Отходы добычи и обогащения полезных ископаемых
Более 90% образующихся отходов промышленного производства составляют отходы добычи и обогащения полезных ископаемых.
Виды отходов добычи и обогащения полезных ископаемых
- Вскрышные породы открытой добычи
- Вмещающие породы шахтной добычи
- Порода, шламы, хвосты обогащения (флотации)
- Шахтные воды
- Газообразные выбросы
Отрасли, в которых образуется основная масса отходов добычи и обогащения
- Угольная промышленность
- Черная металлургия
- Цветная металлургия
- Химическая промышленность (включая производство минеральных удобрений)
Виды отходов добычи и обогащения каменного угля и нормативы их образования
| Вскрышные породы | 36-40 тыс. куб. м/т угля |
| Вмещающие породы | 110-150 куб. м/т угля |
| Отходы углеобогатительных фабрик (хвосты обогащения) | 100-120 куб. м/т угля |
Состав сырьевых компонентов в отходах добычи и обогащения каменного угля
- Горючий материал (угольная крошка, угольная пыль, водоугольная взвесь)
- Природный камень (каменный материал)
- Гравий, песок
- Глинистые породы (глины, коалиты, оргиллиты, суглинки)
- Горелые глинистые породы
Направления возможного использования отходов добычи и обогащения каменного угля
- В черной металлургии – (горелые глинистые породы) для производства огнеупоров и в качестве компонента в технологии подготовки железно-рудного сырья
- В строительной промышленности – для производства агломерата, кирпича, керамзита, железобетонных изделий и др.
- В строительстве – в качестве строительного материала для сооружения оснований (фундаментов) зданий и дорог
- В химической промышленности – в качестве компонента при получении сернистых соединений
- В черной и цветной металлургии – в качестве сырья и сырьевых добавок при производстве кремне-алюминиевых сплавов, карбидкремниевых материалов, кислородных соединений алюминия и др.
- В газовой и нефтедобывающей промышленности – (хвосты обогащения) для приготовления тампонажных растворов
- В сельском хозяйстве – в качестве удобрений и добавок к ним
Отходы добычи и обогащения железных и марганцевых руд и нормативы их образования
Нормативы образования отходов зависят от процентного содержания железа и марганца в исходном сырье, глубины залегания рудного сырья и др. подобных факторов | |
Вскрышные и вмещающие породы | 60-70 % от объема извлекаемой горной массы |
Хвосты сухой магнитной сепарации при обогащении железных руд | 5-12 % от переработанной руды |
Хвосты мокрой магнитной сепарации при обогащении железных руд | 35-80 % от переработанной руды |
Хвосты мокрой магнитной сепарации при обогащении марганцевых руд | до 6 % от переработанной руды |
Отходы флотации и дешламации при обогащении марганцевых руд | до 45 % от переработанной руды |
Состав сырьевых компонентов отходов добычи и обогащения железных и марганцевых руд
- Остатки невыбранных компонентов железных и марганцевых руд (от 2 до 16 % от уровня первичного извлечения)
- Окисленные мартитовые кварциты
- Силикат, карбонат
- Природный камень (каменный материал)
- Гравий, песок
- Глинистые породы
Направления возможного использования отходов добычи и обогащения железных и марганцевых руд
- В черной металлургии – для дальнейшей переработки и доизвлечения полезных компонентов
- В строительстве – в качестве замены щебня, песка или в дополнение к ним
Отходы добычи и обогащения руд цветных металлов и нормативы их образования
Вскрышные породы при добыче бокситов для производства алюминия | до 320 куб. м /т бокситов |
Вскрышные породы при добыче нефелинового сырья для производства алюминия | до 4-5 тыс. куб. м /т нефелинового сырья |
Шлам (спекальный, «Байеровский) при производстве глинозена | до 7 т/т глинозема |
Вскрышные породы при добыче медно-цинковых руд | 17-19 куб. м/ т руды |
Хвосты обогащения медно-цинковых руд (производство медного концентрата) | 80-88 куб. м/ т медного концентрата |
Хвосты обогащения медно-цинковых руд (производство цинкового концентрата) | 100- 114 куб. м /т цинкового концентрата |
Вскрышные породы при добыче медно-никелевых руд | 18-19 куб. м/ т кондиционного рудного сырья |
Хвосты обогащения медно-никелевых руд (производство никелевого концентрата) | 90-98 куб. м/ т никелевого концентрата |
Состав сырьевых компонентов отходов добычи и обогащения руд цветных металлов
- Остатки невыбранных компонентов руд цветных металлов (приравниваются к бедным и труднообогатимым рудам с содержанием ценных компонентов от 0,2 до 40% от уровня первичного извлечения)
- Сопутствующие компоненты руд черных, драгоценных и редкоземельных металлов
- Компоненты апатито-нефелиновых, фосфоритных и других сырьевых элементов для химической промышленности
Направления возможного использования отходов добычи и обогащения руд
- В черной и цветной металлургии – для повторной переработки и извлечения из них руд черных, цветных, драгоценных и редкоземельных металлов
- В черной металлургии – в качестве дополнительного, (а в некоторых случаях единственного) источника сырья марганцевых руд, сырья для получения легированных железных порошков, легированных окисленных окатышей и других ценных материалов
- В строительной промышленности – в качестве глинистого компонента при производстве белых цементов, строительного гипса
- В сельском хозяйстве – в качестве удобрений
- В горно-рудной промышленности – для гидравлической закладки выработанных пространств шахт и рудников
- В машиностроении и металлообработке – в технологии производства (кварцевые пески) литых чугунных и стальных изделий
Отходы добычи и обогащения рудного сырья химической промышленности и нормативы их образования
Вскрышные породы при добыче руд, содержащих серу | 0,5-0,6 т/т рудного сырья |
Хвосты флотации при обогащении серных руд | 4,0-5,3 т/т обогащенного рудного сырья |
Вскрышные породы при добыче руд, содержащих магний | 2,0-2,2 т/т рудного сырья |
Вскрышные породы при добыче апатитовых и фосфоритовых руд | 5 т/т рудного сырья |
Хвосты флотации при производстве апатитового концентрата | 1,7 т/т концентрата |
Хвосты флотации и отходы промывки фосфорного сырья при производстве флотационного и мытого фосфорного концентратов | 2-5,2 т/т концентрата |
Состав сырьевых компонентов отходов добычи и обогащения рудного сырья химической промышленности
- Остатки невыбранных компонентов апатито-нефелиновых фосфоритных, боратовых руд, серы и других сырьевых продуктов (от5 до 50% от уровня первичного извлечения)
- Суглинки и неогеновые глины
- Природный камень, гравий, песок
- Гравийно-песчаная смесь в чистом виде и в смеси со щелочными компонентами, известняком, гипсом суглинками и др. глинистыми материалами
- Гипс, гипсовый камень, известняк
- Глинистые материалы, включая соленостную глину
Направления возможного использования отходов добычи и обогащения рудного сырья химической промышленности
- В химической (горно-химической) промышленности – для повторной переработки и доизвлечения полезных компонентов, а также в качестве закладочного материала выработанного пространства шахт и рудников
- В цветной промышленности – для повторной переработки и извлечения компонентов цветных металлов
- В строительстве и промышленности строительных материалов – в качестве строительного материала для сооружения оснований зданий, дорог, в качестве материала для изготовления железо-бетонных изделий, керамической продукции и др.
- В сельском хозяйстве – в качестве минерального удобрения
Главными поставщиками многотоннажных промышленных отходов являются черная и цветная металлургия, электроэнергетика, химическая промышленность, добывающая промышленность.
Основные направления хозяйственного использования многотоннажных техногенных отходов
Отходы добычи и обогащения полезных ископаемых (угольной промышленности, черной и цветной металлургии, химической промышленности)
Виды отходов добычи и обогащения полезных ископаемых
- Вскрышные породы открытой добычи
- Вмещающие породы шахтной добычи
- Порода, шламы, хвосты обогащения (флотации)
- Шахтные воды
- Газообразные выбросы
Отрасли, в которых образуется основная масса отходов добычи и обогащения
- Угольная промышленность
- Черная металлургия
- Цветная металлургия
- Химическая промышленность (включая производство минеральных удобрений)
Виды отходов добычи и обогащения каменного угля и нормативы их образования
| · Вскрышные породы | 36-40 тыс. куб. м/т угля |
| · Вмещающие породы | 110-150 куб. м/т угля |
| · Отходы углеобогатительных фабрик (хвосты обогащения) | 100-120 куб. м/т угля |
Состав сырьевых компонентов в отходах добычи и обогащения каменного угля
- Горючий материал (угольная крошка, угольная пыль, водоугольная взвесь)
- Природный камень (каменный материал)
- Гравий, песок
- Глинистые породы (глины, коалиты, оргиллиты, суглинки)
Направления возможного использования отходов добычи и обогащения каменного угля
- В черной металлургии – (горелые глинистые породы) для производства огнеупоров и в качестве компонента в технологии подготовки железно-рудного сырья
- В строительной промышленности – для производства агломерата, кирпича, керамзита, железобетонных изделий и др.
- В строительстве – в качестве строительного материала для сооружения оснований (фундаментов) зданий и дорог
- В химической промышленности – в качестве компонента при получении сернистых соединений
- В черной и цветной металлургии – в качестве сырья и сырьевых добавок при производстве кремне-алюминиевых сплавов, карбидкремниевых материалов, кислородных соединений алюминия и др.
- В газовой и нефтедобывающей промышленности – (хвосты обогащения) для приготовления тампонажных растворов
- В сельском хозяйстве – в качестве удобрений и добавок к ним
Отходы добычи и обогащения железных и марганцевых руд и нормативы их образования
| ·Нормативы образования отходов зависят от процентного содержания железа и марганца в исходном сырье, глубины залегания рудного сырья и др. подобных факторов | |
| · Вскрышные и вмещающие породы | 60-70 % от объема извлекаемой горной массы |
| · Хвосты сухой магнитной сепарации при обогащении железных руд | 5-12 % от переработанной руды |
| · Хвосты мокрой магнитной сепарации при обогащении железных руд | 35-80 % от переработанной руды |
| · Хвосты мокрой магнитной сепарации при обогащении марганцевых руд | до 6 % от переработанной руды |
| · Отходы флотации и дешламации при обогащении марганцевых руд | до 45 % от переработанной руды |
Состав сырьевые компонентов отходов добычи и обогащения железных и марганцевых руд
- Остатки невыбранных компонентов железных и марганцевых руд (от 2 до 16 % от уровня первичного извлечения)
- Окисленные мартитовые кварциты
- Силикат, карбонат
- Природный камень (каменный материал)
- Гравий, песок
- Глинистые породы
Направления возможного использования отходов добычи и обогащения железных и марганцевых руд
- В черной металлургии – для дальнейшей переработки и доизвлечения полезных компонентов
- В строительстве – в качестве замены щебня, песка или в дополнение к ним
Отходы добычи и обогащения руд цветных металлов и нормативы их образования
| · Вскрышные породы при добыче бокситов для производства алюминия | до 320 куб. м /т бокситов |
| · Вскрышные породы при добыче нефелинового сырья для производства алюминия | до 4-5 тыс. куб. м /т нефелинового сырья |
| · Шлам (спекальный, «Байеровский) при производстве глинозена | до 7 т/т глинозема |
| · Вскрышные породы при добыче медно-цинковых руд | 17-19 куб. м/ т руды |
| · Хвосты обогащения медно-цинковых руд (производство медного концентрата) | 80-88 куб. м/ т медного концентрата |
| · Хвосты обогащения медно-цинковых руд (производство цинкового концентрата) | 100-114 куб. м /т цинкового концентрата |
| · Вскрышные породы при добыче медно-никелевых руд | 18-19 куб. м/ т кондиционного рудного сырья |
| · Хвосты обогащения медно-никелевых руд (производство никелевого концентрата) | 90-98 куб. м/ т никелевого концентрата |
Состав сырьевые компонентов отходов добычи и обогащения руд цветных металлов
- Остатки невыбранных компонентов руд цветных металлов (приравниваются к бедным и труднообогатимым рудам с содержанием ценных компонентов от 2 до 40% от уровня первичного извлечения)
- Сопутствующие компоненты руд черных, драгоценных и редкоземельных металлов
- Компоненты апатито-нефелиновых, фосфоритных и других сырьевых элементов для химической промышленности
Направления возможного использования отходов добычи и обогащения руд
- В черной и цветной металлургии – для повторной переработки и извлечения из них руд черных, цветных, драгоценных и редкоземельных металлов
- В черной металлургии – в качестве дополнительного, (а в некоторых случаях единственного) источника сырья марганцевых руд, сырья для получения легированных железных порошков, легированных окисленных окатышей и других ценных материалов
- В строительной промышленности – в качестве глинистого компонента при производстве белых цементов, строительного гипса
- В сельском хозяйстве – в качестве удобрений
- В горно-рудной промышленности – для гидравлической закладки выработанных пространств шахт и рудников
- В машиностроении и металлообработке – в технологии производства (кварцевые пески) литых чугунных и стальных изделий
Отходы добычи и обогащения рудного сырья химической промышленности и нормативы их образования
| · Вскрышные породы при добыче руд, содержащих серу | 0,5-0,6 т/т рудного сырья | |
| · Хвосты флотации при обогащении серных руд | 4,0-5,3 т/т обогащенного рудного сырья | |
| · Вскрышные породы при добыче руд, содержащих магний | 2,0-2,2 т/т рудного сырья | |
| · Вскрышные породы при добыче апатитовых и фосфоритовых руд | 5 т/т рудного сырья | |
| · Хвосты флотации при производстве апатитового концентрата | 1,7 т/т концентрата | |
| · Хвосты флотации и отходы промывки фосфорного сырья при производстве флотационного и мытого фосфорного концентратов | 2-5,2 т/т концентрата | |
Состав сырьевых компонентов отходов добычи и обогащения рудного сырья химической промышленности
- Остатки невыбранных компонентов апатито-нефелиновых фосфоритных, боратовых руд, серы и других сырьевых продуктов (от5 до 50% от уровня первичного извлечения)
- Суглинки и неогеновые глины
- Природный камень, гравий, песок
- Гравийно-песчаная смесь в чистом виде и в смеси со щелочными компонентами, известняком, гипсом суглинками и др. глинистыми материалами
- Гипс, гипсовый камень, известняк
- Глинистые материалы, включая соленостную глину
Направления возможного использования отходов добычи и обогащения рудного сырья химической промышленности
- В химической (горно-химической) промышленности – для повторной переработки и доизвлечения полезных компонентов, а также в качестве закладочного материала выработанного пространства шахт и рудников
- В цветной промышленности – для повторной переработки и извлечения компонентов цветных металлов
- В строительстве и промышленности строительных материалов – в качестве строительного материала для сооружения оснований зданий, дорог, в качестве материала для изготовления железо-бетонных изделий, керамической продукции и др.
- В сельском хозяйстве – в качестве минерального удобрения
Золы и шлаки ТЭС
Общие сведения
| · Доля тепловых электростанций, работающих на твердом топливе | до 75% |
| · Применяемое твердое топливо | уголь сланцы торф |
| · Количество накопленных золошлаковых отходов | около 1, 1 млрд. т |
Нормативы образования
- Нормативы образования золошлаковых отходов зависят от вида сжигаемого топлива, его зольности, используемого технологического оборудования (турбин, котлоагрегатов) и эффективности работы установленных на нем золоулавителей
- Составляют от 70 -76 (фрезерный торф) до 500-570 (свердловский уголь и сланцы) кг на тонну сжигаемого топлива
Состав сырьевых компонентов зол и шлаков ТЭС
- В зависимости от вида и сорта сжигаемого топлива имеют различную зольность (от 10% до 50%) и не одинаковый химический состав
- Содержат от 30% до 60% оксидов кремния, от 25% до 60% оксидов кальция, а также оксиды алюминия
- Обладают высокой гидравлической активностью и могут использоваться как вяжущий материал
Направления возможного использования зол и шлаков ТЭС
- В промышленности строительных материалов – для производства автоклавных изделий, в качестве кальциево-силикатной составляющей при производстве цемента
- В строительстве вместо строительного песка и в качестве заполнителя
- В сельском хозяйстве – в качестве удобрений и раскислителя почв
Шлаки черной металлургии
Нормативы образования и состав сырьевых компонентов доменных шлаков
- Нормативы образования 300-352 кг/т чугуна
- Химически высокоосновны, с наличием в примесях окислов кремния (до 42%), кальция (до 46%), а также фосфора и алюминия
- Содержит компоненты серы
- Характеризуются высокой связывающей способностью и устойчивостью в агрессивных средах
Направления возможного использования доменных шлаков
В промышленности строительных материалов – для производства гранулированного шлака, щебня, пемзы, шлаковаты, литых железобетонных изделий (брусчатки) и др. строительных материалов
Нормативы образования и состав сырьевых компонентов сталеплавильных шлаков
- Нормативы образования 113 – 170 кг/ т стали
- Неоднородные по своему составу, могут содержать фосфор (фосфатные шлаки), известь
- Химически высокоосновны
Направления возможного использования сталеплавильных шлаков
- В промышленности строительных материалов – для производства щебня, шлаковой мелочи, шлако-известковой муки, шлаковаты и др. строительных материалов
- В сельском хозяйстве – в качестве удобрений (шлаки фосфатные, шлакоизвестковая мука)
Фосфогипс
Общие сведения
- Является основным отходом в химической промышленности при производстве экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК) на основе фосфатов, апатитов и фосфоритов
- Количество накопленного фосфогипса до 140 млн. т
- Представляет собой сернокислый кальций (дигидрат или полугидрат) с содержанием Р2О5 (до 1%), окислов магния, марганца, железа, меди, лития, стронция, бария и др. редких элементов
Нормативы образования
| · При производстве ЭФК из апатитов дигидратным способом | 5,6 т/т продукции (4,24 т сухого фосфогипса) |
| · При производстве ЭФК из апатитов полугидратным способом | 4,5 т/т продукции (3,6 т сухого фосфогипса) |
| · При производстве ЭФК из фосфоритов | 7,3 т/т продукции (5,43 т сухого фосфогипса) |
Направления возможного использования
- В цветной и химической промышленностях – для повторной переработки и извлечения редких металлов и других ценных компонентов
- В строительстве и промышленности строительных материалов – для производства гипсового вяжущего вещества и строительных изделий из него; в качестве минерализатора при производстве цемента; в качестве вяжущего готового вещества и заполняющего материала при прокладке дорог
- В газовой и нефтедобывающей промышленностях – для тампонажа закрытых скважин и выработанных пластов
- В сельском хозяйстве – для химической мелиорации солончаковых почв
Галитовые отходы
Общие сведения
- Основной отход производства калийных удобрений на основе сильвинитового сырья
- Накапливается в солеотвалах и глинистосолевых шламонакопителях
- Содержат до 95 % хлористого натрия
- Нормативы образования 2,5 – 3,0 т/т продукции
- Количество накопленных около 200 млн. т галитовых отходов
Направления возможного использования
- В химической промышленности – в качестве дополнительного сырья при производстве минеральных удобрений при повторной переработке глинисто-солевых галитовых шламов
- Используется как исходное сырье для производства технической, кормовой и пищевой (поваренной) соли, соды, хлора
- В добывающей промышленности – для закладки выработанных пространств шахт, для приготовления солевых и глинистых материалов при промывке и тампонапже буровых скважин
Пиритные огарки
Общие сведения
- Является основным отходом производства серной кислоты методом обжига серного колчедана (пиритных концентратов)
- Норматив образования 0,1 – 0,9 т/т моногидрата серной кислоты
- Количество накопленных пиритных огарков свыше 16 млн. т
- Содержат в своем составе железо (до 60%), медь, свинец, цинк, золото, серебро
Направления возможного использования пиритных ограков
- В черной и цветной металлургии – для извлечения железа, цветных и благородных металлов
- В черной металлургии – в качестве компонента при производстве огнеупоров
- В цветной металлургии – в качестве железного флюса при выплавке свинца
- В промышленности строительных материалов – в качестве железосодержащего компонента в составе цементной шихты при производстве цемента
- В стекольной промышленности – в качестве железного красителя
Лигнин
Общие сведения
- Представляет собой твердый (пастообразный) остаток после обработки древесины или другого растительного сырья раствором серной кислоты
- Содержит измененный (после химической реакции) лигнин растительной клетки, моносахара, минеральные и органические кислоты, зольные элементы
- Соотношение перечисленных компонентов зависит от применяемого сырья и колеблется в широких пределах
- Имеет способность переходить в вязкопластичное состояние, богат азотом (0,5 кг своб. азота на тонну)
- Норматив образования 0,3-0,4 т/т продукции гидролизного производства
- Количество накопленного лигнина около 3 млн. т
Направления возможного использования
- В химической и пищевой промышленностях – в качестве сырьевого продукта для производства фурфурола, очищающего и обесцвечивающего вещества
- В качестве сорбента для технологий очистки по типу активных углей
- В сельском хозяйстве – в качестве органического удобрения в сочетании с известью и другими добавками
- Как топливо (в брикетах) для бытовых и технических нужд
Отработанные формовочные смеси (горелая земля)
Общие сведения
| Норма расхода формовочных смесей (по песку) | до 1 т/т литья |
| Состав отработанных формовочных смесей (шлаков, горелой формовочной смеси- «горелой земли») | Кварцевые пески Вяжущий материал (жженое стекло, битумные смеси, полимерный материал и т.п.) Мелкие частицы металла и его шлаков Остатки несгоревшего угля и его зольные отходы Остатки травильных растворов (на основе кислот) |
Возможные направления вторичного использования отработанных формовочных смесей зависит от применяемых технологий выплавки готовых деталей, метода отделения («выбивки») использованных форм от деталей и способов регенерации песков
| · Сухая «выбивка» – | механический метод отделения форм |
| · Мокрая «выбивка» – | гидромеханический или химический метод отделения форм |
| · Сухая регенерация – | основана на механической обработке отработанных формовочных смесей |
| · Мокрая регенерация – | механическая, физико-химическая (растворение в среде), химическая (при реакции среды с крепителем смеси) |
Направления возможного использования отработанных формовочных смесей (горелой земли)
- В литейном производстве – для повторного (после их регенерации) использования в приготовлении новых формовочных смесей
- В строительстве – для замены чистого песка, гравия, керамзита, а также в качестве заполнителей в бетонные смеси при сооружении оснований зданий и прокладке дорог
- В промышленности строительных материалов – для изготовления различных строительных изделий (строительных стеновых блоков, железнобетонных конструкций, в качестве активных минеральных и корректирующих кремнеземистых добавок при производстве цементов)
Осадки и шламы очистных сооружений
Общие (краткие сведения)
- Осадки и шламы ОС промышленных сточных вод
- Осадки и шламы ОС городских (коммунальных) сточных вод
Физико-химический состав и нормативы образования осадков и шламов ОС зависят от видов промышленного производства, их наличия в городской черте с учетом эксплуатации единых или отдельных (автономных для промышленных предприятий) очистных сооружений, а также применяемых на ОС технологий очистки сточных вод.
Содержат в своем составе ионы различных металлов (в т.ч. – тяжелых), их соли и микрочастицы, различные органические и неорганические вещества (соединения), бытовой мусор, песок, канализационный ил, биогаз.
Степень обезвреживания осадков и шламов ОС предопределяет возможные направления их практического использования.
Направления возможного использования осадков и шламов очистных сооружений
- В химической промышленности и металлургии – для повторной переработки и извлечения из них ценных сырьевых компонентов (в большинстве случаев относится к осадкам и шламам ОС промышленных предприятий)
- В строительстве и промышленности строительных материалов – в качестве строительного материала для сооружения оснований зданий, дорог, в качестве компонента для изготовления различных строительных изделий
- В сельском хозяйстве и в производстве удобрений – качестве органо-минеральных удобрений и добавок к ним
- Для получения биогаза (в том числе при одновременном получении высококачественных органо-минеральных удобрений)