МУ к ПЗ №2

3.Методические указания к практическому занятию №2

Источники, классификация и методы переработки

твердых отходов

Решение задач охраны недр, снижения потерь полезных ископае- мых при добыче, обогащении и переработке, а также сокращения и упразднения накопления твердых отходов на земной поверхности в значительной степени базируется на реализации массива охаракте- ризованных ниже методов и технологий, обусловливающих в ансам- бле с «основными» технологиями соответствующих производств воз- можность обеспечения существенных достижений на пути комплекс- ного использования минеральных ресурсов. Какое-либо детальное рассмотрение названного информационного массива требует пред- варительного освещения в самых общих чертах источников и причин образования твердых отходов, а также вопросов их классификации.

Источники и классификация твердых отходов

Строгого, однозначного определения понятия «отходы производ- ства» не сформулировано. Обычно под этим термином понимают разнообразные по составу и физико-химическим свойствам остатки, характеризующиеся потенциальной потребительской ценностью (при- годностью для полезного использования) и являющиеся по своей природе вторичными материальными ресурсами (BMP) , использо- вание которых в материальном производстве, как правило, требует

определенных дополнительных операций с целью придания им необ- ходимых свойств или четкой фиксации этих свойств.

Накопление значительных масс твердых отходов во многих от- раслях промышленности обусловлено существующим уровнем тех- нологии 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 углеобогатитель- ных фабриках затраты на них составляли примерно 8-30% стоимос- ти производства основной продукции. Между тем, в отвалы и шла- мохранилища ежегодно поступают огромные массы вскрышных по- род и отходов обогащения и переработки минерального сырья. По имеющимся оценкам, на территории стран СНГ в них накоплены де- сятки миллиардов тонн различных горных пород (известняков, квар- цитов, доломитов, огнеупорных глин, каолинов, песчаников и др.), более 1,2 млрд.т золошлаковых отходов ТЭС, 580 млн.т металлурги- ческих шлаков, 350 млн.т галита, 200 млн.т фосфогипса и значитель- ные 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 фос- фогипса, менее 4% отходов углеобогащения, что ведет к нараста- нию массы складируемых отходов.

В то же время значительная часть твердых отходов промышленных

предприятий может быть эффективно использована в народном

хозяйстве:

так, например, строительная индустрия и промышленность стро- ительных материалов стран СНГ ежегодно добывают и потребляют около 3,5 млрд.т нерудного сырья, большая часть которого может быть заменена промышленными отходами. Задача утилизации пос- ледних тем более актуальна, что организация производства продук- ции на их основе требует затрат в 2-3 раза меньше, чем для соот- ветствующих производств на основе специально добываемого при- родного сырья. Кроме того, увеличение комплексности использова

ния минерального сырья при одновременном решении задач защиты

биосферы способствует сокращению потребления ряда видов этого

сырья.

Источники возникновения твердых отходов

в материальном производстве:

Твердые отходы классифицируются по отраслям промышленности

(отходы химической, металлургической, топливно), по конкретным

производствам (например, отходы сернокислотного, содового,

фосфорнокислотного и др. производств), по тоннажности, степени использования, ценностным показателям, воздействию на окружаю- щую среду, способности к возгоранию, коррозийному воздействию на оборудование и тому подобное.

Термическая обработка.

При утилизации и переработке твердых отходов используют различные методы термической обработки как исходных твердых материалов, так и получаемых на их основе продуктов.

Эти методы включают различные приемы пиролиза (например, отходов пластмасс, древесины, резиновых технических изделий, шламов нефтепереработки), переплава (например, отваль- ных металлургических шлаков, отходов термопластов, металлоло- ма), обжига (например, некоторых шлаков цветной металлургии, пи- ритных огарков, ряда железосодержащих шламов и пылей) и огнево- го обезвреживания (сжигания) многих видов твердых отходов на органической основе.

Механическая переработка

Утилизация твердых отходов в большинстве случаев приводит к необходимости либо их разделения на компоненты (в процессах очи- стки, обогащения, извлечения ценных составляющих) с последую- щей переработкой сепарированных материалов различными мето- дами, либо придания им определенного вида, обеспечивающего саму возможность утилизации отходов. Совокупность наиболее распрост- раненных методов подготовки и переработки твердых отходов пред- ставлена на рисунке..

Дробление. Интенсивность и эффективность большинства хи- мических диффузионных и биохимических процессов возрастает с уменьшением размеров кусков (зерен) перерабатываемых материа- лов. В этой связи собственно технологическим операциям перера- ботки твердых отходов обычно предшествуют операции уменьше- ния размеров их кусков, имеющие наряду с операциями их классифи- кации и сортировки важное самостоятельное значение в технологии рекуперации твердых отходов.

Методы дробления используют для получения из крупных кусков перерабатываемых материалов продуктов крупностью преимуще- ственно 5 мм. Дробление широко используют при переработке отхо- дов вскрыши при открытых разработках полезных ископаемых, от- вальных шлаков металлургических предприятий, вышедших из упот- ребления резиновых технических изделий, отвалов галита и фосфогипса, отходов древесины, некоторых пластмасс, строитель- ных и многих других материалов. В качестве основных технологи-

ческих показателей дробления рассматривают степень и энергоем- кость дробления.

Совместное обсуждение:

Рассмотрение причин большой энергоемкости процессов

дробления как в сфере переработки твердых отходов, так

и вообще в горнодобывающей промышленности (элемент

процессов обогащения рудных полезных ископаемых). Рас-

смотрение и обоснование ущербов для рационального при-

родопользования этих процессов (загрязнение среды, потре-

требление энергетических ПР, потери полезных компонентов).

Для дробления большинства видов твердых отходов используют щековые, конусные, валковые, стержневые, шаровые, роторные и другие дробилки различных типов.

Для разделки очень крупных агломератов отходов применяют копровые механизмы, механические ножницы, дисковые пилы, лен- точнопильные станки и некоторые другие механизмы и приемы (на- пример, взрыв). Выбор типа дробилки производят с учетом прочно- сти, упругости и крупности подлежащего переработке материала, а также необходимых размеров кусков (зерен) продукта и требуемой производительности.

Совместное обсуждение:

Грандиозные масштабы дробильных процессов на предприятиях

горнодобывающей промышленности (на примере цементных заводов,

где проходила практика), рассмотрение разных технологий дробления

и истирания горной массы, энергетическое потребление.

Вопросы для подготовки к практической работе

и проверки усвоения её материалов:

1. Назвать главные цели переработки твердых отходов;

2. Перечислить основные промышленные комплексы и их отрасли, производящие наибольшие объемы твердых отходов;

3. Привести конкретные примеры твердых отходов при использовании или переработке природных ресурсов;

4. Привести конкретные примеры отходов произведенных материалов или изделий;

5. Составить примерный рейтинг типов твердых отходов и использованных материалов по их химическому составу;

6. Обосновать необходимость селекции твердых отходов перед их переработкой;

7. Перечислить и объяснить главные этапы появления отходов природных ресурсов в добывающей промышленности;

8. Пояснить сущность рациональности природопользования при вовлечении в производство отходов добывающей промышленности;

9. Почему обязательным начальным этапом обогащения полезных ископаемых и переработки твердых отходов является именно дробление;

10. Чем обусловлено использование разных систем и методов дробления полезных ископаемых и твердых отходов;

11. Обосновать большую энергоемкость процессов дробления вообще и большую величину удельной энергоёмкости именно в России;

12. Пояснить сущность термической обработки и условия, вызывающие необходимость её использования;

13. Перечислить основные этапы и последовательность подготовки и переработки отходов.