04.05.2020
Российские металлурги создали новый способ переработки отходов угольных электростанций. Его применение позволит утилизировать большую их часть для нужд алюминиевой промышленности, что существенно снизит количество этих отходов на шламополях. В результате экспериментов получен образец глинозема (оксида алюминия), который можно использовать для производства металлического алюминия на отечественных заводах. Описание технологии опубликовано в высокорейтинговом научном журнале Metals. Исследование поддержано грантом Президентской программы исследовательских проектов Российского научного фонда.
В России порядка 15 % электроэнергии вырабатывается на угольных электростанциях. В процессе получения тепла и электроэнергии уголь сгорает не полностью. Зольность некоторых видов углей, например, Экибазстузского из Республики Казахстан, используемого на ТЭС в г. Омск, достигает 40 %, что приводит к образованию 1,5 млн. тонн золошлаковых отходов (ЗШО). Ежегодно в России на всех ТЭС образуется около 20 миллионов тонн отходов, а перерабатывают из них порядка 8 % (по данным за 2018). Согласно Энергетической стратегии РФ, которая была одобрена Правительством в апреле 2020 г., степень утилизации этих отходов должна составить 15 % к 2024 и 50 % к 2035 году. Перспективным способом вовлечения ЗШО в хозяйственный оборот является получение из них цветных металлов, в первую очередь алюминия.
Полученный по кислотному способу глинозем
В данной статье ученые сравнили кислотный и кислотно-щелочной способы извлечения глинозёма из золы ТЭЦ-4 г. Омск. Основной задачей исследования являлось получение глинозема, соответствующего требованиям алюминиевых заводов России по химическому составу и физическим свойствам. Так как для извлечения глинозема из золы используется соляная кислота, в конечном продукте может содержаться большое количество хлора, поэтому одной из задач исследования было модифицирование этого способа для снижения содержания хлора в получаемом глинозёме. Обычно в глинозёме, полученным солянокислотным способом, содержится до 0,15 % хлора. Ученым удалось снизить его содержание в десятки раз до 0,004 % за счёт перекристаллизации этого глинозёма по щелочной технологии, применяемой на российских глиноземных заводах.
Ежегодно образуются несколько десятков миллионов тонн золошлаковых отходов, что делает вопрос их переработки весьма актуальным. В связи с высоким содержанием оксида алюминия в золах ряда отечественных ТЭС ~25-30%, этот вид сырья может стать заменой руд (бокситов и нефелинов) используемых в настоящее время для производства глинозёма на отечественных алюминиевых заводах. Данный аспект особенно актуален, так как внутреннее производство глинозема покрывает лишь 35 % потребности отечественного алюминиевого рынка. Нам удалось разработать уникальный процесс перекристаллизации глинозема, полученного кислотным способом. Для этого использовали щелочной раствор и частицы гидроксида алюминия с Уральского алюминиевого завода. Мы получили образцы глинозема соответствующего ГОСТ с одновременным снижением содержания в нём хлора. Данный способ можно использовать на существующих алюминиевых заводах с минимальным изменением технологического процесса. В перспективе это позволит утилизировать несколько миллионов тонн золы в год и снизить себестоимость глинозема на 15-20 %,
— объясняет руководитель проекта Дмитрий Валеев, кандидат технических наук, старший научный сотрудник Института металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук.
Полученный после щелочной перекристаллизации глинозем
В проекте принимали участие сотрудники из Уральского федерального университета им. первого Президента России Б.Н. Ельцина и Национального исследовательского технологического университета «МИСиС».
Изображения (Валеев Д.В. ИМЕТ РАН)
Пресс-служба ИМЕТ РАН
Нет комментариев