Kes on Donbassis käinud, on ilmselt märganud, kuidas hiiglaslike aherainehunnikute kohale tõuseb suits. Olgem ausad, see on üsna ebameeldiv nähtus, mis on seotud nende iseenesliku süttimisega. Sellised üllatused juhtuvad üsna sageli ja põhjustavad ümbritsevas õhus suitsu, küllastumist kahjulike ainetega ja ebameeldivat lõhna. Aga sellega asi ei lõpe. Mõnikord hakkab jäätmehunnik põlema, muutub millekski vulkaanitaoliseks ja võib isegi plahvatada, mis on läheduses viibivatele inimestele uskumatult ohtlik. Nii selgub, et jäätmehunnik on tõeline keskkonnapomm, mis tekitab inimestele terve rea probleeme. Kuid ärgem kiirustagem järeldustega, vaid mõelgem need järjekorras välja.
Niisiis, mis on aherainehunnik? See on kõige levinum prügimägi, mis koosneb kaevandamise käigus tekkinud kivist ja kivisöest. Sõna jäätmehunnik on prantsuse päritolu. See pärineb kahest väljendist "Conique" ja "Terri". Esimene on tõlgitud kui "kooniline" ja teine kui "kivipuistang".
Prügihunnikud on Donbassi tunnus, nagu ka need riigid, kus kivisütt kaevandatakse maa all. Vaatamata oma graatsilisusele ei sobi nad tegelikult ümbritsevasse maastikku ja rikuvad oluliselt selle välimust. Need kunstlikud künkad hõivavad tohutuid alasid, muutes need kõige tavalisemaks prügimäeks.
Te küsite, miks?
Tunneldamise ja kivisöe rikastamise käigus tekkinud aheraine transporditakse transpordi või spetsiaalsete kärudega selleks ettenähtud kohta. Aja jooksul moodustub sellele tohutu küngas, mis ulatub saja või enama meetri kõrgusele. Terrikonid hõivavad tohutuid alasid, mistõttu nad ei sobi majanduslikele vajadustele.
See pole aga ainus, tekitades jäätmehunnikuid, tekitab inimene endale samal ajal tohutu probleemi. Asi on selles, et aja jooksul hakkab see aherainest ja kivisöest koosnev prügimägi suitsema. See juhtub seetõttu, et kivisöe sisaldab mineraalset püriiti, mis on tiooni- ja väävlibakterite jaoks uskumatult atraktiivne. Nad töötlevad selle väävliks, väävelhappeks ja raudoksiidiks. Selle protsessiga kaasneb tohutu hulga soojuse vabanemine. Selle tulemusena tõuseb prügimäe temperatuur 260 kraadini, mis toob kaasa väävli, söetolmu ja kivisöe põlemise. Jäätmehunnik hakkab suitsema,
Teadlased on leidnud, et kivipuistangu sees võib temperatuur ulatuda 1200 kraadini. See on tõeline vulkaan, mis võib igal hetkel plahvatada. See mitte ainult ei suitse pidevalt, vaid eraldab õhku ka mitmesuguseid selle tulemusena tekkivaid kahjulikke aineid keemilised reaktsioonid mis tekivad kõrge temperatuuri mõjul. Inimene ei saa seda protsessi kuidagi mõjutada.
Näib, et niiskuse sattudes jäätmehunnikusse peaks põlemisprotsess välja surema. Aga see pole tõsi. Vesi ühineb kontsentreeritud väävelhappega, mis hakkab intensiivselt aurustuma, küllastades õhku oma aurudega. See on uskumatult ohtlik nähtus, millel on kahjulik mõju inimestele ja keskkonnale. Kuid isegi kui jäätmehunnik ei põle, võib see kuiva ja kuuma ilmaga tolmu tekitada. Koos tolmuga satuvad õhku ka kahjulikud ained, nagu plii, tsink, mangaan, vask jne.
Arvestades jäätmehunnikute uskumatut ohtu, lõpetasid nad nende valamise. Saadud kivim valatakse tagasi kaevandustesse. Söeõmbluse kaevamise käigus tekivad tühimikud, mis täidetakse kivimiga spetsiaalse varustuse, mida nimetatakse kaabitsateks, abil. On selge, et need on lisakulud, mis tõstavad kaevandatud kivisöe hinda. Kuid keskkonna seisukohast on see protseduur kasulik ja õigustatud.
Prügihunniku võib muidugi proovida viia ka mujale, näiteks karjääridesse või taladesse. Kuid seda meetodit selle kõrge hinna tõttu praktiliselt ei kasutata. Sellised puistangud on istutatud puid, muutes need parkideks.
Ukrainas ärkavad kunstlikud vulkaanid. Donbassi prügimäed, milles aeg-ajalt hõõguvad, ohustavad kohalike elanike tervist. Mõned kivipuistangud on suitsenud juba mitu aastat. Nüüd püütakse Luganski oblastis Sverdlovskis peatada hõõgumist ühel prügimäel. Eksperdid ütlevad, et selliseid töid pole Ukrainas tehtud 7 aastat – see on liiga kallis. Ruslan Mištšenko – detailidega.
Sverdlovi kaevanduse jäätmemägi süttis põlema juba 2005. aastal. Raha väljapanekuks on alles nüüd leitud. Eksperdid ütlevad, et tööd jätkub vähemalt aastaks.
Siin koguti kasutuskõlbmatut kaevanduskivimit ligi 85 aastat – neid kogunes poolteist miljonit tonni. Kaks aastat tagasi hakkas 65 meetri kõrgune mägi suitsema. Kohaliku küla elanik Lidia Gordjuhhina ütleb, et on ohtliku naabruskonna tagajärgi tundnud juba pikka aega.
Lidia Gordyukhina, Sverdlovi kaevanduse küla elanik:
- Ma ei saa hingata. Valgus. Tuul keerab kõik ümber. Mu pea valutab, tunnen iiveldust, mu lapsed on kogu aeg haiged, nii et me läheme haiglasse. Mis mõte sellel on? Mul on vaja tööd teha. Võtsime pillid ja lahkusime.
Põleva jäätmehunniku poolekilomeetrisesse sanitaartsooni kuuluvad lisaks elamutele haigla ja kaks kooli. Lapsed kurdavad halba enesetunnet.
Vladislava Stepanets, külakooli õpilane:
- Mu kilpnääre on põletikuline. Mu pea valutab ja see lööb kõvasti mu oimusi. Mind raviti Luganskis Tšervonopartizanskis ja mind kirjutati hiljuti meie haiglast välja
Viktor Kosjakov, külakooli direktor:
- Meil on arvel seitse last, kes on ambulatooriumis arvel kilpnäärmehaigusega.
Eksperdid viitavad, et jäätmehunniku sees süttib põleng kivipuistangutes elavate spetsiaalsete maa-aluste bakterite aktiivse tegevuse tõttu. Kuidas see täpselt juhtub, pole teadusele teada. Kuid selle tulemusena satub õhku tohutul hulgal kahjulikke aineid. Mõnikord ületab nende kontsentratsioon normi 2-3 korda.
Elena Stepanets, ökoloog:
- Siin aurustub kivipuistang. See pole ainult aur. See on vääveloksiid, see on formaldehüüd, vääveldioksiid, see on kogu perioodilisustabel.
Sanitaar-epidemioloogid pole kindlad, et just põlev jäätmehunnik mõjutab inimeste tervist. Arstid saatsid taotluse Kiievisse, ökohügieeni instituuti. Vastust veel pole.
Viktor Beskrovnõi, Sverdlovski linna peasanitaararst:
- Keegi pole veel tõestanud, ja seda saab teha ainult uurimisinstituut, et nende ainetega õhusaaste on põhjustanud kilpnäärmehaiguste sagenemist.
Ainus võimalus tulekahju kustutamiseks on ekspertide arvates prügimäe kõrguse vähendamine ja selle ala laiendamine. Sel juhul peab iga kaevanduse kivimikiht olema kaetud saviga, et hapniku juurdepääs tõkestada.
Viktor Zemtsev, riigiettevõtte "Sverdlovanthracite" peadirektori asetäitja:
- Välja töötatud projektid. Kogu meie töö ja tegemised on instituutidega kooskõlastatud. Töötame MAK NII Instituudi kontrolli all. Söetööstuse ministeerium eraldas selle kivipuistangu kustutamiseks 4,3 miljonit grivnat.
Peamine probleem ei ole aga söekaevurite sõnul see, kuidas hõõgumist peatada, vaid kuidas seda teha nii, et keskkonda võimalikult vähe kahjustada. Kustutusprotsessi käigus heidete hulk suureneb. Läänes tehakse asju teisiti. Näiteks Saksamaal saadetakse kaevanduskivi töötlemisettevõtetesse, sellele lisatakse kivisütt ja kasutatakse tööstuses. Kuid selle töö maksumus on mitu korda kallim kui tavaline kustutustehnoloogia.
4.1. Jäätmehunnikute iseenesliku põlemise põhiteooriad
Isesüttimine on süsinikku sisaldavate kivimite muundumise lahutamatu etapp, kui need langevad maapinnale ja säilitatakse pikka aega oksüdeerivates tingimustes.
Riis. 4.1. Söe isesüttimine jäätmehunnikutes (vastavalt Wessling, 2008)
Söe oksüdeerumisel eralduv soojus viib selle isekuumenemiseni ja põlemiseni ainult soodsate välistingimuste olemasolul.
Tabel 4.1
Söe isesüttimistemperatuurid
|
Maht, ml |
Fraktsioon A |
Fraktsioon B |
|
31 |
138 |
140 |
|
100 |
124 |
129 |
|
400 |
113 |
112 |
|
800 |
110 |
110 |
Isesüttimine on põhjustatud kivisöe ja hapniku vahelisest eksotermilisest reaktsioonist ning sellega kaasnevast soojusenergia vabanemisest; kui hapnikku varustatakse piisavalt, kuid energiat ei eemaldata, muutub reaktsioon isekiirenevaks, kuni toimub põlemine ( Wessling et al., 2008).
Üks esimesi teooriaid, mis selgitas kivisöe iseenesliku põlemise nähtust, oli püriiditeooria (esitanud J. Liebig 1860. aastal).
1861. aastal pakkus Gundman, et iseoksüdatsiooni ja iseenesliku süttimise nähtuste peamiseks põhjuseks oli kivisöega segunenud püriit. .
Mõned uurijad (eriti Inglismaal ja Ameerikas) jäävad selle seisukoha juurde siiani. Eelkõige leidis Parr, et suure püriitväävlisisaldusega kivisöel on tegelikult eriline kalduvus isesüttimisele. Graham omistab isesüttimise protsessis otsustavat rolli ka kivisöes sisalduvatele rauaväävliühenditele – püriidile ja markasiidile. Walter , Bielenberg Ja Hauswald arvas leidvat püriiditeooriale kinnitust rohkelt raudsulfaati sisaldava kivisöe poolkoksi kergestisüttivuses.
Paljud teadlased märgivad aga, et mitte kõik kõrge raudsulfiidisisaldusega söed ei ole võimelised isesüttima. Näiteks Moskva oblastis on söebasseinis rabasid, millel on suured püriidisisaldused, kuid need ei ole altid isesüttimisele õhus. Mõne kuu pärast ilmub sellise rabaosa tükkide pinnale, kus oli püriit, raudsulfaat, kuid kivisüsi ise jääb nähtavate muutusteta .
Graham esitas ka püriidi-fusiidi teooria, mille kohaselt söe isesüttimise seisukohalt eriti ohtlik komponent on fusiit ja selles sisalduv peeneks purustatud püriit. Seda arvamust jagab A.M. Gladstein Ja M. Berma. A. Putilin väljendab samuti kompromissvaadet. Ta tunnistab püriidi tähtsust, kuid usub, et "püriidi roll kivisöe iseeneslikul põlemisel näib olevat söe pihustamine ja algne eelsoojendamine".
F. Mullert kirjutab: „Kokkuvõtteks võib öelda, et söe iseenesliku põlemise põhjus seisneb väljaspool õhu juurdepääsu tekkiva orgaanilise kivisöe aine võimes absorbeerida õhust hapnikku, samas kui püriidi ja markasiidi olemasolu mängib teisejärgulist rolli.".
Isesüttimise põhjuste väljaselgitamisel tuleb peamiselt pöörata tähelepanu söe orgaanilise massi moodustavatele ainetele, mida tuleb oksüdatsiooniga seoses uurida:
a) kivisöe petrograafilised komponendid;
b) keemilised ühendid, kivisöe komponendid;
c) üksikud aatomirühmad, mis moodustavad nende ühendite molekulid.
Selle lähenemisviisi kohaselt põhjustab endogeensete tulekahjude korral esmase soojusimpulsi söes sisalduva püriidi oksüdatsioon õhuhapniku toimel. Seega, söe niisutamisel interakteerub püriit vee ja selles lahustunud hapnikuga. Väävli oksüdatsioon võib tõsta 1 tonni 1% väävlit sisaldava kivisöe temperatuuri 117 0 K võrra.
Isesüttimine kivisüsi jäätmehunnikutes on keemilise tsükli tagajärg seotud väävliühendi kõrge kontsentratsiooniga, mis koos niiskusega moodustab vääveldioksiidi ühenduse sõlmimine oksüdatiivne reaktsioon soojuse eraldumisega kivimite ja kivisöe kandmistega.
Kuid nagu edasised uuringud on näidanud, ei ole ka see tegur määrav.
Söe iseenesliku põlemise protsessi soodustab väävelpüriitide olemasolu neis. Väävelpüriit eraldab oksüdeerumisel soojust ja lõdvendab kivisöetükkide ülemisi kihte, avades oksüdeerumiseks uued pinnad.
Termilisele isesüttimisele eelneb hajutatud tahke materjali suhteliselt pikk isekuumenemise periood. Isesüttimine (isesüttimine) on süttimine süüteallika puudumisel.
See protsess toimub eksotermiliste reaktsioonide (näiteks oksüdatsiooni) kiiruse järsu suurenemisega materjali mahus, kui soojuse vabanemise kiirus rohkem kiirust selle hajutamine.
Söe oksüdatsioon isesüttimise allikas toimub järgmiste reaktsioonide kaudu:antratsiitkivisöe puhul T = 600–800 °C:
2 C + O 2 = 2CO + 570,24 kJ/mol. (10)
2 CO + O 2 = 2CO 2 + 960,58 kJ/mol. (üksteist)
Isesüttimine toimub esmalt maksimaalsete temperatuuride tsoonis või "kuumas kohas" ja seejärel levib põlemine naaberpiirkondadesse.
Tüüpiliselt väljendub isesüttimine hõõgumisena, s.t. materjali leegita põlemine hapnikupuudusega põlemistsoonis. Kõrgtemperatuurilises tsoonis gaasifaasis hõõgudes ei teki materjali ja õhuhapniku lagunemissaadustest tuleohtlikku segu. Sellepärast pole siin tulist põlemist.
Piisava hapnikukoguse korral võib hõõgumine muutuda leekpõlemiseks (tavaliselt täheldatakse seda materjali pindmistes kihtides, mis on intensiivsemalt aereeritud).
Sel juhul põlevad materjali termilise lagunemise gaasilised ja aurulised saadused leegiga, eraldades suurel hulgal soojust. Sel juhul kulutatakse sissetulev hapnik peaaegu täielikult tahke materjali pinna kohal vabanenud pürolüüsiproduktide põletamiseks.
Koonilised ja harjakujulised puistangud süttivad tavaliselt peaaegu kohe, sageli isegi kaadamise ajal, ning põlevad pärast valmimist veel 10-20 aastat.
Jäätmehunniku kivimite iseeneslik põlemine söemaardlates on üsna keeruline protsess, mida põhjustavad mitmed geneetilised ja välised tegurid.
Selle näiteks on jäätmehunnik, kivid millesse need kukkusid otse konveierilindilt ja neid ei tihendatud hiljem. Seetõttu on selle klassi jäätmehunnikud kõrge poorsusega, ulatudes 30% -ni.
Just see tegur, ceteris paribus (süttiva materjali märkimisväärses koguses olemasolu, iseenesliku süttimise võime jne), tagab peaaegu kogu jäätmehunniku mahu aktiivse gaasipuhastuse, mis paratamatult toob kaasa suuremahulise ja pikad põlemisprotsessid.
Tuule mõjul tulekahjud kasvavad kiiresti ja intensiivistuvad.
Praeguseks on kivimassi isesüttimise mehhanismi piisavalt põhjalikult uuritud. Mõned teadlased [32-34] usuvad, et kivisöe iseenesliku põlemise ainus põhjus on selle koostoime õhuhapnikuga. Samas on töös viidatud ühe Liebigi spetsialisti väitele, et söe isesüttimise põhjuseks on peeneks pihustatud raudsulfiidi sisaldus neis ning vee ja õhu olemasolu on isesüttimise vahetu tingimus.
Venemaa ja välismaiste teadlaste uuringud näitavad, et praegu puudub üldtunnustatud teooria, mis selgitaks kivisöe iseenesliku põlemise protsesse, kuid üha suurem hulk teadlasi eelistab kivisöe-hapniku kompleksi teooriat, mis seob tootmisprotsesse. , soojuse eemaldamine ja isesüttimine.
Selle teooria väljatöötamise raskused seisnevad andmete puudumises isesüttimise riskitegurite kohta, mis ei võimalda eelkõige lahendada soojusbilansi võrrandit. Seda tõendab ka endogeensete tulekahjude põhjuste analüüs, mis on põhjustatud endogeense tuleohu ebatäiuslikest prognoosimeetoditest ja ennetusmeetmetest.
Kooskõlas termiline teooria söe iseenesliku põlemise korral ei ole kriitiline temperatuur konstantne ja sõltub nii söe materjali koostisest kui ka tuleallika tekketingimustest (määravad selle kuju ja parameetrid, samuti õhuvool ja soojusvahetuse omadused keskkonnaga). Seega on kriitiline isekuumenemise temperatuur vahemikus 403 0 K pruunsöe puhul kuni 453 0 K kivisöe puhul ja antratsiitide puhul ületab 573 0 K.
Pärast isesüttimistemperatuuri saavutamist allikas (130-150 0 K kõrgem kui isekuumenemise temperatuur) algab põlemisetapp. Soojuse eraldumise intensiivsuse määrab sel juhul söe keemiline aktiivsus, kuid temperatuuri akumuleerumise ja söe kuumenemise määrab temperatuurivahetuse iseloom.
Praeguseks on kindlaks tehtud järgmised põlemistüübid:
lahtine põletamine;
Hästi õhustatud alade põletamine puistangu massi pinnaosade lähedal;
Sügav põlemine (hõõguv);
Gaaside põletamine prügilates;
Asfaltbetoonkoorikute põlemine prügimäe ülemise osa pinnal.
Praegu on söe ja kivisütt sisaldavate kivimite iseenesliku põlemise kohta mitu teooriat.
Antratsiitide anomaalselt kõrget kalduvust isesüttimisele püüti seletada kombineeritud sulfiid-fluidogeense oksüdatsioonimehhanismi positsioonilt. orgaaniline aine.
Selle mehhanismi rakendamiseks peavad olema täidetud järgmised tingimused:
Söes on ülekaalus radiaalse struktuuriga rauddisulfiidide sfäärilised vormid, mille oksüdeerumisega kaasneb maksimaalne eksotermiline efekt võrreldes teiste morfoloogiliste tüüpide sulfiididega (Kizilshtein et al., 1978);
Kivisöe ja kivisütt kandvate kivimite olemasolu lokaalsetest tsoonidest, kus on dekrüpteerimisefektid temperatuurivahemikus 160–240 °C, mis on põhjustatud süsivesinikku sisaldava vedelfaasi plahvatuslikust vabanemisest (Trufanov et al., 1996);
Püroplastilise oleku tsooni lähedal terrigeensetest mineraalsetest komponentidest eralduva fluidogeense faasi kõrgtemperatuurse emissiooni mõjude dekrüptogrammides, mis vastavad oma parameetrites antratsiidi süttimistemperatuurile (800–850 ° C).
Tuleallika olemasolu tagab temperatuurivälja kontsentrilise tsoneerimise temperatuuride erinevusega maksimaalsest (üle 1300 °C) põlemiskoha südamikus kuni 100-200 °C välistsoonides.
On olemas ka teooriaid isesüttimise – fenooli ja kivisöe – hapniku komplekside kohta.
Kõik need teooriad taandavad põlemisprotsessi süsiniku reaktsiooniks hapnikuga, mis pärast täielikku põlemist süsinikdioksiidiks kulgeb eksotermilise efektiga 405,46 J/mol.
Isegi hoolimata erinevatest selgitustest soojusimpulsi ilmnemise põhjuste kohta, ühendab neid teooriaid rõhuasetus hapniku ja kivisöe ja selles esinevate lisandite (püriit jne) reaktsioonis valdavalt keemilistele aspektidele.
Fossiilsete söe koostisainetest oksüdeeruvad humiinained kergemini, alates humiinhapetest kuni humiinse päritoluga jääksöeks, mis on tõenäoliselt sarnaselt humiinhapete struktuuriga.
Mõned bituumenid on samuti kergesti oksüdeeruvad, kuid need, mis on oma omadustelt sarnased näiteks humiinainetega, ekstraheeritakse põhireagendiga püridiiniga ega lahustu neutraalses kloroformis, s.t. on hapu iseloomuga.
Humiinhapped sisaldavad oma molekulides üsna palju fenoolseid hüdroksüüle, mis ilmselt jäävad suures osas alles ka keerulisemateks saadusteks muutumisel. Igal juhul on fenoolseid rühmi märgatavalt rohkem kui küllastumata rühmi.
Kõigist piisavalt uuritutest orgaanilised ühendid Fenoolid oksüdeerivad kõige kergemini nii kaaliumpermanganaadi kui ka, niipalju kui näha, ja vaba hapnikuga.
Söe jahvatusaste mõjutab isekuumenemise temperatuuri langust. Mida rohkem kivisütt purustatakse, seda suurem on selle oksüdatsioonipind.
Isesüttimisprotsessi mõjutab ka kivisöe niiskusesisaldus. Sel juhul toimib niiskus katalüsaatorina, kiirendades keemilisi protsesse ning põhjustab ka kivisöe pragunemist ja mikropragude teket. Kivisöe aktiivne pind suureneb ja hapniku imendumine suureneb. Niiskus uhub moodustunud oksüdeerunud kiled kivisöe pinnalt minema.
Lisaks sõltub kivisöe iseenesliku põlemise kiirus puistemassiivides ümbritseva keskkonna temperatuurist: temperatuuri tõustes muutuvad oksüdatsiooniprotsessid intensiivsemaks ja soojusülekanne keskkond väheneb.
Orgaaniliste mikrokomponentide roll söe iseenesliku põlemise protsessis on seni tekitanud teadlaste seas kõige vastuolulisemaid arvamusi: alates absoluutsest teadmatusest kuni selle teguri kui ühe olulisema propageerimiseni.
Petšuk I.M. ja Mayevskaja V.M. Uurides seost Donetski söe kalduvuse isesüttimisele ja nende petrograafilisele koostisele, tehti kindlaks, et petrograafilised mikrokomponendid neelavad hapnikku erinevalt.
Nagu on näha graafikutelt (joonis 4.2), neelab fusiniit temperatuuril kuni 100 °C rohkem hapnikku ning eraldab CO ja CO 2 kui vitriniit ning temperatuuri tõusul üle 100 °C väheneb fusiniidi neeldumisvõime. hapnikku muutub vähem kui vitriniidi oma. 
Joon.4.2. Hapniku sorptsiooni kiiruse sõltuvus Donetski basseini söe vitriniidi sisaldusest:
a - Kurakhovski moodustumine; b – Aleksandrovski formatsioon; 1 - vitriniit; 2 – fusiniit
Need teadlased oletasid, et fusiniit suurendab kivisöe läbilaskvust ja seega oksüdatsioonikiirust ainult siis, kui see moodustab agregaate.
Kui see on sukeldatud klaasistunud ainesse, siis selle olemasolu ei kiirenda hapniku sorptsiooni isegi tuhmides söes.
Leiti, et fusiniidi klastrite ümber toimub vitriniidi intensiivne oksüdeerumine: see muutub lõheliseks ja pragude seinad omandavad vähenenud reljeefi ja vähenenud peegeldusvõimega oksüdeeritud "piiri". Seetõttu ei saa söe fusiniidi sisaldus olla selle keemilise aktiivsuse ja isesüttimise kalduvuse näitaja.
Stach E., Makowski M.T. ja teistel on erinev arvamus: "vitriniit, olenemata metamorfismi astmest, on alati kõige vastuvõtlikum isesüttimisele."
Seda ideed kinnitasid Eremina I.V. söe petrograafilise koostise uuringud metamorfismi erinevatel etappidel. ja teised, kes näitasid, et fusiniidirühma mikrokomponentide sisalduse suurenemisega ja vitriniidi sisalduse vähenemisega suureneb kivisöe kalduvus isesüttimisele.
Fusiniidi rühma mikrokomponendid annavad tõuke kivisöe iseenesliku põlemise protsessi arengule. Teisest küljest on fusiniidi ja leuptiniidi rühma mikrokomponendid oksüdatsiooni suhtes vastupidavamad kui vitriniit.
Hiljem leiti, et kivisöe keemilist aktiivsust suurendavad ainult suured fusiniidi lisandid. Selle väikesed lisandid (mikriniit), mis on sukeldatud kivisöe põhilisesse klaasistunud massi, mõjutavad hapniku sorptsiooni kiirust vähe.
Veelgi enam, mikroskoobi all söe poleeritud sektsioone uurides avastati, et vitriniidis olevate fusiniidi lisandite kohas toimub intensiivne oksüdeerumine ja söe oksüdeerumisel moodustub selles mikropragude võrgustik.
Seega on tõestatud, et fusiniit suurendab kivisöe keemilist aktiivsust tänu sellele, et muudab selle poorsemaks ja loob seeläbi hapniku söemassi tungimise teed. Selle põhjal Krikunov G.N. pakkus välja söe keemilise aktiivsuse hindamiseks petrograafilise meetodi, mis seisneb Karaganda basseini söe sulatatud komponentide koguhulga arvutamises poleeritud sektsioonides.
Söe iseenesliku põlemise uuringud Moskva basseinis kinnitasid väitekirja fusiniidi peamisest rollist isesüttimise initsiaatorina. Moskva lähistel asuvate kivisöe eripäraks on üsna madal huminiidirühma mikrokomponentide sisaldus ja suhteliselt kõrge fusiniidirühma sisaldus.
Eelkõige on kõige vähem levinud söed, mis sisaldavad 80–90% huminiiti. Need moodustavad õhukesi kihte 0,05–0,15 m ja moodustavad 1–5% koguhulgast erinevat tüüpi selle kihi moodustavad söed. Selles basseinis on laialt levinud söed, mille huminiidisisaldus on 45–60%. Nende sorte leidub kõigil põldudel ja need ulatuvad 25-30% reservuaari kogupaksusest. Need esinevad kõigis horisontides 0,1–0,3 m paksuste kihtidena. Fusiniidi sisaldus nendes söes jääb vahemikku 12–21%.
Jäätmehunnikute peamise geoökoloogilise ohu põhjustavad kivisütt sisaldava kivimassi põlemisprotsessid.
“DPR territooriumil on 521 jäätmehunnikut. Kõik need on linna ametiasutustes registreeritud. Neist põleb 48 jäätmehunnikut, neist 48-l ei ole omanikku 43-l ja 146 jäätmehunniku kohta puuduvad andmed üldse,“ ütles DNR Rahvanõukogu saadik Viktor Neer (fraktsioon Vaba Donbass) DNR LIVE-le.
Miks meil on prügimäed, aga läänel mitte?
Jäätmehunnikud tekkisid pärast Esimest maailmasõda.
«Pärast kaevanduste sulgemist loobiti prügihunnikuid. Ja Ukrainas viidi need üle Ukrrestrukturizatsjale, millel ei jätkunud vahendeid jäätmehunnikute korrashoiuks,” märkis V. Neer.
Läänes jäätmehunnikuid ei ole, sest seal kaevatakse täistäitetehnoloogiaga.
V. Neeri sõnul ei ole vabariigis võimalik rakendada kivimi täistäitmise tehnoloogiat, kuna selleks on vaja erivarustust. Victor Neer märkis ka, et praegu kaalutakse jäätmehunnikute üleandmist ümberkorraldusettevõtte Donbassugler omandisse.
Miks on jäätmehunnikud ohtlikud?
Põlemise tagajärjel saastavad jäätmehunnikud atmosfääri: kõrge rõhu tõttu hakkavad mõned ained hõõguma ja eraldavad kahjulikke gaase. Nende kontsentratsioon on aga piisavalt väike, et juhuslikku möödujat kahjustada. Samas võib pikaajaline ja regulaarne jäätmehunniku läheduses viibimine kaasa tuua pöördumatuid tagajärgi.
V. Neer rõhutas, et jäätmehunnikud põhjustavad tõsist kahju loodusele ja inimeste tervisele.
“Puude istutamiseks jäätmehunnikule tuleb esmalt ette valmistada pinnas. - ütles asetäitja. — Krivoy Rogis põevad lapsed silikoosi, sest jäätmehunnikutest tekkiv tolm satub kopsudesse. See nõuab tõsist otsust, valitsuse lähenemist.
Jäätmehunnikute all olevas pinnases on muutunud happe-aluse tasakaal ning füüsikalised ja mehaanilised omadused. Uraani lahustumine toob kaasa jäätmehunniku radioaktiivsuse suurenemise. Puistangute kooniline kuju ja nende nõlvade järsus (kuni 45°) soodustab mürgiste kivimite mahauhtumist ja katastroofilisi erosiooniprotsesse.
Jäätmehunnikud saastavad õhku põlemissaadustega ja tekitavad pinnase vajumise ohu kaevanduste territooriumil ja hunnikute prügimägede all. Kui tolmu kontsentratsioon on üsna kõrge, võib see põhjustada kroonilist bronhiiti või süvendada olemasolevaid haigusi, näiteks bronhiaalastma.
Tasub teada, et haljastuse abil on võimalik prügimägede ohtlikkust vähendada.
Roman Poberežnjuki artikkel ajalehe “Moskovski Komsomolets Donbassis” 90. numbris teatab, et maksimaalse reostuse piirkonnaks peetakse tsooni, mis jääb jäätmehunniku ümber 500 m raadiuses. Põlevad jäätmehunnikud paiskavad õhku kahjulikke aineid, põhjustades ülaosa haigusi hingamisteed Ja allergilised reaktsioonid. Süsinikmonooksiid, olles õhust raskem, levib suures kontsentratsioonis mööda maad, inimene võib lämbuda;
Kuidas jäätmehunnikuid ära visata?
Ökoloogid töötavad juba välja programme jäätmehunnikute negatiivse mõju vähendamiseks, sealhulgas jätkavad nad koos Donetski riikliku ülikooli ja botaanikaaia teadlastega tööd nende taastamise ja haljastuse kallal.
Praegu on teada järgmised jäätmehunnikute taaskasutamise meetodid: hankimine ehitusmaterjalid ja süsinikväetised, boksiidi ja alumiiniumisulamite tootmine, magnetiliste rauda sisaldavate ühendite eraldamine, germaaniumi ja haruldaste muldmetallide elementide eraldamine jäätmehunnikutest. Pärast kivimite või sekundaarsete kaevandamisjäätmete purustamist saab neid kasutada, sealhulgas asfaldi- ja betoontoodetes täiteainena.
“Nüüd on küsimus keskkonnafondi loomises, et sinna saaks trahve. See võimaldab selliseid programme rahastada ja sinna puid istutada. Selleks, et jäätmehunnik puuks kasvaks, tuleb sinna kõigepealt mulda tuua. Tekkis mõte kuristikud täis lasta, aga need põlevad ja toimub lagunemine. Ideaalis kasutaksime neid täitematerjalina, kuid meil pole selleks raha. Koos ökoloogidega on vaja välja töötada programm ja otsustada: võib-olla tuleks mõni tasandada, maapinnaga tasandada, kuristikud täita, peale pinnas ette valmistada ja maad tulebki. Radioaktiivsed elemendid on vastuvõetaval tasemel. Kuidas saab mõnda ehitusmaterjali kasutada? Ekstraheerige haruldasi muldmetalle, kuid neid on väikestes kogustes ja need ei paku tööstuslikku huvi,” kommenteeris jäätmehunnikute olukorda asetäitja V. Neer.
USA, Poola ja Saksamaa on juba pikka aega kasutanud jäätmehunnikute töötlemise tehnoloogiaid: need segavad kivimi liiva ja muude lisanditega ning täidavad kaevandatud ruumi. Kaevanduste puistangute kivimass sisaldab kuni 46% kivisütt, kuni 15% alumiiniumoksiidi (alumiiniumi ja silumiumi tootmise tooraine) ning kuni 20% räni- ja raudoksiide.
Suhteliselt odav meetod metallide ekstraheerimiseks on elektrostaatilise eraldaja kasutamine. Kivim purustatakse pulbriks ja valatakse kõrgepinge all kahe elektroodi vahele.
Kuidas prügihunnikutelt raha teenida?
Puistangutest pärit tooraine ja nendest toorainetest valmistatud valmistooted on alati nõutud. Silumiinist valmistatud tooted on vajalikud keemia-, gaasi- ja naftatööstuse vajadusteks.
Germaaniumi kasutatakse koduplasti tootmisel, metallurgias ja elektritööstuses, meditsiinis, optikas ja päikeseenergias. Germaaniumi hind ületab 1 tuhat dollarit kilogrammi kohta.
Skandium on asendamatu lennu- ja kosmosetööstuses, autotööstuses, krüogeentehnoloogias, halogeenlampides ja hambaproteesides. Skandiumi hind jääb vahemikku 42–45 tuhat dollarit kilogrammi kohta.
Galliumi kasutusala on määrdeainete ja liimide tootmine, pooljuhtlaserite ja päikesepatareide termoelementide projekteerimine. Galliumi maksumus on praegu umbes 1,3-1,5 tuhat dollarit kilogrammi kohta.
2001. aastal tegi Vene-Briti konsultatsioonikeskus ettepaneku luua kaks elektrijaama, mis põhinevad aheraine põletamise tehnoloogial vähese kivisöe lisamisega. See võimaldaks töödelda 100 miljonit tonni aherainet, mis praegu põleb ja mürgitab atmosfääri.
Aastatel 1975-1976 nimelises kaevanduses. Gorki töötas kiviladumise installatsiooni kallal. Hertzi ettevõte on leiutanud veel ühe viisi jäätmehunnikute töötlemiseks: kasutada kivimit pinnase ja ehitusmaterjalina. Üks edukamaid näiteid on 30-meetrise jäätmehunniku utiliseerimine Donetski ja Makeevka piiril.
Jäätmehunnikute kasutamiseks on veel üks võimalus – demonteerida need maapinnale, kasutades ära kõik prügimäe komponendid tööstuses. Jäätmehunnikutest kavatsetakse kaevandada alumiiniumi, germaaniumi, skandiumi, galliumi, ütriumi ja isegi tsirkooniumi. Toormaterjalide eraldamine fraktsioonideks elektrostaatilisel meetodil. Ühest keskmisest jäätmehunnikust saadava tooraine maksumus on umbes 100 miljonit dollarit.
Seni kõige põhjendatum ja usaldusväärne viis jäätmehunnikute kasutamine – nende järkjärguline kasutamine teedeehituses. 2008. aastal kulus 900 tuhande tonni kivimite maatasamiseks veidi rohkem kui kuu. Nüüd asub Donetski endise prügimäe alal hüpermarket Metro Cash & Carry. Kaevanduses. A.F. Zasyadko otsustas mitte järjekordset jäätmehunnikut “ehitada”, vaid täita suure tala kiviga, justkui tasandades maastikku.
Laadimine...