CC BY
39
УДК 504.064.47:662.613
ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ ПРОИЗВОДСТВА АЛЮМОСИЛИКАТНЫХ МИКРОСФЕР ИЗ ЗОЛОШЛАКОВЫХ ОТХОДОВ
Д. А. Павлов*, Р. Б. Хамраева, М. В. Сафронов Научный руководитель - Е. М. Сычева
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
*Е-шаП: [email protected]
Описываются преимущества и недостатки производства алюмосиликатных микросфер из золошлаковых отходов. Основываясь на полученных данных, авторы делают вывод о целесообразности данного производства.
Ключевые слова: утилизация, золошлаковые отходы, алюмосиликатные микросферы.
ADVANTAGES AND DISADVANTAGES OF PRODUCTION OF ALUMINOSILICATE MICROSPHERES OF ASH AND SLAG WASTE
D. A. Pavlov*, R. B. Khamraeva, M.V. Safronov Scientific Supervisor - E. M. Sicheva
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation *Е-mail: [email protected]
In this article describing advantages and disadvantages of production of aluminosilicate microspheres of ash and slag waste. Basing on acquired data, authors making conclusion about expediency of this production.
Keywords: utilization, ash and slag waste, aluminosilicate microspheres.
На сегодняшний день проблема утилизации золошлаковых отходов (ЗШО), получаемых из сжигания различных видов топлива (горючие сланцы, торф, уголь) в результате работы тепловых электростанций (ТЭС), становится всё более актуальной. В первую очередь золоотвалы представляют большую опасность для окружающей среды. Скопления данных отходов угрожают здоровью как почвы и воды, так и живых существ, в том числе человека. Во-вторых, экологическая проблема усугубляется проблемой с переполнение золоотвалов и с высокой стоимостью строительства новых. Строительство нового хранилища может обойтись компаниям в 5-18 миллиардов рублей [1]. Поэтому утилизация в перспективе выглядит более выгодным решением.
Кроме всего выше сказанного, утилизация золошлаковых отходов может являться достаточно прибыльным предприятием, поскольку данные отходы можно перерабатывать и после использовать для создания различных материалов: каменной ваты, пеностекла, алюмосиликатных микросфер и т. д.
Однако, несмотря на очевидные преимущества, которые несет в себе переработка золошла-ковых отходов, процент утилизации золошлаковых отходов в России не превышает 8-10 % от всего производимого объема [2].
Всё дело в том, что переработка золошлаковых отходов и последующее производство из них различных материалов несёт в себе не только преимущества, но и недостатки.
Первый недостаток, берет свое начало из проблемы переполненности золошлаковых хранилищ. Поскольку ТЭЦ по условиям своего графика работают с переменной нагрузкой в течение года, выход золы неравномерен. Заводы же по переработке золы должны работать ритмично.
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2018. Том 2
Отсюда вновь возникает вопрос как о месте хранения, так и о правильной транспортировке сухой золы и шлака. Предприятию предстоит решить, готово ли оно тратить такое большое количество ресурсов на решение данного вопроса [3].
Вторым недостатком является отсутствие целенаправленной государственной политики в области использования природных инертных и техногенных материалов с целью сохранения экологического равновесия. Другими словами, необходима разработка механизмов согласованного участка всех заинтересованных сторон - административных органов, заказчиков, а также производителей и собственников золошлаковых отходов. Этот механизм должен быть основан на нормативных актах, которые с одной стороны, должны препятствовать нерациональному или необоснованному использованию природных ресурсов при наличии альтернативных источников, с другой стороны, предоставлять экологические стимулы ТЭЦ и строителям дорог, полностью или частично компенсировать дополнительные затраты, связанные с утилизацией ЗШО [4].
Третья проблема - это отсутствие отечественных производителей оборудования по производству продукции из золошлаковых отходов. В плане переработки и использования золошлако-вых отходов наша страна на несколько лет, а то и на десятилетие отстает от своих зарубежных коллег. По этой причине в России пока не налажено создание специального оборудования для работы с золошлаковыми отходами. Нашим предприятиям приходится либо тратить дополнительные ресурсы на покупку зарубежного оборудования, либо придумывать иные, собственные пути решения этой проблемы [2].
Недостатками и преимуществами также обладают и сами материалы, произведенные из зо-лошлаковых отходов.
В статье рассмотрены алюмосиликатные микросферы, так как именно они представляют наибольший интерес при рассмотрении данного вопроса, поскольку имеют самый широкий спектр для применения и соответственно представляют потенциальный интерес, как для производителей, так и для инвесторов.
Сама по себе, как материал, алюмосиликатная микросфера, не имеет ярко выраженных недостатков. Это инновационный материал, недостатки которого происходят из недостатков его способа получения, то есть из недостатков переработки золошлаковых отходов.
Среди преимуществ больше всего заметен, уже названный ниже широкий спектр применения алюмосиликатных микросфер. Микросферы могут быть применены:
• в строительстве (сверхлегкие бетоны, известковые растворы, жидкие растворы, цементы, штукатурка, покрытия, кровельные и звукозащитные материалы и т. д.);
• в нефтяной промышленности (тампонажные материалы для нефтяных скважин, буровые растворы, дробильные материалы, взрывчатые вещества),
• в автомобилестроении (композиты, шины, комплектующие, звукозащитные материалы, грунтовка);
• в создании пластидов (нейлоновых, полиэтиленовых, полипропиленовых) [5].
Кроме этого микросферы могут использоваться природоохранной области, например, заменяя дорогостоящие нерудные инертные строительные материалы - грунт, песок, щебень, гравий, добыча которых сопровождается разрушением природных экосистем. Микросферы также можно использовать в сельскохозяйственной отрасли, в качестве «контейнера» для воды и питательных веществ для растений в технологии гидропоники.
Еще одним преимуществом алюмосиликатной микросферы являются ее физико-химические свойства, такие как:
• сферическая форма, за счет чего требуется меньше смол, крепителя, воды и т. д., чем для любого другого формового наполнителя. Это приводит к снижению расхода смол или крепителя, что в свою очередь дает возможность использовать смеси с высоким содержанием твердой составляющей, а также снизить усадочную деформацию и часто сократить затраты;
• свободная растекаемость - это качество микросферы, означающее, что ее легко использовать в заводских условиях. Ее легко подавать самотеком, не опасаясь закупорки, а в сухом виде ее можно подавать насосом или пневмотранспортом;
• низкая плотность и при этом высокая прочность, чтобы выдержать все процессы переработки;
• низкая реакционная способность: химический состав микросфер позволяет обеспечивать высокую устойчивость к кислотам и щелочам. Они pH - нейтральны и не влияют на химический состав или реакции материалов, или изделий, в которых они используются;
• низкая теплопроводность (порядка 0,1 Вт/ (м °С));
• высокая температура плавления (порядка 1 200-1 600 °С), и т. п. [5].
Анализируя приведенные данные, мы делаем вывод, что переработка золошлаковых отходов и получение из них алюмосиликатных микросфер имеет больше преимуществ, чем недостатков. Соответственно создание такого производства целесообразно и способно принести разностороннюю выгоду, от экономической до научной.
Библиографические ссылки
1. Новости сибирской науки ГПНТБ СО РАН [Электронный ресурс]. URL: http://www.sib-science.info/ru/news/rossii-eprussia-ru-dengi-27012016 (дата обращения: 23.04.2018).
2. ПротосЭкспертиза Промышленная и экологическая безопасность [Электронный ресурс]. URL: https://library.fsetan.ru/doc/obraschenie-s-zoloshlakovyimi-othodami/ (дата обращения: 23.04.2018).
3. Андреева Н. Г. Проблемы утилизации золошлаковых отходов ТЭЦ и возможные пути их решения // Ползуновский вестник. 2011. № 4-2. С. 164-166.
4. Бирюков В. В., Сиротюк В. В., Шевцов В. Р. Проблемы и перспективы использования золошлаковых отходов // Вестник Сиб. гос. автомоб.-дорожной акад. (СибАДИ). 2008. Вып. 7. С. 7-14.
5. Уральский завод строительных материалов [Электронный ресурс]. URL: http://uralzsm.ru/ Mikrosfera (дата обращения: 23.04.2018).
© Павлов Д. А., Хамраева Р. Б., Сафронов М. В., Сычева Е. М., 2018
