Переработка зольных отходов

Методы переработки зольных отходов теплоэлектростанций.

При работе теплоэлектростанций (ТЭЦ) после сжигания угля образуется большое количество золошлакового остатка горения. Такие остатки можно условно разделить на тяжелые (шлак) и летучие (зола уноса). Порядка 80% минеральной составляющей угля превращается в летучую часть, которая улавливается различными фильтрующими элементами, и лишь до 20% в тяжелую.

Все отходы складируют под открытым небом, и в отдельных случаях под водным слоем (например, в Павлодаре).

На сегодняшний день (2009 год) только в Омской области насчитывается более 60 млн. тонн таких отходов, размещенных на территории более тысячи гектар.

Состав таких зольных отходов на 99% состоит из соединений кремния, алюминия, железа, кальция, титана, магния, серы, калия и натрия, а так же некоторое количество редких металлов (в зависимости от вида угля).

В экологическом плане такие зольные хранилища являются угрозой для природы и человеческого здоровья. Под действием природных воздействий образуются кислотные осадки в виде пыли и пр., которые проникают в воду и почву в радиусе до нескольких десятков километров. Так же взвесь пыли содержится в воздухе и попадает в организм живых существ, в том числе и человека.

Переработка зольных отходов

Использование зольных остатков:

— при производстве строительных материалов — бетоны, различные вяжущие материалы, гравий (алгопорит).

— механическая переработка — выделение ценных составляющих, например магнитной сепарацией.

— глубокая переработка — химический синтез.

 

Рассмотрим химический синтез подробнее.

Кислотный способ.

При кислотном для получения веществ используют воздействие таких кислот как азотная, серная, соляная, ортофосфорная и др. Их сочетают с различными методами, например магнитной сепарацией, термическим воздействием, электролизом и др.

Однако при кислотном методе большая часть шлака остается не использованной.

 

Щелочное извлечение:

Используют щелочные растворы, например, натр едкий, кальцинированная сода, аммиак водный и др.

Щелочные растворы так же используют в сочетании с другими методами.

В итоге, так же как и кислотный способ, щелочной не использует значительного количества шлаков.

 

 

Фторидное извлечение:

Наиболее часто используют такие материалы как фторид кальция, фторид аммония и бифторид аммония, фтористоводородная (плавиковая) кислота, натрий фтористый и др.

Суть технологии в переводе соединений кремния в газообразное состояние при воздействии фтористым водородом. После чего эти газообразные соединения поглощаются, например, аммонием фтористым, и потом обрабатываются аммиаком. После чего получается высокодисперсный SiO2.

Из оставшегося материала получают оставшиеся материалы — железо и алюминий кислотно-щелочными способами.

В процессе получается белая сажа, криолит, а так же концентрат редкоземельных металлов — иттрий, церий и скандий.

Огромный плюс фторидного способа в том, что после него не образуется новых отходов.

 

В итоге отметим плюсы переработки зальных остатков работы ТЭЦ:

  1. понижает экологическую нагрузку
  2. повышает экономическую эффективность региона в целом
  3. позволяет получить технологичную и востребованную продукцию — криолит, сажу, диоксид кремния, редкие металлы и др.
  4. позволяет решить проблему утилизации и хранения отходов.