Ученые из России выяснили, как полностью переработать угольную золу

МОСКВА, 15 мар – РИА Новости. 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).