Технико-экономические и экологические аспекты эффективности

Технико-экономические и экологические аспекты эффективности
применения отходов пыли газоочистки производства ферросплавов как
основного сырья для керамических масс
Существующие кирпичные заводы Восточной Сибири в большинстве
случаев
характеризуются
сложной
инфраструктурой,
трудоемким
производством, несовершенной, устаревшей технологией и обладают низкой
конкурентно- и жизнеспособностью в условиях рыночных отношений.
Причинами являются некондиционность глинистых пород и низкое качество
изделий, высокая себестоимость и цена производимой продукции, отсутствие
финансовых ресурсов у потенциальных потребителей.
В данной ситуации важное значение приобретает создание производств,
способных удовлетворить потребности региона в качественных стеновых и
лицевых материалах, доступных по цене, отвечающих требованиям
теплозащиты зданий. Новые материалы должны обладать улучшенными
техническими
характеристиками:
повышенной
морозостойкостью,
прочностью, отвечать требованиям теплопроводности, процесс их
производства должен быть менее энергоемким, более экономичным.
Экологический ущерб предприятий – производителей отходов
представляет собой комплексную величину и определяется как сумма
ущербов, нанесенных отдельными видами реципиентов в пределах
загрязненной зоны (реципиенты – вода, воздух, почва, население, здания,
сооружения).
Основными источниками загрязнения атмосферы в ферросплавном
производстве являются открытые и закрытые электродуговые печи. При этом
образуется значительное количество пылевидных отходов и газообразных
веществ, за выброс и хранение которых предприятие платит немалые суммы.
Платежи возмещают затраты на восстановление природной среды и
стимулируют деятельность предприятий по снижению или поддержанию
выбрасываемых загрязнений в пределах нормативов.
Решением этих проблем может служить производство лицевых
пустотелых изделий на основе органо-минерального отхода металлургии
(пыли газоочистки производства ферросплавов) с добавкой местного
суглинка и активизатора спекания (отхода металлургии).
В Братском государственном университете запатентован ряд составов
техногенных шихт и способов их переработки, которые обеспечивают
ресурсо- и энергосбережение в процессе изготовления и эксплуатации
керамических изделий (патенты РФ №2317277, № 2268866, № 2315738, №
2287501). Сравнительный анализ запатентованных решений и заявок на
изобретение показал целесообразность замены глинистого сырья на ООО
«БКЗ» на сырьевую смесь, включающую (мас.%): пыль газоочистки
производства ферросплавов (ПГПФ) – 68,5; закарбонизованный суглинок –
30; просыпь от дробления отработанной угольной футеровки электролизеров (УФ) –
1,5.
Предлагается производить керамический кирпич на основе
вышеназванной шихты на Братском кирпичном заводе (ООО «БКЗ»).
Важно, что предлагаемый состав смеси и рациональная температура
обжига (900оС) позволяют получить легковесные поризованные изделия.
Технические характеристики лицевого пустотелого керамического кирпича:
водопоглощение - 28%, морозостойкость – F75, средняя плотность (при
пустотности 11,5%) - 1142 кг/м3, марка по прочности М100 (с учетом
масштабного коэффициента 0,6 и прочности при сжатии лабораторных
образцов 20 МПа).
Это обусловливает возможность применения предлагаемых изделий в
качестве лицевых и позволяет отказаться от дорогостоящих затрат на отделку
фасадов зданий и сооружений из предлагаемой лицевой керамики.
Следует отметить, что в Иркутской области лицевые керамические
изделия не производятся в связи с отсутствием кондиционных глинистых
пород.
При замене природного сырья на техногенное необходимо производить
гранулирование или механоуплотнение ПГПФ непосредственно на
предприятии производителе отхода - Братском заводе ферросплавов (ОАО
«БЗФ»), а далее транспортировать гранулят или уплотненный ПГПФ к месту
его применения. При механоуплотнении ПГПФ его насыпная плотность
увеличивается до 500 кг/м3 и более, что в два раза сокращает транспортные
расходы, а также снижает пыление.
Производство предлагаемых изделий целесообразно осуществлять на
ООО «БКЗ» при частичной реконструкции подготовительного отделения:
установке приемных бункеров и питателей отходов, смесителя и пресса
полусухого прессования.
Добавка УФ содержит в своем составе около 50% органики,
следовательно, при вводе 1,5% отхода масса обогащается 0,75% топлива.
ПГПФ включает около 11% органики, следовательно, при вводе 68,5%
отхода масса обогащается на 7,5% топлива (в сумме – 8,25%). Количественно
в вместе с отходами в 1000 шт. сырца запрессовывается более 300 кг
топливных частиц, в то время как на предприятии расход газа для обжига
тыс. шт. сырца около 200 кг. Это позволяет прогнозировать сокращение
расхода газа на обжиге не менее чем на 70%.
В предлагаемом варианте изменения в фактических затратах на выпуск
единицы продукции (1000 шт. кирпича н.ф) наблюдаются в расходах на
сырье и энергоноситель. Затраты на глину, включая перевозку и переработку
сокращаются на 70% - в связи с заменой части глиняного сырья на
дисперсные отходы. Соответственно, на 70% снижаются расходы на
приобретение, хранение и перевозку угля для размораживания глины в
карьере. Расходы на газ также сокращены на 70% в связи с запрессовкой
органики в сырьевую массу при введении отходов.
Экономический эффект от использования ПГПФ в качестве основного
сырья для изготовления керамических изделий достигается за счет снижения
затрат на добычу, сушку и измельчение сырья, а также благодаря
сокращению затрат на обжиг. ПГПФ обладает большим энергетическим
потенциалом, который благодаря направленному техногенному воздействию
может быть реализован в нужном направлении при синтезе керамического
черепка.
Таким образом, предлагаемое технологическое решение наиболее
жизнеспособно при совместном сотрудничестве ООО «БКЗ» и ОАО «БЗФ».
Керамическое предприятие, находящееся в сложном финансовом положении,
получит возможность расширить производства конкурентоспособной
продукции и повысить рентабельность производства, ОАО «БЗФ» решит
проблемы с хранением и утилизацией ПГПФ, а также получит
дополнительную прибыль от реализации ПГПФ кирпичному заводу.