Научная статья на тему 'Проблемы и пути утилизации фосфогипса с разработкой эффективных технологий и новых стройматериалов с соответствующими потребительскими характеристиками'

Проблемы и пути утилизации фосфогипса с разработкой эффективных технологий и новых стройматериалов с соответствующими потребительскими характеристиками Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
693
380
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Гончаров Валерий Михайлович, Скориков Савва Викторович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Проблемы и пути утилизации фосфогипса с разработкой эффективных технологий и новых стройматериалов с соответствующими потребительскими характеристиками»

где Нп - количество повторяющихся несоответствий за отчетный период; Н - общее количество выявленных несоответствий за отчетный период.

2. Оценка результативности предупреждающих действий:

Япд = 1 - Пн/П, (21)

где Пн - количество не выполненных предупреждающих мероприятий за отчетный период; П - общее количество предупреждающих мероприятий за отчетный период.

3. Комплексный коэффициент результативности процедуры:

Якпд = 0,5Якд+0,5Явд. (22)

Процедура внутренний аудит 1. Коэффициент качества проведения аудита

Ява = Нва/Н, (23)

где Нва - количество несоответствий выявленных по результатам внутреннего аудита за отчетный период; Н - общее количество несоответствий выявленных в организации за отчетный период. Комплексный показатель результативности работ лаборатории в условиях функционирования СМК:

R = 0,1Rnn + 0,1Rb3 + 0,1Ry3 + 0,1RW + 0,ЖкВД + 0,15Ryn + 0,15Ryp + 0,2Rhdh. (24)

Предлагаемый вариант разработки и внедрения СМК в специфических условиях работы лаборатории позволяет обеспечить эффективное сопровождение системы после ее внедрения, проводить предметный мониторинг СМК по отдельным направлениям деятельности и оценивать результативность работы организации в целом.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Качанов В.А. Системы менеджмента на основе ISO 9001:2008, ISO 14001:2004, OHSAS 18001:2007 и ILO - OSH 2001. М.: Издат, 2009. - 688 с.

2. ГОСТ ИСО/МЭК 17025:2009. Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий. Минск: МГС, 2009. - 62 с.

3. ГОСТ Р ИСО 9000-2005. Система менеджмента качества. Основные положения и словарь. М.: Издательство стандартов, 2005. - 19 с.

4. ГОСТ Р ИСО 9001-2008. Система менеджмента качества. Требования. М.: Издательство стандартов. 2008. - 21с.

ПРОБЛЕМЫ И ПУТИ УТИЛИЗАЦИИ ФОСФОГИПСА С РАЗРАБОТКОЙ ЭФФЕКТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И НОВЫХ СТРОЙМАТЕРИАЛОВ С СООТВЕТСТВУЮЩИМИ ПОТРЕБИТЕЛЬСКИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ

Гончаров Валерий Михайлович

Канд. тех. наук, доцент кафедры технологии машиностроения и технологического оборудования, г. Ставрополь

Скориков Савва Викторович Канд. тех. наук, доцент кафедры строительства, г. Ставрополь

Для всех производителей фосфорсодержащих минеральных удобрений, актуальной является проблема обращения с крупнотоннажным сульфатным отходом производства - фосфогипсом.

Фосфогипс является экологически вредным отходом производство минеральных удобрений и фосфорной кислоты, который отправляется в отвалы. При переработке 1 тонны исходного сырья образуется до 1,6 тонн фосфогипса. Мировой годовой выход фосфогипса в год составляет более 150 млн.тонн. В России годовой выход достигает ~ 14 млн.тонн. На отдельных российских предприятиях выход фосфогипса составляет ~ 4 млн. тонн в год.) В России в отвалах накопилось более 300 млн.тн. По данным ООН в мире перерабатывается до 4% фосфогипса.

Имеющийся отечественный и зарубежный опыт определил следующие возможные направления использования фосфогипса:

В промышленности строительных материалов: производство практически всех типов гипсовых вяжущих (строительный р-гипс, высокопрочные автоклавные вяжущие, высокопрочные ангидритовые вяжущие и др.); производство тампонажного цемента.

В цементной промышленности: в качестве минерализатора в процессе обжига сырьевой смеси; в качестве регулятора срока схватывания цемента.

В сельском хозяйстве: мелиорация солонцовых почв; мелиорация кислых почв в смеси с известковыми материалами. В автодорожном строительстве: для строительства оснований автомобильных дорог. В химической

промышленности: для производства серной кислоты с попутным получением цемента или извести; для производства удобрений и солей (сульфат аммония, мел) [1-5].

В настоящее время в большинстве зарубежных стран и в России в силу сложившихся производственно-экономических условий переработка фосфогипса не рентабельна и он практически весь направляется на хранение на специально спроектированные объекты размещения.

Негативное влияние отвалов фосфогипса на окружающую среду проявляется в загрязнении атмосферного воздуха, подземных и поверхностных вод, почвенно-рас-тительного покрова вредными веществами в результате пыления и размывания их атмосферными водами. Так при сухом складировании (без предварительной нейтрализации) в газовую фазу выделяется в среднем 0,1 % фтора в перерасчете на сухое вещество, содержавшегося в фосфо-гипсе. В пыли, поднимающейся над отвалами содержится в среднем до 10 г фтора на 1 тн. фосфогипса (радиус распространения пыли до 1, 5 км.). Примерно 10 % фтора вымывается осадками [1].

Проблема утилизации фосфогипса носит сложный и комплексный характер и требует знаний стыке наук: химии неорганических материалов, химии и технологии вы-скомолекулярных и полимерных материалов, стройматериалов и изделий, экологии и охране окружающей среды.

Проблемы использования фосфогипса становятся все более актуальными по многим причинам: длительное время проблеме утилизации фосфогипса не уделялось должного внимания, что привело к образованию огромных запасов лежалого фосфогипса; транспортирование

фосфогипса в отвалы и его хранение в них связаны с большими капитальными вложениями и эксплуатационными затратами; для создания отвалов фосфогипса приходится отчуждать большие площади земель, ресурсы которых к настоящему времени исчерпаны; хранение фосфогипса в старых отвалах, даже при правильной эксплуатации отвала, наносит вред окружающей среде.

При сухом складировании фосфогипса (без предварительной нейтрализации) в газовую фазу выделяется в среднем 10 г фтора на 1 т фосфогипса; примерно 10% фтора вымывается атмосферными осадками.

Одним из основных свойств, определяющих возможность широкого использования фосфогипса, является уровень его радиоактивности. Для большинства зарубежных стран данный параметр является определяющим, т.к. получаемый в этих странах фосфогипс запрещен к использованию из-за превышения допустимого уровня радиоактивности. По этой причине в США практически весь фос-фогипс (более 30 млн. тонн в год) направляется в отвалы на длительное хранение. В России данной проблемы не существует. Фосфогипс, получаемый при переработке отечественного сырья (апатитовый концентрат), не имеет ограничений в использовании по уровню радиоактивности.

В настоящее время в большинстве зарубежных стран и в России в силу сложившихся производственно-экономических условий переработка фосфогипса не рентабельна и он практически весь направляется на хранение на специально спроектированные объекты размещения. Фосфогипс относится к отходам IV кл. опасности и должно платить 248,4 руб. за тн. хранения в отвалах (согласно постановления правительства РФ от 12.06.2003г. № 344 и от 01.07.2005г. № 410.).. В большинстве западных стран фосфогипс хранится в подземных шахтах (предприятия оплачиваю от 15 до 30 евро за тонну в год). [1]. ОАО «Минерально-химическая компания «ЕвроХим» до 2015 г. планирует инвестировать 32 млн. долларов в природоохранную деятельность завода «Фосфорит» в Ленинградской области.

Недостатком всех способов утилизации и переработки фосфогипса связан с предварительными технологическими процессами (сушка, нейтрализация, выпаривание, измельчение, термообработка, кислотная или щелочная обработка и др.), которые требуют не только значительных технических, технологических и финансовых затрат, но и создают новые экологические проблемы по охране окружающей среды.

В этой связи проблема переработки фосфогипса остается актуальной до сих пор. Наряду с этим немаловажной проблемой является высокое потребление энергетических ресурсов на отопление зданий различного назначения. Энергопотребление зданий составляет около 43% от всей вырабатываемой тепловой энергии, из которой 90% идет на отопление. Затраты на отопление в нашей стране в 2-2,5 раза выше чем в западноевропейских странах. Огромное количество тепловой энергии, ежегодно поставляемой на обогрев зданий различного назначения, расходуется на теплопотери, т.е. по сути, на отопление улицы, что наносит не только значительный экономический урон, но и внушительный экологический ущерб.

Одним из перспективных направлений переработки фосфогипса является разработка новых теплоизоляционных материалов и эффективных энергосберегающих технологий на основе реакционно-способных олигомеров. Использование теплоизоляционных материалов ряд существенных преимуществ: низкий коэффициент теплопроводности обеспечивает многократное снижение теплопо-терь в 10- 20 раз по сравнению с минеральноватной изоляцией; теплопровод, проложенный в канале изолированный минеральной ватой теряет в первый год до 20% тепла, а последующее годы до 70%; низкое влаго-водопо-глощение при эксплуатации, которое не превышает 2-5%; сохранение тепловой энергии в широком диапазоне температур 100-150 С; высокая долговечность (до 50 лет) при неизменных теплоизоляционных характеристиках, не подвергается разложению и гниению; высокая адгезионная прочность; высокое звукопоглащение.

Строительство требует значительных затрат материальных ресурсов. Вопросы экологии, ресурсосбережения и энергосбережения, в настоящее время выходят на первый план. В промышленности строительных материалов они особенно актуальны. Непрерывно возрастающая потребность в различных вяжущих и заполнителях для бетонов и растворов многократно обостряет актуальность этих вопросов и требует новых подходов в их разрешении. Для решения этих задач необходимо более полное и комплексное использование таких резервов минерального сырья, к которым относятся различные отходы промышленности. Современный опыт промышленности строительных материалов показывает технико-экономическую целесообразность использования техногенных отходов предприятий различных отраслей [2-4]. При этом к традиционным проблемам строительного материаловедения добавляются не менее важные вопросы, связанные со снижением энергоемкости производств, решением вопросов экологии и некоторых других [5].

Таблица 1

Сравнительные характеристики различных теплоизоляционных материалов

Материал Срок эксплуатации,лет Коэффициент тепло-проводности Вт/моК Плотность Сравнитель-ная толщина, см

Пенополиуретан 25-50 0,022-0,035 25-70 4,1

Пенофенолопласт 40-50 0,034-0,038 37-120 4,5

Пенополистирол 15 0,043-0,064 15-35 -

Минеральвая вата 5 0,056 100 8,4

Дерево - 0,18 500 27

Пенобетон 10 0,153 350-500 34

Силикатный кирпич - 0,64 1500 96

Предлагаемый способ утилизации экологически экологической обстановки среды обитания человека; вредных отходов производства минеральных удобрений и повышения охраны окружающей среды; снижение тепло-фосфорной кислоты предназначен: для улучшения и энергозатрат при внутренней отделки стен зданий,

сооружений, устройства кровли, теплотрасс, трубопроводов, в авиационной,автомобильной промышленности и т.д. снижение стоимости строительных работ за счет уменьшения толщины стеновых конструкций и применения отопления меньшей мощности; снижение трудоемкости и трудозатрат при ремонте кровли зданий и сооружений без снятия старого покрытия с одновременным повышением его надежности и долговечности.

Существенными отличиями предлагаемого способа утилизации экологически вредных отходов производства минеральных удобрений и фосфорной кислоты являются: разработка технологии утилизации фосфогипса без дополнительной предварительной его обработки (сушки, обезвоживания, дробления, измельчения, кислотной или щелочной обработки и др.); создание условий образования в процессе поликонденсации тепло-звукоизоляционных пороматериалов новых взаимопроникающих структур между наполнителем и полимерной смолой; использование фосфогипса в качестве активного наполнителя в различных тепло-звукоизоляционных строительных пеноматериалов; разработка новых тепло-звукоизоляционных пороматериалов с соответствующими прочностными, теплофизическими, экологическими, потребительскими свойствами, высокой стойкостью к горению и влагопоглощению; разработка непрерывной технологии утилизации фосфогипса с изготовлением профильных длинномерных изделий; разработка технологии проведения теплоизоляционных работ заливочным методом по месту их проведения; разработка технологии строительных материалов в виде блоков и плит.

«Ноу-хау» предлагаемого способа заключается в том, что в нем заложен принцип «токсичное утилизируется с токсичным». Предлагается процесс поликонденсации тепло-звукоизоляционных пороматериалов, содержащих вяжущее на основе водорастворимых фенолформаль-дегидных полимеров проводить совместно с экологически опасным промышленным отходом (фосфогипсом).

Технико-экономическая эффективность от реализации способа утилизация экологически опасных отходов производства минеральных удобрений (фосфогипса) с разработкой эффективных технологий и новых стройматериалов с соответствующими потребительскими характеристиками имеет комплексный характер:

У производителя снижения экологического налога: организация безотходной технологии; снижение

затрат по охране окружающей среды; снижение себестоимости минеральных удобрений.

У изготовителя: тепло-звукоизоляционных поро-материалов: снижение себестоимости тепло-звукоизоляционных пороматериалов в зависимости от содержания фосфогипса; изготовление экологически чистых тепло-звукоизоляционных пороматериалов; снижение энергоемкости технологии производства тепло-звукоизоляционных пороматериалов; повышение производительности труда 2-3 раза; снижение отходов производства в 3-4 раза.

У потребителя: снижение тепло-энергопотерь на эксплуатацию зданий, сооружений, трубопроводов, теплотрасс, вентеляционных воздуховодов и т.д; использование экологически чистых тепло-звукоизоляционных пороматериалов; снижение материалоемкости энергоемкости и трудоемкости проведения строительных работ; увеличением сроков службы; улучшением условий проживания и комфортабельностью.

В научно-исследовательском центре «Надежности и прочности материалов» Северо-Кавказского федерального университета разработаны опытные образцы строительных материалов на основе фосфогипса (пенопласт, газобетон, смесь для производства кирпича, перекрытий и т.д. По пенопласту на основе фосфогипса получено решение о выдаче патента на изобретение (Заявка № 2013112230/05 (018177) от 01.08.2014г.)

Работы в этом направлении продолжаются.

Список литературы:

1. Ахметов А.С., Дмитриева Н.В. Применение фосфо-гипса в дорожном строительстве // Технология минеральных удобрений. Ленинград, 1992. - с. 113115.

2. Баженов Ю.М., Шубейкин П.Ф., Дворник Л.И. Применение промышленных отходов в производстве строительных материалов. М.: Стройиздат, 1986. -54 с.

3. Воробьев Х.С. Состояние и перспективы использования вторичных продуктов и отходов промышленности в производстве строительных материалов // Строительные материалы, 1985. - № 10. с. 6-7.

4. Гордашевский П.Ф., Долгарев Л.В. Производство гипсовых вяжущих материалов из гипсосодержа-щих отходов. М.: Стройиздат, 1987. - 105 с.

5. Кержнер А.М Аналитический вестник Совета Федерации ФС РФ№ 8 (353) 2008 г.)

ВЛИЯНИЕ ВИБРАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ В ПРОЦЕССЕ ДУГОВОЙ СВАРКИ НА ЕГО СЛУЖЕБНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Гришанова Василиса Федоровна

Студент, Уфимский государственный нефтяной технический университет, г.Уфа Соавторы: Файрушин А.М., Хафизова О.Ф., Латыпов А.А.

Основными задачами современного машиностроительного комплекса в целом, и нефтегазового машиностроения в частности является повышение работоспособности оборудования при одновременной экономии материальных, энергетических и трудовых ресурсов.

На сегодняшний день с помощью сварки изготавливается и производится монтаж большей часть всех конструкций, применяемых в нефтегазовой отрасли. Это объясняется невозможностью или высокой стоимостью

получения этих конструкций при помощи других технологических процессов. Однако, совокупность механических и других свойств сварных соединений редко достигает 80...90% свойств основного металла. Сварное соединение, как правило, является концентратором напряжений, местом расположения различных дефектов и нежелательных структурных изменений. Основным методом по улучшению качества сварных соединений является применение различных типов операций термической об-

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.