Лекция 1 Введение. Этапы развития

Предметом изучения дисциплины являются основные аспекты проблемы безотходных технологий, связанные с экологией металлургического производства, включающие основные определения, понятие потерь в горно-металлургическом комплексе, общую классификацию отходов, их переработку и утилизацию, бессточную технологию производства, высокоэффективные технологические процессы переработки сырья в металлургическом производстве.

Проблемы безотходной технологии

Экологический аспект. Рациональное использование минерального сырья требует установления такого взаимоотношения производственной деятельности человека с окружающей природной средой, при котором удовлетворяется потребность народного хозяйства в промышленной продукции с эффективностью, отвечающей текущему уровню социально – экономического развития общества и требованиям к сохранению окружающей среды.

Взаимодействие человека и природы проявляется в виде обмена веществ (минеральных ресурсов) и энергии.

Приблизительно до середины 60-х годов ХХ в. прогресс взаимодействия человека и природы (биогеоценоза) характеризовался односторонней направленностью от человека к природе и экстенсивностью использования природных, в частности, минеральных ресурсов.

Максимальное вовлечение в производственную среду и использование минеральных ресурсов в целях обеспечения потребностей в металлах, угле, удобрениях привел к резкому сокращению запасов богатых месторождений и накоплению техногенных выбросов в окружающей среде.

На земном шаре в настоящее время добывается около 10¹¹ т различного сырья в год, т. е. приблизительно 20 т на одного человека К 2000 г. это показатель увеличился. В результате добычи полезных ископаемых концентрация многих элементов на поверхности суши увеличивается

Fe P Cu Pb Ba Cr U As Hg

Прирост, млн. т в год. 350 7,4 5,7 2,8 2,5 1,5 0,23 0,19 0,08

Геохимическая деятельность человечества уже значительно переросла рекреационную способность природы. Общие антропогенные выбросы в атмосферу свинца в 18,3 раза, кадмия в 8,8 раза, цинка в 7,2 раза больше, чем природные (вулканы, пыль переносимая ветром, лесные пожары и др.). Масштабы и динамика загрязнения окружающей среды металлами приведены в табл. 1.1. Отвалы горных работ, на долю которых сейчас приходится ³/₄ добываемого минерального сырья и твердого топлива, занимают 0,1 га площади земли на каждую 1 тыс. т сырья.

Таблица 1.1 Загрязнение окружающей среды металлами

Источник загрязнения	Cd	Cu	Ni	Pb	Zn
Цветная металлургия Черная металлургия Сжигание мусора и отходов Всего от всех антропогенных источников Всего за всю историю человечества, тыс. т	5,31 0,07 1,4 7,3 316	21,1 5,9 5,4 5,6 2175	9,6 1,2 8,4 47,4 578	77,3 50,3 8,9 449,2 1003	116,2 35,0 37,0 314,4 13995

Загрязнение атмосферы вредными газообразными и твердыми отходами различного происхождения нарушает нормальные условия газового обмена, вызывая опасность необратимых изменений. Наибольший ущерб биосфере наносят горнодобывающая и тесно связанные с ней металлургическая, химическая, топливо – энергетическая и другие отрасли промышленности.

Основными парогазообразными и пылевыми веществами, загрязняющими атмосферу, являются:

газы и пары органических соединений – углеводороды и их галогенопроизводные ароматические соединение, фенолы, карбоновые кислоты, альдегиды, кетоны, некоторые соединения азота (амины) и серы (меркаптаны, тиофены, дисульфиды);

газы и пары неорганических соединений – сернистый ангидрид SO₂, сероводород H₂S, оксиды азота N_ox, соляная и другие кислоты, соединения фтора, тяжелые металлы и т.д.

При переработке 1 т полезных ископаемых расходуется в среднем 10 м³ воды, в том числе на обогатительных фабриках 4-5 м³. Отвод жидких отходов составляет, таким образом, не менее 100 тыс. км³ в год.

Горная отрасль наиболее землеемкой. Площадь земельного отвода под современный горно – обогатительный комбинат составляет 5-7 тыс. га.

В общем смысле под ущербом следует понимать не изымание и использование минерального сырья, а нарушение рекреационной способности природы, возникновение дебаланса процессов, определяющих отклонение экологического равновесия окружающей среды.