Ученые Тюменского индустриального университета разрабатывают технологию, которая позволит превращать промышленные отходы нефтедобычи в ценное сырье для дорожного строительства. Речь идет о буровых шламах на углеводородной основе: предложенный метод дает возможность использовать их для создания надежного основания дорожной одежды.
Ежегодно только в Западной Сибири образуется более 100 тысяч тонн таких отходов. При этом доля шламов, содержащих углеводороды, неуклонно растет, что усложняет их состав и повышает класс опасности (III или IV). На сегодняшний день проблема их обезвреживания остается актуальной: отходы преимущественно складируют в шламовых амбарах, а затем сжигают при температурах от 400 до 1200 °С. Этот процесс не только энергозатратен, но и образует новые отходы – золу, пыль и шлаки, которые в итоге отправляют на захоронение.
«Существующие методы термического обезвреживания не учитывают исходные свойства отходов – их минералогический и химический состав. В результате переработка не дает безопасного и пригодного к использованию продукта. Мы же предлагаем иной подход: разрабатываемая нами технология позволяет из 1688 тонн бурового шлама получить 1387 тонн материала, готового к укладке в основания дорог», – поясняет доцент кафедры техносферной безопасности Елена Гаевая.
В основе разработки – принцип ресурсосбережения и вовлечения отходов в хозяйственный оборот. Как отмечает аспирант направления «Экология» Анастасия Зимнухова, буровые шламы в среднем на 73% состоят из породообразующих минералов: «Это не просто отход, а ценный вторичный ресурс, который может замещать традиционные строительные материалы».
Ученые уже обосновали оптимальный температурный режим обработки, при котором материал становится экологически безопасным, и описали изменения его химических и минералогических свойств.
«Проведенные исследования полученных материалов путем рентгеновской дифракции, дифференциальной сканирующей калориметрии и термогравиметрического анализа позволили установить температуру не менее 750 градусов для получения материалов, а также температурные интервалы преобразования химического состава буровых шламов на углеводородной основе. В результате термического воздействия происходит распад каолинита и микроклина, что увеличивает долю кварца с 40 до 50 % и улучшает прочностные характеристики строительных материалов», – комментирует Анастасия Зимнухова.
Исследования не только открывают путь к созданию новых стройматериалов, но и закладывают основу для развития отечественной индустрии переработки отходов. Это позволит снизить нагрузку на полигоны, сократить потребление природных ресурсов и обеспечить регионы ощутимым эколого-экономическим эффектом.
Проект реализуется в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030», руководитель – доцент кафедры техносферной безопасности Елена Гаевая.