Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Формирование загрязнения геологической среды г. Владикавказа 8
1.1. Природно-технические факторы загрязнения окружающей среды 8
1.3. Влияния техногенных ландшафтов на экологическую безопасность геосфер региона 24
1.4. Воздействие отходов геоматериалов на экосистему региона 30
1.5. Загрязнения территории г. Владикавказа тяжёлыми металлами 31
1.6. Цели, задачи и методы исследования 43
Глава II. Экологические исследования утилизации отходов горно металлургического комплекса 45
2.1. Техногенное загрязнение г. Владикавказа 45
2.2. Геоэкология территории г. Владикавказа 56
2.3. Оценка влияния антропогенных факторов на здоровье населения 65
2.4. Исследования по комплексу переработки минерального сырья. Направление экологических исследований 72
Выводы по главе II 82
Глава III. Мониторинг окружающей среды 83
3.1. Методы прогнозирования состояния окружающей среды 83
3.2. Оценка загрязнения городской среды транспортными системами 87
3.3. Экологическое состояние воздушного бассейна в районе деятельности металлургических объектов 90
Выводы по главе III 96
Глава IV. Экономическая эффективность диссертационных исследований ...97
4.1. Экологизация утилизации отходов горно-металлургического комплекса 97
4.2. Методика исследования 110
4.3. Аналитическое испытание технологии 114
4.4. Заводские испытания 121
4.5. Санитарно-экологическая характеристика выпускаемого строительного материала 136
Выводы по главе IV 144
Заключение 145
Литература 149
Приложения 157
- Природно-технические факторы загрязнения окружающей среды
- Геоэкология территории г. Владикавказа
- Методы прогнозирования состояния окружающей среды
- Экологизация утилизации отходов горно-металлургического комплекса
Введение к работе
Несмотря на заметный спад производства в стране за последние десять лет, уровень загрязнения геосфер на территории Республики Северная Осетия-Алания остается высоким. Так, в 2000 г. выбросы загрязняющих веществ в атмосферу от всех источников составили 121,097 тыс. т, в том числе от стационарных - 12,636 тыс. т. Как и прежде одним из основных загрязнителей атмосферного воздуха является ОАО «Победит», выбрасывая почти 568 т вредных веществ в год. Уровень загрязнения поверхностных вод высокий, причем основным источником загрязнения и здесь является ОАО «Победит» (загрязняющие вещества - вольфрам, молибден, кобальт, нефтепродукты). Содержания тяжелых металлов в почвах г. Владикавказа и его окрестностей, по данным Минприроды РСО-Алания, превышают ПДК в 41 раз.
На начало 2000 г. в республике накоплено около 10 млн. т отходов производства I-IV класса опасности. Кроме того, образуется ежегодно около 800 тыс. м твердых бытовых отходов, которые занимают активные участки городской агломерации и создают многоплановый негативный эголого-экономический эффект в целом регионе.
В регионе примерно 175 лет функционирует горно-металлургический комплекс с пиротехнологией получения полиметаллов, что отрицательно повлияло на состояние биосферы региона и продолжает влиять на демографические показатели населения г. Владикавказа и ее окрестностей.
Мониторинговыми исследованиями установлены главные факторы загрязнения геосфер, включающие выделение загрязняющих веществ из открытых свалок металлургических отходов и отходов обогатительного производства, а также выбросы металлургических производств в атмосферу города. Таким образом, дальнейшая деградация окружающей среды снижает жизненный потенциал населения, может привести к устойчивым отрицательным демографическим показателям и патологическим отклонениям в генофонде проживающего в этих условиях населения. Поэтому разработка технологических решений по использованию вторичных ресурсов молибденового производства, научное обоснование принципов вовлечения занимаемых ими территорий в хозяйственном использовании и создание механизма регулирования экологией городской агломерации г. Владикавказа являются актуальной задачей настоящего времени.
Существенный вклад в разработку теоретических основ повышения экологичности промышленных предприятий городской агломерации внесли Алборов И.Д., Алкацев М.И., Алкацева В.М., Выскребенец А.С., Голик В.И., Катаев В.А., Остроушко И.А., Сведлик Г.И., Свистунов Н.В., Трощак Л.А., Трощак С.А. и другие.
Цель работы: повышение экологической безопасности городской агломерации (г. Владикавказа) за счет частичной утилизации отходов пиротех-нологий получения металлов путем вовлечения их в керамическое производство.
Идея работы - основываясь на многолетнем мониторинге основных источников загрязнения биосферы разработать способы снижения повышенного фона полютантов из отходов молибденового и вольфрамового производства.
Методика исследований включает анализ теоретических обобщений ранее выполненных работ по рассматриваемым вопросам, экспериментальные исследования по ряду антропогенных геохимических полей (хранилищ отходов), математическое (в том числе и вероятностно-статистическое ) моделирование различных зависимостей экологической нагрузки на биосферу, технологическая проверка рекомендаций по частичной утилизации отходов молибденового производства путем вовлечения их в керамическое производство. Защищаемые научные положения:
1. Теоретические обобщения и экспериментальные исследования по выявлению техногенных факторов и условий, воздействующих на биосферу города Владикавказа, и оценка загрязнения.
2. Математическая модель оценки зависимости демографических показателей от уровня экологической нагрузки на биосферу.
3. Теоретические и экспериментальные исследования по использованию отходов молибденового производства в качестве отощающих добавок при изготовлении кирпича, как один из способов их утилизации.
4. Эколого-математическая модель ранжирования производств по устанавливаемой экологической нагрузке и взаимодействию объектов техногене-за.
Обоснованность и достоверность научных положений подтверждается достаточной верификацией предложенных математических моделей (tq= =0,95), экспериментальной проверкой и результатами испытаний керамических изделий с утилизированными отходами молибденового производства в промышленных масштабах.
Научная новизна:
1. Доказано, что экологическая безопасность в рамках городской агломерации может быть значительно улучшена даже за счет частичной утилизации отходов молибденового производства с использованием их в качестве отощающих добавок при изготовлении кирпича.
2. Доказано, что демографические показатели зоны действия полигона отходов напрямую связаны с экологической нагрузкой на биосферу, получены многофакторные аналитические зависимости.
3. Разработана технологическая цепочка производства экологически безопасных керамических изделий по предлагаемой рецептуре, обеспечивающая при меньших энергетических затратах снижение брака готовой продукции и улучшение ее товарного вида.
Практическое значение исследований заключается; в научном обосновании разработанной методики по частичной утилизации твердых отходов (при получении чистых солей молибдена и вольфрама путем) вовлечения их в керамическое производство в качестве ото-щающих добавок; в снижении уровня загрязнения биосферы городской агломерации полютантами металлургического производства; результаты исследований учтены при составлении научно-технической программы «Экологическая безопасность РСО-Алания» и приняты для использования при реализации новых экологически чистых технологий (2002 г.).
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационных исследований доложены и одобрены на кафедре «Экология» (Владикавказ, СКГМИ (ГТУ), 2001 г.), в институте ОАО «Кавказцветметпроект», на коллегии Министерства охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов РСО-Алания (Владикавказ, 2002 г.). Диссертация в полном объеме была доложена на заседаниях кафедр: ИЗОС МГГУ «Инженерные методы защиты окружающей среды» (г. Москва), МГИУ «Безопасность жизнедеятельности и промышленная экология» и РНЦ «Курчатовский институт» (г. Москва, 2003 г.).
Публикации. Научные положения диссертации опубликованы в семи печатных работах.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, 48 таблиц, 16 рисунков, заключения, библиографического списка из 93 наименований, изложена на 156 страницах машинописного текста и приложений (12 стр.).
Природно-технические факторы загрязнения окружающей среды
Одной из ключевых экологических проблем человеческого общества на современном этапе остается создание сбалансированных равновесных отношений с окружающей природной средой. Научный анализ опыта взаимоотношений человеческого сообщества и окружающей природной среды дает возможность прогнозировать допустимый уровень хозяйственной деятельности населения Земли с учетом сохранения основных свойств биосферы. Однако имеющаяся база геоинформационных данных не позволяет проигрывать возможные сценарии предполагаемых взаимоотношений из-за ограниченности контролируемых параметров экосферы на глобальном уровне. Что касается параметров экосферы объектов локальною уровня, то, надо сказать, мониторинговые наблюдения здесь отличаются более глубоким уровнем и многофункциональным характером, так как экологические факторы являются исходными для проектирования объектов. Это позволяет распознавать все формы пороговых возмущений и деградации окружающей природной среды.
Горное производство, история развития которого уходит в глубокую древность, характеризуется представительной базой данных о взаимодействии его с окружающей средой. Влияние этой отрасли человеческой деятельности на горные территории является объектом особой заботы социума из-за их большой значимости в жизни людей и ограниченных эколого-ресурсных возможностей по сравнению с равнинными зонами.
В горных провинциях проживает более 10 % населения мира, в горах сосредоточено около половины всех минеральных ресурсов, потребляемых в настоящее время. В итоговом документе всемирного форума РИО-92 проблемам устойчивого развития горных территорий в XXI в. посвящена специальная глава. Северный Кавказ является горно-равнинной страной, все административные образования его в той или иной мере включают горные ландшафты, являющиеся территориями особой заботы и взвешенного отношения.
В техногенном отношении горная система региона является достаточно развитой и в основном представлена рудниками полиметаллических ископаемых, добывающих цинк, свинец, серебро, молибден, вольфрам, медь, кадмий, радиоактивные компоненты, бурый уголь и др. Из нерудных ископаемых добывают известняк (почти во всех предгорных территориальных образованиях региона), доломит (наиболее богат им Боснийский карьер в Северной Осетии), мрамор, туф и др. Общий объем добываемых нерудных полезных ископаемых не превышает 1 млн. м3 в год. В горных районах Северного Кавказа проживает около 5-7 % всего населения республик и краев. В горах идет формирование всего имеющеюся на этой территории речного стока. Горные реки являются основными источниками питьевого и хозяйственного водоснабжения региона. В процессе технологической переработки добываемой рудной массы сырья в металл около 90 % сырья уходит в отходы в виде хвостов обогащения, отвалов пустых пород, отходов молибденового производства и различных шламов. Образование хвостохранилищ на пойменных участках ущелий, по которым протекают горные реки, а также отвалов вскрышных и пустых пород на склонах создают условия для возникновения негативных явлений, которые нередко перерастают в локальные и региональные катастрофы [1].
В районах деятельности горно-промышленных и металлургических объектов расширяется спектр воздействия человека на природу, что приводит к сокращению площади лесов, опустыниванию, эрозии и загрязнению почв. К этому добавляются постоянные аварийные физико-химические воздействия, приводящие к загрязнению всех геосфер, и расширению районов экологического неблагополучия. Уровень риска от оставленных горными предприятиями Северного Кавказа экологических проблем с каждым годом возрастает и ждет своего разрешения.
Решение экологических проблем, связанных с отходами производства и потребления (ОПП), с каждым годом становится сложнее. Все больше веществ и материалов попадает в категорию отходов, хотя, образуясь в одной отрасли промышленности, они одновременно могут быть сырьем для другой. Наряду с этим не урегулированы вопросы складирования, временного хранения и захоронения отходов, не решены вопросы экологической оценки производственных процессов предприятий, приводящих к образованию отходов, нет нормативов образования отходов.
Такая ситуация характерна и для Республики Северная Осетия-Алания. Более того, до 1994 г. в республике отсутствовала полная и достоверная информация об объемах образования и размещения ОПП, схемах размещения полигонов и мест захоронения ОПП, а также технологических производств по их переработке. Размещение отходов носило в значительной степени неорганизованный характер, что приводило к бесконтрольному загрязнению окружающей среды (ОС) [2-6].
В связи с этим возникла крайняя необходимость создания единой государственной системы управления ОПП на территории республики. Разработка такой системы была осуществлена в 1995 г. В основу республиканской системы управления отходами был положен экологический мониторинг при обращении с ОПП, который вошел составной частью в «Единую систему экологического мониторинга РСО-Алания», утвержденную Правительством республики 14 апреля 1995 г. [7-11].
Реализация механизмов экологического мониторинга при обращении с ОПП или системы управления отходами в республике на данном этапе была поручена Государственной экологической инспекции, в составе которой для этой цели была организована специальная инспекция Госэкоконтроля за охраной окружающей среды от загрязнения отходами.
Республиканская система управления отходами разрабатывалась с целью оздоровления экологической обстановки в республике путем упорядочения деятельности в области обращения с ОПП, обеспечения контролируемости их размещения, ограничения отрицательного воздействия отходов на окружающую среду, формирования отрасли по переработке отходов, сбережения природных ресурсов и формирования сознания общественности в духе грамотного и ответственного использования природных ресурсов.
Геоэкология территории г. Владикавказа
Наиболее значительной из выявленных техногенных ареалов рассеяния тяжелых металлов является площадь около 40 км2, занимающая практически всю правобережную часть г. Владикавказа и значительную часть левобережной (за его пределами остаются микрорайоны 7, 8, 9, 10, 14, 34, 35 и некоторая часть площади микрорайонов 1, 3, 4, 5). Ареал характеризуется формой близкой к изометрической, благодаря чему отчетливо заметна неко-торая смещенность на север, относительно геометрического центра, ядерной зоны техногенного ареала и его центральной части (заводы «Электроцинк» и «Победит»), что, видимо, обусловлено превалирующим южным направлением ветров. Ядерная зона ареала занимает значительную часть северовосточной, северной и центральной промышленных зон, а также центральной и северной селитебных зон. Пространственная корреляция контуров ядерной зоны, особенно в пределах северо-восточной промышленной зоны, с территорией промышленных предприятий выражена весьма отчетливо. Западная часть ядерной зоны ограничивается р. Терек и протягивается от ул. Куйбы-шева до ул. Пожарского. Восточная ее часть протягивается на 6 км от железнодорожного вокзала (или несколько южнее) до Владикавказского совхоза-комбината. Общая площадь зоны около 15 км . Ее центральная часть четко ограничена территорией заводов «Электроцинк» и «Победит».
В направлении от периферии к центру описываемый техногенный ареал рассеяния характеризуется нарастающей полиэлементностью загрязнения почв тяжелыми металлами, причем основной вклад в загрязнение территории вносят элементы 1-го класса опасности - ртуть, свинец, цинк и мышьяк (см. табл. 2.2.). Центральная часть ареала является участком загрязнения всех трех классов опасности, периферия ареала - преимущественно элементами I класса. В геохимическую ассоциацию, характерную для всех зон техногенного ареала, входят ртуть, свинец, цинк, медь, мышьяк, серебро, барий. Вероятно, что такие элементы, как индий, кадмий, вольфрам, сурьма, висмут, фиксируются только в центральной части ядра исключительно из-за недостаточной чувствительности анализа. Повышенные концентрации элементов в грунтах фиксируются до глубины 1 м или немногим более, и только в пределах ядерной зоны ареала. Все описанные здесь и в предыдущих разделах" структурные и геохимические особенности Владикавказского техногенного ареала рассеяния ТМ свидетельствуют о том, что его происхождение является аэрогенным. В связи с этим несомненный интерес представляет решение вопроса о связи тяжелых металлов с теми или иными компонентами выброса в атмосферу загрязняющих веществ.
В табл. 2.3 - 2.7 приведены данные о количествах основных загрязняющих веществ, выбрасываемых предприятиями промышленных зон г. Владикавказа, показаны значения суммарного показателя загрязнения почв промышленных зон ТМ. Те же данные отражены на рис. 2.2. Видно, что наилучшим образом график показателя загрязнения коррелируется с графиком количества выбросов твердых веществ в атмосферу, что, по-видимому, свидетельствует о преимущественной концентрации ТМ в твердой фазе выбросов [41].
Характеристика уровня загрязнения тяжелыми металлами территории пос. Южного дана в табл. 2.3 - 2.7 (ядерная зона техногенного ареала).
Участок аномальных концентраций ТМ выявлен в пос. Южном (граф. прил. 3). Его площадь составляла 1,5 км2, но он характеризуется структурой, аналогичной структуре Владикавказского техногенного ареала, в нем по уровню содержаний и полиэлементности четко выделяются ядро и периферическая часть. Отмеченная аналогия касается и геохимической ассоциации с той лишь разницей, что в описываемом ареале не фиксируются аномальные концентрации ртути. Структурные особенности ареала, отсутствие каких-либо данных о возможных природных аномалиях, его приуроченность к территории поселка - все это свидетельствует о том, что ареал является участком техногенного загрязнения, происхождение которого неясно. Вероятнее всего оно является вейстогенным и обусловлено либо складированием продуктов металлургического передела, либо их использованием при строительных работах.
В соответствии со шкалой оценки уровня загрязнения (табл. 2.3) зоны описанных ареалов дифференцированы на умеренно опасные, высокой опасности и чрезвычайно высокой опасности.
Техногенный ареал обнаружен и на участке Владикавказской свалки ТБО, которая вместе с аномалией, тянущейся вдоль ведущей к свалке дороги, образует единый участок загрязнения.
Показанные на графическом приложении 1 границы ареала являются условными, так как ареал фактически не оконтурен. Ему свойственна геохимическая ассоциация, отличная от описанных ранее, - ртуть, медь, никель, мышьяк, молибден. Она обусловлена, по-видимому, комбинированным характером загрязнения: вейстогенным и аэрогенным (сжигание продуктов складирования). Загрязнение на участке свалки ТБО характеризуется довольно высоким значением показателя загрязнения, что свидетельствует о его высокой опасности.
Методы прогнозирования состояния окружающей среды
Анализ данных расчетов при оценке загрязнения атмосферного воздуха по среднесуточным концентрациям показал, что экологическое неблагополучие, классифицируемое как зона ЧЭС и ЭБ, фиксируется в атмосфере по формальдегиду в 1993, 1994, 1995, 1996 гг. для территорий в районе 2, 3, 8 постов наблюдения. В 1994 и 1995 гг. загрязнение атмосферного воздуха по формальдегиду соответствовало зоне ЧЭС. За этот период времени, как показали расчеты, существенное превышение кратности загрязнения атмосферы г. Владикавказа наблюдалось по S02, N02, фенолу, пыли и СО, однако процент проб выше К при этом был ниже, чем рекомендовано «Критериями...». Поэтому экологическую ситуацию в результате загрязнения атмосферного воздуха по каждому из этих веществ можно классифицировать как напряженную или критическую.
В 1995 г. по среднесуточным концентрациям диоксида серы (S02), присутствующего в воздухе в районах 2, 3, 8 постов, экологическое загрязнение атмосферы соответствовало зоне ЧЭС и зоне ЭБ, а в 1996 г. такую же ситуацию фиксировали только в районе поста 3.
Анализ данных расчета кратности превышения (К) по веществам, обладающим эффектом суммации биологического воздействия, показал в общем высокую степень загрязнения атмосферы г. Владикавказа.
По максимально-разовым концентрациям уровень загрязнения атмосферы веществами с комбинационным эффектом за 1998-2000 гг. не превышал значений, установленных для зоны ЧЭС. Однако в 1996 г. в районе поста 3 по сумме фенол + N02 + S02 + СО был зафиксирован уровень загрязнения, соответствующий зоне ЧЭС [54].
Среднесуточная приведенная концентрация (Сс.с.пр) по всем группам веществ, обладающих эффектом суммации, в анализируемом периоде време1 ни достигала значений, характерных не только для зоны ЧЭС, но в ряде случаев и для зоны ЭБ. Так, в 1993 г. уровень загрязнения атмосферы в районах всех постов по всем суммациям, кроме H2S + SO2, соответствовал зоне ЭБ. В 1989 г. на 2 и 3 постах по сумме формальдегид + сероводород, фенол + SO2, фенол + NO2 + SO2 + СО был зафиксирован уровень загрязнения, соответствующий зоне ЭБ, а по сумме NO2 + SO2 по всем трем постам - зоне ЧЭС. По данным 1990 г. уровень загрязнения воздуха суммой формальдегид + H2S + S02 + СО в районе 2 и 3 постов соответствовал зоне ЧЭС. Для 1994 г. отмечены следующие уровни загрязнения веществами, обладающими эффектом суммы: по посту 2 - по суммациям формальдегид + H2S и фенол + NO2 + SO2 + СО - на уровне зоны ЭБ, а по посту 8 и для этих же суммации - на уровне зоныЧЭС[51-54].
По среднесуточным концентрациям основных загрязнителей за 1995 г. установлены следующие уровни загрязнения. На посту 2 - по всем веществам суммации уровень загрязнения соответствовал зоне ЭБ. Такая же ситуация по всем веществам характерна и для поста 8. Уровни загрязнения воздуха на посту 2 N02 + S02 и H2S + S02 соответствовали зоне ЭБ. По данным 1996 г. по всем постам уровень загрязнения суммой NO2 + SO2 и H2S + SO2 соответствовал зоне ЭБ. По сумме формальдегид + H2S, фенол +SO2 и фенол + N02 + S02 + СО был отмечен такой же уровень загрязнения в районе постов 2 и 3.
Оценка статуса экологического неблагополучия атмосферного воздуха г. Владикавказа, выполненная в соответствии с «Критериями... » по основным загрязняющим веществам, обладающим эффектом сумме биологического воздействия, по ретроспективным данным свидетельствует о чрезвычайно высокой степени загрязнения атмосферы прежде всего на территориях расположения 2 и 3 постов наблюдения.
Динамика загрязнения атмосферного воздуха веществами, обладающими эффектом суммаций, свидетельствует о том, что по сумме формальдегид + сероводород, фенол + NO2 + SO2 + СО и фенол + S02 в основном для всего исследуемого периода времени уровень загрязнения соответствовал зоне ЭБ и ЧЭС. По сумме N02 + S02 в 1990 г. и в 1991г., а в 1993 - 1996 гг. по сумме H2S + SO2 зафиксирована напряженная или критическая ситуация. Действительный уровень загрязнения атмосферного воздуха г. Владикавказа еще более высокий, так как в нем присутствует целый спектр специфических загрязняющих веществ, концентрации которых не измеряются на стационарных постах. Как показали расчеты, прогнозный уровень загрязнения атмосферы некоторыми специфическими загрязняющими веществами, в том числе первого класса опасности (бенз(а)пиреном, свинцом и его соединениями, оксидом меди и др.), очень высокий. 1. Одной из главных причин негативного воздействия на окружающую среду является образование значительного количества отходов горных и обогатительных работ, складирование которых приводит к росту нарушения земель, загрязнению атмосферы и водных источников и другим отрицательным экономическим последствиям. 2. Территории, на которых расположены цеха по переработке концентратов и хранению их отходов, выделяют в экосистемы вредные вещества: пары кислот, частицы солей и оксидов, газы, металлы и их соединения: оксиды кремния, железа, молибдена, кальция и т.д. Радиус загрязнения почв в месте хранения отходов достигает 500 м и более. Среднее содержание тяжелых металлов в почвах, подвергшихся воздействию дымовых и пылевых выбросов, в 10 и более раз выше, чем вне зоны влияния источника. 3. В РСО-Алания из 20 тыс. т годовых выбросов на долю предприятий переработки минералов приходится 10 тыс. т. В районе завода «Победит» только за 1 год содержание тяжелых металлов увеличилось с 2 до 10 раз. 4. Загрязнение окружающей среды происходит непосредственно и через элементы окружающей среды - при пылевом разносе, надземном смоге, дождевыми и талыми водами. 5. Состояние окружающей среды в экосистемах определяется в первую очередь переработкой минералов и образующимися отходами, и в меньшей мере - смежными отраслями. 6. В результате хранения отходов увеличивается концентрация тяжелых металлов (меди, железа, молибдена и др.), оказывающих негативное влияние на состояние окружающей среды.
Экологизация утилизации отходов горно-металлургического комплекса
Несмотря на работу предприятия не на полную мощность, твердые и жидкие промышленные отходы продолжают скапливаться. Расширяются территории, занятые отходами. На почву, подземную среду, гидросферу, биосферу действуют не только сегодняшние загрязнения, но и те, что создавались в прошлом [12, 58-65].
В Северо-Кавказском регионе объем накопленных отходов производства достигает 100 млн. т, в том числе горнопромышленных около 60 млн. т, включая металлургические шлаки и отходы молибденового производства. Они сосредоточены в основном вблизи перерабатывающих минеральное сырье предприятий. Отходы горно-металлургических предприятий оказывают вредное воздействие на окружающую природную среду не только в непосредственном их месте нахождения, но и далеко за пределами территории функционирования объекта. Только применение безотходного и малоотходного производства в добывающей отрасли позволит коренным образом улучшить экологическую ситуацию в регионах с развитой металлургической индустрией [64].
Рядом исследователей региона, а также учеными городов Жигулевск Самарской области, Волгограда, Чебоксар были сделаны попытки использовать отходы металлургического комплекса на различных участках промст-ройиндустрии, в том числе в качестве отощающих добавок при производстве керамического кирпича из глинозема. В связи с возможностью содержания в отходах металлургического цикла других элементов широкое использование отходов в промышленных целях не всегда эффективно и безопасно. В то же время предварительные исследования по использованию отходов молибденового производства заводов «Электроцинк» и «Победит» (Н.Ф. Жуковым, В.И. Монастырской и др.) на государственных предприятиях «Владикавказстрой» пока- зали высокую эффективность и технологичность использования этого материала.
Партия кирпича с добавкой этих отходов в.объеме до 5 % имеет товарный вид и высокие эстетические показатели по сравнению с базовым вариантом. Для широкого использования этого опыта в народном хозяйстве нами проведены исследования с учетом физико-химических свойств отходов металлургического производства. В этой связи необходимо было подготовить сырье для его использования в качестве отощающих добавок. Особый интерес представляют отходы переработки молибденового концентрата АО «Победит». Использование их в качестве отощающих добавок при производстве керамического кирпича по предварительным данным дает обнадеживающие результаты.
В общем виде технология процесса получения молибденошеелитовых отходов такова: сырьем для производства чистых солей молибдена служат молибденовые концентраты, которые перерабатываются по схеме, включающей окислительных обжиг, аммиачное выщелачивание огарка, обработку твердых остатков аммиачного выщелачивания горячими растворами соды для доизвлечения молибдена. По данным СКГМИ (Свистунов Н.В., Алкацева В.М., Башуров ІО.П.) получаемые твердые остатки аммиачного выщелачивания являются отвальными отходами молибденового производства, которые, как и черные отвалы, вывозят на отвальное поле. Химический состав отвалов, % по массе: Si02 - 63,24; Fe - 9,80; CaO - 4,14; А1203 - 4,00; Mo - 3,58; Си -2,85; Mg - 0,52; As - 0,1; 8общ - 1,45. Помимо этого молибденсодержащие отвалы с отвального поля содержат: Pb, Zn, Mn, W, Ва, Ті от 1,0 до 0,1 %; F, Со, Ni, Se, Сг, Sr, Sb от 0,1 до 0,02 %; Hg, Cd, V, Bi, Sn от 0,01 до 0,001 %; Ag 68,6 г/т и Au 2,4-3,5 г/т. Все компоненты, содержащиеся в отвалах, относятся согласно СпиП 4630-80 от 4.07.88 г. ко II классу опасности и могут быть источником загрязнения окружающей среды, в первую очередь, грунтовых вод, вследствие выщелачивания атмосферными осадками. Площадки для хранения отвалов не имеют защитных экранов или водоупорных устройств от рас-творов, загрязненных вредными примесями, поэтому грунт под отходами и грунтовые воды насыщаются многочисленными экологически опасными компонентами. Вещественный состав указывает на наличие миграционной активности металлов, как в катионной, так и в анионной форме и возможность их перехода в грунтовые и подземные воды. Можно ожидать гидролиза ферритов, силикатов кальция, алюминия, натрия с образованием щелочных растворов, а также окисления сульфидных составляющих, вымывания хемо-сорбированных на гидроксидах железа анионных форм вольфрама и молибдена и др.
Подтверждением этих положений являются результаты опытов по определению растворимости веществ, входящих в состав отвалов, которые длительное время считались нерастворимыми.
После длительного контактирования навесок отвалов с дистиллированной водой получали прозрачные фильтраты, которые осторожно упаривали досуха. Сухие выпаренные соли взвешивали и анализировали на атомно-эмиссионном спектографе. Установлено, что растворяется от 4,5 до 7,6 % сухого отвала. Выпарные соли содержат Si02, Na от 1 до 10 %, CaO, Al, W, Сг, Мо от 0,1 до 1 %, V от 0,01 до 0,1 %, Fe, Sn, Mg, Pb от 0,01 до 0,1 % и Мп, В от 0,0001 до 0,001 %. [66].
Таким образом, подтверждена достаточно высокая растворимость отвалов, сопровождающаяся переходом вредных компонентов в грунтовые воды и почву. Приведенные результаты исследования состава и растворимости отвалов молибденового и вольфрамового производства ОАО «Победит» отвергают мнение об их нерастворимости и экологической безопасности для окружающей среды. Очевидна необходимость надлежащей организации раздельного хранения этих продуктов и разработки способов их утилизации, что обеспечит экологическую безопасность отвалов.
