Рециклинг на предприятиях: как извлечь максимум пользы из вторсырья. Кейс НЛМК

Обзоры, интервью, свежие новости и изменения в законодательстве — оперативно в нашем Telegram-канале. О самых важных событиях — в нашей группе ВКонтакте.

Слово «завод» у многих ассоциируется с грязным производством, цветным дымом из труб, сливом промышленных стоков в реки. Такие образы действительно были актуальны для промышленности, однако около 30-40 лет назад. В ХХ веке забота об экологии волновала предприятия не в первую очередь — главным был план по выпуску продукции.

В последние десятилетия бизнес трансформируется — и промышленность не исключение, — потому что начинает понимать, что любая деятельность влияет на окружающую среду, в которой сейчас живем мы и будут жить после нас наши внуки. К тому же многие экологические проекты становятся экономически выгодными, например, в области рециклинга — так называется возвращение вторичных материалов в производственный цикл или их переработка для других нужд.

Рециклинг позволяет снизить воздействие предприятия на окружающую среду за счет создания полностью замкнутого цикла. При этом многие идеи, инструменты и технологии, которые внедряют производственные площадки, могут быть интересны не только промышленным компаниям, но и другим участникам рынка.

Сегодня хороший показатель эффективности рециклинга — использование вторичных ресурсов на 90 % и выше. И уже в ближайшем будущем станет возможным довести эту цифру до 100 %. Однако, в подсчетах есть небольшая хитрость, которой пользуются некоторые производители: они считают все проданное на сторону вторсырье переработанным. Иными словами, компания, продавшая 99 тонн вторичных материальных ресурсов из 100 образовавшихся, может заявить об эффективности рециклинга на 99 %. Тем не менее, на деле это не так.

Стратегии рециклинга, которые начинают появляться в российских металлургических компаниях, сегодня реализуются по трем основным направлениям:

1. твердые материалы;
2. вода;
3. газы.

Поговорим более подробно о каждом из них.

Рециклинг твердых материалов: пыль, шламы, краска

Добывать полезное сырье на металлургическом производстве можно из самых разных, даже удивительных на первый взгляд, видов вторсырья, например:

• шлаки от выплавки чугуна и стали;
• окалина, образующаяся от контакта раскаленного железа с кислородом;
• керамический лом;
• шламы (смесь воды и пыли).

Но вторсырье образуется не только на производстве: еще есть картон от упаковок, кирпичи, краски, шины и многое другое. В силу масштабов предприятий такого вторсырья образуется много, и его тоже нужно перерабатывать.

Пыль

Компании перерабатывают не только использованные материалы — кирпич, железобетон, деревянный поддон, — но и пыль. При этом алгоритм аналогичен тому, как если бы после того, как пропылесосили в квартире, пыль из мешка не выкинули в урну, а сделали из нее топливо. Именно так поступают металлурги.

Один из сравнительно новых проектов рециклинга, используемых в российской металлургии, — фабрика брикетирования, установленная на производстве НЛМК. На ней из пыли от обработки угля, выплавки чугуна и стали производят брикеты, которые содержат железо и углерод. Такие брикеты можно повторно применять для плавки металла.

Для понимания масштаба обратимся к цифрам: фабрика брикетирования позволяет повторно вернуть в производство 250 тысяч тонн вторсырья ежегодно. Благодаря более эффективному использованию сырья снижается расход:

• первородного железа — примерно на 9%,
• кокса (произведенного из ископаемого угля) — на 3%.

Все это позволяет снизить себестоимость конечного продукта — чугуна — примерно на 2%.

Существует еще один интересный проект: из пыли газоочистки электросталеплавильного производства получают окатыши с содержанием железа и цинка. Предприятие отвечает за окомкование этой пыли, которая впоследствии реализуется профильным организациям, извлекающим из окатышей цинк и железо для последующей продажи.

Шламы и шлаки

Шламы и шлаки образуются в процессе выплавки и активно используются в дорожном строительстве:

• в покрытиях;
• в основаниях;
• в дополнительных слоях оснований;
• в других конструктивных слоях дорожной одежды.

Стоит отметить, что такие дорожные покрытия обладают высокими эксплуатационными характеристиками, почему и использовались при строительстве ряда дорог федерального значения, например, ЦКАД-3 и ЦКАД-4, Воронежского участка трассы М4 «Дон» и других.

Краска

Проекты рециклинга касаются и остатков красок, используемых на производстве: в результате особого технологического процесса из красок выпаривается растворитель, который можно применять как новый. В масштабах металлургического производства это небольшие объемы, тем не менее, они вносят свой вклад в реализацию стратегии рециклинга, поэтому используются предприятиями по всей стране.

Замкнутые системы водооборота

В технологических процессах в промышленности также задействованы водные ресурсы. Охлаждение оборудования, очистка воздуха от пыли — лишь малая часть вариантов использования воды в металлургии. Главный современный экологический тренд здесь — применение замкнутых систем водооборота. Они позволяют очищать воду после технологического процесса и повторно использовать на предприятии вместо того, чтобы сбрасывать в водоемы. Осадок, который образуется после отстаивания воды, возвращается в технологический процесс и применяется для производства сырья для доменных печей — из него также можно делать брикеты, как указано выше. Все это позволяет снизить стоки до нуля.

Для очистки воды используются самые разнообразные технологические процессы — от отстаивания до фильтрации и хлорирования. К примеру, на коксохимическом производстве для очистки используют специальные бактерии, которые уничтожают вредные вещества.

Так, многократно используя воду в своих внутренних циклах, предприятия не только экономят ресурсы, но и значительно сокращают потребление свежей воды. В год через водооборотные циклы НЛМК проходит порядка 3 млрд м3 воды — примерно пять Суэцких каналов. Замкнутые системы водооборота позволяют сохранять воду в природной среде.

Очистка и повторное использование воздуха

Еще один важный элемент в сложной системе рециклинга в промышленности — очистка газа, образующегося в результате технологических процессов. Для этого используются специальные установки с разной степенью эффективности и разными технологиями. Побочным продуктом (продуктом улавливания) является металлургическая пыль, различающаяся как по фракциям, так и по химическому составу.

Улавливание пыли происходит в аппаратах четырех основных типов.

1. Во-первых, это традиционные устройства улавливания типа «циклон». Их можно сравнить с безмешковым пылесосом, где пыль на основе завихрения оседает в очистном аппарате.
2. Второй тип относится к мокрой очистке. Здесь параллельно с завихрением происходит воздействие воды (как пылесос с функцией влажной уборки). Оба эти типа установок разработаны еще советскими институтами и широко внедрялись примерно до 80-х годов прошлого века.
3. Третий, более современный тип установок — электростатические фильтры. Они получили наибольшее распространение в период с 1980 по 2010 годы. Под действием электромагнитного поля частица, летящая в потоке, заряжается, меняет траекторию и оседает на металлических конструкциях в аппарате. Затем ударным методом пыль сбрасывается и собирается в специальных накопительных бункерах, откуда отправляется на переработку для повторного использования.
4. Наконец, самый современный тип установки — рукавный фильтр, который на бытовом уровне можно сравнить с мешковым пылесосом. Сейчас это наиболее эффективные аппараты, позволяющие добиваться степени остаточной запыленности на уровне наилучших доступных технологий — менее 5 мг на кубометр. Это уже в несколько раз чище, чем дает бытовой пылесос.

Металлургические предприятия повторно используют и попутные газы. Они образуются во время производства кокса, чугуна и стали и могут служить топливом для выработки электроэнергии. Например, НЛМК в результате выработки собственной электроэнергии закрывает более 95% своих потребностей.

Эффективное обращение с бытовым мусором на предприятии

Некоторые проекты не касаются непосредственно металлургического производства (руды, шламов, пыли и так далее), а относятся к обычному вторсырью, поэтому могут быть взяты на вооружение производственными предприятиями из самых разных отраслей и компаниями, не относящимися к промышленности. Например, в процессе деятельности часто остаются картон, бумага, пластик и так далее — это небольшие объемы, которые партиями по 100-200 кг не интересны потенциальному покупателю. Сегодня предприятия уже разрабатывают идеи проектов по созданию на производственной площадке единых хабов, где будет накапливаться, прессоваться и сортироваться мусор, который впоследствии можно реализовать на переработку.

Еще один пример переработки отходов потребления — проект по рециклингу шин грузовиков. Перерабатывать шины можно несколькими способами:

1. Использование дорогих установок, которые превращают шины в резиновую крошку. Этот материал затем применяется при строительстве детских площадок, тротуарной плитки, трамвайных путей.
2. Другой вариант переработки — специальные гильотины и ножницы для резки использованных шин на полуфабрикат.

Сегодня усиливается кооперация разных компаний с точки зрения защиты окружающей среды и ведутся переговоры о реализации совместных проектов. Так, сейчас В НЛМК переработка шин обсуждается с разными производственными площадками, расположенными поблизости. Ожидается, что этот проект будет реализован совместно и его рентабельность будет повышена.

Еще одна простая, но эффективная технология — использование предиктивной аналитики образования ТБО. Такие системы представляют собой специальные датчики в контейнерах, которые дают информацию о степени заполненности контейнеров с твердыми бытовыми отходами, о периодичности заполнения, а также позволяют автоматически, исходя из этих данных, отправить заявку на реализацию отходов. В ближайшее время к этому добавятся формирование наиболее эффективных маршрутов и планирование затрат на обращение с отходами — вся технологическая база для этого уже разработана.

Перспективы проектов в области рециклинга

Экологические проекты перестали быть исключительно имиджевыми — многие имеют под собой реальные экономические преимущества. Ряд инициатив крупные промышленные компании реализуют в партнерстве с конкурентами — это благоприятно сказывается на рентабельности проектов для обеих сторон. Компании готовы делиться опытом, идеями и технологиями — сегодня проводится все больше конференций и круглых столов, где представители бизнеса обмениваются опытом и договариваются о совместных проектах.

Важный вопрос сегодня — хватает ли российской экспертизы и технологий для реализации передовых проектов рециклинга. В целом проблема не стоит остро: есть много интересных отечественных разработок, продуктов и оборудования. А там, где не хватает локальной экспертизы, можно обратить свой взгляд на Восток: сегодня в Китае и других азиатских странах принципы ESG выходят на первый план, и в ближайшие годы будут появляться новые решения и технологии в области рециклинга, которые помогут компаниям по всему миру стать эффективнее и экологичнее.