Оценка экологической безопасности промышленного применения технологии литья под давлением алюминиевых сплавов с использованием кислородосодержащих композиций

ЭКОЛОГИЯ И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

УДК 621.74.043.2 Моисеев Д.О., Леушин И.О.

ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРИМЕНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ЛИТЬЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КИСЛОРОДОСОДЕРЖАЩИХ КОМПОЗИЦИЙ

Аннотация. Рассмотрены токсическое воздействие смазок при попадании на тело, вдыхании тумана, факторы, влияющие на увеличение токсичности смазок, пути снижения вредного воздействия их на организм человека. Ключевые слова: пресс-форма, смазка, туман, токсичность, загрязнения атмосферы.

В литье под давлением обычно в качестве разделительной смазки используется водная эмульсия (например, ТЯЕМЫЕХ W 9000/16). Данные разделительные смазки разбавляются водой в отношении 1:80 -1:100. Смазывание пресс-форм производится либо вручную, с использованием специального распылителя, либо при помощи автоматического смазчика (см. рисунок). При контакте с поверхностью пресс-формы часть смазки вместе с испарившейся водой попадает в атмосферу цеха. Это особенно проявляется при литье средних и больших отливок (1-2 кг и более 2 кг соответственно).

Смазывание пресс-формы автоматическим смазчиком

В состав смазок для литья под давлением входят минеральные масла и эмульгаторы. Токсическое действие смазок может проявиться главным образом при чистом попадании масла на открытые участки тела, при длительной работе в одежде, пропитанной маслом, а также при вдыхании тумана. Токсичность смазок усиливается с повышением температуры кипения масляных фракций, с повышением их кислотности и увеличением в их составе количества ароматических углеводородов, смол и сернистых соединении. Смазки в виде аэрозолей (ПДК для масляного аэрозоля - 5 мг/м3) могут оказывать резорбтивное действие, попадая в организм через органы дыхания, а также поражать последние. При этом наибольшую потенциальную опасность представляют смазки, содержащие в своем составе летучие углеводороды (бензин, бензол

и др.) или сернистые соединения. Длительный контакт с парами смазок и может способствовать заболеванию раком легких и бронхов.

Для эффективного удаления аэрозолей смазок из атмосферы цеха на современных машинах предусмотрена вытяжная вентиляция, которая расположена над литейной машиной и может перемещаться по специальным рельсам, позволяя устанавливать и снимать пресс-формы. Данная вытяжная вентиляция предусмотрена как дополнительная опция при продаже, и ввиду сложившейся традиции на предприятиях нашей страны на этом экономят (стоимость такой вентиляции составляет 10-15% от стоимости литейной машины).

Для снижения аэрозольного загрязнения атмосферы цеха авторами предлагается использовать кислородный процесс. Суть процесса заключается в «продувке» камеры прессования и рабочей полости формы кислородосодержащей пеной . Источником кислородосодержащей пены в данном способе служит пероксид водорода. Разложение пергидроля происходит в специальной реакционной емкости при помощи катализатора - оксида марганца. Из реакционной емкости по гибкому шлангу пена, в состав которой входят ПАВ, СОЖ и вода с кислородом, попадает в полость формы. Пена при контакте с горячей поверхностью пресс-формы лопается, охлаждая и смазывая формообразующие, в результате чего в полость формы выделяется кислород, который, вследствие большей молекулярной массы, выдавливает воздух из нее.

Для обеспечения стабильности и эффективности процесса количество минерального масла (СОЖ) существенно снижено по сравнению с обычным процессом смазывания. Это создает благоприятные условия труда на рабочем месте заливщика, уменьшает аэрозольное загрязнение атмосферы цеха, не прибегая к дорогостоящим решениям производителей литейных машин.

* Моисеев Д.О., Леушин И.О. Развитие «кислородного» процесса литья под давлением алюминиевых сплавов // Теория и технология металлургического производства: сб. науч. тр. / МГТУ им. Г.И. Носова. Магнитогорск, 2011. Вып. 11. С. 123-127.

№1 (14). 2014

73

Раздел 6

Сведения об авторах

Леушин Игорь Олегович - д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой «Литейно-металлургические процессы и сплавы» ФГБОУ ВПО «Нижегородский государственный технический университет им.Р.Е.Алексеева». Тел.: (831) 436-63-88, 43643-95. E-mail: fmvt@nntu.nnov.ru; lmps@nntu.nnov.ru.

Моисеев Дмитрий Олегович - аспирант кафедры «Литейно-металлургические процессы и сплавы» ФГБОУ ВПО

«Нижегородский государственный технический университет им.Р.Е.Алексеева». E-mail: mdmitry.bel@gmail.com.

♦ ♦ ♦

УДК 622.002.8 Свиридова Т.В.

ПРИМЕНЕНИЕ ГЕОМЕМБРАН ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ХРАНИЛИЩ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ

Аннотация. Рассмотрены и проанализированы достоинства и недостатки традиционных и современных геосинтетических противофильтрационных экранов, используемых при размещении промышленных отходов в выработанном карьерном пространстве. Предложены мероприятия технического и технологического характера по обеспечению требуемой устойчивости откосов.

Ключевые слова: промышленные отходы, геомембрана, противофильтрационный экран, устойчивость, бентонитовые маты, изоляция дна, технические и технологические мероприятия по обеспечению устойчивости.

В настоящее время деятельность горнодобывающих предприятий представляет весьма ощутимую экологическую угрозу. Основной проблемой являются объемы нарушения экосистемы при разработке месторождений.

Основной источник разрушения - формирование техногенных образований в виде отвалов пустых пород, доменных шлаков и шламохранилищ. Вопросы размещения отходов геотехнологических и металлургических процессов являются весьма актуальными для регионов с развитой тяжелой промышленностью.

Существующие технологии и применение современных материалов дают возможность оптимизировать процессы хранения отходов промышленности.

Для предотвращения проникновения загрязняющих веществ в окружающую среду при размещении отходов высокого класса опасности необходимо создавать изоляционные экраны.

Изоляция дна и откосов емкостей для размещения отходов должна отвечать следующим требованиям: иметь определенный коэффициент фильтрации на протяжении всего периода эксплуатации, обладать термической и химической инертностью, механической прочностью и структурной однородностью.

Основными традиционными материалами для их сооружения являются глина и суглинки, которые присутствуют в достаточном количестве при разработке месторождения.

Однако такие противофильтрационные экраны имеют существенные недостатки:

• отсутствие инструментальных методов контроля герметичности экрана;

• выс окий р иск растрескивания экрана;

• ос лаб ление изоляционных свойств;

• трудо емкая технология устройства;

• не гативное в лияние на природу.

Одними из самых перспективных материалов для изоляции агрессивного содержимого являются геосинтетики. Технология их применения в мире насчитывает полвека, в России - чуть более 15 лет. Полимерные противофильтрационные экраны - современное решение при создании полигонов промышленных отходов, хвостохранилищ и шламонакопите-лей, гидротехнических сооружений промышленных комплексов (рис.1).

Полимерные мембраны, бентонитовые глинома-ты, природные минеральные материалы являются главными составными элементами современных геосинтетических экранов.

Противофильтрационный экран включает подстилающий слой грунта, собственно противофильтра-ционный элемент и защитный грунтовый слой.

Противофильтрационный элемент экрана выполняется из одного слоя геомембраны или из двух слоев с разделительным дренажным слоем, а также из геомембраны в сочетании с природной глиной или бентонитовыми матами.

Геомембраны и бентонитовые маты являются практически водонепроницаемыми материалами. Геотекстиль выполняет защитные и разделительные функции [1].

74

Теория и технология металлургического производства