Мирка Г.Е., Рудой Н.Г.

ПРОБЛЕМЫ УТИЛИЗАЦИИ ТЕХНОГЕННЫХ ОТХОДОВ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ СУМСКОЙ ОБЛАСТИ

Мирка Г. Е., Рудой Н. Г., Харьковская комплексная геологическая партия, Харьков, Украина

Харьковская комплексная геологическая пария (ХКГП) КП «Южукргеология» по заданию Сумской областной госадминистрации проводит изучение техногенных отходов основных промышленных предприятий Сумской области. В процессе обследования отходов с целью выявления вторичных минеральных ресурсов составляется специальный паспорт. В паспорте указывается местоположение отходов, их физико-механическая характеристика, объем, способ образования и хранения, площадь и характеристика мест складирования, другие данные. Одновременно проводится отбор проб изучаемых отходов, которые направляются в Центральную лабораторию КП «Южукргеология» для проведения спектрального, минералогического, атомно-абсорбционного и других видов анализа.
Из всех видов отходов наиболее проблемным для Сумской области является фосфогипс, который образуется в результате производства минеральных удобрений в ОАО «Сумыхимпром» в количестве около 100 тыс. т ежегодно. В настоящее время накопилось свыше 14 млн т фосфогипса.
Сырьем для производства фосфорных удобрений являются содержащие фосфориты Са₃(РО₄)₂руды, в состав которых входят: Р₂О₅— 29,3%; СаО — 47%; F — 3,5%; Fe₂O₃ + Al₂O₃ — 1%; хлориды — до 1%; Cd — до 12 мг/кг; Pb — до 20 мг/кг; As — до 10 мг/кг.
Термическую переработку фосфорного концентрата проводят в электропечах при температуре 1300—1500°С при помощи углерода (кокса) с введением в шихту кремнезема в качестве флюса, в результате чего образуется фосфор, а в качестве отходов — фосфогипс безводный (сульфат кальция: дигидрат Са₂SO₄•2H₂O и полугидрат Са₂SO₄ • 0,5Н₂О). Эти отходы представляют собой серый мелкокристаллический комкующийся порошок влажностью 25—40%. В них содержатся непрореагировавшие фосфаты, соединения фтора, стронция, неотмытая фосфорная кислота, органические вещества, соединения редкоземельных элементов, урана.
Проведенный в Центральной лаборатории КП «Южукргеология» спектральный анализ проб фосфогипса показал повышенное содержание (по сравнению с кларком литосферы) иттрия и иттербия (соответственно 100 и 10 мг/кг), лантана (500 мг/кг), церия (700 мг/кг), но больше всего стронция (до 10 г/кг).
В области была предпринята попытка использовать фосфогипс для отсыпки автомобильных дорог, но содержащиеся в нем соединения фтора стали попадать в подземные воды, используемые населением для питьевых целей, поэтому от такой практики отказались. В результате в местах складирования фосфогипса образовались терриконы высотой до 15 м.
В то же время фосфогипс является потенциально качественным сырьем для производства различных вяжущих. При его использовании требуется дополнительная очистка от примесей. Объемы имеющегося фосфогипса превышают потребности в специально добываемом гипсовом сырье. Для снижения содержания примесей и их нейтрализации фосфогипс промывают, сушат, обжигают и измельчают. Получается высококачественный гипс, на основе которого можно получить также искусственный мрамор.
На следующем этапе работ планируется проведение технико-экономических расчетов, которые позволят определить рентабельность использования фосфогипса в качестве вторичного минерального сырья.
В ОАО «Сумыхимпром» в качестве отходов при производстве двуокиси титана ежегодно образуется 112 тыс. т железного купороса, часть которого (8,8 тыс. т) возвращается на предприятие и используется при производстве пигментов и коагулянтов.
Железный купорос (сульфат железа: FeSO₄• H₂O и FeSO₄ • 7H₂O) мелкокристаллический, порошкоподобный, красно-бурого цвета, растворимый в воде, пожаро- и взрывоопасный, содержит FeSO₄ — 35% и H₂SO₄ — 12%. Методом спектроскопии в данных отходах определены также следующие химические элементы, содержание которых превышает кларк литосферы: иттербий (3 мг/кг), иттрий (30 мг/кг) и стронций (до 10 г/кг).
В настоящий момент железный купорос частично складируется на территории предприятия, а также вывозится на свалку возле с. Токари, т. к. его утилизация экономически не выгодна, хотя существует методика, разработанная Сумским институтом минеральных удобрений и пигментов, позволяющая получать из железного купороса сульфат аммония и оксид железа. Сульфат аммония в дальнейшем может быть использован для производства минеральных удобрений, а оксид железа может быть передан на предприятия черной металлургии. По данной методике можно перерабатывать до 10 т железного купороса в час. Железный купорос пригоден также для использования на химических и лакокрасочных предприятиях.
Серьезную проблему представляет утилизация золошлаков, накопившихся на территории Сумского филиала ООО «СумыТЭКо». Общая площадь золоотвала составляет 5,3 га, а его емкость — 195 м³. В пробах из золоотвала методом спектроскопии обнаружено значительное, по сравнению с кларком литосферы, количество бериллия (2 мг/кг), кобальта (70 мг/кг), висмута (2 мг/кг), серебра (0,01 мг/кг), а также мышьяка (70 мг/кг).
Проведенные исследования радиоактивности золошлаков показали, что этот материал безопасен и может быть использован для всех видов строительства. Золошлаки пригодны для приготовления бетонов, в цементном производстве, при производстве глиняного кирпича. Перед употреблением золошлаков в дорожном строительстве или для рекультивации нарушенных земель их необходимо очистить от солей мышьяка, чтобы предотвратить попадание данного очень токсичного элемента в подземные воды.
Проведенные авторами исследования гальваношламов машиностроительных предприятий Сумской области показали их исключительное разнообразие по составу и количеству химических элементов, обнаруженных в результате спектрального анализа проб. Чаще всего в гальвано-шламах встречаются хром, никель, цинк, медь, кадмий (до 10 г/кг и больше). Это говорит о том, что электролиты используют скорее всего с невысоким коэффициентом полезного действия, хотя отработанные электролиты, содержащие цветные металлы, можно регенерировать и вновь использовать.
Гальванические шламы поступают на станцию нейтрализации, а затем в шламохранилища и не используются. Они накапливаются на территории предприятий ввиду своей токсичности. Предприятия платят налоги за хранение токсичных отходов, в то время как разработаны технологии по извлечению почти всех металлов методом гидрометаллургии с помощью водных растворов химических реагентов.
Хромсодержащие шламы, например, после сушки и прокаливания можно использовать в качестве красителей при производстве декоративного стекла. С их помощью получают: зеленый, ярко-синий, сине-зеленый, темно-коричневый, черный цвета.
Гальваношламы сплавляют с силикатами и используют для изготовления кирпича и черепицы высокого качества. Их можно добавлять в асфальтобетон, использовать при изготовлении бетонных блоков, которые устойчивы к растворению.
Таким образом, техногенные отходы, образующиеся на предприятиях Сумской области, вполне можно использовать в качестве вторичных минеральных ресурсов.

THE INDUSTRIAL WASTE TREATMENT IN SUMY REGION

Mirka G. E., Rudoy N. G., Kharkiv Complex Geological Survey Team, Kharkiv, Ukraine

The industrial waste arisings have been examined at the major industries in the Sumy Oblast. The suite of spectral, atom absorption, mineralogical and other analyses has been completed for waste samples that included the phosphogypsum, iron vitriol, ash and various electroplating sludge samples.
In the Sumy Oblast, the phosphogypsum has been accumulated in the amount of more than 14 million tons. Currently, the material is being removed outside the Sumy City area, though there are options for its recycling into the production of various binding agents and artificial marble.
The electroplating sludge of machine-building enterprises normally contains chromium, nickel, zinc, copper, cadmium (up to 10 g/kg and even more). The electroplating waste is classified into the toxic waste category, being stored on-site. This material can be utilized to produce bricks and tiles of high quality. It can also be added to the asphalt-concrete and used for production of waterproof concrete blocks.
The paper highlights a high waste recycling potential that exists in the Sumy Oblast, especially with regard to the industrial wastes.

Главная страница

Сведения об авторах

Мирка Галина Ефимовна, к. г. н., ведущий эколог, Харьковская комплексная геологическая партия КП «Южукргеология», ул. Октябрьской революции, 93, Харьков, 61004, Украина. Тел. (057) 771-06-83, тел./факс (057) 733-31-70. E-mail: hkgp97dogrambler.ru

Рудой Николай Григорьевич, к. г.-м. н., и. о. начальника, Харьковская комплексная геологическая партия КП «Южукргеология», ул. Октябрьской революции, 93, Харьков, 61004, Украина. Тел. (057) 771-06-83, тел./факс (057) 733-31-70. E-mail: hkgp97dogrambler.ru

Последние изменения внесены 24.04.07