Исследователи из России придумали новый способ, с помощью которого можно перерабатывать отходы угольных электростанций. Разработанный метод позволяет не только удалять отходы, но и использовать их в алюминиевой промышленности. О своей разработке ученые рассказали на страницах журнала Metals.

Сегодня в нашей стране примерно 15% электроэнергии вырабатывается на угольных электростанциях. При создании тепла и электроэнергии в такого рода установках уголь сгорает не до конца. Количество непрогоревшего вещества может достигать 40% от первоначальной массы, что приводит к ежегодному образованию в России около 20 миллионов тонн отходов. При этом перерабатывают из них всего около 8%. Согласно Энергетической стратегии РФ, которая была одобрена правительством в апреле этого года, 15% этого вида отходов должны утилизировать к 2024 году, а к 2035 эта цифра должна составить уже 50%. Перспективным оказывается перерабатывать эти отходы таким образом, чтобы извлекать из них полезные металлы, в частности алюминий.

В новой работе, поддержанной грантом Президентской программы исследовательских проектов Российского научного фонда, российские исследователи провели сравнение кислотного и кислотно-щелочного способов извлечения глинозема — оксида алюминия — из золы, собранной с ТЭЦ-4 в Омске. Авторы старались получить такое конечное сырье, чтобы оно соответствовало всем физическим и химическим требованиям, которые предъявляют заводы по его переработке. Из-за того, что для извлечения глинозема из золы используется соляная кислота, конечный продукт может иметь значительные примеси хлора. Чтобы избежать этого, авторы новой работы решили улучшить способ утилизации оксида алюминия. Обычно в глиноземе, который получен кислотным способом, содержится до 0,15% хлора. Исследователи по результатам работы смогли понизить его содержание в десятки раз — до 0,004%. Это удалось сделать благодаря перекристаллизации глинозема по щелочной технологии, которая используется на российских глиноземных заводах.

«Каждый год станции вырабатывают несколько десятков миллионов тонн золошлаковых отходов, которые на сегодняшний день не перерабатываются в промышленных масштабах. Благодаря высокому содержанием оксида алюминия в золах ряда отечественных ТЭС — примерно 25–30%, — этот вид сырья может заменить руды, которые используются для производства глинозема на современных алюминиевых заводах. Предложенный нами метод особенно актуален, так как внутреннее производство глинозема покрывает лишь 35% потребности российского алюминиевого рынка. Наш процесс перекристаллизации глинозема, полученного кислотным способом, уникален в своем роде. Чтобы его осуществить, мы применяли щелочной раствор и частицы гидроксида алюминия с Уральского алюминиевого завода. Это позволило создать образцы качественного глинозема, снизив при этом содержание хлора. В перспективе такой способ позволит утилизировать несколько миллионов тонн золы в год и понизить себестоимость глинозема на 15–20%», — подводит итог руководитель проекта, старший научный сотрудник Института металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова Российской академии наук Дмитрий Валеев.