2.2. Классификация отходов горно-промышленного производства

Создание научных основ оценки вторичных минеральных ресурсов и решение практических задач их использования требует разработки классификации этих ресурсов по наиболее значимым признакам.

Задача классификации в зависимости от конкретных признаков, применительно к отходам, впервые была решена И.А. Ковельманом [49]. Его классификация охватывает отходы 17 отраслей промышленности с характеристикой свойств и возможной области их применения.

И.П. Жаворонкова выделяет следующие классификационные признаки [40]:

* по технологическим стадиям образования;

* по содержащимся ценным компонентам в отходах;

* по степени ущерба окружающей среде;

* по возможности их вторичного вовлечения в производство;

* по затратам, необходимым для их использования.

По мнению И.П. Жаворонковой, следует различать три группы отходов:

* отходы, получаемые попутно в процессе добычи (извлечения) природных ресурсов и представляющие собой непреобразованные природные вещества, выделенные из исходных природных структур и объектов;

* отходы переработки сырья и материалов в отраслях материального производства;

* отходы потребления.

Следует согласиться с тем, что добычу полезных ископаемых следует рассматривать как первый этап на пути превращения вещества природы в готовый к потреблению продукт. Извлечение первичного сырья из локальных природных структур, ввиду комплексности природных ресурсов или их комбинированности в пределах указанных структур, сопровождается извлечением попутных компонентов, которые и составляют первую группу отходов. Попутно добываемые в горном производстве породы относят к категории вторичных сырьевых ресурсов.

Рассматривая вскрышные породы как источник ресурсов, следует исходить из того, что они уже были охвачены трудовым процессом и, таким образом, в данном случае имеет место промежуточный продукт с точки зрения полезности и удовлетворения потребности, который отождествляется с сырьем.

Специфика этой группы отходов определяется тем, что их выход (количество) однозначно (функционально) не связан с объемом добычи или переработки первичного сырья, а зависит от горно-геологических условий эксплуатации месторождения.

Во второй группе отходов целесообразно выделить два их вида, хотя они не всегда выступают в обособленном виде:

* ресурсы, теряемые в ходе производства, уходящие со стоками, газами или делающиеся не пригодными в результате разубоживания, разбавления, смешивания. В ряде случае наиболее целесообразны их регенерация (восстановление) и повторное использование в рамках исходного производства. Эти отходы принято называть возвратными;

* отходы, образующиеся в результате физико-химической переработки сырьевых и вспомогательных материалов.

В работе [50] отходы разделяют по отраслям на отходы электроэнергии, топливной промышленности, черной и цветной металлургии, химической промышленности, а внутри этих групп – на отходы по наименованию предприятий и установок. При рассмотрении отдельных отраслевых групп отходов их классификация ограничивается технологическими стадиями образования. М.П. Педан классифицирует отходы по отраслям горной промышленности, а внутри них – по технологическим стадиям образования, типам руд, фракциям и т.д. [51].

Анализ публикаций показывает, что основными признаками классификации отходов производства являются отрасль образования, агрегатное состояние, технологические стадии образования. Однако это общие классификационные признаки, применимые к отходам любой отрасли. Внутри самих отраслей необходима более подробная классификация. Например, В.В. Кандауров  [52] классифицирует отходы железорудных предприятий КМА по степени их изученности, взяв в качестве прототипа геологическую классификацию запасов полезных ископаемых. В работе [53] разработана классификация техногенных формирований при открытых горных работах, в которой в качестве главного классификационного признака принято назначение техногенных массивов: минерально-сырьевое, ландшафтное и т.д.

ЦНИИцветмет экономики и информации предложил классификацию техногенных ресурсов на основе классификации руд природного месторождения, минерального и химического состава отложений, их текстурно-структурных особенностей [54].

Эта классификация техногенных ресурсов выделяет две группы ресурсов и следующие их характеристики:

* природное минеральное сырье – промышленный тип природного месторождения, промышленные типы и сорта руд, перечень попутных полезных и вредных примесей;

* промышленно-технологические типы техногенных ресурсов – технологический процесс, в ходе которого образовалось техногенное сырье, тип хранилища, степень изученности, инженерно-геологическое состояние фундамента, наименование техногенного сырья (отхода, горной породы забалансовой руды), физико-химический состав, содержание полезных компонентов, степень окисленности минералов руд, направление использования.

Интересен опыт работы по классификации отходов горно-промышленного производства специалистов института «ДжезказганНИИцветмет» [55]. По их мнению, важным классификационным признаком твердых отходов предприятий цветной металлургии Казахстана является направление их использования. В соответствии с предложенной классификацией отходы цветной металлургии подразделяются на восемь групп. Основное достоинство этой классификации заключается в ее практической направленности, а недостаток – в малой детализации по направлениям практического использования вторичных минеральных ресурсов.

М.Э. Кябби [56] для оценки накопления и использования отходов горного производства предлагает их классифицировать по следующим основным признакам;

* по месту образования в отраслях горно-добывающей промышленности;

* по стадиям производственного цикла;

* по времени накопления;

* по степени изученности:

* по направлениям использования;

* по эффективности использования.

Предложенная классификация имеет достаточное количество признаков, но качественная составляющая внутри классификационных блоков недостаточна.

Весьма существенным шагом вперед в разработке классификации отходов горно-промышленного производства является классификация В.В. Чайникова и Е.Л. Гольдмана [57]. Авторы, подразделяя отходы по отраслевому признаку, вводят такие важные классификационные критерии, как ресурсная ценность отходов, воздействие на здоровье человека. Некоторым недостатком классификации, на наш взгляд, является не вполне корректное разделение на классы и типы, к которым отнесены те или иные виды отходов в соответствии с группировочными признаками.

В результате анализа существующих классификаций с учетом их преемственности автором разработана классификация отходов на примере отходов добычи и обогащения цветной металлургии как наиболее «отходоемкой» отрасли даже среди отраслей горно-промышленного производства. Среди методов, которые использовались автором, следует выделить метод ограничения отдельных групп и видов отходов и метод выделения одного главного признака классификации с выделением подпризнаков.

Специфика отходов как сырьевого ресурса состоит в разнообразии путей их утилизации. Наиболее типичны следующие:

1. Непосредственная замена первичного сырья отходами (без специальной переработки), определяемая эквивалентностью некоторых их технологических свойств (прежде всего вскрышные и попутно добываемые породы, которые прямо соответствуют природным видам минерального сырья, имеющим свое монопроизводство).

2. Применение отходов вместо исходного сырья при условии их дополнительной (специальной) переработки. Получаемое вторичное сырье используется затем в качестве материальных ресурсов в какой-либо отрасли производства. Этот наиболее распространенный тип утилизации охватывает отходы остаточного типа, регенерация и другая переработка которых также позволяет получить вторичное сырье.

Классификация отходов представлена в виде двух взаимосвязанных таблиц (табл.1 и 2). Как видно из табл.1, отходы горно-обогатительных предприятий цветной металлургии можно классифицировать по семи основным признакам, при этом такой признак как направление использования «превращает» их во вторичные минеральные ресурсы. В табл.1 даны признаки, характеризующие образование отходов, их вид и изученность. Последовательность и набор признаков классификации соответствуют последовательности оценки отходов добычи, обогащения при выборе направлений их использования. Так, например, в процессе добычи руд цветных металлов образуются, кроме товарных руд, забалансовые и труднообогатимые, первоначально рассматриваемые как сырье для получения цветных металлов. Кроме того, попутно извлекаются вскрышные и вмещающие породы. В ряде случаев они также могут рассматриваться как дополнительное металлургическое сырье, а также как сырье для других отраслей промышленности или для потребления в других направлениях. Отходы обогащения подразделяются на хвосты флотации, а также хвосты других методов обогащения, отличающихся дисперсностью, содержанием компонентов и др., и некондиционные концент

Таблица 1

Классификация отходов горно-обогатительных предприятий

по условиям их образования, хранения, разведанности и изученности Классификационный признак Технология образования и вид отходов Отходы добычи полезных ископаемых Отходы обогащения Забалансовые и труднообогатимые руды Вскрышные

и вмещающие породы Хвосты флотации Другие продукты Нахождение относительно места образования отходов В ожидаемом выходе – В текущем выходе Складированные в хранилище Степень геологической

изученности Детально разведанные Предварительно разведанные Неизученные Изученность химического состава и физико-механических свойств В полном объеме В сокращенном объеме Сведения ориентировочные Техническая возможность использования Предполагаемые к использованию Потерянные Основные направления возможного использования Доизвлечение ценных компонентов Производство строительных материалов Другие направления Таблица 2

Классификация вторичных минеральных ресурсов цветной металлургии

по основным направлениям использования

Класс Подкласс Группа Подгруппа 1. Сырье для доизвлечения полезных компонентов и использования в технологическом процессе отрасли (класс Д) 1.1. Основное сырье для получения металлов и других ценных компонентов 1.1.1. Сырье для цветной металлургии (Д1) 1.1.1.1. Доизвлечение профилирующих металлов, получаемых на данном предприятии

1.1.1.2. Доизвлечение дополнительных металлов с получением концентратов на данном производстве

1.1.1.3. С отгрузкой на другие предприятия цветной металлургии 1.1.2. Сырье для черной металлургии (Д2) 1.1.2.1. Для получения концентратов на данном предприятии 1.1.2.2. Для получения продукции на других предприятиях 1.1.3. Сырье для других отраслей промышленности (Д3) 1.1.3.1. Для химической промышленности 1.1.3.2. Другие продукты горно-обо-гатительного производства с промышленным содержанием ценных химических элементов 2. Сырье для строительных материалов (класс С) 2.1. Для производства вы-сококачественных строительных материалов 2.1.1. Сырье для производства цемента (С1) 2.1.1.1. С обработкой на своем предприятии 2.1.1.2. С отгрузкой без обработки Окончание табл.2 Класс Подкласс Группа Подгруппа 2.1.2. Сырье для производства строительной керамики (С2) 2.1.2.1. С обработкой на своем предприятии 2.1.2.2. С отгрузкой без обработки 2.1.3. Сырье для производства нерудных стройматериалов (С3) 2.1.3.1. С обработкой на своем предприятии 2.1.3.2. С отгрузкой без обработки 2.2. Для производства местных стройматериалов 2.2.1. Для цветной ме-таллургии (С4) 2.2.1.1. Используемые без обработки на строительство дамб, дорожных оснований и т.п. 2.2.1.2. С обработкой на своем предприятии – для закладки горных выработок и т.п. 2.2.1.3. Получение щебня, песка и т.п. 3. Сырье и материалы для других целей (класс В) 3.1. Материалы для рекультивации и почвообразования (В1) 3.1.1 Сырье для цветной металлургии 3.1.1.1. Породы, используемые для технической рекультивации и засыпки карьеров 3.1.2. Для сельского хо-зяйства 3.1.2.1. Хвосты для микроудобрений 3.2. Материалы для других целей (В2) 3.2.1. Сырье для цветной металлургии 3.2.1.1. Сорбенты для очистки сточных вод 3.2.1.2. Для других целей (флюсы и т.д.) 3.3. Неутилизируемые от-ходы (В3) 3.3.1. Подлежащие ре-культивации, консервации 3.3.1.1.Подлежащие технической ре-культивации 3.3.1.2. Подлежащие обезвреживанию концентраты и промпродукты. Для полного учета отходов, прогнозируемых, перерабатываемых и складированных в хранилища, выделен признак нахождения относительно места образования отходов в технологической цепи. Весьма важным признаком является техническая возможность использования отходов. Она определяется возможностью повторной добычи отходов из хранилищ, транспортировки к месту использования (переработки) и рядом других причин. Не предлагаемые к использованию отходы – в нашей терминологии, отходы, которые нельзя отнести к вторичным минеральным ресурсам – относятся к потерянным. По направлениям использования предлагается отходы подразделять на три класса (в порядке приоритетности выбора того или иного направления использования):

* класс Д – сырье для доизвлечения полезных компонентов;

* класс С – сырье для производства строительных материалов;

* класс В – сырье для других целей, в том числе неиспользуемые (потерянные) отходы.

Более детальная классификация по направлениям использования представлена в табл.2. Предложенные направления использования наиболее характерны и применяемы для вторичных минеральных ресурсов металлургической отрасли.