В настоящее время на территории Украины размещено огромное количество металлосодержащих отходов черной и цветной металлургии. Такие отходы являются неизбежным побочным продуктом основного производства, выход которых составляет от 10 до 40% произведенного металла. Эти промышленные отвалы или так называемые техногенные месторождения могут обеспечить потребности промышленности в ценных и дефицитных элементах и их соединениях. В то же время, они наносят значительный вред окружающей среде и здоровью людей в связи с отведением земель под шламонакопители и шлакотвалы, которые занимают огромные площади, загрязняют токсичными соединениями почву, водный и воздушный бассейны, повышают себестоимость продукции предприятий в результате расходов на их транспортировку, размещение и хранение.
Дополнительный источник сырья
Характерной чертой современного мира являются образовавшиеся в результате интенсивного развития промышленности техногенные месторождения. Такие месторождения представляют собой скопления минеральных веществ на поверхности земли или в горных выработках, состоящие их отходов горного, обогатительного, металлургического и других производств. Техногенные месторождения обычно обладают своеобразным минеральным составом и являются потенциальным источником разнообразных полезных ископаемых, а также строительных материалов (щебень, песок, гравий и т.д.).
Техногенные месторождения в металлургической промышленности (шлако- и шламоотвалы, хвостохранилища) имеют наиболее сложное строение и состоят, как правило, из шлаков, шламов, пыли, зол, металлов и их сплавов, используемых в металлургии огнеупорных материалов.
Переработка и использование залежей техногенных объектов позволяет сокращать расходы на поиск новых и разведку действующих месторождений, поддерживать баланс истощающихся минеральных ресурсов в недрах земли, повышать производительность труда за счет рентабельной переработки по сути уже добытого сырья. Расположение техногенных месторождений на поверхности земли обеспечивает низкие трудозатраты и лучшие условия труда по сравнению с традиционной добычей глубокозалегающих на традиционных месторождениях полезных ископаемых. Плюс ко всему техногенные месторождения находятся вблизи действующих предприятий, что особенно важно для тех из них, которые вследствие истощения сырьевой базы не дозагружены.
Техногенные месторождения в Украине
В Украине, по самым приблизительным оценкам специалистов, ежегодно образуется более миллиарда тонн отходов производства и потребления. На территории страны уже накопились миллионы тонн металлосодержащих отходов черной и цветной металлургии. При этом, темпы накопления таких загрязнителей и уровень их влияния на состояние здоровья жителей страны и окружающую среду намного выше существующего в европейских странах. Это не удивительно, ведь за рубежом на техногенные месторождения обратили внимание еще в 70-х годах. К настоящему времени в США из промышленных отходов получают 20% алюминия, 33% железа, 50% свинца и цинка, 44% меди и т.д. Подобная тенденция использования вторичных ресурсов наблюдается в Канаде, Великобритании, ЮАР, Испании и других странах. Впрочем, сейчас в западных странах, в первую очередь, занимаются минимизацией образования отходов, а уже потом созданием технологий переработки отходов производства, тем самым постепенно сводя практически к «нулю» количество техногенных месторождений и их объемы.
Для Украины, обладающей мощным промышленным потенциалом, проблема утилизации промышленных отходов имеет первостепенное значение. Важным обстоятельством является то, что себестоимость товарной продукции из промышленных отходов в 5-15 раз меньше, чем из добываемых традиционными способами руд месторождений полезных ископаемых.
Считается, что при полном освоении мощностей черной металлургии Украины объемы ежегодно теряемого железа составляют около 35 млн. т. Более 50% этих потерь приходится на горнорудную промышленность, где оно находится в отходах, представленных слабомагнитными окисленными рудами, хвостами обогащения и вскрышными породами. На отечественных металлургических предприятиях ежегодно образуется около 10 млн. т железосодержащих отходов (отсевы агломерата, окатышей, извести, шламы, пыли, окалина, сварочный шлак и др.), которые утилизируются не полностью. Наиболее трудными для утилизации являются шламы, они используются всего наполовину.
На Николаевском глиноземном заводе и Запорожском алюминиевом комбинате накоплено более 20 млн. т красных шламов. Они сохраняют влажность порядка 50% даже при длительном хранении, что усложняет технологию их подготовки для комплексной переработки. Тем не менее в мировой практике существуют многочисленные эффективные способы их утилизации, однако ни один из них до сих пор не нашел своего массового применения в Украине. А ведь после соответствующей подготовки шламы быть утилизированы в агломерационном производстве взамен первичного природного железорудного сырья.
Из-за того, что вопрос утилизации трудноподготавливаемых шламов и хвостов обогащения практически не решается, к настоящему времени сложилась просто катастрофическая проблема дальнейшего их складирования в дорогостоящих сложных гидротехнических сооружениях. Сегодня вблизи металлургических предприятий практически не осталось свободных площадей для организации хвостохранилищ и шламонакопителей. Продолжающееся складирование шламов и хвостов обогащения приводит к повышению себестоимости основной продукции, понижая ее конкурентоспособность, и требует отвода новых земельных угодий. Все это в конечном итоге усугубляет и до того сложное состояние окружающей природной среды в промышленно-развитых регионах и в Украине в целом.
Отечественный опыт использования отходов
Шлаки сталеплавильного производства обладают высокой плотностью в куске, и крупные фракции шлака или рядовая шлаковая смесь с высоким их содержанием может быть использована для устройства крепления откосов емкостей различного назначения.
Некоторыми украинскими промышленными предприятиями (металлургическими комбинатами «Азовсталь», им. Ильича, «Запорожсталь») накоплен значительный опыт использования шлаков при строительстве и реконструкции сооружений гидротехники. На меткомбинате им. Ильича дамбы из шлаков высотой от 11 до 19 м были отсыпаны для формирования емкостей шламонакопителей цехов холодной прокатки, мартеновского, конвертерного и аглофабрики комбината. Мартеновские и конверторные шлаки комбината были использованы также для крепления откосов пруда-осветлителя и Старо-Крымской фильтровальной станции, используемых в системе технического водоснабжения комбината.
Шлаки различных металлургических предприятий используются вместо щебня и камня естественных пород для крепления от размыва ветровыми волнами откосов дамб, речных берегов, различных прудов-отстойников и накопителей на Горловском химкомбинате «Стирол», ЗаЛКе и других предприятиях. Для создания противофильтрационного экрана по всей чаше накопителя на ЗаЛКе использованы мелкие фракции активного доменного шлака, которые были укатаны в увлажненном состоянии.
Широко используют шлаки для строительства промышленных гидротехнических сооружений на комбинате «Азовсталь». Золонакопитель ТЭЦ комбината, накопители шламов газоочистки доменного и сталеплавильных цехов комбината располагаются в прибрежной части Азовского моря и эксплуатируются на протяжении 30-50 лет. Дамбы, формирующие емкости этих сооружений, выполнены из доменных и сталеплавильных шлаков комбината и показывают хорошую стойкость в условиях воздействия морской воды. Как показывают расчеты, использование шлакового щебня вместо природного при строительстве дамбы уменьшает себестоимость строительства почти в 15 раз.
Кроме использования в строительстве, сталеплавильные шлаки также представляют собой ценный материал для использования в качестве оборотного продукта непосредственно в металлургических процессах (агломерация, доменное и литейное производство), так как в них содержится более 80% ценных компонентов (концентрации черных, легирующих, цветных, редких, редкоземельных и даже драгоценных металлов). Для примера: Полтавский ГОК добывает руду с содержанием железа 37-40%, а металлургические предприятия вывозят в отвалы отходы производства с содержанием железа 47-55%.
Особой проблемой утилизации металлургических отходов является повышенное содержание в них цинка и свинца. При агломерации железорудных материалов цинк и свинец практически не удаляются и переходят в агломерат. Трудности возникают в доменном процессе, из-за чего в большинстве случаев сталеплавильные шламы не утилизируются, а складируются в долголетних шламонакопителях.
Если сталеплавильные шлаки используются в качестве оборотного продукта, то нет необходимости дополнительного извлечения металла, а если минеральная часть используется для стройиндустрии, то организуются специальные участки для извлечения металла. Так, на отвалах мартеновских шлаков Макеевского металлургического комбината с помощью иностранных инвесторов был организован участок для извлечения металла. Технологической схемой предусматривается несколько стадий дробления, грохочения и магнитной сепарации этих шлаков. Корольки металла нескольких фракций от 10 до 60 мм реализуются сталеплавильным цехам, а фракция 0-10 мм, содержащая до 50% минеральной части, отправляется на аглофабрики. Минеральная часть этих шлаков должна отправляться на предприятия стройиндустрии, но из-за падения их производства они опять складируются.
В настоящее время среди украинских металлургов наиболее активно ведет работы по подготовке к освоению своих техногенных месторождений ММК им. Ильича. На комбинате намерены в ближайшее время начать разработку техногенного месторождения «Восточный участок хранилища отходов обогащения выветренных руд Мазуровского редкометального месторождения». Оно состоит из примерно 2 млн. т руд и отходов переработки Мазуровского месторождения за период с 1947 по 1964 гг. По своему минералогическому и химическому составу отходы данного техногенного месторождения идентичны составу коренных руд Мазуровского месторождения.
К настоящему времени на комбинате проведены все предпроектные и проектные работы, на стадии проектирования рабочая документация. Планируется организовать горно-обогатительное производство по переработке лежалых хвостов и сосредоточиться на добыче полевошпатового концентрата (используется в производстве керамических изделий и стекла), которого, по оценкам экспертов, в данном техногенном месторождении более 1 млн. т, в то время как ежегодно в Украину ввозится не менее 300 тыс. т полевошпатовых концентратов.
В настоящее время активно ведутся опытно-исследовательские работы по доизвлечению железосодержащего продукта из сталеплавильных шлаков, которые сегодня идут в отвал. Полученные результаты позволяют сделать выводы о возможности дополнительного извлечения 200 тыс. т железосодержащего продукта с общим содержанием железа не менее 53%.
Правильные выводы
Техногенные месторождения – неизбежный продукт жизнедеятельности и эволюционирования человечества. Выбор за нами: использовать данный побочный продукт производства в своих целях, сохраняя богатства природы и улучшая экологическую обстановку в стране, либо продолжать их упорно игнорировать, как, к сожалению, происходит сегодня на большинстве метпредприятий. Естественно, пока намного проще увеличивать площади отвалов, занимая плодородные земли под хранение отходов и продолжать платить мизерные штрафы за загрязнение окружающей среды, чем упорно работать над проблемой переработки сырья на техногенных месторождениях.
Настоящим, в соответствии с Федеральным законом № 152-ФЗ «О персональных данных» от 27.07.2006 года, Вы подтверждаете свое согласие на обработку компанией ООО «Концепция связи XXI век» персональных данных: сбор, систематизацию, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), использование, передачу в целях продвижения товаров, работ, услуг на рынке путем осуществления прямых контактов с помощью средств связи, продажи продуктов и услуг на Ваше имя, блокирование, обезличивание, уничтожение.
Компания ООО «Концепция связи XXI век» гарантирует конфиденциальность получаемой информации. Обработка персональных данных осуществляется в целях эффективного исполнения заказов, договоров и иных обязательств, принятых компанией в качестве обязательных к исполнению.
В случае необходимости предоставления Ваших персональных данных правообладателю, дистрибьютору или реселлеру программного обеспечения в целях регистрации программного обеспечения на Ваше имя, Вы даёте согласие на передачу своих персональных данных.
Компания ООО «Концепция связи XXI век» гарантирует, что правообладатель, дистрибьютор или реселлер программного обеспечения осуществляет защиту персональных данных на условиях, аналогичных изложенным в Политике конфиденциальности персональных данных.
Настоящее согласие распространяется на следующие персональные данные: фамилия, имя и отчество, место работы, должность, адрес электронной почты, почтовый адрес доставки заказов, контактный телефон, платёжные реквизиты.
Срок действия согласия является неограниченным. Вы можете в любой момент отозвать настоящее согласие, направив письменное уведомление на адрес: podpiska@vedomost.ru с пометкой «Отзыв согласия на обработку персональных данных».
Обращаем Ваше внимание, что отзыв согласия на обработку персональных данных влечёт за собой удаление Вашей учётной записи с соответствующего Интернет-сайта и/или уничтожение записей, содержащих Ваши персональные данные, в системах обработки персональных данных компании ООО «Концепция связи XXI век», что может сделать невозможным для Вас пользование ее интернет-сервисами.
Давая согласие на обработку персональных данных, Вы гарантируете, что представленная Вами информация является полной, точной и достоверной, а также что при представлении информации не нарушаются действующее законодательство Российской Федерации, законные права и интересы третьих лиц. Вы подтверждаете, что вся предоставленная информация заполнена Вами в отношении себя лично.
Настоящее согласие действует в течение всего периода хранения персональных данных, если иное не предусмотрено законодательством Российской Федерации.
