«Переработка золошлаковых материалов – веление времени» – журнал «Глобус» о новых технологиях применения золошлаков, разрабатываемых в НОЦ «Кузбасс-Донбасс»
При сжигании угля на ТЭЦ и ГРЭС образуются три основных типа золошлаков:
мелкая сухая зола-унос;
шлаки, они образуются в котле и представляют собой более крупные стекловидные минеральные элементы;
золошлаковый материал, представляющий собой смесь воды и двух первых типов, эта смесь поступает в большие техногенные бассейны – золошлакоотвалы.
Основная проблема связана не с экологическими вопросами, поскольку золошлаки имеют пятый – самый безопасный – класс отходов, а с тем, что золошлакоотвалы чаще всего находятся на территории городов.
На территории России накопленный объём золошлаков оценивается в 1,5 млрд тонн и занимает площадь около 28 тысяч гектаров. При текущих темпах вовлечения золошлаковых отходов во вторичное использование к 2045 году он составит более 2 млрд тонн, что потребует изъятия дополнительных земельных участков для строительства золоотвалов. Всего по стране образуются около 20 млн тонн золошлаков в год, на все станции «Сибирской генерирующей компании» приходятся около 8-8,5 млн тонн в год.
В СГК разработана стратегия использования золошлаков, которая подразумевает, что в экономически развитых регионах целесообразно строительство системы отбора/отгрузки золы-уноса. Инвестиции в этот проект составят более 1 млрд рублей. Но эти вложения будут экономически эффективными за счёт увеличения объёмов реализации золы-уноса и переработки ЗШМ с получением ликвидной продукции.
Относительно новым направлением в обращении с ЗШО является обогащение их физическими методами с целью выделения ценных компонентов – железосодержащего концентрата, угольного недожога, шлакового щебня и песка.
Организации из числа участников НОЦ «Кузбасс-Донбасс» достаточно давно занимается проблемами вовлечения в оборот техногенных месторождений. Большой объём работ выполнен на объектах АО «Иркутскэнерго», на одной из ТЭЦ была построена и испытана обогатительная установка по переработке текущих ЗШМ с получением железосодержащего концентрата. С учётом полученных ранее результатов при обогащении ЗШМ в 2023 году были проведены углубленные исследовательские работы по обогатимости ЗШМ Приморской ГРЭС в ИЗК СО РАН и промышленные испытания гравитационно-магнитной технологии переработки ЗШМ непосредственно на объекте – Кемеровской ГРЭС – на установке, разработанной и изготовленной НПК «Спирит» в рамках комплексной научно-технической программы «Чистый уголь – зелёный Кузбасс» производительностью 2-4 т/ч по исходному сырью.
В результате исследовательских и промышленных испытаний в Иркутске и Кемерове определены основные алгоритмы переработки сырья, а именно – применение в качестве основного метода обогащения винтовой сепарации – гравитационного процесса, позволяющего без применения электроэнергии и химических реагентов получать тяжёлую фракцию (железосодержащий промпродукт), алюмосиликатный песок и легкую фракцию золы-уноса, содержащую угольный недожог, микросферы и тонкие фракции алюмосиликатов.
Получаемые железосодержащие концентраты имеют характеристики, позволяющие применять их в качестве сырья для выплавки чугуна и стали, а также в качестве утяжелителя для формирования магнитных суспензий для обогатительных фабрик.