Перспективи раціонального використання природних ресурсів

Безвідходні технології

Безвідходна технологія являє собою такий метод вироб­ництва продукції (процес, підприємство, група підприємств), при якому вся сировина й енергія використовуються найбільш раціонально й комплексно в циклі: «сировинні ресурси –вироб­ництво – споживання – вторинні ресурси» і впливи на навко­лишнє середовище не порушують його нормального стану.

Абсолютно безвідходне виробництво створити неможливо. Його не існує навіть у природі. Але людство має прямувати до мінімізації обсягів відходів, забезпечувати їхню комплексну переробку та безпечні для навколишнього середовища системи знешкодження або зберігання. Проміжними етапами до безвід­ходного виробництва є маловідходні технології.

Безвідходна модель виробництва є певною ідеальною конструкцією, але окремі виробництва вже успішно функціо­нують та впевнено почуваються на ринку (наприклад, переробка ніфелину на глиноземних заводах Росії та України). Однак забезпечення безвідходності (маловідходності) потребує додат­кових організаційних, економічних і технологічних заходів.

Зокрема, одне з кращих визначень запропоновано ще в 1984 р. Європейською економічною комісією ООН із мало­відходних технологій.

При вирішенні проблеми безвідходності виробництва слід мати на увазі дві сторони єдиного процесу. Перше – це най­більш раціональних видобуток та повне використання ресурсів і, як наслідок, зменшення утворення відходів. Друге – це розши­рення використання відходів, що утворюються. Ці шляхи не виключають, а взаємно доповнюють один одного.

При цьому мається на увазі можливість створення техноло­гічних систем, вплив яких на природу не буде перевищувати її відновлювального потенціалу.

В основі концепції безвідходних технологій лягли три основні положення, а саме:

1) створення максимально замкнених систем, організованих за аналогією з природними екосистемами;

2) раціональне використання всіх компонентів сировини;

3) неминучі впливи на навколишнє середовище не повинні порушувати його функціонування.

Безвідходне виробництво передбачає встановлення повного контролю над рухом матеріальних ресурсів на всіх стадіях: видобутку сировини, її виробничої переробки, споживання, ути­лізації відходів виробництва й споживання. Безвідходні техно­логії стають ефективними навіть у тих випадках, коли собівар­тість одержаної продукції стає більш високою. Проте необхідно, щоб перевитрати виробництва були меншими, ніж економія на зменшенні збитків від забруднення навколишнього середовища.

Комплексне використання сировини

Комплексне використання – це найбільш повне, економічно доцільне використання всіх корисних компонентів, що містяться в сировині, а також використання залишкових продуктів (у будівництві тощо). Майже всі види сировини мінерального й органічного походження містять ряд супутніх компонентів.

Нафта, вугілля, залізні й марганцеві руди, титанові, ртутні, калійні, нікелеві, уранові руди, первинні каоліни мають у своєму складі у відносно підвищених концентраціях цінні компоненти, а саме:

- нафта містить у своєму складі деякі кольорові метали, перш за все ванадій і нікель;

- вугілля Донбасу характеризується високим вмістом германію, ртуті, молібдену, миш’яку, меншою мірою – рідкіс­ноземельних металів, літію, рубідію, цезію та деяких інших;

- залізні руди містять германій, скандій, ванадій, золото, срібло, а також вісмут, стронцій, нікель, титан, уран;

- ртутні руди – сурму, золото, срібло;

- марганцеві руди – ітрій, рубідій, стронцій, свинець, цинк;

- каоліни – рідкісноземельні елементи.

Повнота вилучення цінних компонентів залежить від суспіль­ної потреби в них та рівня розвитку техніки й технології, що дозволяють їх отримувати економічно виправданим шляхом.

У гірничодобувній та переробній промисловості повна й комплексна розробка родовищ та використання сировини перед­бачає підвищення коефіцієнту вилучення запасів корисних копа­лин із надр, використання розкривних і супутніх порід, продук­тів збагачення, застосування більш глибинних методів перероб­ки з метою більшого виходу готового продукту (концентрату) та вилучення всіх супутніх компонентів.

У лісовій і деревообробній промисловості комплексне вико­ристання сировини передбачає максимальний вихід продукції з кожного м³ деревини, використання таких продуктів лісозаго­тівлі й деревообробки, як зменшення відходів на всіх стадіях технологічних процесів.

Комплексне використання сировини передбачає поряд із наявністю відповідної техніки й технології повну інформацію про кількість і якість природних ресурсів, матеріалів (первинних і вторинних), їх вартісну оцінку та вартість продукції, що може бути з ним отримана.

Замкнені водооборотні системи

Одним з напрямів безвідходного виробництва є створення водооборотних систем, в основі функціонуванні яких лежить багаторазове використання води, після чого чисті води повер­таються у водойми. Методи очищення води повинні забезпечу­вати одночасне вилучення та утилізацію цінних компонентів. Що більша кратність використання води, то досконаліша система водопостачання. На окремих підприємствах Японії та США кратність використання водних ресурсів становить 22–27 разів.

У гірничовидобувній промисловості ресурсозберігаючий ефект дає впровадження малоопераційних технологічних систем (гідровидобування вугілля чи метод підземної виплавки сірки), а також впровадження технології комплексної переробки сиро­вини.

При видобуванні металевої сировини найбільш ефективних напрямами (з урахуванням подальших переділів) є підвищення глибини збагачення сирої руди та підвищення вмісту цільового компоненту в товарній руді.

У металургійній промисловості найбільш перспективними є технології прямого відновлення заліза (минаючи доменний процес), засновані на використанні залізорудних металізованих обкатанців, природного газу й твердого палива; розширення використання киснево-конверторної виплавки та електроплавки (з безперервним литтям заготовок); підвищення частки мета­лобрухту в шихті; подальший розвиток спеціальних методів виплавки сталі з підвищеними експлуатаційними характе­ристиками.

У прокатному виробництві – це технологічні процеси, що об’єднають операції прокату й безперервної розливки, застосу­вання термообробки, нанесення захисних покриттів та ін.

У машинобудуванні та металообробці – застосування техно­логій пластичної деформації, сучасних методів оброблення металів.

У промисловості будівельних матеріалів – удосконалення технологій виробництва цементу, скла, цегли, залізобетону на базі широкого використання таких альтернативних джерел сиро­вини, як золошлаки теплоелектростанцій, шлами вуглезбага­чення, шлаки й шлами металургійної промисловості.

Розроблення і освоєння принципово нових технологій і вдосконалення існуючих

Сучасний етап розвитку науково-технологічного прогресу характеризується все більш активним впливом фундаменталь­них досліджень на технологію виробництва. Це призводить до корінного якісного перетворення продуктивних сил, зміни матеріально-технічної бази суспільного виробництва, його змісту й форми. Принципово нові сучасні технології (ядерна, електронна, лазерна та ін.) виникли на базі фундаментальних наукових відкриттів і відрізняються використанням матеріалів і принципів їх оброблення, що не зустрічаються і природі. Транс­формація наукових знань у технології стає одним із вирі­шальних факторів суспільного розвитку.

Використання нових технологічних рішень і удосконалення існуючих технологій сприяє оптимальному використанню ре­сурсів, підвищує їхню віддачу, зменшує витрати ресурсів та утворення відходів, забезпечує більш раціональне їх викорис­тання в галузях економіки.

Для підвищення ефективності згорання вугілля і зменшення забруднення середовища останнім часом розроблено нові технології, наприклад котли з топками з киплячим поверхневим шаром і різні типи фільтрів. Але повне вилучення корисних копалин і повне використання енергопотенціалу, а також міні­мізація забруднення довкілля вимагають радикальної перебу­дови технології видобутку вугілля і його збагачення. Науково-технологічний прогрес відкриває до цього шлях через попереднє перетворення вугілля ня газ і вилучення під час газифікації шкідливих для навколишнього середовища (проте цінних для промисловості) компонентів.

Процес газифікації промислово освоєно ще в першій поло­вині минулого століття (він забезпечував потреби в синтез-бензині Німеччини і Південно-Африканської Республіки). Нині роботи з дослідження і практичного використання газифікації вугілля знову набули широкого розмаху. У США, Великобри­танії та Німеччині доля вугілля, яке газифікується, сягає вже перших десятків відсотків. Існують фабрики, де металургійний процес супроводжується використанням газифікованого вугілля та ін.

Нові можливості відкривають технології газифікації вугілля у відновному середовищі, що дозволяють здійснювати його повну переробку. Водночас із газифікацією в таких установках відбу­вається відновлення оксидів металів, металізація залізнорудних обкатанців. Тому зникає потреба в доменній печі. Для віднов­лення руди не потрібен і кокс: достатньо й високозольного вугілля. В умовах енергетичної кризи вигода використання в металургійному процесі високозольного вугілля й ліквідація доменного й коксохімічного виробництва в чорній металургії є особливо очевидною. Будівельна промисловість на основі залишкових речовин буде забезпечуватись безцементними будівельними матеріалами.

Вторинне ресурсокористування

Науково-технологічний прогрес значною мірою реалізується в усі більш динамічному розвитку вторинного ресурсоко­ристування. У сучасному світі чим більш розвинутою є країна, тим вищою є в ній частка вторинних джерел у загальному ресурсоспоживанні.

Аналіз світового досвіду комплексної переробки сировини, рекуперації відходів свідчить про закономірність ресурсозбері­гаючих тенденцій інтенсивного природокористування. Їхньою науковою основою є ідеї технологічно замкнутого кругообігу використання природної сировини й становлення на цій основі безвідходних територіально-виробничих комплексів.

У розвинутих країнах світу, зокрема в США, із вторинної сировини отримують понад 20 % усього виробництва алюмінію, 33 % заліза, 50 % – свинцю і цинку, 44 % міді тощо. Маються на увазі насамперед ресурси у вигляді брухту цих металів. Але рециклінг стосується і гуми, і пластмас, і мастильних матеріалів, і багатьох інших.

Певного досвіду використання вторинних ресурсів набуто й в Україні. Уведення в 1981 р. загальнодержавного планування використання вторинних ресурсів сприяло збільшенню обсягів залучення їх до виробництва. За розрахунками вторинне ресур­сокористування – зі складу відходів – в кінці 80-х років стано­вило 11–12 % загального ресурсокористування. Однак протягом 90-х років спостерігалась тенденція до спаду обсягів їх викорис­тання, які зменшилися в 3 рази. Посилення державного регулю­вання наприкінці 90-х років сприяло зміні негативних тенденцій щодо використання відходів. Починаючи з 2000 р., стали збіль­шуватись і відносні, і абсолютні показники використання відходів як вторинної сировини, що свідчить про тенденцію до ресурсозбереження в національній економіці.

Світовий та вітчизняний досвід визначають ряд безумовних авторитетів вторинного ресурсокористування. Це пов’язано перш за все з високою ефективністю використання залишкових продуктів кінцевого споживання. Мається на увазі вторинний метал, макулатура, вторинні матеріали, скло, гума, дерево, відпрацьовані нафтопродукти, металовмісні та деякі паливо­вмісні відходи.

Макулатура використовується для отримання широкої гами целюлозно-паперової продукції. Використання 1 т вторинного волокна взамін деревної маси дозволяє заощадити від 2,6 до 5 м³ деревини, від 105 до 780 кВт · год електроенергії та ін.

Відходи деревини використовуються для виробництва дере­востружкових плит, інших композиційних матеріалів, гідро­лізної продукції.

На сьогодні створені сприятливі нормативно-правові та економічні умови для розширення збирання і заготівлі відходів як вторинної сировини, передусім залишкових продуктів кінце­вого споживання: макулатури, сировини полімерної вторинної, відходів деревини та ін. Відходи знаходять застосування в бага­тьох галузях для виробництва промислової продукції, будівель­них матеріалів, комбікормів, добрив та ін., замінюючи природні ресурси (рудні концентрати, паливо, деревину, природні нерудні матеріали тощо).

Одним із пріоритетних напрямів у сфері використання вто­ринних ресурсів виступає подальша розробка технологій і розширення виробництв по переробки багатотоннажних відхо­дів видобувної, металургійної, хімічної та інших галузей промисловості в будівельні матеріали й конструкції. До таких відходів належать відвальні розкривні й супутні породи, шлаки металургійної промисловості, золи та шлаки теплоелектро­станцій, фосфогіпс та ін.

Теми рефератів

1. Порошкова технологія виробництва чорних металів.

2. Бездоменний процес отримання заліза з руд

3. Проблеми металургії чорних металів України.

4. Перспективні напрямки розвитку металургії чорних металів у світі й в Україні.

5. Аналіз виробництва кольорових металів в Україні.

6. Виробництво цинку.

7. Виробництво міді.

8. Виробництво титану.

9. Перспективи розвитку металургії кольорових металів в Україні і розвинутих країнах світу.

10. Вплив шахтних вод на екологію Донбасу і Криворіжжя.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: