Размещено на http://www.allbest.ru/

Отходы одна из основных проблем экологии планеты

Содержание

1. Золошлаковые отходы Молдавской ГРЭС. Токсичность и возможности комплексной переработки

2. Минеральный и химический состав ЗШО МГРЭС

3. ЗШО МГРЭС как месторождение редких металлов

4. Токсичность золошлаковых отходов Молдавской ГРЭС

5. Возможность комплексной переработки ЗШО

5.1 Уголь

5.2 Глинозем

5.3 Кремнезем

5.4 Железо

5.5 Редкие металлы

Заключение

Список литературы

1. Золошлаковые отходы Молдавской ГРЭС. Токсичность и возможности комплексной переработки

Деятельность человека в последние 50 лет нанесла непоправимый ущерб нашей планете. К такому выводу пришли авторы самого крупномасштабного в истории исследования экосистемы Земли - проект Mellenium Ecosystem Assesment. Сложившееся положение не оставляет надежд бедным странам на улучшение ситуации и блокирует выполнение целей, намеченных ООН в 2000 г. для развития мира в новом тысячелетии.

Одной из основных проблем экологии планеты являются отходы. По существу наша цивилизация не создала ни одной технологии, которая бы производила что-либо кроме отходов - непосредственно в процессе производства и отложенных - в процессе потребления. Население Земли, промышленная продукция, отходы (у) возрастают во времени (t) по закону

у = Aе^t

и отличаются только значением коэффициента "A". Загрязнение окружающей среды отходами увеличивается быстрее, чем население Земли.

Для ПМР на каждого жителя приходится более 20 тонн отходов одной Молдавской ГРЭС.

Что представляют эти отходы и как их можно использовать?

Общих норм и стандартов относительно размещения золошлаковых отходов (ЗШО) угольных электростанций нет и в странах ЕС. Решение о выдаче разрешения на размещение ЗШО и требование к восстановительным мерам применяются для каждого конкретного случая, основываясь на местных условиях. Общие правила по переработке, размещению и вторичному использованию отходов электростанций в ЕС в настоящее время находятся на рассмотрении.

2. Минеральный и химический состав ЗШО МГРЭС

Качественный анализ минерального состава ЗШО проведен на дифрактометре ДРОН-2 с использованием излучения С₁К₂, N 1 - фильтра при скорости движения 4^о20' в минуту.

Препараты для рентгеновских исследований готовились методом прессования порошка в кюветах.

В составе минеральной части золы, оставшейся после сгорания органической составляющей содержатся следующие минералы: муллит (5,367; 2,88; 2,20; 2,118 и 1,5411 А^о), в- кварц (4,24; 3,35; 2,453; 2,28; 1,818 А^о), гематит б- Fe₂О₃ (2,08; 1,597 А^о), глинозем (2,08; 1,597A⁰). Отмечено наличие рентгеноаморфных образований, выявленных на рентгенограмме диффузионными пиками области 6,4 - 8,5 А^о и 3,03 - 4,69 А^о, обусловленных, вероятно, аморфным кремнеземом.

Химический состав ЗШО определяется месторождением угля, условиями сжигания, и не может быть постоянным. По данным МГРЭС ЗШО содержат, масс. %: S₁O₂ 31,3 - 57,6; Аl₂О₃ 15,6 - 25,8; Fe₂О₃/FeO 3,7 - 9,0; СаО 2,7 - 6,6; МgО 1,2 - 1,7.

Нами проведено исследование химического состава ЗШО по 26 компонентам методами пламенной и атомно-эмиссионной фотометрии. Содержание редких металлов использовалось для сравнительной оценки ЗШО МГРЭС с природными разрабатываемыми месторождениями.

3. ЗШО МГРЭС как месторождение редких металлов

Общее содержание редких и редкоземельных металлов в земной коре по сумме кларков превышает сумму кларков цинка, свинца, олова. Однако минералы, содержащие некоторые иттриевые земли, скандий являются редкими, а их выявленные ресурсы в миллионы и десятки миллионов раз меньше, чем промышленные запасы цинка, свинца, олова.

Таблица 1 Содержание TR₂O₃ в природных месторождениях и ЗШО МГРЭС

Страна	Месторождение	Содержание TR2О3 0/1	Запасы TR2О3,т
Канада	Ока/Квебек	0,3	n. 104
С Ш А	Флорида	0,03	n. 104
С Ш А	Айдахо	0,003 - 0,02	104
Бразилия	Прибрежно-морские россыпи	0,4 - 0,9	18. 104
Бразилия	Барейро-де Арма	0,3 - 0,6	n. 105
ПМР	ЗШО МГРЭС	0,35*	n. 104

^*единичное определение.

Можно принять, что при концентрации оксидов редкоземельных металлов - 0,1% по массе и при их запасах в тысячи и десятки тысяч тонн месторождения можно разрабатывать. Помимо редкоземельных и редких металлов ЗШО МГРЭС содержат миллионы тонн алюминия, кремнезёма, железа, несгоревшего угля.

4. Токсичность золошлаковых отходов Молдавской ГРЭС

Использование в настоящее время природного газа в качестве топлива на МГРЭС не снимает проблемы золошлаковых отходов от сжигания каменного угля, их влияния на окружающую среду. Такие отходы уже имеются в количестве более 13 млн. т. и в дальнейшем, будут накапливаться. Энергостратегия "газовой паузы" близка к своему исчерпанию в силу естественного истощения наиболее рентабельных месторождений газа в России. По оценкам специалистов РАО "Газпром" она продлится не более 6 - 7 лет. Перспектива перехода электроэнергетики на твердое топливо подтверждается докладом Международного энергетического агентства (1998 г.) "Перспективы развития мировой энергетики до 2020 г.". Утверждается, что до 2020 г. основной рост спроса на уголь произойдет именно в области производства электроэнергии.

Класс токсичности ЗШО определялся по основным золообразующим оксидам - оксидам кнешния, алюминия, железа, составляющих соответственно % масс 50,82; 25,66; 14,37. ЗШО МГРЭС.

Для таких соединений, по действующему в республике классификатору токсичности отходов, расчеты можно проводить по летальным дозам ЛД50.

Расчет индексов токсичности производится по формуле:

К₁ = ,

где S - коэффициент отражающий растворимость вещества в воде,

F - коэффициент летучести; Св - содержание компонента в общей массе в Т/Т.

При отсутствии предельно допустимых концентраций для почвы и ЛД50 классификатором допускается использование условных величин ЛД50 ориентировочно определяемым по показателю класса опасности в воздухе рабочей зоны. Оксиды кремния, алюминия и железа относятся к 3 классу опасности для воздуха рабочей зоны. Значение условной величины ЛД50 для этого класса веществ равно 5000.

Для определения класса токсичности отходов выбирается не более 3 ведущих по концентрации компонентов и определяется суммарный индекс токсичности:

К = У Кi

При этом должны соблюдаться условия К₁ < К₂ < К₃ и 2К₁ ? К₃.

При расчетах Кi не учитывались показатели летучести и растворимости.

Оксиды S₁O₂, Al₂O₃, Fe₂O₃ нерастворимы в воде. Их летучестью при 20^оС и при нормальном атмосферном давлении можно пренебречь.

Значения индексов токсичности равны:

для S₁О₂ - 7,3,

для Al₂O₃ - 14,4,

для Fе₂О₃ - 25,7.

Условие 2К₁ ? Кn обеспечивается для двух групп: S₁O₂ - Al₂O₃ и Al₂O₃ - Fe₂O₃.

Значения суммарных коэффициентов токсичности для этих групп равны соответственно 5,4 и 10,0, не выходят из интервала 3,4 - 10 соответствующего III классу токсичности (умеренно опасные).

Классификатор токсичности не распространяется на радиоактивные отходы. По некоторым оценкам суммарный выброс радиоактивных веществ в зоне угольных электростанций на порядки превосходит выбросы Чернобыля. Средние значения, характеризующие содержание радионуклидов в Бк/кг для угольной энергетики 15 стран ЕС приведены в таблице.

Таблица 2 Содержание радионуклидов для угольной энергетики ЕС

Нуклид	У г о л ь	З о л а	После электрофильтра
U- 234	22	120	250
Ка - 226	14	6	170
Рв - 210N 1	17	170	350
Ро - 210N 1	9	260N 4	470
U- 235 N 2		4,3	10
Тh - 232	15	80	110
Ra - 228N 3	13	76	130
Th - 228	14	76	120
К - 40	40	270	270

N₁ - в равновесии с - 238; N₂ - 0,72% - 238 по массе, 4,6 по активности; N₃ - в равновесии с Тh - 232; N₄ - только 2 измерения.

Содержание естественных радионуклидов в зоне Донецкого угля составляет в беккерелях/кг : 226 радий - 185, 228 радий - 222, 232 торий - 85 - 322, 40 калий - 1700 - 3222, 210 полоний - 444. На МГРЭС использовались угли различных месторождений СССР, СНГ.

После сгорания каменного угля большая часть радиоактивных веществ остается в золе. Их концентрация в золе определяется концентрацией радионуклидов в угле, зольностью угля и условиями сжигания.

Международные исследования показали, что радиоактивность летучей золы, произведенной при сжигании каменного угля, находится в промежутке между 60 и 1000 Бк/кг. Средние значения находятся в диапазоне между 90 и 180 Бк/кг с максимумом 1000 Бк/кг для ряда урана и от 70 до 150 Бк/кг с максимумом в 290 Бк/кг для ряда тория.

Основная часть урана в углях связана с органическим веществом. При сгорании угля уран высвобождается, конденсируется в виде U О₃ на тонкодисперсных аэрозолях, в значительной степени не улавливается электрофильтрами.

Носителем радия в углях является барий, связанный в углях с органическим углеродом. В летучей золе большая часть радия связана в тонкодисперсных слабо растущих аэрозолях сульфитов бария, в значительной степени проходящих через электрофильтры.

В процессе сгорания угля изотопы тория и радиоактивного калия плавятся, перемешиваются с алюмосиликатами и входят в состав золы, шлаков.

Специалистами НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н. Сысина установлено, что экстракты всех исследованных ЗШО при длительном воздействии вызывают изменение состава крови, способствуют дестабилизации клеточных мембран, способны вызывать заболевания печени и почек.

Установлено генадотоксичное действие золы. Выявлены негативные действия исследованных зол на клеточный иммунитет и опасность попадания токсичных компонентов золы в организм теплокровных животных как с водой, так и с пищей.

Установлено, что ЗШО представляют реальную опасность для загрязнения грунтовых вод.

По закону о платежах за загрязнение окружающей среды и пользование природными ресурсами шлаки, зола отнесены к нетоксичным отходам.

Приведенные данные свидетельствуют об их более высокой опасности для окружающей среды, а расчеты дают III класс токсичности.

Решением экологических и некоторых экономических проблем ЗШО МГРЭС может быть их утилизация. Например, в Иркутской области посчитали, что вместо затрат на содержание ЗШО выгоднее организовать их переработку. С этой целью ОАО "Иркутскэнерго" и администрация области подписали программу переработки ЗШО ТЭЦ на 2005 - 1010 гг. Считается, что из ЗШО можно получать глинозем, кремнезем, железо, некоторые редкие металлы.

5. Возможность комплексной переработки ЗШО

В практике разработки полезных ископаемых установлена необходимость выполнения комплекса исследований, мероприятий:

- лабораторные исследования по обогащению сырья извлекаемыми компонентами;

- крупномасштабные лабораторные исследования по обогащению;

- опытно-промышленные испытания;

- промышленная разработка.

В условиях ресурсной базы научно-исследовательских учреждений республики обеспечение такого комплекса по переработке ЗШО МГРЭС проблематично.

Представляется плодотворным исследование вопросов доведения кондиции ЗШО до кондиции сырья с апробированными в промышленном производстве технологиями переработки.

Коммерческий интерес могут иметь глинозем, кремнезем, железо, уголь, представленные в ЗШО МГРЭС миллионами тонн. Экономически может быть оправдано извлечение из ЗШО только редкоземельных и редких металлов, при использовании соизмеримых с перерабатываемыми массами количествами химических реагентов. Для обеспечения экологических условий предпочтительнее комплексная переработка.

Комплексная технологическая схема переработки золы от сжигания каменного угля разработана, в частности, специалистами Гидроцветмета (г. Новосибирск) и Всероссийского алюминиево-магниевого института (ВАМИ, г. Санкт-Петербург). Товарной продукцией переработки золы по этой схеме являются глинозем, кремнезем ("белая сажа"), концентраты редких металлов с расчетной рентабельностью 68,6%.

Представляется возможным расширить этот комплекс извлечением угля и железа.

5.1 Уголь

экология токсичность золошлаковый отходы металл

Согласно ОСТ Минэнерго СССР № 30-70-542 максимальное количество остаточного топлива в золах от сжигания каменного угля может достигать 22%. Эти ограничения многие ТЭЦ не выдерживали. Бывший союзный Госстрой узаконил применение золошлаковых смесей при изготовлении легких бетонов с содержанием угля до 40%.

Теплотворная способность золы ТЭЦ подчас превышает теплотворную способность горючих сланцев и отдельных видов бурого угля, на которых работают многие российские и зарубежные электростанции.

При использовании новейших технологий сжигания теплотворная способность топлива, определенная традиционными способами может быть увеличена на 20 - 50%, т.е. при содержании несгоревшего угля в ЗШО около 40%, количество тепловой энергии при соответствующей технологии сжигания может быть близким к энергии, полученной при сжигании каменного угля на ГРЭС.

Для выделения, утилизации несгоревшего углерода в ЗШО может быть предложено несколько способов:

1. Сжигание твердого топлива в низкотемпературном кипящем слое. Данным способом можно сжигать угли зольностью до 70%, при этом недожог топлива составляет в среднем 6%, вместо примерно 40%, при сжигании угля в обычных слоевых топках. КПД таких котлов 82 - 85%. Содержание оксидов азота в дымовых газах 120 - 250 мг/м³, содержание летучей золы 8 - 12 мг/м³.

2. В промышленной энергетике все чаще применяется технология сжигания твердого топлива в высокотемпературном кипящем слое (ВТКС), что позволяет использовать практически любые твердые топлива с теплотворной способностью от 3500 до 6000 ккал/кг при зольности до 50%. КПД 85 - 87%.

Технология предусматривает возможность организации многоступенчатого улавливания и возврат в топку на сжигание мелких частиц топлива и золы. Эффективность выгорания топлива в зависимости от его качества 95 - 98%.

3. Технология сжигания в шлаковом расплаве. Проверена на опытной "фьюминг-печи" с целью извлечения германия из Черногорских углей (Красноярский край).

При использовании газолифтного способа на 1 т сжигаемого угля можно перерабатывать 2 - 3 т золы старых отвалов. Разработчики комплекса считают, что при отсутствии старых зольных отвалов, целесообразно перевести ряд существующих региональных котельных на угли, содержащие германий с последующей поставкой золы на газолифтную приставку.

4. Перспективными представляются методы преобразования недожога в газ, что позволит расширить территорию использования.

4.1 В институте проблем химической физики РАН разработана технология сверхадиабатического горения. Организовано производство оборудования. Энергетический КПД установки не менее 95%. Этим способом можно сжигать угли с содержанием золы до 90 - 95%.

Сверхадиабатический разогрев позволяет преобразовывать твердое топливо в энергетический продукт - газ содержащий водород, оксид углерода и, в ряде случаев, углеводороды и другие органические соединения.

Этот газ сжигается в обычных устройствах (например, в паровых, водогрейных котлах, либо автономных газогенераторных станциях) с получением тепловой или электрической энергии.

Технология имеет ряд преимуществ по сравнению с обычным сжиганием. Высокий КПД, возможность перерабатывать материалы с малым содержанием горючих составляющих при влажности до 60%, крайне низкий вынос пылевых частиц, очистка продукт газа легче, чем дымовых газов. Сжигание в две стадии резко уменьшает образование диоксинов даже при наличии соединений хлора. Двухстадийный процесс сжигания подавляет появление в дымовых газа ароматических соединений (предшественников диоксинов) и обеспечивает низкое содержание пылевых частиц - катализаторов образования диоксинов в дымовых газах. Зола практически не содержит несгоревшего углерода.

Достаточно поставить с ТЭЦ на угле реактор-газификатор и можно без реконструкции, опираясь на модули, переходить на газ, используя в качестве сырья ЗШО, отходы местной промышленности. Например, для ТЭЦ в алтайском городе Рубцово разработана технология сверхадиабатической переработки золы.

Технология апробированная в течение нескольких лет в Финляндии, не имеет вредных выбросов, не требует газоочистного оборудования.

Северо-западный Центр чистых технологий предлагает реализацию проектов строительства мини-ТЭЦ на основе переработки золоотвалов ТЭЦ с содержанием углерода до 10% и влажностью до 60%.

4.2 Главными проблемами любого сжигания является неэффективность горения углеводородных топлив. Вклад действующих огневых технологий (теплоэнергетика, тепловые машины, двигатели, автотранспорт, сжигание отходов) в загрязнение атмосферы приближается к 70 - 80%. Современная стратегия решения экологических проблем направлена на контроль над следствиями, но не на устранение причин загрязнения.

Технология электроогневого сжигания, используя в качестве катализаторов электростатические и электромагнитные поля, обеспечивает экологическую чистоту и высокую экономическую эффективность сжигания любых углеводородных топлив. При этом удельная теплоемкость веществ, по-видимому, на 20 - 50% выше, чем при обычном способе их сжигания.

Некоторые показатели установок электроогневого сжигания производительностью 50 кг/час приведены в таблице 3.

Таблица 3 Установки электроогневого сжигания

Фирма, страна, модель	Расход топлива кг/час	Потребляемая мощность, кВт	Масса, кг	Цена, дол/США
Vesta, Норвегия, МАХ 1253	25	14	2300	33000
ATLAS, Дания, AS 402 AS	20	20	2900	35000
"Ленинская кузница", Украина, СП-50	10	10	3500	25000
Турмалин, Россия, ИН-50.1	10	1,2	2500	17000
ЗАО "Ницот" Россия, Cleen Nature	3	1	600	5000

С увеличением установленной мощности стоимость электроогневых установок ЗАО "Ницот" становится в десятки раз ниже по сравнению с аналогичными установками, при более высоком качестве очистки.

При сжигании этим методом из состава отходящих газов вообще устранялись сажа, углеводороды, а объем отходящих газов любых топливных машин уменьшался в 10 - 15 раз. "По существу впервые в мире создана мощная эффективная технология чистого и одновременно интенсивного сжигания любых отходов".

4.3 Считаем заслуживающим внимания на первом этапе утилизации недожога золошлаковые отходы подвергать паровоздушной газификации в сверхадиабатическом режиме для получения энергетического газа, а при сжигании полученного газа использовать электроогневую технологию.

5. Возможности извлечения недожога из ЗШО.

Разработана технология, позволяющая из золы тепловых электростанций с содержанием угля до 25 - 30% получать золу с содержанием угля 4 - 6%. Выделенный уголь пригоден для сжигания.

5.2 Глинозем

Глинозем является сырьем для производства алюминия. Технология извлечения глинозема из ЗШО разработана, например, Сибирским индустриальным университетом (г. Новокузнецк) с институтом металлургии и обогащения НАН Казахстана (г. Алма-Ата). Извлечение глинозема из ЗШО предусмотрено в Иркутской области, на Тульской ГРЭС и др.

На крупнейший в Украине глиноземный завод в г. Николаеве глинозем везут из Австралии, Гвинеи.

Для производства 1 т глинозема требуется примерно такое же количество ЗШО и энергоресурсов как и нефелиного концентрата (табл. 4).

Таблица 4 Потребности в сырье и энергоресурсах для производства 1 т глинозема

Сырье	Количество сырья, т	Количество извести, т	Условного топлива, т	Природного газа, м3	Эл. энергии кВт/ч	Водяного пара, Гкал
Нефелиновый концентрат	4,04	7,6	1,580	-	1020	1,65
З Ш О	3,76	8,0	1,478*	1294*	1000	1,51

^*Условное топливо или газ.

В качестве базы сравнения использован нефелиновый концентрат. Такой выбор обусловлен не только наименьшей стоимостью получаемого глинозема, безотходной технологией переработки нефелинов, но и тем, что среднее содержание основных оксидов - оксидов алюминия, кремния, железа в нефелиновом концентрате равно соответственно (% масс) 28,5; 44,0; 3,5 (МРТУ - 6 - 12 - 54 - 80) и близко к их содержанию в ЗШО.

Структура себестоимости получения глинозема приведена в таблице 5.

Таблица 5 Структура себестоимости глинозема, полученного различными способами (%)

Структура затрат	Байер - спекание	Спекание нефелинового концентрата
	параллельная схема	последовательная схема
Сырье и основные материалы	53,7	48,0	49,5
Вспомогательные материалы	22	3,0	3,4
Топливо на технологические нужды	4,6	9,7	66,6
Энергия на технологические нужды	25,8	19,5	36,8
Основная м дополнительная зарплата с начислениями	1,8	1,7	4,5
Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования	9,1	14,5	36,0
Цеховые расходы	2,9	4,6	8,5
Цеховая стоимость	100,1	100	205,3
Попутная продукция	0,1	-	105,3
Цеховая себестоимость за вычетом попутной продукции	100,0	100,0	100,0

Объемы сырья и энергозатраты на производство глинозема из нефелинового концентрата и ЗШО примерно одинаковы (табл. 4). В себестоимости глинозема, получаемого разными способами значительные расходы относятся на сырье (табл. 5).

Стоимость ЗШО пренебрежимо мала по сравнению со стоимость нефелинов, бокситов.

5.3 Кремнезем

ХХI век - век кремнезема. Уникальный материал, применяемый в различных целях. По маркетинговым исследованиям потребность в кремнеземе в настоящее время 150000 т. Стоимость кремнезема (98%) - 1100 дол/т, кремнезема 99,9% - 45500 дол/т. Имеется ряд разработок по извлечению кремнезема из ЗШО, получаемая товарная продукция "белая сажа" стоимостью 500 дол/т. При комплексной переработке золы получено извлечение 70% кремнезема от содержащегося в золе.

5.4 Железо

В последние годы добыче железной руды стала самым рентабельным сектором в мировой горнодобывающей промышленности. Считается, что эта тенденция сохранится надолго. В мировом потреблении конструкционных материалов на долю черных металлов приходится 70 - 75%. Черная металлургия остается одним из лидеров мировой экономики.

Перед поставщиками концентратов железа стоят три главные задачи:

- повышение ценности и качества руды;

- обеспечение прямого доступа к электродуговым печам;

- выполнение требований по экологической безопасности.

Все эти требования реализуются, например, в разработанной недавно Японской корпорацией Кове Heel и его американской дочерней компанией Midrex Technologies Jnc. Её использование дает возможность обращать низкосортную руду и пылевой уголь в кусковой концентрат с содержанием железа 96 - 98%.

Проблемы извлечения железа из золы каменных углей решают Красноярский научный центр Сибирского отделения РАН. ТОО "Алком" (г. Новокузнецк) организовало переработку ЗШО Южно-Кузбасской ГРЭС с извлечением железного концентрата и др.

5.5 Редкие металлы

По оценкам специалистов Кузбасса, стоимость редких металлов в ежегодно добываемых 100 млн. т угля составляет 28,7 млрд. дол.

Объем ЗШО от сжигания этих углей с учетом их зольности около 20 млн. т, т.е. близок к объему ЗШО МГРЭС. Стоимость металлов в ЗШО МГРЭС по нашим оценкам близка к стоимости редких металлов, содержащихся в ежегодно добываемого в Кузбассе угля.

К извлекаемым из ЗШО редким металлам обычно относят галлий, германий, иттрий, скандий и др. В пробах ШЗО МГРЭС, проанализированных с нашим участием в лабораториях соседских республик, ни галлия, ни германия не обнаружено.

Значение редких металлов в современной технике столь велико, что по утверждению специалистов промышленно-экономический уровень развития современных государств определяется масштабами потребления не столько чугуна и стали, сколько потреблением редких металлов.

Оценка состояния скандиевой проблемы показывает, что в СНГ в настоящее время нет реального переработчика бедного скандиевого сырья.

В НИИ химической технологии (г. Москва) продемонстрировало технологию переработки ЗШО по извлечению скандия, иттрия и др. Опытно-промышленная проверка проведена на Рязанской ГРЭС.

Имеется апробированная на опытно-промышленном уровне технология извлечения оксидов иттрия и скандия из отходов глиноземного производства. Технология разработана институтом химии твердого тела УРО РАН (г. Екатеринбург) и Уральским филиалом ВАМИ (г. Каменец-Уральский). Цеховая стоимость полученных на опытно-промышленной установке оксидов иттрия и скандия (99,0%) составила 200 дол/кг, а лигатуры 98% Al + 2% Se меньше 24 дол/кг Stanford Matenals Companj предлагает лигатуру 98% Аl + 2% Se по 250 - 300 дол/кг (на XII 1999). Себестоимость оксида скандия (99,0%) полученного промышленным способом из отходов глиноземного производства - 169 дол/кг, его цена на мировом рынке 1800 дол/кг. Стоимость редкоземельного концентрата (10%) из ЗШО по технологической схеме Гидроцетмет - ВАМИ - 60000 дол/т.

Последовательность переработки ЗШО На первом этапе переработки ЗШО МГРЭС целесообразно утилизировать (выделить) несгоревший углерод Его содержание по нашим данным может достигать 30 - 35%. Способы утилизации, извлечения "недожога" приведены ранее.

Другим компонентом ЗШО, имеющим концентрацию в исходном сырье близкую к концентрации несгоревшего углерода является кремнезем. В результате у извлечения углерода и кремнезема концентрация железа, алюминия, редких металлов увеличится примерно в 2 раза.

Извлечение железа из ЗШО возможно, например, методом электростатической сепарации. Выполненные нами исследования показали возможность извлечения не менее 70% железа от содержащегося в ЗШО МГРЭС с выходом не более 30%.

На предпоследнем этапе комплексного передела ЗШО выполнить извлечение глинозема по апробированным в производстве технологиям.

Оставшиеся после удаления углерода, кремнезема, железа, глинозема шламы могут содержать редкие металлы с высокой концентрацией. Технология получения концентратов скандия, иттрия из отходов глиноземного производства разработана и апробирована в Уральском отделении РАН, технология получения таких концентратов из ЗШО разработана в Сибирском отделении РАН, в Омском Государственном университете, Гидроцветметом и ВАМИ.

Заключение

1. ЗШО МГРЭС относятся к 3 классу токсичности.

2. Содержащиеся в ЗШО МГРЭС компоненты представляют коммерческий интерес. Их стоимость оценивается миллиардами долларов.

3. Предложена последовательность переработки ЗШО, обеспечивающая повышение концентраций извлекаемых компонентов до уровня, соответствующего уровню принятому для переработки апробированными технологиями.

4. Имеются апробированные способы извлечения из ЗШО всех предлагаемых нами для утилизации компонентов - угля, кремнезема, железа, глинозема, редких металлов.

5. Приведенные материалы по структуре затрат, по расходам сырья и энергоресурсов, технико-экономическому обоснованию переработки золы свидетельствуют о высокой рентабельности комплексной переработки ЗШО.

6. Вопросы утилизации, извлечения несгоревшего угля в ЗШО после незначительных доработок могут получить наиболее быстрое практическое применение.

Список литературы

1. Технологии переработки различных видов отходов

2. Отходы

3. Справочник по наиболее доступным техническим решениям в производстве энергии при сжигании топлива

4. Отчет по теме 2.3.3. Республиканский НИИ экологии и природных ресурсов, г. Бендеры. 2002

5. Коган Б.И. Экологические очерки по редким землям. М.: Изд-во АН СССР, 1961

6. Сковитин А.И., Смирнов А.И. Месторождение металлов Приднестровской Молдавской республики. ГУ РАИС. Рег. № 030043 от 23.03.2003.

7. Субботин В.И. Энергоисточники в ХХ веке. Вестник Российской Академии наук. Т. 71, № 12, 2001, с. 1059 - 1068

8. Зыков В.М. Уголь эффективный и надежный энергоноситель. Ж. "Энергия", № 4, 2003, с. 17 - 23

9. Вяхирев Р.И. Экологические аспекты устойчивого развития теплоэнергетики России. Г. 1. М.; Ноосфера, 2001

10. Милентьев В.А. Состав и свойства золы и шлака ТЭЦ. Справочное пособие. Л. Энергоатомиздат, 1985

11. Временный классификатор токсичных промышленных отходов и методические рекомендации по определению класса токсичности промышленных отходов. М., 1987

12. Беспамятнов Г.П., Кротов Ю.А. Справочник. Предельно допустимые концентрации зимических веществ в окружающей среде. Л., Химия, 1985

13. Справочник химика. Т. 2. Л - М: Химия, 1964

14. Димитрук М. Когда б ты доктор легкие моей страны послушать мог. Рабочая трибуна, 26.09.1991.

15. Рабинович В.А. Всеобщий эквивалент: Энергоинформационная система. Сайт журнала "Наука и промышленность России", 2001

16. Александров А.П. (ред.) Ядерная энергетика, человек и окружающая среда. М.: ;Энергоиздат, 1984

17. Отчет. Подготовка и обработка данных по химическим и радиануклидным воздействиям на растительный и животный мир. Российская академия сельскохозяйственных наук. Всероссийский НИИ сельскохозяйственной радиологии и агроэкологии. Обнинск. 2001

18. Журков В.С. Сертификация санитарно-гигиенических свойств золошлаковых отходов тепловых электростанций при их переработке или размещении в золохранилищах. Материалы Международной конференции "Экология энергетика", 18 - 20, 09.2000 г.; г. Москва.

19. Закон ПМР о платежах за загрязнение окружающей среды и пользоване природными ресурсами. Принят 20.09.2000.

20. Соколова Е. "Иркутскэнерго" вырост деньги из земли, начав переработку золошлаков. "Коммерсант - Восточная Сибирь". Titoff. № 24. 09.12.2004

21. Переработка зол.

22. Воробьев Х. Топливосодержащие вторичные продукты и отходы - строительство и производство стройматериалов

23. Дудашев В.Д. Новая электроогневая технология экологически чистого сжигания любых веществ и отходов.

25. Cмирнов А.В. Технология сжигания низкосортных твердых топлив в "кипящем слое". Перспективное направление модернизации и технического перевооружения угольных котельных в муниципаьных образованиях регионов РФ. Стройпрофиль, № 4. 2003

26. О переводе слоевых котлов на сжигание дешевых местных топлив в ВТКС

27. Создание комплекса по переработке германий содержащих углей Черногорского угольного месторождения.

28. Глуховский М. Чудодейственный огонь полностью "пожирает" отходы производства, ЖКХ и увеличивает энергетический потенциал. Строительная газета, № 37, 17 авг. 2001г

29. Переработка промышленных и бытовых отходов методом фильтрационного горения со сверхадиабатическим разогревом. Научно-промышленный журнал. Передовые технологии России.

30. Сравнительные технико-экономические показатели огневых установок для утилизации отходов.

31. Безотходная технология фракционирования зоны тепловых электростанций.

32. Черепков А. Тихоокеанская звезда. Восток - Медиа. 18.03.2000

33. Павленко С.И., Ни Л.П., Лактионова В.И., Селезнева М.А. Технология извлечения оксида алюминия из зон Кузбасса. Изв. Вузов Цветная металлургия, № 6, 2000

34. Крапчин И.П., Кудинов Ю.С. Уголь сегодня, завтра. Технологии, экология, экономика. М., Новый век, 2001

35. Троицкий И.А., Железняков В.А. Металлургия алюминия.

36. Ассрциация. Промышленные минералы. Программа "Кремнезем". http://www w³ orq/TR/REC - htmeno.

37. Пасечник Л.А., Саюирзянов Н.А., Диев В.Н., Яценко С.П., Анашкин В.С. Переработка отходов глиноземного производства (технологические и экологические аспекты. Урало-Сибирская научно-практическая конференция. 27.10.2003. Материалы докладов. УРО РАН

38. Климанчук В. Революция качества или черная металлургия отвечает на вызов времени. Газета "Донецкий кряж" № 688, 31.10.2003

39. Металлы мира. № 10, 2002

40. Кухлевский О.П., Зеер Э.П., Петровский Э.А. (институт физики СОРАН). Изучение методами радиоспектроскопии высокопористых стекол с внедренными в решетку ядрами фтора

41. Нифантов Б. Угледобычу - на научный уровень. Газета "Кузбасс" № 094, 27.05.1998

42. Качественные характеристики добываемых в России углей. Электронный журнал исследований в России, 2004/131

43. Солодов И.А. Концепция экстренного обеспечения России редкими металлами. Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. № 4, 1992

44. Солодов И.А. Редкие металлы - будущее новой техники. Сайт. Наука с переднего края. 2003

45. Красные шламы: отстойник или клондайк. Электронная версия журнала "Уральский рынок металлов", № 3(27), 2000

46. Еженедельная газета. РАО ЕЭС Россия. Энерго-пресс. № 28(397), 12.07.2002

47. Стовбчатый М.И., Сковитин А.И., Смирнов А.И. Золошлаковые отходы Молдавской ГРЭС - источник получения металлов. Экономика Приднестровья, № 5 - 6, 2003

48. Пашков Г.Л. Золы природных углей - нетрадиционный источник редких металлов. Соровский образовательный журнал. Т. 7, № 11, 2001

49. Барбот В.Ф. Сернокислое извлечение редкоземельных металлов из золы экибастузских углей. Химия и химическая технология. Т. 45, вып. 2, 2002

Размещено на Allbest.ru