Краткий обзор методов сепарации пылевидных отходов

Краткий обзор методов сепарации пылевидных отходов

Наталья Кузнецова

© Наталья Кузнецова, 2024

ISBN 978-5-0064-8329-3

Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero

Загрязнение окружающей среды происходит при добыче, производстве, переработке и хранении порошкообразных материалов в результате технологических процессов, связанных с образованием отходов пылевидного состава. Анализ технологических процессов производства щебня и просева глиноземных сметок позволил определить, что образующиеся пылевидные отходы, содержат, наряду с исходным продуктом и большое количество посторонних включений, исключающие их дальнейшее использование. Поэтому образующиеся в большом количестве отсевы щебня и глиноземные сметки направляются в отвалы и на полигоны. Таким образом, отсутствие технологии разделения пылевидных отходов приводит к тому, что значительные площади земель отчуждаются под несанкционированные свалки, происходит загрязнение атмосферы из-за уноса пыли при хранении пылевидных отходов, а значит, окружающая среда подвергается негативному воздействию.

Воздействие на окружающую среду зависит от состава и свойств загрязнителей, поэтому в работе были рассмотрены дисперсный состав, основные свойства и токсичность пылевидных отходов. Проведенные исследования дисперсного состава отсевов щебня и анализы на определение содержания глинистых частиц в них, проведенные по стандартным методикам, показали, что содержание глинистых частиц, размер которых менее 140 мкм, составляет 40%. Несмотря на то, что отсевы щебня и глиноземные сметки относятся к 4 классу опасности, их токсичность для окружающей среды и человека обусловлена содержанием мелкодисперсной фракции. При значительном содержании мелкой фракции пыли в отходах, длительно хранящихся на несанкционированных свалках, происходит ее унос и вторичное загрязнение атмосферы. Известно, что длительное воздействие пыли отрицательно влияет на организм человека, что выражается в развитии пневмокониозов, силикозов (при воздействии пыли глинозема) и др. заболеваниях.

Для снижения антропогенного воздействия на окружающую среду и сохранения минеральных ресурсов необходимо снизить количество образующихся пылевидных отходов посредством совершенствования системы их разделения. В настоящее время для отделения твердых частиц применяются различные методы сепарации, в том числе магнитная, акустическая, электростатическая сепарация, разделение под действием гравитационных сил, центробежных сил, а также разделение по аэродинамическим свойствам пыли. В данной работе рассматриваются только сухие методы, поскольку применение мокрых методов сепарации делает невозможным или слишком сложным и дорогостоящим использование отделенных компонентов в производстве и промышленности строительных материалов. Из всех известных методов наиболее перспективным представляется метод аэродинамического разделения, что объясняется тем, что он позволяет разделить пылевидные отходы с достаточной эффективностью, является экономичным и простым в аппаратурном оформлении. При сепарации происходит разделение частиц по плотности и крупности, при этом особую сложность представляет разделение неоднородных и полиминеральных дисперсных систем. Это связано с минеральным и дисперсным составами и свойствами материалов, режимами технологического процесса аэродинамического сепарирования и конструктивными особенностями сепараторов. Проблемами разделения сыпучих материалов занимались Лященко В. П., Бокштейн С. Я., Барский Л. А., Барский М. Д., Мизонов В. Е., Сиденко П. М., Кулиш С.М, Мищенко А. С., Миронов А. В. и ряд других исследователей.

В основе сепарации сыпучих материалов по аэродинамическим свойствам лежит скорость витания. Исследованиями скоростей витания занимались Лященко В. П., Вавакин Т. С., Клячко Л. С., Дзядзио А. М., Успенский В. А., Урбан Я., Разумов И. М., Лобаев Б. Н., Грушко В. М., Страхович К. И., Дмитрук В. А., Володин Н. П. и другие.

Результаты проведенного литературного и патентного обзора сведены в таблицу 1.1.

На основании вышеизложенного можно заключить, что для разделения смеси крупнодисперсного сыпучего материала достаточно эффективны гравитационные классификаторы, но при необходимости разделить более тонкодисперсные продукты, которые к тому же близки по плотности, необходимо использование гравитационно-центробежных сепараторов. Для доулавливания в зависимости от дисперсного состава улавливаемого материала целесообразно применять циклоны и вихревые пылеуловители.

Методы сепарации сыпучих материалов

Таблица 1.1.

Продолжение таблицы 1.1.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

– Абрамович Г. Н. Прикладная газовая динамика. – М.: Наука, 1976. – 308с.: ил.

– Азаров В. Н., Боровков Д. П., Бессараб О. И., Донченко Б. Т., Кузнецова Н. С., Черевиченко Е. О. О дисперсном составе пыли в системах аспирации промышленных предприятий//Всерос. науч.-практ. конф. «Аэрозоли в промышленности и в атмосфере» -Пенза, 2001.-С.65—66.

– Азаров В. Н., Волынцева Л. Н., Сергина Н. М., Юркьян О. В., Донченко Б. Т., Мартьянов В. Н. Пылеуловители со встречными закрученными потоками / Под. ред. В. Н. Азарова. – Волгоград, ООО «Ассоциация Волгоградэкотехзерно», 1999 – (Обзор изобретений). – 48 с.:ил.

– Азаров В. Н., Голованчиков А. Б., Кузнецова Н. С. О расчете скоростей витания некоторых пылящих материалов в строительстве// Науч. —практ. конф. «Проблемы охраны производственной и окружающей среды». – Волгоград, 2001.-С. 119—124.

– Азаров В. Н., Ковалева А. В., Сергина Н. М. Дисперсный анализ методом микроскопии с применением ПЭВМ // Междунар. науч.-практ. конф. «Экологическая безопасность и экономика городских и теплоэнергетических комплексов». – Волгоград, 1999. – С. 76.

– Азаров В. Н., Кошкарёв С. А., Кавеева О. Т. Улавливание мелкодисперсной пыли с использованием вихревых пылеуловителей // III Межреспубл. науч.-техн. конф. «Процессы и оборудование экологических производств» – Волгоград, 1995. – С. 107—108.

– Азаров В. Н., Кузнецова Н. С. Установка для разделения пылевидных отходов// Науч. практ. сем. «Безопасность, экология, энергосбережение», г. Ростов —на- Дону, 2001.-С. 50—53.

– Азаров В. Н., Кузнецова Н. С. Сравнительный анализ дисперсного состава глинозема и глиноземных сметок// Науч.-практ. конф «Проблемы охраны производственной и окружающей среды». – Волгоград, 2001.-С. 76—80.