ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГРАНИТНОГО ОТСЕВА

Направленность современной экономики в сфере горной промышленности на достижение максимальной прибыли при минимальных издержках неизбежно приводит к проблемам с комплексной разработкой месторождений полезных ископаемых. При отсутствии у предприятий горной промышленности заинтересованности в стратегической ориентации производства с учётом принципов рационального природопользования, сложно обеспечить становление наиболее эффективной экономико-экологической системы недропользования.

Рациональное природопользование, как система мероприятий научного и производственно-технического и организационного характера, подразумевает достаточно полное использование добываемых природных ресурсов и соответственно уменьшение количества потребляемых ресурсов, обеспечение восстановления возобновляемых природных ресурсов и полное использование отходов производства. С развитием ресурсоёмких технологий всё большую важность приобретают проблемы рационального природопользования. Все полнее осознается необходимость решения данных проблем, на научной основе.

Для разработки наиболее рационального и малоотходного способа освоения месторождения полезных ископаемых должно осуществляться всестороннее исследование каждого из ресурсов недр, проводиться всесторонняя и системная оценка минеральных ресурсов (в том числе вторичных — отвалов) [1].

В районах интенсивного развития горного производства особенно остро стоит проблема постоянно увеличивающихся площадей отвалообразований негативно влияющих на экологическую обстановку — исключение из хозяйственного оборота больших площадей земель, занятых отходами производства, уничтожение или снижение качества земель из-за пылевых заносов с отвалов и хвостохранилищ. В условиях существенного экологического риска и негативных последствий на окружающую среду разработка мероприятий по использованию отвалов горного производства (техногенных месторождений) приобретает особую актуальность.

Разработка техногенных месторождений обеспечивает освобождение земель от техногенных отходов с последующей их рекультивацией.

Использование техногенных месторождений — составная часть малоотходной технологии. При этом за счёт использования техногенного месторождения существующий уровень промышленного производства может быть обеспечен при уменьшении объёма добычи горной массы на 20—25 % (главным образом в результате производства из отходов стройматериалов), снижении общей себестоимости продукции на 10—15 %, оздоровлении экологической обстановки в районах горно-перерабатывающих предприятий.

Современное предпринимательство, ориентированное на максимальный выпуск профильной для них продукции, добиваются получения максимальных дивидендов, не считаясь с загрязнением и разрушением природной среды и социально-экономическими нуждами населения.

В промышленности строительных материалов комплексное использование недр позволит отрасли развиваться наиболее эффективно, с учётом экономико-экологических требований современных реалий.

Одной из серьёзных проблем в сфере нерудных строительных материалов является образование большого количества отсевов камнедробления. Так при производстве щебня из изверженных пород (граниты, габбро-диориты, базальты и др.) выход отсева дробления (фракция 0—5 мм или 0—10 мм) составляет в среднем 25 %, а из карбонатных пород 35 % [2].

Предприятия-поставщики отсева предлагают на рынке в Северо-Западном Федеральном округе преимущественно отсев фр. 0—5 мм нефракционированный, что определяет его дешевизну (на уровне 70—110 руб./т без НДС франко-склад производителя) и широкое применение в дорожном строительстве.

Структура производства продукции карьера «Кузнечное» Группы ЛСР приведено на рисунке 1.

Рисунок 1. Структура выпуска продукции карьера «Кузнечное» Группа ЛСР

Российские предприятия ориентированы на выпуск двух-трех фракций щебня и гравия и одной фракции песка. Однако некоторые отечественные и многие предприятия в развитых странах производят в несколько раз больше видов продукции.

При системной экономической оценке вторичных минеральных ресурсов необходимо проводить маркетинговую оценку, включающую оценку рынка. При оценке рынка необходимо учитывать специфику конкретной продукции и особенности региона, где она производится и реализуется.

Щебень, является одним из основных материалов, используемых при строительстве, реконструкции, ремонте и содержании автомобильных дорог.

Гранитный щебень, как наиболее твёрдый и прочный, пользуется наибольшим спросом. Месторождения изверженных горных пород, используемых для производства гранитного щебня, размещены на территории Российской Федерации неравномерно. Наибольшими запасами изверженных горных пород обладают Северо-Западный и Уральский регионы. Общий объём производства нерудных строительных материалов (щебень, щебеночно-гравийные смеси, гравий, песок) составляет около 140 млн. куб. м в год. В связи с развитием дорожного, жилищного и промышленного строительства с 2011 года на рынке нерудных строительных материалов можно наблюдать значительное наращивание показателей.

В Северо-Западном Федеральном округе производство щебня в 2012 году составило около 36 млн. куб. м. По сравнению с 2011 годом это 10 % увеличение, а в первой половине 2013 прирост составил 6 % относительно соответствующего периода прошлого года [4].

В Карелии и Ленинградской области расположены основные месторождения щебня в Северо-Западном Федеральном округе.

Таблица 1.

Основные производители щебня в Северо-Западном Федеральном округе

В связи с возросшим спросом на щебень, неизбежно увеличивается выход отсева дробления, который не реализуется и складируется в отвалы.

В сложившейся ситуации необходимо производить поиск рынков объекта отсевов дробления или продуктов их переработки.

Основные области применения гранитного отсева, песка и крошки:

1. Дорожные покрытия.

Конечными потребителями крошки и отсева являются преимущественно дорожные предприятия. Динамика спроса на гранитный отсев в регионах, в основном, определяется динамикой дорожного строительства и производства строительных материалов и изделий. Как следует из структуры потребления отсева по данным ж/д перевозок более 70 % мелкого заполнителя используется при производстве дорожных работ и асфальтобетонных смесей (АБС).

На долю восьми областей РФ суммарно приходится 18—20 % производства АБС или около 5,8 млн. т.

Основной объем производства АБС приходится на Московскую, Ленинградскую области и Краснодарский край, которые, следовательно, являются основными потребителями фракционированного отсева. Практически все регионы показывают положительную динамику производства АБС и, как следствие, увеличение потребления заполнителей вообще и гранитного отсева в частности.

Исходя из среднего расхода отсева фр. 0,16—2 мм на уровне 5—6 % и фр. 2—5 мм на уровне 2—4 % объем их потребления в АБС может составить около 320 и 170 тыс. т в год соответственно.

Значительный спрос на гранитную крошку фракции 2—5 мм в качестве антигололедного материала для обработки дорожных покрытий существует в сезон с октября по апрель. Во фракциях 2—5 мм заинтересованы, в основном, производители антигололедных смесей, компании, специализирующиеся на благоустройстве территорий и торгово-посреднические организации.

2. Кровельное производство.

Одним из перспективных секторов применения гранитных отсевов является кровельное производство. В связи с ростом жилищного строительства, а так же деревянного домостроения растет и спрос на кровельные материалы и, как следствие, на песок и крошку для их производства.

Гранитный фракционированный наполнитель может использоваться при производстве:

·     рубероида — рулонная экономичная мягкая кровля,

·     битумной черепицы — штучная мягкая кровля среднего ценового сегмента. В своей основе мягкая кровля имеет стеклохолст, пропитанный битумом и покрытый сверху минеральной или искусственной крошкой для защиты битума от ультрафиолета.

Именно эта крошка, раскрашенная в разнообразные цвета, придает мягкой кровле такой привлекательный вид.

·     цементно-песчаной черепицы типа Braas (высокий ценовой сегмент).

Состав сырьевой смеси при производстве цементно-песчаной черепицы включает цемент, пигмент и заполнитель (песок кварцевый), который может быть теоретически заменен гранитным песком и крошкой. Гранитная крошка будет придавать черепице блеск, что улучшит ее внешний вид. Кроме того, по мнению специалистов, изделия на основе цемента и дробленого промытого фракционированного гранитного песка превосходит по своим физико-механическим показателям изделия, изготовленные с использованием природного песка,

·     в последнее время на рынке появился новый продукт – композитная черепица премиум-класса, производимая на основе металлочерепицы с покрытием из каменной крошки (типа Gerard, MetroBond, Luxard). Основным достоинством композитной черепицы является красивый внешний вид, неотличимый от натуральной черепицы, при существенно более низком весе и длительном сроке эксплуатации (50—70 лет).

Видимый объем потребления гранитного отсева в кровельном производстве составляет более 240 тыс. т в год.

3. Производство железобетонных изделий (ЖБИ).

Как потенциальные потребители фракционированного гранитного отсева рассматривались также региональные предприятия по производству ЖБИ.

Гранитный отсев в настоящее время практически не применяется в бетонном производстве, однако, в случае соизмеримой цены и предварительной проверки качества может потенциально использоваться в качестве замены строительного песка.

В РФ функционирует более 640 предприятий по производству ЖБИ, из них около 200 предприятий — с объемом производства более 20 тыс. м3 в год. Гранитный отсев не является традиционным сырьем для производства бетона (традиционный — кварцевый строительный песок). Однако, по мнению специалистов, бетон на основе дробленого промытого фракционированного песка превосходит по своим физико-механическим показателям аналогичный бетон, изготовленный с использованием природного песка (его прочность выше до 40 %), а в условиях пропаривания происходит значительное ускорение твердения.

4. Вибропрессованные штучные изделия (тротуарная плитка, бордюры, искусственный камень и пр.).

Предприятия, производящие вибропрессованные штучные изделия являются потенциально перспективными покупателями отсева и крошки. Использование отсевов фр. 2—5 мм и фр. 0,16—2 мм возможно в качестве заполнителя при производстве тротуарной плитки, искусственного облицовочного камня, бордюрного камня, канальных лотков и пр.

Этот сегмент рынка активно развивается, растет количество производителей, как крупных предприятий, так и мелких кустарных, поскольку технология производства достаточно простая, требует доступных сырьевых материалов — цемента, заполнителя и пигмента, а производимая продукция не является ответственным конструкционным изделием и несет в основном декоративную функцию.

5. Производство сухих строительных смесей и наливных полов.

В сухих строительных смесях (ССС) гранитный песок, отсев и крошка могут использоваться в качестве минерального заполнителя (вместо песка) при производстве цементно-песчаных штукатурных фасадных смесей, наливных полов, затирок, плиточных клеев и пр. В качестве вяжущего элемента в производстве ССС используется преимущественно цемент, а также гипс, известь. Расход песка или минерального заполнителя составляет около 60—80 % в зависимости от назначения ССС.

В РФ функционирует около 250 предприятий по производству ССС. Объем производства ССС различного назначения и составов составляет в РФ более 5,2 млн. тонн (c учетом импорта) или 1,5 млрд. долл. в год. За последние годы темпы роста производства, по оценке Союза производителей сухих строительных смесей, составляют не менее 25 % в год. Исходя из этого, через 3 года объем российского рынка ССС может удвоиться, что может привести к росту спроса на гранитный отсев и крошку.

В процессе исследования на рынке нерудных строительных материалов был выявлен спрос на фракционированный отсев узких фракций: 0,16—2 мм и 2—5 мм. Данные фракции мало представлены производителями щебня, нацеленными на получение быстрой прибыли при реализации крупных фракций. Отсев 0—5 мм и 0—10 мм, выход которого при производстве щебня составляет около 20—25 %, не реализуется, накапливается в отвалах. Целесообразно осуществлять переработку данных отсевов горных пород можно проводить посредством разделения материала на фракции.

Для этих целей используются каскадно-гравитационные классификаторы, позволяющие получать 2—4 класса продуктов узких фракций в диапазоне крупности 0—5 (10) мм с производительностью от 1 до 60 т/ч [3].

Классифицирующие комплексы КГ основаны на принципе каскадно-гравитационной классификации материалов: разделение частиц в воздушном потоке по их крупности или плотности. Особенностью классифицирующих комплексов КГ является: отсутствие сит и механических агрегатов рассева. Процесс классификации обеспечивается исключительно воздушными потоками и конфигурацией камер классификации.

1. — питатель с бункером; 2. — классификатор КГ; 3. — группа циклонов; 4. — циклон аспирации; 5. — транспортный вентилятор; 6. — аспирационный вентилятор; 7. — шкаф / пульт управления

Рисунок 2. Технологическая схема классифицирующего комплекса КГ

Переработка отсева дробления при помощи классифицирующего комплекса КГ позволяет получать:

•  заполнители / щебни мелких классов 2—5 мм, используемые для верхнего слоя дорожного полотна;

•  строительные пески (1 класса) 0,16—2 мм;

•  минеральный наполнитель / муку 0—0,16 мм.

Фракционирование отсевов дробления позволяет реализовать принципы рационального природопользования месторождения полезного ископаемого, повысить рентабельность карьеров, снизить плату за аренду земель, занятых отвалами, и улучшить экологическое состояние окружающей среды. При сохранении заданного объёма производства и введении мероприятия по переработке отсевов можно добиться снижения цеховой себестоимости и повышения эффективности производства, при том же объёме переработанной горной массы, выпуск товарной продукции увеличивается. Это происходит за счёт классификации отсева (который ранее складировался в отвалах).

Список литературы:
1.    Буткевич Г.Р. Промышленность нерудных строительных материалов: достигнутое и перспективы. // Строит. материалы. 2003. № 11. С. 2—5.
2.    Григорьев А.В., Шалль Э.Э. Экологические аспекты развития // Горный журнал. — 1999. — № 9. — С. 68—70.
3.    Лазуткин А.В., Эйрих В.И., Жуков В.П. Использование отсевов дробления — важный фактор экономического роста предприятий нерудной промышленности // Строит. материалы. 2003. № 11. С. 6—7.
4.    Методические рекомендации по применению и обогащению отсевов дробления и разнопрочных каменных материалов для дорожного сторительства, Министерство транспортного строительства, Москва, 1987.
5.    Официальный сайт ООО «Новые технологии — инжиниринг» — www.ntds.ru.
6.    Информационное агентство - http://infoline.spb.ru/.