степени усложняют задачи их утилизации, вызывая в ряде конкретных случаев необхо­димость изыскания своеобразных путей их решения. Тем не менее для большинства основных видов крупнотоннажных твердых отхо­дов в настоящее время разработаны и частично реализуются опи­санные ниже экономически целесообразные технологии их утилиза­ции. В то же время различные технологии рекуперации твердых от­ходов в своей основе базируются на ряде методов, совокупность которых обеспечивает возможность утилизации BMP или их перера­ботки в целевые продукты.