Агломерация торфа что это такое

Добыча торфа

На сегодняшний день Россия занимает одно из лидирующих мест в области добычи полезных ископаемых. Первое место, конечно же, занимают нефть и природный газ. В России существуют такие главные виды добычи минералов, как:

Как известно, добыча полезных ископаемых представляет собой достаточно тяжелый процесс, при котором необходимо достать из-под земли газообразные, твердые или жидкие ископаемые. Именно такая добыча охватывает первый экономический спектр. Главными задачами самой добычи являются: найти месторождение какого-либо полезного ископаемого, после чего его вынимают из недр Земли и затем доставляют на место переработки.

Однако, хотелось бы уделить значительное внимание торфяной промышленности, которая на сегодняшний день претерпевает дефицит.

Групповой химический состав органической части различных типов торфа

Торфяная промышленность

Торфяная промышленность представляет собой категорию промышленности, которая обеспечивает страну топливом, а также удобрениями. Сегодня, торф, используют в сельском хозяйстве, на химических предприятиях, электростанциях.

Так что же собой представляет торф? Торф имеет характерный бурый цвет. Он образовывается в течении долгого времени из практически разложившихся остатков растений, в основном мхов. Месторождениями торфа являются болота и водоемы, которые почти заросли. В России, территории с наличием торфа располагаются в лесах. По сути, торф состоит из 60% углерода, что делает его важнейшим биоматериалом, т.к. он имеет достаточно высокую теплоту сгорания. Из торфа также делают различные теплоизоляционные средства, например, плиты.

Напомним, что в 2010 году в России произошел страшный пожар, связанный с возгоранием торфяных территорий, в результате чего пострадали леса. После инцидента, стало очевидно, что торфяная промышленность будет еще долго восстанавливаться.

Сейчас во всем мире получают приблизительно 25 млн. тонн торфа. В 1985 году добыча торфа достигла апогея, а именно за год было получено 380 млн. тонн. Однако, начиная с 90-х годов, уровень добычи минерала значительно упал до 29 млн. тонн.

Развитие торфяной промышленности в России

Торфяная промышленность стала зарождаться еще в XII-XIII вв. Первыми странами по его добычи и применении стали Шотландия и Голландия. А начиная уже с XVI в. добыча торфа стала развиваться в Германии, Франции и Швеции. Россия немного отставала от европейских стран, ведь впервые добываться минерал стал в 1700 году, когда под руководством Петра I под Воронежем, впервые, нашли залежи торфа. Спустя 3 года залежи обнаружили и под Азовом. Намного позже, к концу XVIII в. торфоразработки начались вблизи Санкт-Петербурга и в Смоленской области. Практически до XX в. добыча нефти велась примитивным путем, т.е. с помощью самого простого оборудования: формовочные рамы, устройства для измельчения торфа и различные черпательные приборы. В основном, добывали формованный и резной торф. До места переработки, торф увозили на лошадях, а также водными путями, через каналы и реки. Во времена помещиков, в губерниях создавались различные комитеты и школы, где изучали способы добычи и переработки торфа. Конец XIX в. ознаменовал переход к добыванию полезных ископаемых фабрично-заводским путем, благодаря чему полезные ископаемые добывались уже усовершенствованным оборудованием.

Как ни странно, с начала XX в. Россия стала опережать европейские страны в технологиях по добычи торфа, а также по количеству. В Московской области было образовано примерно 40 торфоразработок. Именно в России в 1913 году построили первую во всем мире электростанцию, которая перерабатывала торф в топливо. Инженеры В. Кирпичников и Р. Классон разработали схему добычи торфа гидравлическим путем. В 1914 благодаря такому способу, России удалось построить индустриальные предприятия по переработке торфа. Уже в 20-х годах в эксплуатацию начали вводиться экскаваторы, что гораздо упростило добычу всех полезных ископаемых. Из Урала стали поставлять торф на предприятия тяжелой индустрии, на которых использовали торфяной газ в качестве технологического топлива. В конце 20-х годов создаются целые научные центры и институты торфяной промышленности. В 1988 году добыча торфа превысила показатели за все предыдущие года. В сравнении с 1914 годом, она возросла в 93 раза.

На сегодняшний день, предприятия, специализирующиеся по переработке торфа сочетаются в целые комплексы. Например, в смоленской области есть предприятие «Смоленксторф», оно добывает около 100 000 тонн фрезерного торфа, перерабатывая его в энергетическое сырье, около 280 000 тонн добываются для сельскохозяйственных целей и т.д.

Подробно о способах и видах добычи торфа

Как упоминалось ранее, большее количество месторождений торфа находятся на поверхности. Торф добывают лишь по двум главным схемам:

Существует всего 5 видов торфа:

Фрезерный торф – один из самых распространенных видов. Он добывается на глубине всего 2 см благодаря трактору, который разрыхляет почву, измельчает торф и превращает его в мелкую крошку. Затем торф высыхает на солнце, собирается в валки, и затем разрыхляется еще один слой. После каждого такого процесса, торф добывается на одном и том же месте еще 5 – 6 раз. Собранный торф доставляют на специальную площадку и там собирают в отдельные бурты. Подходящим сезоном для добычи такого торфа является летний период, когда возможно природная сушка минерала. Фрезерный способ применяется также для получения кускового торфа.

Кусковой торф получают экскаваторным путем. Каждый такой кусок торфа весит не менее 500 г. Данный способ добычи практически не отличается от предыдущего способа, но единственное отличие заключается в том, что он нуждается в погодных условиях. Кусковой торф можно добывать в любое время года. Такой торф добывают из глубины 50 см с помощью специального диска с цилиндром, в котором прессуется торф.

Гидроторф получают гидравлическим путем, который впервые был предложен в 1914 году, как это упоминалось ранее.

Резной торф добывают из торфяных кирпичей ручным способом, иногда машинно-формовочным.

Что касается транспортировка торфа с мест добычи, то она проводится после окончательного высушивание торфа и вывозится железнодорожным узкоколейным путем. Для сельскохозяйственных целей, торф транспортируется автотранспортным путем.

Торф в сельском хозяйстве

Торф полезен человечеству не только в качестве топлива, но и в сельскохозяйственных масштабах. Торф является отличным удобрением, при этом хорошим для данной сферы торфом является тот, что разложился на 40 %. Он добывается из болот и заросших водоемов. Торф, разложившийся всего на 25%, отлично подходит в качестве подстилки для животных. Перед эксплуатацией торф обычно хорошо проветривают, но не высушивают до предела. Иногда его специально замораживают, чтобы потом он легче размельчался и распределялся по участкам, которые следует удобрить. Т.к. торф содержит слишком малое количество фосфора и калия, необходимо добавлять к нему навоз, суперфосфат и немного хлористого калия.

Торф благоприятствует плодородию почвы, улучшает ее структуру. В связи с тем, что в торфе практически не содержатся микро и макроэлементы, он богат на полезные кислоты, которые стимулируют рост и развитие. Он хорошо для почвы любого вида, потому что имеет газопоглотительное преимущество. Фактически. Торф можно разделить на два вида: Легкий и тяжелый. Легкий имеет степень разложения в 15 %, а тяжелый аж 40% и выше. В сельском хозяйстве торф хорошо способствует обеспечению долгого сохранения влаги, а также кислородному обмену.

Торфяная промышленность сегодня

Ресурсы торфа охватывают около 400 млн. гектаров, однако в эксплуатацию введено лишь около 300 млн. гектаров. Добычей торфа занимается всего 23 стран мира. Лидирующими из них являются России, в которой сосредоточено около 150 млн. гектаров и Канада, где торфяные угодия составляют 110 млн. гектаров. Торф – возобновляемый ресурс и его образуется гораздо больше, чем затрачивается. Мировой запас торфа сосредоточен в России, ведь там содержится 60% ресурсов. Но по добыче, Россия стоит на четвертом месте, ее опережает Канада, Финляндия и Ирландия.

На топливо тратится всего лишь 30% мирового запаса торфа, остальные 70% применяются для садоводства и сельского хозяйства. Верхний торфяной слой обладает подходящими свойствами для животноводства, цветоводства, растениеводства и овощеводства в тепличных условиях. Торф играет важную роль на мировом рынке, особенно растительный торф, который больше всего экспортируется.

В Тверской области сосредоточено самое крупное месторождение торфа – 21%. Благодаря этому, Тверская область полностью обеспечивается энергией и плодородием почв. ОАО «Тверьторф» выпускает самое большое количество торфяной продукции по всей России. В 90-х годах, добыча минерала значительно упала. В связи с кризисом, оборудование перестало обновляться, мощность предприятий, специализированных на торфах также уменьшилась. Сегодня показатели добычи стараются возобновить, однако процесс требует значительного финансирования и больше рабочей силы.

Главнейшей проблемой, связанной с торфяной промышленностью, является разработка нормативно-правовой и законодательной базы. Существуют некие противоречия в правовом статусе торфяных залежей, в котором не хватает четкости применения кредитов, предоставленных налоговой службой. Также заметны недочеты в расчетах платежей и налогах на земельный участок. Поэтому сегодня торфяная промышленность претерпевает серьезный застой.

Российское правительство поставило цель до 2030 года увеличить уровень добычи и переработки торфа для улучшения коммунально-бытовых, смежных и сельскохозяйственных условий. Первым необходимым критерием является усовершенствовать промышленную базу, т.е. разработать новое оборудование, только тогда торф смогут эффективно применять на электростанциях, специализирующихся на теплоснабжении. В будущем, из-за своих полезных свойств, торф смогут применять в медицине. Торфяной экстракт обогащен минералами, поэтому его свойства отлично подходят к человеческому организму, особенно лечебно воздействует на кожу и подкожные ткани. К 2030 году будет предусмотрено восстановление торфяной базы, постройка котельных и тепловых электростанций в дальних регионах, главным ресурсом которых станет торф.

Источник

Агломерация

Исходный продукт агломерации — шихта, включает помимо руд и концентратов коксовую мелочь (крупность не более 3 мм), антрацитовый штыб (до 3 мм), тощий уголь (до 3 мм), известняк (до 3 мм), известь и возврат (бракованный мелкий агломерат размерами до 5 мм, возвращаемый в шихту для повторного спекания). Руда, концентрат, колошниковая пыль, а также другие добавки, не требующие дробления, подаются в шихтовое отделение из приёмных бункеров или со склада конвейерами. Коксовая мелочь и известняк поступают в отделение измельчения, а затем в бункеры шихтового отделения. Сюда же направляется возврат. Из шихтовых бункеров каждый из компонентов шихты в заданных количествах дозировочными питателями выдаётся на сборный конвейер, который передаёт материал в барабаны для первичного смешения. Далее шихта транспортируется в специальный корпус, где загружается в бункеры шихты, а затем попадает в барабаны-окомкователи.

Спекание ведётся на конвейерных агломерационных машинах, представляющих собой непрерывную цепь движущихся тележек, на которых смонтированы секции колосниковой решётки. Снизу под движущимися тележками расположены вакуум-камеры, соединённые с эксгаустерами. После укладки шихты на тележку она проходит под зажигательным горном (зажигается содержащееся в шихте твёрдое топливо) и движется к хвостовой части машины. Под колосниковой решёткой с помощью эксгаустера создаётся вакуум до 104 Па, что обеспечивает просасывание через слой спекаемой шихты сверху вниз от 80 до 120 м 3 воздуха в минуту в расчёте на 1 м 2 поверхности слоя. Время движения тележки над вакуум-камерами должно совпадать с продолжительностью движения зоны горения твёрдого топлива через спекаемый слой. Высота слоя колеблется от 180 до 550 мм. Газообразные продукты горения топлива движутся между комками аглошихты вниз, высушивая и нагревая её. Температура отходящих газов перед эксгаустером обычно превышает 100°С. В зоне горения твёрдого топлива (температура 1200-1500°С) шихта плавится. После выгорания топлива на данном горизонте зона горения перемещается вниз, расплав соприкасается с воздухом и кристаллизуется, образуя т.н. пирог агломерата. Готовый агломерат сбрасывается с аглоленты при опрокидывании тележки в её хвостовой части. Затем следуют дробление «пирога», отделение от него мелкого горячего возврата (размерами до 5 мм), охлаждение агломерата до температуры 80-100°С., повторный отсев возврата от холодного агломерата.

Реклама

Оптимальная крупность агломерата для доменных печей 5-60 мм. Высококачественный доменный агломерат содержит незначительное количество мелочи и обладает прочностью, позволяющей транспортировать его к доменным печам без разрушения. Высокая пористость и правильно подобранный минералогический состав агломерата обеспечивают высокую скорость восстановления железа, содержащегося в нём в составе магнетита (Fe₃О₄), ферритов кальция (2 CaO • Fe₂О₃) и силикатов (CaFeSiO₄). В CCCP агломерат производится офлюсованным, т.е. с добавкой известняка (CaCO₃) и извести (CaO) к агломерируемой руде, что позволяет значительно улучшить показатели работы доменных печей. Средняя основность офлюсованного агломерата CaO:SiO2 = 1,25.

В CCCP работают аглоленты с площадью спекания 50, 75, 208 и 312 м, проектируется аглолента в 600 м2. При скорости движения зоны горения твёрдого топлива (вертикальной скорости спекания) 20-40 мм/мин продолжительность агломерации не превышает 12-18 мин. При производстве доменного агломерата из шихты может быть удалено до 99% серы. При агломерации сульфидных руд цветных металлов (ZnS, PbS и др.) cepa сульфидов служит топливом, значительная ее часть выгорает из шихты в ходе спекания.

Агломерация предложена в 1887 в Великобритании Ф. Геберлейном и Т. Хантингтоном. Конвейерную агломерационную машину изобрели Дуайт и Ллойд (1906); первая машина такого типа была пущена в эксплуатацию в США в 1911. CCCP занимает 1-е место в мире по производству агломерата для доменных печей (152 млн. т в 1980).

Источник

Торф как национальная идея

Слушая про композиционные удобрения на основе гуматов, строительную теплоизоляцию и сорбенты для хранения картошки, нормальный человек немедленно спрашивает: где это можно купить? И чаще всего получает в ответ красноречивый вздох. Чтобы что-то купить, надо, чтобы это стало хотя бы кому-то выгодно делать.

«Пустите фермера на болота!»

— Торфоразработки, — убеждён Гейлер, — удел малого и среднего бизнеса. На них вся надежда: собственник, который вложился в торфяник, чтобы его развивать, будет прирастать к нему, заботиться о нём, как крестьянин о своём поле. Но сейчас доступ для фермера затруднён из-за огромных расходов, которые приходится нести раньше, чем предприятие получит первую прибыль. Например, чтобы начать поднимать заброшенное месторождение площадью примерно 300 га, нужно сразу отдать порядка пяти миллионов рублей за разрешительную документацию. Человек ещё ничего не произвёл и не продал, но уже платит. Затем покупка оборудования, подготовка месторождения: заново осушить его, вывезти лес — всё это очень затратно, у мелкого фермера таких ресурсов просто нет. Хорошо, допустим, 300 га — это много. Но существует множество мелких когда-то мелиорированных участков: по 50, по 100 га. На них могут вполне эффективно работать фермерские хозяйства и малые предприятия, если только облегчить им доступ к полю.

— Возьмите Ирландию, — поддерживает Мисников. — Торфяное производство представлено там во всех формах: от допотопных до высокотехнологичных, и гиганты прекрасно существуют бок о бок с мелкими собственниками. Например, стоит ферма, рядом с ней болотце. Там фермер может вручную резать торф для своих целей. Так пустите его туда и не мешайте. Если у фермера есть возможность своими руками нарезать торф для отопления или сделать из него какое-то простое удобрение. Даже в «Науке и жизни» у вас писали, как самому сделать удобрение из торфа! А топить торфом, заготовленным тут же, рядом, ирландскому фермеру обходится в три-четыре раза дешевле, чем соляркой или газом.

Впрочем, опасаться, что допущенный на болота мелкий собственник немедленно разбогатеет, не приходится.

Сезон заготовок длится с мая по август, за это время надо успеть получить расчётный объём. И здесь вступает в силу фактор погоды. В норме уборочный цикл занимает около двух дней: торф добывается, раскладывается на поле и сохнет. Капиллярный и пористый, торф крепко держит влагу внутри и сохнет, мягко говоря, не очень охотно. Однако в хорошую погоду искомых 42—45% влажности, при которых «урожай» можно убирать, торф достигает на следующий день, его собирают, и цикл повторяется. Но достаточно пойти дождям.

— Можно усовершенствовать оборудование, расставить людей, всё подготовить и предусмотреть, но полили дожди — и ты ничего не можешь сделать, — говорит Гейлер. — На каждый день осадков мы теряем ещё один лишний день: пока торф просохнет. А дней всего около 130 в сезон. Чтобы не сорвать поставки по договорам, приходится держать полуторный запас оборудования и двукратный запас площадей и добывать в полтора раза больше расчётного количества.

— Плохо. 10—12% — нормативные потери при хранении. К тому же чем дольше торф лежит в штабеле, тем больше риск, что он разогреется и возгорится. Приёмы, позволяющие это предотвратить, существуют, но тоже идут в затратную часть.

— Остаётся спросить: может ли торфопредприятие быть рентабельным в принципе?

— Должно. Но сумасшедших прибылей ждать не надо. Торфопредприятие прибыльно, если развивается комплексно. Делает разные виды продукции, целится в разные рынки сбыта. Замыкаться на один вид продукции очень рискованно. Пример «Шатурторфа» это хорошо показал. Его создали, чтобы снабжать топливом единственного потребителя — Шатурскую ГРЭС, и когда она перешла на газ, это могучее объединение, состоявшее когда-то из пяти —семи предприятий, понесло огромные потери.

Инвестиций со стороны крупного бизнеса Гейлер даже не рассматривает.

— Торфа в мире добывается, дай бог, 20 млн т, 12 из них у финнов, а здесь, в России, два. Куда идти большому бизнесу? На эти два миллиона? Да, когда-то в России добывалось до 100 млн, со всеми сельхозхимиями вместе. Но реально, если всё сложится удачно и разумно, Россия будет добывать торфа 5—7 млн т, максимум 10. Для большого бизнеса это не объёмы.

Фермерам трудно, для больших игроков — мелко, методом исключения из заинтересованных в торфе сторон остаётся государство. У торфа много достоинств как у местного, регионального ресурса. И один, но важный «недостаток»: крайне низкая коррупционная ёмкость. Проще говоря, на нём трудно заработать противозаконным путём.

Местное топливо с антикоррупционным эффектом

— Нельзя смотреть на торф исключительно с точки зрения сиюминутной финансовой отдачи, — говорит Мисников. — Торфоразработки — двигатель экономики региона; на них завязано и местное развитие, и социалка, и борьба за качество населения, прекращение его деградации, и прокладка дорог, и туризм. А у нас вместо формирования стратегии развития регионов идут по пути наименьшего сопротивления. Куда протянули газовую трубу, там есть тепло. Куда не протянули, целые регионы сидят на угле и на мазуте, хотя могли бы отапливаться собственным торфом.

— Восстановим торфяную отрасль, и население экономически депрессивных районов тут же перестанет пить и примется добывать торф и принимать туристов?

— Не сразу. Но вы же не будете спорить, что торфяник, где идёт добыча, — это рабочие места. Занятость — главное средство в борьбе с деградирующими территориями: когда человек занят, он меньше пьёт.

— Если мы говорим только о выгоде, — поддерживает Гейлер, — то, наверное, торф — не оптимальный объект для инвестиций. Но у нас же есть маленькие районы, посёлки, созданные и ориентированные на добычу торфа: подготовленные месторождения и обученные люди, которые сейчас ничего не делают, а только представляют собой социальную опасность. Забросить всё это — совершенно нецелесообразно с государственной точки зрения. В какую-нибудь местную котельную бессмысленно возить уголь из Воркуты или Кузбасса. Надо самим всё для себя делать. Тогда будут и рабочие места, и малый бизнес, и средний бизнес.

— Проблема в том, — говорит Мисников, — что коррумпированность администраций сейчас довольно высока. А торфяная отрасль коррупционно малоёмкая. Всё дёшево, близко и прозрачно. Руководитель, который с кем-то где-то там заключил договор на поставку угля или мазута, может и себе положить процент. Поэтому в угле и мазуте он заинтересован. А если поставлять торф, в чём его интерес?

— Торф «прозрачнее», чем мазут? Почему?

— Потому что от добывающего до потребляющего — не больше ста километров, и всё на виду: и производство, и доставка. Вот участок, вот месторождение, на нём идёт добыча. Штабеля стоят, видны со всех сторон. Где ты там украдёшь?

— И я не могу подойти к рабочему и договориться на полгрузовичка в объезд шлагбаума?

— Какой объезд по болоту? По нему проложено несколько путей, и все на виду. Кроме того, всё давно и очень хорошо посчитано. Лимиты на топливо выделяются под программу добычи. Никаких посредников по дороге. А финны ещё грамотнее сделали: теплостанция покупает не торф, а гигакалории. Сожгут, определят теплотворную способность — и платят производителю деньги из расчёта за тепло.

— На чём, на ваш взгляд, может подняться торфяная отрасль?

— На небезразличных региональных администраторах. Торф означает возможность поднимать свой регион. В чистом костюме вы копать огород не пойдёте, вы переоденетесь. То же самое здесь: где-то нужно топливо почище, но где-то подойдёт и погрязнее, если в этом есть здравый смысл.

— Сегодня торфяная отрасль волнуется в ожидании бюджетных вливаний, они, безусловно, повысят её привлекательность в глазах крупных игроков и местных администраций. Но надолго ли? Дотации не всегда стимулируют развитие. Успеет ли что-то реальное возникнуть раньше, чем закончатся деньги?

— Я оптимист, — говорит Мисников. — Торф — это такая «вещь в себе», он всегда выстреливает в критических ситуациях.

— А каких кризисов оптимисты ждут сейчас?

— Например, вступления России в ВТО. Если это действительно произойдёт, внутренние цены на топливо могут отреагировать, и никакая альтернатива газу не окажется лишней.

Редакция благодарит за помощь в подготовке материала доктора технических наук, профессора ТГТУ, заслуженного деятеля науки РФ А. Е. Афанасьева и В. И. Маркова, заместителя начальника Росторфа в 1979—1990 гг.

Подробности для любознательных

Как получают гидрофобный цемент?

Из статьи О. С. Мисникова «Физико-химические основы гидрофобизации», журнал «Теоретические основы
химической технологии»,
т. 40, № 4, 2004.

Процесс гидрофобизации цемента при термоактивации его смеси с торфяными добавками происходит следующим образом. При температурном воздействии составляющие органического вещества торфа начинают деструктурироваться с образованием газообразных, жидких и твердых компонентов. Пары воды и некоторые летучие соединения удаляются из смеси на начальном этапе термического разложения. Жидкие продукты пиролиза, представленные в основном битумной фракцией, сорбируются на минеральных зёрнах цементных частиц. Это происходит вследствие того, что дисперсные минеральные компоненты «всасывают» благодаря капиллярным эффектам образующийся при термической переработке битум и, вследствие достаточно высокой энергии связи, могут удерживать его длительное время. Твёрдые остатки органического вещества приобретают дополнительные водоотталкивающие свойства, пропитываясь наиболее «тяжёлой» частью оставшихся в них битумов. Особенно эффективным в этом отношении является температурный диапазон 450—500 К. В результате термоактивации органоминеральной смеси на цементных частицах появляются гидрофобные оболочки из сорбированных на их поверхности жидких смолистых продуктов пиролиза органического вещества торфа, не допускающие смачивания её водой. Практически во всех проведённых экспериментах наблюдается превышение времени смачивания поверхности цемента водой, регламентируемого ГОСТ 10178—85, более чем в 100 раз.

Самовозгорание торфяников — это миф

Источник