Тезисы
апрель 2017

Дослідження нітратної активації золошлакових відходів ТЕС


Біленко В. О. , Хлопицький О. О. , Макарченко Н. П. , Савенков А. С.
Химия и современные технологии
Abstract / Full Text

За останні 50-60 років роботи теплових електростанцій (ТЕС) в Україні та світі утворилося величезне кількість золошлакових відходів (ЗШВ), які вимагають пильної уваги з метою утилізації або переробки для поліпшення екологічної ситуації і вирішення виробничо-технологічних проблем з отриманням конкуренто спроможного переліку втор-сировини та матеріалів. В даний час відходи теплоелектростанцій лише на 10-15% використовуються в різних галузях виробництва, але потенціал їх використання набагато ширше. Отже, ці відходи потребують комплексної переробки.

Для підвищення питомої поверхні вихідної золі та покращення реакційної здатності ЗШВ піддають механічній активації та по фракційному розділенню. Механічна активація полягає у підвищенні питомої поверхні вихідної золи шляхом її помелу. Методом магнітної сепарації зола розділяється на магнітну і немагнітну фракції. Методом флотації немагнітну фракцію розділяють на полісфери, залишки та вугілля (недопал). Після фракційного розділення та механічної активації ЗШВ піддається хімічній активації. Для вилучення мікроелементів основного та амфотерного характеру використовують розчини мінеральних кислот. Так, як ЗШВ мають змінний хімічний склад , що залежить від марки та якості вугілля з яких отримують ЗШВ, тому для характеристики якості нітратного вилуговування ЗШВ було обрано оксиди заліза та кальцію.

З метою визначення оптимального реагенту для кислотного вилуговування нами були використані в якості реагентів наступні кислоти (або їх суміш): «царська водка», розбавлена та концентрована соляна кислота, щавлева кислота та азотна кислота. З результатів дослідження можна зробити висновок, що найбільш сприятливою для вилуговування являється азотна кислота.

З отриманих даних концентрацій оксидів заліза та кальцію у розчинах, було розраховано ступінь вилучення оксидів заліза та кальцію з відходів (у таблиці).

Згідно отриманих експериментальних даних можна зробити висновок, що зі збільшенням часу концентрація заліза та кальцію збільшується, а концентрація азотної кислоти зменшується.

У зв’язку з тим, що азотна кислота реагує з золошлаковими відходами і її залишки присутні в розчинах, то дані проби можна досліджувати з метою використання цього продукту у сфері виробництва комплексних азотних добрив.

Таблиця 1 – Ступінь вилучення оксиду заліза (II) та оксиду кальцію у розчинах від часу.

№ п.п.

Час вилуговування, τ, хв.

Ступінь вилучення заліза (II), α, (FeO), %

Ступінь вилучення кальцію, α, (СаO), %

1

30

49,17

46,7

2

60

62,5

73,3

3

90

95,8

100

Отримані результати вказують на те, що дана методика являються ефективною. Оптимальним значенням є процес вилуговування ЗШВ азотною кислотою за 90 хв.

Таким чином застосування золошлакових відходів дозволяє заощадити на вартості основних дорогих матеріалів без шкоди якості виробів, одночасно вирішуючи проблему утилізації золошлакових матеріалів.