- •2 Економічні аспекти проблеми утилізації відходів
- •3 Утворення відходів виробництва та споживання в україні
- •4 Основні терміни та поняття
- •5 Джерела та класифікація твердих відходів
- •Раціональне та комплексне використання сировини
- •Основні принципи створення маловідходних та безвідходних виробництв
- •4 Замкнутий цикл рециркуляції природних ресурсів
- •Лекція 3 зберігання відходів
- •1 Зберігання відходів у золошлаковідвалах та шламонакопичувачах
- •2 Складування відходів в об’єми виробок
- •3 Складування відходів у глибинах моря
- •4 Проблеми зберігання радіоактивних відходів
- •5 Особливості зберігання токсичних відходів
- •2 Механічна обробка
- •2.1 Метод дроблення
- •2.2 Метод подрібнення
- •2.3 Змішування
- •2.4 Класифікація та сортування
- •3 Термічна обробка
- •3.1 Термічні методи
- •3.2 Механотермічні методи
- •Лекція 5 методи збагачування
- •1 Збагачування як метод переробки матеріалів
- •2 Гравітаційні методи
- •3 Флотація
- •4 Магнітна сепарація
- •5 Електрична сепарація
- •Лекція 6 фізико-хімічні методи переробки відходів
- •1 Метод екстрагування
- •2 Метод розчинення
- •3 Метод кристалізації
- •4 Механохімічні методи
- •4.1 Теоретичні уявлення про механохімічні процеси
- •4.2 Механохімічні явища в природі
- •4.3 Можливості застосування ефектів механоактивації речовин в технологічних процесах переробки відходів
- •4.4 Технічні засоби механоактивації
- •Апарати ударної дії
- •Апарати ударно-стираючої дії
- •Апарати фізичної дії
- •1 Методи одержання сірчаної кислоти
- •2 Відходи виробництва, їх хімічний склад
- •3 Шляхи утилізації піритних огарків
- •4 Виробництво пігментів
- •5 Одержання селену з шламів
- •Лекція 8 утилізація відходів переробки фосфорної сировини
- •1 Методи хімічної переробки природних фосфатів
- •2 Відходи виробництва, їх хімічний склад
- •3 Шляхи утилізації фосфогіпсу
- •4 Переробка фосфоангідриту
- •5 Утилізація шламу, ферофосфору, пилу та газів
- •6 Утилізація шлаків
- •Лекція 9 переробка відходів виробництва калійних добрив
- •1 Методи переробки калійної сировини
- •2 Відходи виробництва, їх хімічний склад
- •3 Шляхи утилізації галітових відходів
- •4 Переробка глинисто-сольових шламів
- •5 Комплексне використання калійної сировини
- •Використання відходів переробки калійної сировини для виробництва кальцинованої соди
- •Лекція 10 утилізація шлаків металургійного виробництва. Переробка зол та шлаків тес
- •1 Відходи чорної металургії, їх хімічний склад та класифікація
- •Шляхи переробки та використання відходів чорної металургії
- •3 Відходи кольорової металургії, їх хімічний склад та класифікація
- •4 Шляхи переробки відходів кольорової металургії
- •5 Золи та шлаки тес, їх хімічний склад
- •6 Шляхи переробки та використання відходів тес
- •2 Шляхи утилізації відходів
- •3 Особливості використання відходів для закладки вироблених об'ємів
- •4 Виробництво керамзиту
- •5 Застосування геотехнологічних методів видобутку корисних копалин
- •Лекція 12 утилізація відходів збагачувальних підприємств
- •1 Відходи збагачувальних підприємств
- •2 Шляхи утилізації відходів збагачування
- •3 Утилізація відходів збагачування апатит-нефелінових руд як приклад комплексної переробки мінеральної сировини
- •4 Відходи вуглезбагачування та їх використання
- •Шляхи використання відходів
- •Переробка відходів матеріалів та виробів на органічній основі
- •Лекція 13
- •Переробка відходів пластичних мас
- •1 Відходи виробництва пластичних мас та шляхи їх переробки
- •2 Проблема знешкодження та використання відходів споживання виробів з пластмас
- •3 Сучасні методи переробки
- •4 Методи недеструктивної та деструктивної переробки відходів
- •4.1 Недеструктивна переробка
- •2. Відходи полімерних матеріалів, які розділені на класи, переробляють такими методами – екструзією, модифікацією, методом лиття під тиском.
- •4.2 Деструктивна переробка
- •5 Ліквідація відходів
- •Лекція 14 переробка відходів нафтопереробної та нафтохімічної промисловості
- •1 Відходи нафтопереробки та нафтохімії
- •2 Шляхи переробки кислих гудронів
- •3 Одержання діоксиду сірки, бітумів, високосірчистих коксів з кислих гудронів
- •4 Переробка та використання нафтових шламів
- •5 Тверді відходи коксохімічної, сланце– та торфопереробної промисловості
- •6 Шляхи утилізації фусів, смол, гудронів, сажових пульп
- •2 Утилізація відходів виробництва гуми та переробка використанних гумових виробів
- •3 Методи регенерації гуми
- •4 Інші шляхи утилізації відходів гуми
- •Лекція 16 побутові відходи та проблема їх утилізації
- •1 Проблема твердих побутових відходів
- •3 Утилізація твердих побутових відходів
- •2 Збергання твердих побутових відходів
- •Рекомендована література
4 Переробка глинисто-сольових шламів
Калійні підприємства, які переробляють сильвінітові руди, технологічно можуть забезпечити і переробку глинисто-сольових шламів з одержанням КСl і кухонної солі NaCl як товарних продуктів.
На даний час використовується технологія переробки глинисто-сольових шламів методом їх розчинення та роздільної кристалізації. Відповідно до цієї схеми глинисто-сольовий шлам після загущення у відстійниках подають у вигляді суспензії в реактор для розчинення. Рідка фаза суспензії містить до 11% КСl, до 20% NаСl, до 1,5% МgСl2, до 0,5% CaSO4, до 0,4% CaCl2. В реакторі гарячим маточним розчином (рідка фаза шламової суспензії) проводять майже повне вилуження KCl із твердої фази шламу. Потім гарячу суспензію, яка поступає з реактора, загущують знову у відстійниках-освітлювачах. Освітлений розчин направляють у випарний апарат, де його концентрують. Концентрований розчин у вигляді суспензії, тверда фаза якої містить 99-99,8% NаСl, подають у відстійник, де відбувається кристалізація NаСl. Залишковий розчин з КСl зливають і подають в кристалізатори, які охолоджуються водою, де з розчину осаджується дрібнокристалічний КСl.
Шлам, який залишається після відстоювання в реакторі-освітлювачі, виводять із нього у вигляді суспензії та передають на шламонакопичувачі.
Існують також інші напрямки утилізації глинисто-сольових шламів. Серед них необхідно відзначити їх використання в таких напрямках:
замість домішок до незбагаченої руди при виробництві змішаної калійної солі;
як мінеральне добриво;
як сировина для виробництва будівельної кераміки;
як сировина для приготування бурових розчинів.
Проводяться дослідження можливості використання шламів разом з торфом як калійних добрив. За результатами досліджень вони більш ефективні порівняно із звичайними калійними добривами на 10-15%.
5 Комплексне використання калійної сировини
На даний час проводяться роботи по зменшенню об’ємів утворення сольових відходів. У першу чергу, це застосування методу селективного видобування калійних руд, що значно зменшує втрати KCl в порівнянні з видобуванням його разом з пустою породою. Також важливе значення має повернення хвостів флотації у виробки рудників. Як свідчить досвід, до 80% відходів збагачувальних підприємств можуть бути розміщені у виробках калійних шахт. Проте процес цей досить складний і дорогий.
У цілому при переробці сильвініту можливе комплексне використання всіх компонентів руди з одержанням KCl, NaCl, Br2, MgCl2 (хлормагнієвий луг або бішофіт) у вигляді розчину як готової продукції.
На калійних підприємствах застосовуються методи комплексного використання калійної сировини – одержання калійних добрив, розсолів для содового виробництва, сировини для кухонної та технічної солі, сировини для виробництва магнію та інших продуктів.
Використання відходів переробки калійної сировини для виробництва кальцинованої соди
Технологія одержання кальцинованої соди. Кальцинована сода Na2CO3 – безводний карбонат натрію. Виробництво соди – це окреме багатотоннажне виробництво хімічної промисловості. Наприклад, один із заводів такого виробництва, Кримський содовий завод, найбільший виробник соди в Україні, випускає щорічно понад 500тис.тонн високоякісної продукції. Виробництво базується на використанні кримської сировини: балаклавського вапняку та ропи озера Сиваш. Але виробництво соди можливе також на базі використання відходів переробки калійної сировини.
Існують два принципових хімічних процеси одержання соди. За сірчанокислотним методом кам’яну сіль під дією концентрованої сірчаної кислоти перетворюють на сульфат натрію:
2NaCl + H2SO4 = Na2SO4 + 2HCl
Потім суміш Na2SO4 з подрібненим вапняком і вугіллям нагрівають до 10000С. При цьому відбуваються наступні реакції:
Na2SO4 + 2C = Na2S + 2CO2
Na2S + CaCO3 = Na2CO3 + CaS
Таким чином одержують декагідрат соди Na2CO3•10H2O, тому її необхідно прогрівати для зневоднення (кальцинувати). Даний метод був розроблений в XVIII столітті Лебланом.
Згідно аміачного методу (метод Сольве) спочатку одержують NH3, H2O і CO2 гідрокарбонат амонію, а потім NH4HCO3 реагує з NaCl:
NaCl + NH4HCO3 = NH4Cl + NaHCO3
Утворений осад відфільтровують і нагрівають до 140-1600С, що приводить до утворення Na2CO3, тобто відбувається процес кальцинації.
2NaHCO3 = Na2CO3 + CO2 +H2O
Для виділення аміаку розчин з NH4Cl нагрівають з вапняним молоком (розчин Са(ОН)2) і аміак знову повертається у виробництво:
2NH4Cl + Ca(OH)2 = CaCl2 + H2O +2NH3
Процеси протікають при невеликих температурах, тому даний метод більш економічно ефективний.
Відходи содового виробництва, їх хімічний склад. При виробництві кальцинованої соди сірчанокислотним методом утворюється велика кількість HCl як готового продукту і CaS, який складується у відвали.
При виробництві кальцинованої соди аміачним методом утворюється дистилерний шлам як відходи, що зберігається в амбарах, та розчин CaCl2, який має практичне застосування. Сухий дистилерний шлам містить 56,7-75,5% CaCO3, 5,2-15% Ca(OH)2, 0,7-6,5% CaSO4, 0,03-10,4% CaCl2, 4,75-15,0% SiO2 та інші компоненти. Таким чином, цей твердий осад містить ряд оксидів, які мають в’яжучі властивості, що є основою їх використання для одержання в’яжучих матеріалів. Із розчину CaCl2 одержують кристалічний CaCl2, який має практичне застосування як осушувач.
Шляхи утилізації відходів содового виробництва. На даний час існують різні способи одержання в’яжучих матеріалів на основі дистилерних шламів содового виробництва.
Найбільш простий метод полягає в подрібненні сухого дистилерного шламу разом з кварцовим піском у шаровому млині. Готовим продуктом є безклінкерний в’яжучий матеріал. Проте, вироби на його основі мають невелику міцність через незначний вміст активних компонентів CaO та MgO у вихідному шламі, в кількості всього 12-14%. Забезпечення стабільної міцності виробів ускладнено також непостійним складом дистилерних шламів.
Процес випалювання дистилерного шламу дозволяє збільшити кількість CaO та MgO до 40%, що забезпечує підвищення міцності виробів на основі такого в’яжучого матеріалу. Технологічний процес випалювання дистилерного шламу полягає у попередньому його гранулюванні та висушуванні з подальшим випалюванням. Потім продукт подрібнюють разом з піском і гіпсом. Одержаний готовий продукт містить 58% CaO та MgO. На основі цієї технології організоване виробництво блоків пористого бетону.
Існує також технологія одержання автоклавного в’яжучого з високими фізико-механічними властивостями виробів на їх основі та відносно простою технологією виробництва. Технологія полягає у висушуванні дистилерного шламу з кварцовим піском в автоклаві з наступним випалюванням висушеної суміші. Присутність у відходах содового виробництва ефективних мінералізаторів СaCl2 та CaSO4 сприяє значній інтенсифікації процесів мінералоутворення під час випалювання. Готовим продуктом є сірий сипучий порошок. На його основі організовано виробництво силікатної цегли.
Крім використання дистилерних шламів для одержання в’яжучих матеріалів перспективним вважається використання шламів як замінників цементу для приготування тампонажних розчинів і як наповнювача у виробництві асфальтобетонів.