Современные способы переработки и утилизации промышленных отходов реферат скачать бесплатно

Взрывоопасные вещества и смеси:

1. Соли тяжелых металлов (СТМ) гремучей кислоты – фульминаты;
2. СТМ и органические производные азотоводородной кислоты – азиды, циниануразиды;
3. СТМ ароматических оксинитросоединений – пикраты, стивриаты (нитрорезорцинаты);
4. Производные 5-членного гетероциклического соединения тетразола;
5. Некоторые производные азотоводорода тетразена, например гунилнитрозоамингуанилтетразен;
6. Производные аминов ароматического ряда, соли диазопроизводных диазооксы, хинодизаиды;
7. Органические перекиси;
8. Ацетилениды некоторых тяжелых металлов;
9. Динитробензофуроксены тяжелых металлов;
10. Нитросоединения – тротил, тетрил, гексоген;
11. Нитроэфиры – тиланин, нитроглицерин и др.;
12. Нитропарафины – нитрометан;
13. Гидраты гликолей – этиленгликоль;
14. Хлораты и перхлораты щелочных металлов;
15. Нитраты целлюлозы, некоторых металлов и газов;
16. Смеси горючих элементов с окислителями;
17. Газово-воздушные смеси горючих летучих веществ.

2.2. Наземные полигоны

    Наземные  полигоны для хранения промышленных отходов являются и должны использоваться в качестве временных, промежуточных пунктов на пути в хранилища. Согласно действующим положениям по проектированию и созданию наземных полигонов их размещение запрещено:

• Вблизи месторождений пресных подземных вод и их водо-охранных зон;
• Вблизи месторождений минеральных лечебных и промышленных вод;
• На территории зон охраны курортов
• На территории заповедников
• В пределах селитебных и рекреационных зон населенных пунктов.

     3. Разработка малоотходных и безотходных технологий и методов комплексного использования отходов промышленности

    Важность экономного и рационального использования природных ресурсов не требует обоснований. В мире непрерывно растет потребность в сырье, производство которого обходится всё дороже. Будучи межотраслевой проблемой, разработка малоотходных и безотходных технологий и рациональное использования вторичных ресурсов требует принятия межотраслевых решений.

    Вторичные материалы и ресурсы (ВМР) – отходы производства и потребления, которые  на данном этапе развития науки и  техники могут быть использованы в народном хозяйстве как на предприятии, где они были образованы, так и за его пределами. К  ВМР не относятся возвратные отходы производства, используемые повторно в качестве сырья технологического процесса, в котором образуются.

    Побочные  продукты и отходы – возможное  сырье для других производств. Побочные продукты могут быть планируемыми и давать прибыль с их продажи или использования. Отходы – нежелательные, но неизбежные продукты.

    Классифицируются ВМР по следующим критериям:

1. По отраслям промышленности или откуда исходят отходы;
2. По технологическим процессам;
3. По видам ресурсов;
4. По степени и возможности использования;
5. По агрегатному состоянию.

    В зависимости от возможности использования ВМР подразделяются:

1. Реально возможные к использованию, т.е. существуют эффективные условия переработки и использования;
2. Потенциально возможные к использованию, ВМР, использование которых пока экономически и технически нецелесообразно.

    По  источникам своего появления существуют ВМР [2]:

1. Отходы промышленного производства и строительства – остатки сырья, материалов или полуфабрикатов, пригодные к использованию в качестве сырья, вспомогательных материалов или готовой продукции;
2. Отходы сферы потребления:
1. Отходы средств производства, потерявшие непригодность для дальнейшего использования,
2. Отходы предметов потребления – изделия непригодные для использования по назначению, но потенциально годные как вторичное сырье,
3. Твердые бытовые отходы, образующиеся у населения в процессе жизнедеятельности и вряд ли имеющие пригодность;
3. Отходы сферы обращения, т.е. материалы, пришедшие в негодность из-за неосторожной транспортировки, складирования и погрузки-разгрузки.

    Кроме этого ВМР могут быть использованы в местах своего образования или  в других отраслях хозяйства.  

   Малоотходные  и безотходные технологии (МБТ), как правило, ориентированы на наиболее важные отрасли народного хозяйства: производство и рациональное использование металлов, стройматериалов, древесины, полезных ископаемых. Существует несколько основных направлений по осуществлению МБТ [10]:

1. Создание и внедрение процессов комплексной переработке сырья без образования отходов;
2. Переработка всех видов отходов производства и потребления с получением товарной продукции;
3. Выпуск новых видов продукции с учетом требований ее повторного использования;
4. Применение замкнутых систем промышленного водоснабжения с использованием осадков очистных сооружений;
5. Организация безотходных территориально-промышленных комплексов и экономических регионов.

При этом необходимо соблюдать ряд условий [3]:

1. Самоочевидное использование всех компонентов того или иного сырья, которые обычно не находят применения вследствие отсутствия необходимых производственных условий и навыков обработки, и причисляются к отходам;
2. Взаимосвязь с экологической обстановкой,  в которой реализуются проекты (выбросы в атмосферу, водоемы, почву, отчуждение пахотных или пригодных для других целей земель под захоронение или складирование);
3. Возможность вовлечения в хозяйственный оборот ресурсов, ранее не использовавшихся;
4. Применение одной или минимума прогрессивных операций в общей технологической цепи приводит к необходимости переводить всю технологическую систему на новый уровень;
5. Возможность получения новых материалов с необходимыми характеристиками;
6. Улучшение условий труда за счет сокращения процессов, сопровождаемых выделением вредных газов и пыли. Устранение вредных компонентов в качестве промежуточных продуктов и катализаторов.

    Многостороннее  и глубокое освоение безотходных  производств – долговременное и  кропотливое дело, которым предстоит заниматься ряду поколений ученых, инженеров, техников, экологов, экономистов, рабочих разного профиля и многих других специалистов. Полностью безотходное производство – далекая перспектива, но необходимо уже сейчас решать эту задачу, как на общеэкономическом уровне, так и в отдельных отраслях хозяйства.

3.1. Металлургия

    Переработка руд черных и цветных металлов, их обогащение, литье, прокат, металлообработка – источник потерь колоссального  количества металлов.

    Задача  комплексного использования сырья в металлургии – рациональная полнота извлечения основных и сопутствующих элементов, утилизация отходов добычи, обогащения руд без нанесения урона окружающей среде. Кроме этого металлургия является весьма земле- и водоемкой отраслью [11]. Несмотря на наличие технологий извлечения ценных попутных компонентов из железной руды на большинстве комплексных месторождений, полезные материалы сбрасываются в отвалы. Среди ценных компонентов руд черных металлов (Fe, Mn, Cr) встречаются W, Ti, Co, Ni, Zn, Cu, редкие металлы [11].  При обогащении и обработке руд большое количество отходов при соответствующей обработке может стать товарными продуктами. Часто в попутно извлекаемой породе (особенно при открытом способе добычи) содержатся многие нерудные полезные ископаемые, среди них [10, 11]: мел, пригодный для известкования почв и наполнителя при производстве красок; сланцы для изготовления щебня; глины и суглинки – сырье для фаянсовой промышленности и изготовления технической керамики, эмалей, цветного стекла; кварцевые пески для стекольной промышленности; мергель, являющийся сырьем для изготовления извести и цемента; граниты и гнейсы.

    В доменной печи образуется за счет пустой породы руды и золы кокса шлаки, в  состав которых входят CaO, SiO₂, FeO, MgO, Al₂O₃, CaS, MnS, FeS, TiO₂, соединения P, в зависимости от соотношения компонентов шлаки могут быть основные, нейтральные и кислые. При мартеновском способе основные шлаки способны удалять в процессе выплавки из металла примеси серы и фосфора.

    Шлак  – ценное сырье для строительной и дорожно-строительной отраслей. Шлаковый щебень в 1.5 – 2 раза дешевле природного, шлаковая пемза – втрое дешевле керамзита и требует меньше удельных затрат. Использование гранулированного шлака в цементной промышленности увеличивает выход цемента, снижает себестоимость и удельные затраты на его производство по сравнению с естественным сырьем – цементным клинкером. Применение шлаков при вторичной переработке металлов для раскисления стали, сокращает расход дефицитного ферросилиция. Допустимо даже применение металлургических шлаков в качестве абразивного материала для очистки днищ судов. Конвертерные шлаки могут использоваться в гидротехническом строительстве для обсыпки дамб вместо грунта. [10]

    Для доизвлечения железа из отходов применяется обратная флотация хвостов, прямая флотация руды, сухая магнитная сепарация, магнитно-флотационный способ [11].

    Использование шламов уменьшает содержание железа в доменной шихте, снижает производительность доменных печей, увеличивает расход кокса .

    Истощение богатых месторождений хромовых руд вызвало необходимость постоянно наращивать мощности по добыче и обогащению бедных руд или руд, недостаточно эффективно обогащаемых механическими методами. Для этого был разработан специальный процесс, предусматривающий прокалку на воздухе (630 – 750° С) дробленой руды (частицы менее 15 мм), измельчение пека (до 0.1 мм), приготовления водной суспензии, ее карбонатизация – так можно получить углеродистый феррохром вместо кондиционной руды и кварцита [12].

    Во  всех металлургических процессах образуется значительное количество пыли, которую необходимо улавливать и утилизировать с целью извлечения содержащихся в них металлов и поддержания необходимого уровня охраны окружающей среды.

    Для этого применимы системы сухого и мокрого пылеулавливания. Основная проблема при улавливании металлургической пыли – повышенное содержание цинка и свинца, которые нарушают процессы пылеулавливания и собственно выплавки.

    В США Zn и Pb выделяются путем сбора пыли, содержащей кроме них железо, и последующего дробления так, что более мелкие частицы состоят в основном из соединений цинка и свинца, а более крупные в основном из Fe₂O₃, что основано на различной хрупкости упомянутых соединений. Кроме этого используется восстановительный обжиг окускованной пыли, возгонка с улавливанием конденсата, магнитная сепарация и флотация. В Германии для данных целей используются растворы серной, азотной или уксусной кислот, которые способны растворить почти весь Zn,  но при малых его концентрациях раствориться может и железо. В Японии разделение Fe- и Zn-содержащих отходов обычной магнитной сепарацией. В Бельгии и Люксембурге цинк и свинец из Fe-содержащих отходов выделяются методом флотации и экстракции щелочными растворами. [11]

    Кроме оксидов железа, свинца и цинка пыль и шламы содержат оксиды Mn, Mg, Ca, Cr, Ni, Cd  и других элементов, которые можно использовать.

    Пыли  и шламы ферросплавного производства, состоящие главным образом из аморфного диоксида кремния, пригодного для промышленного и жилищного  строительства.