Verwendung von Asche- und Schlackenabfällen aus Wärmekraftwerken im Bauwesen. Verwendung von Asche- und Schlackenabfällen aus Wärmekraftwerken. Anlagen zur Herstellung von Holzasche

Energieunternehmen der Region Krasnojarsk und der Republik Chakassien, Mitglieder der Gruppe Siberian Generating Company, wurden verkauft und in den Wirtschaftskreislauf gebracht 662,023 Tausende Tonnen Asche- und Schlackenabfälle (ASW).

Im Laufe des Jahres steigerte die SGK-Niederlassung Krasnojarsk den Anteil der Ammoniakabfälle am Wirtschaftsumsatz um 4 % – von 637,848 Tausend Tonnen im Jahr 2012 auf 662,023 Tausend Tonnen im Jahr 2013.

Das Wachstum des wirtschaftlichen Umsatzes von Asche- und Schlackenabfällen (ein Nebenprodukt der Kohleverbrennung in Wärmekraftwerken) ermöglicht die Belastung reduzieren An Umfeld in den Städten, in denen das Unternehmen tätig ist. Es ist erwähnenswert, dass die Hauptmenge an Asche- und Schlackenabfällen (625,5 Tausend Tonnen) im vergangenen Jahr für die Umsetzung eines großen Umweltprojekts zur Sanierung der Aschedeponie Nr. 2 des staatlichen Bezirkskraftwerks Nazarovo bestimmt war. Die Rekultivierung einer 160 Hektar großen Mülldeponie im Bereich des Chulym-Flusses wird es ermöglichen, diese Flächen wieder einer wirtschaftlichen Nutzung zuzuführen. Beispielsweise kann es nach ein paar Tagen erscheinen Grünflächen.

Darüber hinaus verkauft die Krasnojarsker Niederlassung der SGK weiterhin Asche- und Schlackenabfälle an Unternehmen Baugewerbe. Das Unternehmen begann 2007 mit dem Verkauf von Trockenasche und Schlacke. Damals wurden nur 7.000 Tonnen Abfall verkauft. Im Jahr 2013 betrug die Verkaufsmenge 36.525.000 Tonnen Asche- und Schlackenabfälle. Somit sind die durchschnittlichen jährlichen Verkaufsmengen an Asche- und Schlackenabfällen in den sechs Jahren, in denen dieser Markt tätig ist, gestiegen mehr als fünfmal. T Dieser Anstieg der Nachfrage zeigt, dass Bauherren diesen Rohstofftyp sehr schätzen. Gleichzeitig werden Asche- und Schlackenabfälle nicht nur von Unternehmen aus der Region Krasnojarsk, sondern auch aus anderen Regionen Russlands gekauft.

Dank der aktiven Arbeit von SGC in dieser Richtung war im vergangenen Jahr die Menge der verkauften und am Wirtschaftsumsatz beteiligten Ascheabfälle (662.023 Tausend Tonnen) um 34 % höher als die Menge der von den Energieunternehmen erzeugten Asche- und Schlackenabfälle der Zweig (495 Tausend Tonnen).

Im Jahr 2014 wird die SGK-Niederlassung Krasnojarsk weiterhin daran arbeiten, Asche- und Schlackenabfälle in den Wirtschaftskreislauf einzubinden und so deren Ansammlung zu reduzieren Reduzierung der Belastung auf die Umwelt. Die Arbeiten zur Sanierung der Aschedeponie Nr. 2 des staatlichen Bezirkskraftwerks Nazarovskaya werden fortgesetzt. Darüber hinaus prüft das Unternehmen Möglichkeiten und Markterweiterung Vermarktung von Trockenasche und Schlacke und für den Bedarf nicht nur der Bauindustrie, sondern auch anderer Branchen.

Verwendung von Asche- und Schlackenabfällen aus Wärmekraftwerken im Bauwesen

Bei der Tätigkeit von Elektrizitätsunternehmen fällt eine Menge Asche- und Schlackenabfälle an. Die jährliche Ascheversorgung der Aschedeponien im Primorje-Territorium beträgt 2,5 bis 3,0 Millionen Tonnen pro Jahr, im Chabarowsk-Gebiet bis zu 1,0 Millionen Tonnen (Abb. 1). Allein in der Stadt Chabarowsk werden mehr als 16 Millionen Tonnen Asche auf Aschedeponien gelagert.

Asche- und Schlackenabfälle (ASW) können bei der Herstellung verschiedener Betone, Mörtel, Keramik, Wärme- und Abdichtungsmaterialien sowie im Straßenbau verwendet werden, wo sie anstelle von Sand und Zement verwendet werden können.
Trockene Flugasche aus Elektrofiltern im CHPP-3 wird häufiger verwendet. Die wirtschaftliche Nutzung dieser Abfälle ist jedoch noch immer begrenzt, auch aufgrund ihrer Toxizität. Sie sammeln sich an signifikante Menge gefährliche Elemente.
Die Deponien sind ständig staubig, die beweglichen Formen der Elemente werden durch Niederschläge aktiv weggespült und verschmutzen Luft, Wasser und Boden.
Die Verwendung solcher Abfälle ist eines der drängendsten Probleme. Dies ist möglich, indem schädliche und wertvolle Bestandteile aus der Asche entfernt bzw. extrahiert werden und die verbleibende Aschemasse in der Bauindustrie und Düngemittelproduktion verwendet wird.

Kurze Eigenschaften von Asche- und Schlackenabfällen

In den untersuchten Wärmekraftwerken erfolgt die Kohleverbrennung bei einer Temperatur von 1100–1600 °C.
Bei der Verbrennung des organischen Anteils der Kohle entstehen flüchtige Verbindungen in Form von Rauch und Dampf, und der nicht brennbare mineralische Anteil des Brennstoffs wird in Form fester Brennrückstände freigesetzt und bildet eine staubige Masse (Asche), z sowie Stückschlacke.
Der Anteil fester Rückstände bei Stein- und Braunkohle liegt zwischen 15 und 40 %.

Kohle wird vor der Verbrennung zerkleinert und zur besseren Verbrennung wird ihr oft Heizöl in einer kleinen Menge von 0,1-2 % zugesetzt.
Bei der Verbrennung von pulverförmigem Brennstoff werden kleine und leichte Aschepartikel von den Rauchgasen mitgerissen und als Flugasche bezeichnet. Die Größe der Flugaschepartikel liegt zwischen 3–5 und 100–150 Mikrometern. Der Anteil größerer Partikel beträgt in der Regel nicht mehr als 10-15 %.

Flugasche wird von Aschesammlern gesammelt.
Im CHPP-1 in Chabarowsk und im CHPP Birobidschan erfolgt die Aschesammlung nass mit Wäschern mit Venturirohren; im CHPP-3 und CHPP-2 in Wladiwostok erfolgt die Aschesammlung trocken mit Elektrofiltern.
Schwerere Aschepartikel setzen sich am Unterlauf ab und verschmelzen zu klumpigen Schlacken, bei denen es sich um aggregierte und verschmolzene Aschepartikel mit einer Größe von 0,15 bis 30 mm handelt.
Die Schlacke wird zerkleinert und mit Wasser entfernt. Flugasche und zerkleinerte Schlacke werden zunächst getrennt entfernt und anschließend zu einem Asche-Schlacke-Gemisch vermischt.

Die Zusammensetzung des Asche-Schlacke-Gemisches enthält neben Asche und Schlacke ständig Partikel unverbrannten Brennstoffs (Unterverbrennung), deren Menge 10-25 % beträgt. Der Anteil an Flugasche kann je nach Kesseltyp, Brennstoffart und Verbrennungsart 70–85 % der Gemischmasse betragen, Schlacke 10–20 %.
Die Asche und der Schlackenbrei werden über Rohrleitungen zur Aschedeponie transportiert.
Beim hydraulischen Transport und auf der Asche- und Schlackendeponie interagieren Asche und Schlacke mit Wasser und Kohlendioxid in der Luft.
In ihnen laufen Prozesse ab, die der Diagenese und der Lithifizierung ähneln. Sie erodieren schnell und beginnen beim Trocknen bei einer Windgeschwindigkeit von 3 m/s zu stauben.
Die Farbe von ZShO ist dunkelgrau und im Querschnitt geschichtet, was auf den Wechsel unterschiedlich körniger Puffs sowie auf die Ablagerung von weißem Schaum zurückzuführen ist, der aus hohlen Mikrokügelchen aus Alumosilikat besteht.
Die durchschnittliche chemische Zusammensetzung der Asche der untersuchten Wärmekraftwerke ist in der folgenden Tabelle 1 angegeben.

Tabelle 1. Grenzwerte des durchschnittlichen Gehalts der Hauptbestandteile der Asche

Der Gehalt an Ni, Co, V, Cr, Cu, Zn beträgt nicht mehr als 0,05 % jedes Elements.
Aufgrund ihrer regelmäßigen Kugelform und geringen Dichte haben Mikrosphären die Eigenschaften eines hervorragenden Füllstoffs in einer Vielzahl von Produkten. Vielversprechende Richtungen Die industriellen Anwendungen von Alumosilikat-Mikrokugeln sind die Herstellung von Sphäroplasten, Straßenmarkierungs-Thermoplasten, Injektions- und Bohrflüssigkeiten, wärmeisolierenden strahlentransparenten und leichten Baukeramiken, wärmeisolierenden, nicht brennbaren Materialien und hitzebeständigem Beton.

Im Ausland werden Mikrosphären in verschiedenen Branchen häufig eingesetzt. In unserem Land ist die Verwendung von Mikrohohlkugeln äußerst begrenzt und sie werden zusammen mit der Asche auf Aschedeponien entsorgt.
Für Wärmekraftwerke sind Mikrosphären „schädliches Material“, das die Wasserversorgungsleitungen des Recyclings verstopft. Aus diesem Grund ist es notwendig, die Rohre in 3-4 Jahren komplett auszutauschen oder aufwendige und teure Reinigungsarbeiten durchzuführen.

Die inerte Masse der Aluminosilikatzusammensetzung, die 60–70 % der Aluminiumoxidmasse ausmacht, wird nach Entfernung (Extrahierung) aller oben genannten Konzentrate und nützlichen Komponenten sowie der schweren Fraktion aus der Asche erhalten. In der Zusammensetzung ähnelt es der allgemeinen Zusammensetzung von Asche, enthält jedoch eine Größenordnung weniger Eisen sowie schädliche und giftige Stoffe.
Seine Zusammensetzung besteht hauptsächlich aus Alumosilikat. Im Gegensatz zu Asche weist es eine feinere, gleichmäßigere Kornzusammensetzung auf, da es beim Extrahieren der Schwerfraktion vor dem Mahlen zerkleinert wird.
Zum Thema Umwelt und physikalische und chemische Eigenschaften kann in großem Umfang bei der Herstellung von Baustoffen, im Baugewerbe und als Düngemittel verwendet werden – als Ersatz für Kalkmehl (Meliorant).

In Wärmekraftwerken verbrannte Kohlen enthalten als natürliche Sorptionsmittel Verunreinigungen vieler wertvoller Elemente (Tabelle 2), darunter seltene Erden und Edelmetalle. Bei der Verbrennung erhöht sich ihr Gehalt in der Asche um das 5- bis 6-fache und kann von industriellem Interesse sein.
Die mittels moderner Anreicherungsanlagen durch Schwerkraft gewonnene Schwerfraktion enthält Schwermetalle, darunter auch Edelmetalle. Durch die Veredelung werden aus der Schwerfraktion Edelmetalle und mit deren Anreicherung weitere wertvolle Bestandteile (Cu, selten etc.) gewonnen.
Die Goldausbeute der einzelnen untersuchten Aschehalden beträgt 200-600 mg pro Tonne Asche.
Das Gold ist dünn und kann mit herkömmlichen Methoden nicht gewonnen werden. Die Technologie, mit der es gewonnen wird, ist Know-how.

Viele Menschen beschäftigen sich mit dem Recycling von Abfällen. Es sind mehr als 300 Technologien für ihre Verarbeitung und Verwendung bekannt, die sich jedoch hauptsächlich auf die Verwendung von Asche im Bauwesen und bei der Herstellung von Baustoffen konzentrieren, ohne die Gewinnung sowohl giftiger und schädlicher als auch nützlicher und wertvoller Bestandteile zu beeinträchtigen.

Wir haben unter Labor- und halbindustriellen Bedingungen ein Grundschema für die Verarbeitung von ASW und dessen vollständige Entsorgung entwickelt und getestet.
Bei der Verarbeitung von 100.000 Tonnen ASW erhalten Sie:
- Sekundärkohle – 10-12 Tausend Tonnen;
- Eisenerzkonzentrat – 1,5-2 Tausend Tonnen;
- Gold – 20-60 kg;
- Baumaterial (träge Masse) – 60-80.000 Tonnen.

In Wladiwostok und Nowosibirsk wurden ähnliche Technologien zur Verarbeitung von ASW entwickelt, mögliche Kosten berechnet und die notwendige Ausrüstung bereitgestellt.
Gewinnung nützlicher Bestandteile und vollständiges Recycling von Asche- und Schlackenabfällen durch Verwendung von wohltuende Eigenschaften und die Produktion von Baumaterialien wird belegten Raum freigeben und die negativen Auswirkungen auf die Umwelt verringern. Gewinn ist ein wünschenswerter, aber nicht entscheidender Faktor.
Die Kosten für die Verarbeitung technogener Rohstoffe zu Produkten und die gleichzeitige Neutralisierung von Abfällen können höher sein als die Produktkosten, der Verlust sollte in diesem Fall jedoch die Kosten der Reduzierung nicht übersteigen negative Auswirkung Abfall in die Umwelt. Und für Energieunternehmen bedeutet das Recycling von Asche- und Schlackenabfällen eine Reduzierung der Technologiekosten für die Hauptproduktion.

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V.V. Salomatov, Doktor der technischen Wissenschaften Institut für Thermophysik SB RAS, Nowosibirsk

Asche- und Schlackenabfälle aus Wärmekraftwerken, die Kusnezker Kohle nutzen, und Möglichkeiten zu deren großtechnischem Recycling

Umfang der Verarbeitung feste Abfälle Kohlewärmekraftwerke verfügen heute über einen extrem niedrigen Wirkungsgrad, was dazu führt, dass sich große Mengen an Asche und Schlacke auf Aschedeponien ansammeln und große Flächen aus dem Verkehr gezogen werden müssen.

Mittlerweile enthalten die Asche und Schlacke der Kusnezker Kohle (KU) wertvolle Bestandteile wie Al, Fe und seltene Metalle, die Rohstoffe für andere Industrien sind. Mit herkömmlichen Methoden zur Verbrennung dieser Kohlen ist es jedoch nicht möglich, Kohlenasche und -schlacke in großem Maßstab zu verwenden, da sie aufgrund der Bildung von Mullit stark abrasiv und gegenüber vielen Reagenzien chemisch inert sind. Versuche, Asche und Schlacke einer solchen mineralogischen Zusammensetzung bei der Herstellung von Baustoffen zu verwenden, führen zu einem starken Verschleiß technologische Ausrüstung und eine Verringerung der Produktivität aufgrund einer Verlangsamung der physikalischen und chemischen Wechselwirkungsprozesse zwischen Aschekomponenten und Reagenzien.

Es ist möglich, die Verbrennung der Kusnezker Kohleasche zu vermeiden, indem man die Temperaturbedingungen ihrer Verbrennung ändert. Somit ermöglicht die Verwendung eines Wirbelbetts zum Verbrennen von Kohle bei 800 bis 900 °C die Gewinnung von weniger abrasiver Asche, und ihre wichtigsten mineralogischen Phasen sind Metakaolinit, ?Al2O3; Quarz, Glasphase.

Nutzung von Asche- und Schlackenabfällen aus Wärmekraftwerken bei der Niedertemperaturverbrennung von HRSG

Die Menge an Asche- und Schlackeabfällen aus dem typischsten Wärmekraftwerk mit einer elektrischen Leistung von 1295/1540 MW und einer thermischen Leistung von 3500 Gcal/h beträgt etwa 1,6 bis 1,7 Millionen Tonnen pro Jahr.

Chemische Zusammensetzung der Kusnezker Kohleasche:

SiO2 = 59 %; Al2O3 = 22 %; Fe2O3 = 8 %; CaO = 2,5 %; MgO = 0,8 %; K2O = 1,4 %; Na2O = 1,0 %; TiO2 = 0,8 %; CaSO4 = 3,5 %; C = 1,0 %.

Die Verwendung von Kusnezker Kohleasche ist am effektivsten bei der Herstellung von Aluminiumsulfat und Aluminiumoxid unter Verwendung der Technologien des Kasachischen Polytechnischen Instituts. Basierend auf der Materialzusammensetzung der HRSG-Asche und ihrer Menge ist das Recyclingschema in Abbildung 1 dargestellt.

In Russland werden nur 6 spezielle Arten von Aluminiumoxid hergestellt, während es allein in Deutschland etwa 80 sind. Ihr Anwendungsspektrum ist sehr breit – von der Verteidigungsindustrie bis zur Herstellung von Katalysatoren für die Chemie-, Reifen-, Leichtindustrie und andere Industrien. Der Bedarf an Tonerde in unserem Land wird nicht durch eigene Ressourcen gedeckt, weshalb ein Teil des Bauxits (Rohstoffe für die Herstellung von Tonerde) aus Jamaika, Guinea, Jugoslawien, Ungarn und anderen Ländern importiert wird.

Die Verwendung von Kusnezker Kohleasche wird die Situation mit dem Mangel an Aluminiumsulfat, einem Mittel zur Abfallbehandlung, etwas verbessern Wasser trinken, und auch in großen Mengen in der Zellstoff- und Papierindustrie, der Holzverarbeitung, der Leichtindustrie, der Chemieindustrie und anderen Industriezweigen eingesetzt. Aluminiumsulfatmangel nur in der Region Westsibirien beträgt 77...78 Tausend Tonnen.

Darüber hinaus ermöglicht die dispergierte Zusammensetzung von Aluminiumoxid, die nach der Schwefelsäureverarbeitung erhalten wird, den Erhalt Verschiedene Arten Spezialtonerde, deren Bedarf bis zu einem gewissen Grad durch die Produktion in einer Menge von 240.000 Tonnen gedeckt wird.

Abfälle aus der Produktion von Aluminiumsulfat und Tonerde sind ein Rohstoffbestandteil für die Herstellung von Flüssigglas, Weißzement, Bindemitteln zur Verfüllung abgebauter Bergbaugebiete, Behälter- und Fensterglas.

Der Bedarf an diesen Materialien steigt und die Nachfrage nach ihnen übersteigt derzeit deutlich ihre Produktionsmengen. Ungefähre technische und wirtschaftliche Indikatoren dieser Produktionen sind in Tabelle 1 dargestellt.

Tabelle 1. Wichtigste technische und wirtschaftliche Indikatoren für die Verarbeitung von Kusnezker Kohleasche

Darüber hinaus empfiehlt es sich, aus HRH-Asche seltene Metalle und Spurenmetalle herzustellen, vor allem Gallium, Germanium, Vanadium und Scandium.

Aufgrund der Tatsache, dass das Wärmekraftwerk gemäß seinem Zeitplan das ganze Jahr über mit variabler Belastung arbeitet, ist der Ascheausstoß ungleichmäßig. Ascheaufbereitungsanlagen müssen rhythmisch arbeiten. Die Lagerung von Trockenasche ist mit gewissen Schwierigkeiten verbunden. Diesbezüglich wird vorgeschlagen, dass Winterzeit Ein Teil der Asche wird zur Granulierung mit Pelletierern von Uralmash geschickt. Nach dem Pelletieren und Trocknen wird das Granulat im Kesselofen gebrannt und dann per pneumatischem Transport zur Zwischenlagerung in einem Trockenlager transportiert. Aschegranulat kann später als Rohstoffbasis für die Bauindustrie oder im Straßenbau eingesetzt werden.

Die Lagerung von Granulat in einem offenen Trockenlager erfordert keine besonderen Schutzmaßnahmen und stellt keine Staubgefahr dar. Die Kapazität einer solchen Aschedeponie beträgt etwa 350...450.000 Tonnen, die Fläche beträgt etwa 300-300 m2. Daher kann es in unmittelbarer Nähe zum KWK-Standort liegen.

Die besten Nutzungsindikatoren werden Asche- und Schlackenabfälle aufweisen, die nach der Verbrennung von HRSG in Kesseleinheiten mit zirkulierender Wirbelschicht (CFB) anfallen, die in Russland noch nicht produziert werden. Kessel mit CFB sorgen nicht nur für eine deutliche Reduzierung der Stick- und Schwefeloxidemissionen, sondern produzieren auch Asche- und Schlackenabfälle, die in der Industrie erfolgreich zur Herstellung von Aluminiumoxid und Baumaterialien eingesetzt werden können. Dadurch ist es möglich, die Kosten des Kraftwerks zu senken, indem die für die Aschelagerung benötigten Flächen stark reduziert und die Umweltbelastung verringert werden. Die Staubreduzierung in Wärmekraftwerken mit CFB-Kesseln erfolgt zum einen durch eine Verringerung der Fläche der Aschedeponie und zum anderen dadurch, dass die bei der Verbrennung von Kusnezker Kohle im CFB anfallende Asche Gips enthält und hat adstringierende Eigenschaften. Wenn diese Asche etwas angefeuchtet wird, härtet sie aus, wodurch Staubbildung verhindert wird, selbst wenn die Aschedeponie austrocknet.

Da die Asche per pneumatischem Transport zu Industrieanlagen transportiert wird, reduziert sich auch der Wasserverbrauch leicht. Darüber hinaus gibt es keine Abwasser aus einer Aschedeponie, die in Wärmekraftwerken mit herkömmlichen Kohlenstaubkesseln Salze von Schwermetallen und andere Schadstoffe enthält.

Herstellung von Aluminiumsulfat und Aluminiumoxid

Die Technologie zur Herstellung von Aluminiumsulfat und Aluminiumoxid auf Basis von Niedertemperatur-Verbrennungsasche ist in Abbildung 2 dargestellt.

Die optimalen Voraussetzungen für die Implementierung dieser Technologie sind folgende:

• brennende Kohle ( Temperaturregime 800...900 °C);
• Mahlen (Mahlfeinheit – 0,4 mm (nicht weniger als 90 %));
• Schwefelsäureöffnung (Temperatur 95...105 oC, Dauer 1,5...2 Stunden, Schwefelsäurekonzentration 16...20 %);
• Trennung von flüssiger und fester Phase (Filtergewebe Artikel L-136, Vakuum 400...450 mm Hg, Nutschfilter 0,37...0,42 m3/m2?h);
• zweistufige Schlammwäsche;
• hydrolytische Zersetzung (Temperatur 230 °C, Zeit 2 Stunden);
• thermische Zersetzung (Temperatur 760...800 oC).

Das resultierende Produkt Aluminiumsulfat (50.000 Tonnen pro Jahr) wird nach Granulierung und Verpackung in Plastiktüten an Verbraucher versandt. Die abgeschlossene technische und wirtschaftliche Bewertung zeigt die Machbarkeit der Herstellung von Aluminiumsulfat auf Basis von Niedertemperatur-Verbrennungsasche.

Aus Asche gewonnenes Aluminiumsulfat ist ein gutes Gerinnungsmittel für die industrielle Abwasserbehandlung.

Sishtof ist nach der Schwefelsäurebehandlung aufgrund des geringen Gehalts an Eisenoxiden (weniger als 0,5...0,7 %) ein Ersatz für Sand bei der Herstellung von Weißzement und des darin enthaltenen Gipsgehalts von 4...6 % wird eine Intensivierung der Prozesse der Zementproduktion ermöglichen.

Herstellung von Ferrolegierungen und Baustoffen

Die Herstellung von Ferrolegierungen auf Basis des mineralischen Anteils der Kohle ist umfassend entwickelt. Es wurden industrielle Technologien zur Herstellung von Ferrosilicium-Aluminium und Ferrosilicium aus Asche- und Schlackenabfällen getestet, die in ihrer Zusammensetzung der Kohleasche von Kusnezk ähneln und deren magnetische Komponente durch magnetische Trennverfahren isoliert werden kann. Die resultierenden Legierungen wurden im industriellen Maßstab in den Hüttenwerken des Landes auf Desoxidation von Stahl und Stahl getestet. positive Resultate.

Die Gewinnung von Baumaterialien auf Syshtof-Basis erfordert keine Änderung der bestehenden Technologien dieser Industrien. Sishtof wird als Rohstoffkomponente verwendet und ersetzt Quarz sowie andere siliziumhaltige Produkte, die bei der Herstellung von Baustoffen verwendet werden. Darüber hinaus liegt Siliziumoxid, dessen Gehalt in Systof 75...85 % beträgt, hauptsächlich in Form von amorpher Kieselsäure mit hoher chemischer Aktivität vor, was eine Verbesserung der Leistung und Qualität von Zement und Zement vorhersagt Bindemittel. Der minimale Anteil an Eisen- und anderen Farbstoffen in Sishtof ermöglicht die Gewinnung von darauf basierendem Weißzement, für den eine sehr große Nachfrage besteht.

Auch in der Industrie wurden Technologien zur Herstellung von Zement, Bindemitteln und Flüssigglas entwickelt.

Abschluss

Asche- und Schlackenabfälle, die bei der Verbrennung von Kusnezker Kohle in Kraftwerksdampferzeugern mit der für Russland neuen Technologie der zirkulierenden Wirbelschicht anfallen, sind für eine großtechnische Verwertung gefragt. Es ist wirtschaftlich effizient, aus ihnen mit in der Industrie bereits beherrschten Technologien sehr seltene Ferrolegierungen, Aluminiumsulfat, spezielle Arten von Aluminiumoxid, flüssiges Glas, Weißzement und Bindemittel herzustellen.

Bibliographie V. V. Salomatov Umwelttechnologien auf thermischem und Atomkraftwerke: Monographie / V.V. Salomatow. – Nowosibirsk: NSTU-Verlag, – 2006. – 853 S.

74rif.ru/zolo-kuznezk.html, energyland.info/117948

Wie so oft kamen nicht wir auf die Idee, Asche zur Herstellung von Baumaterialien zu verwenden, sondern der praktische Westen – Asche- und Schlackenmaterialien werden dort seit langem häufig im Bau-, Wohnungs- und Kommunalwesen eingesetzt. Hauptwert ein neues Verfahren zur Herstellung von Baustoffen aus Asche – Naturschutz.

Freut euch, Umweltschützer und Greenpeace: Gefahr Umweltkatastrophen verbunden mit der Gefahr der Erosion von Aschedeponien und der Verschmutzung der Umwelt durch Asche, wird minimiert. Es ergeben sich enorme Kosteneinsparungen – schließlich wird viel Geld für die Instandhaltung von Aschelagern ausgegeben. Die verbleibenden Vorteile des Ascherecyclings liegen in den wirtschaftlichen Vorteilen der Verwendung dieses wiederverwertbaren Materials.

Ziegel aus Esche eignen sich für den Bau eines Wohngebäudes, eines Industriegebäudes oder eines Zauns. Es kann sogar als Verkleidung verwendet werden. Das Rezept zur Herstellung eines solchen Ziegels ist äußerst einfach: 5 % Wasser, 10 % Limette, der Rest ist Asche (Salz und Pfeffer nach Geschmack).

Der aktuelle Preis für solche Ziegel, die beispielsweise im Werk Omsk (SibEK LLC – Siberian Effective Brick) hergestellt werden, beträgt 5–6 Rubel, was dieses „Produkt“ sehr wettbewerbsfähig macht.

Ziegeltests beweisen seine hohe Qualität und reichlich Möglichkeiten in der Anwendung. Festigkeit, Wasseraufnahme und Frostbeständigkeit stehen dem Kalksandstein in nichts nach. Der Wärmeleitfähigkeitsindex kommt dem von Holz nahe. Und die Optik gefällt durch seine nahezu perfekte Form – die Maßtoleranzen eines solchen Ziegels betragen nicht mehr als 0,5 Millimeter, und das spart, wenn man darüber nachdenkt, noch einmal – diesmal an der Menge an Fugenmörtel. Darüber hinaus ist Ascheziegel leichter, bequemer zu verlegen und ermöglicht eine perfekte Ebenheit. Zur Verbesserung Aussehen Ziegeln können Sie ihrer Zusammensetzung Farbstoffe hinzufügen.

Das Leben treibt Sie dazu, nach neuen Ideen und Lösungen zu suchen. Die Verwendung von Asche als Rohstoff für Ziegel und andere Baumaterialien ist wirklich eine erfolgreiche und sehr zeitgemäße Entdeckung. Die Zahl der „Fliegen mit einer Klappe geschlagen“ ist in diesem Fall viel höher als die berüchtigten zwei. Und wieder einmal bestätigt sich das Sprichwort, dass alles Wertvolle unter unseren Füßen liegt.

Bei der Verbrennung von Kraftstoff entsteht Abfall, der als Flugasche bezeichnet wird. Neben den Feuerstellen installiert spezielle Geräte die diese Partikel einfangen. Es handelt sich um ein dispersives Material mit Bestandteilen mit einer Größe von weniger als 0,3 mm.

Was ist Flugasche?

Flugasche ist ein fein verteiltes Material mit klein Partikel. Es entsteht beim Verbrennen fester Brennstoff bei erhöhten Temperaturen (+800 Grad). Es enthält bis zu 6 % unverbrannte Substanz und Eisen.

Flugasche entsteht, wenn im Kraftstoff enthaltene mineralische Verunreinigungen verbrannt werden. Sein Gehalt ist je nach Stoff unterschiedlich. Beispielsweise beträgt der Flugaschegehalt in Brennholz nur 0,5–2 %, in Brenntorf 2–30 % und in Braun- und Steinkohle 1–45 %.

Quittung

Bei der Verbrennung von Kraftstoff entsteht Flugasche. Die Eigenschaften des in Kesseln gewonnenen Stoffes unterscheiden sich von denen im Labor. Diese Unterschiede wirken sich auf die physikalisch-chemischen Eigenschaften und die Zusammensetzung aus. Insbesondere bei der Verbrennung im Ofen schmelzen die mineralischen Stoffe des Brennstoffs, was zum Auftreten von Bestandteilen eines unverbrannten Verbundes führt. Dieser als mechanische Unterverbrennung bezeichnete Vorgang ist mit einem Temperaturanstieg im Feuerraum auf 800 Grad und mehr verbunden.

Zum Auffangen von Flugasche sind spezielle Geräte erforderlich, die zweier Art sein können: mechanisch und elektrisch. Beim Betrieb der GZU wird diese ausgegeben große Menge Wasser (10-50 m 3 Wasser pro 1 Tonne Asche und Schlacke). Dies ist ein erheblicher Nachteil. Um aus dieser Situation herauszukommen, verwenden Sie reversibles System: Wasser gelangt nach der Reinigung von Aschepartikeln wieder in den Hauptmechanismus.

Hauptmerkmale

• Bearbeitbarkeit. Je kleiner die Partikel, desto größer ist die Wirkung der Flugasche. Durch die Zugabe von Asche wird die Homogenität der Betonmischung und deren Dichte erhöht, die Platzierung verbessert und bei gleicher Verarbeitbarkeit auch der Verbrauch an Anmachwasser reduziert.
• Reduzierung der Hydratationswärme, was besonders in der heißen Jahreszeit wichtig ist. Der Aschegehalt in der Lösung ist proportional zur Abnahme der Hydratationswärme.
• Kapillare Absorption. Bei Zugabe von 10 % Flugasche zu Zement erhöht sich die kapillare Wasseraufnahme um 10–20 %. Dies wiederum verringert die Frostbeständigkeit. Um diesen Nachteil zu beseitigen, ist es notwendig, die Luftporenbildung durch spezielle Additive leicht zu erhöhen.
• Beständigkeit in aggressivem Wasser. Zemente, die zu 20 % aus Asche bestehen, sind widerstandsfähiger gegen Eintauchen in aggressives Wasser.

Vor- und Nachteile der Verwendung von Flugasche

Die Zugabe von Flugasche zur Mischung bringt eine Reihe von Vorteilen mit sich:

• Der Klinkerverbrauch wird reduziert.
• Das Schleifen verbessert sich.
• Die Kraft nimmt zu.
• Die Verarbeitbarkeit verbessert sich und die Schalung lässt sich leichter entfernen.
• Schrumpfung wird reduziert.
• Reduziert die Wärmeentwicklung während der Flüssigkeitszufuhr.
• Die Zeit bis zum Auftreten von Rissen nimmt zu.
• Verbessert die Beständigkeit gegen Wasser (sowohl sauberes als auch aggressives).
• Die Masse der Lösung nimmt ab.
• Der Feuerwiderstand erhöht sich.

Neben den Vorteilen gibt es auch einige Nachteile:

• Hinzufügen von Asche aus hoher Inhalt Unterbrennen verändert die Farbe der Zementlösung.
• Reduziert die Anfangsfestigkeit bei niedrigen Temperaturen.
• Reduziert die Frostbeständigkeit.
• Die Zahl der zu beherrschenden Gemischbestandteile nimmt zu.

Arten von Flugasche

Es gibt verschiedene Klassifizierungen, nach denen Flugasche unterteilt werden kann.

Abhängig von der Art des verbrannten Brennstoffs kann Asche sein:

• Anthrazit.
• Karbon.
• Braunkohle.

Asche ist ihrer Zusammensetzung nach:

• Sauer (mit Calciumoxidgehalt bis zu 10 %).
• Basisch (Gehalt über 10 %).

Je nach Qualität und Weiterverwendung werden 4 Aschearten unterschieden – von I bis IV. Darüber hinaus wird letztere Ascheart für Betonkonstruktionen verwendet, die unter schwierigen Bedingungen eingesetzt werden.

Aufbereitung von Flugasche

Für industrielle Zwecke wird am häufigsten unverarbeitete Flugasche verwendet (ohne Mahlen, Sieben usw.).

Bei der Verbrennung von Kraftstoff entsteht Asche. Leichte und kleine Partikel werden durch die Bewegung der Rauchgase aus dem Ofen transportiert und von speziellen Filtern in Aschesammlern aufgefangen. Bei diesen Partikeln handelt es sich um Flugasche. Der verbleibende Teil wird trockene Selektionsasche genannt.

Das Verhältnis zwischen diesen Fraktionen hängt von der Art des Kraftstoffs ab Design-Merkmale der Feuerraum selbst:

• bei Feststoffentfernung verbleiben 10-20 % der Asche in der Schlacke;
• mit flüssiger Schlackenentfernung - 20-40 %;
• in Zyklonöfen - bis zu 90 %.

Bei der Verarbeitung können Schlacken-, Ruß- und Aschepartikel in die Luft gelangen.

Trockene Flugasche wird immer unter dem Einfluss elektrischer Felder, die in den Filtern erzeugt werden, in Fraktionen sortiert. Daher ist es für den Einsatz am besten geeignet.

Um den Substanzverlust bei der Kalzinierung zu reduzieren (bis zu 5 %), muss die Flugasche homogenisiert und in Fraktionen sortiert werden. Asche, die bei der Verbrennung reaktionsarmer Kohlen entsteht, enthält bis zu 25 % des brennbaren Gemisches. Daher wird es weiter angereichert und als Energiebrennstoff genutzt.

Wo wird Flugasche verwendet?

Asche wird häufig verwendet verschiedene Gebiete Leben. Dies können Baugewerbe, Landwirtschaft, Industrie oder Sanitäranlagen sein

In Produktion einzelne Arten Flugasche wird für Beton verwendet. Die Anwendung hängt von der Art ab. Granulatasche wird im Straßenbau für die Gründung von Parkplätzen, Mülldeponien, Radwegen und Böschungen verwendet.

Trockene Flugasche wird zur Bodenverfestigung als eigenständiges Bindemittel und schnell erhärtender Stoff eingesetzt. Es kann auch für den Bau von Dämmen, Talsperren und anderem verwendet werden

Zur Herstellung wird Asche als Zementersatz verwendet (bis zu 25 %). Als Füllstoff (fein und grob) wird Asche in den Prozess bei der Herstellung von Schlackenbeton und Blöcken für den Mauerbau einbezogen.

Weit verbreitet bei der Herstellung von Schaumbeton. Die Zugabe von Asche zur Schaumbetonmischung erhöht deren Aggregatstabilität.

Aschen werden in der Landwirtschaft als Kalidünger eingesetzt. Sie enthalten Kalium in Form von Kali, das gut wasserlöslich und pflanzenverfügbar ist. Darüber hinaus ist Asche reich an anderen nützliche Substanzen: Phosphor, Magnesium, Schwefel, Kalzium, Mangan, Bor, Mikro- und Makroelemente. Das Vorhandensein von Kalziumkarbonat ermöglicht die Verwendung von Asche zur Reduzierung des Säuregehalts des Bodens. Asche kann nach dem Pflügen auf verschiedene Kulturen im Garten ausgebracht werden, damit die Stammkreise von Bäumen und Sträuchern düngen und auch Wiesen und Weiden düngen. Es wird nicht empfohlen, Asche gleichzeitig mit anderen organischen oder mineralischen Düngemitteln (insbesondere Phosphor) zu verwenden.

Die Asche wird zur Abwasserentsorgung unter Bedingungen verwendet, in denen es kein Wasser gibt. Es erhöht den pH-Wert und tötet Mikroorganismen ab. Es wird in Latrinen sowie an Orten eingesetzt, an denen Abwasser schlammt.

Aus all dem können wir schließen, dass ein Stoff wie Flugasche weit verbreitet ist. Der Preis dafür variiert zwischen 500 Rubel. pro Tonne (für großen Großhandel) bis zu 850 Rubel. Es ist zu beachten, dass bei Selbstabholung aus entfernten Regionen die Kosten erheblich variieren können.

GOST-Standards

Es wurden Dokumente entwickelt und sind in Kraft, die die Produktion und Verarbeitung von Flugasche regeln:

• GOST 25818-91 „Flugasche für Beton“.
• GOST 25592-91 „TPP-Asche- und Schlackenmischungen für Beton“.

Zur Kontrolle der Qualität der erzeugten Asche und der damit verwendeten Mischungen werden weitere zusätzliche Standards verwendet. Gleichzeitig werden auch Probenahmen und Messungen aller Art gemäß den Anforderungen der GOSTs durchgeführt.

Jeder weiß, dass Holzasche einer der vielseitigsten und ältesten Düngemittel ist. Es düngt und alkalisiert nicht nur den Boden, sondern schafft auch günstige Lebensbedingungen Bodenmikroorganismen insbesondere stickstofffixierende Bakterien. Es erhöht auch die Vitalität der Pflanzen. Es wirkt sich günstiger auf die Ernte und deren Qualität aus als industrielle Kalidünger, da es nahezu kein Chlor enthält.

Das Unternehmen Technoservice konnte die Produktion einer Tiefenverwertung von Rinden- und Holzabfällen organisieren und erhielt als Ergebnis einen umweltfreundlichen Mehrnährstoffdünger mit längerer Wirkung – granulierte Holzasche (GWA).

Hauptvorteile der DZG:

• Ein attraktives Merkmal dieses Produkts ist sein neues Granulatformat. Die Größe des Granulats reicht von 2 bis 4 mm, es ist bequem zu verpacken und zu transportieren, es lässt sich leicht mit jedem Transportmittel in Behältern oder Beuteln transportieren und kann mit jeder Art von Ausrüstung bequem auf den Boden aufgetragen werden. Das granulare Format trägt zu mehr bei Bevorzugte Umstände Personalarbeit.
• Die Handhabung und Ausbringung von pulverisierter Asche ist ein sehr komplexer Prozess. Um die Staubbelastung bei der Ausbringung landwirtschaftlicher Düngemittel zu reduzieren, ist es effektiver, granulierte Asche zu verwenden. Die Granulierung erleichtert die Zugabe von Asche und verlangsamt gleichzeitig die Auflösung der Asche im Boden. Eine langsame Löslichkeit ist von Vorteil, da Ackerland nicht den Schocks ausgesetzt ist, die mit Änderungen des Säuregehalts und der Nährstoffbedingungen einhergehen.
• Die Zugabe von granulierter Holzasche ist die wirksamste Methode, der Bodenversauerung entgegenzuwirken. Zudem wird die Bodenstruktur wiederhergestellt – sie wird locker.
• Granulierte Holzasche enthält außer Stickstoff alles, was für Pflanzen lebensnotwendig ist. DZG enthält praktisch kein Chlor und eignet sich daher gut für Pflanzen, die negativ auf dieses chemische Element reagieren.
• Granulierte Holzasche wird in Standard-Trockenlagern zur Lagerung von Mineraldüngern mit natürlicher Luftfeuchtigkeit und Belüftung gelagert und auf unbestimmte Zeit gelagert.

Investition in Grundstücke

Aschedünger von Technoservice sind die beste Investition in Ihr Land. Granulierte Holzasche ist ein wirksames, umweltfreundliches und einkommensschaffendes Element für einen verantwortungsbewussten Landwirt.

Durch die Einführung der DZG garantieren Sie eine Wertsteigerung Ihres Grundstücks und dessen Erhalt für zukünftige Generationen. So profitieren Sie langfristig von Ihrem Boden. Dank einer erfolgreichen Objektwahl wird auch unrentables Land zu einem Teil des landwirtschaftlichen Grundstücks, der vollständig mit Feldfrüchten bedeckt ist. Natürliche Proportionen Nährstoffe, lange Einwirkungsdauer, langsame Löslichkeit und gleichmäßige Verteilung machen DZG Tekhnoservice LLC zu einer hervorragenden Lösung für beides Landwirtschaft Und zwar aus ökologischer Sicht!

DZG – zur Produktivitätssteigerung!

Während der Feldforschung gemäß den entwickelten Gebiet Leningrad Programm durchgeführt in den Jahren 2008-2011. Auf saurem Soddy-Podsol-Böden, der etwa 5 Jahre zuvor aus der landwirtschaftlichen Nutzung genommen wurde, wurden folgende Schlussfolgerungen gezogen:

• Zur Steigerung der Fruchtbarkeit und Beseitigung eignet sich Holzasche aus Kesselhäusern erhöhter Säuregehalt soddy-podzolic Böden.
• Eine Gesamtsteigerung des Ernteertrags von 25-64 % über einen dreijährigen Fruchtwechsel wurde durch nur eine Maßnahme erreicht: Kalkung leicht saurer Soddy-Podsol-Böden mit Holzasche aus Kesselhäusern.
• Durch eine aufwendige Bodenbearbeitung zusammen mit mineralischen und organischen Düngemitteln können deutlich höhere Erträge erzielt werden.
• Es wird empfohlen, Holzasche aus Kesselhäusern als chemisches Verbesserungsmittel zu verwenden, wenn periodische und Wartungskalkungen von sauren Soddy-Podsol-Böden durchgeführt werden.

Nach Angaben des Allrussischen Wissenschaftlichen Forschungsinstituts für Agrochemie D.N. Pryanishnikov kann DZG als Mineraldünger mit verbessernden Eigenschaften hauptsächlich für landwirtschaftliche Nutzpflanzen und Zierpflanzen auf sauren und leicht sauren Böden in offenen und geschützten Böden verwendet werden.

Ungefähre Normen und Zeitpunkt der Anwendung in der landwirtschaftlichen Produktion:

• alle Kulturen – Haupt- oder Vorsaatanwendung in einer Menge von 1,0–2,0 t/ha;
• alle Kulturen – die Hauptanwendung (als Verbesserungsmittel zur Reduzierung des Säuregehalts des Bodens) in einer Menge von 7,0–15,0 t/ha mit einer Häufigkeit von 1 Mal in 5 Jahren.

Ungefähre Dosierungen, Zeitpunkte und Methoden der Anwendung von Agrochemikalien in privaten landwirtschaftlichen Betrieben:

• Gemüse-, Blumen- und Zierpflanzen, Obst- und Beerenkulturen – Ausbringung bei der Bodenbearbeitung im Herbst oder Frühjahr oder bei der Aussaat (Pflanzung) in einer Menge von 100–200 g/m2;
• Gemüse-, Blumen- und Zierpflanzen, Obst- und Beerenkulturen – werden während der Bodenbearbeitung im Herbst oder Frühling (als Mittel zur Reduzierung des Säuregehalts des Bodens) in einer Menge von 0,7–1,5 kg/m2 mit einer Häufigkeit von 1 Mal in 5 Jahren ausgebracht.

G. Chabarowsk



Während der Aktivitäten von Unternehmen der Elektrizitätswirtschaft gibt es viele Ascheabfall. Die jährliche Ascheversorgung der Aschedeponien im Primorje-Territorium beträgt 2,5 bis 3,0 Millionen Tonnen pro Jahr, im Chabarowsk-Gebiet bis zu 1,0 Millionen Tonnen (Abb. 1). Allein in der Stadt Chabarowsk werden mehr als 16 Millionen Tonnen Asche auf Aschedeponien gelagert.

Asche- und Schlackenabfälle (ASW) können bei der Herstellung verschiedener Betone und Mörtel verwendet werden. Keramik, Wärme- und Abdichtungsmaterialien, Straßenbau, wo sie anstelle von Sand und Zement verwendet werden können. Trockene Flugasche aus Elektrofiltern im CHPP-3 wird häufiger verwendet. Die wirtschaftliche Nutzung dieser Abfälle ist jedoch noch immer begrenzt, auch aufgrund ihrer Toxizität. Sie reichern eine erhebliche Menge gefährlicher Elemente an. Die Deponien sind ständig staubig, die beweglichen Formen der Elemente werden durch Niederschläge aktiv weggespült und verschmutzen Luft, Wasser und Boden. Die Verwendung solcher Abfälle ist eines der drängendsten Probleme. Dies ist möglich, indem schädliche und wertvolle Bestandteile aus der Asche entfernt bzw. extrahiert werden und die verbleibende Aschemasse in der Bauindustrie und Düngemittelproduktion verwendet wird.

Kurze Eigenschaften von Asche- und Schlackenabfällen

In den untersuchten Wärmekraftwerken erfolgt die Kohleverbrennung bei einer Temperatur von 1100–1600 °C. Bei der Verbrennung des organischen Anteils der Kohle entstehen flüchtige Verbindungen in Form von Rauch und Dampf und der nicht brennbare mineralische Anteil Der Brennstoff wird in Form fester Brennrückstände freigesetzt, die eine staubige Masse (Asche) sowie klumpige Schlacken bilden Der Anteil fester Rückstände bei Stein- und Braunkohle liegt zwischen 15 und 40 %. Kohle wird vor der Verbrennung zerkleinert und zur besseren Verbrennung wird ihr oft eine kleine Menge (0,1-2 %) Heizöl zugesetzt.
Bei der Verbrennung von pulverförmigem Brennstoff werden kleine und leichte Aschepartikel von den Rauchgasen mitgerissen und als Flugasche bezeichnet. Die Größe der Flugaschepartikel liegt zwischen 3–5 und 100–150 Mikrometern. Der Anteil größerer Partikel beträgt in der Regel nicht mehr als 10-15 %. Flugasche wird von Aschesammlern gesammelt. Im CHPP-1 in Chabarowsk und im CHPP Birobidschan erfolgt die Aschesammlung nass mithilfe von Wäschern mit Venturirohren; im CHPP-3 und CHPP-2 in Wladiwostok wird die Asche trocken mithilfe von Elektrofiltern gesammelt.
Schwerere Aschepartikel setzen sich am Unterlauf ab und verschmelzen zu klumpigen Schlacken, bei denen es sich um aggregierte und verschmolzene Aschepartikel mit einer Größe von 0,15 bis 30 mm handelt. Die Schlacke wird zerkleinert und mit Wasser entfernt. Flugasche und zerkleinerte Schlacke werden zunächst getrennt entfernt und anschließend zu einem Asche-Schlacke-Gemisch vermischt.
Die Zusammensetzung des Asche-Schlacke-Gemisches enthält neben Asche und Schlacke ständig Partikel unverbrannten Brennstoffs (Unterverbrennung), deren Menge 10-25 % beträgt. Der Anteil an Flugasche kann je nach Kesseltyp, Brennstoffart und Verbrennungsart 70–85 % der Gemischmasse betragen, Schlacke 10–20 %. Die Asche und der Schlackenbrei werden über Rohrleitungen zur Aschedeponie transportiert.
Beim hydraulischen Transport und auf der Asche- und Schlackendeponie interagieren Asche und Schlacke mit Wasser und Kohlendioxid in der Luft. In ihnen laufen Prozesse ab, die der Diagenese und der Lithifizierung ähneln. Sie erodieren schnell und beginnen beim Trocknen bei einer Windgeschwindigkeit von 3 m/s zu stauben. Die Farbe von ZShO ist dunkelgrau und im Querschnitt geschichtet, was auf den Wechsel unterschiedlich körniger Puffs sowie auf die Ablagerung von weißem Schaum zurückzuführen ist, der aus hohlen Mikrokügelchen aus Alumosilikat besteht.
Die durchschnittliche chemische Zusammensetzung der Asche der untersuchten Wärmekraftwerke ist in der folgenden Tabelle 1 angegeben.

Tabelle 1

Grenzen des durchschnittlichen Gehalts der Hauptbestandteile von ASH

Asche aus thermischen Kraftwerken Kohle, im Vergleich zur Asche von Wärmekraftwerken mit Braunkohle, unterscheiden sich erhöhter Inhalt SO3 und p.p.p., reduziert – Oxide von Silizium, Titan, Eisen, Magnesium, Natrium. Schlacken – hoher Gehalt an Oxiden von Silizium, Eisen, Magnesium, Natrium und geringer Gehalt an Oxiden von Schwefel, Phosphor, p.p.p. Im Allgemeinen ist die Asche stark silikatisch und weist einen relativ hohen Gehalt an Aluminaten auf.
Der Gehalt an Verunreinigungselementen in der Asche gemäß der spektralen semiquantitativen Analyse von Normal- und Gruppenproben ist in Tabelle 2 dargestellt. Der industrielle Wert liegt laut Nachschlagewerk bei Gold und Platin Maximalwerte Yb und Li kommen dem nahe. Der Gehalt an schädlichen und giftigen Elementen überschreitet nicht akzeptable Werte, obwohl die maximalen Gehalte an Mn, Ni, V, Cr nahe an der „Schwelle“ der Toxizität liegen.

Tabelle 2

Die Zusammensetzung von ASH umfasst kristalline, glasige und organische Bestandteile.

Zu den kristallinen Stoffen gehören sowohl Primärmineralien der mineralischen Substanz des Brennstoffs als auch Neubildungen, die beim Verbrennungsprozess und bei der Hydratation und Verwitterung in der Aschedeponie entstehen. Insgesamt finden sich im kristallinen Bestandteil der Asche bis zu 150 Mineralien. Die vorherrschenden Mineralien sind Meta- und Orthosilikate sowie Aluminate, Ferrite, Aluminoferrite, Spinelle, dendritische Tonmineralien, Oxide: Quarz, Tridymit, Cristobalit, Korund, -Aluminiumoxid, Oxide von Calcium, Magnesium und andere. Erzmineralien – Kassiterit, Wolframit, Stanin und andere – werden häufig festgestellt, jedoch in geringen Mengen; Sulfide – Pyrit, Pyrrhotit, Arsenopyrit und andere; Sulfate, Chloride, sehr selten Fluoride. Durch hydrochemische Prozesse und Verwitterung entstehen in Aschehalden sekundäre Mineralien – Calcit, Portlandit, Eisenhydroxide, Zeolithe und andere. Von großem Interesse sind native Elemente und intermetallische Verbindungen, darunter: Blei, Silber, Gold, Platin, Aluminium, Kupfer, Quecksilber, Eisen, Nickeleisen, Chromferride, Kupfergold, verschiedene Legierungen aus Kupfer, Nickel, Chrom mit Silizium und andere.

Trotzdem Tröpfchen-flüssiges Quecksilber finden hohe Temperatur Die Verbrennung von Kohle kommt ziemlich häufig vor, insbesondere in der schweren Fraktion der Anreicherungsprodukte. Dies erklärt wahrscheinlich die Quecksilberbelastung der Böden bei der Verwendung von ASW als Düngemittel ohne besondere Reinigung.

Die glasartige Substanz, ein Produkt unvollständiger Umwandlungen bei der Verbrennung, macht einen erheblichen Teil der Asche aus. Es wird durch verschiedenfarbiges, überwiegend schwarzes Glas mit metallischem Glanz, verschiedene kugelförmige glasartige, perlmuttartige Mikrokügelchen (Kugeln) und deren Aggregate dargestellt. Sie machen den Großteil des Schlackenbestandteils der Asche aus. In ihrer Zusammensetzung handelt es sich um Oxide von Aluminium, Kalium, Natrium und in geringerem Maße auch Kalzium. Hierzu zählen auch einige Produkte der Wärmebehandlung von Tonmineralien. Mikrokügelchen sind oft innen hohl und bilden schaumige Gebilde auf der Oberfläche von Aschehalden und Absetzbecken.

Organisches Material besteht aus unverbrannten Kraftstoffpartikeln (Unterverbrennung). Im Feuerraum umgebaut organische Substanz unterscheidet sich stark vom Original und liegt in Form von Koks und Schwelkoks mit sehr geringer Hygroskopizität und Freisetzung flüchtiger Stoffe vor. Der Unterverbrennungsgrad der untersuchten Asche betrug 10–15 %.

Wertvolle und nützliche Bestandteile von AShO

Zu den Bestandteilen von Aluminosilikat, die in der Asche von praktischem Interesse sind, gehören eisenhaltiges Magnetkonzentrat, Sekundärkohle, hohle Mikrokügelchen aus Aluminosilikat und eine inerte Masse einer Aluminosilikatzusammensetzung, eine schwere Fraktion, die eine Beimischung von Edelmetallen, seltenen Elementen und Spurenelementen enthält.

Als Ergebnis langjähriger Forschung wurden positive Ergebnisse für die Gewinnung wertvoller Bestandteile aus Asche- und Schlackenabfällen (ASW) und deren vollständiges Recycling erzielt (Abb. 2).

Durch die Schaffung einer sequentiellen technologischen Kette verschiedener Instrumente und Geräte können aus ASW Sekundärkohle, eisenhaltiges Magnetkonzentrat, Schwermineralfraktion und Inertmasse gewonnen werden.

Sekundärkohlenstoff. Bei einer technologischen Studie mit der Flotationsmethode wurde ein Kohlekonzentrat isoliert, das wir Sekundärkohle nannten. Es besteht aus Partikeln unverbrannter Kohle und Produkten ihrer thermischen Verarbeitung – Koks und Schwelkoks – und zeichnet sich durch eine erhöhte Kohlensäure aus Heizwert(>5600 kcal) und Aschegehalt (bis zu 50-65 %). Nach Zugabe von Heizöl kann recycelte Kohle in einem Wärmekraftwerk verbrannt oder durch die Herstellung von Briketts als Brennstoff an die Bevölkerung verkauft werden. Es wird durch Flotation aus dem AShO gewonnen. Erzielt eine Ausbeute von bis zu 10–15 Gew.-% des verarbeiteten ASW. Die Partikelgröße der Kohle beträgt 0–2 mm, seltener bis zu 10 mm.

Eisenhaltiges magnetisches Konzentrat, das aus Asche- und Schlackenabfällen gewonnen wird, besteht zu 70–95 % aus kugelförmigen magnetischen Aggregaten und Zunder. Die übrigen Mineralien (Pyrrhotit, Limonit, Hämatit, Pyroxene, Chlorit, Epidot) sind in Mengen von einzelnen Körnern bis zu 1–5 % des Konzentratgewichts vorhanden. Darüber hinaus werden im Konzentrat sporadisch seltene Körner von Metallen der Platingruppe sowie Legierungen mit der Zusammensetzung Eisen-Chrom-Nickel beobachtet.

Äußerlich handelt es sich um eine feinkörnige, pulverförmige Masse von schwarzer und dunkelgrauer Farbe mit einer vorherrschenden Partikelgröße von 0,1–0,5 mm. Partikel größer als 1 mm machen nicht mehr als 10-15 % aus.

Der Eisengehalt im Konzentrat liegt zwischen 50 und 58 %. Zusammensetzung des magnetischen Konzentrats aus Asche- und Schlackenabfällen aus der Aschedeponie von CHPP-1: Fe – 53,34 %, Mn – 0,96 %, Ti – 0,32 %, S – 0,23 %, P – 0,16 %. Laut Spektralanalyse enthält das Konzentrat Mn bis zu 1 %, Ni die ersten Zehntel Prozent, Co bis zu 0,01–0,1 %, Ti – 0,3–0,4 %, V – 0,005–0,01 %, Cr – 0,005–0,1 ( selten bis zu 1%), W – ab dem nächsten. bis zu 0,1 %. Die Zusammensetzung ist gut Eisenerz mit ligierenden Zusätzen.

Die Ausbeute der magnetischen Fraktion liegt gemäß den Daten der magnetischen Trennung unter Laborbedingungen zwischen 0,3 und 2–4 % der Aschemasse. Laut Literaturangaben erreicht die Ausbeute an magnetischem Konzentrat bei der Verarbeitung von Asche- und Schlackenabfällen durch magnetische Trennung unter industriellen Bedingungen 10–20 % der Aschemasse, bei der Extraktion von 80–88 % Fe2O3 und einem Eisengehalt von 40–46 %.

Magnetisches Konzentrat aus Asche- und Schlackenabfällen kann zur Herstellung von Ferrosilicium, Gusseisen und Stahl verwendet werden. Es kann auch als Ausgangsmaterial für die Pulvermetallurgie dienen.

Aluminosilikat-Mikrohohlkugeln sind ein dispergiertes Material, das aus Mikrohohlkugeln mit einer Größe von 10 bis 500 Mikrometern besteht (Abb. 3). Die Schüttdichte des Materials beträgt 350–500 kg/m3, die spezifische Dichte beträgt 500–600 kg/m3. Die Hauptbestandteile der Phasen-Mineral-Zusammensetzung von Mikrokugeln sind Aluminosilikatglasphase, Mullit und Quarz. Als Verunreinigungen sind Hämatit, Feldspat, Magnetit, Hydroglimmer und Kalziumoxid vorhanden. Ihre vorherrschenden Bestandteile chemische Zusammensetzung sind Silizium, Aluminium, Eisen (Tabelle 3). Mikroverunreinigungen verschiedener Komponenten sind in Mengen möglich, die unterhalb der Grenze der Toxizität oder industriellen Bedeutung liegen. Der Gehalt an natürlichen Radionukliden überschreitet die zulässigen Grenzwerte nicht. Die maximale spezifische effektive Aktivität beträgt 350-450 Vk/kg und entspricht Baustoffen zweiter Klasse (bis zu 740 Vk/kg).

SiO2

52-58

Na2O

0,1-0,3

TiO2

0,6-1,0

K2O

Al2O3

SO 3

nicht mehr als 0,3

Fe2O3

3,5-4,5

P2O5

0,2-0,3

Feuchtigkeit

Nicht mehr als 10

Auftrieb

Nicht weniger als 90

Gehalt an Ni, Co, V, Cr, Cu, Zn nicht mehr als 0,05 % jedes Elements
Aufgrund ihrer regelmäßigen Kugelform und geringen Dichte haben Mikrosphären die Eigenschaften eines hervorragenden Füllstoffs in einer Vielzahl von Produkten. Vielversprechende Bereiche für den industriellen Einsatz von Alumosilikat-Mikrosphären sind die Herstellung von Sphäroplasten, Straßenmarkierungs-Thermoplasten, Injektions- und Bohrflüssigkeiten, wärmeisolierenden radiotransparenten und leichten Baukeramiken, wärmeisolierenden, nicht brennbaren Materialien und hitzebeständigem Beton.
Im Ausland werden Mikrosphären in verschiedenen Branchen häufig eingesetzt. In unserem Land ist die Verwendung von Mikrohohlkugeln äußerst begrenzt und sie werden zusammen mit der Asche auf Aschedeponien entsorgt. Für Wärmekraftwerke sind Mikrosphären ein „schädlicher Stoff“, der die zirkulierenden Wasserversorgungsleitungen verstopft. Aus diesem Grund ist es in 3-4 Jahren notwendig, die Rohre komplett auszutauschen oder aufwendige und teure Reinigungsarbeiten durchzuführen.
Die inerte Masse der Aluminosilikatzusammensetzung, die 60–70 % der Aluminiumoxidmasse ausmacht, wird nach Entfernung (Extrahierung) aller oben genannten Konzentrate und nützlichen Komponenten sowie der schweren Fraktion aus der Asche erhalten. In der Zusammensetzung ähnelt es der allgemeinen Zusammensetzung von Asche, enthält jedoch eine Größenordnung weniger Eisen sowie schädliche und giftige Stoffe. Seine Zusammensetzung besteht hauptsächlich aus Alumosilikat. Im Gegensatz zu Asche hat es eine feinere, gleichmäßige granulometrische Zusammensetzung (aufgrund der Vormahlung bei der Extraktion der Schwerfraktion). Aufgrund seiner ökologischen und physikalisch-chemischen Eigenschaften kann es in großem Umfang bei der Herstellung von Baustoffen, im Baugewerbe und als Düngemittel – als Ersatz für Kalkmehl (Meliorant) – verwendet werden.
In Wärmekraftwerken verbrannte Kohlen enthalten als natürliche Sorptionsmittel Verunreinigungen vieler wertvoller Elemente (Tabelle 2), darunter seltene Erden und Edelmetalle. Bei der Verbrennung erhöht sich ihr Gehalt in der Asche um das 5- bis 6-fache und kann von industriellem Interesse sein.
Die mittels moderner Anreicherungsanlagen durch Schwerkraft gewonnene Schwerfraktion enthält Schwermetalle, darunter auch Edelmetalle. Durch die Veredelung werden aus der Schwerfraktion Edelmetalle und mit deren Anreicherung weitere wertvolle Bestandteile (Cu, selten etc.) gewonnen. Die Goldausbeute der einzelnen untersuchten Aschehalden beträgt 200-600 mg pro Tonne Asche. Das Gold ist dünn und kann mit herkömmlichen Methoden nicht gewonnen werden. Die Technologie, mit der es gewonnen wird, ist Know-how.
Viele Menschen beschäftigen sich mit dem Recycling von Abfällen. Es sind mehr als 300 Technologien für ihre Verarbeitung und Verwendung bekannt, die sich jedoch hauptsächlich auf die Verwendung von Asche im Bauwesen und bei der Herstellung von Baustoffen konzentrieren, ohne die Gewinnung sowohl giftiger und schädlicher als auch nützlicher und wertvoller Bestandteile zu beeinträchtigen.
Wir haben unter Labor- und halbindustriellen Bedingungen ein Grundschema für die Verarbeitung von ASW und dessen vollständige Entsorgung entwickelt und getestet (Abb.).
Bei der Verarbeitung von 100.000 Tonnen ASW erhalten Sie:
- Sekundärkohle – 10-12 Tausend Tonnen;
- Eisenerzkonzentrat – 1,5-2 Tausend Tonnen;
- Gold – 20-60 kg;
- Baumaterial (träge Masse) – 60-80.000 Tonnen.
In Wladiwostok und Nowosibirsk wurden ähnliche Arten von ASW-Verarbeitungstechnologien entwickelt, mögliche Kosten berechnet und die erforderliche Ausrüstung bereitgestellt.
Durch die Gewinnung nützlicher Bestandteile und die vollständige Verwertung von Asche- und Schlackenabfällen durch die Nutzung ihrer vorteilhaften Eigenschaften und die Herstellung von Baustoffen wird belegter Raum frei und die negativen Auswirkungen auf die Umwelt verringert. Gewinn ist ein wünschenswerter, aber nicht entscheidender Faktor. Die Kosten für die Verarbeitung technogener Rohstoffe zur Herstellung von Produkten und die gleichzeitige Neutralisierung von Abfällen können höher sein als die Produktkosten, der Verlust sollte in diesem Fall jedoch die Kosten für die Reduzierung der negativen Auswirkungen von Abfällen auf die Umwelt nicht übersteigen. Und für Energieunternehmen bedeutet das Recycling von Asche- und Schlackenabfällen eine Reduzierung der Technologiekosten für die Hauptproduktion.

Literatur

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10. Cherepanov A.A. Edelmetalle in Asche- und Schlackenabfällen aus fernöstlichen Wärmekraftwerken // Pacific Geology, 2008. Bd. 27, Nr. 2, S. 16-28.

Liste der Zeichnungen
zum Artikel von A.A. Cherepanov
Verwendung von Asche- und Schlackenabfällen aus Wärmekraftwerken im Bauwesen

Abb.1. Befüllung der Aschedeponie des BHKW-1, Chabarowsk
Abb.2. Schematische Darstellung komplexe Verarbeitung Asche- und Schlackenabfälle aus Wärmekraftwerken.
Abb. 3. Aluminosilikat-Mikrohohlkugeln ZShO.