Екіншілік минералды ресурстар – косымша резерв, дәріс

Дәріс №9. Екіншілік минералды ресурстар – косымша резерв

Сонымен өнеркәсіп пен түрмыс қалдықтарының барлық түрлерін мүмкіндігінше бір жағынан қайта өңделетін немесе қайта өңделуге жоспарланған екіншілік материалдық ресурстар (ЕМР) деп, ал екінші жағынан әкономиканың қазіргі даму сатысында қайта өңдеу тиімсіз болып есептелетін шарасыз қайтым-сыз шығындар мен қалдықтар деп бөлуге болады. Дайын өнімдерді алуда түзілген қалдықтардың мөлшері қолданылған технологияны жетілдірудің критерийі қызметін атқара алады. Сондықтан қалдықтарды шикізатты өндіру мен қайта өңдеу процесі кезінде технологияның даму деңгейінің кемшілігіне байланысты өнеркәсіптің аяқталмай қалған өнімдері ретінде қарастырады.

ЕМР қолдану деңгейінің жоғарылауы өнеркәсіпті техникалық қайта жарақтандыруға, арнайы қүрал-жабдықтардың жасалуына, техникалык сызбалардың жетілдірілуіне, қалдықсыз технологияға байланысты болады. Жүйені жаңартудың маңызды әлементі қалдықтарды қолдануға есептелген материалдық ресурстарға жоспарланған екіншілік материалдық ресурстарды классифика-циялауға негізделген ғылыми-зерттеу жүмыстары болып табы-лады. ¥йымдастыру-техникалық шараларымен үйлестірілген мүндай классификацияны жасау қалдықтарды жою, сақтау, тарату және оларды қайта өңдеу мен қолданудың мейлінше рационалды бағытын қүруға мүмкіндік береді. Екіншілік мате-риалдық ресурстарды екі белгісі бойынша жіктеу ыңғайлы. Олар түзілу көзі және қолдану бағыты. Мысал ретінде 2-суретте шығу көзі бойынша жіктеу келтірілген. Қарастырып отырған екіншілік материалдық ресурстардың толық сипаттамасы үшін олардың түзілу, сақтау, таралу және қолдану жағдайлары бойынша үйым-дастыру есепке алынады. Сонымен қатар қалдықтарды белгілері бойынша топтау орынды. Химиялық өнеркәсіп үшін негізгі көзге түсетін белгілер төмендегідей болуы мүмкін:

– қалдықтар түзілетін немесе қолдануы мүмкін химиялық өнеркәсіп салалары

2-сурет. Шығу көзі бойынша екіншілік материалдық ресурстарды жіктеу

–      өндіріс   барысында   екіншілік   материалдык   ресурстар
түзілуі мүмкін процестер (өндіру, байыту, қайта өңдеу және т.б).

• қалдықтардың физика-химиялық қасиеттері;
• түзілген қалдықтардың көлемдері (аз қалдықты және көп қалдықты);
• бағалы компоненттердің мөлшері;
• қүн көрсеткіштері;
• қолдану мүмкіндіктері (сәйкес құрал-жабдықтар мен қайта өңдеу әдістерінің сенімділігі);
• тасымалдануы.

Қалдықтарды өнеркәсіптің жеке салалары немесе қалдық түрлері бойынша классификациялау қалдықтың түзілу көздері мен олардың ресурстарын анықтауға мүмкіндік береді.

Екіншілік материалдық ресурстар үшін де дәстүрлі шикізат түрлеріндегідей нормалау мөлшері енгізілген, яғни қалдықтың түзілу   мөлшері   шығарылған   өнімнің   бірлігіне   және   жаңа өнімнің алыну шығынының мөлшеріне негізделген. Қолданып отырған технологияға байланысты түзілген қалдықтың мөлшері мен қүрамы айтарлықтай өзгеріп кетсе жағдайды күрделендіріп жібереді.    ЕМР    бағалы    компоненттерді    бөліп    алу    үшін әкстракциялау және кристаллизациялау әдістері қолданылады. Әкстракциялау – еріткіштердің көмегімен қатты заттардан бір немесе бірнеше компоненттерді  бөліп алу.  Бөлініп алынған компоненттер   қатты   фазадан   еріткішке   өтеді   (әкстрагент). Мақсатты компонентті әкстрагент қоспасынан одан ары бөліп алу үшін буландыру немесе ректификациялау қолданылады.

Сонымен қатар шикізатты кешендік қайта өңдеуде қалдық-тардың физика-химиялық қасиеттерін және олардың көп жыл сақтаудан кейінгі қүрамын нақты білу қажет. Қалдықтардың көптеген түрлері мысалы шлактар уақыт өтуімен айтарлықтай өзгерістерге түседі, оларды ЕМР ретінде қолдану мүқият талдаулар жасағаннан кейін ғана барып әкономикалық тиімді болады. Сағат, әлектроника немесе автокөлік өнеркәсібінде қолданылатын органикалық еріткіш қалдықтарында олардың рективикациялану режиміне әсер ететін әртүрлі қоспалар болады. Мұнай өңдеу өнеркәсібінің қалдықтарын қайта өңдеу үшін қалдықты осы кәсіпорынға жинау максатты болып есеп-теледі. Осыған сай бүл өнеркәсіптің технологиялық сызбасы суды және қатты механикалық бөлшектерді ескергендегі қоспаның кең интервалына есептелген. Қалдықтың түзілуі қайта өңделетін шикізаттың қүрылысының өзгерісіне байланысты болмаған кезде қалдық мөлшерін анықтау үшін келесі формуланы қолдануға болады:

Нқ= Нш-Нө – Σ^i=m_i=1 H_i

Мұндағы Н_к – түзілген қалдық мөлшері, кг/кг, м²/м², м³/м³; Н_ш – дайын өнім бірлігіндегі материалдың немесе шикізат шығыны кг/кг, м²/м², м³/м³; Н_ө – дайын өнім бірлігіндегі материалдың немесе шикізаттың пайдалы шығыны кг/кг, м²/м², м³/м³; Н – дайын өнім бірлігіндегі шарасыз технологиялық жоғалтулар, кг/кг, м²/м², м³/м³.

Химиялық қайта өңдеуден алынған қалдық мөлшерін есептеу әдісімен анықтау өте күрделі. Жеке қалаларға, әсіресе Мәскеу, Санкт-Петербург сияқты айтарлықтай үлкен қалалар үшін қалдықтарды жіктеудің басқа да түрлері бар. Алматы қаласы үшін өнеркәсіптік қалдықтарды жіктеудің сызбасы 3-суретте көрсетілген. Келтірілген жіктеудің жалпы кемшілігі қалдықтардың әкологиялық әсерін сипаттамауында.

Қалдық мөлшерін анықтау

Қалдықтарды минералды шикізатқа химиялық қайта өңдеудегі мөлшерін жай суперфосфат өнеркәсібінің мысалымен қарастырайық. Суперфосфатты алу үшін табиғи фосфаттағы фторапатит түріндегі (ЗСа₃Р0₄-2СаҒ₂) суда ерімейтін ортофосфор қышқылының бейтарап түзын ерігіш қышқыл тұзға айнал-дырады, яғни монокальцийфосфатқа Са(Н₂Р0₄)2 айналады.

Технологиялық процесс келесі негізгі операциялардан түрады:

–  ұнтақталған фосфатты белгілі концентрациядағы күкірт қышқылымен араластыру;

– суперфосфатты пульпаны камерада қатайту

–    суперфосфатты қоймада сақтау үшін қатайтылған өнімді камерадан шығару;

–  суперфосфатты одан ары өңдеу (бейтараптау, түйіршіктеу).
Апатитті күкірт қышқылымен ыдырату реакциясы темендегідей болуы мүмкін:

2Са₅(Р0₄)₃Ғ₂ + 7Н₂S0₄ + 6,5Н₂0 = = ЗСа(Н₂Р0₄)₂Н₂0 + 2СаSО₄·0,5Н₂О + 2НҒ

Апатитті концентратта шамамен 3% фтор болады. Күкірт қышқылымен ыдырату процесінде фторсутек бөлінеді. Ол фторсутек шикізат қүрамындағы кремниймен әрекеттесіп, газ фазасына негізінен кремний фториді түрінде бөлінеді. Фтордың мсгізгі мөлшері араластырғыштар мен камераларда (бастапқы-ш.ің 35-37%) бірінші сатыда бөлінеді. Шығарылған газдардың қүрамындағы фтордың мөлшері 12-25 г/м³ қүрайды. Суперфосфатты кептіру кезінде қосымша

SіҒ₄ + 2НҒ әквимольді қоспа  түріндегі 10-13% фтор бөлінеді.

Сонымен қатар фтордың біраз мөлшері (2-3%) суперфосфатты қоймада сақтау кезінде бөлінеді. Газ фазасына шамамен жалпы 50% фтор бөлінеді. Ал қалған мөлшері дайын өнімде қалады.

Газ тәрізді фторидтердің (98-99%) үсталған біраз бөлігін сәйкес түздарды алу үшін қайта өңдеуге жібереді. Ал ұсталмаған бөлігі басқа газдармен бірге атмосфераға жіберіледі. Суперфосфат өнеркәсібінде шикізаттың біраз бөлігі, күкірт қышқылы, басқа реагенттер және дайын өнім қайтымсыз жоғалады. Келтірілген мысалдардан әкономикалық жағынан тиімді өнім алу үшін екіншілік материалдық ресурстардың шығын мөлшерін оиімнің барлық түрлері бойынша есептеу қажет. Мөлшерді бағалау барысында екіншілік материалдық ресурстардың шығу көзін, қазіргі заманғы күйін және қолдану болашағын анықтау қажет. Сонымен қатар ЕМР көлеміне (технологиялық, үйымдастырушылық, әкономикалық) және олардың қолдану дәрежесіне талдау жасап, екіншілік ресурстардың әртүрлі түзілу көздерін және қолдану аймақтарының жылдық және болашақтағы жоспарларын есептеу керек. Өнім алу үшін қолданатын қалдықтың мөлшері мына формуламен есептеледі:

Н_и=НСр.

Мүндағы С – қалдық түзілетін өнеркәсіптегі немесе кайта өңдеудегі шикізаттың немесе өнімнің көлемі кг, м², м³; р – қол-дануға жарамды өлшемсіз коәффициент (әрбір нақты жағдайда бұл коәффициентті қолдану бағытына тәуелді қайта өңдеуге жарамдылығына сай анықтау қажет).

ЕМР қолдану деңгейін жоғарылату үшін қалдықтан өнім алудың жүйесін жетілдірудің маңызы жоғары.

Қалдықты шикізатқа және материалға механикалық қайта өңдеудің бағасы, қайта өңделетін шикізат пен толыққанды материалдың бағасын бағаға қайта есептеу коәффициентінің көмегі-мен, яғни оларды қолдану дәрежесінің жарамдылығы бойынша анықтайды.

Бірақ әкономикалық тиімділікті есептеуде қалдықты қайта өңдеу орнына тасымалдау және жинақтауына байланысты шығындарды міндетті түрде ескеру қажет. Кейбір жағдайларда қалдықты қайта өңдеу орнына тасымалдау мүмкін емес. Мүндай қалдықтарға мысалы, химиялық өнеркәсіптердің әртүрлі салаларындағы газ тәрізді қалдықтар жатады.

Қалдықты материалдық өнеркәсіп аймағында қолдану мына-дай әкономикалық тиімділіктерге:

–  дайындаушы негізгі өнімнің нәтижесінде қалдықтарды
тасымалдау шығынымен, сондай-ақ өнімдерді қалдықтан реализациялау кірісіне;

–  қалдықтарды түтынушы – қалдық пен дәстүрлі материалдар шикізаттарының бағаларының айырмашылығы нәтижесінде,тасымалдау шығындарының төмендеуіне қол жеткізуге мүмкіндік береді.

Екіншілік материалдық ресурстарды қайта өңдеудің тиімділігі қалдықтар түзілетін өнеркәсіптің тек сол саласында ғана емес, халық шаруашылығының басқа салалары үшін де маңызды.

Айтарлықтай тиімділік пайдалы қазбалардың кен орын-дарын табуға қаржы жүмсамай-ақ шикізат базасын кеңейту, жер бетін қалдықтардан тазарту, өнімнің өзіндік құнын төмендету, өнеркәсіп қалдықтарының қоршаған ортаға кері әсерін азайту болып табылады.

Қазіргі кезде екіншілік материалдық ресурстардың көлемі анықталып, оларды өнеркәсіпте қолдануға жоспар жасау үшін көптеген әдістері зерттелген.

Әдістің мазмұны:

–   екіншілік материалдық ресурстарды классификациялау және оларды өңдеу;

• осы ресурстардың түзілуі мен шығын мөлшерін анықтау реті;
• баға қою үшін бағыт беру, есепті үйымдастыру, қалдық-тарды қолдануды жоспарлау, екіншілік ресурстарды қолдану-дың әкономикалық тиімділігін анықтау.

Әдебиеттер: 1 нег.  [1-2]; 1 қос. [1-3].

Бақылау сұрақтары:

1. Қалдықтардың классификациясы
2. Өңдеу әдістері және залалсыздандыру
3. Қатты қалдықтарды өңдеу әдістерін әзірлеу.
4. Қатты қалдықтарды механикалық  өңдеу.
5. Екінші минералдық ресурстар.