Интересный парадокс – то, что для металлургии считается отходами, для города является полезным материалом. В Кривом Роге в течение многих лет накапливались шлаки, а вместе с ними – и отвалы. Более 97 миллионов тонн металлургических шлаков оставалось под открытым небом на территории более 330 гектаров. Пока не появилась альтернатива, существенно упростившая решение этой проблемы. Первыми проверили теорию на практике специалисты предприятия «АрселорМиттал Кривой Рог». Далее на kryvyi-rih.name.
Шлакоперерабатывающий цех: как шлак стал материалом?
На предприятии «АрселорМиттал Кривой Рог» шлак попадает в шлакоперерабатывающий цех, где его обрабатывают и распределяют по дальнейшему назначению.
Доменный шлак используют по-разному:
- гранулированный – становится добавкой для производства цемента;
- сталеплавильный – является сырьем для других строительных материалов;
- отвальный – полезен в дорожном строительстве.
В 2021 году 225 000 тонн шлака в «АрселорМиттал Кривой Рог» использовали для капитального обновления украинских дорог в рамках проекта «Большая стройка». Но есть нюансы. Возможности работы зависят от работы домен, при уменьшении нагрузки на доменное производство работники используют паузы для ремонта оборудования. В частности, обслуживают установку по производству гранулированного шлака.
Опытный участок: как шлак проверили в бетоне?
В металлургии шлак – побочный продукт производства. Но для дороги важно другое: может ли этот материал выдержать нагрузку от транспорта? На «АрселорМиттал Кривой Рог» это проверили не только расчетами на бумаге, но и на практике. В сентябре 2018 года на территории предприятия создали экспериментальный участок бетонной дороги, чтобы сравнить бетон с примесью металлургического шлака с обычным бетоном.
Конструкцию создали по принципу «слоеного пирога»:
- крупная фракция доменного шлака;
- поверх – мелкая;
- трамбовка;
- фиксация гидроизоляционной пленки;
- установка армокаркаса из арматуры.
Участок разделили на 3 зоны, и в каждой заложили свой состав бетона. Это дало возможность на практике проверить, какие смеси лучше держат нагрузку.
О том, как шлак выдержал испытания
В апреле 2019 года экспериментальный участок протестировала лаборатория «ХайдельбергБетон Украина». Специалисты работали по государственному стандарту для определения прочности бетона неразрушающими методами. И здесь шлак прошел свой главный тест: бетон с металлургическим сырьем по прочности не уступил обычному.
Этого результата хватило, чтобы определить, где еще можно использовать шлак. По данным предприятия «АрселорМиттал Кривой Рог», экспериментальный участок после 3 лет эксплуатации оставался «как новенький».
Тогдашний заместитель директора департамента инвестиций и инжиниринга «АрселорМиттал Кривой Рог» Андрей Бабенко предусмотрел несколько вариантов использования шлака:
- сталеплавильный – для повышения плодородия почв;
- доменный – вместо щебня в железнодорожном балласте;
- доменный – для автомобильных и технологических дорог;
- шлаковое сырье – для производства блоков и габионов.
Эксперимент подтвердил: криворожский шлак можно использовать по-разному. А уже где именно он принесет наибольшую пользу, определяли местные специалисты.
50 миллионов тонн шлака: как отвалы превратили в материал для дорог?
В августе 2020 года «АрселорМиттал Кривой Рог» передал 50 миллионов тонн металлургических шлаков государственному предприятию «Новые технологии дорожного строительства». Перед использованием на дорогах его должны были переработать в шлаковый щебень и песок.
В 2020 году Укравтодор использовал более 100 000 кубометров шлака на ремонтах дорог четырех областей:
- Харьковской;
- Донецкой;
- Днепропетровской;
- Запорожской.
Но шлак используют не только как основу дороги. После переработки он становится еще и заполнителем для дорожного бетона и асфальта. Материал соответствует государственным стандартам Украины, поэтому его можно вводить в различные слои дорожной конструкции. По мнению криворожских специалистов, новый подход решает сразу несколько проблем: количество отходов в отвалах снижается и меньше нужно покупать природного камня для дорог.
Шлак против гранита: почему это выгодно?
Дорога из металлургического шлака обходится в 2,5–3 раза дешевле, чем сформированная на гранитном щебне. Для Кривбасса это особенно важно, ведь рядом с дорогами уже есть огромные объемы промышленного материала, который можно перерабатывать и использовать вместо части природного сырья.
Есть и другое преимущество – срок использования. Цементобетонные дороги могут служить 20–30 лет, тогда как асфальтовое покрытие требует ремонта уже через 4–7 лет. При высокой температуре асфальт размягчается, а тяжелый транспорт постепенно его разрушает. Бетон – наоборот, со временем только крепнет. Поэтому разница для дорожного строительства получается не только в цене материала, но и в том, как долго дорога не будет нуждаться в ремонте.
Европа – первенство в использовании шлака
Практика использования металлургических шлаков в дорожном строительстве далеко не нова. Стоит вспомнить, что еще во времена Римской империи – более 2 000 лет назад – шлак от первобытных железоделательных горнов забирали для возведения дорог. В современную индустриальную эпоху эта практика вернулась только в начале XIX века. Первые дороги со шлаком появились в Англии в 1813 году. Далее технология быстро распространилась на другие европейские страны.
В Украине массовое использование шлака для дорог началось значительно позже – в 1960–1970-х годах. С 1961 по 1971 год в дорожном строительстве применили более 17 миллионов кубометров доменных шлаков и более 5 миллионов кубометров – сталеплавильных. В 1970–1980-х годах шлаковый щебень, песок и смеси широко использовали как заполнитель в асфальтобетонах. Тогда активно работали комбинаты Мариуполя – «Азовсталь» и имени Ильича. После 1991 года объемы резко уменьшились. Новый импульс появился лишь в конце 2010-х – начале 2020-х годов.
Как отходы превращаются в прочную дорогу?
В 2020-х годах в Европе в дорожном строительстве используют до 46 % сталеплавильного шлака, а еще 44 % гранулированного доменного шлака направляют в цементную промышленность. В США около 60 % автодорог являются бетонными, в Европе – почти 40 %, тогда как в Украине таких – менее 1 %. Но все больше интересуются технологиями, которые дают возможность упростить строительство.
Речь идет о том, что «сухой» бетон можно укладывать как асфальт, но готовое покрытие сохраняет свойства бетона. Для его производства используют отходы горно-металлургических предприятий и местные вяжущие смеси на основе гранулированного доменного шлака. Такой материал считается лучшим для бетонных дорог.
Как в Кривом Роге используют промышленные отходы?
В 2025 году в промышленном центре Украины использовали для ремонта дорог почти 9 миллионов тонн промышленных отходов: из них делали щебень, строили технологические дороги, засыпали старые карьеры и зоны обрушения шахт.
Переработка на каждом предприятии – своя:
- «АрселорМиттал Кривой Рог» использовал вторично более 258 000 тонн шламов из аглодоменного и сталеплавильного производств;
- «Кривой Рог Цемент» заменил природное сырье золошлаковыми материалами;
- Ингулецкий ГОК реализовал более 26 000 тонн тальковых сланцев, которые ранее накапливались в отвалах;
- Южный ГОК начал сгущать пульпу, чтобы в хвостохранилища попадало меньше воды и отходов.
В Кривом Роге все промышленные отходы используют по-разному: часть возвращают в производство, часть – продают, еще какую-то партию перебрасывают на уменьшение количества отходов в хвостохранилищах.
Что мешает масштабировать переработку шлаков?
Шлак – не готовый щебень, который можно сразу везти на стройку. Сначала его нужно отделить, переработать, рассортировать по фракциям и проверить, где именно его можно использовать. Для больших объемов нужны соответствующие мощности, а материалу – конкретный покупатель и место применения.
В Кривом Роге уже есть такой опыт: шлак перерабатывают для дорожных работ, используют в бетоне, а другие промышленные отходы возвращают в производство. Поэтому главный вопрос для города – как сделать так, чтобы больше шлака не попадало в отвалы, а превращалось в готовый материал для строительства. И его продолжают решать.
Источники:
- https://krivbass.city/news/view/u-krivomu-rozi-peretvoryuyut-vidhodi-na-resurs-shho-zrobili-u-2025-rotsi
- https://biz.nv.ua/ukr/experts/v-ukraine-poyavyatsya-dorogi-iz-othodov-50050817.html
- https://krivbass.city/news/view/deshevo-no-serdito-v-krivom-roge-promyshlennoe-predpriyatie-predlagaet-stroit-dorogi-iz-shlaka
- https://krivbass.city/news/view/arselormittal-krivij-rig-peredav-50-mln-tonn-metalurgijnih-shlakiv-dlya-budivnitstva-ukrainskih-dorig
- https://metalurg.online/novyny/shlakopererobnomu-tsekhu-vypovnylosia-60-rokiv
- https://ndu.kr.ua/580-teoriya-bez-praktiki-mertva-a-praktika-bez-teoriji-bezplidna-moe-bachennya-ekologiji-krivogo-rogu
- https://ecoj.dea.kiev.ua/archives/2020/4/4_2020.pdf