Николай Дорошенко
Московский институт стали и сплавов

    Что использование вторичного сырья целесообразно, казалось бы, не подвергается сомнению. Но в российской металлургии основным сырьем для производства стали является железная руда, в то время как в США, Германии, Японии и других развитых странах используют преимущественно черный лом, руководствуясь соображениями и экономической выгоды, и экологической безопасности.
    Обратимся к исследованиям, проведенным НИПИвторчермет (Липецк), где сравниваются уровни выбросов в окружающую среду при выплавке стали из руды и металлолома. Для оценки экологического ущерба использован приведенный усредненный коэффициент пылегазовых выделений на 1 т металлолома. Исходное условие: механические способы его переработки составляют 56 %, ручные – 44 % (табл. 1). Коэффициент металлургической ценности лома равен 0,8, что означает замену 1 т жидкого чугуна 1,25 т металлолома.

    Экологическую оценку уровня выбросов при производстве стали из чугуна следует проводить, учитывая весь технологический процесс – добычу и обогащение руды, окускование концентрата, коксохимическое производство и выплавку чугуна (табл. 2).
    Сравнительная экологическая оценка производства чугуна и переработки металлолома (табл. 3) показывает, что приведенный усредненный коэффициент пылегазовых выделений на 1 т лома составляет 0,79 кг, на 1 т доменного чугуна – 27,3 кг, т.е. с учетом коэффициента металлургической ценности лома – в 28 раз выше.

    В начале 90-х годов институтом НИПИвторчермет выполнены экономические расчеты экологического ущерба при производстве чугуна (разработка рудных, угольных и газовых месторождений, переработка руды, угля, флюсов, транспортные перевозки, агломерационное, коксохимическое, вспомогательное производства и непосредственно выплавка чугуна) в сравнении с процессами сбора и переработки эквивалентного количества металлолома. Установлено, что общий экологический ущерб в денежном выражении при производстве 1 т чугуна составил 309 руб., при замене чугуна металлоломом – 11,05 руб. (в ценах 1990 г.). Учитывая существовавшее тогда реальное отношение рубля к доллару, уровень экологического ущерба составил соответственно около 170 и 6 долл. При расчетах оценивались затраты на ликвидацию нанесенного экологического ущерба, установку и эксплуатацию очистных сооружений. Получается, что при использовании чугуна окружающей среде наносится ущерб, в десятки раз больший, чем при использовании металлолома, а затраты на нейтрализацию – почти в 30 раз выше.
    В этом смысле показательны тенденции, складывающиеся в мировой практике. Например, США, имеющие огромные запасы природных ресурсов, в последние десятилетия резко снизили их добычу и переработку, расширив использование собственных вторичных металлов. При этом решаются и проблемы ресурсосбережения, и экологии.
    В российской металлургии с 1990 года потребление металлолома снижается – по мере вытеснения использующих его сталеплавильных производств (табл. 4). В структуре выплавки стали основную часть (55 %) составляет конвертерное производство, имеющее в шихте наименьшее количество лома. Продолжается сокращение мартеновского производства. Результат: доля лома в выплавке стали сократилась с 46 до 40 %. Вместе с тем расход чугуна на 1 т стали за 1992 – 1997 годы вырос с 596 до 731 кг/т.

    Может, чугун используется в металлургии из-за недостатка металлолома? Это не так. Ржавеющие останки автомобилей, сельскохозяйственной техники, изношенное промышленное оборудование лежат кругом, хотя их несложно вовлечь в хозяйственный оборот.
    Металлический фонд страны составляет сегодня около 1,45 млрд. т – это суммарное количество металла, накопленного в зданиях, сооружениях и металлоизделиях. Причем сюда не включены выбывшие основные фонды. В процессе амортизации в лом может перейти до 50 % нынешнего металлофонда.
    За 1985 – 1995 годы суммарный объем сбора лома упал в 2,5 раза, хотя выбытие металла в основных средствах не только не уменьшилось, а напротив, увеличилось (рис. 1). Исходя из средних сроков выбытия основных фондов, нетрудно установить, что сейчас в лом переходит металл, который страна потребляла в конце 70-х – начале 80-х годов. Суммарный сбор лома черных металлов может составить более 27 млн. т. Сейчас же собирается примерно 15 млн. т в год. Уже в течение нескольких лет годовой недосбор – около 12 млн. т.

    Металлические изделия и конструкции подвергаются коррозии – атмосферной, почвенной, газовой, контактной, от трения и др. Разрушение может произойти при образовании окалины в результате нагрева, под давлением, под действием агрессивной среды или блуждающих токов. Иными словами, несобранный вовремя лом потерян навсегда.
    На основе данных ЦНИИчермет, полученных при исследовании образцов массовой стали обыкновенного качества в различных условиях пребывания, безвозвратные потери определяются в среднем 0,6 % в год. Таким образом, абсолютный размер потерь металлофонда составлял в 1999 году около 8,7 млн. т. Этот показатель составляет 62 % от объема заготовки в 1998 году в России лома черных металлов (14 млн. т).
    Количество оксидов черных металлов (ржавчины), которое ежегодно попадает в окружающую среду, в два раза больше общего показателя выбросов в атмосферу и водоемы по черной металлургии (4,06 млн. т в год) и составляет около 10 % общего количества выбросов всех отраслей народного хозяйства (89, 74 млн. т в год).
    При разрушении металлообъектов под действием коррозии вместе с мелкофракционной окалиной в атмосферу, почву, воду попадают содержащиеся в ломе пыль, органические соединения, остатки горюче-смазочных веществ, другие отходы, которые наносят значительный вред природе. Проведенные за рубежом исследования позволили установить, что с превышением в почве и сточных водах допустимого уровня загрязнений происходят необратимые процессы, после которых невозможно использование земли и очистка воды. В связи с этим в странах Западной Европы перед началом строительства промышленных предприятий, в частности, тех, где предполагается скопление металлообъектов, снимается верхний слой почвы и укладывается несколько слоев пленки для защиты от проникновения окалины и других вредных веществ. После окончания эксплуатации предприятия оборудование и металлоконструкции вывозятся, загрязненный поверхностный слой утилизируется, территория покрывается новым слоем почвы, пригодной для использования. Таким образом, природный экологический баланс сохраняется.

    Выбросы в водоемы еще более опасны. Ржавчина и содержащиеся в металлоломе вредные вещества увеличивают минерализацию воды, токсичность, меняют соотношение растворенных и взвешенных фракций. В стоячей воде и при медленном течении взвешенные частицы оседают на дне, образуя техногенные отложения, в которых концентрируется широкий комплекс опасных элементов, содержание которых может превышать норму в десятки и сотни раз.
    Совместно с институтом НИИсинтезбелок (Москва) проведены замеры уровня загрязнения водных источников в различных районах страны (Ленинградская область, Урал, Липецк, Москва). Пробы были взяты в местах скопления металлолома, их анализ проводился в лаборатории санитарно-эпидемиологической станции Кировского района Санкт-Петербурга, в институте НИИсинтезбелок и базовой лаборатории ТПО ЖКХ Липецкой области. Оценка велась по органолептическим свойствам, уровню рН и содержанию в воде нефтепродуктов, взвешенных веществ, солей тяжелых металлов и железа по стандартным методикам. Усредненные результаты анализов загрязнения водной среды показывают, что реальное содержание вредных веществ превышает предельно допустимое в десятки и сотни раз (табл. 5). Например, в местах скопления металлолома соли железа иногда достигали 220 мг/л при допустимом содержании 10 мг/л. Значительное превышение наблюдается по нефтепродуктам, которые входят в десятку наиболее опасных загрязнителей окружающей среды.
    Наибольший ущерб природе наносят именно несобранные груды металлолома – эдакие мины замедленного действия, которые рано или поздно сработают.