Производство Шунгизита

НИИ ВОДГЕО - ведущий институт в системе  водного хозяйства России готов  к практическому внедрению шунгитсодержащих и шунгитовых пород участка «Полежаевский» в конкретные проекты очистных сооружений в регионах.      

Основные перспективы  и направления использования шунгитсодержащих и шунгитовых пород месторождения "Полежаевское" Республики Карелия:     

Всего в России зарегистрировано 323 патента  по использованию шунгитовых пород  в различных областях промышленности и сельского хозяйства [29].     

Использование шунгизита в металлургии:

Заменитель кокса при производстве литейного чугуна;

Замена кокса и наведение  карбидкремниевого гарнисажа в  доменных печах (при выплавке передельного чугуна);

Комплексный заменитель кокса и кварцита в электрометаллургии ферросплавов;

Комплексный заменитель кокса и  кварцита в электрометаллургии цветных  металлов (Ni, Cu, Со);

Заменитель кокса в желобных массах;

Шихта для производства карбидкремниевых материалов;

Шихта для производства нитридкремниевых материалов.

Питьевое и техническое водоснабжение:

Фильтрующий материал (фракции 0,5-1,0 мм и 0,5-2,5 мм) в системах водоподготовки (кондиционирование и структурирование) питьевой воды и водоочистных устройствах;

В качестве фильтрующего материала и поддерживающих слоев (фракции 2,5-5 мм, 5-10 мм, 10-20 мм, 20-40 мм) в распределительных системах водоочистки и водоподготовки большого сопротивления;

Сорбент для очистки технических  и сточных вод (фракция 40-100 мм) промышленных предприятий (нефтеперерабатывающие заводы, стоки АЭС, ТЭЦ, промышленные стоки гальванических цехов, химических и перерабатывающих заводов, карьеров и шахт), поверхностных сточных вод, ливневых и других стоков;

Сорбент (фракция <0,5 мм) для быстрого удаления разлитой нефти с водной поверхности при ликвидации последствий экологических катастроф (эффект очистки воды от разлитой нефти достигает 99%);

Сорбент и катализатор для подготовки воды перед мембранной очисткой;

Бактерицидное обеззараживание питьевых и сточных вод;

Очистка воды в бассейнах и колодцах.      

Щебень (фракции 5-10 мм, 10-20 мм, 20-40 мм, 25-60 мм) из шунгитсодержащих и шунгитовых пород - как экологический барьер (сорбент  и катализатор) при добавке его в автодорожное и железнодорожное полотно, откосы и водоотводные канавы, вагоноремонтные депо и прочее;     

В нефтедобывающей промышленности шунгитовый щебень может использоваться при  отсыпки кустовых скважин, для предотвращения загрязнения нижележащих грунтов, почв, поверхностных и грунтовых вод;     

Добавка шунгитового наполнителя при  производстве радиоэкранирующих материалов - специальных бетонов, кирпича, штукатурки.      

Минеральный шунгитовый наполнитель (фракция 0-20 мкм) используется в смесях при производстве шин и резинотехнических изделий, в том числе высоконаполненных специального назначения с электропроводными и антистатическими свойствами [29].     

Наполнитель и пигмент при производстве лакокрасочных  материалов, полипропилена, пластмасс, в том числе специального назначения с приданием композиционным материалам электропроводных, противопригарных, антикоррозийных и антистатических свойств.       

Сельское хозяйство:

Использование шунгитовых пород в  качестве комплексного сорбента, мелиоранта и удобрения пролонгированного  действия для повышения урожая сельскохозяйственных культур и плодородия почв;

Для конструирования и очистки (детоксикации и восстановления плодородия) городских почв

Кормовая добавка в животноводстве и птицеводстве.     

Строительство:

Щебень из шунгитсодержащих и шунгитовых пород для любых видов строительных работ;

Шунгитовый наполнитель при  производстве теплых полов, стен и других поверхностей;

Шунгитонаполненные бетоны, асфальты, штукатурки;

Пигмент (черный) для строительных материалов (бетоны, кладочные растворы, плиты);

Шунгитовые огнеупорные покрытия;

Шунгитовые декоративные облицовочные материалы;

Шунгитовый щебень и материалы  для ландшафтного дизайна.     

Медицина. Длительные наблюдения и  исследования по применению шунгитовых пород Зажогинского месторождения  в медицине проводились учеными  Петрозаводского Государственного университета и подтверждены опытом применения в различных санаториях и медицинских учреждениях:     

Лечение с использованием препаратов на основе шунгита (таблетки, гемосорбенты, пасты, мази и прочее): при интоксикации, отравлениях, нарушениях функции желудочно-кишечного тракта, лечение кожно-аллергических заболеваний, дерматологические патологии, заболевания опорно-двигательного аппарата и другие;       

Лечение настоями шунгитовой воды, шунгитовые ванны, ингаляции, аппликации: бронхо-легочные заболевания, аллерго-дермические заболевания, суставные болезни, нормализация артериального давления;     

Шунгитовый щебень благодаря своим  физикомеханическим характеристикам, удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым  к обычному щебню (гранитному, известняковому и другим), но помимо этого, шунгитовый щебень, как никакой другой обладает сорбционными и каталитическими свойствами, а также биологической активностью, что позволяет использовать его в качестве экозащитного метериала для снижения антропогенного воздействия на окружающую среду, что становится все более актуальным в настоящее время. Все эти свойства проявляются в способности продуцировать активный атомарный кислород, являющийся сильнейшим окислителем. Сорбированные на поверхности шунгита органические молекулы подвергаются окислению атомарным кислородом до СО2 и Н2О. Благодаря окислительной деструкции органических соединений поверхность шунгитового щебня освобождается от сорбированных соединений и становится подготовленной к новому циклу сорбции [29]. 

 

 

      7 МЕРОПРИЯТИЯ ПО ЗАЩИТЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ  СРЕДЫ      

 

 

    При добыче и  переработке разнопрочных каменных материалов отрицательное  влияние на организм человека оказывает  минеральная пыль, образующаяся при  сортировке, транспортировании щебня и песка. Санитарными правилами СП 2.2.1.1312-03 [27] на проектирование промышленных предприятий регламентированы предельно допустимые концентрации пыли в воздухе рабочих помещений до 1-10 мг/м3; в отходящих газах, выбрасываемых в атмосферу до 30 – 100 мг/м3. Наиболее жесткие требования предъявляютсятся к очистке воздуха и газов от пыли, содержащей двуокись кремния. Степень вредного воздействия пыли на организм человека определяется процентным содержанием кремнезема (SiO2) и проникающей способностью пыли. Наибольшую опасность для организма человека представляют частицы пыли размером до 5 мкм, которые, находясь в воздухе во взвешенном состоянии долгое время, при вдохе вместе с ним глубоко проникают в органы дыхания.    

Для создания нормальных условий труда все помещения заводов надо обеспечивать системами искусственной и естественной вентиляции. Этому в большой мере способствует герметизация  тех мест, где происходит пылевыделение, а также отсос воздуха из бункеров, печек, дробильно-помольных механизмов, элеваторов и т.п. В зависимости от мощности и величины различных механизмов и интенсивности пылевыделения рекомендуются следующие объемы воздуха (м3/ч), отсасываемого от:    

дробилок  ……………………………...….  4000—8000     

элеваторов  ……………………………….  1200—2700     

бункеров  …………………..……………….. 500—1000    

мест  погрузки материалов …..…………....  300—3500    

упаковочных машин…………...………………… 5000      

При переработке  шунгитовых пород для борьбы с образующейся пылью следует эффективно применять систему аспирации с очисткой воздуха перед выбросом в атмосферу.     

Процесс очистки воздуха "сухим" способом должен также включать мероприятия  по обеспыливанию воздушной среды  производственных помещений. Эффективная  очистка воздуха, удаляемого из рабочих  зон промышленных помещений, обеспечивается с помощью воздушно-очистительных агрегатов, созданных на базе циклонов (1-я ступень).     

При двухступенчатой очистке воздуха, необходимо следить за герметичностью пылесборных бункеров циклонов, что  обеспечивает эффективность их работы и предупреждает перегрузку фильтров. Для вывоза пыли необходим специальный транспорт, который загружается пылью через рукава, препятствующие вторичному выделению ее в атмосферу. 

Основными мероприятиями по обеспыливанию  воздуха в рабочей зоне являются:

применение технологических схем и машин, обеспечивающих сокращение количества стадий дробления и пересыпки  каменных материалов;

максимальная герметизация машин  и оборудования, создающих пылевые  факелы, и применение встроенных укрытий  или пылеулавливающих устройств;

рациональное размещение аспирационного оборудования и его блокировка с  технологическим оборудованием;

организация пневматической или влажной  уборки помещений и оборудования.      

Над местами пылеобразования (грохоты, места пересыпки) следует устанавливать  легкосъемные шатры из полиэтиленовой пленки или из мягких тканей со специальной пропиткой. При этом, желательно предусматривать возможность, стряхивав пыли перед подъемом шатра, а также механическое или автоматическое удаление собранной пыли.      

Наибольшая  эффективность работы обеспыливающей вентиляции (аспирации) достигается в том случае, когда пыль удаляется в месте образования. Это может быть обеспечено при устройстве у пылящего оборудования укрытий. Правильно сконструированное и выполненное укрытие является важнейшим элементом аспирационной системы. Укрытия должны быть неотъемлемой частью машин и изготовляться заводами - поставщиками оборудования. Конструкция укрытий должна обеспечивать надежную изоляцию мест пылеобразования и вместе с тем не создавать помех при эксплуатации оборудования и его ремонте. Аспирационное оборудование должно обеспечивать разряжение внутри укрытия и таким образом препятствовать выбросу пыли в помещение. Отсасывающие воронки на укрытии надо располагать таким образом, чтобы отсос материала был минимальным. Это достигается путем отдаления мест установки отсоса от мест поступления материала в укрытие, устройства укрытий с двойными стенками и установки отбойных щитков.     

Для повышения эффективности аспирации, особенно в зимнее время, следует  применять для борьбы с пылью высокократную пену. Сущность этого метода, состоит в том, что в места пылеобразования вводят воздушно-механическую пену, получаемую в пеногенераторах, из водных растворов ПАВ - пенообразователей. Благодаря изолирующей способности и хорошей смачивающей способности пены достигается связывание пыли непосредственно в местах ее образования. Небольшой расход пенообразующего раствора (4 л на 1 м3 перерабатываемого камня) не приводит к переувлажнению щебня и не вызывает опасности его смерзания в зимнее время. Пена подается в места пересыпки каменных материалов [3].      

Уменьшение  пылевыделения и просыпи на конвейерах достигается следующими способами:

использование устройств, предотвращающих  сходы и перекосы лент;

применение ограничивающих устройств, предотвращающих перегрузку лент и  питателей;

скорость перемещения материала  при транспортировке не должна превышать 1,6 м/с;

осуществление гладкой стыковки конвейерных  лент посредством вулканизации.      

Для очистки воздуха от производственной пыли в технологическую линию внедрим многоступенчатый центробежный уловитель, представленный на рисунке 2.

1 - корпус; 2- входной патрубок; 3- камера  первичной сепарации; 4- криволинейный  канал 

со спиральной поверхностью; 5,6,7 – участки осаждения; 8,9,10 – поверхности осаждения; 11, 12 – пылсборные бункеры; 14 - камера вторичной сепарации; 15- диффузорноый патрубок; 16 – кольцевой канал; 17 – цилиндрическая обечайка; 18 – камера доочистки; 19,20– пылесборный бункер; 21 – вывод очищенного газа; 22 – продольные горизонтальные щели; 23 - четырехлопастной закручиватель потока; 24 – профилированный обтекатель; 25 – диффузорный вход; 26, 27 – кольцевой зазор; 28- направляющая втулка; 29 – технологический люк.

Рисунок 2- центробежный пылеуловитель

Устройство  работает следующим образом. Пылегазовый  поток через тангенциальный входной  патрубок поступает в камеру первичной  сепарации, где в результате движения по криволинейной траектории под  действием центробежных сил происходит его расслоение на концентрированный периферийный слой и очищенный внутренний слой потока. Пройдя участок  осаждения протяженностью по дуге криволинейного канала 180°, то есть первую ступень разделения, часть сконцентрированного пылевого слоя, прилегающая к стенке камеры  первичной сепарации, через щелевой зазор 8 выводится в бункер  и удаляется из пылеуловителя. Не уловленная в первой ступени разделения средняя часть пылегазового потока, ускоряясь по криволинейной поверхности сепарационного канала камеры первичной сепарации и пройдя участок осаждения протяженностью по дуге криволинейного канала 90°, то есть вторую ступень разделения, попадает в щелевой зазор и далее в бункер. Пылевые ускоряться, двигаясь по участку осаждения протяженностью по дуге криволинейного канала 90° убывающего радиуса, то есть по третьей ступени разделения, с нарастающей скоростью сбрасываются через щелевой зазор  на вход камеры первичной сепарации, оттесняя твердые частицы, входящие вдоль внутренней стенки входного патрубка в сепарационный канал, к внешней стенке участка осаждения, то есть в первую ступень разделения. Центральная часть потока в камере первичной сепарации, вращаясь по спиральной траектории, приобретает осевую скорость и поступает в диффузорный патрубок, а твердые частицы, движущиеся по спиральной поверхности, попадают в течение Тэйлора-Гертлера и через кольцевой канал выводятся в камеру вторичной сепарации, где окончательно улавливаются в изолированном пылесборном бункере. Во вращающемся в центре камеры первичной сепарации пылегазовом потоке, на торцевой крышке технологического люка, образуется донное течение, увлекающее наиболее мелкие твердые частицы к оси вращения, что способствует их попаданию в осевой поток и уносу из камеры первичной сепарации. Прошедший через диффузорный патрубок пылегазовый поток попадает в цилиндрическую обечайку камеры доочистки. Встречая на своем пути четырехлопастной закручиватель потока, осевой поток отклоняет свою траекторию движения в радиальном направлении. Твердые частицы, двигаясь далее по спиральной траектории под действием центробежных сил, отжимаются к внутренней поверхности обечайки и, наталкиваясь на фронтальную кромку, отбрасываются через продольные горизонтальные щели в изолированные осадительные камеры. Продолжая движение в направлении патрубка вывода очищенного газа, пылегазовый поток огибает фронтальную поверхность профилированного обтекателя, заставляя оставшиеся твердые частицы пыли как более инерционные двигаться в постоянный кольцевой зазор, образованный диффузорным входом патрубка вывода очищенного газа и внутренней поверхностью цилиндрической обечайки. Очищенный от твердых частиц воздух, огибая по спирали тыльную поверхность профилированного обтекателя, обращенную в сторону патрубка вывода очищенного газа, перетекает через регулируемый кольцевой зазор в патрубок вывода очищенного газа, и, плавно раскручиваясь, удаляется из пылеуловителя [1].