Д.т.н., профессор Александр БЕРНАЦКИЙ, Д.т.н., профессор Николай МАШКИН, Новосибирский архитектурно‑строительный университет
ТЕХНОЛОГИЯ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ЗОЛОШЛАКОВЫХ ОТХОДОВ ТЭС
Власова В.В., Никольская Н.И. (Иркутский Государственный технический университет)
При сжигании твердого топлива в топках тепловых электрических станций образуются многотоннажные твердые минеральные отходы, представленные шлаком и летучей золой. Складирование и хранение такой массы материала требует значительных капиталовложений, в частности на Усольской ТЭС-11 (ОАО «Иркутскэнерго») накоплено около 90 млн тонн золошлаковых отходов, с их ежегодным увеличением на 300-330 тыс. тонн, при этом в эффективную переработку вовлекается около 2%. Золоотвал, занимая 60 гектар земельной площади, является источником неблагоприятной экологической обстановки в районе.
В тоже время, золы являются сосредоточением окиси алюминия, кремния, железа, кальция, а так же цинка, никеля, свинца, бария, ванадия и т.д. Исходя из вещественного состава и физико-механических характеристик минеральной части сгоревшего топлива, отходы ТЭС можно рассматривать как сложное техногенное сырье, пригодное для переработки известными методами, с целью получения конечных продуктов, пригодных для народного хозяйства.
На кафедре ОПИиИЭ ИрГТУ проведено исследование золошлакового материала ТЭС-11 АОЭиЭ Иркутскэнерго с целью разработки технологической схемы комплексной переработки шлака и золы-уноса. Предметом извлечения по данной схеме являются окислы алюминия (содержание в сырье 11,6%), кремния (33,4%) и железа (10,7%)
Предлагаемая нами технологическая схема переработки золошлакового материала включает операцию мокрой магнитной сепарации для выделения концентрата железа с последующией флотацией алюмосиликатов на хвостах мокрой магнитной сепарации.
Поскольку суммарный выход класса –40+5 мм составляет всего 4,49 %, то переработка этого класса экономически не оправдана и в голове процесса предусмотрен вывод данного продукта, который по вещественному составу и физико-механическим характеристикам отвечает требованиям ГОСТ 9757-83 «Заполнители пористые неорганические для легких бетонов».
Присутствие в исходном продукте значительного количества шламов (21,27% класса -0,05 мм) требует проведения операции обесшламливания по классу –0,05 мм и раздельного обогащения полученных продуктов.
При оптимальных условиях ведения опыта для крупности –0,5+0,05 мм были получены следующие продукты: магнитный концентрат, с содержанием железа 67,04%; глиноземный концентрат, с содержанием оксида алюминия 62,41% и отвальные хвосты, с содержанием железа 0,62% и оксида алюминия 9,023%.
Переработка шламового материала позволила получить магнитный концентрат, с содержанием железа 68,9%; глиноземный концентрат, с содержанием оксида алюминия 45,3% и отвальные хвосты, с содержанием железа 1,92% и оксида алюминия 2,1%.
Поскольку полученные концентраты железа содержат хром, никель молибден, ванадий, то их можно использовать в качестве сырья для металлургической промышленности, получая при этом сплавы с определенными свойствами. Кроме этого данные концентраты могут служить добавкой к утяжелителям при обогащении в тяжелых суспензиях или в качестве наполнителя для железобетонов. Коллективный алюмосиликатный концентрат может служить сырьем при производстве глинозема или других кислородных соединений алюминия щелочным способом.
Хвосты флотации по своим физико-механическим свойствам соответствуют требованиям ГОСТа 16656-78 «Активные минеральные порошки» и могут служить добавкой при производстве асфальтобетонов.
Переработка золошлакового материала по предложенной схеме перспективна и может принести несомненный экономический эффект, а также позволит снизить антропогенную нагрузку в районах примыкающих к тепловым электрическим станциям.