Российские металлурги разработали методику полной утилизации золы, остающейся после сжигания угля на ТЭС, что поможет сделать эти отходы менее токсичными. Ее описание и результаты ее применения на одной из угольных электростанций в Омске были представлены в Journal of Cleaner Production.

"При внедрении разрабатываемой технологии произойдет качественное улучшение экологической обстановки в крупных городах. Благодаря отсутствию золоотвалов будут сохранены тысячи гектаров плодородной земли и получены ценные компоненты для промышленности России", – 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.

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 железо, алюминий и кремний.

Для этого ученые обработали пепел при помощи магнитов, промыли и перемололи его, а затем поместили в автоклав. После этого они нагрели и обработали его особым раствором, который состоял на 30% из соляной кислоты. В результате этого 95% алюминия растворилось в кислоте, а частички оксида железа и несгоревшего углерода были отделены от остальной части золы на первой стадии ее обработки.

Этот раствор, по словам металлургов, можно использовать в качестве одного из реагентов, применяемых сегодня для очистки питьевых и сточных вод. При этом его себестоимость будет ниже на 25% по сравнению с существующими методами его производства, где в качестве исходного сырья используется гидроксид алюминия.

Твердые остатки золы, в свою очередь, можно использовать в качестве основы для керамики или особо крепкого цемента. Все это, как заключают ученые, позволяет утилизировать фактически всю золу, что сделает угольные ТЭС намного более экологичными.

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

Алексей Мальгавко

Источники

Ученые из России выяснили, как полностью переработать угольную золу - новости на сегодня 15.03.2019
News2world.net, 15/03/2019
Ученые из России выяснили, как полностью переработать угольную золу
3news.ru, 15/03/2019
Ученые из России выяснили, как полностью переработать угольную золу
Margust (gazeta-margust.ru), 15/03/2019
Ученые из России выяснили, как полностью переработать угольную золу
Margust (gazeta-margust.ru), 15/03/2019
Ученые из России выяснили, как полностью переработать угольную золу
Profi-news.ru, 15/03/2019
Ученые из России выяснили, как полностью переработать угольную золу
Новости@Rambler.ru, 15/03/2019
Ученые из России выяснили, как полностью переработать угольную золу
РИА Новости, 15/03/2019
Металлурги придумали, как снизить количество токсичных отходов при сжигании угля
24ТОП.kz (24top.kz), 18/03/2019
Металлурги придумали, как снизить количество токсичных отходов при сжигании угля
Margust (gazeta-margust.ru), 18/03/2019
Металлурги придумали, как снизить количество токсичных отходов при сжигании угля
Газета.Ru, 18/03/2019
Металлурги придумали, как снизить количество токсичных отходов при сжигании угля
Новости@Rambler.ru, 18/03/2019
Найден способ снизить количество токсичных отходов при сжигании угля
Российский научный фонд (рнф.рф), 19/03/2019

Похожие новости

  • 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.
    695
  • 04/10/2018

    Физики впервые получили спиновый ток при помощи лазера

    Исследователи из Физико-технического института имени А.Ф. Иоффе РАН в сотрудничестве с зарубежными коллегами впервые показали, что с помощью сверхкоротких лазерных импульсов можно генерировать гигагерцовый спиновый ток.
    796
  • 18/08/2017

    Российские и французские ученые разработали уникальный детектор нейтронов

    ​Ученые из Объединенного института ядерных исследований вместе с коллегами из Орсе (Франция) разработали уникальный детектор нейтронов и с его помощью определили вероятность радиоактивного (нейтронного) распада атомных ядер легких химических элементов.
    973
  • 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.
    669
  • 28/05/2019

    Российские ученые нашли способ сделать металл прочнее

    ​Один из самых перспективных материалов для авиационной и автомобильной промышленности — алюминий. Ученые Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» нашли простой и эффективный способ укрепления композитных материалов на его основе.
    335
  • 30/05/2019

    Чиновники не понимают, насколько дорогим удовольствием является современная биомедицина

    Профессор РАН и руководитель лаборатории регуляции клеточной сигнализации МФТИ Николай Барлев рассказал в своей колонке для Indicator.Ru о том, что необходимо для запуска работы лаборатории и как создавать в России научные школы.
    403
  • 16/05/2018

    Российские биохимики нашли новые ферменты с необычной активностью

    ​Российские ученые охарактеризовали новые ферменты-трансаминазы, которые могут работать как в типичных для своего семейства реакциях, так и в нехарактерных для него. Результаты работы будут полезны в фундаментальном аспекте для поиска и предсказания свойств ферментов по их аминокислотной последовательности и для использования в биотехнологических процессах.
    991
  • 05/04/2017

    Байкальские водоросли вошли в крупнейшую коллекцию живых водорослей и в банк геномной ДНК

    ​Ученые из Института биологии внутренних вод имени И.Д. Папанина РАН совместно с коллегами из США создали одну из крупнейших коллекций разнообразных культур живых водорослей и банк геномной ДНК, содержащий более двух тысяч образцов, которые могут использоваться для поиска организмов, необходимых в биотехнологии и создании биотоплива.
    2567
  • 18/12/2018

    Сибирские биохимики нашли связь дефектов стволовых клеток с аутоиммунными заболеваниями

    ​Рассеянный склероз, волчанка и другие аутоиммунные болезни могут возникать из-за серьезных нарушений в работе стволовых клеток костного мозга, заставляющих их собирать особые агрессивные антитела. Об этом рассказали биохимики, выступавшие на конгрессе "Аутоиммунные и иммунодефицитные заболевания" в Москве.
    1451
  • 02/08/2017

    Как ученые проводят лето

    ТрВ-Наука обратился к ведущим российским ученым с просьбой поделиться новостями о том, как они проводят лето, над чем сейчас работают и что их тревожит в научно-образовательной сфере. Публикуем поступившие ответы.
    1039