Мар 24 2001

ВОЗМОЖНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЗОЛОШЛАКОВЫХ ОТХОДОВ ТЭС В КАЧЕСТВЕ СЫРЬЯ

Опубликовано в 07:04 в категории Утилизация отходов

ВОЗМОЖНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЗОЛОШЛАКОВЫХ ОТХОДОВ ТЭС В КАЧЕСТВЕ СЫРЬЯ

ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНИЯ

В.К. Янчев, С.П. Сулейманов

Институт геологических наук НАН Украины, г. Киев

Использование крупнотоннажных твердых отходов промышленности является большой государственной задачей, решающей вопросы приоритетов дальнейшего развития национальной экономики и охраны окружающей среды, и имеет целью:

– повышение эффективности использования материальных и энергетических ресурсов;

– уменьшение техногенного влияния и его последствий на окружающую среду и улучшение экологической обстановки;

– изыскание возможностей использования отходов в качестве сырья для различных отраслей аграрно-промышленных комплексов.

Наряду с такими основными источниками образования и накопления крупнотоннажных твердых промышленных отходов, как предприятия горнодобывающей (особенно угледобыча и углеобогащение), металлургической и химической отраслей, стабильное место занимает теплоэнергетика с ее золошлаковыми отходами [1]. Динамика величины накопления последних свидетельствует о тенденции увеличения или в лучшем случае сохранения на постоянном уровне их количеств в структуре промышленного комплекса Украины.

Вблизи крупных теплоэнергетических комплексов, работающих на твердом топливе, актуальным, поэтому является вовлечение в техногенный кругооборот вторичных ресурсов (золы и шлака). Основным традиционным направлением в этой области является использование золошлаковых отходов:

– как компонента при производстве портландцементного плинкера;

– как заменителя части песка при производстве силикатного кирпича и бетона;

– в качестве сырья для производства легких заполнителей в строительстве.

В связи с нарушенной экономикой страны нам представляется возможным использование золошлаковых отходов в качестве сырья для металлургической промышленности, в частности, для производства алюминия и его сплавов.

Как известно, наилучшей рудой для получения алюминия является боксит, основным химическим компонентом которого является глинозем Al2O3, содержание которого для разных месторождений варьирует от 36 до 80%. Но, в Украине залежей минералов и руд, содержащих алюминий в концентрациях, позволяющих использовать их в качестве сырья для металлургической промышленности, практически нет. В приазовском районе Украинского кристаллического массива встречаются отложения нефелина Na2K[AlSiO4] с содержанием Al2O3 31,07-33,39%, а также значительные скопления в Береговском районе Закарпатья алунита KAl3(OH)6[SO4]2 с содержанием Al2O3 порядка 37,0. Однако известно, что такие минералы, как лейцит K[AlSi2O6] при содержании Al2O3 23,5% и упомянутый нефелин в некоторых странах используются как сырье для получения алюминия.

Химический анализ образцов золы и шлака с золоотвалов Луганской и Змиевской ТЭС, проведенный в лаборатории силикатного анализа ИГН НАН Украины, показывает, что содержание глинозема в них приближается к кондиционной величине (табл.).

Таблица. Химический состав золошлаковых отходов, в %.

Виды

отходов

SiO2

Al2O3

Fe2O3

FeO

CaO

MgO

Na2O

K2O

TiO2

Зола

Шлак

Зола уноса

48,02

54,93

43,70

20,83

21,74

20,30

6,79

3,00

11,70

3,31

9,78

-

2,14

3,06

2,40

2,00

0,64

3,30

3,30

2,31

0,72

Шлак черный

53,13

24,34

0,37

10,92

2,94

2,59

1,22

3,14

0,59

Шлак серый

Зола

50,56

46,53

29,88

21,81

0,00

9,23

9,05

2,29

3,47

2,66

2,00

2,13

0,91

1,22

2,60

3,28

0,69

0,51

Примечания: 1.Содержание окислов остальных компонентов не превышает по 0,5% каждого. 2.Прочерки означают, что компонент не определялся.

В углях, торфах и нефтепродуктах все соединения алюминия в процессе термического воздействия при горении будут проходить стадии обезвоживания и перекристаллизации до образования наиболее устойчивой формы корунда, например, по схеме гидраргиллит Al(OH)3  бëмит (диаспор) AlO(OH)  корунд Al2O3. При разработке соответствующей технологии переработки золы и шлака возможно обогащение и выделение окиси алюминия, или совместное использование кремнезема и глинозема для получения кремнеалюминиевых сплавов – силуминов (как в случае использования, например, минералов группы андалузита), основанное на их свойствах перекристаллизовываться при высоких температурах (1400-1530ºС) с образованием стойкого мулита и кристобалитного стекла по схеме:

3 Al2O[SiO4]→ 3 Al2O3 ∙ 2 SiO2 (мулит) + SiO2

При больших масштабах отходов золы и шлака в золоотвалах при крупных теплоэнергетических комплексах переработка их может оказаться рентабельной с точки зрения металлургии (сокращение объемов добычи бокситов и другого сырья и импорта глинозема), выгодной и полезной с точки зрения рекультивации земель и уменьшения техногенной нагрузки на объекты окружающей среды вблизи ТЭС.

Литература

1. Янчев В.К. Гидрохимические особенности использования золошлаков тепловых электростанций // Проблемы сбора, переработки и утилизации отходов: Сб.научн.статей. – Одесса: ОЦНТЭИ, 2000. – С.233-235.

Нет пока ответов

Комментарии закрыты.