CC BY
14УДК 622.7.017.2
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПЕРЕРАБОТКИ И МОНЕТИЗАЦИИ ГОРНОПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ КАК ФАКТОР УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ ГОРНО-МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ КОМПАНИЙ И СНИЖЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ
РИСКОВ
ШАДРУНОВА ИРИНА ВЛАДИМИРОВНА
Д.т.н., заведующий отделом горной экологии ФГБУН Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н.В. Мельникова Российской академии наук
Москва, Россия
ГОРЛОВА ОЛЬГА ЕВГЕНЬЕВНА
Д.т.н., ведущий научные сотрудник отдела горной экологии ФГБУН Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н.В. Мельникова Российской академии наук
Москва, Россия
КОЛОДЕЖНАЯ ЕКАТЕРИНА ВЛАДИМИРОВНА
К.т.н., ведущий научные сотрудник отдела горной экологии ФГБУН Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н.В. Мельникова Российской академии наук
Москва, Россия
ОРЕХОВА НАТАЛЬЯ НИКОЛАЕВНА
Д.т.н., ведущий научные сотрудник отдела горной экологии ФГБУН Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н.В. Мельникова Российской академии наук
Москва, Россия
Аннотация: В работе проведен анализ лучших практик управления отходами, переработки и коммерческого использования отходов на примере крупных горнометаллургических компаний в России и Казахстане. Металлургические предприятия обладают широкими возможностями по рециклингу отходов производства. Шлаки становятся наиболее регенерируемыми металлсодержащими отходами, ввиду ряда обстоятельств. Эффективность переработки шлака будет зависеть от количества образующегося при дроблении класса крупности, соответствующего крупности зерен ценного компонента. Разработка простых методов критериальной оценки возможности селективной дезинтеграции на стадии мелкого дробления является актуальной задачей в связи с вовлечением в переработку небольших партий горно-металлургических отходов, значительно отличающихся по структурно-технологическим, физико-механическим и химическим свойствам. В работе приведено обоснование пунктов и критериев балльной оценки для центробежно ударного способа измельчения на основании наших многолетних исследований минералогических, структурно-текстурных особенностей и закономерностей дезинтеграции металлургических отходов.
Ключевые слова: рециклинг горнопромышленных отходов, металлургические шлаки, экологические риски загрязнения водных, воздушных и почвенных ресурсов, практика управления с отходами, устойчивое развитие, горно-металлургические холдинги.
Горно-металлургический комплекс играет важную роль в экономическом развитии и социальном благополучии стран, обладающих богатой минерально-сырьевой базой, и, в частности, Российской Федерации и Республики Казахстан. Эти отрасли одновременно являются и самыми «отходоемкими». Полный цикл производственной деятельности таких предприятий неизбежно сопровождается воздействием на окружающую среду и формирует наибольшие объемы и широкую номенклатуру отходов производства [1, 2, 3].
Устойчивое развитие бизнеса в сфере рациональной и комплексной эксплуатации минерально-сырьевых ресурсов и создание ценности в долгосрочной перспективе требует от крупных горнодобывающих и металлургических компаний ведения своей деятельности с подходом, ориентированным на комплексное использование сырьевых ресурсов и непрерывное снижение нагрузки на экологию регионов присутствия [4, 5, 6, 7].
Холдинги минерально-сырьевого сектора экономики в РФ и РК стремятся вести свой бизнес социально ответственно и соответствовать целям устойчивого развития ООН, ESG и «зеленой экономики», целям национальных проектов и системно вносить вклад в улучшение экологической ситуации, качества жизни населения, не только минимизировать воздействие на окружающую среду от текущей деятельности, но и ликвидировать накопленный экологический ущерб, повторно использовать ресурсы [8, 9, 10].
Ключевыми стратегическими приоритетами диверсифицированных и интегрированных производств в сфере добычи и переработки минеральных ресурсов являются эффективное использование всех ресурсов, снижение экологических рисков; совершенствование существующих технологий; внедрение элементов цифровой индустрии; повышение добавленной стоимости продукции; повышение рециклинга и монетизации собственных отходов .
Горно-металлургические компании все чаще ставят перед собой задачи не просто минимизировать образование отходов и затраты на их размещение, но и переосмыслить традиционные практики обращения с отходами и развивать инновационные подходы к ресурсосбережению, к управлению отходами [11, 12]. А это значит возвращать в производство уже накопленные отходы, монетизировать отходы за счет получения из них разнообразной сырьевой продукции, или реализовывать другим компаниям в качестве сырья/ресурса, что соответствует концепции циркулярной экономики и одновременно позволяет компаниям выполнять их экологические обязательства [13, 14, 15].
Главной движущей силой технического перевооружения предприятий и внедрения инновационных технологий в отрасли переработки горнопромышленных отходов становятся достоверное и экспрессное получение информации об объектах техногенного происхождения, совершенствование критериально-оценочного аппарата и непрерывная адаптация номенклатуры продукции и технологий переработки отходов к требованиям общества. Современное предприятия, занимающиеся переработкой горнопромышленных отходов, должно иметь возможность в кратчайшие сроки переориентировать свои мощности на переработку нового вида техногенных отходов, мобильно и творчески решать профессиональные задачи. Процессы целенаправленного получения информации о структурных, физических и химических характеристиках объектов техногенного происхождения и анализа объема полученных данных в целом становятся важнейшим инструментом повышения конкурентоспособности предприятий по переработке отходов. При грамотном построение технологических схем переработки горнопромышленных отходов специалисты смогут получать и обрабатывать информационные сигналы о перерабатываемом сырье, видеть и использовать открытые возможности варьирования технологических показателей.
В настоящем исследовании проведен анализ лучших практик управления отходами, переработки и коммерческого использования отходов на примере крупных горнометаллургических компаний в России и Казахстане. А также представлены некоторые результаты собственных проводимых исследований по разработке интегративного критерия оценки комплексности и экономической целесообразности переработки отходов горнометаллургического комплекса. Приведены результаты анализа сложного многокомпонентного техногенного объекта с целью организации и проведения мониторинга такого объекта, и оценки влияния параметров сырья на процесс и результат переработки отходов, селективность дезинтеграции. Интеграция научно-методического комплекса критериальной оценки техногенного сырья на этапе разработки технологий и выбора оборудования для его
дезинтеграции позволит разработать эффективную стратегию развития отрасли переработки горнопромышленных отходов.
В России и Казахстане наибольшими возможностями рециклинга отходов обладают крупные вертикально-интегрированные горно-металлургические компании и холдинги, имея в своем составе добывающие, металлургические, энергетические, транспортные мощности, дистрибуцию, маркетинговые структуры. К ним можно отнести российские компании Северсталь, Новолипецкий металлургический комбинат (НЛМК), Металлоинвест, ММК, Евраз, Норильский никель, УГМК, РМК, казахстанские ERG Евразийская Группа, АрселорМиттал Темиртау, Корпорация Казахмыс, KAZ Minerals, Казцинк, Темиртауский электрометаллургический комбинат и др. Остановимся на вопросах экологической ответственности, управления отходами, рециклинга и монетизации отходов на некоторых из них.
Российская компания «Северсталь» входит в топ-10 лидеров Рейтинга открытости горнодобывающих и металлургических компаний России в сфере экологической ответственности. Компания проводит регулярный производственный экологический контроль в целях соблюдения применимых законодательных требований и управления воздействием отходов на компоненты окружающей среды. Из всего объема образования отходов в «Северстали» в 2022 г. 185,9 млн т 97,05% занимают неопасные отходы V класса опасности (вскрышные породы, хвосты обогащения), которые характеризуются низкой степенью негативного воздействия на окружающую среду [16]. В настоящее время они частично используются для собственных нужд - производство щебня, подсыпка дорог, обвалование дамб.
Наибольшую часть образующихся металлсодержащих отходов составляют отходы Череповецкого металлургического комбината, которые повторно используются как сырье или перерабатываются для производства готовой продукции. На Череповецком металлургическом комбинате основной объем отходов приходится на шлаки - 4,32 млн т в 2022 г, а также образовалось, млн т: металлолома - 0,8, окалины - 0,29, пыли аспираций и газоочисток - 0,32, шламов металлургических - 0,29, технологических отходов - 0,27 [16].
Предприятия «Северстали» не только утилизируют собственные отходы производства и потребления, но и принимают на переработку отходы сторонних организаций, активно занимаются утилизацией ранее накопленных отходов, используют в технологическом процессе вторичное сырье и побочную продукцию. В 2022 г. было утилизировано 6,9 млн т отходов, при этом объем размещения отходов «Северстали» (без учета крупнотоннажных отходов добывающего дивизиона) значительно сократился - на 59% относительно 2021 г. - и составил всего 0,11 млн т.
Переработка шлаков Череповецкого металлургического комбината осуществляется на установке придоменной грануляции и дробильно-сортировочных установках (ДСУ), две из которых ориентированы на сталеплавильный шлак и одна - на доменный. Скрап, извлеченный в процессе переработки, возвращается в технологический цикл подразделений -агломерационное, доменное и сталеплавильные производства. Песок и щебень отгружается внутренним и внешним потребителям для дорожного строительства. Еще одна ДСУ ориентирована на переработку технологических отходов. Пустая порода после извлечения компонентов, пригодных для дальнейшего использования, применяется в дорожном строительстве и для благоустройства территорий.
На Череповецком металлургическом комбинате «Северстали» освоена технология производства железофлюса (высокоосновного агломерата), состоящего на 100% из отходов металлургического производства (шлаковой смеси, окалины, колошниковой и аспирационной пыли). Технология позволила вовлечь в производство 100% железосодержащих отходов и значительно снизить объемы их накопления. В 2022 г. для железофлюса было использовано 197 тыс. т отходов. Освоена технология присадки коксовой пыли в шихту с минимальным
влиянием на качественные характеристики готового кокса. Построена установка по переплавке гартцинка в целях получения чистого цинка из отходов производства [16].
В рамках стратегии устойчивого развития «Северсталь» стремится к достижению до конца 2030 г. доли рециклинга отходов не менее 98,5%. В 2022 г. рециклинг только собственных отходов производства и потребления по компании составил 99,1% и превысил целевой показатель в связи с переработкой ранее накопленных отходов. К ключевым показателям «Северстали» по возвращению различных видов отходов в хозяйственный оборот следует отнести: утилизацию в собственном производстве и отгрузку потребителю 34 тыс. т цинкосодержащего доменного шлама; брикетирование 2 тыс. т цинкосодержащих отходов для замещения брикетами металлолома в производстве стали; утилизацию 42 тыс. т железобетона от демонтажных работ посредством их дробления (металлический лом повторно используется в производстве стали, а щебень применяется для подсыпки, благоустройства территории и временных подъездных дорог или реализуется на сторону); использование 195 тыс. т грунта от землеройных работ в качестве изолирующего слоя на полигонах, при планировке территории.
Предприятия «Северстали» продолжают работу по коммерциализации отходов за счет утилизации доменного шлама, отходов грунта, переработки железобетона, переработки ранее накопленных нефтешламовых отходов, вывода из эксплуатации накопителя нефтешламов и накопителя химических отходов и последующей рекультивации нарушенных земель. А также планируется создание центра экспериментов и технологической экспертизы, который позволит ускорить разработку и тестирование новых технологий по переработке отходов.
Крупнейшая российская горно-металлургическая компания в секторе цветной металлургии ПАО «Норильский никель» осуществляет свою деятельность в соответствии с комплексной Экологической стратегией, в которой поставлены четкие цели по основным направлениям: изменение климата, воздух, вода, почва, отходы и биоразнообразие. Компания использует большую часть своих промышленных отходов на собственном производстве, так как около 99% отходов являются неопасными (V класс) [17]. Эти отходы включают в себя скальные и вскрышные породы, хвосты обогащения и металлургические шлаки. Отходы при добыче рудных полезных ископаемых размещаются в отвалах, идут на закладку выработанного пространства рудников, засыпку карьеров, подсыпку автодорог и укрепление дамб хвостохранилищ.
Общая массы образования отходов в 2022 г. возросла вследствие увеличения добычи и обогащения руд, а также за счет реализации Компанией программы по санитарной очистке территории и демонтажу неэксплуатируемых (аварийных) объектов, в результате которой были образованы строительные отходы. Образование отходов всех классов опасности составило 166283 тыс. т, из которых 164742 тыс. т V класса опасности и только 1541 тыс. т I-IV классов. Было утилизировано в 2022 г. 33076 тыс. т отходов, 3 тыс. т обезврежено, остальные 133443 тыс. т неопасных отходов размещены [17].
Крупные российские горно-металлургические компании секторов черной и цветной металлургии активно занимался разработкой и освоением технологий по вовлечению собственных отходов в производство и получению из них товарных продуктов. Такие компании рассматривают ESG-принципы, продвижение практик устойчивого развития в качестве ключевых факторов своей деятельности, которые будут определять мировую повестку в ближайшие годы [6].
Примером успешной монетизации новых идей, драйвером развития новых направлений бизнеса является организация в 2019 г. в Евразийской Группе Eurasian Resources Group (ERG) в Казахстане специального оператора по переработке промышленных отходов - ТОО ERG Recycling [18]. Новая компания создана целенаправленно для выполнения полного цикла услуг, связанных с отходами производства предприятий, входящих в состав ERG. ERG Recycling сосредоточил свою деятельность на переработке, управлении и коммерциализации отходов производств, в том числе техногенных минеральных образований, шлаков, шламов,
пылей и золы и т.п., тем самым реализуя комплексный стратегический подход к их переработке [19]. Основная идея заключается в максимальном использовании доступного сырья и минимизации отходов, что в целом поддерживает концепцию устойчивого развития
Управление отходами, с позиции ERG Recycling, предусматривает комплексный подход к переработке или реализации отходов, а также взаимодействие с технологически ориентированными контрагентами с максимальным использованием полезных компонентов в текущих и накопленных отходах предприятий Евразийской Группы. ERG Recycling определяет, какие отходы компаний Группы могут перерабатываться, разрабатывает технико-экономические регламенты, подбирает наиболее эффективные технологии, осуществляет их внедрение и фактическую переработку. Компания нацелена также на создание собственных производств по переработке отходов в новые продукты с высокой добавленной стоимостью
В качестве уже реализованных проектов можно отметить следующие. На Актюбинском заводе ферросплавов (АЗФ) АО «ТНК «Казхром» с 2019 г. перерабатывается шлакоотвал, включая лежалые рафинированные шлаки от выплавки ферросплавов еще с советских времен. В 2019 г. было добыто и переработано 50 тыс. т шлаков и получено более 2,5 тыс. т качественного металлоконцентрата, возвращенного в производство. Уже в 2020 г. было переработано более 100 тыс. т шлаков, с планом выхода на промышленную мощность ежегодно до 500 тыс. т переработки в 2025 г. Данный проект будет реализовываться до 2040 г. вплоть до полной утилизации шлакоотвала. Также на АЗФ ERG Recycling выполняет проекты по переработке корочного шлака, пыли газоочистки ферросплавных печей, осуществляет работы по пылеподавлению. Из отходов производства уже получено более 3 тыс. т чистого феррохрома [20].
Также на АЗФ с 2019 г. успешно реализован проект по брикетированию пылей газоочистки и получению брэксов, которые возвращают обратно в плавильные печи, что дает основания для строительства аналогичных предприятий. Из шлаков, шламов и пылей газоочистки ферросплавных печей на АЗФ получено более 20 видов продуктов. Это и в том числе сертифицированные инертные обезметалленные материалы: песок и щебень разных фракций, стеновые и фундаментные блоки, пользующиеся спросом на местном рынке строительных материалов. Компания построила бетонный завод и производит бетонные растворы и готовые изделия, такие как ФБС-блоки, балки, плиты и т.д.
В Павлодарской области ERG Recycling реализует шлак алюминиевого производства, углеродосодержащие отходы, бокситовые шламы, железосодержащие отходы, микрокренозем, отсевы известняка и инертные материалы, бывшую в употреблении огнеупорную футеровку печей, а также другие промышленные отходы предприятий АО «ЕЭК», АО «Алюминий Казахстана» и АО «Казахстанский электролизный завод».
У компании ERG Recycling большие планы по расширению своей деятельности по переработке отходов в Казахстане [21]. На базе ТНК «Казхром» планируется запуск нового цеха по брикетированию шламов и других мелкодисперсных отходов металлургического производства. Кроме того, планируется производство шлакоблоков для собственных нужд Евразийской Группы и внешней реализации. Также на АЗФ в 2020 г. запускается проект, на котором будет использована технология сухой сепарации шлаков, с годовым планом по переработке 200 тыс. т стабилизированного шлака и выпуском концентратов с высоким содержанием хрома.
На Аксуском заводе ферросплавов АО «ТНК «Казхром» стартовало строительство фабрики по обогащению мелких шлаков, которая позволит перерабатывать 750 тыс. т шлака в год и производить из него более 70 тыс. т концентрата с высоким содержанием металла [22].
На Донском ГОКе ежегодно образуется порядка 900 тыс. т шламовых хвостов обогащения, а общий объем уже скопившихся шламов достиг 14,5 млн т. Они содержат значительные запасы оксида хрома. ERG в августе 2023 г. ввела в строй фабрику «ERG Green»
ESG.
[20].
для их переработки [23]. Фабрика является первым этапом масштабной программы переработки шламов, благодаря которой будет значительно сокращен объем ранее складированных отходов. Это позволит повысить объем производства хромового концентрата, а также сократить воздействие шламовых хвостов предприятия на окружающую среду.
В планах компании ERG Recycling использование уникальной полимерной технологии в АО «ЕЭК» для производства строительных материалов из золы уноса Аксуской электростанции и полимеров из использованной пластиковой тары. Технология позволит получать уникальный золополимерный продукт, который можно реализовывать и в качестве сырья и изготавливать из него черепицу для крыш, садовые скамейки, люки, различные утеплители для труб и многое другое.
Специалисты ERG Recycling продолжают изучать дополнительные высокотехнологичные возможности и продолжат инженерные разработки для производства и реализации новых видов продукции из отходов, включая: цемент и минеральные порошки из шлаков феррохрома; редкоземельные металлы из золошлакоотвалов; удобрения и сорбенты из выветрелого угля, а также редкоземельные металлы из золы уноса; строительные материалы и другое [22].
Таким образом, компания ERG Recycling в полной мере реализует комплексный подход к управлению отходами, направленный не только на эффективную переработку, но и на монетизацию промышленных отходов. За счет снижения объемов образования промышленных отходов увеличивается маржинальность бизнеса, снижается себестоимость продукции контрагентов, снижаются экологические риски, что и является залогом устойчивого развития предприятий Евразийской Группы [18].
Проводимыми собственными исследованиями также было установлено, что наибольшей ресурсной ценностью и наибольшим потенциалом утилизации в рамках производственного рециклинга на сегодняшний день обладают металлсодержащие отходы - шлаки и пыли аспирационных систем предприятий черной и цветной металлургии [2, 4, 13, 14, 24, 25]. Комплексная переработка шлаков обеспечивает получение минимум двух видов продукции -возвратного продукта для металлургического передела в виде железного скрапа, легирующих добавок, медного концентрата, и попутно получаемых продуктов в виде шлакового щебня, строительного песка и абразивных порошков. Анализ априорной информации и собственные проводимые исследования показали, что эффективность извлечения скрапа и корольков металла из шлаков черной и цветной металлургии непосредственно зависит от способа их дезинтеграции. Выбор дробильно-размольного оборудования при переработке техногенного сырья становится критически важным как с точки зрения обеспечения рационального гранулометрического состава материала, так и с точки зрения снижения материальных и энергетических затрат на дезинтеграцию.
В последние годы исследования техногенных объектов активно развиваются виртуальные модели разрушения материала в аппаратах дробления и измельчения, вводится понятие цифровых аналогов. Цифровая обработка информации предоставляет большие вариативные возможности для развития и совершенствования технологических процессов дезинтеграции. Однако, для разработки цифровых аналогов объектов техногенного сырья, приближенных к реальным объектам, разработке моделей поведения частиц техногенного сырья под влиянием внешний нагрузок в аппаратах дезинтеграции, также потребуется осуществлять критериальную оценку структурных и физико-механических параметры шлаков. Одним из важнейших условий повышения качества цифровой модели является переход от уровня, разобщенный параметров к интегральному критерию, учитывающему взаимосвязь различных элементов оценочного комплекса и их иерархию. При этом под интегративным критерием понимается критерий, учитывающий взаимосвязи между элементами параметрами техногенного объекта ведущий к целостности исследования объекта.
При этом в процессе интеграционной оценки возрастает качество принимаемых решений и вырабатываются новые подходы к построению и адаптации технологических решений [26].
Увеличение доли различного по своим характеристикам техногенного сырья, вовлекаемого в переработку, партии которого могут быть соизмеримо меньше по количеству, чем руды текущей добычи, диктует потребность разработки моделей, позволяющих экспрессно, на основании небольшого набора легко определяемых характеристик сырья, осуществить выбор дробилки, обеспечивающей более селективное раскрытие при сопоставимых энергозатратах. Основой оценки техногенного сырья при принятии решения о его переработке являются критерии, которые определяются признаки на различных иерархических уровнях [26]. К таким признакам техногенного объекта относятся его химический и минеральный состав, структура и текстура, морфометрические параметры фаз техногенного сырья, характеристики твердости и плотности на макро (куски поступающие на дезинтеграцию) и микроуровнях (уровень раскрытия зерен минералов при обогащении). Согласно этим признакам, формируется оценка качества техногенного объекта, на соответствие предъявляемым требованиям - критериям. При этом критерии устанавливаются с одной стороны как наличие у техногенного объекта определенных признаков (наличие ценного компонента, наличие фаз способных к гидратации, наличие фаз способных проявлять вяжущие свойства и т.д.), а с другой стороны как воздействие наличие тех или иных признаков на поведение техногенного объекта в технологических операциях (морфометрические параметры зерен материала, плотность, твердость, гидрофобность и т.д.).
Характеристики сырья, предопределяющие закономерности дезинтеграции техногенных объектов могут быть сгруппированы в две группы: структурно-технологические и физико-механические. К структурно-технологическим параметрам техногенных объектов с позиции их влияния на селективность дезинтеграции фаз по геометрическим границам отнесены: раскристаллизованность сырья; наличие свободных зерен ценного компонента; размеры минеральных фаз ценного компонента; форма зерен минералов ценного компонента.
На данном этапе работ выполнена балльная оценка параметров шлаков черной и цветной металлургии и клинкера цинкового производства и определены значения интегративного критерия селективности дезинтеграции данных техногенных объектов в центробежно-ударных дробилках [26]. В качестве объекта исследований выбраны железо и медьсодержащие шлаки, характерные для групп шлаков различного генезиса. Изучены сталеплавильный шлак ОАО «ММК», медный шлак «Карабашмедь», никелевый шлак комбината «Североникель», медный шлак Балхашского медеплавильного завода, фракции некондиционных металлопродуктов, полученных при переработке шлаков АО «Уральская Сталь», лежалый клинкер вельцевания цинковых кеков Челябинского цинкового завода.
На основании фактически установленных нами особенностей раскрытия структурных элементов шлаков различного генезиса сформированы критерии оценки структурно-технологических параметров техногенных объектов, предопределяющие эффективность их дезинтеграции в центробежно-ударных дробилках по геометрической границе раздела фаз вмещающих пород и фаз ценного компонента: 1) наличие кусков ценного компонента крупностью более 10 мм; 2) наличие свободных зерен ценного компонента в кусках материала крупностью менее 10 мм; 3) наличие больше 50% свободных зерен ценного компонента, относящихся к одному узкому классу крупности с модулем шкалы d max /d min = 1,2; 4) свободные зерна ценного компонента имеют крупность более 0,1 мм; 5) зерна ценного компонента имеют четкую простую границу с вмещающими минералами; 6) свободные зерна ценного компонента имеют округлую форму.
К физико-механическим параметрам техногенных объектов отнесены: контрастность твердости контактирующих фаз; контрастность плотности фаз, содержащих ценный компонент; наличие дефектов на границе ценного компонента. Для изученных нами шлаков и клинкеров установлены границы значений данных параметров. Контрастность твердости контактирующих фаз, содержащих и не содержащих ценный компонент (Нц/Нм), от 0,15 до
2,5; контрастность плотности фаз, содержащих и не содержащих ценный компонент, от 1,2 до 3. Доказано наличие ослабленных структур на границе зерен ценного компонента [26].
Основной подход к интегративному критерию, объединяющему структурные, физико-механические и химические параметры шлаков, заключался в следующем: чем большему количеству критериев удовлетворяют параметры техногенного объекта, тем большее значение имеет интегративный критерий, и тем больше вероятность селективной дезинтеграции данного сырья в аппаратах центробежно-ударного действия и, следовательно, эффективность его переработки в целом. Поэтому для остальных критериев, кроме раскристаллизованности, приняты только две возможные балльные оценки - 1 и 0. В результате интегративный критерий может принимать значения от 0 до 15. На основании экспериментального изучения раскрытия минеральных фаз в процессе мелкого дробления на центробежно-ударном аппарате обоснованы и определены границы интервальной оценки при статистической обработке, характеризующие степень селективности дезинтеграции: 0-5 - неселективная дезинтеграция; 6-10 - дезинтеграция с низкой селективностью; 10-15 - селективная дезинтеграция.
По проведенной балльной оценке, по разработанному протоколу спрогнозировано, что дробление в аппаратах центробежно-ударного действия сталеплавильных шлаков ММК будет происходить селективно, поскольку значение интегративного критерия получено 12 баллов; для шлаков медной плавки завода «Карабашмедь» - дезинтеграция будет происходить с низкой степенью селективности (К=9); а для клинкера цинкового производства при раскрытии по ценному компоненту «железу» - возможна селективная дезинтеграция (К=10), в то время как по ценному компоненту «медь» раскрытие будет характеризоваться низкой степенью селективности при значении интегративного критерия только 7 баллов. Предварительные экспериментальные результаты подтверждают правильность выбора интерпретационных интервалов балльной оценки.
Все рассмотренные компании осознают ответственность за состояние окружающей среды и принимает меры по рациональному использованию природных ресурсов и обеспечению безопасности при обращении с отходами. Управление отходами производства становится неотъемлемым инструментом операционной деятельности крупных вертикально-интегрированных компаний, бережного отношения к окружающей среде и рационального использования ресурсов. Интегрированность и диверсифицированность производства -ключевые стратегические преимущества в сфере добычи и переработки минеральных ресурсов.
Пример Евразийской Группы ERG, которая выделила управление промышленными отходами всех своих производств в отдельный растущий бизнес, специализирующийся именно на комплексной переработке отходов, наглядно свидетельствует о том, что такая деятельность является коммерчески успешной, содействует устойчивому развитию самих компаний, улучшению экологической ситуации и качества жизни населения.
Российские металлургические холдинги сохраняют приверженность принципам устойчивого развития и даже в условиях неопределенности продолжают обеспечивать снижение воздействия на окружающую среду, эффективно использовать вторичные ресурсы, сохраняя интересы бизнеса не в ущерб экологии регионов присутствия. Корпоративная ответственность предприятий сосредоточена на том, чтобы системно вносить вклад в улучшение экологии пространства городов.
В стратегии устойчивого развития передовых предприятий металлургической отрасли также немаловажная роль отведена повторному использованию ресурсов. Разработанный авторами интегративный критерий оценки эффективности переработки сложноструктурного техногенного сырья позволяет оперативно, на основании небольшого набора легко определяемых параметров сырья, оптимизировать работу оборудования для дезинтеграции и технологических схем дробления к характеристикам техногенного сырья. На основании теоретического анализа и результатов многолетних исследований минералогических, структурно-текстурных особенностей и закономерностей дезинтеграции металлургических
отходов предложена система критериев балльной оценки. По разработанному протоколу наиболее экономически выгодно переработка сталеплавильные шлаки ОАО ММК. При переработке шлаков медной плавки завода «Карабашмедь» неизбежны потери ценного компонента введу низкой степенью селективности процессов дезинтеграции. Для клинкера цинкового производства рентабельность извлечения железа будет выше чем меди. Предварительные экспериментальные результаты подтверждают правильность выбора интерпретационных интервалов балльной оценки.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ:
1. Чантурия В.А., Шадрунова И.В., Горлова О.Е. Инновационные процессы глубокой и экологически безопасной переработки техногенного сырья в условиях новых экономических вызовов // Устойчивое развитие горных территорий. - 2021. - Т.13. -№2(48). - С. 224-237. DOI: 10.21177/1998-4502-2021-13-2-224-237
2. Развитие технологических инноваций глубокой и комплексной переработки техногенного сырья в условиях новых экономических вызовов / В. А. Чантурия, И. В. Шадрунова, О. Е. Горлова, Е. В. Колодежная // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. - 2020. - № 1. - С. 159-171. - DOI 10.46689/2218-5194-2020-1-1-159-171.
3. Курков А.В., Ануфриева С.И., Темнов А.В. Перспективы разработки и внедрения комплексных технологий переработки отходов недропользования // Устойчивое развитие горных территорий. - 2021. - Т.13. - №2(48). - С. 179-187. DOI: 10.21177/1998-4502-202113-2-179-187
4. Recovery of mining waste in the complex development of mineral resources / V. A. Chanturiya, I. V. Shadrunova, V. A. Zhilina [et al.]. - Москва : ООО "Издательство "Спутник+", 2019. -121 p. - ISBN 978-5-9973-5396-4.
5. Тарасов П.И., Хазин М.Л., Апакашев Р.А. Использование отходов горнодобывающей промышленности Урала // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2021. -N1. - С.21-31. DOI: 10.25018/0236-1493-2021-1-0-21-31
6. Мочалова Л.А., Соколова О.Г. Environmental management of mineral resource complex enterprises in the implementation of the circular economy concept // Известия вузов. Горный журнал. - 2020. - N6. - С.75-86. DOI: 10.21440/0536-1028-2020-6-75-86
7. Маслобоев В.А., Макаров Д.В., Ключникова Е.М. Устойчивое развитие горнопромышленного комплекса Мурманской области: минимизация техногенных воздействий на окружающую среду // Устойчивое развитие горных территорий. - 2021. -Т.13. - №2(48). - С. 188-200. DOI: 10.21177/1998-4502-2021-13-2-188-200
8. Nevskaya M.A., Seleznev S.G., Masloboev V.A., Klyuchnikova E.M., Makarov D.V. Environmental and business challenges presented by mining and mineral processing waste in the Russian Federation // Minerals. - 2019. - V. 9. - 445. doi:10.3390/min9070445
9. Kuldeev E.I., Nurpeisova M.B., Bek А.А., Ashimova А.А. Prospects for technogenic waste processing for production of construction materials // Горный журнал Казахстана. - 2023. -№4. - С. 57 - 63. doi.org/10.48498/minmag.2023.2016.4.001/
10. Medvedieva O.O., Yakubenko L.V., Kopach P.I., Lubinsky R.S. Integrated use of natural resources in the process of exploitation of steely dipping mineral deposits // Горный журнал Казахстана. - 2024. - №1. - С. 34 - 42. doi.org/10.48498/minmag.2024.225.1.004
11. Laurence D. Establishing a sustainable mining operation: an overview // Journal of Cleaner Production. - 2011. - V. 19. - P. 278-284.
12. Tayebi-Khorami M., Edraki M., Corder G., Golev A. Re-thinking mining waste through an integrative approach led by circular economy aspirations // Minerals. - 2019. - V. 9. - Р. 286. doi:10.3390/min9050286
13. Горлова О. Е., Орехова Н. Н. Решение критических задач ресурсообеспечения как ответ на вызовы современного этапа глобального развития // Современные достижения
университетских научных школ: Сборник докладов национальной научной школы-конференции, Магнитогорск, 23-24 ноября 2023 года. Том Выпуск 8. - Магнитогорск: Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, 2023. - С. 196-205.
14. Интенсификация флотационного обогащения медеплавильных шлаков при ударном способе их дробления / О. Е. Горлова, О. М. Синянская, Т. Ш. Тусупбекова, Е. В. Колодежная // Цветные металлы. - 2023. - № 1. - С. 7-16. - DOI 10.17580/tsm.2023.01.01.
15. ESG-трансформации в сфере переработки техногенного минерального сырья / И. В. Шадрунова, Е. В. Зелинская, Н. Н. Орехова [и др.] // Горная промышленность. - 2023. - № 1. - С. 71-78. DOI 10.30686/1609-9192-2023-1-71-78
16. ПАО «Северсталь»: Отчет об устойчивом развитии в 2022 году URL: https://severstal.com/upload/iblock/ce6/435fiodtc2supz33n6m8x7oanxs98w37/Severstal Sustai nability Report 2022.pdf (дата обращения 13.02.2024)
17. Годовой отчет ПАО «ГМК «Норильский никель» за 2022 год URL: https://ar2022.nornickel.rU/sustainable-development/ecology-climate-change#wastes (дата обращения 13.02.2024)
18. Переработка промышленных отходов: тренды и новые возможности URL: https://kapital.kz/economic/91442/pererabotka-promyshlennykh-otkhodov-trendy-i-novyye-vozmozhnosti.html?ysclid=lsox3kn5qt428074053 (дата обращения 14.02.2024)
19. Компания ERG стремится минимизировать отходы горно-металлургического производства URL: https://www.kommersant.ru/doc/4816157?ysclid=lsoxa8xrul139499262 (дата обращения 14.02.2024)
20. Зеленая металлургия: как ERG Group инвестирует в устойчивое будущее Казахстана URL: https://qazaqgeography.kz/ru/zelenaya-metallurgiya-kak-erg-group-investiruet-v-ustoychivoe-budushchee-kazahstana-1781957 (дата обращения 14.02.2024)
21. ERG станет более экологичной // Горно-металлургическая промышленность. 2022. №3-4. URL: https://www.gmprom.kz/ecology/erg-stanet-bolee-ekologichnoj/ (дата обращения 15.02.2024)
22. Начала работу компания по переработке промышленных отходов URL: https://metalmininginfo.kz/archives/7308 (дата обращения 15.02.2024)
23. Самая современная обогатительная фабрика в мире строится в Хромтау // Глобус: геология и бизнес https://www.vnedra.ru/glavnaya-tema/samaya-sovremennaya-obogatitelnaya-fabrika-v-mire-stroitsya-v-hromtau-16824/ (дата обращения 15.02.2024)
24. Determination of criterion for selectivity of disintegration of technogenic raw materials for environmentally oriented processing / E. V. Kolodezhnaya, O. E. Gorlova, N. N. Orehova [et al.] // IOP conference series: earth and environmental science : International Russian Conference on Ecology and Environmental Engineering (RusEcoCon 2022), Sochi, 16-20 мая 2022 года. Vol. 1061. - Sochi: IOP Publishing, 2022. - P. 012040. - DOI 10.1088/17551315/1061/1/012040
25. Технологические решения вовлечения шламов очистных сооружений горнометаллургических предприятий в рециклинг / О.Е. Горлова, Н.Н. Орехова, Т.Н. Захарова, В.С. Лебедев // Недропользование и транспортные системы. - 2022. - Т. 12. -№ 2. -С. 4652.
26. Обоснование интегративного критерия для прогноза возможности селективной дезинтеграции техногенного сложноструктурного сырья / О.Е. Горлова, Н.Н. Орехова, Е.В. Колодежная, М.С. Колкова, И.В. Глаголева // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. - 2023. - Т. 21. - №3. - С. 15-26. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2023-21-3-15-26.
