Благодаря отсутствию золоотвалов будут сохранены тысячи гектаров плодородной земли и получены ценные компоненты для промышленности России
Российские металлурги разработали методику полной утилизации
золы, остающейся после сжигания угля на ТЭС, что поможет сделать
эти отходы менее токсичными. Ее описание и результаты ее
применения на одной из угольных электростанций в Омске были
представлены в Journal of Cleaner
Production.
«При внедрении разрабатываемой технологии произойдет качественное
улучшение экологической обстановки в крупных городах. Благодаря
отсутствию золоотвалов будут сохранены тысячи гектаров
плодородной земли и получены ценные компоненты для промышленности
России», – объясняет Дмитрий Валеев из Института металлургии и
материаловедения РАН в Москве.
Каменный и бурый уголь представляют собой спрессованные останки
растений, упавших на дно мелководных морей в далеком прошлом и
«варившихся» внутри недр Земли на протяжении многих десятков
миллионов лет. Человечество знает о существовании этого материала
еще со времен античности, однако он начал добываться и
использоваться в промышленных масштабах только со времен
промышленной революции.
Сегодня на долю угольных электростанций приходится примерно
четверть энергии, вырабатываемой в мире. Большинство развитых
стран давно пытается перейти на более чистые источники энергии и
максимально ограничить использование угля.
Это связано с тем, что сжигании угля выделяется не только
углекислота, но и множество вредных веществ, в том числе
сернистый газ. Вдобавок, от 10% до 40% угля не сгорает, а
превращается в золу – смесь из двуокиси кремния, оксидов
алюминия, железа и кальция. Она содержит большое количество
свинца, других токсичных металлов и даже уран, торий и иные
радиоактивные элементы.
Подобные свойства золы, как отмечают Валеев и его коллеги, делают
ее хранение и транспортировку крайне опасным, трудозатратным и
тяжелым занятием. Часть ядовитых и радиоактивных веществ
неизбежно просачивается в воду или попадает в атмосферу, что
наносит дополнительный ущерб здоровью людей и состоянию
окружающей среды.
Российские металлурги выяснили, как можно сделать переработку
золы не только более экологичным, но и выгодным процессом, изучив
структуру и состав одиночных песчинок этого материала и
разработав методику, позволяющую извлечь из нее железо, алюминий
и кремний.
Для этого ученые обработали пепел при помощи магнитов, промыли и
перемололи его, а затем поместили в автоклав. После этого они
нагрели и обработали его особым раствором, который состоял на 30%
из соляной кислоты. В результате этого 95% алюминия растворилось
в кислоте, а частички оксида железа и несгоревшего углерода были
отделены от остальной части золы на первой стадии ее обработки.
Этот раствор, по словам металлургов, можно использовать в
качестве одного из реагентов, применяемых сегодня для очистки
питьевых и сточных вод. При этом его себестоимость будет ниже на
25% по сравнению с существующими методами его производства, где в
качестве исходного сырья используется гидроксид алюминия.
Твердые остатки золы, в свою очередь, можно использовать в
качестве основы для керамики или особо крепкого цемента. Все это,
как заключают ученые, позволяет утилизировать фактически всю
золу, что сделает угольные ТЭС намного более экологичными.
Исследование поддержано в рамках Президентской программы
исследовательских проектов Российского научного фонда (РНФ).
