жк днепропетровская 37 студия 3.3

Стройиндустрия как утилизатор

Отходы и доходы

По прогнозам Минрегионразвития, разработавшего cтратегию развития промышленности стройматериалов до 2020 г., потребность строительной отрасли в цементе через десять лет увеличится почти вдвое (до 98 млн т), в нерудных материалах – в четыре раза (до 1,04 млрд кубометров). Реализация этих планов потребует привлечения ежегодных инвестиций в размере 150 млрд руб., то есть в три раза больше текущих объемов.
Вместе с тем огромный сырьевой потенциал вторичных отходов и побочных продуктов промышленности далеко не исчерпан.
По оценкам ФГУ НИЦПУРО, средний уровень использования вторичного сырья в России можно оценить примерно в треть, что в 2–2,5 раза ниже, чем в более развитых странах.
При этом уровень его переработки в среднем не превышает 4–5%. В результате продолжается интенсивное накопление неиспользуемых отходов со скоростью 2–2,5 млрд т/год, что составляет примерно 60–70% от количества их образования.

По данным Бюро по международной координации в области рециклинга, вторичные ресурсы обеспечивают 40% потребностей мировой промышленности.

Ежегодный объем инвестиций в научные исследования в этой сфере оценивается в $20 млрд, около трети перерабатываемого вторичного сырья является предметом мировой экспортной торговли.
Самые высокие показатели использования отходов в качестве вторичного сырья в промышленных масштабах у черной и цветной металлургии, целлюлозно-бумажной промышленности, а также промышленности строительных материалов.

Рецептура для цемента

По данным исследования портала Бетон.ру «Производство цемента в России в 2005–2010 гг.», в качестве сырья и добавок в цементной промышленности утилизируется 4,4 млн т доменных гранулированных шлаков. Имеющиеся ресурсы в стране составляют около 9 млн т, то есть этот показатель может быть удвоен. Для сравнения авторы исследования приводят данные двадцатилетней давности: в СССР в 1990 г. в производстве цемента использовалось 18,5 млн т доменных шлаков.
Доменные шлаки, минералогический состав которых представлен в основном силикатами и алюмосиликатами кальция, не единственный побочный продукт промышленности, который активно используется в качестве исходного сырья портландцементной смеси. Топливные золы и нефелиновый шлам, получаемый при переработке апатито-нефелиновых пород, также могут заменять глинистый и карбонатный компоненты смеси.
Как правило, побочные продукты проходят тепловую обработку в основном производстве и могут включать ряд клинкерных минералов. Поэтому их введение в состав сырья снижает температуру обжига и повышает производительность печей.
В качестве корректирующих железистых добавок используют пиритные огарки с сернокислотных заводов и колошниковую пыль доменных печей; глиноземистыми добавками служат маложелезистые глины, боксит, кремнеземистыми – кварцевые пески, опока, трепел.

С началом реализации национального жилищного проекта специалисты отмечали, что для запланированного в 2010 г. удвоения объемов строительства понадобится около 80 млн т цемента в год. Тогда это рассматривалось как неподъемная задача для цементной промышленности. В то же время цементная отрасль при мощном производстве способна утилизировать огромные объемы промышленных отходов. По подсчетам НИЦ, только использование активных минеральных добавок, в особенности молотых доменных шлаков, могло бы обеспечить дополнительно выпуск более 10 млн т цемента.
Сроки удвоения объемов строительства сегодня пролонгированы, но проблема утилизации только усугубилась: выход доменных шлаков составляет 40–60% массы чугуна, и их запасы растут с каждым годом.
По данным НИЦ, в России значительная доля шлаков доменного, сталеплавильного, литейного и ферросплавного производств направляется в отвалы, где уже накоплено более 350 млн т шлаков. Под эти отвалы занято более 2,2 тыс. га земельных угодий. Не лучшая ситуация с отвалами отходов сжигания угля.
Как свидетельствует мировая практика, использование техногенных и бытовых отходов в качестве вторичного топлива на цементных заводах дополнительно повышает экономическую эффективность производства.
Технологические процессы на цементных предприятиях проходят при температуре до 1700°C. За счет более высоких, чем на мусоросжигающих заводах или в агрегатах других промышленных производств, температур снижается до минимума содержание вредных веществ в отходящих газах, происходит химическое связывание токсичных материалов в клинкерных минералах.
Поэтому при полном соблюдении экологических нормативов по различным выбросам могут быть решены проблемы уничтожения техногенных отходов: отработанных масел, изношенных автомобильных шин, древесных опилок, ТБО, ила из очистных сооружений, отходов ЦБК и сельскохозяйственного производства.
– Низкий уровень использования зол и шлаков в отечественном производстве цемента обусловлен рядом причин, главная из которых – отсутствие законодательной базы утилизации отходов, – полагает

генеральный директор НИЦ «Гипроцемент-Наука» Лев Бернштейн.
– Чтобы стимулировать собственников промышленных отходов, необходимо ввести залоговую цену на их утилизацию и увеличить плату за хранение или захоронение отходов.

Рециклинг для кирпича

В СПбГАСУ над вопросом утилизации промышленных отходов при производстве кирпича начинали работать еще в 1970-х гг.
– Тогда изучение проблем использования в кирпичной промышленности отходов различных производств стало отдельным научным направлением кафедры, – рассказывает

декан строительного факультета СПбГАСУ профессор кафедры строительных материалов и технологий Виктор Зверев.
– В качестве добавок в состав шихты вводились различные побочные продукты промышленности: золы ТЭС, шламы глиноземных комбинатов, шлаки мартеновского и ваграночного литейных цехов. Как оказалось, такие добавки улучшали эксплуатационные характеристики материалов (прочность, морозостойкость), снижали энергопотребление, уменьшали себестоимость изделий.
Так, при производстве кирпича из кембрийских глин без потери качества удалось полностью заменить песок ваграночными шлаками и при этом уменьшить температуру обжига. Были испытаны технологии производства кирпича с утилизацией таких опасных отходов, как гальванический шлам и золы мусоросжигающих заводов ТБО с получением безопасной для потребителя продукции.
Всего на разных кирпичных заводах Северо-Запада, Урала, Украины и Казахстана в рамках хоздоговорных работ были выпущены опытные партии в количестве около 300 тыс. штук кирпича.

Казалось бы, экономический кризис строительной отрасли должен пробудить интерес к выгодным технологиям со стороны кирпичных предприятий. Но, по словам Виктора Зверева, за последние годы никто из производителей строительной керамики не обращался к ученым кафедры с целью внедрения существующих наработок.
Справедливости ради надо отметить, что и за рубежом тема использования промышленных отходов при производстве кирпича обсуждается нечасто.
– На недавней международной конференции прозвучало пожелание одного из финских промышленников использовать золы ТЭС на кирпичных заводах, но пока это осталось пожеланием, – говорит профессор Зверев. – Сама по себе проблема экономичности производства при повышении показателей была особенно актуальна, когда парк оборудования в отрасли был маломощным и изношенным. В 1990-х гг. интерес к использованию отходов появился, но тогда у предприятий как у заказчиков не хватало средств для внедрения этих технологий.
Сегодня большинство кирпичных заводов модернизированы, на них установлены энергосберегающие технологические линии, более мощные прессы, которые могут «продавить» что угодно, и замена сырья уже не нужна.
Еще одна из причин – невозможность обеспечить стабильное качество вторичного сырья, хранящегося в отвалах. Его надо перебрать, отсортировать, вывезти неиспользованное сырье обратно на полигон. Опасные отходы необходимо исследовать на химический состав, очистить от вредных включений.
Однако

доцент кафедры строительных материалов, к.т.н. Валерий Нестеренко уверен, что разработкам сегодня крайне сложно выйти из стен лабораторий, поскольку за последние годы из це почки «лабораторные исследования – опытно-промышленная партия – внедрение» выпало важнейшее звено – финансирование хоздоговорных НИР.
– В рамках поисковых работ, экспериментируя с некоторыми добавками, мы получили очень перспективные результаты, – говорит он. – При добавлении некоторых компонентов в количестве 3–5% от объема композиции в процессе обжига для керамики или в ходе твердения для железобетона можно добиться повышения трещиностойкости примерно на 25%. Но пока мы не можем заключить ни одного договора с производителями из-за полной незаинтересованности в предлагаемых инновациях со стороны строительного бизнеса.

Экологичность и возобновляемость

Деревообрабатывающую промышленность можно рассматривать как отрасль со 100%-й переработкой отходов. Тем не менее отечественных предприятий c полностью безотходным замкнутым циклом производства насчитывается не так много. Одним из таких начинаний является проект «Подпорожье», разработанный компанией Pо..yry Forest Industry Consulting Oy по заказу ООО «Северо-Западный Холдинг».
Подобный проект – лишнее доказательство тому, что вопросы создания замкнутого производственного цикла решаемы, если компания сама инициирует и финансирует строительство перерабатывающих мощностей, обеспечивает маркетинг и логистику своей продукции.
Предполагается, что высокорентабельный многоцелевой комплекс будет состоять из предприятий по переработке разных видов древесины, в том числе лиственной и низкосортной. В основе производственной цепочки – наиболее целесообразные технологии переработки с учетом региональных ресурсов, максимальной рентабельности продукции и логистической инфраструктуры (речной порт на р. Свирь, автомобильные и железнодорожные пути, проложенные к сохранившимся цехам Свирского энерголесокомбината и комбината ДВП).
Холдинг начал с высокодоходного экспортного сегмента – производства топливных гранул (50 000 т в год). Следующим этапом должно стать лесопильное предприятие мощностью 300 000 куб. м в год, а в перспективе – выпуск теплоизоляционных плит «сухим» способом на основе древесных отходов и создание домостроительного комбината.
– Лесосечный фонд Подпорожья насчитывает 1,5 млн куб. м, но используется не более 50%, в основном, за счет вырубки хвойных пород, – рассказывает

председатель совета директоров «Северо-Западного Холдинга» Эдуард Панибратюк.
– Наше предприятие будет использовать как раз бросовую осину и другие лиственные породы, получая при этом экологически чистую продукцию для деревянного домостроения: доску, деревянные панели и утеплители разного назначения.
Планируется создать полностью безотходное производство: кора будет сжигаться для получения энергии, щепа и лесопильные отходы – перерабатываться в волокно для теплоизоляционных плит. Это новая для отечественного рынка «сухая» технология, при которой окоренная щепа измельчается на волокно под действием высокотемпературного острого пара. Волокно прессуется в мягкие древесно-волокнистые плиты с применением полиизоциантных смол (PMDI). В результате получаются ДВП плотностью от 80 до 250 кг/куб. м толщиной 10–240 мм, которые используются в качестве тепло- и звукоизоляционного материала для стен, кровель, перекрытий, как изолирующий слой под напольные покрытия.

– Такой экологически чистый утеплитель выгодно отличается от применяемых минераловатных плит, – поясняет Эдуард Панибратюк. – Он впитывает и отдает в помещение влагу до 20% объема, то есть может регулировать влажность в доме. Кроме того, по сравнению с традиционным энергозатратным мокрым способом производства ДВП, сухой метод более экономичен. Значит, себестоимость плиты ниже, чем у предлагаемых сегодня ДВП-плит, даже несмотря на использование в производстве дорогостоящего импортного полиизоциантного связующего. Но наши ученые уже предложили нам для испытания инновационные материалы – безвредные клеи, получаемые из отходов ЦБК.
Кроме того, холдинг планирует создание крупнопанельного домостроительного комбината. Готовые панели размером 3х6 м представляют собой сэндвич толщиной 200 мм с наружными слоями из качественной клееной древесины и внутренним наполнителем из низкосортной древесины.
Заметим, что НП «Ассоциация деревянного домостроения» оценивает долю деревянного домостроения в общем объеме российского жилищного строительства в 24%. Организации, являющиеся членами АДД, активно участвуют в реализации ФЦП «Социальное развитие села» и надеются, что доля деревянного строительства по ней к 2012 г. достигнет 70%.

– Чтобы обеспечить планы правительства по обеспечению населения жильем в короткие сроки, не хватит ни цемента, ни кирпича, – уверяет глава «Северо-Западного Холдинга», – а дерево – это исконно русский, экологически чистый и к тому же возобновляемый материал. При существующих лесных ресурсах и возможностях современных технологий деревопереработки важнейшая для страны жилищная проблема может быть решена. Но при условии грамотной политики правительства в отношении производителей такой продукции.

Вторичное сырье в производстве основных видов строительных материалов

Вторичное сырье Вид строительных материалов
Отходы добычи и обогащения, металлургические шлаки, золы и шлаки ТЭС Нерудные строительные материалы
Доменные шлаки, топливные золы, нефелиновый (белитовый) шлам,
пиритные огарки, колошниковая пыль, маложелезистые глины, боксит, опока, трепел
Цемент
Ваграночный шлак, бокситовый шлам, отходы гальванического производства,
зола с мусоросжигающих заводов ТБО
Кирпич
Древесные отходы Древесно-волокнистые плиты, стеновые материалы на минеральном вяжущем, поризованный кирпич
Крошка резиновая, регенерат Асфальтобетон
Полимерные отходы Черепица, тротуарная плитка, отделочные материалы, строительный погонаж, материалы для инженерных сетей, электроизоляция
Макулатура Утеплитель (эковата)

Татьяна Рейтер

Степень использования гранулированного шлака в странах ЕС (по данным НИЦ «Гипроцемент-Наука»)

Производство доменных шлаков в ЕС  Производство доменных шлаков в ЕС  млн т
Гранулированный ДШ  18,6
ДШ, охлажденный на воздухе 5,7
ДШ, охлажденный с формированием окатышей 0,5
Итого производство доменных шлаков 24,8
Потребление доменных шлаков в ЕС Потребление доменных шлаков в ЕС  млн т
В производстве цемента 17,4
В дорожном строительстве 9
Прочее 0,8
Итого потребление доменных шлаков 7,2

Степень использования гранулированного шлака в России (по данным НИЦ «Гипроцемент-Наука»)

Производство доменных шлаков в РФ Производство доменных шлаков в РФ млн т
Гранулированный ДШ  5,8
ДШ, охлажденный на воздухе 11
ДШ, охлажденный с формированием окатышей 17,5
Итого производство доменных шлаков 24,8
Потребление доменных шлаков в РФ Потребление доменных шлаков в РФ млн т
В производстве цемента 4,9
В дорожном строительстве 8,1
Прочее 0,9
Итого потребление доменных шлаков 13,9

Другие материалы по теме

X