Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Методы переработки бытовых и промышленных отходов. Учебное пособие
.pdf
2
/кг. После шламонакопителяS
м
= 2140 - 2150 кг/м3, объемная масса ρ
содержащейся в отходе кремнекислоты является активной (активность
по поглощению извести 140-160 мгСаО/г отхода) имеет структуру,
близкую к аморфной.
Используют борогипс в качестве регуляторов сроков схватывания
цемента. Гранулированный борогипс по характеристикам не уступает
природному сырью. Существует технология получения из борогипса
высокопрочного гипсового вяжущего и дополнительно борной
кислоты. Обработку борогипса проводят в жидкой среде под
давлением при добавлении H2SO4 для разложения остатка руды.
Выделенная борная кислота возвращается в основное производство
или при осаждении гидроксидом магния могут быть получены
бормагниевые удобрения.
Цитрогипс - отход производства лимонной кислоты. Образуется
при выделении из раствора лимонной кислоты с помощью цитрата
кальция:
Ca3(C6H8O7) + 3H2SO4 + nH2O = 2C6H8O7 + 3(CaSO
После промывки цитрат кальция разлагают серной кислотой и
получают лимонную кислоту, дигидрат и воду. Содержание в отходе
двуводного гипса СаSO4 ·2H2O = 83-97%, Плотность ρ = 2-2,5 г/см3,
удельная поверхность Sуд = 490-780 м2/кг,
Дистиллярная жидкость - образуется при производстве соды.
Содержит 92-93% СаSO4, Са(ОН)2, СаСО3, ρ = 1,12 -1,13г/см3. На
каждую тонну производства соды в дистиллярную жидкость
сбрасывается 1т СаСl2 и 0,5-0,6 т NaCl. В связи с этим утилизация
жидких содовых отходов являются актуальной.
При переработке дистиллярную жидкость упаривают и получают
концентрат, содержащий более 30% СаCl2. После его смешивания с
нитратными щелоками производства НNО3 получают нитрит - нитрат
хлорида кальция (ННХК), который используется для ускорения
твердения железобетонных изделий. Кроме того ионы NO
антикоррозионными свойствами.
Дистиллярная жидкость после осветления применяется вместо
воды для закачки в нефтяные горизонты для поддержания
внутрипластового давления. Шлам дистиллярной жидкости
используется в с/х в качестве мелиоранта.
Дистиллярная жидкость используется в изготовлении
силикатного кирпича как активизатор твердения при получении
шлакощелочных материалов.
= 500-600 м2/кг, плотность частиц ρ
уд
= 800 кг/м3. Большая часть
нас
2H2O) +(n-6)H2O
·
4
-
обладают
2
41
Электротермофосфорные шлаки (ЭТФШ) - отход,
образующийся при получении фосфора методом термической
возгонки в электропечах. Используются в цементной промышленности
после предварительной грануляции расплава водой.
Шлакопортландцемент на основе ЭТФШ отличается высокой
активностью и пониженной теплотой гидратации, что очень важно при
изготовлении массивных бетонных изделий в регионах с жарким
климатом. Получены сульфатостойкие цементы, мидофицированные
цементы для дорожных и аэрозольных покрытий, для
асбестоцементных изделий.
ЭТФШ используются как сырье для получения щебня и пористых
заполнителей (пемзовый гравий, ρ = 400 кг/м
в 4 раза.
Разработана технология производства нового вяжущего из
гранулированных ЭТФШ – «безобжиговоесолешлаковое вяжущее».
Технология включает: сушку до влажности W=1-2%, помол до
Sуд=280-350 м2/кг. После помола шлак активизируют небольшими
добавками (0,5-3%) извести, некоторых природных солей (мирабилита,
бишофита) и солевых активизаторов в виде сульфатных, хлористых,
углекислых, фтористых солей щелочных и щелочноземельных
элементов, а также их оксидов и гидроксидов. На основе этого
вяжущего получают силикатный кирпич с Rсж=15-35МПа. При этом на
2-4 часа сокращается автоклавная обработка. Применение этого
вяжущего эффективно также при обычной технологии изготовления
бетонных и шлакобетонных изделий с пропаркой.
ЭТФШ используется в производстве керамической плитки и для
получения белого шлакоситалла. При использовании ЭТФШ в
количестве 15% при производстве керамического кирпича прочность
увеличивается до 15-20- МПа. Всего используется не более 60%
ЭТФШ от их текущего выхода.
3
), что дешевле керамзита
42
2.7 Переработка отходов пищевой промышленности
Пищевая промышленность – крупный источник вторичных
материальных ресурсов (ВМР), количество которых составляет около
100-120 млн. т в год. Свыше 70% этого объема применяется в сельском
хозяйстве, около 25% используется в гидролизной, химической и
других промышленностях. Поэтому можно сделать вывод, что
пищевая промышленность является малоотходной, а некоторые ее
производства – безотходными.
К многотоннажным отходам, представляющим как карбонатное
вещество для подкисления, почв относится фильтрационный осадок –
дефекат, являющийся отходом сахарного производства.
Дефекат образуется при очистке сахарных стоков известью. Он
представляет собой пастообразную массу кремового или серого цвета.
Химический состав, % по массе: CaCO
– 5 -10%; органических веществ – 3-5%; Al2O3+Fe2O3 – 2-3%; H2SO –
0,5-1,5%. Кроме того, дефекат содержит ценные микроэлементы: Cu,
Mn, Zn, Mo. Из органических веществ – сахар, белок, пектин. Выход
дефеката составляет 10-11% от массы перерабатываемой свеклы. Доля
использования 15-20%.
Технология удаления дефеката включает выемку влажного осадка
из отстойников и подсушивание на специальных площадках с
разравниванием слоя до 30 см. После достижения влажности 15-20%
дефекат отгружают на поля. При высушивания на сушильных
барабанах до влажности 5-10%, дефекат может найти применение в
производстве силикатного кирпича. Карбонат кальция в дефекате
содержится в виде мелких (до 0,5 мм) пористых частиц. Пористость
образуется в результате протекания в свекловичном соке химической
реакции между гидроксидом кальция и диоксидом углерода.
Пористость частиц дает основание предположить, что в них осталась
смесь из углекислого газа и воздуха, что снижает плотность частиц по
сравнению с песком. Данное свойство может быть использовано при
применении дефеката в качестве заполнителя вместо песка при
производстве неавтоклавного пенобетона, т.к. дефекат может более
продолжительное время удерживаться в пене, не оседая, что
обуславливает равномерную структуру по высоте пенобетонного
блока.
Пенобетон, содержащий дефекат, является более
трещиностойким в процессе твердения и набора прочности, что
связано с тем, что зона контакта между пористой частицей и зерном
цемента обладает более прочной связью, т.к. цемент гидратируется
более глубоко, нежели в зоне контакта цемент-песок.
+ (MgCO3) – 75-85%; Ca(OH)2
3
43
Это объясняется тем, что пористая частица более длительное
время отдает содержащуюся в нем воду, по сравнением с частицей
кварца. При этом получают пенобетон с объемной массой 250 кг/м
прочностью при сжатии 0,5 МПа по сравнению с 0,3 МПа при
использовании песка.
Другим направлением переработки и использования дефеката
является производство извести. Сложность процесса получения
извести из дефеката состоит в том, что он является тонкодисперсным
материалом и для обжига его необходимо брикетировать в брикеты
одинакового размера для обеспечения равномерного обжига в
шахтной или вращающей печи. Или обжиг проводить в специальных
печах кипящего слоя (рис. 10).
3
и
Рис. 10 Схема обжига дефеката в кипящем слое
Отход производства спирта – упаренная последрожжевая барда.
Введение ее в бетон улучшает формовочные свойства бетонной смеси
и позволяет экономить до 10% цемента за счет прироста прочности
бетона.Количество вводимой добавки зависит от каждого конкретного
случая и составляет от 5 до 25 %.
Отход производства подсолнечного масла – подсолнечная лузга.
Кроме использования ее в качестве органического удобрения после
соответствующей обработки и получения биокомпоста, ее можно
использовать как выгорающую добавку в производстве строительной
керамики (кирпича).
44
2.8 Переработка и использование отходов производства
органических продуктов и изделий
К этой отрасли относятся нефтепереработка, нефтехимический и
органический синтез, производство резинотехнических изделий,
пластических масс и других полимерных материалов. Кроме того,
большую массу составляют отходы потребления отдельных видов
продукции этих производств: автомобильные покрышки,
пластмассовые отходы, отходы переработки древесины.
Отходы перерабатывающей промышленности – это в первую
очередь кислые гудроны, образующиеся в процессах сернокислотной
очистки ряда нефтепродуктов (масел, парафинов, керосиногазойлевых
фракций и др.), а также при производстве синтетических моющих
средств и флотореагентов. Кислые гудроны представляют собой
смолообразные высоковязкие массы, содержащие в основном серную
кислоту 32-49 %, воду 2-8 % и различные органические вещества в
количествах от 49 до 60 %. Их можно использовать в качестве топлива,
а также как сырье для получения олифы, битума, асфальтобетонных
смесей и искусственного жира. Кроме того, кислые гудроны
применяют как добавку в глиномассу для производства керамзита.
Количество добавки составляет 1-2 % от массы шихты. При этом
объемная масса керамзита снижается на одну марку.
Способность кислых гудронов легко разлагаться при температуре
от 160 до 350
кокса используют для получения этих продуктов. Выход кокса
составляет 27-30 % с содержанием 8-12 % серы, 70-75 % связанного
углерода, 17-22 % летучих веществ. Низшая Теплотворная
способность такого кокса 30,2 МДж/кг, который может быть
использован в пирометаллургических процессах цветной металлургии
в качестве сульфидирующего и восстановительного агента, в
химических производствах для получения Na2 S, CS
Твердые примеси, присутствующие в перерабатываемых и
вспомогательных материалах на заводах нефтехимической
промышленности приводят к образованию нефтяных шламов. Их
выход составляет около 7 кг на 1 т перерабатываемой нефти, что
приводит к скоплению огромных масс на нефтеперерабатывающих
заводах.
0
С с образованием диоксида серы и высокосернистого
2 .
2.8.1 Обезвреживание нефтяных шламов
Нефтешламы представляют собой тяжелые нефтяные остатки,
содержащие в среднем 10-56 % нефтепродуктов, 30-85 % воды и 1,5-45
% твердых примесей. При хранении в шламонакопителях такие
45
В настоящее время, все известные методы переработки шин можно
отходы расслаиваются с образованием верхнего слоя, состоящего из
водной эмульсии нефтепродуктов, среднего слоя, включающего
загрязненную нефтепродуктами и взвешенными частицами воду, и
нижнего слоя, примерно 3/4 которого приходится на влажную
твердую фазу, пропитанную нефтепродуктами.
Использование таких шламов возможно по нескольким
направлениям:
Получение горючего газа. В этом случае вода, равномерно
распределяется в нефтепродуктах и тесно с ними связанная, служит
активной химической средой. При термической переработке шламов
она взаимодействует с топливом более эффективным, чем пар,
используемый в таких процессах. Кроме того, в присутствии воды
значительно снижается сажеобразование. Процесс требует
значительных затрат, что сдерживает его применение.
Наполнитель при нивелировке поверхности. Для получения
такого материала нефтяной шламсмешивают с негашеной известью в
количестве 5-50 % по массе, после чего подвергают высушиванию в
течение 2-20 суток в естественных условиях. Полученный материал
можно использовать как наполнитель при нивелировке поверхности в
строительстве, поскольку выщелачивоемость такого материала
незначительна.
Самый распространенныйспособ утилизации нефтяных шламов сжигание в печах различной конструкции.
2.8.2 Переработка отходов на основе резины
Это невулканизированные и вулканизированные резиновые и
резинотканевые изделия и материалы, как отходы производства, так и
потребления. Ежегодно по стране объем превышает несколько
десятков тыс. т./год.
К наиболее крупнотоннажным отходам относятся отработанные
автомобильные шины. Наиболее ценными компонентами этих отходов
являются каучуки, металл и ткани (содержание каучука до 50 % и
более). Около 20-30 % текущего выхода отходов используют на самих
предприятиях по изготовлению автомобильных шин.
Основная операция при переработке шин – это измельчение,
которое включает разрезку на шинорезах на полукольца шириной 1040 мм, дробление в молотковых дробилках или дисковых мельницах
до частиц с размером 1-2 мм.
разделить на две группы:
1. Физический метод переработки шин
46
В настоящее время все большее значение приобретает направление
материалов. Наиболее полно
первоначальная структура и свойства каучука и других полимеров,
представлена классификация имеющихся в настоящее
Согласно данной классификации рассмотрим следующие
При низкотемпературной обработке изношенных шин дробление
С, когда резина находится
показали, что
дробление при низких температурах значительно уменьшает
энергозатраты на дробление, улучшает отделение металла и текстиля от
известных установках для
охлаждения резины используется жидкий азот. Но сложность его
доставки, хранения, высокая стоимость и высокие энергозатраты на его
производство являются основными причинами, сдерживающими в
ной технологии. Для
С более эффективными
являются турбохолодильные машины. В этом диапазоне температур
применение турбохолодильных машин позволяет снизить
нергозатраты в
3 раза по сравнению с применением жидкого азота.
2. Химический метод переработки шин
Физические методы переработки резиновых отходов
использования отходов в виде дисперсных
содержащихся в отходах, сохраняются при механическом измельчении.
В табл. 2
время способов измельчения вторичных резин.
Таблица 2
Классификация способов измельчения автомобильных шин
Способы измельчения вторичных резин
По температуре измельчения
При отрицательных температурах При положительных температурах
По механическому воздействию
Ударом Истиранием Сжатием Сжатием со
сдвигом
технологии:
Низкотемпературная технология утилизации шин
производится при температурах -600С ‒ -90
0
в псевдохрупком состоянии. Результаты экспериментов
резины, повышает выход резины. Во всех
настоящее время внедрение низкотемператур
получения температур в диапазоне -800С ‒ -120
0
себестоимость получения холода в 3-4 раза, а удельные э
2-
Производительность линии 6000 т/год.
Схема линии представлена на рис. 11.
47
Резанием
для
удаления бортовых колец. После этого шины поступают в шинорез и
далее в ножевую роторную дробилку. Затем следует магнитный
сепаратор и аэросепаратор. Для охлаждения порезанные и
предварительно очищенные куски резины подаются в холодильную
90 град.С.
Холодный воздух для охлаждения резины подается от генератора
холода воздушной турбохолодильной машины. Далее охлажденная
лопаточный измельчитель, откуда она
ную очистку в магнитный сепаратор и
аэросепаратор, где отбирается резиновая крошка менее 1 мм ... 0,5 мм, а
также более крупная и затаривается в мешки и отправляется к
"псевдосжижения" резины при
высоких давлениях и истечении её через отверстия специальной
камеры. Резина и текстильный корд при этом отделяются от
металлического корда и бортовых колец, измельчаются и выходят из
Рис. 11. Схема низкотемпературной технологии переработки шин
Изношенные автомобильные шины подаются в машину
камеру, где охлаждаются до температуры -50 град.С...-
резина попадает в роторнонаправляется на повтор
заказчику.
Бародеструкционная технология переработки шин.
Технология основана на явлении
48
рошки, которая
подвергается дальнейшей переработке: доизмельчению и сепарации.
Металлокорд извлекается из камеры в виде спрессованного брикета.
Производительность линии 6000 т/год. В настоящее время реализованы
(Пермь), ЛПЗ
установку
В установке высокого давления шина загружается в рабочую
После установки высокого давления резинотканевая крошка и
подаются в аппарат очистки брикетов для отделения
металлокорда (поступает в контейнер)от резины и текстильного корда,
выделение бортовых колец. Далее остальная масса подаётся в
магнитный сепаратор, где улавливается основная часть
отверстий в виде первичной резино-тканевой к
и успешно работают 2 перерабатывабщих завода: «Астор»
(Лениногорск,Татарстан)
Схема линии представлена на рис.12.
Рис. 12. Схема бародеструкционной технологии переработки шин
Автопокрышка подаётся под пресс для резки шин, где режется на
фрагменты массой не более 20 кг. Далее куски подаются в
высокого давления.
камеру, где происходит экструзия резины в виде кусков размерами 2080 мм и отделение металлокорда.
металл
49
в роторную
Далее вновь в кордоотделитель, где происходит отделение резины
В случае если резиновая крошка фракцией более 3 мм интересует
потребителя как товарная продукция, то она фасуется в бумажные
в
в вибросито, где происходит
измельчитель, а резиновая крошка I и II фракции отгружается
В основу технологии переработки заложено механическое
измельчение шин до небольших кусков с последующим механическим
отделением металлического и текстильного корда, основанном на
принципе "повышения хрупкости" резины при высоких скоростях
учение тонкодисперсных резиновых порошков
размером до 0,2 мм путем экструзионного измельчения полученной
дробление кусков резины и отделение металлического и
На первом этапе технологического процесса поступающие со
ин, где они моются и
После мойки шины поступают в блок предварительного
агрегаты трехкаскадной ножевой дробилки, в которых
происходит последовательное измельчение шин до кусков резины,
брекерногометаллокорда. Оставшаяся масса подаётся
дробилку , где резина измельчается до 10 мм.
от текстильного корда и разделение резиновой крошки на две фракции:
• менее 3 мм;
• от 3 до 10 мм.
Отделившийся от резины текстильный корд поступает в контейнер.
мешки, если нет, то она попадает в экструдер-измельчитель.
После измельчения вновь в кордоотделитель. Текстильный корд контейнер, а резиновая крошка дальнейшее её разделение на три фракции:
I - от 0,3 до 1,0 мм;
II - от 1,0 до 3,0 мм;
III - свыше 3,0 мм.
Фракция резиновой крошки более 3 мм возвращается в экструдер-
покупателю.
Полностью механическая переработка шин
соударений, и пол
резиновой крошки. Производительность линии 5100 т/год.
Схема линии представлена на рис. 13.
Технологический процесс включает в себя три этапа:
• предварительная резка шин на куски;
•
текстильного корда;
• получение тонкодисперсного резинового порошка.
склада шины подаются на участок подготовки ш
очищаются от посторонних включений.
измельчения -
размеры которых не превышают 30х50 мм.
50
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]