Көмір алудағы қалдықтар, ТЭЦ күлі, шлак күлі, мұнай өндірісіндегі қалдықтарды тасмалдау және қайта өңдеу әдістері

Көмiр күлдерi және күйiндiлер атмосфераның ластағыштары тiзiмiн басқарады. Әрине, күлдi шлак қалдықтардың(КШҚ) жинауында көптеген қиындықтар пайда болады.

Ең алдымен, шлаккүлдер үйінділерінің толып кету есебінен барлық жаңа алаңдар бөлінеді, ол жерлердің айналымнан бөгеттеніп кетуіне әкеледі немесе қоршауды бөгеттер өсiп жетiлдiредi, бұл да пульпа жоюшы аппаратты модернизациялауда қиындықтар тудырады.

Станциялардың көпшiлiгiнiң жасын есепке ала келе (жобадағы кезеңге карамастан эксплуатацияланатын шлаккүлдер үйінділері) жоғарыда аталған мәселелер сирек емес деуге болады. Онымен қоса жиналып калған шлаккүлді қалдықтар қоршаған орта спасына кері әсер етеді. Ауыр металлдар биохимиялық айналымдарға жеңіл қосылады да, ауа және су бассейндарының ластануы жүреді, топырақтардың химия - минералогиялық құрамы өзгереді. Күл үйінділерінің шашырауы жақын аумақтың қоршаған ортасын ластайды, адамдардың денсаулығына және ауылшаруашылық өнімдеріне кері әсер етеді.

Көмірді жаққаннан түзілетін күл мен шлакты қолдану мәселесі алғашқы жылу электростанциялары салынған соң бірден пайда болды.

Үлкен тоннажды өңдеу мен кул мен шлакты қолдануда алғашқы күрделі зерттеулер 1920 жж ортасында болған. Алайда, оларды кең түрде қолдану 1970 жылдардың ортасында басталған.Біраз уақыттан соң әртүрлі өндірістерде калдықтар классификаторы іске қослған болатын. Оны еңгізу нәтижесінде КШҚ ЖЭС улы қалдықтарға жатқызылған, ол энергетиктер мен экологтердiң арасындағы айтыска әкелді.

КШҚ жоғары температурада өңделген қалдықты сонымен қатар сазбалшықты өнім болып табылғандықтан, улы қалдықтарға жатпайтындығы белгілі. Оған кірмейтіндері тек ауыр металлдардың және басқ да микроэлементтердің жоғары концентрациясына ие қалдықтар болып табылады.

КШҚ тазарту мәселесімен көптеген мемлекеттер соқтығысып жатыр оның ішінде европалықтар да бар.

КШҚ тазартудың әдістерін анализдей келе келесідей бағыттарды көрсетуге болады:

• 
  iстеп шығарылған көмiр карьерлерiнiң келесi тасымалдаумен және толтыруымен күл күйiндi төгетiн жерден КШҚ алу;
  

• 
  КШҚ құрылыста қолдану (КШҚ-ны осы бағытта қолдану жақсы зерттелген және кең қолданысқа ие);
  
• 
  КШҚ-ны топырақты қышқылдансыздырғыш ретінде ауылшаруашылығында қолдану;
  
• 
  КШҚ-дан жеке элементтерді бөліп алу;
  

Егер өнеркәсiптiк өнiм, тауар өткiзiлетiн шикiзаттың күлдi зиянды қалдықтардың лауазымын шығарудан лауазымға, онда шараның теплоэнергетиктерi үшiн мәжбүр, шығынды айналдырыладыдан қалыпты, күсет бол технологиялық үдерiске оның ұстауы - экологиямен және экономиканың аралығында жуықтама қайшылықты жоғалтады.

Өндірістік қалдықтарды іске асыруда заңды базалардың жоқтығынан қалыптасқан жағдай ушыға түседі. Бұл бағытта бар аздаған нормативті құжаттар КШҚ толық тазалау циклын көрсетпейді, ал кейбір жағдайларда бір-біріне қарама –қарсы болып келеді. Жоғарыда айтылған жағдайды ескере келе КШҚ-ның нарықта тауарлы өнім ретінде ілгерілеу алгоритмін жасау керек (оның біркелкі формалауымен коса). Мысал ретінде ОАО «Иркутскэнерго» мен Томск политехникалық университетінің кейбір кафедраларының тәжірибесін қарауға болады.

Алдымен КШҚ-ның жылу электростанциясының өніміне айналуы сәйкес паспорттың экологиялық инстанциясыларында берілген материалға байланысты. Паспортта химиялық құрам, физико – химиялық және т. б қасиеттер көрсетілген. Паспортты құруда өнімдердің көптеген факторларға тәуелділігін ескеру керек, олар: жағылатын көмір түрі, жағу түрі, оттық тәртіп, қазандық агрегаттың жүктемесi, кулаулағыш қондырғылардың түрі және т.б. Осылайша нәтижесінде жоғарыда көретілген жағдайлар мен олардың сан түрлі сәйкестіктерінен өнімдердің тәуелділік сипаттарын құруға мүмкіндік беретін кеңауқымды зерттеулер жасау керек.

Өнім касиеттерінің идентификациясы онымен қоса толық топтармен сәйкес болу керек. Мысалы, таскөмір күлін бетонға қоспа ретінде қолдануда оның қасиетін жаңа салынған бетонға, қатып калған, бетонның сыртқы түріне, бетон өндірісіне және бетонмен жұмыс істеуге қатысты және де қоршаған ортамен рентабельдігі және сәйкестігіне қатысты анықтау керек.

Сонымен қоса заттың (химиялық, физикалық, минералогиялық) қасиетін, материалдың конструктивті қасиеттерін (пісіру кезіндегі жоғалтулар, бөлшектердің таралуы, тығыздық), спецификалық қасиеттерін ( бетон қасиетіне әсері: толу эффектілері, тасымалдаушы эффектілер т.б) және қолданушы тиімділіктерін (уакытты қысқарту, кауіпсіздікті жоғарылату және т.б) ажырата білу керек.

Экологиялық мәселелер кеңес энергетикасының әртүрлі даму кезеңдерінде шешілген. Қазіргі кезде энергетиканы дамыту концепциясы қайта қарау қажет, кейбір жаңадан пайда болған экологиялық сұраныстар және социалді- экономикалық жағдайларға байланысты. Қоршаған ортаны қорғау жаңа концепциясы

Табиғи ортаның ары қарай азып-тозуын сақтап қалуды мақсатпен экологиялық шектеулердi әлеуметтiк және қоғамның экономикалық қажеттiктерiнiң ақылды ымыраласу тиесiлi айналадағы ортаны қорғаулары қазiргi тұжырымдама, дүниелiк бiрлестiктiң елдерi ендi қазiр мемлекеттiк саясат болып қалыптасады.

Технологиялық процесстерде энергия мен материалдарды қолдануда толығымен жұмсалмайды. Тура және жанама түрде дайын өнім шығару немесе шығару шарттарына жарамсыз болып қалған энергия бөлігін энергетикалық қалдықтар деп атайды. Энергетикалық қалдықтар энергия әртүрлілігіне яғни техникалық аппаратқа түскен энергия мен қажетті қолданыстағы энергияға тең.

Жалпы энергетикалық қалдықтарды үш түрге бөледі:

• 
  Технологиялық агрегатта немесе қондырғыда шартты түрде болатын жоғалулар;
  
• 
  Регенерация немесе рецикуляцияға байланысты технологиялық қондырғыға қайта оралатын ішкі қолданыстағы энергетикалық қалдықтар;
  
• 
  Өзіндік екіншілік энергетикалық ресурстарды белгілейтін ішкі қолданыстағы энергетикалық қалдықтар (ЕЭР).
  

Энергетикалық потенциял төмендеуі нәтижесінде энергия тасмалдағыштарды қайта өңдеу (су буы, ыстық немесе суық су, электроэнергия, механикалық жұмыстар) утилизациялық қондырғыда іске асады.

Әлемдік тәжірибе жинақтау барысында энергия жинақтау шығыны біріншілік энергияны өндіруге қарағанда 3-5 есе кем екені анықталды. ҚР-ғы ішкі өнімнің меншікті энергия сиымдылығы орташа есеппен дамыған өндірістік елдермен салыстырғанда төрт есе жоғары болып табылады. Бул бағыт көрсеткіштерінің төмендеуі техногенді қалдықтарды қолданумен анықталады.

Техногенді қалдықтар доменді шлактар, күл шлакты қалдықтар (ЗШО) ЖЭС, бұның бәрі энергетикалық консервілер. Оларға консервіленгендер: сұйық-отты шлак ерітінділерін, жылу энергиясы, активті күлдің химиялық пуццоланды гидратационды энергиясы угіту мен сындырудың механоактивационды энергиясы; тау байыту жүмыстарыеа жұмсалған және күлді залалсыздандыру және құрғату энергиясы яғни ЖЭС-тағы электрофильтрлерде. Жоғарыда корсетілген консервіленген және шығыны, қайтымды жағдайда құрылыс материалдар өндіріс технологиясында қолданылады.

Қалдықтарды қайта өңдеп, қолдану кең дамыған. 1№ қалдықты қайта өңдесе, минералды- шикізат комплекстерін капиталды шығынын 2№-ке азайтады.

ЕЭР келесі бағыттарда қолданылады:

• 
  Жанармайлық- қайта өңдеуге жарамсыз жаңғыш қалдықтарды жанармай ретінде қолдану
  
• 
  Жылулық- пештер мен котелдарда негізгі және аралық өнімдерде ыстық сумен өңделген жылу, бу және ЕЭР қысымының жылуын қолдану
  
• 
  Күштік- ЕЭР-ге байланысты өңделетін механикалық және электрлік энергияны қолдану
  
• 
  Комбинирленген- жылу өндіру үшін электрлік немесе механикалық энергия
  

Қалдықсыз технология- қоршаған ортаны қорғауды қамтамасыз ететін, табиғи ресурстар мен өндірістегі энергияны кеңінен қолдану технологясы.

Қалдықсыз технология- өндірістік мекеменің негізгі принципі, жабық циклда шикізат пен энергияны қолдану. Жабық цикл: біріншілік шикізат- өндіріс- тұтыну- екіншілік шикізат.

Энергетикадағы қалдықсыз технология.

Қатты және сұйық жанармайлар жағу кезінде толығымен пайдаланылмайды, сонымен қатар зиянды өнімдер түзеді. Қайнау қабатында жанармайды жағу әдістемесі бар, ол тиімді және экологиялық қауіпсіз. Газдың зиянды қоспаларын күкірт және азот оксидтерін тазартып отыру керек, ал фильтрация нәтижесінде түзілген күлді құрылыстық материалды өндіруде қолданады және т.б.

Шлактар-бастапқы материалдар (отын,руда, балқыма, газды орта)құралдарындағы жоғарытемпературалық өзара әрекеттерінің өнімдері. Олардың химиялық құрамы мен құрылымы бос жыныс құрамына, балқытылатын металл түріне, металлургиялық үрдіс ерекшеліктеріне, салқындату шарттарына және т.б. байланысты өзгереді.

Шлактар келесі үрдістер нәтижесінде алынуы мүмкін: алюмитермиялық үрдістерде және отынның төменколориялы түрлерін жаққанда балқыма түзусіз; отын жағу үрдісінде бастапқы құрамдарды бөлшектей балқытуда; бастапқы құрамдарды толық балқытуда (метааллургиялық үрдістердің көбінде).

Өнеркәсіптік қалдықтар мәселесін көбірек тиімді шешу қалдықсыз технологияны енгізу болып табылады. Қалдықсыз өндірісті жасау шикізаттың көп қолданылуын қамтитын тұйық айналысты жүйелерді өңдеу, технологиялық үрдістердің қағидалы өзгеруі есебінен жүзеге асады.

Өнеркәсіптік қалдықтарды тұтынушы салалардан көбірек сыйымды құрылыс материалдарының өнеркәсібі болып табылады. Өнеркәсіптік қалдықтарды пайдаланы шикізат рерурстарында құрылыс қажетін 40%-ға дейін жабуға мүмкіндік беретіні анықталған. Өнеркәсіптік қалдықтарды қолданы табиғи шикізаттан өндіруге қарағанда құрылыс материалдарын жасауға кететін шығындарды 10-30% төмендетуге мүмкіндік береді,капиталды салымдар үнемділігі 35-50%-ға жетеді.

Шлактар мен күлдер негізіндегі байланыстырушы материалдар

Қатты отынды жаққанда және металдар алғанда қалдықтардың негізгі массасы шлактар мен күлдер түрінде түзіледі. Шлактар мен күлдерден басқа металл өндірісінде шламдар дисперсті бөлшектердің су суспензиялары түрінде қалдықтар үлкен мөлшерде түзіледі.

Құрылыс материалдарын өндіруде құнды және кең тараған материалды шикізат жанатын жыныстар және көмір байыту қалдықтары, рудаларды байыту қалдақтары және болып табылады.

Байланыстыру материалдарын өндіру шлактар қолданудың ең тиімді облыстарына жатады. Шлакты байланыстыруды келесі негізгі топтарға бөлуге болады:шлакопортландцементтер,сульфатты-шлакты, әкті-шлакты, шлакты-сілтілі тұтқырлаушылар.

Шлактар мен күлдерді мінді түрде дайын шикізат сияқты қарастыруға болады. Оның қүұрамында кальций оксиді (СаО) әртүрлі химиялық қосылыстарда байланысқан, соның ішінде цементті клинкер минералдарының бірі-екікальцийлі силикат түрінде де. Шлактар мен күлдерді қолданғанда шикізат қоспасын дайындаудың жоғары деңгейі отын үнемділігі мен пештер өндірушілігін жоғарлатуды қамтиды. Саз балшықты доменді шлакпен ауыстыру әкті құрам мазмұнын 20%-ға төмендетуге, клинкердің құрғақ өндірісінде отын мен шикізаттың үлестік шығынын 10-15%-ға азайтуға, пештер өндірушілігін 15% жоғарлатуға мүмкіндік береді.

Азтемірлі шлактарды доменді және феррохромды қолданумен және балқытудың қалпына келтіретін шарттарын жасаумен электрпештерде ақ цементтер алады. Феррохромды шлактар негізінде металды хром тотығуымен балқымада клинкерлер алуға болады, оны қолданғанда цементтер тегіс және тұрақты реңкті болады.

Әкті-шлакты және әкті-күлді цементтер-әк пен ЖЭС әкетудің доменді түйіршіктелген шлактың немесе күлдің бірге үгітуімен алынатын гидравликалық байланыстырушы заттары. Оларды М 200-ден көп емес таңбалы құрылыс ерітінділерін жасауға қолданады. Қамту мерзімдерін реттеу және басқа қасиеттерін жақсарту үшін оларды жасауда 5% дейін гипсті тас енгізіледі. Әк құрамы 10-30% құрайды.

Байланыстырушы құрамына кіретін сілті құрамдары аязға қарсы қосымша ролін атқарады, сондықтан шлаксілтілі байланыстырушылар теріс температураларда жеткілікті түрде қарқынды қатаяды.

Шлакты және күлді қалдықтар ауыр және жеңіл бос тесікті бетон толытушылар өндірісі үшін бай шикізат базасы болып табылады. Металлургиялық шлактар негізіндегі толтырушылардың негізгі түрлері-шлакты қиыршық тас пен шлакты пемза.

Тығыз табиғи тасты материалдарды ұсақтау өнімінің физико-механикалық қасиеттеріне беріспейтін бетонды ауыр толтырушылардың тиімді түрлеріне құйылған шлакты қиыршық тас жатады. Құйылған шлакты қиыршық тас жоғары аяз және ыстыққа төзімділікпен және үйкелуге кедергімен сипатталады.

Шлактар мен күлдер негізінде балқыған және жасанды

тас материалдары

Бетондар мен толтырушылар байланыстырушылар өндірісімен қатар күлді, металлургиялық және отынды шлактарлы өңдеудің негізгі бағыттарына, негіздерінде силикатты кірпішті және күл керамикасын, шлакоситалдары және құйылған материалдарды, шлакты мақтаны алу жатады.

Шлакты мақта-минералды мақтаның әртүрлілігі, құрылысты-техникалық қасиеттері бойынша, шығарылым көлемі бойынша жылушектеу материалдары арасында жетекші орынға ие. Минералды мақта өндірісінде домналық шлактар көп қолданысқа иеленеді.

Металлургиялық және отынды шлактар балқымасынан әртүрлі өнімдер құяды:өнеркәсіп ғимараттарының едендерін және жолдарды төсеуге арналған тастар, тюбингтер, бордюр тасы, коррозияға қарсы плиткалар,құбырлар.

Шлакоситалдар-шыныкристалды материалдардың әртүрлілігі, шынылардың бағытталған кристалдануынан алынады. Басқа ситалдардан ерекшелігі тас көмір жанған кұлдер,қара және түсті металлургия шлактары шикізат материалдары болып табылады. Олар жоғары беріктілікке ие құрылымдық және жөндеу меатериалдары ретінде құрылыста кеө қолданылады.

Шлакоситалдар құрылыста кең қолданылып отыр. Парақты шлакоситалл плиталарымен цоколдар мен ғимарат фасадтарын жабады, ішкі қабырғалармен кедергілерді жөндейді, олардан шатыр мен балкондар қоршауын жасайды. Шлакоситалл-ғимараттың сатыларына, терез жақтауларына т.б. құрылымдық элементтеріне тиімді материал. Жоғары ескіруге төзімділік және химиялық тұрақтылық, химиялық тау-кен және т.б. өнеркәсіп салаларында құрылыс құрылымдары мен аппаратураны қорғауға шлакоситалдарды табысты қолдануға жол береді.

ЖЭС күл шлакты қалдықтары күл керамикасын жасауға негізгі шиізат,балшықты жыныстар негізінде керамикалық өнімдер өндірісінде отынқұрамды қоспалар ретінде қызмет көрсете алады. Қабырғалы керамикалық өнімдер өндірісінде қоспа ретінде отынды күлдер мен шлактар ең көп қолданылады.

Күл керамикасын 60-80% зол-қалдық, 10-20% балшық т.б. қоспалардан тұратын массадан престелген өнім ретінде шығарады. Күл керамикасы тұрақты беріктілік пен жоғары аязға төзімділікке ие болып, тек қабырға материалы ретінде ғана қызмет көрсетіп қоймайды. Ол жоғары қышқылға төзімділікке және төмен үйкелістікке ие, бұл одан тротуарлы және жол төсемдерін және жоғары мерзімділікке ие өнімдірді жасауға мүмкіндік береді.

Отын күлдері мен шлактардың ірі тонналық тұтынушысы жол құрылысы, онда күлдер мен күлшлак қоспаларын негіздердің төменгі қабаттарын және жайылатынын орнатуға, жол цементті бетондардағы өоспалар сияқты асфальтты бетондар мен ерітінділерде минералды ұнтақ секілді, әк пен цементтен топырақты тұрақтандырғанда байланыстырушыны бөлшектей араласьыру ретінде қолданады.

Көмірлер мен жанатын сланцтер жанғанда алынған күлдер шатыр және гидроизоляциялы ластик ретінде қолданылады. Жол құрылысында күлшлак қоспаларын бекітілмеген және бекітілген түрде пайдаланады. Бекітілмеген күлшлакты қоспаларды негізінен облыстық және жергілікті белгіленген жолдар негіздерінің жайылатын және төменгі қабаттарын орнатуға материал ретінде қолданады. 16% көп емес шаңды күл құрамында оларды битумды немесе қарапайым эмульсиямен беткі өңдеуге ұшырайтын топырақты жабындыларды жақсарту үшін қолданады. Жолдардың құрылымдық қабаттарын 25-30%-дан көп емес күл құрамымен күлшлак қоспаларынан жасауға болады.
7 лекция

Қалдықсыз технологияның пайда болуының экологиялық және экономикалық технологиясы. Қоршаған ортаны ластаушылармен энергетикалық және шикізаттың жоғалту корреляциясы.

Қалдықсыз технологияның пайда болуының жалпы принцптері: өндіріс дамуының заманауый сатысында өндірісте сақталған күйінде сақтау мұмкін емес. Заманауый сатыда өндірісті кері жоспарлау керек, жаңа процестерді шығарып, жоғары дәрежелі инжеперлі экология экономикалық болмысы бар оптимальді режимде кәсіпорынды эксплуотациялау керек. Басты мәселе қалдықсыз және аз қалдықты технологияны қолдау болып табылады. Негізгі критерии технологиялық процестерде қалдықсыз тнхнология болып табылады.

1. 
   Экологиялық критерилер
   

2. Қатты қалдықтың шектелуі сыны және шектеуші қатыспай қалуы

3. Қатты қалдықтарды қолданудың квалифиционды мүмкіндігі

4. Сұйық және газаралас қалдықтардың көп бөлігінің қатвспай қалуы

5. Сұйық және газды ағындарда технологиялық циклдердің тұйықталу мүмкіндігі

6. Екіншілік энергоресурс және су ресурстарын және су мен энергияны қолданудың шекті қолданылуы.

7. Процестердің жоғары селективтігі және еңбек бөлінгіштігі копкомпонентті реакция өнімдерінің қатыспай қалуы. Егер осы талаптар сақталмаса нәтижесінде кұрделі қоспа пайда болады. Осы жағыдай жартылай кокстеу және оның варианты отынның энертехнологиялық өңдеу процесінің дамуын баяулатады.

8. Қоспаны өңдеудің мүмкіндігі қайта өңдеу нәтижесінде қоданыс табатын техникалық процесте өнім алынады. Осы процестерде мөлшерлі кәзіргі таңда жоғары температуралық кокстеу және мұнай өңдеу болады.

9. Комбинирленген технологиялық процестің мүмкіндігі шикізаттың және энергетикалық ресурстардың рационалды көрсеткіші болвп табылады. Бұл жағдайда коксті қолдануда, коксті пісіруде арнайы қондырғы орнатудың қажеті жоқ.Сонымен қоса мұндай арнайы қондырғыда алдын ала 1300- 1400◦C дейін салқындатылған кокс қолдануға тура келеді, ал комбинирленген қондырғыда коксті 1100-1200◦C – та қыздыру керек. Осы температурада көп бөлігі үнемделеді.

10 .Жұмыстағы қауірсіздік және сенімділік. Жоспарда жоқ жағдайларда токсикалық заттардың көп бөлігінің лақтырылуы болғанда қажетті шамадан концентрация жоғарылап кетеді. Сондықтан қондырғы жұмыста сенімді болу керек. Ол резерфті жүйе және сыйымдылықта барлық авариялық лақтыруларда жеткілікті қамтамасыз етерлік болу керек.

11. Көптеген мекемелердің тәжрибесі барлық жағдайда олардың экологиялық процестерінің процес оптимизациясында жоғарылауын ткөрсетеді. Бұл мүмкіндік өндірістердің технологиялық және компонентті шешімдерінде қатыспай қалады.

12. Азоперациялық тәртіп бойынша лақтырулардың ассортименттік және санын өндіріс қалдвғын азайтады.

Республиканың тұрақты дамуын қаитаиасыз ету үшін технологиялық потенциал тұрақты, экологиялық таза және өндірістің экономикалық эфективтілігі технологияда және ауыл шаруашылығында, энергетикада, транспортта және қала басқаруда құрылады.

Мұндай технологиялар кешенді жүйеге рентабельді және қоршаған ортаға қауіпсіз өндірістік схемаға жатады, оған сонымен қатар ақпараттық және коммуникативті орнатудың жаңа механизмі (экологиялық маркетинг және менеджмент, сақтандыру, табиғатты қорғаудың рационалды және т.б.) жатады. Қазақстанның индустриясының перспективті дамуының тапсырмасына өндісістегі технология стратегиялық бағыттағы кешендер, аз қалдықты ресурс және энергия эфкетифтілігі, сонымен қоса өндірістік жүйенің максималды жабықтығы жатады. Тұрақты технологиялық модель қарапайым өндірістік схемада сериалы өндірістен жоғары жылдамдығымен, экономикалық эфективтілігімен, орталықтанған басқару және стандарттау, қоршаған ортамен қарымөқатынастармен ажыратылады.

3. Жаңалатылған қорды және альтернативті энергия көздерін эффективті және рационалднуы қолдану.

Қазақстан Респубилкасында су ресурстарын және альтернативті энергия көздерін тиімді қолданужолы бар:

• 
  су, жер, орман, балық,өсімдікті және жануарлы ресурстарды және жаңаланған энергия көздерін қолдануда заманауый технологияны қолдануды енгізу.
  
• 
  Гидроэнерготехникалық ресурстарды, күн түсетін аймақтарды және басқа жаңаланған ресурстарды және альтернативті энергия көздерін рационалды қолдану.
  

№8 лекция

Қазіргі кезде нарықтағы үлкен өндірістік компаниялар энергоресурстардың негізгі қолданушылары болып табылады. Себебі олардың есебінде мемлекеттің қолданатын энергиясының 50пайызы жатады.Өндірісте энергоресурстарды қолданудың орташа коэффиценті шамамен 30пайыз. Ол энергияны сақтаудың өте үлкен потенциалына куәлік етеді.

Энергоресурстардвы үнемді пайдаланудың бірінші маңызды қадамы болып оны қолдануды қатаң бақылауға алу табылады. Энергияны жұмсауды дұрыс ұйымдастыра білудің өзі энергоресурстарды 5-10пайызға дейін үнемді пайдалануға, қосымша көмектер аз мүмкіндік береді. Олардың ішінде ең жаксы нәтиже беретіні энерго орталықтардың ұйымдастырылуы. Энергоресурстарды рационалды бақылауға келесі жолдармен жетеді:

• 
  Энергияны азайтуды бақылап отыратын органдардың тексеруді детальды түрде жүргізуі арқылы.
  
• 
  Энергияны эффективті режим жұмысына ауыстыру және оны көп уақыт аралығында сақтап тұру.
  
• 
  Энергияны сақтаушы іс-шаралардың эффективті табиғи (ГДж, кВтсағ және т.б) және ақшалай қатаң бағалау.
  

1. 
   Техникалық және эксплуатациялық қызмет көрсету стратегиясы;
   
2. 
   Құрылғылардың модернизациясы мен технологиялық процесстердің стартегиясы;
   
3. 
   Қолданылатын құрылғыларды жаңарақ , энергияны аздау жұмсайтын немесе жаңа технологиялы түріне ауыстыру стратегиясы.
   

Адам баласыының кез-келген шаруашылық әрекеті әр түрлі қалдықтармен биосфераны ластайды, бұл халықтың денсаулығы мен өміріне, флора мен фауна түрлерінің қысқаруына, қоршаған ортадағы тепе-теңдікке қауіп-қатер тудырады. Кең үйінділерін, өнеркәсіп тастандыларын, қоқыстарды, қала шөп-шаламдарын тек қоршаған ортаны бұзатын ластағыштар деп санауға болмайды, олар құнды шикізат көздеріне жатады. Қазіргі кезеңдегі ғылым мен техниканың даму деңгейіне сәйкес әбден жетілдірілген технологияның жоқтығына байланысты, оларды өндеп құнды өнімдер алу әзірше жолға қойылмаған, сондықтан бұларды сақтауға, жоюға, тасуға, көмуге, зиянсыз түрде айналдыруға көптеген қаражат, энергия, уақыт жұмсалып отыр.Қалдықтар шығаратын негізгі көздерге өнеркәсіп, ауыл-шаруашылығы, үй-жай шаруашылығы жатады.  

Химиялық өндірістің негізгі ерекшеліктерінің бірі болып пайдаланылатын энергоресурстардың көп бөлігі атап айтқанда 50 пайызы жылуға тәуелді. Бұл мәселені шешу үшін комбонирленген энерготехнологиялық жүйелерді жүзеге асыру мен қолдану, энергетикалық және жылу энергетикалық жүйелерді байланыстырушы экономикалық эффективтілікті мақсатты түрде түсініп, тәжірибе жүзінде қолдана білу.

Көптеген химиялық технологиялық процесстер жылуды сіңіру немесе шығару арқылы жүреді. Ондағы температуралық дәрежені алынатын шикізат санымен де сапасымен де анықтауға болады, сондықтан энергоресурстардың саны мен сапасын анықтау технологиялық өндірісте алынатын техноголиялыө процесстердің негізі болып табылады.

Жылутехнологиялық жүйелердің негізгі мақсатты түрде немесе тікелей сол жуйенің өздерінің максимальды жылу рекуперациясына негізделген.

1. 
   Қалдықсыз өндірістердің негізгі қағидалары.
   

Қалдықсыз өндіріс жасаудың басқа маңызды қағидасы ресурстарды пайдаланудың кешенділігі. Бұл қағида энергоресурстар потенциалы мен шикізаттың барлық құрлымдарын максималды пайдалануды талап етеді. Белгілі болғандай, шамамен барлық шикізат кешенді болып табылады, оның көлемінің орташа алғанда үштен бірі ғана жолдас элементтер құрады, олар тек кешенді өңдеуінде ғана алынуы мүмкін. Қазіргі таңда шамамен барлық күміс, висмут, платина мен платинандтер, сондай – ақ алтынның 20% көбі кешенді рудаларды өңдеу кезінде жанама алынады.

Қалдықсыз өндіріс жасаудың ортақ қағидасы оны ұйымдастырудың рационалдығы. Халық шаруашылығының аралас салаларын қосқанда, қоршаған ортаға теріс әсерін және оған келер зардапты төменету көп байланысты болатын, жаңа экологиялық негізделген шикізаттың және энергетикалық технологияларды іздестіру және өндірістің энерго-, материл-, және еңбек қиындығын максималді азайту, шикізаттың барлық құрамдарын саналы пайдалану талаптары мұнда анықтаушы болып табылады. Бұл жағдайда соңғы мақсат энерготехнологиялық, экономикалық және экологиялық параметрлер бойынша бір уақытта өндіріс оптимизациясы болып саналады. Бұл мақсатқа жетудің негізгі жолы істегі технологиялық үрдістер мен өндірістерді жетілудің және жаңаларын өңдеу болып табылады. Қалдықсыз өндірісті ұйымдастырудағы сондай қадамдар мысалдарының бірі күкірт қышқылы өндірісінің қалдығы пиритті огарокті утилизациялау болады. Қазіргі уақытта пиритті огаротер толықтай цемент өндірісіне кетеді. Бірақ пиритті огароктердің құнды құрамдары – мыс, күміс, алтын, темір пайдаланылмайды. Сонымен қатар, мысты, асыл металдарды алумен және темірді кезекті пайдаланумен, пиритті ограктарды (мысалы, хлоридті) өңдеудің экономикалық тиімді техникасы ұсынылған.
Қалдықсыз өндіріске қойылатын талаптар.

Істегілерді жетілдіру жолында және қағидалы жаңа технологиялық үрдістерді өңдеуде жалпы талаптар қатарын сақтау қажет:

• 
  Өндірістік үрдістерді технологиялық сатылаудың (аппараттардың) минималді мүмкін санында жүзеге асыру, өйткені олардың әрқайсында қалдықтар түзіледі және шикізат жайылады;
  
• 
  Шикізат пен энергияны көбірек тиімді пайдалануға мүмкіндік беретін, үздіксіз үрдістерді қолдану;
  
• 
  Агрегаттардың бірлікті қуатын ұлғайту (оптимумге дейін);
  
• 
  Өндірістік үрдістер интенсификациясы, олардың оптимизациясы мен автоматтандырылуы;
  
• 
  Энерготехнологиялық үрдістер жасау. Технологиямен энергетиканың үйлесімділігі агрегаттар өндірушілігін ұлғайту, энергоресурстарды, шикізаттар мен материалдарды үнемдеуге, химиялық айналулардың энергиясын толығырақ пайдалануға мүмкіндік береді. Ондай өндіріске мысал энерготехнологиялық сызба бойынша аммиактың ірі тонналы өндірісі болып табылады.
  

2. 
   Өңделгенөнімдер мен металлургиялық шлактар, кенөндіру салалары қалдықтарының физико – химиялық ерекшеліктері.
   

Қатты өнеркәсіптік қалдықтардың сипаты.

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 [10, 11]: 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.[10].

Қалдықтардан темір алар алдында құйрықтардың кері флотациясы, кеннің тура флотациясы, магнитті айыру, магнитті – флтациялық әдіс қолданылады. [11].

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:

1. 
   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.
   
2. 
   Жоғары – қауіпті. Хлорлы мысқа, мыс сульфатына, қымыздықтықышқылды мысқа, үштотықты сурьмаға, қорғасын қосылыстарына ие қалдықтар.
   
3. 
   Қалыпты – қауіпті. Қорғасын оксидтеріне (PbO, PbO2, Pb3O4), никель хлоридіне, төртхлорлы көміртекке ие қалдықтар.
   
4. 
   Аз – қауіпті. Мырыш қосылыстарына, фосфаттарға, магний сульфатына ие қалдықтар, аминдер қолданып, флотациялы әдіспен пайдалы қазбаларды байытудың қалдықтары.
   
5. 
   
   

№10 лекция.

Өндірісте қалдықтарды сақтаудың әдістері.

Жаңа ресурсақтау және экологиялық технологиялық процестерді уйымдастырғанда, технологиялық процесстен шығу кезінде залалсыздандыру керек, бірақта жаңа заманғы технологияларды қолданғанда қалдақтардың зиянды заттарға ыдырауының алдын алуға болады. Ол үшін арнайы өндірістік қалдықтарды көметін жерлерде оларды болашақта қолдану үшін көмеді.

Зиянды өндірістік қалдықтардың термиялық залалсыздандырылуы.

Жаңа заманғы сатыды утилизацияланатын қалдықтардың саның азайтатын көптеген мүмкіндіктері ашылуда, олар күрделі химиялық құрамды, сондай-ақ олардың пайдалы өнімге өнделуі немесе жаңа заманғы сатыда экономикалық мақсатсыз.

Сұйық фазалы тотықсыздандыру.

Сұйық фазалы тотықсыздандыру өндірістің сұйық қалдықтарын және ағынды сулардың тұнбаларын залалсыздандыру үшін қолданылады. Бұл әдістің мәні ағынды сулардағы органикалық заттарды және элементті органикалық қоспаларын 150 – 350° температурада және 2 – 28 МПа қысымда оттегімен тотықсыздандыру.

Гетерогенді катализ

Бұл әдіс газ тәрізді және сұйық қалдықтарды залалсыздандыру үшін қолданылады. Өндірістік қалдықтарды гетерогенді катализдеудің үш түрі болады. Термокаталитикалық тотықсыздандыруды құрамында аз жангыш қоспасы бар газ тәрізді қалдықтарды өндегенде қолдагуға болады. Катализаторлардағы тотықсыздандыру процессі газ ұүрамындағы жанғыш қоспалардың жану температурасынан төмен температурада өтеді. Қоспалардың табиғатына және катализаторда тотығу активтілігіне байланысты 250 - 400° С температурала және әртүрлі өлшемдегі қондырғыларды өтеді. Термокаталитикалық тотықсыздандыру залалсыздандыруды құрамында NOX – нитрозды газдары бар қоспаларды өндеу үшін қолданылады. Профазалық каталитикалық тотықсыздандыруды ағынды сулардың органикалық қоспаларын бугазды қоспаға және ары қарай оттегімен тотықсыздандыруға қолданылады.

Тотықсыздандыру пиролизі.

Тотықсыздандыру пиролизі – өндірістік қалдықтардың біразінің немесе жанармайлық заттармен термиялық ыдырау процесі.Данный метод применим для обезвреживания многих отходов, в том числе «неудобных» для сжигания или газификации: вязких, пастообразных отходов, влажных осадков, пластмасс, шламов с большим содержанием золы, загрязненную мазутом, маслами и другими соединениями землю, сильно пылящих отходов. Бұл әдіс көптеген қалдықтарды залалсыздандыруда қолданылады. Мысалы: жағуға немесе газификациялауға "ыңғайсыз" қалдықтар:созылмалы тұнбалар, , пластмасса, құрамында көміртегі көп шалмдар және т.б.

Құрғақ пиролиз

Бұл термиялық өндеу әдісі қалдықтардың жоғары эффективті залалсыздандырады және оларды жанармай және химиялық шикізат ретінде қолдануға мүмкіндік береді. Ол аз қалдықты және қалдықсыз технологиялардың пайда болуына және табиғи ресурстарды рационалды қолдануға мүмкіндік береді. Құрғақ пиролиз – оттегінсіз термиядық ыдырау процесі. Процесс нәтижесінде жоғарғы жану жылу бар, сұйық өнім пиролизді газ және қатты көміртекті қалдық түзіледі.

Жалындық қайта өндеу.

Жалындық қайта өндеу әдісінің негізінде жоғары температуралы ыдырау және зиянды заттардың тотықсыздану жатыр. Процесс нәтижесінде зиянды емес немес аз зиянды түтін газ және күл түзіледі. Айтылға әдіс бойынша құнды өнімдер алуға болады: жер ағартқыш, белсендірілген көмір, әктас, сода және т.б. Химиялық құрамына байланысты түтін газдары құрамында SO_Х, N₂, H₂SO_4, P, HCl, сілтілі және сәлтілі жер элементтердің тұздары, инертті газдар болады.

Плазма көмегімен қалдықтарды қайта өндеу және залалсыздандыру.

Ыдыраудың жоғары дәрежесін алу үшін пештердің құрылымы бірқалыпты теиператураны ұзақ ұстап және белгілі температурада бастапқы заттарды оттегімен жақсы араластырып тұру керек. Галогендердің түзілуіне бөгет болу үшін және олардың галогенсутектерге айналуына жол бермеу үшін суды артық мөлшері және оттег аз мөлшерде болу керек, сонғысы күлдің түзілуіне себеп. Хлорорганикалық өнімдерді ыдыратқанда температураның төмендеуі жогары токсинді және тұрақты заттардың – токсиндердің түзілуіне әкеледі.

Төменгі теппературалы плазманы қолдану зиянды қалдықтарды жоюдағы перспективті бағыттардың бірі. Қалдықтарды залалсыздандыру үшін плазмалы әдіс екі жолмен қолданылады:

- Жоғары токсинді өте қауіпті қалдықтардың плазмохимиялық өндеуі;

- Тауарлық өнім алу үшін қалдықтарды плазмохимиялық өндеу.

Өндірістік қалдықтарды қолдана отырып аз қалдықты және қалдықсыз технологияларды және комплексті әдістерді ойлап табу.

Табиғи ресурстарды экономикалық және рационалды қолдануға негіз қажет емес. Әлемде шикізатқа деген сұраныс күннен күнге артуда, ал оларлы алу қымбатқа түсуде.

Екіншілік материалдар және ресурстар (ЕМР) – өндірістің және қолданудың қалдықтары, оларды ғылымның жіне техниканың қазіргі даму сатысында халық шаруашылығынла қолданылуы мүмкін. ЕМР өндірістін қайтымды қалдықтары жатпайды.

Оларды іске асырудың бірнеше әдісі бар:

1) Қалдықтарды түзбестен шикізатты комплексті қайта өндеу процестерді құру және ендіру;

2) Қалдықтырдың барлық түрлерін қайта өндеу және қолдау, тауарлық өнім алу;

3) Жаңа өнім түрлерін олардың қайта қолдану мүмкіндігін ескере отырып шығару ;

4) Өндірісті сумен қамтамасыз етудін жабык түрлерін тазалау қондырғыларының көмегімен қолану;

5) Қалдықсыз территориялы өндірістік комплекстерді және экономикалық аймақтарды ұйымдастыру.

№11

Таулы өнеркәсіпте міндетті түрде: пайдалы қазбаларды ашық та, жер асты алуда да қалдықтарды толығымен қайта өңдеу бойынша өңделген технолоияларды еңгізу қажет; пайдалы қазбалардың орнын өңдеудің геотехнологиялық әдістерін жер бетіне олардың тек бүтін компоненттерін шығаруға тырыса кеңінен қолдану; табиғи шикізатты алынып жатқан жерінде байыту мен өңдеудің қалдықсыз әдістерін қолдану; кендерді өңдеудің гидрометаллургиялық әдістерін кеңінен қолдану.

• 
  Қара және түсті металлургияда жаңа кәсіпорындарды қалыптастыруда және қызметтегі өндірістерді қайтақұруда қалдықсыз және аз қалдықты технологиялық процесстерді еңгізген жөн. Ол процесстер кенді шикізатты үнемді, рационалды қолдануға мүмкіндік береді:
  
• 
  өндірістің газ тәріздес, сұйық және қатты қалдықтарын өңдеуге қатыстыр;
  
• 
  кара және түсті металлдарды алуда - таулы және байыту өндірісіндегі көп тоннаж аудару қатты қалдықтарын құрылыс материалдары ретінде, шахтаның өңделген кеңістігінде өсеніш ретінде, жол жабуда, қабырға блоктары және т.б ретінде кеңінен қолдану;
  
• 
  барлық доменді және ферробалқымалы шлактарды толық көлемде өңдеу, сонымен қоса болатбалқытқыш шлактар мен түсті металлургия шлактарының масштабын кеңейту;
  
• 
  таза судын шығынын күрт төмендету және қалдықсыз технологияны ары қарай дамыту мен еңгізу үшін тұрып қалған суларды азайту;
  
• 
  тұрып қалған су мен бөлініп жатқан газдағы аралық компоненттерді ұстау процестерінің қайта қалыптастырылуы мен эффективтілікті жоғарылату;
  
• 
  барлық металлургиялық өндіріс түрлері үшін газды шаңнан тазалаудың құрғақ әдістерін еңгізу және бөлініп жатқан газды тазалаудың басқа да әдістерін қарастыру;
  
• 
  Түсті металлургия өнеркәсіп орындарына эффективті әдіс – күкіртті ангидриттің 2-лік контактілеу стационар емес режимде тотықтыру арқылы ауыспалы құрамдағы әлсіз (менее 3,5% серы) күкіртқұрамды газдарды пайдалану;
  
• 
  металлургиялық кәсіпорындарына жоғары эффективті тазалау жабдықтарын және де қоршаған ортаның әртүрлі ластану параметрлерін бақылайтын аппараттар еңгізу;
  
• 
  түсті металлургияда болатты алу, ұнтақты металлургия, автогенді процестер доменсіз және кокссіз процесстерді ескере жаңа аз қалдықты және қалдықсыз процестерді тез өңдеу және еңгізу;
  
• 
  металлургияда энергия мен материалды үнемдеу үшін және қалдықтардың үзілуі мен қысқартылуын қадағалау мақсатында микроэлектроника, АСУ, АСУ ТП кеңінен қолдану.
  

Территорияны өңдеудiң технологиялары

Көбінесе әртүрлі қалдықтардың қоймасы мен қоқыс жерлері бұрынғы карьерлерінде минералды шикізат ресурстарының алыну жерлерінде қалыптасады.

Бұл карьерлердің көбі өзендердің жайылмаларында өте жағымсыз гидрогеологиялық жағдайларда орналасқан: жоғары су өткізу жыныстарымен, грунтты сулардың деңгейінің жоғары орналасуымен, грунтты сулар ағымын беттік су бұлақтарына шығарылуымен. Бұл жағдайларда қоршаған ортаға жағымсыз әсер кауіпі арта түседі, ал кейбір жерлерде осы қоқыс орындары мен қоймалары сулар мен қоршаған кеңістікке жұқпалы болған.

Техногендi кiр басқан аумақтардың қайта өңдеу және ретке салуы – бұл комплексті процесс, оны қалыптастыруда келесі факторларды ескерген жөн:

• 
  аумақты жоспарлау, территория, ауданның перспективті даму жоспары;
  
• 
  органдардың талаптары, оның құрамына қоршаған ортаны қорғау кіреді;
  
• 
  аумақтың экономикалық жағдайлары;
  

Қазіргі таңда ластанған территоряларды қайта өңдеудіңң келесідей әдістері бар:

1. 
   қалдықтарды шығарып тастау және арнайы полигондарда көміп тастау;
   
2. 
   Қалдықтардың шығарылымы алдын ала сепарациядан кейiн ( құрамды бөліктерге бөлу) және қалдықтарды бір бөліктерін азайту мақсатында өңдеу, келесі көму мен 2-лік қолдануқа жіберу;
   
3. 
   Аумақтың ретке салуы қалдықтардың шығарылымысыз және ары қарай оның қолдануы үшiн санитарлық және техникалық шарттардың қамтамасыз етуi.
   

Қайта өңдеудің 1-ші әдісін аз мөлшердегі қоқыстарды жоюда және жақын маңда көміу орындары бар болса қолдануға болады.

2-ші әдіс қалдықтарды қайта өңдеу мен сепарация үшін ашу, сорттау, керек жағдайда бөлгіш қондырғылыарды орналастыру мүмкіндігі болған жағдайда қолданылады. Бұл жағдайда қалдықтарды органикалық, минералды, металлды және пластмасалығы көмуге арналған қалдықтардың бір бөлігін азайту үшін, компостерлеу үшін, және мысалы, минералды құраушыдан 2-лік құрылыс материалдарын (щебень) алу сияқты процестер жүргізу мүмкін. Бұл әдіс құрылыс қоқыстарын моноқоқыс орындарын қайта ретеуде тиімді.

3-ші әдіс үлкен аудандар санациясында , қалдықты шығару қымбат және шығынды қажет етсе немесе басқа жағдайларда мүмкіндік болмаса (мысалы, территорияны су басып ккетсе немесе қоқыс үйіндісі қалыптасса) қолданылады. Бұл жағдайда техногенді грунт жақсы меңгерілген болу керек, оның грунтқа және грунтты суларға әсері анықталып, қоршаған ортаға қауіпті заттардың таралыу және техникалық шешімі анықталу керек.

Террииторияның ары қарай қолдануының перспективті жоспары, ғимараттың функционалды белгіленуі (индустриалды зонасы, қоймалар т. б) маңызды мәнге ие.

Ретке салуда тұжырымдаманың бұл параметрлерiнiң талдау және жалпылауы, тиiстi шараларды анықтап, технологиялық шешiмдер және құрылыс материалдарын таңдауға мүмкiндiк бередi.

Болашақ жоспар да, инженерлiк-геологиялық iздеулер де негiздiң элементтерi және төгiндiнiң жерлерi тек қана аумақтың дамытуының нақты мәлiметтерiнiң негiзiнде анықтауға болатын қаптайтын судан қорғау және құрғату материалдарының нақты үйетiн жерлерiнiң консервациясын қамтамасыз ететiн изоляциялы пердесiнiң конструкциясы.

Мәселелер кешендi шешiмнiң маңызды факторларымен жұмыс жасауда құн және инвестордың iздестiрулерi болып табылады. Бұл жұмыс техникалық шешімнің талқылануымен бірге орындалу керек, өйткені кез келген ең жақсы техникалық шешім тек қағазда қалуы мүмкін, егер оның экономикалық базасы болмаса.

Осылайша, техногендi ластанған аумақтың жаңа қолдануы туралы сұрақ - бұл кешендi техникалық және басты экономикалық мiндет. Жетiстiк оны шешiмi және жобалаушы және жобаның тұжырымдамасының өңдеушiсiнiң техникалық құзырының деңгейiмен жобаның өте ерте кезеңдерiне iске асыруы керек болған жобалық менеджменттiң деңгейiмен анықталады.

Бұл әзiрлеу және мамандандырылған құрылыс кадрларының қайта даярлауын талап етедi, есептеу және техногендi ластанған аумақтарға ғимараттардың жобалауын жасау, инженерлiк iздеулерге арналған жаңа нормативтiк-техникалық базасы, жалпылау және шетел тәжiрибесiнiң игеруi, эколог-экономикалық бағыт.

Барлық металлургиялық шектерде металл құрамынан алу және қоршаған ортаны қорғауда қажетті деңгейді қолдау мақсатында алынған және қайта өңделген шаңдардың нақты саны түзіледі. Майда дисперсті шаң алу үшін құрғақ және дымқыл шаң тұту жүйесі қолданылады; қайта өңдеудің соңғы процесінің нәтижесінде құрғақ және дымқыл шламдар түседі.

Шаң алу және шаң тұтуда қолданылатын негізгі типтердің әдістерін толығырақ қарастырайық.

•Гравитациялық сеперация шаң тұну камерасында шаңның ірі бөлшектерінің тұнуында аяқталады.

•Өлшенген қатты қоспалардың инерциялық сеперациясы кезінде бағыты өзгерген немесе аэродисперсті ағын жылдамдығы кезінде шыққан бөлшектің инерция күші пайдаланылады.

•центрден тепкіш сеперация

Центрден тепкіш шаң тұтқыштар (циклондар,батареялық циклондар,ротоклондар)ең үлкен таратылу құрғақ тазалау аппаратынан алынған. Бұл құрылғыларда шаңды алу газды ағынның айналу қозғалысы кезінде дамыған центрден тепкіш күштің қолданылуына негізделген.

•Газды дымқыл тазалау сұйық пен газдың контактісі нәтижесінде іске асады және өзімен инерциялық тұндырудың әр түрін ұсынады.

Жіптен,талшықтан,түйіршіктен және тұндырылған шаңнан құрылған осы немесе басқа қатты кеуекті орта арқылы оларды өткізгенде тазалау мақсатында газдың фильтрация процесі аяқталады. Процесс инерциялық және гравитациялық күш, газды молекулалардың жылулық қозғалысы және т.б. әсерінің нәтиесінде бқлшектің тұндырылуы болатын контактілі әсердің әртүрлі фильтратының көмегімен іске асады. Өндірісті фильтрация құрылғылары жеңді маталы фильтр, талшықты қабат, қымтағыш және мат, керамикалық және металлкерамикалық арақабырға, тоқылған металдық елек, түйіршікті материалдан саптама түрінде жасалады.

Ұсату операциясы ұнтақты ЖСО-дан алу технологиясында маңызды мағына береді.

Ұсату импульсті электрлі токпен материалға әсер еткен кезде іске асатын электроэрозиялық реакторлар агрегатты ұстаудың спецификалық түрлері болып табылады. Желілі индукциялық айналц базасына темір құрамды шлам аппараттарын ұстау үшін пайдалану мүмкіндігі қызықты. Бұл аппараттарды сонымен қатар, СОЖ-дан тазалауда, ЖСО-ның магнитті және магнитті емес компоненттерінің сепарациясы кезінде пайдалануға болады.

1.4.Жылулық өңдеу.

ЖСО-ң жылулық өңделуі оларды кептіруде, дегазацияда, деформациялық беріктендіруді жою, технологиялық морттыландыру, тотықсыздану, пеш атмосферасы компоненттерімен қанығу, күйежентектелу (спекание) үшін жұмсарту мақсатында өтеді.

Құрылғы өзімен бірге бірімен-бірі және шахталы жылуалмастырғышпен қосылған екі циклоннан тұратын аппаратты ұсынады.

1.5.Шламннан майдың жойылуы.

Илемдік орнақтан шаңды сарқынды су үшін тұндырғышқа тұндыру кезінде пайда боған шламдарда ылғалдылық 20-30%, майлау затының мөлшері 2-3% болады. Мұндай шламдар тек майлау затының жойылуынан кейін ғана қолданылау мүмкін. Оларды химиялық реагентпен немесе қарапайым сығыммен жуғанда жояды. Майлау затын жоюдың химиялық әдісі үнемі эффективті емес, ал күйдіру пешінің эксплуатациясы эоғары эксплуатациялық шығынмен байланысты. Одан басқа күйдіру кезінде (700-800°С) агломерация болады.

Кен ұсақтарының утилизациясы және өндірісітің (аглофабрикті шаң, колошникті шаң,илемдік отқабыршық (окалина) және т.б.) әртүрлі металлқұрамды қалдықтары үшін бұл процестің перспективті қолданылуы шаңды,тазаланған шламды және ұсақ кендерді брикеттеу процесін кеңінен зерттеу нәтижесінде көрсетілген. Сонымен бірге әртүрлі байланыстырушылармен суық брикеттеу (сульфатты щелоктар,сульфит-спиртті барда,шойынды жоңқа,сұйық шыны және т.б.), байланыстырушысыз «ыстық» брикеттеу, әртүрлі тотықсыздандырғыштарпен термобрикеттеу процестері жасалды.

Кейбір көрсеткіштері бойынша брикеттеу процесі шекемтеа (окатыш) шикізаьымен соңғы күйдірілген қалдықтарды кесектеу процесіне қарағанда көбірек рентабальді болуы мүмкін.

Бұдан басқа брикеттеу процестері үнемң көбірек технологиялы, аз деңгейде брикет сапасы гранулометриялық құрамға және бастапқы материал (шихталар) ылғалдылығына тәуелді.

Металлургиялық шаңды пайдалану кезіндегі негізгі міселелер оларда мырыштың, қорғасынның, әсіресе оттек конвертор өндірісінде мырышпен қапталған скрапты кеңінен пайдалану қатынасының жоғары мөлшері болып табылады.

ЖС шаңдарын мырыш және қорғасыннан тазарту, олардың утилизациясы және пайдалану мәселелері туралы әлемнің барлық мемлекеттері жұмыс істейді, бірақ бұл тапсырмалар әр түрлі шешіледі. Жалпы шешімдер аглошихта құрамында және басқа металлургиялық шекте пайдалануды ұсынатын шаңға ғана қатысты. ЖСО-ны тура пайдалану онда мырыштың,қорғасынның және сілтілік металдың жоғарылау мөлшерінен қиындатылады. Осы металдардың жоғарылау мөлшері доменді пештің футерлеу шыдамдылығын төмендетеді, агломераттың, шекемтас пен кокстың бұзылуына әкеледі, процестің газодинамикалық шарттарын жылдам нашарлатады және доменді пештің өнімділігін төмендетеді.

1.8.Электрлік тазатру әдісі.

Электрофильтрде газды майдадисперсті шаңнан электрлік тазарту әдісі электр өрісінде жоғары кернеуінің газды молекуланың ионизация құбылысына негізделген.

№13лекция.

Химиялық және минерологиялық құрамы бойынша өндірілетін шикізаттардан әлдеқайда жоғары болып келетін өндірістегі көп тонналы қалдықтардың әртүрлілігі, ал техногенді ресурстарды жаңартушы ретінде перспективті түрде қолданылады.

Арнайы жабулар өндірісіндегі тұнба-шламды заттарды бөлудің технологиялық процестері күрделі болғандықтан, ал кей кездерде осы бөлу процестерінің экономикалық мақсатына байланысты, залалсыздандырылғаннан кейінгі шламдарды құрылыс индустриясында, цемент өндірісінде, керамика, кірпіш, керамзит, пигмент, бояғыштар тағы басқа да өндірістерде шикізат қоспаларының компоненті ретінде қолданады.

• 
  Цемент өндірісінде. Күл және жағармайлық шлактар портландцемент клинкерінің шикізаттық компоненті мен активті минералдық қоспалар ретінде портландцемент өндірісінде қолданылады. Күл және шлакпен клинкер өндіру кезінде шикізаттық қоспа құрамын сары балшық және әктасты компоненттер мен алмастыруға болады. Кей жағдайларда бұл алмастырулар клинкердің химиялық – минерологиялық құрамын және оның жану жағдайын жақсартады.
  

• 
  Цемент өндірісіндегі шикізат базасын кеңейту;
  
• 
  Технологиялық процестердің интенсификациясы;
  
• 
  Шикізат ресурстарының меншікті шығынының төмендеуі;
  
• 
  Цемент клинкерінің сапасының жоғарлауы;
  
• 
  Құрылыстық – техникалық құрамы жақсартылған жаңадан арнайы цемент түрін шығару;
  
• 
  Қоршаған ортаның ластануының алдын алу.
  

• 
  Бетон өндірісінде. Шлакты және күлді қалдықтар бетонның ауыр және жеңіл кеуекті құрамаларын өндіруде байытылған шикізат базасын құрайды. Құраманың негізгі түрлері болып металлургиялық шлак негізінде шлакты щебень мен шлакты пемзаны атап айтуға болады. Жағармайлық шлактар мен күлден кеуекті құрамаларды, соның ішінде аглопорит, Зольді гравий, саз балшықты керамзитті дайындайды.
  

Құйылған шлакты щебень жоғары аязға және ыстыққа төзімділігімен сипатталады. Оның құны табиғи тасты щебеньге қарағанда 3...4 есе аз.

• 
  Жол – құрылыстық материалдар өндірісінде. Жағармайлық күл мен шлактың көп тонналы тұтынушылары болып жол – құрылысы табылады. Онда күл мен күлшлакты қоспаларды негізгі қабат астына төсеніш ретінде салады (грунтты цемент және әктасты алмастыруда, асфальтті бетон мен ерітінділерде ұнтақ ретінде, жолдағы цементті бетонның қоспалары ретінде).
  
• 
  Изоляционды материалдар өндірісінде. Көмір және жанғыш сланцтарды жағу арқылы алынған күлдер кровель мен гидроизоляционды мастиктарда толықтырғыш ретінде қолданылады.
  

• 
  Шыны өндірісінде. Гальваникалық өндірістердегі хром құрамды қалдықтарды шыны бояғыш ретінде қолдану қымбат тұратын және көп кездеспейтін материалды – хромпик бояғышты үнемдеуге мүмкіндік береді.
  

• 
  Керамика өндірісінде. ЖЭС-ғы күл шлакты қалдықтар керамикалық бұйымдар өндірісінде және күлді керамика дайындауда негізгі қоспа болып табылады. Қабырғалы керамикалық бұйымдар өндірісінде қоспа ретінде жағармайлық күл мен шлакты кеңінен қолданады.