Виды техногенных ресурсных циклов

Отходыпроизводства это остатки сырья, материалов и полуфабрикатов, образовавшиеся при изготовлении продукции и полностью или частично утратившие свои потребительские свойства, а также продукты физико-химической переработки сырья, получение которых не являлось целью производственного процесса и которые в дальнейшем могут быть использованы как готовая продукция после соответствующей обработки или как сырье для переработки.

Для горнодобывающих и обогатительных предприятий утилизация, хранение и содержание техногенных отходов требует больших площадей и пос-тоянного вложения средств. При производстве меди из добываемой горной массы используется полезно 0,5%, остальной объем образует отвалы и хвосто-хранилища, занимающие до 10 м² земной поверхности при производстве 1 т меди.
Только отходов горнодобывающей промышленности накоплено около 3 млрд. тонн. В основном это отвалы вскрышных пород и хвосты обогащения.

В качестве примера в таблице 8.1 приведен перечень отходов Тишинского рудника.

Таблица 8.1 – Вид, характеристика и технические мероприятия по утилизации отходов

Продолжение таблицы 8.1

Сдувание токсичной пыли с пляжей хвостохранилищ и с поверхностей отвалов загрязняет воздушный бассейн, почву и поверхностные воды. Ареалы распространения токсичной пыли весьма велики, захватывая большие площади. Отвалы горнодобывающих предприятий выщелачиваются атмосферными осадками и образовавшиеся сланевые воды отвалов ведут к загрязнению токсическими компонентами поверхностных и подземных вод. Кроме того, хвостохранилища, золоотвалы являются очагами загрязнения поверхностных и подземных вод и почв. Все отходы складируются в накопителях, построен­ных еще в 40-60-х годах прошлого столетия и исчерпавших свои проектные мощности. Получение вторичного сырья из отходов производства на пред­приятиях практически не ведется. Исключением является ОАО "Казцинк", перерабатывающий в значительном объеме свои металлургические шлаки и другие отходы. Так, в 2002 году на Усть-Каменогорском свинцовоцинковом комбинате закончили переработку шлаков свинцового производства, которых было накоплено порядка 120 тыс.тонн. При его переработке получают кокс, чугун и некоторое количество драгметаллов. Найдена технология переработки клинкера, что позволит через 8-10 лет навсегда убрать терриконы с городского горизонта. Серьезно обстоит дело с захоронением токсичных отходов 1-3 класса опасности. Особенно серьезно обстоит дело с бесхозными отвалами, так как открытым остается вопрос их содержания или переработки.

На многих угольных и рудных месторождениях вскрышные породы с вер-хних горизонтов представлены рыхлыми отложениями, к которым относятся, в частности, различные глины, пески, меловые и мергельные породы. Объем об-разования вскрышных пород на открытых рудных разработках колеблется от 0,3 - 0,5 т/т руды для железорудных месторождений и до 20 т/т руды для место-рождений цветных металлов. Глинистое сырье вскрышных пород часто пред-ставлено глинами девонского и юрского периодов и четвертичными суглинка-ми. Эти материалы могут использоваться для изготовления цемента, строитель-ного кирпича, керамзита, дренажных труб, минеральной ваты, пигментов, аглопорита.
Пески могут применяться для производства силикатных стеновых мате-риалов, строительных растворов, дорожных балластов, формовочных смесей и т.п.
Карбонатные породы, сложенные различными известняками и доломита-ми, пригодны для получения сухих минеральных красок, цемента, извести, раз-личных сортов мела. В свою очередь, технический мел является сырьем для производства многих товарных изделий: лакокрасочных, резинотехнических, электрических изделий, бумаги, соды, минеральных кормов и удобрений.
Важнейшим ресурсом для огнеупорной промышленности и строительной индустрии является мергель - плотный материал зеленоватосерого цвета во влажном и светлосерого в сухом состоянии. Мергели представляют собой сво-еобразный конгломерат обломков фауны, порошкового кальция, кварца и гли-нистых гидрослюд. Перспективно использование мергелей в качестве связую-щих компонентов при подготовке железорудных материалов к доменному переделу.
При открытой разработке рудных месторождений в добычу часто вовлекаются также сопутствующие нерудные скальные породы, являющиеся потенциальным ресурсом строительных материалов - щебня и песка.
В целом уровень использования вскрышных пород повсеместно остается очень низким и, как правило, не превышает 3 - 6% общего количества добычи.
Отходами горного производства в основном являются вскрышные породы, размещаемые в отвалах или в терриконах, шламы обогатительных фабрик.

В горном производстве отходы могут быть трех видов: твердые жидкие и газообразные.

Промышленные отходы могут принимать участие в жизненном цикле вы-пускаемой продукции по-разному в зависимости от вида ресурсного цикла, в который они включены. Под жизненным циклом продукции понимают времен-ной период, начинающийся с моментом обоснования проведения исследований, связанных с созданием продукции, и заканчивающийся переведением ее в отходы потребления в результате утраты ею потребительских свойств из-за физического или морального износа, а также после определенного срока хранения.

Жизненный цикл продукции разделяется на четыре основных этапа: выявление природного ресурса, изготовление продукции, эксплуатация продук-ции или ее потребление и оперирование с отходами производства и потребле-ния.
Исходя из понятия жизненного цикла продукции выделяется три вида техногенных ресурсных циклов: сквозной, оборотный и циркуляционный.
Сквозной технологический ресурсный цикл заключается в том, что он следует принципу одноразового использования ресурсов, т.е. каждый раз, начи-ная новый цикл воспроизводства, в него вовлекались новые природные компо-ненты. Цикл открыт на выходе, так как отходы производства выбрасываются в окружающую среду и вовлекаемые в производство природные ресурсы, не использользуются вторично. Накапливаясь в биосфере эти отходы изменяют биогеохимические циклы и тем самым пагубно влияют на экологическую об-становку не только на локальном, но также на региональном и глобальном уровнях.
Основными мероприятиями по повышению экологизации сквозных технологических циклов на различных этапах производства продукции являются:
- на этапе выявления природного ресурса переход к широкому испо-льзованию возобновляемых ресурсов, особенно топливно энергетических;
- на этапе изготовления продукции переход на ресурсосберегающие тех-нологии;
- на этапе оперирования с отходами производства: уничтожение отходов путем сжигания (при этом практически полностью теряются вторичные матери-альные ресурсы); очистка отходов от токсичных веществ и их складирование; захоронение токсичных отходов на специальных полигонах; очистка выбросов от экологически опасных веществ с последующим их надежным захоронением.
Оперирование с отходами требует определенного объема трудовых зат-рат.
Очистка отходов как природоохранное мероприятие будет надежной при условии превращения загрязняющих примесей во вторичное сырье. Отходы, которые не используются как вторичное сырье необдимо надежно депонировать или перенести в естественную среду, где они входят в ее состав.
На современном этапе развития техники и технологий основным направлением является переход к оборотным техногенным ресурсным циклам.
Оборотный техногенный ресурсный циклосуществляет улавливание веществ, участвующих в технологическом процессе и обычно попадающих в отходы, для их повторного использования в данном технологическом процессе. Оборот веществ следует рассматривать как оборот непосредственного сырья (металл, пластмассы, дерево и другие) и природных ресурсов. Используемых в качестве технологических сред, например, воды или атмосферного воздуха.
Примером такого цикла является оборотное водоснабжение - повторное использование большей части воды без поступления ее в природные циклы.
Экологизация оборотных технологических ресурсных циклов может быть осуществлена также методами, характерными для сквозных циклов, но наибо-лее перспективен переход к циркуляционным технологическим ресурсным цик-лам.
Циркуляционный техногенный ресурсный цикл объединяет процессы, со-вершаемые в некоторой последовательности, при этом определенный участок представляет собой жизненный цикл продукции, включая ее производство, пот-ребление и переработку отходов во вторичное сырье, которое затем полностью или частично запускается в жизненный цикл, но другой продукции.