Часть 1. Основные технологии переработки промышленных отходов и тбо

В настоящее время в условиях непрерывного развития промышленного производства перспективы могут иметь только технологические системы, которые в состоянии использовать все добываемое сырье и, в том числе, техногенные отходы. Основы создания таких систем в настоящее время только закладываются. Проблема усугубляется еще и тем, что запасы качественного природного сырья резко сокращаются, поиск и разработка новых месторождений приводит к новому витку экологических задач в регионах, возрастают транспортные расходы, дорожает и становится нерентабельной выпускаемая продукция. Решение в этом случае может быть только одно – стабилизация и повышение качества техногенных продуктов, как сырья для различных отраслей промышленности и, прежде всего строительной отрасли, являющейся крупнейшим потребителем нерудного сырья. Совершенствование технологии, ресурсосбережение в производстве невозможно без научного обоснования возможных колебаний свойств техногенных продуктов, определения направлений их эффективного использования, повышения качества выпускаемой продукции на их основе.

1. 1. Классификации техногенных отходов

При выработке основных направлений использования и переработки техногенных отходов следует объединить отдельные группы отходов на основе общности химического состава, свойств, технологий их получения и переработки. Это позволит разработать более универсальные технологии переработки и получать отходы с заданным комплексом свойств, а в дальнейшем и прогнозировать свойства композиционных материалов на их основе.

Рассмотрим наиболее простую классификации техногенных отходов, в зависимости от их химического состава (рис.1).

Органические отходы (высокомолекулярные соединения и пластмассы, резинотехнические, древесные, бумажные и целлюлозно-тканевые отходы) могут быть, как правило, полностью утилизированы в тех отраслях, где были произведены. Кроме того, они могут быть использованы, например, как наполнители для производства облегченных строительных материалов (арболита, гипсоволокнистых изделий, полимербетонов и т.д.). Объемы образования этих отходов часто невелики и при нормальной организации процесса утилизации могут оказаться даже в дефиците. Некоторые технологии переработки подобных отходов приведены в разделе 1.7. Органические отходы сельскохозяйственного производства и пищевой промышленности могут и должны перерабатываться с использованием уже существующих экологически чистых, безотходных биотехнологий.

Рис. 1. Классификация твердофазных техногенных отходов по химическому составу

Из неорганических отходов в отдельную группу следует выделить весьма ценные металлосодержащие отходы. В основном, это лом цветных и черных металлов, который может быть переработан лишь в регионах, обладающих достаточно мощными металлургическими и машиностроительными производственными комплексами. Однако вопросы транспортировки к месту утилизации в настоящее время легко решаются из-за относительно высокой стоимости вторичного лома металлов. При этом существенные проблемы могут возникнуть только при переработке малогабаритного, многокомпонентного лома. В этом случае требуется разработка систем разделения, концентрирования отдельных металлов на основе пиро-, гидро- и электрометаллургических методов. Некоторые из них будут показаны далее при рассмотрении вопроса переработки металлосодержащих отходов в разделе 1.6.

Основную часть отходов как по тоннажу (иногда десятки миллионов тонн в год), так и по ассортименту занимают неорганические неметаллические отходы. Классификация этих материалов, определение направлений наиболее эффективных технологий переработки и использования возможно только при учете особенностей происхождения, техногенеза и т.д. Одним из эффективных направлений использования подобного сырья является промышленность строительных материалов. Однако на пути широкого и повсеместного использования техногенных отходов в промышленном производстве имеется ряд трудностей, преодоление которых возможно только при решении основного вопроса материаловедения – направленного формирования свойств техногенного сырья и готовой продукции на их основе.