Российские и зарубежные исследователи представили инновационную технологию получения «зеленого» коагулянта из летучей золы, образующейся на угольных тепловых электростанциях. Метод, разработанный коллективом из Института геохимии и аналитической химии имени Вернадского (ГЕОХИ РАН), Уральского федерального университета имени Ельцина, МГУ имени Ломоносова и Университета Тунцзи (Шанхай, Китай), предлагает практическое решение двум ключевым задачам: утилизации миллионов тонн опасных отходов и производству высокоэффективного реагента для очистки воды.
Экология и ресурсосбережение: от ядовитой золы — к ценному продукту
Основой технологии является механическая активация золы, разрушающая структуру муллита, и последующий обжиг с сульфатом аммония. Такое сочетание позволяет извлечь около 78,6% алюминия из исходного сырья для дальнейшего превращения в полиоксихлорид алюминия — ключевой компонент коагулянтов, широко применяемых на станциях водоподготовки.
Технология также включает инновационный метод борьбы с примесями. Ученые добавляют гидроксид кальция при кислотном выщелачивании обожженного продукта, что обеспечивает удаление более чем 95% кальция в виде безводного ангидрита и предотвращает образование гипса на кристаллах алюмоаммонийных квасцов. Полученные квасцы используются для синтеза нанопорошка аморфного гидроксида алюминия, который затем быстро растворяется в соляной кислоте, образуя целевой продукт.
Экономика замкнутого цикла
Технико-экономический анализ показывает высокую эффективность предлагаемой схемы. Из одной тонны золы муллитового типа можно получить до 0,58 тонны полиоксихлорида алюминия и одну тонну обогащенного кальцием твердого остатка, который может быть использован в изготовлении строительных смесей. Такой подход открывает перспективы для масштабирования технологии и внедрения ее на ТЭС с большими объемами отходов.
Новое решение уже получило международное признание: результаты исследования опубликованы в журнале Process Safety and Environmental Protection.
Для справки
Летучая зола является сложным смесью оксидов кремния, алюминия и кальция, а также может содержать тяжелые металлы, что делает ее потенциально опасным отходом при хранении на полигонах.
В мировой практике угольная зола уже применяется не только для очистки воды, но и для получения строительных материалов, извлечения ценных металлов и даже для разработки композитов для захоронения радиоактивных отходов.
Наш коллективный междисциплинарный подход сочетает глубокие фундаментальные исследования с инженерной проработкой, что не только повысило степень извлечения алюминия, но и предложило эффективное решение проблемы кальция, открывая путь к масштабированию технологии.Дмитрий Валеев
О смежной технологии получения портландцемента из золы и шлака рассказывает недавний материал Hi-Tech Mail.