Как решить проблему накопления твердых отходов

Современной цивилизации сопутствует рост промышленных и коммунальных (бытовых) отходов. В металлургической промышленности, например, доля извлекаемого металла составляет в среднем от 1 до 10 процентов от массы добываемой руды, остальная часть минерального материала поступает в отвалы. В результате на планете накоплены сотни миллиардов тонн отходов, которые не только занимают огромные площади, но и наносят большой вред окружающей среде и здоровью человека.

В России учеными МИСиС создана самая эффективная в мире технология - плавка в барботируемой жидкой ванне. Она выполняет одновременно несколько функций: интенсивное перемешивание реагирующих компонент шихты, подвод восстановителя и энергоносителя (угля, газа) в каждую точку перемешиваемой среды, интенсивный отвод продуктов реакции, что вместе обеспечивает на порядок более высокую производительность по сравнению с известными металлургическими технологиями. Одно из главных преимуществ технологии - использование самого дешевого энергоносителя и восстановителя, то есть любых углей и углеродосодержащих материалов, вплоть до сланцев, углеродосодержащих отходов угольных ТЭЦ, металлургических шламов.

Технология впервые была внедрена около 40 лет назад на комбинате "Норильский никель" профессором МИСиС Андреем Ванюковым, в честь которого и назван металлургический агрегат. Сейчас печи Ванюкова безальтернативно работают на медно-никелевых производствах в Норильске, Ревде, Балхаше. Учеными МИСиС под руководством профессора Владимира Роменца печь Ванюкова была адаптирована для производства чугуна без использования дорогостоящего кокса (технология Ромелт). Она успешно испытана в 1980-х годах на Ново-Липецком меткомбинате, выплавлено 40 тысяч тонн чугуна, получены патенты. Но события 1990-х годов отложили широкомасштабное внедрение этой эффективнейшей металлургической технологии. Сейчас ее пытаются "реанимировать", поскольку она способна принести огромную пользу как в решении актуальных проблем экологии, так и в подъеме экономики.

Вот далеко не полный перечень направлений применения новой отечественной технологии и видов решаемых ею задач. Сейчас в России накоплено более 1 миллиарда тонн металлургических железосодержащих отходов, их "запасы" ежегодно пополняются более чем на 50 миллионов тонн. Среднее содержание в них железа достигает 40 процентов, а добыча новых железных руд начинается с содержания в них железа около 20 процентов. Технология Ромелт позволяет рентабельно перерабатывать железосодержащие отходы в товарный чугун и стройматериалы из шлака, в том числе в щебень, с применением лучшей в мире отечественной разработки - барабанного кристаллизатора, созданного под руководством доктора технических наук Валерия Паршина. Широкомасштабное внедрение Ромелта сдерживается только отсутствием действующего демонстрационного производства. Наличие такого производства обеспечит страну многочисленными выгодными заказами со всего мира на технологические комплексы с проектным и технологическим сопровождением.

Твердые бытовые отходы могут служить неиссякаемым источником минерального сырья и энергии

Сейчас в России накоплены миллиарды тонн твердых бытовых отходов (ТБО), гниющих на полигонах и отравляющих воздух и грунтовые воды. Переработке ежегодно подвергается не более 10 процентов, или 5 миллионов тонн. Наиболее распространенным в мире видом переработки является сжигание ТБО в колосниковых печах с образованием 15-20 процентов шлака, не пригодного для применения в строительстве и вновь отправляемого на полигоны. В то же время в 1990-х годах в Рязани на опытном заводе ГИНЦВЕТМЕТ была успешно испытана отечественная технология переработки ТБО в печи Ванюкова при 1500 С. Анализ образующихся дымовых газов показал, что содержание в них диоксинов и фуранов в 10 тысяч раз меньше предельно допустимых концентраций, так как при температуре выше 1300 С происходит их разрушение. Еще одна особенность отечественной технологии переработки ТБО в печи Ванюкова - шлак при температуре около 1500 С находится в жидком состоянии, и из него можно производить те же строительные материалы, что и из природного базальта (минеральную вату, камнелитейные изделия, щебень, цемент). Можно и нужно производить, прежде всего, камнелитейные изделия, например брусчатку. Цена за тонну составляет от 40 тысяч рублей (тротуарная плитка) до 120 тысяч (камнелитейные трубы для ЖКХ). При сжигании ТБО выделяется также большое количество тепла, которое можно направлять, например, в теплицы. В результате ТБО превращается в ценный ресурс как источник минерального сырья и энергии.

Печь Ванюкова с некоторыми конструктивными дополнениями эффективно решает целый ряд и других актуальных экологических проблем, таких как: спасение Байкала путем переработки накопленных отходов ЦБК с лигнином и вредными примесями в строительные материалы; ликвидация самого грязного пятна на планете - отходов химических производств между Нижним Новгородом и Дзержинском путем рентабельной переработки отходов в стройматериалы; переработка красных шламов, пиритных огарков, буровых отходов, золошлаковых отходов угольных ТЭЦ, нефтешламов и т.д.

Финансировать массовое внедрение инновационных разработок отказываются и частные компании, и государство

Учеными МИСиС в промышленных условиях проверена эффективность технологии газификации углей в шлаковом расплаве, что открывает перспективы создания отечественных заводов по переработки углей в жидкое топливо, что особенно актуально для освоения Арктического побережья.

Считаем, что назрела объективно острая необходимость создания технопарка с упомянутыми технологиями, что обеспечит условия для быстрого роста экономики России в соответствии с ее наследным природным и интеллектуальным потенциалом. Но, увы, эти инновационные разработки не могут пробить себе дорогу: финансировать их массовое внедрение отказываются и частные компании, и государство. А механизм кредитования под залог авторитета ученых пока не разработан.