6.2. Опыт использования техногенных месторождений за рубежом

Вопросам утилизации отходов переработки минерального сырья во всем мире уделяется сейчас повышенное внимание.

По ориентировочным оценкам, в США ежегодно образуется около 4,5 млрд. т. твердых минеральных отходов, в странах Европейского экономического сообщества - более 2 млрд. т., в Японии - 1,3 млрд. т., в СНГ 6 млрд. т.

Данные об утилизации вскрышных, вмещающих пород и хвостов обогащения в зарубежных странах имеет отрывочный характер, так как она имеет коммерческую тайну. Однако имеющаяся открытая информация позволяет сделать вывод о более высоком уровне их использования, чем в России и странах ближнего зарубежья.

Так, в Германии при переработке на щебень скальных пород в отвалы направляется лишь глинистый шлам, количество которого не превышает 7-10 % от всей добываемой горной массы. Весь остальной материал применяется в строительстве.

Широко используются за рубежом отходы обогащения углей: в Великобритании ежегодно 7-8 млн. т. (15 % годового выхода), в Германии -30 млн. т., тогда как в России их реализуется 800 тыс. т. в год (1 % годового выхода). Основные направления использования хвостов углеобогащения в развитых странах - дорожное строительство и возведение дамб и плотин.

Кроме того отходы угольной промышленности (шахтные породы и особенно отходы углеобогащения) успешно используются в Чехии, Словаки и Польше для закладки, выработанных пространств в шахтах.

Во Франции построен завод по производству легких заполнителей из угольных сланцев. Фирма "Бьюлайт корпорейшн" производит легкий заполнитель из каменноугольного сланца, являющегося отходом при добыче антрацита.

В Бельгии создано акционерное общество "Аграл" по производству из отходов углеобогащения аглопорита. В США фирма "Сирзэшен фид Продакт" имеет завод по производству из пустой породы обожженного кирпича.

Интересен опыт польско-венгерского акционерного общества "Холдекс", разработавшего технологию переработки отходов углеобогащения и угледобычи. При этой технологии, применяющейся в Польше, Великобритании, Турции, Бельгии и других странах мира, порода из отвалов перерабатывается в щековых дробилках, затем в тяжелых суспензиях в гидроциклонах из нее доизвлекается остаточный уголь, после чего отходы могут найти применение в качестве закладочного материала, в производстве кирпича, пористых заполнителей, цемента. По этой технологии в Верхней Силезии ежегодно получают дополнительно 400 тыс.т. угля, 2,5 млн. т. материала для закладки старых выработок и 200 тыс. т. сырья для получения цементного клинкера. В Венгрии применение этого сырья в качестве добавки в глиномассу при производстве кирпича позволило сократить потребление топлива на кирпичных заводах на 33 %.

Во многих странах мира для производства стройматериалов весьма эффективно утилизируются золошлаковые отходы. Уровень их использования достигает (%): в США 25, Великобритании 53, .Франции 65, Германии 79. В России и странах ближнего зарубежья применяется пока лишь 15 % текущего выхода, но с переходом на рыночные отношения хозяйствования эти показатели имеют тенденцию к увеличению.

Проблемы применения отходов сжигания топлива приобретают в мире все большую актуальность в связи с наметившимся темпом перевода многих производств с нефти на уголь. К настоящему времени мировой объем золошлаковых отходов достиг 500 млн. т. в год.

Имеющийся опыт свидетельствует о широких возможностях применения высоко кальциевых зол в сельском хозяйстве для известкования кислых почв и в строительстве.

Технология сжигания угля при высокой температуре, внедренная в США и других странах, а также сухой отбор золы, практикуемый в широких масштабах, обусловливают относительно стабильный состав зол. Подобные золы являются ценным сырьем для производства широкого ассортимента строительных материалов.

Структура использования в строительных целях отходов тепловой энергетики США в настоящее время, такова: введение золы в цемент и уплотненный бетон 39 %, дорожное строительство 41 %, ячеистый бетон, легкие заполнители и другие области применения 20 %. В России и странах ближнего зарубежья доля утилизации зол и шлаков в цементной промышленной и как наполнитель в бетоны несколько выше (67 %), а в дорожном строительстве - ниже (14 %). В Великобритании в дорожном строительстве потребляется 43 % всего объема утилизируемых золошлаковых отходов, в Германии 17,5 %. В Германии с использованием золошлаковых материалов строится 80 % зданий, а темпы роста производства ячеистого зольного бетона составляют около 30 % в год. В Бельгии производство портландцемента полностью заменено производством золопортландцемента. В отдельных случаях зола даже становится предметом экспорта. Так, Дания продает золу Норвегии.

В США подсчитано, что производство бетонных блоков с использованием заполнителей на основе золы-уноса ТЭС обходится примерно на 25 % дешевле, чем на традиционных заполнителях.

Анализ зарубежного опыта использования отходов тепловой энергетики в промышленности строительных материалов свидетельствует о том, что прослеживается четко выраженная тенденция роста объемов их утилизации при производстве многокомпонентных бетонов, особенно ячеистых, цементов и керамического кирпича.

Во многих странах мира широкое применение для производства строительных материалов находят металлургические шлаки. Так же, как и в нашей стране, наиболее успешно используются шлаки доменного производства. В ряде промышленно развитых стран (США, Германия) доменные шлаки перерабатываются полностью, а в других странах - на 90-95 %. Структура потребления доменных шлаков различна - в США и Великобритании, например, основное их количество используется в производстве щебня, в Японии, Чехии и Словакии около половины всего объема образующихся шлаков гранулируется и применяется в производстве вяжущих.

Следует отметить, что за рубежом наблюдается тенденция увеличения объема потребления отходов черной металлургии, расширяется и перечень получаемых из них строительных материалов. Доменные шлаки, например, находят все более широкое применение в производстве цемента, стекла, керамики, ячеистого бетона.

В ряде западноевропейских стран для производства цветного и белого стекла используется калумит - специально подготовленный доменный шлак. Подготовка шлака заключается в его измельчении, отделении вредных примесей и магнитной сепарации. Добавка калумита позволяет осветлить и гомогенизировать стекломассу. Кроме того, поскольку калумит содержит главные компоненты стекольного сырья, его применение позволяет экономить топливо, уменьшать температуру ванной печи, повышать долговечность футеровки. Доля вводимого в шихту калумита при производстве белого тарного стекла составляет 10 %, белого листового - 6 %, коричневого - 8-15 %. Практика использования калумита в Японии, США и Великобритании показывает, что расход топлива сокращается на 4-16 %.

Значительный опыт применения шлаков черной металлургии в дорожном строительстве накоплен в Венгрии. Здесь около трех десятилетий дробленый шлак используется в качестве щебня для устройства основания дорог.

Интересен также способ применения доменного шлака в производстве ячеистого бетона в Финляндии, где в технологический цикл производства включены операции по совместному помолу доменного шлака и песка до тонины помола цемента. Такая технология позволяет экономить не только цемент, но и электроэнергию, и топливо, затрачиваемые на подготовку сырья.

Сталеплавильные шлаки используются за рубежом в основном в дорожном строительстве. Так, ежегодно их утилизируется (млн. т.): в США 9, Германии 1,2, Польше 1, Великобритании 0,5. В России и странах ближнего зарубежья из сталеплавильных шлаков ежегодно получают 6,3 млн. т. щебня, который также идет главным образом на строительство дорог. В целом в мире сталеплавильные шлаки утилизируются меньше, чем доменные.

Если отечественный уровень утилизации металлургических шлаков вполне сопоставим с зарубежным, то в использовании фосфогипсов мы значительно отстаем.

Так, в странах Западной Европы перерабатывается свыше 10 млн. т. фосфогипсов, а в США и Канаде - свыше 22 млн. т. В Японии используется почти весь образующийся фосфогипс. В СНГ находит применение лишь 1 млн. т. этого сырья (5 % годового выхода).

Английскими фирмами фосфогипс перерабатывается на высокопрочное вяжущее, штукатурный гипс и гипсокартонные листы. Во Франции из него также выпускаются гипсокартонные листы и другие стеновые элементы, в т.ч. акустические и декоративные плиты. В Германии из фосфогипса производят гипсокартонные листы, декоративные изделия, перегородочные плиты и др. В Австрии в промышленном масштабе осуществляется комплексная переработка фосфогипса на портландцемент и серную кислоту. Подобные заводы по производству серной кислоты и портландцемента из фосфогипса работают также в США, Германии, Северной Африке и Польше. Кроме того за рубежом фосфогипс применяется в качестве удобрения - для снабжения почв кальцием, серой и в качестве нейтрализующего агента.

Следует отметить, что несмотря значительное отставание России в использовании твердых минеральных отходов, у нас имеется большое количество разработок, позволяющих утилизировать эти отходы с высокой эффективностью. Однако внедрение этих разработок в промышленное производство происходит очень медленно.