Промислові відходи чорної та кольорової металургії завдають серйозної шкоди довкіллю та здоров`ю людини, займають величезні площі, забруднюють токсичними сполуками грунт, водний і повітряний басейни, підвищують собівартість готової продукції підприємств з-за значних витрат на їх транспортування, розміщення та зберігання. У той же час, такі відходи, що представляють собою техногенні родовища коштовного вторинної сировини, можуть забезпечити потреби промислового виробництва в дорогій і дефіцитній для України продукції.
Сміттєвий потенціал країни
За приблизними оцінками вчених, в Україні в даний час накопичені мільйони тонн металомістких відходів чорної і кольорової металургії, а також хімічної промисловості, гірничодобувного і енергетичного комплексів. При цьому, їх обсяги продовжують рости.
Щорічно в Україні утворюється більше мільярда тонн відходів виробництва та споживання, з яких лише 10-15% використовуються в якості вторинних матеріальних ресурсів. Під складування відходів сьогодні відведено 160 тис. га, а їх загальний обсяг перевищує 25 млрд. т. Витрати на їх складування іноді перевищують 20% собівартості продукції. Темпи накопичення шкідливих забруднювачів і рівень їх впливу на здоров`я людей і стан навколишнього середовища в Україні в десятки разів перевищують ті, які існують у розвинених країнах.
Для поліпшення ситуації, що склалася наукові співробітники Національної металургійної академії України, Українського державного науково-технічного центру `Енергосталь`, Інституту газу НАН України, Фізико-технічного інституту металів та сплавів НАН України і ВАТ НВП `Промтех` виконали комплексні дослідження і розробки на всіх рівнях: від теоретичних передумов і лабораторних досліджень до впроваджувальних заходів. Було здійснено отримання нових високоякісних продуктів з промислових, у ряді випадків токсичних, відходів підприємств чорної і кольорової металургії, хімічної промисловості, теплових електростанцій регіонів Донбасу та АР Крим, міст Кривого Рогу, Запоріжжя, Дніпропетровська, Сум, Рівного та ін Дані розробки були об`єднані в науково-дослідну роботу під назвою: `Комплекс інноваційних ресурсозберігаючих технологій та обладнання для рециклінгу та екологічно безпечної утилізації відходів металургії та суміжних галузей`, представлену Національної металургійної академії України на здобуття Державної премії України в галузі науки і техніки 2010 року.
Комплекс представлених матеріалів був виконаний у рамках Державної науково-технічної програми `Розвиток гірничо-металургійного комплексу України до 2010 року`, науково-технічних програм з пріоритетних напрямів розвитку науки і техніки на 1997-1999 роки, що підкреслює його загальнодержавну значимість.
У роботі зібрані самі прогресивні технології вітчизняного походження, використання яких дозволяє не тільки збільшити ступінь рециклінгу відходів, позбутися від небезпечних відходів, але і проводити з відходів доступні і якісні нові продукти.
Цінність даної роботи підтверджена на практиці. Понад 70% розроблених технологічних рішень та обладнання вже впроваджені, причому, не тільки на українських підприємствах, а й за кордоном. Сумарний економічний ефект від впровадження розроблених технологій на підприємствах України на сьогоднішній день, згідно з підрахунками науковців, складає 49,8 млн. грн. / рік, на підприємствах Росії та Молдови - 9,9 млн. грн. / рік (у перерахунку). При середньому використанні розробок за останні 10 років економічний ефект роботи становить 597 млн. грн. Вирішені проблеми зниження навантаження на навколишнє середовище в районах розміщення підприємств.
Основні розробки
В основі розроблених авторами методів зниження обсягу утворення відходів та створення екологічно безпечного виробництва лежать заходи по комплексній переробці сировини; кооперуванню ряду виробництв, використання відходів однієї галузі в якості сировини для інших; скорочення обсягів утворення токсичних відходів та ступеня їх впливу на навколишнє середовище.
У їх число входять оригінальні розробки для металургійної промисловості. Зокрема, вчені створили нову високоефективну маловідходних технологій переробки шламів і пилу газоочисток доменного та сталеплавильних виробництв з одержанням двох товарних продуктів: високосортного цинкового концентрату - напівпродукту для отримання металевого цинку, який перевершує кращі вітчизняні та світові аналоги, і обесцінкованних металізованих залізорудних окатишів, придатних для повернення в основне металургійне виробництво. В Україні ця технологія вже впроваджена на ММК ім. Ілліча і `Арселор Міттал Кривий Ріг` з сумарним річним економічним ефектом 4,8 млн. грн. на рік. Крім них переваги технології оцінили в Росії (`Уралсталь`, `Северсталь`, `ЗапСіб` і Новолипецький меткомбінат) та Молдові (Молдавський металургійний завод).
Розроблено технологію підготовки до використання перезволожених шламів і прокатної окалини замасленому як компонент агломераційної шихти, при коксуванні з додаванням торфу в якості вологоємність добавки. Технологія не вимагає великих капітальних вкладень, економічно, екологічно ефективна, забезпечує збільшення обсягу утилізації шламів і економію матеріальних ресурсів, скорочує земельні площі під шламонакопичувачі, скорочує забруднення навколишнього середовища.
Здійснено розробка теорії і промислове впровадження технології рідкофазного відновлення металів з промислових відходів, заснованої на високій інтенсивності процесів тепло-і масообміну в умовах рідкофазного відновлення заліза, а також розглянуті можливості використання твердого палива. Технологія дозволяє ефективно відновлювати залізо з рудних компонентів і витягувати цінні елементи (Cr, Ni і V) з відходів виробництва - металургійних шламів, шлаків, відпрацьованих каталізаторів. Ступінь відновлення елементів з відходів складає: хрому - 94-96%; нікелю - 98-100%; ванадію - 84,6-97,8%; заліза - 93-97%, що перевищує показники інших методів утилізації.
Особливий інтерес представляють розробки, присвячені створенню нового плавильного агрегату - барботажних печей нового типу, в яких в умовах горіння палива в зануреної струмені реалізуються технологічні процеси термічної переробки шлакових відходів металургійного виробництва. За допомогою таких печей реалізується нова технологія виготовлення теплоізоляційних будівельних шлаковати й сита (міцного склокристалічних матеріалу, який за своїми властивостями перевершує граніт).
Зокрема, нова технологія була впроваджена в Києві ще в 1991 на ВАТ `Комбінат будіндустрії`, де в мінераловатної виробництві коксові вагранки замінили конвертерами. У 2005 році виробництво закрили. За 14 років існування цього виробництва було випущено близько 500 тис. м3 прошивних будівельних матів. Враховуючи, що при роботі вагранок викидається близько 15% окису вуглецю (32,5 кг/м3), не допущений економічний збиток від забруднення атмосфери (за період роботи виробництва) склав близько 2 млн. грн. Сьогодні такі печі успішно використовують для переробки відходів в Білорусі та Ірані, планують в Росії. Крім того, на ліцензійній основі технологія зануреного спалювання газу, який використовується в даних печах, передана Gas Technology Institute (Чикаго, США) з правом використання і субліцензірованія.
У роботі широко висвітлені питання ресурсозбереження в металургії шляхом скорочення корозійних втрат. Великий інтерес представляють дослідження процесів корозії, комплексна система діагностики стану і відновлення захисних покриттів на внутрішньоцехових металоконструкціях металургійних та ін промислових підприємств. Авторами розроблені і впроваджені інноваційні матеріали та системи антикорозійного захисту.
Великий інтерес представляють розробки авторів для кольорової металургії України. Створені наукові основи і впроваджені інноваційні технології вилучення цінних сполук ванадію з зольних залишків спалювання високосірчистих мазутів на ТЕС у вигляді товарної продукції для металургії та паралельного використання залишків шлаку у виробництві глиноземного цементу. На підставі проведених досліджень процесів вилуговування та високотемпературного гідролізу розроблена апаратурно-технологічна схема нового способу отримання товарного технічного пентаоксіда ванадію, якість якого не поступається товарної продукції розвинених європейських країн і заводів Російської Федерації.
У цілому, за оцінкою головного наукового співробітника УкрДНТЦ `Енергосталь` Олександра Касимова, що брав безпосередню участь у розробці багатьох методів утилізації відходів металургії, `за своєю актуальністю отриманим науковим і практичних результатів, масштабності робота має незаперечне науково-технічне та еколого-економічне значення для України . Так як всі розробки, включені до розглянуту роботу, захищені патентами, вони виконані на міжнародному рівні інтелектуальної власності і за багатьма показниками випереджають зарубіжний досвід. У кожному з 41 патенту (тільки від авторів з УкрДНТЦ `Енергосталь`) є свої закордонні аналоги, порівняння з якими дозволило ці патенти отримати. Усього інтелектуальна власність, створена в ході виконання роботи, захищена 112 патентами та авторськими свідоцтвами `.
На жаль, кількість утилізованих з допомогою описаних технологій відходів сьогодні поки що не достатньо, вони навіть не встигають перекривати нові надходження. Необхідно більш інтенсивно впроваджувати нові технології в промисловості, зокрема - в металургії, тим більше що всі передумови (величезна теоретична база і накопичений практичний досвід) у нас для цього є.
Ольга Фоміна
http://www.rusmet.ru/
Перспективи використання відходів металургійних підприємств
+380 44 237 XX XX +380 44 237 2567
Ідентифікатор: 7738
