|
| |
  |
Перейти на главную Журналы МАТЕРИАЛЫ ИЗ ОТХОДОВ ГОРНОРУДНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ И ПРОМЫШЛЕННОСТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ 6.1. Общая характеристика отходов в процессе добычи и переработки железных руд, руд цветных металлов, химического сырья, нерудных материалов получают побочные продукты двух типов: в виде вскрышных и других пустых пород, добываемых при ведении горных работ, и отходов горно-обогатительных комбинатов. Наибольшее количество попутно добываемых пород и отходов обогащения связано с добычей и переработкой железных руд. Только в Криворожском бассейне ежегодный выход попутно извлекаемых пород составляет около 50 млн м\ На железорудных предприятиях страны объем удаляемых пустых пород достигает 400 млн м в том числе скальных пород более 70%. Кроме того, отходы после обогащения руды составляют более 200 млн т. Рациональная область применения побочных продуктов горнодобывающих предприятий - это промышленность нерудных строительных материалов. Достигаемый экономический эффект обусловлен экономией капитальных вложений на производство нерудных материалов, сокращением объемов отвалов и затрат на транспортировку отходов, ликвидацией потерь в народном хозяйстве, связанных с отчуждением земельных угодий под отвалы и последующей их рекультивацией. Для производства нерудных строительных материалов пригодны: попутно добываемые породы, сухие и мокрые отходы обогащения при добыче и переработке железных руд, флюсов и огнеупоров, цветных металлов; высевки (отсевы) при производстве строительного щебня из изверженных, метаморфических и осадочных пород; попутно добываемые породы и отходы обогащения при производстве асбеста и другие. При добыче железных руд бурый железняк, содержащий 35-55% железа обычно в виде лимонита гРсзОз-ЗНгО, обогащают промыванием водой. Мелкие частицы песка удаляют с помощью специальных барабанов и отсадочных машин. Магнитный железняк содержит 50-72,5% железа в виде магнетита Рез04 Его обогащают электромагнитным способом в сепараторах. Если руда содержит крупные и средние вкрапления магнетита, то ее дробят до кусков диаметром 25-30 мм и подвергают сухой магнитной сепарации в специальных полых барабанах, вращающихся вокруг осей, с электромагнитами. Магнетит, притягиваясь к поверхности барабана, отделяется qt пустой породы. Магнитный железняк с мелкими вкраплениями измельчают до частиц диаметром около 3 мм и направляют на мокрую магнитную сепарацию, где «пустая» порода - «хвосты» - уносится струей воды. Побочными продуктами добычи железных руд являются кварцито-вые и близкие к ним породы, наличие которых в общем объеме разработок полезных ископаемых достигает 50%. Железистые кварциты преимущественно состоит из оксидов железа и кремнезема. Непригодные для обогащения железистые кварциты и другие скальные породы вывозятся в отвалы. Однако из них можно изготавливать крупный заполнитель для особо тяжелого бетона, а также балластный материал для железнодорожного строительства. Гранулометрический состав отвальных железистых кварцитов и других скальных пород колеблется в широких пределах. Истинная плотность их обычно составляет 2,8-4,6 г/см, средняя плотность - 2600-4100 кг/м водопоглощение - 0,2-8%, морозостойкость достигает 200 циклов. По химическому составу отходы горно-обогатительных комбинатов можно разделить на три группы (%): кварцевые (ЗЮз > 65), силикатные (SiOj < 65, Fe < 15) и железистые (Fe > 15). Отходы последней группы получают при обогащении железистых кварцитов низкой степени метаморфизма. Из-за высокой дисперсности и плотности, составляющей примерно 3000 кг/м их не рекомендуют как заполнитель бетона. Кварцевые отходы образуются при обогащении железистых кварцитов средних степеней метаморфизма, а силикатные - высоких. Отходы этих групп практически не содержат глинистых минералов и имеют форму зерен, отличную от шарообразной с шероховатой поверхностью. Обогащенные кварцевые «хвосты» имеют среднюю плотность 1550-1900 кг/м, модуль крупности их обычно равен 1,5-2. Значительная часть перерабатываемой горной породы направляется в отвалы в виде кварцево-железистых шламов. Эти отходы представляют собой тонкодисперсный порошок, содержащий 10-30% фракции крупнее 0,14 мм. В состав шламовых отходов предприятий, например Криворожского бассейна, входит 60-80% кварца и 13- 18 оксидов железа. В небольших количествах входят оксиды алюминия, кальция, щелочных металлов, марганца и др. По гранулометрическому составу шламы близки к днепровскому речному песку, отличаясь от него несколько более высокими значениями пустотнос-ти, истинной и средней плотности. Для использования шламов в бетонах эффективным является их фракционирование, осуществляемое с помощью гидравлических классификаторов. Работа таких классификаторов основана на различной скорости падения частиц разной массы в восходящем потоке воды. Попутными продуктами добычи и переработки многих полезных ископаемых являются породы, состоящие в основном из силикатов магния. К ним относятся разновидности серпентинов - антигориты, хризотилы и др. Наиболее значительный выход силикатов магния в виде отходов характерен для асбестовых обогатительных фабрик. При обогащении асбестосодержащих пород извлекается только около 8% сортового асбеста, а остальные 92% являются отходами. Наибольший интерес силикатно-магниевое сырье представляет для производства автоклавных материалов. Для производства строительных материалов из вскрышных пород ценность представляет карбонатное и глинистое сырье. При открытой разработке железорудных месторождений карбонатное сырье чаще представлено маломергелистыми меловыми породами с содержанием 90-99% СаСОз и мергелистыми породами, содержащими 64-85% СаСОз. Эти породы можно применять в производстве извести, цемента, минеральной ваты. Область применения глинистых вскрышных пород разнообразна. В зависимости от физических свойств, химико-минералогического и вещественного составов глинистое сырье пригодно для производства керамических изделий, аглопорита, керамзита, цементного клинкера. В табл. 6.1 приведены возможные направления утилизации вскрышных пород ряда горно-обогатительных комбинатов. Велик объем горных работ на рудниках и карьерах, где добываются нерудные и неметалл орудные материалы, сырье для цементной и известковой промышленности. Доля промышленности нерудных строительных материалов в общем объеме отходов горнодобывающих отраслей составляет 12-15%. При добыче облицовочного камня, переработке на щебень горных пород, производстве извести образуются отходы в виде отсевов, каменной муки, негабарита. Многообразие видов горных пород, их состава, технологических особенностей получения основных продуктов обусловливает и многообразие качественных характеристик отходов нерудных строительных материалов. Наиболее массовыми отходами являются отсевы (высевки), образуемые при производстве строительного щебня и представляющие собой песчано-щебеночную смесь с максимальной крупностью щебня 10 мм и содержанием примесей до 10-25%. При производстве щебня из изверженных пород объем отсевов достигает 25%, а из осадочных - 45% от объема перерабатываемой горной массы. По приблизительным оценкам в России объем ежегодно образующихся на 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 [ 97 ] 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 |
