Эколого-экономическая эффективность использование твердых угольных отходов (угольной золы) при производстве глинозема – сырья алюминиевой промышленности

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТВЕРДЫХ УГОЛЬНЫХ ОТХОДОВ (УГОЛЬНОЙ ЗОЛЫ) ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ГЛИНОЗЕМА - СЫРЬЯ АЛЮМИНИЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Кузьмина Т.И.

Доктор экономических наук, Московский государственный машиностроительный университет

Аннотация

В статье рассмотрены эколого-экономические аспекты утилизации угольной золы, вещественный состав которой позволяет рассматривать ее в качестве нетрадиционного (альтернативного) источника сырья для алюминиевой промышленности

Ключевые слова: утилизация, твердые угольные отходы, нетрадиционное (альтернативное) сырье, алюминиевая промышленность.

The article considers the ecological and economic aspects of disposal of coal ash, the composition of which can be regarded as non-traditional (alternative) source of raw materials for the aluminum industry

Keywords: disposal, hard coal waste, non-traditional (alternative) raw materials, aluminum industry.

Разнообразные и весьма ценные свойства алюминия (легкость, эластичность, хорошие литейные характеристики, прочность, коррозийная стойкость, возможность повторного использования) неограниченно расширяют сферу его использования. В настоящее время он широко применяется в авиационной промышленности и машиностроении, в строительстве и приборостроении, в быту и энергетике. С ростом технического прогресса алюминий приобретает еще большее значение, так как потребность в нем неуклонно будет расти. Этому должна соответствовать сырьевая база, как основа развития этой отрасли. Сырьем для производства алюминия, как известно, является глинозем, получаемый из различных источников сырья. В большинстве стран мира для этой цели используются высококачественные бокситовые руды, содержащие не менее 48-50 % окиси алюминия. В странах Содружества наряду с переработкой тихвинских, уральских, западно-сибирских и казахстанских бокситов используют для этой цели и другие виды сырья с меньшим содержанием окиси алюминия (нефелины, алуниты).

В России расширение сырьевой базы глиноземного производства в перспективе может быть достигнуто за счет вовлечения в переработку отходов сжигания углей, поскольку содержание оксида алюминия в угольной золе сопоставимо с такими видами сырья, как нефелины, алуниты и др. (табл.1).

Из данных таблицы 1 видно, что содержание глинозема в золе углей рассматриваемых бассейнов (месторождений) ниже, чем в северо-уральских и казахстанских бокситах. Однако зола волчанских углей по этому показателю выгодно отличается от кольского нефелинового концентрата, ужурских и кия-шалтырских нефелинов, используемых на отечественных заводах.

Таблица 1- Состав золы и других видов глиноземсодержащего сырья

Следовательно, зола некоторых электростанций, с точки зрения концентрации в ней полезных компонентов вполне отвечает требованиям, предъявляемым к сырью такого вида. Поэтому на базе золы представляется возможным в перспективе построить промышленные предприятия по производству глинозема.

На протяжении нескольких лет в 60-х годах прошлого века крупные экспериментальные работы по получению глинозема из алюмосиликатного сырья проводились Всероссийским алюминиево-магниевым институтом (ВАМИ) совместно с Институтом горючих ископаемых (ИГИ) и Советом по изучению производительных сил (СОПС) на Ленинградском опытном заводе.

Научно-исследовательскими организациями были изучены технологические аспекты производства глинозема из отходов угольного производства (отходов обогащения и породы внутренней вскрыши экибастузских углей). Предложенная научными учреждениями технологическая схема производства глинозема была проверена в промышленных условиях применительно к золе экибастузских углей и хвостами из обогащения в смеси с некондиционными высокожелезистыми казахстанскими бокситами (аолитами). В результате заводских испытаний были выявлены условия производства глинозема из перечисленных видов сырья, определены основные расходные показатели процесса и подтверждена техническая схема по переработке золы экибастузских углей в глинозем. Схема всесторонне проверена в техническом отношении и рекомендована к промышленному внедрению. На основании этих данных ВАМИ была дана экономическая оценка производства глинозема из отходов обогащения экибастузских углей. Эффективность их переработки определилась по отношению к проектным данным получения глинозема из краснооктябрьских бокситов на Павлодарском глиноземном заводе.

На основе имеющихся проработок и полученных результатов, касающихся технической возможности использования угольной золы в качестве глиноземного сырья, ниже определены затраты и выявлена эффективность этого направления ее утилизации.

Решение сформулированной задачи выполнено для следующих условий, которые будут иметь место при организации промышленного производства:

· сырьем для переработки глинозема является угольная зола электростанций, сжигающих угли Подмосковного бассейна. Компонентный состав угольной золы представлен в таблице 2.

· завод по производству глинозема (основной товарной продукции) размещается в районе образования золы (Тульская область), что обуславливается трудностями ее транспортирования на большие расстояния; завод имеет годовую мощность 125 тыс. т. глинозема в год, которая корреспондируется с типовой мощностью предприятий, работающих на природном сырье. Такая мощность завода позволяет перерабатывать около 0,5 млн.т. золы, что в значительной степени является решением и экологической проблемы данного региона;

Таблица 2- Состав угольной золы

При этих условиях единовременные затраты на строительство завода, текущие расходы на производство продукции из угольной золы определены в следующих размерах.

Капитальные вложения. Глиноземный завод, перерабатывающий отходы угля по своей производственно-технологической структуре практически не будет отличаться от аналогичных предприятий, использующих другие виды сырья. Вместе с тем величина капитальных вложений не будет одинаковый, что и подтверждается данными, приведенными в проектном материале. При этом капитальные вложения, заимствованные из этого источника скорректированы на основе коэффициентов индексации, характерных для принятого календарного периода (табл.3).

Эксплуатационные затраты. Расчет этой категории затрат выполнен применительно к заводу рассматриваемой мощности. Согласно имеющимся данным на производство 1 т глинозема будет расходоваться золы - 3,76 т, известняка - 8 т, соды - 0,15 т, топлива (природного газа) - 1,479 т у.т. (или 1,294 м³), электроэнергии - 1000 кВтч., пара - 1,51 Гкал. Количественный состав трудящихся на заводе составит 453 человека.

Цена на основные и вспомогательные материалы и тариф на энергоносители приняты на уровне действующих в районе размещения производства, а норма амортизации капитальных вложений, расходы на ремонт и оплату труда соответствуют аналогичным показателям глиноземных заводов и энергетических предприятий.

Таблица 3 - Капитальные вложения на производство глинозема из угольной золы

Полученные расчетным путем годовые эксплуатационные затраты распределены между основной продукцией (глиноземом) и попутной (шламом) на основе метода отключения (табл. 4).

утилизация зола глинозем алюминиевый

Таблица 4 - Годовые эксплуатационные затраты и себестоимость производства глинозема из угольной золы

На основе приведенных выше капитальных вложений, эксплуатационных затрат и с привлечением других нормативов выявлена эффективность производства глинозема из угольной золы (табл. 5).

Приведенные в таблице 5 численные значения оценочных показателей эффективности свидетельствуют об экономической целесообразности использования золы некоторых углей при производстве глинозема.

Таблица 5 - Эффективность производства глинозема из золы подмосковных углей

Полученные результаты, свидетельствуют о том, что вовлечение угольной золы в сырьевой баланс глиноземного производства приведет к следующим позитивным последствиям эколого-экономического характера:

· расширится сырьевая база глиноземного производства, что позволит значительно сократить затраты на закупку бокситов за рубежом, увеличив производство алюминия из отечественного сырья для максимального удовлетворения потребности внутреннего и внешнего рынков;

· снизятся затраты на разведку и добычу природного алюминий содержащего сырья при заданных объемах производства алюминия;

· увеличатся ресурсы сырья для производства строительных материалов, в качестве которого будет использоваться шлам глиноземного производства;

· сократятся объемы хранения золы, что приведет к высвобождению плодородных земель, занятых сегодня угольными золошлаковыми отходами.

Литература

1. Кузьмина Т.И. Методические основы и критерии экономической оценки технологий ресурсосбережения и защиты окружающей среды (на примере угольной отрасли). Материалы VII межд.науч-практ.конф. «Научное развитие Европы - 2011». Ополе.: Education and Science.- 2011.

2. Кузьмина Т.И. Экономическая оценка технологий переработки углей и эффективность получаемой на их основе продукции. Материалы VI Межд. науч.-прак. конф. «Эффективные инструменты современной науки». Прага: Education and Science.-2010.

Размещено на Allbest.ru