Ученые Института металлургии и материаловедения РАН (ИМЕТ РАН) под руководством Дмитрия Валеева представили инновационный способ практически полной переработки золы, образующейся на угольных электростанциях. Благодаря этому открытию отходы угольных ТЭС превращаются в ценные ресурсы, позволяющие эффективно использовать алюминий и другие полезные элементы, а также значительно снизить вред от неиспользованного углерода. Новая технология сулит экономию в производстве строительных материалов и расцвет экологически ответственной металлургии.
Проблема золы угольных станций: вызовы и возможности
Угольные электростанции, несмотря на стремление многих стран поэтапно отказаться от углеводородного топлива, продолжают обеспечивать четверть мирового энергопотребления. Однако после сжигания угля остается до 40% массы от изначального топлива в виде золы — сложной смеси оксидов кремния, алюминия, железа, кальция, а также тяжелых металлов и радиоактивных элементов. Утилизация таких отходов становится серьезной технической, экологической и экономической задачей, ведь хранение и транспортировка золы сопряжены с рисками загрязнения воздуха и воды ядовитыми и радионуклидными примесями.
Комплексный анализ: состав и свойства золы
Зола, остающаяся после сжигания бурого и каменного угля, содержит значительное количество потенциально ценных веществ, а также нежелательные компоненты (магнетит, углерод), создающие сложности при последующей переработке. Например, оксид железа загрязняет раствор во время извлечения алюминия, а наличие углерода снижает механические свойства цемента, который получают на ее основе. Дмитрий Валеев и его команда провели детальные исследования структуры и химического состава единичных частиц золы, что послужило основой для создания новой схемы рафинирования отходов энергетики.
Усовершенствованная методика переработки: шаг к безотходному производству
Отечественные металлурги нашли ключ к экологичной и экономически выгодной утилизации зольных остатков: инновационная методика позволяет практически полностью извлечь из золы ценные элементы (алюминий, кремний) и минимизировать примеси железа и углерода. Новый подход заключается в предварительном вымачивании золы дешевым дизельным топливом, после чего процесс отделения магнетита и углерода становится значительно проще и менее энергозатратным. Это гарантирует снижение расходов на реагенты и электроэнергию при магнитной сепарации и очистке.
Возможности для цветной металлургии и строительной индустрии
Получаемые концентраты с минимальным содержанием нежелательных примесей находят применение в цветной металлургии, химической промышленности и производстве инновационных строительных материалов. Стратегия направлена на формирование заметно более чистого сырья для выпуска цемента, бетона, алюминиевых сплавов и специальных химических реагентов. Такой подход позволяет повысить качество конечной продукции, снизить производственные издержки и одновременно минимизировать экологические риски, связанные с накоплением и транспортировкой золы.
Реальное внедрение и экологические перспективы
Уникальная методика была успешно опробована на практике. Для демонстрации своих возможностей исследователи использовали золу одной из омских ТЭС, работающей на низкосортном угле. Результаты подтвердили эффективность предложенного способа: практически весь углерод и большая часть магнетита были удалены из перерабатываемого материала, что позволит электростанциям стать не просто менее опасными, но и более прибыльными с точки зрения обращения с отходами. Дмитрий Валеев и коллеги уверены, что масштабирование этой технологии даст дополнительный импульс развитию экологически чистых решений в российской энергетике и промышленности.
Будущее инноваций: оптимизм и новые горизонты
Открытие специалистов ИМЕТ РАН знаменует новый этап для угольной промышленности и связанных с ней секторов: от металлургии до строительства. Переработка золы из отхода превращается в ценный технологический ресурс, который открывает дорогу к созданию экологичных и конкурентоспособных материалов. Это не только поддерживает национальное производство и способствует развитию новых технологий, но и приносит ощутимую пользу окружающей среде и здоровью населения. Эксперты уверенно смотрят в будущее, отмечая, что благодаря труду и инновациям российских ученых даже привычные отходы могут стать основой для устойчивого и перспективного развития.
Источник: scientificrussia.ru
