Труды МЭФ-т-1-Версия_5

сплавы». Микрокремнеземистая пыль образуется при производстве ферросилиция, улавливается при сухой очистке колошниковых газов от открытых рудотермических печей. Удельный выход пыли составляет 100 кг/т ферросплава, а годовой объем образования на ОАО «Кузнецкие ферросплавы» оценивается около 40 тыс. т, что характеризует сырье как среднетоннажное. Микрокремнеземистая пыль является нетоксичным сырьем (IV класс опасности и 1 класс РБ (Аэфф<370 Бк/кг)). По характеру образования микрокремнеземистая пыль является синтетическим техногенным сырьем, полученным в результате основных физико-химических реакций, протекающих в высокотемпературных (1700-2250 0С) и низкотемпературных (ниже 1000 0С) зонах рудотермической печи. При оценке химикоминералогического состава установлено, что микрокремнеземистая пыль представляет собой минеральное активное (аморфное) техногенное сырье, основным компонентом которого является SiO2. Химический состав пыли

(мас.%): SiO2-92,80; Al2O3-0,86; Fe2O3-1,76; CaO-1,10; MgO-1,28; MnO-0,15;

С-0,56; п.п.п.-2,5. В результате исследований гранулометрического состава пыли установлено, что основная доля частиц (90,07 %) имеет размер менее 1,98 мкм, что характеризует ее как ультрадисперсную. Величина удельной поверхности пыли составляет 20000-22000 м2/кг, насыпная плотность –

200-250 кг/м3.

Ультрадисперсность и высокое содержание аморфного SiO2 (до 93 %) предопределяют значительную реакционную способность и пуццолановую активность микрокремнеземистой пыли, что обусловливает возможность использования ее в виде сырья для получения тиксотропного вяжущего – водной керамической вяжущей суспензии (ВКВС), а также в качестве активной минеральной добавки огнеупорных материалов.

Ферросилициевая пыль 75 %-го ферросилиция ОАО «Кузнецкие ферросплавы» образуется при дроблении и фракционировании ферросилиция марки ФС75, улавливается аспирационной системой. Удельный выход пыли составляет 12 кг/т ферросплава, объем образования – 4,5 тыс. т/год, что оценивает сырье как малотоннажное. Ферросилициевая пыль является среднетоксичным техногенным сырьем (III класс опасности – умерено опасные отходы и 1 класс РБ (Аэфф<370 Бк/кг)). По характеру образования данный вид отхода может быть охарактеризован как сохранивший свойства исходного сырья, поскольку пыль не утратила свои свойства, содержит целевой элемент выплавляемого ферросплава и, по сути, является таким же раскислителем, что и исходный продукт. В результате исследований химико-минералогического состава ферросилициевой пыли установлено, что пыль представляет собой минеральное инертное сырье, которое характеризуется повышенным содержанием кремния (до 83 %) по сравнению с исходным сырьем – ферросилицием марки ФС75. Химиче-

ский состав пыли (мас.%): Si-82,72; S-0,02; Al-1,55; Mn-0,23; Ca-0,12; Р-

151

денных химико-минералогических исследований установлено, что глина представляет собой минеральное инертное техногенное сырье каолинитового состава (каолинит – 87-94 %, -кварц – 5-10 %, полевые шпаты – 1-3

%). Химический состав глины (мас.%): SiO2-52,92; Al2O3-30,80; Fe2O3-0,10; CaO-0,30; MgO-0,40; TiO2-0,68; K2O-0,70; п.п.п.-14,10. Глины вскрышных пород относятся к полукислому сырью (количество Al2O3+TiO2 составляет 31,48 %). Оценка технологических показателей, представленных в таблице 2, показала, что глина является среднедисперсным, среднепластичным, огнеупорным сырьем, которое может быть использовано в естественном виде для изготовления грубой и тонкой керамики, а в комбинации с шамотным порошком – для получения алюмосиликатных огнеупорных изделий.

Таким образом, в результате проведенных исследований и выполненной оценки качества отходов огнеупорных материалов, зольных микросферы золы уноса ТЭЦ, шлака электросталеплавильного производства, дисперсных отходов производства ферросплавов, глины вскрышных пород установлено, что исследуемые отходы представляют собой ценное техногенное сырье Кемеровской области для производства огнеупорных и теплоизоляционных материалов, вовлечение в переработку которого позволит не только сократить потребление природных ресурсов, но и снизить антропогенное воздействие на окружающую среду.

Таблица 2 Технологические показатели глины вскрышных пород

Изыхского угольного разреза

Список литературы

1.О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2011: Государственный доклад РФ / Министерство природных ресурсов РФ. – М., 2013 [Электронный ресурс] : Режим доступа

:http://www.mnr.gov.ru/upload/iblock/a76/gosdoklad2011.pdf

2.«Материалы к государственному докладу «О состоянии и охране окружающей среды Кемеровской области в 2011 году». [Электронный ресурс] : Режим доступа :http://gosdoklad.kuzbasseco.ru/2011/593-2/

3.Гладких И.В. Методология оценки качества техногенного сырья при производстве огнеупорных и теплоизоляционных материалов для металлургии / И.В. Гладких, Е.П. Волынкина // Известия вузов. Черная металлургия. – 2011. – №10. – С. 42-45.

4.Федеральный классификационный каталог отходов (ФККО) [Электронный ресурс] : Режим доступа :http://www.fkko.ru/

153

УДК 628.386

Я. Ю. ГОРБАНЬ, ассистент, И. С. ЗАЙЦЕВА, доцент, Н. А. ЗАЙЦЕВА, доцент, КузГТУ, г. Кемерово

ИЗВЛЕЧЕНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЦЕННЫХ ВЕЩЕСТВ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД

Вода – ценнейший природный ресурс. Она играет исключительную роль в процессах обмена веществ, составляющих основу жизни. Огромное значение вода имеет в промышленном и сельскохозяйственном производстве. В настоящие время развитие промышленных объектов, сопровождается сбросом большого количества сточных вод в реки, что превращает воду в ценное дефицитное сырье. Возникает необходимость в устройстве организованных способов отведения загрязненных отработанных потоков воды на очистку с возможностью использования сточных вод для тех или иных производственных целей и извлечения из них ценных веществ. На сегодняшний день эта тема является актуальной. Возможность такого использования определяется составом сточных вод, их количеством и местными условиями.

При использовании в технологических процессах вода загрязняется различными органическими и минеральными веществами, в том числе токсичными и ядовитыми, способными уничтожить в определенных условиях всякую жизнь в естественных водах или сооружениях биологической очистки сточных вод. Одним из наиболее опасных источников загрязнения окружающей среды, главным образом поверхностных и подземных водоемов, вредными веществами, являются гальванические производства, ввиду образования значительного объема сточных вод, содержащих вредные примеси тяжелых металлов, высокотоксичных соединений, неорганических кислот, щелочей, поверхностно-активных веществ и других, а также большого количества твердых отходов, содержащих тяжелые металлы в малорастворимой форме.

Актуальность этой проблемы можно рассмотреть на примере состава сточных вод авторемонтных заводов находящихся на территории России и Кузбасса. К примеру, ОАО «КАРЗ-1» занимается капитальным ремонтом агрегатов, узлов и деталей автомобилей БелАЗ, изготовлением запасных частей для автомобилей и металлоконструкций любой сложности. ЗАО «Авторемонтный завод» выполняет ремонт двигателей, осуществляет изготовление различных частей и агрегатов в машиностроении, изготовление металлоконструкции по эскизам и чертежам заказчика, капитальный ремонт дизельных и бензиновых двигателей импортного и отечественного производства.

154

По характеру загрязнений и способу очистки, производственные стоки авторемонтных заводов подразделяются на: содержащие взвешенные вещества и нефтепродукты; хромосодержащие (сточные воды от гальванических ванн для хромирования и промывки деталей после нанесения хромовых покрытий); кислотно-щелочные (сточные воды от гальванических ванн для нанесения прочих видов покрытий, подготовки деталей к нанесению покрытий и промывки деталей, а также от аккумуляторного участка) [1].

При очистке хромсодержащих сточных вод целесообразным является извлечение из них ценных компонентов, в частности хрома. Целью извлечение хрома из стоков является дальнейшее его использование для хромирования деталей. Для его извлечения применяют метод электрокоагуляции. Сущность метода электрокоагуляции заключается в восстановлении (Cr6+) до (Cr3+) в процессе электролиза с использованием растворимых стальных электродов. При прохождении растворов через межэлектродное пространство происходит электролиз воды, поляризация частиц, электрофорез, окислительно-восстановительные процессы, взаимодействие продуктов электролиза друг с другом. Суть протекающих при этом процессов заключается в следующем: при протекании постоянного электрического тока через хромсодержащие растворы анод подвергается электролитическому растворению с образованием ионов Fe2+, которые, с одной стороны, являются эффективными восстановителями для ионов (Cr6+), с другой – коагулянтами:

На катоде выделяется газообразный водород, что ведет к выщелачиванию раствора и созданию, таким образом, условий для выделения гидроксидов примесных металлов, также происходит процесс электрохимического восстановления по реакциям:

Находящиеся в растворе ионы Fe3+, Fe2+, Cr3+ гидратируют с образованием гидроксидов Fe(OH)3, Fe(OH)2, Cr(OH)3. Образующиеся гидроксиды железа являются хорошими коллекторами для осаждения гидроксидов примесных металлов и адсорбентами для других металлов [2].

Достоинствами данного метода можно отметить:

–очистка до требований ПДК от соединений Cr(VI);

–высокая производительность;

–простота эксплуатации;

–малые занимаемые площади;

–малая чувствительность к изменениям параметров процесса;

–получение шлама с хорошими структурно-механическими свой-

ствами.

155

мах, в том числе и из водной фазы. Указанная цель достигается тем, что в качестве флотоагента используются частицы с радиусом (1,0–1,6)×10-7 см и менее или их вакансии, которые образуются при дискретной траектории полета частиц в растворе. Частицы могут быть заряжены, скорость их ведения изменяют электромагнитным полям. Такими частицами являются протоны и гидроксилы, образованные при униполярной обработке воды и электролитически заряженные пузырьки газа. Частицы могут быть закреплены на носители в виде твердой, жидкой или газообразной поверхности. Носителями могут быть газовые включения или газовый стержень. При использовании газового стержня в обрабатываемый раствор вводят ионогенное поверхностно-активное вещество с противоположным зарядом относительно извлекаемого компонента, причем движение газа может быть однонаправленное или противоположное движению потока. Концентрирование вещества достигается путем заряда частиц и мощного искривления межфазной поверхности при вводе флотоагента. При вводе заряженных частиц скорость их ведения регулируют и изменяют электромагнитным внешним полем, электрическим или магнитным бегущем полем. Частицы могут быть нейтральными, поляризованными и заряженными магнитным или электрическим зарядом и могут самостоятельно движущимися или предварительно закрепляться на носителе в виде твердой фазы, жидкой или газообразной. Способ обеспечивает сто процентное извлечение никеля [3].

Предотвращение загрязнения водоемов производственными водами связаны с выбором метода очистки сточных вод от гальванических цехов предприятий и уменьшением количества сбрасываемых стоков. Рациональный путь для достижения этих целей – создание локальных систем очистки с извлечением ценных компонентов с последующий их утилизацией.

Библиографический список:

1.Виноградов, С. С. Экологически безопасное гальваническое производство / С. С. Виноградов. – М.: «Глобус», 2002. – 352с.

2.Яковлев, С. В. Технология электрохимической очистки сточной воды / С. В. Яковлев, И. Г. Краснобородько, В. М. Рогов. – М.: Стройиздат,

1987.

3.Пат.2408540 Российская Федерация, МПК СО2F1/58. Устройство для очистки нефтесодержащих сточных вод / Авроров В.А., Адельшин А.А.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский государственный архитектурно-строительный университет КазГА-

СУ.–№2009117173/05; заявл. 05.05.209; опубл.20.10.2009.

157

УДК 504.052

Е. В. ГРИБОВА, аспирантка кафедры «ЭТиИ», МЭСИ, Москва

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОГРАНИЧЕНИЯ ЭКОНОМИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ

С течением времени наши представления о природе и об окружающей среде в целом претерпели значительные изменения. В первой половине XX века природа воспринималась как неисчерпаемый источник ресурсов, со второй половины тяжело представить экологическое сообщество без деятельности отраслей промышленности, науки, мониторинга сырья и ресурсов среды. От последствий разрушения природной среды страдает большинство населения нашей планеты, но только относительно недавно произошел переход к пониманию ограниченности природных ресурсов. Существующее в настоящее время состояние разрушения ведет к сильнейшему экологическому потрясению биосферы и возможной гибели всего человечества.

Еще в конце XVIII - начале XIX века и в последующих периодах развитые страны с рыночными системами хозяйства для обеспечения значительного экономического роста практически полностью разрушили на своих территориях естественную природу. Например, на территории США к настоящему времени сохранилось лишь около 30% ненарушенных хозяйственной деятельностью территорий, а в Европейской части – менее 15%. И эта малая величина получается только за счет неудобных земель Исландии и скандинавских стран.

На планете осталось мало территории с ненарушенными экосистемами 9 (таблица 1). В наибольшей степени нарушены территории в развитых странах – это Европа, Северная Америка, Япония, где естественные экосистемы сохранились в основном на ограниченных площадях, представляющих собой небольшие пятна биосферы, подверженные сильному техносферному давлению и окруженные со всех сторон нарушенными деятельностью человека территориями.

Сейчас активно идет процесс вывоза капитала в слаборазвитые страны и получение сверхприбылей сверхдержавами, которые сохраняют природные системы исключительно за счет других территорий: используют их

158