Речь идет о насыщении поверхности океана железом для стимулирования продуктивности биоты.

http://mobile.runewsweek.ru/rubrics/?rubric=science&rid=1881

Очень хочу, чтобы некоторая эффективность проекта подтвердилась. И, несмотря на то, что (цитирую):

«Многие и вовсе убеждены, что Расс Джордж (владелец проекта) преувеличивает свои возможности, чтобы заработать на этом экологическом проекте. Рынок квот на выброс парниковых газов сулит многомиллионные прибыли», — вполне допускаю, что повышение содержания железа в морской воде вызывает некоторый рост продуктивности. Некогда в лабораторных условиях устанавливалась зависимость продуктивности морских фотосинтезирующих микроорганизмов от концентрации в воде азотсодержащих веществ. Оказалось, что лишь один из четырёх задействованных в эксперименте видов водорослей показывал нулевую продуктивность при нулевой концентрации нитратов. Продуктивность остальных была на уровне 5-10% от максимальной. Значит, водоросли способны к связыванию атмосферного азота. И необходимым микроэлементом, возможно, является железо.

Если железо работает, остаются следующие проблемы:

~ цена железосодержащего материала;

~ его пригодность для растворения в больших количествах воды;

~ фосфор;

~ двуокись кремния (возможно, и кальцийсодержащее вещество);

~ микроэлементы помимо железа;

~ необходимость поддержания определённых пропорций биоценоза (во избежание выедания фитопланктона организации выедания выедателей) в целях высокой продуктивности биоты и возможности изъятия продуктов питания человека с некоторых уровней трофических цепей;

~ при решении вышеперечисленных проблем сохраняется всё же большое сомнение в достаточности продуктивности биоты (смотрим выше на 5-10%) для создания на дне анаэробных условий, т.е. для продуктивности биоты, гарантированно обеспечивающей анаэробные условия на дне океана, всё-таки требуется внесение азотсодержащих веществ, хотя и в несколько меньших количествах, чем без железа.

О некоторых возможностях производства азотсодержащих веществ именно в России и Украине мы уже говорили. Но стабильно благоприятные условия для производства азотсодержащих веществ видятся только при обеспечении энергетического изобилия. Чем мы с Вами и займёмся далее.

А пока, глядючи на вышерасположенные, маркированные абзацы, самое время вспомнить, что по выплавке стали СССР не один год занимал первое место в мире. На большинстве предприятий, отходящие газы мартеновского производства очищались в электрофильтрах. Осаждённая электрофильтрами пыль смывалась водой. Суспензия (пульпа) сливалась в шламонакопитель. Туда же направлялась суспензия мельчайшей окалины прокатного производства, которая не поддалась отстаиванию во вторичных отстойниках. Из шламонакопителя вода постепенно фильтровалась (неплохо фильтровалась) через тридцатиметровые насыпные дамбы и уходила в ближайший водоём. В озере шламонакопителя оставался шлам. Такое накопление шлама продолжалось десятилетиями. А если бы шламонакопитель наполнился? Тогда согласно действующему ГОСТу его следовало засыпать, насадить на нём определенную растительность и всю оставшуюся жизнь надзирать за его целостностью, потому что шламы согласно Базельской конвенции относятся к опасным отходам. А рядом, естественно, сооружать новый шламонакопитель, или ликвидировать производство.

Каковы запасы шлама? На том заводе, где работаю, в шламонакопителе 1,5-2 млн. тонн. Завод средний по размерам из многих десятков заводов чёрной металлургии СССР.

А на Западе? На Западе давным-давно (у нас недавно) применяются фильтр-прессы, которые в значительной степени и быстро обезвоживают шлам, после чего, шлам перерабатывается http://act.metal-index.ru/zakon11p2.shtml.

Нет худа без добра. Убедимся в этом, рассмотрев физические и химические свойства шлама.

Фракции >0,063 мм до 10 — 13%, 0,016 – 0,032 мм от 16 до 50% и < 0,008 мм от 10 до 18%.

Железо > 50% (в форме различных окислов, но некоторая часть и в виде химически не связанного железа)

СаО — 1,76%

SiO2 — 1% (вообще-то основу шлама составляет CaSiO3, который при микрорастворении, думаю, может удовлетворять биологическую потребность в Ca и Si).

Zn – 0,028%

P – 0,015-0,05%

Cr — 0,058%

Ni — 0,0099%

Cu — 0,0069%

MnO — 0,07%

Барий и кадмий также присутствуют в некоторых количествах.

Как видим, шлам отвечает задаче РАДИКАЛЬНОГО увеличения продуктивности биоты поверхностных вод океана, а биоценоз такой биоты сулит морские продукты питания. Мельчайшая дисперсность. Это и понятно, если вспомнить, как образуется шлам. Именно и только в силу мелкой дисперсности, а отнюдь не в силу химсостава, шлам сталеплавильного и прокатного производства относится к опасным отходам. Более 50% железа. Кремний. Фосфор. Все необходимые для продуктивности биоты микроэлементы. Такой состав вполне объясним. Ещё на этапе доменного производства передельного чугуна железо в жидкой фазе контактирует с продуктами сгорания кокса – материала биологического и, как правило, морского (морских прибрежных мелководий), происхождения. При этом происходит насыщение железа соответствующими элементами. В частности фосфором. При мартеновском переделе основная задача – удаление этих элементов из расплава металла. Удаление производится путём наведения шлака. Но основным материалом шлака является негашёная известь, полученная путём обжига также морской осадочной породы биологического происхождения – известняка. В процессе продувки и барботажа стали, над поверхностью расплава в мартеновской печи образуются микробрызги стали и шлака, насыщенного извлечёнными из расплава металла элементами. Эти брызги становятся пылью, улавливаемой электрофильтром и далее уходящей в шлам.

Единственным недостатком шлама, как интересующего нас материала для радикального повышения продуктивности биоты поверхностных вод океана, является насыщенность смазочными маслами (5.77%). Решаемая проблема. Технология обезмасливания известна. Окатыш, изготовленный с применением такой технологии, валяется у меня в ящике письменного стола с конца восьмидесятых.

Нельзя сбрасывать со счетов и биологический, сильно пропагандируемый в последнее время метод очистки от углеводородов. Наименее затратным он может оказаться, если его применять непосредственно на акватории океана.

Но видятся и иные возможности. Надо обратить внимание на содержание смазочных масел — 5,77%. Если бы железо было представлено в шламе только окислом максимальной степени окисления, то стехиометрическим, т.е. достаточным по химическим уравнениям для восстановления железа, было бы содержание смазочных масел 6,87%. Но поскольку железо представлено в шламе разными окислами, то и 5,77% достаточно.

— А разве можно железо смазочным маслом восстанавливать?

— Восстанавливать железо можно любыми углеводородами. Но условие достаточно трудновыполнимое: углеводород должен подвергнуться пиролизу. А для пиролиза необходима температура минимум, около тысячи градусов. Именно поэтому промасленная окалина, несмотря на химическую привлекательность — неприемлемый для доменного процесса материал. Попадая в верхнюю часть домны с холодной колошей, смазочные масла постепенно нагреваются и возгоняются. По выходе из домны конденсируются, приводя защитников окр. среды в состояние ажиотажа.

Чтобы достичь восстановления железа смазочным маслом, содержащимся в шламе (окалине), надо обеспечить пиролиз. Видятся такие варианты.

~ Промасленная окалина подаётся в нижнюю часть дуговой сталеплавильной печи. Как? Допустим, с помощью трайб-аппарата. В образовании газов зла нет. Продувка — обычный элемент сталеплавильной технологии. Но если ничего неожиданного не придумать, без штанов останешься: изготовление порошковой проволоки — занятие весьма затратное. Такое занятие можно ради ферросплавов затевать. А ради окалины?.. Нет, точно без штанов… Как запихать окалину наидёшево во что-нибудь железное, чему грош цена, а потом в трайб-аппарат?.. Ну, конечно! Пусть она сама залазит в отслужившие своё водопроводные, отопительные или забракованные при изготовлении стальные трубы (уж этого «добра»…). Делаем так. Трубы, нарезанные на длины не более глубины вторичного отстойника окалины прокатного производства (а отстойник, по-хорошему надо делать глубиной 13 метров), сплющиваем с одного конца, вставляем в кассету и опускаем в отстойник открытыми концами вверх, ниже уровня воды в отстойнике. Даём т.о. окалине осаждаться внутрь труб. Кассета предотвращает осаждение окалины в межтрубном пространстве. Очевидно, что эффективность такого отстойника выше обычного. По наполнении труб окалиной кассету положим на открытую площадку. Горизонтально, но с небольшим наклоном в сторону открытых концов труб. Окалина сохнет, при этом надёжно защищена от атмосферных осадков и совершенно не вредит окружающей среде. Через несколько месяцев можно заправлять трубы в трайб-аппарат.

А не окажется ли, что теплопроводность трубы слишком велика и при погружении в сталь окалина будет выбрасываться из трубы вся сразу и с большим хлопком? Это проверять экспериментально. Если да, придётся обмакнуть трубы во что-нибудь полезное для сталеплавильного производства и с низкой теплопроводностью. Допустим, в негашеную известь со связующим. У изготовителей сварочных электродов большой опыт в полезных обмазках. Подскажут.

~ Можно попробовать делать почти то же, но в газовой среде. Пусть окалина падает мелкими комочками сквозь высокую раскалённую трубу из огнеупорного материала. Восстановление железа — реакция вообще-то экзотермическая. Заниматься подобным целесообразно во время отопительного сезона. Этот способ может дать хороший для наших целей материал. И вряд ли спекание материала нам помешает. Из системы знаний о порошковой металлургии известно, что чем больше примесей в восстановленном, порошковом железе, тем хуже его свойства для формования изделия, для спекания. В то же время микроструктура восстановленного железа нам идеально подходит: оно губчатое. http://engineeringsystems.ru/sbornik-nauchnih-trudov-chernya-metalurgiya-rossii-i-stran-sng-tom2/zhelezniy-poroshok-iz-superkoncetratov.php

— А не жалко будет после металлизации (в смысле — восстановления железа) шлам в океанскую воду спроваживать?

— Нет, не жалко. Особой ценности для металлургии сей материал представлять не будет. Вредные для стали сера и фосфор, иные неметаллические и металлические компоненты, пусть не столь вредные, но бесполезные никуда из материала не денутся. А концентрация их велика, поскольку в шламе велика доля шлака – инструмента рафинирования стали, вытягивающего из стали на себя всё вредное и бесполезное.

— Расходы на процесс?

— Незначительны. Металлизация – процесс экзотермический. И дополнительная польза есть: освобождение территорий, занятых шламонакопителями (а они в границах городов или в непосредственной близости от них, на берегах водоёмов, и по площади каждый – примерно городской квартал) дело не бесполезное.

— Так, ладно. Но ведь мартеновское производство почти свёрнуто, заменено дуговыми сталеплавильными печами (ДСП). Какие изменения в улавливании пылевидных отходов?

— При ДСП – рукавные фильтры из нетканого полиэстрового материала. Состав пыли почти тот же, что и мартеновской. А вот состав газообразных отходов, продуваемых через рукавные фильтры, отличается. Газообразных отходов у ДСП на порядок меньше, чем у мартеновской печи. Однако рождаются они там, где горит мощная электрическая дуга. Отсюда насыщенность окислами азота. Которые никак не улавливаются. ДСП за год выбрасывает в атмосферу 5 тонн окислов азота.

— И что плохого? С точки зрения Глобального потепления – хорошо. Окислы азота могут достаться растениям. Их продуктивность возрастёт.

— Могут достаться. А могут и не достаться. Пока достанутся, навредить могут. Стальным конструкциям, здоровью людей, прежде всего тех, у кого заболевания сердца. Если и достанутся, где уверенность, что поспособствуют тому, к чему мы с вами стремимся? А стремимся мы к необратимому, ископаемому накоплению углеродсодержащих материалов. Наиболее вероятно, что достанутся эти окислы не очень далеко расположенному лесу, где ягода-малина. Про такой лес мы уже говорили… Нет, нам надо окислы азота вместе с пылевидными отходами ДСП в океан транспортировать, на те акватории, под которыми мы наметили углерод на ископаемость закладывать.

— А почему же окислы азота не цепляются (или мало цепляются) за пылевидные отходы в рукавном фильтре? Ведь эта пыль щелочного характера.

— Похоже, без паров воды не могут. А лучше бы и аммиака немного вдувать вместе с отходящими газами в рукавный фильтр. Тогда уж окислы азота гарантированно химически свяжутся и перейдут из газообразной формы в твёрдую… Однако не исключено, что при этом затруднится вытряхивание пыли из рукавных фильтров…

Т.е. трудности некоторые есть. Но цель достойная. И хочется надеяться, что найдётся обладающая возможностями и доброй волей сила, которая поймёт достойность цели и поспособствует… Может быть, такой силой окажется «природопользовательская» ветвь Исполнительной Власти? Или симфония исполнительной власти и экологической общественности? Нет, «напрямую» никто из природопользовательских должностных лиц идеей не загорится. Наоборот.

Лет 15-20 назад я думал, что природопользовательские чиновники спят и во сне видят, как бы удалить из России твёрдые опасные отходы, как бы сократить выбросы в атмосферу отходов газообразных. Однако после моих попыток вывезти из России на Украину промасленную окалину прокатного производства пришло ко мне понимание великой сермяжной правды о мотивации природопользовательского чиновничества. Давайте её рассмотрим.

Любое предприятие, начиная производственную деятельность, по закону обязано заявить в орган природопользования в чётких сведениях, подкреплённых технической документацией на оборудование, о твёрдых, жидких и газообразных отходах своего производства. Рассмотрение этих сведений оформляется лицензией на обращение с опасными отходами. Устанавливаются количества выделяемых и норма хранимых отходов. От этих количеств устанавливаются платежи в Бюджет. А если некуда предприятию свои твёрдые отходы девать? Ну, не берёт их никто на утилизацию или захоронение, и оказалось на предприятии некоторое количество отходов, хранимых сверх установленной нормы. Плата в бюджет за единицу сверхнормативно хранящихся отходов в пять раз больше, чем за единицу нормативную.

А основной показатель, за выполнение которого природопользовательское чиновничество поощряют, а за невыполнение – порицают – сумма, внесённая в бюджет продуцентами отходов. Поэтому не представляет загадки отношение природопользовательского чиновничества к наличию в стране нормативно и сверхнормативно хранящихся отходов.

Представим теперь, что некая очень крупная рыбопромысловая компания добилась резолюции ООН, закрепляющей за её страной, а стало быть, и за этой компанией право на охраняемый экономический интерес над некоей акваторией Тихого океана градусов на 10-20 севернее экватора. Над той акваторией, которая сейчас безжизненна как пустыня, но под которой мы наметили ископаемо накапливать углерод, путём создания экстраординарно продуктивной биоты. И эта рыбопромысловая компания, доставляя в порт России очередную партию своего улова, готова брать в обратный путь вместо балласта обогащённую химически связанным азотом пыль рукавных фильтров. Чтобы «засеять» акваторию взвесью этой пыли и через год-два взять здесь улов сказочно богатый. Конечно, любой владелец ДСП с превеликим удовольствием, по себестоимости и даже ниже продаст пыль этой рыбопромысловой компании. Потому что девать пыль рукавных фильтров в России некуда.

Но прежде владелец ДСП должен получить у государственного органа по природопользованию лицензию на трансграничное перемещение опасных отходов (по Базельской конвенции). И мы теперь уже понимаем, что орган сей постарается всеми своими канцелярско-бюрократическими штучками-дрючками не дать лицензии на вывоз этих опасных отходов с территории России, поскольку такой вывоз сократил бы поступления в бюджет. Но ещё раньше, на этапе работы в ООН госаппаратчики постараются пресечь идею на корню с использованием словес, милых сердцу активной экологической общественности:

— Этого нельзя!!! Это разрушит хрупкую экосистему. Это нанесёт непоправимый ущерб биоценозу…

Которого практически нет, где намечено мероприятие. Вот уж точно 🙂 Создав полноценный биоценоз с благоприятной нам трофической цепью, мы нанесём…

«Хозяин, которого не было дома, сейчас же оделся и вышел на стук». «И ещё моя прабабка подала Емельяну Пугачёву полную блюду сбитню»…

Боюсь однако, что отнесение мартеновского и прокатного шлама и пыли рукавных фильтров к категории опасных отходов, априори и без какого бы то ни было обдумывания отвратит и общественное мнение от перспективы манипуляций с этим материалом в интересах борьбы с глобальным потеплением. RPD, несомненно, привлекательнее, а главное, дешевле. Одни презервативы. И те за счёт широкого населения.

И всё-таки, если серьёзно, пройти мимо такого прекрасного для нужд продуктивности океанской биоты, в части дисперсности, содержания микроэлементов и уникальной дешевизны, материала было бы грешно. Тем более что, по всей видимости, большими запасами этого материала располагают только Россия, Украина и в какой-то мере Казахстан. Но необходимы исследования и эксперименты.

А зачем мы с Вами вообще уделяем внимание необратимому извлечению СО2 из атмосферы? Проект наш вообще не про то.

Верно. Но никогда не потеряет актуальности мудрость о том, что отсутствие новостей — уже хорошая новость. Особенно актуальна эта мудрость применительно к новациям климата. За одной существенной поправкой. Новации климата, целенаправленно (а не как неизбежные потери при иной деятельности) организованные самим человечеством и призванные обеспечить проживание человечества в комфорте и достатке – хорошие новости. Вот такие новости и призван генерировать наш проект.

Чую, зашевелилось глухое недовольство.

— У природы нет плохой погоды!!!

— Ну, нет, так нет. Считайте, что Вы меня убедили. А то, что подавляющее число людей на планете Земля почти всё время проводит не в условиях Божьей погоды, которая почему-то считается не бывающей плохой, а в условиях погоды искусственной, человечьей, за письменным столом или чем-то похожим, будем считать недоразумением. Но уж Вы-то теперь недоразумения избежите и направите своё чадо (или будущее чадо) по пути труда на погоде Божьей. Допустим, составителем поездов. 🙂 Да, действительно, ну зачем мучиться под крышей, возле кондиционера и отопления, без жары, без снега и ветра. Лучше на свежем воздушке…