CC BY
116
8. GSSSD 6-78. Water. Dynamic viscosity in the pressure range from 0 to 100 MPA and temperature from 0 to 800 ° C. Table standard. help, data. Gosstandart, GSSSD. M.: Publishing House of Standards, 1978. 3 p.
9. Kurganov A.M., Fedorov N.F. Handbook of hydraulic calculations of water supply and sewerage systems. L.: Stroyizdat, 1978. 20 p.
10. Guidelines for the use of flowmetric borehole measurements in the layer-by-layer determination of the characteristics of the exploited section for monitoring the development of oil fields RD 39-1-73-78. ONTI-VNII, 1978. 13 p.
УДК 662.613.125 DOI 10.46689/2218-5194-2022-1-1-83-97
ВОЗМОЖНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЗШО В КАЧЕСТВЕ ИЗОЛИРУЮЩЕГО МАТЕРИАЛА ПРИ РЕКУЛЬТИВАЦИИ
ПОЛИГОНОВ
А.В. Кочнева, В.В. Барахтенко, М.П. Кузьмин, А.Е. Бурдонов
Рассмотрена возможность использования золошлаковых отходов в качестве рекультивационного материала. Проведен анализ нормативной документации в области обращения с отходами и выявлены ключевые показатели, определяющие пригодность материала для применения в рекультивационных мероприятиях. Определены свойства золошлаковых отходов, подтверждено их соответствие нормативам. Проведена опытная укладка изолирующего слоя из золошлаковых отходов, на основе которой сформулированы рекомендации по снижению пыления.
Ключевые слова: рекультивационный материал, золошлаковые отходы, утилизация отходов, восстановление земель.
Введение
Проблема переработки золошлаковых отходов (ЗШО) из отвалов предприятий теплоэнергетики особенно остро стоит уже не первый год. Это связано со значительными объемами накопления ЗШО и низким уровнем вовлечения его в качестве вторичного ресурса. Согласно [1] суммарное накопление ЗШО составляет более 1,5 млрд тонн, а ежегодный прирост составляет 90 млн тонн. При этом под отвалами по разным оценкам находится площадь 22000-30000 га.
Мировой опыт показывает, что золошлаки могут быть утилизированы практически полностью, не накапливаясь в золоотвалах. Так в США используют 56 % ЗШО, в Европе перерабатывается в среднем около 94 %, в Японии - 100 % отходов сжигания твердого топлива. В Китае и Индии используется 70 и 67 % ЗШО соответственно, несмотря на значительный объем угольной теплоэнергетики. Тем не менее, в России уровень утилизации золошлаков не достигает и 10 % [2].
Необходимость снижения объемов накопления ЗШО связана не только с отчуждением территорий, но и с негативным воздействием на окружающую среду. Отвалы представляют собой сложные технические сооружения, нарушение технологии их возведения и эксплуатации приводит к тяжелым последствиям: геофильтрация промстоков, эрозия и обрушение откосов дамб, растекание гидросмеси при прорывах дамб и затопление прилегающей территории и др. Наличие в отвалах дисперсных фракций ЗШО приводит к запылению и миграции ЗШО в отдаленные экосистемы.
Ввиду значительного объема ЗШО существует множество направлений их использования [3]. Наиболее широкое применение золошлаки находят в строительной отрасли при производстве композиционных материалов различного назначения, цементных смесей, при заполнении бетонов и в дорожном строительстве [4-10]. Однако зачастую использование ЗШО для перечисленных целей требует дополнительной подготовки (например, сушка и/или классификация), которые усложняют и удорожают технологию производства. Кроме того, проблемой могут стать нестабильный состав отходов теплоэнергетики и наличие в них примесей, влияющих на физико-химические процессы получения композитов или вяжущих.
Другим направлением использования ЗШО является извлечение ценных компонентов. Так, например, из золошлаков может быть получен глинозем [11]. Авторами [12] описаны перспективы развития технологий извлечения из золы галлия, а [13] предлагают технологию по извлечению из ЗШО других редких и редкоземельных металлов. К сожалению, рентабельность таких методов остается под вопросом, несмотря на очевидные преимущества с точки зрения рационального природопользования. Это связано с нестабильностью состава, низким содержанием извлекаемых металлов в золошлаках, сложностью и дороговизной оборудования [14].
Золошлаковые материалы применяются также в качестве замены природного грунта при вертикальной планировке территорий, отсыпке, и восстановлении нарушенных земель, заполнении горных выработок, а также при планировании территорий для производства сельскохозяйственной продукции и ландшафтном строительстве [15-17]. Существуют также данные об использовании золошлаков в качестве изолирующего слоя на полигонах твёрдых коммунальных отходов [18] и для тушения скрытых очагов площадных пожаров [19]. Для этой цели используют не только вновь образующиеся, но и отвальные ЗШО. Исследовательские работы в данном направлении ведутся в России и за рубежом не первый год.
В России одним из лидеров в использовании золошлаковых материалов для рекультивации нарушенных территорий является энергетический гигант Сибирская генерирующая компания. Накопленные золошлаки применяются для заполнения отработанных горных выработок - карьеров и шахт. Такой подход был применен для шахты «Байдаевская» под Новокуз-
нецком и для карьеров в Березовском районе Красноярского края [20], а также при рекультивации бывшего полигона размещения отходов Новосибирского металлургического завода [21]. Авторами [22-23] показана перспективность такого направления использования золошлаков на примере отработанных месторождений Красноярского края. В Самарской области ЗШО используют для производства рекультивационных материалов и, которые используют при слоевом экранировании нарушенных территорий [24].
Принимая во внимание широту возможностей использования ЗШО в хозяйственной деятельности, в России, как уже было отмечено, это направление остается в зачаточном состоянии. Например, в Иркутской области энергетической основой является ангарский каскад ГЭС [25]. Однако для обеспечения населения теплом в основном используется энергия от сжигания твердого топлива. Поэтому проблема накопления ЗШО в регионе стоит не менее остро, чем в стране в целом. Несмотря на то, что ЗШО относятся к пятому классу опасности, что означает практически неопасные, золоотвалы (включая санитарно-защитные зоны) занимают значительные территории, которые можно было бы использовать для других целей. Более того, складирование ЗШО приводит к миграции их компонентов в воздух и грунтовые воды, а также к изменению структуры почв при попадании в них зол [26-27]. К тому же емкость отвалов имеет конечную величину, а постоянное расширение накоплений только отодвигает проблему. Следовательно, для ее решения необходим новый подход.
С точки зрения проведения рекультивационных мероприятий с применением отходов теплоэнергетики сложность заключается в необходимости получения положительного заключения экологической экспертизы на материалы. Для этого нужно сначала юридически перевести их из отходов в категорию золошлаковых материалов, а именно подтвердить соответствие золошлаков требованиям безопасности техническим характеристикам для использования в качестве искусственного грунта либо сырья для приготовления искусственных смесей.
Целью данной работы является выявление возможности применения ЗШО для рекультивации полигона для складирования промышленных и твердых бытовых отходов (ППиБО) в г. Шелехов Иркутской области.
Объекты и методы исследования
Исследуемый полигон находится в г. Шелехов на территории иркутского алюминиевого завода и принимает для складирования твердые бытовые отходы (ТБО) самого завода, других предприятий и населения г. Шелехов. Бытовые (нетоксичные) отходы, образуются в результате жизнедеятельности населения, а промышленные отходы должны соответствовать IV и V классу опасности, образуются на предприятиях, в которых не
предусмотрено повторное их использование или переработка. Захоронение промышленных и бытовых отходов происходит способом «совместный» в соответствии с п. 1.17 «Инструкции по проектированию, эксплуатации и рекультивации полигонов для твердых бытовых отходов» (утв. Минстроем РФ 2.11.1996 г.). Полигон относится к группе маломощных полигонов и рассчитан на срок эксплуатации 9,8 лет. Вместимость ППиБО составляет за весь период эксплуатации 270 тыс. м3. Полигон эксплуатируется с 2014 г. По окончанию срока эксплуатации предполагается рекультивация территории полигона.
Под рекультивацией понимают комплекс работ, направленных на восстановление продуктивности и народнохозяйственной ценности восстанавливаемых территорий, а также на улучшение окружающей среды. Технический этап рекультивации включает следующие процессы: стабилизацию, выполаживание и террасирование, сооружения системы дегазации, создание рекультивационного многофункционального покрытия, передачу участка для проведения биологического этапа рекультивации. Ключевым звеном в этом этапе являются стабилизация и планировка чаши полигона. Для этого необходимо огромное количество земляного материала, альтернативой которому могут стать ЗШО. Кроме того, в процессе эксплуатации полигонов ТБО предусматривается укладка промежуточных изолирующих слоев, для которых также могут быть использованы отходы теплоэнергетики.
Для формулирования требований к рекультивационным материалам были проанализированы следующие нормативные документы в сфере обращения с отходами и рекультивации территорий их складирования:
- Федеральный закон от 24.06.1998 N 89-ФЗ (ред. от 25.12.2018) "Об отходах производства и потребления
- Инструкция по проектированию, эксплуатации и рекультивации полигонов для твердых бытовых отходов (утв. Минстроем России 02.11.1996).
- СанПиН 2.1.7.1322-03 "Гигиенические требования к размещению и обезвреживанию отходов производства и потребления".
- ГОСТ 17.5.1.02-85 "Охрана природы. Земли. Классификация нарушенных земель для рекультивации".
Нормативная документация допускает использование в качестве изолирующего слоя и для планировки полигонов на техническом этапе их рекультивации следующие материалы:
1. В зимний период разрешается использовать строительные отходы, отходы производства - отходы извести, мела, соды, гипса, графита и т.д.
2. Отсортированный свалочный грунт.
3. Промышленные отходы IV класса опасности, которые удовлетворяют следующим требованиям:
- биохимическая потребность в кислороде (БПК20) и химическая потребность в кислороде (ХПК) менее 300 мг/л;
- однородная структура с размером фракций менее 250 мм.
В общем случае материал технического слоя рекультивации должен быть инертным, хорошо уплотняемым и доступным в экономическом и техническом плане, а также выполнять следующие функции:
- надежно изолировать ТБО от контакта с насекомыми, препятствовать доступу птиц и грызунов к отходам;
- препятствовать устройству лазеек и нор грызунов;
- собирать и отводить просачивающиеся поверхностные воды, атмосферные осадки и биогаз;
- обеспечивать бактерицидный барьер.
Таким образом, необходимо установить, удовлетворяют ли перечисленным характеристикам исследуемые ЗШО, чтобы сделать вывод о пригодности их к использованию на этапе планировки территории ППиБО при его рекультивации.
В качестве объекта исследования выбраны ЗШО станции Шелехов-ского участка Ново-Иркутской ТЭЦ (ШУ Н-ИТЭЦ) ПАО «Иркутскэнерго». Золошлаковая смесь представляет собой неоднородный порошок алюмосиликатного состава, и образуется в результате совместного гидроудаления золы и шлака. Состоит из зольной составляющей (частицы в основном менее 0,315 мм) и шлаковой. Шлаковая часть включает шлаковый песок - зерна от 0,315 до 5 мм, и шлаковый щебень - зерна свыше 5 мм. Зо-лошлаковую смесь транспортируют по системам гидроудаления и хранят в специальных отвалах.
Золошлакоотвал (рис. 1) пойменного типа, фильтрующий, по проекту - односекционный, в плане представляет собой прямоугольник, огороженный со всех сторон дамбой.
Рис. 1. Золошлакоотвал ШУ Н-ИТЭЦ
Находится в непосредственной близости от промплощадки ИрКАЗа (менее 2 км), что логистически выгодно. Согласно приложению 9 «Инструкции по проектированию, эксплуатации и рекультивации полигонов для твердых бытовых отходов», шлаки ТЭЦ, работающих на угле, могут быть использованы в качестве изолирующего слоя в неограниченном количестве.
Для подтверждения пригодности золошлаков ШУ Н-ИТЭЦ для использования при рекультивации полигона ТБО образцы были проанализированы с точки зрения гранулометрического и вещественного состава, а также были определены плотность ЗШО и удельная эффективность активности естественных радионуклидов. Исследования проводились по стандартизированным методикам.
Экспериментальная часть Фракционный состав проб исследован с помощью лазерного грану-лометра Analysette 22 MicroTec plus (Fritsch GmbH, Германия). Анализ распределения частиц по размерам проведен по методике статического рассеяния лазерного излучения двумя лазерами и системой диспергирования в жидкой среде. Продолжительность диспергирования составляла 1 минуту на максимальной мощности ультразвукового воздействия. Значение коэффициента преломления - 1,90 (безводный гидроксокарбонат алюминия). Сканов зеленого лазера - 100, сканов красного лазера - 100. Диапазон измерений в опыте 0,08...2000 мкм. На рис. 2 приведены результаты исследования трех образцов материала, отобранные с различных точек зо-лошлакоотвала.
Рис. 2. Гранулометрический состав образцов золошлаков ШУ Н-ИТЭЦ
Крупность частиц для материалов, пригодных для формирования изолирующего слоя полигона, согласно СП 2.1.7.1038-01 не должна превышать 250 мм. Максимальные размер частиц, исследованных образцов ЗШО не превышает 500 мкм, что значительно меньше норматива, а наиболее представительными являются фракции с крупностью частиц от 50 до 300 мкм. C другой стороны, дисперсность материала способствует повы-
шенному его пылению, как при укладке, так и в процессе дальнейшей эксплуатации полигона либо последующих этапах рекультивации после его закрытия.
Химический анализ образцов золошлаков ШУ Н-ИТЭЦ проводился в лаборатории автоматизированного минералогического анализа ИРНИТУ по стандартным методикам (НСАМ 155-Х, СТО АЦ 3.001-2016, НСАМ 478-ХС, НСАМ 130-С). Результаты анализа приведены в табл. 1.
Установлено, что наибольшую долю в составе исследуемых образцов ЗШО представляют кремний, алюминий, железо и кальций.
Пробы ЗШО, отобранные на золоотвале ПАО «Иркутскэнерго» ТЭЦ-5, были испытаны на удельную активность естественных радионуклидов в Центральной аналитической лаборатории «БФ Сосновгеология по ГОСТ 30108-94. Активность золы измерялась низкофоновой гамма-спектрометрической установкой на базе «Гамма-плюс» № 030 и блока детектирования - сцинтиблока на основе №О (Т^ № 03551 размером 195^199 мм с колодцем В75*100 мм. Объем аналитической навески составлял 250 мл. Результатом данного исследования стало усреднённое значение 210 Бк/кг. Данное значение не превышает нормативные 370 Бк/кг которые устанавливает СП 2.6.1.798-99, ГОСТ 30108-94 и СанПиН 2.6.1.2523-09. Следовательно, исследуемые золошлаки относятся к первому классу, что делает возможным их использование в рекультивационных мероприятиях.
Таблица 1
Вещественный состав материала
№ Элемент Массовая доля элемента, %
Проба Т 1-3 Проба Т 2-3 Проба Т 3-3
1 М 13,6 13,9 7,22
2 Cа 3,59 3,46 3,82
3 Fe 3,99 3,90 26,8
4 Mg 1,06 1,08 0,64
5 Mn 0,048 0,046 0,11
6 P 0,047 0,047 0,040
7 K 0,71 0,67 0,56
8 № (0,20) (0,19) (0,20)
9 ^ 0,36 0,36 0,33
10 Si 25,4 25,2 16,5
11 Cd <0,0002 <0,0002 <0,0002
12 Сг 0,011 0,011 0,0098
13 ^ 0,027 0,027 0,019
14 Pb 0,0035 0,0031 <0,0010
15 Zn 0,0087 0,0074 0,0040
Другим важным параметром материалов для изолирующего слоя ППиБО является плотность. Плотность исследуемых ЗШО определялась по методике, описанной в ГОСТ 8735-88. Усредненное значение получено как среднее арифметическое трех плотностей трех образцов по результатам трех измерений для каждого (табл. 2).
Таблица 2
Плотность отобранных проб_
№ пробы Плотность, г/см3
1 2 3 средняя
1 1,572 1,988 2,404 1,843
2 2,283 1,916 1,549 1,916
3 3,718 2,923 2,128 2,923
Усредненное значение плотности по трем образцам 2,227
ГОСТ 8736-2014 регламентирует характеристики природного песка, предназначенного в том числе для рекультивационных работ, и устанавливает плотность зерен природного песка в промежутке от 2 до 2,8 г/см3. Таким образом, полученное значение плотности образцов золошлаков ШУ Н-ИТЭЦ попадает в этот диапазон и соизмеримо с характеристиками природного песка, а значит ЗШО способны выступить в качестве замены его при планировке территории полигонов.
Сочетание высокой плотности и дисперсности материала обеспечивает его слеживаемость, т.е. уплотнение в результате длительного нахождения в неподвижном состоянии и смачивания атмосферными осадками. Образующаяся на поверхности корка препятствует контакту изолируемых отходов с насекомыми, птицами и грызунами, а также обустройству нор и лазеек последними.
Биохимическое и химическое потребление кислорода также являются значимыми показателями при определении пригодности материала для применения в качестве изолирующего слоя и при планировке территории полигона ТБО при рекультивации. Значение потребления кислорода характеризует суммарное содержание в водной вытяжке органических веществ и микроорганизмов и является общим показателем загрязнения. Исследования ХПК и БПК20 водной вытяжки ЗШО проводились по стандартным методикам (ГОСТ 31859-2012, ПНД Ф 14.1.2.4.210-05, ПНД Ф 14.1:2:3:4.123-97). Полученные значения не превысили 100 мг/л, что удовлетворяет требованиям нормативной документации.
После завершения исследования свойств материалов золошлакоот-валов Н-ИТЭЦ на территории ППиБО были проведены натурные испытания. На имеющийся слой отходов был уложен слой ЗШО и уплотнен с помощью строительной техники.
Рис. 3. Укладка изолирующего слоя из отходов Н-ИТЭЦ
В процессе укладки определенные трудности создавала пылевая взвесь, образующаяся при разгрузке ЗШО. По результатам полевых испытаний разработаны рекомендации по размещению ЗШО с минимальным пылением.
1. Обязательное использование укрывных материалов при транспортировке ЗШО к месту размещения.
2. Предпочтительна укладка ЗШО в зимнее время.
3. После размещения материала на полигоне, его необходимо раз-равнять с помощью бульдозеров, катков и/или любой другой строительной техники.
4. Биологический этап рекультивации (при необходимости) возможен после таяния снежного покрова и фильтрации талой воды через площадку полигона.
Вследствие высокой дисперсности золошлаков Н-ИТЭЦ необходимы мероприятия по предотвращению пыления изолирующего слоя:
- периодический полив с помощью стационарных разбрызгивателей;
- использование составов, которые позволят закреплять материал, предотвращая эрозию;
- применение химического способа с разбрызгиванием латекса, водных эмульсий мазута, стабилизированного битума и прочих отходов нефтеперегонных и химических производств, обладающих вяжущими свойствами.
В настоящий момент ведется мониторинг состояния технологического слоя для последующего составления статистической отчетности.
Выводы
Результатом проведенных исследований является подтверждение возможности использования золошлаковых отходов Ново-Иркутской ТЭЦ в качестве рекультивационного материала для полигона ТБО Шелеховско-
го филиала ИрКАЗа. Это обусловлено данными, полученными в ходе изучения свойств золошлаков, и результатами их сравнения со значениями, установленными нормативной документацией в области обращения с отходами и проведения рекультивационных работ. Так, параметры исследуемых золошлаков соответствуют стандартным значениям, плотности, крупности частиц и степени загрязнения, выраженной в показателях ХПК и БПК20. Кроме того, ЗШО характеризуются также доступностью с экономической точки зрения, обусловленной близостью и низкой стоимостью.
На основе проведенных натурных испытаний по укладке ЗШО Ново-Иркутской ТЭЦ в качестве изолирующего слоя сформулированы рекомендации по снижению пылевой нагрузки в процессе транспортировки, размещения, дальнейшей эксплуатации полигона и его рекультивации.
Таким образом, использование ЗШО позволяет одновременно сократить объемы накопления отходов Ново-Иркутской ТЭЦ, что особенно значимо, учитывая низкую долю переработки ЗШО в России, а также снизить расходы на рекультивационные мероприятия полигона промышленных и бытовых отходов ИрКАЗа.
Список литературы
1. Пичугин Е.А. Аналитический обзор накопленного в Российской Федерации опыта вовлечения в хозяйственный оборот золошлаковых отходов теплоэлектростанций // Проблемы региональной экологии. 2019. №4. [Электронный ресурс] URL: https://cyberleninka.ru/article/ n/analiticheskiy- obzor-nakoplennogo-v-rossiyskoy-federatsii-opyta-vovlech eniya-v-hozyaystvennyy-oborot-zoloshlakovyh-othodov (дата обращения: 16.11.2021).
2. Золотова И.Ю. Бенчмаркинг зарубежного опыта утилизации продуктов сжигания твердого топлива угольных ТЭС // Инновации и инвестиции. 2020. № 7. С. 123-128.
3. Будина Т.С., Курбанов Н.Х., Прокофьева Л.М. Использование зо-лошлаковых отходов: российский опыт // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. 2019. № 1 (164). С. 61-64.
4. Wang. Low carbon cementitious materials: Sodium sulfate activated ultra-fine slag/fly ash blends at ambient temperature Junjie Zhang0020 [and others] // Journal of Cleaner Production. 2021. Volume 280. Part 1. P. 124363.
5. Approaches to enhance the carbonation resistance of fly ash and slag based alkali-activated mortar-experimental evaluations / Shan Liu [and others] // Journal of Cleaner Production. 2021. Volume 280. Part 1. P. 124321.
6. Mechanical and microstructural characterization of geopolymers from assorted construction and demolition waste-based masonry and glass / Huseyin Ulugol [and others] // Journal of Cleaner Production. 2021. Volume 280. Part 1. P. 124358.
7. Up-scaling and performance assessment of façade panels produced from construction and demolition waste using alkali activation technology / A. Frankovic // Construction and Building Materials 2020. Volume 262. P. 120475.
8. Physical and mechanical properties of composite materials of different compositions based on waste products / A.E. Burdonov [and others] // Magazine of Civil Engineering. 2012. 35(9). P. 14-22.
9. Барахтенко В. В., Бурдонов А. Е., Зелинская Е. В. Оценка эффективности применения промышленных отходов в качестве наполнителя по-ливинилхлоридных композиций // Строительство и реконструкция. 2018. № 6(80). С. 74-84.
10. Waste-Based Construction Materials / E.V. Zelinskaya [and others] // International Journal of Engineering Research in Africa. 2019. 41. P. 88-102.
11. A Review of Research on Alumina Extraction from High-Alumina Fly Ash and a New Method for Preparing Alumina by Electrotransformation / X.-X. Han [and others] // Minerals, Metals and Materials Series. 2020. Р.136-142.
12. Current situation and development of gallium recovery from secondary resources(Article) / H.-Y. Huang [and others] // Modern Chemical Industry. 2019. Volume 39, Issue 12. Р. 21-25
13. Данилов О.С., Белов А.В., Гребенюк И.В. Переработка золошла-ковых отходов с извлечением редких металлов как ключевой фактор социально-экономического и экологического благополучия угледобывающих стран // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2018. № 7. С. 16-22.
14. Таскин А.В. Анализ химического состава золошлаковых отходов ТЭС Дальневосточного региона как техногенных месторождений благородных металлов // ГИАБ. 2014. №S4. [Электронный ресурс]ЦЯЪ: https://cyberleninka.ru/article/n/analiz-himicheskogo-sostava-zoloshlakovyh-othodov-tes-dalnevostochnogo-regiona-kak-tehnogennyh-mestorozhdeniy-blagorodnyh-metallov (дата обращения: 16.11.2021).
15. Strength characteristics and stability analysis of GGBS stabilised fly ash-overburden dump / T.K. Rajak, L. Yadu, S.K. Chouksey, P.K. Dewangan // International Journal of Mining, Reclamation and Environment 2020. № 34(9). Р. 625-648.
16. Gupta A.K., Paul B. A. review on utilisation of coal mine overburden dump waste as underground mine filling material: A sustainable approach of mining // International Journal of Mining and Mineral Engineering 2015. № 6(2). Р.172-186.
17. Human exposure and risk assessment of recycling incineration bottom ash for land reclamation: A showcase coupling studies of leachability, transport modeling and bioaccumulation / K. Yin [and others] // Journal of Hazardous Materials. 2020. № 385. Р. 121600.
18. Изолирующая смесь для полигонов твердых бытовых отходов, способ ее получения и способ захоронения твердых бытовых отходов: пат. 2396131 РФ. № 2009125021/03; заявл. 01.07.2009; опубл. 10.08.2010. Бюл. № 22. 10 с.
19. Способ предотвращения распространения пожара на торфяниках: пат. 2432977 РФ. № 2010141973/12; заявл. 14.10.2010; опубл. 10.11.2011. Бюл. № 31. 5 с.
20. Вторая жизнь золы и шлака. Теплоэнергетики предлагают перспективные программы переработки отходов производства [Электронный ресурс] URL: https://ngs24.ru/text/gorod/2019/03/22/66026374/ (дата обращения: 16.11.2021).
21. Барсукова Н. Куда увозят золошлаки: СГК представила проекты рекультивации земель [Электронный ресурс] URL: https://sibgenco.oriine/news/element/mming-2019-energy-power-and-experts-discussed-problems-of-the-market-of-ash-and-slag-materials/ (дата обращения: 16.11.2021).
22., Юронен Ю.П., Анищенко Ю.А., Прохоров В.В., Вокин В.Н., Кирюшина Е.В. Инженерно-экологическое обоснование инновационных технологий природопользования на объектах топливно-энергетического комплекса Красноярского края с использованием ресурсов дистанционного зондирования / И.В. Зеньков [и др.] // Экология и промышленность России. 2017. Т. 21. № 6. С. 18-23.
23. Ельчанинов Е.А., Удалова Н.П., Фоменко Н.А. Анализ результатов исследований золошлаковых отходов и вскрышных пород для их использования в рекультивации разреза Бородинский им. М.И. Щадова // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2018. № 1. С. 321-334
24. Направления утилизации отходов ТЭК с получением рекульти-вационных материалов / О.В. Тупицына [и др.] // Экология и промышленность России. 2014. № 6. С. 13-17.
25. Использование конкурентных преимуществ Иркутской области для повышения энергоэффективности экономики / Б.Г. Санеев, А.Д. Соколов, С.Ю. Музычук, Р.И. Музычук // Региональная экономика: теория и практика. 2014. №18. [Электронный ресурс] URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ispolzovanie-konkurentnyh-preimuschestv-irkutskoy-oblasti-dlya-povysheniya-energoeffektivnosti-ekonomiki (дата обращения: 06.11.2021).
26. Сысоев Ю.М., Баработкина Т.А. Некоторые аспекты оценки воздействия золоотвалов ТЭС на окружающую среду // Энергетик. 1997. № 6. С. 6-8.
27. Беляев С.П., Бесчастнов С.П. Особенности зольного загрязнения окружающей среды малых городов Сибири в холодное время года // Теплоэнергетика. 1997 № 12. С. 21-23.
Кочнева Александра Викторовна, канд. техн. наук, доц., koch.alex061@mail.ru, Россия, Иркутск, Иркутский национальный исследовательский технический университет,
Барахтенко Вячеслав Валерьевич, канд. техн. наук, доц., antivsyo@yandex.ru, Россия, Иркутск, Иркутский национальный исследовательский технический университет,
Кузьмин Михаил Петрович, канд. техн. наук, доц., mike12008@yandex.ru, Россия, Иркутск, Иркутский национальный исследовательский технический университет,
Бурдонов Александр Евгеньевич, канд. техн. наук, доц., slimЪul@,inЪox.ru, Россия, Иркутск, Иркутский национальный исследовательский технический университет
THE POSSIBILITY OF USING ASW AS AN INSULATING MATERIAL FOR RESTORATION
OF LANDFILLS
A.V. Kochneva, V.V. Barakhtenko, M.P. Kuzmin, A.E. Burdonov
The possibility of using ash and slag waste as a reclamation material is considered. The analysis of regulatory documents in the field of waste management was conducted. As a result key indicators were identified that define the suitability of the material for use in restoration activities. The properties of ash and slag waste have been determined; their compliance with the standards has been confirmed. Experimental laying of an insulating layer of ash and slag waste was carried out, on the basis of which recommendations about dusting reduction were formulated.
Key words: reclamation material, ash and slag waste, waste disposal, land restoration
Kochneva Alexandra Viktorovna, candidate of technical sciences, associate professor, koch.alex061@,mail.ru, Russia, Irkutsk, Irkutsk National Research Technical University,
Barakhtenko Vyacheslav Valerievich, candidate of technical sciences, associate professor, antivsyo@yandex. ru , Russia, Irkutsk, Irkutsk National Research Technical University,
Kuz min Mikhail Petrovich, candidate of technical sciences, associate professor mike12008@yandex.ru , Russia, Irkutsk, Irkutsk National Research Technical University,
Burdonov Alexander Evgenievich, candidate of technical sciences, associate professor, slimbul@,inbox.ru , Russia, Irkutsk, Irkutsk National Research Technical University
Reference
1. Pichugin E.A. Analytical review of the experience accumulated in the Russian Federation of involving ash and slag waste from thermal power plants in economic turnover // Problems of regional ecology. 2019. No. 4. [Electronic resource] URL: https://cyberleninka.ru/article/ n/analiticheskiy - obzor-nakoplennogo-v-rossiyskoy-federatsii-
experience-vovlech eniya-v-hozyaystvennyy-oborot-zoloshlakovyh-othodov (accessed: 16.11.2021).
2. Zolotova, I. Yu., Benchmarking of foreign experience of utilization of the combustion products of solid fuel coal-fired power plants // Innovation and investment. 2020. No. 7. pp. 123-128.
3. Budina T.S., Kurbanov N.H., Prokofieva L.M. The use of ash and slag waste: Russian experience // Mineral Resources of Russia. Economics and management. 2019. No. 1 (164). pp. 61-64.
4. Wang. Low carbon cementitious materials: Sodium sulfate activat-ed ultra-fine slag/fly ash blends at ambient temperature Junjie Zhang0020 [and others] // Journal of Cleaner Production. 2021. Volume 280. Part 1. P. 124363.
5. Approaches to enhance the carbonation resistance of fly ash and slag based alkali-activated mortar-experimental evaluations / Shan Liu [and others] // Journal of Cleaner Production. 2021. Volume 280. Part 1. P. 124321.
6. Mechanical and microstructural characterization of geopolymers from assorted construction and demolition waste-based masonry and glass / Hüseyin Ulugol [and others] // Journal of Cleaner Production. 2021. Volume 280. Part 1. P. 124358.
7. Up-scaling and performance assessment of façade panels produced from construction and demolition waste using alkali activation technology / A. Frankovic // Construction and Building Materials 2020. Volume 262. P. 120475.
8. Physical and mechanical properties of composite materials of dif-ferent compositions based on waste products / A.E. Burdonov [and others] // Magazine of Civil Engineering. 2012. 35(9). P. 14-22.
9. Barakhtenko V. V., Burdonov A. E., Zelinskaya E. V. Evaluation of the effectiveness of the use of industrial waste as a filler of polyvinyl chloride compositions // Construction and reconstruction. 2018. No. 6(80). pp. 74-84.
10. Waste-Based Construction Materials / E.V. Zelinskaya [and oth-ers] // International Journal of Engineering Research in Africa. 2019. 41. P. 88-102.
11. A Review of Research on Alumina Extraction from High-Alumina Fly Ash and a New Method for Preparing Alumina by Electro-transformation / X.-X. Han [and others] // Minerals, Metals and Materials Series. 2020. pp.136-142.
12. Current situation and development of gallium recovery from sec-ondary re-sources(Article) / H.-Y. Huang [and others] // Modern Chemical Industry. 2019. Volume 39, Issue 12. pp. 21-25
13. Danilov O.S., Belov A.V., Grebenyuk I.V. Recycling of slag waste with extraction of rare metals as a key factor of socio-economic and environmental well-being of coalmining countries // Mining information and analytical Bulletin. 2018. No. 7. pp. 16-22.
14. Taskin A.V. Analysis of the chemical composition of ash and slag deposits of thermal power plants of the Far Eastern region as technogenic deposits of precious metals // GIAB. 2014. №S4. [Electronic resource]URL: https://cyberleninka.ru/article/n/analiz-himicheskogo-sostava-zoloshlakovyh-othodov-tes-dalnevostochnogo-regiona-kak-tehnogennyh-mestorozhdeniy-blagorodnyh-metallov (accessed: 11/16/2021).
15. Strength characteristics and stability analysis of GGBS stabilised fly ash-overburden dump / T. K. Rajak, L. Yadu, S. K. Chouksey, P. K. De-wangan // International Journal of Mining, Reclamation and Environment 2020. No. 34(9). R. 625-648.
16. Gupta A. K., Paul A. B. a review on utilisation of coal mine over burden dump waste as underground mine filling material: A sustainable approach of mining // International Journal of Mining and Mineral Engineering 2015. No. 6(2). R. 172-186.
17. Human exposure and risk assessment of recycling incineration bottom ash for land reclamation: A showcase coupling studies of leachability, transport and bioaccumulation modeling / K. Yin [and others] // Journal of Hazardous Materials. 2020. No. 385. R. 121600.
18. Insulating compound for landfills of solid domestic waste-Dov, its manufacturing method, and method of disposal of solid domestic waste-Dov: Pat. 2396131 of the Russian Federation. No. 2009125021/03; application No. 01.07.2009; publ. 10.08.2010. Byul. No. 22.10 p.
19. Method of preventing the spread of fire on peat bogs: pat. 2432977 RF. No. 2010141973/12; application no. 14.10.2010; publ. 10.11.2011. Byul. no. 31. 5 p.
20. The second life of ash and slag. Thermal power companies offer promising programs for processing industrial waste [Electronic resource] URL: https://ngs24.ru/text/gorod/2019/03/22/66026374 / (accessed: 11/16/2021).
21. Barsukova N. Where ash slags are taken: SGK presented land reclamation projects [Electronic resource] URL: https://sibgenco.online/news/element/mining-2019-energy-power-and-experts-discussed-problems-of-the-market-of-ash-and-slag-materials / (accessed: 11/16/2021).
22., Yuronen Yu.P., Anishchenko Yu.A., Prokhorov V.V., Vokin V.N., Kiryushina E.V. Engineering and environmental justification of innovative technologies of nature management at the facilities of the fuel and energy complex of the Krasnoyarsk Territory using remote sensing resources / I.V. Zenkov [et al.] // Ecology and Industry of Russia. 2017. Vol. 21. No. 6. pp. 18-23.
23. Yelchaninov E.A., Udalova N.P., Fomenko N.A. Analysis of the results of studies of ash and slag waste and overburden rocks for their use in recultivation of the Borodinsky section named after M.I. Shchadov // Mining information and analytical bulletin (scientific and technical journal). 2018. No. 1. pp. 321-334
24. Directions of waste disposal of fuel and energy complex with the receipt of recultivation materials / O.V. Tupitsyna [et al.] // Ecology and industry of Russia. 2014. No. 6. pp. 13-17.
25. Using the competitive advantages of the Irkutsk region to improve the energy efficiency of the economy / B.G. Saneev, A.D. Sokolov, S.Yu. Muzychuk, R.I. Muzychuk // Regional economy: theory and practice. 2014. No. 18. [Electronic resource] URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ispolzovanie-konkurentnyh-preimuschestv-irkutskoy-oblasti-dlya-povysheniya-energoeffektivnosti-ekonomiki (date of reference: 06.11.2021).
26. Sysoev Yu.M., Barabotkina T.A. Some aspects of assessing the impact of TPP ash dumps on the environment // Energy man. 1997. No. 6. pp. 6-8.
27. Belyaev S.P., Beschastnov S.P. Features of ash pollution of the environment of small towns of Siberia in the cold season // Thermal power engineering. 1997 No. 12. pp. 2123.
