Оригинальный способ ликвидации золоотвалов

УДК 662.613.125:571.62

Д.А.ВАЛОВА, студентка группы 2030/1, 3 курса ДСФ

О.А.ИВАНОВА, студентка группы 2030/1, 3 курса ДСФ

О.А.БЫЧКОВ, кандидат геолого-минералогических наук, доцент кафедры ИГМСД

Н.А.ЧЕРНЫШОВА, кандидат геолого-минералогических наук, доцент кафедры ИГМСД

Научный руководитель:

Ю.С.САРКИСОВ, доктор технических наук, профессор кафедры ФХТМ

ОРИГИНАЛЬНЫЙ СПОСОБ ЛИКВИДАЦИИ ЗОЛООТВАЛОВ

Аннотация. В настоящей работе предлагается альтернативный вариант утилизации золошлаковых и других видов отходов, обеспечивающих стопроцентное освобождение занятых ими площадей. Идея, предлагаемой технологии состоит в создании специальной тары, объем которой заполняется отходами, как «коробок со спичками». Полученные в результате строительные элементы (кирпич, блок и т.д.) могут служить для возведения зданий и сооружений, при возведении дамб и платин и при строительстве ферм. Освобожденные площади после рекультивации могут быть использованы, как в сельскохозяйственных, промышленных, так и общественных целях.

Ключевые слова: золошлаковые отходы; уголь; угольная энергетика, строительные материалы, полипропилен, переработка ЗШО

Актуальность

В России ежегодно образуется 22 млн. тонн угольных отходов. Всего на начало 2021 года в нашей стране было накоплено от 1,4 до 1,8 млрд. тонн золошлаковых отходов (ЗШО) [1]. Неудивительно, что у 30% угольных электростанций практически заполнены все золошлаковые хранилища, а под хранение ЗШО выделено уже более 20 тыс. км2. Такую оценку дают авторы статьи «От отходов угольных электростанций к производству строительных материалов» в журнале «Энергетическая политика» Виктор Аникеев и Дмитрий Силка [1].

Выход золы и шлаков при сжигании топлива различается в широком интервале — от 5 до 75%, в зависимости от того, какой использовался уголь (бурый, каменный или антрацит). При этом существуют разработки, которые позволяют кардинально уменьшить количество отходов при горении. Широкому внедрению подобных технологий препятствует высокая стоимость и наукоёмкость их применения. Поэтому используются традиционные технологии сжигания угля, а значит, проблема утилизации отходов ТЭЦ стоит остро.

Очевидно, что простое хранение золы и шлака неэффективно, как с экологической, так и с экономической точки зрения. Если обратиться к мировому опыту по утилизации ЗШО, то здесь ожидаемо впереди всех Европа. Так, в Дании и Нидерландах достигнута практически наивысшая утилизация ЗШО, а в ряде стран этот показатель варьируется в пределах 70–95%.

Россия на этом фоне выглядит бледно — пока в нашей стране утилизируется не более 10–12% угольных отходов, это не более 4 млн. тонн золошлаков в год. [1].

Целью данной работы является разработка технологии ликвидации золоотвалов и обоснование способов применения ЗШО в строительных целях.

Золошлаковые отходы образуются в топках тепловых электростанций (ТЭС), теплоэлектроцентралей (ТЭЦ) и котельных. В результате образуются летучие газообразные вещества, происходят потери угля за счет недожога, остается минеральная несгорающая часть — смесь золы, шлака, частиц закоксованного угля.

Отходы сжигания твердого и жидкого топлива сгруппированы в 6-м блоке Федерального классификационного каталога отходов и разделены на 7 подтипов с учетом исходного сырья, агрегатного состояния, процесса образования. [1]

В основном это отходы 4 и 5 классов опасности. Исключение составляет единственные в этой группе отходы 3 класса опасности – зола с высокой концентрацией ванадия, образовавшаяся при сжигании мазута.

Отходы неблагоприятны для окружающей среды из-за токсичных веществ и тяжелых металлов, входящих в их состав.