«Зелёный» коагулянт из отходов энергетики: новая жизнь для угольной золы
Российская академия наук
Международный научный коллектив сотрудников Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН, Уральского фекдеральнгого университета им. Б.Н. Ельцина, Московского государтвенного университета им. М.В. Ломоносова и Университета Тунцзи (Шанхай, Китай) представил прорывную ресурсосберегающую технологию получения полиоксихлорида алюминия из золы-уноса угольных электростанций. Разработанный метод решает две острые экологические проблемы: утилизацию миллионов тонн опасных отходов и производство востребованного химического реагента для водоподготовки.
В основе технологии лежит предварительная механическая активация золы, которая разрушает структуру муллита, и последующий обжиг с сульфатом аммония. Оптимизация параметров (активация 60 мин, обжиг при 450 °C в течение 30 мин) позволила достичь высокой степени извлечения алюминия — 78,6 %.
Особой инновацией стал разработанный авторами метод борьбы с примесями. Исследователи предложили добавлять гидроксид кальция непосредственно на стадии кислотного выщелачивания обожженного продукта, что позволило более чем на 95 % удалить кальций в виде безводного ангидрита, предотвратив его осаждение в виде гипса на кристаллах алюмоаммонийных квасцов. Полученные высокочистые квасцы затем используются для синтеза нанопорошка аморфного гидроксида алюминия с высокой удельной поверхностью 38,5 м2/г, который быстро растворяется в соляной кислоте с образованием полиоксихлорида алюминия.
Технико-экономический анализ демонстрирует высокую эффективность процесса. Из одной тонны золы муллитового типа производится около 0,58 тонны порошкообразного полиоксихлорида алюминия с содержанием оксида алюминия 30 % и одна тонна обогащённого кальцием твёрдого остатка, пригодного для использования в строительстве.
«Наш подход сочетает глубокое фундаментальное изучение механизма вскрытия золы сульфатом аммония с прикладной инженерной проработкой. Мы не только повысили извлечение алюминия, но и нашли эффективное решение проблемы кальция, что открывает путь к масштабированию технологии», — комментирует руководитель проекта, ведущий научный сотрудник лаборатории сорбционных методов ГЕОХИ РАН кандидат технических наук Дмитрий Валеев.
Разработанная схема предлагает практичный путь для крупномасштабной утилизации золы в рамках экономики замкнутого цикла, внося вклад как в экологию, так и в ресурсную безопасность.
Исследование выполнено при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации. Результаты работы опубликованы в журнале Process Safety and Environmental Protection.
Источник: пресс-служба Минобрнауки России.