ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого», Санкт-Петербург, Россия:
И. В. Буторина, докт. техн. наук, профессор, эл. почта: butorina_irina@mail.ru

ФГБОУ ВО «Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им. Д. Ф. Устинова», Санкт-Петербург, Россия:
М. В. Буторина, доцент, эл. почта: butorina_mv@voenmeh.ru

Дана краткая характеристика бытовых отходов и обзор способов их утилизации в металлургических печах, исследованных или реализованных на отечественных предприятиях и за рубежом. Показано, что при современном уровне техники бытовые отходы могут быть разделены на горючие и негорючие. Горючая составляющая бытовых отходов, представленная бумагой, пластиком, древесиной, текстилем, резиной и пищевыми отходами, в настоящее время составляет 60 % всего мусора. Эти материалы можно использовать в качестве твердого топлива, так как их совокупная теплотворная способность составляет 20 МДж/кг, что сопоставимо с теплотворной способностью низкосортных углей. При сжигании горючей составляющей бытовых отходов образуются токсичные газы, шлак и стоки, которые следует подвергать обезвреживанию. Термическое обезвреживание бытовых отходов в металлургических печах, отличающихся высокой температурой, не сопровождается выбросами стойких органических соединений, но все остальные токсины — пыль, тяжелые металлы, кислотные оксиды — присутствуют в этих выбросах. Показано, что к настоящему времени достигнуты успехи в утилизации в металлургических печах различных компонентов бытовых отходов: металлолома и отдельных элементов горючей составляющей. Наибольшее число разработок касается использования в металлургических агрегатах отработанного пластика, который широко применяют в ЕС в качестве заменителя пылеугольного топлива, вдуваемого в доменную печь. Пластиковые отходы используют также в качестве углеродного топлива при производстве кокса и при брикетировании металлургических железосодержащих отходов. Отработанные резинотехнические изделия можно добавлять в конвертерную плавку в качестве заменителя угля. Печи Ванюкова с жидкой ванной и их модифицированные конструкции способны утилизировать только часть отсортированного мусора. Возможности металлургических печей по утилизации мусора невелики, в них может быть термически обезврежено не более 15 % всех горючих бытовых отходов при условии государственного стимулирования металлургических предприятий к деятельности подобного рода.

1. ИТС 9–2015. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям. Обезвреживание отходов термическим способом (сжигание отходов). — М. : Бюро НДТ, 2015. — Введ. 01.07.2016.
2. Буторина И. В., Буторина М. В. Обзор технологий утилизации отходов горно-металлургической отрасли // Черные металлы. 2018. № 12. С. 44–49.
3. Состав, свойства и объем твердых бытовых отходов. Экологический портал [Электронный ресурс]. URL: http://portaleco.ru/ekologija-goroda/sostav-svojstva-i-obem-tverdyh-bytovyh-othodov.html (дата обращения: 30.09.2019).
4. Директива EC от 4 декабря 2000 г. № 2000176 EC. — Брюссель, 2000.
5. Лисин В. С., Юсфин Ю. С. Ресурсо-экологические проблемы XXI века и металлургия. — М. : Высшая школа, 1998. — 447 с.
6. Пат. 2265773 РФ. Способ и устройство для сжигания твердых бытовых отходов / В. А. Арсентьев, А. В. Петров; заявл. 13.05.2003; опубл. 10.12.2005, Бюл. № 34.
7. ИТС 26–2017. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям. Производство чугуна, стали и ферросплавов. — М. : Бюро НТД, 2017. — Введ. 01.07.2018.
8. Переработка пластмассовых отходов в коксовых печах // Новости черной металлургии за рубежом. 2003. № 2. С. 31–32.
9. Butorina I. V., Emelyanova Е. Еvaluating the feasibility of recycling steelmaking dust in cupolas in the following paginated issue // Metallurgist. 2011. Vol. 54. Iss. 9. P. 682–685.

10. Кузнецов С. Н., Волынкина Е. П., Протопопов Е. В., Зоря В. Н. Металлургические технологии переработки техногенных месторождений, промышленных и бытовых отходов. — Новосибирск : Изд-во СО РАН, 2014. — 294 с.
11. Best Available Techniques / Reference Document on the Production of Iron and Steel // European Commission. 2013 January. P. 311.
12. Pat. 103598450 В4 DE. Injection of plastic waste into tuyeres of B.F. / L. Jans, K. Werner. Publish 2005.07.21.
13. Такаока Г., Асанума М., Хироха Х. и др. Новый процесс утилизации отходов от переработки автомобильного лома для использования в производстве чугуна // Черные металлы. 2004. № 4. С. 50–56.
14. Кузнецов С. Н., Волынкина Е. П., Протопопов Е. В. Organicwaste disposal in high-temperature metallurgical systems // Steel in Translation. 2015. Vol. 45. P. 326–330.
15. Роменец А. В., Валавин В. С., Усачев А. Б. и др. Процесс Ромелт / под ред. В. А. Роменца. — М. : МИСиС, Изд. дом «Руда и Металлы», 2005. — 400 с.
16. Карасев В. П., Ковалев П. В. О потерях железа в электрометаллургических печах // Электрометаллургия. 2015. № 8. С. 2–6.
17. Казаков А. А., Ковалев П. В., Мухамбедьяров Е. Т. и др. Исследование природы дефектов холоднокатаного листа из электротехнических марок стали // Труды СПбГТУ. 2009. № 510. С. 41–57.
18. Буторина И. В., Туманова П. В. Определение выбросов оксидов азота из нагревательных печей. Сталь. 2015. № 10. С 73–75.
19. Подгородецкий Г. С. В России запущена первая в мире металлургическая печь по переработке техногенных отходов. Официальный сайт МИСиС [Электронный ресурс]. URL: http://misis.ru/university/news/science/2018-12/5885/ (дата обращения: 30.09.2019).