УМК. Эффективные технологии производства строительных материалов, изд. Методические указания по самостоятельной работе студентов 7480 8 Методические указания по организации и выполнению курсовых проектов (работ)
 Скачать 2.13 Mb.
|
|
Тема №3. (4 часа). Экономические и экологические проблемы промышленности строительных материалов и изделий, задачи комплексного использования природного и техногенного сырья в связи с безотходными технологиями. Одна из основных экологических проблем производства строительных материалов связана с громадными объёмами производства, добычей и переработкой свыше 2 млрд. т природных материалов. С этим связано широкомасштабное отчуждение, нарушение и загрязнение сельскохозяйственных угодий, поскольку сырье для строительных материалов для уменьшения транспортных расходов, как правило, добывается как можно ближе к району строительства. А районы интенсивного строительства - это густонаселенные районы, удобные для выращивания сельскохозяйственных культур. Один из путей решения проблемы заключается в рекультивации нарушенных земель, устройстве прудов на месте карьеров и их использование для культурных целей, рыборазведения и т.д. Генеральным же направлением является использование в качестве сырья для промышленности строительных материалов отходов горнодобывающих и перерабатывающих отраслей. По ориентировочным подсчётам в стране ежегодно образуется свыше 3 млрд. т горных отвалов, включающих все основные компоненты сырья, используемого в производстве стройматериалов. Находят же применение лишь 6-7%, причём большая часть - для планировки территорий, подсыпки дорог и в значительно меньшем объёме - для производства строительной керамики и других стройматериалов. Только доменные шлаки широко использовались в производстве строительных материалов. Из 37 млн. т реализованных доменных шлаков (14 млн. т поступали в отвалы) 26 млн. т гранулировались и основная масса использовалась для производства шлакопортландцемента, 6 млн. т перерабатывалось в шлаковую пемзу, шлакоблоки, минеральную вату, щебень и другие материалы и около 5 млн. т передавалось строительным и другим организациям для непосредственного (без предварительной обработки) использования в качестве добавки к бетону, для теплоизоляционных засыпок, для устройства основания дорог, производства местного вяжущего и т.д. По оценке научно-исследовательских институтов около 67% вскрышных пород пригодны для производства строительных материалов. Из этого количества отходов для производства щебня пригодно 30%, цемента - 24%, керамических материалов - 16% и силикатных - 10%. В целом же промышленность строительных материалов, как никакая другая отрасль, может и должна организовать свою сырьевую базу за счёт отходов горнодобывающих и перерабатывающих отраслей народного хозяйства. А пока использование вскрышных пород КМА не превышает 8% (хотя и в этом случае экономический эффект от их реализации ежегодно увеличивается). Другой серьёзнейшей экологической проблемой предприятий строительной индустрии является значительное пылевыделение, особенно на заводах по производству цементов. Около 20% производимого цемента выбрасывается в трубу, если не работает пылеочистка. Больше всего пыли выделяется с отходящими газами из вращающихся печей. Наряду с этим в больших количествах пыль выделяется при дроблении, сушке и помоле сырья (не только при производстве цемента, но также в производстве керамики, стекла и других строительных материалов), а также при охлаждении клинкера, при упаковке, в процессе погрузочно- разгрузочных работ на складах сырья, угля, клинкера и различных добавок. Для снижения образования и выделения пыли, в первую очередь за счёт уменьшения неорганизованных выбросов, необходимо обеспечить полную герметизацию производственных агрегатов и транспортных средств и создать внутри аппаратов разрежение. Для уменьшения пылеобразования, кроме герметизации заводской аппаратуры, целесообразно уменьшать высоту падения пылящих материалов, увлажнять пересыпаемые и транспортируемые материалы. Все газы, отсасываемые дымососами из вращающихся печей и сушильных барабанов, а также воздух, отбираемый вентиляционными установками, направляются в пылеуловительные устройства. Здесь из них выделяется пыль, которая возвращается в производство, а очищенные газы выбрасываются в атмосферу и должны соответствовать санитарным нормам. На заводах предусматривается отсос воздуха из всех пылеобразующих агрегатов, в том числе бункеров, течек, дробилок, транспортёров и т.д. В помещениях организуется естественная и принудительная вентиляция. В качестве пылеулавливающих аппаратов на предприятиях по производству строительных материалов применяются все основные «сухие» методы очистки запылённых газов. От их технического состояния и уровня обслуживания в основном и зависит содержание пыли в воздухе производственных помещений и в атмосфере населённых мест. Определенную сложность представляет очистка отходящих газов различных сушильных, обжиговых и стекловарочных печей от оксидов серы, азота, соединений фтора и других вредных компонентов. Широко разрабатываются и находят применение технологические процессы с рециркуляцией газов, например в производстве асбеста. В корпусах обогащения асбестовых комбинатов: Киембаевском, Тувинском, Джетыгаринском, Ураласбесте нашла широкое промышленное применение замкнутая безотходная система высокоэффективной очистки и рециркуляции аспирационного воздуха. Система работает следующим образом: аспирационный воздух, собранный от многих точек, проходит глубокую очистку от асбестовой пыли на рукавных тканевых фильтрах специальной конструкции, разбавляется в случае необходимости атмосферным воздухом, а затем с помощью нагнетательных вентиляторов вновь распределяется по цеховым помещениям. В процессе многократной циркуляции воздух постепенно нагревается за счёт тепла от работающего оборудования, благодаря чему в зимнее время в рабочих помещениях поддерживается комнатная температура без дополнительных затрат тепла. По санитарным нормам концентрация асбестовой пыли в рабочей зоне производственных помещений допускается не более 0,6 мг/м 3 воздуха. Это примерно в 30-40 раз ниже, чем достигается при очистке на обычных промышленных тканевых фильтрах, и в 100-200 раз ниже,чем наэлектрофильтрах. Для снижения содержания асбестовой пыли в очищенном воздухе в данном случае применяется принцип так называемой «автофильтрации», т.е. использование слоя самого асбестового волокна в качестве дополнительного фильтрующего агента. При этом остаточная запылённость не превышает 0,3-0,4 мг/м 3 . Всё это позволило резко уменьшить заболеваемость обслуживающего персонала, получить дополнительную продукцию (уловленный асбест) и экономить тепло на обогрев производственных помещений. На предприятиях строительной индустрии используется значительное количество воды. Она расходуется непосредственно в технологических процессах, на обогащение сырья, гидромеханическую добычу и шлифовку, полировку, промывку изделий, а также на нужды котельных, пылеподавление, уборку помещений и территории и т.д. Из всего объёма воды, потребляемой промышленностью строительных материалов, 28% расходуется на технологические процессы транспортировку сырьевых материалов, охлаждение оборудования, связанные непосредственно с изготовлением продукции, 14% - на охлаждение оборудования, 42% - на промывку оборудования и обогащение сырья и 16% - на прочие нужды. Основными потребителями воды являются цементная промышленность и промышленность нерудных строительных материалов. На их долю приходится соответственно 34 и 29% воды, используемой предприятиями промышленности строительных материалов. Значительное количество воды потребляют стекольная промышленность (8%), предприятия по производству санитарно-технического оборудования и изделий (3%), асбестовых изделий (1,8%) и силикатного кирпича (1,6%). Объём сточных вод, поступающих от предприятий промышленности строительных материалов в городскую канализацию и водоёмы, составляет около 650 млн. м 3 /год. В результате в водоёмы ежегодно поступает до 280 тыс. т солей, 28 тыс. т минеральных и 4 тыс. т органических веществ, высокотоксичные соединения шестивалентного хрома, фенолов, щелочей и нефтепродуктов. Такое большое количество загрязнений, сбрасываемых со сточными водами предприятий строительной индустрии, объясняется недостаточно высокой эффективностью применяемых очистных сооружений и нерациональными схемами водного хозяйства. Коэффициент водооборота в целом по отрасли составил 49%; наиболее высокий водооборот - 58% был достигнут в цементной и стекольной промышленности. Эколого-экономические факторы привели к необходимости разработки рациональных систем водопользования на предприятиях промышленности строительных материалов, в том числе к созданию замкнутых систем водного хозяйства. Примером решения проблемы рационального использования ресурсов является разработанная НИПИОТСтромом замкнутая система промышленного водоснабжения асбестоцементного производства. Исследование образования сточных вод показало, что источником загрязнения вод этого производства является водорастворимая составляющая цемента, используемого в качестве сырья для изготовления асбестоцемента. В зависимости от состава цемента количество сульфатов и гидрооксидов калия, натрия и кальция в сточных водах колеблется от 5 до 30 кг/м 3 . Такая загрязнённость сточных вод в случае их повторного применения отрицательно сказывается накачестве выпускаемой продукции. Применение методов обессоливания приводит к нерентабельности повторного использования сточных вод. Замкнутая система промышленного водопользования может быть более простой и дешевой, если применять цемент с содержанием натрия и калия не более 0,1 и 0,2% (такой цемент имеется). Тогда вносимые цементом в сточные воды водорастворимые примеси полностью удаляются с товарной продукцией, не ухудшая её технологических свойств. Препятствием для повторного использования сточных вод является также загрязнение их в значительном количестве грубодиспергированными примесями. Для достижения требуемого содержания взвешенных веществ (100мг/л) разработан метод очистки в напорных гидроциклонах. Применение этих циклонов позволяет кроме воды возвращать в технологический цикл и цемент, что сокращает потери сырья. Большие количества сточных вод образуются в промышленности нерудных строительных материалов (например, песка, щебня). Сточные воды после промывки материалов содержат 50-160 г/л механических примесей, в том числе 48-84% песка и 16-52% пылевидных и глинистых частиц. По технологическим нормам содержание взвешенных веществ в воде, поступающей на промывку, не должно превышать 2 г/л. Загрязнённый поток сточных вод после промывки щебня на вибрационных грохотах направляется в гидроциклоны для выделения песка, который затем обезвоживается в классификаторе и передаётся на склад готовой продукции. Верхний слив из гидроциклонов и классификатора обрабатывается коагулянтом и направляется в гидроциклоны. Осадок от гидроциклонов в количестве 10-20% от расхода очищаемых сточных вод перекачивается в шламонакопители, а осветлённая вода направляется на повторное использование. Замкнутые водооборотные системы разрабатываются и для других предприятий производства строительных материалов. В целом же промышленность строительных материалов не имеет принципиальных технических и технологических препятствий для организации своей деятельности по безотходной технологии. Тема №4. (4 часа). Сырьевые ресурсы Кыргызстана для разработки эффективных строительных материалов. Потенциал и перспективы развития Промышленность строительных материалов традиционно является одной из важнейших отраслей экономики. В то же время следует отметить, что промышленность строительных материалов традиционно является одной из самых топливо и энергоемких, грузоемких. Так, в структуре затрат топливо и энергоресурсы обычно составляют до 16-18 %. По поводу грузоемкости можно отметить, что, к примеру, в общем объеме перевозок доля строительных материалов составляет 25%. Продукция в виде строительных материалов всегда имеет спрос в любой стране. Весь мир в целом и каждая страна развивается: строит здания и сооружения, дома, дороги, плотины, порты, каналы, водохранилища и множество других объектов. Все это требует строительных материалов. А также уже построенное до этого, необходимо постоянно ремонтировать, реконструировать, изменять, а иногда и ликвидировать. Потребность в строительных материалах присутствует всегда. При этом эта потребность постоянно возрастает. Каждая страна, ввиду имеющихся там условий, обладает в какой — то мере объемом необходимых запасов сырья для промышленности строительных материалов. Но обеспеченность запасами сырья, в зависимости от природных условий, ландшафта, территории и прочего — разная. Можно сказать, что этот уровень весьма контрастный. Одни страны можно отнести к странам обладающими ограниченными запасами, а другие- к обладающим достаточными. Промышленность строительных материалов тесно связана со строительством. Наряду с тем, что запросы строительного рынка неуклонно растут, постоянно меняются и запросы на различные строительные материалы и конструкции. На смену старым, традиционным материалам, приходят новые. При такой тенденции промышленность строительных материалов постоянно увеличивает объемы производства и осваивает производство новых видов материалов. Кыргызстан имеет достаточные запасы сырья для развертывания мощной промышленности строительных материалов. Уже сейчас в стране налажено производство многих видов строительных материалов. Это: цемент, стекло, мраморная плитка, кирпич, песок, железобетонные изделия, шифер, теплоизоляционные и облицовочные материалы, металлическая черепица, изделия из дерева и пластика и так далее. Но объемы, за исключением цемента, песка, кирпича и еще нескольких видов – незначительны. По многим видам (перечень довольно большой) строительных материалов мы не обеспечиваем собственное потребление, ощущается заметный дефицит. Отдельные виды строительных материалов (здесь так же перечень немаленький) у нас попросту не производятся. Приходится импортировать. И в достаточно больших объемах, так как в нашей стране последние годы наблюдается строительный бум, особенно в бытовом секторе. Таким образом, хотя наша страна производит и даже экспортирует какой — то перечень строительных материалов, но в общей доле использования строительных материалов внутри страны значительную часть занимают импортные материалы. Да и экспортные объемы нельзя назвать большими. Историю зарождения промышленности строительных материалов в Кыргызстане можно отнести к дореволюционным временам. Еще до 1917 года на территории республики имелось 6 полукустарных кирпичных заводиков. После революции началось постепенное развитие: в 1922 году было произведено 400 тыс. штук кирпича, в 1924 – около 1 миллиона, а в 1936 – 28,9 млн. штук кирпича. Промышленность строительных материалов республики особенно быстро развивалась в послевоенный ( после 1945 года) период. Так, в 1946 – 1950 годы производство кирпича увеличилось в 6,9 раза, извести в 5,3 раз, черепицы в 28 раз. В 1955- 1960 годы было освоено производство сборного железобетона, гипсолитовых стройматериалов, облицовочных плит. Были построены крупные предприятия отрасли: Курментинский цементный завод (1953), Кантский цементно-шиферный комбинат (1964), Жел-Арыкский известковый завод (1965), цеха по производству ячеистого бетона, керамзита и др. Вошли в строй такие крупные предприятия как Кыргызский комбинат строительных материалов, Ивановский комбинат строительных материалов, Токмокский стекольный завод, Чуйский дробильно-сортировочный завод, Ошский комбинат строительных материалов и др. Уже к 1980 году, в Среднеазиатском экономическом районе, доля Кыргызстана составляла по цементу – 18%, шиферу – 25%, стеновым материалам – 24%. С обретением независимости, и связанным с этим разрывом связей, исчезновением государственного плана и государственных закупок, появлением рынка, естественно ситуация изменилась. В настоящее время в республике имеется более 2 тыс. месторождений не рудного сырья, пригодного для производства различных строительных материалов. Особенно перспективны месторождения сырья, необходимого для производства кирпича, цемента, керамзита, облицовочных плит, аглопирита, строительного гипса, извести, песка, щебня. Эти строительные материалы имеют устойчивый спрос как у нас в стране, так и за рубежом. Можно утверждать, что увеличивая их производство, мы наращиваем, увеличиваем экспортные возможности Кыргызстана. Сырьевая же база достаточна и уникальна. Так, суммарные запасы 36 месторождений грубо керамического сырья составляют 110 млн. м. куб. Запасы сырья для производства керамзита и аглопирита составляют 14,5 млн. м. куб. Пески и песчаники также широко распространены на террасах и поймах рек. Запасы силикатных песков 69 млн. м. куб. Запасы песчано-гравийных материалов по 23 месторождениям составляют 180 млн. м. куб. Разведанные запасы гипса составляют 15 млн. тонн, прогнозные же оцениваются в сотни миллионов тонн. Запасы известняка составляют более 41 млн. тонн. Запасы облицовочных камней оцениваются в 34 млн. м. куб, а прогнозные в сотни млн. м. куб. Запасы строительного камня составляют 81 млн. м. куб. И так далее. Так, в советский период в Кыргызстане добывалось 60 тыс. кубометров камня, из этого объема производили 300 тыс. м. кв. различных облицовочных изделий. В настоящее время указанные объемы уменьшились в десятки раз. Отметим, что в последнее время учеными активно поднимается вопрос возрождения производства камнеобрабатывающих производств. И это вполне оправданно. Отметим, что на мировом рынке средняя цена блоков природного камня составляет пределы 320- 330 долларов США, а наиболее ценных видов доходит до 700 долларов США. По оценке отдельных экспертов запасы же природного облицовочного камня в нашей стране превышают 150 млн. м. куб. (в советский период – в пределах 120 млн. м. куб.). Эти запасы рассыпаны на более чем 170 месторождениях. Месторождений одного только мрамора более десятка. А сколько еще неразведанных месторождений. Имея такие запасы, мы не можем обеспечить пока даже собственные потребности, хотя в советский период облицовочные материалы вывозились в значительных объемах в Россию, Казахстан, Узбекистан. Собственные же потребности в облицовочных материалах сегодня закрываются импортными материалами. Они дешевле, но это – синтетическая облицовка и экологически не совсем безвредна. Под видом мрамора завозится облицовочный материал, изготовленный из мраморной крошки, а он недолговечен. Эта дешевизна импортируемых материалов выступает одним из главных факторов губящих, наше собственное камнеобрабатывающее производство. Хотя, небольшие объемы облицовочного материала, производимых на редких отечественных производствах, мы все же умудряемся даже экспортировать соседям. Но эти объемы слишком малы. Сегодня проблема обозначена, предложения прозвучали. Дело за инвестициями и эффективным планом возрождения камнеобрабатывающего производства. Оно выступит гармоничной составляющей промышленности строительных материалов. Она же, в свою очередь, без сомнения, в будущем должна быть одной из приоритетных отраслей экономики Кыргызстана. К слову, эффективный план и должен быть так составлен, чтобы заинтересовать и привлечь инвесторов. Самое главное, в этом плане должны быть льготы и гарантии. Тогда инвесторы найдутся. Известно, что самым главным строительным материалом, его основой в промышленности строительных материалов является цемент, его называют «хлебом строительства». Цемент и бетон являются самым употребляемым ресурсом на земле после воды. Интересно отметить, что темпы развития цементной промышленности в 1,5-2 раза превышают темпы роста мирового ВВП. В мире производится ежегодно более 3,5 млрд. тонн цемента. Вот что пишет В. Кондратьев: «Цемент вместе с бетоном является вторым после воды наиболее употребляемым ресурсом на земле: ежегодно его потребление на нашей планете составляет около 1 тонны на человека. Цемент производится в 156 странах мира. Однако 70% мирового производства цемента сосредоточено лишь в 10 странах мира, где проживает 70% населения земли». Здесь хотелось бы привести один уникальный пример быстрого развития цементной промышленности. В 1970 году Российская федерация (тогда РСФСР) производила в 2 раза больше цемента чем КНР. Но уже в 2014 году Китай произвел в 36,5 раза больше цемента (2,5 млрд. тонн), чем Россия. В части производства цемента Кыргызстан имеет неплохие традиции. В последнее время производство цемента в республике получило значительное развитие. Так, за период с 2010 по 2014 год производство цемента в Кыргызстане увеличилось более чем в 2 раза, что позволяет покрыть растущие потребности страны и даже определенные объемы экспортировать. В настоящее время в стране действует 6 заводов по производству цемента. Все эти заводы частные. Их суммарная мощность составляет примерно 3 млн. тонн цемента в год. Имеется еще несколько проектов по строительству цементных заводов, которые в будущем, скорее всего, реализуются. В Кыргызстане в настоящее время производится в основном портландцемент общестроительного назначения марок 400-Д20 и 500-Д0 (Кантский комбинат) и марки ЦЕМ II/А-П 32.5 Н по ГОСТ 31108— 2003( ЗАО Южно кыргызский цемент). Кроме этого, в соответствии со спросом на цементных предприятиях начинается освоение и других марок, например, шлакопортланд — цемента ШПЦ -300, цементов ЦЕМ I 42,5 Н (ГОСТ 31108—2003) и ССПЦ 400-Д20 (ГОСТ 1481—96.В то же время необходимо отметить, что не все производственные мощности используются полностью. В настоящее время ежегодно в Кыргызстане производится примерно 1,5-1.7 млн. тонн цемента. Таким образом, имеющиеся мощности используются на 60%. В той ситуации, когда в мире растет производство и потребление цемента, это говорит о низком уровне менеджмента и маркетинга на заводах по производству цемента. Запасы же цементного сырья только на юге страны составляют более 200 млн. тонн. В настоящее время планируется строительство еще нескольких цементных заводов в Чуйской и Баткенской областях. Так что вопрос нахождения зарубежных потребителей на долгую перспективу вместе с повышением уровня менеджмента и маркетинга является для отечественных производителей цемента весьма актуальным. Хотя можно сказать, что, собственно, менеджмент и маркетинг на высоком уровне и обеспечивает долгосрочные заказы. На первом этапе, при значительном увеличении производства цемента основными потребителями, скорее всего, были бы Казахстан и Узбекистан, а в последующем Китай. Но нельзя сбрасывать с расчета и Таджикистан, с его быстрорастущим населением и ведущимся строительство крупных гидростанций. К слову, строительство крупных гидростанций планируется и в нашей стране. Уже сейчас ЗАО «Южно кыргызский цемент» экспортирует в Таджикистан до 200 тыс. цемента. Необходимо учитывать и тот факт, что спрос на внутреннем рынке также будет расти. Учитывая приведенные факторы, можно утверждать, что ускоренное развитие цементной промышленности оправданно и не таит в себе каких либо рисков. Например, такого частого, как кризис перепроизводства. Спрос на цемент в мире в обозримом будущем будет только возрастать, то есть реализация обеспечена. Вполне возможно, что и нашей стране потребуются огромные объемы, если потепление вынудит строить не асфальтовые, а бетонные дороги, капитального ремонта дожидается наша ирригационная систем, в бытовом секторе продолжается строительный бум и так далее. Хорошие перспективы в стране имеет производство и других видов строительных материалов, о чем мы уже сказали. Констатируя вышеизложенное, можно сделать какие — то выводы. Для эффективного развития экономики любой страны неоценимое значение имеет правильное определение приоритетных отраслей. То есть отраслей, которые имеют потенциал и перспективы. Это тем более важно для нашей страны. Мы –по историческим меркам молодая развивающаяся страна, испытывающая определенные финансовые трудности в вопросах инвестирования, льготной поддержки предпринимателей и так далее. В такой ситуации разумно определить приоритетные отрасли и сконцентрировать финансовые ресурсы именно на них, наряду с постоянным улучшением условий для инвесторов. Приоритетные отрасли, как мы отметили, определяются главным образом наличием перспектив. В настоящее время объявленными приоритетными отраслями экономики нашей страны являются энергетика, сельское хозяйство, туризм, горнорудная промышленность, легкая и пищевая промышленность. К этому выбору страна пришла после множества предложений и споров в среде экономистов и производственников. Надо сказать, что выбор приоритетов — правильный. По обозначенным отраслям Кыргызстан имеет хороший потенциал, хорошие перспективы. Однако мы должны понимать, что вечных приоритетов не может быть. Мир меняется. Меняются потребности. И, видимо, приоритеты, через определенные отрезки времени, будут меняться соответственно происходящим в мире процессам. Какие — то приоритетные отрасли будут терять свое значение, какие — то повышать. В перечень приоритетных отраслей могут войти новые отрасли. |