CC BY
1
УДК 544.163
МОДЕРНИЗАЦИЯ ГЛИНОЗЕМНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ РУСАЛА ПО СКЛАДИРОВАНИЮ И ХРАНЕНИЮ КРАСНОГО ШЛАМА
А. Д. Кравченко*, В. О. Воронов, Р. Э. Малхазян Научный руководитель - E. В. Сергеева
Красноярский индустриально-металлургический техникум Российская Федерация, 660111, г. Красноярск, ул. Тельмана, 32 *E-mail: Nastyalisakravchenko@yandex.ru
Рассмотрен рациональный вариант модернизации глиноземных предприятий по складированию и хранению красного шлама с целью получения ценных для предприятия компонентов.
Ключевые слова: экология, геотекстиль, техногенная безопасность, шламы, охрана окружающей среды.
MODERNIZATION OF RUSAL'S ALUMINA ENTERPRISES FOR THE STORAGE
AND STORAGE OF RED SLUDGE
A. D. Kravchenko*, V. O. Voronov, R. E. Malkhazyan Scientific supervisor - E. V. Sergeeva
Krasnoyarsk Industrial Metallurgical College 32, Telman st., Krasnoyarsk, 660111, Russian Federation *E-mail: Nastyalisakravchenko@yandex.ru
The rational option of modernization of alumina enterprises for the storage and storage of red sludge in order to obtain valuable components for the enterprise is considered.
Keywords: ecology, geotextile, technological safety, sludge, environmental protection.
Город Красноярск многие годы считается одним из загрязнённых городов мира. Только в 2017 году уровень загрязнения города Красноярск характеризовался как "очень высокий". Особый вред окружающей среде наносит складирование отходов промышленности, поэтому металлургические заводы должны заботиться об их своевременной утилизации. Одной из проблем для налаживания механизма утилизации, является высокая стоимость технологий переработки материала, обусловленная денежными и трудовыми затратами:
- по физическим свойствам на переработку идет только сухой шлам, а высушивание материала требует много энергетических ресурсов;
- по токсичности отходов - хранение и транспортировка ограничена химическими особенностями материала;
- по созданию шламохранилищ требуются значительные территории, поэтому свалка отходов часто расположена вдали от заводов и мест переработки. Налаживание транспортировки - одна из основных проблем утилизации материала.
Остро стоит вопрос об утилизации и использовании красных шламов. Хранилища, свалки, где складируются отходы, часто закапывают или засыпают песком. Однако экологические проблемы не решаются, если потенциальные загрязнители оказываются под землей. Так как жидкий красный шлам попадает в грунтовые воды, происходит загрязнение водных ресурсов тяжелыми металлами, входящими в его состав. Это влечет за собой эпидемии среди людей и животных.
Секция «Молодежь, наука, творчество»
Организация деятельности глиноземных предприятий по складирования и хранению красных шламов, а так же по их переработке является неотъемлемой частью стратегии предприятий. Все токсичные отходы, которые попадают в грунт, могут стать причиной настоящей экологической катастрофы, поэтому необходимо уделить должное внимание качественному устройству шламохранилища и выполнению всех работ, связанных с его организацией.
РУСАЛ уделяет особое внимание вопросам экологии, поэтому в своей деятельности стремится минимизировать воздействие на окружающую среду. Компания является участником и инициатором международных и российских мероприятий по защите климата, глобальных и региональных природоохранных проектов.
При существующем селективном извлечении из бокситов оксида алюминия (А1203), многочисленные составляющие бокситов одновременно переводятся в виде нерастворимых соединений в отходы производства - красные шламы.
Отходы в качестве сырья в текущий момент не используются. Однако, исходя из своего химического состава, отвальный шлам в ближайшем будущем может быть перспективным сырьём для комплексной переработки с получением множества полезных компонентов. В текущий момент во всем мире ведутся разработки наиболее эффективных экономичных способов переработки красного шлама [2].
При анализе информации о красных шламах, складирующихся на территории глиноземных предприятий, выявляются экологические проблемы, связанные с эксплуатацией шламохранилищ, выбросами неорганической пыли и даже с образованием пылевых бурь. В данной работе предлагается кардинальный способ ликвидации пыления поверхности шламохранилищ и модернизация складирования красных шламов.
Шламохранилище - это неглубокий котлован, организованный на территории предприятия или за его пределами. В таких котлованах хранят шлам, сточные воды, различные химические вещества и технологические жидкости, которые остаются после переработки на глиноземных предприятиях.
Попадание таких отходов в грунтовые или поверхностные воды, в воздух или непосредственно на почву может привести к экологической катастрофе. Именно поэтому работам по организации шламовых амбаров и хранилищ уделяется большое внимание, так как неправильное выполнение подобных работ может привести к нарушению технологии строительства и снизить качество утилизации и хранения жидких токсичных отходов.
Предлагаемый метод заключается в следующем. Поверхность шламохранилища с накопленным шламом покрывается гидроизоляционным материалом (рис. 1), исключая при этом применение вяжущих и цементирующих веществ и создавая скользящую поверхность для стекания раствора.
Рис. 1. Гидроизоляционное покрытие шламового поля
На материал укладываются геотекстильные контейнеры (рис. 2), заполняющиеся пульпой нагнетаемой из цеха сгущения насосами по гидротранспорту. После заполнения контейнеры остаются на поверхности геомембранного покрытия.
Рис. 2. Складирование контейнеров - геотуб
Объём контейнеров может быть любым по заказу потребителей. Материал в этом проекте имеет значимую и ключевую роль, и должен соответствовать многим требованиям.
Геотекстильные контейнеры должны обеспечивать: поддержание высоких статических и динамических нагрузок, высокий коэффициент фильтрации, устойчивость к воздействию ультрафиолетовых лучей, инертность к воздействию щелочей и кислот.
По результатам патентного поиска (RU131641U1 патент Геотуба) в роли геотекстильного контейнера в процессе выступят Геотубы, представляющие собой объемные системы, изготавливаемые из высокопрочного и долговечного тканого полипропиленового геотекстиля. Геотубы изготавливаются в соответствии с техническим заданием заказчика (длина, диаметр, прочность ткани). Геотубы оборудуются портами впрыска для возможности их заполнения с помощью помпового насоса или металлической воронки и петлями для удобства их закрепления.
Гидроизоляционный материал в процессе должен обеспечивать: высокую степень эластичности, гидроизоляцию и нулевой коэффициент поглощения, устойчивость к гниению или коррозии, экологичность и практичность [3].
В роли гидроизоляционного материала выступит Геомембрана (RU2468145C1 патент Геомембрана): тонкий, однородный по всей площади полимерный лист, обладающий стопроцентной непроницаемостью, который предназначен для обеспечения гидроизоляции и создания геологических барьеров. Данный материал не только ликвидирует пыление шламохранилища, но и сохранит отходы до эффективной разработки технологии извлечения полезных компонентов из отходов [4].
В результате применения предложенных мероприятий, на действующих шламохранилищах, становится возможным многократное оперативное закрепление поверхности на длительный срок.
Внедрение этого способа позволит переработать большую часть накопленных объемов красных шламов в цикле черной металлургии, что существенно снизит количество этих отходов на шламополях.
Библиографические ссылки
1. Кейс-чемпионат MetalCup 2021 [Электронный ресурс] URL: https://drive.google.com/file/d/1SCQYRD1ilqWD6GIqe3- (дата обращения: 10.02.2021)
2. Патент геотуба [Электронный ресурс]. URL: https://patenton.ru/patent/RU2712603C1 (дата обращения: 10.02.2021)
3. Патент геомембрана [Электронный ресурс] URL: http://allpatents.ru/patent/2468145.html (дата обращения: 10.02.2021)
© Кравченко А. Д., Воронов В. О., Малхазян Р.Э., 2021
