2 Основна частина
2.1 Характеристика гірничо-збагачувального комплексу Криворіжжя
В місті Кривий Ріг діє потужний гірничо-металургійний комплекс, до якого входять:
– ВАТ «Північний ГЗК»;
– ВАТ «Центральний ГЗК»;
– ВАТ «Інгулецький ГЗК»;
– ГД ВАТ «АрселорМіттал Кривий Ріг»;
– ВАТ «Південний ГЗК».
Інтенсивна діяльність цих підприємств не могла не справити негативний вплив на стан навколишнього природного середовища міста.
В 2010 році обсяги викидів забруднюючих речовин в атмосферне повітря склали 316,9 тис. тонн, що на 30% менше ніж в 2009 році (449,23 тис. тонн) і на 48% менше ніж у 2008 році (608,35 тис. тонн).
Щорічно підприємствами ГЗК утворюється більше 200 млн. тонн відходів, при чому у 2010 році в порівнянні з 2008 роком спостерігається зниження об’ємів утворення відходів на підприємствах гірничо-збагачувального комплексу на 33,5 млн. тонн або на 13,4%.
Основну частину промислових відходів складають відходи видобутку і збагачення залізної руди.
В 2010 році розміщено відходів у оточуючому середовищі наступними підприємствами ГЗК:
– ВАТ «Північний ГЗК» – 41%
– ВАТ «Центральний ГЗК» – 13%
– ВАТ «Інгулецький ГЗК» – 24%
– ГД ВАТ «АрселорМіттал Кривий Ріг» – 12%
– ВАТ «Південний ГЗК» – 10%
2.1.1 Гірничо-збагачувальне виробництво ГД ВАТ «АрселорМіттал
Кривий Ріг»
Гірничо-збагачувальне виробництво – підрозділ ГД по відкритому видобутку і збагаченню магнетитових кварцитів з низьким вмістом магнітного заліза, з подальшою агломерацією отримуваних концентратів.
Перша черга виробництва введена в експлуатацію в 1959 році з проектною потужністю по видобутку сирої руди 9,05 млн.т у рік і по виробництву концентрату 4,54 млн.т в рік з вмістом заліза понад 62%. У 1970-1976гг завершено будівництво другої черги і реконструкції виробництва, що забезпечує зростання потужності по видобутку і переробці сирої руди до 30,5 млн.т, виробництву концентрату з вмістом заліза більше 65% до 13,46 млн.т і агломерату до 9,9 млн.т.
Основними видами продукції виробництва є: агломерат: вироблений аглоцехом №1 – з вмістом заліза 55,0% і фракцією 0-5мм до 15%; вироблюваний аглоцехом №2 – з вмістом заліза 55,0% і фракцією 0-5мм до 8,5%; концентрат залізорудний магнетитовий з вмістом заліза 65,35% і волога 10,5%.
За станом на 01.01.2010 роки для гірничо-збагачувального виробництва встановлені наступні виробничі потужності:
– по видобутку сирої руди – 24,2 млн. т, у тому числі кар'єр №2-біс – 9,68 млн.т, кар'єр №3 – 14,52 млн.т; по виробництву концентрату – 9,9 млн.т, у тому числі РОФ-1 – 5,34 млн.т, РОФ-2 – 4,56 млн.т;
– по виробництву агломерату – 7,6838 млн. т, у тому числі АЦ-1 – 3,1719 млн.т, АЦ-2 – 4,5119 млн.т.
Загальна територія, займана об'єктами виробництва, складає 4158 га земель, в т.ч. під кар'єрами зайнято 735 га, зовнішніми відвалами порожніх порід – 985 га, хвостосховищами – 1018 га, промплощадка займає площу 822 га землі.
Виробничо-технологічна структура гірничо-збагачувального виробництва представлена трьома переділами: гірничотранспортним, дробильно-збагачувальним і агломераційним.
Гірничотранспортний переділ (рудоуправління, дробильні фабрики №3 і №4, гірничотранспортний цех, управління залізничного транспорту).
Сировинна база представлена залізистими кварцитами Новокріворожського і Валявкинського родовищ, що відпрацьовуються двома кар'єрами: №2-біс і №3.
Основний мінерал залізистих кварцитів - магнетит. Вміст заліза загального – 33,42%, заліза магнітного – 24,65%.
Глибина кар'єрів: кар'єр №2-біс – 225м (проект - 435м); кар'єр №3 – 300м (проект – 500м).
Розвідані запаси руди складають більше 900 млн.т.
2.1.2 Агломераційне виробництво ГД ВАТ «АрселорМіттал
Кривий Ріг»
Виробництво представлено: агломераційним цехом, доменним цехом № 1, 2, шлакопереробним цехом. Агломераційний цех заснований в 1951 році. Основне призначення – виробництво агломерату з використанням залізовмісних відходів металургійного виробництва комбінату. Початковою сировиною для виробництва агломерату служить концентрат ГЗК, аглоруда шахтоуправління і залізовмісні відходи металургійного виробництва: шлами, шлаки, відсіви, колошниковий та вапняний пил та ін. Отриманий агломерат потрапляє в доменний цех № 1 комбінату.
Доменний цех № 1 заснований в 1934 році. В склад цеху входять 5 доменних пічок № 1, 5, 6, 7, 8 з сумарним корисним об’ємом 10419 м3, а також бункерна естакада, відділення виготовлення вогнетривких мис та сумішей, депо ремонту чавуновозів, дільниця десульфурації чавуна, розливні машини. Сировиною для виробництва чавуна є: агломерат агломераційного цеха і ГЗК, окатиші ПівнГЗК, залізна руда шахтоуправління, шлак збагачений, скрап. У якості палива використовується кокс коксохімічного виробництва, природний газ і антрацит.
Доменний цех № 2 заснований в 1974 році. В складі цеха – найкрупніша в Україні доменна піч № 9 об’ємом 5000 м3. Це агрегат нового типу, що увібрав у себе останні досягнення технічної ідеї. Темпом загрузки управляє обчислювальний комплекс. В склад цеха входить дільниця розливних машин, склад холодного чавуна, установки припічної грануляції шлаку.
Шлакопереробний цех. Основні задачі цеха – переробка вогняно-рідкого шлаку доменного цеха № 1 і забезпечення цього цеха складами шлаковозів, а також вилучення скрапу з шлаків поточного виробництва. В цеху виготовлюється: граншлак для виробництва цементу, шлакова вата і пемза, відвальний шлак для дорожнього будівництва. В склад цеха входять: відділення виробництва гранульованого шлаку, мінеральної вати.
2.2 Шлами гірничо-металургійного виробництва
Металургійні шлами характеризуються високим вмістом заліза загального, особливо шлами мартенівського цеха (до 58,3 %) і агломераційні фабрики (до 60,1 %) і низьким вмістом двоокису кремнію (3,5-9,6 %). За цими параметрами багато з них відповідає багатим залізним рудам, котрі не потребують збагачення.
Цей висновок підтверджують і мінералогічні дані. Залізо в шламах знаходиться у формі метала , магнетита, гематита і гідрооксидів. Всі вони легко спікаються в агломерат та відновлюються. Шлами ККЦ і доменних цехів містять більше карбонатів, скла і шламових зерен. При цьому значна їх частина зосереджена в класах розміру + 0,05 мм, де вони, при необхідності, можуть бути відсепаровані від мінералів заліза. Після такої технологічної операції ці шлами можуть зрівнятися по якості з мартенівськими. А по вмісту металічного заліза і магнетита вони і на сьогоднішній день перевершують шлами МЦ. Цінними компонентами шламів є також коксовий дріб’язок і графіт. Разом з тим, накопичені та поточні шлами агломераційного, доменного, сталеплавильного і прокатного виробництв, внаслідок відмінності їх складу і структури належить розглядати і використовувати як залізорудну сировину, різне по якості і технології підготовки до агломерації. Оптимальним є роздільне складування і використання, що не допускає їх змішування.
Металургійні шлами (особливо шлами мартенівського і доменного цехів, аккумулюючої ємності) містять недопустимо високу домішку шкідливого для металургійного обладнання цинку, (до перших відсотків). Головна його маса зосереджена в тонких класах і представлена у основному оксидом. Цинк може бути виведений із оберту з тонкими фракціями шламів. Деяка його частина входить в якості ізоморфних домішок в магнетит, мартит, гідрооксиди заліза і карбонати. З іншого боку, кожна шламова частка вкрита плівкою тонко дисперсного матеріалу, в якому також міститься цинк. Тому він присутній в невеликих кількостях і в крупних фракціях шламів. Лужні елементи в шламах знаходяться у вигляді хлоридів і сульфатів натрію і калію. Джерелом лугів є шахтні води. Волога, що міститься в товарній руді випарюється і лишає на поверхні і в порах рудних часток названі мінерали. Сумарний вміст лугів в перерахунку на Na2O+K2O, що поступають з аглорудой підземного видобутку змінюється від 0,2 % до 0,5 %, в середньому залишаючи 0,35 %.
В металургійних апаратах після возгонки пари лугів і хлору активно взаємодіють з металічними конструкціями й іншим устаткуванням. Потім вони уловлюються системою мокрої газоочистки і потрапляють (в розчиненому вигляді) в шлами.
Потрапляючі на агломерацію обводнені шлами містять до 30 % високомінералізованої води. Вона частково випарюється, частково реагує з вапном й іншими флюсами. Як при випарюванні вологи, так і у випадку гашення вапна, луги залишаються в агломераційній шихті і далі направляються в аглодоменне виробництво. Разом із залізом і цинком, в металургійних шламах концентруються також такі метали: срібло, кадмій, свинець, мідь та деякі інші.
Не дивлячись на значний вміст кольорових, рідкісних і благородних металів у шламах акумулюючої ємності (співставлене з мінімально рентабельним вмістом їх в відповідних природних рудах), на сьогоднішній день не може бути організовано їх вилучення, так як не розроблена технологія для таких специфічних руд, якими є шлами. Існуючі методики можна задіяти для збагачення більш багатих руд з іншим мінеральним складом. Крім того, недостатньо вивчена їх мінералогія, не пораховані запаси, не організований моніторинг в металургійному виробництві комбінату. Разом з тим, бажано провести їх цілеспрямоване вивчення, виявити шляхи потрапляння і ділянки концентрації.
Вказані метали рекомендується віднести до «шкідливих домішок». З одного боку, їх треба вивести з металургійного циклу, з іншого, – не допустити розсіювання в масі відходів і в навколишньому середовищі.
Перед подаванням в агломераційну шихту шлами можуть бути завчасно збагачені. В хвости можна вивести силікати і карбонати.
Використовуючи особливості гранулометричних характеристик мінералів цинку, міді і свинцю бажано видалити їх разом з найбільш тонкими фракціями шламів і організувати віддільне накопичення, збереження і переробку.
2.3 Гранулометрія, хімічний, мінеральний і петрографічний склад шламів
2.3.1 Гранулометрія шламових часток
Вивчення крупності часток в шламах мокрої газоочистки виконане в два етапи. Спочатку виконана мокра розситівка проб на лабораторних ситах від 1,0 мм до 0,05 мм. Потім додатково проведений седиментаційний аналіз (розділення часток по швидкості осадження в воді) для фракціонування зерен розміром менше 0,05 мм. Результати аналізів приведені в таблиці 2.1.
З таблиці видно, що масова доля фракцій шламів акумулюючої ємності, отриманих при просіюванні на лабораторних ситах таких розмірів: -0,25+0,1; -0,1+0,05; -0,05+0,025 найбільша і для -0,25+0,1 в середньому дорівнює 25,54, для -0,1+0,05 – 15,63, для -0,05+0,025 – 29,49%.
Частина зерен не тоне у воді. Вивчення під мікроскопом цього продукту показало наявність в ньому масляної окалини і коксового дріб’язку.
2.3.2 Хімічний склад шламів
2.3.2.1 Головні хімічні елементи
Вміст основних хімічних елементів приведено в таблиці 2.2.
З таблиці видно, що всі шлами містять значну кількість заліза. За цим показником шлами АЦ и МЦ відносяться до багатих (Feзаг. › 46,0 %) залізним рудам (більш багатим, ніж товарна залізна руда, що ростачається з ШУ).
Киснево-конверторні і особливо доменні шлами є бідними залізними рудами (Feзаг. ‹ 46,0 %). В об’ємі акумулюючої ємності маються як багаті так і
бідні залізні руди.
В усіх типах шламів переважають вищі окиси заліза. Однак співвідношення закисного й окисного заліза не однакове. Найбільший відсоток двовалентного заліза і відповідно мінімальний коефіцієнт окислення спостерігається в шламах гідрозмиву агломераційного цеху. Джерелом його є
магнетитовий концентрат ГЗК. Мінімальна частка «магнітного» заліза характерна для шламів мартенівського цеху. В них міститься найбільш окислений матеріал. Модуль лужності Мл шламів, відображаючий співвідношення головних «незалізистих» елементів – кальція, магнія, кремнія і алюмінія, змінюється від 0,74 в шламах АЦ до 6,22 ККЦ.
По вмісту головних хімічних елементів шлами відрізняються один від одного.
Мартенівські шлами характеризуються стабільно високим відсотком загального заліза і заліза окисного (гематитового). В той же час в них відмічена мінімальна кількість кремнезема і окиси кальцію.
Агломераційні шлами також дуже багаті залізом. На відміну від мартенівських, значна частина його знаходиться в закисному вигляді (магнетитове залізо). Це обумовлено широким розвитком в агломераті магнетита, феррита кальція, силікатів і вюстита. В них відмічена найменша кількість вуглецю, а також окиси марганцю і алюмінію.
Доменні шлами відрізняються мінімальним вмістом заліза і максимальним – вуглецю і окиси кальцію.
Шлами акумулюючої ємності збагачені кремнеземом.
Шлами киснево-конвертерного цеху характеризуються стабільно середніми значеннями більшості визначальних хімічних елементів. Тільки окис магнію перевищує норму.
Чітко виражена індивідуальність шламів різних виробництв обумовлена варіаціями складу використовуваної сировини флюсів і лігатури, конструкційними особливостями печей і систем газоочисток, технологічного режиму та інших особливостей. Незначна зміна цих параметрів призводить до істотних змін складу пилу і шламів.
2.3.2.2 Шкідливі домішки
Цинк, свинець, луги, і деякі інші елементи є головною перешкодою більш широкому і повному використанню металургійних шламів в аглодоменному виробництві комбінату. Їх вміст приведений в таблиці 2.3.
Як видно з таблиці, металургійні шлами комбінату характеризуються широким спектром і високим вмістом шкідливих домішок. По відсотковому вмісту в шламах і характеру впливу на металургійний переділ серед них можна виділити три групи. В першу групу входять елементи, що представляють найбільшу небезпеку: цинк, сірка і свинець (сумарний вміст 1,1%). Другу групу складають мідь і луги (в сумі 0,18%). Третя група – це присутні в незначних кількостях фосфор, миш’як і деякі інші елементи (сумарний вміст 0,01-0,02%).
До найбільш неблагоприємних по даній ознаці відносяться поточні, доменні і мартенівські шлами, а також шлами, що складуються в акумулюючої ємності. Вміст шкідливих домішок коливається від 1,3% до 2,18%, що значно перевищує середнє значення по вивченим шламам (1,29%) і максимально допустимий вміст цинку в доменній шихті – 0,3 кг/т чавуну. В той же час, лиш при вмісті цинку більше 12% металургійні відходи можна використовувати в кольоровій металургії.
В конвертерних і особливо агломераційних шламах шкідливих домішок міститься менше, однак і тут їх більше, ніж допускається по технології.
Форми знаходження найбільш небезпечної домішки – цинку можуть бути різними. Він концентрується у феритах, силікатах, сульфідах, оксидах.
Від мінеральної форми залежить температура початку возгонки цинку в тій чи іншій частині шахти, кількість, що виноситься через колошник, а також та, що попадає в горн. Безпечним переділом використання шламів в шихті агломераційних фабрик вважається поріг 3%.
2.4 Поводження з відходами гірничо-металургійного виробництва
Основну масу відходів цього комплексу представляють розкривні і породи видобутку, що містять руду, відходи їхнього збагачення, металургійні шлаки.
Відходи видобутку залізної руди являють собою породи, що попутно добуваються, що, поряд з розробкою залізної руди, витягають і складуют у відвали. Основним напрямком утилізації цих відходів є використання їх для пристрою дамб, гребель, насипів, основ доріг, а також для виробництва будівельних матеріалів (як заповнювачі у важких і особливо важких бетонах).
Відходи збагачення руди, так звані «хвости», утворюються при одержанні залізного концентрату методами електромагнітної чи магнітної сепарації і займають величезні площі. При цьому підтоплюються прилеглі території, забруднюються підземні води, що явно суперечить законодавству України. Основним напрямком використання «хвостів» є застосування їх в якості вторинної сировини для виробництва будівельних матеріалів. Піски з відходів збагачення можуть використовуватися в кладкових і штукатурних розчинах, при приготуванні бетонів, одержанні силікатної цегли.
Металургійні шлаки утворюються при виплавці металів і являють собою продукти високотемпературної взаємодії руди, порожньої породи, флюсів, палива. Основним споживачем шлаків є цементна промисловість. Ці шлаки також використовують для виробництва шлакової вати. З розплавлених металургійних шлаків відливають камені для бруківки доріг, бордюрний камінь, жаростійкі плитки, труби й інші вироби [2].
Шлами (та пил), що утворюються, різні за дисперсністю матеріалу, хімічним і фізико-механічним властивостям. Усі шлами (та пил) можна розділити на дві групи: дисперсні відходи металургійного виробництва; шлами гідрошлаковидалення і стічних вод прокатного виробництва. В цілому, якщо привести всі дисперсні відходи металургійного виробництва до 1 т сталі, питомий вихід пилу складає 100-200 кг, шламу 60-80 кг. Як правило, сухі методи очистки газів від пилу і сухі методи його транспортування пов’язані з відносно грубодисперсними відходами. Високодисперсний пил, у тому числі і при використанні очисних апаратів сухого типу, часто транспортується за допомогою води, тобто у вигляді шламу. Невикористані пил і шлами складуються на полігонах і шламосховищах, які с тій чи іншій мірі забруднюють навколишнє середовище (вивітрювання сухого пилу, розчинення шкідливих речовин і т.п.). Утилізація відвальних шламів та пилу в даний час практично не здійснюється. Щоб використовувати пил та шлами не тільки поточного виробництва, але й відвалів, полігонів і шламосховищ, в агломераційному виробництві необхідно збільшити частку використання відходів в шихті агломерату з 5-15 до 40-50%. Встановлено, що використання до 10-15 відсотків пилу і шламів в шихті агломерату при відсутності в них шкідливих домішок, не тільки не погіршує міцність агломерату, але навіть збільшує її, при цьому продуктивність машин не знижується. Вологість підготовлених шламів не повинна перевищувати 8-9%, щоб забезпечити їх сипучість. При великій вологості погіршується газопроникність шихти. Залізовмісні пил і шлами можуть бути безпосередньо використані в доменному і сталеплавильному виробництвах. В операції підготовки шламів в даному випадку входять: зневоднення і видалення шкідливих домішок. В сталеплавильних процесах шлам за своїм гранулометричним складом дуже близький до складу мінеральних зв’язувальних, наприклад бентоніту, забезпечує високе злипання шихти і міцність окатишів. За міцністю окатишів сталеплавильний шлам (в шихті 5%) займає проміжний стан між бентонітом і вапном. В даний час шлами і пил вважаються придатними для утилізації в металургійному виробництві, якщо сумарний склад в них заліза, вуглецю і оксидів кальцію не менше 45%, а загальна кількість цинку, свинцю і лужних металів не перевищує 1%.
По хімічному складу пил і шлами можна розділити на три групи:
– пил і шлами, що містять заліза більше 20-30% (багаті 55-67%, відносно багаті 40-55%, бідні – менше 40%);
– сірковмісні шлами очисних установок агломераційних газів від оксидів сірки;
– пил і шлами коксохімічного виробництва, пил пічок обпалу вапна, графітовмісний пил, пил і шлами вогнетривкого і феросплавного виробництва і т.і.
Пил і шлами різняться і по своєму походженню: механічне і термічне. З усіх шламів і пилу поточного виробництва поки що не використовуються лише відходи сіркоочисних установок та слабо утилізується зола. Однак й інші дисперсні відходи в цілому використовуються недостатньо. Основні види шламів і пилу:
– шлами і пил агломераційних фабрик і машин виробництва окатишів;
– шлами і пил доменного виробництва (газоочисток, підбункерних приміщень, графітовмісний пил);
– шлами і пил феросплавного виробництва;
– шлами і пил газоочисток мартенівських пічок;
– шлами і пил конвертерів;
– шлами і пил електросталеплавильних пічок;
– шлами і пил котельних і ТЕЦ (золошлакові відходи);
– інші шлами і пил.
Відходи збагачення залізних і марганцевих руд пов’язано з їх подрібненням, сепарацією, флотацією, фільтрацією і т.д. Відходи збагачення мають крупність від 0-3 до 0-50 мм. Вміст заліза в них 10-20%, кремнезему 40-60%. Відходи збагачення настільки значні, що місця їх складування можна розглядати як надра силікатної сировини штучного походження. Щорічне утворення рудних відходів, млн. т: збагачення залізної руди 280, марганцевої 12, вскришних порід 840. Кількість відходів, що накопичилися в хвостосховищах, 3500 млн. т. Рівень використання відходів складає 1-5%.
У процесі збагачення утворюються два продукти – залізорудний концентрат і відходи збагачення (текучі хвости). До складу першого входять магнетит (90,03 об’ємн.%), кварц (8,13), гематит (0,41), кумінгтоніт (0,37), рибекіт (0,48), егірин (0,25), а також біотит, хлорит, гранат, залізистий тальк та інші мінерали, вміст кожного з яких не перевищує 0,1%. Текучі хвости являють собою суміш відходів магнітної сепарації, які утворюються після першої, другої і третьої стадій подрібнення і збагачення. Внаслідок цього їх гранулометричний склад досить строкатий: розмір часток коливається від 0,001 до 3,0 мм і більше. Середній їх мінеральний склад: кварц (58,32 об’ємн.%), гематит (8,33), магнетит (7,60), кумінгтоніт (6,85), рибекіт (8,45), егірин (3,22), біотит (1,37), різного складу карбонати (2,73), гранат (0,37), залізистий тальк (мінесотаїт) (0,36), а також ще близько тридцяти мінералів з вмістом кожного від 0,01 до 0,25%. Заповнення хвостосховища виконується за допомогою пульпопроводів, які розташовані по гребеню греблі і по яких транспортуються відходи збагачення (текучі хвости) зі збагачувальної фабрики. Скид текучих хвостів здійснюється зі хвостозливних труб.
Видаляємі на полігон у вигляді відходів шлами у кількості 97 тис. т являють собою сировину для виробництва вапняку, придатного для повторного використання на водопідготовці. При чому, якість її значно вища, ніж у первинного вапняку, який постачається обпалювальним цехом. Вапняк, який отримується обпалюванням шламу водопідготовки, не містить каменів та піску. Так як кількість вапнякового компоненту у кожному циклі використання на водопідготовці подвоюється. Утворюється визначна кількість товарного вапняку, який може бути реалізований з метою будівництва.
Умови утворення і обпалювання шламу забезпечують необхідний фракційний склад продукту. Існує варіант технологічного процесу по утилізації шламу водоочистки:
– виготовлення шламової цегли методом пресування з додаванням цементу і піску розміром 250х120х65 мм – 2,7 млн. шт. на рік;
– виробництво товарного шламу, розфасованого у паперові мішки, для використання у будівництві та сільському господарстві з метою поліпшення фізико-хімічних властивостей кислого грунту.
2.5 Характеристика полігону промислових відходів ГЗ виробництва ВАТ «АрселорМіттал Кривий Ріг»
В останні роки спостерігається ріст промислового виробництва, через що в Україні збільшується забруднення навколишнього середовища, тому будівництво полігонів по знешкодженню та захороненню промислових відходів є найважливішим заходом з охорони навколишнього середовища та економії природних ресурсів. Слід звернути увагу, що для утилізації та захоронення відходів таких великомасштабних підприємств, як заводи гірничо-металургійної галузі необхідне не тільки відведення значних площ під відвали, сховища та переробні виробництва, але й великі капітальні та експлуатаційні витрати.
У зв’язку з тим, що проект полігону для ГЗК ВАТ «АрселорМіттал Кривий Ріг» є першим в Україні досвідом розробки наскільки складної інженерної споруди, істотним є системний підхід до вирішення проблеми утилізації та захоронення відходів від гірничо-збагачувальних процесів на підприємстві.
Проект був розроблений у 1996 році. Генеральний проектувальник «Промбудпроект» м.Дніпропетровськ, технологічну частину проекту виконувало підприємство «Екопрон-Південь».
Враховуючи складність споруди, більшу значущість розробки для екології регіону, узгодження проекту проводилось на протязі тривалого часу, а будівництво розпочалось тільки у 2003 році.
На момент початку будівництва сталися зміни номенклатури та кількості відходів, що утворюються на комбінаті. В технічному завданні до проекту 1996 року було 22 види відходів із загальною масою 417544,6 т/рік, а у технічному завданні 2003 року нараховувалось 55 видів масою 434560,58 т/рік зі збільшенням питомого вмісту відходів 3-ого класу небезпеки.
Нові відходи потребують нового способу розміщення їх по картах з метою можливої нейтралізації в період зберігання та запобігання небажаних екологічних ефектів при спільному зберіганні деяких несумісних відходів.
За період з 1996 року були також розроблені нові технології утилізації ряду відходів.
З урахуванням усіх факторів пропонується два шляхи в розвитку полігону для захоронення промислових відходів ГЗК ВАТ «АрселорМіттал Кривий Ріг».
Перший: захоронення по принципу, що був запропонований в проекті 1996 року – закладка на довготривале зберігання зі збільшенням кількості карт захоронення та більш складних інженерних рішень деяких карт зберігання відходів.
Другий шлях передбачає захоронення відходів з елементами утилізації деяких їх видів. При такому варіанті можлива більш гнучка система поводження з відходами, при якій відходи розподіляються на 3 групи: горючі ресурси, матеріалоресурсні та відходи, що не підлягають утилізації при сьогоднішньому рівні розвитку техніки та технологій.
Горючі енергоємні відходи представляють значні складнощі при зберіганні. Це масна тирса, дрантя, маловмісні шлами тощо. Окрім того, що вони вогненебезпечні, і при зберіганні в накопичувачах повинні бути прийняті міри від підпалів, ці відходи здатні до самозаймання. Повинні бути також передбачені спеціальні заходи для захисту від рознесення цих відходів вітром, потрапляння води, у якій вони спливають на поверхню та переносяться на ландшафт. З них змивається масло, що теж може переміститись за границю полігону.
Для вирішення вказаних проблем і одночасної утилізації прихованого у відходах енергетичного потенціалу пропонується встановити технологічну лінію спалювання горючих відходів. Попередні опрацювання дозволяють передбачити 5-6 тис. тонн таких відходів у рік.
Матеріалоємні відходи найбільш доцільними технологіями можуть бути ефективно з екологічної точки зору знешкодженими та утилізованими.
Специфічні відходи виробництва, що мають постійний склад та сировинну цінність утилізують локально у цехах-виробниках відходів з поверненням їх у технологічний цикл.
Відходи, утилізація яких не обґрунтовується ні екологічною, ні економічною доцільністю, захоронюються з ущільненням та подальшим покриттям грунтом. Для полігону захоронення неутилізуємих промислових відходів ГЗК ВАТ «АрселорМіттал Кривий Ріг» проектом прийнята схема складування в 6 картах.
Запропонована схема захоронення й утилізації спроможна забезпечити прийом та переробку відходів на 12-15 років роботи комбінату.
В 2008 році на ВАТ «АрселорМіттал Кривий Ріг» введений в експлуатацію полігон для складування промислових відходів екологічно безпечним способом у результаті впровадження комплексу природоохоронних заходів, в тому числі:
– забезпечення пилопригнічення при виконанні розвантажувальних робіт в теплий період року;
– замкнутий цикл водопостачання;
– здійснення моніторингу за впливом полігону на грунтові води за допомогою мережі спостережних свердловин.
Для запобігання негативного впливу захоронення відходів на підземні води на полігоні передбачена споруда протифільтраційного екрану із суглинку і плівки. Екран являє собою шар суглинку товщиною 500 мм, на який викладена водонепроникна поліетиленова плівка фірми «Agru» виробництва Австрії товщиною 1,5 мм, котру покривають другим шаром суглинку товщиною 500 мм.
Полігон вирішує проблему розміщення відходів виробництва, що не підлягають утилізації на найближчі 5 років.
На кінець 2010 року на полігоні складовано 404 тис. тонн промислових відходів.
2.6 Оптимізація використання відходів гірничо-збагачувального виробництва
Сировинна суміш відноситься до будівельних матеріалів і може бути використана при виготовленні легких заповнювачів, що включають відходи переробки руди і відходи вугільних шахт, а також що включає відходи збагачення залізистих руд 60-65,5%, глина 25-26%, крейда 4-5%, сіль лужного металу 4-6%, органічний перетворювач 1,5-2%.
Сировинна суміш додатково містить сланець та натрієве рідне скло при наступному співвідношенні компонентів:
відходи збагачення залізних руд – 51-72%;
сланець – 18-34%;
натрієве рідке скло – 10-15%.
В даній суміші використовують відходи збагачення, що утворюються
при переробці залізних руд, фракції менш 0,14мм з питомою поверхнею 3000-4000 см2/г.
Хімічний склад відходів наступний, %: Feзаг – 13,35; FeOзаг – 13,68; Fe2O3заг – 3,85; SiO2 – 46,06; Al2O3 – 1,76; CaO –1,31; MgO – 3,06; CO2 – 9,0; MnО – 0,19; SO3 – 0,27; Na2O – 0,10; K2O – 0,25.
При видобутку залізних руд непридатні для збагачення і супутні породи вивозять у відвали. В число цих порід входять і сланці. В сировинній суміші використовують сланці, котрі мають наступний хімічний склад, %: SiO2 – 63,11; Al2O3 – 20,94; TiO2 – 0,46; FeOзаг – 4,74; Fe2O3 – 1,85; MgO – 1,54; CaO – 0,20; Na2O – 0,24; K2O – 6,54; C – 0,35; S – 0,03.
В сировинній суміші використовують натрієве рідке скло nNaO ∙ SiO2 mH2O щільністю 1,45 г/см3.
Застосування даної сировинної суміші для виготовлення легкого заповнювача дозволить збільшити випуск легких заповнювачів для бетонів з застосуванням локальної сировини, використовувати відходи гірничорудної промисловості та вирішити питання захисту навколишнього середовища. Крім того, спосіб виготовлення легкого заповнювача не потребує спеціального устаткування і може бути застосований на заводах по виробництву керамзитового гравію.