Извлечения металлов из золошлаковых отходов фото

В России же на 2020 год перерабатывают около 15% полученных золошлаков. При этом средний выход золы с одной угольной теплоэлектростанции составляет 25 миллионов тонн. А по всей стране в золоотвалах уже накоплено примерно 1,5 миллиарда тонн.

Богатство на отвалах: как применяют золошлаки?

То, что останется после угля

Что представляют собой золошлаки? Зола — это остающаяся после сжигания угля серо-черная пыль. Шлак — угольные остатки в виде черных камней. Иным словом, золошлаки — минеральная несгорающая часть угля.

Золотоотвал Красноярской ТЭЦ-3. Фото: Selena Deliri
Скачать В Сибири многие верят в городские легенды о «токсичности» и «радиоактивности» золы и шлаков. Золоотвалы представляются как безжизненная, пропитанная радиацией пустошь: нечто среднее между Чернобыльской АЭС после катастрофы 1986 года и Мордором из произведений Джона Толкина.Эти представления, мягко говоря, сильно преувеличены. Например, уровень радиации на золоотвале Красноярской ТЭЦ-3 — 14 микрорентген в час. Это в полтора раза меньше, чем на Предмостной площади в Красноярске, или в два раза меньше, чем от персонального компьютера. Летом на золоотвалах цветут деревья, благоухают цветы и вьют гнезда птицы.«И молодые, и древние угли имеют практически одинаковый естественный радиационный фон, не оказывающий вредного воздействия на организм человека. На основании изложенного можно высказать, что накопители золошлаков от сжигания различных углей не отличаются степенью воздействия на окружающую среду и на человека»

В кучке пепла — цемент и алюминий

Большинство золошлаков специалисты относят к пятому классу опасности, то есть они практически безвредны. По своей угрозе для человека и природы золошлаки сопоставимы с яичной скорлупой, щепками или бытовыми отходами.При этом люди могут извлекать из золошлаков пользу. Во-первых, они являются подходящим сырьем для строительных материалов. Впервые в СССР цемент из этого материала получили еще в 1958 году.Но самые известные сооружения с использованием зол и шлаков построены за пределами нашей страны. Это высочайший в мире небоскреб Бурдж-Халифа в ОАЭ или самый длинный в Европе датский мост «Большой Бельт».

Дамба «Голодная лошадь» (Hungry Horse Dam) в американском штате Монтана. Бетон, из которого она построена, почти на 30% состоит из угольной золы
Скачать Во-вторых, богатая оксидом алюминия зола способна заменить в качестве источника этого металла бокситы. Например, в бородинском угле содержание такого соединения составляет 6–7%.Алюминий из золошлаков добывали еще в середине ХХ века в Восточной Европе. Сейчас эту технологию активно используют в Китае. Ожидается, что золошлаков с крупнейшей китайской ТЭЦ в уезде Тогто хватит, чтобы с избытком перекрыть потребности страны в алюминии.Материал применяют и в других отраслях экономики: дорожном строительстве или укреплении почв.

Отвалы размером со страну

В развитых зарубежных странах доля переработанных золошлаков давно превысила 50%. И если в США и Китае этот показатель достигает 60–80% (по разным оценкам), то в Японии и западноевропейских странах превышает 95%.В России же на 2020 год перерабатывают около 15% полученных золошлаков. При этом средний выход золы с одной угольной теплоэлектростанции составляет 25 миллионов тонн. А по всей стране в золоотвалах уже накоплено примерно 1,5 миллиарда тонн.«Если объемы использования ЗШО останутся на прежней отметке, уровень их использования к 2030 году упадет до значения менее 7 %. При этом научно обоснованы полезные свойства золошлаковых отходов и проработаны вопросы их использования в качестве вторичного минерального ресурса в различных отраслях и секторах экономики страны»Если сложить все золоотвалы вместе, то получится площадь почти в 30 тысяч гектаров. Такими размерами может похвастаться далеко не каждое суверенное государство на нашей планете. Участки золоотвалов нередко ограничивают рост городов, мешают сельскому хозяйству, создают другие трудности.

Первые блины — не комом

У предприятий Сибирской генерирующей компании уже есть опыт успешной переработки золошлаков. Еще в советские годы на Красноярской ТЭЦ-2 практиковалась переработка отходов в шлакоблоки. Потом их использовали в строительстве промышленных объектов.Сейчас на территории Беловской ГРЭС (Кузбасский филиал СГК) легкую фракцию золы уноса перерабатывают в алюмосиликатную микросферу. На Бийской ГЭС (Алтайский филиал) планируют наладить производство шлакоблоков. В Красноярске и Новокузнецке накопленные на ТЭЦ золошлаки используют для рекультивации почвы.

Проект Анатолия Буся по применению золошлаков в ремонтных работах прошлым летом победил на корпоративном конкурсе проектов СГК в Кемерове
Скачать В масштабе страны все это, увы, остается единичными примерами. Эксперты разного уровня убеждены, что речь здесь должна идти о комплексной общенациональной политике. Это и использование золошлаков при госзаказе, и предоставление льгот работающим с ними компаниям, и возмещение расходов на транспортировку материала.Только такие меры помогут бизнесу осознать потенциал золошлаков и увеличить объемы их применения в промышленности.

Отходы мебели из разнородных материалов: переработка и утилизация

Шлаковые отходы при выплавке чугуна и стали

К шлакам черной металлургии относятся доменные и сталеплавильные. Доменные шлаковые отходы появляются при выплавке чугуна. Для каждого из видов чугуна – литейного, предельного или специального – характерен свой тип шлака.Сталеплавильные образуются при выплавке стали. Они делятся на мартеновские, вагральные и электроплавильные – по типу печей. К этой же группе относят шлаки, которые образуются в процессе обработки металла: тигельные и сварочные.Доменные шлаки образуются одновременно с выплавкой чугуна. Шлаковые массы имеют меньшую плотность, поэтому всплывают на поверхность. Легкую фракцию сливают через верхнее отверстие доменной печи. В ней нет металлических включений. Затем через нижнее технологическое отверстие сливают чугун. В печи остается средняя фракция – шлак, содержащий металл. Его направляют на дальнейшую переработку с целью выделения остатков металла.Состав доменных шлаков зависит от типа руды, флюса и топлива. Около 95% их массы – это окислы кальция, кремния и алюминия. Металлургические отходы относят к одной из категорий в зависимости от преобладающего минерала:

• кислотные – шлаки с преобладанием кремния и алюминия;
• основные – с высоким содержанием магния, кальция марганца;
• промежуточные – с равнозначным содержанием кислотных и основных соединений.

При переработке шлаков металлургического производства учитывают вид распада шлакового монолита. Так, при силикатном распаде кальциевый силикат трансформируется из бета в гамма форму с увеличением объема. Кусок шлака покрывается трещинами, затем рассыпается в порошок. Известковый распад – результат гидратации извести. Характерен для мартеновских шлаков. Шлаковый камень растрескивается и разваливается на части.

Утилизация доменных шлаков

Основной потребитель доменных отходов – цементные заводы. Добавление измельченного шлака в цемент улучшает характеристики строительной смеси. Шлаковую пемзу, переработанную в щебень, используют как наполнитель легких марок бетона. Расплавленный шлак применяют для производства минеральной ваты.

Сталеплавильные шлаки

Отходы сталеплавильной отрасли в 2 раза меньше доменных по объему, но значительная часть сталеплавильных шлаков все еще попадает в отвалы. Этот вид применяют:

• в производстве щебня;
• в домнах и вагранках в качестве флюса;
• в сельском хозяйстве для известкования почв.

Наличие несгоревших органических частиц в золе составляет от 0,5 до 20 %. Они являются вредными примесями и ухудшают технические свойства золошлаков.

Применение ЗШО в разных странах

Опыт использования золошлаков в мире огромен. Лидеры в этом вопросе – Англия и Германия, где ЗШО перерабатываются практически полностью благодаря государственной политика, стимулирующей вторичную переработку отходов.В США проблема переработки золошлаковых отходов урегулирована на законодательном уровне с 2000 года. Спустя 8 лет переработка ЗШО в этой стране составила 70%.В Польше введение в действие законов, регулирующих процесс обращения с отходами, в том числе золошлаками, позволило увеличить уровень их повторного использования за 20 лет в 3,5 раза – до 80%. Польские законодатели значительно увеличили стоимость земель под золоотвалы, что сделало их экономически невыгодными для ТЭС.Китай перерабатывает более 80% отходов ТЭС. Транспортировка золы в этой стране до потребителя бесплатна.

В связи с этим задача предлагаемого изобретения может быть сформулирована следующим образом: максимальное извлечение ценных компонентов из золошлаковых отходов в виде целевых концентратов с содержанием полезных компонентов в количестве, пригодном с технико-экономической точки зрения для дальнейшей переработки на существующих предприятиях соответствующих отраслей промышленности.

Металлургические отходы

Говоря о шлаковых, нельзя не упомянуть о шлаке металлургическом. Это утильсырье, образующиеся при производстве металла. В большинстве случаев они являются невостребованными и отправляются на захоронение. Но бывают и случаи, когда шлаки — наиболее ценное сырье в промышленном производстве.Все металлургические шлаки разделяются на побочные остатки:

1. Черной металлургии
2. Цветной металлургии

Остатки черной металлургии

В свою очередь из этих остатков можно выделить еще ряд групп:

• Шлак доменный. В него входят остатки литейного, специального, предельного чугуна.
• Шлак сталеплавильный. Это электроплавильные, мартеновские, ваграночные, томасовские, тигельные, сварочные, бессемеровские.

Применяется шлак в строительных нуждах в качестве:

• Сырья для изготовления строительных материалов, например, кирпича
• Добавочного сырья к цементу, или же для его производства

Наиболее близким является «Способ подготовки золы-уноса от сжигания углей для использования в производстве строительных материалов» (патент RU 2138339 С1, МПК В03В 9/06, С04В 7/28, С04В 18/10). Золу-унос обрабатывают серной кислотой концентрацией 50-300 г/л при соотношении Ж:Т=4-10:1 при температуре 18-90°C. Для интенсификации процесса выщелачивания в раствор вводят добавку хлорида натрия до концентрации по хлорид-иону до 0,5-25,0 г/л. Процесс выщелачивания осуществляется в аппарате с перемешиванием при температуре 40-90°C в течение 1-6 часов или при кучном выщелачивании раствор серной кислоты с концентрацией 50-200 г/л и соотношении Ж:Т=5-6:1 и температуре 18-40°C пропускают самотеком через слой золы. К недостаткам способа относятся: при пульповом сернокислотном выщелачивании — высокие концентрации серной кислоты, температура, добавка NaCl до 25 г/л, ограниченный масштаб производства, невозможность организовать непрерывную переработку золошлаков без фильтрации с целью выделения осветленных продуктивных растворов, которые содержат ценные компоненты (РЗЭ и скандий); для метода кучного выщелачивания — отмечается большое сопротивление слоя золы при прохождении раствора выщелачивания из-за тонкодисперсного гранулометрического состава, использование раствора серной кислоты с концентрацией 50-200 г/л для орошения и весьма проблематичное поддержание повышенной температуры выщелачивания до 40°C при крупнотоннажной переработке. Кроме того, извлечение церия на 69-80% должно сопровождаться увеличением расхода серной кислоты при одновременном увеличении извлечения макропримесей (Al, Са, Fe, Mg и т.д.), что приводит к серьезным технологическим сложностям выделения полезных компонентов из концентрированных солевых растворов.

• • C — CHEMISTRY; METALLURGY
  • C22 — METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
  • C22B — PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
  • C22B59/00 — Obtaining rare earth metals
• • Y — GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
  • Y02 — TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
  • Y02P — CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
  • Y02P10/00 — Technologies related to metal processing
  • Y02P10/20 — Recycling

Изобретение относится к переработке золошлаковых отходов ТЭЦ с целью извлечения из них редкоземельных металлов и последующего использования их в производстве строительных материалов.Золошлаковые материалы — это техногенное сырье.Разработка энерго- и ресурсосберегающих комплексных технологий для извлечения ценных компонентов с утилизацией отходов является актуальной задачей.Известен «Способ переработки полиметаллических руд», включающий способ грануляции материала с серной кислотой, который позволяет организовать кучное выщелачивание урана с использованием слабокислых растворов серной кислоты или воды (патент №2571676 МПК С22В 3/04, С22В 60/02).Известен способ извлечения скандия из зол каменного угля (Б.Г. Коршунов и др. «Скандий». М.: Металлургия, 1987. С. 150-151), основанный на кислотном выщелачивании 18%-ной соляной кислотой плава щелочного вскрытия золы каменного угля. Ионообменное концентрирование скандия на фосфорилированной целлюлозе. Основным недостатком способа является операция предварительного спекания золы со щелочью, использование соляной кислоты высокой концентрации.Известен «Способ извлечения редкоземельных металлов и иттрия из углей и золошлаковых отходов от их сжигания» (RU 2293134 С1, МПК С22В 59/00, С22В 3/06, С22В 3/26), включающий агитационное выщелачивание 1М раствором азотной кислоты при Ж:Т=5:1 и температуре 90°C и экстракцию редкоземельных металлов трибутилфосфатом. К недостаткам способа следует отнести высокую температуру процесса выщелачивания, необходимость фильтрования для получения осветленных продуктивных растворов.Известен способ извлечения редкоземельных металлов из золошлаковых отходов (Г.Л. Пашков, Р.Б. Николаева и др. «Сорбционное выщелачивание скандия из золошлаковых отходов от сжигания бурых углей бородинского разреза». Тез. Докладов Международной конференции «Редкоземельные металлы: переработка сырья, производство соединений и материалов на их основе». Красноярск. 1995. С. 104-106), совмещающий выщелачивание и сорбцию (сорбционное выщелачивание). По этому способу солянокислую пульпу золошлаковых отходов перемешивают с сульфокатионитом КУ-2 при температуре 40-60°C. Одновременно выщелачивается кальций и сорбируется. К недостаткам способа относится сложность разделения трехфазной смеси сорбент — золошлак — раствор, необходимость утилизации фильтрата сорбции, удаление сорбированного кальция, выделение гипса.Известен «Способ извлечения редкоземельных и радиоактивных металлов из окисленного технологически упорного сырья» (RU 2170775 С1, МПК С22В 59/00, С22В 60/00, С22В 3/08, С22В 7/00), включающий приготовление пульпы из золошлаковых отходов и выщелачивание серной кислотой с концентрацией 50-300 г/л и соотношением Ж:Т=5:1-10:1. Пульпа обрабатывается катодом с низким перенапряжением выделения водорода при постоянном перемешивании. Электровыщелачивание проводят при катодной плотности тока 0,5-5,0 мА/см 2 и температуре 18-80°C. Предварительная подготовка золошлаков проводится обработкой щелочным раствором с концентрацией 150-250 г/л при температуре 80-90°C и соотношении фаз Ж:Т=5:1. К недостаткам способа относятся: многостадийность процесса обработки золошлаков (щелочное, кислое), выделение щелочного и кислого кека, промывки этих продуктов, использование высококонцентрированных растворов серной кислоты и щелочи, электро- и взрывоопасность процесса, связанная с выделением водорода на катоде.Известен «Способ выщелачивания ценных компонентов и редкоземельных элементов из зольно-шлакового материала» (патент RU 2560627 С2, МПК С22В 59/00, С22В 7/00, С22В 3/18), который относится к области биогидрометаллургии. Из золошлакового материала готовят пульпу в биореакторе с соотношением фаз Ж:Т=5:1, элементарной серы 10-20:1. рН пульпы 2,0-3,0 доводят концентрированной серной кислотой, вносят 10% культуральной жидкости, проводят аэрацию воздухом при температуре 44-46°C. Недостатком способа является длительность процесса выщелачивания, необходимость температуры и аэрации, больших объемов 10%-ной пульпы, необходимость наличия бактерий и обеспечение условий их жизнедеятельности (продуктивности) — выработка серной кислоты. Такой способ в промышленных масштабах трудно осуществим.Наиболее близким является «Способ подготовки золы-уноса от сжигания углей для использования в производстве строительных материалов» (патент RU 2138339 С1, МПК В03В 9/06, С04В 7/28, С04В 18/10). Золу-унос обрабатывают серной кислотой концентрацией 50-300 г/л при соотношении Ж:Т=4-10:1 при температуре 18-90°C. Для интенсификации процесса выщелачивания в раствор вводят добавку хлорида натрия до концентрации по хлорид-иону до 0,5-25,0 г/л. Процесс выщелачивания осуществляется в аппарате с перемешиванием при температуре 40-90°C в течение 1-6 часов или при кучном выщелачивании раствор серной кислоты с концентрацией 50-200 г/л и соотношении Ж:Т=5-6:1 и температуре 18-40°C пропускают самотеком через слой золы. К недостаткам способа относятся: при пульповом сернокислотном выщелачивании — высокие концентрации серной кислоты, температура, добавка NaCl до 25 г/л, ограниченный масштаб производства, невозможность организовать непрерывную переработку золошлаков без фильтрации с целью выделения осветленных продуктивных растворов, которые содержат ценные компоненты (РЗЭ и скандий); для метода кучного выщелачивания — отмечается большое сопротивление слоя золы при прохождении раствора выщелачивания из-за тонкодисперсного гранулометрического состава, использование раствора серной кислоты с концентрацией 50-200 г/л для орошения и весьма проблематичное поддержание повышенной температуры выщелачивания до 40°C при крупнотоннажной переработке. Кроме того, извлечение церия на 69-80% должно сопровождаться увеличением расхода серной кислоты при одновременном увеличении извлечения макропримесей (Al, Са, Fe, Mg и т.д.), что приводит к серьезным технологическим сложностям выделения полезных компонентов из концентрированных солевых растворов.Техническим результатом изобретения является создание рациональной, экономной, технологичной, экологически безопасной комплексной, поточной технологии утилизации золошлаковых отходов ТЭЦ с целью переработки больших объемов убогого упорного материала в непрерывном (бесфильтрационном) цикле.Золошлаки после извлечения ценных компонентов могут быть применены в дорожном строительстве в качестве самостоятельного медленно твердеющего вяжущего материала или гидравлической добавки к цементу.Способ основан на совмещении нескольких технологических приемов при обработке золошлаковых отходов растворами наиболее дешевой серной кислоты для выщелачивания полезных компонентов, сорбционного извлечения их из продуктивных растворов и состоит из нескольких технологических стадий (операций):— дробление и грануляция золошлаков с концентрированной серной кислотой;— перколяционное выщелачивание суммы РЗЭ и скандия из гранулированного материала раствором серной кислоты 5-15 г/л при температуре 18-25°C и Ж:Т=2:1-1:1 в режиме рециркуляции продуктивного раствора в замкнутом цикле выщелачивание-сорбция;— сорбция суммы РЗЭ сульфокатионитом из продуктивного раствора;— последующая сорбция скандия аминофосфорсодержащим амфолитом из фильтрата РЗЭ;— возврат фильтрата сорбции скандия на выщелачивание;— количество циклов оборота продуктивного раствора выщелачивания определяется экономической целесообразностью полноты извлечения ценных компонентов.Организация поточного перколяционно-сорбционно-циркуляционного способа извлечения ценных компонентов (суммы РЗЭ, скандия, тория) из гранулированных золошлаков ТЭЦ слабокислыми растворами серной кислоты (5-15 г/л) представлена бесфильтрационной технологической блок-схемой (рис. 1).Сущность изобретения поясняется конкретными примерами.Определение содержания элементов в растворах проводилось методом АЭС ИСП (атомно-эмиссионная спектроскопия с индуктивно связанной плазмой) в АО «ВНИИХТ». Определение содержания элементов в твердых продуктах проводилось методом контроля (электронная микроскопия на электронном растровом сканирующем микроскопе).Пример №1. Агитационное выщелачивание измельченных (0,05 мм) золошлаков

Пример №2. Перколяционное выщелачивание ценных компонентов из гранулированных золошлаков в колонке диаметром 36 мм и высотой 230 мм при плотности орошения 9,7 дм 3 /м 2 в час раствором серной кислоты 12,2 г/дм 3 при температуре 18-25°C.

Пример №3. Сорбция РЗЭ сульфокатионитом в Н + -форме из продуктивных растворов перколяционного выщелачивания гранулированных золошлаков при температуре 18-25°C.

Пример №4. Извлечение аминофосфорсодержащим ионитом скандия и тория из фильтратов сорбции РЗЭ при температуре 18-25°C.

Пример №5. Распределение и извлечение ценных компонентов (РЗЭ и скандия) по стадиям рециркуляции продуктивного раствора при перколяционном выщелачивании гранулированного золошлака Дорогобужской ТЭЦ.

Абразивность летучей золы зависит от внешних форм ее частиц, а также их прочности. Внешняя форма и прочность частиц зависят от минералогического и химического состава золы, а минералогический состав определяется содержанием Si02 и АЮ3.

Анализ способов утилизации золошлаковых отходов

Библиографическое описание:

Игуминова, В. А. Анализ способов утилизации золошлаковых отходов / В. А. Игуминова, А. Е. Карючина, А. С. Ровенских. — Текст : непосредственный // Исследования молодых ученых : материалы VI Междунар. науч. конф. (г. Казань, январь 2020 г.). — Казань : Молодой ученый, 2020. — С. 21-25. — URL: https://moluch.ru/conf/stud/archive/357/15509/ (дата обращения: 20.06.2020).
В статье рассмотрены возможные способы утилизации золошлаковых отходов (ЗШО) как на территории Российской Федерации, так и в европейских странах. Проанализирован химический состав и предложен наиболее перспективный способ переработки данного вида отхода  производство строительных материалов. Для данного применение отхода необходимо, чтобы его компонентный состав соответствовал определенным техническим требованиям. С этой целью следует провести ряд лабораторных исследований по выявлению физико-химических свойств ЗШО.Ключевые слова: зола, золошлаковые отходы, компонентный состав, строительные материалы, переработка отходов.Золошлаковые отходы (ЗШО) — вид отхода, образованный в процессе сжигания угля, имеющего большую зольность, в котле на тепловых электростанциях (ТЭЦ).Классификация золошлаковых отходов [1], как правило, зависит от вида сжигаемого угля, способа сжигания, температуры факела, способа золоудаления, сбора и хранения золы на ТЭС. В связи с этим выделяют следующие виды:− Зола-уноса при сухом золоудалении с осаждением частиц золы в циклонах и электрофильтрах и накоплением в силосах.− Топливные шлаки при полном плавлении минеральной части топлива, осаждении расплава в нижней части топки котла и грануляции расплава водой аналогично придоменной грануляции доменных шлаков.− Золошлаковая смесь при совместном мокром удалении уловленной обеспыливающими устройствами золы–уноса и топливных шлаков, образующихся в котле. Золошлаковая смесь в виде пульпы направляется в золоотвал.По данным Минприроды России [2], ежегодно на российских угольных электростанциях образуется примерно 22 млн тонн золошлаковых отходов, из которых лишь 10–15 % находят своё дальнейшее применение, из-за чего общий объём накоплений ЗШО неуклонно растёт и сегодня составляет примерно 1,5 млрд. тонн. По словам заместителя председателя комитета Госдумы по энергетике Дмитрия Исламова, золоотвалы в России занимают примерно 30 тыс. га территории. По сравнению с зарубежными странами, утилизация ЗШО в России находится на сравнительно низком уровне.Актуальность данной проблемы [3] непосредственно связана с отрицательным влиянием золошлаковых отходов на окружающую среду, выраженным:− в образовании пылений;− в выделении в атмосферу загрязняющих химических элементов и их соединений (в том числе CO, NOX, SOX);− в использовании огромных площадей под золоотвалы.На основе вышеизложенного можно сделать вывод, что переработка данного вида отхода необходима, так как это позволит не только снизить негативное воздействие окружающей среды на население, но и приведёт к сокращению расходов природных ресурсов.II. Постановка задачиЦелью настоящей работы является рассмотрение возможных способов использования золошлаковых отходов на территории Российской Федерации, а также проанализировать, как эту проблему решают зарубежные страны.− Изучение компонентного состава золы;− Рассмотрение всевозможных способов переработки ЗШО;− Анализ мирового опыта по переработке золошлаковых отходов.В настоящее время существуют два основных направления переработки золошлаковых отходов, первый из которых — извлечение металлов [4], другой — вторичная переработка отхода для его дальнейшего использования. Извлечение металлов является нерациональным способом обращения с отходом, поскольку проблема уменьшения площадей золоотвалов не решается, поэтому с эколого-экономической точки зрения разумно будет прибегнуть к вторичной переработке отхода.На сегодняшний день активно развиваются следующие основные отрасли применения золошлаковых отходов, продукция которых должна соответствовать определенным техническим характеристикам, указанным в нормативных документах (рис. 1) [5–6]:− строительные материалы (цемент, кирпич, блоки);− дорожное строительство (наполнители для дорожного полотна);− строительные проекты (стеновой материал);− производство различных наполнителей;− сельское хозяйство (стабилизаторы почвы).

Рис. 1. Отрасли применения ЗШОХимический состав золы [7], в зависимости от месторождения сжигаемого угля, будет иметь следующий компонентный состав, как показано в таблице 1.Усредненный компонентный состав

Компонентный состав золы,%
SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	SO2	K2O	Na2O	п.п.п.
22–62	6–30	5–15	6–45	0,5–6	0,2–7	0,2–5	0,1–2	0,2–7

Именно из-за своего разнообразного химического состава наиболее масштабной областью применения золошлаковых отходов в России [1] является строительная индустрия:

1. ЗШО могут использоваться для производства строительных материалов и изделий, таких как шлакоблоки, кирпичи и строительные смеси;
2. ЗШО реализуются в дорожном строительстве (при сооружении земляного полотна, для устройства укрепленных оснований, для возведения насыпей, для устройства дорожных одежд).

На сегодняшний день в России существует ряд предприятий [2], деятельность которых направлена на производство строительных материалов из ЗШО. К их числу относятся «Сибирская генерирующая компания» (СГК) в Кемеровской области, Рефтинская ГРЭС «Энел Россия» в Свердловской области, «Основа Холдинг» в Омской области.В зарубежных странах вопросу о переработке золошлаковых отходов уделяют значительно больше внимание, чем на территории Российской Федерации, этому свидетельствуют показатели уровня утилизации ЗШО. К примеру [8], в Германии и Франции этот показатель составляет 70 %, а в Финляндии — около 90 %, что позволяет большинству ТЭЦ обходится без золоотвалов.Решением задач, связанных с переработкой и дальнейшим применением ЗШО, занимаются специальные ассоциации, такие как American Coil Council (США), Asian Coal Ash Association (Китай, Индонезия, Австралия), European Coal Combustion Products Association — Европейская ассоциация по утилизации продуктов горения угля (в нее входят 28 энергетических компаний из 15 стран).В Европейских странах реализация золошлаковых отходов происходит по следующим направлениям [9], представленных на рис. 2.

Рис. 2. Отрасли применения ЗШО в ЕвропеIV. Результаты исследованияДля использования золошлаковых отходов в производстве строительных материалов, а именно бетона, компонентный состав отхода должен соответствовать определенным техническим требованиям, указанным в соответствующих ГОСТ [10]:

1. Содержание оксида кальция CaO в зольной составляющей золошлаковой смеси (ЗШС) и в мелкозернистой смеси должно быть не более 10 % по массе;
2. Содержание оксида магния MgO в зольной составляющей смеси и в мелкозернистой смеси должно быть не более 5 % по массе;
3. ЗШС будут классифицироваться на марки в зависимости от зернистого состава и морозостойкости.

Золошлаковая смесь, применяемая в дорожном строительстве, также должна соответствовать техническим требованиям, обозначенным в ГОСТ [12]:

1. ЗШС, величина относительной деформации морозного пучения которой не превышает 0,035, применяют для возведения насыпей земляного полотна без ограничений;
2. Содержание щелочных металлов в золошлаковой смеси должно быть не более 5 % по массе;
3. В ЗШС, предназначенной для укрепления цементом, содержание оксида кальция должно быть не более 10 % по массе.

По полученным результатам можно сделать следующие выводы:

1. Химическое разнообразие состава зол позволяет найти им применение во многих отраслях при дальнейшей переработке.
2. На сегодняшний день существует несколько способов переработки ЗШО, главным из которых является производство строительных материалов, но для утверждения о пригодности золошлаковых отходов в производстве необходимо провести ряд лабораторных исследований, с целью выявления физико-химических свойств.
3. Развитие отраслей по переработке золы на территории Российской Федерации еще не достигло высокого уровня, поэтому есть необходимость в их дальнейшей модернизации.

1. Ватин, Н. И. Применение зол и золошлаковых отходов в строительстве / Н. И. Ватин, Д. В. Петросов [и др.] // Инженерно-строительный журнал. — № 4. — 2011. — с. 16–21.
2. Общероссийская общественная организация «Деловая Россия»: Золу вписывают в закон [Электронный ресурс], — Режим доступа: https://deloros.ru/zolu-vpisyvayut-v-zakon.html, свободный. — Загл. с экрана.
3. Фоменко Н. А. Применение окисленных бурых углей для повышения экологической безопасности утилизации золошлаковых отходов: дис, … канд. тех. наук: 25.00.36 / Наталья Александровна Фоменко; Нац. исслед. тех. ун-т. — М., 2020. — 110 с.
4. Салихов В. А. Экономическая оценка и комплексное использование попутных полезных компонентов углей и золошлаковых отходов углей (на примере Кемеровской области). Новосибирск: Наука, 2013. — 224 с.
5. Смоленский, О. В. Использование зол-уноса ТЭЦ в производстве строительных материалов и строительстве / О. В. Смоленский // Технологии бетонов. ‒ № 2. ‒ 2012. — с. 10–11.
6. Инженерный химико-технологический центр «Золошлаковые отходы. Часть 2: Экономическая выгода переработки [Электронный ресурс], — Режим доступа: https://ect-center.com/blog/zoloshlakovie-othody-2, свободный. — Загл. с экрана.
7. Рекомендации по применению в бетонах золы, шлака и золошлаковой смеси тепловых электростанций / НИИЖБ. — М.: Строй-издат, 1986. — 80 с.
8. Путилин Е. И. Обзорная информация отечественного и зарубежного опыта применения отходов от сжигания твердого топлива на ТЭС / Е. И. Путилин, В. С. Цветков. М.: В. С. Цветков. М.: НИИ Союздор, 2003. — 60 с.
9. European Coal Combustion Products Association e. V.: Utilization [Электронный ресурс], — Режим доступа: https://www.ecoba.com/ecobaccputil.html, свободный. — Загл. с экрана.
10. ГОСТ 25592–91. Смеси золошлаковые тепловых электростанций для бетонов. Технические условия. Введ. 01.07. 1991, М.: Госстрой России, ГУП ЦПП, 2002.
11. Сайт инженера-проектировщика: Марка бетона по морозостойкости [Электронный ресурс], — Режим доступа: https://saitinpro.ru/glavnaya/spravochnik/beton/beton-f/, свободный. — Загл. с экрана.
12. ОДМ 218.2.031–2013. Методические рекомендации по применению золы-уноса и золошлаковых смесей от сжигания угля на тепловых электростанциях в дорожном строительстве.

Основные термины
(генерируются автоматически)
: отход, Россия, Российская Федерация, вид отхода, смесь, компонентный состав, дорожное строительство, земляное полотно, вторичная переработка отхода, компонентный состав золы.

Наиболее яркий пример образования золошлаковых отходов – это теплоэлектростанции. Сырьё на таких предприятих – уголь. Во время горения отделяются частички золы, которые выходят наружу вместе с дымом. Пар и дым – становятся органикой, а минералы после сгорания топлива превращаются в золу и шлаковый мусор. Зольные остатки оседают в осадок и формирует куски. Эта зола перемешивается со шлаком, и образуется золошлаковый отход.

Стоимость отходов

Чтобы узнать стоимость шлаковых отходов, можно воспользоваться двумя способами.Первый — это обращение к территориальному сборнику цен. Но есть один нюанс, такая база может на момент покупки или продажи устареть. Поэтому не всегда данный способ станет актуальным.А второй вариант, это в интернете, поиске найти объявление, в котором покупают шлак. В среднем цена варьируется от 300 до 1300 рублей за одну тонну. Стоимость зависит от размера шлака, который предназначен для продажи.