Российские металлурги усовершенствовали созданную ими методику почти полной переработки золы, позволяющую извлечь из отработанного топлива не только алюминий и другие полезные вещества, но и удалять из золы углерод. Это удешевит производство металла и строительных материалов, пишут ученые в журнале Minerals.

"Сами по себе эти концентраты будут интересны для цветной металлургии и химической промышленности. Однако основной упор сделан на получение концентрата с минимальным количеством оксида железа и углерода. Магнетит загрязняет раствор и мешает выделению из него алюминия, а углерод ухудшает механические свойства цемента", - объясняет Дмитрий Валеев из Института металлургии и материаловедения РАН в Москве.

Каменный и бурый уголь представляют собой спрессованные останки растений, упавших на дно мелководных морей в далеком прошлом и "варившихся" внутри недр Земли на протяжении многих десятков миллионов лет. Человечество знает о существовании этого материала еще со времен античности, однако он начал добываться и использоваться в промышленных масштабах только со времен промышленной революции.

Сегодня на долю угольных электростанций приходится примерно четверть энергии, вырабатываемой в мире. Большинство развитых стран давно пытается перейти на более чистые источники энергии и максимально ограничить использование угля.

Анализ образцов пепла с угольных электростанций в США показал, что эти отбросы являются радиоактивными и содержат в себе неожиданно много радионуклидов, что делает их крайне опасными при попадании в окружающую среду.

Это связано с тем, что сжигании угля выделяется не только углекислота, но и множество вредных веществ, в том числе сернистый газ. Вдобавок, от 10% до 40% угля не сгорает, а превращается в золу - смесь из двуокиси кремния, оксидов алюминия, железа и кальция. Она содержит большое количество свинца, других токсичных металлов и даже уран, торий и иные радиоактивные элементы.

Подобные свойства золы, как отмечают Валеев и его коллеги, делают ее хранение и транспортировку крайне опасным, трудозатратным и тяжелым занятием. Часть ядовитых и радиоактивных веществ неизбежно просачивается в воду или попадает в атмосферу, что наносит дополнительный ущерб здоровью людей и состоянию окружающей среды.

Год назад российские металлурги выяснили, как можно сделать переработку золы не только более экологичным, но и выгодным процессом, изучив структуру и состав одиночных песчинок этого материала и разработав методику, позволяющую извлечь из нее почти весь алюминий и кремний.

Получив подобный результат, ученые задумались, как можно разделить относительно "полезную" часть этого концентрата, из которой можно извлечь цветные металлы и ценные реактивы, от относительно бесполезного углерода и окиси железа. Некоторого прогресса в этом направлении они достигли еще в ходе прошлых опытов, однако далеко не все железо и углерод были извлечены из частично переработанного пепла.

Фактически весь углерод и значительную часть частиц магнетита, как показала новая серия опытов Валеева и его коллег, можно извлечь из пепла, если предварительно вымочить его в дешевом дизельном топливе Подобный подход позволяет заметно сократить расходы электроэнергии и реагентов на магнитное "вылавливание" железа и извлечение углерода.

Работу этой методики ученые проверили, используя отходы с одной из угольных ТЭС в Омске, использующей в своей работе не самый качественный уголь. Как надеются отечественные металлурги, их методика сделает работу подобных электростанций более экологически чистой, но и выгодной.

Исследование поддержано в рамках Президентской программы исследовательских проектов Российского научного фонда (РНФ).

Источники

Ученые извлекли 99% несгоревшего углерода из угольной золы с ТЭС
Margust (gazeta-margust.ru), 27/05/2019
Ученые извлекли 99% несгоревшего углерода из угольной золы с ТЭС
Газета.Ru, 27/05/2019
Ученые извлекли 99% несгоревшего углерода из угольной золы с ТЭС
Новости@Rambler.ru, 27/05/2019
В России разработана методика полной переработки угольной золы
Equipnet.ru, 27/05/2019
Ученые из России сделали угольные ТЭС более экологичными и выгодными
Profi-news.ru, 27/05/2019
Ученые из России сделали угольные ТЭС более экологичными и выгодными
MosDay.ru, 27/05/2019
Ученые из России сделали угольные ТЭС более экологичными и выгодными
Novostival.ru, 27/05/2019
Ученые извлекли 99% несгоревшего углерода из угольной золы с ТЭС
Культурная Москва (cultmoscow.com), 27/05/2019
Ученые из России сделали угольные ТЭС более экологичными и выгодными
Kyivweekly.com, 27/05/2019
Ученые извлекли 99% несгоревшего углерода из угольной золы с ТЭС
Все для Андроид (hi-android.net), 27/05/2019
Ученые извлекли 99% несгоревшего углерода из угольной золы с ТЭС
24ТОП.kz (24top.kz), 27/05/2019
Ученые извлекли 99% несгоревшего углерода из угольной золы с ТЭС
Новости со всего мира (newsn.ru), 27/05/2019
Ученые из России сделали угольные ТЭС более экологичными и выгодными
Новости@Rambler.ru, 27/05/2019
Ученые из России сделали угольные ТЭС более экологичными и выгодными
RusCable.Ru, 28/05/2019
Ученые из России сделали угольные ТЭС более экологичными и выгодными
Российский фонд фундаментальных исследований (rfbr.ru), 28/05/2019
Ученые извлекли 99% несгоревшего углерода из угольной золы с ТЭС
Российский научный фонд (рнф.рф), 28/05/2019
Ученые извлекли 99% несгоревшего углерода из угольной золы с ТЭС
Российский научный фонд (rscf.ru), 28/05/2019

Похожие новости

  • 10/09/2018

    Ученые реконструировали 3D-модель еды по двумерному изображению ее структуры

    ​Ученые показали, что на основе двумерного изображения продуктов питания можно создать трехмерную модель их внутреннего строения. Опираясь на нее, можно предсказать физические свойства пищевого продукта и смоделировать процессы, происходящие внутри него.
    453
  • 15/08/2018

    Описаны механизмы увеличения энергии электронов в химических реакциях

    ​Ученые описали, как можно увеличить энергию электронов в ходе химических реакций. Принципы этого процесса используются в химическом синтезе, однако детально их ранее не исследовали. Работа выполнена при поддержке гранта РНФ и опубликована в журнале Angewandte Chemie.
    873
  • 09/01/2019

    Создано новое алмазное окно для флюорографии

    ​Ученые Института общей физики имени А.М. Прохорова (ИОФ) РАН совместно с российскими коллегами создали двухслойную алмазную пластину для источников рентгеновского излучения. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда (РНФ).
    732
  • 16/02/2019

    Российские ученые нашли безопасный способ получения кремниевых нанонитей

    ​При производстве кремниевых наноструктур, востребованных в разных областях промышленности, обычно используется достаточно токсичная плавиковая кислота. Сотрудники МГУ имени М. В. Ломоносова нашли способ, как избежать её применения.
    368
  • 25/09/2018

    Физики измерили намагниченность диэлектрика за одну триллионную долю секунды

    Коллектив ученых из России, Германии, Швеции и Японии разработал способ изменить намагниченность диэлектрика, воздействуя на него сверхкороткими лазерными импульсами. Ученым удалось добиться времени изменения намагниченности в одну пикосекунду – это в 100 раз меньше, чем предполагалось ранее.
    441
  • 09/04/2019

    Российские ученые уточнили, как космические лучи действуют на мозг

    ​Нейрофизиологи из МФТИ, НИИ Анохина и Курчатовского института проследили за действием нейтронов на мозг мышей и пришли к выводу, что они не ухудшают интеллектуальные способности грызунов, но подавляют формирование новых клеток в центре памяти.
    159
  • 14/05/2018

    Ученые знают, как заставить проводник из графена лучше работать

    ​Графен – очень хороший проводник и перспективный материал, обладающий необычными свойствами. Сегодня ученые могут изготавливать уникально чистые образцы графена, которые содержат всего несколько примесей, мешающих его работе.
    445
  • 15/05/2018

    Российские ученые обнаружили аномалии в изменении теплоемкости кристаллов

    ​Российские ученые из МГТУ им. Н.Э. Баумана и Института физики высоких давлений им. Л.Ф. Верещагина РАН исследовали необычное увеличение теплоемкости кристаллов, которое проявляется, если между частицами действуют силы с ограниченным радиусом действия.
    698
  • 14/12/2018

    Грантополучатели РНФ в программе России-24 «Наука»

    Несколько дней назад вручили Нобелевскую премию за исследования в области лазерной физики. В России тоже успешно работают в этой области. Так, Лаборатория лазерного воздействия Объединенного института высоких температур (ОИВТ) РАН Михаила Аграната разработала и совершенствует фемтосекундный лазерный скальпель – оптический пинцет, который работает в бесконтактном режиме и помогает с генетической диагностикой эмбриона, если ему от родителей передались какие-то аномалии.
    926
  • 06/11/2018

    Российские физики разработали новую микроволновую антенну

    ​Ученые из Университета ИТМО совместно с коллегами из Физического института имени П. Н. Лебедева РАН предложили новую микроволновую антенну, которая создает однородное магнитное поле в большом объеме и позволяет синхронизировать электронные спины группы дефектов в структуре наноалмаза.
    448