Общая характеристика и утилизация промышленных отходов

Металлургические шлаки. Основная масса отходов металлургических процессов образуется в виде шлаков. Шлаки — это продукты высокотемпературного взаимодействия компонентов исходных материалов (топлива, руды, плавней и газовой среды). Их химический состав и структура изменяются в зависимости от состава пустой породы, вида выплавляемого металла, особенностей металлургического процесса, условий охлаждения и др. Шлаки; могут быть получены в результате следующих процессов: без появления расплава при сжигании низкокалорийных видов топлива и при алюминотермических процессах; при частичном расплавлении исходных компонентов в процессе сжигания топлива; при полном расплавлении исходных компонентов (в большинстве металлургических процессов). В последнем случае шлаки почти однородны по составу и содержат стекловидную фазу. Восстановительная среда в металлургических печах способствует образованию в шлаках закисных соединений железа, марганца, а также сульфидной серы. Металлургические шлаки подразделяют на шлаки черной и цветной металлургии. В зависимости от характера процесса и типа печей шлаки черной металлургии делят на следующие виды: доменные; сталеплавильные (мартеновские, конвертерные, бессемеровские и томасовские, электроплавильные); производства ферросплавов; ваграночные.

При разумном подходе к решению вопроса утилизации, отходы, в одних случаях могут выступать в качестве альтернативного топлива, в других - служить дополнительным источником сырья, в третьих, использоваться в качестве интенсификатора технологических процессов.

Так, цементные заводы, работающие по мокрому способу, вынуждены в целях экономии топлива, максимально снижать влажность сырьевго шлама, подаваемого в печи обжига. Ввод в сырьевую смесь сотых долей процента поверхностно-активных веществ значительно интенсифицирует обжиг цементного клинкера. Отработанные смазочно - охлаждающие жидкости (тысячи тонн которых скапливаются на предприятиях) содержат поверхностно-активные вещества и находят применение в цементном производстве.

Десятки тысяч тонн отходов образуются в очистных сооружениях ливнестоков, автомоек, и находят применение опять же в цементной промышленности и в асфальтобетонном производстве. Осадки очистных сооружений содержат те же компоненты (глина, песок), которые используются в данных отраслях.

Основной принцип утилизации отходов гальванических производств - высокотемпературные процессы, имеющие место при обжиге цементного клинкера (температура обжига в зоне спекания достигает 1550°С). В ходе образования соответствующих минералов (алита, белита, трехкальциевого алюмината, четырехкальциевого алюмоферита и т.д.) тяжелые металлы осаждаются в кристаллических решетках (эффект связывания), изоморфно замещая основные элементы структур. Объяснение этому следует искать в сходстве химической природы и размеров атомов, составляющих структуры минералов клинкера, с другими атомами. В результате внедрения атомов тяжелых металлов в клинкерные минералы, их кристаллические решетки становятся менее прочными, более подвижными, и, как следствие, процесс взаимодействия с водой проходит более эффективно.