Переробка золових відходів техногенного походження в ліквідні продукти

Раціональне використання природних ресурсів – актуальне завдання сьогодення. Залучення в існуючі та нові процеси відходів техногенного походження дозволить поліпшити екологічний стан довкілля та збільшити ступінь переробки сировини.

Зокрема, робота ТЕС пов’язана не лише з виробництвом електроенергії при спалюванні вугілля, а має, як наслідок, накопичення у великій кількості золошлаків. Вони накопичуються у вигляді відвалів і є джерелом забруднення довкілля, становлячи небезпеку для здоров’я населення, і загрозу рослинному і тваринному світу довколишніх районів.
Робота станцій біологічного очищення комунальних стоків пов’язана не лише з очисткою стічної води, а і з утилізацією осадів, які при цьому утворюються. Проблемою великих міст на разі є модернізація очисних споруд з реорганізацією мулових майданчиків, що зазвичай перетворилися в озера мулонакопичувачі, з будівництвом мулоспалювальних заводів. При таких підходах залишається питання утилізації золи, що буде утворюватися при термічних процесах.
Склад зольних залишків Трипільської ТЕС та осадів після спалювання Бортницької станції аерації (БСА) наведено в таблиці 1 [1].
В Інституті біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України проводиться низка дослідних робіт, пов’язаних з фракціонуванням зольних залишків на складові. В основу технологічного (розроблювального) рішення покладено біфторидну технологію, як одну із самих ефективних та екологічно безпечних.

Таблиця 1


Найменування компоненту

Вміст оксидів, %

Літературні дані по золі ТЕС

Зола Трипільської ТЕС

Осад БСА повітряно-сухий

Зола осаду БСА
( 830 0С)

SiO2

37-63

66,3

64,9

65,8

46.22

58,98

Al2O3

9-37

5,3

5,1

5,1

4,19

6,68

Fe2O3

4-17

0,3

0,2

0,5

2,09

3,42

TiО2

0,4

0,1

0,15

0,29

0,41

CaO

1-32

10,7

12,8

10,9

4,74

6,94

MgO

0,1-5

1,4

1,5

1,4

1,45

2,58

SO3

0,05-2,5

2,6

2,2

2,4

1,03

0,18

Na2O+K2O

0,5-5

4,8

5,1

5,0

1,70

2,62

P2O5

0,1-0,2

0,1

0,1

0,1

1,03

5,38

інші

немає даних

7,6

7,5

8,15

мікроелементи

0,5

0,5

0,5

1,0

1,2

Технологія фракціонування включає наступні стадії [2-4]:
– фторування сировини до температури 180-200 оС;
– сублімація гексафторидів до температури до 350-400 оС:


SiO2 + 3NH4HF2 → (NH4)2SiF6 + 2H2O + NH3

(1)

Al2O3 + 6NH4HF2 → 2(NH4)3AlF6 + 3H2O

(2)

Fe2O3 + 6NH4HF2  → 2(NH4)3FeF6 + 3H2O

(3)

TiO2 + 3NH4HF2  → (NH4)2TiF6 + 2H2O + NH3

(4)

Na2O + NH4HF2  → 2NaF + H2O + NH3

(5)

K2O + NH4HF2  → 2KF + H2O + NH3

(6)

MgO + NH4HF2  → MgF2 + H2O + NH3

(7)

– гідроліз гексафторидів аміачною водою з отриманням оксидів:
(NH4)2SiF6 + 4NH4OH → SiO2 ↓ + 6NH4F + 2H2O                                         (8)
(NH4)3AlF6 + 3NH4OH → Al(OH)3 + 6NH4F                                                  (9)
– виділення фторуючого компоненту та його повернення на першу стадію процессу [4]:
2NH4F → NH4HF2 + NH3 ↑                                                                  (10)
Стадія фторування здійснювалася в обертовому реакторі з нікелевим покриттям (рис.1 ).
Стадію сублімації здійснювали в стаціонарному реакторі з нікелевим покриттям (рис.2).


Рис. 1.  1 – реактор фторування; 2 – холодильник; 3 - конічна колба для збору аміачної води;
4 – електропривід; 5 - нагрівальний елемент

Оскільки, в досліджуваних золах основна маса припадає на діоксид кремнію, то він і буде цільовим ліквідним продуктом даного процесу з чистотою 99,998 %. Крім того, в золах БСА присутній оксид фосфору, який є необхідним компонентом мінеральних добрив, переведення якого у водорозчинні форми створює умови його ліквідності. Крім того, присутність оксидів титану та алюмінію має певний попит на ринку.

 


Рис. 2.  1 – реактор-субліматор, 2 – холодильник, 3 – конічна колба для збору аміачної води, 4 – нагрівальний елемент

Список літератури

  • Звіт про виконання наук.-технічного проекту «Діоксид кремнію високої чистоти з відходів техногенного походження», №держреєстрації 0110U003293, ІБОНХ НАН України, 2010. – С. 54
  • Сорока П.И., Тертышный О.А., Гриднева Т.В. Разработка физико-химических основ процесса получения аморфного диоксида кремния / Хімія та сучасні технології. – 2007. – С. 28.
  • Фтораммонийные технологии в переработке минерального сырья / А. А.  Андреев, А. Н. Дьяченко // Фторидные технологии: сб. тез. докл. всерос. научн.-практ. конф. – Томск: ТГПУ, 2009. – С. 87.
  • Демьянова Л.П. Фторидный способ переработки кварцсодержащего сырья Приамурья с получением высококремнистых продуктов: дисс. на соискание ученой степени канд. техн. наук: 05.17.11 / Демьянова Лариса Петровна. – Томск, 2009. – 121 с.

 

Переробка золових відходів техногенного походження в ліквідні продукти [Електронний ресурс]  / [Євдокименко В.О., Каменських Д.С., Кашковський В.І.] // Режим доступу: http://eco.com.ua/content/pererobka-zolovyh-vidhodiv-tehnogennogo-pohodzhennya-v-likvidni-produkty

Оцінка: 
0
No votes yet