Бизнес — производство кирпичей из золы. Зола уноса: описание, состав, гост, особенности применения и отзывы Древесная зола как сырье для производства

Во время сгорания топлива образуются отходы, которые называются золами уноса. Рядом с топками устанавливаются специальные устройства, улавливающие эти частицы. Они представляют собой дисперсионный материал, имеющий составляющие размером менее 0,3 мм.

Что такое золы уноса?

Зола уноса - тонкодисперсный материал с небольшими размерами частиц. Образуется она при сжигании твердого топлива в условиях повышенных температур (+800 градусов). В ней находится до 6 % несгоревшего до конца вещества и железо.

Образуется зола уноса при сжигании минеральных примесей, которые находятся в топливе. Для различных веществ содержание ее неодинаковое. К примеру, в дровах содержание золы уноса всего 0,5-2 %, в топливном торфе 2-30 %, а в буром и каменном угле 1 - 45 %.

Получение

Золы уноса образуются во время сгорания топлива. Свойства вещества, полученного в котлах, отличаются от тех, которые создают в лаборатории. Эти отличия затрагивают физико-химические характеристики и состав. В частности, при сжигании в топке происходит расплавление минеральных веществ топлива, что приводит к появлению компонентов недогоревшего композита. Такой процесс, который называется механическим недожогом, связан с увеличением в топке температуры до 800 градусов и выше.

Для улавливания золы уноса необходимы специальные устройства, которые могут быть двух видов: механические и электрические. При работе ГЗУ затрачивается большое количество воды (10-50 м 3 воды на 1 тонну золошлаков). Это является существенным недостатком. Чтобы выйти из такой ситуации, используют оборотную систему: вода после очищения от частичек золы повторно поступает в основной механизм.

Основные характеристики

• Удобоукладываемость. Чем мельче частицы, тем больше влияние золы уноса. Добавление золы повышает однородность бетонной смеси и ее плотность, улучшает укладку, а также уменьшает расход воды затворения при одинаковой удобоукладываемости.
• Снижение теплоты гидратации, что особенно важно в жаркое время года. Содержание золы в растворе пропорционально уменьшению теплоты гидратации.
• Капиллярное поглощение. При добавлении 10 % золы уноса к цементу увеличивается капиллярное поглощение воды на 10-20 %. Это, в свою очередь, уменьшает морозостойкость. Для устранения этого недостатка необходимо незначительно увеличить воздухововлечение за счет специальных добавок.
• Устойчивость в агрессивной воде. Цементы, которые на 20 % состоят из золы, более стойки к погружению в агрессивную воду.

Плюсы и минусы использования зол уноса

Добавка к смеси в виде золы уноса влечет за собой ряд преимуществ:

• Снижается расход клинкера.
• Улучшается помол.
• Повышается прочность.
• Улучшается удобоукладываемость, что облегчает распалубку.
• Снижается усадка.
• Уменьшается выделение тепла при гидратации.
• Увеличивается время до появления трещин.
• Улучшается устойчивость к воде (как чистой, так и агрессивной).
• Уменьшается масса раствора.
• Увеличивается огнестойкость.

Наряду с преимуществами, существуют и некоторые недостатки:

• Добавление золы с большим содержанием недожога изменяет цвет раствора цемента.
• Уменьшает начальную прочность при низких температурах.
• Снижает морозостойкость.
• Увеличивается число компонентов смеси, которые необходимо контролировать.

Виды золы уноса

Существуют несколько классификаций, по которым можно разделить золы уноса.

По виду топлива, которое сжигается, золы могут быть:

• Антрацитовые.
• Каменноугольные.
• Буроугольные.

По своему составу золы бывают:

• Кислые (с содержанием оксида кальция до 10 %).
• Основные (содержание выше 10 %).

В зависимости от качества и дальнейшего применения выделяют 4 типа золы - от I до IV. Причем зола последнего вида используется для бетонных конструкций, которые применяются в тяжелых условиях.

Переработка золы уноса

Для целей промышленности чаще всего используется необработанная зола уноса (без помола, просеивания и так далее).

При сгорании топлива образуется зола. Легкие и мелкие частицы за счет движения дымовых газов уносятся из топки и улавливаются специальными фильтрами в золосборники. Эти частицы и являются золой уноса. Оставшаяся часть именуется золой сухого отбора.

Соотношение между указанными фракциями зависит от вида топлива и конструктивных особенностей самой топки:

• при твердом удалении в шлаке остается 10-20 % золы;
• при жидком шлакоудалении - 20-40 %;
• в топках циклонного типа - до 90%.

При переработке в воздух могут попадать частицы шлака, сажи и золы.

Зола уноса сухого отбора всегда сортируется по фракциям под воздействием электрических полей, которые создаются в фильтрах. Поэтому она является наиболее пригодной для применения.

Для снижения потерь вещества во время прокаливания (до 5 %) золу уноса в обязательном порядке гомогенизируют и сортируют по фракциям. Зола, которая образуется после сжигания малореакционных углей, содержит до 25 % горючей смеси. Поэтому ее дополнительно обогащают и используют как энергетическое топливо.

Где используются золы уноса?

Золы широко применяются в различных сферах жизни. Это может быть строительство, сельское хозяйство, промышленность, санитарная обработка

В производстве отдельных видов бетона используется зола уноса. Применение зависит от ее вида. Гранулированную золу применяют в дорожном строительстве для основания парковок, площадок хранения ТБО, велосипедных дорожек, набережных.

Зола уноса сухого улавливания используется для укрепления грунтов как самостоятельное вяжущее и быстро твердеющее вещество. Ее также можно применять для строительства дамб, плотин и других

Для производства золу используют в качестве заменителя цемента (до 25 %). Как заполнитель (мелкий и крупный) золу включают в процесс при производстве шлакобетона и блоков, применяемых при возведении стен.

Широко используется при производстве пенобетона. Добавление золы в пенобетонную смесь увеличивает ее агрегативную устойчивость.

Золы в сельском хозяйстве используются как калийные удобрения. В них содержится калий в виде поташа, который легко растворяется в воде и доступен для растений. Кроме этого, зола богата и другими полезными веществами: фосфором, магнием, серой, кальцием, марганцем, бором, микро- и макроэлементами. Наличие углекислого кальция позволяет использовать золу для снижения кислотности почв. Золу можно вносить под различные культуры в огороде после вспашки, удобрять ею пристволовые круги деревьев и кустарников, а также подсыпать луга и пастбища. Не рекомендуется использование золы одновременно с другими органическими или минеральными удобрениями (особенно фосфорными).

Зола используется для санитарной обработки в условиях отсутствия воды. Она увеличивает уровень рН и убивает микроорганизмы. Ее применяют в уборных, а также в местах осадки сточных вод.

Из всего вышеперечисленного можно сделать вывод о широком применении такого вещества, как зола уноса. Цена на нее варьируется от 500 р. за тонну (при крупном опте) до 850 рублей. Следует отметить, что при использовании самовывоза из дальних регионов стоимость может существенно меняться.

ГОСТы

Разработаны и действуют документы, которые контролируют производство и переработку золы уноса:

• ГОСТ 25818-91 «Золы уноса для бетонов».
• ГОСТ 25592-91 «Смеси золошлаковые ТЭС для бетонов».

Для контроля за качеством произведенной золы и смесей с ее применением используют и другие дополнительные стандарты. При этом отбор проб и все виды измерений также проводятся в соответствии с требованиями ГОСТов.

Как это часто бывает, использовать золу для получения стройматериалов придумали не мы, а практичный запад - там давно широко применяются золошлаковые материалы в строительстве и ЖКХ. Главная ценность нового метода изготовления стройматериалов из золы - охрана природы.

Ликуйте, экологи и «Greenpeace»: опасность экологических катастроф, связанных с опасностью размывания золоотвалов и загрязнения золой окружающей среды, сводится к минимуму. Налицо колоссальная экономия средств - ведь на обслуживание хранилищ золы тратится немало денег. Остальные преимущества переработки золы заключается в экономической выгоде использования этого вторсырья.

Кирпич, созданный из золы, годится для строения и жилого дома, и производственного помещения, и забора. Он даже может быть использован как облицовочный. Рецепт изготовления такого кирпича предельно прост: 5% воды, 10 - извести, остальное - зола (соль и перец по вкусу).

Современная цена такого кирпича, выпускаемого, например, на омском заводе (ООО «СибЭК» - Сибирский эффективный кирпич) - 5–6 рублей, что делает этот «продукт» очень конкурентоспособным.

Испытания кирпича доказывают его высокое качество и широкие возможности в применении. Прочность, водопоглощение, морозоустойчивость не уступают силикатному кирпичу. Показатель теплопроводности близок к показателям дерева. Да и внешний вид радует своей практически совершенной формой - допуски размеров такого кирпича не более 0,5 миллиметра, а это, если подумать, снова экономия - на этот раз на количестве схваточного раствора. К тому же зольный кирпич легче, удобнее в кладке, позволяет делать её безупречно ровной. Для улучшения внешнего вида кирпича в его состав можно добавить красители.

Жизнь подталкивает к поиску новых идей и решений. Использование золы как сырья для кирпича и других стройматериалов поистине удачная и очень своевременная находка. Количество «убитых зайцев» в этом случае намного больше двух пресловутых. И в который раз подтверждается поговорка, что все ценное - у нас под ногами.

Всем известно, что одним из наиболее универсальных и древних удобрений является древесная зола. Она не только удобряет и ощелачивает почву, но создает благоприятные условия для жизнедеятельности почвенных микроорганизмов особенно азотфиксирующих бактерий. А также повышает жизнестойкость растений. Она наиболее благоприятно влияет на урожай и его качество, чем промышленные калийные удобрения, поскольку почти не содержит хлора.

Компания «Техносервис» смогла организовать производство глубокой утилизации кородревесных отходов, и, как результат, получила экологически чистое комплексное удобрение пролонгированного действия - древесную золу гранулированную (ДЗГ).

Основные преимущества ДЗГ:

• Привлекательной особенностью данного продукта является его новый гранулированный формат. Размер гранул составляет от 2 до 4 мм, удобный при фасовке и транспортировке, его легко перевозить любым видом транспорта в контейнерах или мешках, удобно вносить в почву любым видом техники. Гранулированный формат способствует более благоприятным условиям труда персонала.
• Обработка и нанесение пылящей золы - очень сложный процесс. Для снижения уровня пыления при нанесении сельскохозяйственных удобрений эффективнее использовать гранулированную золу. Гранулирование облегчает процесс внесения золы, а также замедляет процесс растворения золы в почве. Медленная растворимость - это преимущество, так как сельскохозяйственным угодьям не причиняется шокового воздействия, связанного с изменением кислотности и питательной среды.
• Внесение древесной золы гранулированной - максимально действенный способ борьбы с процессом закисления почвы. Помимо этого, восстанавливается структура почвы - она становится рыхлой.
• Древесная зола гранулированная содержит все, за исключением азота, необходимые для растений элементы питания. ДЗГ практически не содержит хлора, поэтому ее хорошо применять под растения, негативно реагирующие на этот химический элемент.
• Древесная зола гранулированная складируется и бессрочно хранится на типовых сухих складах хранения минеральных удобрений при естественной влажности и вентиляции воздуха.

Инвестиция в землю

Зольные удобрения компании «Техносервис» - это лучшая инвестиция в вашу землю. Древесная зола гранулированная - эффективный, экологичный и приносящий доход элемент ответственного фермера.

Внося ДЗГ, вы гарантируете увеличение ценности ваших угодий и их сохранность для будущих поколений. Таким образом, вы сможете выгодно использовать свою почву как объект долгосрочных инвестиций. Благодаря удачному выбору объекта, даже недоходная земля превратится в полностью покрытую урожаем часть фермерской собственности. Естественные пропорции питательных веществ, длительная продолжительность воздействия, медленная растворимость и равномерное распределение делают ДЗГ ООО «Техносервис» превосходным решением как для сельского хозяйства, так и с точки зрения экологии!

ДЗГ - на прирост урожайности!

В ходе полевых исследований, в соответствии с разработанной в Ленинградской области программой, проводившихся в 2008-2011 гг. на кислой дерново-подзолистой почве, выведенной из сельскохозяйственного оборота около 5 лет ранее, удалось сделать следующие выводы:

• Древесная зола с котельных пригодна для повышения плодородия и устранения повышенной кислотности дерново-подзолистых почв.
• Получен суммарный за 3 года севооборота прирост урожайности сельскохозяйственных культур 25-64% за счет одного только мероприятия: известкования слабокислой дерново-подзолистой почвы древесной золой с котельных.
• При комплексной обработке почвы совместно с минеральными и органическими удобрениями можно достигнуть значительно больших урожаев.
• Рекомендуется древесную золу с котельных использовать в качестве химического мелиоранта при проведении периодического и поддерживающего известкования кислых дерново-подзолистых почв.

По данным Всероссийского научно-исследовательского института агрохимии Д. Н. Прянишникова ДЗГ можно применять в качестве минерального удобрения со свойствами мелиоранта для основного внесения под сельскохозяйственные культуры и декоративные насаждения на кислых и слабокислых почвах в открытом и защищенном грунте.

Ориентировочные нормы и сроки внесения в сельскохозяйственном производстве:

• все культуры - основное или предпосевное внесение из расчета 1,0-2,0 т/га;
• все культуры - основное внесение (в качестве мелиоранта с целью снижения кислотности почв) из расчета 7,0-15,0 т/га с периодичностью 1 раз в 5 лет.

Ориентировочные дозы, сроки и способы внесения агрохимиката в личных подсобных хозяйствах:

• овощные, цветочно-декоративные, плодово-ягодные культуры - внесение при обработке почвы осенью или весной или при посеве (посадке) из расчета 100-200 г/м2;
• овощные, цветочно-декоративные, плодово-ягодные культуры - внесение при обработке почвы осенью или весной (в качестве мелиоранта с целью снижения кислотности почв) из расчета 0,7-1,5 кг/м2 с периодичностью 1 раз в 5 лет.

Г.Хабаровск



В процессе деятельности предприятий электроэнергетики образуется много золошлаковых отходов . Годовое поступление золы в золоотвалы составляет по Приморскому краю от 2,5 до 3,0 млн. т в год, Хабаровскому – до 1,0 млн. т (рис.1). Только в пределах г. Хабаровска в золоотвалах хранится более 16 млн. т золы.

Золошлаковые отходы (ЗШО) можно использовать в производстве различных бетонов, строительных растворов . Керамики, теплогидроизоляционных материалов, дорожном строительстве, где они могут быть использованы взамен песка и цемента. Большее применение находит сухая зола уноса с электрофильтров ТЭЦ-3. Но использование таких отходов в хозяйственных целях пока ограничено, в том числе и в связи с их токсичностью. В них накапливается значительное количество опасных элементов. Отвалы постоянно пылят, подвижные формы элементов активно вымываются осадками, загрязняя воздух, воды и почвы. Использование таких отходов – одна из наиболее актуальных проблем. Это возможно путем удаления или извлечения из золы вредных и ценных компонентов и использование оставшейся массы золы в строительной индустрии и производстве удобрений.

Краткая характеристика золошлаковых отходов

На обследованных ТЭЦ сжигание углей происходит при температуре 1100-1600 С. При сгорании органической части углей образуются летучие соединения в виде дыма и пара, а негорючая минеральная часть топлива выделяется в виде твердых очаговых остатков, образуя пылевидную массу (зола), а также кусковые шлаки. Количество твердых остатков для каменных и бурых углей колеблется от 15 до 40%. Уголь перед сжиганием измельчается и в него, для лучшего сгорания, часто добавляют в небольшом (0,1-2%) количестве мазут.
При сгорании измельченного топлива мелкие и легкие частицы золы уносятся дымовыми газами, и они носят название золы уноса. Размер частиц золы уноса колеблется от 3-5 до 100-150 мкм. Количество более крупных частиц обычно не превышает 10-15%. Улавливается зола уноса золоуловителями. На ТЭЦ-1 г. Хабаровска и Биробиджанской ТЭЦ золоулавливание мокрое на скруберах с трубами Вентури, на ТЭЦ-3 и ТЭЦ-2 г. Владивостока – сухое на электрофильтрах.
Более тяжелые частицы золы оседают на подтопки и сплавляются в кусковые шлаки, представляющие собой агрегированные и сплавившиеся частицы золы размером от 0,15 до 30 мм. Шлаки размельчаются и удаляются водой. Зола уноса и размельченный шлак удаляются вначале раздельно, потом смешиваются, образуя золошлаковую смесь.
В составе золошлаковой смеси кроме золы и шлака постоянно присутствуют частицы несгоревшего топлива (недожог), количество которого составляет 10-25%. Количество золы уноса, в зависимости от типа котлов, вида топлива и режима его сжигания может составлять 70-85% от массы смеси, шлака 10-20%. Золошлаковая пульпа удаляется на золоотвал по трубопроводам.
Зола и шлак при гидротранспорте и на золошлакоотвале взаимодействуют с водой и углекислотой воздуха. В них происходят процессы, сходные с диагенезом и литификацией. Они быстро поддаются выветриванию и при осушении при скорости ветра 3 м/сек начинают пылить. Цвет ЗШО темносерый, в разрезе слоистый, обусловленный чередованием разнозернистых слойков, а также осаждением белой пены, состоящей из алюмосиликатных полых микросфер.
Усредненный химический состав ЗШО обследованных ТЭЦ приведен в нижеследующей таблице 1.

Таблица 1

Пределы среднего содержания основных компонентов ЗШО

Золы ТЭЦ, использующих каменный уголь, по сравнению с золами ТЭЦ, использующих бурые угли, отличаются повышенным содержанием SO3 и п.п.п., пониженным – оксидов кремния, титана, железа, магния, натрия. Шлаки – повышенным содержанием оксидов кремния, железа, магния, натрия и пониженным окислов серы, фосфора, п.п.п. В целом, золы высококремнистые, с достаточно высоким содержанием алюминатов.
Содержание элементов-примесей в ЗШО по данным спектрального полуколичественного анализа рядовых и групповых проб показано в таблице 2. Промышленную ценность, согласно справочника , представляют золото и платина, по максимальным значениям приближаются к этому Yb и Li. Содержание вредных и токсичных элементов не превышает допустимых значений, хотя максимальные содержания Mn, Ni, V, Cr приближаются к «порогу» токсичности.

Таблица 2

В составе ЗШО различаются кристаллическая, стекловидная и органическая составляющие.

Кристаллическое вещество представлено как первичными минералами минерального вещества топлива, так и новообразованиями, полученными в процессе сжигания и при гидратации и выветривании в золоотвале. Всего в кристаллической составляющей ЗШО устанавливается до 150 минералов. Преобладающие минералы - это мета- и ортосиликаты, а также алюминаты, ферриты, алюмоферриты, шпинели, дендритовидные глинистые минералы, оксиды: кварц, тридимит, кристобалит, корунд, -глинозем, окиси кальция, магния и другие. Часто отмечаются, но в небольших количествах, рудные минералы - касситерит, вольфрамит, станин и другие; сульфиды – пирит, пирротин, арсенопирит и другие; сульфаты, хлориды, очень редко фториды. В результате гидрохимических процессов и выветривания в золоотвалах появляются вторичные минералы – кальцит, портландит, гидроокислы железа, цеолиты и другие. Большой интерес представляют самородные элементы и интерметаллиды, среди которых установлены: свинец, серебро, золото, платина, алюминий, медь, ртуть, железо, никелистое железо, хромферриды, медистое золото, различные сплавы меди, никеля, хрома с кремнием и другие.

Нахождение капельно-жидкой ртути, несмотря на высокую температуру сгорания угля, довольно частое явление, особенно в составе тяжелой фракии продуктов обогащения. Вероятно этим объясняется ртутное заражение почв при использовании ЗШО в качестве удобрения без специальной очистки.

Стекловидное вещество – продукт незавершенных превращений при горении, составляет существенную часть зол. Представлено разноокрашенным, преимущественно черным стеклом с металлическим блеском, разнообразными шарообразными стекловидными, перламутроподобными микросферами (шариками) и их агрегатами. Они слагают основную массу шлаковой составляющей ЗШО. По составу – это оксиды алюминия, калия, натрия и, меньше, кальция. К ним же относятся некоторые продукты термообработки глинистых минералов. Часто микросферы полые внутри и образуют пенистые образования на поверхности золоотвала и водоотстойных прудов.

Органическое вещество представлено несгоревшими частицами топлива (недо-жог). Преобразованное в топке органическое вещество весьма отлично от исходного и находится в виде кокса и полукокса с очень малой гигроскопичностью и выходом ле-тучих. Количество недожега в исследуемых ЗШО составляло 10-15%.

Ценные и полезные компоненты ЗШО

Из составляющих ЗШО практический интерес представляют в золе железосодержащий магнитный концентрат, вторичный уголь, алюмосиликатные полые микросферы и инертная масса алюмосиликатного состава, тяжелая фракцйия, содержащая примесь благородных металлов, редких и рассеянных элементов.

В результате многолетних исследований получены положительные результаты по извлечению ценных компонентов из золошлаковых отходов (ЗШО) и полной их утилизации (рис.2).

Путем создания последовательной технологической цепочки различных приборов и оборудования из ЗШО можно получить вторичный уголь, железосодержащий маг-нитный концентрат, тяжелую минеральную фракцию и инертную массу.

Вторичный уголь. При технологическом исследовании методом флотации выделен угольный концентрат, названный нами вторичным углем. Он состоит из частиц несго-ревшего угля и продуктов его термической переработки – кокса и полукокса, характе-ризуется повышенной теплотворной способностью (>5600 ккал) и зольностью (до 50-65%). После добавки мазута вторичный уголь можно сжигать на ТЭЦ, либо, делая из него брикеты, продавать населению как топливо. Извлекается он из ЗШО путем флота-ции. Выход до 10-15% от массы перерабатываемых ЗШО. Размеры частиц угля 0-2 мм, реже до 10 мм.

Железосодержащий магнитный концентрат получаемый из золошлаковых отходов, состоит на 70-95% из шарообразных магнитных агрегатов и окалины. Остальные минералы (пирротин, лимонит, гематит, пироксены, хлорит, эпидот) присутствуют в количестве от единичных зерен до 1-5% от веса концентрата. Кроме того, в концентрате спорадически отмечаются редкие зерна платиноидов, а также сплавы железо-хромо-никелевого состава.

Внешне это мелкотонкозернистая порошкообразная масса черного и темно-серого цвета с преобладающим размером частиц 0,1-0.5 мм. Частиц крупнее 1 мм не более 10-15%.

Содержание железа в концентрате колеблется от 50 до 58%. Состав магнитного концентрата из золошлаковых отходов золоотвала ТЭЦ-1: Fe - 53,34%, Mn- 0,96%, Ti – 0,32%, S - 0,23%, P - 0,16%. По данным спектрального анализа в концентрате присутст-вует Mn до 1%, Ni первые десятые доли %, Co до 0,01-0,1%, Ti -0,3-0,4%, V - 0,005-0,01%, Cr – 0,005-0,1 (редко до 1%), W – от сл. до 0,1%. По составу это хорошая железная руда с лигирующими добавками.

Выход магнитной фракции по данным магнитной сепарации в лабораторных условиях колеблется от 0,3 до 2-4% от массы золы. По литературным данным при переработке золошлаковых отходов путем магнитной сепарации в производственных условиях выход магнитного концентрата достигает 10-20% от массы золы, при извлечении 80-88% Fe2O3 и содержании железа 40-46%.

Магнитный концентрат из золошлаковых отходов может быть использован для производства ферросилиция, чугуна и стали. Он также может служить исходным сырьем для порошковой металлургии.

Алюмосиликатные полые микросферы представляют собой дисперсный матери-ал, сложенный полыми микросферами размером от 10 до 500 мкм (рис.3). Насыпная плотность материала 350-500 кг/м3, удельная 500-600 кг/м3 . Основными компонентами фазово-минерального состава микросфер является алюмосиликатная стеклофаза, мул-лит, кварц. В виде примеси присутствует гематит, полевой шпат, магнетит, гидрослю-да, оксид кальция. Преобладающие компоненты их химического состава являются кремний, алюминий, железо (табл. 3). Возможны микропримеси различных компонентов в количествах ниже порога токсичности или промышленной значимости. Содержание естественных радионуклидов не превышает допустимых пределов. Максимальная удельная эффективная активность составляет 350-450 Вк/кг и соответствует строи-тельным материалам второго класса (до 740 Вк/кг).

SiO 2

52-58

Na 2 O

0,1-0,3

TiO 2

0,6-1,0

K 2 O

Al 2 O 3

SO 3

не более 0,3

Fe 2 O 3

3,5-4,5

P 2 O 5

0,2-0,3

Влажность

Не более 10

Плывучесть

Не менее 90

Содержание Ni, Co, V, Cr, Cu, Zn не более 0.05% каждого элемента
Благодаря правильной сферической форме и низкой плотности, микросферы обла-ают свойствами прекрасного наполнителя в самых разнообразных изделиях. Перспективными направлениями промышленного использования алюмосиликатных микрофер являются производство сферопластиков, дорожно-разметочных термопластиков, тампонажных и буровых растворов, теплоизоляционных радиопрозрачных и облегченных строительных керамик, теплоизоляционных безобжиговых материалов и жаро-стойких бетонов .
За рубежом микросферы находят широкое применение в различных отраслях про-мышленности. В нашей стране использование полых микросфер крайне ограничено и они вместе с золой сбрасываются в золоотвалы. Для ТЭЦ микросферы являются «вред-ным материалом», забивающим трубы оборотного водоснабжения. Из-за этого приходится в 3-4 года полностью производить замену труб или проводить сложные и доро-гостоящие работы по их очистке.
Инертная масса алюмосиликатного состава, составляющая 60-70% массы ЗШО, получается после удаления (извлечения) из золы всех выше перечисленных концентратов и полезных компонентов и тяжелой фракции. По составу она близка к общему составу золы, но будет на порядок меньше содержать желез, а так же вредные и токсичные. Состав ее в основном алюмосиликатный. В отличии от золы она будет иметь более мелкий равномерный гранулометрический состав (за счет до измельчения при извлечении тяжелой фракции). По экологическим и физико-химическим свойствам может широко использоваться в производстве строительных материалов, строитель-стве и в качестве удобрения – заменителя известковой муки (мелиорант).
Сжигаемые на ТЭЦ угли, являясь природными сорбентами, содержат примеси многих ценных элементов (табл.2), включая редкие земли и драгметаллы. При сжигании их содержание в золе возрастает в 5-6 раз и может представлять промышленный интерес.
Тяжелая фракция, извлекаемая методом гравитации с помощью усовершенствованных обогатительных установок, содержит тяжелые металлы, включая драгметаллы. Путем доводки из тяжелой фракции извлекаются драгметаллы и, по мере накопления, другие ценные компоненты (Cu, редкие и др.). Выход золота из отдельных изученных золоотвалов составляет 200-600 мг из одной тонны ЗШО. Золото тонкое, обычными методами неизвлекаемое. Используется технология его извлечения типа ноу-хау.
Утилизацией ЗШО занимаются многие. Известно более 300 технологий их переработки и использования, но они в основыной своей массе посвящены использованию золы в строительстве и производстве строительных материалов, не затрагивая при этом извлечения из них как токсичных и вредных компонентов, так и полезных и ценных.
Нами разработана и опробована в лабораторных и полупромышленных условияхпринципиальная схема переработки ЗШО и полной их утилизации (рис.).
При переработке 100 тыс. т ЗШО можно получить:
- вторичный уголь – 10-12 тыс.т;
- железорудный концентрат – 1,5-2 тыс.т;
- золото – 20-60 кг;
- строительный материал (инертная масса) – 60-80 тыс.т.
Во Владивостоке и Новосибирске разработаны близкие по типу технологии пере-работки ЗШО, расчитаны возможные затраты и предусмотрено необходимое оборудо-вание.
Извлечение полезных компонентов и полная утилизация золошлаковых отходов за счет использования их полезных свойств и производства строительных материалов по-зволит высвободить занимаемые площади и снизить негативное воздействие на окру-жающую среду. Прибыль при этом является желательным, но не решающим фактором. Затраты на переработку техногенного сырья с получением продукции и одновременной нейтрализацией отходов могут быть выше стоимости продукции, но убыток в этом случае не должен превышать затраты на снижение негативного воздействия отходов на окружающую среду. А для энергетических предприятий утилизация золошлаковых отходов – снижение технологических расходов на основное производство.

Литература

1. Бакулин Ю.И., Черепанов А.А. Золото и платина в золошлаковых отходах ТЭЦ г. Хабаровска//Руды и металлы, 2002, №3, с.60-67.
2. Борисенко Л.Ф., Делицын Л.М., Власов А.С. Перспективы использования золы угольных тепловых электростанции./ЗАО «Геоинформмарк», М.:2001, 68с.
3. Кизильштейн Л.Я., Дубов И.В., Шпицгауз А.П., Парада С.Г. Компоненты зол и шлаков ТЭС. М.: Энергоатомиздат, 1995, 176 с.
4. Компоненты зол и шлаков ТЭС. М.: Энергоатомиздат, 1995, 249 с.
5. Состав и свойства золы и шлаков ТЭС. Справочное пособие под ред. Мелентьева В.А.,Л.: Энергоатомиздат, 1985, 185 с.
6. Целыковский Ю.К. Некоторые проблемы использования золошлаковых отходов ТЭС в России. Энергетик. 1998, №7,с.29-34.
7. Целыковский Ю.К. Опыт промышленного использования золошлаковых отходов ТЭС// Новое в российской энергетике. Энергоиздат, 2000, № 2, с.22-31.
8. Ценные и токсичные элементы в товарных углях России: Справочник. М.: Недра, 1996, 238 с.
9. Черепанов А.А. Золошлаковые материалы// Основные проблемы изучения и до-бычи минерального сырья Дальневосточного экономического района. Минерально-сырьевой комплекс ДВЭР на рубеже веков. Раздел 2.4.5. Хабаровск: Изд-во ДВИМ-Са, 1999, с.128-120.
10. Черепанов А.А. Благородные металлы в золошлаковых отходах дальневосточных ТЭЦ// Тихоокеанская геология, 2008. Т. 27, №2, с.16-28.

Список рисунков
к статье А.А.Черепанова
Использование золошлаковых отходов ТЭЦ в строительстве

Рис.1. Заполнение золоотвала ТЭЦ-1 г. Хабаровск
Рис.2. Принципиальная схема комплексной переработки золошлаковых отходов ТЭЦ.
Рис.3. Алюмосиликатные полые микросферы ЗШО.