Единый центр дистанционного образования

Заочное дистанционное образование
с получением государственного диплома
через Internet

Консультации о поступлении

  Региональная экономика    контакты    Биография    Карта сайта  

проблема золы и шлаков

Из золы углей в промышленных масштабах извлекаются германий и уран. Считается перспективным извлечение галлия, свинца, цинка, молибдена, селена, золота, серебра, рения, редких земель.

Самые оригинальные и, пожалуй, самые ценные компоненты золы — алюмосили-катные полые микросферы (АСПМ). Представляют собой полые, почти идеальной формы силикатные шарики с гладкой поверхностью, диаметром от 10 до нескольких сотен микрометров, в среднем около 100 мкм. Толщина стенок от 2 до 10 мкм, температура плавления 1400—1500°С, плотность 580— 690 кг/м3.

Образование микросфер происходит следующим образом. При высоких температурах силикатный минеральный материал углей плавится и в газовом потоке продуктов сгорания дробится на мельчайшие капли. Газовые включения в минеральных частицах при нагреве расширяются и раздувают отдельные капли расплава. Те капли, в которых внутреннее давление газа уравновешивается силами поверхностного натяжения, образуют полые шарики. В остальных происходит разрыв капель (внутреннее давление больше сил поверхностного натяжения), либо они остаются просто силикатными шариками, сплошными или пористыми (поверхностное натяжение больше внутреннего давления). Содержание АСПМ в золошлаковых материалах составляет обычно десятые доли процента, тем не менее их «производство» на крупных теплоэлектростанциях Россини может достигать нескольких тысяч тонн в год.

Ценность АСПМ определяется тем, что они — идеальные наполнители. Поясним: для придания многим изделиям из пластмасс и керамики необходимых свойств, например для снижения плотности (веса) изделий, повышения тепло-, электро- и звукоизоляционных характеристик, в их состав вводятся изготавливаемые промышленными способами стеклянные микросферы. Это довольно сложный процесс. Так почему бы не использовать для этих целей уже готовые микросферы — АСПМ из золы угольных теплоэлектростанций? По приблизительным подсчетам, стоимость таких микросфер в десять и более раз ниже, чем микросфер, получаемых промышленными методами.

Полимерные материалы с микросферами (так называемые сферопластики) используются при изготовлении разных плавсредств (лодок, сигнальных буёв, блоков плавучести, спасательных жилетов и др.), мебели, радиопрозрачных теплоизоляционных экранов для радиотехнической аппаратуры, изоляции теплотрасс, дорожно-разметочных термопластиков и пр. АСПМ успешно применяют в составе цементных растворов при изготовлении «лёгких» бетонов и теплоизоляционных жаростойких бетонов. Получены патенты на использование АСПМ при бурении геологоразведочных и эксплуатационных скважин. Это далеко не полный перечень возможностей применения АСПМ.

Важно отметить, что в отличие от других компонентов полые микросферы сравнительно просто выделяются из золы. Благодаря низкой плотности они всплывают на поверхность воды гидротехнических сооружений (прудов-отстойников, каналов оборотной воды) и могут быть собраны любыми, в том числе самыми простыми, средствами.

АСПМ пользуются большим спросом за рубежом. Однако готовые приобретать их фирмы требуют высокой степени очистки материала от посторонних примесей. Кроме того, во многих технологиях используются только микросферы определённого размера (диаметра). Всё это требует соответствующей производственной базы. Высокая стоимость подготовленных подобным образом АСПМ на мировых рынках минерального сырья гарантирует экономическую эффективность предприятий по их «производству».

Возвратимся, однако, к проблеме золоотва-лов в целом. Понятно, что проблема, особенно в экологическом аспекте, может считаться решённой только при полной утилизации всего зо-лоотвалатеплоэлектростанции. Кажется, этому нет никаких препятствий. Огромная масса измельчённого, близкого по составу к природному песку, находящегося на поверхности земли материала в условиях ограничений и запретов на разработку естественных месторождений должна привлекать интерес по крайней мере строительных предприятий. А в этой отрасли промышленности потребность в сырье сопоставима с «запасами» золоотвалов. Использование золы не только расширяет минерально-сырьевую базу строительной индустрии, но и позволяет сберечь дефицитное природное сырьё и улучшить экологическую обстановку в районах размещения предприятий угольной энергетики. Если добавить к этому извлечение ценных компонентов: магнетитовых микрошариков, ферросилиция, АСПМ, — то есть комплексное их освоение, то перспективы кажутся такими привлекательными, что возражать трудно.

В действительности использование золошлаковых материалов в промышленности сопряжено со значительными организационными и техническими трудностями. Представить дело так, что достаточно поставить экскаватор и подгонять самосвалы, было бы большим упрощением. Зола неоднородна по составу и размеру частиц. Между тем промышленность, даже строительная, предъявляет жёсткие требования к тому и другому. Далее: в составе золы всегда присутствуют компоненты, нежелательные для тех или иных технологий. Отечественный и зарубежный производственный опыт показывает, например, что использование золошлаковых материалов для производства пористых заполнителей ограничивается содержанием серы, углерода, а также оксидов железа, кальция и магния. В производстве кирпича лимитируют оксиды кальция, серы, алюминия и др. И это лишь некоторые нормативные показатели. Во многих случаях промышленность требует, чтобы материал был сухим, а в золоотвале он всегда влажный. Добавим к этому принципиально важное замечание: золошлаки, образующиеся при сжигании углей разных месторождений, имеют существенно разный минералогический и химический состав и, следовательно, требуют индивидуального выбора рациональных направлений использования и технологий переработки. Это достигается в трудоёмких лабораторных и заводских испытаниях. Что же касается отдельных компонентов, то здесь требования потребителей ещё более специфинны и индивидуальны. Цель, однако, оправдывает средства. Убедительный пример являет Германия, страна, как известно, небогатая природным сырьём, у которой долгое время основой энергетики был каменный уголь, но на территории которой нет золоотвалов.

Многие десятилетия потребности в электроэнергии и тепле были так велики и в такой степени не удовлетворялись, что думать об экологии, неуёмном росте золоотвалов, утрате занимаемых ими земель казалось неактуальным и несвоевременным. Кроме того, геологи позаботились о том, чтобы месторождений природного сырья было в достатке, нужного качества и там, где надо. И только сравнительно недавно стали замечать, что разработка месторождений песка, глины, известняка, уродует ландшафт.

по материалам журнала "Наука и жизнь" №5, 2008г.



Новости

Институт Менеджмента, Экономики и Инноваций начинает набор на курсы повышения квалификации!
подробнее   >>>
 

Уважемые студенты АНО ВПО ИМЭиИ!
подробнее   >>>
 

Начинается набор на курсы повышения квалификации!
подробнее   >>>
 

Приглашаем принять участие в конференциях!
Приглашаем принять участие в конференциях!
подробнее   >>>
 

Поздравляем с Днем науки!
Поздравляем с Днем науки!
подробнее   >>>
 


все новости...

Реклама

Рассылки Subscribe.Ru
Современное образование
Подписаться письмом