(Уральский государственный
лесотехнический университет)
Основными источниками образования кусковых и
дисперсных древесных отходов являются предприятия механической и химической
переработки древесного сырья. При существующих методах переработки деловой
древесины объем отходов составляет более 40 % от общего объема
перерабатываемого сырья. Ежегодный прирост таких отходов в целом по стране
достигает десятки млн. м3.
При механической переработке древесного сырья
наибольшее количество древесных отходов образуется при производстве
пиломатериалов, тары, железнодорожных шпал, паркета, шпона и фанеры. Так отходы
в лесопилении составляют более 35 % от объема перерабатываемой древесины, в
производстве железнодорожных шпал – до 20, а в производстве шпона и фанеры –
более 60 %.
Степень использования древесных отходов чрезвычайно
низка и в настоящее время в качестве вторичного материального ресурса они не
находят практического применения. Большая часть из них (более 80 %) не
вовлекается в дальнейший технологический передел, складируется или
сжигается без утилизации тепла, что
приводит к увеличению антропогенной нагрузки на окружающую среду в местах их
образования. Помимо экологически неблагоприятных последствий размещение
древесных отходов требует изъятия из полезного использования больших земельных
площадей и значительных расходов в виде платежей на их складирование.
Традиционное использование дисперсных древесных отходов
в технологии производства древесно-стружечных плит и масс древесных
прессовочных не получило широкого развития в связи с использованием в качестве
связующего токсичных синтетических смол.
Технологические процессы производства искусственного
строительного материала из дисперсных древесных отходов на основе цемента
(фибролит, арболит), каустического магнезита
(ксилолит) и бишофита (стеновые профильные детали) не
нашли практической реализации. Низкие эксплуатационные характеристики
получаемой продукции, высокая отпускная цена на каустический магнезит делает
производство, в частности, стеновых профильных деталей нерентабельным, а
выпускаемую продукцию неконкурентноспособной на рынке
строительных материалов.
Использование опилок и стружки для производства
топливных брикетов, сорбентов, жидкого топлива, древесной муки, целлюлозы,
этилового спирта, кормовых дрожжей и других товарных продуктов не нашло
практического использования.
Анализ существующих методов переработки древесных отходов,
а также разработанных и предложенных к практическому использованию технологических
схем позволяет сделать вывод об отсутствии научно обоснованных и эффективных
путей и направлений утилизации таких техногенных образований.
В то же время дисперсные древесные отходы, обладая
полезными свойствами, могут найти широкое практическое применение в качестве
органического наполнителя для получения древесно-минеральных и
древесно-органических композитов конструкционного назначения.
Последние могут быть использованы для изготовления
строительных, тепло- и звукоизолирующих материалов, магнезиальных полов,
профильных изделий для защиты подземных коммуникаций от коррозии, ленточных
фундаментов, а также изделий, используемых в машиностроении,
электроизоляционной промышленности, в строительной индустрии, в качестве
товаров народного потребления.
Это направления утилизации дисперсных древесных
отходов представляется наиболее экологичным,
экономичным и перспективным, поскольку такие композиционные материалы можно
производить, используя только техногенное сырье.
Например,
древесно-минеральные композиты можно получать не на основе товарного вяжущего каустического магнезита
марки ПМК-75, а используя в качестве минерального вяжущего компонента
магнийсодержащие отходы, образующиеся в процессе переработки минерального сырья (природного
карналлита, хризотил-асбестовой руды). Для улучшения физико-химических свойств
композиционной смеси и потребительских качеств изготавливаемых изделий, можно
использовать в качестве модификатора отходы, образующиеся при сжигании твердого
природного углеводородного топлива.
Органическим вяжущим компонентом в процессах приготовления
древесно-органических композитов могут служить надсмольные
воды, образующиеся в производстве фенолоформальдегидных смол, а в качестве
модификатора – измельченные отходы производства слоистых пластиков (текстолит, гетинакс).
Комплексный подход к утилизации техногенных образований означает, что назрела потребность в
кооперации самых разных производств по переработке ″производящих″
ими отходов и эта переработка должна производиться на предприятиях отходоперерабатывающей индустрии″. Создание такой
индустрии позволит комплексно использовать отходы производств различных
отраслей промышленности в качестве исходного сырья для получения полезных
товарных продуктов.
В Уральском государственном лесотехническом университете
в период 2001−2005 гг. проведен цикл исследований по комплексной
переработке многофункциональных отходов предприятий лесопромышленного
комплекса, цветной металлургии и теплоэнергетики в товарные продукты.
Результатом этих исследований являются составы и
способы получения древесно-минеральных композиционных смесей, компонентами
которых является техногенное сырье: дисперсные древесные отходы, порошок
магнезиальный вяжущий (ПМВ), полученный из магнийсодержащих отходов
производства металлического магния на ОАО ″Корпорация
ВСМПО–АВИСМА″, алюмосиликатные микросферы – составная часть
каменноугольной золы Рефтинской ТЭС. Разработаны и
внедрены на ОАО «Корпорация ВСМПО–АВИСМА» (г. Верхняя Салда)
технологии получения ПМВ, древесно-минеральной композиционной смеси и изготовления
из нее строительного древесно-композиционного материала (СДКМ) с улучшенными
теплофизическими (Кt=0,12
Вт/(м∙К) и плотностными (ρ=900–1000 кг/м3)
свойствами для малоэтажного домостроения [1].
СДКМ прошел испытания на токсикологические свойства и
на соответствие государственным санитарно-эпидемиологическим нормам.
Экологически чистый строительный материал, изготавливаемый из техногенного
сырья, обладает высокой прочностью, огне- и биостойкостью
и используется в качестве несущих панелей при строительстве коттеджей,
промышленных зданий, гаражей, садовых домиков, хозяйственных построек.
Комплексная переработка многофункциональных отходов
дает возможность получать ряд товарных продуктов. В частности, при утилизации
магнийсодержащих шламов наряду с ПМВ были получены оксид магния с содержанием MgO 96.6 % по массе и карналлит, содержащий более 50 % по
массе водного хлорида магния (MgCl2∙6H2O), которые
могут быть использованы в различных отраслях промышленности [2].
Состав и свойства композиционных материалов, разработанные
технологии утилизации и комплексной переработки промышленных отходов и
технологическое оборудование для осуществления данных технологий защищены 18
объектами интеллектуальной собственности.
Библиографический список
1. Липунов, И.Н.
Использование твердых промышленных отходов в производстве материалов
строительного назначения [Текст] / И.Н. Липунов, А.А.
Юпатов, В.И. Аликин.
Экология и промышленность России. Январь. 2009. С.19–23.
2. Липунов, И.Н. Шламы карналлитовых хлораторов – техногенное сырье для получения
товарных продуктов [Текст] / И.Н. Липунов, Ю.П. Кудрявский, Л.В. Василенко. Экология и промышленность России.
Март. 2009. С.