俄罗斯工业和日常生活固体废弃物处理工艺

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与发达国家相比较，俄罗斯工业的一个大的差距是高资源消耗，其中也包括，二次资源利用水平较低。在俄罗斯经济生产中每年产生3.4×1010t废弃物，其中工业废弃物为2.6×109t，固体生活废弃物为(35～40)×106t。此外，在俄罗斯堆积了开采和加工处理得到矿物废弃物约90×109t(见表 1)。

 表1俄罗斯主要废弃物种类的每年堆积量和利用率

废弃物的利用平均水平为25%左右，约35%工业废弃物经处理，而3%～4%日常生活废弃物经处理。

因此只要解决大量与工业和日常生活废弃物处理相关的几个部门之间的难题，就能够大幅度降低国家国民经济的资源消耗。

俄罗斯处理废弃物的情况如下：

1)采矿、冶金、木材加工、造纸工业和动力部门堆积了大量的废弃物；

2)运输物料的范围大、成本高；

3)俄罗斯气候寒冷，需要消耗大量燃料用于房屋取暖，消耗大量建筑材料用于房屋保温；

4)处理废弃物生产的资金有限。

目前，在EC和G8组成的发达国家中，解决废弃物难题的方法主要是依据“三R概念”：

减量(Reduce)：减少废弃物产生的数量；再利用(Reuse)：重复利用；再生(Recycle)：处理二次原料。

在不改变物体的物理状态以多种用途多次应用物体可算作重复利用。

“三R概念”在俄罗斯应用的现状为：

减小废弃物产生量可能主要体现在通过降低工业和日常生活的单位能耗而降低动力部门的废弃物量。

在现有条件下重复利用产品既没有前途，而且远距离运输安排起来较复杂。

加工废弃物以便二次使用，在运输成本降到最低限度时，在局部条件下可以实现。

俄罗斯经济特点决定了二次利用废弃物的处理技术和工艺建立的研究方向：依靠中小型企业生产能在当地使用的二次产品或材料，使运输的物料量最少。

建筑材料是属于普遍需求的产品。因此制定将废弃物加工成建筑材料的节能工艺是很有意义的。

当前研究的主要工作集中在两个方向上：

第一个方向是解决工业和日常生活废弃物中最有价值物料的再利用难题，它们可以作为建筑材料及纸浆、木材、玻璃、雕塑和橡胶的工业的原料。

处理这类废弃物时主要达到的目的是：

1)降低生产新产品所消耗昂贵的原料的费用；

2)降低使用二次原料生产产品时所消耗的能量；

3)降低生态损害，节省堆积这些废弃物所占用的土地资源。

第二个方向是解决在开采和处理不同种类有用矿物时产生的大量工业废弃物的利用难题。处理这类废弃物得到的主要产品是建筑材料。

俄罗斯建筑行业得到蓬勃发展，特别是住宅，因此急需大量建筑材料。世界的经验证明，由采矿和冶金生产的废弃物生产建筑材料，特别大量的混凝土填料是合理的。目前在俄罗斯每年开采天然原料300×106t作为建筑填料，可是大约这些原料中的1/3可以由工业废弃物所替代。

处理这类废弃物时主要达到的目的是：

1)降低生产建筑材料的能耗；

2)节省堆积这些废弃物的土地资源；

3)在建筑材料生产中，通过用废弃物替代部分开采的矿物物料，降低对生态环境的损坏。

上述各类废弃物的处理都与预先碎解有关，在很大程度上消耗在碎解作业上的能量决定了处理的经济效益。使用高效碎解设备(如由米哈诺布尔技术公司科学生产联合体制造的高速脉冲冲击式粉碎机、振动颚式粉碎机、圆锥振动惯性粉碎机)是研究废弃物处理的基础。

1 纸张和纸盒废弃物的处理

传统废纸是由纤维造纸厂处理。不过产生的量不大、距离纤维造纸厂远的废纸经常会被运到垃圾场中，因为，此时废纸处理的成本和运输到纸厂耗费的投资不能够回收。

我们建议的工艺是就地处理废纸，生产能力1～2t/h，工艺包括废纸两段碎解；用高速冲击脉冲粉碎机和圆锥振动惯性粉碎机。

废纸先经高速冲击脉冲粉碎机处理，随后添加具耐火性的生物添加剂改性，其产品为生态棉，它是低层建筑的隔热材料。

废纸在圆锥振动惯性粉碎机里既可以干法也可以湿法碎解，以获得纤维状物质。干法制得的纤维可以作为混凝土和沥青混凝土的添加料，这样能够提高它们的抗拉断强度。湿法制得的纤维质可以用纸制铸模制造包装材料，或作为生产陶瓷产品的可烧掉的加入物。

2 木材废弃物的处理

原木加工的废弃物实际上没有被污染，可以按常规处理工艺生产建筑材料(木质纤维板、创花板等)或者作为燃料使用。难题是被颜料、漆、塑胶污染的木制品(如家具、包箱等)废弃物的处理。既不能用传统工艺生产压制产品(木质纤维板和刨花板)，也不能高压处理，否则有害物质会逸出。

我们推荐的工艺是以就地处理被污染物的木材废弃物为目标，其生产能力为1～5t/h，该工艺包括两段粉碎，而产品尺寸较大时包括三段粉碎：回转式切碎机、高速冲击脉冲式粉碎机、圆锥振动惯性粉碎机。

最后一段既可以用干法，也可以用湿法将木材粉碎成“木制棉”。

湿式粉碎获得的木浆可以作为陶瓷产品生产中可烧掉的加入物。使用这种可烧掉的加入物，在陶瓷砖的强度不降低的前提下其孔隙率提高60%，并且使它具有高绝热性能。

干式粉碎获得的木质料可以与石膏和其它添加物混合，并借助挤压机制成膏块、放置在仓库中干燥并硬化后可以作为轻质混凝土填料。

3 碎玻璃的处理

在玻璃厂附近区域，利用碎玻璃废弃物不是难题。

我们建议的工艺是就地处理量不大的玻璃，或尺寸不到10mm未拣选的玻璃厂不接收的碎玻璃。

这个工艺包括在高速冲击脉冲式粉碎机里破碎玻璃片，紧接在圆锥振动惯性粉碎机中将粗碎的玻璃与碱(如石灰或含碱的废弃物)一起粉碎。获得的这种机械活化粉末具有很高的反应能力，可用于生产可溶玻璃或高压处理的硅酸盐砖或硅钙合金类的产品。

4 废汽车轮胎的处理

在生产实践中，广泛用废汽车轮胎粉碎获得的橡胶粉末生产建筑材料。但是，俄罗斯工业还不能制造有效生产橡胶粉末的整套设备。我们推荐的工艺特点在于优化汽车轮胎各段粉碎的能耗分配和合理利用国内粉碎设备。处理最大尺寸(1300mm×400mm)汽车轮胎的工艺包括：

1)用单叶轮切割机将轮胎先切碎至100mm以下；

2)再用双叶轮切割机再将橡胶帘碎块粉碎至20mm以下；

3)在高速冲击脉冲粉碎机里按“橡胶-金属帘布-纺织帘布”体系解离开；

4)用辊式粉碎机将橡胶碎块粉碎至5mm以下；

5)在螺旋粉碎设备里对细粒橡胶块机械活化(再生)。

这时分出以下粒级的橡胶粉末：

1)10～5mm粒级作为再生橡胶配料的给料，用作生产橡胶工业的产品(电车轨道垫料、铁路道口的垫物等)；

2)5～1mm粒级用于回填体育设施(足球场、篮球场、网球场等)的地基；

3)-1mm粒级用于生产防潮材料和沥青混凝土的添加剂。

5 塑料包装废弃物的处理

由聚酯合成纤维和聚烯烃(聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯)生产的塑料包装废弃物是有价值的二次原料。

如果具有大量的已按类别拣选出的废塑料，那么将它们加工成二次塑料是合理的。

我们推荐的工艺是就地处理塑料包装废弃物，将其分成高熔点(250℃以上)聚酯合成纤维和熔点为100℃～150℃的聚烯烃。

通用的设备能够实现以下主要工序：

1)先在高速冲击式粉碎机粉碎包装物；

2)洗涤；

3)再在切割机里粉碎(制粒)；

4)成团；

5)与惰性填料混合；

6)挤压成聚合物成品。

可用粉碎的纸、纸箱、木材等废弃物作为填料，在此基础上可以制造出聚合填充长条形制品-护底板、枕木等；也可以用含石英的材料(砂和筛下物)作为填料，制造防水覆盖物-瓦、人行横道的铺石等。

6 建筑废弃物和冶金渣的处理

含钢筋混凝土的建筑废弃物和含金属化的碎粒的冶金渣也可以处理，其目的是分离出金属相和用于建筑业的惰性材料。

我们推荐的工艺特点是在第一段中用振动颚式粉碎机粉碎，保障由金属加固的强度很高的材料有效的粉碎(图3)，而在第二段中用圆锥振动惯性粉碎机粉碎，以保障获得需求量大的碎石——具有很高立方形和污染程度最低的水泥粘合料。

此时，在圆锥振动惯性粉碎机-5mm筛下物受到机械活化，因此它们具有很高的黏性，可作为固结土料或者砌筑的混合料。

7 采矿企业的废弃物处理

采矿企业的废弃物是生产惰性填料———碎石的重要的岩石来源。

由堆积在废弃物场里的岩石生产碎石时，对设备特别有如下要求：

1)具有较宽的破碎粒度范围，从100mm到800mm；

2)可以处理通常废弃物场夹杂的不易破碎物质的原料；

3)可以由含砂成分和黏土成分含量不稳定的原料制得高质量的碎石；

4)可以根据废石加工情况，定期移动粉碎设备。

由岩石生产碎石的设备是以标准的颚式粉碎机和圆锥粉碎机为基础的，但需要安全保护装置，以防止不能粉碎的物质落入，它一般由四段粉碎工序组成：

1)粗碎；

2)中碎；

3)细碎；

4)粒化(使具有立方形)。

我们推荐的工艺特点是在第一段中使用振动颚式粉碎机粉碎，保障粒径一次从500～800mm减小到75～140mm，并对不能破碎的物料有安全防护。

粗碎产品经滚筒筛分出粒度小于10mm的细粒夹杂组分和粒度大于150mm的含植物和不能破碎物质的粗粒组分。

第二段粉碎(最后一阶粉碎)用圆锥振动惯性粉碎机开路粉碎，接着筛分，以保证获得高质量的碎石，其粒度为25～5mm。

采用带振动传动装置的粉碎机有以下优点：

1)能耗和粒级小于5mm细粒量最小；

2)粉碎组成不稳定的给料时工作过程稳定；

3)粉碎设备不需要基础，因此可以用拖车定期搬运到新的地点或送修理厂修理。

8 日常生活固体生活废弃物没有被利用部分的处理

实践表明，从固体废弃物里可以分离出25%～35%可利用的产品，而余下的固体生活废弃物或是填埋在堆放场中，或是焚毁。

各国的经验证实，由于固体生活废弃物的热值低，在热能生产中利用固体废弃物经济效益很低。

众所周知，固体生活废弃物可作为生产水泥砖的填料。可是水泥厂很少靠近大量产生固体生活废弃物的地区。

我们所推荐的工艺是在生产建筑用的石灰时利用固体生活废弃物的热能。

将固体生活废弃物与粉碎的石灰石混合，给到带式烧结机或球团烧结机中煅烧。在分层燃烧固体生活废弃物可燃成分的过程中，石灰石煅烧生成活性成份为60%～65%的石灰，以适用建筑目的。

与通用的燃烧固体生活废弃物工艺相比，所推荐的工艺具有以下优点：

1)不需要投资大的热利用体系；

2)由于固体生活废弃物是在石灰石层中燃烧，因而减少了气体中的有害物质排放量；

3)过程的有效系数高，通用的燃烧固体生活废弃物工艺的有效系数为25%～30%，而新工艺为50%以上；

4)不产生需要填埋的渣；

5)主要设备(带式烧结机)结构简单、易于开发和安全性高。

获得的建筑石灰可以进一步用于制造建筑材料，也可以直接作为粘合物使用，如用在固体生活废弃物堆放场建造中。

9 结论

1)对不同种类的废弃物采用合理的粉碎方法，可使它们具有新的性质，使它们作为制造建筑材料的原料。

2)能耗最低的冲击脉冲粉碎机和振动粉碎机在废弃物粉碎中起着重要的作用。
 

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