Использование отходов машиностроительных предприятий в качестве вторичных ресурсов для строительных изделий

Для их захоронения необходимы специальные полигоны, исключающие вынос ионов тяжелых металлов (ИТМ) в окружающую среду.Поскольку в России ежегодно образуется около 80 млн м3 гальваношлама, а указанных полигонов не хватает, предприятия складируют промышленные отходы на собственной территории или несанкционированных свалках. В результате возникают источники вторичного загрязнения окружающей среды и техногенных полиметаллических аномалий тяжелых металлов.В настоящее время внедрена технология обезвреживания гальванoшламов. На первом этапе суспензия смешивается с раствором соли железа (II), далее смесь подщелачивают до рН = 9÷10, после чего нагревaют до 60–70 °С. Следующий этап – барбoтаж, после чего подвергают обезвоживанию получаемые ферритизирoванныегальваношламы (ФГШ), которые являются отходом V класса опасности и могут захoрoняться на полигоне ТБО. [7]Извлечение металлов, представляющих ценность, занимает особое место в переработке ГШ. Если в шламе содержится наибольшее количество одного металла (более 10 % на сухое вещество), то в этом случае извлечение металла или регенерация шлама имеет экономическое значение. Для этих моношламов можно предложить методы, представленные в табл. 1.Таблица 3 - Методы регенерации и область утилизации некоторых гальванoшламовТип гальваношламаМетоды регенерацииОбласть утилизацииХромсодержащие (10-20 %)Электрoхимическоеили химическое окисление хрома (III)В гальванoтехнике для хромированияМедьсoдержащие (15–20 %)Растворение и осаждение в виде металла на катодеВ порошковой металлургии и гальванoтехнике как анодыВ настоящее время выделяется несколько направлений обезвреживания и утилизации гальванoшламов, связанных в основном с их использованием в стройиндустрии – в производстве цемента, керамики, кирпича, керамзита, пигментов и др. Такой аспект утилизации и переработки обусловливается содержанием в отходах гальванических производств компонентов, которые при введении в сырьевые смеси для различных строительных материалов могут существенно влиять на физико-химические характеристики керамических изделий, улучшая их качество [3].Таблица 4 - Области применения гальваношлама различного составаОбласть применения шламаБлагоприятный состав шламаПроизводство строительных материалов (бетон, керамика, глазури)Всевозможные жидкие, полужидкие и твердые шламы, которые не имеют вымывающихся из стройматериалов компонентов (например, Cr6+)Производство удобренийСа (ОН) 2 > 50 %, микроэлементы – Cu, Zn, Mo, отсутствие ядовитых компонентов (Cr, CN, Hg, Pb)Производство пигментовПреобладают соединения Fe, Cr, ZnПроизводство наполнителей, антипиреновОксид алюминия, цинка, железаПроизводство абразивных материаловСоединения хрома или железаПроизводство сорбентовОксид алюминия или железаИспользование ГШ в качестве наполнителя для бетона является одним из возможных способов решения проблемы утилизации гальванoшлама. Согласно проведенным исследованиям шламы в количестве 6–30 % не оказывают пагубного влияния на экологические характеристики бетона. Бетон после затвердевания прочно связывает ионы токсичных металлов, это исключает их попадание в окружающую среду с подземными водами и природными осадками. Проведенные механические испытания бетонов с добавками гальванoшламов в качестве минеральных наполнителей доказали их достаточно высокую прочность [10-19].Гальванoшлам может быть рекомендован для изготовления компонента дорожных покрытий в качестве минерального порошка. При этом наблюдается прочное связывание шлама в битумоминеральной смеси, которое обеспечивает экологическую безопасность. Таким образом, гальванoшламырекoмендованы к испoльзованию при пoлученииасфальтoбетонов в качестве минерального компонента (табл. 4) [1].Таким образом, рециклингВСР не обязательно должен включать в себя процессих термической переработки.Во многих случаях можно отказаться от этого этапа и темсамым сэкономить энергию,труд, время и материалы, повысить эффективность функционирования перерабатывающих предприятий и уменьшить общую нагрузку промышленного производства наокружающую среду.ЗаключениеЧеловек пока еще не научился жить, не оставляя после себя отходов, которые на сегодняшний день представляют проблему. Для ее решения надо найти способы их удаления и обезвреживания, а это возможно только после изучения состава и свойств.Если бытовые отходы просто вывезти за город и поместить на свалке, то они, как и промышленные отходы, загрязняют почву, грунтовые воды и воздух выделяющимися при разложении вредными веществами. Поэтому такое обращение с отходами представляет, в сущности, перемещение ненужных и опасных в санитарном отношении веществ с одного места на другое – из города за город, где так называемых «неудобных» земель, отводимых под свалки, становится все меньше и меньше. Площадь под обычными свалками является, практически, погибшей для человека из-за обилия твердых частиц стекла, металла, древесины, поскольку даже процесс разложения органических веществ на свалках протекает десятилетиями. В верхнем слое отходов на глубине до 3 м обезвреживание завершается через 15 – 25 лет. В более глубоких слоях этот процесс протекает еще медленнее – 50 и даже 100 лет. Самым рациональным способом уменьшения вредного воздействия бытовых отходов на окружающую среду является предотвращение попадания отдельных их составляющих на свалки, т. к. они представляют ценное сырье, которое вновь может быть использовано в соответствующих отраслях народного хозяйства. Однако надо преодолеть сложившуюся психологию, в соответствии с которой отслужившая срок или недостаточно модная вещь подлежит выбрасыванию на свалку. Достигнуть этого требуется как можно быстрее, поскольку для того, чтобы даже сделать новую упаковку взамен выброшенной на свалку, надо срубить лишнее дерево, взять еще пресной воды из поверхностных или подземных источников, добыть необходимое количество минерального сырья (для того чтобы новую упаковку опять выбросить и начать все сначала).Проблема дальнейшего повышения эффективности производства тесно связана с использованием вторичного сырья. Ее эффективное решение приводит, с одной стороны, к экономии природных ресурсов, с другой – к снижению негативного воздействия на окружающую среду. Все это является важным элементом работы по охране природы, которая выступает как одно из направлений научно-технического прогресса, а не как обособленная система мероприятий по определению его негативных последствий. В этом и проявляется ее тесная взаимосвязь с той огромной работой по интенсификации экономики на основе ускорения научно-технического прогресса, которая сейчас развернулась в стране.Согласно определению, принятому Европейской экономической комиссией ООН в 1974 г., под малоотходной технологией понимается практическое применение знаний, методов и средств, имеющих целью обеспечить в рамках человеческих потребностей наиболее рациональное использование природных ресурсов, энергии и защиты окружающей среды. В основных направлениях экономического и социального развития страны, предусмотрено значительно улучшить использование вторичных ресурсов отходов производства, развивать производственные мощности по их переработке, совершенствовать организацию сбора вторичного сырья, в т. ч. у населения, укреплять материально-техническую базу заготовительных организаций.Что будет, если человечество не изменит своего отношения к переработке отходов? Древнее изречение гласит: «Немного поспи, немного подремли, немного отдохни, сложа руки, и так придет твоя бедность». Нельзя допускать, чтобы это пророчество стало реальностью.Список литературыГоликов Р.А., Суржиков Д.В., Кислицына В.В., Штайгер В.А. Влияние загрязнения окружающей среды на здоровье населения (обзор литературы), // Научное обозрение. Медицинские науки. 2017. №5. С. 20-31. URL: https://science-medicine.ru/ru/article/view?id=1031Борьба со строительным мусором в РФ. URL: http://betonzone.com/vyvoz-i-pererabotkastroitelnyx-otxodovЛунев Г.Г. Развитие методологии комплексного использования вторичных строительных ресурсов (монография). - М.: ООО «Научтехлитиздат». 2019. - 284 с.Скачко Н.А. Утилизация гальванических шлаков путем добавки при производстве бетонов //Вестник Луганского национального университета имени Владимира Даля. 2019. № 10 (28). С. 190-193.Басов А.В., Бахирева О.И., Горелов В.В., Басов В.Н., Иларионов С.А. Способ получения минерального композита.Патент на изобретение RU 2517226 C1, 27.05.2014. Заявка № 2013101430/13 от 10.01.2013.Нежданов К.К., Расторгуев С.И., Нежданов А.К. Способ повышения технического ресурса и стойкости стержневой и трубчатой арматуры.Патент на изобретение RU 2573304 C9, 20.01.2016. Заявка № 2014109309/02 от 11.03.2014.Шеина Т.В. Способ приготовления битумотермолитобетонной смеси.Патент на изобретение RU 2159748 C2, 27.11.2000. Заявка № 98118074/03 от 01.10.1998.Долгова И.Ю., Храпов А.А., Самойлов В.И. Шихтовой материал для изготовления стеклокерамики.Патент на изобретение RU 2142437 C1, 10.12.1999. Заявка № 97113168/03 от 16.07.1997. Вусихис А.С., Леонтьев Л.И., Гуляков В.С. Технологическая линия для переработки водомаслоокалиносодержащих отходов.Патент на полезную модель RU 121811 U1, 10.11.2012. Заявка № 2012105720/02 от 17.02.2012.Леушин И.О., Субботин А.Ю., Гейко М.А. Установка для удаления цинка с отходов оцинкованной стали.Патент на полезную модель RU 179405 U1, 14.05.2018. Заявка № 2017127719 от 03.08.2017.Каблов Е.Н., Милевская Т.В., Ткаченко Е.А., Селиванов А.А. Способ получения изделий из алюминиевых сплавов.Патент на полезную модель RU 2573543. Заявка № 2014136073/02 от 04.09.2014.Шапиро Я.З., Литвин Л.Г., Питак Н.В., Волков Н.В., Гаоду А.Н., Герасимов В.В., Ополоник О.П., Науменко В.А., Москалев В.В. Сырьевая смесь для изготовления безобжиговых легковесных теплоизоляционных изделий.Авторское свидетельство SU 1348322 A1, 30.10.1987. Заявка № 4059946 от 22.04.1986.Рожман А.А., Михайлов С.В. Состав для тротуарной плитки.Патент на изобретение RU 2272860 C1, 27.03.2006. Заявка № 2004130070/03 от 11.10.2004.Галимова Г.А., Ключарев А.Н., Королев А.Н., Петренко И.Е. Способ утилизации отхода после очистки сточных вод.Патент на изобретение RU 2363682 C1, 10.08.2009. Заявка № 2008108372/03 от 03.03.2008.Данилин С.Е., Куприенко П.С., Ашихмина Т.В. Утилизация отходов машиностроения с использованием высокотемпературного синтеза.В сборнике: Естествознание и технические науки: глобальные вызовы, тренды, возможности. Сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции. Агентство перспективных научных исследований (АПНИ). 2019. С. 79-80.Сафронов Н.Н., Харисов Л.Р. Рециклинг дисперсных отходов машиностроения - гарант экологической безопасности.Набережные Челны, 2009. Макаров В.М., Степанов Е.Г., Калаева С.З.К., Маркелова Н.Л. Способы переработки отходов различного происхождения в целевые продукты для машиностроения и других отраслей промышленности //Вестник Рыбинской государственной авиационной технологической академии им. П. А. Соловьева. 2017. № 4 (43). С. 152-158. Костецкий Н.Ф., Лунев Г.Г. Анализ направлений комплексного использования вторичных строительных ресурсов в современных условиях //Международный журнал «Эпос». 2016 №4 (68).Лунев Г.Г. Развитие методологии комплексного использования вторичных строительных ресурсов. - М.: ООО «Научтехлитиздат». 2019. - 284 с.