Автор:Журавлев С.В., Беломеря Н.И.
Источник: Материалы ХIII Международной научной конференции аспирантов и студентов «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов». — Донецк, ДонНТУ — 2019, с. 134-135.
В большинстве случаев при производстве основной продукции производитель не заинтересован в правильном складировании образующихся техногенных продуктов, что существенно затрудняет их дальнейшее использование из-за их переменного химического и фазового составов, а иногда и наличия нежелательных примесей. Поэтому их использование ограничивается 5-10% от ежегодного образования [1].
Разнообразные многотоннажные отходы промышленности по химическому и минералогическому составу не уступают природному сырью, а во многих случаях по технологическим кондициям даже превосходят его, что делает весьма перспективным их использование в качестве сырьевых ресурсов [1,2].
Все техногенные отходы можно разделить на две большие группы: минеральные и органические. Преобладающее значение имеют минеральные отходы: их больше, они лучше изучены и имеют наибольшее значение для производства строительных материалов[2].
Основным источником техногенных мало используемых материалов являются топливно-энергетический (ТЭК) и горно-металлургический комплекс (ГМК), и даже сельскохозяйственные предприятия. Ежегодно объемы складируемых отходов горно-металлургического (ГМК) и топливно-энергетического (ТЭК) комплексов соизмеримы с потребностью промышленности строительных материалов в минеральном сырье[3].
В зависимости от преобладающих химических соединений минеральные отходы делят на силикатные, карбонатные, известковые, гипсовые, железистые, цинксодержащие, щелочесодержащие и т.д. Приведенные группы отходов довольно сильно отличаются друг от друга и классифицируются по: источнику образования, виду, числу пластичности минеральной части, содержанию горючей части, зерновому составу, химико-минералогическому составу, интервалу размягчения и другим признакам[4].
Наибольшую практическую применимость имеет классификация отходов по отраслям промышленности их образующим и классификации для отдельных видов отходов. Кроме того, состав и свойства отходов зависит от вида исходного сырья, технологии производства основной продукции, методов складирования и хранения[1,3].
ГМК представлен рядом техногенных образований, таких как: вскрышные и терриконные породы, хвосты обогащения, шлаки, шламы, пыли химико-металлургической переработки, которые довольно сильно отличаются друг от друга по виду, объему, а так же физическому и химическому составу[5].
К отходам ТЭК относятся продукты, получаемые в виде шламов, зол и золошлаковых отходов, твёрдых отходов вскрышных пород, различные отсевы[5].
Одним из перспективных направлений использования отходов является получение керамических строительных материалов: стеновых, облицовочных и тротуарных изделий. Утилизация отходов в строительные материалы направлена на решение социальных и экологических проблем, улучшение жилищных условий населения, создание дополнительных рабочих мест. На производство 5 млн. шт. керамических кирпичей требуется порядка 20 тыс. тонн глинистого сырья. Применение вторичного сырья в промышленности строительных материалов снизит потребность в первичных минерально-сырьевых ресурсах что решает не только экологические, но и экономические задачи, поскольку сырье из отходов в 2—3 раза дешевле, чем природное, при чем зачастую оно уже частично подвергнуто измельчению, термической обработке и другим технологическим воздействиям, что способствует облегчению их использования [2,3,5].
Одним из наиболее востребованных строительных керамических материалов является керамический кирпич. Основным сырьем для производства керамического кирпича являются глинистые материалы: суглинки, лессы, аргиллиты и другие. Следовательно, вышеупомянутые техногенные продукты в большинстве случаев близки по своему химическому составу с основными сырьевыми компонентами, что позволяет применить их для производства керамики и в частности для производства керамического кирпича [2].
Так же техногенные сырьевые материалы могут, в определенном процентном соотношении, выступать в качестве добавки к основному сырью, повышая его свойства и снижая себестоимость продукта и даже расширить его ассортимент. В частности, техногенные продукты, могут содержать красящие компоненты, повышающие декоративно-эстетические и дизайнерские характеристики керамического материала и изделий [6].
Истощение традиционной сырьевой базы производства керамических стеновых материалов делает перспективным вовлечение в производство отходов различных отраслей промышленности [6].
Использование отходов агропромышленного комплекса, таких как тырса, шелуха, костра и другие, возможно для получения керамических строительных материалов в качестве выгорающих добавок, необходимых для создания требуемой пористости изделий. Кроме того, это способствует экономии энергии при обжиге [7].
На основе применения отходов промышленности возможно развитие производства не только традиционных, но и новых эффективных строительных материалов. Новые материалы обладают комплексом улучшенных технических свойств и в то же время характеризуются наименьшей ресурсоемкостью, как в процессе производства, так и при применении [3].
Для Донбасса, приоритетным направлением должно быть использование отходов ГМК и ТЭК [5].
Использование промышленных отходов обеспечивает производство богатым источником дешевого и часто уже подготовленного сырья; приводит к экономии капитальных вложений, предназначенных для строительства предприятий, добывающих и перерабатывающих сырье, и повышению уровня их рентабельности; высвобождению значительных площадей земельных угодий, занимаемых под складирование техногенных продуктов и разработки новых карьеров, что приводит к снижению степени загрязнение окружающей среды. Повышение уровня использования промышленных отходов является важнейшей задачей государственного значения [1,5,7].