Elizabeth Nechaeva (coal_liza) wrote,
Elizabeth Nechaeva
coal_liza

Categories:

Золоотвалы угольных теплоэлектростанций могут считаться месторождениями

Золоотвалы угольных теплоэлектростанций могут считаться месторождениями в том случае, если они либо находящиеся в них составляющие применимы для экономически целесообразного и экологически неопасного промышленного использования. Материал золоотвалов («полезное ископаемое») по всем этим чертам должен не уступать обычно применяемому сырью, а его разработка — оправдывать финансовые вложения на компанию добычи. Для производства каких материалов и изделий может, при выполнении обозначенных критериев, употребляться золошлаковый материал?

Сначала золошлаковые материалы служат подменой песка, используемого в качестве заполнителя бетонов и строительных смесей. При довольно высоком содержании извести их можно использовать вместо цемента. По масштабам вероятного внедрения бетоны — главное направление, которое может решить дилемму ликвидации золоотвалов методом их полной утилизации.

Золу и шлак можно использовать как минеральные добавки к глине при производстве кирпича, глиняной плитки, черепицы, дренажных труб.

Из шлака можно получать пористые заполнители. Для этого шлаковый материал подвергают обжигу при температурах 1050—1250°С, при которых гранулы шлака вспучиваются. Пористые заполнители являются неотъемлемыми компонентами при производстве «легких» бетонов (другими словами владеющих наименьшей плотностью), также употребляются для тепло- и шумоизоляции.

Строительные материалы — более явное, но далеко не единственное направление в утилизации золоотвалов. Зола и шлак могут стать ценным источником металлов. Металлы находятся в угле в составе разных минералов и металлоорганических соединений. При сжигании углей значимая их часть переходит в золу. Разработаны технологии извлечения из золошлаковых материалов оксидов алюминия как сырья для следующего получения железного алюминия.

Железо в углях содержится приемущественно в составе минералов пирита (FeS2 ) и сидерита (FeCO3 ). Существенное его количество находится в форме железоорганических соединений. При сжигании углей происходит термохимическое преобразование всех этих соединений в минерал магнетит (Fe3 O4 ). Находясь в расплавленном, распылённом и взвешенном в струе дымовых газов состоянии, капли магнетита получают форму шариков. Размеры магнетитовых шариков колеблются от 20 до 100 мкм. Они магнитны (магнетит — ферромагнетик). Их содержание в золе от Три до 16%, а ежешлдное «производство», по приблизительным подсчетам, для теплоэлектростанций России составляет десятки тысяч тонн. На технологии извлечения магнетитовых микрошариков из золы угольных электростанций выданы патенты. Вероятные направления использования магнетитовых микрошариков — так называемое тяжёлосредное обогащение нужных ископаемых, создание красителей, наполнитель «тяжёлых» бетонов, способных экранировать электрические излучения, порошковая металлургия, природно-легированные концентраты стальной руды.

При недостатке воздуха и наличии несгоревших частиц угля в расплавленном шлаке появляется ферросилиций — сплав железа с кремнием. Соотношение между Fe и Si непостоянно, и потому химическая формула соединения записывается обычно Fen Sim. Гранулы ферросилиция имеют овальную оплавленную некорректную форму; размеры — от единиц до десятков мм. В зависимости от соотношения железа и кремния плотность ферросилиция колеблется от 5500 до 7000 кг/м Три (вдвое выше, чем у магнетита). Это сильный ферромагнетик. «Производство» ферросилиция в составе золошлаковых материалов, к примеру, на Новочеркасской ГРЭС составляет более 2000  т/год.

Ферросилиций используют при выплавке чугуна и стали. Его специально создают для этих целей, но технологический процесс (электротермическая плавка железа и кремния) очень энергоёмок. Потому разработаны технологии, дозволяющие заменить промышленный ферросилиций извлекаемым из золошлаковых материалов. Ферросилиций обладает очень высокой коррозионной стойкостью в среде кислот и щелочей, потому используется при изготовлении деталей аппаратуры, работающей в брутальных средах. Обладая высочайшей плотностью, ферросилиций, как и магнетит, может употребляться при обогащении нужных ископаемых, в составе «тяжелых» бетонов, защищающих от электрического и радиоактивного излучений, также в порошковой металлургии.
Из золы углей в промышленных масштабах извлекаются германий и уран. Считается многообещающим извлечение галлия, свинца, цинка, молибдена, селена, золота, серебра, рения, редчайших земель.

Уголь состоит из органического и минерального вещества. Богатая углеродом органическая составляющая — носитель тех нужных параметров, благодаря которым уголь относится к полезным ископаемым. А вот минеральные составляющие только усугубляют качество угля как горючего. Ведь чем больше минерального вещества, тем, естественно, меньше органического и, как следует, тем меньше теплотворная способность. Если зольность — масса минерального остатка после сжигания угля, выраженная в процентах к массе сожжённого, — больше определённого предела, уголь становится уже «бесполезным ископаемым», неприменимым для промышленного использования. Пределы зольности для различных направлений использования углей и для углей различных угольных месторождений различны. Для энергетики это обычно менее 40—45%.
Образование микросфер происходит последующим образом. При больших температурах силикатный минеральный материал углей плавится и в газовом потоке товаров сгорания дробится на мелкие капли. Газовые включения в минеральных частичках при нагреве расширяются и раздувают отдельные капли расплава. Те капли, в которых внутреннее давление газа уравновешивается силами поверхностного натяжения, образуют полые шарики. В других происходит разрыв капель (внутреннее давление больше сил поверхностного натяжения), или они остаются просто силикатными шариками, сплошными либо пористыми (поверхностное натяжение больше внутреннего давления). Содержание АСПМ в золошлаковых материалах составляет обычно десятые доли процента, все же их «производство» на больших теплоэлектростанциях России может достигать нескольких тысяч тонн в год. 
Tags: #уголь #угольроссии #проуголь
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic
  • 0 comments