2002.01.23 Пелипенко С.А. Проблемы получения вторичного сырья

УДК 552.57.622.7-17.004.82(042)
Проблемы получения вторичного сырья из углей и отходов угледобычи и углеобогащения
Пелипенко С.А., Назаренко А.М., Руев И.С.
Донецкое государственное региональное геологическое предприятие «Донецкгеология»
Проблемы и направления развития минерально-сырьевой базы, восстановления
природных ресурсов, рационального природопользования и ресурсосбережения, охраны
окружающей среды, экологической безопасности, поведения с отходами в техногеннонапряженных регионах закреплены рядом законодательных актов Украины, Указами
Президента Украины, Постановлениями Кабинета Министров, нашли свое отражение
в Государственных и областных программах.
Угли Донецкого бассейна, наряду с их традиционным направлением использования,
являются стабильным и долговременным источником получения Ga и Ge.
Так по состоянию на 01.01.2001 г. на площади Юго-западного и Западного Донбасса
в угле по 129 участкам и шахтным полям запасы Ge оценены в коксующемся угле в объеме
24 600 тонн; в энергетическом – 14 200 тонн. Из этих запасов около 30% содержится
в отрабатываемых действующими предприятиями запасах угля (Ge в коксующихся углях около 8 000 т; в энергетических углях – 4 400 т).
Учитывая прогнозируемый рост спроса на Ge в Европе и в мире для использования его
в электронной промышленности, а также необходимость комплексного и рационального
использования природных ресурсов считаем целесообразным организацию попутного
извлечения Ga и Ge из углей Донбасса.
Коксующиеся угли с 1957 г. являлись стабильным источником Ge до момента
ликвидации установок по его извлечению на коксохимических заводах Украины. В отдельные
годы в СССР объемы извлечения Ge достигали 10 т.
Современные
объемы
переработки
коксующегося
угля,
при
условии
совершенствования технологии извлечения Ge в количестве ≥10% от ресурсов в угле, позволят
ежегодно получать до 10 т Ge-концентрата.
Другим источником получения Ga и Ge является энергетический уголь Донбасса.
Исследовательскими роботами по сжиганию высоко-Ge-носных углей марок «Д» и «Г»
Донецкого бассейна на отдельных ТЭС, проведенными в 1960-70 г.г., доказана
рентабельность производства, возможность получения зол с содержаниями Ga и Ge,
значительно превышающими уровень содержания в сырье, ранее поставляемого на заводы
Украины с Сахалина. Уровень извлечения Ge от его ресурсов в угле может составить до 50%.
При организации селективной разработки наиболее высоко-Ge-носных частей
угольного пласта с дальнейшей переработкой этого угля можно получить еще более высокоGe-носные зольные уносы.
При полном использовании годового объема добычи энергетического угля можно
получать ежегодно до 12 т Ge.
Для организации извлечения Ga и Ge необходимо:
а) разработать ТСЦА комплекса по извлечения по линии «шахта → УОФ → (КХП/ТЭС)»
б) привлечь инвестиционные средства для технологической реконструкции
действующих предприятий.
Проблема чрезмерного накопления в пределах Донецкой области разнообразных
отходов промышленности и необходимость их утилизации в последние годы становится все
более актуальной. В масштабе Украины область ежегодно обеспечивает образование около
50% отходов угледобычи и углеобогащения, ≥40% металлургических шлаков, ≥30% ЗШМ ТЭС.
2002 УДК 552.57.622.7-17.004.82(042)
Проблемы получения вторичного сырья из углей и отходов угледобычи и углеобогащения
Пелипенко С.А., Назаренко А.М., Руев И.С. Донецкое государственное региональное геологическое предприятие «Донецкгеология»
На территории области сосредоточено около 4 млрд. тонн промышленных отходов
при ежегодном объеме их образования 40-50 млн. т. По сравнению с 1999 г. в 2000 г. объемы
образования промышленных отходов в области увеличились на 8% и составили 52 млн. т.
Утилизируется в области около 20-23% годового выхода промышленных отходов.
В тоже время промышленные отходы во многих случаях представляют интерес для
их использования в различных отраслях промышленности.
По результатам ранее проведенных специалистами ГРГП «Донецкгеология» была
установлена возможность использования отходов угледобычи и углеобогащения в качестве
сырья для строительной промышленности.
Отходы угледобычи в основном пригодны для земляных строительных работ (обратная
закладка, планировка территории, насыпи), реже – как сырье для производства
керамического гравия, керамических стеновых материалов, удобрения, добавки к глинистому
сырью, производства кирпича, строительного щебня, керамзита, аглопорита, бутового камня,
производства цемента, дренажных труб.
Отходы 35 УОФ были рекомендованы для использования в различных целях: основное
сырье для производства стеновых материалов, для производства аглопоритового щебня
и песка, кирпича, дренажных труб, топливно-технологической добавки в глиноземное сырье,
удобрения в сельском хозяйстве, профилактического заиливания.
Слабо изучена на сегодняшний день возможность их использования в топливной
и коксохимической промышленности для получения коксующегося и энергетического угля.
По результатам многолетних работ установлено, что наиболее перспективными
объектами в настоящее время с позиции их промышленной переработки и народнохозяйственного значения являются шламы угольных шахт и УОФ.
Это является особенно актуально в настоящее время в связи с необходимостью
восполнения снизившегося уровня угледобычи за счет закрытия ряда угольных шахт.
На территории области расположено более 100 шламо- и ило-накопителей, в которых
сосредоточено более 60 млн. м3 отходов, под которые занято около 1500 га преимущественно
плодородных земель. Из отмеченного объема отходы обогащения коксующихся углей
составляют 40 млн. м3, или 67%.
В последние 2-3 года к этим объектам проявлен большой интерес со стороны
многочисленных организаций различных форм собственности с целью организации
отработки, переработки и реализации накопленных шламов, причем, в большинстве случаев,
за счет внебюджетных источников финансирования.
Однако следует отметить, что в большинстве случаев их отработка осуществляется
без разработки технических условий на продукцию и с нарушением экологической
безопасности, не учитывается необходимость комплексного и рационального использования
ресурсов.
Опыт разработки шламо-накопителей с использованием современных методов
обогащения указывает на возможность получения угольных концентратов зольностью
Ad=10-30% при их выходе γ=30-40% от перерабатываемого сырья. Значения основных
оценочных показателей (мощность и зольность) в толщах шламо-накопителей варьирует
в значительных пределах (мощность h=1-20 м, Ad=30(35)-80(90)%).
Работами специалистов ГРГП «Донецкгеология» установлены значительные колебания
качественных показателей как по площади и в разрезе накопителей, так и во времени. Толща
шламо-накопителя может включать линзообразные угольные тела зольностью Ad=30-40% при
средневзвешенном значении Ad=50-70%.
2
2002 УДК 552.57.622.7-17.004.82(042)
Проблемы получения вторичного сырья из углей и отходов угледобычи и углеобогащения
Пелипенко С.А., Назаренко А.М., Руев И.С. Донецкое государственное региональное геологическое предприятие «Донецкгеология»
Кроме этого по площади отдельных накопителей установлено закономерное
изменение фракционного состава шлама. Все это, наряду с установленным ухудшением
пластометрических показателей угля при его длительном хранении в шламо-накопителях,
в конечном итоге влияет на технико-экономические показатели работы предприятий,
занимающихся их отработкой.
Приведенные примеры свидетельствуют о необходимости всестороннего изучения
каждого конкретного объекта, взвешенного подхода к их переработке. В этой связи
проблемным вопросом является отсутствие кондиций на сырье для оценки запасов (ресурсов)
полезного ископаемого и последующей классификации объектов в качестве техногенных
месторождений.
Учитывая вышеизложенное, а также необходимость наиболее полного
и рационального использования указанного сырья, организацию государственного учета
и контроля за использованием техногенных месторождений, ГРГП «Донецкгеология»
поручено проведение специализированных работ, в ходе которых предполагается решить
большинство поднятых проблем.
Таким образом, учитывая состояние вопроса, наличие перспектив расширения
минерально-сырьевой базы, положительных результатов лабораторных исследований,
промышленных испытаний и работ, необходима активизация действия законодательных
актов в плане стимулирования организации указанного производства, финансирование на
должном уровне начальных работ, что повлечет в дальнейшем их постановку, в т. ч. и за счет
привлечения внебюджетных инвестиций.
3