CC BY
11
УДК 622.7; 662.613.1
Дунаева Д.Д., Комарова С.Г., Лавриненко А.А., Кунилова И.В., Гольберг Г.Ю.
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ РЕДКИХ И РАССЕЯННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ЗОЛОШЛАКОВЫХ ОТХОДАХ, ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ СЖИГАНИИ УГЛЕЙ
Дунаева Дарья Дмитриевна, студент кафедры ИМиЗК, Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, 5006964@list.ru, Москва, Россия. 125047, г. Москва, Миусская площадь, д. 9. Комарова Светлана Григорьевна, доцент кафедры ИМиЗК, Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, komsvetka@yandex.ru, Москва, Россия. 125047, г. Москва, Миусская площадь, д. 9. Лавриненко Анатолий Афанасьевич, заведующий лабораторией, Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н.В. Мельникова РАН, lavrin a@mail.ru, Москва, Россия. 111020, г. Москва, Крюковский тупик, 4. Кунилова Ирина Валерьевна, старший научный сотрудник, Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н.В. Мельникова РАН, kunilova i@ipkonran.ru, Москва, Россия. 111020, г. Москва, Крюковский тупик, 4. Гольберг Григорий Юрьевич, ведущий научный сотрудник, Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н.В. Мельникова РАН, gr yu g@mail.ru, Москва, Россия. 111020, г. Москва, Крюковский тупик, 4.
В настоящей работе выполнен анализ распределения иттрия, циркония и лантана в золошлаковых отходах (ЗШО), образующихся при сжигании углей различных марок. Установлено, что содержание лантана монотонно убывает с увеличением степени метаморфизма исходного угля, а содержания циркония и иттрия имеют максимум для углей марок Д и Г. Также выявлен характер распределения иттрия и циркония по классам крупности ЗШО. Установлено, что максимальные содержания данных элементов находятся в классе крупностью -40 мкм.
Ключевые слова: Золошлаковые отходы сжигания углей; степень метаморфизма угля; иттрий; цирконий; лантан.
THE DISTRIBUTION OF RARE ELEMENTS IN COAL COMBUSTION ASH AND SLAG.
Dunaeva D.D., Komarova S.G., Lavrinenko A.A., Kunilova I.V., Golberg G.Yu.
Dunaeva Daria Dmitrievna, undergraduate student of the Department of IMiZK, Russian University of Chemical Technology. DI. Mendeleev, 5006964@list.ru, Moscow, Russia. 125047, Moscow, Miusskaya square, 9.
Komarova Svetlana Grigorievna, Associate Professor of the Department of IMiZK, Russian University of Chemical Technology. DI. Mendeleev, komsvetka@yandex.ru, Moscow, Russia. 125047, Moscow, Miusskaya square, 9.
Lavrinenko Anatoly Afanasievich, chief of laboratory, Institute of Comprehensive Exploitation of Mineral Resources Russian Academy of Sciences, lavrin_a@mail.ru, Moscow, Russia. 111020, Moscow, Kryukovsky, 4.
Kunilova Irina Valerievna, senior researcher, Institute of Comprehensive Exploitation of Mineral Resources Russian Academy of Sciences, kunilova i@ipkonran.ru, Moscow, Russia. 111020, Moscow, Kryukovsky, 4.
Golberg Grigory Yurievich, leading researcher, Institute of Comprehensive Exploitation of Mineral Resources Russian Academy of Sciences, gr yu g@mail.ru, Moscow, Russia. 111020, Moscow, Kryukovsky, 4.
In this work, the analysis of the distribution of yttrium, zirconium and lanthanum in ash and slag waste, formed during the combustion of various grades of coal, is carried out. It was found that the content of lanthanum decreases monotonically with an increase in the degree of metamorphism of the original coal, and the content of zirconium and yttrium has a maximum for coals of grades D and G. Also, the character of distribution of yttrium and zirconium by ash and slag size classes has been revealed. It was found that most of these elements are contained in the -40 micron class.
Key words: Ash and slag waste from coal combustion; the degree of coal metamorphism; yttrium; zirconium; lanthanum.
Рациональная утилизация золошлаковых отходов (ЗШО), образующихся при сжигании углей на предприятиях теплоэнергетики, является актуальной задачей [1]. В настоящее время в России накоплено около 1,7 млрд тонн ЗШО и ежегодный прирост их количества составляет около 25 млн тонн. Во многих европейских странах утилизируется большая часть текущих и лежалых ЗШО. В РФ в настоящее время нет определенной политики по утилизации ЗШО, только
проводятся исследования в этой области. В частности, получает распространение технология использования ЗШО в производстве стройматериалов. Технические требования для использования ЗШО для производства бетонов приведены в ГОСТ 25592-2019 и ГОСТ Р 577892017 для производства заполнителей. Указанные способы утилизации ЗШО в целом являются экономически оправданными, но при этом безвозвратно теряются содержащиеся в ЗШО ценные компоненты:
благородные металлы, редкие и рассеянные элементы, магнитные материалы и другие. В связи с этим, несомненный научный интерес представляет систематизация имеющихся сведений о составе и свойствах ЗШО для выявления зависимостей, позволяющих выбрать материалы, извлечение из которых названных компонентов было бы экономически целесообразно.
Цель настоящей работы: выявление зависимостей содержания некоторых потенциально ценных элементов (ПЦЭ) от степени метаморфизма исходных углей. На основании полученных зависимостей в дальнейшем предполагается выбрать ЗШО, наиболее перспективные в качестве сырья для производства указанных ПЦЭ.
В настоящее время вопрос о систематизации сведений о составе ЗШО с точки зрения их применения в качестве сырья для получения ПЦЭ не решен. В работах на данную тематику встречается анализ угольных пластов на предмет содержания этих элементов, при этом существует потребность в обработке этих данных с целью выявления зависимостей содержания ПЦЭ от марки исходного угля и класса крупности ЗШО. В качестве таких элементов мы будем рассматривать лантан, цирконий и иттрий.
На основании данных, приведенных в работах [2-4], выполнен анализ содержания названных элементов в ЗШО, образовавшихся при сжигании углей различных марок, приведенных в порядке возрастания степени метаморфизма: бурых (марка Б), длиннопламенных (марка Д); газовых (марка Г); отощённо-спекающихся (марка ОС); тощих (марка Т). Установлено, что содержание лантана монотонно убывает с увеличением степени метаморфизма
исходного угля, а содержание циркония и иттрия имеет максимум для углей марок Д и Г.
Также выполнен анализ распределения циркония и иттрия по классам крупности золы Каширской ГРЭС. Было установлено, что наибольшее содержание указанных элементов, соответственно
0.0578.и 0,0067 %, находится в классе крупности -40 мкм.
Для дальнейшей систематизации и обобщения данных, необходимых для выбора наиболее перспективных ЗШО в качестве сырья для производства редких и рассеянных элементов, целесообразно более детальное изучение распределения указанных элементов в золе.
Список литературы
1. Лавриненко А.А., Кунилова И.В., Гольберг Г.Ю., Лусинян О.Г., Кравченко В.Н., Шимкунас Я.М. Рациональная переработка золошлаковых отходов (на примере Каширской ГРЭС) // 14 Международная научная школа молодых ученых и специалистов "Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых", Москва, 28 октября - 01 ноября 2019. - М.: ИПКОН РАН, 2019. - С. 303-306.
2. Потапов С.О., Свиридова М.Н., Танутров И.Н., Толокнов Д.А. Физико-химические свойства золы-уноса от сжигания Экибастузских углей // Бутлеровские сообщения. - 2016. - Т. 45, № 3. - С. 36-39.
3. Куандыкова А.А., Лебедев В.М. О перспективе перевода Омских ТЭЦ на сжигание отечественных углей // Journal of Siberian Federal University. Engineering & Technologies. - 2021. - V. 14, № 1. - Р. 118-129.
4. Адеева Л.Н., Борбат В.Ф. Зола ТЭЦ - перспективное сырье для промышленности // Вестник Омского университета. - 2009, № 2. - С. 141-151.
