Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Защита окружающей среды утилизацией отходов минерального сырья

ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Защита окружающей среды утилизацией отходов минерального сырья"

На правах рукописи РУХЛИН Георгий Владимирович

ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ УТИЛИЗАЦИЕЙ ОТХОДОВ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ

Специальность 25.00.36 - "Геоэкология"

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Владикавказ 2004

Работа выполнена в Северо-Кавказском горно-металлургическом институте

(ГТУ)

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор

Басиев К.Д.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор заслуженный эколог РФ кандидат технических наук

Келоев Т. А. Цгоев Т.Ф.

Ведущее предприятие:

ООО «Ротекс»

Защита состоится " 5* " ноября 2004 г. в 11 часов

на заседании диссертационного совета ДМ 212.246.04 при Северо-Кавказском горно-металлургическом институте (ГТУ) по адресу: 362021, Республика Северная Осетия-Алания, г. Владикавказ, ул. Николаева, 44, СКГМИ (ГТУ). Факс (8672) 749945. Электронная почта Бк^Сд^к^и ги

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Северо-Кавказского

горно-металлургического института (ГТУ).

Автореферат разослан " октября 2004 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор геолого-минералогических наук,

профессор

Бергер М.Г.

2005-4 12711

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность работы. В условиях непрерывно возрастающего антропогенного воздействия требуется осуществлять поиск и выполнение экономически, социально и экологически сбалансированных решений, которые должны обеспечить основную задачу - получение природных ресурсов с минимальным воздействием на окружающую среду и социальную сферу.

В основе загрязнения окружающей среды при ведении различных технологических процессов горного производства лежит прежде всего загрязнение литосферы, гидросферы и атмосферы отходами при нерациональном использовании недр, деградация этих элементов среды и нарушение сложившихся равновесных биохимических и геохимических связей. В связи с этим в основу инженерного решения задач охраны окружающей среды должно быть положено прежде всего понятие о том, что при любом горно-технологическом производстве, отходов как таковых не бывает, если их рассматривать как сырье для смежных или сопутствующих производств.

Разработка и внедрение мероприятий по комплексному использованию полезных ископаемых и так называемых отходов производства может дать значительный экономический эффект не только на горных предприятиях, но и в других отраслях народного хозяйства. Так как количество отходов велико и при сохранении существующей технологии отработки по прогнозным данным будет возрастать, использование их в качестве сырья для различных отраслей промышленности является важной народнохозяйственной задачей.

Всё это определяет актуальность исследований по разработке и внедрению научно обоснованной технологии утилизации некондиционного сырья горно-промышленного комплекса.

Методы исследований: анализ и обобщение литературных источников; аналитические методы изучения состава и свойств материалов; методы математического планирования и обработки экспериментов; высокотемпературное физическое и технологическое моделирование (динамическая термогравиметрия и дифференциальный термоанализ); химический, спектральный, рентген-флуоресцентный, рентген-структурный, анализ; технико-экономические расчёты предлагаемых технологических решений и внедрение их в производство.

Цель работы - научное обоснование комплексной природоохранной технологии использования широкого спектра отходов горно-промышленного комплекса Республики Северная Осетия - Алания в ресурсосберегающем производстве сварочных материалов.

Идея работы заключается в обеспечении сохранения и сбалансированного развития геоэкологии Северо-Кавказского региона в результате приме-

нения отходов горного производства в со ных материалов нового типа.

БИБЛИОТЕКА С О»

'"-»г

щих свароч-

Научные положения, представляемые к защите:

1. Применение отходов горного производства и попутно добываемых пород в других отраслях промышленности позволяет намного сократить общее число горнодобывающих предприятий и увеличить количество практически безотходных, чистых производств, кардинально решая тем самым вопросы защиты окружающей среды.

2. Использование отходов добычи доломитов, сланцев и туфа в качестве компонентов обмазки сварочных электродов, позволяет улучшить их технологические свойства, при одновременном снижении себестоимости на 15-18%.

3. Выбор экологически чистых вариантов освоения отходов горных предприятий производится по критерию замыкающих затрат с учетом предотвращенного ущерба окружающей среде.

4. Оптимизация рецептур композиций обмазки, полученная с применением экспериментальных и расчетных методов, даёт возможность обеспечить снижение содержания вредных веществ в сварочном аэрозоле на 10 - 20 %, что благоприятно скажется на здоровье сварщиков и снизит техногенную нагрузку на окружающую среду.

Научная новизна работы:

1. Определена область рационального использования продуктов переработки доломитовых и сланцевых карьеров РСО-Алания с учетом их свойств для комплексного улучшения экологии горнопромышленного региона.

2. Предложены нетрадиционные технологии применения твёрдых отходов горного производства, впервые в качестве компонентов обмазки электродов применены слюдистые сланцы и вулканический пепел.

3. Разработаны принципиально новые рецептуры шихты для изготовления сварочных электродов с улучшенными экологическими характеристиками, имеющие в своей основе некондиционное сырьё.

4. Установлен характер влияния гранулометрического состава используемых компонентов на физико-химические свойства новых материалов.

5. Обоснована экологическая целесообразность применения предложенных ресурсосберегающих технологий, без необходимости строительства дополнительных перерабатывающих комплексов в окрестностях эксплуатируемых месторождений.

Практическая ценность и реализация результатов работы. Доказано, что утилизация некондиционных продуктов горного производства в качестве компонентов обмазки сварочных электродов обеспечивает полноту использования недр и оздоровление окружающей среды.

Разработанные рекомендации по оценке и обоснованию эколого-экономической эффективности освоения неиспользуемых отвалов карьеров предложены в качестве основы для модернизации горного производства РСО-Алании.

На основании научно обоснованных рекомендаций созданы новые импортозамещающие материалоэкономные электроды фтористо-кальциевого типа для сварки в монтажных условиях, успешно прошедшие испытания в судостроении и трубопроводном строительстве. Разработаны ТУ для трёх компонентов электродных покрытий новых марок. Освоен технологический процесс изготовления электродов марок ОСА, AHO—4Ц, УОНИ 13/55Ц и LB 52 TRU на ООО «Электрод-Цей» (г. Владикавказ) и ООО «Ротекс» (г. Краснодар). Объём производства электродов на указанных предприятиях достиг 500 т. Экономический эффект от производства одной тонны электродов марки УОНИ 13/55Ц составляет 3000 руб., от применения такого же их количества -6500 руб.

На основании проведённых работ возможно развитие принципиально новой для РСО-Алания отрасли промышленности, что, в свою очередь приведёт к созданию дополнительных рабочих мест в республике.

Использование результатов работы может привести к значительному снижению вредного воздействия как на организм работников горной и других ограслей промышленности, так и на оздоровление состояния атмосферы регионов интенсивной добычи полезных ископаемых.

Достоверность научных положений, выводов и результатов подтверждается использованием комплекса современных методов исследования: анализ и научное обобщение литературных источников, статистических и практических данных; методы математической статистики с применением вычислительной техники; методы математического моделирования. А также достаточным объёмом экспериментальных данных; надёжностью обработки статистической информации; корректностью и сходимостью результатов моделирования и аналитических расчетов с натурными исследованиями; реализацией разработок на практике.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы и её отдельные положения докладывались и получили одобрение на 11-й международной конференции по сварочным материалам стран СНГ «Дуговая сварка. Материалы и качество на рубеже XXI века» г. Орёл, 4-8 июня 2001 г.; на IV-й международной конференции «Устойчивое развитие горных территорий: проблемы регионального сотрудничества и региональной политики горных районов» г. Владикавказ, 23 - 26 сентября 2001 г. и 1-й международной научно-практической конференции «Защита окружающей среды, здоровье, безопасность в сварочном производстве» г. Одесса, 11-13 сентября 2002 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 печатных работ, получено 3 патента РФ.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 211 стр. машинописного текста, включает 43 рисунка и 35 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Добыча полезных ископаемых по многоплановости и необратимости воздействия на окружающую среду является лидером среди промышленных технологий. Объем добычи полезных ископаемых в мире удваивается каждые 10-15 лет. Из добываемого сырья только 2% превращается в полезную продукцию, а 98% возвращаются природе в виде отходов, которые практически выбывают из природного круговорота, так как обретают неестественную форму. Доля утилизации отходов добывающего и перерабатывающего производств не превышает 10%. Общее количество не утилизированных отходов горного производства в России - до 45 млрд. тонн на площади 250 тыс. га. Интенсификация добычи минерального сырья расширяет масштабы влияния на биосферу. Деятельность рудников, карьеров и заводов вызывает необратимые изменения в виде: разрушения земной коры; перераспределения напряжений; изъятия из оборота почв; загромождения поверхности отвалами; заболачивания или обезвоживания почв; изменения состояния элементов биосферы; изменения характера атмосферных явлений и запыленности; увеличения уровня радиации; изменения видов и количества флоры и фауны; возникновения биогенных мутаций, выход на поверхность сточных вод, сход лавин и селей, изменение рН грунтовых вод и их загрязнение.

В условиях расширенного воспроизводства сырьевых ресурсов извлечение полезных ископаемых из недр с высокими потерями неизбежно влечет за собой необходимость строительства ряда новых горнодобывающих предприятий, предназначенных для компенсации своей производительностью того количества сырья, которое недополучено данной отраслью вследствие потерь полезного ископаемого при добыче на существующих предприятиях. При современных показателях потерь полезных ископаемых, определяемых уровнем научно-технического прогресса технологии открытых и подземных горных работ, практически на каждые 4—5 существующих предприятий приходится строить 1—2 новых предприятия для компенсации потерь, допускаемых при добыче минерального сырья.

Вопросам рационального использования природных ресурсов и утилизации отходов горного производства посвящены исследования Агошкова М.И., Ржевского В.В., Михайлова A.M., Мосинца В.И., Алборова И.Д., Воробьева А.Е., Голика В.И., Шестакова В.А., Ястребинского М.А. и др.

Применительно к региону РСО-Алания с крупными и долговременно работающими рудниками, карьерами и перерабатывающими минералы комплексами для экологического регулирования крайне важна проблема влияния потерянных в недрах и на дневной поверхности минералов на окружающую природную среду.

В частности, только на предприятии «Кавдоломит», при ежегодном объёме добычи 200 тыс. т, количество некондиционной по различным критериям продукции, увеличивается в среднем на 5 тыс. т в год. Таким образом, неизбежными спутниками горных предприятий становятся отвалы вскрышных и пустых пород, являющиеся интенсивными источниками пылевыделения. В то время как Северная Осетия является малоземельной республикой, где на душу населения приходится 0,3 га пашни (при среднем федеральном показателе 0,96 га), выведенные из оборота различными процессами земли, по данным Республиканской службы охраны окружающей среды и природных ресурсов, занимают примерно 300 га. Эти площади имеют нарушенную поверхность, на которой под действием атмосферных условий интенсивно происходят процессы пылеобразования. Основные допускаемые нарушения земельного законодательства в РСО-Алания (рис. 1): загрязнение земель, нерациональное использование с/х угодий и порча почвенно-растительного слоя.

10%

13% ______ 0загрязнение земель

Эзахламление земель

52% И невыполнение предписаний

□ уничтожение плодородного слоя

В другие нарушения

Рис. I Соотношение основных нарушений в области охраны и использования земель в РСО-Алания

На откосах и площадках уступов, карьеров и отвалов, сухих пляжах хво-стохранилищ, пыль образуется при технологических операциях и под действием естественных факторов. Запыленность воздуха на расстоянии 500 м от таких объектов составляет 1,5 — 3 мг/м3 при скорости ветра 4 — 6 м/с и 10 — 30 мг/м3 при скорости ветра 6-8 м/с. С 1 га сухой поверхности отвалов может уноситься до 2 т мелкодисперсной пыли в сутки.

Минеральная пыль содержит сланец, кварц, известь и другие вещества, воздействующие на человека через слизистые оболочки и поверхность кожи. Наибольшее воздействие вредные вещества оказывают на органы дыхания, зрения и обоняния. Степень, токсичности вредных веществ зависит от их концентрации (рис.2) во вдыхаемом воздухе. Наиболее опасными считаются пылинки до 2 мкм, составляющие до 98% от всего количества пыли атмосферы карьеров.

1998г. 1999г. 2000г. 2001г. 2002г.

• ПДК —И—факт 1

Рис. 2 Среднегодовые концентрации пыли в атмосферном воздухе г. Владикавказа.

Рост заболеваемости населения болезнями органов дыхания в РСО-Алании, как регионе интенсивной добычи полезных ископаемых (рис.3) свидетельствует о необходимости применения технологических решений, направленных на снижение общей запылённости воздуха и ликвидацию стационарных источников повышенного пылевыделения.

56313,6

1997 1998 Ш всего

1999 2000 2001 2002 ■ б-ни органов дыхания

Рис.3 Показатели заболеваемости органов дыхания взрослого населения по РСО-Алании на 100 тыс. нас.

Величина ущерба окружающей среде может быть снижена за счет использования специальных средств защиты от загрязнения: закреплением пылящих поверхностей отвалов путем полива их связывающими веществами, созданием естественного или искусственного слоя растительности и т. п. Однако кардинальное решение проблемы заключается в сокращении и максимально возможном использовании всех отходов производства.

Одним из основных мероприятий по оздоровлению экологической ситуации является использование пустых пород и других отходов горных и перерабатывающих предприятий в качестве строительных и технологических материалов, потребность в которых в нашей стране с каждым годом возрастает. Изучение требований к исходному сырью для нужд различных отраслей промышленности позволяет определить условия применения этих пород.

Рассматривая непосредственно горнорудное производство, можно разделить его отходы на следующие основные группы: твердые, жидкие, газообразные В настоящей работе рассматривается проблема твердых отходов. Решение этой проблемы, как показывает анализ литературных источников и результатов исследовательских работ, возможно по следующим основным направлениям: сокращение выхода твердых отходов при добыче полезных ископаемых; утилизация отходов непосредственно при ведении горных работ; создание технологических схем комплексной переработки сырья и извлечения из него всех полезных ископаемых; использование отходов в смежных производствах и в других отраслях народного хозяйства (рис. 4).

Природные ресурсы в местах их естественной локализации

Оставленные в местах

локали^цкн за счет несовершенства технологии добычи

Взят ые дополнительно за счет совершенствования технологии добычи

Изделия или продукция в использовании

Изделия, вышедшие из использования (утиль)

Отходы процессов добычи

Ушлизания отходов за счет применения ресурсосберегающих технологий

Потери

Отходы процессов переработки

Перерабатываемые в конечную продукцию или полуфабрика гы

Рис. 4 Схема малоотходного производства.

Извлеченные в процессе заготовки

Транспортируемые к местам использования и переработки

Сохраненные, за счет совершенствования перевозок и сокращения расстояния

Утраченные при трянспор щровке

Исследования свойств сырьевых материалов методами комплексного термического анализа

Анализу подвергали образцы доломита Боснийского месторождения, туфогенного песка Гизельдонского месторождения и сланцев Кайского и Ар-хонского месторождений.

Комплексный анализ включал процедуры дифференциального термического анализа и термогравиметрического анализа образцов при динамическом нагреве до 1 ООО °С. Исследования базировались на основополагающих работах Л.Г,Берга, Б.Дельмона, В.А.Франк-Каменецкого, А.И.Цветкова, У.Уэдландта, К.Хауффе, Д.Янга и др. Использование современного аппаратного обеспечения под управлением микрокомпьютерной техники существенно повысило быстроту, точность, а также расширило возможности последующей обработки данных термического анализа. Методы физического моделирования применялись в сочетании с использованием известных методов анализа для получения данных о составе, степени чистоты, структуре, дисперсности, плотности и других свойствах веществ, в частности, в сочетании с такими методами анализа как химический, спектральный, рентген-флуоресцентный, рентген-структурный, а также методами инфракрасной спектроскопии.

Комплекс методов термического анализа включает термогравиметрию (ТГ), дифференциальный термический анализ (ДТА), дифференциальную сканирующую калориметрию (ДСК) и анализ выделенного газа (АВГ)

Основным прибором для проведения ТГ-анализа служил термогравиметрический анализатор ТГА-951, подсоединенный как инструментальный модуль к микропроцессорному блоку управления и регистрации данных термоанализатора фирмы "DuPont" (США). Модуль позволяет непрерывно регистрировать величину и скорость изменения массы образца как функцию температуры или времени в контролируемой проточной атмосфере. Для изучения кинетики процессов использовали серии термогравиметрических анализов с различными скоростями нагрева.

Метод дифференциального термического анализа основан на регистрации разницы температур исследуемого материала и инертного эталона. При этом используется нагрев или охлаждение образцов с постоянной скоростью. Изменения температуры исследуемого образца могут вызываться фазовыми переходами или изменением энтальпии при протекании реакции других типов.

Для решения задачи данной работы метод ДТА использовался преимущественно для точной регистрации превращений, определения температуры начала реакций, а также для оценки степени чистоты исследуемых веществ. Важную информацию получали с помощью метода ДТА по оценке суммарного теплового эффекта превращений при использовании смесей порошков. Совместный ТГ и ДТ анализы выполняли с использованием установки "Деривато-граф" производства фирмы Ф.Паулик и Ко. (Венгрия).

Для определения содержания влаги применяли анализатор влажности MEA 903Н (DuPont).

1. Туфогенный песок. По данным ТГА (рис. 5) нагрев туфогенного песка сопровождается равномерной потерей массы до температуры 500 °С, после чего процесс переходит в стадию нарастания массы. Первый участок потери массы характерен для процесса удаления гигроскопической, цеолитной и связанной влаги по различным транспортным механизмам. Общий уровень потерь массы не превышает 2 %. Начало и устойчивое развитие прироста массы при температурах выше 700 °С характерно для процессов окисления металлических составляющих (железа, в частности).

.........Mam TOA

"«И»* ЮГА

ТгМ!»гр. 1_уря, "С

Рис. 5 Результаты анализов для туфогенного песка.

2. Сланец. На диаграммах ДТА (рис. 6) регистрируются выраженные эндотермические эффекты большей (в зоне -500 °С) и меньшей (в зоне ~700 °С) интенсивности и следующий за ними экзотермический эффект, характерный для процессов образования комплексов. Данные ТГА свидетельствуют о незначительном наборе массы на участке нагрева до 500 °С с повышением интенсивности потери массы в диапазоне температур 500 ... 750 °С. Такие изменения связаны с протеканием обменных реакций и деструкцией материалов с потерей летучей составляющей. Суммарная потеря массы при нагреве до 1000 °С не превышает 5 %. Завершение потери массы характеризуется небольшим эффектом образования комплексов в зоне температур 750 ... 950 °С.

1GA MICM^imk иге

J,

Рис. 6 Результаты анализов для сланца.

3. Доломит. Согласно данным ДТА (рис. 7) термическая деструкция карбонатов характеризуется двумя последовательными отчетливо выраженными эндотермическими эффектами, первый из которых по мере нагрева вызван деструкцией карбоната магния, второй — карбоната кальция. Температурный диапазон деструкции типичен для доломитов.

Данные ТГА свидетельствуют о выделении углекислого газа за счёт термодеструкции карбонатов в интервале температур 450 ... 800 °С, с максимумом интенсивности в диапазоне 700 ... 800 °С. Отличительной особенностью представленного образца доломита является отсутствие существенного различия процесса выделения углекислого газа при переходе от зоны деструкции карбоната магния к зоне деструкции карбоната кальция.

Рис. 7 Результаты анализов для доломита.

После предварительных исследований физико-механических и технологических свойств представленных видов твёрдых отходов, а также всестороннего анализа литературных и нормативных источников, автором была установлена возможность использования исследуемых материалов в качестве газо-и шлакообразующих компонентов покрытия сварочных электродов Актуальность проводимых работ подтверждалась маркетинговыми исследованиями рынка сварочных материалов, указывающих на острый дефицит качественной продукции такого рода отечественного производства.

Обоснование целесообразности использования отходов горного производства в качестве компонентов сварочных электродов.

В процессе выполнения работы для проведения сравнительных испытаний на Днепропетровском экспериментально-исследовательском заводе сварочных материалов (ДЭИЗСМ), Владикавказском предприятии ООО НУП «Электрод-Цей», Краснодарском отделении концерна ООО «Ротекс» были изготовлены опытные партии покрытых электродов, содержащих в своём составе отходы горного производства РСО-Алания.

Поскольку по известным причинам (сложность и быстротечность протекающих при сварке процессов, многокомпонентность реакционной системы) достаточно эффективное применение классической термодинамики при разработке

электродов было затруднено, основным приёмом её осуществления являлся экспериментальный подбор состава шихты, который в настоящее время является ведущим методом создания новых сварочных материалов.

Так как лимитирующими условиями разработки экономически целесообразного варианта электродов типа Э50А для сварки в различных пространственных положениях являлись их санитарно-гигиенические характеристики и механические свойства швов соединений стали, состав шихты покрытия экспериментальных электродов планировался по результатам испытаний таких швов. При этом, для выявления влияния одного из исследуемых компонентов на свойства электродов и металла шва изготавливалось несколько их вариантов, состав шихты которых изменяли добавляя в различных количествах этот компонент без изменения остальной ее композиции. Кроме того, были применены приемы математического планирования экспериментов по методике работы. Для завершающих же вариантов электродов, отвечающих требованиям, близким к необходимым, проводились полные комплексные испытания согласно ГОСТ 9466-75 и 9467-75 по типу Э50А с одновременной гигиенической оценкой полученных материалов.

В качестве изучаемых факторов, обусловливающих дислокационную структуру наплавленного металла и её подвижность под действием нагрузок, а тем самым и механические свойства сварных соединений, были приняты: химический состав наплавленного металла (содержание С, Si, Мп , S, Р, легирующих -А1, Ti, газов - N2,02, Н2,) микроструктура шва.

Номенклатура веществ, использованных при проведении исследований для варьирования рецептурой шихты экспериментальных электродов, представлена в работе. В неё входили компоненты базового варианта электродов и выбранные по результатам обзора.

В качестве основного металла при исследованиях применялась сталь марки ВСт. Зпс по ГОСТ 380-85. Содержание в наплавленном металле и металле швов элементов определяли химическим анализом для углерода - по ГОСТ 22536.0-77, марганца - ГОСТ 22536.1-77, кремния - ГОСТ 22536.2-77, серы - ГОСТ 22536.4-77, фосфора - ГОСТ 22536.5-77; спектральным анализом - для алюминия, титана по ГОСТ 11930.13-77. Состав наплавленного металла определялся по пробам, отобранным согласно ГОСТ 7122-81.

Для оценки стабильности процесса сварки исследуемыми покрытыми электродами использовалась лабораторная установка на базе анализатора электрических сигналов дуговой сварки "Анализатор Ганновер" с программным обеспечением "Анализатор Ганновер XII" (АН XII) для статистической обработки в режиме "on-line" и записи величин электрических сигналов сварочного напряжения и тока дуги.

Результаты измерений обрабатывались с помощью методов математической статистики. Оценка динамичности характеристик и параметров процесса дуговой сварки покрытыми электродами проводились в унифицированной пространственно-временной системе с использованием методов математического планирования экспериментов и обработки данных.

Для анализа полученных результатов рассматривались вычисленные средние значения сварочного напряжения и тока вместе с их стандартными отклонениями и коэффициентами вариации, а также формы кривых плотности вероятности и временные характеристики (такие, как время коротких замыканий, среднее время горения дуги и др.).

Пер и 1ср — средние значения напряжения дуги и сварочного тока, соответственно:

= 1

и, и /, — мгновенные значения напряжения дуги и сварочного тока в момент времени = + ¿0,2-105 с, соответственно.

Бц и 8/ — среднеквадратичные отклонения напряжения дуги и сварочного тока, соответственно:

Su =

- Ucp? (3) и St = - hp)2 ' W

•/V i=1 TV /=1

Kv и K, — коэффициенты вариации значения напряжения дуги и сварочного тока, соответственно:

Srr_____ ._. — St

к,

и

U.

^"100% (5) и к, =-^--100%.

ср

Вероятя значения сварочного ^ тока, %

ср

Вероятн 10 * " UOniK значения UOnid напряжен

0,0001

(6)

- uonik uonid

10 20 30 40 so Напряжение душ, В

Рис. 8. Сравнительные характеристики новых и базовых электродов.

По результатам проведённых диссертантом на экспериментальной базе ИЭС им. Е.О. Патона исследований, лучшими из исследуемых были признаны электроды с содержанием в обмазке до 70 % компонентов из сырья, добываемого в РСО-Алания.

Разработка технологии изготовления ресурсосберегающих сварочных материалов с использованием отходов горного производства.

Комплекс технологических свойств электродов, состава и качества наплавленного металла обеспечивается как составом электродных стержней. так и композицией электродных покрытий.

Большинство применяемых электродных покрытий построено на основе газо-шлаковой защиты металла от окислительного и азотирующего воздействия воздуха. В качестве газов, защищающих реакционную зону сварки и расплавленный металл, главным образом применяются продукты распада органических соединений или карбонатов(в данном случае доломит). Диссоциация карбонатов происходит по следующей схеме: СаСОз = Са0+С02 = С0+Ш02 М§С03 = М§0+С02 = С0+\/20г Наибольшую относительную часть покрытий составляют шлакообра-зующие, вводимые в состав покрытия - это, прежде всего, СаО, М§0, МпО, РеО, А1203, 8Ю2, ТЮ2, Ка20, К20.

В вулканическом пепле содержится до 5% (Ыа20 + К20). Таким образом, дополнительным эффектом его применения является повышение устойчивости горения сварочной дуги.

Химический состав вулканического пепла приведен в таблице 1.

Вулканический пепел вводили в виде тонкоизмельченного порошка в состав базового покрытия электродов фтористо-кальциевого типа.

Таблица 1

Содержание в %

8Ю2 А120з Ре203 (Ка20+К20) С ¥

64 18 5 5 <0,015 <0,015

Для оценки свойств электродов с указанным покрытием были изготовлены опытные партии.

Составы покрытий приведены в таблице 2. _____ _Таблица 2

Компоненты Содержание компонентов, мае. %

1 2 3

Доломит 57 57 54

Плавиковый шпат 17 16 16

Вулканический пепел 7 10 12

Ферротитан 8 7 9

Силикомарганец 6 5 5

Ферросилиций 3 3 2

Целлюлоза 1 1 1

Кальцинированная сода 1 1 1

Испытания электродов проводились в лаборатории ОАО «Днепропетровский экспериментально-исследовательский завод сварочных материалов», аккредитованной Госстандартом Украины, в соответствии с ГОСТ 9467-75. При этом исследовались сварочно-технологические свойства электродов; химический состав металла шва (табл. 3); механические свойства металла шва (табл. 4).

Наилучшие результаты наблюдались при сварке электродами с составом покрытия под номером 2. Содержание вредных примесей в наплавленном металле соответствовало нормам технической документации на этот тип электродов.

_ _ _ _ Таблица 3

Состав покрытия С Мп Б Р

1 0,085 0,38 0,98 0,016 0,018

2 0,09 0,39 0,95 0,012 0,013

3 0,09 0,42 1,1 0,014 0,015

Таблица 4

Механические свойства металла шва Состав покрытия

1 2 3

Временное сопротивление 533-545 550-565 526-543

Относительное удлинение, % 24-26 25-32 25-28

Ударная вязкость, Дж/см2 16-20 19-21 16-18

Последовательность технологических операций при подготовке компоненюв шихты показана на рис.9.

1. Загрузка кусковых материалов * бункер.

2.Дробление кусковых материалов.

3 Загружа дроблённых материалов в шаровую мельницу 4. Помол сварочных материалов до нужной фракции. 5 Загрузка молотого материала в бункер накопителя, б. Прокаливание сварочных материалов 7 Рассев материалов до получения нужных фракций. 8. Загрузка просеянною материала в промежуточный бункер. 9 Расфасовка и упаковка сварочных материалов

10. Транспортировка расфасованных материалов на склад готовой продукции

//

" 2

И

—

Рис. 9. Последовательность технологических процессов при переработке попутно добываемых пород и отходов горного производства.

Сравнительная санитарно-гигиеническая и экологическая оценка электродов ЬВ 52ТКЦ и УОНИ-13/55Ц, разработанных с использованием отходов горно-промышленного комплекса РСО-Алания

Высокая температура сварочной дуги способствует интенсивному окислению и испарению металла, флюса, защитного газа, легирующих элементов. Окисляясь кислородом воздуха, эти пары образуют мелкодисперсную пыль, а возникающие при сварке и тепловой резке конвективные потоки уносят газы и пыль вверх, приводя к большой запылённости и загазованности производственных помещений. Образуется твёрдая фаза частиц сварочной пыли - аэрозоль конденсации.

Основные гигиенические показатели вредности пыли: растворимость, задержка при дыхании лёгочной тканью и фагоцитоз. Длительное (10-20 лет) воздействие сварочного аэрозоля может стать причиной профессионального заболевания у электросварщиков, которое называется пневмокониозом, которое, в свою очередь, способствует раннему возникновению других опасных заболеваний (рис. 10).

Общее содержание пыли, окислов марганца, фтористых и хромсодер-жащих соединений в рабочей зоне определяется составом свариваемого металла, стержня электродов и обмазки, силой сварочного тока и диаметром электродов, положением тела сварщика относительно дуги, конфигурацией свариваемых изделий, эффективностью применяемых противопылевых мероприятий.

Для оценки вновь разрабатываемых электродов по уровню токсичности и по необходимому количеству вентиляционного воздуха для разбавления вредных выделений до ПДК, автором были проведены эксперименты, моделирующие сварочный процесс. Измерялось количество выделяющихся газов и аэрозолей, динамика их выделений. Конечной целью исследований токсичности электродов являлась их паспортизация по уровню и опасности вредных выделений, а также по расходу вентиляционного воздуха, необходимого для разбавления вредных выделений до ПДК. В паспорта внедряемых сварочных материалов должны вноситься также указания (рекомендации) по средствам индивидуальной защиты органов дыхания, зрения и слуха, по организации рабочих мест, режимам труда и отдыха.

Для санитарно-гигиенической оценки электродов использовались следующие показатели:

1) валовое выделение пыли, образующейся при сгорании определённой массы электродов, г/кг (или мг/кг);

2) общее количество пыли, образующейся при наплавке 1 кг металла, Рт, г/кг;

3) интенсивность выделения пыли при сгорании электродов во времени, Г,, г/мин (или мг/с);

4) количество воздуха, необходимое для разбавления вредных выделений до ПДК при наплавке 1 кг металла, Ь,м3/кг. При этом Ь= 10Рт( А/а+В/Ь+С/с+...),

где А,В,С—содержание вредных веществ в пыли, %; а, в, с—ПДК этих веществ в воздухе, мг/м3;

Рис 10. Частота отдельных форм патологии в группах практически здоровых и страдающих профессиональными заболеваниями органов дыхания сварщиков

На данный момент последствия воздействия на человеческий организм вредных веществ, выделяющихся при сварочных процессах, ещё полностью не изучены, хотя совершенно очевидно, что они оказывают на здоровье рабочих в сварочных производствах и состояние атмосферы прилегающих районов вредное влияние. Поэтому необходимо, чтобы концентрация этих веществ в воздухе рабочей зоны производственных помещений была по возможности минимальной, что регламентируется перечнем ПДК.

Оценка санитарно-гигиенических характеристик новых покрытых металлических электродов LB 52TRU и УОНИ-13/55Ц, содержащих в качестве компонентов обмазки отходы горно-промышленного комплекса PCO - Алания, была выполнена в Институте гигиены труда АМН Украины, г. Киев.

Применяемые в настоящее время электроды основного типа марки УО-НИ-13/55, взятые для сравнительной оценки, достаточно полно изучены гигиенистами в производственных условиях, а также при обследовании в клинике стажированных групп сварщиков и биологической оценке действия вредных веществ, входящих в состав сварочного аэрозоля в эксперименте на животных.

Для суждения о потенциальной опасности новых электродов были определены удельные (валовые) выделения наиболее токсичных веществ сварочного аэрозоля, образующегося при ведении сварочных работ.

Удельные выделения в г на 1 кг израсходованных электродов служат исходными данными для расчета общеобменной вентиляции с помощью которой в рабочей зоне сварочных цехов должно быть обеспечено содержание вредных веществ на уровне предельно допустимых концентраций.

Для сравнительной технологической характеристики процесса сварки с применением новых электродов и ранее изученных электродов УОНИ-13/55, произведён расчет интенсивности образования сварочной пыли и её наиболее токсичного ингредиента - марганца в твёрдой фазе сварочного аэрозоля в единицу времени (г/мин).

Отбор производился на специальной вытяжной установке, обеспечивающей 100 % улавливание сварочного аэрозоля. Общее количество сварочной пыли определялось путём взвешивания фильтров до и после сварки с последующим химическим анализом.

Результаты исследования удельных выделений вредных веществ, образующихся при сварке электродами ЬВ 52Т1Ш и УОНИ-13/55Ц в сравнении с базовыми, приведены в табл.5 и табл.6.

Таблица 5

Марка электрода Интенсивность образования, г/мин Удельные выделения, г/кг

сварочная пыль Марганец сварочная ПЫЛЬ марганец титан и его диоксид Ш- фториды

калия магния

ЬВ 52Т1Ш 0,47 0,018 21,5 0,66 0,41 0,29 0,076 0,8

УОНИ-13/55Ц 0,54 0,021 22,5 0,81 - 0,22 - 0,53

УОНИ-13/55 0,68 0,022 23,1 0,84 0,26 0,27 - -

Таблица 6

Марка Электрода Массовая доля компонентов ТССА, %

Ре203 Мп 81 Т1 Р_ раств. фторидов Рнераств. фторидов

ЬВ 52Т1Ш 74,5 2,8 з,з 2,0 4,4 2,2

АНО-9 - 5,6 3,5 - 7,7 2,3

Как видно из табл. 6, сварка электродами ЬВ 52Т1Ш сопровождается на 43% меньшим количеством выделения массовой доли растворимых фторидов в составе ТССА, а также на 6% меньшим удельным выделением кремния по сравнению с базовыми электродами. Массовая доля марганца в составе ТССА при сварке электродами ЬВ 52TR.II в 2 раза ниже, чем при сварке электродами АНО-9. В свою очередь, это положительно сказывается на объёмах вентиляции, теоретически необходимых для "растворения" СА до уровней, при которых ни одно из вредных веществ-ингредиентов ТССА и ГССА не будут превышать установленных для них ПДК. Полученные данные могут служить основой для расчетов общеобменной вентиляции цехов и участков сварки, выбора устройств местной вентиляции.

По результатам проведённых исследований установлено, что с гигиенической точки зрения электроды с содержанием в покрытии доломита, вулканического пепла и сланцев являются более благоприятными, чем аналогичные, так как сварочный процесс сопровождается меньшим выделением в рабочую зону пыли и окислов марганца. Это происходит благодаря хорошей стабильности горения сварочной дуги, позволяющей использовать режимы сварки с относительно низкими значениями силы тока и использования менее токсичных материалов.

Определение экономической эффективности утилизации отходов горно-промышленного комплекса

Вовлечение горнопромышленных отходов в производство полезной продукции - составная часть общей проблемы оптимизации использования минерально-сырьевых ресурсов. При экономической оценке горнопромышленных отходов кроме потребительского эффекта необходимо принимать во внимание такие факторы, как снижение загрязнения окружающей среды данными отходами; сокращение земельных угодий, отчуждаемых под отвалы отходов; сокращение затрат на отвалообразование, содержание отвалов, а также возможность получения из единицы сырья большего количества товарной продукции.

Экономические последствия от вовлечения соответствующего объема попутно добываемого минерального сырья или отходов обогащения для производства п-го вида конечной продукции можно представить следующим образом:

2>: +5>; +£*; ^¿г . гс

1=1 (=1 у=1 (=1 1=1

1

где ^ р" - удельные текущие затраты на производство п-го вида продук-1=1

ции из вовлеченных попутно добываемого минерального сырья или отходов обогащения, руб/т; /

- удельные транспортные расходы на перевозку продукции, произве-

<=1

денной из отходов, в пункты ее потребления, руб/т;

J

У В" - удельные капитальные вложения на строительство или модернизацию предприятий по производству продукции из вовлеченных попутно добываемого минерального сырья или отходов обогащения, руб/т; /

^¡Г^Р" - удельные замыкающие затраты на производство п-го вида конечной (=1

продукции в соответствующей отрасли из минерального сырья, добываемого на специализированных месторождениях, руб/т; /

У Т" - удельные транспортные расходы на перевозку готовой продукции до <=1

потребителя, руб/т; I

У. О" = И" + В" + ■£)" + ИЧ + И" - удельная экономия от снижения на/-1

носимого ущерба народному хозяйству вследствие вовлечения в производство попутно добываемого минерального сырья или отходов обогащения, руб/т;

/)" - экономический эффект, который может быть получен в результате снижения расходов на поддержание породных отвалов, руб/т;

И" - экономия, которая может быть получена народным хозяйством вследствие уменьшения отвлечения сельскохозяйственных угодий под отходы промышленного производства, руб/т;

О" ~ экономия, обусловленная вовлечением в производство безвозвратно теряемого сырья, руб/т;

- экономический эффект, который может быть получен вследствие уменьшения загрязнения среды обитания людей заскладированными на поверхности попутно добываемым минеральным сырьем, руб/т;

- экономия от сокращения величины штрафов за загрязнение окружающей среды.

в; = <тп £ Нботх (Мптх - Котх ■ Т), где (8)

(Т0 - коэффициент экологической значимости почв в данном регионе; Н8отх- базовый норматив платы за 1тразмещаемых отходов; Мотх — фактическое количество размещаемых отходов за период времени; Котх — количество отходов, используемых для производства за период врем.;

Т— количество периодов времени.

Предварительные расчеты показывают, что при общем объёме используемых в России импортных электродов для сварки трубопроводов (порядка 25 тыс. т), ценах на них 90-100 тыс. руб. за I т, а на электроды ЬВ 52 Т1Ш 45 - 47 тыс. руб. за 1 т, государственный экономический эффект, исходя из мощностей только ООО «Ротекс» (2000 т электродов в год), составит не менее (90000-45000)х2000= 90 млн. руб. В масштабах России возможный экономический эффект может составить до 900 млн. руб.

Производственные испытания электродов ЬВ 52 Т1Ш проведённые при строительстве газопровода Россия - Турция «Голубой поток» ОАО «Красно-дарнефтегазстрой», а также при сварке пробных стыков магистральных и технологических трубопроводов в ОАО «МОСТРАНСГАЗ» (г. Москва), ОАО «Южтрубопроводстрой» (г. Ростов-на-Дону), ОАО «Черномортранснефть» (г. Новороссийск) показали, что по своим сварочно-технологическим качествам они не уступают аналогам ОК53.70 (Швеция), «Феникс» (Австрия) и рекомендуются для сварки особо ответственных конструкций и сооружений.

Объём используемых минералов Северной Осетии при производстве данного вида продукции составит не менее 2000 т в год, что даст возможность в течение 4-5 лет практически полностью избавить горную часть республики от отвалов различного рода отходов и заскладированной некондиционной продукции.

Заключение.

В данной работе на основании комплексных исследований решена актуальная научно-практическая задача - разработка природоохранной технологии утилизации твёрдых^отходов горного производства.

Основные теоретические результаты, практические выводы и рекомендации:

1. раскрыты взаимосвязи, определяющие экологическую эффективность утилизации вторичных ресурсов в виде высококачественного сырья, необходимого для смежных отраслей народного хозяйства;

2. предложена методика выработки региональной стратегии в области охраны окружающей среды и алгоритм её реализации, обеспечивающий выбор наиболее целесообразного технологического процесса адекватно имеющимся производственным ресурсам;

3. предложены нетрадиционные технологии использования твёрдых отходов в качестве обмазки сварочных электродов с оригинальными рецептурами многокомпонентных композиций, защищенных авторскими правами;

4. разработаны универсальные электроды LB 52 TRU с фтористо-кальциевым покрытием типа Э 50А по ГОСТ 9467-60; по механическим свойствам металла шва и сварочно-технологическим параметрам они не уступают электродам аналогичного назначения с покрытием того же типа, а по санитарно-гигиеническим характеристикам соответствуют нормам на электроды-аналоги;

5. по результатам работы организовано серийное производство новых материалов на нескольких предприятиях Северного Кавказа; в 2003 г. выпуск данных товаров составил 500 тонн; широкое применение предлагаемой продукции в различных отраслях народного хозяйства позволит повысить производительность труда и дать республике большой экономический, социальный и экологический эффект;

6. по результатам работы возможно создание в РСО-Алания новой отрасли промышленности;

7. доказано, что эффективность использования твёрдых отходов горного производства должна оцениваться комплексно, с учетом ценности не только полученных компонентов и изделий из них, но и снижения ущерба окружающей среде в районах горных выработок;

8. экономически обоснован процесс повышения товарной стоимости некондиционной продукции рудников и карьеров РСО-Алания;

9. на основании полученных с применением экспериментальных и расчетных методов данных найден рациональный состав компонентов покрытия электродов и их соотношения, при котором обеспечивается снижение содержания вредных веществ в сварочном аэрозоле на 10 -20 %, что благоприятно скажется на здоровье сварщиков и снизит техногенную нагрузку на окружающую среду.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Басиев К.Д., Рухлин Г.В., Бигулаев A.A. Возможности использования минералов Северной Осетии в качестве сварочных материалов.//Сборник научных трудов аспирантов. СКГТУ. г. Владикавказ. 2000 г., с 256 - 259.

2. Басиев К.Д., Рухлин Г.В. Методы санитарно-гигиенической оценки электродов для ручной дуговой сварки./ЛВестник МАНЭП. г. Владикавказ. №3.2001 г. с 137-139.

3. Рухлин Г.В.,Басиев К.Д., Джигкаев Х.М. Усовершенствование процесса разделения порошкообразных электродных материалов.//Сборник научных трудов аспирантов. СКГТУ. г. Владикавказ. 2001 г., с. 72 - 75.

4. Басиев К.Д., Рухлин Г.В., Байматов A.M. Возможности улучшения сварочно-технологических качеств электродов серии УОНИ.//Сборник научных трудов СКГТУ. г. Владикавказ. 2001 г. с 262 - 266.

5. Басиев К.Д., Рухлин Г.В. Новые сварочные материалы из природно-сырьевых ресурсов Республики Северная Осетия-Алания.//П Международная конференция по сварочным материалам стран СНГ «Дуговая сварка. Материалы и качество на рубеже XXI века» г. Орёл, 4-8 июня 2001 г., с.55 - 56.

6. К.Д. Басиев, Г.В. Рухлин, A.M. Байматов. Производство сварочных материалов с использованием минерально-сырьевой базы Республики Северная Осетия-Алания.// IV-я международная конференция «Устойчивое развитие горных территорий: проблемы регионального сотрудничества и региональной политики горных районов» г. Владикавказ, 23 - 26 сентября 2001 г. с 140-141.

7. К.Д. Басиев, Г.В. Рухлин, A.M. Царикаев, A.M. Байматов. Эколого-экономическая эффективность использования отходов добычи и переработки нерудных минеральных ресурсов при производстве сварочных материалов.//

1-я международная научно-практическая конференция «Защита окружающей среды, здоровье, безопасность в сварочном производстве» г. Одесса, 11-13 сентября 2002 г., с. 535 - 539.

8. Басиев К.Д., Рухлин Г.В., Царикаев A.M. Использование природно-сырьевых ресурсов PCO-Алания в производстве сварочных электродов нового поколения.//Вестник ВНЦ РАН, г. Владикавказ, № 1,2002 г., с. 13-16.

9. A.M. Байматов, Г.В. Рухлин, К.Д. Басиев. Анализ термических параметров материалов, используемых в производстве сварочных электро-дов.//Труды молодых ученых. № 3. ВНЦ РАН. г. Владикавказ. 2002 г., с. 64 -70.

10. Басиев К.Д., Бадтиева В.А., Рухлин Г.В., Байматов A.M. Исследование экологических характеристик новых сварочных электродов.// Вестник МАНЭБ. г. Владикавказ. №9.2002 г., с. 209 - 211.

.11. Басиев. К.Д., Бигулаев A.A., Рухлин Г.В. и др. Патент РФ № ■2|85944'МПК 7 В 23 К 35/365, опубл. 27.07.2002. «Состав электродного поКрЫТИЯ». - s ■>. м

186 15

24

12. Басиев К.Д., Лозовой В.Г., Богаег № 2198775 МПК7В 23 К 35/365, опубл. 20.«

рочныхэлектродов». РЫБ Русский фонд

13. Басиев К.Д., Рухлин Г.В. и др. П)

35/365, опубл. 20.02.2003. «Составэлектрод 2005-4

14. Басиев К.Д., Рухлин Г.В., Баймат 12711 билизирующий компонент в покрытиях эле

ное производство», М.: № 4, 2003 г., с. 23 - 2„.

15. Басиев К.Д., Рухлин Г.В., Байматов A.M. Использование нерудных материалов, добываемых в РСО-Алания в качестве компонентов сварочных материалов.// Материалы И-ой Всероссийской научно-практической конференции «Горно-металлургический комплекс России: состояние, перспективы развития» г. Владикавказ, 25 - 28 июня 2003 г., с. 403 - 404.

16. Басиев К.Д., Рухлин Г.В., Байматов A.M., Купеева Р.Д. Перспективы внедрения в производство вулканического пепла и сланца на электродных предприятиях России и стран СНГ. .// Материалы Н-ой Всероссийской научно-практической конференции «Горно-металлургический комплекс России: состояние, перспективы развития» г. Владикавказ, 25 - 28 июня 2003 г., с. 405 -407.

17. Басиев К.Д., Рухлин Г.В., Байматов A.M. Возможности использования отходов горного и перерабатывающих производств в других отраслях народного хозяйства.// Тезисы докладов НТК, посвященной 65-летию научно-исследовательского сектора. «Терек» СКГМИ (ГТУ), г. Владикавказ. 2004 г., с. 109-111.

18. Басиев К.Д., Рухлин Г.В., Байматов A.M. Исследование пластифицирующих характеристик вулканического пепла с целью использования его в качестве компонента покрытия сварочных электродов.// «Терек» СКГМИ (ГТУ), г. Владикавказ. 2004 г., с. 90 - 96.

19. Рухлин Г.В., Байматов A.M., Загалова JI.A. Рациональное использование отходов деятельности горного производства в качестве сырья для сварочных материалов.// «Терек» СКГМИ (ГТУ), г. Владикавказ. 2004 г., с. 130 - 136.

Сдано в набор 20.09. 2004. Объем 1,0 п.л. Тираж 100 экз. Заказ № 350 Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет). 362021, РСО-Алания, г. Владикавказ, ул. Николаева, 44.

Подразделение оперативной типографии СКГМИ (ГТУ). 362021, РСО-Алания, г. Владикавказ, ул. Николаева, 44.

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Рухлин, Георгий Владимирович

Введение.

1. Анализ воздействия предприятий горно-промышленного комплекса на окружающую природную среду и современные представления о возможных направлениях утилизации твёрдых отходов и некондиционных продуктов перерабатывающей промышленности.

1.1. Современное экологическое состояние и взаимодействие предприятий горно-добывающей отрасли с окружающей средой.

1.2. Технологии охраны окружающей среды.

1.3. Антропогенное воздействие на атмосферу при добыче, переработке и транспортировке минерально-сырьевых ресурсов.

1.4. Мероприятия по снижению влияния горных работ на состояф ние атмосферы в прилегающей местности.

1.5. Экологическая и экономическая оценка ущерба окружающей среде от складирования твердых отходов на поверхности.

1.6. Использование отходов горного и перерабатывающих производств в других отраслях народного хозяйства.

1.7. Опыт и перспективы использования попутно добываемых пород в производстве сварочных материалов.

1.8. Сырьевая база России для производства сварочных электродов

1.9. Цели и задачи исследования.

Выводы к главе 1.

2. Исследование физико-химических свойств твёрдых отходов горного производства и возможности их применения в качестве сырья для производства сварочных материалов. ф 2.1. Основные принципы построения методики оценки отходов горного производства как компонентов обмазки сварочных электродов.

2.2. Методика проведения экспериментов.

2.3. Исследование свойств сырьевых материалов методами комплексного термического анализа.

2.4. Исследование сварочно-технологических свойств разрабатываемых электродов и оптимизация состава шихты покрытия.

2.4.1. Методика оценки стабильности процесса сварки исследуемыми покрытыми электродами.

2.4.2. Оценка устойчивости горения сварочной дуги.

2.5. Исследование влияния гранулометрического состава шихты на свойства покрытых электродов.

Выводы к главе 2.

3. Сравнительная санитарно-гигиеническая оценка новых электродов, содержащих в составе обмазки доломит, туфогенный песок и сланец.

3.1. Физико-химические процессы, обусловливающие возникновение вредных факторов.

3.2. Вредные вещества, сопровождающие процесс сварки и их воздействие на организм человека.

3.3. Предельно допустимые концентрации вредных веществ, выдеф ляющихся при сварке.

3.4. Гигиенические особенности различных методов сварки.

3.5. Методы изучения структуры твёрдой составляющей сварочных аэрозолей.

3.6. Методика первичной санитарно-гигиенической оценки сварочных электродов.

3.7. Прогнозирование состава сварочного аэрозоля при ручной дуговой сварке.

3.8. Радиационная оценка сварочных материалов.

3.9. Гигиеническая оценка новых сварочных материалов.

3.10. Сравнительная санитарно-гигиеническая оценка новых электродов LB 52 TRU и УОНИ-13/55Ц с базовыми электродами УОНИ

13/55.

Выводы к главе 3.

4. Определение экономической эффективности утилизации минерально-сырьевых отходов. Усовершенствование технологии серийного изготовления разработанных сварочных материалов в соответствии с требованиями экологичности и ресурсосбережения

4.1. Условия, определяющие критерии подбора компонентов шихты.

4.2. Требования к обмазочным массам в свете современной технологии изготовления электродов.

4.3. Методы оценки технологических свойств электродных обмазочных масс.

4.4. Применение вулканического пепла Гизельдонского месторождения в качестве пластифицирующего и стабилизирующего компонента в покрытиях электродов основного типа.

4.5. Усовершенствование и освоение технологии серийного изготовления разработанных электродов в производственных условиях.

4.6. Определение экономической эффективности утилизации минерально-сырьевых отходов.

4.7 Оптимизация состава шихты обмазки электродов и внедрение результатов исследований в практику.

Выводы к главе 4.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Защита окружающей среды утилизацией отходов минерального сырья"

В основе загрязнения окружающей среды при ведении любых технологических процессов горного производства лежит прежде всего загрязнение земли, вод или воздуха отходами при нерациональном использовании недр, деградация этих элементов среды и нарушение сложившихся равновесных биохимических и геохимических связей. В связи с этим в основу инженерного решения задач охраны окружающей среды должно быть положено прежде всего понятие о том, что при любом горно-технологическом производстве, отходов как таковых не бывает, если их рассматривать как сырье для смежных или сопутствующих производств.

Разработка и внедрение мероприятий по комплексному использованию полезных ископаемых и так называемых отходов производства может дать значительный экономический эффект не только на горных предприятиях, но и в других отраслях народного хозяйства. Так как количество отходов велико и при сохранении существующей технологии отработки по прогнозным данным будет возрастать, использование их в качестве сырья для различных отраслей промышленности является важной народнохозяйственной задачей.

Всё это определяет актуальность исследований по экономическому обоснованию внедрения научно обоснованной технологии утилизации некондиционного сырья горно-промышленного комплекса PCO-Алания.

Методы исследований: анализ и обобщение литературных источников и данных практики; аналитические методы изучения состава и свойств материалов; методы математического планирования и обработки экспериментов; лабораторные эксперименты; физическое и экономико-математическое моделирование; технико-экономические расчёты с оценкой технологических решений и апробация на практике.

Цель работы - научное обоснование комплексной природоохранной технологии использования широкого спектра отходов горно-промышленного комплекса Республики Северная Осетия - Алания в производстве ресурсосберегающих сварочных материалов.

Идея работы заключается в обеспечении сохранения и сбалансированного развития геоэкологии Северо-Кавказского региона в результате применения отходов горного производства в составе импортозамещающих сварочных материалов нового типа.

Научные положения, представляемые к защите:

1. Применение отходов горного производства и попутно добываемых пород в других отраслях промышленности позволяет намного сократить общее число горнодобывающих предприятий и увеличить количество практически безотходных, чистых производств, кардинально решая тем самым вопросы защиты окружающей среды.

2. Использование отходов добычи доломитов, сланцев и туфа в качестве компонентов обмазки сварочных электродов, позволяет улучшить их технологические свойства, при одновременном снижении себестоимости на 15-18%.

3. Выбор экологически чистых вариантов освоения отходов горных предприятий производится по критерию замыкающих затрат с учетом предотвращенного ущерба окружающей среде.

4. Оптимизация рецептур композиций обмазки, полученная с применением экспериментальных и расчетных методов, даёт возможность обеспечить снижение содержания вредных веществ в сварочном аэрозоле на 10 - 20%, что благоприятно скажется на здоровье сварщиков и снизит техногенную нагрузку на окружающую среду.

Научная новизна работы:

1. Определена область рационального использования продуктов переработки отвалов карьеров РСО-Алания с учетом их свойств для комплексного улучшения экологии горнопромышленного региона.

2. Предложены нетрадиционные технологии применения твёрдых отходов горного производства, впервые в качестве компонентов обмазки электродов применены слюдистые сланцы и вулканический пепел.

3. Разработаны принципиально новые рецептуры шихты для изготовления сварочных электродов с улучшенными экологическими характеристиками, имеющие в своей основе некондиционное сырьё.

4. Установлен характер влияния гранулометрического состава используемых компонентов на физико-химические свойства новых материалов.

5. Обоснована экологическая целесообразность применения предложенных ресурсосберегающих технологий, без необходимости строительства дополнительных перерабатывающих комплексов в окрестностях эксплуатируемых месторождений.

Практическая ценность и реализация результатов работы.

Доказано, что утилизация некондиционных продуктов горного производства в качестве компонентов обмазки сварочных электродов обеспечивает полноту использования недр и оздоровление окружающей среды. Разработанные рекомендации по оценке и обоснованию эколого-экономической эффективности освоения неиспользуемых отвалов карьеров предложены в качестве основы для модернизации горного производства РСО-Алании. Разработаны ТУ для трёх компонентов электродных покрытий наиболее широко распространённых марок. Освоен технологический процесс изготовления электродов марок ОСА, ЬВ 52 Т1Ш на ООО «Электрод-Цей» (г. Владикавказ) и ООО «Ротекс» (г. Краснодар). Объём производства электродов на указанных предприятиях достиг 500 т. Экономический эффект от производства одной тонны электродов марки ЬВ 52 Т1Ш составляет 3000 руб., от применения такого же их количества - 6500 руб.

На основании проведённых работ возможно создание принципиально новой для РСО-Алания отрасли промышленности.

Достоверность научных положений, выводов и результатов подтверждается использованием комплекса современных методов исследования: анализ и научное обобщение литературных источников, статистических и практических данных; аналитические, графические и графоаналитические методы; методы математической статистики с применением вычислительной техники; методы математического моделирования. А также достаточным объёмом экспериментальных данных; надёжностью обработки статистической информации; корректностью и сходимостью результатов моделирования и аналитических расчетов с натурными исследованиями; реализацией разработок на практике.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы и её отдельные положения докладывались и получили одобрение на П-й международной конференции по сварочным материалам стран СНГ «Дуговая сварка. Материалы и качество на рубеже XXI века» г. Орёл, 2001 г., 1У-й международной конференции «Устойчивое развитие горных территорий*, проблемы регионального сотрудничества и региональной политики горных районов» г. Владикавказ, 2001 г. и на 1-ой международной научно-практической конференции «Защита окружающей среды, здоровье, безопасность в сварочном производстве» г. Одесса, 2002 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 печатных работ, получено 3 патента РФ.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения и списка литературы из 126 наименований. Работа изложена на 212 стр. машинописного текста, включает 43 рисунка и 35 таблиц.

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Рухлин, Георгий Владимирович

Выводы по главе 4.

1. Качество производства электродов с основным видом покрытия в значительной степени определяется пластичностью их обмазочных масс и условиями прокаливания электродов.

2. Для уменьшения содержания водорода в швах, выполненных электродами с основным видом покрытия, в покрытии должно быть минимальное количество влаги и других водородсодержащих компонентов. Это может быть достигнуто за счет уменьшения в покрытии доли связующего и органических пластификаторов, усилением режимов (продолжительности и температуры) прокаливания электродов.

3. Пластичность электродных обмазочных масс зависит от свойств жидкого стекла и минеральных добавок.

4. В литературе нет данных, позволяющих рекомендовать оптимальные составы и технологию применения указанных материалов для повышения пластичности обмазочных масс.

5. Наиболее эффективными пластификаторами могут быть вулканические пеплы и углистые сланцы. При небольших добавках минеральных пластификаторов (от 2 до 8 %) возможно существенное повышение пластичности обмазочных масс и качества электродов с основным видом покрытия.

6. При экономической оценке горнопромышленных отходов должен учитываться не только эффект у потребителя, но и такие факторы, как снижение загрязнения окружающей среды данными отходами; сокращение земельных угодий, отчуждаемых под отвалы отходов; сокращение затрат на отвалообра-зование, содержание отвалов, а также возможность получения из единицы сырья большого количества товарной продукции.

Заключение.

В данной работе на основании комплексных исследований решена актуальная научно-практическая задача — разработка природоохранной технологии утилизации твёрдых отходов горного производства.

Основные теоретические результаты, практические выводы и рекомендации:

1. раскрыты взаимосвязи, определяющие экологическую эффективность утилизации вторичных ресурсов в виде высококачественного сырья, необходимого для смежных отраслей народного хозяйства.

2. предложена методика выработки региональной стратегии в области охраны окружающей среды и алгоритм её реализации, обеспечивающий выбор наиболее целесообразного технологического процесса адекватно имеющимся производственным ресурсам.

3. предложены нетрадиционные технологии использования твёрдых отходов в качестве обмазки сварочных электродов с оригинальными рецептурами многокомпонентных композиций, защищенных авторскими правами.

4. разработаны универсальные электроды LB 52 TRU с фтористо-кальциевым покрытием типа Э 50А по ГОСТ 9467-60; по механическим свойствам металла шва и сварочно-технологическим параметрам они не уступают электродам аналогичного назначения с покрытием того же типа, а по санитарно-гигиеническим характеристикам соответствуют нормам на электроды-аналоги.

5. по результатам работы организовано серийное производство новых материалов на нескольких предприятиях Северного Кавказа. В 2003 г. выпуск данных товаров составил 500 тонн. Широкое применение предлагаемой продукции в различных отраслях народного хозяйства позволит повысить производительность труда и дать республике большой экономический и социальный эффект.

6. по результатам работы возможно создание в PCO-Алания новой отрасли промышленности. доказано, что эффективность использования твёрдых отходов горного производства должна оцениваться комплексно, с учетом ценности не только полученных компонентов и изделий из них, но и снижения ущерба окружающей среде в районах горных выработок. экономически обоснован процесс повышения товарной стоимости некондиционной продукции рудников и карьеров PCO-Алания, на основании полученных с применением экспериментальных и расчетных методов данных найден рациональный состав компонентов покрытия электродов и их соотношения, при котором обеспечивается снижение содержания вредных веществ в сварочном аэрозоле на 10 - 20 %, что благоприятно скажется на здоровье сварщиков и снизит техногенную нагрузку на окружающую среду.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Рухлин, Георгий Владимирович, Владикавказ

1. Мосииец В.И., Шестаков В.А., Авдеев O.K., Мельниченко В.М. Охрана окружающей среды при проектировании и эксплуатации рудников. М.: Недра, 1981.

2. Голик В.И., Алборов И.Д. Охрана окружающей среды утилизацией отходов горного производства. -М.: Недра, 1995.

3. Потемкин Л.А. Охрана недр и окружающей природы М.: Недра, 1977.

4. Справочник (кадастр) физических свойств горных пород. Под ред. Мельникова H.B. М.: Недра, 1975.

5. Никитин B.C., Битколов И.З. Проветривание карьеров. М.: Недра, 1975.

6. Михайлов В.А., Берескевич П.В. Снижение запылённости и загазованности воздуха на открытых горных работах. Киев. Техника, 1975.

7. Детри Ж. Атмосфера должна быть чистой. Пер. с франц. М.: Прогресс, 1973.

8. Ю.Давитая Ф.Ф. Загрязнение земной атмосферы и проблема свободного кислорода. Изв. АН СССР. Серия географ., № 4, 1971. С. 84 - 38.

9. П.Агошков М.И. Развитие идей и практики комплексного освоения недр.— Горный журнал, 1984. № 3. С. 3 - 6.

10. Филатов С.Ф., Асматулаев Б.А. Использование бокситового шлама в строительстве местных дорог. — Автомобильные дороги, № 1, 1985. 11 с.

11. Методические положения оптимального отраслевого планирования в промышленности. -Новосибирск. Наука, 1972. -26 с.

12. Н.Воробьев А.Е., Голик В.И., Лобанов Д.П. Приоритетные пути развития горнодобывающего и перерабатывающего комплекса Северо-Кавказского региона. Владикавказ. Рухс, 1998. - 358 с.

13. Потапов А.П., Рекитар Я.А., Репина Д.И. Экономическая эффективность и направления развития производства строительных материалов на основе отходов и вторичных ресурсов. М.: ВНИИЭСМ, 1978.

14. Персиц В.З. Технико-экономические проблемы создания и внедрения безотходной технологии обогащения полезных ископаемых. М.: ЦНИИЦветме-тинформация, 1978.

15. Нормы технологического проектирования предприятий промышленности нерудных строительных материалов. Д.: Стройиздат, 1977.

16. Ефремов A.B., Пахомов В.А. Экономическая эффективность утилизации горно-промышленных отходов. М.: Недра, 1988. - С. 20 - 21.

17. Патон Б.Е. К читателям сборника „СВЭСТА-93". Экономико-статистические данные по сварочному производству. Киев: ИЭС им. Е.О. Патона, 1993. -С. 3-4.

18. Лауфер Р.Л., Соколов Ю.В. Анализ современного отечественного производства низкотоксичных электродов. Сварочное производство, №4, 1989 — С. 5— 7.

19. Патон Б.Е. Некоторые итоги и пути развития дуговой сварки. Автоматическая сварка, № 10, 1978. С. 1 - 4.

20. Черные металлы. Выплавка стали в странах—членах Международного института чугуна и стали. БИКИ, №16, 1993. — С. 7.

21. Weltmarkt fur Schweisstechnik wachst um 3,7% im Jahr. Maschinenmarkt. 1993. S. 6.

22. Metal working equipment. Welding apparatus. US industrial outlook 1992. USA. Department of commerce. 1992. P.10 18.

23. Журавков B.B. Сварочное производство промышленно развитых стран в 90-е годы: состояние и тенденции развития. М.: Сварочное производство, № 5, 1994.-С. 11-12.

24. Hobart P.C. Some significant aspects of welding in Europe. Welding Journal. 1989. N 1. P. 23-31.

25. Походня И.К. Состояние и пути развития производства сварочных материалов в СССР. Труды Всесоюзной конференции по сварочным материалам. -Киев: Наукова думка, 1982. С. 3 - 12.

26. Review of welding in Japan. Journal of the Japan Welding Society. 1993. N5. P 5-82.

27. Походня И.К., Явдощин И.Р., Смирный B.C. Электроды AHO-6 с ильмени-товым покрытием: информационное письмо. — Киев: ИЭС им. Е.О. Патона, № 50, 1966.-С. 4.

28. Походня И.К., Коляда Г.Е., Юрлов Б.В., Явдощин И.Р. Универсальные электроды с рутил-ильменитовым покрытием марки АНО-24: информационное письмо. Киев: ИЭС им. Е.О. Патона, №33 (1224), 1980. С. 4.

29. Ефименко Н.Г., Калин H.A. Применение нового минерального сырья Украины для производства сварочных электродов. 1-ая международная конференция по сварочным материалам стран СНГ. Краснодар, 1998. - С. 222.

30. Абаев С.М. Нерудные полезные ископаемые Северной Осетии. Орджоникидзе. Ир, 1975.- 128 с.

31. Лозовой В.Г. Сырьевая база России для производства сварочных материалов. М.: Монтажные и специальные работы в строительстве. Стройиздат, 1995.-С. 9- 12.

32. Басиев К.Д., Рухлин Г.В., Бигулаев A.A. Возможности использования минералов Северной Осетии в качестве сварочных материалов. Сборник научных трудов аспирантов. СКГТУ. Владикавказ, 2000. - С. 256 - 259.

33. Тархов H.A., Сидлин З.А., Рахманов А.Д. Производство металлических электродов. М.: Высшая школа, 1986. - 288 с.

34. Походня И.К. Газы в сварных швах. М.: Машиностроение, 1972. - 256 с.

35. Ерохин A.A. Основы сварки плавлением. М.: Машиностроение, 1973. -448 с.

36. Линчевский Б.В. Техника металлургического эксперимента. М.: Металлургия, 1967.-344 с.

37. Контроль неметаллических включений в литой и деформируемой стали линейным методом подсчета (Информационное письмо № 10). Запорожский машиностроительный институт им. В.А. Чубаря. Запорожье, 1969. - 14 с.

38. Астарита Дж. Массопередача с химической реакцией. Л.: Химия, 1971. -224 с.

39. Уэдландт У. Методы термического анализа: Пер. с англ. / Под ред. В.А.Степанова, В.А.Берштейна. М.: Мир, 1978. - 528 с.

40. Ерохин A.A. Основы сварки плавлением. Физико-химические закономерности. -М.: Наука, 1973. -448 с.

41. Ерохин A.A. Плазменно-дуговая плавка металлов и сплавов. Физико-химические процессы. -М.: Наука, 1975. 188 с.

42. Туркельтауб Г.М. Механизированная сварка в судоремонте. М.: Транспорт, 1967.

43. Хабаши Ф. Основы прикладной металлургии. Т.1. М.: Металлургия, 1975.

44. Гарник И.И., Пиунковский Г.М. Производство металлических электродов. -М.: Металлургия, 1975.

45. Патент США № 35343390. Сварочная проволока, т. 879, № 2, 1970.

46. Доработать порошковую проволоку ППВ-5 для обеспечения сварки в потолочном положении. Отчет 07.09.03.76.2. ВНИИМонтажспецстрой. Краснодар, 1977.-С. 30.

47. Hewitt P.J., Ann. Occup. Hyg., № 4, 2001, p. 295.

48. Мигай К.В. Гигиена и безопасность труда при электросварочных работах в судостроении. JL: Судостроение, 1975. - 127 с.

49. Эннан A.A., Неизвестный А.И., Бутвин А.Н., Блиндер В.И. Физика аэродисперсных систем. Киев, 1974. - С. 50.

50. Горбань JI.H., Краснюк Е.П., Факторов И.Е., Гигиена труда: Республ. сб., Здоров'я, Киев. Вып. 19, 1983. - С. 40.

51. Moulin J.J. Occup. Environ. Med., № 52, 1995, 284.

52. McLaughlin J.K., Malker H.S., Blot W.J. e.a, Natl. Cancer Inst., № 78(2), 1987.

53. Goldberg M.S., Parent M.E., Siemiatycki J. e.a., American J. Ind. Med., № 39: 2001, P. 531.

54. Gustavsson P., Jakobson R., Johansson H. e.a., Occup. Environ. Med., № 55 1995. P. 393.

55. Racette B.A., McGee-Minnich L., Moerlein S.M. e.a., Neurology, 9, № 56(1), 2001, P. 8.

56. Бандман A.JI., Волкова H.B., Грехова Т.Д. и др. Вредные химические вещества. Неорганические соединения V-VIII групп: Справ, изд. Л.: Химия, 1989.-592 с.

57. Кундиев Ю.И., Лубянова И.П. Роль железа в развитии патологических изменений в организме сварщиков. 1-я международная научно-практическая конференция «Защита окружающей среды, здоровье, безопасность в сварочном производстве». Одесса, 2002. - С. 489.

58. Safety and health Commettee American Welding Society, Effect of welding on health. Miami, 1986, P. 257.

59. Кучерук Т.К., Лубянова И.П., Врачеб. дело, № 1, 1995. С. 16.

60. EASL International consensus conferrece gaemochromatosis, J. of Hematology № 33, 2000, P. 485.

61. Горбань Л. H. Гигиеническая оценка электродов фтористо-кальциевого типа и влияния на организм аэрозолей, образующихся при их использовании: Автореф. дис. . канд. мед. наук. — Киев, 1977. — 21 с.

62. СН 245 — 71 Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий.-М.: 1972.-96 с.

63. Welding Fume its cause evalution and control.— The Welder, 1978, p. 40, 155, 199, England.

64. Брауде M.3., Воронцова Е.И., Ландо С.Я. Охрана труда при сварке в машиностроении. М.: Машиностроение, 1978. - 142 с.

65. Эрман М.И. Гигиеническая оценка и нормирование сварочной пыли, содержащей марганец. Врачеб. дело. № 5, 1971. С. 151-154.

66. Веблая Т.А., Галинич В.И., Головатюк А.П., Харченко Н.П. Применение ИК-спектроскопии для анализа состава сварочных аэрозолей. В кн.: Тез. докл. II Всесоюз. Научно-технического семинара. М.: Информэлектро, 1978. - С. 61.

67. Kimura S., Kobayashi М., Godai Y., Minato S. Investigation on chromiumin stainless steel welding fumes. International Institute on Welding H-2-286-79.

68. Походня И. К., Горпенюк В. Н., Марченко А. Е. и др. Рентгеноструктур-ный анализ сварочного аэрозоля. Автоматическая сварка, № 12, 1972.-С. 65 66.

69. Stern R. М. Production and characterization of a reference standard welding fume. International Institute on Welding VIII-861-80.

70. Norio Marita, Takashi Tanigabi. Investigation on welding fumes from со vered electrode and development, of low fume electrodes. International Institute on Welding 11-818-77 (VIII-7-77).

71. Войткевич В.Г. Методы исследования сварочных аэрозолей. — Автоматическая сварка, № 3, 1982. С. 51—54.

72. Bohgard М., Jangida B.L., Aksellsson K.R. An analytical procedure for determining chromium in samples of airborne Just. International Institute on Welding. VIII — 888 — 80.

73. Перегуд Е.Л. Химический анализ воздуха. М.: Химиздат, 1977. - 308 с.

74. Походня И.К., Шлепаков В.Н. Методика первичной санитарно-гигиенической оценки порошковых проволок. Киев, ИЭС им. Е.О. Патона АН УССР, 1983.

75. Методические указания на определение вредных веществ в сварочном аэрозоле № 2348. М.: Минздрав СССР, 1981. - С. 30.

76. Левченко О.Г. Математическое моделирование химического состава и уровня выделения сварочного аэрозоля при дуговой сварке. Сварочное производство, № 7, 2001. С. 26.

77. Кох Б. А. Основы термодинамики металлургических процессов сварки. Л.: Судостроение, 1975. - 240 с.

78. Левченко О.Г. Процессы образования сварочного аэрозоля (обзор). Автоматическая сварка, № 4, 1996. С. 17—22.

79. Gray С. N., Hewitt P.J., Dare P.R. М. New approach would help control weld fume at source. Part two: MIG fumes. Welding and Metal Fabrication. 1982. № 10. P. 393 — 397.

80. Походня И.К. Газы в сварных швах. М.: Машиностроение, 1972. - 256 с.

81. Новожилов Н.М. Основы металлургии дуговой сварки в газах. М.: Машиностроение, 1979.-231 с.

82. Подгаецкий В.В., Головатюк А.П., Левченко О.Г. О механизме образования сварочного аэрозоля и прогнозирования его состава при сварке в СОг- Автоматическая сварка, №8, 1989. С. 9 - 12.

83. Головатюк А.П., Левченко О.Г. Показатели валовых выделений сварочных аэрозолей и их применение на практике. Сварочное производство, № 10, 1985.-С. 40-41.

84. Quelques considerations sur le mecanisme de formation des fumees de soudage M. Kobayashi, S. Maki, V. Hashimoto, T. Suga. Soudage et technique connexes. 1979. № 3/4. P. 124—131.

85. Закс И.А. Электроды для дуговой сварки сталей и никелевых сплавов: Справочное пособие. СПб.: Welcome, 1996. - 381 с.

86. Определение редких и радиоактивных элементов в минеральном сырье/ Под ред. Г.В. Остроумова. М.: Недра, 1987. - 252 с.

87. Железнова Е.И., Шумилин И.Н., Юфа Б.Я. Радиометрические методы анализа естественных радиоактивных элементов. М.: Недра, 1968. - 520 с.

88. Брусницын Ю.Д., Баранов А.В., Никишин Г.Д. и др. Исследование радиационных факторов при электродуговой сварке покрытыми электродами. С.-Петербургская научно-практическая конференция по сварке: Тез. докл. -СПб, 1997.-С. 141 142.

89. Писаренко В.Л., Рогинский М.Л. Вентиляция рабочих мест в сварочном производстве. М.: Машиностроение, 1981. - С. 20.

90. Петров Г.Л. Л.: Сварочные материалы, Машиностроение, 1972. - 280 с.

91. Ефимов Л.А. К расчету шихты электродных покрытий. М. Л.: Машгиз, 1961.

92. Марченко А.Е., Скорина Н.В., Костюченко В.П. и др. Исследование вязкости жидких стекол при давлении опрессовки электродов. Новые сварочные и наплавочные материалы и их применение в промышленности. СПб.: ЛДНТП, 1992.-С. 43-49.

93. Марченко А.Е. Проблемы технологии производства сварочных электродов и пути их решения. В кн.: Сварочные материалы (краткое изложение докладов конференции). Череповец, 1969.

94. Рейнер М. Реология, -М.: Наука, 1965.

95. Каплиенко И.П., Сотченко В.П., Марченко А.Е., Скорина Н.В. Вискозиметр капиллярный. ИЭС им. Е.О. Патона. Киев, 1981.

96. Schleyer W.L. Welding Electrodes and Properties of Soluble Silicates Welding Journal. 1970. Vol. 49. N 12. P. 12-14.

97. Weissberg H.L. End Correction for Slow Viscous Flow through Long Tubes. The Physics of Fluid, vol.5, 1962, № 9.

98. Chong J.S., Christiansen E.B., Bayer A.D. Plow of viscous Fluid Through a circular apperture, J.appl.Polym.Sci, vol. 15, 1971, p.369.

99. Соколов E.B. Электроды с качественным покрытием и их производство. Автогенное дело, № 1, 1950.

100. Соколов В.А., Сотченко В.П., Марченко А.Е., Скорина Н.В. Автопласто-метр. ИЭС им. Е.О. Патона. Киев, 1981.

101. Марченко А.Е., Шкурко С.А. Исследование электродных масс методом капиллярного пластометра. Сварочное производство, № 5, 1975.

102. Марченко А.Е., Шкурко С.А. Контроль электродных обмазочных масс коническим пластометром. В кн.: Электроды и флюсы для электродуговой сварки, ЛДНТП. Л.: 1973.

103. Басиев К.Д., Рухлин Г.В., Байматов А.М. Исследование пластифицирующих характеристик вулканического пепла с целью использования его в качестве компонента покрытия сварочных электродов. Владикавказ. «Терек» СКГМИ (ГТУ), 2004. - С. 90 - 96.

104. Марченко А.Е., Скорина Н.В., Шевченко JI.A,, Ворошилов В.М. О некоторых технологических проблемах, вызванных межфазными процессами при производстве сварочных электродов. Информационные материалы СЭВ. — Киев: Наукова думка. Вып. 1/15, 1979.-С. 150-157.

105. Лозовой В.Г. и др. О влиянии гранулометрического состава некоторых компонентов шихты порошковой проволоки на свойства металла швов. В кн.: Всесоюзная конференция по сварочным материалам. Тезисы докладов. Киев, 1979. — С. 63 -64.

106. Лозовой В.Г. и др. О повышении производительности и качества рассева сыпучих компонентов электродного производства. Сварочное производство, №6, 1980.-С. 20.

107. Червоненко А.Г., Гольдин A.A., Сансиев В.Г. Грохот для электродных порошкообразных материалов. Сварочное производство, № 1, 1985.

108. Рухлин Г.В., Басиев К.Д., Джигкаев Х.М. Усовершенствование процесса разделения порошкообразных электродных материалов. Сборник научных трудов аспирантов. Владикавказ. СКГТУ, 2001. - С. 72-75.

109. Ястребинский М.А., Гитис Л.Х. Эффективность инвестиций в горные предприятия: фактор времени и дисконтирование затрат. М.: МГТУ, 1993. -85 с.

110. Методические указания о порядке установления оптовых цен на технологические промышленные отходы. М.: Прейскурантиздат, 1975.

111. Инструкция по планированию, учету и калькулированию себестоимости продукции на предприятиях черной металлургии. М.: изд. Минчермета СССР, 1981.

112. Келоев Т.А. Теоретические основы геолого-экономической оценки природных ресурсов. Северно-Кавказский горно-металлургический институт. -Владикавказ, 1993. 77 с.

113. Басиев К.Д., Бигулаев A.A., Рухлин Г.В. и др. Патент РФ № 2185944 «Со-jстав электродного покрытия». МПК 'В 23 К 35/365, опубл. 27.07.2002.

114. Рухлин Г.В., Байматов A.M., Загалова JI.A. Рациональное использование отходов деятельности горного производства в качестве сырья для сварочных материалов. «Терек» СКГМИ (ГТУ). Владикавказ, 2004. - С. 130 - 136.

115. Басиев К.Д., Лозовой В.Г., Богаевский А.Л., Рухлин Г.В. Патент РФ № 2198775 МПК 7 В 23 К 35/365, опубл. 20.02.2003. «Компонент покрытий сварочных электродов».

116. Басиев К. Д., Рухлин Г.В. и др. Патент РФ № 2198774 МПК 7 В 23 К 35/365, опубл. 20.02.2003. «Состав электродного покрытия».t/.v •> ^i;. :. 'r"^ '-itrilftw-'i ^•. 1. V '-í^i-v , ' ■t^V''• rk ¿v 'ji". ■1. A "--'i'Ifr-y1. V- i-.*

117. ДУ 530 х 9 мм из стали 17ГС, корневой слой шва выполнялся электродами1. ЛБ 52TRU 03,0мм.

118. Сварка стыков проводилась на обратной полярности и режимах, указанных на пачке электродов:

119. З.Омм-75 .85А 4,0 мм -110. 130А

120. Контроль сварных соединений проводился 100 % визуальным осмотром и неразрушающим рентген контролем. Установлено:1 . Электроды ЛБ-52Т#//по своим сварочно технологическим свойствам превосходят импортные «Феникс К-50 Р Mod» и OK 53.70. фирмы «Esab»

121. Поверхность покрытия электродов гладкая, поры, трещины и другие повреждения отсутствуют.

122. При испытаниях на прочность при падении с высоты 1 м покрытие не разрушалось.

123. Замеры на разнотолщинность покрытия показали, что она не превышает:-для электродов 3,0 мм 0,1 мм; - для электродов 4,0 мм - 0,11 мм.

124. Дуга зажигается легко и стабильно горит «мягко»,

125. Разбрызгивание минимальное, даже на максимально разрешенных сварочных режимах.