ПЕРЕРАБОТКА ВТОРИЧНОГО ПРОДУКТА ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Макарова Вера Николаевна

аспирант, ГВУЗ «Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры», г. Днепропетровск

E-mail: boyikova@mail.ru

Черная металлургия — одна из ведущих отраслей современной индустрии.

Среди других отраслей материального производства черная металлургия занимает одно из первых мест по количества используемых природных ресурсов.

 Эта отрасль народного хозяйства вызывает активное и губительное влияние на окружающую среду, которое в первую очередь связано с образованием большого количества разнообразных отходов[2].

В современных условиях проблемы максимально полного использования сырьевых ресурсов, энергосбережение, утилизация ресурсов и экологическая безопасность металлургического производства, приобретают приоритетный характер.

Сегодня без решения этих проблем невозможно создать конкурентноспособную продукцию.

Любая производственная деятельность связана с образованием отходов. «Безотходность» естественных циклов — это миф, который опровергается огромными пластами геологических отложений, которые возникли в результате деятельности живых организмов.

Отходы — это остатки продуктов или дополнительный продукт, который образуется в процессе или по завершении определенной деятельности и не используются в непосредственной связи с деятельностью. Отходы производства, попадая в естественную среду, практически всегда изменяют ее химический состав или физические свойства и, следовательно, являются загрязняющими веществами.

К сожалению, предусмотреть негативные последствия человеческой деятельности обычно можно, но никогда нельзя сказать с уверенностью, что учтены все возможные опасности.

Пытаться строго классифицировать эти влияния — неисполнимое задание, но по характеру условно их можно разделить преимущест­венно на физико-химические, биологические и физико-механические.

Опасность, которая исходит от загрязняющего вещества, зависит не только от характера его влияния, величины эмиссии (то есть выбросам в окружающую среду) и ПДК, но и от  от параметров его распространения.

Пространственный масштаб распространения загрязнения зависит от того, в какую среду оно попало и от времени жизни загрязняющего вещества в этой среде.

В атмосфере загрязняющие вещества разносятся ветрами со скоростями от 1 до 20 м/с (это 4‑70 км / год), в проточных водах они распространяются со скоростью течений, в стоячих водах и почвах их распространения зависит от скоростей диффузии — это частички см / с в воде и сантиметры в год — в почвах.

Время жизни загрязняющего вещества в естественной среде - это среднее время существования в этой среде молекул или атомов вещества до их распада, трансформации, или выведения за пределы среды. Свинец, кадмий, мышьяк и другие металлы, переносимые частичками — дальность атмосферного переноса 0‑500 км — время пребывания в атмосфере — 5‑20 часов, воде — месяцы, почве — годы.

В литературе, посвященной проблеме загрязнения естественной среды, ванадий, никель, железо, марганец, ртуть, кадмий, таллий, кобальт, медь, свинец, олово, мышьяк, селен, хром и цинк условно называют тяжелыми металлами, хотя с точки зрения химика не все эти элементы являются истинными металлами [1].

Металлургические шлаки являются побочным ценным продуктом металлургического производства. Важность их для народного хозяйства связана не только с ценными физико-химическими свойствами, но и с огромными масштабами производства.

Металлургические шлаки можно классифицировать как технический камень, выпускаемый миллионами и сотнями тысяч тонн. Наравне со шлаками к техническому камню можно отнести окатыши, штейны, огнеупоры, керамику и стекло. Шлаки — это техногенные вещества, являющиеся аналогами природных минералов и одно­временно отличающиеся от них многими специфическими особеннос­тями. Они представляют собой поликристаллические минералы — продукты технологического процесса. Главным фактором, опреде­ляющим их свойства, являются высокие температура и давление.

Металлургические шлаки образуются путем регулируемой кристаллизации из расплава. Расплавы, в основном, есть силикатные системы, отвердевающие по объемно-последовательному механизму.

Сталеплавильные и ферросплавные шлаки, рядом с другим металлургическими шлаками, находят применение в разных отраслях промышленности и хозяйства.

Сталеплавильные шлаки переделываются в щебень разных видов, для укрепления почв и потребностей сельского хозяйства [5].

Шлаки производства ферросплавов применяются как шлакоизвестковые удобрения, для нейтрализации промышленных сточных вод в дорожном строительстве и для получения  шлакопортландцементного клинкера[4].

Однако ресурсы использования ферросплавных шлаков остаются очень большими. Для утилизации шлаков и повышения эффективности и применения в какой-либо отрасли промышленности необходимо предварительное изучение свойств шлаков, их химического, минералогического составов и структурных особенностей. Одной  из разновидностей металлургических шлаков производства ферросплавов является диопсид, рассматриваемый как перспективный техногенный минерал, который может найти применение в различных отраслях промышленности .

Промышленные отходы ОАО «Никопольский завод ферросплавов» — шлак силикомарганца относятся к 4 класу токсичности и являются малоопасными.

Промышленные отходы силикомарганца представляют собой ошлакованную массу серого цвета.

Важным показателем учитывающимся при размещении отходов является растворимость металла входящего в его состав и класс опасности шлака.

Химический анализ шлака силикомарганца представлен в табл. 1

Таблица 1

Химический состав шлаков силикомарганца[3]

Ниже представлены растворимость и класс опасности металлов, которые входят в состав шлака силикомарганца в табл.2

Таблица 2

Растворимость и класс опасности металлов, которые входят в состав шлака силикомарганца

Рассматривая вопрос о комплексном использовании вторичного продукта нельзя обойти вниманием такой побочный продукт стекольного производства как стеклобой.

Серьезный убыток народному хозяйству наносится абсолютно недостаточным вниманием к такому дорогому продукту, которым является стеклобой. Масштабы образования этого отхода весьма значительные. Наравне со шлаками к техническому камню можно отнести керамику и стекло, а следовательно расширить сферу его применения.

На строительные конструкции промышленных зданий и сооружений, размещенных вблизи тепловых аппаратов, влияет окружающая среда, изменяя физико-механические свойства материалов, из которых изготовлены эти конструкции, и, как следствие, уменьшается их долговечность. Это приводит к необходимости предвидения, при реконструкции сооружений и зданий, мероприятия по повышению их долговечности путем снижения температурного влияния окружающей среды.

Кроме того, одним из важнейших факторов, которые определяют стоимость эксплуатации зданий и сооружений, является величина расходов на поддержку в них необходимого температурного режима. Строительные конструкции существующих зданий и сооружений запроектированы на основе норм, которые уже не отвечают современным требованиям по теплопроводности и требуют, при ремонте или возобновлении конструкций, выполнения конструк­тивных мероприятий по ее уменьшению.

Одним из эффективных материалов, которые имеют низкую теплопроводность и могут использоваться для защиты железо­бетонных конструкций от тепловых влияний окружающей среды, являются ячеистые бетоны. Однако они не имеют достаточной прочности на сжатие, которое ограничивает их использование для ремонта и возобновление строительных конструкций с целью повышения их теплотехнических свойств.

Потому задача получения пористых бетонов, которые имеют достаточно высокую прочность на сжатие при использовании комплексной добавки, представляет научный и практический интерес, а ее решение актуально.

Следовательно, одним из перспективных направлений применения технического камня, то есть шлаков и стекла есть промышленность строительных материалов, особенно при зготов­лении ячеистого бетона —новейшего эффективного стенового материала.

Список литературы:

1.        Гальперин М. В. Экологические основы природопользования: Учебник. — М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2003. — 256 с: ил. — (Серия «Професиональное образование «)

2.        Зайцев В. А., Крылова Н. А. Промышленная экология. Экологические проблемы основных производств: учеб. пособие/ РХТУ им. Д.И. Менделеева. М., 2002, 175 с.

3.        Никопольские ферросплавы. Под редакцией кандидата технических наук Куцина В. С. к 75-летию академика НАН Украины М. И. Гасика / М. И. Гасик, В. С. Куцин, Е. В. Лапин и др. — Днепропетровск: «Системные технологии», 2004. — 272 с.

4.        Щербицкий Б. В., Сахаев В. Г., Ященко В. А. Интенсификация производства строительных материалов и рациональное природо­пользование. — К.: Будивельник, 1990. — 135 с.

5.         Эффективность  использования  промышленных отходов в строительстве / Под ред. Я. А. Рекитара. М.: Стройиздат, 1975. — 184 с.