Файл: Реферат таырыбы Металлургиялы шлактар олдану арылы силикатты рылыс ндірісіні алдысыз технологиясын сипаттау.docx
Добавлен: 08.11.2023
Просмотров: 102
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Кен өндіру, металлургиялық, өнеркәсіптің басқа да салалары дамуымен шлак қоймалары, шлактар, шахта кендерінің үйінділері орын ала бастады. Сонымен қатар, өндірістік қалдықтар құрлыс материалдарын шығаруға шамамен дайын, арзан шикізаттың бай көзі болып табылады.
Өнеркәсіптік қалдықтар пайдалы қазбалары алуда, оларды байтуда, шикізаттың концентратты өңдеуге және дайын өнімді пайдалануда түзіледі. Пайдалы қазбаларды алудың қалдықтарына шатырлы, шахталы, сыйымдықты, тау жыныстарының жанама алынуы жатады. Жанама жыныстардың негізгі массасы қара және түсті металдарды алу кезінде түзіледі.
Әртүрлі қалдықтар әдеттегі немесе жоғары температураларда өтетін, физико –химиялық үрдістер нәтижесінде, әр технологиялық операцияларда дайын өнімге шикізатты концентратты өңдеу кезінде түзіледі. Кейбір кәсіпорындарда негізгі және қосымша өндіріс қалдықтарының екі жүзден астам атауы түзіледі, мысалы, домналық, ферробалқымалы және болатбалқытылған шлактар, күлдер, жанармай шлактары, фустер, қышқыл смалка, қышқыл гудрондар, т.б.
Кенөңдеу өнеркәсібінің қалдықтары.
Кенөңдеу өнеркәсібі – қатты, сұйық және шаң тәрізді қалдықтармен қоршаған ортаны ірі ластаушылардың бірі. Кен өндіру өнеркәсібінің қалдықтары физико – химиялық және жылуфизикалық қасиеттері бойынша, органикалық заттар сипаты бойынша ерекшеленеді. Шатырлы жыныстар, минералды заттардың жоғары құрамымен ерекшеденіп, күлдігі бойыща кондициялы өнімді алумен, алдын –ала байытудан кейін, энергетикалық мақсаттар үшін қолданылуы мүмкін. Шатырлы жердің рекультивациясы үшін жапсырма ретінде қолданылуы мүмкін, ал шахталық –шахталық кеңістік жапсырмасы үшін. Сүзгішті қондырғыларда, тоғандар мен үйлер құрлысында, тоғандар құрлысында, т.б. қышқылға төзімді мастиктер құрылысында, керамикалық материалдар, жеңіл бетондар үшін бос тесікті толтырғыштар өндірісіне шикізат ретінде біріктіретін литолониялық айырмалардың селективті өңдеуінсіз де қолданылуы мүмкін. Шахталық жыныстар көбінесе өсімдіктер қорегіне қажетті, микроэлементтердің үлкен санына ие, сондықтан ауыл шаруашылығының қарқындауы мен химизациялануы нәтижесінде тепе –теңденуі жүретін, топырақ тыңайытқыштары ретінде қолданылуы мүмкін. Көмірбайыту қалдықтар, жанар массасының үлкен көлеміне ие болып газификация мен жағу үшін тікелей қолданылауы немесе күлдігі бойынша кондициялы қатты отынды алумен, қосымша байытуға ұшырауы мүмкін. Көмірбайытудың жоғары күлдікті қалдықтарын шаңтәрізді күйде элекстанцияларда, сонымен бірге ірілерде жандырылуы мүмкін, бұл кезде қоршаған ортаға SOX және NOXқалдықтарының лақтырылуы азаяды. Кейбір көмірлеудің гравитациялы айрылуы нәтижесінде жоғары күлдікті бөліктерді анықтауға болады, онда бастапқы көмірлерге қарағанда 1.3 – 1.4 есе жоғары микроэлементтер қатары (Ag, As, Cd, Mn, Mo, Ni, Pb және т.б.) болады. Микроэлементтердің үлкен бөлігі қатты жанармайды байытудан немесе термиялық өңдеу өнімдерінен алынуы мүмкін. Биологиялық әдістер көмегімен көмірлерден және көмір қалдықтарының бөлігінен пиритті және органикалық күкіртті, әртүрлі металдарды (Mn, Ni, Co, Zn, Ca, Al, Cd), күлді, оттегі және азотқұрамды қосылыстарды алуға болады. Көмірді тазалау термофилді бактерияларды қолданғанда 93 % ға алты тәулікте жүзеге асады, мезофилді бактериялармен 18 тәулікте.
Металлургия өнеркәсібінің қалдықтары. Қара және түсті металдар кенін өңдеу, байыту, құю, жаю, металөңдеу – металдарда колоссалді сандарын шығындау көзі.
Металлургияда шикізатты кешенді пайдалану мәселесі – негізгі және жанама элементтерді алудың рационалды толықтығы, алу қалдықтарын жою, қоршаған ортаға зян келтірмей кенді байыту. Сонымен қатар, металлургия тым жер– және сусыйымды сала болып табылады. Темір кенінен бағалы жанама құрамдарды алу технологиясына қарамасатан, көптеген кешенді жер қазбаларында пайдалы материалдар үйінділерге лақтырылады. Қара металдар кенінің құнды құрамдары (Fe, Mn, Cr) арасында сирек металдар да W, Ti, Co, Ni, Zn, Cu,кездеседі[11]. Кендерді өңдеу мен байытуда қалдықтардың үлкен көлемі сәйкесті өңдеуден кейін тауарлық өнімдер болуы мүмкін. Жанама алынатын жыныста (әсіресе алудың ашық әдісінде) көбінесе көптеген рудалық емес пайдалы қазбалар болады, алудың ішінде : бор, бояулар өндірісіндегі толтыраушыға және топырақты әктеуге жарамды, қиыршық тас жасауға арналған сланцтар; саз бен сугілинкілер – фаянсті өнеркәсіп пен техникалық керемика, эмалдар, түсті шыны жасауға арналған шикізат; кварцты құмдар шыны өнеркәсібі үшін; мергель, цемент пен әк жасаудағы шикізат; граниттер мен гнейстер. Домналық пеште кокс күлі мен кеннің бос жынысы есебінен шлактар түзіледі, оның құрамына Р қосылыстар, CaO, SiO2, FeO, MgO, Al2O3, CaS, MnS, FeS, TiO2, кіреді, құрамдар қатынасына байланысты шлактар негізгі, байтарап және қышқыл болып бөлінеді. Мартенов әдісінде негізгі шлактар балқыту үрдісінде металдан фосфор мен күкірт қоспасын бөлуге қабілетті. Шлак – құрылыс және жол – құрылыс саласы үшін құнды шикізат. Табиғиға қарағанда шлакты қиыршық тас 1.5 – 2есе арзан, шлакты пемза – керамзиттен үш есе арзан және аз үлестік шығындарды талап етеді. Цемент өнеркәсібінде түйіршіктелген шлакты пайдалану цемент шығарылымын ұлғайтады, жаратылысты шикізат – цементті клинкерге қарағанда өндірісіне кететін үлестік шығындар мен өздік құнын төмендетеді. Болат қышқылдануы үшін металдарды екіншілей өңдеуде шлакты қолдану жетіспеушілікті ферросилицийдің шығынын азайтады. Тіпті кемелер түбін тазалауға абразивті материал ретінде металлургиялық шлактарды қолдануға болады. Конвертерлі шлактар топырақ орнына тоғандарды үюге гидротехникалық құрылыста қолданылуы мүмкін. Қалдықтардан темір алар алдында құйрықтардың кері флотациясы, кеннің тура флотациясы, магнитті айыру, магнитті – флтациялық әдіс қолданылады. . Шламдарды қолдану домналық шихтада темір құрамын азайтады, домналық пештердің өндірушілігін төмендетеді, кокс шығынын ұлғайтады. Хром кендеріне бай жерлердің жұқаруы механикалық әдістермен жеткіліктіз тиімділікте байытылған кендер немесе кедей кендерді байыту және алу бойынша қуаттылықты үнемі өсіру қажетін тудырады. Ол үшін арнайы үрдіс өңделеді, онда ауада шынықтыру (630 – 750° С) ұсақталған кенді (бөлшектері 15 мм – ден кем) пекті ұсақтау (0.1 мм – ге дейін), су суспензиясын даярлау, оның карбонатталуы осылай кварцт пен кондициялы кен орнына көміртекті феррохром алуға болады. Барлық металлургиялық үрдістерде шаңның мәнді көлемі түзіледі, оны ауалы, оның құрамындағы металдарды алу және қоршаған ортаны қорғаудың қажет деңгейін ұстау мақсатында жою қажет. Ол үшін құрғақ және дымқыл шаңауалау жүйелері қолданылады. Металлургиялық шаңды ауалау кезіндегі негізгі мәселе – мырыш , қорғасынның жоғары құрамды, булар шаң ауалау үрдісін қалқуды қиындатады. Қорғасын, мырыш, темір оксидтерінен басқа шаң мен шламдарды Mn, Mg, Ca, Cr, Ni, Cd т.б. элементтердің оксидтері бар, оларды қолдануға болады. Ферробалқыма өнеркәсібінің шаңдары мен шламдары басты түрде кремнийдің аморфты диоксидінен тұрады, бұл өнеркәсіп және тұрғын үй құрылысына жарайды. SOX және NOX аулау қондырғылары ерекше орынға ие, өйткені бұл үрдіс осы заттардың төмен концентрациялары салдарынан өте күрделі. Өңделген қалдықтары көбінесе әртүрлі химия – физикалық қасиеттерге ие заттардың химиялық берікті емес, күрделі полиқұрамды қоспалары болып табылып, улы, химиялық, биологиялық, коррозиялық, өрт –жарылыс қауіпті болады. Химиялық табиғаты түзілудің технологиялық белгілері, ары қарай өңдеу және пайдалану мүмкіндігі бойынша қалдықтар жіктеледі. Бірдің елде зиянды заттар өңдеуге және көмуге кететін шығындарына байланысты болатын, кауіптіліктің төрт класы бойынша сипатталады:
-
Тым қауіпті. Сынап және оның қослыстарына, сонымен қатар сулемаға (HgCl2) хромдықышқылды және цианиисті калийге, сурьма қосылыстарына SbCl3– үшхлорлы сурьмаға, бенза пиренге, т.б. ие қалдықтар. -
Жоғары – қауіпті. Хлорлы мысқа, мыс сульфатына, қымыздықтықышқылды мысқа, үштотықты сурьмаға, қорғасын қосылыстарына ие қалдықтар. -
Қалыпты – қауіпті. Қорғасын оксидтеріне (PbO, PbO2, Pb3O4), никель хлоридіне, төртхлорлы көміртекке ие қалдықтар. -
Аз – қауіпті. Мырыш қосылыстарына, фосфаттарға, магний сульфатына ие қалдықтар, аминдер қолданып, флотациялы әдіспен пайдалы қазбаларды байытудың қалдықтары[3].
Металлургиялық және басқа өндірістердің қалдықтарын шикізат ретінде цемент, гипсті тұтастырғыш заттардың, керамзит, керамикалық заттар, термоизоляциялық материал, асфальтобетондар, бейорганикалық заттар өндірісінде және шикізат құрамдасы негізінде пайдалану.
Қазіргі таңда өндірушілердің негізгі күштерді қалдықтарды өздерінің өндірістеріне қайтару бағыттарына салу үстінде. Алайда, қалдықтарды неғұрлым толығырақ және комплексті қолдану өзінің өндірісі сияқты басқа да өндірістің бөлімдерінде және ауылшаруашылықтарында орындалады. Қанша металл, металл емес пайдалы қазбалар және көмір өндірілетіні жеткілікті жақсы белгілі, ал осы салалар қанша қалдықтарды өндіретінін көп жағдайда тек қана мамандарға белгілі.
Көмірді шығару кезінде жыл сайын жер бетіне жер қорынан 1 млрд. м3 шамасында бос жыныстар шығарылады. Олардан қажетсіз пирамида –террикон қалайды. Осыған орай, мыңдаған гектар құнарлы жерлер бос шығындалады. Сол сияқты атмосфера ластанады, террикондар «жанады», жел олардан шаңдарды көкке көтереді.
Тағы да жылына қаншама мөлшері – 2,5 млрд. м3 бар мүмкіндікті рудаларды алуда және қара және түсті металлургияда құрылыс материалдарын, таулы химияда және басқа да өндірістерде отвалдарды толтырады. Отвалдарға жеткілікті сапалы ұсақ тастар, ізбестастар, құм, саздар, бор түседі. 1975 ж "Ураласбест" бірлестігі темір жолдарына, құрылыс өндірістеріне, көптеген зауыт материалдарына 10 млн. т шамасында асбестті рудаларды байыту өндірісінің қалдықтарын қойды. Бірлесудің потенциалдық мүмкіндіктері 3 есеге жоғары. Алайда, оларды жарыққа шығаруға транспорттық проблема бөгет жасайды, яғни темір жол шақыртуды жүзеге асыра алмайды.
Цемент шикізатын шығаратын басқа кәсіпорындар – "Перевал" әр түрлі тұтынушыларға мозаикалы плиткаларды, беттік қабырғалардың жасалымдарын, құрылыс панельдерін дайындау үшін 0,5 млн.т шамасында мраморлы ұнтақтарды жеткізеді.
Сыртқы кеңдердегі минералдарды қолдану аса қолайлы. Мысалы, қалдықтардағы кесекті қолдану арнайы кесекті өндіруден 2–2,5 есе арзан. Сыртқы кеңдерді қолданып кеңді емес құрылыс материалдар (бетонішілік) ретінде қолдануға болады. Цемент, шыны, керамика және ауылшаруашылық, мысалы топырақты әктенуде қолдануға болады. Бірақ оның ішінде, миллиардтаған тонналардан 10%-дан азы қолданыс табуда.
Құрылыс индустриясы – қара мен түсті металлургия өндірісі кезінде түзілетін бүкіл шлактар, жылу электростанцияларының күл мен шлактар, қағаз мен
текстиль макулатуралары, химиялық өндірістің мен ағашөндірісінің және резиньке қалдықтары өнімдердің(әсіресе автокөлік дөңгелектері) тұтынушысы.
1980 ж. елімізде 125 млн. т цемент, 121 млн. м3 жинақталған темірбетоны, 7,3 млрд. шифердің қалыпты плитасы, 275 млн. м3 ағаштар алынды.
Осы уақытта қара металлургияда 50 млн. т шамасында доменді шлактар, 16 млн. т мартендік және ферроқұймалы шлактар өндірілді. Жылу электростаниялары 70 млн. т шамасында күл және шлактардың қалдықтарын шығарды. Автомобильдердің, авиационды мотоцикл покрышкалардың, шлангалардың басқа да резина –техникалық бұйымдардың резиналарынан 4 млн. т қалдықтары түзілді. Айналымға түспегендіктен ағашөндіруі өндірісінің 100 млн. м3 шамасында қалдықтары жағылды. Минералдарды тыңайтқыштар өндірісі кезінде 10 млн. т фосфогипсі, жүздеген мың тонна хлорлы кальций ерітіндісі, сульфитті-спирттті қоспалар және басқа да өнімдер түзілді. Бұлардың барлығы қалдықтар, сол сияқты біруақытта құрылыс материалдары үшін шикізат ретінде байлық болып саналады.
1980 жылы 125 млн. т цементті өндіруде 22 млн. т домна пештерінің шлактары, 3 млн. т нефелинді и бокситті шлактары, 4 млн. т колчедан тұқыл мен колошник шаңы, жылу электрстанцияларының 1 млн. т күл и шлактары және 1 млн. т басқа да қоспалар қолданылған болатын. Цемент өндіру саласынадағы процестің қарқындылығын жоғарлату үшін 100 мың т сульфит-ащытқы қоспаларын және 280 мың т гидролизді-ащытқы сатып алды. Клинкерді күйдіруде минерализатор ретінде 200 мың. т фосфогипс алында.
Барлық шлактар аса күрделі болмаса да бірақ арнайы өңдеулерден өтуі қажет. Цемент өндірісі үшін белсенді шлактар деп аталынатындар шлактар жарамды. Доменді жалынды –сұйық шлактар белсенді болу үшін оларды домна пешінің жанында орналастырылған арнайы ұнтақтандыратын қондырғыларда ұнтақтайда және жылдам суытады. Яғни жағдай доменді және цементі өндірістің тығыз байланысы туралы айтылады. Ұнтақтандыратын қондырғылар қазіргі кезде барлық ірі (!) металлургиялық комбинаттарда жабдықталған. Қазір көптеген металлургиялық комбинаттар жанына металлургиялық шлактар базасында керемет шлакопортландцемент өндіретін 15 шақты цементті зауыттар салынған.
Мұнымыз айтарлықтай экономикалық және әлеуметтік эффектіні әкеледі. Шлактарды қолдану цемент шығымын 1,5–2 есе арттырады. Активті шлакты қоспаларды қолдану цементтің құрылыстық-техникалық қасиеттерін жоғарылатады. Шлакпорт-ландцементті өндіргенде отынның шығымы дәл осындай көлемді портландцементті өндіруімен салыстырғанда 40%-ға аз. Егер біз құрылыс өндірісінде шлактарды қолдамасақ, онда цемент өндіру үшін миллиард АҚШ доллардан астам қаражат қажет ететін зауыттарды салу керек еді.