Центробежные сепараторы для переработки техногенных отходов

Переработка золоотвалов. Алюмосиликатные микросферы

Начнём с характерного яркого примера. Польская компания ВВС (http://www.bbc-consulting.ru/) перерабатывает сырьё, импортируемое из стран СНГ, на предприятии в Бельске-Бяла. Вся продукция экспортируется в Западную Европу. ВВС выгодно не просто перерабатывать, но и  делать это с учётом затрат на перевозку золы и шлака. Фирма ВВС имеет устоявшийся доступ к сырью на территории Польши, России, Казахстана, Молдавии и Украины. На территории Западной Европы не знают, что такое «золоотвалы», - зола перерабатывается сразу по мере возникновения и не является фактором экологического бедствия. На просторах России такого богатства примерно миллиард тонн. То есть, российскому деловому сообществу перерабатывать золоотвалы невыгодно, в то время, как поляки рассматривают как чрезвычайно выгодный бизнес даже малую часть переработки золы и шлаков - только извлечение алюмосиликатных микросфер. Инвестиции в данный бизнес характеризуются стабильностью функционирования и безопасностью доходов, при низких эксплуатационных расходах.
Алюмосиликатная микросфера представляет собой полую частицу из кремнезёма и окиси алюминия с размером примерно от 0,5 до 0,005 мм. Микросферы характеризуются малым удельным весом, высокой прочностью (твёрдость 5-6 по Моосу) и устойчивостью к воздействию высокой температуры (до 1300 – 1500 град С). Объёмная совокупность микросфер имеет хорошую текучесть и коэффициент заполнения, поэтому они - хороший наполнитель в пластмассах, смолах, красках и т.п. Микросферы обеспечивают высокую акустическую и температурную изоляцию. Хорошо зарекомендовали себя как наполнитель в буровых растворах и цементах. В строительстве алюмосиликатные микросферы используются для специальных связующих растворов, штукатурок, кровельных покрытий, шумоизолирующих панелей, лёгкого бетона, огнеупоров. Микросферы применяются для изготовления частей лодок, автомобилей, обуви и т.д.
В Европе ежегодная потребность в микросферах  составляет 50 тысяч тонн. Рынок  на 70 % обслуживается четырьмя компаниями, среди которых – ВВС (20-25%).
Алюмосиликатные микросферы или ценосферы – мелкие, тонкие и пылевидные частицы, которые образуются в составе золы (золы уноса) при сжигании углей на ТЭС. Вместе с сажей зола осаждается в сухом виде циклонами и дымососами и сама по себе имеет особую ценность для промышленного использования.  Зачастую зола уноса вместе со шлаком в водном потоке транспортируется в специальные котлованы, бассейны, водоёмы, одним словом, - в золоотвалы. Это слово - из прошлого века, «золоотвалы» подразумевает «свалим, а потом разберёмся, что с этим делать». Надо полагать, такое время пришло, так как накоплены колоссальные объёмы данного сырья. Не только в европейской части России, но и в Заполярье, на Дальнем Востоке, в Сибири каменный уголь играет существенную роль в выработке тепла и электроэнергии. Только
ТЭС Свердловской спускают в отвалы ежегодно более 6,7 млн.тонн (сжигается  в основном экибастузский уголь повышенной зольности, – по данным ГОУ ВПО «Уральский государственный горный университет»).
Чтобы организовать переработку сырья золоотвалов практически при любом технологическом процессе, требуется разделять смеси по размеру  и плотности твёрдых частиц. Это относится не только к полым микросферам, но и к другим компонентам золошлаковой массы.
Часть микросфер имеет истинную плотность меньше плотности воды и всплывает на поверхность, образуя слой от 1 до 5 см, который собирается тем или иным способом. Это наиболее простой и распространённый способ  добычи алюмосиликатных микросфер. Предварительное осушение производится методом отстаивания в фильтрах – отстойниках или в подвешенных мешках. Другая часть микросфер не всплывает, но также представляет определённый интерес. Для их добычи уже не будет достаточно только лопат и мешков, - потребуется оборудование и технологические комплексы на сотни тысяч рублей.
В золе и шлаке содержатся в небольших количествах (2-4%) медь, цинк, бериллий, хром, серебро, золото и др. В лабораторных условиях методом флотации был получен золотой концентрат 50 г/т.
Шлак позволяет производить  железорудные окатыши – сырьё для металлургической промышленности. После удаления при необходимости экологически вредных соединений, например, мышьяка, получают материал, используемый в строительстве как заменитель песка, при производстве цемента, строительных смесей и т.д.
Тем не менее, в Западной Европе  глубокой переработки золы и шлаков не отмечено. Для этого необходимы такие большие объёмы месторождений, как в России и соответствующее уникальное оборудование. Ни того, ни другого западные компании не имеют. В этих вопросах российские компании могут иметь весомое конкурентное преимущество.

Зола уноса кроме недожога угля и алюмосиликатной микросферы содержит практически значимое количество соединений железа (магнетит и гематит) и ряд соединений металлов: цветных, редких, редкоземельных, драгоценных, а также алюмосиликаты. Тем не менее, на практике рассмаривают извлечение только нескольких компонентов, что, только это, позволяет максимум за год окупить инвестиции и получать прибыль. Из золы, находящейся в отвалах можно извлекать:

• железный концентрат с содержанием железа 51-52%;
• концентрат благородных металлов (золото, платина, палладий, серебро);
• полые алюмосиликатные микросферы;
• исходное сырьё для производства стройматериалов и цемента.

К сожалению, это никак нельзя назвать полной переработкой. Соединения железа извлекаются лишь частично. Их присутствие, а также наличие недожога в сырье для стройматериалов крайне нежелательно. Алюмосиликатные микросферы - наиболее популярный продукт, - составляют. в лучшем случае, 1-3% от общего объёма золы. Благородные металлы проще закатать в асфальт или в кирпичи. Практически объёмы ЗШО до и после переработки отличаются незначительно. Электрогенерирующие компании сами не перерабатывают ЗШО, но стремятся продавать их для переработки и использования, в основном, - золу сухого удоления. Тем не менее, объёмы ЗШО в России продолжают стремительно возрастать.

Известны способы более глубокой переработки ЗШО. Теоретически разработаны технологии, использующие спекаение с содой, гипсом или известняком при температуре до 1400 град С. Получается несколько различных по удельному весу фракций: глинозем и кремнезём (50-70% объёма исходного материала), фракция с содержанием соединений мкталлов, в том числе - редкоземельных. Выщелачиванием и кислотной обработкой извлекается гидрооксид аллюминия и т.д.. Предварительно добываются недожог, АСМ, магнитная фракция. В России эта технология на практике не применяется, а в европейских странах её внедряет единственная компания из Германии - ZNT.

Наша компания предлагает технологию именно безотходной переработки ЗШО без использования высокотемпературных операций, что является большим преимуществом. Дополниительно к вышеперечисленным продуктам прибавляем оксид аллюминия высокой концентрации, мелкокристаллический и аморфный кремнезём, коагулянт полиалюминия хлорид, концентраты благородных металлов, РЗМ и их одновременный аффинаж, белитовый шлам. Используем методы ускоренного безвредного выщелачивания и аппараты электромагнитной активации процессов.

Распечатать