DOI: 10.52150/2522-9117-2025-39-09
Є. С. Лапшин1, д.т.н., с.н.с., ORCID 0000-0002-5443-5566
О. І. Шевченко1,*, д.т.н., с.н.с., ORCID 0000-0003-2630-0186
1 Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова НАН України
* Автор для листування: igtm.aishevchenko@gmail.com
ОБГРУНТУВАННЯ МОЖЛИВОСТІ ОТРИМАННЯ З ТЕХНОГЕННИХ ВІДХОДІВ ВТОРИННОЇ СИРОВИНИ, ЩО МІСТИТЬ ЦІННІ КОМПОНЕНТИ
Анотація. Внаслідок діяльності гірничо-збагачувального, переробного та енергетичного комплексів на території України накопичилася величезна кількість відходів. Ці відходи за своєю ресурсною цінністю – перспективні, закладені та постійно поповнювані мінеральною сировиною техногенного походження. Вони розглядаються як складова частина мінерально-сировинної бази країни з чорних, кольорових, металевих, енергетичних та рідкісних цінних мінералів. Виконано аналіз можливостей та перспектив отримання з техногенних відходів вторинної сировини, що містить цінні компоненти, шляхом тонкої класифікації за крупністю на прикладі відходів збагачення титано-цирконієвих пісків, металургії (шлаки й шлами), енергетики (шлаки та летюча зола). Встановлено, за яким класом крупності необхідно розділити сировину, щоб отримати продукт, який користується попитом споживачів, і чим цей поділ забезпечити. Показано необхідність використання тонкої класифікації під час переробки. Відходи виробництва Вільногірського гірничо-металургійного комбінату (ВГМК) та його техногенне родовище представлені в основному мінералами ільменіту, дистен-сіліманіту, ставроліту та турмаліну. При вторинному відпрацюванні відходів ВГМК можна отримати колективний концентрат цих мінералів і кварцовий пісок з вмістом важкої фракції менше 0,1% і Fe2O3 не більше 0,025%, що дозволить ефективно його використовувати, як високоякісну кварцову сировину в скляній промисловості. Переробка відходів металургії дозволяє одержати такі товарні продукти, як залізо, цинк, скандій, тощо. Застосування відходів металургії виробниками сухих будівельних сумішей, цементу, дорожніх покриттів знижує собівартість цієї продукції та підвищуватиме її якість. Переробка золошлакових відходів (ЗШО) енергетичної галузі дозволяє отримати низькозольний вугільний концентрат для енергетики, силікатну частину, придатну для будівельної сфери, а також інші корисні мінерали, такі як залізо, германій, ванадій та глинозем для подальшого отримання алюмінію, в кількостях, що представляють промисловий інтерес. Запропоновано та показано перспективність використання віброударного грохоту конструкції ІГТМ НАН України при переробці різних техногенних відходів. Його випробування показали досить високі показники грохочення: для сухих матеріалів вилучення класу менше 0,02 мм у підрешітний продукт становило 75-80%; для мокрих з накопичувача- 65-70%, при цьому вологість надрешітного матеріалу була знижена з 30 до 7-8%. Комплексна переробка дозволить знизити кількість відходів, що спрямовуються до накопичувачів, зменшити території, які сьогодні відчужуються для них і стають непридатними для життя, забезпечити зростання рентабельності підприємств, значно зберегти природні ресурси та скоротити дефіцит різних матеріалів.
Ключові слова: техногенні відходи, переробка, тонка класифікація, зневоднення, віброударний грохот.
Посилання для цитування: Лапшин Є. С., Шевченко О. І. Обґрунтування можливості отримання з техногенних відходів вторинної сировини, що містить цінні компоненти. Фундаментальні та прикладні проблеми чорної металургії. 2025. Вип. 39. С. 160-174. https://doi.org/10.52150/2522-9117-2025-39-09
Перелік посилань
1. Касимов А. М., Леонова О. Е., Кононов Ю. А., Коваленко А. М. Современное состояние проблемы образования и накопления промышленных отходов в Украине. Экология и промышленность. 2007. №2. С. 46–51.
2. Современные проблемы и решения в системе управления опасными отходами. Учебное пособие / А.М. Касимов, В.Т. Семенов, Н.Г. Щербань, В.В. Мясоедов. Харьков: ХНАГХ, 2008. 510 с.
3. Шевченко А. И., Бубнова Е. А. Перспективы и проблемы перевода шламонакопителей Украины в категорию техногенных месторождений. Збагачення корисних копалин. 2015. №60(101). С. 162-169.
4. Chetveryk M., Bubnova O., Babii K., Shevchenko O., Moldabaev S. Review of geomechanical problems of accumulation and reduction of mining industry wastes, and ways of their solution. Mining of Mineral Deposits Journal. 2018. Vol. 12, Issue 4. P. 63-72.
5. Гладій О. В. Сутність проблеми накопичення техногенних відходів, техногенних родовищ в Україні. Науковий вісник Міжнародного гуманітарного університету. Серія : Юриспруденція. 2017. №25, С. 61-64.
6. Федоренко E. Ю., Рыщенко М. И., Богданова Е. Б., Присяжная Л. В. Использование отходов добычи и переработки минерального сырья в качестве интенсификатора спекания в технологии плотноспеченной строительной керамики. Экология и промышленность. 2019. №1. С. 98-106.
7. Пилов П. И., Левченко К. А., Шутов В. Ю., Самофал И. В., Чумак О. М., Корчагин Е. П. Разработка технологии обогажения техногенного месторождения Вольногорского ГМКа. Збагачення корисних копалин 2019. № 74(115). С. 3-12.
8. Краснопер В. П. Грохочение титано-циркониевых россыпей с последующим гравитационным обогащением. Геотехническая механика. 1998. № 4. С. 62-67.
9. Надутый В. П., Краснопер В. П. Анализ конструкций грохотов для тонкой классификации и выбор перспективных разработок для промышленного использования. Геотехническая механика. 1998. № 4. С. 94-98.
10. Надутый В. П., Краснопер В. П. Экспериментальное исследование технологических показателей и работоспособности виброгрохотов 2СТГ для тонкой классификации пульп. Геотехническая механика. 1997. № 2. C. 137-141.
11. Носков В. А. Развитие научных разработок в области рециклирования промышленных отходов в черной металлургии. Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии, 2008. №16, 345-351.
12. Назюта Л. Ю., Косолап Н. В., Губанова А. В. Анализ сырьевой базы металлургического производства. Железорудные материалы. Металл и литье Украины. 2005. № 9-10. С. 3-7.
13. Ніколаєнко П. К., Ніколаєнко К. В., Татаринов Ф. Г., Яковенко Н. А. Технологія довилучення заліза з переробленного доменного шлаку. Збагачення корисних копалин. 2019. № 74(115) С. 13-18.
14. Бердинських О. Дохід з відходів: Україна може подвоїти переробку та експорт шлаків. GMK Center. 2019. URL: https://gmk.center/ua/posts/dohid-z-vidhodiv-ukraina-mozhe-podvoiti-pererobku-ta-eksport-shlakiv/
15. Сердюк В. Р., Рудченко Д. Г., Гудзь Д. В. Використання золи виносу Бурштинської ТЕС в технології виробництва автоклавного газобетону. Вісник Вінницького політехнічного інституту. 2021. № 2. С. 24-31. https://doi.org/10.31649/1997-9266-2021-155-2-24-31
16. Shevchenko G. O., Cholyshkina V. V., Sukharyev V. V., Kurilov V. S. Processing of fly ash from thermal power plants by means of mechanical classific ation by size. Geo-Technical Mechanics. 2022. № 160. P. 133-140. https://doi.org/10.15407/geotm2022.160.133 (Accessed January 7, 2025).
17. Борук С. Д., Макаров А. С., Єгурнов О. І. Створення та властивості альтернативних палив на основі некондиційних і вторинних енергоресурсів (відходи енергогенеруючих, хімічних, харчових підприємств). Монографія. 2021. 281 с.
18. Lapshyn Ye., Shevchenko O., Khayitov O. Foreign experience of processing ash slag waste from thermal power plants. Geotekhnicheskaya mekhanika. 2024. Issue 168. PP. 105-120. https://doi.org/10.15407/geotm2024.168.105
19. Lapshyn Ye., Shevchenko O. Processing of ash waste from thermal power plants: foreign experience and Ukrainian realities. Geotekhnicheskaya mekhanika. 2024. Issue 169, PP. 45-65. https://doi.org/10.15407/geotm2024.169.045
20. Lapshin Ye., Shevchenko O. Determining the possibilities of using fly ash on the example of THE DTEK Prydniprovska TPP. Geotekhnicheskaya mekhanika. 2024. Issue 170. PP. 17-27. https://doi.org/10.15407/geotm2024.170.017
21. Lapshyn Ye., Shevchenko O. Determining the possibilities of using fly ash of DTEK Prydniprovska TPP as additional raw material. Geo-Technical Mechanics. 2024. Issue 171. PP. 31-46. https://doi.org/10.15407/geotm2024.171.031
22. Lapshin E. S., Shevchenko A. I. Ways of improvement of vibrational segregation and dehydration of mineral raw materials. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2013. No 3. PP. 45-51.
23. Lapshyn Y., Shevchenko O. Prospects for using screens with double vibration-impact excitation for size separation and dewatering of wet mineral raw materials that are difficult to classify, 2024 IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 1348 012074, https://doi.org/10.1088/1755-1315/1348/1/012074
Рукопис надійшов до редакції 04.08.2025
Рекомендовано до друку 21.10.2025
Опубліковано онлайн 01.12.2025
