От терриконов и шламоотстойников — к безотходному горному производству

В мире отходы горного производства перерабатываются пока не слишком эффективно.

Достаточно сказать, что каждый год в добывающей промышленности образуется 30 млрд т свежих отходов (при этом на долю процесса обогащения в среднем приходится 80 % общего количества рядового угля и руд, подвергающихся обработке). Более 3 млрд из них появляется в РФ.

Примерно половина указанного объема оказывается на открытых отвалах и шламоотстойниках близ предприятий.

Вторая половина направляется на рекультивацию карьеров и иных полостей, возникших в результате горных работ. Приблизительно 5 % помещают в могильники на морских глубинах и не более 1 % изолируют в выработанном пространстве под землей. Однако удаление отходов в недра лишь отчасти снимает вопрос их нейтрализации.

В странах СНГ полноценная утилизация не распространена. Одной из причин является вымывание оборотных средств в добывающей индустрии. Хотя сейчас в угольных бассейнах уже наблюдается вторичная переработка горной породы с помощью глубокого комбинированного обогащения. Правда, делается это по инициативе не государства, а коммерческих структур, нередко с нарушением эксплуатационных и фискальных норм.

Для нашей страны данная проблема имеет огромное значение, так как количество угольных бассейнов России вполне солидное.

Научно-исследовательские разработки в области отходов

Очевидно, что из всех отходов жизнедеятельности человека наибольшую массу на нашей планете имеют:

• отвалы горной породы (терриконы);
• хвостохранилища;
• запасы шахтной воды, а также газообразные выбросы добычных и обогатительных предприятий.

Сложность их переработки сопряжена с многокомпонентностью, а также энергоемкостью технологии, поэтому без автоэнергетического принципа производства не обойтись. Тем не менее идти по этому пути следует с прицелом на перспективную диверсификацию добывающей промышленности.

В качестве энергоносителя можно использовать органические углеродистые соединения, содержащиеся в угольной, сланцевой пыли или иных ненужных для основной продукции примесях.

В результате применения пневмосепарации горной массы и термохимического обогащения угля получаются:

• стройматериалы (дорожный щебень, тротуарная плитка, бетонит);
• керамика, концентрат;
• специальные и редкие сплавы;
• антисептики, ингибиторы, химреактивы.

Безотходное производство

Интересную разработку практически безотходного цикла утилизации предложили украинские ученые института «Луганскгипрошахт», где весь отработанный материал идет в полезное дело. Они изобрели схему конвертирования в товарную продукцию отходов хозяйственного функционирования шахты.

Рудничная атмосфера содержит метан, тяжелые углеводороды, которые можно утилизировать с генерацией энергии в котлоагрегатах, двигателях внутреннего сгорания, а также с получением в мультигенераторах востребованных в современной индустрии газов (например, углекислого азота).

Довольно вредны жидкие отходы – подземные воды в ликвидированных шахтах, отработанные ГСМ, электролиты, канализационные стоки предприятий.

Вода деминерализуется и фильтруется методом обратного осмоса для бытового потребления населением.

Такой экспериментальный проект до недавнего времени внедрялся на Донбассе, в Екатеринбурге и в Антраците.

Стоки очищаются до параметров технической воды, которая используется в производственных целях. Оставшийся ил идет на выработку генераторного газа и кирпича. Разложившийся щелочной электролит пригодится в качестве катализатора при сжигании угля или как добавка при брикетировании твердого топлива.

Твердые отходы представлены пустой породой, отходами обогащения, древесиной, РТИ, спецснаряжением. В данном случае эффективна газификация штыба, шлама и особенно пиролиз, способствующий получению пирокарбона, органических растворителей, фильтрантов (сорбентов), альтернативного топочного мазута и моторного горючего.

Переработка терриконов - перспективное направление в бизнесе. Угледобывающие госпредприятия не имеют возможность перерабатывать отвалы. Угольные терриконы - удел частных компаний, готовых инвестировать в это средства.

Использование минеральных отходов

Также заслуживает внимания метод спекания смесей стеклобоя и минеральных отходов ГОКов, обогатительных фабрик (вмещающих и вскрышных пород) для получения отделочных материалов, а также ситалла, открытый специалистами МГГУ.

Поставки специального оборудования для работы с отходами

В последние несколько лет в обеспечении техническим оснащением предпринят ряд позитивных шагов. В 2010 году правительство приняло постановление, стимулирующее импортные поставки не имеющих аналогов в РФ линий, их комплектующих для утилизации отходов горного и некоторых других видов производства.

Пользуется популярностью и успешно действует экологически безопасное оборудование для сгущения хвостов горного производства финской фирмы Outotec.

ООО «Украинская Импульсная Индустрия» снабжает СНГ техникой, по принципу сухого прессования производящей стройматериалы, топливные брикеты из отходов добычи и переработки полезных ископаемых. Эта компания использует передовую технологию ударных силовых волн с давлением во фронте и предварительным статическим сжатием.

С установкой вращающихся печей для обжига клинкера «Пирорапид», колосникового холодильника «Пирофлор», циклонного теплообменника-декарбонизатора «Пироклон» и вихревой смесительной камеры «Пиротоп» (изготовитель – немецкая корпорация «Кхд Гумбольдт Ведаг ГМБХ») реализована масштабная инвестпрограмма по созданию цикла переработки отходов горного и металлургического производства с выпуском цемента сухим способом. Базовым предприятием стала Южноуральская Горно-перерабатывающая Компания в оренбургском Новотроицке.

Законодательство, касающееся обращения с отходами

Нормативные акты РФ в силу естественных факторов некондицию угледобывающей отрасли относят к разряду опасной субстанции, и операции с ней регулируются Базельской конвенцией «О контроле над трансграничной перевозкой опасных отходов и их удалением». Компоненты горной массы токсичны, пожароопасны, а иногда радиоактивны.

Соответствующим субъектам экономической деятельности надлежит заботиться об обеспечении своего устойчивого безопасного развития, а государству – о выводе из эксплуатации и цивилизованной ликвидации убыточных шахт, копей и рудников.

Помимо прочего, в данной сфере необходимо руководствоваться Федеральными законами:

• «Об отходах производства и потребления»;
• «Об охране окружающей среды»;
• «Об экологической экспертизе».

Актуальны Методические указания Ростехнадзора по разработке нормативов накопления отходов и установлению лимитов на их размещение, а также постановление Правительства РФ «О порядке ведения государственного кадастра отходов и проведения паспортизации опасных отходов». Наконец, достигнутые соглашения обязывают российскую сторону соблюдать Киотский протокол. Согласно ему придется бороться с парниковыми газами, присутствующими в продукции горнодобывающей и горно-перерабатывающей промышленности и нарушающими озоновый слой земной атмосферы.

Таким образом, главная проблема в этом отношении кроется:

• в отсутствии производственной экологической политики;
• в недостатке полномочий регионального руководства, местного самоуправления;
• в несовершенстве правовой базы в целом.

Важной можно назвать проблему реального учета и классификации горных отходов.
О составе, свойствах, объёмах, темпах накопления отходов и технологиях их использования.

Сведения, характеризующие находящиеся в наличии горные отходы, хранятся в Государственном кадастре отходов; их перечень указан в Федеральном классификационном каталоге отходов, а местонахождение – в Государственном реестре объектов размещения отходов.

Примечательно, что места хранения и захоронения объединены в одну категорию – объекты размещения отходов, – что представляется неверным, ибо хранение является временным этапом, предполагающим дальнейшее захоронение, обезвреживание либо применение в качестве исходного сырья с целью получения товара.

Существенным резервом здесь могут стать и широко используемые за рубежом (в США, Канаде, Японии, Англии, ФРГ, Австралии, Южной Африке) забалансовые руды.

Что касается технологий, то исследования доказывают вероятность комплексной утилизации с полным или частичным переходом на изготовление изделий и материалов для смежных отраслей.

Это касается методов:

• выщелачивания;
• флотации;
• гравитации (тяжелосредной сепарации).

Имея оборудование для переработки навоза, можно сделать прибыльный бизнес на производстве удобрений.

Утилизация опасных отходов - очень ответственное дело. Данной деятельностью могут заниматься только лица, имеющие лицензию. Подробнее читайте здесь.

С помощью цементных печей можно проводить экологическую чистую утилизацию цемента и разных горючих веществ. Интересную информацию об этом читайте по https://greenologia.ru/othody/utilizaciya-i-pererabotka/cement.html ссылке.

Подготовка кадров для работы с отходами горного производства

Как правило, еще с советских времен по данному направлению традиционно готовили специалистов широкого профиля. Занимались этим обогатительные факультеты горных и политехнических институтов, а также техникумы.

И лишь в последнее время с началом реализации новой государственной природоохранной концепции (где во многом позаимствован зарубежный опыт), появились отдельные профессии, такие как горный инженер-эколог и геоэколог. В СНГ их готовят, в частности, в КНТУ (Алматы), КГТУ (Караганда), УФУ и УГГУ (оба – Екатеринбург), НМСУ «Горный» (Санкт-Петербург), КНУ (Кривой Рог), НГУ (Днепропетровск) и др.

Препятствием в подготовке квалифицированных кадров этого профиля является материальная причина – невысокая зарплата горного эколога по сравнению с другими специалистами отрасли. Другой проблемой является качественная причина – перекос в сторону физико- и геохимического образования экологов при недостаточной порции получаемых технологических знаний. В то же время вузы в состоянии обеспечить отрасль достаточным числом выпускников.