Экологические проблемы основных производств (стр. 1 )

Часть III

Экологические проблемы основных производств

«Необходимо побыстрее преодолеть традиционное заблуждение, что выбросы, загрязняющие воздух, воду, землю - неизбежное зло всех современных предприятий»

Академик -Соколов

В качестве основных отраслей в данном разделе рассматриваются наиболее материало–и энергоёмкие производства, оказывающие наибольшее влияние на окружающую среду.

Рассмотрение экологических проблем основных производств и возможности их перехода на безотходный (чистый) путь развития начинается с производства строительных материалов по ряду причин. Прежде всего, без строительных материалов невозможно никакое строительство. Их производство имеется практически во всех регионах. Само производство строительных материалов является весьма материало - и энергоёмким и оказывает серьёзное вредное влияние на окружающую среду. Однако уже сейчас сырьевая база большинства многотоннажных строительных материалов базируется на отходах других отраслей (вскрышные породы, шлаки, фосфогипс и т. д.). Поэтому организация безотходных территориально-производственных комплексов или эко-промышленных парков (к чему мы должны стремиться), в подавляющем большинстве случаев, просто невозможна, если в их составе нет предприятий по производству строительных материалов (некуда девать отходы других отраслей, захоронение – крайняя мера).

9. Экологические проблемы производства строительных материалов

«Главная цель передовой технологии - отыскание способа производства полезного из бросового, бесполезного»

Промышленность строительных материалов – крупнейший потребитель природных ресурсов. Эта отрасль ежегодно добывает и перерабатывает около 3 млрд. т сырья: песка, глин, гипса, известняков, гранитов, базальтов и многих других осадочных и изверженных пород и таким образом наносит серьезный ущерб окружающей среде, выражающийся, прежде всего в загрязнении атмосферы и поверхности земли.

По загрязнению атмосферы пылью промышленность строительных материалов занимает первое место (34,7%) среди всех отраслей промышленности; второе место – тепловая энергетика (29,5%); третье – автотранспорт (15,8%).

С другой стороны, промышленность строительных материалов в больших масштабах и с большим эффектом использует отходы других отраслей. Так, уже сейчас в отрасли используется в год более 300 млн. т различных отходов других отраслей промышленности, что позволяет получать дополнительно значительное количество цемента, мягкой кровли, стекла, керамических изделий и других строительных материалов. Однако возможности значительно большего и высокоэффективного использования отходов вторичных и вскрышных пород гораздо шире. Так, только золошлаковых отходов ТЭЦ в нашей стране ежегодно образуется около 100 млн. т, а используется всего около 10%.

На основе зол и шлаков ТЭЦ можно выпускать более 15 видов строительных материалов. По данным ЕЭК ООН общее использование золошлаковых отходов ТЭЦ в ФРГ составляет 80%, во Франции – 65, в Великобритании – 53, в Бельгии – 44, в России – 10.

Однако необходимо отметить, что производство строительных материалов основано на точных химических законах, поэтому для изготовления многих видов строительных материалов, например, цементов, можно использовать золы (как и другие отходы) только определённых составов и фракций (в частности отобранных в циклонах и электрофильтрах при сухом золоудалении). На большинстве ТЭЦ применяется мокрое золоудаление, в результате которого зола теряет свои вяжущие свойства и не может быть использована в производстве цемента. Большое остаточное содержание топлива в золе (иногда до 20-30%) служит препятствием для изготовления ячеистых бетонов и силикатного кирпича.

В то же время эти золы крайне выгодно использовать в качестве сырьевой смеси для производства цемента, аглопорита, глиняного кирпича, поскольку в процессе обжига топливо выгорает, что способствует его меньшему общему расходу.

Этот пример показывает, что для использования отходов в других производствах они должны быть выданы в удобном для последующего использования, «товарном», облагороженном виде.

9.1. Классификация строительных материалов

К основным строительным материалам относятся:

-  природные каменные материалы и изделия, получаемые из горных пород путем механической обработки;

-  искусственные обожженные каменные материалы из глины: кирпич, керамические блоки, черепица, облицовочные плитки, канализационные трубы, керамзит и аглопорит, санитарно-технические изделия и т. д.;

-  минеральные вяжущие вещества: цементы, известь, гипсовые вяжущие, магнезиальные вяжущие, служащие для изготовления растворов и бетонов;

-  искусственные каменные необожженные материалы и изделия: силикатный кирпич, асбестоцементные изделия, бетонные изделия, грунтоблоки;

-  тепло - и звукоизоляционные материалы: минеральная вата, пеностекло, пеногазобетон, пенокерамика, некоторые органические теплоизоляционные материалы и т. д.;

-  битумные вяжущие вещества, гидроизоляционные и кровельные рулонные материалы (рубероид);

-  стекло, шлакоситаллы и изделия из них;

-  металлические изделия;

-  лесоматериалы;

-  краски, лаки и другие материалы.

9.2. Вяжущие материалы

Вяжущими материалами называются строительные материалы, способные в результате физико-химических процессов переходить из жидкого или тестообразного состояния в твёрдое камневидное, связывая при этом смешанные с ним куски и частицы инертных заполнителей (щебень, гравий, керамзит, песок) в одно монолитное целое (бетон) или соединять кирпич, камни и т. д.

Вяжущие материалы разделяются на неорганические минеральные вещества: цементы, известь, гипс и органические: битумные, дёгтевые, асфальт (применяются в дорожном строительстве, а также при гидроизоляции, кровельных и других работах) [30].

В зависимости от условий твердения вяжущие материалы делятся на две группы:

-  воздушные – твердеющие и сохраняющие или повышающие свою прочность только на воздухе (известь, гипсовые и магнезиальные вяжущие);

-  гидравлические – твердеющие и сохраняющие или повышающие свою прочность не только на воздухе, но и в воде (цементы, гидравлическая известь, получаемые путём смешения цементов или извести с гидравлическими добавками).

Для наземных сооружений применяются воздушные и гидравлические вяжущие материалы, для подземных, гидротехнических, подводных сооружений – только гидравлические.

Воздушная известь, получается, посредством обжига (900оС) природных материалов, содержащих (известняки, в том числе доломитизированные мел). В основном она состоит из и в таком состоянии называется негашёной известью или кипелкой.

При обработке водой негашёная известь переходит в гашёную, содержащую в основном . При гашении извести ограниченным количеством воды получается пушонка. При гашении извести большим количеством воды образуется известковое тесто или известковое молоко, которое применяют при изготовлении строительных растворов для кладки стен и штукатурки. В больших количествах известковое молоко используется для нейтрализации и очистки сточных вод. На воздухе известковые растворы постепенно твердеют с кристаллизацией в толще раствора и с образованием в поверхностном слое при взаимодействии с воздуха.

Гипсовые вяжущие на основе получают из природного двухводного гипса (), природного ангидрита () и некоторых отходов промышленности, самым многотоннажным из которых является фосфогипс. Различают быстротвердеющие гипсовые вяжущие, состоящие в основном из полуводного гипса, и медленнотвердеющие, в которые в основном входит безводный гипс. К первым относятся строительный гипс, а также формовочный и медицинский гипсы, ко вторым – ангидритовый цемент и высокообжиговый гипс (обжигаемый при температуре 800 - 1000оС ), так называемый эстрих-гипс.

Строительный гипс получают термической обработкой гипсового камня и измельчением его после этой обработки. Термическая обработка ведется при l40 - I90оС при этом двухводный гипс превращается в полуводный. В зависимости от условий термической обработки различают две модификации полуводного гипса: и - полугидраты. Главной составной частью строительного гипса является - полугидрат. Строительный гипс применяют для изготовления известково-гипсовых растворов, для штукатурных работ, для произ­водства листов сухой штукатурки, перегородочных плит, панелей и других строительных деталей. Из строительного гипса изгото­вляют также искусственный мрамор, декоративные изделия, формы для отливки керамических изделий и другие материалы. В Воскресенском п/о «Минудобрения» было налажено производство облицовочных, декоративных и перегородных гипсовых плит из фосфогипса.

Ангидритовый цемент состоит преимущественно из безводного сернокислого кальция. Его получают обжигом природного двухводного гипса при 600-700°С с последующим измельчением продукта обжига совместно с катализаторами твердения (известь, сульфат или гидросульфат натрия в смеси с железным или медным купоросом и др.), а также тонким измельчением природного ангидрита с катализатором. Ангидритовый цемент применяют для изготовления кладочных и штукатурных растворов, а также для получения бетонов и различных строительных деталей.