Безопасность строительных материалов и изделий

Гранулирование осуществляют обкаткой или прессованием в грануляторах.

Таблетирование отходов осуществляется с помощью таблетувальних машин различных типов, принцип действия которых основан на прессовании дозированных материалов в матричные каналы (цилиндры, сферы, диски, колец и др.)

Брикетирование применяют с целью предоставления отходам компактности, уменьшения их объема, улучшения условий транспортировки, хранения.

Высокотемпературную агломерацию осуществляют с помощью агломерационных машин и используют при укрупнении дисперсных железо содержащих отходов: пыль, шлам, пиритные огарки.

Классификация и сортировка по фракциям осуществляют просеиванием, грохочением путем использования различных конструкций сит, решеток, грохотов; гидравлической и воздушной сепарации с помощью гидро циклонов и классификаторов.

Обогащение осуществляют выделением одного или нескольких компонентов из общей массы отходов (гравитационные, флотационные, электрические и магнитные способы обогащения).

Гравитационные способы обогащения основаны на различии плотности от скорости падения частиц обогащенного материала в жидком или воздушной среде. Эти методы различают на промывку, обогащение отводками, в тяжелых суспензиях, в перемещаемых по наклонным поверхностям потоках.

Отсадка - процесс разделения минеральных частиц различной плотности под действием переменных по направлению вертикальных струях воды или воздуха, проходящие сквозь решетку отсадочной машины.

Обогащение в тяжелых суспензиях и жидкостях состоит в разделении материалов по плотности с помощью суспензий и жидкостей, плотность которых является промежуточной между плотностью частиц, разделяются. Осуществляется этот процесс в сепараторах.

Флотационные способы основаны на разной смачивающей способности поверхности частиц водой. (Реагенты - масла, жирные кислоты и их соли, меркаптаны, амины и др.). Эффект флотации заключается в насыщении воды пузырьками воздуха, прилипают к зернам тех минералов, которые плохо смачиваются, становясь более легкими, они выносятся на поверхность, отделяясь от хорошо смачиваемых частиц (напорная, барботажная, электрическая, биологическая и химическая флотация).

Магнитные способы флотации основанные разделении материалов магнитными свойствами. Эти способы применяют если есть металлические включения. Материалы предварительно измельчают, классифицируют. Обогащение материалов крупностью до 3 мм - сухой способ, менее 3 мм - мокрым (магнитные сепараторы).

Электрические способы обогащения основаны на различии электрофизических свойств (для рудного сырья, отходы, содержащие примеси цветных металлов, формовочные смеси - электрические сепараторы).

Термические методы переработки и обезвреживания отходов.

Пиролиз - процесс разложения органических соединений под действием высоких температур в присутствии или недостатке кислорода. В результате пиролиза образуются пиролизный газ (водород, метан, окись углерода), смолы, и твердый углеродный остаток (сажа, активированный уголь и др..).

В зависимости от температуры:

- Низкотемпературный пиролиз (450... 550 0С), при котором достигается максимальный выход смол и твердого остатка, а также минимальный выход пиролизного газа с высокой температурой сгорания;

- Средне температурный пиролиз (до 800 0С), при которой выход газа повышается при уменьшении теплоты сгорания, а выход смол и твердого остатка уменьшается;

- Высокотемпературный пиролиз (900... 1050 0С), при котором выход жидких продуктов и твердого остатка минимальный.

Пиролиза подвергаются отходы пластмасс, резины, шламы нефтепереработки и др.

Газификация - термохимический высокотемпературный процесс взаимодействия органических соединений с газифицируемым агентами.

Огневой метод заключается в выгорании горючих отходов и огневой обработке негорючих отходов высокотемпературными продуктами сгорания топлива (металлолом, отходы термопластов, отвальные металлургические шлаки и др..).

Метод выщелачивания заключается в удалении одного или нескольких компонентов из комплексного твердого материала путем их избирательного растворения в жидкости-экстрагенте (растворителе).

Механическое обезвоживание подвергаются бытовые и промышленные сточные воды, гальванические шламы, образующиеся при мокрых технологических процессах.

ЛЕКЦИЯ 10. УТИЛИЗАЦИЯ ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА И МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА. УТИЛИЗАЦИЯ ОТХОДОВ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА

1. Утилизация отходов топливно-энергетического комплекса

В этой области отходы образуются при добыче, обогащении и сжигании угля.

1. Отходы добычи

Отходы добычи в зависимости от разработки называют распашными или шахтными и они составляют значительные объемы, а потому и отвалы занимают большие площади земель, подвергаются водной и ветровой коррозии, загрязняя прилегающую территорию. Значительная потеря приносит среде возгорания терриконов, поэтому вокруг отвалов устраивают защитные зоны, приводит к увеличению площади отчужденных земель.

Твердые отходы угледобычи используют как низкосортное топливо. В мировой практике отходы угледобычи используют для закладки выработанных шахтных пространств.

2. Отходы углеобогащения

Отходы углеобогащения образуются при обогащении угля для коксования, энергетических и других целей и представляют собой смесь осадочных пород, частиц угля и угольно-минеральных сростков.

Отходы углеобогащения используют как энергетическое сырье путем сжигания или газификации, направляют на переобогащение, получают серу, строительные материалы, при устройстве насыпей, закладке подземных выработок, рекультивации земель.

Так, ежегодный объем отходов горных предприятий стран СНГ составляет около 2,5 млрд. Мі. При добыче каменного угля образуется значительное количество гигантских терриконов, в которых накоплено более 3 млрд. мі пустой породы.

Значительные объемы отходов образуются в результате промышленной деятельности - производства кислот, минеральных удобрений, пигментов, металлов и т. На каждую тонну калийных удобрений образуется 3-4 т галiтових отходов, в которых преимущественно содержится хлорид натрия. В местах добычи калийных руд их накопилось около 250 млн. Т. Крупнотоннажных отходом производства фосфорных удобрений является фосфогипс. На каждую тонну произведенной экстракционной фосфорной кислоты образуется 4,3-5,6 т фосфогипса. В производстве титанового пигмента на каждую тонну производимого продукта образуется более 12 т сульфатных отходов в виде твердого сульфата железа и отработанных открыл серной кислоты. При обогащении медных руд в отходы отправляют флотационный серный колчедан. Его используют для производства серной кислоты. Прокаливание серного колчедана связано с образованием отходов колчеданного огарка в количестве 0,75 т на 1 т пирита. Ежегодно его накапливается до 5 млн. Т. Колчеданные огарки используют полностью, хотя они содержат до 55% оксида железа, а также цветные и драгоценные металлы i по содержанию железа приближаются к качественным руд. На заводах черной металлургии стран СНГ ежегодно образуется около 70 млн. Т шлаков. Примерно столько же шлаков и пепла образуется на электростанциях. Для размещения этой. массы отходов ежегодно выделяют 2000 га пахотных земель. Значительное количество твердых отходов образуется в нефтеперерабатывающем производстве, коксохимии, органическом и нефтехимическом синтезах, в производстве резинотехнических изделий, пластмасс и других полимерных материалов, в нефтеперерабатывающей i нефтехимической промышленности как отходы образуются кислые гудроны - смолоподобные массы, содержащие серную кислоту, воду и различные органические вещества в количестве от 10 до 93%. Ежегодно в странах СНГ их образуется помад 300 тыс. Т, а перерабатывается не более 28%.На нефтеперерабатывающих заводах образуются нефтяные шламы (около 0,007 т на 1 т перерабатываемого нефти). Сейчас таких отходов в странах СНГ накопилось помад 4 млн. т. В этих шламов содержится 10-56% нефтепродуктов, 30-85% воды и 1,3-46% твердых примесей.

На металлургических заводах стран СНГ ежегодно образуется помад 70 млн. Т металлургических шламов i около 20 млн. Т шламов с содержанием железа до 50%. Всего на металлургических производствах на 1 т стали образуется 0,4 т отходов. в цветной металлургии количество вiдxoдiв шламов на 1 т металла составляет 10-200 т. В отвалах шлаков стран СНГ находится помад 27 млн. т железа, 335 тыс. т меди и 2 млн. т цинка. Шламовые отвалы свинцовых заводов содержат помад 3 млн. Т железа, помад 900 тыс. Т цинка, 150 тыс. Т свинца i 70 тыс. Т меди. Содержание отдельных компонентов в отвальных шлаках выше, чем в добывающих рудах, поэтому такие шлаки целесообразно перерабатывать.

В промышленных твердых i жидких вiдxoдax случаются разные токсичные вещества, неблагоприятно влияют на здоровье людей и развитие растений i животных. Так, в вiдxoдax металлургической промышленности имеющиеся соли и оксиды железа, цветных i тяжелых металлов. Отходами машиностроения является металлолом, ваграночные шлаки, травильные растворы и гальванiчнi стоки, в которых содержатся цiанiды, хром, никель, железо, медь, цинк, мышьяк, бериллий и др.

3. Золошлаковые отходы

Золошлаковые отходы образуются при сжигании твердого топлива в топках тепловых электростанций при температуре 1200 - 1700 С.

Одним из наиболее перспективных направлений утилизации золошлаковых отходов является производство из них пористых заполнителей для легких бетонов.

В настоящее время золошлаковые отходы широко используются в дорожном строительстве, где их применяют как засыпку при устройстве основания для асфальтобетонных покрытий. Золу используют и как наполнитель для производства рулонных кровельных материалов.

2.Утилизация отходов металлургического комплекса

Основную массу отходов этого комплекса представляют вскрышные и породы добычи вмещающих руд, отходы их обогащения, металлургические шлаки.

1. Отходы добычи железной руды

Отходы добычи железной руды представляют собой породы, попутно добываемых что, наряду с разработкой железной руды, извлекают и складируют в отвалы.

Основным направлением утилизации этих отходов является использование их для устройства дамб, плотин, насыпей, оснований дорог, а также для производства строительных материалов (как заполнители в трудных бетонах).

2. Отходы обогащения руды

Отходы обогащения руды, так называемые «хвосты», образуются при получении железного концентрата методами электромагнитной или магнитной сепарации и занимают огромные площади. При этом подтопляемых прилегающие территории, загрязняются подземные воды, явно противоречит законодательству Украины.

Основным направлением использования «хвостов» является использование их в качестве вторичного сырья для производства строительных материалов. Пески из отходов обогащения могут использоваться в кладочных и штукатурных растворах, при приготовлении бетонов, получении силикатного кирпича.

3. Металлургические шлаки

Металлургические шлаки образуются при выплавке металлов и представляют собой продукты высокотемпературной взаимодействия руды, пустой породы, флюсов, топлива. Основным потребителем шлаков является цементная промышленность. Эти шлаки также используют для производства шлаковой ваты. С расплавленных металлургических шлаков отливают камни для мостовой дорог, бордюрный камень, жаростойкие плитки, трубы и другие изделия.

3.Утилизация отходов химического производства

Через достаточное разнообразие отходов этого производства рассмотрены отходы производства и потребления пластмасс, а также отходы производства и потребления резины.

1. Отходы производства и потребления пластмасс

Отходы производства и потребления пластмасс образуются при приготовлении сырья в виде слитков, глыб, бракованных волокон и при формировании изделий в виде обрезков и брака. Отходы используются для производства того же продукта или в изделии менее ответственного назначения. При утилизации без разделения по типам пластмасс отходы измельчают, отделяют примеси, гранулируют и используют для производства тары, подстилок, сувениров, игрушек. Отходы синтетических материалов легкой и других отраслей промышленности в виде волокон, пряжи, обрезков могут использоваться для очистки промышленных сточных вод.

Пластмассовые отходы отличаются повышенной устойчивостью и долговечностью.

2. Отходы производства и потребления резины

Отходы производства и потребления резины образуются в процессе производства резинотехнических изделий, товаров народного потребления, в шинной промышленности и в процессе потребления. К ним относятся изношенные покрышки, резиновая обувь, отработанные конвейерные ленты, приводные ремни, прорезиненная ткань.

Наиболее ценными компонентами резиновых отходов является каучук и ткани. Отходы производства - не вулканизированные и вулканизированные - отличаются по ценности и сложности переработки.

Несмотря на неограниченные возможности переработки отходов производства резины, значительную часть их вывозят на свалки и сжигают. Тогда как полностью изношенные автопокрышки содержат около 75% каучука и других ценных ингредиентов. При пиролизе резиновых отходов при температуре 400 - 450 С получают резиновые масла, используемого в качестве смягчителя при регенерации резиновых отходов и в резиновых смесях. Другим направлением переработки резиновых отходов является размалывания их в крошку.

4.Утилизация отходов переработки древесины

Отходы древесины образуются на всех стадиях ее заготовки и переработки. Одним из основных способов переработки и утилизации отходов древесины является получение искусственной древесины - прочного материала. Представлен далеко не полный перечень направлений утилизации промышленных отходов свидетельствует о широких возможностях их использования в народном хозяйстве.

Однако, несмотря на многообразие имеющихся методов и технологий утилизации отходов, наиболее распространенным по-прежнему остается метод складирования на специальных полигонах.

Повышенного внимания требуют вопросы использования и утилизации токсичных отходов. Поэтому при большом многообразии технологических решений приоритетными способами утилизации опасных отходов должны стать технологии, обеспечивающие:

- Высокую экологическую безопасность предложенного технологического процесса;

- Утилизацию опасных отходов непосредственно на месте их скопления;

- Унифицированную технологию для утилизации широкого диапазона опасных отходов, имеющих различный химико-минералогический состав;

- Максимально низкую энергоемкость самого процесса утилизации;

- Безотходный технологический процесс;

- Получение исходных продуктов, имеющих коммерческую ценность.

Наиболее распространенными отходами полимерного сырья являются: полиэтилен, поливинилхлорид, полистирол, полиамид.

Повторные полимерные отходы образуются во многих отраслях промышленности, в сельском хозяйстве, на транспорте, в строительстве, торговле и быту.

По источникам образования они делятся на отходы производства и отходы потребления, в свою очередь делятся на отходы производственного и бытового потребления.

К полимерных отходов производства относят:

* обрезки, ленты и другие пленочные и непленочные полиэтилены низкой и высокой плотности;

* слитки, обрезки гиблистирола и его сополимеров,

* обрезки, куски, отходы труб, листов жесткого ноливипилхлорида на тканевой основе;

* куски, концы проводов, кабелей;

* отходы линолеума, плиток для покрытия полов жесткого поливинилхлорида без тканевой основы;

* точки, сшивки, срез и другие отходы тепло--цииного линолеума;

* отходы волокна, нитей, путанки из вытянутых полиамидных волокон и нитей, сеток.

К полимерным отходам производственного потребления относят вещи, которые вышли из употребления:

* пленку и пленочные изделия, тару, трубы, изделия санитарно-технического назначения и другие изделия из полиэтилена;

* облицовочные плиты, детали торгового и лабораторного оборудования, изделия технического назначения из полистирола и его сополимеров;

* линолеумы, трубы, детали трубопроводов, линолеумные плитки из поливинилхлорида на тканевой основе или без нее.

К полимерным отходов бытового потребления относят:

* хозяйственные пакеты, скатерти, пленку, ведра, обручи, мебель и другие изделия из полиэтилена;

* банки, решетки, вешалки, шкатулки, вазы и другие изделия из полистирола;

* пленки, накидки, плащи, сумки, пояса, шторы для ванных и другие изделия из поливинилхлорида;

* чулки, носки, колготы, белье и другие изделия из полиамидных волокон.

Повторной переработке могут быть подвергнуты только отходы из термопластичных материалов, т.е. материалов, под воздействием температуры приобретают свойства пластичности и могут формироваться в различные изделия. Способность многих термопластичных материалов многократно перерабатываться без значительного ухудшения их основных свойств является важным преимуществом этих материалов. По мере роста стоимости сырья, из-за истощения природных ресурсов, проблема использования отходов пластмасс приобретает все большую актуальность. При этом отходы должны отвечать главному принципу - однотипности и чистоты. Однотипность означает, что в промышленные отходы полиетилентерфталату не могут попасть отходы из полиэтилена или поливинилхлорида. Каждый тип полимерных отходов имеет определенную температуру розмьягчення и плавления, то есть каждый тип термопласта может перерабатываться только при определенных параметрах. Особенно опасно попадание в отходы металлических включений, поэтому перед дробилками устанавливаются магнитные ловушки, чтобы удалять металлические включения. При переработке отходов из пластмасс они подвергаются воздействию высоких температур и окислительных процессов.

В 1998 году Западная Европа генерировала 14600000. Т отходов пластиикових изделий. К 2000 их объем превысил 23 млн. Т, а количество переработанных пластиковых отходов как в 1998, так и в 2000 годах равнялась 2 млн. Т. Внедряется оборудование для сортировки пластиков с использованием инфракрасного излучения.

В Украине создано первое опытное производство »Киев-Вторполимер» мощностью 6000 тонн переработки повторных полимеров в год. Это сырье служит для выпуска новой полиэтиленовой пленки, безнапорпих труб, комплектов для капельного орошения, белого пластика для разметки автомобильных дорог, строительных материалов типа плитки поли- хлорвиниловой, тары.

В Украине повторная полиэтиленовая сырье в виде изношенной пленки сельскохозяйственного применения и мешков из-под удобрений перерабатывается в основном для получения агломерата или гранулята.

Полученный повторный полиэтиленовый агломерат или граиулят используется для производства дренажных труб, пленки для сельского хозяйства, тары.

Создана технология, по которой в состав пластмасс вводят гранулы крахмала или целлюлозы. Полученные изделия сохраняют все товарные свойства, а при попадании на свалку, начинают быстро разрушаться бактериями, проникающими в гранулы крахмала или целлюлозы и разрушают цепочку их молекул. Пластик, на 6% состоит из крахмала, разлагается за полтора года до мелкой пыли.

Отходы резины и гумовотехнинних изделий следует отнести к отходам производства. При износе резиновых изделий образуются миллионы тонн отходов. Так в России их накапливается не менее 10 млн.т в год. Большую часть составляют покрышки и шины легковых, грузовых и пассажирских передвижных устройств на колесном ходу. Сюда же относят транспортерные ленты, резиновые изделия бытового назначения, обувь.

Ресурсы изношенных покрышек в промышленно развитых странах составляют: в Японии - 400-600 тыс. Т, во Франции и США -300-400тис. т, в Италии - 300 те ис. т, в Украине - 6 тыс. т. Уровень их утилизации достиг в Японии - 47%, в ФРГ - 16%, в США - 9%.

При переработке резины образуются следующие виды отходов:

а) резиновые невулканизированные отходы, они включают смеси, непригодные для использования по прямому назначению. Наибольшую ценность в них представляет каучук, содержание которого может достигать 90%;

б) резиновые вулканизированные отходы, они включают до 50% каучука, применяются для получения товарной резиновой крошки, используются как добавка к первичному сырью;

в) резинотканевых невулканизированные отходы - остатки прорезиненных тканей - используются как добавки к первичному сырью или непосредственно для производства резиновых фартуков, рукавов, бирок и т.п.;

г) резинотканевых вулканизированные отходы, используемые в качестве добавок при производстве шифера, фартуков, надувных лодок.

Использованные автомобильные шины разделяются на текстильные волокна (из которых изготавливается техническая вата или нетканые материалы), от них отделяется проволока. Далее их разрезают, рубят, дробят. После этого резиновую крошку отделяют от остатков волокна и частиц металла на вибрационных сеялках, с помощью магнитных и воздушных сепараторов. Резиновая крошка подвергается где вулканизации, т.е. процесса, при котором под действием термомеханических нагрузок и кислорода распадается трехмерная вулканизационный сетка резины (т.е. разрываются поперечные связи между макромолекулами).

Регенерированный полуфабрикат резины в дальнейшем применяется в производстве гумовотехничнпх изделий общего назначения (автомобильных шин, резиновой обуви, спортинвентаря). В зависимости от качества получаемого полуфабриката регенерат может добавляться в первичное сырье в различных количествах. С 1 тонны изношенных шин можно сделать 700-750 кг новой резины.

Непригодны для утилизации резинотехнические изделия могут быть использованы в качестве топлива.

Автомобильные покрышки, которые использовали уже свой ресурс могут восстанавливаться с помощью вулканизации несколько раз.

Размещено на Allbest.ru