Переработка отходов нефтепереработки и нефтехимии 5 страница

Как показывает отечественный и зарубежный опыт, фосфогипс может использоваться в сельском хозяйстве для гипсования солонцовых почв, промышленности строительных материалов и изделий (производство цемента, строительного гипса и других вяжущих материалов), в автодорожном строительстве, в качестве сырья для получения серной кислоты. После предварительной обработки фосфогипс может найти применение в качестве наполнителя вместо каолина и других материалов, используемых в производстве бумаги, пластмасс, резинотехнических изделий, лакокрасочной и другой продукции. В настоящее время на различные цели используется ежегодно около 4 % образующегося фосфогипса.

На основе ЭФК производится значительное количество минеральных удобрений, среди которых ведущее место занимают суперфосфаты, аммонийные фосфаты, сложносмешанные и комплексные удобрения. При их производстве в атмосферный воздух и сточные воды поступают фтор, сера, кремний, кальций, железо, оксиды азота, селена, мышьяка и т. д. При производстве 1 т удобрений в окружающую среду поступает 3-5 т твердых отходов, 20-25 кг вредных веществ с отходящими газами, 25-60 м³ сточных вод различной степени загрязненности. Так, например, основными источниками вредных выбросов в производстве двойного суперфосфата являются реакторы разложения, барабаны грануляторы-сушилки (БГС), сушильные барабаны, холодильники готового продукта (аппараты КС). Концентрация пыли в пылегазовых потоках этих аппаратов составляет 0,12-12,0 г/м³, а фтористых соединений 0,08-3,4 г/м³. При сушке суперфосфата в отходящих газах наряду с фтористыми соединениями содержатся оксиды фосфора.

В процессе производства аммофоса в окружающую среду выделяются газообразный аммиак, фтористые соединения, пыль. Основными источниками выбросов являются сатураторы-аммонизаторы-испарители (САИ), БГС, аппараты КС и распылительные сушилки.

При производстве нитрофоски источниками выбросов являются реакторы разложения фосфатов, сушилки барабаны для охлаждения нитрофоски, а также сепарационные выбросы (от киповального пресса, выгрузочных воронок, барабанных грохотов, конвейеров, силосов и т. д.). Основное количество токсичных соединений, таких как аммиак, оксиды азота, фтористые соли, выделяется на стадии разложения апатита и аммонизации. Так, газы реакторов разложения содержат (г/м³): оксидов азота 10-12, аммиака 0,3-6,5, фтористых соединений 0,45-4,1. Пыль основного продукта выделяется на стадии сушки и охлаждения в количестве 2,5-27 г/м³, из аспирационных систем — 6-80 г/м³ воздуха.

Все газовоздушные выбросы производства минеральных удобрений подвергаются очистке. Например, при производстве аммофоса отходящие газы проходят двухступенчатую очистку. На первой ступени используются кислые растворы фосфатов аммония при рН≤ 5 и в отношении аммиак / ортофосфорная кислота < 1,2. Для улавливания фтора на второй ступени рекомендуется известковое молоко с замкнутым циклом орошения через станцию нейтрализации.

 

5.13. Комплексное использование фосфатного сырья.

В процессе обогащения фосфатных руд, содержащих минералы апатитовой группы, образуется большая масса отходов. Например, на 1 т апатитового концентрата получают 0,6-0,7 т нефелинового концетрата. Одним из важнейших путей утилизации таких отходов является их комплексная переработка в соответствии с разработанной в СССР технологией, обеспечивающей получение ряда ценных и дефицитных продуктов: соды, поташа, цемента, глинозема.

В соответствии с этой технологией нефелиновый концентрат в порошкообразном виде спекают с известняком или мелом:

(Na, K)₂O∙Al₂O₃ ∙nSiO₂ + 2CaCO₃ → Na₂O∙K₂O∙Al₂O₃ + n(2CaO∙SiO₂) + CO₂.

При последующем выщелачивании спёка водой образовавшиеся алюминаты натрия и калия переходят в раствор. Затем водную пульпу подвергают фильтрованию от нерастворимых силикатов кальция, которые направляют в цементное производство, а фильтрат, содержащий Na₂SiO₃ - на автоклавное обескремнивание при давлении 0,6-0,7 МПа:

5Na₂SiO₃ + 3Na₂O∙Al₂O₃ → (3-4)Na₂O∙3Al₂O₃ + 5SiO₂∙nH₂O + (8-10)NaOH.

Образующийся осадок после дальнейшего отстаивания пульпы в сгустителе в виде шлама возвращают на спекание, а осветленный раствор подвергают карбонизации газами печей спекания:

Na₂O ∙ K₂O ∙ Al₂O₃ + 2CO₂ + 3H₂O → 2Al(OH)₃ ↓ + Na₂CO₃ + K₂CO₃.

Для получения глинозема осадок Аl(ОН)₃ отфильтровывают и подвергают кальцинации. В фильтрате (карбонатных щелоках) кроме Na₂CO₃ и K₂CO₃ содержится определенное количество K₂SO₄ и бикарбонатов натрия и калия, что обусловлено присутствием SO₂ в газах печей спекания и режимом процесса карбонизации. Для предотвращения коррозии аппаратуры кислые соли при помощи гидроксида натрия (каустической соды) переводят в углекислые:

NaHCO₃ + NaOH → Na₂CO₃ + H₂O; KHCO₃ + KOH → K₂CO₃ + H₂O.

Для получения нужного количества щелочей часть карбонатных щелоков подвергают каустификации:

(Na, K)₂CO₃ + Ca(OH)₂ → 2 (Na, K)OH + CaCO₃.

Отфильтрованный и промытый шлам, полученный при каустификации, направляют на спекание. Содержащиеся в карбонатных щёлоках соли выделяют затем методом политермического разделения, основанным на их различной растворимости при разных температурах (рис. 8).

Карбонатный щелок, нейтрализованный щелочью (для перевода кислых солей в нейтральные), после карбонизации для освобождения от остатков Аl₂O₃ и выделения осаждённого Аl(ОН)₃ подают на I стадию упаривания, где из него выделяется 25-30 % соды. После отделения кристаллов соды маточник №1 смешивают с маточником №2, получаемым на II стадии упаривания, и этот раствор охлаждают до 35 ⁰С. В процессе охлаждения в осадок выпадает K₂SO₄, который затем отделяют от раствора, поступающего на II стадию упаривания, в результате которой выделяют остальные 70-75 % имеющейся в карбонатном щелоке соды. Отделённые на обеих стадиях упаривания осадки соды смешивают и обезвоживают.

Часть маточника №2, не пошедшую на смешение с маточником №1, подают на III стадию упаривания, в результате которой кристаллизуется смесь двойной соли Na₂CO₃ ∙ K₂CO₃, Na₂CO₃ и K₂SO₄. Осадок отделяют от суспензии и передают на растворение в нейтрализованном карбонатном щелоке, а жидкую фазу охлаждают для выделения K₂CO₃ ∙ 1,5H₂O, который затем отфильтровывают и высушивают. Маточник №3 возвращают на III стадию упаривания и частично выводят из системы в виде поташного раствора (~50 % K₂CO₃).

 

Рис. 8. Схема переработки карбонатного щелока из нефелина

 

Эксплуатационные затраты на получение перечисленных продуктов по описанной технологии на 10-15 % меньше затрат при раздельном их производстве. Кроме того, при определенных условиях может быть исключен сброс производственных сточных вод.

Разработан и безупарочный способ переработки карбонатных щелоков, при котором путём их карбонизации и высаливания аммиаком можно выделить в осадок в виде NaHCO₃ до 97 % Na₂CO₃ и до 85 % K₂CO₃. Кроме того, по этому способу получается аммиачная вода, являющаяся жидким удобрением.

Значительный интерес представляет разработка процессов совместной переработки нефелина и фосфогипса. В этом случае наряду с получением глинозема, цемента, соды и поташа может быть выделен SO₂ с дальнейшим использованием его для получения серной кислоты или серы. Суть процесса может быть выражена уравнением:

(Na, K)₂O ∙ Al₂O₃ ∙ 2SiO₂ + 2CaSO₄ → (Na, K)₂O ∙ Al₂O₃ + 2CaSiO₃ + 2SO₂ + O₂.

Наряду с этим могут быть получены цемент и сульфаты калия и натрия. Таким образом, замена известняка на фосфогипс в процессе комплексной переработки нефелина может позволить не только комплексно использовать апатитовое сырье, но и способствовать утилизации твердых отходов производства экстракционной фосфорной кис лоты.

 

5.14. Производство каменного угля и продуктов на его основе

Угольная промышленность – важное звено топливно-энергетического комплекса (ТЭК). По данным генерального директора АО «Росуголь» Ю. Малышева, выступившего с докладом о социально-экономическом положении угольной промышленности, доля России в разведанных мировых запасах угля составляет 12 %, а прогнозные запасы оцениваются в 30 %. В мировой добыче угля на неё приходится 14 %.

Основные направления промышленного использования угля: производство электроэнергии, металлургического кокса, сжигание в энергетических целях, получение при химической переработке разнообразных (до 300 наименований) продуктов. Возрастает потребление углей для получения высокоуглеродистых углеграфитовых конструкционных материалов, горного воска, пластических масс, синтетического жидкого и газообразного высококалорийного топлива, ароматических продуктов, высоко азотистых кислот для удобрений. Получаемый из каменного угля кокс, необходим в больших количествах металлургической промышленности. При переработке каменного угля из него извлекают в промышленных масштабах ванадий, германий, серу, галлий, молибден, цинк, свинец. Зола от сжигания углей, отходы добычи и переработки используются в производстве стройматериалов, керамики, огнеупорного сырья, глинозема, абразивов. С целью оптимального использования угля производится его обогащение (удаление минеральных примесей).

Получение кокса осуществляется на коксохимических заводах. Каменный уголь подвергается сухой перегонке (коксованию) путём нагревания в специальных коксовых печах без доступа воздуха до температуры 1000 °С. При этом получается кокс - твердое пористое вещество. Кроме кокса при сухой перегонке каменного угля образуются также летучие продукты, при охлаждении которых до 25-75 ^оС образуется каменноугольная смола, аммиачная вода и газообразные продукты. Каменноугольная смола подвергается фракционной перегонке, в результате чего получают несколько фракций:

- легкое масло (температура кипения до 170 ^оС); в нем содержатся ароматические углеводороды (бензол, толуол, кислоты) и др. вещества;

- среднее масло (температура кипения 170-230 ^оС). Это фенолы, нафталин;

- антраценовое масло — антрацен, фенатрен;

- тяжелое масло (температура кипения 230-270 ^оС). Это нафталин и его гомологи и др.

В состав газообразных продуктов (коксового газа) входят бензол, толуол, ксилолы, фенол, аммиак и другие вещества. Из коксового газа после очистки от аммиака, сероводорода и цианистых соединений извлекают сырой бензол, из которого выделяют отдельные углеводороды и ряд других ценных веществ.

Из коксового газа углеводороды извлекают промывкой в скрубберах жидкими поглотительными маслами. После отгонки от масла, разгонки из фракции, очистки и повторной ректификации получают чистые товарные продукты: бензол, толуол, ксилолы и др. Из непредельных соединений, содержащихся в сыром бензоле, получают кумароновые смолы, использующиеся для производства лаков, красок, линолеума и в резиновой промышленности.

Характерной особенностью выбросов коксохимического производства является большое разнообразие содержащихся в них вредных веществ (пыль, сернистый ангидрид, оксид углерода (II), сероводород, аммиак, фенолы, бензольные углеводороды и др.). Хотя количество отдельных компонентов невелико, они обладают значительной токсичностью.

К основным источникам загрязнения атмосферы пылью относятся: цех углеподготовки, отделение коксосортировки, коксовые печи в период загрузки шихты и выдачи кокса. Загрязнение атмосферы последними периодично и кратковременно (в 1 ч три операции по выдаче кокса продолжительностью 2-3 мин.). При тушении кокса в башнях вместе с парами воды поступают в атмосферу аммиак, сероводород, оксид серы, фенолы, смолистые вещества. Для предотвращения попадания в атмосферу этих веществ на новых коксовых батареях устанавливают установки сухого тушения. Кроме того, в цехах углеподготовки и отделениях коксосортировки оборудование оснащается аспирационными системами. От всех аспирационных систем завода выброс пыли составляет около 0,9 кг на тонну кокса. Примерно 0,4 кг пыли на тонну кокса выделяется при перегрузке углей, загрузке их в печи.

Среди загрязняющих окружающую среду веществ, образующихся в коксохимическом производстве, могут быть полицикличёские углеводороды (в том числе бенз-(а)-пирен), которые являются канцерогенными веществами. Они могут загрязнять атмосферный воздух, воду и почву.

В то же время на коксохимических заводах образуется большое количество сточных вод. Они содержат отходы производства и составляют в целом около 38 % массы коксуемой шихты. Около 30 % из них представляют собой надсмольные воды, содержащие до 3 г/л летучих и труднолетучих фенолов, что значительно превышает максимально допустимые концентрации фенолов в воде, которая направляется на биохимическую очистку. Поэтому такие сточные воды обессмоливаются на кварцевых фильтрах, после чего подаются на аммиачную колонну для удаления аммиака, а затем в скруббер для обесфеноливания. Только после этого они охлаждаются и смешиваются в усреднителе с другими водами. Более эффективное извлечение фенолов достигается в результате применения пароциркуляционного и жидкостного способов экстракции, снижающих концентрацию фенолов в стоковых водах до 10^-4 %. Этим ликвидируется токсичность сточных вод, обусловленная наличием в них фенолов.

На коксохимических заводах образуются значительные объёмы отходов (кислая смола, фусы, отходы флотации, обработанные кислоты и др.). Около половины их не утилизируется, а вывозятся на промышленные свалки. Промышленные отходы коксохимических заводов содержат большое количество фенолов (до 880 мг/кг), цианидов (более 120 мг/кг), роданидов (более 10 мг/кг) и др. Для предупреждения загрязнения окружающей среды и сохранения здоровья населения необходимо на коксохимических заводах наладить точный учет отходов, обеспечить их максимальную утилизацию. Для неутилизируемых отходов необходимо также обеспечить сбор пека и шлака в металлические ёмкости с плотно закрывающимися крышками и складировать на специальных полигонах, имеющих гидроизоляцию. Вывоз отходов с территории предприятия следует осуществлять специальным транспортом по графику.

Методы получения синтетических топлив из угля. Очень перспективным направлением переработки угля является получение из него синтетических топлив. Получаемые из угля синтетические топлива могут быть твердыми, жидкими и газообразными. К твердым синтетическим топливам относится большое количество облагороженных или улучшенных топлив типа “чистый уголь”, угольные брикеты, полукокс, термоуголь, автоклавированный уголь. Синтетические жидкие топлива представлены котельным топливом (заменитель нефтяного мазута), моторными топливами и метанолом. Газообразные топлива, получаемые из угля, представляют собой топливный газ, “заменитель природного газа” и синтез-газ.

Получение из угля синтетических топлив осуществляется различными методами. Твердое топливо с повышенной экологической чистотой получается в результате удаления из исходного угля вредных примесей, таких как сера и минеральные примеси.

Преимуществами “чистого угля” являются снижение выбросов SО₂ и твердых частиц при сжигании, а также повышение теплотворной способности по сравнению с исходным углем. При получении топлива для коммунально-бытовых целей используется брикетирование угольной мелочи. В результате происходит снижение выбросов твердых частиц при сжигании и может повышаться теплотворная способность топлива. В некоторых случаях в брикеты вводят специальные химические добавки, снижающие выход смол, сажи, серы и других вредных продуктов при сжигании.

Повышение качества бурых углей, имеющих низкую теплотворную способность из-за большого количества влаги и кислорода, достигается путём их облагораживания при пиролизе или обработке перегретым паром.

Термическое облагораживание бурого угля повышает его теплотворную способность, кроме того, снижается эмиссия SО₂ и NO_X (для полукокса и термоугля) и могут уменьшаться выбросы твердых частиц при сжигании автоклавированного кускового угля.

Процесс газификации угля является многоцелевым относительно состава продуцируемого газа. При получении газообразных топлив выделяются три основных направления, связанные с производством топливного газа, заменителя природного газа и синтез-газа.

Применение топливного газа позволяет решать экологические и технологические проблемы в энергетике, металлургии и других отраслях промышленности. Особенностью получаемого заменителя природного газа является низкое содержание СО и, следовательно, относительно низкая токсичность, что позволяет широко применять этот газ в бытовых целях. Синтез-газ используется для химической переработки в метанол, моторные топлива или для получения водорода. Для получения жидких топлив непосредственно из угля используются процессы гидрогенизации, пиролиза, ожижения растворителями.

При получении котельного топлива (заменителя нефтяного мазута) и моторных топлив требуется дополнительное применение процессов гидропереработки жидких угольных продуктов с целью уменьшения содержания серы и других нежелательных примесей. Наиболее легко перерабатывается “угольная нефть”, получаемая в процессе каталитической гидрогенизации угля.

Альтернативным направлением производства синтетических жидких топлив является совмещение процессов получения из угля синтез-газа и его химической переработки.

Жидкие топлива из синтез-газа экологически намного безопаснее, чем топлива, получаемые прямым ожижением угля. Последние содержат высокое количество канцерогенных полициклических соединений.

Переработка отходов углеобогащения. Анализ химического состава технологических отходов 80 углеобогатительных фабрик основных угольных бассейнов СССР показал достаточно стабильное содержание в них Аl₂O₃ и SiО₂, что позволяет использовать их как сырье для производства керамических изделий. В исходном состоянии эти отходы не размокают в воде, но после дробления и помола их глинистая составляющая высвобождается и отходы приобретают способность образовывать с водой пластичную массу, из которой может быть сформован кирпич-сырец, превосходящий по некоторым свойствам аналогичные и из обычной глины. Производство глиняного (красного) кирпича заключается в обжиге формованной глиняной массы, в которую добавляют опилки, некоторые органические отходы, просеянный уголь в качестве топливного (выгорающего) компонента. Для уменьшения усадки при сушке и обжиге, а также для предотвращения деформации и трещин изготовляемых керамических изделий в жирные пластические глины вводят природные (кварцевые пески) или искусственные (дегидратированная глина, шамот) отощающие материалы. Обжиг изделий из таких отходов обычно проводят в условиях, обеспечивающих завершение процесса выгорания углерода к моменту начала интенсивного спекания черепка.

Уголь, содержащийся в отходах углеобогащения, может быть использован как топливо при их термической переработке (в смеси с глинистыми породами) в кирпич, керамику и в другие строительные материалы. Таким способом получают, например, аглопорит - искусственный легкий пористый заполнитель для бетонов, производство которого налажено в ряде зарубежных стран и развивается в России.

Технология производства аглопорита может быть различной. На ряде заводов она заключается в термической обработке методом агломерации гранулированной шихты из глинистых пород или отходов добычи, обогащения и сжигания углей с последующим дроблением получающегося в результате спекания «коржа» и выделением при рассеве требуемых фракций заполнителя. Аналогично можно перерабатывать отходы обогащения горючих сланцев.

Производство диоксида серы. Производимое целью уменьшения содержания серы в угле обогащение сопровождается образованием углистого колчедана, содержащего 42-46 % серы и 5-8 % углерода.

Углистый колчедан является потенциальным сырьем для производства серной кислоты, однако непосредственная его переработка в SO₂ путём обжига приводит к получению низкоконцентрированных газов (в результате их разбавления образующимся СО₂) и связана с техническими трудностями ввиду необходимости отвода избыточного тепла экзотермических реакций. Высокотемпературная пёреработка углистого колчедана совместно с гипсом (40-45 %) в механических печах не обеспечивает разложения последнего больше, чем на 20 %, и приводит к образованию высокосернистого (10-15 %) огарка.

В промышленной практике нашел использование способ производства SO₂, путём термической переработки углистого колчедана совместно с сульфатами железа, являющимися отходами процессов травления металлов в черной металлургии и метизной промышленности, при получении пигментного ТiО₂. Выход сульфатов железа в этих производствах составляет примерно 500 тыс. т/год в виде FeSO₄ ∙ 7H₂O. Обжиговые газы, максимальная концентрация SО₂ в которых не превышает 18,3 %, направляют в промывное отделение сернокислотного производства.

 

5.15. Переработка и использование сопутствующих пород

Вскрышные и попутно извлекаемые породы при добыче полезных ископаемых содержат разнообразные компоненты, являющиеся ценным сырьём для промышленности строительных материалов. Так, мел может быть использован для производства белого цемента и воздушной строительной извести, а также в производстве минеральной ваты, стекла и резиновых изделий. Глинистые сланцы являются хорошим сырьём для производства портландцемента. Из песчаных пород можно производить тарное стекло, а песчано-глинистые породы можно использовать в производстве кирпича. На основе таких отходов можно получать заполнители для бетонов, штукатурные и кладочные растворы. Основой для производства почти всех известных видов строительных материалов могут служить горелые породы - пустые породы, сопровождающие залежи каменных углей, обожженные при подземных пожарах (они получаются и при самовозгорании терриконов). Ряд горнорудных отходов можно использовать в качестве удобрений в сельском хозяйстве.

Среди попутно извлекаемых и вскрышных пород значительное место занимают пластичные глины. Такие глины являются хорошим сырьём для производства керамзита, служащего искусственным пористым наполнителем для легких бетонов и хорошим теплозвукоизоляционным материалом.

Обычно керамзит получают путём обжига легкоплавких (<1350 °С) глинистых пород с добавками порообразующих материалов (соляровое масло, торф, сульфитно-спиртовая барда и др.). В большинстве случаев керамзит получают в виде гравия с размером зерен 5-40 мм или щебня. Плотность керамзитового гравия составляет 150-800 кг/м³.

5.16. Рекультивация земель

Перечисленные пути утилизации и переработки отвалов добычи и отходов обогащения полезных ископаемых в значительной степени способствуют их ликвидации, однако на основе только такого рода мероприятий проблема может быть решена лишь частично, так как масштабы этих отходов огромны. Поэтому в нашей стране проводятся работы, связанные с ликвидацией отвалов или их вредного действия на окружающую среду и по ряду других направлений. В частности, с 1962 г. ведутся работы по рекультивации земель, нарушенных открытыми горными разработками.

Рекультивация - это комплекс работ, направленных на воспроизводство и улучшение (а порой и совершенно новое моделирование) всего нарушенного природно-территориального комплекса в целом. В процессе рекультивации различают два основных этапа: горнотехнический и биологический. Задачей первого этапа является подготовка территорий (планировка отвалов, придание откосам нужной формы, покрытие их плодородными грунтами и т.п.) для последующего освоения. Второй этап охватывает мероприятия по восстановлению плодородия нарушенных земель и созданию благотворных для жизнедеятельности человека ландшафтов.

Рекультивация, таким образом, позволяет не только устранить вредное влияние отвалов горнодобывающих предприятий на биосферу, но и вернуть народному хозяйству значительные земельные площади, которые могут быть использованы для создания лесных массивов, сельскохозяйственного освоения, строительства некоторых объектов и ряда других целей. Проблеме рекультивации в настоящее время уделяется большое внимание.

 

5.17. Закладка выработанных пространств

С начала 60-х годов в горнодобывающей промышленности нашей страны развиваются способы шахтной добычи полезных ископаемых с закладкой выработанного пространства. С целью максимального удешевления закладочных работ стремятся в качестве закладочного материала использовать как отвалы и хвосты обогащения горных предприятий, так и отходы других отраслей промышленности (шлаки, золы и т.п.).

В большинстве случаев способы добычи с закладкой применяют с целью более полной добычи полезных ископаемых, так как при обычной технологии их выемки для компенсации горного давления требуется оставлять под землей так называемые охранные целики, содержащие десятки и сотни миллионов тонн руд и твердого топлива. Практикуется и засыпка выработанных пространств пустой породой, обеспечивающая временное (на период добычи) укрепление кровли и резкое сокращение объёмов поверхностных отвалов. В последнем случае предотвратить полностью оседание породной толщи (появление провалов на земной поверхности) не удастся из-за усадки закладочного материала, достигающей иногда 50 % от первоначально заложенного объема. Применение же твердеющего закладочного материала обеспечивает его усадку, не превышающую 5 % даже при десятикратном превышении ожидаемого на глубине давления. Такая монолитная закладка особенно необходима при добыче высокоценных руд, когда недопустимы никакие их потери в охранных целиках.

При монолитной закладке закладочный материал должен обладать способностью схватывания (твердения) и иметь предел прочности при одноосном сжатии 2,0-2,5 МПа. Указанные свойства зависят от химического состава, степени измельчения, твердости и некоторых других характеристик используемого для закладки материала. Поэтому различные твердые отходы горных, обогатительных, а так же других предприятий не одинаково пригодны для этих целей. В большинстве случаев к таким материалам (отвальные песчаники, горелые породы, отходы обогащения и др.) необходимо добавлять активаторы схватывания: цемент, известь, гипс, жидкое стекло и др. В то же время отдельные виды измельченных шлаков, например, могут сами выполнять роль вяжущих материалов.

Закладка может быть полной (при заполнении всего объёма выработанного пространства) или частичной (при заполнении его в виде слоев или полос). Приемы заполнения закладочным материалом выработанных пустот могут быть различными. В зависимости от используемых способов транспортирования и укладки закладочного материала различают гидравлическую, самотечную, пневматическую, гидропневматическую, механическую и ручную закладку. Выбор того или иного приема зависит от принятого порядка проведения горных работ и конфигурации выработанного пространства.

Использование закладки выработанного пространства при добыче полезных ископаемых является весьма перспективным, так как позволяет не только увеличить добычу руд и топлива (за счёт охранных целиков), но и ликвидировать значительную часть хранящихся на земной поверхности твердых отходов промышленности. Однако закладка - дорогостоящее мероприятие, существенно сказывающееся на себестоимости добываемых полезных ископаемых. В этой связи большое внимание уделяется вопросам удешевления и сокращения потребления прежде всего самих закладочных материалов с одновременным увеличением их эффективности. Существенные успехи, в частности, достигнуты в последнее время в области приемов закладки, основанных на вспучивании закладочных материалов.

 

5.18. Геотехнология

При существующей технологии открытой и подземной разработок полезных ископаемых трудно добиться повышения производительности труда и снижения себестоимости продукции без нанесения вреда природе.

В связи с этим большое внимание уделяется разработке геотехнологических процессов добычи полезных ископаемых, которые исключают вынос на земную поверхность пустых пород. Под геотехнологией понимают совокупность химических, физико-химических, биохимических и микробиологических методов добычи полезных ископаемых на месте их залегания. Геотехнологические методы выгодно отличаются от обычных методов добычи полезных ископаемых: добычу ведут через скважины, средством добычи служит рабочий агент (теплоноситель, растворитель), исключается тяжелый труд (так как управление процессом ведется на поверхности земли), переработку руды обычно проводят на месте залегания.