Портал магистров ДонНТУ

ДонНТУ

Папуна Наталья Валериевна

Тема выпускной работы:

«Переработка терриконов методом агломерации»

E-mail: Natalya_Papuna@mail.ru

Электронная библиотека

ПЕРЕРАБОТКА ТЕРРИКОНОВ МЕТОДОМ АГЛОМЕРАЦИИ

Збірка доповідей VI міжнародної наукової конференції аспірантів і студентів "ОХОРОНА НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА ТА РАЦІОНАЛЬНЕ ВИКОРИСТАННЯ ПРИРОДНИХ РЕСУРСІВ". Том 1.– Донецк, 2007. – С. 50-51.

Папуна Н.В, Кочура В.В

Донецкий национальный технический университет

Многие виды отходов недостаточно изучены, для них не разработаны рациональные способы утилизации, не определены потенциальные потребители. К таким отходам можно отнести терриконы угольных шахт Донбасса.

На территории Донбасса насчитывается более 1,5 тыс. отвалов угольных шахт, в каждом из них в среднем 1144 м³ породы. Терриконы разбросаны по всей территории Донецка на площади 800 га.

Общепризнанно, что максимальное воздействие на окружающую среду и, прежде всего, на состав атмосферы, угольные отвалы оказывают в период пламенного горения, который длится до 30 лет. Из 111 отвалов Донбасса горят более чем 60, загрязняя воздух выбросами. Из одного горящего отвала за сутки в среднем выделяется 4-5 токсида углеродаи 600-1100 кг сернистого ангидрида, окислов азота и других продуктов горения.

Выполненные исследования химического состава ряда породных отвалов шахт Донецкого региона дают представления о химическом составе терриконов. Выяснилось, что в терриконах содержатся не только токсические, но и потенциально ценные химические элементы. В 1 т породы терриконов Донбасса содержится (в кг): углерода – 16-62; азота – 0,2-12,1; фосфора – 0,4-9; калия – 4,7-37; кальция – 4,8-11,4; меди – 0,5-20; серы – 0,1-85; цинка – 0,1-20; молибдена – до 1; галлия – до 5; кремния – 35,7-740; алюминия – 54-43; титана – 2,0-21,4; никеля – 0,1-2; кобальта – 0,1- 0,3; бария – 0,3-8; бериллия – 0,5-1; скандия – до З; свинца – до 0,3; олова – до 0,3; хрома – 0,2-3; ванадия – 0,4-1; циркония – 0,1-3; стронция – 0,1-6; магния – 2-22,4; иттрия – 0,1-1; лантана – 0,1-0,5; железа – 14,5-156,8; натрия – 4-95 и др. Указанный состав позволяет перерабатывать терриконы с извлечением из них полезные компонентов.

Известны следующие направления разработки породных отвалов:

1. Производство бокситов и алюминиевых сплавов.

2. Отделение магнитных железосодержащих соединений из породных отвалов.

3. Выделение германия из породных отвалов.

4. Выделение редкоземельных элементов из породных отвалов.

5. Получение аглопорита из породных отвалов.

Предлагается способ утилизации отходов угледобычи методом агломерации. Технологическая схема получения аглопорита из отвалов угледобычи представлена на рисунке 1.

Отходы угледобычи подвергают дроблению до фракции 0-3 мм и усреднению. Затем они увлажняются водой и перемешиваются в барабанном или шнековом смесителе для получения подготовленной к спеканию шихты. После этого подвергаются агломерации – спеканию на агломерационной машине конвеерного типа. Углерод, содержащийся в породе, служит топливом в процессе спекания материалов. Готовый продукт спекания представляет собой агломерационный «пирог» – аглопорит. В зависимости от дальнейшего его использования он может подвергаться различным видам дробления и измельчения. Аглопорит может быть использовано при строительстве дамб и плотин, производстве цемента, шлакоблоков, железобетонных изделий, бетона, при строительстве автомобильных и железных дорог, при монолитном домостроении.

Известны технологии производства железобетона и цемента с добавлением до 40 % аглопорита. При этом улучшается качество цемента и повышается прочность железобетонных конструкций.

Кирпич и шлакоблок, полученные с добавлением аглопорита не уступают по прочности обычному кирпичу и шлакоблоку, но по весу может быть гораздо легче, что облегчает их транспортировку и использование.

Рисунок 1 – Технологическая схема получения аглопорита из отвалов угледобычи.

Таким образом, использование предлагаемой комплексной технологии переработки породных отвалов, помимо экономического эффекта, позволит решить важную экологическую проблему уничтожения породных отвалов и рекультивации освободившейся земли.