Опыт использования зол и шлаков ТЭС на российских и украинских предприятиях.
Универсальность свойств шлакозольного сырья предопределяет возможность получения из него широкого ассортимента строительных материалов и изделий.
В производстве строительных материалов и изделий топливно-энергетические отходы могут быть эффективно использованы и без предварительной технологической подготовки в виде тонкодисперсного заполнителя взамен песка как добавка к портландцементному клинкеру при его помоле, а также как сырьё при приготовлении бетонов и растворов. Приведём данные опыта предприятий, использующих золы и шлаки ТЭС. Так, интересен опыт работы предприятий, выпускающих керамические стеновые материалы и использующих золы ТЭС в качестве отощающей и топливной добавки в составе шихты.
Например, Ростовский №3 и Новочеркасский заводы строительных материалов, Корчеватский, Орский и другие кирпичные заводы. Экономический эффект в результате применения золы на заводе мощностью 100млн. штук кирпича составляет около 200 тыс. руб. в год, кроме того, расход топлива снижается на 20-30%. Применение золошлаковых отходов Черкасской ТЭС для производства стеновых шлакоблоков на Черкасском заводе строительных материалов позволило получить 52 тыс. руб. годовой экономии, а использование тех же отходов в качестве компонента вяжущего при изготовлении силикатного кирпича даёт возможность заводу сократить расход извести на 10% , повысить прочность сырца и марку кирпича.
Сланцевая зола в отличие от золы, получаемой при сжигании каменного и бурого углей, содержит 40-50% окиси кальция и при производстве газобетона может полностью заменить портландцемент на известь.
Промышленное производство сланцезольного газобетона на основе пылевидной золы успешно осуществляется на Ахметском и Нарвском комбинатах строительных материалов в Эстонии. Использование на Прибалтийском заводе ЖБИ золы сухого отбора Прибалтийской ГРЭС и на Берёзовском заводе строительных конструкций золы Верхне-Тагильской ГРЭС взамен части цемента позволило снизить себестоимость 1м3 сборного железобетона на 20%. В таблице 14 представлен экономический эффект переработки энергетических отходов для строительства.
Таблица 14. Направления использования золы Удельный экономический эффект, в руб. в пересчёте на 1 т. золы* Производство цемента и других вяжущих материалов 0,7-3,2 Производство лёгких и ячеистых бетонов на основе зольных заполнителей 10-20 Производство кирпича и мелких блоков с использованием зол 7-9 Дорожное и аэродромное строительство (стабилизация грунтов, засыпки и насыпи) От 5-7 до 8-12 Гидротехническое строительство (активная зольная добавка к бетону) 10 * Все цифровые данные соответствуют состоянию производства строительных материалов на период 1985-1991гг. Как следует из приведённых данных, целесообразно увеличить использование зол и шлаков в производстве вяжущих материалов, например, в качестве глинистого компонента для изготовления клинкера (добавки его при помоле), а также для изготовления известково-зольных вяжущих (15% общей утилизации). Двадцать лет коллектив лаборатории гидравлической переработки минерального сырья под руководством кандидата технич. наук Хрусталёва М.И. занимался технологией производства качественных строительных песков для изготовления бетонных и железобетонных изделий, строительных растворов, силикатного кирпича. В 1989 году в лаборатории были начаты новые разработки по утилизации золошлаковых отходов тепловых электростанций посредством их гидроклассификации, а также натурные крупномасштабные эксперименты с целью выделения шлака из зольной пульпы на золоотвале Змиевской ГРЭС Харьковской области.
Эти исследования, имеющие большое значение для охраны окружающей среды не были завершены в связи с распадом СССР. Проблема использования золошлаковых отходов не утратила своей актуальности, учитывая, что золоотвалы тепловых электростанций России и Украины составили более 4 млрд. т и постоянно пополняются.
Исследования показали, что после гидравлической переработки из золошлаковых отходов можно получить следующие продукты: - шлак для дорожного строительства, а также в качестве крупного заполнителя при изготовлении бетонных не несущих блоков; - золошлаковый песок (фракции 0,1-0,3 мм) может эффективно применяться при производстве керамических изделий, а также в качестве мелкого заполнителя при производстве плит из тяжёлого, лёгкого, ячеистого и керамзитобетона; - мелкая фракция золы (мельче 0,03 мм) может быть использована как активная добавка к цементу.
Исследования ВНИИжелезобетона показали, что замена 20% цемента мелкозернистой золой такой узкой фракции позволяет увеличить прочность бетона на 8%, в то время как добавка того же количества необогащённой зольной смеси приводит к снижению прочности бетона на 15%. При этом экономия цемента от применения мелкозернистой золы в бетоне составит около 60кг на 1 м3 бетона.
Применение такой золы в качестве добавочного компонента шихты при производстве цемента позволяет (за счёт содержания несгоревшего угля в золе) сэкономить 6-8 кг условного топлива на 1т клинкера.
В связи с изменением социально-экономической ситуации в России работы лаборатории гидравлической переработки минерального сырья в настоящее время практически заморожены.
Однако многие разработки лаборатории имеют непреходящую актуальность. Постоянно ужесточающиеся требования к качеству строительства, а, следовательно, и строительных материалов должны стать толчком востребования научно-технического потенциала отрасли.