Золошлаковые отходы

Золошлаковые отходы в очень большом количестве образуются на тепловых электростанциях, в котельных жилых массивов и различных учреждений, на теплоцентралях. Их необходимо где-то хранить, создавая такие условия, чтобы не наносился вред окружающей среде. Для этого разработаны специальные правила.

Но золошлаковые отходы — это история не только про деньги, требующиеся на утилизацию. Существует богатый зарубежный и определенный российский опыт переработки золы и извлечения прибыли из этого процесса.

Как ведется переработка за границей

Уже в тридцатые годы прошлого столетия в США была представлена концепция применения золошлаковых отходов в строительстве. Профессору Р. Дэвису принадлежала идея использовать золу уноса fly ash, чтобы делать бетон. Но вплоть до 1946 не существовало машин, технологий для реализации выгодного проекта.

В девяностые годы 20 — го века развитые страны решили вкладываться в развитие «зеленых» технологий производства энергии, сокращать использование угля. Выбросы угольной промышленности стали активно перерабатывать. Евросоюз разработал стандарты IPPC, LCPD, IED. В 1990 энергетические компании из 15 европейских стран объединились в ассоциацию ECOBA. Цель объединения — упорядочить усилия разных государств по переработке золошлаковых отходов. Позднее, в 2010, государства Тихоокеанского региона основали собственное объединение по образу и подобию европейской ассоциации.

Главные направления переработки ЗШО

Зола и шлаки — далеко не совершенно бесполезный в хозяйственной деятельности, вредный для человека, природы мусор. Образование золошлаковых отходов происходит на ТЭС, в котельных, работающих на торфе, угле в смеси с мазутом. В их составе до четырех частей золы и одна часть — угольный шлак. Трубы увенчаны пылеуловителями, в которые попадает пылеобразная составляющая золы. Тяжелые вещества остаются на дне печей. Периодически печь чистят, вывозят мусор на шлакоотвалы.

Виды золошлаковых отходов

Можно назвать различные классификации. Тип сжигаемого материала разделяет золы на антрацитовые, каменноугольные, буроугольные, в зависимости от марки угля.

Вариант сжигания, разновидность собирания, хранения определяют в ЗШО:

• золы уноса;
• топливные шлаки;
• золошлаковые смеси.

Часть угля, которая не сгорает, содержит просто кладезь ценных металлов: редкоземельные, оксид кремния, алюминий, железо и еще много дорогостоящих химических элементов. Извлечь все это богатство — главная задача для предприятий, занимающихся переработкой ЗШО.

Выделяют основные направления в использовании золошлаковых отходов:

• Включение в состав наполнителей для дорожного покрытия.
• Золошлаковые отходы в строительстве встречаются в стеновом материале: в кирпичах, цементе, блоках.
• Производство разных наполнителей в других промышленных отраслях.
• В сельском хозяйстве ЗШО стабилизируют почвенный состав, нейтрализуя РН. Земля приобретает пористость, легкость.

Если грамотно развивать все эти направления, то можно извлекать хорошую финансовую прибыль. Отдельные европейские страны к началу двадцатых годов текущего столетия достигли почти 100% — ного показателя утилизации золошлаковых отходов. Впереди всех Дания, Нидерланды.

Как обстоят дела в России

Огромная территория нашей страны полна залежами полезных ископаемых. В надежде на их неиссякаемость россияне мало задумываются о переработке различных отходов. А тем более о возможности сделать такой процесс прибыльным производством.

Но даже в России наконец стали говорить и предпринимать активные шаги по сбережению экологии. ТЭЦ, работающие на угле, не только загрязняют атмосферу вредными выбросами. Они еще создают горы золошлаковых отходов, для хранения которых не хватает промышленных площадок. Статистика публикует ужасающие цифры: 22 миллиона тонн каждый год на территории страны прибавляется золошлаковых отходов. В 2021 году их уже было накоплено около 2 миллиардов тонн.

А территория хранилищ по стране занимает свыше 20 тысяч квадратных километров. Золошлаковые отвалы, возвышаясь грязными горами, не просто портят своим видом пейзаж. Некоторые вредные элементы уходят из золы вместе с водой, поступающей на них благодаря осадкам. Этот фильтрат через подземные водоносные горизонты отправляется в озера, реки, нарушая их биобаланс.

В принятом на территории РФ федеральном классификационном каталоге отходов ФККО золошлаковые отходы имеют 5 класс, то есть не опасные для окружающей среды. Но в золошлаковой группе выделяются 7 подтипов, основанных на исходном сырье, агрегатном состоянии, процессе образования. Нельзя говорить об абсолютной безопасности всех видов. Есть зола, которая образуется в результате сжигания мазута. Она относится к 3 классу опасности из-за содержания ванадия в большой концентрации.

Дополнительная информация! В России относительно вреда для человеческого здоровья ЗШО относят все-таки к 4 (малоопасному) классу.

Действующие в РФ правила хранения

Необходимо минимизировать вредное воздействие золошлаковых отходов на окружающую среду. Отвалы должны располагаться на специальных полигонах. Условия их расположения:

1. Удаленность от населенных пунктов, с подветренной стороны, чтобы при выдувании отходов они не летели в сторону жилых домов.
2. Периметр площадки должен быть окружен обваловкой, отделен от водостоков. Чтобы происходила фильтрация талых, дождевых вод, отвод ее на очистные сооружения, при обустройстве полигона следует размещать его на глинистых непроницаемых грунтах.
3. Откосы и гребни, в виде которых создаются золошлаковые отвалы, следует закреплять. Между ними должно быть пространство.
4. Территория, примыкающая к площадке, должна охраняться от проникновения посторонних лиц и сброса несанкционированного мусора. Особенно это касается опасных отходов в виде ртутных ламп, отработанных аккумуляторов.

Обременительный мусор или выгодный бизнес

Предприниматели, инвестирующие в переработку мусора, никогда не останутся внакладе. Вложившись на первоначальном этапе в закупку оборудования и технологий, они будут всегда обеспечены практически бесплатным сырьем. Государство с недавних пор всячески поощряет и поддерживает грандами и налоговыми льготами таких энтузиастов и первопроходцев. Мусорная реформа в России с каждым годом набирает обороты.

Извлечение полезных металлов из ЗШО

Наиболее хорошо отработана технология получения из угольной золы алюминия. В пятидесятые годы прошлого века в Восточную Европу, относившуюся к социалистическому лагерю, не поставлялась алюминиевая руда из-за введенного эмбарго. Польская Народная Республика построила завод, на котором отработала новую технологию по производству алюминия и цемента из золы. Этого вторичного сырья в стране было в избытке благодаря собственным угольным шахтам. Затем появился еще один такой же завод с гораздо большей производительностью.

Сейчас КНР активно применяет технологии по производству алюминия из ЗШО, покрывая свои потребности в этом металле.

Обратите внимание! Золошлаковые отходы могут дать дешевый уран. Такие разработки ведет компания в Канаде Sparton Resources.

Направления использования ЗШО в России

Угольных бассейнов на территории нашей страны находится немало. Так же, как и металлургических комбинатов, ТЭЦ — всего того, что поставляет золошлаковые отходы миллионами и миллиардами тонн. Еще в советские времена велись научные разработки по проблеме утилизации и переработке золошлаков и металлургических шлаков. Уже в 1958 году был изобретен высокомарочный вяжущий цемент из металлургических шлаков в советском строительно-индустриальном институте. Но проблема нашей огромной страны остается на протяжении многовековой истории одна и та же: все, что изобретается здесь, потом успешно внедряется где-нибудь на Западе. А затем многие технологии россияне или закупают, или изобретают заново.

Любую технологию нужно обеспечивать аналитическими данными по рынку, инжинирингом во всех проявлениях. Только потом ждать окупаемости инвестиций.

Существующие сегодня в России заводы по переработке ЗШО создают зольные блоки, добавляют ЗШО в цементы и клинкер.

За последние несколько лет в стране велось много работы по строительству новых и ремонту существующих федеральных трасс. В это направление вкладывается очень много денег. Но дорожное покрытие остается плохого качества. После введения в эксплуатацию уже через очень короткий срок требует частичной замены. В развитых странах полотно трасс делают из цементобетона — продукции, получаемой из золошлаков. Российские дороги продолжают покрывать асфальтобетоном.

На заметку! Доменные гранулированные шлаки снижают себестоимость строительства трассы не менее чем вдвое. Отпадает надобность завозить огромное количество материала, чтобы создать основание дорожного полотна. Традиционно используемый портландцемент заменен на металлургический доменный гранулированный шлак, в который добавлен химический активатор.

Добавленное в дорожное полотно ЗШО способствует пропуску воды. Это предохраняет дорогу от размывания талыми, ливневыми водами.

Золошлаковые отходы ТЭЦ в строительстве

Зола является прекрасным ингредиентом в производстве зольного полнотелого кирпича или с пустотами. Если сравнивать его характеристики с керамическими и силикатными кирпичами, ему присуща низкая теплопроводность и себестоимость. Это очень прочный строительный материал.

Из золошлаковых отходов получают искусственный пористый заполнитель аглопорит, который можно использовать в конструкционных легких бетонах. Он гораздо прочнее керамзита. Стоит дешевле. Гранулы делают разного размера, формы. Потребность в применении такого материала может составить миллионы кубометров. Для его производства понадобится переработать миллионы тонн золошлаковых отходов, решив проблему с их утилизацией.

Это интересно! Золошлаковые отходы используют для производства тротуарной плитки, сухих строительных смесей.

Выводы

Огромные земельные угодья, в том числе сельскохозяйственного назначения, просто кричат о необходимости их очищения от промышленных отходов. С 2019 года в России появилась национальная программа, государственная политика в отношении утилизации, переработки золошлаковых отходов. Широкие возможности повторного использования бросового материала открывают хорошие перспективы для развития бизнеса.

Золошлаковые отходы России — это залежи неисчерпаемых богатств, резерв для многих будущих поколений. Необходимо только приложить усилия, инвестиции в развитие перерабатывающих производств.