Более 170 теплоэлектростанций в России работают на угле. В золошлакоотвалах находятся около 1,5 млрд. тонн отходов ТЭС. Ежегодно их объем увеличивается на 50 млн. тонн. Золошлаковые отходы занимают площадь более 2 тыс.кв.км.
Характеристика золошлаковых отходов
При сжигании угля на ТЭС генерируется электричество и вырабатывается тепловая энергия. Зола и шлак являются побочными продуктами горения. Они могут быть использованы как вторичное сырье. Переработка золошлаковых отходов (ЗШО) в Российской Федерации составляет менее 10%, что значительно ниже данного показателя в экономически развитых странах мира.
Факторы, влияющие на химический и минеральный состав золошлаков:
- режим сжигания топлива;
- теплотворная способность топлива;
- способ улавливания отходов;
- место отбора золы и шлака.
Основными составляющими ЗШО являются оксиды кремния и алюминия.
Наличие несгоревших органических частиц в золе составляет от 0,5 до 20 %. Они являются вредными примесями и ухудшают технические свойства золошлаков.
По гранулометрическому составу золошлаковых отходов 60% частиц имеют размеры 10-70 мкм. Насыпная плотность золы составляет от 600 до 1300 кг/м3.
Классификация зол и шлаков
Для определения оптимального варианта повторного использования ЗШО существует несколько видов их классификаций.
По типу сжигаемого материала различают золы:
- антрацитовые;
- каменноугольные;
- буроугольные.
В зависимости от типа угля, варианта сжигания, вида сбора и хранения золы выделяют:
- золы уноса;
- топливные шлаки;
- золошлаковая смесь.
Применение ЗШО в разных странах
Опыт использования золошлаков в мире огромен. Лидеры в этом вопросе – Англия и Германия, где ЗШО перерабатываются практически полностью благодаря государственной политика, стимулирующей вторичную переработку отходов.
В США проблема переработки золошлаковых отходов урегулирована на законодательном уровне с 2000 года. Спустя 8 лет переработка ЗШО в этой стране составила 70%.
В Польше введение в действие законов, регулирующих процесс обращения с отходами, в том числе золошлаками, позволило увеличить уровень их повторного использования за 20 лет в 3,5 раза – до 80%. Польские законодатели значительно увеличили стоимость земель под золоотвалы, что сделало их экономически невыгодными для ТЭС.
Китай перерабатывает более 80% отходов ТЭС. Транспортировка золы в этой стране до потребителя бесплатна.
Переработка золошлаков в России
ЗШО занимают лидирующие позиции по объемам среди промышленных отходов в Российской Федерации. Под золошлакоотвалы задействованы огромные земельные угодья, имеющие ценность для использования.
Их содержание требует значительных финансовых вложений.
Низкий уровень использования золошлаков в нашей стране обусловлен отсутствием до недавнего времени четкой государственной политики в области переработки ЗШО.
С 2020 года в России в 4 раза возрастет плата предприятий за вредные выбросы в атмосферу и воду, что обостряет ситуацию с утилизацией ЗШО.
Регионы России, для которых проблема использования ЗШО особенно актуальна – Сибирь и Урал, так как здесь расположены крупнейшие ТЭС.
Варианты использования золошлаковых отходов
Золошлаки относят к пятому классу опасности (практически безопасные), что дает широкие возможности для их повторного использования. Разработано более трехсот технологий применения золошлаковых отходов по различным направлениям.
Области использования ЗШО:
- При строительстве и ремонте дорог для возведения земляного полотна, насыпей, создания укрепленных оснований. Применение ЗШО в дорожных одеждах повышает морозостойкость, прочность и срок эксплуатации дорог.
- При изготовлении удобрений и редкоземельных материалов (глинозема, кремнезема).
- Для упрочнения слабых грунтов.
- Для вертикальной планировки исправления неудобий (осушение болот, засыпка оврагов). По физико-химическим свойствам ЗШО являются полноценной заменой речному песку.
- При производстве строительных материалов (бетонных и железобетонных смесей различной плотности, цемента, кирпича), используемых, в дальнейшем, для возведения жилых домов, производственных помещений и сельскохозяйственных объектов.
Для уменьшения антропогенной нагрузки на окружающую среду накопленные годами золошлаковые отходы требуют переработки. Грамотный подход к данному вопросу при государственной поддержке позволит решить проблему отходов и принесет экономическую выгоду.
