Шлам: понятие и виды¶
Шлам — название группы полужидких или жидких отходов, образующихся в промышленности, добыче полезных ископаемых, очистных сооружениях и других производствах. Термин происходит от немецкого Schlamm («грязь, ил») и применяется в широком значении — от горнодобывающего дела до водоочистки. Шлам содержит твёрдые частицы, взвешенные в воде или другой жидкой среде, и по консистенции занимает промежуточное положение между раствором и осадком.
¶Основные сферы применения термина
¶Горное дело и бурение
В горной промышленности шламом называют мелкодисперсную породу, образующуюся при дроблении, измельчении и обогащении руды. При бурении скважин шлам — это смесь бурового раствора с крошкой разбуриваемой породы, поднимаемая на поверхность. Буровой шлам содержит частицы различного размера и химический состав в зависимости от горных пород.
При добыче угля шлам образуется на обогатительных фабриках: отходы переработки угля в виде мелкой взвеси удаляются в шламоотстойники, где твёрдая фаза оседает под действием гравитации или хлопьеобразования.
¶Водоочистка
На очистных сооружениях коммунального хозяйства шлам — это осадок, образующийся при механической и биологической очистке сточных вод. Первичный шлам (осадок) формируется в отстойниках, вторичный — в аэротенках и после фильтров. Шлам сточных вод содержит органические и минеральные компоненты, патогенные микроорганизмы и подлежит обезвоживанию и утилизации.
¶Металлургия и химическая промышленность
В металлургии шламом называют отходы мокрой пылеочистки газов — влажные осадки, собираемые в скрубберах и циклонах. Шламовая пульпа также возникает при промывке руд и концентратов. В химической промышленности шлами образуются при фильтровании и сепарации различных суспензий.
¶Состав и свойства
Состав шлама определяется технологическим процессом, в котором он возникает. Основные характеристики:
- Концентрация твёрдой фазы — массовая доля твёрдых частиц в общей массе (обычно от 5 до 60 %);
- Дисперсность — размер частиц, часто микронного диапазона;
- Влажность — содержание связанной и свободной воды;
- Химический состав — минеральные и органические компоненты, возможное содержание тяжёлых металлов и других загрязнителей.
Шлам обладает низкой проницаемостью, долго не отстаивается и при высыхании образует пыль. Эти свойства определяют основные сложности его утилизации.
¶Обезвоживание и утилизация
Для снижения объёма и облегчения транспортировки шлам подвергают обезвоживанию. Основные методы:
| Метод | Принцип |
|---|---|
| Термическое сушение | Испарение воды при нагреве |
| Вакуум-фильтрация | Отсасывание воды через фильтрующую ткань |
| Центрифугирование | Разделение фаз под действием центробежной силы |
| Отстаивание | Осаждение твёрдой фазы в шламоотстойниках |
| Флокуляция | Склеивание частиц реагентами с последующим осаждением |
После обезвоживания шлам может захораниваться на специальных полигонах, использоваться в строительстве (например, шлам кирпичных и цементных производств), направляться на рекультивацию нарушенных земель или, если он содержит ценные компоненты, — на повторную переработку.
¶Экологические аспекты
Шлам относится к потенциально опасным отходам, особенно если содержит тяжёлые металлы, нефтепродукты или радиоактивные элементы. Неконтролируемое складирование шламовых полей приводит к загрязнению почв и подземных вод. В России деятельность по обращению с промышленными отходами, включая шламы, регулируется Федеральным законом «Об отходах производства и потребления» (№ 89-ФЗ от 24 июня 1998 года), который относит шламы к отходам I–V классов опасности в зависимости от состава.
Исторические примеры крупных шламовых аварий связаны с прорывами плотин хвостохранилищ, где скапливаются обезвоженные шламы обогащения. В России к числу таких событий относится авария на Саяно-Шушенской ГЭС в 2009 году, сопровождавшаяся разливом шлама, и разрушение дамбы хвостохранилища в Красноярском крае в 2019 году.
¶Шлам в бытовом языке
В разговорной речи слово «шлам» часто используется как синоним грязи, мутной жидкости или некачественного вещества. В этом значении оно вышло за пределы профессиональной терминологии и применяется к самым разным объектам — от мутной воды в аквариуме до низкокачественных материалов.
История термина в русском языке связана с промышленной лексикой XIX века, когда немецкие инженерные термины активно заимствовались для описания новых технологий. Слово «шлам» закрепилось в горном деле, металлургии и химической технологии, а позже распространилось и на другие отрасли.
Источники:
- Горная энциклопедия, т. 5
- Справочник по обогащению руд
- ГОСТ Р 56192-2014 «Отходы горнодобывающей и обогатительной промышленности. Термины и определения»
- Федеральный закон № 89-ФЗ «Об отходах производства и потребления»