Материал: Промышленность и окружающая среда.

лургии в ходе соответствующих технологических операций, преимущест­ венно попадают в состав готовой продукции или накапливаются на террито­ рии металлургического региона. Во втором случае они локализуются в техногснных грунтах, т.е. в основном в золошламонакопителях, шлаковых отвалах, на свалках строительного мусора, а также в близлежащих грунтах, причем в основном на небольшой глубине - до 3,5—4 м. В результате на тер­ ритории промышленного предприятия непосредственно в ходе его функци­ онирования формируется техногенное месторождение. В рассматриваемом случае это комплексное месторождение цветных и редких металлов, коли­ чественную основу которого составляют цинк, никель, хром и свинец. По­ мимо детально рассмотренных микроэлементов в состав месторождения в значимых количествах входят лантаноиды, молибден, марганец, мышьяк, ниобий, литий, рубидий и некоторые другие элементы. Общая мощность месторождения может быть оценена в 200—250 тыс. т цветных и редких ме­ таллов. Примерная структура месторождения с указанием границ распро­ странения некоторых элементов приведена на рис. 3.21—3.24 (см. вклейку).

3.2.3. ЭЛЕМЕНТОПОТОКИ И ФОРМИРОВАНИЕ

“ТЕХНОГЕННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ”

Проведенные расчеты показывают, что за время существования ОАО “Северсталь” на его собственной и прилегающих к нему территориях сфор­ мировалось новое антропогенное образование, сравнимое по мощности с крупным месторождением полиметаллического сырья. Подобное образова­ ние может быть названо “техногенным месторождением”. Череповецкое техногенное “месторождение” содержит более 200 тыс. т цветных и редких металлов, около 18 тыс. т мышьяка и до 3,5 тыс. т фтора.

ОАО “Северсталь” можно отнести к сравнительно молодым предпри­ ятиям. Вполне очевидно, что на территории других крупных предприятий металлургического, химического, машиностроительного и других комплек­ сов, особенно существующих более 50-60 лет, могут сформироваться мощ­ ные техногенные “месторождения” рудных и нерудных материалов. Так, по ориентировочным расчетам, на территориях Магнитогорского, Ново-Ли­ пецкого, Нижне-Тагильского металлургических комбинатов существуют техногенные “месторождения” объемом более 1 млн т цветных и редких ме­ таллов каждое.

Техногенное “месторождение” является основным по количеству, наи­ более разнородным по составу и наименее изученным видом техногенных ресурсов. Материалы, слагающие техногенные “месторождения”, отлича­ ются широким спектром физических, химических, механических и других характеристик. Составление кадастра этих “месторождений” даже при са­ мом заинтересованном отношении займет не один десяток лет, и, наверняка»будет предложена не одна классификация подобных “месторождений” Например, по данным ЕЭС, в первой половине 90-х годов XX в. в странах со­ общества ежегодно образовывалось свыше 2 млрд т техногенных материа­ лов (отходов), в том числе (в млн т):

твердых бытовых отходов - 150; промышленных отходов - 330; сельскохозяйственных отходов - 700;

отходов горнорудного производства - 360; различных шламов - 620; строительного мусора - 260; перемещенного грунта - 50; золошлаковых отходов - 30.

Отметим, что страны ЕЭС находятся в относительно благополучном состоянии по сравнению с регионами - производителями основных энер­ гетических и материальных ресурсов. Во многих странах, к которым от­ носится и Россия, объем накопления отходов горнорудного и энергетиче­ ского комплексов существенно выше, чем в странах сообщества. Тем не менее приведенные цифры позволяют оценить значимость анализируе­ мой проблемы.

Несмотря на все многообразие техногенных месторождений, можно вы­ делить некоторые их общие черты. Техногенные “месторождения” в отли­ чие от природных месторождений возникли как “непланируемая” продук­ ция, и их запасы формировались стихийно. Отраслям народного хозяйства было выгодно использовать первичное сырье, и анализом техногенных ме­ сторождений практически никто не занимался. Можно сказать, что техно­ генные отходы - это “сырье неизвестно для чего”, сырье “без дальнейшей судьбы”. Поэтому выделим основные особенности техногенного сырья, от­ личающие его от природных ископаемых.

1 . Техногенные месторождения - продукт “быстрого созревания”, пери­ од их жизни - десятки лет вместо миллионов лет, характерных для природ­ ных месторождений. При этом запасы техногенных месторождений посто­ янно пополняются за счет “свежих” отходов.

2 . Малый срок жизни техногенного месторождения определяет более низкий уровень его однородности, большой разброс свойств по площади и глубине залегания.

3.“Созревание” техногенного месторождения означает изменение свойств техногенного сырья во времени и сильную зависимость свойств и скорости их изменений от параметров окружающей среды (климат, роза ве­ тров, изменение влажности и др.).

4.В техногенных отходах могут находиться опасные компоненты, на “дезактивацию” которых природе потребуются миллионы лет.

5.Техногенное сырье имеет, как правило, повышенную концентрацию большинства таких элементов, содержание которых в земной коре мало. С этой точки зрения техногенные материалы - это первичное сырье, прошед­ шее стадию обогащения.

6 . Для определения качества (стандартов) техногенного сырья методы,

применяемые для контроля свойств природного сырья, неприменимы. Нуж­ но определить заново набор свойств, характеризующих качество техноген­ ного сырья, из которых ряд представлен совершенно новыми (скорость из­ менения свойств, участие в катализе природных, например окислительных процессов, однородность свойств, доля окисленных компонентов и др.). Эти показатели качества должны контролироваться во всех видах техногенного сырья. Наряду с этим следует оценивать те свойства техногенного сырья, которые имеют значение для избранного способа их переработки.

В итоге можно считать, что техногенное сырье не лучше и не хуже при­ родного Сырья. Оно - другое сырье.

3.2.4. ТЕХНОГЕННЫЕ РЕСУРСЫ

3 .2 .4 .1 . КЛАССИФИКАЦИЯ ТЕХНОГЕННЫХ РЕСУРСОВ

Человеческое общество в результате своей производственной дея­ тельности производит в конце концов только отходы. В связи с истоще­ нием природных ресурсов будущее цивилизации будет зависеть от того, как человек сможет распоряжаться этими, им же произведенными мате­ риалами: останутся ли они в категории бесполезных отходов, загрязняю­ щих окружающую природную среду, или перейдут в разряд техногенных

ресурсов.

Все техногенные ресурсы можно разделить на две группы:

-техногенные материалы;

-техногенные энергоносители, или вторичные энергоресурсы (ВЭР).

Всвою очередь, техногенные материалы подразделяются на:

-техногенные месторождения горных, металлургических, энергетиче­ ских, химических и других индустриальных комплексов (см. раздел 3.2.3);

-техногенное сырье. Техногенное сырье - это такой вид техногенных месторождений, переработка которого технологически обеспечена и эконо­ мически приемлема. Техногенное сырье является аналогом извлекаемого из недр сырья месторождений категории А + В;

- вторичные материалы. В основном представлены готовой продукцией, вышедшей из употребления. Являются аналогом полуфабрикатов промыш­ ленной продукции. Типичным представителем вторичных материалов явля­ ется лом черных, цветных, редких и драгоценных металлов;

- твердые бытовые отходы (ТБО); - осадки сточных вод; - перемещенные грунты; - вскрышные породы.

Вторичные энергетические ресурсы (ВЭР) включают широкий спектр энергетических промышленных газов, газообразных и жидких агентов, по­ кидающих промышленные агрегаты с избыточным давлением, скрытое те­ пло полупродуктов и продуктов термических производств и т.п. Особенно­ стью использования подавляющего большинства ВЭР является необходи­ мость их утилизации в “темпе с процессом”, поскольку аккумулирование,

например, тепла или избыточного давления продуктов процесса будет при­ водить к большим потерям энергии. Удобнее в использовании и эффектив­ нее других ВЭР оказываются энергетические газы (например, коксохимиче­ ского или металлургического производства), химическая энергия которых может быть востребована в течение длительного времени после их произ­ водства (при условии, конечно, экономической целесообразности их хране­ ния в специальных сооружениях - накопителях).

Ранее остальных техногенных ресурсов человек начал использовать в своей деятельности вторичные материалы.

Вторичные материалы и металлы представляют собой продукты тех­ ногенной деятельности человека, которые в ходе эксплуатации в незначи­ тельной степени утрачивают свои потребительские качественные характе­ ристики и могут быть восстановлены в форме товарного продукта или пре­ образованы в новую форму товарного продукта в результате применения

простых экономически целесообразных и экологически чистых технологий. К вторичным металлам можно отнести практически все утратившие в ка­ кой-то момент времени свои эксплуатационные свойства драгоценные (зо­ лото, серебро, платиноиды), многие редкие и рассеянные металлы. Необхо­ димо отметить, что для некоторых редких металлов, применяемых, напри­ мер, в медицине, приборостроении, точном машиностроении и т.п., изна­ чально разрабатываются технологии восстановления потребительских свойств. В результате возникает техногенный кругооборот металла или ма­ териала, “подпитываемый” за счет природных ресурсов лишь в незначи­ тельной степени.

Другими примерами вторичных материалов могут служить:

-жидкости и газы, используемые в качестве рабочих тел в системах да­ вления, напорных и хладоагрегатах и т.п.;

-аккумуляторные жидкости и электролиты;

-травильные растворы;

-некоторые виды пластмасс (особенно жидкие термопласты);

-некоторые многократно используемые (после соответствующей вос­ становительной обработки) отделочные и декоративные материалы и т.п.

3.2.4.2. МЕТАЛЛОЛОМ

Металлический лом является одним из важнейших техногенных ресур­ сов современной цивилизации. Лом благородных и редких металлов рассма­ тривается в индустриально развитых странах мира в качестве национально­ го стратегического резерва. Из лома в настоящее время производится поч­ ти 30% всего получаемого в мире свинца и до 25% - алюминия. Особое зна­ чение имеет стальной металлолом. Уровень рециклинга стального лома до­ стиг в 1995-1999 гг. в среднем 40-43%, а в отдельных странах (Япония, США) превысил 50% общего объема производимой из железа продукции (см. табл. 3.33).

Металлолом принято подразделять на оборотный, лом металлообработ­ ки и амортизационный.

Оборотный лом (скрап) образуется на металлургических предприятиях в ходе производства стального проката и других видов стальных полупроду­ ктов в виде отходов. Оборотный лом практически полностью утилизирует­ ся в рамках производственного рециклинга, его количество непрерывно снижается за счет внедрения новых способов производства стали. Наиболее значительное снижение образования оборотного лома (в среднем с 250 до

Таблица 3.33

Изменение доли металлолома при производстве жидкой стали из шихтовых материалов,