От чего образуются отходы лома черного металла

Металургические отходы

В процессе обогащения и выплавки металлов образуются отходы, утилизация которых сегодня стала одной из актуальнейших тем охраны окружающей среды. Причина этому в том, что в отходах металлургии содержаться в большом количестве токсические химические вещества. Потому, тонны отходов металлургического производства, количество которых исчисляется миллиардами, являются немалой экологической проблемой для России. Особенно от них страдает экология регионов, где металлургия является доминирующей отраслью, например в таких городах, как: Тула, Череповец, Липецк, Челябинск, Ижевск, Нижний Тагил, Новокузнецк, Новотроицк, Златоуст, Первоуральск, Орск. И регионы, специализирующиеся на выплавке чугуна и стали, например в таких городах, как: Норильск, Красноярск, Братск, Абакан, Волгоград, и другие, в которых сконцентрировано производство цветных металлов.

Отходы металлургического производства подвергаются переработке. Однако перерабатываются эти отходы не полностью – только из 10 – 15 % их общей массы добывают полезные элементы. Также металлургические отходы используются для получения строительных материалов.

На это уходит примерно 20 – 30 % отходов. Значительная их часть просто выбрасывается либо в отвалы, либо на поля, отведенные под захоронение шламов, либо куда-нибудь еще. К сожалению, нередко местом выброса отходов металлургии становятся плодородные почвы.

Опасность отходов металлургии усиливается тем, что они способны наносить вред окружающей среде даже на расстоянии 200 километров от своей локализации. Это происходит из-за способности токсичных веществ к миграции в природной среде на большие дистанции.

Губительность отходов металлургии для живых организмов наглядно видна на примере Норильского промышленного района. В этой сильно загрязненной местности погибли все деревья, росшие ближе, чем на 70 километров к зонам, наиболее отравленным промышленными отбросами. Источники интенсивного загрязнения в этом регионе распространяют токсические вещества на расстояние до 80 километров. Иногда их влияние обнаруживается даже на дистанции в 140 км. Об этом свидетельствует повышенная концентрация меди и никеля в окружающей среде. Содержание первого элемента выше допустимого значения в 1,3, а второго элемента – в 1,5 – 2,7 раза.

Отходы производства черных металлов

Выплавка чугуна и стали ведет к образованию шлаков. Взаимодействие раскаленного железа с кислородом воздуха приводит к образованию окалины. Кроме этого, отходами производства стали и чугуна являются замасленная окалина, керамический лом и шламы. Большая часть отходов черной металлургии находит свое применение благодаря переработке. Из них производится извлечение металлсодержащих компонентов, из которых затем могут быть получены металлы. Шлак является ценным строительным материалом, применяемым для получения шлакобетона. Керамический лом применяется при ремонте огнеупорного оборудования.

Проблему в данном случае представляет только замасленная окалина. Ее переработка, совершаемая в России по неправильной технологии, представляет собой процесс, ведущий к загрязнению воздуха.

Шламы, шлак, бой футеровки, окалина и пыль – далеко не полный набор отходов производства металлов. Статистические исследования показали, что производственный процесс на ста предприятиях металлургической промышленности приводит к образованию 800 видов различных производственных отходов. Только на одном лишь ОАО «Северсталь» вырабатывается 32 вида отходов.

Если подвергнуть все отходы, вырабатываемые металлургическим предприятием, химическому анализу, то, пожалуй, обнаружатся все элементы Периодической системы Менделеева.

Должным образом выполненная переработка благополучно обеспечивает дальнейшее практическое применение доли этих отходов. Но значительную их часть складируют в золошламонакопители.

Одним из элементов, содержащихся в отходах черной металлургии, является цинк, находящий широкое практическое применение. Количество этого металла в отходах столь велико, что, например, если извлечь весь цинк из пыли газоочистки, которую выбрасывает электросталеплавильный цех ОАО «Северсталь», то его хватит для полного обеспечения цинкового завода в Челябинске. Потому, тот факт, что такие отходы не перерабатываются в должной мере, является предметом озабоченности ученых.

Отходы производства цветных металлов

В ходе производства цветных металлов образуются отходы, представляющие более серьезную проблему для экологии, нежели отходы черной металлургии. Причина этой проблемы в содержании в таких отходах соединений тяжелых металлов, наиболее токсичными из которых являются ртуть, свинец и кадмий. Основная опасность тяжелых металлов не в их способности вызывать острые отравления, а в том, что они плохо выводятся из человеческого организма. Регулярное попадание в организм тяжелых металлов с водой, пищей и воздухом ведет к их постепенному накоплению в организме, что приводит к тяжелым поражениям жизненно-важных органов и нервной системы, а также отрицательно влияет на наследственность.

Для оценки загрязненности природной среды тяжелыми металлами используется такой показатель, как предельно допустимая концентрация или ПДК. Когда содержание токсичных металлов в почве, воде и атмосфере местности превышает ПДК, здоровье людей, на ней проживающих, оказывается под угрозой.

Источник

Образование металлолома и значение использования вторичных металлов

Использование вторичных металлов имеет важнейшее зна­чение, поскольку обеспечивает большую экономию общественного труда. Это связано с тем, что затраты на вовлечение металлоотходов в оборот значительно меньше, чем на выплавку первичного металла из руды. Использование 1 т подготовленного лома черных металлов позволяет экономить свыше 1,8 т руды, агломерата и окатышей, 0,5 т кокса, 45 кг флюсов, около 100 м3 газа. При этом экономится более половины энергии, необходимой на выплавку металлов из руды (табл. 7.1).

При использовании металлолома для выплавки металлов значительно снижается нагрузка на окружающую среду (табл. 7.2).

Факторы, влияющие на окружающую среду

Выплавка стали из

Использование первичного сырья, т

Расход воды, м 3

Количество веществ, загрязняющих атмосферу, т

Отходы горнопромышленных разработок, т

Поскольку металлы являются важнейшим конструкционным материалом и применяются во всех отраслях промышленности, строительстве, сельском хозяйстве и на транспорте, то и происхождение их отходов может быть самым различным.

В общем виде металлолом — это металлические изделия, оборудование, машины, здания и сооружения или их металли­ческие части, непригодные для дальнейшей эксплуатации. Металлолом может быть военным, судовым, бытовым и бесхозным.

• Военный металлолом состоит из предметов военной техники, военно-технического имущества и боеприпасов.
• Судовой металлолом состоит из плавучих средств и их обору­дования.
• Бытовой металлолом состоит из предметов и деталей бытовой техники и бытовых машин.
• Металлическая стружка — отходы, образующиеся при резании металла (кроме кусковых отходов).

Скрап — зашлакованные отходы черных металлов. Скрап может быть стальным и чугунным. Стальной скрап — мелкие стальные час­тицы, образующиеся при разбрызгивании стали во время ее транспор­тировки и разливки в изложницы, а также остывшая сталь на стенках и дне разливочного ковша. Максимально возможное использование скрапа при выплавке стали зависит от способа производства стали (табл. 7.3).

Способ производства стали

Объем применения скрапа, %

Основное количество вторичных черных металлов образуется при их производстве, а также при амортизации оборудования (табл. 7.4).

Амортизационный лом образуется от ликвидации основных средств, при капитальном и текущем ремонте оборудования, при ремонте и замене технологической оснастки и инструмента, а также при ремонте и замене малоценного инвентаря.

Количество образующихся в промышленности отходов черных металлов зависит от отрасли промышленности: наибольший объем отходов образуется в транспортном машиностроении, затем в судостроении, станкостроении, приборостроении и других отраслях экономики.

Степень использования металла при изготовлении изделий, возведении сооружений и других объектов называется коэф­фициентом использования металла (КИМ). КИМ (А) определяют по уравнению:

где Q — количество использованного металла; Q₁ — количество металла, перешедшего в состав нового изделия.

Средний коэффициент использования металла в российской экономике составляет 0,7.

Самый высокий КИМ — в строительстве, что объясняется использованием подавляющей части металла в этой отрасли без обработки (арматура, балки, швеллеры и т.п.). Отходы в строительстве образуются в основном при раскрое металла.

Самый низкий КИМ — в авиации, что связано с малой серий­ностью производства в этой отрасли.

В отдельных производствах в отходы уходит до 70—80 % металла.

До недавнего времени значения КИМ жестко регламен­тировались и спускались сверху Госпланом СССР, поскольку от его величины зависели фонды на металл, выделявшиеся той или иной отрасли (предприятию). В настоящее время снабжение предприятий идет по прямым поставкам, величина КИМ никем не устанавливается, хотя само предприятие заинтересовано в его снижении, так как от этого зависит его прибыль.

Особую ценность представляют отходы и лом цветных метал­лов, к которым относятся все металлы и их сплавы, за исключением железа и его сплавов. Они обладают весьма ценными эксплуа­тационными свойствами и широко применяются в современной промышленности. В технике принято подразделять цветные ме­таллы на легкие, тяжелые, благородные, тугоплавкие, рассеянные, редкоземельные, радиоактивные. Наиболее значительны объемы образования лома и отходов следующих цветных металлов и сплавов на их основе: алюминия, меди, свинца, цинка, никеля, титана, олова, вольфрама, молибдена, кадмия, кобальта, магния, ртути.

Лом и отходы цветных металлов образуются на многочис­ленных предприятиях практически всех отраслей народного хозяйства, которые используют первичные цветные металлы и сплавы. Общее число организаций, сдававших лом цветных металлов в СССР, достигало 130 тысяч, а наиболее крупных, поставлявших свыше 200 т отходов и лома цветных металлов в год, — 1500. Наиболее крупные поставщики лома и отходов цветных металлов — предприя­тия электротехнической, металлургической, автомобильной и судо­строительной отраслей промышленности.

Выработка цветных металлов из отходов является важнейшим источником их производства. Однако у нас в стране доля вторичных цветных металлов в общем объеме их производства значительно ниже, чем в технически развитых странах (табл. 7.5). Объясняется это тем, что большое количество отходов цветных металлов, особенно содержа­щихся в бытовых отходах, теряется на местах их образования, засоряя окружающую среду. Между тем цветные металлы, содержащиеся в бытовых отходах, являются ценнейшим сырьем, и население должно участвовать в его сборе.

Источник

Значение лома и отходов черных металлов в российской промышленности

Одним из путей экономии сырьевых ресурсов является повышение уровня использования вторичных материальных ресурсов — отходов производства и потребления, которые неизбежно образуются как в сфере материального производства, так и в сфере потребления. Объем вторичных материальных ресурсов возрастает по мере увеличения основной продукции отраслей народного хозяйства.

Как отечественный, так и зарубежный опыт показывает, что переработка многих видов вторичных материальных ресурсов технически осуществима и экономически выгодна. В настоящее время восстановление сырьевых ресурсов из отходов во многих странах мира стало вопросом государственной важности. Значительную часть вторичных материальных ресурсов составляют вторичные черные металлы, занимающие одно из первых мест в сырьевой базе как по объему, так и по значению для народного хозяйства. Вторичные черные металлы служат исходным сырьем для выплавки стали, производства ферросплавов, стального и чугунного литья.

Полный сбор и рациональное использование вторичных черных металлов позволяют:

• сохранить значительное количество сырьевых природных ресурсов, которые, как известно, не восстанавливаются;
• создать условия для ускоренного развития черной металлургии, так как мощности по сбору и переработке вторичных черных металлов можно создать значительно быстрее, чем рудники и доменные цеха;
• снизить себестоимость стали, так как текущие затраты на сбор, транспортировку и переработку 1 т металлолома в 5 раз меньше, чем затраты на производство 1 т чугуна;
• решить экологические проблемы.

Таким образом, без переработки металлолома невозможно развитие металлургии и литейного производства, а использование его дает народному хозяйству значительную экономию природных ресурсов и общественного труда.

В России объективно сохраняются все необходимые предпосылки для роста переработки вторичного металлургического сырья и выпуска конкурентоспособной на мировом рынке металлопродукции. Основная проблема состоит в организации единой системы взаимодействия металлургических предприятий, ломозаготовительных организаций и предприятий, выступающих источниками лома.

Технологическая структура выплавки стали в 1990-х гг. развивалась со значительными отличиями от общемировых тенденций. Частичное закрытие мартеновского передела проходило без перехода к использованию лома в электросталеплавильных печах. В результате резко сократилось количество лома, перерабатываемого в мартеновских печах (на 20 млн. т).

Если для большинства стран при сокращении мартенов (США, ЕС) было характерно опережающее развитие получения электростали, то в РФ в 1990-е гг. доля выплавки стали в электропечах в общем объеме выпуска даже уменьшилась. Утилизация лома после ликвидации мартенов была бы еще хуже, если бы не отечественная тенденция применения лома в конвертерах в отличие от мировой практики сокращения использования лома. Доля лома в конвертерной шихте в конце 1990-х гг. составляла около 30%, что соответствует удельным показателям начала 1970-х гг. В настоящее время по уровню удельного расхода лома в шихте конвертерного передела Россия превышает аналогичные показатели Японии в 3 раза, а показатели стран ЕС в 1,5 раза.

Крайне высок уровень дифференциации размещения металлургического производства по территории страны (на 6 регионов из 89 приходится 90% выпуска стали). Это приводит к значительным затратам по перемещению лома, что сказывается на эффективности его переработки и уровне потенциального вовлечения в оборот.

Опыт западных стран показывает, что для организации металлургического производства на основе вторичного сырья (микро- и мини-заводов) следует ориентироваться на ресурсы, получаемые от поставщиков, удаленных от металлургического завода на расстояние не более 200 км. В России наблюдаются перевозки лома на тысячу и более километров. Стоимость металлолома возрастает в два и более раз. В 2007 г. средняя дальность перевозок лома черных металлов составляла 832 км и превышала дальность перевозки руды (685 км). В результате ресурсы лома на огромных территориях оказываются не вовлеченными в промышленный оборот.

Типичный пример — Тюменская область, в которой, по оценкам специалистов, скопилось более 100 млн. т выбывшего, но не утилизированного лома черных металлов. Решение данной проблемы возможно только за счет расширения деятельности ломозаготовительных фирм на территории страны, создания новых металлургических мощностей и повышения экономической эффективности сбора лома.

Низкой является степень вовлечения в оборот нанотехнологических видов лома (стружка и другие легковесные виды лома), которые требуют для переработки специальной техники (автомобили, оборудование с высоким удельным весом неметаллических включений, железобетонные сооружения). Развивающимся процессом стало образование в России кладбищ автомобилей. Практически нет сбора использованных банок — жестяной луженой тары.

Актуальным остается вопрос утилизации высокотехнологичных видов лома, предполагающих извлечение особо ценных компонентов, прежде всего судового лома и вооружений. Для повышения эффективности переработки данных видов требуется применение специальных технологий, что приводит к существенному повышению капиталоемкости производства, а следовательно, к снижению отдачи от вложенных в бизнес средств. Согласно экспертным оценкам, в России ежегодно из-за низкой эффективности сбора и переработки легковесных ломов теряется 5-6 млн. т вторичных ресурсов металла.

Отсутствие разветвленной сети по заготовке лома, низкие закупочные цены и необходимость значительных затрат на доставку и переработку лома ограничивают сбор лома в отдаленных от металлургических центров регионах, на объектах с малыми объемами ломообразования (прежде всего в сельской местности), в тяжелых условиях (в шахтах), лома низкого и особо высокого качества.

Рыночные системы использования вторичного сырья требуют особых организационных структур и схем управления и координации контрагентов. Для промышленно развитых стран характерны: разветвленная сеть заготовителей, состоящая из малых фирм, семейных предприятий, индивидуальных предпринимателей, обслуживающих ломосдатчиков на определенной территории и доставляющих лом на крупные перерабатывающие заводы. В свою очередь, переработчики лома работают в тесном контакте с металлургическими предприятиями. Образуются единые ассоциации, вырабатывающие общую стратегию развития на основе вторичных ресурсов. Взаимовыгодность отношений придает устойчивость всей системе заготовки и использования вторичных ресурсов.

Оценивая отдельные элементы существующей российской системы ломозаготовки, следует отметить очевидные диспропорции:

• большую долю низкоквалифицированного труда, основа которого — заготовка товарного лома, реализуемого ломозаготовительным организациям физическими лицами (до 60-80%);
• высокую роль сезонного фактора, создающего пиковые объемы летом и дефицит зимой (двукратная разница в объемах заготовки лома);
• неритмичность поставок лома на металлургические предприятия, приводящая к образованию сверхнормативных запасов, свидетельствующих о нестабильной ситуации на рынке лома.

Сегодня в ломоперерабатывающей подотрасли накопилось много проблем, которые требуют от государства и субъектов ломоперерабатывающей отрасли определенных действий в следующих направлениях.

1. Законодательство. Необходимо создать адекватное правовое поле для деятельности предприятий в области переработки и заготовки лома и отходов вторичных металлов. Работа в данном направлении включает в себя анализ существующего законодательства в целях его последующего изменения для защиты интересов ломо-переработчиков. Учитывая зарубежный опыт в данном вопросе, необходимо дать четкое определение лому и отходам вторичных металлов в законодательных нормативных актах. Сегодня существует потребность диалога с Министерством путей сообщения для оптимизации транспортных тарифов на перевозку отходов вторичных металлов.
2. Лицензирование. Необходимо создать четкие законодательные требования для получения лицензии предприятиями в подотрасли. Данные требования должны содержать разумные экономические и технологические параметры, необходимые для организации деятельности предприятий в области заготовки и переработки лома и отходов вторичных металлов. Лицензирование деятельности по переработке вторичных металлов должно иметь своей целью предотвращение безответственного и хищнического подхода к заготовке лома предприятиями, не отвечающими требованиям для получения лицензии, и в то же время лицензирование влечет за собой повышение ответственности ломозаготовителей, имеющих лицензию в данной подотрасли. Со стороны государства следует организовать контроль за деятельностью профильных предприятий и проведение проверки соответствия предприятия требованиям для продления лицензии по истечении лицензионного периода. Надо тщательно проанализировать последствия и экономически обосновать необходимость введения «конфедеральной» лицензии на переработку и заготовку лома и отходов вторичных металлов, предусматривающей возможность работы профильных предприятий в разных регионах и устраняющей процедуру получения лицензий на уровне субъекта РФ.
3. Экологический аспект. Предприятия, заготавливающие и перерабатывающие лом и отходы вторичных металлов, должны вносить ощутимый вклад в решение экологических проблем путем утилизации лома и отходов вторичных металлов, загрязняющих окружающую среду. Как с экономической, так и с экологической точки зрения важны профессиональный демонтаж и утилизация промышленных объектов с использованием производственных мощностей предприятий, специализирующихся на переработке вторичных металлов. Необходима разработка государственной политики в данной области, предусматривающей налоговые льготы и субсидии для реализации экологически значимых проектов по утилизации вторичных металлов. При осуществлении данных проектов руководствуются уже существующими нормами законодательства в этой области.
4. Транспортные тарифы. Тарифы на перевозку лома и отходов металлов являются завышенными в связи с тем, что вторичные металлы отнесены в третью группу товаров согласно классификации МПС и перевозка данного сырья тарифицируется по более высоким ставкам, чем при условии, что вторичные металлы будут рассматриваться как отходы или сырье. Завышенные транспортные тарифы оказывают негативное влияние на снабжение отечественных металлургических комбинатов ломом и отходами металлов, снижают рентабельность ломозаготовительной деятельности, сокращают возможности предприятий, перерабатывающих вторичные металлы, направлять финансовые вложения на модернизацию производственных фондов.
5. Экспортные пошлины. При экспорте лома и отходов черных металлов уплачиваются пошлины (в размере 15%), что снижает конкурентоспособность российских экпортоориентирован-ных организаций. В связи с тем что пошлины были введены в действие достаточно давно и ситуация на рынке вторичных металлов претерпела значительные изменения, возникла острая необходимость выявить актуальность и соответствие существующих пошлин сегодняшнему состоянию рынка.
6. Авторециклинг. Проблема авторециклинга состоит не только в сборе отработавших свой срок автомобилей, в их утилизации, но и в выявлении и развитии максимально эффективных методов использования вышедших из эксплуатации автомобилей (ВЭА) в качестве вторичного ресурса. Разработка правовой платформы для определения порядка утилизации и переработки старых автомобилей является лишь предпосылкой для развития экономически эффективных способов возврата (рециклинга) техногенных материалов в новый жизненный цикл. Прежде чем законодательно закрепить какой-либо порядок обращения с ВЭА, следует оценить объемы образующихся вторичных материалов, а также существующие производственные мощности по их рециклингу и в случае необходимости предусмотреть ввод в эксплуатацию новых производственных мощностей по предлагаемым к внедрению существующим или перспективным технологиям переработки автомобильного лома.
7. Учреждение ассоциации ломопереработчиков. Сегодня в ломоперерабатывающей подотрасли накопилось много проблем, решению которых будет способствовать национальная ассоциация ломопереработчиков. Ассоциация должна быть независимым органом, который отражает интересы всех организаций, имеющих отношение к обороту лома черных и цветных металлов, и представляет эти организации в федеральных органах власти или в переговорах с основными потребителями — металлургами.
8. Взаимодействие ассоциации с металлургическими комбинатами. Ассоциация ломопереработчиков должна защищать их интересы от нерыночных методов регулирования внутренних цен на лом и отходов металлов со стороны металлургических комбинатов — основных потребителей сырья. Необходимо взаимодействие с металлургическими комбинатами по основным требованиям, предъявляемым к вторичному сырью по качеству, сортаменту и т.д.

Интересным примером может служить опыт Белоруссии. Наши соседи взяли все лучшее, что было в России, и за годы нашей перестройки довели организацию заготовки лома и технический уровень его переработки до европейских показателей, естественно, при непосредственном участии государства.

Литература
1. АврашковЛ.Я., Метушевская В.И., Шевелев Л.Н. Экономическая эффективность переработки и использования вторичных черных металлов. М., 1992.
2. Аврашков Л.Я. Теория и практика экономической оценки вторичных материальных ресурсов на примере черных металлов : дис. . д-ра экон. наук. М., 1999.
3. История вторметов / авт.-сост. В.А. Маточкин. М., 2008.
4. Рынок вторичных металлов. 2006. № 1/33.
5. Вторичные металлы. 2008. № 5/6.
6. Вторичные металлы. 2009. № 5/12.

Источник