Экономическая эффективность рационального использования минерального сырья Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

УДК 691 42/43: 666.97.03

С. В. МАКСИМОВ

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ

Рассмотрены вопросы экономической эффективности использования попутных продуктов промышленности в производстве строительных материалов, направленные па совершенствование технологий.

Сырьевой базой производства минеральных строительных материалов является Земная кора, состоящая преимущественно из смеси главнейших оксидов: 8Ю2, А120з, РеО +Ре20з, СаО, М^О, К20. Технологии производства ка-

менных материалов и изделий основаны на теп-ловлажностном, гидротермальном и пирогенном синтезе безводных или гидратированных силикатов, алюминатов и алюмосиликатов.

Технико-экономическая эффективность технологических процессов на основании подходов П. И. Боженова характеризуется следующими показателями [1]:

I. Главные: а) расход сырья и энергии на единицу продукции, полнота использования природных богатств; б) качество и стабильность продукции; в) интенсивность процессов.

II. Производственные: г) трудозатраты и производительность аппаратуры; д) затраты на организацию производства; е) себестоимость продукции.

Главные экономические показатели у новых технологий обязательно должны превосходить показатели существующих технологий. Если при эффективных главных показателях оказывается

неэффективным хотя бы один из производных, то причины нужно искать в применённом оборудовании, технологических режимах, организации производства.

В своих работах П. И. Боженов особое внимание уделял правильному подбору составов материалов, учитывая при этом химическо-минералогический состав сырья на основе усовершенствованных модулей активности, межзерновую пустотность полидисперсных материалов, стремясь к её снижению в значительной мере за счёт восстановления требований к межзерновой пустотности мелкого заполнителя. Правильно подобранный зерновой состав смеси заполнителей обеспечивает межзерновую пустотность менее 21 %, даже на песках с модулем крупности 0,9-1,1, и экономию цемента (10-15%) при удовлетворении всех заданных показателей бетонной смеси в затвердевших бетонах и растворах [1,3,4].

Г1. И. Боженов совместно с И. А. Рыбъевым разработали показатели, характеризующие технологии производства строительных материалов, например экологическую характеристику технологии (ЭХТ):

ЭХТ = масса продукта + полезный расход энергии + необходимое время расход сырья + фактический расход + фактическое время

Таблица 1

Уровень механизации и автоматизации технологических переделов на заводах сборного железобетона

Технологический передел Уровень механизации, % Уровень автоматизации, %

существ. перспект. существ. перспект.

Приёмка и складирование сырья 60 90 50 75

Приготовление бетонной смеси 75 100 60 990

Изготовление арм атурных изделий 50 70 * 40 60

Формовочные цехи 40 100 25 75

Производство в целом 50 90 40 75 |

©С.В.Максимов, 2004

В стремлении механизировать и автоматизировать технологические процессы производства каменных материалов на основе легко перемешиваемых и удобоукладываемых масс, как показано в таблЛ, на примере бетонной технологии, в 50-60 годах была сделана ориентация на увеличение расходов связующего до величин, значительно превосходящих оптимальные, как с точки зрения физико-механических свойств, так и особенно с точки зрения долговечности материалов.

Снижение долговечности каменных материалов в целом вынужденно потребовало проводить большую градацию показателей изделий в зависимости от эксплуатационных требований, значительно повысить контроль технологических показателей и свойств.

Особую роль приобрело повышение деформационных свойств материалов, их трещи но-стойкости. Это стимулировало изучение физики и механики разрушения материалов, разработки методов управления этими процессами. Этому посвящены работы П. Г. Комохова, особенно по разработки структур каменных материалов с рассредоточенными в них демпфирующими элементами, создающимися различными рецептурными и технологическими приёмами [2]. Выбор регулирующих параметров демпфирования с учётом структурного уровня и придаёт осознанную направленность воздействий.

В стремлении правильного подбора составов материалов особую значимость имеют работы кафедры строительных материалов ЛИСИ (СПбГАСУ), выполненные по проблеме комплексного использования минерального сырья. В. В. Прокофьевой была значительно расширена сырьевая база для производства строрггельных материалов за счёт изверженных горных пород, содержащих силикаты магния [3]. Производству эффективного теплоизоляционного материала на основе местных запасов вермикулита посвящены работы А. П. Пожнина.

Ю. Г. Мещеряковым решены вопросы производства изделий на основе гиисосодержащих попутных продуктов.

Большой объём работ, позволивших значительно продвинуться в области технологических направлений использования попутных продуктов промышленности и местного сырья в технологиях керамики, выполнен Б. А. Григорьевым, • В. Б. Зверевым, А. П. Васиным, В. В. Нестеренко, М. Б. Куксой, С. В. Кревченко и многими другими [4].

В результате вовлечения в производственные процессы вторичных ресурсов получаемый экономический эффект имеет дифференцированное

значение, с одной стороны, предотвращается ущерб окружающей среде АГП по ¡-му виду отходов; с другой стороны, может быть получен прирост изделий при направленности на снижение себестоимости производства, работы кафедры строительных материалов ЛИСЙ (СПбГАСУ) шли параллельно, а на некоторых этапах и совместно с кафедрами многих вузов и НИИ. В качестве примера остановлюсь на работах по применению вакуумного эффекта. В ЛИСИ (СПбГАСУ) работы по применению вакуумного эффекта ориентировались на стадии сушки и обжига керамики. В ЛЕНЗНИИЭП (СПбНИИ-ЭГ1) вакуумирование использовалось в бетонной технологии на стадиях приготовления, формования и уплотнения. В обоих технологиях были достигнуты значительные результаты как в повышении качества изделий, так и в снижении себестоимости производств, прибыли или дополнительной продукции в результате мобилизации вторичных ресурсов ЛР, т. е.

//

п

УЭ,. = У(ДП,.+ЛР).

/=1 ;=1

Сопоставление затрат на сокращение объёмов отходообразования и полученного от этого результата и соотнесение полученной величины с заданным объёмом дают в итоге экономический эффект по проводимой технологической переориентации производства на мобилизацию отхо-

дов: Э —

О

Использование взаимное, где Р - эколого-экономический эффект от сокращения ущерба в окружающей природной среде при утилизации отходов; эколого-экономический эффект от сокращения ущерба в окружающей природной среде Р выражается величиной предотвращённого ущерба АП? т. е. Г = ДП; Р - непосредственный результат (эффект) утилизации отходов;

Ъ - затраты на мобилизацию (утилизацию) отходов;

- количество утилизируемого отхода.

При этом эколого-экономический ущерб определяется потерями природных ресурсов, обусловленными ухудшением состояния окружающей среды вследствие негативного влияния на восстановительную и компенсационную деятельность. Величина предотвращённого ущерба АП1 в результате утилизации 1-го вида отходов равна разности между расчётным У1 и остаточным ущербом У2.

ДП1=У1-У2.

Работы в направлении повышения качества, долговечности опыта позволили найти общие подходы и рассматривать технологии бетона и керамики в плане использования вакуумного эффекта с единых позиций [5].

При новой экономической системе, когда проблемы строительства жилых зданий, решаемые ранее путём применения неэффективных в стратегическом плане, как указывал лично мне 25 лет назад П. И. Боженов, пористых энергоёмких заполнителей, решаются теперь применением пенопластов. Ограниченный срок эксплуатации пенопластов (15-20 лет), укладка их с целью сокращения производственных затрат в средние слои изделий поднимут достаточно скоро не только проблему теплозащиты, но и долговечности зданий. Долговечность тонкостенных защитных слоев, выполненных со значительно превосходящими оптимальными расходами цемента, усложнит проблемы.

На кафедре «Строительное производство и материалы» УлГТУ в продолжении работ кафедры «Строительные материалы» ЛИСИ (СПбГАСУ) ведутся научно-исследовательские работы гю нескольким темам [5,6]:

- по освоению выпуска эффективных каменных теплоизоляционных изделий на основе одного из крупнейших эксплуатируемых месторождений диатомита - Инзенского. Возможность использования диатомита в качестве теплоизоляционного материала доказана строительством с его применением ряда зданий, в том числе трёх в г. Москва;

- по использованию попутного продукта дробления плотных каменных пород при производстве кубовидного щебня в цехе холодных

дорожных технологий для производства сухих смесей;

- по выбору оптимальных гидроизоляционных защитных покрытий для повышения сохранности ответственных сооружений, как эксплуатируемых мостовых переходов, так и строящегося нового уникального моста через р. Волга.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Боженов, П. И. Комплексное использование минерального сырья и экология: учебное пособие / П. И. БоженовгМ.: Изд-во АСВ, 1994. -264 с.

2. Комохов, П. Г. Структурная механика и теплофизика лёгкого бетона. Монография / П. Г. Комохов, В. С. Грызлов. - Вологда: Изд-во Вологодского научного центра, 1992. -321 с.

3.Прокофьева, В. В. Использование попутных продуктов обогащения руд в строительстве на Севере: монография / П. И. Боженов, А. И. Сухачев. Н. Я. Еремин. - Л.: Стройиздат, 1986.477 с.

4. Боженов, П. И. Строительная керамика из попутных продуктов промышленности: монография / П. И. Боженов, И. В. Глибина, Б. А. Григорьев. -М.: Стройиздат, 1986. - 136 с.

5. Максимов, С. В. Стеновые изделия с применением попутных продуктов: монография / С. В. Максимов. - Ульяновск; УлГТУ, 2002. -204 с.

Максимов Сергей Валентинович, доктор технических наук, заведующий кафедрой «Строительное производство и материалы» УлГТ\г. Имеет монографии, учебник. учебные пособия, статьи, изобретения и патенты в области строительных материалов.

а

70

«