-
Обогащение при рекуперации твердых отходов. Концентраты. Хвосты. Промежуточные продукты. Гравитационное, магнитное обогащение. Электрические методы обогащения. Флотационное обогащение.
В практике рекуперации твердых отходов промышленности используют методы обогащения перерабатываемых материалов: гравитационные,магнитные, электрические, флотационные, и специальные.
Гравитационные методы - основаны на различии в скорости в жидкой (воздушной) среде частиц различного размера и плотности. Они объединяют обогащенные отсадкой под действием переменных по направлению вертикальных струй воды (воздуха); в тяжелых суспензиях, плотность которых является промежуточной между плотностями разделяемых частиц; обогащение в перемещающихся по наклонным поверхностям потоках, а также промывку для разрушения и удаления глинистых, а также органических примесей.
Магнитное обогащение используют для отделения парамагнитных (слабомагнитных) и ферромагнитных (сильномагнитных) компонентов(т.е. веществ с удельной магнитной восприимчивостью χ выше 10 м3/кг) смесей твердых материалов от их диамагнитных (немагнитных) составляющих. Удельной магнитной восприимчивостью χ (в м3/кг) называют объемную магнитную восприимчивость веществ, отнесенную к его плотности.
Слабомагнитные материалы, обогащенные в сильных магнитных полях (напряженностью Н ≅ 800…1600 кА/м), сильномагнитные – в слабых полях (Н ≅ 70…160 кА/м).
Электрические методы обогащения основаны на различии электро-физических свойств разделяемых материалов и включают сепарацию в электростатическом поле, поле коронного разряда, коронно-электростатическом поле и трибоадгезионную сепарацию. Электростатическая сепарация основана на различии электропроводности и способности к электризации трением (трибоэлектрический эффект) минеральных частиц разделяемой смеси. При небольшой разнице в электропроводности частиц используют электризацию их трением. Наэлектризованные частицы направляют в электрическое поле, где происходит их сепарация.
Сепарация в поле коронного разряда, создаваемого между коронирующим (заряженным до 20…50 тыс. В) и осадительным (заземленным) электродами, основана на ионизации пересекающих это поле минеральных частиц оседающими на них ионами воздуха и на различии интенсивности передачи приобретенного заряда поверхности осадительного электрода, что выражается в различных траекториях движения частиц.
Трибоадгезионная сепарация основана на различии в адгезии (прилипании) к поверхности наэлектризованных трением частиц разделяемого материала.
|
|
|
Флота́ция (фр. flottation, от flotter — плавать) — процесс разделения мелких твёрдых частиц (главным образом, минералов), основанный на различии их в смачиваемости водой. Гидрофобные (плохо смачиваемые водой) частицы избирательно закрепляются на границе раздела фаз, обычно газа и воды, и отделяются от гидрофильных (хорошо смачиваемых водой) частиц. При флотации пузырьки газа или капли масла прилипают к плохо смачиваемым водой частицам и поднимают их к поверхности.
Флотация - один из методов обогащения, основанный на различии способности минералов удерживаться на межфазовой поверхности, обусловленный различием удельных поверхностных энергиях.
В результате обогащение полезное ископаемое разделяется на несколько продуктов: концентрат (один или несколько) и отходы. Кроме того, в процессе обогащения могут быть получены промежуточные продукты.
Концентраты — продукты обогащения, в которых сосредоточено основное количество ценного компонента. Концентраты в сравнении с обогащаемым материалом характеризуются значительно более высоким содержанием полезных компонентов и более низким содержанием пустой породы и вредных примесей.
Отходы — продукты с малым содержанием ценных компонентов, дальнейшее извлечение которых невозможно технически или нецелесообразно экономически. (Данный термин равнозначен употреблявшемуся ранее термину отвальные хвосты, но не термину хвосты, которые, в отличие от отходов, присутствуют практически в каждой операции обогащения)
Промежуточные продукты (промпродукты) — это механическая смесь сростков с раскрытыми зёрнами полезных компонентов и пустой породы. Промпродукты характеризуются более низким в сравнении с концентратами и более высоким в сравнении с отходами содержанием полезных компонентов.
-
Термическая обработка отходов. Сушка. Пиролиз. Газификация. Сжигание.
Термические способы предусматривают тепловое воздействие на отходы, которое приводит к изменению их первоначального состава. Виды термического воздействия: сжигание, газификация, пиролиз, нагревание на воздухе, в вакууме и т. д. Их используют для удаления и обезвреживания органических веществ и некоторых цветных металлов, термической стабилизации грунтов, сжигания строительных отходов и т. п.
Наибольшее распространение получили первые три метода. Их существенное отличие друг от друга заключается в разной степени окисленности атмосферы, в которой они реализуются. Так. сжигание горючих отходов проводят в окислительной атмосфере, газификацию — в частично окислительной, пиролиз — в неокислительной (без доступа воздуха). Окислительная, нейтральная, восстановительная атмосфера или ее отсутствие (вакуум) характерны также и для термических способов переработки негорючих отходов.
Сжигание — весьма распространенный метод термической переработки отходов. Он реализуется при температурах не ниже 600° С и относится к окислительным термическим процессам автогенного характера. Автогенность означает, что теплоты, выделяемой при окислении, достаточно для поддержания горения и что дополнительного топлива для этого не требуется.
При сгорании органической части отходов образуются диоксид и оксид углерода, пары воды, оксиды азота и серы, аэрозоли. Методы сжигания не нуждаются в организации шламового хозяйства, имеют компактное, простое в обслуживании оборудование, низкую стоимость очистки отходящих газов. Однако область их применения ограничивается свойствами продуктов реакции. Их нельзя использовать для переработки отходов, если последние содержат фосфор, галогены, серу. В этом случае могут образовываться продукты реакции, например диоксины и фураны, по токсичности во много раз превосходящие исходные газовые выбросы.
Твердые продукты сгорания отходов, как правило в виде золы, накапливаются в нижней части печи и периодически вывозятся на захоронение или используются в производстве вяжущих веществ.
Основным полезным продуктом сжигания отходов является обычно тепло отходящих газов, используемых как вторичные энергетические ресурсы для выработки пара, электроэнергии, горячей воды для производственных и бытовых нужд.
Газификация как индустриальная технология применяется для переработки твердых, жидких и пастообразных отходов. В частности, она широко используется в металлургии для получения горючих газов из бурого высокозольного угля.
Сущность газификации заключается в обработке углеродсодержащего вещества (угля) при 600-1100°С водяным паром, кислородом (воздухом) или диоксидом углерода. В результате соответственно паровой, кислородной, углекислотной или комбинированной конверсии угля образуется равновесная смесь вновь образованных (водород, оксид углерода) и исходных газов. Эта смесь (генераторный газ, синтез-газ), включающая продукт неполного окисления угля (оксид углерода), а также водород, обладает восстановительным потенциалом и используется как газообразное топливо. Синтез-газ может содержать туман жидких смолистых веществ, однако его восстановительный потенциал практически исключает наличие в нем оксидов серы и азота.
Генераторный газ, полученный при газификации на воздушном или паро-воздушном дутье, вследствие значительного содержания азота имеет низкую (3,5-6 МДж/м ) теплоту сгорания. Он обычно используется по месту получения в низкотемпературных технологических процессах. Газ паро-кислородной конверсии более калориен (до 16 МДж/м ), поэтому может применяться как технологическое топливо для высокотемпературных печей и транспортируется на значительные расстояния от газогенераторной станции. Он является также ценным химическим сырьем (содержание Н2 и СО доходит до 70%).
Пиролиз как способ нагревания органических веществ до относительно высоких температур без доступа воздуха сопровождается разложением высокомолекулярных соединений на низкомолекулярные, жидкую и газообразную, фракции, коксованием и смолообразованием. Его используют при сухой перегонке древесных отходов, переработке резино-технических изделий, нефтепродуктов и т. д.
В зависимости от температуры реализации различают три вида пиролиза: низкотемпературный, или полукоксование (не более 450-550°С); среднетемпературный, или среднетемпературное коксование (до 800°С); высокотемпературный, или коксование (900-1050°С). С повышением температуры снижается выход жидких и увеличивается — газообразных продуктов. Поэтому низкотемпературный пиролиз обычно проводят для получения первичной смолы — наиболее ценного источника жидкого топлива и различных химических продуктов. Основная задача высокотемпературного пиролиза — получение высококачественного горючего газа. Твердый остаток (пиролизный кокс) используют в качестве заменителя природных и синтетических углеродсодержащих материалов, сорбента при очистке питьевых и сточных вод и т. д.
Из других химических методов переработки отходов отметим осаждение и комплексообразование. Как правило, они предусматривают добавление химических реагентов к нейтрализуемой массе.
Методы осаждения основаны на обменных ионных реакциях с образованием малорастворимых в воде веществ, выпадающих в виде осадков. Они особенно эффективны при нейтрализации нерадиоактивных тяжелых металлов (Cr, Pb, Hg, Cd) и радионуклидов в грунте. В почве после ее обработки фиксируется более 90% указанных элементов. Осаждение также применяют для очистки грунта от полихлорированных бифенилов, хлорированных и нитрированных углеводородов.
-
Методы удаления и захоронения твердых и жидких отходов. Наземные свалки и полигоны. Подземные хранилища.
-
Технологии утилизации твердых отходов. Мусороперерабатывающие заводы.
Через два года в Канаде появится первый в мире мусороперерабатывающий завод, который будет производить в промышленных масштабах этанол из твердых бытовых отходов. Технология переработки была создана компанией Enerkem с участием университета г. Квебек. Твердые бытовые отходы сортируют (при этом непригодны для переработки лишь 10% общего объема отходов) и подвергают пиролизу. Образующиеся при этом газы (это смесь моноксида углерода и водорода) очищают, затем они под действием катализаторов превращаются в смесь этанола и метанола. По утверждению разработчиков, такой процесс получения спирта гораздо более эффективен, чем использование ферментов для превращения целлюлозы в моносахариды и их дальнейшее превращение под действием микроорганизмов в этанол. Завод будет построен в г. Эдмонтон (провинция Альберта) компанией GreenField Ethanol, крупнейшим канадским производителем этанола, при участии компании Enerkem. Стоимость завода составит 70 млн. долларов, при этом 50 млн. долларов будет получено из городского бюджета, остальное внесут сами подрядчики. Если процесс переработки мусора и получения спирта окажется столь эффективным, как обещают разработчики, по этому пути могут пойти многие города в Северной Америке и в Европе, поскольку процесс позволяет в 10 раз сократить объем отходов, отправляемых для захоронения на свалку, а также сократить выбросы парниковых газов по сравнению с простым сжиганием мусора, сообщает Chemical & Engineering News.
-
Пестициды (ядохимикаты: гербициды, инсектициды, зооциды, дефолианты, дефлоранты) и их влияние на здоровье человека.
Пестициды (ядохимикаты) - химические препараты для защиты сельскохозяйственной продукции, растений, для уничтожения паразитов у животных, для борьбы с переносчиками опасных заболеваний и т.п. Пестициды в зависимости от объекта подразделяются на: - Гербициды - для уничтожения сорной растительности; - Инсектициды против вредных насекомых; - Зооциды для борьба с грызунами; - Фунгициды - с возбудителями грибковых заболеваний; Дефолианты - для удаления листьев; - Дефлоранты - для удаления цветков. За последние десятилетия число различных типов пестицидов сильно возросло, только в США их количество достигло 900. По данным А. В. Яблокова (1988) , в нашей стране в 1986г. было применено пестицидов в среднем около 2 кг на 1 га (примерно на 87% пашни) или около 1,4 кг на душу населения, а в США 1,6 кг на 1 га (на 61% пашни) или 1,5 кг на душу населения. Пестициды распространяются на большие пространства, весьма удаленные от мест их применения. Многие из них могут сохраняться в почвах достаточно долго (период полураспада ДДТ в воде оценивается в 10 лет, а для диэлдрина он превышает 20 лет) . При использовании даже наименее летучих компонентов более 50% активных веществ в момент воздействия переходят прямо в атмосферу, а для таких пестицидов, как ДДТ и диэлдрин, характерна дистилляция с парами воды на земной поверхности. Эта часть пестицидов, не достигших растений, подхватывается ветром и осаждается в районах суши или океана, весьма удаленных от зон применения вещества. Они в конечном итоге попадают в различные экосистемы, включая океан, пресноводные водоемы, наземные биомы и др., в значительных количествах накапливаются в почвах и увеличивают свои концентрации при движении по трофическим цепям. Пестициды являются единственным загрязнителем, который сознательно вносится человеком в окружающую среду. Пестициды поражают различные компоненты природных экосистем: уменьшают биологическую продуктивность фитоценозов, видовое разнообразие животного мира, снижают численность полезных насекомых и птиц, а в конечном итоге представляют опасность и для самого человека. Пестициды, содержащие хлор (ДДТ, гексахлоран, диоксин, дибензфуран и др.) , отличаются не только высокой токсичностью, но и чрезвычайной биологической активностью и способностью накапливаться в различных звеньях пищевой цепи. Даже в ничтожных концентрациях пестициды подавляют иммунную систему организма, повышая таким образом его чувствительность к инфекционным заболеваниям. В более высоких концентрациях эти примеси оказывают мутагенное и канцерогенное действие на организм человека. Поэтому в некоторых странах (США, Франция, Германия) начинают уменьшать дозы применения пестицидов или полностью от них отказываться. В последние годы в СГА разработаны гербициды, не представляющие явной опасности для живых организмаов или быстро разрушающиеся в окружающей среде. Широкое применение биологических методов защиты растений позволит уменьшить степень загрязнения среды пестицидами.
-
Экологическая оценка производств и предприятий. Оценка воздействия на окружающую среду (ОВОС). Санитарно-защитная зона предприятия.
Оценка воздействия на окружающую среду (ОВОС, EIA, (англ. Environmental Impact Assessment) — термин Международной ассоциации по оценке воздействия на окружающую среду (IAIA, International Association for Impact Assessment). Предназначена для выявления характера, интенсивности и степени опасности влияния любого вида планируемой хозяйственной деятельности на состояние окружающей среды и здоровье населения.
-
Экологическая экспертиза.
Экологическая экспертиза — это установление соответствия намечаемой хозяйственной и иной деятельности экологическим требованиям и определение допустимости реализации объекта экологической экспертизы в целях предупреждения возможных неблагоприятных воздействий этой деятельности на окружающую природную среду и связанных с ними социальных, экономических и иных последствий реализации объекта экологической экспертизы.[1]
В настоящее время понятие экологической экспертизы претерпело существенные изменения. В соответствии с ФЗ «О внесении изменений в градостроительный кодекс и другие нормативные акты» от 18.12.2006, экологическая экспертиза это установление соответствия документов или документации, обосновывающих намечаемую в связи с реализацией объекта экологической экспертизы хозяйственную и иную деятельность экологическим требованиям, установленным техническим регламентам и законодательству в области охраны окружающей среды в целях предотвращения негативного воздействия такой деятельности на окружающую среду.
ФЗ «Об экологической экспертизе» различает 2 вида экологической экспертизы: государственная экологическая экспертиза и общественная экологическая экспертиза. Проведение первой обязательно для всех строительных объектов и проводится экспертной комиссией (экспертная комиссия), которая формируется федеральным органом исполнительной власти в области экологической экспертизы. Вторая организуется и проводится по инициативе граждан и общественных организаций (объединений), а также по инициативе органов местного самоуправления общественными организациями (объединениями).
Экологическая экспертиза основывается на принципах[1]:
-
презумпции потенциальной экологической опасности любой намечаемой хозяйственной и иной деятельности;
-
обязательности проведения государственной экологической экспертизы до принятия решений реализации объекта экологической экспертизы;
-
комплексности оценки воздействия на окружающую природную среду хозяйственной и иной деятельности и её последствий;
-
обязательности учёта требований экологической безопасности при проведении экологической экспертизы;
-
достоверности и полноты информации, представляемой на экологическую экспертизу;
-
независимости экспертов экологической экспертизы при осуществлении ими своих полномочий в области экологической экспертизы;
-
научной обоснованности, объективности и законности заключений экологической экспертизы;
-
гласности, участия общественных организаций (объединений), учёта общественного мнения;
-
ответственности участников экологической экспертизы и заинтересованных лиц за организацию, качество, проведение экологической экспертизы.
Срок проведения государственной экологической экспертизы составляет:
для простых объектов — до 30 дней;
объектов средней сложности — до 60 дней;
сложных объектов — 120 дней.
Срок проведения государственной экологической экспертизы может быть продлён, но не должен превышать шести месяцев для сложных объектов.