Файл: 1. Горное производство как источник образования отходов переработка отходы ископаемое.rtf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 06.12.2023
Просмотров: 26
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
1. Горное производство как источник образования отходов
переработка отходы ископаемое
Горное производство, как и любое другое не бывает безотходным, однако до середины ХХ века горнодобывающая промышленность не рассматривала образующиеся отходы как серьезную проблему. Темпы добычи и переработки полезных ископаемых увеличивались вместе с количеством образующихся отходов на предприятиях. Причем в последнее время показатель роста объемов производственных отходов стал существенно превышать выход выпускаемой продукции. Руды стали беднее (падает содержание извлекаемого ценного компонента), условия разработки месторождений усложнились, а образующиеся отходы в виде вскрышных, отвальных и пустых пород, а также хвостов технологического цикла неизбежно возрастают.
По статистике под породные отвалы выделяется 0,1 Га земельной площади. В реальности же отвалы занимают площади гораздо обширнее, около 100 млн. гектар, причем земля, находящаяся под этими отвалами может быть вполне плодородной. Рекреационная способность природы уже не справляется с возрастающим количеством образующихся отходов, что приводит к необратимым последствиям загрязнения окружающей среды.
С другой стороны, отходы горнорудной промышленности при этом имеют некоторый ресурсный потенциал, отвалы служат источником дополнительного производства, из некогда заброшенных забалансовых и беднобалансовых отвалов активно извлекается уран, золото, редкие и редкоземельные металлы. Наряду с этим отходы горных производств используются в качестве строительных материалов, а также для закладки выработанного пространства шахт и карьеров.
Переработка отходов горных производств, как правило, связана с потребностями смежных отраслей в сырье. Технологические исследования по утилизации показали возможность комплексной переработки многих полезных ископаемых с полным или частичным переходом на производство различных видов продукции из образующихся отходов.
Складирование отходов горнодобывающей отрасли требует анализа и сопоставления экономических затрат и возможных доходов от их утилизации. Следует учитывать, что хранение отходов в качестве минерально-сырьевых источников для последующей переработки несет в себе определенные затраты на их содержание (тарифы за поверхностное хранение, организация защитных мероприятий от вымывания, окисления, выветривания и т.п.). Переработка накопившихся горнорудных отходов способствует экономии минерального сырья, позволяет высвобождать огромные площади плодородных земель, значительно снижает негативные последствия загрязнения окружающей среды, сокращает затраты на геологоразведочные мероприятия и разработку новых минеральных и сырьевых месторождений.
Конечно, было бы гораздо эффективнее, если разработать такие производственные и технологические процессы, при которых отходов не было бы совсем, но, к сожалению, для горнодобывающей отрасли, впрочем, как и для многих других, это практически трудноразрешимая задача.
2. Безотходное производство – основное направление использования природных ресурсов
Горное производство образует твердые, жидкие и газообразные отходы (таблица 1). Масса готовой продукции составляет лишь около 1% от общей массы используемых веществ. Сокращение потерь природных ресурсов в народном хозяйстве страны только на 1% по оценкам специалистов равноценно экономии 25 млрд. руб. в год.
Работа промышленных предприятий, научно-исследовательских и проектных институтов необходимо оценивать не только по показателям себестоимости продукции и производительности труда, но также и по коэффициенту полезного использования сырья и коэффициенту загрязнения природной среды.
Таблица 1. Виды отходов горного производства
| № п/п | Характеристика отходов | Способ добычи | Обогащение | |||||
| Открытый | Подземный | Геотехнологический | ||||||
| 1 | Твердые | Вскрышные породы, часть балансовых запасов полезных ископаемых, бедные и забалансовые руды | Вмещающие породы, часть балансовых запасов полезных ископаемых, бедные и забалансовые руды | Часть балансовых запасов полезных ископаемых, бедные и забалансовые руды | Хвосты обогащения | |||
| 2 | Жидкие | Карьерные воды | Шахтные воды | Рабочие агенты (теплоноситель, растворитель, окислитель и др.) | Технологические стоки | |||
| 3 | Газообразные | Продукты массовых взрывов | Рудничный воздух | Продукты физических и химических реакций | Продукты сгорания топлива, отходящие газы, продукты измельчения сушки, обжига и других технологичес-ких процессов | |||
Большое количество отходов является наиболее объективным показателем несовершенства проектируемой или применяемой технологической схемы, поэтому необходимо обеспечить создание и широкое применение технических средств и технологии для комплексного и более полного извлечения полезных компонентов из руд, а также использование малооперационных, малоотходных и безотходных технологических процессов.
Создание технологических процессов, в которых не образуются отходы, и на этой основе высокоэкологичных предприятий и территориально-производственных комплексов – одна из важнейших проблем современного общества. Понятие «безотходная технология» было впервые предложено академиком Н.Н. Семеновым и И.В. Петряновым-Соколовым в 70-х гг. До настоящего времени содержание этого понятия окончательно не определено.
В решении Европейской Экономической Комиссии (ЕЭК) ООН и Декларации о малоотходной и безотходной технологии и использовании отходов, принятом в 1979 г. в Женеве, указывается, что безотходная технология есть практическое применение знаний, методов и средств с тем, чтобы в рамках потребностей человека обеспечить наиболее рациональное использование природных ресурсов и энергии и защитить окружающую среду. Это определение, является общим и не раскрывает существо безотходной технологии.
Существует понятие «безотходное производство». Под ним понимается совокупность технологических процессов по извлечению полезных компонентов из природных ресурсов для удовлетворения материальных и духовных потребностей человеческого общества, в которых обеспечивается полное использование вещества (твердого, жидкого и газообразного) и энергии либо в рамках производственной деятельности человека, либо путем их включения в природный геобиохимический процесс. Это позволяет определить содержание понятия «безотходное горное производство» как комплекс мероприятий научно-технического и организационно-экономического характера, проводимых на всех стадиях добычи и переработки полезных ископаемых и обеспечивающих полное использование минеральных ресурсов и энергии либо непосредственно в самом горном производстве, либо путем их включения в природные геобиохимические процессы. Анализ показывает, что успешное решение этой проблемы позволит: получить дополнительные (и весьма значительные) объемы сырья; снизить и перенести на более отдаленные периоды расходы на освоение новых сырьевых районов; стабилизировать цены на минеральное сырье; существенно уменьшить масштабы воздействия горного производства на окружающую среду и тем самым создать условия для эффективного преодоления негативных тенденций развития минерально-сырьевой базы и горнодобывающей промышленности.
Принципиальное различие между обычной и безотходной технологиями показано на рисунке 1.
Обычная технологическая схема
Безотходная технологическая схема
Рис. 1. Обычная и безотходная технологические схемы освоения недр
Отмечено, что загрязнение окружающей среды отходами происходит из-за их неполного обезвреживания вследствие несовершенства технологического процесса или присутствия значительного количества примесей в исходном сырье. Загрязнитель после выброса в любую часть биосферы будет растворяться в ней и одновременно проникать в другие части биосферы, взаимодействовать с ними.
Идея создания безотходного горного производства заключается в разработке и реализации методов, средств и организационно экономического обеспечения, позволяющих вписать современное горное производство – как геохимически открытую систему с крайне низким коэффициентом выхода готовой продукции на единицу используемых природных ресурсов, в природный геохимический круговорот, превратив его тем самым в геохимически замкнутую производственную систему.
Замкнутое безотходное горное производство основывается на следующих принципах:
минимум потерь вещества и энергии на стадиях их изъятия из природной (экологической) системы и последующего использования в горном производстве;
максимум применения отходов горного производства (вещества энергии) в других хозяйственных системах и для восстановления нарушенного экологического равновесия природной системы.
Будучи выведенными из промышленного производства в окружающую среду, отходы со временем теряют свои полезные свойства. Поэтому, как отмечает академик Б.И. Ласкорин, очень важно перерабатывать отходы непосредственно в месте их образования и в момент возникновения. Чем дальше удаляются отходы от места их образования, тем больше усложняется задача и на определенном этапе становится практически неосуществимой. Необходимо указать, что проблема безотходного горного производства во многих аспектах совпадает с проблемой рационального использования минеральных ресурсов. Не случайно к числу важнейших направлений реализации основных принципов горного производства относятся:
совершенствование существующих и разработка новых технологических схем добычи минерального сырья с целью повышении уровня извлечения из недр и вовлечения в эксплуатацию запасов полезных ископаемых, ранее отнесенных к забалансовым (горнотехническое направление проблемы рационального использовании минеральных ресурсов);
совершенствование существующих и разработка новых технологических процессов переработки минерального сырья с целью сокращения потерь полезных ископаемых и отходов производства (технологическое направление, проблемы рационального использования минеральных ресурсов);
возвращение в выработанное пространство вмещающих пород и отходов переработки полезных ископаемых с целью снижении уровня загрязнения природного ландшафта;
использование вскрышных пород и отходов производства для повышения продуктивности, восстанавливаемых (рекультивируемых) земель, нарушенных в процессах горного производства;
комплексное использование минерального сырья и отходов его переработки.
3. Комплексное использование минерального сырья и отходов его переработки
Это направление является самым важным в решении проблемы безотходного горного производства, так как почти все месторождения полезных ископаемых являются комплексными, т. е. содержат не один, а несколько полезных компонентов. Например, для горно-химической отрасли, комплексное использование минеральных ресурсов сопровождается с одной стороны максимальным извлечением полезных компонентов, содержащихся в рудах, утилизацией вмещающих пород и отходов производства для удовлетворения потребностей других отраслей народного хозяйства и улучшением технико-экономических показателей отрасли, а с другой – пополнением минерально-сырьевой базы отрасли за счет попутного извлечения фосфатов, серы и др. полезных компонентов при комплексной переработке руд черных и цветных металлов, природного газа и т. д.
В отечественной горнодобывающей промышленности накоплен большой опыт комплексного использования минеральных ресурсов. Предприятия цветной металлургии обладают значительным опытом комплексного использования сырья. Из 70 химических элементов, получаемых на предприятиях цветной металлургии, почти половину извлекают попутно: серебро, висмут, платину, золото, серу, цинк, свинец, медь и т. п., что составляет почти треть общей стоимости получаемой продукции. Общий экономический эффект комплексной переработки минерального сырья оценивается в несколько десятков миллиардов рублей. По расчетам специалистов, мобилизация имеющихся резервов при сравнительно небольших трудовых и капитальных затратах позволит более чем на 25 % увеличить потенциал добывающих отраслей.